一种单晶放肩开叉调控方法与流程

本发明涉及单晶调控，更具体地说，本发明涉及一种单晶放肩开叉调控方法。

背景技术：

1、在单晶生长领域，尤其是在半导体和太阳能行业的硅单晶生产中，放肩开叉是一个重要的步骤，放肩过程是指单晶从引晶杆上开始生长时，晶体直径逐渐增大到达目标直径的过程，开叉则是指控制单晶生长方向改变的技术，使得晶体由初始的垂直生长改为斜向或水平生长，这一步骤对于后续单晶的质量、形状和尺寸精度具有决定性影响。

2、直拉法单晶硅制造企业使用记长与记时2种方式放肩，根据固定长度节点或时间节点控制降温量来调控放肩开叉，需要工人肉眼观察单晶炉内单晶硅棒的直径变化速率，并且根据单晶硅棒的直径变化速率手动控制拉晶的速度导致放肩过程拉速控制效率较低。

3、经检索，专利公开号为cn114752996a的发明专利公开了一种单晶硅放肩阶段开叉的智能调整方法以及存储介质，其中公开了一种方法，该方法能够解决现有技术中需要工人肉眼观察单晶炉内单晶硅棒的直径变化速率，并且根据单晶硅棒的直径变化速率手动控制拉晶的速度导致放肩过程拉速控制效率较低的技术问题。

4、专利公开号为cn117107354a的发明专利公开了一种新型单晶炉放肩开叉自动识别方法，该方法将单晶炉所采集的画面进行特征提取后输入至第一卷积神经网络和第二卷积神经网络中进行深度学习，得到单晶硅四条棱的开叉长度，并经过第一阶段和第二阶段的对比操作，从而实现对单晶硅的拉晶速度进行调整的目的，该方法对单晶硅开叉长度自动识别，无需人工干涉，降低的人工劳动力以及不需要过多人工经验，提高单晶硅的生长效率以及单晶硅放肩肩部形状一致性。

5、但是上述技术方案在实际使用时，仅能满足部分单晶炉台放肩需求，由于同组炉台的热场装配不同、辅材使用不同、运行时间不同均会产生温度差异，如放肩设定拉速与当前情况不符，容易生成断线，精准度低，需人为手动干预。

6、针对上述情况，本发明提出一种单晶放肩开叉调控方法。

技术实现思路

1、为了克服现有技术的上述缺陷，本发明提供一种单晶放肩开叉调控方法，以解决上述背景技术中提出的问题。

2、为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种单晶放肩开叉调控方法，该方法具体包括以下步骤：

3、s1、收集和筛选出单晶放肩开叉形状较好的放肩数据，对收集到的放肩数据进行图形与函数拟合，记录引晶平均拉速和引晶定长拉速，同时，需要记录放肩头部放肩开叉时机和开叉大小，将计算得到的数据通过参数写入plc中；

4、s2、根据ccd相机测量的放肩与调控模型直径，给出直径偏差，然后按照放肩开叉模型，自动调整拉速；

5、s3、在放肩过程中，实时监控放肩开叉的情况，并根据实时情况调整放肩方案，如发现放肩开叉的时间或大小与预期有所偏差，可以立即调整拉速，以使放肩开叉的时间和大小符合预期。

6、优选地，在s1中，引晶结束后根据实际引晶拉速，匹配对应引晶拉速区间的放肩降温配方；

7、放肩阶段根据放肩开叉时间，选择对应的拉速偏移配方。

8、优选地，在s2中，根据ccd捕捉放肩开叉的宽度，开启pid自动调节，如长时间不开叉，或开叉后又闭合，则根据开叉宽度，自动退出pid调节，并发出报警报，集控人员根据情况调整。

9、优选地，s3的具体步骤为：

10、3.1、设置一个实时监控系统，能够捕捉和记录放肩过程中的关键参数，包括放肩开叉的时间点、开叉大小和晶体直径；

11、3.2、通过ccd相机获取放肩过程的视频或图像数据，并将其传输至监控系统中；

12、3.3、使用图像处理软件对获取的视频或图像数据进行处理，识别出放肩开叉的特征，包括开叉的时间点和大小；

13、3.4、将实时监测到的放肩开叉情况与预设的目标模型进行比较，判断是否存在偏差；

14、3.5、如果检测到的偏差超出了允许的范围，根据预设的规则或算法，系统自动制定调整策略，如改变拉速、调整温度；

15、3.6、将制定的调整策略通过plc系统发送给控制放肩过程的设备，执行相应的调整动作。

16、优选地，引晶拉速匹配放肩降温配方设置为3套，分别为高于正常拉速区间范围、在正常拉速范围内和低于正常拉速范围，根据计算放肩模型，不同拉速匹配不同放肩降温量及降温节点。

17、优选地，放肩阶段初期，根据放肩开叉数据模型，设定开叉时间点，通过放肩开叉实际时间与设定时间点的差异，设置3套拉速偏移配方，分别为提前开叉配方、正常开叉配方和滞后开叉配方，控制放肩头部形状及开叉大小，提高放肩成活率。

18、优选地，放肩开叉后，根据ccd相机测量放肩与调控模型直径，给出直径偏差，通过pid调节使单晶趋向放肩模型生长。

19、本发明的技术效果和优点：

20、本发明通过对引晶、放肩数据的采集，建立数据、图像模型，根据放肩上一工步--引晶阶段平均拉速选择放肩降温，根据放肩头部开叉情况偏移放肩前期拉速，根据放肩直径偏差，pid自主调节放肩中、后期拉速，6套配方组合成9种放肩方案，实现放肩开叉时机与过程拉速自动调节，提高放肩成功率和过程的可重复性，而且根据放肩开叉的时间或大小与预期的偏差，对拉速进行自动调整，以使放肩开叉的时间和大小符合预期。

技术特征：

1.一种单晶放肩开叉调控方法，其特征在于：该方法具体包括以下步骤：

2.根据权利要求1所述的一种单晶放肩开叉调控方法，其特征在于：在s1中，引晶结束后根据实际引晶拉速，匹配对应引晶拉速区间的放肩降温配方；

3.根据权利要求1所述的一种单晶放肩开叉调控方法，其特征在于：在s2中，根据ccd捕捉放肩开叉的宽度，开启pid自动调节，如长时间不开叉，或开叉后又闭合，则根据开叉宽度，自动退出pid调节，并发出报警报，集控人员根据情况调整。

4.根据权利要求1所述的一种单晶放肩开叉调控方法，其特征在于：s3的具体步骤为：

5.根据权利要求2所述的一种单晶放肩开叉调控方法，其特征在于：引晶拉速匹配放肩降温配方设置为3套，分别为高于正常拉速区间范围、在正常拉速范围内和低于正常拉速范围，根据计算放肩模型，不同拉速匹配不同放肩降温量及降温节点。

6.根据权利要求2所述的一种单晶放肩开叉调控方法，其特征在于：放肩阶段初期，根据放肩开叉数据模型，设定开叉时间点，通过放肩开叉实际时间与设定时间点的差异，设置3套拉速偏移配方，分别为提前开叉配方、正常开叉配方和滞后开叉配方，控制放肩头部形状及开叉大小，提高放肩成活率。

7.根据权利要求1所述的一种单晶放肩开叉调控方法，其特征在于：放肩开叉后，根据ccd相机测量放肩与调控模型直径，给出直径偏差，通过pid调节使单晶趋向放肩模型生长。

技术总结本发明公开了一种单晶放肩开叉调控方法，具体涉及单晶调控技术领域，包括S1、放肩数据收集与分析；S2、直径偏差自动调整拉速；S3、实时监控与调整放肩开叉。本发明通过对引晶、放肩数据的采集，建立数据、图像模型，根据放肩上一工步‑‑引晶阶段平均拉速选择放肩降温，根据放肩头部开叉情况偏移放肩前期拉速，根据放肩直径偏差，PID自主调节放肩中、后期拉速，6套配方组合成9种放肩方案，实现放肩开叉时机与过程拉速自动调节，提高放肩成功率和过程的可重复性，而且根据放肩开叉的时间或大小与预期的偏差，对拉速进行自动调整，以使放肩开叉的时间和大小符合预期。技术研发人员：李亮亮,王建利,郭嘉伟,董智慧受保护的技术使用者：乌海市京运通新材料科技有限公司技术研发日：技术公布日：2024/6/13