KR19980024977A - 결정인상 방법 - Google Patents

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KR19980024977A
KR19980024977A KR1019970048849A KR19970048849A KR19980024977A KR 19980024977 A KR19980024977 A KR 19980024977A KR 1019970048849 A KR1019970048849 A KR 1019970048849A KR 19970048849 A KR19970048849 A KR 19970048849A KR 19980024977 A KR19980024977 A KR 19980024977A
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crystal
lifting jig
seed chuck
seed
slider
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KR1019970048849A
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에이찌 이이노
마꼬또 이이다
마사노리 기무라
쇼조 무라오까
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와다 다다시
신에쯔 한도타이 콤파니 리미티드
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    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C30CRYSTAL GROWTH
    • C30BSINGLE-CRYSTAL GROWTH; UNIDIRECTIONAL SOLIDIFICATION OF EUTECTIC MATERIAL OR UNIDIRECTIONAL DEMIXING OF EUTECTOID MATERIAL; REFINING BY ZONE-MELTING OF MATERIAL; PRODUCTION OF A HOMOGENEOUS POLYCRYSTALLINE MATERIAL WITH DEFINED STRUCTURE; SINGLE CRYSTALS OR HOMOGENEOUS POLYCRYSTALLINE MATERIAL WITH DEFINED STRUCTURE; AFTER-TREATMENT OF SINGLE CRYSTALS OR A HOMOGENEOUS POLYCRYSTALLINE MATERIAL WITH DEFINED STRUCTURE; APPARATUS THEREFOR
    • C30B15/00Single-crystal growth by pulling from a melt, e.g. Czochralski method
    • C30B15/30Mechanisms for rotating or moving either the melt or the crystal
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    • Y10STECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
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    • Y10S117/911Seed or rod holders
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    • Y10T117/10Apparatus
    • Y10T117/1024Apparatus for crystallization from liquid or supercritical state
    • Y10T117/1032Seed pulling

Abstract

결정 인상 방법 및 장치가 제공된다.
넥부, 요철부 및 단결정이 종자 쳐크에 의해 보지되는 종자 결정의 하방에 생성된다. 요철부가 종자 쳐크에 의해 소정 위치(승강 지그가 요철부를 보지할 수 있는 부위)까지 상승되는 경우, 종자 쳐크의 상승 속도 Va는 감소하고, 종자 쳐크 승강 기구를 지지하는 슬라이더는 속도 Vb로 상승되어 단결정의 인상 속도를 일정하게 유지하게 한다. 결국 종자 쳐크에 의한 인상은 슬라이더에 의한 인상으로 절환된다. 그후 슬라이더상에 제공된 승강 지그가 이동 기구에 의하여 약간 상승되어, 승강 지그의 결정 보지부가 요철부와 접촉하게 하고 결정 중량의 1-50%를 승강 지그로 이동시킨다.
이러한 방법으로 예를 들면, CZ법에 의한, 고중량 단결정을 안전하고 정확하게 성장시킬 수 있다.

Description

결정 인상 방법 및 장치
본 발명은 예를 들어 쵸코랄스키법(CZ법)을 사용한 결정 인상 방법 및 장치에 관한 것으로, 보다 상세하게는 결정을 안전하고 확실하게 인상시키도록, 고중량 결정을 기계적으로 보지하여, 결정이 보지된 시점에서 성장하는 결정의 직경 변동을 감소시키고, 따라서 결정을 정확하게 성장시킬 수 있는 개선된 기술에 관한 것이다.
도가니에 함유된 실리콘과 같은 반도체 재료의 융액으로 부터 단결정을 인상하는 방법으로서, 본 출원인은 예를 들어 일본 특허 출원 제 8-212055호에 기술된 바와 같이 개선된 인상 기술을 제안한 바 있다.
통상적으로, 단결정은 도 5에 도시된 바와 같이, 와이어 51 하단에서 종자 쳐크 52에 보지된 종자 결정 53을 도시되지 않은 도가니내에 함유된 원료 융액과 접촉시키고, 그 종자 결정 53을 종자 쳐크 승강 기구 54에 의하여 인상시켜 종자 결정 53의 하방에 단결정 C를 성장시키는 방식으로 인상된다. 이와 같은 통상의 제조 방법을 개선하기 위해서, 일본 특허 출원 제 8-212055호에 개시된 기술은 보지 케이스 57이 도시되지 않은 슬라이더 이동 기구에 의하여 수직 이동된 슬라이더 56상에 탑재되고; 와이어 51을 권취하기 위한 종자 쳐크 승강 기구 54가 보지케이스 57내에 설치되며; 1쌍으로된 부재로 이루어진 승강 지그 60이 보지 케이스 57의 하방에 설치된; 구조를 갖는 장치를 사용하고 있다. 승강 지그 60의 쌍으로된 부재의 하단은 실린더 유니트 58의 작동을 통하여 개폐된다. 인상 초기에, 단결정 C는 종자 쳐크 52에 의해 인상되고, 결정 C가 고중량으로 성장될 때, 상기 종자 쳐크 52에 의한 인상은 승강 지그 60에 의한 인상으로 절환되게 된다.
즉, 초기에는 특정 위치에 고정된 슬라이더 56으로 종자 쳐크 52에 의해 보지된 종자 결정 53을 원료 융액에 접촉시키고, 이어서 상기 종자 쳐크 52를 종자 쳐크 승강 기구 54에 의하여 인상한다. 그 결과 도 5A에 도시된 바와 같이, 넥부 59, 요철부 Ck 및 단결정 C가 종자 결정 53의 하방에 형성된다.
요철부 Ck가 도 5B에 도시된 소정의 위치까지 상승하면, 승강 지그 60은 도 5C에 도시된 바와 같이 작동하여 승강 지그 60의 쌍으로된 부재의 하단부가 승강 지그 60의 쌍으로된 하단부와 요철부 Ck의 보다 적은 직경부 사이에 공차가 남으면서 요철부 Ck의 보다 적은 직경부에 접근한다. 그후 도 5D에 도시된 바와 같이, 종자 쳐크 승강 기구 54가 역작동하여 슬라이더 56에 대하여 단결정 C를 하강시키는 동안, 슬라이더 56이 상승되어, 요철부 Ck의 보다 큰 직경부를 승강 지그 60에 접촉시키고 안착시킨다.
이때 슬라이더 56의 상승 속도 Vb와 슬라이더 56에 대한 종자 쳐크 52의 상승 속도 Va의 합은 종자 쳐크 52만이 인상시 교합될 때 측정된 종자 쳐크 52의 앞서의 상승 속도와 동일하게 되도록 제어된다. 또한 단결정 C의 전체 하중의 소정부위가 승강 지그 60으로 이동된 때, 종자 쳐크 승강 기구 54는 정지하고, 도 5E에 도시된 바와 같이, 승강 지그 60에 의해서만 인상 작동이 수행되어 즉, 슬라이더 56만이 상승된다.
승강 지그 60은 횡방향이 아닌, 수직 방향으로 결정의 요철부 Ck에 접촉하므로, 결정은 변위를 발생하지 않고 안전하고 확실하게 인상될 수 있다.
이 기술에서는, 종자 쳐크 52에 의한 인상이 승강 지그 60에 의한 인상으로 절환하는 경우, 도 6에 도시된 바와 같이, 종자 쳐크 52의 상승 속도 Va가 감속되고, 최종적으로 종자 쳐크 52가 슬라이더 56(승강 지그 60)에 대하여 하강하여(Va는 -값으로 된다) 단결정 C의 중량을 승강 지그 60으로 이동시킨다.
상기 기술에서는, 종자 쳐크 52에 작용하는 단결정 C의 중량은 인상 수단을 절환하기 위하여 승강 지그 60의 속도 Vb와 종자 쳐크 52의 속도 Va가 변화하는 동안 승강 지그 60으로 이동된다. 따라서 승강 지그 60이 결정의 중량으로 인하여 변형되거 나, 혹은 승강 지그 60과 요철부 Ck사이에서 슬립(slip)이 발생하는 경우, 속도 Va와 Vb는 상기 기술된 변형과 슬립을 포함하여 증가된 인자수를 고려하여 제어되어야 하므로, 그 속도 제어는 복잡하게 되고, 미세 조정하기가 어렵다.
속도 Va 및 Vb의 미세 조정이 정확하게 수행될 수 없으면, 결정의 성장 속도가 변화하여, 결정의 직경이 변화하는 등의 여러 가지 문제를 야기한다.
따라서 이와 같은 복잡한 제어를 행하지 않고, 간단한 성장 속도 제어를 통하여 인상되는 결정의 직경을 정확히 제어할 수 있는 기술이 요망된다.
본 발명의 목적은 예를 들어, CZ법에 의해 고중량 단결정을 안전하고 확실하게 성장시킬 수 있는 단결정 인상 방법 및 장치를 제공하려는 것이다.
도 1은 본 발명의 결정 인상 장치의 구조를 도시한 개략도,
도 2A-E는 본 발명의 결정 인상 방법을 도시한 작용도,
도 3은 본 발명의 결정 인상 방법으로 인상 수단이 절환될 때 종자 쳐크와 승강 지그의 속도 변화를 도시한 그래프이며, 여기서 Vb는 승강 지그의 속도이고, Va는 승강 지그에 대하여 종자 쳐크의 속도이다,
도 4는 승강 지그를 구성하는 쌍으로된 부재의 선단부가 요동가능한 승강 지그의 구조의 또다른 예를 도시한 도면,
도 5A-E는 종래의 결정 인상 방법을 도시한 작용도,
도 6은 종래의 인상 방법으로 인상 수단이 절환될 때, 종자 쳐크와 승강 지그의 속도 변화를 도시한 그래프이며, 여기서 Vb는 승강 지그의 속도이고, Va는 승강 지그에 대하여 종자 쳐크의 속도이다.
*도면의 주요한 부호에 대한 설명*
1... 결정 인상 장치
2... 벨로우스 챔버(bellows chamber)
3, 56... 슬라이더(slider) 4, 57... 보지 케이스(retaining case)
5, 54... 종자 쳐크 승강 기구(seed chuck lifting mechanism)
6... 하중 측정 기구(load measurement mechanism)
7, 52... 종자 쳐크(seed chuck) 8, 51... 와이어(wire)
9, 53... 종자 결정(seed crystal)
10... 권취 드럼(winding drum) 11... 가이드풀리(guide pully)
13... 지지부재(support member)
14... 로드셀(load cell)
15... 종자 쳐크 승강 기구(seed chuck lifting mechanism)
16, 58... 개폐실린더유니트(open/close cylinder unit)
17, 60... 승강 지그(lifting jig)
18, 26, 27... 핀(pin) 20... 이동기구(moving mechanism)
22... 랙 관(rack pipe) 23... 상승기구(elevating mechanism)
24... 볼 나사(ball screw) 50... 넥부(neck portion)
C... 단결정 Ck... 요철부
상기 목적을 해결하기 위하여, 본 발명은
종자 쳐크에 의해 보지된 종자 결정을 도가니내의 원료 융액과 접촉시키는 단계;
상기 종자 쳐크를 상승시켜 상기 종자 결정의 하방에서 단결정을 성장시키는 단계;
상기 종자 결정이 소정의 위치에 도달할 때, 종자 쳐크의 인상 속도를 감소시키고
상기 종자 쳐크를 지지하는 슬라이더를 상승시켜 단결정의 인상 속도를 일정하게 유지시키는 단계; 및
종자 쳐크에 의한 인상이 슬라이더의 상향 이동에 의한 인상으로 완전히 절환한 다음, 슬라이더상에 제공된 승강 지그 혹은 그 최소 일부를 수직 방향으로 이동시켜 상기 승강 지그 혹은 그 일부가 결정의 소정부에 접촉하여 보지시키는 단계;를 포함하는 결정 인상 방법이 제공된다.
즉, 종자 쳐크에 의한 인상 작동을 승강 지그에 의한 인상 작동으로의 절환 및 결정의 중량을 상기 승강 지그로의 이동이 다른 시점에서 독립적으로 수행하여, 동시 제어하려는 제어 변수의 수를 감소시킨다. 그 결과 결정의 중량이 승강 지그로 이동할 때 발생하는, 승강 지그의 변형과 승강 지그와 보지하려는 결정부 사이의 슬립으로 부터 발생하는 오차를 보정할 수 있다. 따라서 단결정의 직경 편차는 줄이면서 단결정을 성장시킬 수 있다.
종래 기술에서는 결정을 승강 지그와 접촉시키기 위하여, 결정을 승강 지그에 대하여 수직 이동시키고, 슬라이더에 대하여 고정 유지된다. 이와 반대로 본 발명에서는 승강 지그 또는 그 최소 일부가 수직 이동하여 결정에 접촉되게 된다. 승강 지그의 최소 일부란 결정에 접촉할 수 있는 승강 지그의 부분을 의미한다.
바람직하게는 승강 지그가 접촉하는 결정부가 의도적 또는 자연적으로 형성된 결정의 요철부인 것이 좋다.
예를 들면 승강 지그가 요철부의 보다 적은 직경부에 근접하게 되고 상기 보다 적은 직경부에 인접한 요철부의 보다 큰 직경부를 받게 한다.
승강 지그가 이동되어 결정의 소정부에 접촉되는 경우, 종자 쳐크상에 작용하는 하중의 1-50%가 승강 지그로 이동되는 것이 바람직하다.
하한치가 1%로 설정된 까닭은 초기에 하중의 오직 일부만이 승강 지그로 이동될 때라도, 단결정이 성장하고 그 중량이 증가함에 따라 와이어가 약간 신장할 때 보다큰 하중이 승강 지그로 이동하기 때문이다. 소정값을 초과하는 하중의 큰 부분이 초기에 승강 지그로 이동하면, 결정의 성장 속도는 일시적으로 증가하여, 결정의 직경이 변화하게 된다. 따라서 직경에서 변동을 억제하기 위해서, 승강 지그로 이동된 하중 부분의 비는 약 50% 이하일 것이다. 직경에서 변동을 최소화하기 위해서, 그 비는 약 25% 이하로 설정하는 것이 바람직하다.
또한 본 발명은
종자 쳐크에 의해 보지된 종자 결정이 도가니내의 원료 융액과 접촉되고,
상기 종자 쳐크가 상승시켜 종자 결정의 하방에 단결정을 성장시키고,
승강 지그는 인상 작동의 과정에서 단결정의 일부에 접촉되도록 하여 종자 쳐크에 의한 인상이 승강 지그에 의한 인상으로 절환되게 하는 결정 인상 장치가 제공된다.
상기 장치는 종자 쳐크와 승강 지그를 상승 기구의 이용을 통하여 수직 이동되는 슬라이더상에 배치하여 상기 종자 쳐크와 승강 지그가 서로 독립하여 수직 이동할 수 있도록 하고, 전체 승강 지그 혹은 그 최소 일부분이 이동 기구의 이용을 통하여 슬라이더에 대하여 수직으로 이동함을 특징으로 한다. 상기 구조를 갖는 결정 인상 장치는 상기 기술된 결정 인상 방법에 의해 단결정을 인상하는데 사용될 수 있다.
이하, 본 발명을 첨부 도면을 참조하여 상세히 설명한다.
본 발명의 결정 인상 장치는 예를 들어 실리콘과 같은 반도체 재료의 결정을 성장시키기 위해 쵸코랄스키법(CZ법)을 사용하며, 고중량 단결정을 안전하고 제조하는데 적합하다.
먼저, 결정 인상 장치의 기본 구조를 도 1을 참조하여 기술한다.
결정 인상 장치 1은 도시되지 않은 도가니를 포함하는 도시되지 않은 하부 챔버와, 이 하부 챔버의 상부에 취부된 신축가능한 벨로우스 챔버 2와, 그 벨로우스 챔버 2의 상부에 취부된 슬라이더 3을 포함하여 이루어져 있다. 슬라이더 3의 상부에는 보지 케이스 4가 실린더형 베어링 3a에 의하여 회전가능하게 지지된다.
슬라이더 3은 상승기구 23에 의하여 수직 이동된다. 이 상승 기구 23은 도시되지 않은 구동원에 의하여 수직축 주위로 회전하는 볼 나사 24와, 이 볼 나사 24에 나합하는 슬라이더 3의 나합부 3r과, 슬라이더 3의 수직 이동을 안내하는 가이드바 25로 이루어진다. 볼 나사 24가 회전함에 따라, 벨로우스 챔버 2가 신축되는 동안 슬라이더 3은 수직 이동한다.
보지 케이스 4의 상부에는 종자 쳐크 승강 기구 5와 하중 측정 기구 6이 설치되어 있다. 상기 종자 쳐크 승강 기구 5는 와이어 8을 권취하는 가이드풀리 11과 권취 드럼 10을 포함하며, 그 선단에는 종자 쳐크 7에 부착되어 있다. 종자 결정 9는 종자 쳐크 7의 선단부에 보지되어 있다.
하중 측정 기구 6은 가이드풀리 11를 지지하는 암 12와, 이 암 12의 베이스단(base end)이 피봇트 지지되는 지지부재 13과, 상기 암 12의 선단이 안착되는 로드셀 14을 포함하여 이루어진다. 성장하는 단결정 C가 종자 쳐크 승강 기구에 의해 인상될 때, 가이드풀리 11과 암 12를 통해 로드셀 14상에 작용하는 하중을 측정하여, 단결정 C의 중량을 결정한다.
보지 케이스 4의 중간부에는 승강 지그 구동 기구 15가 제공된다.
이 승강 지그 구동 기구 15는 1쌍의 개폐 실린더 유니트 16과, 승강 지그 17을 이루고 상기 실리더 유니트 16의 피스톤 로드의 선단에 연결된 1쌍의 부재를 포함한다. 상기 승강 지그 17은 승강 지그 17의 쌍으로된 부재의 중간부가 피봇트 이동을 위해 핀 18을 매개로 함께 결합하는 가위-상 형태를 갖는다. 따라서 실린더 유니트 16이 작동될 때, 승강 지그 17의 쌍으로된 부재의 하단부에 제공된 결정 보지부 17a가 개폐된다.
상기 승강 지그 17은 이동기구 20에 의하여 수직 방향으로 소정 스트로크에 걸쳐 이동된다. 상기 이동기구 20은 도시되지 않은 구동원에 의하여 회전되는 피니언 21과, 이 피니언 21에 교합하여 수직 방향으로 이동하는 랙 관(rack pipe) 22를 포함한다. 상기 승강 지그 17의 핀 18은 랙관 22에 의해 지지된다.
상기 실린더 유니트 16의 베이스단은 핀 26을 통해 보지 케이스 4에 피봇트 부착되어, 상기 실린더 유니트 16의 전면단(승강 지그 17의 쌍으로된 부재가 실린더 유니트 16에 연결되는 부위)는 수직 방향으로 요동가능하다.
따라서 피니언 21이 회전할 때, 랙 관 22가 수직 이동하고, 따라서 승강 지그 17도 수직 이동한다.
이상과 같은 결정 인상 장치를 사용하여 결정을 인상하는 방법을 도 2를 참조하여 설명한다.
먼저, 종자 쳐크 7에 의해 보지된 종자 결정 9를 도가니내의 원료 융액의 표면에 접촉시킨다. 그런 다음 와이어 8이 종자쳐크 승강 기구 5에 의해 소정 속도로 인상된다. 넥부 19, 요철부 Ck 및 단결정 C가 종자 결정 9의 하방에 형성된다. 이 때 요철부 Ck는 자연적으로 형성되거나 혹은 종자 결정 9의 인상 속도 또는 도가니내의 융액의 온도 혹은 이들 모두를 제어하여 의도적으로 형성될 수 있다. 또한 요철부 Ck의 형상 및 위치는 이에 한정되는 것은 아니며, 승강 지그 17이 요철부를 보지할 수 있도록 제공되면, 어떠한 형상을 가질 수도 있고 어떠한 위치에서도 형성될 수 있다.
이 때, 도 2A에 도시된 바와 같이, 슬라이더 3은 소정 위치에 배치되고, 승강 지그 17의 결정 보지부 17a는 개방된다.
이어서 도 2B에 도시된 바와 같이, 단결정 C의 요철부 Ck가 승강 지그 17의 결정 보지부 17a가 요철부 Ck를 보지하게 하는 위치까지 인상될 때, 슬라이더 3은 상승하고, 종자 쳐크 7을 인상하는 종자 쳐크 승강 기구 5의 속도가 감속된다.
이때, 슬라이더 3(승강 지그 17)의 상승 속도를 Vb로 하고, 슬라이더 3에 대하여 종자 쳐크 7의 상승 속도를 Va로 한 경우, 이들 속도 Va와 Vb는 슬라이더 3(승강 지그 17)의 상부 이동이 개시된 시점(x점)으로 부터 그 합 Va + Vb가 일정하도록 제어된다. 따라서 슬라이더 3(승강 지그 17)의 속도는 종자 쳐크 7의 감속분에 상당하는 양만큼 증대된다.
도 3의 y점에서, 종자 쳐크 7의 상승 속도 Va는 0이 되며, 승강 지그 17(슬라이더 3)의 상승 속도 Vb가 소정의 인상 속도에 상응하는 속도에 도달한다. 이 시각이후에, 인상 작동은 승강 지그 17에 의해서만 수행된다.
인상 수단이 상기 기재된 방식으로 절환된 다음, 도 2C에 도시된 바와 같이, 개폐 실린더 유니트 16이 작동하여, 승강 지그 17의 결정 보지부 17a를 폐쇄한다. 이때, 결정 보지부 17a를 요철부 Ck에 접촉하게 할 수 있다. 그러나 본 실시예에서는 결정 보지부 17a가 그 사이에 공차를 둔 상태에서 요철부 Ck의 보다 작은 직경부에 접근되게 하였다. 이는 결정 보지 장치 17a가 인상 작동에서 이 지점에서 요철부 Ck의 축소직경부와 접촉되게 되면 발생할 수 있는, 단결정상에 작용하는 횡방향의 힘으로 부터 발생하는 진동 및/또는 전위의 생성을 방지한다.
승강 지그 17이 폐쇄된 다음, 도 2D에 도시된 바와 같이, 이동기구 20의 피니언 21은 회전하여 승강 지그 17이 랙관 22에 의해 약간 들어올려지게 한다.
결과적으로 결정 보지부 17a의 상부가 요철부 Ck의 확대 직경부에 접촉되게 되고, 종자 쳐크 7상에 유일하게 작용해온 단결정의 하중 또는 중량은 승강 지그 17로 이동하게 되므로, 로드셀 14에 의해 검출되는 하중은 감소된다.
소정 하중이 승강 지그 17로 이동될 때, 이동기구 20에 의한 승강 지그 17의 승강 이동이 정지된다.
승강 지그 17로 이동된 하중의 비는 로드셀 14에 의해 검출된 초기 하중에 대하여 1-50%내로 설정되고, 바람직하게는 25% 이하이다. 그 비가 최대값을 초과하여 설정되면, 결정의 성장 속도가 일시적으로 너무 커지므로, 결정 직경의 변동을 초래한다. 하중 이동이 완료될 때, 승강 지그 17에 의한 인상 작동이 계속된다. (도 2E).
실시예
이하, 본 발명의 실시예에 대하여 기술한다. 그러나, 본 발명은 이에 한정하는 것은 아니다.
실시예 1 및 비교예:
직경이 150㎜이고 중량이 50kg인 단결정 C를 도 2A-2E에 도시된 바와 같은 본 발명의 인상 방법과 도5A-5E에 도시된 종래의 인상 방법에 따라 성장시켰다. 어느 경우든지, 결정 C가 결정 C의 중량이 약 30kg인 위치에 도달할 때 인상 수단을 종자 쳐크로 부터 승강 지그로 절환하였다. 이 시점에서 승강 지그로 이동되는 결정의 중량비는 50%로 설정하였다.
제조된 결정 C사이의 형상 비교 결과 결정의 중량이 승강 지그로 이동한 위치에서 양자의 경우에 결정 직경의 변동을 관찰하였으며, 또한 직경 변동은 통상의 방법에 의해서 제조된 결정에서는 -2.0mm인 반면, 본 발명의 방법에 의해 제조된 결정에서는 -1.0mm으로 나타났는 바, 이는 통상의 방법으로 제조된 결정보다 변동이 적은 것이다.
실시예 2:
직경이 150㎜이고 중량이 50kg인 단결정 C를 도 2A-2E에 도시된 본 발명의 인상 방법에 의해 성장시키고, 결정 C가 결정 C의 중량이 약 30kg인 위치에 도달할 때 인상 수단을 종자 쳐크 7로 부터 승강 지그 17로 절환하였다. 이 인상 작동을 승강 지그 17로 이동된 하중의 비를 변화시키면서 반복하고 직경에서의 변동을 측정하였다.
그 시험 결과를 하기표 1에 도시하였다.
1 2 3 4 5
하중 이동비(%) 0 1 25 50 60
직경 변동(mm) 0.0 0.0 -0.3 -1.0 -2.0
상기 시험 결과로 부터, 직경에서의 변동은 하중 이동비가 증가함에 따라 커지고, 그 비가 50% 이상일 때, 직경 변동은 실용상 문제를 야기하는 정도로 큰 것을 확인하였다. 하중 이동의 비를 0%로 설정하는 것은, 승강 지그가 결정에 접촉하는지를 확인하기가 불가능하므로 실용적이지 않다.
본 발명의 승강 지그 17의 결정 보지부 17a는 도 4에 도시된 구조를 가질 수 있으며, 여기서 결정 보지부 17a는 이동가능한 것이다.
즉, 도 4에 도시된 구조에서는 결정 보지부 17a의 중심부가 핀 27를 통해 승강 지그 17의 쌍으로된 부재의 선단에 피봇트 부착된다. 결정 보지부 17a의 외측단은 랙-및-피니언 기구(rack-and-pinion mechanism)의 사용을 통하여 수직 이동되는 이동부재 27로 압압되어, 결정 보지부 17a는 그 결정 보지단을 수직 방향으로 이동시키도록 요동한다.
이 경우에는, 결정 보지부 17a의 길이가 짧으므로, 승강 지그 17에 의해 결정을 보지함으로써 발생하는 변형의 양은 길이가 긴 전체 승강 지그 17을 개폐하는 경우보다 적게 된다. 따라서 결정 보지측은 정밀도가 개선되어 바라는 위치에 배치될 수 있다. 나아가 성장하는 결정이 정확하게 보지되기 때문에, 결정이 승강 지그에 의해 보지될 때 미끄러짐이나 다른 문제를 일으키지 않는다.
본 발명은 상기 실시예에 의해 한정하는 것은 아니며, 상기 실시예는 단지 예시일 뿐이고, 본 발명의 특허청구의 범위에 기재된 바와 실질적으로 동일한 구조를 갖고, 유사한 작용 및 효과를 갖는다면, 본 발명의 기술적 사상에 포함된다.
상기한 바와 같이, 종자 쳐크와 승강 지그에 의하여 결정을 인상하는 방법에 있어서, 종자 쳐크에 의한 인상 작동이 승강 지그에 의한 인상 작동으로 절환하고, 결정의 중량을 상기 승강 지그로 이동시키는 것은 다른 시점에서 독립적으로수행하며, 동시 제어하려는 제어된 변화량을 감소시킨다. 그 결과 결정의 중량이 승강 지그로 이동할 때 발생하는 승강 지그의 변형과 승강 지그의 보지하려는 결정부 사이의 슬립으로 부터 발생하는 편차를 줄일 수 있다.

Claims (5)

  1. 종자 쳐크에 의해 보지된 종자 결정을 도가니내의 원료 융액과 접촉시키는 단계;
    상기 종자 쳐크를 상승시켜 상기 종자 결정의 하방에 단결정을 성장시키는 단계;
    상기 종자 결정이 소정 위치에 도달할 때, 종자 쳐크의 인상 속도를 감소시키고
    그 종자 쳐크를 지지하는 슬라이더를 상승시켜 단결정의 인상 속도를 일정하게 유지시키는 단계; 및
    종자 쳐크에 의한 인상이 슬라이더의 상부 이동에 의한 인상으로 완전히 절환한 다음, 슬라이더상에 제공된 승강 지그 혹은 그 최소 일부를 수직 방향으로 이동시켜 상기 승강 지그 혹은 그 일부가 결정의 소정부에 접촉하여 보지시키는 단계;를 포함하는 결정 인상 방법
  2. 제1항에 있어서, 상기 승강 지그가 접촉하는 결정부는 의도적으로 또는 자연적으로 형성된 결정의 요철부임을 특징으로 하는 결정 인상 방법
  3. 제1항에 있어서, 상기 승강 지그는 결정의 소정부와 접촉되게 이동하며, 종자 쳐크상에 작용하는 하중의 1-50%가 상기 승강 지그로 이동됨을 특징으로 하는 결정 인상 방법
  4. 제2항에 있어서, 상기 승강 지그는 결정의 소정부와 접촉되게 이동하며, 종자 쳐크상에 작용하는 하중의 1-50%가 상기 승강 지그로 이동됨을 특징으로 하는 결정 인상 방법
  5. 종자 쳐크에 의해 보지된 종자 결정이 도가니내의 원료 융액과 접촉되고,
    상기 종자 쳐크를 상승시켜 종자 결정의 하방에 단결정을 성장시키고,
    승강 지그는 인상 작동의 과정에서 단결정의 일부에 접촉되도록 하여 종자 쳐크에 의한 인상이 승강 지그에 의한 인상으로 절환되게 하는 결정 인상 장치에 있어서,
    상기 장치는
    종자 쳐크와 승강 지그는 상승 기구의 이용을 통하여 수직 이동하는 슬라이더상에 배치되어,
    상기 종자 쳐크와 승강 지그가 서로 독립하여 수직 이동할 수 있도록 하고,
    전체 승강 지그 혹은 그 최소 일부분은 이동 기구의 이용을 통하여 슬라이더에 대하여 수직으로 이동함을 특징으로 하는 장치
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