直拉硅单晶生长过程可视化系统构建方法技术方案

技术编号:40536337 阅读:41 留言:0更新日期:2024-03-01 13:58
本发明专利技术公开了一种直拉硅单晶生长过程可视化系统构建方法,通过云平台将前端用户交互界面和后端核心数据处理中心连接。系统总体设计包含可视化层、业务层和数据层三个部分,能够对直拉硅单晶生长全过程进行实时、高保真可视化模拟和状态监控。本发明专利技术建立了直拉硅单晶虚拟场景三维模型,具备实时工艺参数显示、场景漫游、状态监控、故障报警等功能。系统具有可视化程度高、交互能力强、实时性强等特点。通过实际晶体生长实验验证,本方法所构建的直拉硅单晶生长过程可视化仿真系统有利于降低硅单晶生长实验成本、对优化硅单晶生长工艺参数和提高硅单晶品质具有一定指导意义。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于半导体行业直拉硅单晶生长,具体涉及一种直拉硅单晶生长过程可视化系统构建方法


技术介绍

1、硅单晶是制备集成电路芯片的主要原材料。高品质、低纳米制程、高良品率的硅单晶生产技术是决定一个国家集成电路产业水平的首要衡量指标,也是制约我国集成电路产业发展的首道障碍。硅单晶材料是生长设备和生产工艺完美结合的产物。但是,高端的硅单晶生产设备和生长工艺均被国外少数公司垄断,且不断制裁和打压我国民族集成电路工业的发展。我国硅材料生产依旧面临着生长设备价格昂贵、生长工艺难摸索、实验成本高昂、回报率低等显著问题。目前,市场上没有一套成熟的可视化工业仿真系统为硅单晶生产厂商解决上述问题并辅助生产。这也成为我国硅材料产业发展缓慢的一项客观因素。因此研发硅单晶生长过程虚拟可视化仿真系统对全产业界十分必要。工业仿真就是对实体工业的一种虚拟,是将实体工业中的各个模块转化并整合到一个虚拟的体系中。伴随着工业的发展,我国工业仿真软件也经历了长足的发展。传统的工业仿真软件如组态王、mcgs、wincc、力控等,虽然提供了丰富的图形库和功能模块,可根据工业需求进行界面设计,但存本文档来自技高网...

【技术保护点】

1.直拉硅单晶生长过程可视化系统构建方法,其特征在于,直拉硅单晶生长过程可视化系统由可视化层、业务层、数据层组成,可视化层包含系统二维浏览器界面设计和三维虚拟场景搭建,三维虚拟场景搭建分为硅单晶生长设备建模、模型渲染、虚拟场景初始化;数据层分为三部分:数据采集、数据分析、数据存储;业务层包括后台管理、数据交互、作业可视化、设备健康管理四个部分。

2.根据权利要求1所述的直拉硅单晶生长过程可视化系统构建方法,其特征在于,所述三维虚拟场景搭建包括硅单晶生长相关设备建模和虚拟场景初始化,三维建模要求按照1:1的比例完成硅单晶生长设备、场景模型的构建,浏览器页面是该层级三维可视化功能...

【技术特征摘要】

1.直拉硅单晶生长过程可视化系统构建方法,其特征在于,直拉硅单晶生长过程可视化系统由可视化层、业务层、数据层组成,可视化层包含系统二维浏览器界面设计和三维虚拟场景搭建,三维虚拟场景搭建分为硅单晶生长设备建模、模型渲染、虚拟场景初始化;数据层分为三部分:数据采集、数据分析、数据存储;业务层包括后台管理、数据交互、作业可视化、设备健康管理四个部分。

2.根据权利要求1所述的直拉硅单晶生长过程可视化系统构建方法,其特征在于,所述三维虚拟场景搭建包括硅单晶生长相关设备建模和虚拟场景初始化,三维建模要求按照1:1的比例完成硅单晶生长设备、场景模型的构建,浏览器页面是该层级三维可视化功能模块渲染的载体,同时也是系统的集成页面,旨在以直观、实时的方式完成硅单晶生长虚拟仿真系统的功能展示。

3.根据权利要求2所述的直拉硅单晶生长过程可视化系统构建方法,其特征在于,所述构建虚拟场景的基础是进行设备三维建模,根据物理厂区的实际建筑结构1:1进行3d模型构建,实现真实性优和沉浸感强的虚拟场景,系统3d模型通过blender绘制,对实际硅单晶生长环境进行全方位参考,首先对直拉硅单晶生长虚拟厂区进行三维建模,虚拟厂区分为上下两层,上层中央处镂空,再将生产所需的各种设备划分为核心设备和辅助设备,并对这些设备进行三维建模,核心设备即单晶炉,是用于制备硅单晶的主设备,单晶炉从顶部到底部依次为籽晶升降及旋转机构、副炉室、炉盖及隔离阀室、主炉室,主副炉室提升与支撑机构位于左侧与主副炉室相连接,其余作为单晶炉的辅助设备,包括交换机、除尘罐、控制台、电控柜、水凝器、真空泵,交换机通过管线与单晶炉底部左侧专用接口处,保证炉内达到符合工艺要求的真空度;真空泵与除尘罐连接后通过两条管道连接至单晶炉底部右侧专用管道处;水凝器通道多条输水管道连接至单晶炉底部三分之一接口处,控制台位于虚拟场景一层镂空区域左侧角,实现对系统的功能操控;

4.根据权利要求3所述的直拉硅单晶生长过程可视化系统构建方法,其特征在于,设备模型构建好后,需要将模型按照实际物理机房的布局进行排列,采用场景树作为模型管理的方法,场景树包含根节点、枝节点和叶节点;

5.根据权利要求4所述的直拉硅单晶生长过程可视化系统构建方法,其特征在于,所述业务层中后台管理模块为独立的模块,数据交互贯穿整个业务层,作业可视化作为数据显示和设备健康管理模块的载体,与数据交互和设备健康管理模块相融合,其中,后台管理模块部分包括用户管理和系统功能,用户管理分为普通用户和管理者,在显示用户信息的同时对用户进行系统功能的权限管理...

【专利技术属性】
技术研发人员:刘丁黄伟超杨喆张亮
申请(专利权)人:西安理工大学
类型:发明
国别省市:

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