KR100486376B1 - 단결정 끌어올림방법 및 단결정 끌어올림장치 - Google Patents

단결정 끌어올림방법 및 단결정 끌어올림장치 Download PDF

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Abstract

대형 단결정을 인상하기 위해 네크의 아래쪽으로 확대부 및 축소부를 형성하고, 축소부를 걸어맞추어서 단결정을 인상하는 방법이 개시되어 있지만, 통상은 축소부를 형성할 때에 그 직경을 급격히 작게 한다. 그 때문에 광학적 계측수단을 사용하여 직경의 제어를 하려고 해도 확대부에 감추어진 축소부의 휴전링을 관찰할 수 없어 단결정을 제어하는 것이 어려웠다. 또, 이 방법으로 단결정을 인상하는 장치는 기구가 복잡하여 고온하에서는 고장나기 쉬웠다.
여기서, 본 발명에서는 항상, 광학적 계측수단으로 직경을 측정할 수 있는 상태로 축소부를 형성한다. 또, 단결정 지지수단을 구성하고, 단결정의 축소부에 걸어맞춰지는 걸어맞춤부를 대기위치에서 축소부 걸어맞춤위치로 이동시키는 가압수단을 갖춘 단결정 인상방법을 사용한다.

Description

단결정 인상방법{METHOD FOR PULLING SINGLE CRYSTAL}
본 발명은 단결정 인상방법에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 쵸크랄스키법(Czochralski method, 이하 "CZ법"이라 한다)으로 대표되는 인상법으로 실리콘 등으로 이루어진 단결정을 인상할 때에 사용되는 단결정 인상방법에 관한 것이다.
현재, LSI(대규모 집적회로) 등의 회로소자 형성용 기판의 제조에 사용되고 있는 실리콘 단결정의 대부분은 CZ법으로 인상되고 있다. 도 1은 이 CZ법에 사용되는 종래의 단결정 인상장치를 모식적으로 나타낸 단면도이고, 도면 중 21은 도가니를 나타내고 있다.
이 도가니(21)는 유저원통형상(有底圓筒形狀)의 석영제 도가니(21a)와, 이 석영제 도가니(21a)의 외측에 끼워맞춰지는 유저원통형상의 흑연제 도가니(21b)로 구성되어 있고, 또 흑연제 도가니(21b)는 흑연제의 끼워맞춤부재(28a)에 끼워맞추어져 있다. 그리고, 이들 도가니(21) 및 끼워맞춤부재(28a)는 도면 중의 화살표 A방향으로 소정의 속도로 회전하는 지지축(28)에 지지되어 있다. 이 도가니(21)의 외측에는 저항가열식의 히터(22), 히터(22)의 외측에는 보온통(27)이 동심원상으로 배치되어 있고, 도가니(21) 속에는 이 히터(22)에 의해 용융된 결정용 원료의 용융액(23)이 채워 넣어지도록 되어 있다. 또, 도가니(21)의 중심축 위에는 인상봉 혹은 와이어 등으로 된 인상축(24)이 매달려 설치되어 있고, 이 인상축(24)의 끝에 지지구(34a)를 통하여 종결정(35)이 설치되도록 되어 있다. 또, 이들 부재는 압력의 제어가 가능한 수냉식의 챔버(chamber)(39) 내에 수납되어 있고, 한편, 도가니(21)의 윗쪽에서 챔버(39)의 외측으로는 광학적 계측수단(19)이 설치되어 있다.
상기한 단결정 인상장치(30)를 사용하여 단결정(36)을 인상할 때에는 챔버(39) 내를 감압한 후, 불활성가스를 도입하여 감압의 불활성가스 분위기로 하고, 잠시 방치한 후 히터(22)로 결정원료를 용융시킨다.
다음에, 지지축(28)과 동일 축심에서 역방향으로 소정의 속도로 인상축(24)을 회전시키면서 지지구(34a)에 설치된 종결정(35)을 강하시켜서 용융액(23)에 착액(着液)시켜 단결정(36)의 인상을 개시한다. 인상에 따라 종결정(35)의 선단에 결정을 성장시켜 가는데, 일단 소정 직경이 되기까지 결정을 가늘게 좁혀 네크(36a)를 형성한다(이하, 이 공정을 "네킹(necking)공정"이라 한다).
다음에, 네크(36a)를 소정의 직경까지 성장시켜서 숄더(36b)를 형성한 후, 일정의 직경, 소정 길이의 메인바디(36c)를 형성한다. 그 후, 단결정(36)의 직경을 서서히 조이고, 단결정(36) 전체의 온도를 서서히 강하시켜서, 종단(終端)콘을 형성한 후, 단결정(36)을 용융액(23)에서 분리한다. 또한, 상기 공정에 있어서 단결정(36)이 형성될 때의 용융액(23) 표면에서의 성장계면(휴전링)의 휘발을 광학적 계측수단(19)을 사용하여 측정함으로써 단결정(36)의 직경을 측정하고, 이 측정결과에 기초하여 직경의 제어를 하고 있다.
상기한 종래의 단결정 인상방법에 있어서는, 종결정(35)을 용융액(23)에 착액시켰을 때 열쇼크에 의해 도입되는 전위를 배제하기 위해서 종결정(35)의 아래쪽에 네크(36a)를 형성하고 있다. 통상, 이 네크(36a)의 직경은 3㎜ 정도로, 그 길이는 30㎜ 정도이고, 직경이 약 6인치, 중량 80㎏ 정도의 단결정(36)을 인상할 때에는 상기한 네크(36a)의 직경이어도 인상하는 단결정(36)을 충분히 지지할 수 있었다.
그러나, 근래의 반도체 디바이스의 고집적화, 저비용화 및 생산성의 효율화에 대응하여 웨이퍼도 대구경화(大口俓化)가 요구되고 있고, 최근에는, 예를 들면 직경 약 12인치(300㎜), 중량 300㎏ 정도의 단결정(36)의 제조가 기대되고 있다. 이 경우, 종래의 네크(36a)의 직경(통상 3㎜ 정도)으로는 네크(36a)가 인상되는 단결정(36)의 무게를 견디지 못하고 파손되어 단결정(36)이 낙하하고 만다는 문제가 있었다.
상기 문제를 해결하기 위해서, 네크의 아래에 일단 단결정의 직경을 차츰 확대시킨 확대부를 형성한 후, 차츰 직경을 축소시킨 상기 네크 보다는 직경이 큰 축소부를 형성하고, 이 축소부를 지지장치로 지지하면서 단결정을 인상하는 방법이 개시되어 있다.
도 2는 종래의 이 종류의 단결정 지지장치가 넣어진 단결정 인상장치를 모식적으로 나타낸 단면도이고(일본국 특허공고공보 평7-515호), 도면 중 51은 도가니를 나타내고 있다.
대략 유저원통형상의 도가니(51) 속에는 단결정 원료를 용융시킨 용융액(53)이 채워 넣어지도록 되어 있다. 도가니(51)의 윗쪽에는 인상용 와이어(41a)가 매달려서 설치되어 있고, 이 인상용 와이어(41a)는 와이어구동부(47)에 의해 상하방향으로 이동됨과 더불어, 화살표 A방향으로 회전되도록 되어 있다. 인상용 와이어(41a)의 하단부에는 둥근 봉형상의 인상축(41b)이 접속되고, 인상축(41b)의 외측방에는 파이프형상을 한 로터(42)가 베어링(42a)을 통해서 회전가능하게 설치되어 있다. 또, 인상축(41b)의 상부에는 모터(43)가 설치되고, 모터(43)는 로터(42)의 상부에 연결되는 한편, 수신부(43a)와 전기적으로 접속되어 있다. 그리고, 송신수단(도시하지 않음)을 사용하여 단결정 인상장치(40)의 챔버(도시하지 않음)의 외부로부터 송신된 신호를 수신부(43a)에서 수신하면, 모터(43)가 구동하여 로터(42)가 화살표 B방향 또는 C방향으로 회전하도록 되어 있다. 또, 로터(42)의 외주에는 수나사부(42b)가 형성되고, 수나사부(42b)에는 원판형상을 한 지지부(44a)가 나사결합되며, 지지부(44a)의 하부에는 원통형상의 파지(把持)홀더(44b)가 연결되고, 파지홀더(44b)의 내면에는 상하방향으로 가이드홈(44c)이 마주보고 형성되어 있다. 또, 파지홀더(44b)의 하부에는 복수개의 노치(notch)부(44d)가 형성되고, 노치부(44d) 내에는 발톱부(44e)가 회전가능하게 지지되며, 파지홀더(44b)의 하단부에는 스토퍼부(44f)가 형성되고, 발톱부(44e)는 윗쪽으로 회전이 가능한 한편, 아래쪽으로의 회전이 스토퍼부(44f)에 의해 규제되도록 되어 있다. 파지수단(44)은 이들 지지부(44a), 파지홀더(44b), 발톱부(44e), 스토퍼부(44f) 등을 포함하여 구성되어 있다. 다른 한편, 인상축(41b)의 하단부에는 지지구(41c)가 연결되고, 지지구(41c)의 외주에는 플랜지(45)가 고정되며, 이 플랜지(45)의 외주는 가이드홈(44c) 속의 상하방향으로 미끄러져 움직일 수 있도록 걸어맞추어져 있고, 로터(42)가 회전하면 파지수단(44)의 회전이 규제되면서 파지수단(44)이 상하방향으로 이동하도록 되어 있다. 단결정 지지장치(40a)는 이들 인상축(41b), 로터(42), 모터(43), 파지수단(44), 플랜지(45) 등을 포함하여 구성되어 있다. 또, 지지구(41c)의 하단부에는 종결정(41d)이 설치되도록 되어 있다.
상기 구성의 단결정 인상장치(40)를 사용하여 단결정(46)을 인상하는 경우, 모터(43)를 정회전 구동시켜서 로터(42)를 예를 들면 화살표 B방향으로 회전시켜서, 이에 나사결합된 파지수단(44)을 윗쪽으로 이동시켜 둔다. 다음에 와이어 구동부(47)를 구동시켜 인상용 와이어(41a), 인상축(41b)을 통하여 지지구(41c)를 아래쪽으로 이동시켜서 종결정(41d)을 용융액(53)에 담근다. 이어서 와이어구동부(47)를 구동시켜 인상용 와이어(41a)를 회전시키면서 비교적 빠른 속도로 인상하여 가면 네크(46a)가 형성된다. 그리고 속도를 차차로 느리게 하면서 인상용 와이어(41a)를 인상하여 가면 큰 직경을 갖는 확대부(46b)가 네크(46a)의 아래쪽에 형성된다. 그 후, 다시 비교적 빠른 속도로 인상용 와이어(41a)를 인상하면 확대부(46b) 보다도 작은 직경의 축소부(46c)가 그 아래쪽에 형성되고, 다음에 속도를 차츰 느리게 하면서 인상하여 가면 숄더부(46d)가 축소부(46c)의 아래쪽에 형성된다. 이때 상기 송신수단을 사용하여 수신부(43a)로 신호를 송신하면 모터(43)가 역회전 구동하여 로터(42)가 화살표 C방향으로 회전되고, 파지수단(44)이 아래쪽으로 이동되어져 발톱부(44e)가 확대부(46b)에 접촉하면 발톱부(44e)가 확대부(46b)를 피하는 형태로 상대적으로 윗쪽으로 회전시켜진 후, 축소부(46c)에 걸어맞추어진다. 다음에 모터(43)를 정지시킨 후, 소정 속도로 인상용 와이어(41a)를 인상하여 가면, 단결정 지지장치(40a)에 의해 파지된 상태에서 소정 직경의 메인바디(46e)가 숄더부(46d)의 아래쪽으로 형성되어 간다.
또, 성장시킨 단결정(46)을 용융액(53)에서 분리할 때에는, 열쇼크에 의한 전위의 발생 및 제품부분이 되는 메인바디(46e)로의 전파를 방지하기 위하여, 비교적 빠른 속도로 인상용 와어어(41a)를 인상하여 결정직경을 서서히 줄여서 역원추형의 결정미부(結晶尾部)(도시하지 않음)를 형성하여, 유전위화(有轉位化)를 만들어서 전위가 발생하여도 제품부분에 전파되지 않을 만큼 직경이 충분히 작게 된 시점에서 용융액(53)에서 분리하는 방법이 채용되고 있다.
상기 단결정 인상장치(40)를 사용함으로써 대형의 단결정(46)의 인상이 가능하게 되지만, 종래의 단결정 인상장치(30)의 경우와 같이 광학적 계측수단(19)을 사용하여 직경의 제어를 하려고 하면, 축소부(46c)를 형성할 때, 성장계면은 확대부(46b)에 의해 감추어지고 말기 때문에 휴전링을 관찰할 수 없다. 따라서, 축소부(46c)를 형성할 때에 광학적 계측수단(19)을 사용하여 단결정(46)의 직경을 제어하는 것이 어렵게 되어 소정의 형상을 갖는 축소부(46c)를 형성하는 것이 어렵다는 문제가 있었다. 또, 축소부(46c)의 형상의 제어가 어렵기 때문에 용융액(53)의 온도 등의 조건이 변화하였을 때에 대응하기 어렵고, 그 때문에 축소부(46c)에 전위가 도입되기 쉽다는 문제도 있었다.
또, 축소부(46c)를 지지하면서 단결정(46)을 인상하는 종래의 단결정 인상장치(40)(도 2)는, 그 기구가 복잡하고, 용융액(53)의 바로 윗쪽의 고온의 분위기 중에 이와 같은 복잡한 단결정 지지장치(40a)를 배치하지 않으면 안되어 고장 등이 발생하기 쉽다는 문제도 있었다.
또, 축소부를 지지하기 위한 기구와 단결정을 인상하기 위한 인상축이 독립적으로 승강하는 단결정 인상장치도 개시되어 있지만, 이들 장치에 있어서는 승강속도나 회전수의 동기(同期)를 취하는 것이 어렵고, 또 중심축에 조금의 어긋남이 발생하여도 단결정을 확실히 지지하는 것이 어렵다는 문제도 있었다.
그리고, 이 단결정 인상장치(40)를 구성하는 단결정 지지장치(40a)는 발톱부(44e)로 축소부(46c)를 잡는 구조이기 때문에, 걸어맞추는 힘이 약하고, 또 발톱부(44e)가 파손되기 쉽다는 문제가 있었다.
발명의 개시
본 발명은 상기 문제를 감안하여 이루어진 것으로, 단결정의 축소부를 형성할 때의 직경의 제어를 안정적으로 행할 수 있는 단결정의 인상방법을 제공하는 것을 목적의 하나로 하고 있다.
또, 본 발명은 그 기구가 비교적 간단하고 고온의 분위기 중에서도 고장 등이 발생하기 어렵고, 인상의 초기단계에서 지지구와 단결정 지지수단의 일체화를 도모함으로써 회전속도나 회전수의 동기를 특별히 취할 필요가 없어 중심축의 어긋남 등도 발생하지 않고, 축소부의 직경이나 길이에 다소의 변화가 생긴 경우에도 확실히 축소부를 지지할 수 있는 단결정 인상장치를 제공하는 것을 다른 목적의 하나로 한다.
상기 목적을 달성하기 위해서, 본 발명에 관한 단결정 인상방법 1은 도가니의 윗쪽에 설치된 광학적 계측수단으로 용융액 계면의 단결정의 직경을 계측하여 그 직경을 제어하면서 인상하는 방법을 사용하고, 도가니 속의 용융액에 종결정을 담근 후, 그 종결정을 회전시키면서 상기 종결정의 아래쪽으로 네크를 형성하는 네킹공정, 그 네킹공정의 후에 일단 단결정의 직경을 서서히 확대시키는 확대부 형성공정 및 그 확대부 형성공정의 후에 단결정의 직경을 서서히 축소시키는 축소부 형성공정을 포함하는 단결정의 인상방법에 있어서, 그 직경을 상기 광학적 계측수단으로 항상 계측하면서 상기 축소부를 형성하는 것을 특징으로 하고 있다.
상기 단결정 인상방법 1에 의하면, 상기 축소부를 형성할 때에 휴전링을 통하여 항상 그 직경을 측정하기 때문에, 상기 축소부의 형상을 정밀도 좋게 제어할 수 있어 용융액의 온도 등이 변화하였을 때에도 확실히 대응할 수 있다. 그 때문에 축소부의 형성시에 전위가 도입되는 일은 없어 전위 등의 결함을 포함하지 않는 단결정을 인상할 수 있다.
또, 본 발명에 관한 단결정 인상장치 1은, 종결정의 아래쪽에 네크를 갖고, 그 네크의 아래쪽에 확대부 및 축소부를 갖는 단결정에서의 상기 축소부를 지지하면서 인상하는 단결정 지지수단을 갖춘 단결정 인상장치에 있어서, 상기 단결정 지지수단을 구성하고, 상기 단결정의 축소부에 걸어맞춰지는 걸어맞춤부를 대기위치에서 축소부 걸어맞춤위치로 이동시키는 가압수단을 갖추고 있는 것을 특징으로 하고 있다.
또, 본 발명에 관한 단결정 인상장치 2는, 상기 단결정 인상장치 1에서, 상기 단결정 지지수단에서의 걸어맞춤부가 평면에서 볼때 대략 V자형, U자형, コ자형 또는 호형상을 하고 있는 것을 특징으로 하고 있다.
상기 단결정 인상장치 1 또는 2에 의하면, 상기 단결정 지지수단을 구성하는 상기 걸어맞춤부를 상기 가압수단에 의해 대기위치에서 축소부 걸어맞춤위치로 이동시킴으로써, 단결정에 형성된 상기 축소부를 상기 걸어맞춤부로 확실히 지지할 수 있다. 또, 상기 단결정 지지수단은 상기 가압수단으로 가압하는 것만으로 상기 축소부에 걸어맞춰진다는 간단한 기구로 구성되어 있고, 그리고 상기 걸어맞춤부도 상기 축소부의 위치가 조금 어긋난 경우에도 확실히 상기 축소부를 지지할 수 있는 형상으로 할 수 있어 고온하에 있어서도 고장이 발생하기 어렵다. 따라서, 상기 단결정 인상장치를 사용함으로써 대중량의 단결정을 안전하고 확실하게 인상할 수 있다.
또, 본 발명에 관한 단결정 인상장치 3은, 상기 단결정 인상장치 1 또는 2에서, 종결정 지지구와 단결정 지지수단의 일체화가 도모된 후, 상기 걸어맞춤부가 상기 축소부에 걸어맞추어지도록 구성되어 있는 것을 특징으로 하고 있다.
상기 단결정 인상장치 3에 의하면, 단결정 인상의 초기에 가까운 단계에서 상기 종결정 지지구와 상기 단결정 지지수단이 일체화되기 때문에 회전속도나 회전수의 동기를 특별히 취할 필요가 없고, 중심축의 어긋남 등도 발생하기 어려워 특성이 뛰어난 단결정을 용이하게 인상할 수 있다.
또, 본 발명에 관한 단결정 인상장치 4는, 종결정의 아래쪽에 네크를 갖고, 그 네크의 아래쪽에 확대부 및 축소부로 된 걸어맞춤부를 갖는 단결정에서의 상기 걸어맞춤부를 지지하면서 인상하는 단결정 지지수단을 갖춘 단결정 인상장치로서, 상기 단결정 지지수단이 상기 단결정의 상기 걸어맞춤부를 양측에서 둘러싸는 한쌍의 파지부를 포함하여 구성되고, 또한 이들 한쌍의 파지부를 대기위치에서 걸어맞춤부 파지위치로 이동시키는 가압수단을 갖추고 있는 것을 특징으로 하고 있다.
또, 본 발명에 관한 단결정 인상장치 5는, 상기 단결정 인상장치 4에 있어서, 상기 단결정 지지수단에서의 상기 파지부의 내측 형상이 상기 단결정의 상기 걸어맞춤부의 외형과 대략 일치하는 것을 특징으로 하고 있다.
상기 단결정 인상장치 4 또는 5에 의하면, 상기 단결정 지지수단을 구성하는 상기 파지부를 상기 가압수단에 의해 대기위치에서 걸어맞춤부 파지위치로 이동시킴으로써 단결정에 형성된 상기 걸어맞춤부를 상기 파지부에 확실히 잡을(지지할) 수 있다. 또, 상기 단결정 지지수단은 상기 가압수단에 의해 가압되면, 상기 걸어맞춤부를 잡는 간단한 기구로 구성되어 있어 고온하에서도 고장이 적다. 따라서, 상기 단결정 인상장치 4 또는 5를 사용함으로써 대중량의 단결정을 완전하고 확실하게 인상할 수 있다.
또, 본 발명에 관한 단결정 인상장치 6은, 상기 단결정 인상장치 4 또는 5에서 상기 단결정 지지수단에서의 한쌍의 파지부를 포함하는 파지부재가 파지부재 지지용 원판에 이동가능하게 지지되고, 또한 연결기구로 이들 한쌍의 파지부가 단결정의 중심에 대하여 항상 대칭적으로 이동하도록 구성되어 있는 것을 특징으로 하고 있다.
상기 단결정 인상장치 6에 의하면, 상기 단결정 지지수단을 구성하는 상기 파지부가 양측에서 단결정의 중심에 대하여 대칭적으로 이동하여 상기 걸어맞춤부를 둘러싸도록 잡기 때문에, 상기 걸어맞춤부를 잡았을 때에 단결정이 파손된다든가 하는 일 없이 안전하고 확실하게 단결정을 지지할 수 있다.
또, 본 발명에 관한 단결정 인상장치 7은, 상기 단결정 인상장치 4, 5, 6의 어느 하나에 있어서, 종결정 지지구와 상기 단결정 지지수단의 일체화가 도모된 후, 상기 파지부가 상기 걸어맞춤부를 잡도록 구성되어 있는 것을 특징으로 하고 있다.
상기 단결정 인상장치 7에 의하면, 단결정 인상의 초기에 가까운 단계에서 상기 종결정 지지구와 상기 단결정 지지수단이 일체화되기 때문에 회전속도나 회전수의 동기를 특별히 취할 필요가 없고, 중심축의 어긋남 등도 발생하기 어려워 특성이 뛰어난 단결정을 용이하게 인상할 수 있다.
도 1은 종래의 단결정 인상장치를 모식적으로 나타낸 단면도,
도 2는 종래의 다른 단결정 인상장치를 모식적으로 나타낸 단면도,
도 3은 본 발명의 실시형태에 관한 단결정 인상장치를 모식적으로 나타낸 종단면도,
도 4는 실시형태에 관한 단결정 인상장치를 구성하는 단결정 지지수단의 근방을 모식적으로 나타낸 부분단면 측면도,
도 5는 도 4에서의 V-V선 단면도,
도 6은 실시형태에 관한 단결정 인상장치를 구성하는 단결정 지지수단을 모식적으로 나타낸 평면도,
도 7은 본 발명의 다른 실시형태에 관한 단결정 인상장치를 모식적으로 나타낸 종단면도,
도 8의 (a)는 실시형태에 관한 단결정 인상장치에서의 단결정 지지수단을 구성하는 파지부재를 모식적으로 나타낸 정면도, 도 8의 (b)는 측면도, 도 8의 (c)는 평면도,
도 9는 실시형태에 관한 단결정 인상장치를 구성하는 단결정 지지수단을 모식적으로 나타낸 평면도.
발명을 실시하기 위한 최선의 형태
이하, 본 발명에 관한 단결정 인상방법 및 단결정 인상장치의 실시형태를 도면에 기초하여 설명한다.
본 실시형태에 관한 단결정 인상방법 및 단결정 인상장치는 12인치 이상의 대구경, 대중량의 단결정 인상을 전제로 하고 있다.
도 3은 실시형태에 관한 단결정 인상장치를 모식적으로 나타낸 종단면도이고, 도 4는 상기 단결정 인상장치를 구성하는 단결정 지지수단의 근방을 모식적으로 나타낸 부분단면 측면도이다. 또, 도 5는 도 4에서의 V-V선 단면도이고, 도 6은 상기 단결정 지지수단을 모식적으로 나타낸 평면도이다.
본 실시형태에 관한 단결정 인상장치(10)에서는, 도 3에 나타낸 바와 같이, 네크(26a)의 아래쪽에 확대부(26b) 및 축소부(26c)를 갖는 단결정(26)을 인상할 때에, 축소부(26c)를 지지하면서 인상하는 단결정 지지수단(11)을 갖추고 있는데, 기타의 부재는 도 1에 나타낸 단결정 인상장치(30)와 같이 구성되어 있다. 따라서, 단결정 지지수단(11) 및 단결정 지지수단(11)에 관계되는 부재 이외의 설명을 여기서는 생략한다.
단결정 지지수단(11)은 걸어맞춤부(12), 아암부(13a)(13b), 지지봉(14a)(14b), 지지부재(15), 원판(16) 및 가이드(17)를 포함하여 구성되어 있고, 단결정 지지수단(11)은 단결정(26)을 소정의 위치로 인상하기까지는 소정의 위치에서 대기하도록 되어 있다.
가이드(17)는 풀(pull)챔버(29a)의 하부 좌우의 내벽에 설치되고, 원판(圓板)(16)이 이 가이드(17) 위에 얹어놓여져 있다. 원판(16)은 가이드(17)의 아래쪽으로는 이동하지 않지만 윗쪽으로는 자유롭게 이동할 수 있도록 되어 있다. 도 6에 나타낸 바와 같이, 원판(16)의 중심부분에는 원통형상의 지지부재(15)가 고정되고, 원판(16) 및 지지부재(15)의 중심축 부분에는 관통구멍(15a)(16a)이 형성되어 인상축(24)이 관통되어 있다. 또, 지지부재(15)에는 중심축을 통하도록 수평방향으로 2개의 관통구멍(15b)(15c)이 형성되어 2개의 지지봉(14a)(14b)이 관통하고 있다. 이들 2개의 지지봉(14a)(14b)에는 대략 수평으로 위치하여 하단에 굴곡부(130a)(130b)를 갖는 봉형상의 아암부(13a)(13b)의 상단부가 나사멈춤 고정되어 있다. 아암부(13a)(13b) 하단의 굴곡부(130a)(130b)에는, 도 5에 나타낸 바와 같이, 평면에서 볼 때 V자형상의 걸어맞춤부(12)가 고정되어 있다. 또, 아암부(13a)(13b)는 원판(16)에 형성된 약간 굴곡된 가늘고 긴 형상의 관통구멍(16b)(16c)을 관통하고 있다. 관통구멍(16b)(16c)은 아암부(13a)(13b)의 위치를 제어하기 위해서 굴곡된 형상으로 되어 있고, 아암부(13a)(13b)는 관통구멍(16b)(16c)이 형성된 위치보다도 조금 외측으로 넓어진 형상으로 형성되어 있으며, 관통구멍(16b)(16c)의 도 6에서의 좌측의 단부(160b)(160c) 및 우측의 단부(165b)(165c)에서 임시 고정할 수 있도록 되어 있다. 단결정(26)의 인상 전이나 인상을 개시하고 나서 잠깐 동안은, 도 4에 가상선으로 나타낸 바와 같이, 아암부(13a)(13b)를 단부(160b)(160c)의 대기위치에 대기시켜 두고, 단결정(26)을 지지시키는 경우에는 풀챔버(29a)의 최하단에 배치한 가압수단을 구성하는 가압부재(18)를 내측으로 밀어냄으로서 아암부(13a)(13b)를 단부(165b)(165c) 쪽으로 어긋나게 하여 축소부 걸어맞춤위치에 위치시킨다. 이때 가압부재(18)는 아암부(13a)(13b)가 인상축(24)과 함께 회전하고 있는 상태에서도 가압할 수 있도록 수평면 내를 회전하면서 전진하게 되어 있다. 상기 조작으로 아암부(13a)(13b)의 하단에 고정된 걸어맞춤부(12)가 단결정(26)에 형성된 축소부(26c)에 걸어맞추어져 단결정(26)을 지지한다. 그 후, 단결정 지지수단(11)은 단결정(26)을 지지한 상태에서 지지구(24a)나 인상축(24) 등과 일체화되어 인상축(24)을 인상에 따라 상승하여 간다.
지지구(24a) 등은 통상의 인상장치(30)(도 1)와 같이 회전이나 인상을 자유롭게 할 수 있다. 또, 이 단결정 인상장치(10)에는 인상하는 단결정(26)의 직경을 제어하기 위하여 단결정(26)의 직경을 측정하는 광학적 계측수단(19)이 설치되어 있다.
다음으로, 단결정 지지수단(11)을 사용한 단결정의 인상방법에 대해서 설명한다.
단결정(26)의 인상을 행하기 전의 단계에서, 단결정 지지수단(11)을 챔버(29) 내에 설치하고, 아암부(13a)(13b)를 원판(16)의 관통구멍(16b)(16c)의 단부(160b)(160c) 부분에 임시 고정하여 대기위치로 하여 둔다. 인상축(24)은 지지부재(15) 및 원판(16)의 관통구멍(15a)(16a)을 관통하고, 인상축(24)의 하단에는 종결정(25)을 지지하는 지지구(24a)가 매달려서 설치된 상태로 있다.
우선, 종래의 방법과 같이, 도가니(21)의 용융액(23)에 종결정(25)을 착액시키고 종결정(25)의 아래쪽에 네크(26a)를 형성한다. 다음에, 광학적 계측수단(19)으로 직경을 측정하면서 인상축(24)의 인상속도를 느리게 하고, 직경을 차츰 크게 하여 확대부(26b)를 네크(26a)의 아래쪽에 형성한다. 이어서, 다시 비교적 빠른 속도로 인상축(24)을 인상하여 확대부(26b) 보다도 작은 직경의 축소부(26c)를 아래쪽에 형성한다. 이 때, 광학적 계측수단(19)으로 항상 휴전링이 관찰될 수 있는 형상으로 축소부(26c)를 형성한다. 즉, 도 3에 나타낸 바와 같이, 광학적 계측수단(19)의 광축(19a)과 수평면이 이루는 각도를 θm로 하였을 때, 축소부(26c)의 단면의 표면부분을 구성하는 직선과 수평면이 이루는 각도 θs가 각도 θm보다 크게 되도록 축소부(26c)를 형성한다.
구체적으로는, 확대부(26b)의 최대직경을 D1, 축소부(26c)의 단면을 구성하는 선분 Z를 연장하였을 때에 교차하는 점까지의 길이를 L로 하였을 때, 하기의 수학식 1로 나타나는 tanθs가 tanθm 보다 크게 되도록 축소부(26c)를 형성하면 된다.
상기 형상의 축소부(26c)를 형성함으로써, 축소부(26c)를 형성하는 사이에 항상 휴전링을 관찰할 수 있기 때문에 축소부(26c)의 직경의 제어를 용이하게 행할 수 있고, 용융액(23)의 온도 등의 조건의 변화에도 대응하기 쉽고, 축소부(26c)로 전위가 도입되는 것을 방지할 수 있다.
축소부(26c)를 형성한 후, 인상속도를 차츰 느리게 함으로써 숄더(26d)를 형성하고, 다음에 일정 직경의 메인바디(26e)를 형성한다. 그리고, 어느 정도의 높이까지 지지구(24a)가 상승하면, 지지구(24a)가 단결정 지지수단(11)을 구성하는 원판(16)에 접촉하게 된다. 이때, 걸어맞춤부(12)를 축소부 걸어맞춤위치로 이동시키면 걸어맞춤부(12)가 축소부(26c)에 정확히 걸어맞추도록 종결정(25)에서 축소부(26c)까지의 길이를 제어하여 둔다. 따라서, 가압부재(18)를 사용하여 아암부(13a)(13b) 및 걸어맞춤부(12)를 대기위치에서 축소부 걸어맞춤위치로 이동시키면, 걸어맞춤부(12)가 축소부(26c)에 걸어맞춰져서 단결정(26)을 지지하게 된다. 또한, 축소부(26c)의 위치가 다소 어긋나도 걸어맞춤부(12)는 V자형상을 하고 있기 때문에 축소부(26c)를 확실히 지지할 수 있다.
그 후, 지지구(24a)나 인상축(24) 등과 단결정 지지수단(11)은 일체화되어 인상축(24)을 인상에 따라서, 단결정 지지수단(11)도 같은 속도로 상승한다. 또, 인상축(24)을 회전시킴으로써 단결정 지지수단(11)도 같은 속도로 회전한다. 따라서, 이 후는 종래의 경우와 같은 조건으로 단결정(26)을 인상하면 되고, 인상할 때, 단결정(26)은 단결정 지지수단(11)에 의해 지지되어 있기 때문에 대중량의 단결정(26)이어도 파손 등의 사고를 발생시키지 않고 용이하게 인상할 수 있다. 또, 어떠한 원인으로 네크(26a)가 파손된 경우에도 단결정(26)은 단결정 지지수단(11)에 의해 지지되고 있기 때문에 낙하하는 일이 없이 그대로 안전하게 인상을 속행할 수 있다.
상기한 바와 같이, 지지구(24a)가 원판(16)에 접촉한 후는 지지구(24a) 등과 단결정 지지수단(11)이 일체화되기 때문에 새롭게 다른 조작을 하지 않아도 승강속도나 회전수의 동기가 취해지고 있어서, 인상축(24)과 단결정 지지수단(11)의 중심축이 어긋난다는 염려도 없다. 또, 단결정 지지수단(11)의 기구가 비교적 간단하기 때문에 고온의 분위기 속에서도 고장 등이 발생하기 어렵다.
상기 실시형태에서는 아암부(13a)(13b)의 하단에 설치된 걸어맞춤부(12)의 형상으로서 평면에서 볼 때 약 V자형상의 것을 사용하고 있지만, 축소부(26c)와 걸어맞추어지는 상태라면 걸어맞춤부(12)의 형상은 V자형의 것에 한정되지 않는다. 따라서, 다른 실시형태에 있어서는 걸어맞춤부(12)의 형상이 평면에서 볼 때 대략 U자형, コ자형 또는 원의 일부를 구성하는 호형상 등이어도 된다.
또, 아암부(13a)(13b)를 대기위치에서 축소부 걸어맞춤위치로 이동시키는 수단도, 도 4에 나타낸 가압부재(18)를 포함하는 가압수단에 한정되지 않고, 아암부(13a)(13b)에 고정된 지지봉(14a)(14b)에 기어를 설치하여 원판(16)상에 고정된 기어에 연결된 모터와 조합함으로써 지지봉(14a)(14b)을 회전시켜 아암부(13a)(13b)를 이동시키도록 하여도 된다.
이하, 실시예에 관한 단결정 인상방법 및 단결정 인상장치를 설명한다. 또, 비교예로서 실시예의 경우와 같은 장치를 사용하여 축소부의 직경을 급격히 감소시킨 경우에 대해서도 설명한다. 그리고, 실시예 1 및 비교예 1의 경우, 도 3 내지 도 6에 나타낸 단결정 인상장치(10)를 사용하여 단결정(26)의 인상을 행하였다.
(실시예 1 및 비교예 1의 경우의 공통조건)
단결정의치수, 중량 단결정의 종류 직경(㎜) 길이(㎜)숄더 이하 중량(㎏) 원료중량 (㎏) 인상 횟수(회)
P형 실리콘 300(12in) 1200 210 250 30
회전속도(rpm) 결정 도가니 챔버내 조건 Ar유량(ℓ/분) 유압(Pa)
10 8 50 1330
석영도가니의 치수 직경(㎜) 높이(㎜) 히터의치수 내경(㎜) 외경(㎜) 높이(㎜)
750 470 800 850 600
보온통의치수 직경(㎜) 높이(㎜) 챔버의 치수 내경(㎜) 높이(㎜)
900 1300 1350 1200
(실시예 1 및 비교예 1에서 다른 조건)
단결정 각부의 치수 네크 확대부 축소부
직경(㎜) 높이(㎜) 최대직경(㎜) 높이(㎜) 최소직경(㎜) 높이(㎜)
실시예 1 3 150 40 40 10 50
비교예 1 3 150 40 40 10 20
<실시예 1 및 비교예 1의 결과>
상기 실시예 1의 경우에 형성된 축소부(26c)는 상기 표 5에 나타낸 바와 같이 최대직경(D1)이 40㎜이고, 최소직경(D2)이 10㎜, 그 높이가 50㎜이다. 따라서, 길이(L)는 66.7㎜가 되고, 상기 수학식 1에 의해 tanθs는 3.35이고, 광학적 계측수단(19)의 광축(19a)이 수평면을 이루는 각의 정접(正接)값(tanθm)의 2.144 보다 크고, 축소부(26c)를 형성하는 동안, 휴전링에 의해 직경을 측정할 수 있어 축소부(26c)의 직경의 제어를 할 수 있었다. 그 때문에 단결정(26)에 전위가 도입되지 않고 결함 등이 없는 단결정(26)을 인상할 수 있었다. 또, 지지구(24a)가 원판(16)에 접촉한 직후에 걸어맞춤부(12)를 축소부(26c)에 걸어맞추고, 그 후 지지구(24a) 등이 단결정 지지수단(11)과 일체화 된 상태에서 단결정(26)을 인상하였지만, 인상할 때 및 꺼낼 때에도 네크(26a)가 파단하는 일이 없이 안전하게 인상작업을 할 수 있었다. 그리고, 인상한 단결정(26)의 네크(26a)를 인위적으로 파단하였지만 단결정(26)이 낙하하는 일은 없고, 단결정 지지수단(11)에 의한 단결정(26)의 지지가 확실히 행해지는 것을 확인할 수 있었다.
한편, 비교예의 경우에는 확대부(26b) 형성 후, 인상속도를 높여 급격히 축소부(26c)의 직경을 좁혔다. 상기 조작으로 최대직경(D1)이 40㎜이고, 최소직경(D2)이 10㎜, 그 높이가 20㎜의 형상을 갖는 축소부(26c)가 형성되었다. 상기 치수로부터 길이(L)는 26.7㎜가 되고, 상기 수학식 1에 의해 tanθs는 1.34로, tanθm 2.144 보다도 작은 직경으로 되었다. 그 때문에 축소부(26c)를 형성할 때에는 광학적 계측수단(19)으로 휴전링을 측정함으로써 직경을 측정할 수 없어 직경의 제어를 적절히 할 수 없었기 때문에, 인상한 단결정에는 40%의 비율로 전위가 도입되어 있다.
도 7은 다른 실시형태에 관한 단결정 인상장치를 모식적으로 나타낸 종단면도이고, 도 8(a)는 단결정 지지수단을 구성하는 파지부재를 모식적으로 나타낸 정면도이며, (b)는 측면도, (c)는 평면도이다. 또, 도 9는 상기 단결정 지지수단을 모식적으로 나타낸 평면도이다.
본 실시형태에 관한 단결정 인상장치(60)에 있어서는, 도 7에 나타낸 바와 같이, 네크(26a)의 아래쪽에 확대부(26b) 및 축소부(26c)로 된 걸어맞춤부(26g)를 갖는 단결정(26)을 인상할 때에 걸어맞춤부(26g)를 잡으면서 인상하는 단결정 지지수단(61)을 갖추고 있다.
단결정 지지수단(61)은 파지부재(62a)(62b), 파지부재 지지용 원판(68), 연결부재(66a)(66b), 지지용 보조부재(65a)를 포함하여 구성되어 있고, 이 단결정 지지수단(61)은 단결정(26)을 소정의 위치로 인상하기까지는 소정의 위치에 대기시키도록 되어 있다.
가이드(70)는 풀챔버(29a) 하부의 좌우의 내벽에 설치되고, 파지부재 지지용 원판(68)이 이 가이드(70) 위에 얹어놓여 있다. 파지부재 지지용 원판(68)은 가이드(70)의 아래쪽으로는 이동하지 않지만, 윗쪽으로는 자유롭게 이동할 수 있도록 되어 있다. 도 9에 나타낸 바와 같이, 파지부재 지지용 원판(68)의 중심축 부분에는 관통구멍(68a)이 형성되어 인상축(24)이 관통하고 있고, 이 관통구멍(68a)의 좌우에는 인상축(24)에 관하여 대칭적으로 횡방향으로 가늘고 긴 형상의 관통구멍(68b)(68c)이 형성되며, 또한 관통구멍(68b)(68c)의 횡방향의 중심축을 연결하는 선에 대해서 직각방향으로 종으로 가늘고 긴 형상의 관통구멍(68d)이 형성되어 있다.
관통구멍(68b)(68c)에는 파지부재(62a)(62b)를 구성하는 아암부(63a)(63b)의 상부가 관통하고 있고, 이 아암부(63a)(63b)에 설치되고, 파지부재 지지용 원판(68)을 상하에서 끼워서 아암부(63a)(63b)를 지지하는 지지용 보조부재(65a)에 의해 파지부재(62a)(62b)가 지지되어 있다. 또, 아암부(63a)(63b)는 지지용 보조부재(65a)에 지지된 상태에서 좌우로 자유롭게 이동할 수 있도록 되어 있다. 파지부재(62a)는, 도 8에 나타낸 바와 같이, 하부의 파지부(64a)의 내측 형상이 걸어맞춤부(26g)의 외형의 일부와 대략 일치하고 있어서, 걸어맞춤부(26g)의 양측에 배치된 한쌍의 파지부재(62a)(62b)에 의해 걸어맞춤부(26g)를 둘러싸도록 잡게 되어 있다.
또, 파지부재(62a)를 구성하는 각각의 아암부(63a)(63b)의 상단에는 봉형상의 연결부재(66a)(66b)의 일단부가 멈춤나사(65b)에 의해 회전이 자유롭게 설치되고, 이들 연결부재(66a)(66b)의 타단은 함께 관통구멍(68d)에 설치된 연결부재 지지봉(66c)(도 7)에 회전이 자유롭게 설치되어 연결되어 있다. 연결부재 지지봉(66c)도 관통구멍(68d)의 내부를 자유롭게 이동할 수 있도록 되어 있다.
따라서, 파지부재(62a)를 구성하는 아암부(63a)를 인상축(24)의 방향으로 이동시키면 연결부재 지지봉(66c)이 관통구멍(68d)의 내부를 외측으로 향해서 이동하고, 이것에 따라서 아암부(63b)가 관통구멍(68c) 내를 인상축(24)의 방향을 향해서 이동한다. 관통구멍(68b)(68c)은 중심축에 대칭으로 형성되어 있고, 연결부재(66a)(66b)는 인상축(24)과 관통구멍(68d)의 중심축을 연결하는 선에 대칭으로 배치되어 있어, 아암부(63a)(63b)는 인상축(24)에 대해서 항상 대칭적으로 이동하도록 구성되어 있다.
단결정(26)의 인상 전이나 인상을 개시하고 나서 잠깐 동안은, 아암부(63a)(63b)를 관통구멍(68b)(68c)의 좌우의 단부(대기위치)에 대기시켜 두고, 단결정(26)을 지지할 필요가 발생한 경우에는 풀챔버(29a)의 하부에 배치한 가압수단을 구성하는 가압부재(69)를 내측으로 밀어냄으로써 아암부(63a)(63b)를 관통구멍(68b)(68c)내의 인상축(24) 측의 단부로 이동시켜 걸어맞춤부 파지위치로 한다. 이 때, 연결부재 지지봉(66c)은 관통구멍(68d)을 외측을 향해서 이동하여 외측의 단부에 달하였을 때, 스프링(68f)에 설치된 고정용부재(68e)가 기능하여 연결부재 지지봉(66c)이 고정되고, 그것에 따라 아암부(63a)(63b)도 고정된다.
상기 조작으로 아암부(63a)(63b)의 하단에 설치된 파지부(64a)(64b)가 단결정(26)에 형성된 걸어맞춤부(26g)를 양측에서 둘러싸도록 잡아 단결정(26)을 지지한다. 그 후, 단결정 지지수단(61)은 단결정(26)을 지지한 상태에서 지지구(24a)나 인상축(24) 등과 일체화되어 인상축(24)을 인상에 따라 상승하여 간다.
다음으로, 단결정 지지수단(61)을 사용한 단결정의 인상방법에 대해서 설명한다.
단결정(26)의 인상을 하기 전의 단계에서, 단결정 지지수단(61)을 챔버(29) 내에 설치하여 아암부(63a)(63b)를 관통구멍(68b)(68c)의 좌우의 단부위치(대기위치)로 하여 둔다. 인상축(24)은 파지부재 지지용 원판(68)의 관통구멍(68a)을 관통하고 있고, 인상축(24)의 하단에는 종결정(25)을 지지한 지지구(24a)가 매달려서 설치되어 있다. 지지구(24a) 등은 통상의 단결정 인상장치(30)(도 1)와 같이, 회전이나 인상을 자유롭게 할 수 있다.
우선, 도가니(21)에 가득채워진 용융액(23)에 종결정(25)을 착액시켜 종결정(25)의 아래쪽에 네크(26a)를 형성한다. 다음에, 인상축(24)의 인상속도를 느리게 하여 직경을 차츰 크게 하여 확대부(26b)를 네크(26a)의 아래쪽에 형성하고, 계속해서, 다시 비교적 빠른 속도로 인상축(24)을 인상하여 직경을 차츰 작게 하여 축소부(26c)를 형성한다.
이 확대부(26b) 및 축소부(26c)(걸어맞춤부(26g))를 형성한 후, 인상속도를 차츰 느리게 함으로써 숄더(26d)를 형성하고, 이어서 일정 직경의 메인바디(26e)를 형성한다. 그리고, 어느 정도의 높이까지 지지구(24a)가 상승하면, 지지구(24a)가 단결정 지지수단(61)을 구성하는 파지부재 지지용 원판(68)에 접촉하도록 되어 있다. 이 때, 파지부(64a)(64b)를 걸어맞춤부 파지위치로 이동시키면 정확히 파지부(64a)(64b)가 걸어맞춤부(26g)를 잡도록 종결정(25)에서 걸어맞춤부(26g)까지의 길이를 제어하여 둔다. 따라서, 가압부재(69)를 사용하여 아암부(63a)(63b) 및 파지부(64a)(64b)를 대기위치에서 걸어맞춤부 파지위치로 이동시키면, 파지부(64a)(64b)가 걸어맞춤부(26g)를 잡아 단결정(26)을 지지하게 된다.
그 후, 지지구(24a)나 인상축(24) 등과 단결정 지지수단(61)은 일체화되어 인상축(24)을 인상에 따라서 단결정 지지수단(61)도 같은 속도로 상승한다. 또, 인상축(24)을 회전시킴으로써 단결정 지지수단(61)도 같은 속도로 회전한다. 따라서, 그 후는 종래의 경우와 같은 조건으로 단결정(26)을 인상하면 되고, 인상할 때, 단결정(26)은 단결정 지지수단(61)에 의해 지지되고 있기 때문에 대중량의 단결정(26)이어도 파손 등의 고장을 발생시키지 않고 용이하게 인상할 수 있다. 또, 어떠한 원인으로 네크(26a)가 파손된 경우에도 단결정(26)은 단결정 지지수단(61)에 의해 지지되고 있기 때문에 낙하되지 않고 그대로 안전하게 인상을 속행할 수 있다.
상기한 바와 같이, 지지구(24a)가 파지부재 지지용 원판(68)에 접촉한 후는 지지구(24a) 등과 단결정 지지수단(61)이 일체화되기 때문에 새롭게 특별한 조작을 행하지 않아도 승강속도나 회전수의 동기가 취해지고 있고, 인상축(24)과 단결정 지지수단(61)의 중심축이 어긋난다는 염려도 없다. 또, 단결정 지지수단(61)의 기구가 비교적 간단하기 때문에 고온의 분위기 속에서도 고장 등이 발생하기 어렵다.
또, 아암부(63a)(63b)를 대기위치에서 걸어맞춤부 파지위치로 이동시키는 수단은, 도 7에 나타낸 가압부재(69)를 포함하는 가압수단에 한정되는 것은 아니다. 예를 들면, 아암부(63a)(63b)의 상단에 기어 및 모터를 설치하고, 파지부재 지지용 원판(68)상에 고정된 기어(래크(rack))와 조합함으로써 아암부(63a)(63b)를 이동시키도록 하여도 된다.
<실시예 2>
상기 실시형태에서 설명한 방법으로 단결정(26)을 인상하였다. 표 6 내지 표 10에 그 조건을 기재한다.
단결정의 치수, 중량 단결정의종류 직경(㎜) 길이(㎜)숄더 이하 중량(㎏) 원료중량 (㎏) 인상 횟수(회)
P형 실리콘 300(12in) 1200 210 250 30
회전속도 (rpm) 결정 도가니 챔버내 조건 Ar유량(ℓ/분) 압력(Pa)
10 8 50 1330
석영도가니의 치수 직경(㎜) 높이(㎜) 히터의 치수 내경(㎜) 외경(㎜) 높이(㎜)
750 470 800 850 600
보온통의 치수 직경(㎜) 높이(㎜) 챔버의 치수 내경(㎜) 높이(㎜)
900 1300 1350 1200
단결정 각부의 치수 네크 확대부 축소부
직경(㎜) 높이(㎜) 최대직경(㎜) 높이(㎜) 최소직경(㎜) 높이(㎜)
3 100 40 30 10 50
<실시예 2의 결과>
단결정(26)을 인상할 때 및 꺼낼 때에 네크(26a)가 파단되는 일 없이 안전하게 단결정(26)을 인상하는 작업을 행하는 것이 가능하였다. 또, 인상한 단결정(26)의 네크(26a)를 인위적으로 파단하였지만, 단결정(26)이 낙하되는 일 없이 단결정 지지수단(61)에 의한 단결정(26)의 지지가 확실히 행해지고 있는 것을 확인할 수 있었다.
본 발명에 관한 단결정 인상방법 및 단결정 인상장치는 전위가 도입되지 않은 단결정을 안전하게 효율적으로 생산하는데 유효하다.

Claims (8)

  1. 도가니의 윗쪽에 설치된 광학적 계측수단에 의하여 용융액 계면의 단결정의 직경을 계측하여, 그 직경을 제어하면서 인상하는 방법을 사용하고, 도가니 속의 용융액에 종결정을 담근 후, 그 종결정을 회전시키면서 상기 종결정의 아래쪽으로 네크를 형성하는 네킹공정, 그 네킹공정의 후에, 일단 단결정의 직경을 서서히 확대시키는 확대부 형성공정, 및 그 확대부 형성공정의 후에 단결정의 직경을 서서히 축소시키는 축소부 형성공정을 포함하는 단결정의 인상방법에 있어서,
    그 직경을 상기 광학적 계측수단으로 항상 계측하여,
    이 광학적 계측수단의 광축과 수평면과의 이루는 각도를 θm이라 했을 때, 상기 축소부의 표면부분과 수평면과의 이루는 각도 θs가 각도 θm보다도 크게 되도록 상기 축소부를 형성하는 것을 특징으로 하는 단결정 인상방법.
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