一种硅棒孪晶检测方法及检测系统与流程

本申请涉及硅棒检测，具体涉及一种硅棒孪晶检测方法及检测系统。

背景技术：

1、孪晶是硅棒最主要的内部缺陷之一，硅棒存在孪晶缺陷的区域无法继续后段工艺，只能进行截断回收。硅棒的外表面具有沿硅棒的轴向延伸的晶线，晶线有无断线是硅棒有无孪晶缺陷的外部特征信息，相关技术中通过硅棒上晶线的断线位置来确定孪晶缺陷的位置，然而上述方法无法精确确定孪晶缺陷的种类，因此在后续划线裁切工序中无法精确确定孪晶缺陷的长度，导致将硅棒上的孪晶缺陷段裁切的过长或过短，不仅会增加返切工序，还会导致硅棒材料的浪费。

技术实现思路

1、本申请旨在至少在一定程度上解决相关技术中的技术问题之一。为此，本申请的实施例提出一种硅棒孪晶检测方法及检测系统。

2、本申请的硅棒孪晶检测方法包括：

3、获取硅棒的晶线信息，判断是否存在晶线断线位置；

4、响应于存在晶线断线位置，检测所述晶线断线位置对应的所述硅棒的内部位置是否存在贯穿型分界线；

5、响应于不存在贯穿型分界线，判断所述晶线断线位置的缺陷为带状孪晶缺陷。

6、在一些实施例中，所述获取所述硅棒的晶线信息，判断是否存在晶线断线位置，包括：

7、采集所述硅棒外圆面某一截面的轮廓点云数据，将所述轮廓点云数据进行连线分段，判断所有连线中存在斜率突变的分段为晶线位置；

8、获取每一条晶线的全部点云数据，判断晶线斜率未发生突变的区域为晶线断线位置。

9、在一些实施例中，在所述检测所述晶线断线位置对应的所述硅棒的内部位置是否存在贯穿型分界线的步骤之后，所述方法包括：

10、响应于存在贯穿型分界线，将所述贯穿型分界线的长度与所述硅棒的半径进行比较；

11、响应于所述贯穿型分界线的长度大于所述硅棒的半径，判断所述晶线断线位置的缺陷为阴阳面孪晶缺陷。

12、在一些实施例中，在所述检测所述晶线断线位置对应的所述硅棒的内部位置是否存在贯穿型分界线的步骤之后，所述方法包括：

13、响应于所述贯穿型分界线的长度小于或等于所述硅棒的半径，判断所述晶线断线位置的缺陷为非孪晶缺陷。

14、在一些实施例中，所述带状孪晶缺陷的长度范围为自晶线断裂的起始点至终止点。

15、在一些实施例中，所述阴阳面孪晶缺陷的长度范围为所述贯穿型分界线的延长线与所述硅棒外圆母线的交点处所包含的区域。

16、本申请的硅棒孪晶检测系统，所述硅棒孪晶检测系统用于实施上述任一实施例中所述的硅棒孪晶检测方法，所述硅棒孪晶检测系统包括机架、支撑旋转装置、三轴直线运动模组、检测装置和控制模块，所述支撑旋转装置设在所述机架上用于支撑和旋转硅棒；所述三轴直线运动模组设在所述机架上，所述三轴直线运动模组上设有安装架以带动所述安装架在x轴、y轴和z轴三个方向上运动；所述检测装置设在所述安装架上，所述检测装置用于获取所述硅棒的晶线信息以及所述硅棒内部的贯穿型分界线信息；

17、所述控制模块包括运动控制模块和检测控制模块，所述运动控制模块与所述支撑旋转装置和所述三轴直线运动模组相连，所述检测控制模块与所述检测装置相连，所述检测控制模块用于根据所述硅棒的晶线信息判断是否存在晶线断线位置，以及根据所述硅棒内部的贯穿型分界线信息判断所述晶线断线位置的缺陷的缺陷类型。

18、在一些实施例中，所述支撑旋转装置包括旋转基座、主动滚筒、从动滚筒和旋转电机，所述旋转基座设于所述机架上，所述主动滚筒和所述从动滚筒可转动地设在所述旋转基座上，且所述主动滚筒与所述从动滚筒的轴线平行，所述旋转电机与所述主动滚筒相连以驱动所述主动滚筒转动。

19、在一些实施例中，所述检测装置包括3d传感器、检测光发生器和检测光接收器，所述3d传感器设于所述安装架上，用于获取所述硅棒的晶线信息；所述检测光发生器和所述检测光接收器均设在所述安装架上且相对位于所述硅棒在其径向上的两侧，所述检测光发生器用于朝向所述硅棒发射检测光，所述检测光接收器用于接收穿过所述硅棒的检测光，以获取所述硅棒内部的贯穿型分界线信息。

20、在一些实施例中，所述检测光发生器包括红外光源，所述检测光接收器包括红外相机，所述红外光源发出的红外光线射向所述硅棒，穿过所述硅棒的红外光线进入所述红外相机内；

21、或，所述检测光发生器包括红外光源和起偏元件，所述检测光接收器包括红外相机和检偏元件，所述红外光源发出的红外光线通过所述起偏元件射向所述硅棒，穿过所述硅棒的红外光线经所述检偏元件进入所述红外相机内。

22、本申请的硅棒孪晶检测方法可以通过硅棒的晶线断线信息和硅棒内部贯穿型分界线信息精确检测硅棒的孪晶缺陷的位置和种类，用于后续精确指导孪晶缺陷段的划线裁切，避免针对孪晶缺陷种类判断错误而导致划线不精确，造成硅棒的返切，减少了生产加工资源的浪费，提高了生产效率。

技术特征：

1.一种硅棒孪晶检测方法，其特征在于，包括：

2.根据权利要求1所述的硅棒孪晶检测方法，其特征在于，所述获取所述硅棒的晶线信息，判断是否存在晶线断线位置，包括：

3.根据权利要求1所述的硅棒孪晶检测方法，其特征在于，在所述检测所述晶线断线位置对应的所述硅棒的内部位置是否存在贯穿型分界线的步骤之后，所述方法包括：

4.根据权利要求3所述的硅棒孪晶检测方法，其特征在于，在所述检测所述晶线断线位置对应的所述硅棒的内部位置是否存在贯穿型分界线的步骤之后，所述方法包括：

5.根据权利要求1所述的硅棒孪晶检测方法，其特征在于，所述带状孪晶缺陷的长度范围为自晶线断裂的起始点至终止点。

6.根据权利要求3所述的硅棒孪晶检测方法，其特征在于，所述阴阳面孪晶缺陷的长度范围为所述贯穿型分界线的延长线与所述硅棒外圆母线的交点处所包含的区域。

7.一种硅棒孪晶检测系统，其特征在于，所述硅棒孪晶检测系统用于实施权利要求1-6中任一项所述的硅棒孪晶检测方法，所述硅棒孪晶检测系统包括：

8.根据权利要求7所述的硅棒孪晶检测系统，其特征在于，所述支撑旋转装置包括旋转基座、主动滚筒、从动滚筒和旋转电机，所述旋转基座设于所述机架上，所述主动滚筒和所述从动滚筒可转动地设在所述旋转基座上，且所述主动滚筒与所述从动滚筒的轴线平行，所述旋转电机与所述主动滚筒相连以驱动所述主动滚筒转动。

9.根据权利要求7所述的硅棒孪晶检测系统，其特征在于，所述检测装置包括：

10.根据权利要求9所述的硅棒孪晶检测系统，其特征在于，所述检测光发生器包括红外光源，所述检测光接收器包括红外相机，所述红外光源发出的红外光线射向所述硅棒，穿过所述硅棒的红外光线进入所述红外相机内；

技术总结
本申请涉及硅棒缺陷检测技术领域且公开了一种硅棒孪晶检测方法及检测系统，所述硅棒孪晶检测方法包括：获取硅棒的晶线信息，判断是否存在晶线断线位置；响应于存在晶线断线位置，检测所述晶线断线位置对应的所述硅棒的内部位置是否存在贯穿型分界线；响应于不存在贯穿型分界线，判断所述晶线断线位置的缺陷为带状孪晶缺陷。本申请的硅棒孪晶检测方法可以有效避免在后续划线裁切工序中将硅棒上的孪晶缺陷段裁切的过长或过短，减少硅棒的返切工序，提高了生产效率，减少了硅棒材料的浪费。

技术研发人员：朱亮,张遵浩,李宏,景健,曹震,刘祖耀,张杭军,谢龙辉
受保护的技术使用者：杭州中为光电技术有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/3/21