KR20180005424A - Single-crystal ingot growth apparatus and method of controlling the same - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은 단결정 잉곳 성장 장치 및 그 제어 방법에 관한 것이다.The present invention relates to a single crystal ingot growing apparatus and a control method thereof.
실리콘 웨이퍼의 제조를 위해서는 먼저 단결정 실리콘을 잉곳(ingot) 형태로 성장시켜야 하는데, 초크랄스키(czochralski, CZ) 법이 적용될 수 있다.In order to manufacture a silicon wafer, monocrystalline silicon must first be grown in an ingot form, and a czochralski (CZ) method can be applied.
초크랄스키(czochralski, CZ) 법이 적용되는 단결정 잉곳 성장 장치는 챔버 내의 도가니를 가열하여 도가니 내에 다결정 실리콘을 용융시키고, 용융된 실리콘에 단결정인 종자 결정(seed crystal)을 담근 후, 종자 결정을 상승시키면서 원하는 지름의 단결정 잉곳으로 성장시킬 수 있다.A single crystal ingot growing apparatus to which a czochralski (CZ) method is applied is a method of heating a crucible in a chamber to melt polycrystalline silicon in a crucible, immersing a single crystal seed crystal in molten silicon, The ingot can be grown to a single-crystal ingot having a desired diameter.
우수한 품질의 다결정 잉곳을 성장시키기 위해 단결정 잉곳의 성장 과정을 감시하는 측정 장비가 구비될 수 있다.A measuring instrument for monitoring the growth process of the single crystal ingot may be provided in order to grow a polycrystalline ingot of good quality.
종래의 측정 장비 중 하나는 채버 상에 설치된 카메라를 이용하여 멜트 갭을 측정하는 멜트 갭 측정 장비가 있다.One of the conventional measuring apparatuses is a melt gap measuring apparatus for measuring the melt gap using a camera installed on the chip.
멜트 갭 측정 장비에 대한 선행 자료로서, 공개번호 제10-2014-0097834호가 있다.As a preliminary data for the melt gap measurement equipment, there is the disclosure number 10-2014-0097834.
하지만, 종래의 멜트 갭 측정 장비는 챔버 내의 상황, 예컨대 밝기나 초점이 변화하는 경우, 챔버 내로부터 획득된 영상의 흐릿하거나 초점이 맞지 않아 측정 에러로 인해 정확한 멜트 갭의 측정이 불가능하여 결국 성장된 단결정 잉곳에 불량을 초래하는 문제점이 있다.However, the conventional melt-gap measuring equipment is incapable of measuring an accurate melt gap due to measurement errors due to blurred or out of focus images obtained from inside the chamber, for example, when the brightness or focus in the chamber changes, There is a problem that the monocrystalline ingot is defective.
본 발명은 전술한 문제 및 다른 문제를 해결하는 것을 목적으로 한다.The present invention is directed to solving the above-mentioned problems and other problems.
본 발명의 다른 목적은 측정 에러 없이 단결정 잉곳 성장을 감시할 수 있는 단결정 잉곳 성장 장치 및 그 제어 방법을 제공한다.Another object of the present invention is to provide a monocrystalline ingot growing apparatus and a control method thereof capable of monitoring monocrystalline ingot growth without any measurement error.
상기 또는 다른 목적을 달성하기 위해 본 발명의 일 측면에 따르면, 단결정 잉곳 성장 장치는, 도가니 상에 배치된 측정봉; 상기 측정봉 및 상기 측정봉의 그림자에 관한 영상 정보를 획득하고, 적어도 측정봉에 가까워지거나 멀어지도록 이동 가능한 렌즈 유닛을 포함하는 영상 촬영부; 및 상기 측정봉의 영상 및 상기 측정봉의 그림자의 영상에 관한 영상 정보를 바탕으로 판단하여 밝기 및 초점 중 적어도 하나에 오류가 있는 경우, 상기 측정봉과의 거리가 가변되도록 상기 렌즈 유닛의 이동을 제어하는 구동 제어신호를 생성하는 제어부를 포함한다.According to an aspect of the present invention, there is provided a single crystal ingot growing apparatus including: a measuring rod disposed on a crucible; An imaging unit including a measurement unit and a lens unit that acquires image information about the shadow of the measurement bar and is movable at least toward or away from the measurement rod; And a controller for controlling the movement of the lens unit so as to vary the distance between the measurement rod and the measurement rod when at least one of brightness and focus is determined based on the image information of the measurement rod and the shadow image of the measurement rod, And a control unit for generating a control signal.
본 발명의 다른 측면에 따르면, 단결정 잉곳 성장 장치의 제어 방법은, 도가니 상에 배치된 측정봉 및 상기 측정봉의 그림자에 관한 영상 정보를 획득하는 단계; 상기 측정봉의 영상 및 상기 측정봉의 그림자의 영상에 관한 영상 정보를 바탕으로 밝기 및 초점 중 적어도 하나에 오류가 있는지를 판단하는 단계; 상기 밝기 및 초점 중 적어도 하나에 오류가 있는 경우, 렌즈 유닛의 이동을 제어하는 구동 제어신호를 생성하는 단계; 및 상기 구동 제어신호에 응답하여 상기 측정봉과의 거리가 가변되도록 상기 렌즈 유닛을 이동시키는 단계를 포함한다.According to another aspect of the present invention, a method of controlling a single crystal ingot growing apparatus includes the steps of: acquiring image information about a measurement rod disposed on a crucible and a shadow of the measurement rod; Determining whether there is an error in at least one of brightness and focus based on the image of the measurement rod and the image of the shadow of the measurement rod; Generating a drive control signal for controlling the movement of the lens unit when at least one of the brightness and the focus is erroneous; And moving the lens unit in response to the drive control signal such that a distance between the measurement rod and the lens is varied.
본 발명에 따른 단결정 잉곳 성장 장치 및 그 제어 방법의 효과에 대해 설명하면 다음과 같다.Effects of the single crystal ingot growing apparatus and the control method thereof according to the present invention are as follows.
본 발명의 실시 예들 중 적어도 하나에 의하면, 있다는 챔버 내의 밝기나 초점이 가변되더라도, 이러한 밝기나 초점의 변화가 반영되도록 영상 촬영부의 렌즈 유닛의 이동을 제어하여 줌으로써, 멜트 갭의 측정 에러를 방지하여 우수한 품질의 단결정 잉곳을 성장시킬 수 있다는 장점이 있다.According to at least one of the embodiments of the present invention, the movement of the lens unit of the image photographing unit is controlled so that the brightness or the focus change is reflected even if the brightness or the focus within the chamber is varied, thereby preventing the measurement error of the melt gap There is an advantage that a single crystal ingot of excellent quality can be grown.
본 발명의 적용 가능성의 추가적인 범위는 이하의 상세한 설명으로부터 명백해질 것이다. 그러나 본 발명의 사상 및 범위 내에서 다양한 변경 및 수정은 당업자에게 명확하게 이해될 수 있으므로, 상세한 설명 및 본 발명의 바람직한 실시 예와 같은 특정 실시 예는 단지 예시로 주어진 것으로 이해되어야 한다. Further scope of applicability of the present invention will become apparent from the following detailed description. It should be understood, however, that the detailed description and specific examples, such as the preferred embodiments of the invention, are given by way of illustration only, since various changes and modifications within the spirit and scope of the invention will become apparent to those skilled in the art.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 단결정 잉곳 성장 장치를 도시한 도면이다.
도 2는 도 1의 제어부를 상세히 도시한 블록도이다.
도 3은 도 2의 렌즈 제어부의 일 예를 상세히 도시한 블록도이다.
도 4는 밝기값을 산출하기 위해 영상 촬영부로부터 획득된 측정봉 영상을 포함하는 영역을 설정한 도면이다.
도 5는 도 2의 렌즈 제어부의 다른 예를 상세히 도시한 블록도이다.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 단결정 잉곳 성장 장치의 제어 방법을 설명하는 순서도이다.
도 7a는 종래에 영상 촬영부에서 획득된 영상을 도시한 도면이다.
도 7b는 본 발명의 영상 촬영부에서 획득된 영상을 도시한 도면이다.
도 8은 종래에 잉곳 길이에 따른 멜트 갭을 도시한 도면이다.
도 9는 본 발명에서 잉곳 길이에 따른 멜트 갭을 도시한 도면이다.
도 10은 서로 상이한 단결정 성장 장치에서의 종래와 본 발명에서의 영상 인식률를 도시한 그래프이다.1 is a view showing a single crystal ingot growing apparatus according to an embodiment of the present invention.
2 is a detailed block diagram of the control unit of FIG.
3 is a block diagram showing an example of the lens control unit of FIG. 2 in detail.
FIG. 4 is a diagram illustrating an area including a measurement mark image obtained from an image capturing unit in order to calculate a brightness value.
5 is a block diagram showing another example of the lens control unit of FIG. 2 in detail.
6 is a flowchart illustrating a method of controlling a single crystal ingot growing apparatus according to an embodiment of the present invention.
FIG. 7A is a view showing an image obtained by a conventional image capturing unit.
FIG. 7B is a diagram illustrating an image acquired by the image capturing unit of the present invention.
8 is a view showing a melt gap according to the ingot length in the related art.
Fig. 9 is a diagram showing the melt gap according to the ingot length in the present invention. Fig.
10 is a graph showing the image recognition rates in the conventional and the present invention in a single crystal growing apparatus which are different from each other.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 명세서에 개시된 실시 예를 상세히 설명하되, 도면 부호에 관계없이 동일하거나 유사한 구성요소는 동일한 참조 번호를 부여하고 이에 대한 중복되는 설명은 생략하기로 한다. 이하의 설명에서 사용되는 구성요소에 대한 접미사 "모듈" 및 "부"는 명세서 작성의 용이함만이 고려되어 부여되거나 혼용되는 것으로서, 그 자체로 서로 구별되는 의미 또는 역할을 갖는 것은 아니다. 또한, 본 명세서에 개시된 실시 예를 설명함에 있어서 관련된 공지 기술에 대한 구체적인 설명이 본 명세서에 개시된 실시 예의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명을 생략한다. 또한, 첨부된 도면은 본 명세서에 개시된 실시 예를 쉽게 이해할 수 있도록 하기 위한 것일 뿐, 첨부된 도면에 의해 본 명세서에 개시된 기술적 사상이 제한되지 않으며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다. Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings, wherein like reference numerals are used to designate identical or similar elements, and redundant description thereof will be omitted. The suffix "module" and " part "for the components used in the following description are given or mixed in consideration of ease of specification, and do not have their own meaning or role. In the following description of the embodiments of the present invention, a detailed description of related arts will be omitted when it is determined that the gist of the embodiments disclosed herein may be blurred. It is to be understood that both the foregoing general description and the following detailed description are exemplary and explanatory and are intended to provide further explanation of the invention as claimed. , ≪ / RTI > equivalents, and alternatives.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 단결정 잉곳 성장 장치를 도시한 도면이다.1 is a view showing a single crystal ingot growing apparatus according to an embodiment of the present invention.
도 1을 참조하면, 단결정 잉곳 성장 장치(100)는 챔버(110), 도가니(120), 발열체(130), 도가니 지지대(140), 측부 단열재(152), 하부 단열재(154), 열차폐부(160), 측정봉(170), 영상 촬영부(190), 제어부(200) 및 구동부(210)를 포함할 수 있다.1, the single crystal
구체적으로, 도가니(120)는 흑연 도가니일 수 있다. 아울러, 도가니(120)의 외측을 감싸는 부분(도 1의 빗금친 부분)은 석영 도가니일 수 있다.Concretely, the
챔버(110)는 단결정 잉곳(I)을 성장시킬 성장 환경을 제공하는 공간일 수 있다. 챔버(110)는 내부를 관찰할 수 있는 뷰 포트(view port, 180)를 가질 수 있으며, 결합되는 위치에 따라 몸체 챔버(body chamber, 111), 돔 챔버(dome chamber, 112) 및 풀 챔버(pull chamber, 113)로 구분될 수 있다.The
뷰 포트(180)는 돔 챔버(112)의 일 영역에 설치될 수 있지만, 이에 대해서는 한정하지 않는다. The
뷰 포트(180)의 개수는 영상 촬영부(190)의 개수에 대응될 수 있다. 예컨대, 3개의 영상 촬영부가 구비되는 경우, 뷰 포트 또한 3개가 구비될 수 있다.The number of
몸체 챔버(111)는 하부에 위치할 수 있고, 돔 챔버(112)는 몸체 챔버(111)의 상단에 위치되어 덮개로서의 역할을 할 수 있다. 몸체 챔버(111)와 돔 챔버(112)는 다결정 실리콘을 단결정 잉곳(I)으로 성장시키기 위한 환경을 제공하는 곳으로, 내부에 수용 공간을 갖는 원통일 수 있다. 풀 챔버(113)는 돔 챔버(112) 상단에 위치할 수 있고, 성장된 단결정 잉곳(I)을 인상하기 위한 공간일 수 있다. 따라서, 몸체 챔버(111)와 돔 챔버(112)에 의해 형성된 공간에서 성장된 단결정 잉곳(I)은 풀 챔버(113)에 의해 상부 방향으로 인상될 수 있다.The
단결정 잉곳(I)은 예컨대 실리콘으로 이루어진 단결정 잉곳일 수 있지만, 이에 대해서는 한정하지 않는다. The single crystal ingot I may be, for example, a single crystal ingot made of silicon, but is not limited thereto.
도가니(120)는 챔버(110), 예컨대, 몸체 챔버(111) 내부에 마련될 수 있고, 단결정 잉곳(I)을 성장시키기 위한 원료 용융액(SM)을 수용할 수 있다. 도가니(120)의 재질은 석영일 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.The
도가니 지지대(140)는 도가니(120)의 하부에 위치하여 도가니(120)를 지지할 수 있으며, 또한 도가니(120)를 회전시키거나, 도가니(120)를 상승 또는 하강시킬 수 있다.The
발열체(130)는 도가니(120)의 외주면과 이격되도록 챔버(110), 예컨대, 몸체 챔버(111) 내에 배치될 수 있다.The
발열체(130)는 도가니(120)를 가열할 수 있으며, 가열된 도가니(120) 내에 적재된 고순도의 다결정 덩어리는 용융되어 용융액(SM)이 될 수 있다. 발열체(130)는 예컨대 저항 히터이거나 유도 가열식 히터일 수 있지만, 이에 대해서는 한정하지 않는다.The
측부 단열재(152)는 도가니(120)의 측부에 위치할 수 있고, 챔버(110) 내부의 열이 챔버(110) 측부로 빠져나가 는 것을 차단할 수 있다. 예컨대, 측부 단열재(152)는 발열체(130)와 몸체 챔버(111)의 측벽 사이에 위치할 수 있고, 발열체(130)의 열이 외부로 누출되는 것을 차단할 수 있다.The
하부 단열재(154)는 도가니(120) 하부에 위치할 수 있고, 챔버(110) 내부의 열이 챔버(110) 하부로 빠져나가는 것을 차단할 수 있다. 예컨대, 하부 단열재(154)는 발열체(130)와 몸체 챔버(111)의 바닥 사이에 위치할 수 있고, 발열체(130)의 열이 외부로 누출되는 것을 차단할 수 있다.The lower
측부 단열재(152)와 하부 단열재(154) 사이에는 챔버(110) 내의 가스나 공정 부산물을 배기시키기 위한 배기구가 형성될 수 있다.Between the
열차폐부(160)는 도가니(120)의 상부에 배치되며, 도가니(120) 내에 수용된 용융액(SM)으로부터 열이 상부로 빠져나가는 것을 차단한다.The
측정봉(170)은 열차폐부(160)의 하단에 결합하고, 도가니(120) 내에 수용된 용융액(SM) 상에 배치될 수 있다.The
열차폐부(160)의 하단부, 구체적으로 측정봉(170)과 용융액(SM)의 표면 사이의 간격을 멜트 갭(Melt Gap)이라 한다. 단결정 잉곳의 품질 향상과 생산성 증가를 위하여 멜트 갭을 일정하게 유지되어야 한다.The gap between the lower end of the
측정봉(170)은 멜트 갭(melt gap) 측정시 기준 역할을 할 수 있으며, 스케일 로드(scale rod)라고도 한다.The measuring
측정봉(170)의 영상과 측정봉(170)에 의해 도가니(120) 내에 수용된 용융액(SM)의 표면 상에 비추어진 측정봉(170)의 그림자 영상을 토대로, 측정봉(170)과 측정봉(170)의 그림자 사이의 간격을 토대로 멜트 갭이 측정될 수 있다.Based on the image of the
영상 촬영부(190)는 측정봉(170) 및 측정봉(170)의 그림자에 관한 영상을 획득할 수 있다.The
영상 촬영부(190)는 촬상 유닛(191)과 렌즈 유닛(193)을 포함할 수 있다. The
촬상 유닛(191)은 예컨대, 다수의 CCD(Charge-Coupled device)나 다수의 CMOS(Complementary Metal Oxide Semiconductor)를 포함할 수 있다. 촬상 유닛(191)은 측정봉(170)과 측정봉(170)의 그림자을 포함하는 챔버(110) 내의 영상을 획득할 수 있다. The
촬상 유닛(191)의 전단, 즉 촬상 유닛(191)과 뷰 포트(180) 사이에 렌즈 유닛(193)이 배치될 수 있다. 렌즈 유닛(193)은 촬상 유닛(191)과 일체로 형성되어 영상 촬영부(190)를 구성할 수 있다. 영상 촬영부(190)는 촬상 유닛(191)과 렌즈 유닛(193) 이외에 다른 구성 요소들을 더 구비할 수 있지만, 이에 대해서는 한정하지 않는다. The
렌즈 유닛(193)은 다수의 렌즈를 포함하는 렌즈 어레이로 구성될 수 있지만, 이에 대해서는 한정하지 않는다.The
측정봉(170)과 측정봉(170)의 그림자가 렌즈 어레이를 통해 촬상 유닛(191)에 상이 맺혀지게 되고, 촬상 유닛(191)은 이러한 상을 토대로 측정봉(170)과 측정봉(170)의 그림자에 관한 영상을 획득할 수 있다. 이와 같이 획득된 영상은 제어부(200)로 제공될 수 있다. The image of the
렌즈 유닛(193)은 x축, y축 및 z축 어느 방향으로든 이동이 가능할 수 있다. 렌즈 유닛(193)은 구동부(210)에 의해 구동되어 x축, y축 및 z축 어느 방향으로든 이동이 가능할 수 있다. The
여기서, z축은 뷰 포트(180)의 길이 방향과 동일한 방향일 수 있다. 따라서, 렌즈 유닛(193)이 z축 방향을 따라 이동되는 경우, 렌즈 유닛(193)은 측정봉(170)에 가까워지거나 멀어지도록 이동될 수 있다. Here, the z-axis may be the same direction as the length direction of the
렌즈 유닛(193)은 구동부(210)에 체결되어 구동부(210)의 구동에 따라 x축, y축 및 z축 어느 방향으로든 이동될 수 있다. The
구동부(210)는 예컨대, 적어도 하나 이상의 모터와 적어도 하나 이상의 모터 각각과 렌즈 유닛(193)을 연결시키는 적어도 하나 이상의 기어 연결축을 포함할 수 있지만, 이에 대해서는 한정하지 않는다. The driving
구동부(210)는 제어부(200)의 제어 하에 구동될 수 있다. The driving
제어부(200)는 영상 촬영부(190)로부터 획득된 영상, 즉 측정봉(170)의 영상과 측정봉(170)의 그림자 영상을 토대로 멜트 갭을 측정할 수 있다. The
또한, 제어부(200)는 측정봉(170)의 영상과 측정봉(170)의 그림자 영상을 토대로 렌즈 유닛(193)를 이동시키기 위한 구동 제어신호를 생성할 수 있다. 이러한 구동 제어신호에 응답하여 구동부(210)가 구동되어 영상 촬영부(190)의 렌즈 유닛(193)이 x축, y축 및 z축 중 적어도 하나 이상의 축을 따라 이동될 수 있다. The
도 2에 도시한 바와 같이, 제어부(200)는 멜트 갭 측정부(201) 및 렌즈 제어부(203)를 포함할 수 있다.As shown in FIG. 2, the
영상 촬영부(190)로부터 획득된 측정봉(170)의 영상과 측정봉(170)의 그림자 영상은 각각 제어부(200)로 제공되어, 제어부(200)의 멜트 갭 측정부(201)와 렌즈 제어부(203)로 각각 입력될 수 있다. The image of the
멜트 갭 측정부(201)는 영상 촬영부(190)로부터 획득된 측정봉 영상과 측정봉(170)의 그림자 영상을 토대로 측정봉(170)과 측정봉(170)의 그림자 사이의 멜트 갭을 측정할 수 있다. The melt gap measurement unit 201 measures the melt gap between the
측정된 멜트 갭 정보는 도시되지 않은 축 제어부로 제공될 수 있다. 축 제어부는 측정된 멜트 갭 정보를 토대로 멜트 갭이 이전에 비해 변화가 있는지를 확인하고, 변화가 있는 경우 멜트 갭이 일정한 간격을 유지하도록 도가니(120)가 예컨대 상부 방향으로 이동되도록 제어할 수 있다. The measured melt gap information may be provided to an axis control unit (not shown). Based on the measured melt gap information, the axis control unit can check whether the melt gap is changed or not, and control the
예컨대, 단결정 잉곳이 성장됨에 따라 도가니(120) 내에 수용된 용융액(SM)의 양이 줄어들게 되고, 이에 따라 용융액(SM)의 표면이 하부 방향으로 낮아지게 된다. 이러한 경우, 측정봉(170)의 위치는 그대로인데 반해, 측정봉(170)의 그림자 영상이 획득되는 용융액(SM)의 표면이 하부 방향으로 낮아지는 경우, 측정봉(170)과 측정봉(170)의 그림자 사이의 멜트 갭이 커지게 된다. 따라서, 멜트 갭을 줄여 이전의 멜트 갭과 동일하게 유지되도록 하기 위해, 도가니(120)가 상부 방향으로 이동될 수 있다. For example, as the single crystal ingot is grown, the amount of the melt SM accommodated in the
한편, 단결정 잉곳을 성장하는 동안 챔버(110) 내의 상황, 예컨대 밝기나 초점이 변화는 경우가 발생할 수 있다. On the other hand, the situation in the
챔버(110) 내의 밝기는 (1) 발열체(130)의 파워 세기의 가변, (2) 용융액(SM)의 양의 가변, (3) 멜트 갭의 가변 등에 따라 달라질 수 있다.The brightness in the
아울러, 챔버(110) 내의 초점은 (1) 용융액(SM)의 양의 가변, (2) 멜트 갭의 가변 등에 따라 달라질 수 있다.In addition, the focal point in the
이와 같이 챔버(110) 내의 밝기나 초점이 변화는 경우, 영상 촬영부(190)에서 측정봉(170) 영상이나 측정봉(170)의 그림자 영상의 밝기나 초점이 악화돼 궁극적으로 멜트 갭의 측정 에러가 발생될 수 있다. 이에 따라, 정확한 멜트 갭 측정이 불가능하게 되어, 멜트 갭이 일정하게 유지되지 않게 되며, 이에 따라 우수한 품질의 단결정 잉곳 성장이 어렵거나 불가능해질 수 있다. When the brightness or focus of the
본 발명에서는 이와 같이 챔버(110) 내의 밝기나 초점이 가변되더라도, 이러한 밝기나 초점의 변화가 반영되도록 영상 촬영부(190)의 렌즈 유닛(193)의 이동을 제어하여 줌으로써, 멜트 갭의 측정 에러를 방지하여 우수한 품질의 단결정 잉곳을 성장시킬 수 있다. The movement of the
이를 위해, 제어부(200)는 렌즈 제어부(203)를 포함할 수 있다. To this end, the
구체적으로, 렌즈 제어부(203)는 도 3에 도시한 바와 같이, 밝기 산출부(205), 밝기 판단부(207) 및 구동 제어신호 생성부(209)를 포함할 수 있다. 3, the lens control unit 203 may include a
밝기 산출부(205)는 영상 촬영부(190)로부터 획득된 측정봉 영상(도 4의 310)과 측정봉(170)의 그림자 영상(도 4의 320)을 입력받을 수 있다. The
만일 챔버(110) 내의 밝기가 과도하게 밝거나 어두워지는 경우 또는 초점이 최적의 초점 구간을 이탈하는 경우, 측정봉(170)의 그림자 영상(도 4의 320)은 백그라운드 영상과 구분이 되지 않아 획득되지 않을 수도 있다. 이러한 경우, 측정봉 영상(도 4의 310) 또한 그 사이즈가 커지거나 줄어들게 될 수 있다. If the brightness in the
본 발명에서는 측정봉 영상을 포함하는 일정 영역을 토대로 밝기의 변화나 초점의 변화를 판단할 수 있다. In the present invention, it is possible to determine a change in brightness or a change in focus based on a certain area including a measurement stick image.
이를 위해, 도 4에 도시한 바와 같이, 측정봉 영상(310)을 포함하는 일정 영역 설정될 수 있다. 따라서, 영상 촬영부(190)로부터 획득된 측정봉 영상(310)을 토대로 측정봉 영상을 포함하는 일정 영역을 추출하고, 그 추출된 일정 영역의 평균 밝기값을 산출할 수 있다. For this, as shown in FIG. 4, a certain area including the
일정 영역은 적어도 측정봉 영상(310)을 포함할 수 있다. 구체적으로 일정 영역은 측정봉 영상(310)과 측정봉 영상에 인접하는 백그라운드 영상을 포함할 수 있다. The predetermined region may include at least the
일정 영역은 예컨대 가로 방향을 따라 50 내지 80 화소를 포함하고 세로 방향을 따라 20 내지 50 화소를 포함할 수 있지만, 이에 대해서는 한정하지 않는다. The predetermined region may include, for example, 50 to 80 pixels along the horizontal direction and 20 to 50 pixels along the vertical direction, but the present invention is not limited thereto.
만일 측정봉 영상(310)이 80화소(가로)와 50화소(세로)의 사이즈를 초과하는 경우, 일정 영역은 측정봉 영상(310)이 포함되도록 재설정될 수 있다.If the
측정봉 영상(310)으로부터 일정 영역을 추출하는 기술은 널리 알려진 어떠한 기술도 적용될 수 있다. 예컨대, 영상 촬영부(190)로부터 획득된 측정봉 영상(310)으로부터 그 측정봉 영상(310)의 최외곽 테두리로부터 기 설정된 화소 만큼을 포함하는 영역이 일정 영역으로 추출될 수 있지만, 이에 대해서는 한정하지 않는다. Any known technique can be applied to the technique of extracting a certain region from the
상기 추출된 일정 영역의 평균 밝기값은 밝기 판단부(207)로 제공될 수 있다.The average brightness value of the extracted predetermined area may be provided to the brightness determination unit 207.
밝기 판단부(207)는 추출된 일정 영역의 평균 밝기값을 기 설정된 평균 밝기 구간과 비교하여 챔버(110) 내의 밝기 변화나 초점 변화를 판단할 수 있다. The brightness determining unit 207 can determine the brightness change or the focus change in the
기 설정된 평균 밝기 구간은 측정봉(170)을 명확히 인식될 수 있는 밝기 구간일 수 있다. 기 설정된 평균 밝기 구간은 일정 영역을 대상으로 반복적인 실험을 통해 설정될 수 있다.The predetermined average brightness interval may be a brightness interval in which the
밝기 판단부(207)에서 결정된 판단 결과는 구동 제어신호 생성부(209)로 제공될 수 있다.The determination result of the brightness determination unit 207 may be provided to the drive control
구동 제어신호 생성부(209)는 밝기 판단부(207)로부터 입력된 판단 결과에 따른 구동 제어신호를 생성할 수 있다. The drive
예컨대, 밝기 판단부(207)에 의해 추출된 일정 영역의 평균 밝기값이 기 설정된 평균 밝기 구간의 최대값보다 큰 경우, 구동 제어신호 생성부(209)는 렌즈 유닛(193)이 측정봉(170)으로부터 멀어지도록 z축 방향을 따라 이동되도록 하는 구동 제어신호를 생성할 수 있다. 추출된 일정 영역의 평균 밝기값이 측정봉(170)을 인식하기 어려울 정도로 밝은 경우, 렌즈 유닛(193)을 측정봉(170)으로부터 멀어지도록 이동시켜, 영상 촬영부(190)로부터 획득된 측정봉 영상, 구체적으로 측정봉 영상을 포함하는 일정 영역의 평균 밝기값이 작아지도록 하여 궁극적으로 기 설정된 밝기 평균 구간 내에 포함되도록 할 수 있다. For example, when the average brightness value of the predetermined region extracted by the brightness determination unit 207 is larger than the maximum value of the predetermined average brightness period, the drive control
예컨대, 밝기 판단부(207)에 의해 추출된 일정 영역의 평균 밝기값이 일정 영역의 평균 밝기값이 기 설정된 평균 밝기 구간의 최소값보다 작은 경우, 구동 제어신호 생성부(209)는 렌즈 유닛(193)이 측정봉(170)으로부터 가까워지도록 z축 방향을 따라 이동되도록 하는 구동 제어신호를 생성할 수 있다. 추출된 일정 영역의 평균 밝기값이 측정봉(170)을 인식하기 어려울 정도로 어두운 경우, 렌즈 유닛(193)을 측정봉(170)으로부터 가까워지도록 이동시켜, 영상 촬영부(190)로부터 획득된 측정봉 영상, 구체적으로 측정봉 영상을 포함하는 일정 영역의 평균 밝기값이 커지도록 하여 궁극적으로 기 설정된 밝기 평균 구간 내에 포함되도록 할 수 있다. For example, when the average brightness value of the certain region extracted by the brightness determination unit 207 is smaller than the minimum value of the predetermined average brightness period, the drive control
구동 제어신호 생성부(209)로부터 생성된 구동 제어신호는 구동부(210)로 제공될 수 있다. The drive control signal generated from the drive
구동부(210)는 구동 제어신호 생성부(209)로부터 제공된 구동 제어신호에 응답하여 렌즈 유닛(193)을 z축 방향을 따라 촬상 유닛(191)의 전방 또는 후방을 향해 이동되도록 구동될 수 있다.The driving
이상의 발명에 따르면, 영상 촬영부(190)로부터 추출된 일정 영역의 평균 밝기값을 토대로 렌즈 유닛(193)을 이동시켜 영상 촬영부(190)로부터 최적의 밝기를 갖는 측정봉 영상(310)을 얻을 수 있다.According to the above invention, the
이와 달리, 본 발명은 영상 촬영부(190)로부터 획득된 측정봉 영상(310)의 초점값을 토대로 렌즈 유닛(193)을 이동시켜 영상 촬영부(190)로부터 최적의 초점을 갖는 측정봉 영상(310)을 얻을 수도 있다.The present invention moves the
도 5에 도시한 바와 같이, 초점 산출부(211), 초점 판단부(213) 및 구동 제어신호 생성부(209)를 포함할 수 있다. As shown in FIG. 5, may include a focus calculation unit 211, a focus determination unit 213, and a drive control
초점 산출부(211)는 도 3에 도시된 밝기 산출부(205)와 통합되어 산출부로 명명될 수도 있지만, 이에 대해서는 한정하지 않는다.The focus calculating unit 211 may be integrated with the
초점 판단부(213)는 도 3에 도시된 밝기 판단부(207)와 통합되어 판단부로 명명될 수도 있지만, 이에 대해서는 한정하지 않는다. The focus determination unit 213 may be integrated with the brightness determination unit 207 shown in FIG. 3 and may be called a determination unit, but the present invention is not limited thereto.
구동 제어신호 생성부(209)는 도 3에 도시된 구동 제어신호 생성부일 수 있지만, 이에 대해서는 한정하지 않는다. The drive control
초점 산출부(211)는 영상 촬영부(190)로부터 획득된 측정봉 영상(310)으로부터 측정봉 영상의 초점값을 산출하기 위한 초점 산출부(211)가 렌즈 제어부(203)에 포함될 수 있다. 초점 산출부(211)에서 산출된 측정봉 영상(310)은 초점 판단부(213)로 제공될 수 있다. The focus calculator 211 may include a focus calculator 211 in the lens controller 203 for calculating the focus value of the measurement rod image from the
초점 판단부(213)는 초점 산출부(211)에서 산출된 측정봉 영상(310)의 초점값이 기 설정된 초점값과 일치하는지를 판단할 수 있다. The focus determination unit 213 can determine whether the focus value of the
판단 결과, 측정봉 영상(310)의 초점값이 기 설정된 초점값과 일치하지 않는 경우, 구동 제어신호 생성부(209)는 측정봉 영상의 초점값이 기 설정된 초점값과 일치하도록 렌즈 유닛(193)을 이동시키기 위한 구동 제어신호를 생성할 수 있다. If it is determined that the focus value of the
구동부(210)는 초점 판단부(213)로부터 제공된 구동 제어신호에 응답하여 렌즈 유닛(193)을 이동시킬 수 있다. 렌즈 유닛(193)의 이동은 초점 판단부(213)에 의해 측정봉 영상의 초점값이 초점값과 일치될 때까지 지속될 수 있다. 측정봉 영상의 초점값이 초점값과 일치될 때, 렌즈 유닛(193)은 더 이상 이동되지 않고 현재 위치로 유지될 수 있다. The driving
다른 예로서, 초점 판단부(213)는 측정봉 영상의 초점값이 기 설정된 초점 구간을 이탈하는지를 판단할 수 있다. As another example, the focus determination unit 213 may determine whether the focus value of the measurement rod image deviates from a preset focus interval.
판단 결과 측정봉 영상의 초점값이 기 설정된 초점 구간을 이탈하는 경우, 구동 제어신호 생성부(209)는 측정봉 영상의 초점값이 기 설정된 초점 구간 내에 포함되도록 렌즈 유닛(193)을 이동시킬 수 있다. 렌즈 유닛(193)의 이동은 초점 판단부(213)에 의해 측정봉 영상의 초점값이 기 설정된 초점 구간 내에 포함될 때까지 지속될 수 있다. 측정봉 영상의 초점값이 기 설정된 초점 구간 내에 포함될 때, 렌즈 유닛(193)은 더 이상 이동되지 않고 현재 위치로 유지될 수 있다. As a result of the determination, if the focus value of the measurement rod deviates from the predetermined focus range, the drive
본 발명은 도 3에 도시된 밝기 변화에 따라 렌즈 유닛(193)을 이동시킬 수도 있고(제1 실시예), 도 5에 도시된 초점 변화에 따라 렌즈 유닛(193)을 이동시킬 수도 있고(제2 실시예), 또는 밝기 변화(도 3) 및 초점 변화(도 5) 모두를 고려하여 렌즈 유닛(193)을 이동시킬 수도 있다(제3 실시예). The present invention can move the
도 7a는 종래에 영상 촬영부에서 획득된 영상을 도시한 도면이고, 도 7b는 본 발명의 영상 촬영부에서 획득된 영상을 도시한 도면이다. 도 8은 종래에 잉곳 길이에 따른 멜트 갭을 도시한 도면이고, 도 9는 본 발명에서 잉곳 길이에 따른 멜트 갭을 도시한 도면이다.FIG. 7A is a view showing an image obtained by a conventional image capturing unit, and FIG. 7B is a view illustrating an image obtained by an image capturing unit of the present invention. FIG. 8 is a view showing a melt gap according to an ingot length in the related art, and FIG. 9 is a diagram showing a melt gap according to an ingot length in the present invention.
도 7a에 도시한 바와 같이, 종래에 영상 촬영부에서 획득된 영상, 구체적으로 측정봉 영상과 측정봉(170)의 그림자 영상은 밝기나 초점 변화로 인해 사이즈가 줄어들거나 초점이 맞지 않아 명확히 인식되지 않게 된다. As shown in FIG. 7A, the image obtained by the image capturing unit in the related art, specifically, the measurement rod image and the shadow image of the
이에 반해, 도 7b에 도시한 바와 같이, 본 발명에 따른 영상 촬영부(190)에서 획득된 측정봉 영상(310)과 측정봉(170)의 그림자 영상(320)이 최적 밝기와 초점이 맞도록 렌즈 유닛(193)이 이동됨으로써, 측정봉 영상(310)과 측정봉(170)의 그림자 영상(320)이 명확히 인식될 수 있다. 7B, the
도 7a에 도시한 바와 같이, 측정봉 영상과 측정봉(170)의 그림자 영상이 명확히 인식되지 않는 경우, 도 8에 도시한 바와 같이 A 영역과 같이 측정 패턴 영상을 순간적으로 놓치거나 B 영역과 같이 측정 패턴 영상을 지속적으로 놓치게 되는 측정 에러가 발생될 수 있다.As shown in FIG. 7A, when the measurement rod image and the shadow image of the
이에 반해, 도 7b에 도시한 바와 같이, 측정봉 영상과 측정의 그림자 영상이 명확히 인식되는 경우, 도 9에 도시한 바와 같이 측정 에러 없이 정확한 멜트 갭 측정이 가능하므로, 우수한 품질의 단결정 잉곳이 성장될 수 있다. On the other hand, as shown in FIG. 7B, when the measurement rod image and the shadow image of the measurement are clearly recognized, accurate melt gap measurement can be performed without measurement error as shown in FIG. 9, .
도 10은 서로 상이한 단결정 성장 장치에서의 종래와 본 발명에서의 영상 인식률를 도시한 그래프이다.10 is a graph showing the image recognition rates in the conventional and the present invention in a single crystal growing apparatus which are different from each other.
도 10에 도시한 바와 같이, 동일 단결정 성장 장치(#1)에서 종래와 본 발명에서의 인식률은 각각 79.6%와 93.9%로서, 본 발명의 단결정 성장 장치에서 영상 촬영부(190)에서 획득된 영상에 대한 인식률이 종래에 비해 월등히 우수함을 알 수 있다. 10, the recognition rates in the conventional single crystal
마찬가지로, 다른 단결정 성장 장치(#2, #3)에서도 영상 촬영부(190)에서 획득된 영상에 대한 인식률이 종래에 비해 본 발명에서 월등히 우수하였다.Likewise, in the other single crystal
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 단결정 잉곳 성장 장치의 제어 방법을 설명하는 순서도이다.6 is a flowchart illustrating a method of controlling a single crystal ingot growing apparatus according to an embodiment of the present invention.
도 6은 제3 실시예(밝기 변화와 초점 변화 모두를 고려하여 렌즈 유닛(193)을 이동시키는 방법)를 설명하고 있지만, 제1 실시예나 제2 실시예도 가능하다.6 illustrates a third embodiment (a method of moving the
도 1 내지 도 3, 도 5 및 도 6을 참조하면, 먼저 영상 촬영부(190)는 열차폐부(160)의 하단에 설치된 측정봉(170)과 측정봉(170)의 그림자에 관한 영상을 획득할 수 있다(S301). 측정봉(170)의 그림자는 도가니(120)에 수용된 용융액(SM)의 표면에 비추어질 수 있다. 1 to 3, 5 and 6, the
챔버(110) 내에는 영상 촬영부(190)의 피사체로서 측정봉(170)과 측정봉 그림자가 영상으로 획득될 수 있다 이와 같이 획득된 측정봉 영상 및 측정봉(170)의 그림자 영상을 포함하는 영상 정보는 제어부(200)로 제공될 수 있다. In the
제어부(200)는 영상 획득부로부터 제공된 영상 정보를 바탕으로 평균 밝기값 및 초점값을 산출할 수 있다(S303).The
평균 밝기값을 산출하기 위해 영상 정보에서 적어도 측정봉 영상을 포함하는 일정 영역이 설정될 수 있다. 상기 설정된 일정 영역 내에 포함된 각 화소의 밝기값을 바탕으로 일정 영역의 평균 밝기값이 산출될 수 있다. In order to calculate the average brightness value, a certain region including at least the measurement mark image may be set in the image information. The average brightness value of a certain region may be calculated based on the brightness values of the pixels included in the predetermined region.
초점값을 산출하기 위해 영상 정보에서 백그라운드 영상과 인접하는 측정봉 영상의 테두리 영역에 포함된 화소들의 평균 밝기값을 산출하고, 이러한 측정봉 영상의 테두리 영역에 포함된 화소들의 평균 밝기값을 측정봉 영상의 테두리 영역을 제외한 측정봉 영상의 나머지 영역에 포함된 화소들의 평균 밝기값을 비교하여 그 비교 결과를 토대로 초점값이 산출될 수 있다. In order to calculate the focus value, the average brightness value of the pixels included in the border area of the measurement bar image adjacent to the background image in the image information is calculated, and the average brightness value of the pixels included in the border area of the measurement bar image is measured The average brightness value of the pixels included in the remaining region of the measurement rod image excluding the edge region of the image is compared and the focus value can be calculated based on the comparison result.
이러한 초점값 산출 방법은 다양한 방법이 있을 수 있으며, 이러한 다양한 초점값 산출 방법 또한 본 발명의 범주 내에 포함될 수 있다. There are various methods for calculating the focus value, and various methods for calculating the focus value can also be included in the scope of the present invention.
제어부(200)는 일정 영역의 평균 밝기값이 기 설정된 평균 밝기 구간을 벗어나는지를 판단할 수 있다(S305).The
기 설정된 평균 밝기 구간은 측정봉(170)을 명확히 인식할 수 있는 밝기 구간일 수 있다.The predetermined average brightness period may be a brightness period in which the measuring
따라서, 일정 영역의 평균 밝기값이 기 설정된 평균 밝기 구간 내에 포함되어야, 영상 촬영부(190)를 통해 측정봉 영상이나 측정봉(170)의 그림자 영상이 명확하게 인식될 수 있어, 측정 에러 없이 멜트 갭 측정이 가능할 수 있다.Therefore, if the average brightness value of the predetermined region is included within the preset average brightness period, the measurement rod image or the shadow image of the
일정 영역의 평균 밝기값이 기 설정된 평균 밝기 구간을 벗어나는 경우, 제어부(200)는 렌즈 유닛(193)을 이동시킬 수 있는 제1 구동 제어신호를 생성할 수 있다. 제1 구동 제어신호는 일정 영역의 평균 밝기값이 기 설정된 평균 밝기 구간 내에 포함되도록 렌즈 유닛(193)이 이동되도록 하는 제어 신호일 수 있다. The
구동부(210)는 제어부(200)로부터 제공된 제1 구동 제어신호에 응답하여 일정 영역의 평균 밝기값이 기 설정된 평균 밝기 구간 내에 포함될 때까지 렌즈 유닛(193)이 z축 방향, 즉 뷰 포트(180)의 길이 방향을 따라 이동되도록 구동될 수 있다(S307). 따라서, 렌즈 유닛(193)의 이동으로 렌즈 유닛(193)은 측정봉(170)과의 거리가 가까워지거나 멀어질 수 있다. In response to the first driving control signal provided from the
렌즈 유닛(193)의 이동으로 일정 영역의 평균 밝기값이 기 설정된 평균 밝기 구간 내에 포함되는 경우, 제어부(200)는 상기 산출된 초점값이 기 설정된 초점 구간에 포함되는지를 판단할 수 있다(S309). When the average brightness value of a certain region is included in the predetermined average brightness region due to the movement of the
기 설정된 초점 구간은 측정봉(170)을 명확히 인식할 수 있는 초점 구간일 수 있다.The predetermined focus interval may be a focus interval in which the
도시되지 않았지만, S309가 수행된 후, S305가 수행될 수도 있지만, 이에 대해서는 한정하지 않는다.Although not shown, after step S309 is performed, step S305 may be performed, but this is not limited thereto.
상기 산출된 초점값이 기 설정된 초점 구간을 벗어나는 경우, 제어부(200)는 렌즈 유닛(193)을 이동시킬 수 있는 제2 구동 제어신호를 생성할 수 있다.If the calculated focus value deviates from a preset focus period, the
구동부(210)는 제어부(200)로부터 제공된 제2 구동 제어신호에 응답하여 상기 산출된 초점값이 기 설정된 초점 구간에 포함될 때까지 렌즈 유닛(193)이 z축 방향, 즉 뷰 포트(180)의 길이 방향을 따라 이동되도록 구동될 수 있다. 따라서, 렌즈 유닛(193)의 이동으로 렌즈 유닛(193)은 측정봉(170)과의 거리가 가까워지거나 멀어질 수 있다. The driving
일정 영역의 평균 밝기값이 기 설정된 평균 밝기 구간 내에 포함되는 한편, 상기 산출된 초점값이 기 설정된 초점 구간에 포함되는 경우, 렌즈 유닛(193)은 더 이상 이동되지 않고 현재 상태로 유지될 수 있다(S311). When the calculated average value of brightness of the certain region is included in the predetermined average brightness period and the calculated focus value is included in the predetermined focal region, the
만일 일정 영역의 평균 밝기값이 기 설정된 평균 밝기 구간에 포함되도록 렌즈 유닛(193)이 이동된 상태에서(S305 및 S307), 초점값이 기 설정된 초점 구간 내에 포함되도록 렌즈 유닛(193)이 다시 이동되는 경우(S309 및 S307), 일정 영역의 평균 밝기값이 기 설정된 평균 밝기 구간을 다시 벗어날 수 있다. 이러한 경우, S305 및 S307로 이동되어 일정 영역의 평균 밝기값이 기 설정된 평균 밝기 구간 내에 포함되도록 렌즈 유닛(193)이 이동될 수 있다. If the
상기의 상세한 설명은 모든 면에서 제한적으로 해석되어서는 아니되고 예시적인 것으로 고려되어야 한다. 본 발명의 범위는 첨부된 청구항의 합리적 해석에 의해 결정되어야 하고, 본 발명의 등가적 범위 내에서의 모든 변경은 본 발명의 범위에 포함된다.The foregoing detailed description should not be construed in all aspects as limiting and should be considered illustrative. The scope of the present invention should be determined by rational interpretation of the appended claims, and all changes within the scope of equivalents of the present invention are included in the scope of the present invention.
100: 단결정 잉곳 성장 장치
110: 챔버
120: 도가니
130: 발열체
152, 154: 단열재
160: 열차폐부
170: 측정봉
180: 뷰 포트
190: 영상 촬영부
191: 촬상 유닛
193: 렌즈 유닛
200: 제어부
210: 구동부
201: 멜트 갭 측정부
203: 렌즈 제어부
205: 밝기 산출부
207: 밝기 판단부
209: 구동 제어신호 생성부
211: 초점 산출부
213: 초점 판단부
SM: 용융액100: Monocrystalline ingot growing apparatus
110: chamber
120: Crucible
130: heating element
152, 154: Insulation
160:
170: Measuring rod
180: Viewport
190:
191:
193: lens unit
200:
210:
201: Melting gap measuring part
203: lens control unit
205: Brightness calculating section
207:
209: drive control signal generator
211: Focus calculation unit
213: Focus determination unit
SM: melt
Claims (13)
상기 측정봉 및 상기 측정봉의 그림자에 관한 영상 정보를 획득하고, 적어도 측정봉에 가까워지거나 멀어지도록 이동 가능한 렌즈 유닛을 포함하는 영상 촬영부; 및
상기 측정봉의 영상 및 상기 측정봉의 그림자의 영상에 관한 영상 정보를 바탕으로 판단하여 밝기 및 초점 중 적어도 하나에 오류가 있는 경우, 상기 측정봉과의 거리가 가변되도록 상기 렌즈 유닛의 이동을 제어하는 구동 제어신호를 생성하는 제어부를 포함하는 단결정 잉곳 성장 장치.A measuring rod disposed on the crucible;
An imaging unit including a measurement unit and a lens unit that acquires image information about the shadow of the measurement bar and is movable at least toward or away from the measurement rod; And
A driving control unit for controlling the movement of the lens unit so as to vary the distance between the measurement rod and the measurement rod when at least one of the brightness and the focus is in error based on the image of the measurement rod and the image of the shadow of the measurement rod, And a control section for generating a signal.
상기 제어부는,
상기 측정봉 영상을 포함하는 일정 영역의 평균 밝기를 산출하는 밝기 산출부;
상기 산출된 평균 밝기값이 기 설정된 평균 밝기 구간을 벗어나는지를 판단하는 밝기 판단부; 및
상기 산출된 평균 밝기값이 기 설정된 평균 밝기 구간을 벗어나는 경우, 상기 측정봉에 가까워지거나 멀어지도록 상기 렌즈 유닛의 이동을 제어하는 구동 제어신호를 생성하는 구동 제어신호 생성부를 포함하는 단결정 잉곳 성장 장치.The method according to claim 1,
Wherein,
A brightness calculating unit for calculating an average brightness of a certain region including the measurement bar image;
A brightness determining unit determining whether the calculated average brightness value is out of a preset average brightness period; And
And a drive control signal generator for generating a drive control signal for controlling the movement of the lens unit so that the measured average brightness value approaches or deviates from the measurement rod when the calculated average brightness value deviates from a predetermined average brightness interval.
상기 구동 제어신호 생성부는,
상기 산출된 평균 밝기값이 상기 기 설정된 평균 밝기 구간의 최대값보다 큰 경우, 상기 렌즈 유닛이 상기 측정봉으로부터 멀어지도록 제어하는 구동 제어신호를 생성하는 단결정 잉곳 성장 장치.3. The method of claim 2,
Wherein the drive control signal generator comprises:
And generates a drive control signal for controlling the lens unit to move away from the measuring rod when the calculated average brightness value is larger than the maximum value of the predetermined average brightness period.
상기 구동 제어신호 생성부는,
상기 산출된 평균 밝기값이 상기 기 설정된 평균 밝기 구간의 최소값보다 큰 경우, 상기 렌즈 유닛이 상기 측정봉으로부터 가까워지도록 제어하는 구동 제어신호를 생성하는 단결정 잉곳 성장 장치.3. The method of claim 2,
Wherein the drive control signal generator comprises:
And generates a drive control signal for controlling the lens unit to be closer to the measuring rod when the calculated average brightness value is larger than the minimum value of the predetermined average brightness period.
상기 구동 제어신호 생성부는,
상기 평균 밝기값이 상기 기 설정된 평균 밝기 구간 내에 포함될 때까지 상기 렌즈 유닛이 이동되도록 제어하는 단결정 잉곳 성장 장치.3. The method of claim 2,
Wherein the drive control signal generator comprises:
And controls the lens unit to move until the average brightness value is included within the predetermined average brightness period.
상기 제어부는,
상기 측정봉 영상으로부터 초점값을 산출하는 초점 산출부;
상기 산출된 초점값이 기 설정된 초점 구간을 벗어나는지를 판단하는 초점 판단부; 및
상기 산출된 초점값이 기 설정된 초점 구간을 벗어나는 경우, 상기 산출된 초점값이 상기 기 설정된 초점 구간 내에 포함되도록 상기 렌즈 유닛의 이동을 제어하는 구동 제어신호를 생성하는 구동 제어신호 생성부를 포함하는 단결정 잉곳 성장 장치.6. The method according to any one of claims 1 to 5,
Wherein,
A focus calculating unit for calculating a focus value from the measurement rod image;
A focus determiner for determining whether the calculated focus value deviates from a preset focus interval; And
And a drive control signal generator for generating a drive control signal for controlling the movement of the lens unit so that the calculated focus value is included in the predetermined focus interval when the calculated focus value deviates from a preset focus interval, Ingot growth apparatus.
상기 제어부는,
상기 측정봉 영상으로부터 초점값을 산출하는 초점 산출부;
상기 산출된 초점값이 기 설정된 초점값과 일치하는지를 판단하는 초점 판단부; 및
상기 산출된 초점값이 기 설정된 초점값과 일치하지 않는 경우, 상기 산출된 초점값이 상기 기 설정된 초점값과 일치하도록 상기 렌즈 유닛의 이동을 제어하는 구동 제어신호를 생성하는 구동 제어신호 생성부를 포함하는 단결정 잉곳 성장 장치.6. The method according to any one of claims 1 to 5,
Wherein,
A focus calculating unit for calculating a focus value from the measurement rod image;
A focus determiner for determining whether the calculated focus value coincides with a predetermined focus value; And
And a drive control signal generator for generating a drive control signal for controlling the movement of the lens unit so that the calculated focus value coincides with the predetermined focus value when the calculated focus value does not match the preset focus value A single crystal ingot growing apparatus.
상기 측정봉의 영상 및 상기 측정봉의 그림자의 영상에 관한 영상 정보를 바탕으로 밝기 및 초점 중 적어도 하나에 오류가 있는지를 판단하는 단계;
상기 밝기 및 초점 중 적어도 하나에 오류가 있는 경우, 렌즈 유닛의 이동을 제어하는 구동 제어신호를 생성하는 단계; 및
상기 구동 제어신호에 응답하여 상기 측정봉과의 거리가 가변되도록 상기 렌즈 유닛을 이동시키는 단계를 포함하는 단결정 잉곳 성장 장치의 제어 방법.Acquiring image information about a measurement rod disposed on a crucible and a shadow of the measurement rod;
Determining whether there is an error in at least one of brightness and focus based on the image of the measurement rod and the image of the shadow of the measurement rod;
Generating a drive control signal for controlling the movement of the lens unit when at least one of the brightness and the focus is erroneous; And
And moving the lens unit in response to the drive control signal so as to vary the distance from the measuring rod.
상기 오류가 있는지를 판단하는 단계는,
상기 측정봉 영상을 포함하는 일정 영역의 평균 밝기를 산출하는 단계; 및
상기 산출된 평균 밝기값이 기 설정된 평균 밝기 구간을 벗어나는지를 판단하는 단계를 포함하고,
상기 렌즈 유닛을 이동시키는 단계는,
상기 산출된 평균 밝기값이 기 설정된 평균 밝기 구간을 벗어나는 경우, 상기 측정봉에 가까워지거나 멀어지도록 상기 렌즈 유닛의 이동을 제어하는 단계를 포함하는 단결정 잉곳 성장 장치의 제어 방법.9. The method of claim 8,
The step of determining whether there is an error includes:
Calculating an average brightness of a certain region including the measurement rod image; And
Determining whether the calculated average brightness value is out of a preset average brightness period,
Wherein the step of moving the lens unit comprises:
And controlling the movement of the lens unit so that the distance between the measurement rod and the measurement rod is reduced when the calculated average brightness value deviates from a preset average brightness interval.
상기 구동 제어신호를 생성하는 단계는,
상기 산출된 평균 밝기값이 상기 기 설정된 평균 밝기 구간의 최대값보다 큰 경우, 상기 구동 제어신호에 응답하여 상기 렌즈 유닛이 상기 측정봉으로부터 멀어지도록 제어하는 단계를 포함하는 단결정 잉곳 성장 장치의 제어 방법.10. The method of claim 9,
Wherein the step of generating the drive control signal comprises:
And controlling the lens unit to move away from the measuring rod in response to the drive control signal when the calculated average brightness value is larger than the maximum value of the predetermined average brightness period .
상기 구동 제어신호를 생성하는 단계는,
상기 산출된 평균 밝기값이 상기 기 설정된 평균 밝기 구간의 최소값보다 큰 경우, 상기 구동 제어신호에 응답하여 상기 렌즈 유닛이 상기 측정봉으로부터 가까워지도록 제어하는 단계를 포함하는 단결정 잉곳 성장 장치의 제어 방법.10. The method of claim 9,
Wherein the step of generating the drive control signal comprises:
And controlling the lens unit to be closer to the measuring rod in response to the drive control signal when the calculated average brightness value is larger than the minimum value of the predetermined average brightness period.
상기 오류가 있는지를 판단하는 단계는,
상기 측정봉 영상으로부터 초점값을 산출하는 단계; 및
상기 산출된 초점값이 기 설정된 초점 구간을 벗어나는지를 판단하는 단계를 포함하고,
상기 렌즈 유닛을 이동시키는 단계는,
상기 산출된 초점값이 기 설정된 초점 구간을 벗어나는 경우, 상기 산출된 초점값이 상기 기 설정된 초점 구간 내에 포함되도록 상기 렌즈 유닛의 이동을 제어하는 단계를 포함하는 단결정 잉곳 성장 장치의 제어 방법.12. The method according to any one of claims 8 to 11,
The step of determining whether there is an error includes:
Calculating a focus value from the measurement rod image; And
And determining whether the calculated focus value deviates from a preset focus interval,
Wherein the step of moving the lens unit comprises:
And controlling movement of the lens unit such that the calculated focus value is included in the predetermined focal interval when the calculated focal value deviates from a predetermined focal interval.
상기 오류가 있는지를 판단하는 단계는,
상기 측정봉 영상으로부터 초점값을 산출하는 단계; 및
상기 산출된 초점값이 기 설정된 초점값과 일치하는지를 판단하는 단계를 포함하고,
상기 렌즈 유닛을 이동시키는 단계는,
상기 산출된 초점값이 기 설정된 초점값과 일치하지 않는 경우, 상기 산출된 초점값이 상기 기 설정된 초점값과 일치하도록 상기 렌즈 유닛의 이동을 제어하는 단계를 포함하는 단결정 잉곳 성장 장치의 제어 방법.12. The method according to any one of claims 8 to 11,
The step of determining whether there is an error includes:
Calculating a focus value from the measurement rod image; And
And determining whether the calculated focus value coincides with a predetermined focus value,
Wherein the step of moving the lens unit comprises:
And controlling the movement of the lens unit so that the calculated focus value coincides with the preset focus value if the calculated focus value does not match the preset focus value.
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Citations (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
KR20100085710A (en) * | 2009-01-21 | 2010-07-29 | 주식회사 실트론 | Method for measuring and controlling melting gap in cz-si crystal growth |
KR20140097834A (en) * | 2013-01-30 | 2014-08-07 | 주식회사 엘지실트론 | An apparatus for growing a single crystal ingot |
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KR20100085710A (en) * | 2009-01-21 | 2010-07-29 | 주식회사 실트론 | Method for measuring and controlling melting gap in cz-si crystal growth |
KR20140097834A (en) * | 2013-01-30 | 2014-08-07 | 주식회사 엘지실트론 | An apparatus for growing a single crystal ingot |
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