[发明专利]一种半导体硅材料晶体生长的图像识别控制方法

权利要求书

1.一种半导体硅材料晶体生长的图像识别控制方法，在坩埚上方设有三个摄像机，分别为第一摄像机、第二摄像机、第三摄像机；通过设置加热体对坩埚加热；设置plc控制加热体的发热功率；三个摄像机在坩埚中的硅材料加热时拍摄硅材料的图像；第一摄像机位于坩埚的中央正上方，第二摄像机与第三摄像机位于第二摄像机两侧；提供与三个摄像机连接的计算机，用于测量图像中固相硅的面积；

其特征在于：

对液态图像和固态图像的灰度值和液面晶体面积进行标定，液态图像的灰度值和液面晶体面积分别为G1和S1；固态图像的灰度和液面晶体面积分别为G2和S2；当液面灰度值G和液面晶体面积S同时满足G＝G1、S＝S1时，判定液面全为液态；当液面灰度值G和液面晶体面积S同时满足G1GG2、S1SS2时，判定液面为固液共存态；当液面灰度值G和液面晶体面积S同时满足G＝G2、S＝S2时，判定液面全为固态；

具体的步骤为：

在硅材料熔料阶段，

(1a)、第一摄像机、第二摄像机和摄像机8同时采集硅材料液面图像；

(1b)、第三摄像机的灰度值G8和液面晶体面积S8，初始熔料阶段全为固态G8＝G2、S8＝S2，当第三摄像机采集到的图像的灰度值G8G2、液面晶体面积S8S2时，记录此刻时间为t1，返回上一步，否则进入下一步；

(1c)、当采集到的第二摄像机采集到的图像的灰度值G7G2、液面晶体面积S7S2时，记录此刻时间为t2，返回上一步，否则进入下一步；

(1d)、当采集到的第一摄像机采集到的图像的灰度值G6G2、液面晶体面积S6S2时，记录此刻时间为t3，返回上一步，否则进入下一步；

(1e)、当采集到的第一摄像机采集到的图像的灰度值G6＝G1、液面晶体面积S6＝S1时，判断熔料结束；

步骤(1b)到步骤(1c)定义为熔料第一阶段，计算机根据公式v1＝(L2-L1)/(t2-t1)计算第一阶段的熔料速度v1，将v1反馈给plc，plc根据预设的速度v进行对比，当v1v时，plc将依据v1和v的差值，降低发热体的功率，当v1v时，plc将依据v1和v的差值，增加发热体的功率；

步骤(1c)到步骤(1d)定义为熔料第二阶段，计算机根据公式v2＝L1/(t3-t2)计算第二阶段的熔料速度v2，将v2反馈给plc，plc根据预设的速度v进行对比，当v2v时，plc将依据v2-v的差值，降低发热体的功率；当v2v时，plc依据v2和v的差值，增加发热体的功率；

在晶体生长阶段，

(2a)、第一摄像机、第二摄像机和第三摄像机同时采集硅料液面图像；

(2b)、第一摄像机的灰度值G6和液面晶体面积S6，初始长晶阶段全为液态G6＝G1、S6＝S1，当第一摄像机采集到的图像的灰度值G6G1、液面晶体面积S6S1时，记录此刻时间为t4，返回上一步，否则进入下一步；

(2c)、当采集到的第二摄像机采集到的图像的灰度值G7G1、液面晶体面积S7S1时，记录此刻时间为t5，返回上一步，否则进入下一步；

(2d)、当采集到的第三摄像机采集到的图像的灰度值G8G1、液面晶体面积S8S1时，记录此刻时间为t6，返回上一步，否则进入下一步；

(2e)、当采集到的第三摄像机采集到的图像的灰度值G8＝G2、液面晶体面积S8＝S2时，判断为晶体生长结束；

步骤(2b)到步骤(2c)定义为晶体生长第一阶段，计算机根据公式v3＝(L2-L1)/(t5-t4)计算第一阶段的长晶速度v3，将v3反馈给plc，plc根据预设的晶体生长速度v进行对比，当v3v时，plc依据v3和v的差值，降低发热体的温度下降速度，当v3v时，plc将依据v3和v的差值，提高发热体的温度下降速度；

步骤(2c)到步骤(2d)定义为晶体生长第二阶段，计算机根据公式v4＝L1/(t6-t5)计算第二阶段的晶体生长速度v4，将v4反馈给plc，plc根据预设的晶体生长速度v进行对比，当v4v时，plc依据v4和v的差值，降低发热体的温度下降速度，当v4v时，plc依据v4和v的差值，提高发热体的温度下降速度。

2.根据权利要求1所述的图像识别控制方法，其特征在于：第一摄像机和第二摄像机的距离为L1，第一摄像机和第三摄像机的距离为L2，其中L2L1。

3.根据权利要求2所述的图像识别控制方法，其特征在于：硅材料熔料阶段，液面会从固态变成固液共存态再变成液态；而晶体生长阶段，液面会由液态变成固液共存状态再变成固态。