CN111962145A

CN111962145A - 检测熔体液面位置的方法、装置、设备及计算机存储介质

Info

Publication number: CN111962145A
Application number: CN202010972692.1A
Authority: CN
Inventors: 李�昊; 胡斌; 刘永亮; 贾元成; 张帅
Original assignee: Xian Eswin Silicon Wafer Technology Co Ltd
Current assignee: Xian Eswin Silicon Wafer Technology Co Ltd; Xian Eswin Material Technology Co Ltd
Priority date: 2020-09-16
Filing date: 2020-09-16
Publication date: 2020-11-20

Abstract

本发明实施例公开了一种检测熔体液面位置的方法、装置、设备及计算机存储介质；该方法可以包括：从石英柱的测量端与待测液面相接触开始，按照设定的距离多次下降待测液面的位置，并在每次下降后，获取待测液面的实际位置以及测量端与测量端在待测液面形成的倒影之间的像素间距离测试值；根据待测液面在每次下降后的实际位置以及在每次下降后所获得的所述像素间距离测试值，确定液面实际位置与像素间距离之间的对应关系；在单晶硅生长过程中，获取石英柱的测量端与石英柱的测量端在熔体液面形成的倒影之间的实测像素间距离；根据实测像素间距离以及液面实际位置与像素间距离之间的对应关系，确定所述熔体液面的实测位置。

Description

检测熔体液面位置的方法、装置、设备及计算机存储介质

技术领域

本发明实施例涉及单晶硅生产技术领域，尤其涉及一种检测熔体液面位置的方法、装置、设备及计算机存储介质。

背景技术

单晶硅大部分采用切克劳斯基(Czochralski)法，又或被称之为直拉法制造。该方法是运用熔体的冷凝结晶驱动原理，在固体和液体的交界面处，由于熔体温度下降产生由液体转换成固态的相变化。采用直拉法生长出的单晶硅，其含氧量较高且直径较大，是目前广泛采用的一种方法，然而该方法对单晶的生长环境提出了严格的要求。随着单晶硅固体的不断生长，坩埚中熔体硅的体积逐渐减小，熔体硅的液面不断下降，会对晶体的生长控制和晶体质量造成影响。因此，需要精确地测量熔体液面的位置。

由于被测硅溶液温度高，一般采取非接触测量方法，通常采用的方案包括热屏倒影法，即将电荷耦合器件(CCD，Charge Coupled Device)摄像机安装在硅单晶炉上炉体的观测窗口上，观测单晶炉内热屏下缘和热屏在熔体上的倒影；图像处理系统对CCD拍摄到的图像进行扫描，计算得到热屏在熔体上倒影的半径，将这个半径值代入经推导得到的热屏倒影半径r同液面相对高度H关系公式计算出液面相对高度。通过以上描述可知：热屏倒影法虽然结构和安装都较为简单，但由于热屏底部边缘是闭合的圆，无特殊的特征点，因此热屏和其倒影间位置变化量无法准确测量，且在单晶生长过程中液面高低不同会导致热屏倒影在液面呈现的区域大小不一致，同样无法准确测得热屏倒影坐标及其变化量。

发明内容

有鉴于此，本发明实施例期望提供一种检测熔体液面位置的方法、装置、设备及计算机存储介质；能够提升熔体液面位置的测量精度，提高硅单晶生长的成晶率和生产效率。

本发明实施例的技术方案是这样实现的：

第一方面，本发明实施例提供了一种检测熔体液面位置的方法，所述方法应用于导流筒下部设置有L型石英柱的单晶炉，且所述石英柱的测量端垂直于待测液面且沿竖直向下方向，并且低于所述导流筒的最低点，所述方法包括：

从所述石英柱的测量端与所述待测液面相接触开始，按照设定的距离多次下降所述待测液面的位置，并在每次下降后，获取所述待测液面的实际位置以及所述测量端与所述测量端在所述待测液面形成的倒影之间的像素间距离测试值；

根据所述待测液面在每次下降后的实际位置以及在每次下降后所获得的所述像素间距离测试值，确定液面实际位置与像素间距离之间的对应关系；

在单晶硅生长过程中，获取所述石英柱的测量端与所述石英柱的测量端在熔体液面形成的倒影之间的实测像素间距离；

根据所述实测像素间距离以及所述液面实际位置与像素间距离之间的对应关系，确定所述熔体液面的实测位置。

第二方面，本发明实施例提供了一种检测熔体液面位置的装置，所述装置包括：

设置于导流筒下部的L型石英柱，所述石英柱的测量端垂直于待测液面且沿竖直向下方向，并且低于所述导流筒的最低点；

控制部分，经配置为从石英柱的测量端与待测液面相接触开始，按照设定的距离多次下降所述待测液面的位置；

第一获取部分，经配置为在每次下降后，获取所述待测液面的实际位置；

第二获取部分，经配置为在每次下降后，获取所述测量端与所述测量端在所述待测液面形成的倒影之间的像素间距离测试值；

第一确定部分，经配置为根据所述待测液面在每次下降后的实际位置以及在每次下降后所获得的所述像素间距离测试值，确定液面实际位置与像素间距离之间的对应关系；

所述第二获取部分，还经配置为在单晶硅生长过程中，获取所述石英柱的测量端与所述石英柱的测量端在所述熔体液面形成的倒影之间的实测像素间距离；

第二确定部分，经配置为根据所述实测像素间距离以及所述液面实际位置与像素间距离之间的对应关系，确定所述熔体液面的实测位置。

第三方面，本发明实施例提供了一种检测熔体液面位置的设备，其特征在于，所述设备应用于单晶炉，所述设备包括：设置于所述单晶炉内导流筒下部的L型石英柱、控制器、CCD摄像机、存储器以及处理器；

其中，所述石英柱的测量端垂直于待测液面且沿竖直向下方向，并且低于所述导流筒的最低点；

所述存储器，用于存储能够在所述处理器上运行的计算机程序；

所述处理器，用于在运行所述计算机程序时，执行第一方面所述检测熔体液面位置的方法的步骤。

第四方面，本发明实施例提供了一种计算机存储介质，所述计算机存储介质存储有检测熔体液面位置的程序，所述检测熔体液面位置的程序被至少一个处理器执行时实现第一方面所述检测熔体液面位置的方法的步骤。

本发明实施例提供了一种检测熔体液面位置的方法、装置、设备及计算机存储介质；通过预先通过测量获得石英柱的测量端与其在液面上形成倒影之间的距离与液面实际位置之间的对应关系，然后在具体测量熔体液面位置时，根据实际测量距离以及上述对应关系获取熔体液面的实际位置。如此，可以提升熔体液面位置的测量精度，实时得出熔体液面位置供单晶炉系统内的闭环控制，从而提高硅单晶生长的成晶率和生产效率。

附图说明

图1为本发明实施例提供的一种单晶炉结构示意图；

图2为本发明实施例提供的一种石英柱结构示意图；

图3为本发明实施例提供的一种检测熔体液面位置的方法流程示意图；

图4为本发明实施例提供的每次下降后通过CCD摄像机进行观测的示意图；

图5为本发明实施例提供的液面实际位置与像素间距离之间的对应关系示意图；

图6为本发明实施例提供的一种检测熔体液面位置的装置组成示意图；

图7为本发明实施例提供的一种检测熔体液面位置的设备硬件结构示意图。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。

参见图1，其示出了能够实现本发明实施例技术方案的一种单晶炉1，该单晶炉1可以包括：炉体10、导流筒11、坩埚12以及用于驱动坩埚12沿竖直方向移动的控制部件13；需要说明的是，图1所示的单晶炉1结构并非具体限定，为了清楚地阐述本发明实施例的技术方案从而省略地没有示出用于实施直拉法制造单晶硅所需要的其他部件，比如用于加热坩埚12内盛放的多晶硅原料的加热器、用于进行提拉的籽晶缆和使籽晶缆升降及旋转的提拉驱动部件等。基于图1所示的单晶炉1，在炉体10上部，还可以开设有观测窗14，以供光学观测仪器2，例如CCD摄像机，观察炉体10内部。

此外，参见图1，单晶炉1的导流筒11处还设置有一观测参考物，比如图2所示的石英柱3，如图2所示，石英柱3呈“L”型，可以包括固定端31与测量端32，所述固定端31用于将该石英柱3固定于导流筒11下部，所述测量端32垂直于待测液面4且沿竖直向下方向，并且低于导流筒11的最低点，从而在待测液面4上形成倒影。光学观测仪器2，例如CCD摄像机，则可通过调整将石英柱3、石英柱3在待测液面4上所形成的倒影以及导流筒11清晰地调整至其拍摄视野内。对于上述石英柱3，在一些示例中，其测量端32可以为一球体，从而能够增加其反射面，以在待测液面4上提供更加清晰的倒影；而且如果测量端32的形状为球体，那么就可以在CCD摄像机内呈现出近似规则的形状，便于更加准确地进行拍摄获取。

根据以上所阐述的单晶炉1的结构示例，本发明实施例期望提供一种检测熔体液面位置的方案，通过预先通过测量获得石英柱3的测量端32与其在液面上形成倒影之间的距离与液面实际位置之间的对应关系，然后在具体测量熔体液面位置时，根据实际测量距离以及上述对应关系获取熔体液面的实际位置。如此，可以提升熔体液面位置的测量精度，提高硅单晶生长的成晶率和生产效率。参见图3，其示出了本发明实施例提供的一种检测熔体液面位置的方法流程，该方法可以包括：

S310：从石英柱的测量端与待测液面相接触开始，按照设定的距离多次下降所述待测液面的位置，并在每次下降后，获取所述待测液面的实际位置以及所述测量端与所述测量端在所述待测液面形成的倒影之间的像素间距离测试值；

S320：根据所述待测液面在每次下降后的实际位置以及在每次下降后所获得的所述像素间距离测试值，确定液面实际位置与像素间距离之间的对应关系；

S330：在单晶硅生长过程中，获取所述石英柱的测量端与所述石英柱的测量端在所述熔体液面形成的倒影之间的实测像素间距离；

S340：根据所述实测像素间距离以及所述液面实际位置与像素间距离之间的对应关系，确定所述熔体液面的实测位置。

对于上述技术方案，步骤S310和步骤S320可以认为是在实际测量熔体液面位置之前预先通过测试以生成对应关系的过程，需要说明的是，该对应关系的精度不仅取决于下降次数，还取决于每次下降所对应的设定的下降距离。而步骤S330和步骤S340则可以被认为是实际测量熔体液面位置的实测过程，由此可知，通过控制生成对应关系的进度，就可以控制实测过程的精度。基于此，本发明实施例相较于目前相关技术，能够提升熔体液面位置的测量精度，实时得出熔体液面位置供单晶炉1系统内的闭环控制，从而提高硅单晶生长的成晶率和生产效率。

对于图3所示的技术方案，在一些可能的实现方式中，所述获取所述待测液面的实际位置：

由所述石英柱的测量端与待测液面相接触起始，根据所述设定的距离以及当前下降次数确定所述待测液面的实际位置。

举例来说，由于步骤S310和步骤S320被认为是预先测试以生成对应关系的过程，所以，可以在坩埚12内盛放用于进行预先测试的待测液面4，并且首先通过控制部件13沿竖直方向移动坩埚12直至待测液面4与石英柱3的测量端32恰好接触，此时，待测液面4与石英柱3的测量端32之间的距离为0，也就是说，以石英柱3的测量端32为参照，待测液面4的初始位置为0；随后，每次按照设定的下降距离，比如5mm，通过控制部件13多次控制坩埚12下降，由此可得，每次下降后，待测液面4与石英柱3的测量端32之间的距离为5×i(mm)，其中，i表示当前下降次数，也就是说，同样以石英柱3的测量端32为参照，每次下降后待测液面4的实际位置为5×i(mm)。

可以理解地，由于步骤S320中所阐述的对应关系是指液面实际位置与像素间距离之间的对应关系，所以，下降次数越多，设定的每次下降距离越短，该对应关系就越准确，从而通过步骤S330和S340利用该对应关系获得实测位置的精度也就相应越高。具体来说，可以根据实际应用过程中所需要的精度指标来确定预先测试以生成对应关系过程中的下降次数和/或设定的每次下降的距离。

对于图3所示的技术方案，在一些可能的实现方式中，所述获取所述测量端与所述测量端在所述待测液面形成的倒影之间的像素间距离测试值，包括：

利用CCD摄像机在每次下降后采集包含有所述测量端与所述测量端在所述待测液面形成的倒影的测试图像；

从采集到的所述测试图像中捕获所述测量端与所述测量端在所述待测液面形成的倒影分别对应的拟合圆区域中心点的坐标；

基于所述测量端对应的拟合圆区域中心点的坐标以及所述测量端在所述待测液面形成的倒影对应的拟合圆区域中心点的坐标，按照设定的距离计算策略获取所述像素间距离测试值。

具体来说，以测量端为球体为例，在获得测试图像之后，可以根据索贝尔Sobel算法在该测试图像中检测所述测量端以及测量端在待测液面形成的倒影分别对应的拟合圆区域，并获得拟合圆区域的中心点坐标；在本实施例中，设定测试图像中测量端对应的拟合圆区域中心点坐标为(X1，Y1)，测试图像中测量端在待测液面形成的倒影对应的拟合圆区域中心点坐标为(X2，Y2)，获取到上述两个中心点坐标之后，可以通过式1所示的算法计算两个中心点坐标的像素间距离h：

相应于前述实现方式，详细来说，同样首先通过控制部件13沿竖直方向移动坩埚12直至待测液面4与石英柱3的测量端32恰好接触，此时，测量端以及测量端在待测液面形成的倒影分别对应的拟合圆区域中心点坐标的像素间距离为0；接着，每次按照设定的下降距离，比如5mm，通过控制部件13多次控制坩埚12下降，从而每次下降后，都可以基于CCD摄像机所拍摄到的测试图像通过上述实例内容获得当前下降次数所对应的像素间距离测试值hⁱ，如图4所示，其中，i表示当前下降次数。需要说明的是，上述实现方式可以被参照地适用于实现步骤S330所述的内容。本发明实施例对此不做赘述。

可以理解地，通过上述两种可能的实现方式，在预先测试以生成对应关系的过程中，获得了每次下降后的待测液面4的实际位置以及每次下降后的像素间距离测试值。由于上述两个测量值之间具有线性关系，所以，可以根据整个过程所获得的所有下降后的待测液面4的实际位置以及像素间距离测试值来拟合该线性关系，如图5所示，从而得到液面实际位置与像素间距离之间的对应关系。基于此，优选地，在一些示例中，所述根据所述待测液面在每次下降后的实际位置以及在每次下降后所获得的所述像素间距离测试值，确定液面实际位置与像素间距离之间的对应关系，包括：

根据每次下降后所述待测液面的实际位置H’与每次下降后所获得的所述像素间距离测试值h’之间的比值，获取每次下降后对应的比例系数K’；

根据设定的下降次数n以及每次下降后对应的比例系数K’，确定用于表征液面实际位置与像素间距离之间的比例系数。

举例来说，在预先测试以生成对应关系的过程中，每次下降后所获得的待测液面的实际位置H’以及像素间距离测试值h’均符合上述线性关系，由此可知，两者之间满足一设定的比例系数，可以在每次下降后均通过待测液面的实际位置H’与每次下降后所获得的所述像素间距离测试值h’之间的比值来获得每次下降后对应的比例系数。为了能够精确地拟合或者还原出该比例系数，可以采用设定的数值分析手段，例如多次比例系数取平均值，通过多次下降所得到的比例系数获得准确的比例系数。

基于上述示例，在获得准确的比例系数之后，所述根据所述实测像素间距离以及所述液面实际位置与像素间距离之间的对应关系，确定所述熔体液面的实测位置，包括：

基于所述实测像素间距离与所述用于表征液面实际位置与像素间距离之间的比例系数的乘积，确定所述熔体液面的实测位置。

可以理解地，由于待测液面的实际位置H’以及像素间距离测试值h’符合线性关系，且获得了能够表征该线性关系的比例系数，所以，在实际测量过程中，可以将实测像素间距离与比例系数进行相乘，从而获得熔体液面的实测位置。

此外，优选地，还可以通过具体的表达式来拟合该线性关系以描述该对应关系，因此，在另一些示例中，所述根据所述待测液面在每次下降后的实际位置以及在每次下降后所获得的所述像素间距离测试值，确定液面实际位置与像素间距离之间的对应关系，包括：

相应于下降总次数为n，根据所述待测液面在每次下降后的实际位置以及在每次下降后所获得的所述像素间距离测试值，按照下式获取液面实际位置与像素间距离之间的对应关系：

H＝w_nhⁿ+w_(n-1)h^(n-1)+w_(n-2)h^(n-2)+……+w₂h²+w₁h (2)

其中，hⁱ表示第i次下降后所获得的像素间距离测试值；w_i表示第i次下降后所获得的像素间距离测试值的权值系数；1≤i≤n。

举例来说，以待测液面4与石英柱3的测量端32恰好接触为零位，获得式2所示用于描述该对应关系的表达式，随后，根据每次下降后待测液面的实际位置与每次下降后所获得的所述像素间距离测试值代入式2，从而得到相应的权值系数，进而获得完整的式2,。

基于上述示例，根据所述实测像素间距离以及所述液面实际位置与像素间距离之间的对应关系，确定所述熔体液面的实测位置，包括：

将所述实测像素间距离代入所述式2，通过计算后获得所述熔体液面的实测位置。

可以理解地，式2能够描述该对应关系，所以在实际测量过程中，可以将实测像素间距离代入式2进行计算，从而获得熔体液面的实测位置。

对于上述图3所示的技术方案及其实现方式和优选示例，通过预先测试过程所获得的对应关系，在单晶硅生长的实际测量过程中，基于该预先获得的对应关系以及实际测量获得的实测像素间距离，可以实时获得熔体液面的实测位置，从而将该熔体液面的实测位置反馈至单晶炉系统以实现闭环控制，有助于在单晶硅生长过程中实时控制熔体液面与导流筒之间的间距，从而可以保证通畅的气流，稳定的温度梯度，进而提高硅单晶生长的成晶率和生产效率。

基于前述技术方案相同的发明构思，参见图6，其示出了本发明实施例提供的一种检测熔体液面位置的装置60，所述装置60包括：

设置于导流筒下部的L型石英柱601，所述石英柱601的测量端垂直于待测液面且沿竖直向下方向，并且低于所述导流筒的最低点；

控制部分602，经配置为从石英柱601的测量端与待测液面相接触开始，按照设定的距离多次下降所述待测液面的位置；

第一获取部分603，经配置为在每次下降后，获取所述待测液面的实际位置；

第二获取部分604，经配置为在每次下降后，获取所述测量端与所述测量端在所述待测液面形成的倒影之间的像素间距离测试值；

第一确定部分605，经配置为根据所述待测液面在每次下降后的实际位置以及在每次下降后所获得的所述像素间距离测试值，确定液面实际位置与像素间距离之间的对应关系；

所述第二获取部分604，还经配置为在单晶硅生长过程中，获取所述石英柱601的测量端与所述石英柱601的测量端在所述熔体液面形成的倒影之间的实测像素间距离；

第二确定部分606，经配置为根据所述实测像素间距离以及所述液面实际位置与像素间距离之间的对应关系，确定所述熔体液面的实测位置。

在一些示例中，所述第一获取部分603，经配置为：

由所述石英柱601的测量端与所述待测液面相接触起始，根据所述设定的距离以及当前下降次数确定所述待测液面的实际位置。

在一些示例中，所述第二获取部分604，经配置为：

在一些示例中，所述第一确定部分605，经配置为：

基于上述示例，所述第二确定部分606，经配置为：

在一些示例中，所述第一确定部分605，经配置为：

相应于下降总次数为n，根据所述待测液面在每次下降后的实际位置以及在每次下降后所获得的所述像素间距离测试值，按照式2获取液面实际位置与像素间距离之间的对应关系。

基于上述示例，所述第二确定部分606，经配置为：

可以理解地，在本实施例中，“部分”可以是部分电路、部分处理器、部分程序或软件等等，当然也可以是单元，还可以是模块也可以是非模块化的。

另外，在本实施例中的各组成部分可以集成在一个处理单元中，也可以是各个单元单独物理存在，也可以两个或两个以上单元集成在一个单元中。上述集成的单元既可以采用硬件的形式实现，也可以采用软件功能模块的形式实现。

所述集成的单元如果以软件功能模块的形式实现并非作为独立的产品进行销售或使用时，可以存储在一个计算机可读取存储介质中，基于这样的理解，本实施例的技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分或者该技术方案的全部或部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品存储在一个存储介质中，包括若干指令用以使得一台计算机设备(可以是个人计算机，服务器，或者网络设备等)或processor(处理器)执行本实施例所述方法的全部或部分步骤。而前述的存储介质包括：U盘、移动硬盘、只读存储器(ROM，Read Onl6 Memor6)、随机存取存储器(RAM，Random Access Memor6)、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。

因此，本实施例提供了一种计算机存储介质，所述计算机存储介质存储有检测熔体液面位置的程序，所述检测熔体液面位置的程序被至少一个处理器执行时实现上述技术方案中所述检测熔体液面位置的方法步骤。

根据上述检测熔体液面位置的装置60以及计算机存储介质，参见图7，其示出了本发明实施例提供的一种能够实施上述检测熔体液面位置的装置60的检测熔体液面位置的设备70的具体硬件结构，该设备70可以应用于图1所示的单晶炉1中，该设备70可以包括：设置于所述单晶炉1内导流筒下部的L型石英柱701、控制器702、CCD摄像机703，存储器704和处理器705；除石英柱701设置于单晶炉1内导流筒下部，其余各个组件可以通过总线系统706耦合在一起。可理解，总线系统706用于实现这些组件之间的连接通信。总线系统706除包括数据总线之外，还包括电源总线、控制总线和状态信号总线。但是为了清楚说明起见，在图7中将各种总线都标为总线系统706。其中，

其中，所述石英柱701的测量端垂直于待测液面且沿竖直向下方向，并且低于所述导流筒的最低点；

所述存储器704，用于存储能够在所述处理器705上运行的计算机程序；

所述处理器705，用于在运行所述计算机程序时，执行以下步骤：

从所述石英柱701的测量端与所述待测液面相接触开始，按照设定的距离多次通过所述控制器702下降所述待测液面的位置，并在每次下降后，获取所述待测液面的实际位置以及通过所述CCD摄像机703获取所述测量端与所述测量端在所述待测液面形成的倒影之间的像素间距离测试值；

在单晶硅生长过程中，通过所述CCD摄像机703获取所述石英柱701的测量端与所述石英柱701的测量端在所述熔体液面形成的倒影之间的实测像素间距离；

可以理解，本发明实施例中的存储器704可以是易失性存储器或非易失性存储器，或可包括易失性和非易失性存储器两者。其中，非易失性存储器可以是只读存储器(Read-Onl6 Memor6，ROM)、可编程只读存储器(Programmable ROM，PROM)、可擦除可编程只读存储器(Erasable PROM，EPROM)、电可擦除可编程只读存储器(Electricall6 EPROM，EEPROM)或闪存。易失性存储器可以是随机存取存储器(Random Access Memor6，RAM)，其用作外部高速缓存。通过示例性但不是限制性说明，许多形式的RAM可用，例如静态随机存取存储器(Static RAM，SRAM)、动态随机存取存储器(D6namic RAM，DRAM)、同步动态随机存取存储器(S6nchronous DRAM，SDRAM)、双倍数据速率同步动态随机存取存储器(Double Data RateSDRAM，DDRSDRAM)、增强型同步动态随机存取存储器(Enhanced SDRAM，ESDRAM)、同步连接动态随机存取存储器(S6nchlink DRAM，SLDRAM)和直接内存总线随机存取存储器(DirectRambus RAM，DRRAM)。本文描述的系统和方法的存储器704旨在包括但不限于这些和任意其它适合类型的存储器。

而处理器705可能是一种集成电路芯片，具有信号的处理能力。在实现过程中，上述方法的各步骤可以通过处理器705中的硬件的集成逻辑电路或者软件形式的指令完成。上述的处理器705可以是通用处理器、数字信号处理器(Digital Signal Processor，DSP)、专用集成电路(Application Specific Integrated Circuit，ASIC)、现场可编程门阵列(Field Programmable Gate Arra6，FPGA)或者其他可编程逻辑器件、分立门或者晶体管逻辑器件、分立硬件组件。可以实现或者执行本发明实施例中的公开的各方法、步骤及逻辑框图。通用处理器可以是微处理器或者该处理器也可以是任何常规的处理器等。结合本发明实施例所公开的方法的步骤可以直接体现为硬件译码处理器执行完成，或者用译码处理器中的硬件及软件模块组合执行完成。软件模块可以位于随机存储器，闪存、只读存储器，可编程只读存储器或者电可擦写可编程存储器、寄存器等本领域成熟的存储介质中。该存储介质位于存储器，处理器705读取存储器704中的信息，结合其硬件完成上述方法的步骤。

可以理解的是，本文描述的这些实施例可以用硬件、软件、固件、中间件、微码或其组合来实现。对于硬件实现，处理单元可以实现在一个或多个专用集成电路(ApplicationSpecific Integrated Circuits，ASIC)、数字信号处理器(Digital Signal Processing，DSP)、数字信号处理设备(DSP Device，DSPD)、可编程逻辑设备(Programmable LogicDevice，PLD)、现场可编程门阵列(Field-Programmable Gate Arra6，FPGA)、通用处理器、控制器、微控制器、微处理器、用于执行本申请所述功能的其它电子单元或其组合中。

对于软件实现，可通过执行本文所述功能的模块(例如过程、函数等)来实现本文所述的技术。软件代码可存储在存储器704中并通过处理器705执行。存储器704可以在处理器705中或在处理器705外部实现。

具体来说，处理器705还配置为运行所述计算机程序时，执行前述技术方案中所述检测熔体液面位置的方法步骤，这里不再进行赘述。

需要说明的是：本发明实施例所记载的技术方案之间，在不冲突的情况下，可以任意组合。

以上所述，仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应以所述权利要求的保护范围为准。

Claims

1.一种检测熔体液面位置的方法，其特征在于，所述方法应用于导流筒下部设置有L型石英柱的单晶炉，且所述石英柱的测量端垂直于待测液面且沿竖直向下方向，并且低于所述导流筒的最低点，所述方法包括：

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述获取所述待测液面的实际位置，包括：

由所述石英柱的测量端与所述待测液面相接触起始，根据所述设定的距离以及当前下降次数确定所述待测液面的实际位置。

3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述获取所述测量端与所述测量端在所述待测液面形成的倒影之间的像素间距离测试值，包括：

4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述根据所述待测液面在每次下降后的实际位置以及在每次下降后所获得的所述像素间距离测试值，确定液面实际位置与像素间距离之间的对应关系，包括：

5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，所述根据所述实测像素间距离以及所述液面实际位置与像素间距离之间的对应关系，确定所述熔体液面的实测位置，包括：

6.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述根据所述待测液面在每次下降后的实际位置以及在每次下降后所获得的所述像素间距离测试值，确定液面实际位置与像素间距离之间的对应关系，包括：

相应于下降总次数为n，根据所述待测液面在每次下降后的实际位置以及在每次下降后所获得的所述像素间距离测试值，按照式1获取液面实际位置与像素间距离之间的对应关系：

H＝w_nhⁿ+w_(n-1)h^(n-1)+w_(n-2)h^(n-2)+……+w₂h²+w₁h (1)

7.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，所述根据所述实测像素间距离以及所述液面实际位置与像素间距离之间的对应关系，确定所述熔体液面的实测位置，包括：

将所述实测像素间距离代入所述式1，通过计算后获得所述熔体液面的实测位置。

8.一种检测熔体液面位置的装置，其特征在于，所述装置包括：

9.一种检测熔体液面位置的设备，其特征在于，所述设备应用于单晶炉，所述设备包括：设置于所述单晶炉内导流筒下部的L型石英柱、控制器、CCD摄像机、存储器以及处理器；

所述处理器，用于在运行所述计算机程序时，执行以下步骤：

从所述石英柱的测量端与所述待测液面相接触开始，按照设定的距离多次通过所述控制器下降所述待测液面的位置，并在每次下降后，获取所述待测液面的实际位置以及通过所述CCD摄像机获取所述测量端与所述测量端在所述待测液面形成的倒影之间的像素间距离测试值；

在单晶硅生长过程中，通过所述CCD摄像机获取所述石英柱的测量端与所述石英柱的测量端在所述熔体液面形成的倒影之间的实测像素间距离；

10.一种计算机存储介质，其特征在于，所述计算机存储介质存储有检测熔体液面位置的程序，所述检测熔体液面位置的程序被至少一个处理器执行时实现权利要求1至6中任一项所述检测熔体液面位置的方法的步骤。