単結晶育成工程におけるマシンビジョンの活用

概要

1916年に提唱され、シリコン単結晶などのバルク結晶の製造に広く使用されているチョクラルスキー法。現在では、品質と生産性の向上を目的として、マシンビジョンが工程監視を行う自動結晶育成装置も登場しています。

Baslerの顧客である北京図知天下科技有限責任公司（Deeperception） では、高度なアルゴリズムとスマートなビジョンソリューションを組み合わせることで、コストを削減しながら、高純度なシリコン単結晶を効率的に製造できる装置を開発することに成功しました。

課題

高品質なシリコン単結晶を製造するには、回転速度、るつぼ温度、引上速度などの各種数値を正確に監視しながら、全育成工程を精密に制御しなければなりません。

また、結晶の種類によってるつぼサイズなどの製造要件が異なるため、モジュラー構造を採用した柔軟かつ運用のしやすいビジョンソリューションが求められました。

ソリューション

撮影画像から正確な解析を行うことで、引上速度やるつぼ温度を監視しながら、育成工程全体を精密に制御するなど、シリコン単結晶の育成を自動化することに成功しました。

マシンビジョンの主な用途

1. 育成中のシリコン単結晶のサイズ測定

2. ドラフトチューブと溶融帯表面の距離の測定

3. シリコン単結晶の欠けや割れの検出

メリット

• 12MP対応カメラによる正確な測定＆育成工程における欠陥検出

• 5MP対応カメラ2台と12MP対応カメラ1台を組み合わせた多品種製造への対応

• 省スペース設計＆シンプルな構成

• 一貫した精度＆優れた拡張性