[发明专利]一种用于晶体直径测量的自动校准方法及校准系统

说明书

本发明提供一种用于晶体直径测量的自动校准方法及校准系统，所述校准方法包括：提供长晶炉，所述长晶炉的上方设置有第一校准CCD相机、第二校准CCD相机以及测量CCD相机；在长晶过程中，通过所述测量CCD相机获取晶体的直径；由所述第一校准CCD相机和所述第二校准CCD相机分别捕捉所述晶体关于圆心对称的两个边缘，以获取所述晶体的实测直径；利用所述实测直径对所述测量直径进行校准。本发明提供的用于晶体直径测量的自动校准方法及校准系统，模拟了人工校准直径的方法，自动对晶体直径进行实时在线校准，从而精确控制晶体直径，有效降低成本，增加长晶的效率。

技术领域

本发明涉及半导体技术领域，具体而言涉及一种用于晶体直径测量的自动校准方法及校准系统。

背景技术

随着科技的发展、新电子产品的不断出现，对大直径单晶硅的需要量增长迅速。目前常见的单晶硅生长方法是直拉法，即在单晶炉中，使籽晶浸入容置于坩埚的硅熔体中，在转动籽晶及坩埚的同时提拉籽晶，以在籽晶下端依次进行引晶、放肩、转肩、等径及收尾，获得单晶硅棒。在利用直拉法制备大尺寸硅单晶的过程中，为了提高材料的利用率并保证晶体直径达到要求，需要在长晶过程对硅棒的直径进行精确控制。

目前的单晶硅直径控制方法主要是利用图像传感器，如CCD相机采集炉内三相交界处的图像，然后利用计算对图像进行处理，得出晶体的直径并反馈回控制系统对长晶进行控制。为了达到有效精确的长晶控制，CCD相机获得的直径准确度至关重要。

随着长晶技术不断发展，热场设计和工艺等关键技术不断发展，使得CCD测直径需要满足在不同热场和工艺条件下的测直径的要求。因此，在实际长晶过程中，需要不断对CCD相机获得的直径进行校准，通过实际测定的晶体直径来校准CCD直径，达到精确获得直径的要求。目前采用的校准方法主要有两种，一种是长晶过程中由操作人员利用观察窗口实时测量晶体的直径，这种方法精确度较低，并且增加人力成本；另一种是长晶结束后实际测量晶体的直径进行校准，这种方法不能够实时进行校准，因此会造成材料的浪费。

因此，有必要提出一种用于晶体直径测量的自动校准方法及校准系统，以解决上述问题。

发明内容

在发明内容部分中引入了一系列简化形式的概念，这将在具体实施方式部分中进一步详细说明。本发明的发明内容部分并不意味着要试图限定出所要求保护的技术方案的关键特征和必要技术特征，更不意味着试图确定所要求保护的技术方案的保护范围。

针对现有技术的不足，本发明提供一种用于晶体直径测量的自动校准方法，所述方法包括：

提供长晶炉，所述长晶炉的上方设置有第一校准CCD相机、第二校准CCD相机以及测量CCD相机；

在长晶过程中，通过所述测量CCD相机获取晶体的直径；

由所述第一校准CCD相机和所述第二校准CCD相机分别捕捉所述晶体关于圆心对称的两个边缘，以获取所述晶体的实测直径；

利用所述实测直径对所述测量直径进行校准。

示例性地，所述第一校准CCD相机和所述第二校准CCD相机的中心间距等于所述晶体的设定直径。

示例性地，获取所述晶体的实测直径的方法包括：以所述第一校准CCD相机和所述第二校准CCD相机的中心所对应的位置作为标记位置；由所述第一校准CCD相机和所述第二校准CCD相机分别捕捉所述晶体关于圆心对称的两个边缘，偏离所述标记位置的距离表示所述晶体的直径的变化量。

示例性地，所述第一校准CCD相机和所述第二校准CCD相机设置于所述长晶炉原有的用于进行人工测量的观察口处。

示例性地，所述测量CCD相机的光轴与所述晶体的中轴线之间成大于0度小于90度的夹角。

本发明还提供一种用于晶体直径测量的自动校准系统，所述校准系统包括：