[发明专利]一种单晶硅棒直径的检测方法及检测装置

说明书

本发明实施例提供的一种单晶硅棒直径的检测方法及检测装置，该方法包括：获取图像采集装置采集的多帧连续的样本图像及所述样本图像对应的拍摄位置；确定所述样本图像中的检测区域的平均灰度值，并根据所述平均灰度值和所述拍摄位置绘制坐标位置曲线图；其中，所述平均灰度值为所述坐标位置曲线图的纵坐标，所述拍摄位置为所述坐标位置曲线图的横坐标；在所述坐标位置曲线图中选取第一峰值点和第二峰值点，并根据所述第一峰值点和所述第二峰值点确定所述单晶硅棒的直径。本发明实施例通过根据对图像采集装置采集的样本图像，进行坐标位置曲线图的绘制，根据坐标位置曲线图的峰值点能够准确的确定单晶硅棒的直径。

技术领域

本发明涉及单晶炉控制技术领域，尤其涉及一种单晶硅棒直径的检测方法及检测装置。

背景技术

目前，采用直拉法制备单晶硅棒时，首先是在单晶炉的石英坩埚中加热熔化高纯度的多晶硅硅料，将单晶籽晶浸入到石英坩埚中的熔融硅液表面，在籽晶下端依次进行引晶、放肩、转肩、等径、收尾等晶体生长工艺，在转动籽晶、坩埚的同时向上提拉晶体逐渐生长形成单晶硅棒。

在晶体生长过程中，固态晶体与熔融硅液的交界处温度较高，在硅棒与熔融硅液的交界处形成一个明亮的光环，称为光圈。光圈的变化能够反映直径的变化情况，通过检测光圈可以实现对晶体生长过程中直径的检测。

在先技术中，通常通过图像采集，获取光圈对应的椭圆图像，然后采用圆弧拟合方法处理椭圆的边界图像从而计算得到硅棒的直径，但是在图像采集过程中，由于摄像机位置和角度的问题，光圈图像为带有畸变的不完整的圆，因此圆弧拟合方法计算得到的硅棒的直径的精度误差较大。

发明内容

本发明提供一种单晶硅棒直径的检测方法，以解决现有计算的单晶硅棒直径存在精度低误差大的问题。

本发明一方面提供了一种单晶硅棒直径的检测方法，包括：

获取图像采集装置采集的多帧连续的样本图像及所述样本图像对应的拍摄位置；其中，所述导轨机构的延伸方向与所述单晶硅棒的轴线方向垂直；所述图像采集装置设置在所述导轨机构上，并且在所述导轨机构上移动；所述图像采集装置的摄像头的光轴与所述导轨机构的延伸方向垂直；所述图像采集装置被配置为沿所述导轨机构移动的同时采集所述单晶硅棒的样本图像；

确定所述样本图像中的检测区域的平均灰度值，并根据所述平均灰度值和所述拍摄位置绘制坐标位置曲线图；其中，所述平均灰度值为所述坐标位置曲线图的纵坐标，所述拍摄位置为所述坐标位置曲线图的横坐标；

在所述坐标位置曲线图中选取第一峰值点和第二峰值点，并根据所述第一峰值点和所述第二峰值点确定所述单晶硅棒的直径。

可选地，获取各所述样本图像对应的拍摄位置包括：

获取所述图像采集装置采集的多帧连续的样本图像；

获取所述图像采集装置在所述导轨机构上的移动速度和采样频率；

根据所述移动速度和所述采样频率，确定各所述样本图像对应的拍摄位置。

可选地，所述导轨机构上设置有刻度标尺，则获取各所述样本图像对应的拍摄位置包括：

根据所述图像采集装置采集所述样本图像时，在所述刻度标尺上的刻度值，确定各所述样本图像对应的拍摄位置。

可选地，获取所述图像采集装置在采集所述样本图像时，对应的所述刻度标尺上的刻度值；

将所述刻度值确定为所述样本图像对应的拍摄位置。

可选地，所述检测区域包括：目标检测线；所述目标检测线设置为沿第一方向且经过所述样本图像的几何中心，所述第一方向为所述样本图像的竖直方向。

可选地，所述图像采集装置在所述导轨机构上的移动距离大于所述单晶硅棒的目标直径。