【技术实现步骤摘要】
本申请涉及半导体生产，尤其涉及一种硅棒内力检测系统、检测方法及截断方法。
技术介绍
1、目前，在单晶硅生产期间，由于拉晶工艺的特点，硅棒内会存在热内力。热内力会导致拉晶过程中硅棒出现位错，并且待硅棒冷却后仍会有部分内力残留，在后续将长棒截断成短棒时，如果切到内力部分，硅棒大概率会出现碎裂，裂纹延伸导致硅棒资源的浪费。
2、相关技术中，在检测硅棒内部的缺陷时，一般仅能检测到硅棒内部的隐裂，无法检测出硅棒的内力，而隐裂是内力和位错导致的结果，因此该检测技术存在迟滞。并且，实际应用中每根出炉的晶棒都可能存在内力，按照现有技术中根据表面位错现象和隐裂截断硅棒时，出现硅棒碎裂的概率非常高，造成较多的拉晶资源浪费。
技术实现思路
1、本申请的目的旨在至少在一定程度上解决上述的技术问题之一。
2、为此，本申请的第一个目的在于提出一种硅棒内力检测系统。该系统能够准确检测出硅棒内部残余内力的分布，便于后续根据内力分布进行硅棒的截断，有利于节省硅棒资源。
3、本申请的第二个目的在于提出一种硅棒内力检测方法。
4、本申请的第三个目的在于提出一种硅棒截断方法。
5、为达上述目的，本申请第一方面实施例提出了一种硅棒内力检测系统，该系统包括：机架、内力检测组件、旋转组件和控制模块，其中，
6、所述控制模块分别与所述内力检测组件和所述旋转组件建立通信连接，所述机架用于支撑所述内力检测组件、所述旋转组件和待测硅棒；
7、所述内力检
8、所述旋转组件用于带动所述待测硅棒全方位旋转，以对所述待测硅棒进行全角度的内力检测；
9、所述控制模块用于控制相连设备的运行，并对所述灰度值图像进行分析处理，根据所述灰度值图像的灰度值变化确定所述待测硅棒的内力分布。
10、另外，本申请实施例的硅棒内力检测系统还具有如下附加的技术特征：
11、可选地，在一些实施例中，所述内力检测组件，包括：内力光波发生器，所述内力光波发生器包括红外光源和起偏元件；内力光波接收器，所述内力光波接收器包括检偏元件、红外光学镜头和红外相机，所述内力光波接收器用于接收穿透所述待测硅棒的红外偏振光线，并生成所述灰度值图像。
12、可选地，在一些实施例中，所述旋转组件，包括：旋转电机、旋转减速器、主动滚轮组、从动滚轮组和旋转基座，其中，所述旋转电机与所述旋转减速器相连，所述旋转减速器还与所述主动滚轮组相连；所述旋转减速器用于将所述旋转电机产生的扭矩传递至所述主动滚轮组，以驱动所述待测硅棒转动。
13、可选地，在一些实施例中，该系统还包括：检测运动组件，所述检测运动组件包括：三轴运动机构和检测组件安装座；所述检测运动组件用于驱动所述内力检测组件移动，并与所述旋转组件协同工作实现对所述待测硅棒进行全角度和全尺寸的内力检测。
14、为实现上述目的，本专利技术第二方面实施例提出了一种硅棒内力检测方法，该方法应用于上述第一方面的硅棒内力检测系统，该方法包括：
15、控制内力检测组件从待测硅棒的一端沿硅棒的轴向移动至另一端的过程中，向所述待测硅棒发射红外偏振光线，并采集所述内力检测组件生成的灰度值图像；
16、控制旋转组件将所述待测硅棒旋转预设角度，并重复进行内力检测和图像采集，直至获取所述待测硅棒在全角度下的多个灰度值图像；
17、计算每个所述灰度值图像中不同区域的多种灰度参数，并基于全部所述灰度值图像的灰度参数计算结果，将所述待测硅棒划分为不同的内力差异区域。
18、另外，本申请实施例的硅棒内力检测方法还具有如下附加的技术特征：
19、可选地，在一些实施例中，所述多种灰度参数包括灰度平均值和灰度偏差值，所述计算每个所述灰度值图像中不同区域的多种灰度参数，包括：获取所述灰度值图像中任一单位区域中的各个像素点的灰度值，并确定所述任一单位区域中的像素点总数；根据所述各个像素点的灰度值和所述像素点总数，计算所述任一单位区域的灰度平均值；基于所述灰度平均值、所述各个像素点的灰度值和所述像素点总数，计算所述任一单位区域的灰度偏差值。
20、可选地，在一些实施例中，所述不同的内力差异区域包括：正常区、内力区、位错区和隐裂区，所述将所述待测硅棒划分为不同的内力差异区域，包括：根据全部所述灰度值图像的灰度参数计算结果，确定所述待测硅棒中每个区域的所述灰度平均值和所述灰度偏差值；对于每个区域，分别将所述灰度平均值和所述灰度偏差值与对应的区域划分阈值进行比较，确定每个区域对应的内力缺陷类型。
21、可选地，在一些实施例中，在所述控制内力检测组件从待测硅棒的一端沿硅棒的轴向移动至另一端之前，还包括：检测所述待测硅棒的尺寸参数，其中，所述尺寸参数包括所述待测硅棒的直径；根据所述尺寸参数调整检测运动组件的位置，以将内力检测组件调整至针对所述待测硅棒的最佳工作位置。
22、为实现上述目的，本专利技术第三方面实施例提出了一种硅棒截断方法，该方法包括以下步骤：
23、获取硅棒的内力检测结果，其中，所述内力检测结果是采用上述第二方面所述的硅棒内力检测方法得到的，所述内力检测结果包括所述硅棒划分后的不同的内力差异区域；
24、确定当前截断所述硅棒的需求偏好，基于所述需求偏好和所述硅棒划分后的不同的内力差异区域，确定针对所述硅棒的截断策略。
25、可选地，在一些实施例中，所述需求偏好包括省节拍偏好和省物料偏好，所述基于所述需求偏好和所述硅棒划分后的多类型区域，确定针对所述硅棒的截断策略，包括：在所述需求偏好是所述省节拍偏好的情况下，将所述硅棒的正常区与内力区的分界线作为截断位置进行截断，保留所述硅棒的正常区；在所述需求偏好是所述省物料偏好的情况下，将所述硅棒的内力区与位错区的分界线作为第一截断位置进行截断，保留所述硅棒的正常区和内力区，并确定碎裂终止线位置；基于所述碎裂终止线位置在内力区中选取第二截断位置进行截断，保留所述硅棒未发生碎裂的区域。
26、本申请的实施例提供的技术方案至少带来以下有益效果：
27、本申请向待测硅棒发射红外光线，基于硅棒内力造成的内部形变改变了光的传播路径的原理来采集灰度值图像，再通过分析图像中灰度值的变化确定硅棒的内力分布特征，将硅棒按照缺陷类型划分多个区域。从而，本申请能够准确检测出硅棒内部残余内力的分布情况，通过对硅棒进行全角度和全尺寸的内力检测，提高了硅棒内力检测的准确性和全面性。并且，本申请还能够根据内力分布进行硅棒的截断，降低了截断硅棒时出现碎裂的概率，避免拉晶资源浪费，且减少了截断工作的执行次数，有利于节省资源，提高硅棒生产效率。
28、本申请附加的方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本申请的实践了解本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种硅棒内力检测系统，其特征在于，包括：机架、内力检测组件、旋转组件和控制模块，其中，
2.根据权利要求1所述的硅棒内力检测系统，其特征在于，所述内力检测组件，包括：
3.根据权利要求1所述的硅棒内力检测系统，其特征在于，所述旋转组件，包括：旋转电机、旋转减速器、主动滚轮组、从动滚轮组和旋转基座，其中，
4.根据权利要求1所述的硅棒内力检测系统，其特征在于，还包括：检测运动组件，所述检测运动组件包括：三轴运动机构和检测组件安装座；
5.一种硅棒内力检测方法，其特征在于，应用于如权利要求1至4中任一项所述的硅棒内力检测系统，所述方法包括以下步骤：
6.根据权利要求5所述的硅棒内力检测方法，其特征在于，所述多种灰度参数包括灰度平均值和灰度偏差值，所述计算每个所述灰度值图像中不同区域的多种灰度参数，包括：
7.根据权利要求6所述的硅棒内力检测方法，其特征在于，所述不同的内力差异区域包括：正常区、内力区、位错区和隐裂区，所述将所述待测硅棒划分为不同的内力差异区域，包括：
8.根据权利要求5所述的硅棒内
9.一种硅棒截断方法，其特征在于，包括以下步骤：
10.根据权利要求9所述的硅棒截断方法，其特征在于，所述需求偏好包括省节拍偏好和省物料偏好，所述基于所述需求偏好和所述硅棒划分后的多类型区域，确定针对所述硅棒的截断策略，包括：
...【技术特征摘要】
1.一种硅棒内力检测系统，其特征在于，包括：机架、内力检测组件、旋转组件和控制模块，其中，
2.根据权利要求1所述的硅棒内力检测系统，其特征在于，所述内力检测组件，包括：
3.根据权利要求1所述的硅棒内力检测系统，其特征在于，所述旋转组件，包括：旋转电机、旋转减速器、主动滚轮组、从动滚轮组和旋转基座，其中，
4.根据权利要求1所述的硅棒内力检测系统，其特征在于，还包括：检测运动组件，所述检测运动组件包括：三轴运动机构和检测组件安装座；
5.一种硅棒内力检测方法，其特征在于，应用于如权利要求1至4中任一项所述的硅棒内力检测系统，所述方法包括以下步骤：
6.根据权利要求5所述的硅棒内力检测方法，其特征在于，所述...
【专利技术属性】
技术研发人员：朱亮，谢龙辉，张遵浩，曹震，李宏，杨波，
申请(专利权)人：杭州中为光电技术有限公司，
类型：发明
国别省市：
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