半导体单晶炉液面位置控制装置及方法.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN108823634A(43)申请公布日2018.11.16(21)申请号201810558418.2(22)申请日2018.06.01(71)申请人上海汉虹精密机械有限公司地址200444上海市宝山区宝山城市工业园区山连路188号(72)发明人赖章田贺贤汉夏孝平中村胜黄保强(74)专利代理机构上海顺华专利代理有限责任公司31203代理人顾雯(51)Int.Cl.C30B15/20(2006.01)C30B29/06(2006.01)权利要求书1页说明书3页附图1页(54)发明名称半导体单晶炉液面位置控制装置及方法(57)摘要本发明半导体单晶炉液面位置控制装置及方法，包括炉盖、热屏、升降机构、激光传感器、高精度摄像机和控制器，激光传感器设于炉盖一侧，高精度摄像机设于炉盖另一侧；激光传感器发出激光直线束照射在热屏内壁、液面和晶棒外径上，激光直线束投射在不同介质的热屏和液面上的线段会产生偏差；高精度摄像机采集激光直线束投射在热屏和液面上的线段；控制器用于热屏和液面上的线段之间的偏差计算出热屏和液面间的高度差H，根据高度差控制升降机构的升降以实现将高度差控制在H±0.5mm以内。使温场热量均匀分布，工艺气体流速均匀，减少对液面的波动，更加有效地排除杂质和不需要的气体分子，保证制造出满足高纯度高质量的半导体芯片所需的晶棒。CN108823634ACN108823634A权利要求书1/1页1.一种半导体单晶炉液面位置控制装置，其包括一炉盖、一热屏和一控制热屏升降的升降机构，其特征在于，还包括一激光传感器、一高精度摄像机和一控制器，所述激光传感器设置于炉盖的一侧，所述高精度摄像机设置于炉盖的另一侧；所述激光传感器用于发出激光直线束照射在热屏的内壁、炉内的液面和晶棒的外径上，激光直线束投射在不同介质的热屏和液面上的线段会产生偏差；所述高精度摄像机用于采集激光直线束投射在热屏和液面上的线段；所述控制器用于基于热屏和液面上的线段之间的偏差计算出热屏和液面间的高度差H，并根据该高度差H控制升降机构的升降以实现将高度差H控制在H±0.5mm以内。2.如权利要求1所述的半导体单晶炉液面位置控制装置，其特征在于，所述热屏为双层热屏。3.如权利要求1所述的半导体单晶炉液面位置控制装置，其特征在于，所述控制器用于根据该高度差H控制升降机构的升降电机的正反转和转速以实现控制升降机构的升降。4.一种半导体单晶炉液面位置控制方法，其特征在于，其利用如权利要求1所述的控制装置实现，所述控制方法包括以下步骤：S1、所述激光传感器发出激光直线束照射在热屏的内壁、炉内的液面和晶棒的外径上，激光直线束投射在不同介质的热屏和液面上的线段会产生偏差；S2、所述高精度摄像机采集激光直线束投射在热屏和液面上的线段；S3、所述控制器基于热屏和液面上的线段之间的偏差计算出热屏和液面间的高度差H，并根据该高度差H控制升降机构的升降以实现将高度差H控制在H±0.5mm以内。5.如权利要求4所述的半导体单晶炉液面位置控制方法，其特征在于，在步骤S3中，根据该高度差H控制升降机构的升降电机的正反转和转速以实现控制升降机构的升降。2CN108823634A说明书1/3页半导体单晶炉液面位置控制装置及方法技术领域[0001]本发明涉及半导体单晶炉技术领域，特别是涉及一种半导体单晶炉液面位置控制装置及方法。背景技术[0002]半导体单晶炉上安装有晶棒、水冷套、可升降式热屏和控制热屏升降的升级机构，介于半导体单晶炉长晶工艺的高要求，液面与热屏高度直接影响拉晶效果，必须精确控制液面与热屏高度误差，而现有没有自动精确控制液面与热屏高度误差的装置。发明内容[0003]本发明针对现有技术存在的问题和不足，提供一种半导体单晶炉液面位置控制装置及方法。[0004]本发明是通过下述技术方案来解决上述技术问题的：[0005]本发明提供一种半导体单晶炉液面位置控制装置，其包括一炉盖、一热屏和一控制热屏升降的升降机构，其特点在于，还包括一激光传感器、一高精度摄像机和一控制器，所述激光传感器设置于炉盖的一侧，所述高精度摄像机设置于炉盖的另一侧。[0006]所述激光传感器用于发出激光直线束照射在热屏的内壁、炉内的液面和晶棒的外径上，激光直线束投射在不同介质的热屏和液面上的线段会产生偏差。[0007]所述高精度摄像机用于采集激光直线束投射在热屏和液面上的线段。[0008]所述控制器用于基于热屏和液面上的线段之间的偏差计算出热屏和液面间的高度差H，并根据该高度差H控制升降机构的升降以实现将高度差H控制在H±0.5mm以内。[0009]较佳地，所述热屏为双层热屏。[0010]较佳地，所述控制器用于根据该高度差H控制升降机构的升降电机的正反转和转速以实现控