本技術(shù)涉及半導(dǎo)體生產(chǎn)，尤其是涉及一種單晶爐液位校準(zhǔn)輔助裝置。

背景技術(shù)：

1、生產(chǎn)單晶硅棒時(shí)，需要使用加熱器將坩堝內(nèi)的多晶硅料加熱至熔化，然后再采用直拉法拉制單晶硅棒，在拉制單晶硅棒的過(guò)程中，由于硅液減少，需通過(guò)提升坩堝高度以保證液位平穩(wěn)，使拉晶順暢，并保證拉晶質(zhì)量。

2、現(xiàn)有技術(shù)中用于監(jiān)控液位的方法有“重量法-圓心法”，直拉單晶爐通過(guò)重量傳感器計(jì)算坩堝中的剩料重量，在程序中設(shè)置單公斤硅料減重-坩堝提升距離，從而系統(tǒng)會(huì)計(jì)算出一個(gè)目標(biāo)液位值，而單晶爐上的相機(jī)通過(guò)捕捉像素值測(cè)量出一個(gè)當(dāng)前液位值，系統(tǒng)通過(guò)對(duì)比當(dāng)前液位值和目標(biāo)液位值調(diào)節(jié)堝升速度從而控制液面距離。本方法的弊端在于單公斤硅料減重-坩堝提升距離值隨坩堝內(nèi)徑以及硅液在坩堝位置不同而不同，且差異較大，故液面距離不能實(shí)現(xiàn)精準(zhǔn)調(diào)控。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、本實(shí)用新型的目的在于提供一種單晶爐液位校準(zhǔn)輔助裝置，以解決上述背景中的問(wèn)題。

2、本實(shí)用新型采用的技術(shù)方案是：一種單晶爐液位校準(zhǔn)輔助裝置，其包括：相機(jī)、液位基準(zhǔn)桿和液位校準(zhǔn)桿，所述液位基準(zhǔn)桿設(shè)于導(dǎo)流筒與坩堝之間，用于指示所述坩堝中硅液的初始液位；在所述坩堝的升降過(guò)程中，所述液位校準(zhǔn)桿在所述硅液中的倒影，為所述相機(jī)提供攝像基準(zhǔn)點(diǎn)。

3、優(yōu)選的，所述液位基準(zhǔn)桿呈倒l形，其貫穿并掛設(shè)于所述導(dǎo)流筒的下沿。

4、優(yōu)選的，所述液位基準(zhǔn)桿的橫端部設(shè)有限位部，所述限位部卡接所述導(dǎo)流筒的下沿。

5、優(yōu)選的，所述液位基準(zhǔn)桿底端距所述導(dǎo)流筒下沿20cm～30cm。

6、優(yōu)選的，所述液位校準(zhǔn)桿包括豎直部和水平部，所述豎直部頂端設(shè)有螺紋，其貫穿所述導(dǎo)流筒下沿后被螺母緊固。

7、優(yōu)選的，所述豎直部的長(zhǎng)度為50mm～80mm。

8、優(yōu)選的，所述水平部沿背離所述導(dǎo)流筒軸線的方向延伸20mm～30mm。

9、優(yōu)選的，所述液位基準(zhǔn)桿為石英液位基準(zhǔn)桿，所述液位校準(zhǔn)桿為石英液位校準(zhǔn)桿。

10、優(yōu)選的，所述相機(jī)為ccd相機(jī)，其安裝于所述液位校準(zhǔn)桿上方的單晶爐壁上。

11、本實(shí)用新型具有的有益效果是：本單晶爐液位校準(zhǔn)輔助裝置通過(guò)預(yù)先采集像素差與堝升比，得到坩堝升降比例系數(shù)，再在拉晶過(guò)程中監(jiān)控液位校準(zhǔn)桿至導(dǎo)流筒上固定點(diǎn)位的距離來(lái)輔助監(jiān)控液位、調(diào)控液位，實(shí)現(xiàn)了硅液液位的精準(zhǔn)調(diào)控，避免了常規(guī)監(jiān)控液位方法因坩堝尺寸及硅液在其中位置不同而導(dǎo)致的誤差，避免了因液面位置波動(dòng)而產(chǎn)生的單晶缺陷，為先進(jìn)制程奠定了基礎(chǔ)。

技術(shù)特征：

1.一種單晶爐液位校準(zhǔn)輔助裝置，其特征在于，包括：相機(jī)、液位基準(zhǔn)桿和液位校準(zhǔn)桿，所述液位基準(zhǔn)桿設(shè)于導(dǎo)流筒與坩堝之間，用于指示所述坩堝中硅液的初始液位；在所述坩堝的升降過(guò)程中，所述液位校準(zhǔn)桿在所述硅液中的倒影，為所述相機(jī)提供攝像基準(zhǔn)點(diǎn)。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的單晶爐液位校準(zhǔn)輔助裝置，其特征在于，所述液位基準(zhǔn)桿呈倒l形，其貫穿并掛設(shè)于所述導(dǎo)流筒的下沿。

3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的單晶爐液位校準(zhǔn)輔助裝置，其特征在于，所述液位基準(zhǔn)桿的橫端部設(shè)有限位部，所述限位部卡接所述導(dǎo)流筒的下沿。

4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的單晶爐液位校準(zhǔn)輔助裝置，其特征在于，所述液位基準(zhǔn)桿底端距所述導(dǎo)流筒下沿20cm～30cm。

5.根據(jù)權(quán)利要求1-4任一所述的單晶爐液位校準(zhǔn)輔助裝置，其特征在于，所述液位校準(zhǔn)桿包括豎直部和水平部，所述豎直部頂端設(shè)有螺紋，其貫穿所述導(dǎo)流筒下沿后被螺母緊固。

6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的單晶爐液位校準(zhǔn)輔助裝置，其特征在于，所述豎直部的長(zhǎng)度為50mm～80mm。

7.根據(jù)權(quán)利要求5所述的單晶爐液位校準(zhǔn)輔助裝置，其特征在于，所述水平部沿背離所述導(dǎo)流筒軸線的方向延伸20mm～30mm。

8.根據(jù)權(quán)利要求1-4、6-7任一所述的單晶爐液位校準(zhǔn)輔助裝置，其特征在于，所述液位基準(zhǔn)桿為石英液位基準(zhǔn)桿，所述液位校準(zhǔn)桿為石英液位校準(zhǔn)桿。

9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的單晶爐液位校準(zhǔn)輔助裝置，其特征在于，所述相機(jī)為ccd相機(jī)，其安裝于所述液位校準(zhǔn)桿上方的單晶爐壁上。

技術(shù)總結(jié)
本技術(shù)提供一種單晶爐液位校準(zhǔn)輔助裝置，其包括：相機(jī)、液位基準(zhǔn)桿和液位校準(zhǔn)桿，所述液位基準(zhǔn)桿設(shè)于導(dǎo)流筒與坩堝之間，用于指示所述坩堝中硅液的初始液位；在所述坩堝的升降過(guò)程中，所述液位校準(zhǔn)桿在所述硅液中的倒影，為所述相機(jī)提供攝像基準(zhǔn)點(diǎn)。本技術(shù)中的單晶爐液位校準(zhǔn)輔助裝置通過(guò)預(yù)先采集像素差與堝升比，得到坩堝升降比例系數(shù)，再在拉晶過(guò)程中監(jiān)控液位校準(zhǔn)桿至導(dǎo)流筒上固定點(diǎn)位的距離來(lái)輔助監(jiān)控液位、調(diào)控液位，實(shí)現(xiàn)了硅液液位的精準(zhǔn)調(diào)控，避免了常規(guī)監(jiān)控液位方法因坩堝尺寸及硅液在其中位置位置不同而導(dǎo)致的誤差，避免了因液面位置波動(dòng)而產(chǎn)生的單晶缺陷，為先進(jìn)制程奠定了基礎(chǔ)。

技術(shù)研發(fā)人員：張凈源,婁中士,李鵬飛,李振,王旭升,段媛媛,賈海洋,周宏邦,王淼
受保護(hù)的技術(shù)使用者：內(nèi)蒙古中環(huán)領(lǐng)先半導(dǎo)體材料有限公司
技術(shù)研發(fā)日：20240119
技術(shù)公布日：2024/12/23