【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及半导体，尤其涉及一种硅单晶炉内硅溶液液面高度监测系统及其使用方法。
技术介绍
1、制造硅单晶主要采用直拉法(czochralski法)，在硅单晶的生长过程中需要将硅单晶的直径自动控制在目标范围内。为了稳定的控制硅单晶的直径和品质，在硅单晶的生长过程中硅熔体的液面在炉体内的相对高度必须保持不变。通常的做法是设置一个坩埚上升速度与硅单晶提拉速度的比率,这个比率叫埚比,埚比使由于硅单晶生长导致的熔体表面位置下降被坩埚位置上升弥补。埚比的作用是基于坩埚无变形、外形一致性很好、硅单晶的直径恒定的假设，实际上硅单晶生长过程中坩埚高温下会变形，硅单晶的直径也是在一定的范围内波动的，导致使用埚比稳定硅单晶生长过程中的硅熔体液面位置时存在精度差的问题，且往往需要人工调整干预。
技术实现思路
1、本专利技术主要解决的技术问题是提供一种硅单晶炉内硅溶液液面高度监测系统及其使用方法，解决上述现有技术问题中的一个或者多个。
2、为解决上述技术问题，本专利技术采用的一个技术方案是：一种硅单晶炉内硅溶液液面高度监测系统，其创新点在于：包括投影组件、监测组件以及数据处理组件；
3、所述投影组件包括投影仪和一号反射镜，所述反射镜设置在硅单晶炉的一号观察口上方，所述投影仪固定在硅单晶炉上方，所述投影仪的发射口对准反射镜的反射面；
4、所述监测组件为ccd摄像头和二号反射镜，所述二号反射镜安装在硅单晶炉的二号观察口上方，所述ccd摄像头固定在硅单晶炉的上方，所述ccd摄
5、所述数据处理组件包括储存单元、分析单元以及控制单元，所述投影组件和监测组件均与数据处理组件电性连接。
6、在一些实施方式中，所述一号反射镜和二号反射镜的角度可调节。
7、一种硅单晶炉内硅溶液液面高度监测系统的使用方法，包括如下步骤：
8、1)数据收集：设置基准液面高度，在坩埚内添加测量溶液，使测量溶液的液面与基准液面高度一致，打开投影仪投射标准图案，调整一号反射镜，
9、使得其标准图案投射在测量溶液的表面中心位置，调整二号反射镜的角度，
10、使得ccd摄像头能从二号反射镜中拍摄到标准图案的清晰画面，ccd摄像头拍摄到标准图案的清晰画面后保存至数据处理器中的储存单元中，记录为图片n1，分析单元对n1进行分析处理，记录标准图案的轮廓信息为s1，记录标准图案的清晰度为x1；逐步抽出测量溶液，使得标准溶液的液面高度逐步降低，与此同时ccd摄像头每0.1s拍摄一张标准图案在测量溶液的表面上的投射图案，所有的图片依次记录为n1+n，分析单元对n1+n进行分析处理，记录标准图案的轮廓信息依次为s1+n，记录标准图案的依次清晰度为x1+n；
11、2)运行：使用时根据硅材料融化后形成硅溶液，此时硅单晶炉的坩埚处于最低位置，控制单元将控制硅单晶炉抬升，使得硅溶液的液面高度与基准液面高度一致；开始长晶后，ccd摄像头实时拍摄投射图案，分析单元对实时投射图案进行分析并与储存单元中的s1、x1、s1+n和x1+n进行对比，得出结果后，通过控制单元对硅单晶炉的升降机构进行控制抬升，直至实时投射图案的数据与n1的各项数据一致；
12、3)通过控制单元保持实时实时投射图案的数据与n1的各项数据实时一致。
13、在一些实施方式中，所述收集完数据后，投影组件的一号反射镜、投影仪、二号反射镜和ccd摄像头的位置以及固定角度均固定不变化。
14、本专利技术的有益效果是：本技术方案在长晶过程中可以实时监控硅溶液高，通过图像分析识别，来确定实施高度并实时调整时硅溶液的实时高度与基准高度一致，无需实时测算实际高度，降低了数据处理中心的运行内存，提高了计算效率。
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1.一种硅单晶炉内硅溶液液面高度监测系统，其特征在于：包括投影组件、监测组件以及数据处理组件；
2.根据权利要求1所述的一种硅单晶炉内硅溶液液面高度监测系统，其特征在于：所述一号反射镜(110)和二号反射镜(210)的角度可调节。
3.一种硅单晶炉内硅溶液液面高度监测系统的使用方法，其特征在于：包括如下步骤：
4.根据权利要求1所述的一种硅单晶炉内硅溶液液面高度监测系统的使用方法，其特征在于：所述收集完数据后，投影组件的一号反射镜(110)、投影仪(100)、二号反射镜(210)和CCD摄像头(200)的位置以及固定角度均固定不变化。
【技术特征摘要】
1.一种硅单晶炉内硅溶液液面高度监测系统，其特征在于：包括投影组件、监测组件以及数据处理组件；
2.根据权利要求1所述的一种硅单晶炉内硅溶液液面高度监测系统，其特征在于：所述一号反射镜(110)和二号反射镜(210)的角度可调节。
3.一种硅单晶炉内硅溶液液面高度...
【专利技术属性】
技术研发人员：蔡磊，袁森峰，仝省博，张新峰，
申请(专利权)人：江苏卓远半导体有限公司，
类型：发明
国别省市：
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