KR100880895B1 - 열쉴드 및 이를 구비한 실리콘 단결정 잉곳 생산장치 - Google Patents

열쉴드 및 이를 구비한 실리콘 단결정 잉곳 생산장치 Download PDF

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Abstract

본 발명은 열쉴드 및 이를 구비한 실리콘 단결정 잉곳 생산장치에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 실리콘 융액으로 방출된 복사열이 성장과정 중의 실리콘 단결정 잉곳으로 전달되는 것을 방지하기 위한 열쉴드 및 이를 구비한 실리콘 단결정 잉곳 생산장치에 관한 것이다. 본 발명에 따른 열쉴드는 실리콘 단결정 잉곳을 성장시키기 위하여 석영 도가니 내부에 수용되는 실리콘 융액으로부터 방출되는 복사열이 성장과정 중의 실리콘 단결정 잉곳으로 전달되는 것을 방지하기 위하여, 실리콘 융액의 상측에 설치되며 중앙에 상기 실리콘 단결정 잉곳이 통과되는 이동공이 형성되어 있는 바닥부와, 바닥부의 가장자리로부터 상방향으로 형성되며 실리콘 단결정 잉곳을 감싸도록 배치되는 측면부를 구비하는 열쉴드에 있어서, 열쉴드의 바닥부에는 하방향으로 돌출 형성되는 돌출부가 마련되어 있으며, 돌출부에는 실리콘 융액의 표면과 열쉴드의 하면 사이의 간격을 측정하기 위한 측정봉이 삽입되는 삽입부가 형성되어 있다.
열쉴드, 실리콘 단결정 잉곳

Description

열쉴드 및 이를 구비한 실리콘 단결정 잉곳 생산장치{Heat reflector and apparatus of manufacturing silicon single crystal ingot}
본 발명은 열쉴드 및 이를 구비한 실리콘 단결정 잉곳 생산장치에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 실리콘 융액으로 방출된 복사열이 성장과정 중의 실리콘 단결정 잉곳으로 전달되는 것을 방지하기 위한 열쉴드 및 이를 구비한 실리콘 단결정 잉곳 생산장치에 관한 것이다.
실리콘 단결정 잉곳은 쵸크랄스키 방법에 의해 생산되며, 이 방법을 구현하기 위한 종래의 실리콘 단결정 잉곳 생산장치가 도 1 및 도 2에 도시되어 있다. 도 1은 종래의 실리콘 단결정 잉공 생산장치의 단면도이며, 도 2는 도 1에 개시되어 있는 열쉴드의 분리사시도이다.
도 1 및 도 2를 참조하면, 종래의 실리콘 단결정 잉곳 생산장치(9)는 챔버(1)와, 챔버(1) 내부에 설치되는 석영 도가니(2)와, 석영 도가니(2)를 지지하며 석영 도가니(2)를 승강 및 회전시키는 페데스탈(3)과, 석영 도가니(2)를 가열하는 히터(4)와, 석영 도가니(2)의 상측에 배치되는 열쉴드(5)를 포함한다. 이러한 구성요소들 중 열쉴드(5)는 석영 도가니(2) 내부에 저장된 실리콘 융액(S)에서 방출 된 복사열이 성장과정 중의 실리콘 단결정 잉곳(I)으로 전달되는 것을 방지하는 것으로, 실리콘 단결정 잉곳(I)의 생산성과 품질 향상을 위하여 최근 들어 실리콘 단결정 잉곳 생산장치(9)에 필수적으로 설치된다. 이때, 열쉴드(5)의 하면과 실리콘 융액(S) 사이의 간격, 즉 멜트 갭(G)은 실리콘 단결정 잉곳의 성장 시 실리콘 단결정 잉곳 생산장치의 상부에서 주입되어 하부로 배출되는 아르곤(Ar) 가스의 흐름 경로가 되며, 또한 실리콘 단결정 잉곳(I)의 열이력에 영향을 주게 된다. 따라서, 실리콘 단결정 잉곳(I)의 성장 시, 실리콘 단결정 잉곳(I)의 품질 향상과 생산성 증가를 위해서는 멜트 갭(G)을 일정하게 유지하여야 할 필요가 있다.
이하, 종래 열쉴드(5)의 구조를 간략하게 설명한 후, 멜트 갭(G)을 일정하게 유지하는 방법에 대해 설명한다. 종래의 열쉴드(5)는 흑연으로 이루어지며, 도 2에 도시되어 있는 바와 같이 내측판(5a)과, 외측판(5b)과, 하측판(5c)으로 구성되어 있다. 하측판(5c)의 내측면에는 삽입홈(5c1)이 형성되어 있으며, 이 삽입홈(5c1)에는 석영으로 이루어진 측정봉(B)이 끼워져 있다. 이와 같이 구성된 열쉴드(5)를 석영 도가니(2)의 상측에 설치한 후, 페데스탈(3)을 이용하여 석영 도가니(2)를 상승시킨다. 석영 도가니(2)가 상승하는 도중 측정봉(B)의 하면과 실리콘 융액(S)의 표면이 접촉하게 되는데, 이때 측정봉(B)의 길이와 삽입홈(5c1)의 위치를 이용하여 계산하면, 측정봉(B)의 하면과 실리콘 융액(S)의 표면이 접촉되는 위치에서 실리콘 융액(S)의 표면과 열쉴드(5) 하면 사이의 간격인 멜트 갭(G) 측정할 수 있으며, 이 지점을 기준으로 하여 석영 도가니(2)를 적절하게 승강시키면 멜트 갭(G)을 일정하게 유지할 수 있다.
한편, 실리콘 단결정 잉곳(I)의 성장과정 도중 열쉴드(5)는 고온으로 가열되는데, 열쉴드(5)의 하측판(5c)의 경우 히터(4)와 가까운 위치에 배치된 하측판(5c)의 외주부가 히터(4)에서부터 먼 거리에 있는 하측판(5c)의 내주부 보다 고온으로 가열된다. 따라서, 하측판(5c)의 외주부가 내주부 보다 더 많이 열팽창 하게 되고, 이에 따라 하측판(5c)의 내주부에 인장응력이 발생하게 된다. 이때, 열쉴드(5)의 하측판(5c)에 형성되어 있는 삽입홈(5c1) 부분에는 노치(Notch)현상이 발생하게 된다. 노치란 매끈한 형상으로 이루어진 물체에서 국부적으로 움푹하게 패인 곳을 의미하며, 이 물체에 응력이 가해지는 경우 물체의 매끈한 부분보다 노치에 큰 응력(應力)이 집중되는 현상을 노치현상이라 한다. 즉, 하측판의 삽입홈(5c1)이 노치로 작용되며, 따라서 다른 부분에 가해지는 인장응력보다 4~5배 큰 인장응력이 삽입홈 부분에 가해지게 되며, 그 결과 도 2에 도시되어 있는 바와 같이 삽입홈(5c1)을 중심으로 하측판(5c)에 균열(C)이 발생하는 문제점이 있다.
또한, 상술한 바와 같이 열쉴드의 하측판(5c)은 흑연으로 이루어지며 삽입홈(5c1)에 끼워지는 측정봉(B)은 석영으로 이루어져 두 재질이 서로 상이하므로, 삽입홈(5c1)과 측정봉(B)이 열팽창 하는 정도가 서로 상이하게 되고, 이에 따라 삽입홈(5c1)에 발생되는 응력에 의해 상술한 균열(C)이 더욱더 잘 발생하게 되는 문제점이 있다.
본 발명은 상기한 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로서, 본 발명의 목적은 고온으로의 가열시 열팽창에 의해 발생되는 응력에 의해 열쉴드 상에 균열이 발생되지 않도록 구조가 개선된 열쉴드 및 이를 구비한 실리콘 단결정 잉곳 생산장치를 제공하는 것이다.
상기 목적을 달성하기 위하여, 본 발명에 따른 열쉴드는 실리콘 단결정 잉곳을 성장시키기 위하여 석영 도가니 내부에 수용되는 실리콘 융액으로부터 방출되는 복사열이 성장과정 중의 실리콘 단결정 잉곳으로 전달되는 것을 방지하기 위하여 상기 실리콘 융액의 상측에 설치되며, 중앙에 상기 실리콘 단결정 잉곳이 통과되는 이동공이 형성되어 있는 바닥부와, 상기 바닥부의 가장자리로부터 상방향으로 형성되며 상기 실리콘 단결정 잉곳을 감싸도록 배치되는 측면부를 구비하는 열쉴드에 있어서, 상기 열쉴드의 바닥부에는 하방향으로 돌출 형성되는 돌출부가 마련되어 있으며, 상기 돌출부에는 상기 실리콘 융액의 표면과 상기 열쉴드의 하면 사이의 간격을 측정하기 위한 측정봉이 삽입되는 삽입부가 형성되어 있는 것을 특징으로 한다.
또한, 본 발명에 따른 실리콘 단결정 잉곳 생산장치는 내부에 수용부가 마련되어 있는 챔버와, 상기 챔버의 수용부에 설치되며 실리콘 융액이 수용되는 석영 도가니와, 상기 석영 도가니를 감싸도록 설치되며 상기 실리콘 융액을 가열하는 히 터와, 상기 실리콘 융액으로부터 방출되는 복사열이 성장과정 중의 실리콘 단결정 잉곳으로 전달되는 것을 방지하기 위하여 상기 실리콘 융액의 상측에 설치되며 중앙에 상기 실리콘 단결정 잉곳이 통과되는 이동공이 형성되어 있는 바닥부 및 상기 바닥부의 가장자리로부터 상방향으로 형성되며 상기 실리콘 단결정 잉곳을 감싸도록 배치되는 측면부를 구비하는 열쉴드를 포함하는 실리콘 단결정 잉곳 생산장치에 있어서, 상기 열쉴드의 바닥부에는 하방향으로 돌출 형성되는 돌출부가 마련되어 있으며, 상기 돌출부에는 상기 실리콘 융액의 표면과 상기 열쉴드의 하면 사이의 간격을 측정하기 위한 측정봉이 삽입되는 삽입부가 형성되어 있는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 따르면, 실리콘 단결정 잉곳의 성장시 열쉴드의 하측판에 형성된 삽입부에 인장응력이 집중됨으로써 하측판에 균열이 발생되는 것을 방지하여 열쉴드의 내구성을 향상시킬 수 있다. 따라서, 열쉴드가 파손됨에 따라 실리콘 단결정 잉곳의 품질이 저하되는 것을 방지할 수 있으며, 또한 실리콘 단결정 잉곳 생산장치의 유지비용이 절감된다.
본 실시예에 따른 실리콘 단결정 잉곳 생산장치는 챔버, 석영 도가니, 페데스탈, 히터 및 열쉴드를 포함한다. 위 구성요소들 중 챔버, 석영 도가니, 페데스탈 및 히터는 도 1에 도시되어 있는 종래 실리콘 단결정 잉곳 생산장치의 구성요소와 실질적으로 동일한 바, 도 1을 참조하여 설명하기로 한다.
챔버(1)는 그 내부에 수용부가 마련되어 있으며, 챔버(1)의 상측에는 실리콘 단결정 잉곳(I)이 이동되는 통로가 마련되어 있다. 석영 도가니(2)는 수용부에 배치되며, 그 내부에는 다결정 실리콘이 수용된다. 페데스탈은(3)은 석영 도가니 하측에 결합되며, 석영 도가니(2)를 회전 및 승강시킨다. 히터(4)는 석영 도가니(2)를 감싸도록 설치되며, 전원 인가시 석영 도가니(2)에 수용된 다결정 실리콘을 가열하여 융해시킨다.
상술한 바와 같이 구성된 실리콘 단결정 잉곳 생산장치를 사용하여 실리콘 단결정 잉곳을 성장시키는 과정을 설명하면, 히터를 사용하여 다결정 실리콘을 융해시켜 실리콘 융액을 형성하고, 이 실리콘 융액에 종결정을 담근 후 석영 도가니(2)와 종결정이 연결된 케이블을 서로 반대방향으로 회전시키면서 종결정을 서서히 인상하면 실리콘 단결정 잉곳이 성장된다. 이 과정 중, 실리콘 단결정 잉곳 생산장치에 구비되어 있는 열쉴드는 실리콘 융액으로부터 방출되는 복사열이 성장과정 중의 실리콘 단결정 잉곳(I)에 전달되는 것을 차단함으로써 실리콘 단경정 잉곳의 품질을 향상시키는데, 이하 첨부된 도면을 참조하여 본 실시예에 따른 열쉬드에 대하여 상세히 설명하기로 한다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 열쉴드의 분리사시도이며, 도 4는 도 3에 도시된 열쉴드가 결합된 상태의 단면도이다.
도 3 및 도 4를 참조하면, 열쉴드(100)는 흑연(graphite) 재질로 이루어지며, 측면부와 바닥부와 돌출부를 포함한다.
측면부는 실리콘 단결정 잉곳을 감싸도록 설치되어 실리콘 융액으로부터 방 출된 복사열이 실리콘 단결정 잉곳으로 전달되는 것을 방지하는 것으로서, 본 실시예에서 측면부는 내측판(Inner부)(10)과 외측판(Outer upper부)(20)으로 이루어진다.
내측판(10)은 중공의 원통 형상으로 형성되는 원통부(11)와, 원통부(11)의 상단으로부터 상방향으로 연장되며 그 직경이 점차적으로 크게 형성되는 제1경사부(12)와, 원통부(11)의 하단으로부터 하방향으로 연장되며 그 직경이 점차적으로 작게 형성되는 제2경사부(13)로 이루어진다. 그리고, 제1경사부(12)의 상단부는 다시 수평 방향으로 연장형성되며, 제2경사부(13)의 하단부는 하방향으로 연장 형성된다.
외측판(20)은 중공의 원통 형상으로 형성되는 몸체부(21)와, 몸체부(21)의 상단으로부터 상방향으로 연장되며 그 직경이 점차적으로 크게 형성되는 확장부(22)로 이루어진다. 몸체부(21)의 하단은 몸체부(21)의 중심축 방향으로 돌출되며, 단차지게 형성된다. 확장부(22)의 상단은 수평 방향으로 연장 형성된다. 확장부(22) 상단의 내주면은 단차지게 형성되며, 이 단차진 면(221)에 내측판(10)의 제1경사부(12) 상단이 지지된다.
바닥부는 실리콘 융액으로부터 방출된 복사열이 실리콘 단결정 잉곳으로 전달되는 것을 방지하는 것으로서, 그 중앙에는 실리콘 단결정 잉곳이 통과되는 이동공이 마련되어 있다. 특히, 본 실시예에서 바닥부로는 환형의 판상으로 형성된 하측판(30)이 채용되며, 하측판(30)의 중앙에 형성되어 있는 구멍으로 실리콘 단결정 잉곳이 통과된다. 하측판(30)의 상측면은 수평면에 대하여 하방향으로 경사지게 형성되며, 하측판(30)의 하측면은 수평면에 대하여 상방향으로 경사지게 형성된다. 하측판(30)의 외주면은 단차지게 형성되며, 이 단차진 면(301)은 외측판의 몸체부(21) 하단에 단차진 면(211)에 올려져 지지된다. 하측판(30)의 내주면은 단차지게 형성되며, 이 단차진 면(302)에는 내측판(10)의 하단, 즉 제2경사부(13)의 하단부가 결합된다.
돌출부(31)는 바닥부, 즉 하측판(30)에 대하여 하방향으로 돌출 형성되며, 원호 형상으로 형성된다. 돌출부(31)의 폭 즉 돌출부의 그 직경방향 길이는 하측판(30)의 폭 즉 하측판의 그 직경방향 길이보다 짧게 형성된다. 그리고, 돌출부(31)에는 삽입부와 보조홈이 형성되어 있다. 삽입부(311)는 후술할 측정봉(B)이 삽입되는 곳으로서, 특히 본 실시예에서 삽입부는 돌출부(31)의 내측면과 외측면을 관통하는 구멍형태, 즉 삽입공(311)으로 형성된다. 보조홈(312)은 삽입공(311)으로부터 하방향으로 길게 형성되며, 돌출부(31)의 내측면에 대하여 오목하게 형성된다. 삽입공(311) 및 보조홈(312)에는 측정봉(B)이 끼워져 결합된다. 측정봉(B)은 열쉴드(100)의 하면 즉 하측판(30)의 하면과 실리콘 융액의 표면 사이의 간격을 측정하기 위한 것으로서 석영 재질로 이루어진다. 측정봉(B)은 'ㄱ'자 형상으로, 수평 방향으로 길게 형성되는 끼움부(B1) 및 끼움부(B1)의 일단에서 하방향으로 길게 형성되는 측정부(B2)를 가진다. 도 3에 도시되어 있는 바와 같이 측정봉의 끼움부(B1)는 하측판의 삽입공(311)에 끼워져 결합된다. 측정봉의 측정부(B2)는 하측판의 보조홈(312)에 밀착되어 측정봉(B)이 삽입공(311)을 중심으로 회전하거나 기울어지는 것이 방지된다.
상술한 바와 같이, 본 실시예에 따른 열쉴드의 하측판(30)에는 돌출부(31)가 마련되어 있으며, 이 돌출부(31)에 삽입공(311)이 형성된다. 즉, 하측판(30)에서 돌출부(31)를 제외한 부분에는 노치로 작용될만한 구멍, 예를 들어 삽입공(311)이 형성되어 있지 않다. 따라서, 노치현상 즉 하측판의 삽입공(311) 부분으로 인장응력이 집중되고 이 인장응력에 의해 삽입공(311)을 중심으로 하측판(30)에 균열이 발생되는 것이 방지된다.
반면, 본 실시예에 따른 돌출부(31)에는 삽입공(311) 및 보조홈(312)이 형성되어 있으므로, 돌출부(31)에 발생되는 인장응력이 돌출부에 형성된 삽입공(311) 및 보조홈(312) 주위에 집중되어 돌출부(31)에 균열이 발생할 수 있을 것으로 예상할 수 있으나, 이하에서 설명하는 바와 같이 돌출부(31)에는 하측판(30)보다 현저히 작은 양의 인장응력이 발생되므로 돌출부(31)에는 균열이 발생하지 않는다. 이하, 상세히 설명하기로 한다.
먼저, 종래 기술에서 살펴본 바와 같이 하측판(30)에 발생되는 인장응력은 하측판(30)의 각 지점이 서로 상이하게 열팽창 함으로써 발생되는 것이며, 하측판(30)의 각 지점이 서로 상이하게 열팽창 하는 이유는 하측판(30) 내부에서 온도차이가 발생하기 때문이다. 따라서 각 지점의 온도차이에 따라 그 지점에서의 응력 크기가 결정된다. 즉, 하측판(30)에 발생되는 응력의 크기는 하측판(30)의 직경방향으로 발생되는 온도차이, 즉 하측판(30)의 외주면과 하측판(30)의 내주면 사이의 온도차이에 의해 결정된다. 그리고, 이 온도차이는 하측판(30)의 각 지점과 히터 사이와의 거리 및 하측판(30)의 외주면에서 하측판(30)의 내주면으로 전달되 는 열전달량에 의해 결정되며, 따라서 하측판(30)의 폭이 길어질수록 온도차이가 더욱더 커지게 된다.
하지만, 본 실시예에서의 돌출부(31)는 돌출부(31)의 폭이 하측판(30)의 폭보다 현저하게 짧게 형성된다. 따라서, 돌출부(31)의 외측면과 내측면의 온도차이는 하측판(30)의 외주면과 내주면의 온도차이보다 훨씬 작게되며, 그 결과 돌출부(31)에 발생되는 인장응력의 크기 자체가 하측판(30)에 발생되는 인장응력의 크기보다 작게 된다. 따라서, 돌출부(31)에 형성된 삽입공(311) 부분에 인장응력이 집중된다고 하더라도, 돌출부(31) 전체에 발생되는 인장응력의 크기 자체가 작으므로 돌출부(31)에 균열이 발생되는 현상이 방지된다.
즉, 상술한 바와 같이 열쉴드를 구성하면, 열쉴드의 하측판에 균열이 발생되는 현상이 방지되며, 열쉴드의 내구성이 향상된다. 따라서, 열쉴드 상에 균열이 발생하면서 생기게 되는 이물질, 즉 열쉴드를 구성하는 흑연 가루 등이 실리콘 단결정 잉곳에 포함됨으로 인해 실리콘 단결정 잉곳의 품질이 저하되는 것이 방지되며, 나아가 실리콘 단결정 잉곳 생산장치의 유지비용이 절감된다.
한편, 본 실시예와 같이 하측판(30)에 삽입공, 즉 노치로 작용될 만한 부분이 형성되지 않는 경우 인장응력이 감소하는 효과를 확인하기 위하여, 유한요소법(Finite Element Method : FEM)을 사용하여 시뮬레이션을 실행하였으며 그 결과를 [표 1]에 기재하였다. 도 5는 시뮬레이션에 사용된 디자인의 형상이며, 도 6은 실뮬레이션의 결과를 나타내는 그래프이다.
도 5 및 도 6을 참조하면, 시뮬레이션에 사용한 디자인을 4가지 형태(case1, case2, case3, case4)로 설정하였으며, 각 디자인은 흑연 재질로 구성하였다. 각 디자인은 도 5에 도시되어 있는 바와 같이 중심각이 90도인 원호 형상으로 형성되며, 각 디자인의 폭은 각각 10mm(case1, case4), 15mm(case2), 20mm(case3)으로 설정하였다. 그리고 3가지 디자인(case1, case2, case3)의 내주면에는 노치(N)를 형성하였으며, 나머지 하나의 디자인(case4)에는 노치를 형성하지 않았다. 각 디자인의 외주면의 온도는 1100℃로 고정하였으며, 각 디자인의 내주면의 온도는 700℃, 800℃, 900℃ 및 1000℃로 변화시키며 시뮬레이션을 실행하였다. 그리고, 각 디자인은 그 직경방향을 따라 선형적인 온도구배를 가진다고 가정하였다. 노치(N)가 형성되어 있는 3가지 디자인(case1, case2, case3)의 경우에는 노치(N) 부분의 응력을 측정하였으며, 나머지 한가지 디자인(case4)의 경우에는 노치에 대응되는 위치 즉 내주면의 중앙부분의 응력를 측정하였다.
내주면과 외주면의 온도차이
100℃ 200℃ 300℃ 400℃
case1 25.74 kgf/mm2 53.44 kgf/mm2 81.15 kgf/mm2 108.9 kgf/mm2
case2 24.86 kgf/mm2 52.09 kgf/mm2 79.32 kgf/mm2 106.6 kgf/mm2
case3 24.09 kgf/mm2 50.81 kgf/mm2 77.55 kgf/mm2 104.3 kgf/mm2
case4 5.352 kgf/mm2 12.3 kgf/mm2 19.24 kgf/mm2 26.18 kgf/mm2
[표 1] 및 도 6을 참조하면, 노치(N) 부분(case1, case2, case3)의 응력이 매끈한 부분(case4)의 응력보다 훨씬 더 높은 것을 확인할 수 있다. 따라서 하측판에 삽입공을 형성하지 않음으로써 인장응력이 한 지점에 집중되는 것을 방지할 수 있고, 그 결과 하측판이 균열되는 것을 방지할 수 있음을 알 수 있다.
또한, 동일한 케이스에서 내주면과 외주면의 온도차이에 따른 응력변화를 살펴보면, 내주면과 외주면의 온도차이가 커질수록 열팽창에 의해 발생되는 응력이 증가하는 것을 확인할 수 있다. 예컨대 case 1의 경우, 온도차이가 100℃인 경우 응력이 25.74kgf/mm2이고 온도차이가 400℃인 경우에는 응력이 108.9kgf/mm2로, 온도차이가 300℃증가하는 동안 응력은 4배 이상 증가하였음을 확인할 수 있다. 그리고 이로부터 상술한 바와 같이, 폭의 길이가 짧게 형성되어 그 내측면과 외측면의 온도차이가 작게 발생되는 돌출부(31)의 경우, 돌출부(31)에 발생되는 열응력 자체의 크기가 작아지게 되고, 그 결과 돌출부(31)에 형성된 삽입공(311)에 응력이 집중된다고 하더라도 돌출부(31)에 균열이 발생되지 않는 것을 예측할 수 있다.
이상에서 본 발명의 바람직한 실시 예에 대해 도시하고 설명하였으나, 본 발명은 상술한 특정의 바람직한 실시 예에 한정되지 아니하며, 청구범위에서 청구하는 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 당해 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 누구든지 다양한 변형 실시가 가능한 것은 물론이고, 그와 같은 변경은 청구범위 기재의 범위 내에 있게 된다.
도 1은 종래의 실리콘 단결정 잉곳 생산장치의 단면도이다.
도 2는 도 1에 개시되어 있는 열쉴드의 분리사시도이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 열쉴드의 분리사시도이다.
도 4는 도 3에 도시된 열쉴드가 결합된 상태의 단면도이다.
도 5는 시뮬레이션에 사용된 디자인의 형상이다.
도 6은 실뮬레이션의 결과를 나타내는 그래프이다.
<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명>
100...열쉴드 10...내측판
20...외측판 30...하측판
31...돌출부 311...삽입공
312...보조홈

Claims (4)

  1. 실리콘 단결정 잉곳을 성장시키기 위하여 석영 도가니 내부에 수용되는 실리콘 융액으로부터 방출되는 복사열이 성장과정 중의 실리콘 단결정 잉곳으로 전달되는 것을 방지하기 위하여, 상기 실리콘 융액의 상측에 설치되며 중앙에 상기 실리콘 단결정 잉곳이 통과되는 이동공이 형성되어 있는 바닥부와, 상기 바닥부의 가장자리로부터 상방향으로 형성되며 상기 실리콘 단결정 잉곳을 감싸도록 배치되는 측면부를 구비하는 열쉴드에 있어서,
    상기 열쉴드의 바닥부에는 하방향으로 돌출 형성되는 돌출부가 마련되어 있으며, 상기 돌출부에는 상기 실리콘 융액의 표면과 상기 열쉴드의 하면 사이의 간격을 측정하기 위한 측정봉이 삽입되는 삽입부가 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 열쉴드.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 삽입부는, 상기 돌출부의 일측 면과 타측 면을 관통하며 형성되는 것을 특징으로 하는 열쉴드.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 돌출부에는, 상기 삽입부로부터 하방향으로 길게 형성되며 상기 돌출부의 일측면에 대하여 오목하게 형성되는 보조홈이 마련되어 있는 것을 특징으로 하 는 열쉴드.
  4. 내부에 수용부가 마련되어 있는 챔버와, 상기 챔버의 수용부에 설치되며 실리콘 융액이 수용되는 석영 도가니와, 상기 석영 도가니를 감싸도록 설치되며 상기 실리콘 융액을 가열하는 히터와, 상기 실리콘 융액으로부터 방출되는 복사열이 성장과정 중의 실리콘 단결정 잉곳으로 전달되는 것을 방지하기 위하여 상기 실리콘 융액의 상측에 설치되며 중앙에 상기 실리콘 단결정 잉곳이 통과되는 이동공이 형성되어 있는 바닥부 및 상기 바닥부의 가장자리로부터 상방향으로 형성되며 상기 실리콘 단결정 잉곳을 감싸도록 배치되는 측면부를 구비하는 열쉴드를 포함하는 실리콘 단결정 잉곳 생산장치에 있어서,
    상기 열쉴드의 바닥부에는 하방향으로 돌출 형성되는 돌출부가 마련되어 있으며, 상기 돌출부에는 상기 실리콘 융액의 표면과 상기 열쉴드의 하면 사이의 간격을 측정하기 위한 측정봉이 삽입되는 삽입부가 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 실리콘 단결정 잉곳 생산장치.
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