[发明专利]检测熔体液面位置的方法、装置、设备及计算机存储介质

说明书

本发明实施例公开了一种检测熔体液面位置的方法、装置、设备及计算机存储介质；该方法可以包括：从石英柱的测量端与待测液面相接触开始，按照设定的距离多次下降待测液面的位置，并在每次下降后，获取待测液面的实际位置以及测量端与测量端在待测液面形成的倒影之间的像素间距离测试值；根据待测液面在每次下降后的实际位置以及在每次下降后所获得的所述像素间距离测试值，确定液面实际位置与像素间距离之间的对应关系；在单晶硅生长过程中，获取石英柱的测量端与石英柱的测量端在熔体液面形成的倒影之间的实测像素间距离；根据实测像素间距离以及液面实际位置与像素间距离之间的对应关系，确定所述熔体液面的实测位置。

技术领域

本发明实施例涉及单晶硅生产技术领域，尤其涉及一种检测熔体液面位置的方法、装置、设备及计算机存储介质。

背景技术

单晶硅大部分采用切克劳斯基(Czochralski)法，又或被称之为直拉法制造。该方法是运用熔体的冷凝结晶驱动原理，在固体和液体的交界面处，由于熔体温度下降产生由液体转换成固态的相变化。采用直拉法生长出的单晶硅，其含氧量较高且直径较大，是目前广泛采用的一种方法，然而该方法对单晶的生长环境提出了严格的要求。随着单晶硅固体的不断生长，坩埚中熔体硅的体积逐渐减小，熔体硅的液面不断下降，会对晶体的生长控制和晶体质量造成影响。因此，需要精确地测量熔体液面的位置。

由于被测硅溶液温度高，一般采取非接触测量方法，通常采用的方案包括热屏倒影法，即将电荷耦合器件(CCD，Charge Coupled Device)摄像机安装在硅单晶炉上炉体的观测窗口上，观测单晶炉内热屏下缘和热屏在熔体上的倒影；图像处理系统对CCD拍摄到的图像进行扫描，计算得到热屏在熔体上倒影的半径，将这个半径值代入经推导得到的热屏倒影半径r同液面相对高度H关系公式计算出液面相对高度。通过以上描述可知：热屏倒影法虽然结构和安装都较为简单，但由于热屏底部边缘是闭合的圆，无特殊的特征点，因此热屏和其倒影间位置变化量无法准确测量，且在单晶生长过程中液面高低不同会导致热屏倒影在液面呈现的区域大小不一致，同样无法准确测得热屏倒影坐标及其变化量。

发明内容

有鉴于此，本发明实施例期望提供一种检测熔体液面位置的方法、装置、设备及计算机存储介质；能够提升熔体液面位置的测量精度，提高硅单晶生长的成晶率和生产效率。

本发明实施例的技术方案是这样实现的：

第一方面，本发明实施例提供了一种检测熔体液面位置的方法，所述方法应用于导流筒下部设置有L型石英柱的单晶炉，且所述石英柱的测量端垂直于待测液面且沿竖直向下方向，并且低于所述导流筒的最低点，所述方法包括：

从所述石英柱的测量端与所述待测液面相接触开始，按照设定的距离多次下降所述待测液面的位置，并在每次下降后，获取所述待测液面的实际位置以及所述测量端与所述测量端在所述待测液面形成的倒影之间的像素间距离测试值；

根据所述待测液面在每次下降后的实际位置以及在每次下降后所获得的所述像素间距离测试值，确定液面实际位置与像素间距离之间的对应关系；

在单晶硅生长过程中，获取所述石英柱的测量端与所述石英柱的测量端在熔体液面形成的倒影之间的实测像素间距离；

根据所述实测像素间距离以及所述液面实际位置与像素间距离之间的对应关系，确定所述熔体液面的实测位置。

第二方面，本发明实施例提供了一种检测熔体液面位置的装置，所述装置包括：

设置于导流筒下部的L型石英柱，所述石英柱的测量端垂直于待测液面且沿竖直向下方向，并且低于所述导流筒的最低点；

控制部分，经配置为从石英柱的测量端与待测液面相接触开始，按照设定的距离多次下降所述待测液面的位置；

第一获取部分，经配置为在每次下降后，获取所述待测液面的实际位置；