[发明专利]一种拉晶晃动监测方法、存储介质、终端和拉晶设备

说明书

本发明提供了一种拉晶晃动监测方法、存储介质、终端和拉晶设备，属于半导体领域，方法包括采集图像并判定当前拉晶阶段、根据拉晶阶段定位区域R、提取目标轮廓、直线拟、计算晃动值S；拉晶设备包括炉体、旋转坩埚、拉晶单元、状态监测单元、加料器和控制器，拉晶单元根据晃动值S调整拉晶升降速度和转速，以保证拉晶稳定。本发明基于图像处理和直线拟合技术实时计算拉晶的晃动值，从而通过晃动值监测晶棒的状态，以此保证拉晶状态的稳定，并提高拉晶质量，便于在半导体制造领域推广应用。

技术领域

本发明属于半导体领域，涉及拉晶控制技术，具体涉及一种拉晶晃动监测方法、存储介质、终端和拉晶设备。

背景技术

单晶硅是目前半导体行业的初始材料，因此其质量控制显得尤为重要。在制备单晶硅的过程中，晶棒拉制需要维持稳定的状态，以保证籽晶长晶不会发生大的晃动。因此，需要在拉晶过程中，实时观测晶棒的空间状态。

然而，目前晶棒的观测主要是靠人工，通过视窗观察籽晶与硅料熔化液面处的空间位置状态判定晶棒是否发生倾斜或晃动。该方法人工疲劳且难于保证持久的稳定高精度观测，这将导致晶棒晃动、尤其是微观晃动漏查或不可查，难于保证拉晶质量。

因此，亟需一种自动化或智能化的晶棒晃动值实时监测方法和系统，以保证拉晶的稳定性和拉晶质量。

发明内容

为了克服现有技术的不足，本发明的目的在于提供一种拉晶晃动监测方法、存储介质、终端和拉晶设备，其能解决上述问题。

一种基于直线拟合的拉晶晃动监测方法，方法包括：

S1、采集图像并判定当前拉晶阶段，通过监测相机多次曝光采集拉晶炉内图像；

S2、根据拉晶阶段定位区域R；

S3、提取目标轮廓；

S4、直线拟合，对目标轮廓直线拟合获得拟合直线；

S5、计算晃动值S。

进一步的，晃动值检测的拉晶阶段包括单双光圈阶段、饱满点直径阶段、引晶阶段、放肩阶段和等径阶段。

进一步的，当拉晶阶段判定为单双光圈阶段或饱满点直径阶段，定位区域R为选取粗圆柱区域R₁和其中心(x,y)，目标轮廓为根据粗圆柱区域R₁和筛选出的左侧轮廓C_L和右侧轮廓C_R，晃动值S为根据两侧轮廓获得的两拟合直线与X轴夹角的均值。

进一步的，当拉晶阶段判定为引晶阶段，定位区域R为选取细圆柱区域R₄；提取的轮廓为根据角度筛选的近似垂直轮廓C_v，晃动值S为根据近似垂直轮廓C_v的拟合直线L_v与X轴夹角。

进一步的，当拉晶阶段判定为等径阶段，步骤S2的定位区域包括：S21、粗定位区域R₅；S22、定位亮区域R₆；S23、区域运算获得等径定位区域R₆＝粗定位区域R₅-定位亮区域R₆；S24、去除等径定位区域R₆中间区域干扰；步骤S3为选取去干扰后的等径定位区域R₆的左右内侧轮廓C_L和C_R，晃动值S为左内侧轮廓C_Lin和右内侧轮廓C_Rin的拟合直线与X轴夹角的均值，即