無需參考信號的單晶爐溫度干擾抑制新方法

張新雨，劉丁，梁軍利，汪姣，楊文

(西安理工大學(xué) 自動化與信息工程學(xué)院，陜西 西安 710048)

單晶爐是利用直拉法生產(chǎn)集成電路硅材料的重要設(shè)備。在其直拉單晶硅的工作過程中，熱是根本驅(qū)動力，影響著單晶硅的整個生長過程。隨著集成電路線距達到低納米級，對單晶爐固液界面處的溫度檢測與控制提出更為苛刻的要求，因為溫度發(fā)生細微的波動都會導(dǎo)致晶體發(fā)生位錯而造成拉晶失敗[1-2]。然而在單晶爐的工作過程中，坩堝轉(zhuǎn)動、加熱器紋波、晶體轉(zhuǎn)動等變化都會使得熱場溫度測量值存在周期性低頻干擾，較高精度的溫度控制變得較為困難。因此，如何在存在多個周期性低頻干擾的情況下，對單晶爐熱場溫度測量值中的干擾實現(xiàn)抑制以達到熱場溫度控制系統(tǒng)的需求，就顯得極為關(guān)鍵了。

目前，國內(nèi)外大部分單晶爐采用紅外傳感器檢測熱場溫度，然后運用中值濾波、均值濾波等工程方法進行處理，這些方法雖對溫度測量值中的干擾具有一定抑制作用，但要滿足高精度的控制仍存在不足，檢測精度偏低，結(jié)果仍具有一定弱周期性。近年來，國內(nèi)學(xué)者對單晶爐熱場溫度測量數(shù)據(jù)進行了研究分析，發(fā)現(xiàn)單晶爐熱場溫度測量值中存在多個周期性的低頻干擾[3]。自適應(yīng)濾波方法能夠抑制干擾，但如何確定自適應(yīng)濾波器的參考信號是一個重要問題[4]。目前，自適應(yīng)濾波器的參考信號主要有兩種[5-10]：一種采用正弦信號，即自適應(yīng)陷波器，能夠針對某一固定頻率的干擾進行抑制，但需要已知干擾頻率[5-6]；……