KR20180110314A - Crucible for manufacturing quartz glass ingots - Google Patents

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KR20180110314A
KR20180110314A KR1020170039191A KR20170039191A KR20180110314A KR 20180110314 A KR20180110314 A KR 20180110314A KR 1020170039191 A KR1020170039191 A KR 1020170039191A KR 20170039191 A KR20170039191 A KR 20170039191A KR 20180110314 A KR20180110314 A KR 20180110314A
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crucible
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quartz glass
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KR1020170039191A
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김영주
박영식
송준백
정연웅
손원근
우대현
이주호
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(주) 디에스테크노
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    • Y02P40/57—Improving the yield, e-g- reduction of reject rates

Abstract

According to the present invention, a crucible for manufacturing a quartz glass ingot comprises: a burner which is formed on an upper portion of the crucible, and to which fuel and gas are supplied; and a supply unit which is formed in the crucible, and to which the fuel and the gas are supplied. A side wall of the upper portion of the crucible adjacent to the supply unit has a curved shape convex outward. When a portion formed in a curved shape convex outward, on the side wall of the upper portion of the crucible, is the length of a curved portion, a value obtained by dividing the length of the curved portion by the total length of the side wall of the crucible is from 0.38 to 0.51. When a portion obtained by subtracting the length of the curved portion from the entire length of the side wall of the crucible is a straight portion of the sidewall of the crucible, a value obtained by dividing the height of an ingot produced in the crucible by the length of the straight portion is from 0.899 to 1.087. A value obtained by dividing the length of the curved portion by an inner diameter of the crucible is from 0.47 to 0.63 such that deformation of an ingot support may be reduced, and the temperature of a lower portion of the ingot may be lowered from 1,350 to 1,225°C. In addition, heat transmission amount generated by contact from the gas to the ingot could be increased by 40.3% from 180.5 to 253.2 W/m2. As a result, it is possible to efficiently produce the ingot without deformation of the support.

Description

석영 유리 잉곳 제조용 도가니{CRUCIBLE FOR MANUFACTURING QUARTZ GLASS INGOTS}{CRUCIBLE FOR MANUFACTURING QUARTZ GLASS INGOTS}

본 발명은 석영 유리 잉곳(quartz glass ingot) 제조용 도가니에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 석영 유리 잉곳의 제조 효율을 높이기 위하여 도가니 상부 양 측면을 경사지게 하므로서 잉곳과 잉곳 지지대(quartz 대판)의 하단이 과도하게 가열 됨을 방지하기 위한 효과를 가지도록 하는 석영 유리 잉곳 제조용 도가니에 관한 것이다,The present invention relates to a crucible for the production of a quartz glass ingot, and more particularly to a crucible for manufacturing a quartz glass ingot, and more particularly to a method for manufacturing a quartz glass ingot in which the bottom of the ingot and the ingot support (quartz plate) The crucible for producing a quartz glass ingot has an effect of preventing the heating of the crucible.

본 발명의 석영 유리 잉곳(quartz glass ingot) 제조용 도가니에 관한 기술은 열원으로 산수소 화염을 사용하여 석영유리를 제조하는 기술이며, 이 기술이 현재 대형 석영유리 제조 기술의 핵심이 된다. The technique relating to the crucible for the production of the quartz glass ingot of the present invention is a technique for producing quartz glass using an oxyhydrogen flame as a heat source, and this technology is now the core of a large quartz glass manufacturing technology.

즉, 산소와 수소가 반응하면 수분이 발생하고 이 때 대량의 에너지를 발생하여 고온이 되는데 이 열을 이용하여 수정의 분말을 용융시키고, 산소와 수소의 반응을 이용하기 때문에 석영을 용융시킴과 동시에 대량의 수분이 발생하며, 유리 중에 100~1200ppm(0.01~0.12%)의 OH기를 함유할 수 있으며, 이와 같은 화염 용융석영유리는 type Ⅱ의 석영유리라 명명하게 된다. That is, when oxygen and hydrogen react with each other, water is generated, and a large amount of energy is generated at this time to become a high temperature. By melting the crystal powder using this heat and using the reaction of oxygen and hydrogen, A large amount of water is generated, and it is possible to contain OH groups of 100 to 1200 ppm (0.01 to 0.12%) in the glass, and such flame-fused quartz glass is referred to as type II quartz glass.

산수소화염용융법의 석영유리는 버너의 화염 속에서 수정의 분말을 낙하시키면서 석영유리의 덩어리를 제조하는 방법으로 프랑스의 베르누이(A. Verneuil)가 20세기 초반에 이로를 이용하여 루비 인공을 합성한 것에 유래하기도 한다. The quartz glass of the oxyhydrogen flame melting method is a method of manufacturing a lump of quartz glass while dropping crystal powder in the flame of a burner. A. Verneuil of France synthesized ruby artificial by using this method in the early 20th century It also comes from.

한편, 상기 잉곳은 도가니 내에서 제조되므로 잉곳 제조 효율을 높이기 위해서는 도가니의 구조를 효율적으로 설계하는 것이 무엇보다도 중요하지만 아직까지 도가니의 효과적인 설계 구조를 제시한 사례는 없는 실정이다.Meanwhile, since the ingot is manufactured in the crucible, it is important to efficiently design the structure of the crucible in order to improve the efficiency of the ingot production. However, there is no example yet to suggest an effective design structure of the crucible.

예를들어, 대한민국 공개 특허 제 10-2002-0076183호 에서는 "Mg, Ca, Sr, Ba, Y, Hf 및 Zr로 이루어지는 군에서 선택되는 1종 이상의 원소를 0.047중량% 이상 1.100중량% 이하 함유하고, 600nm의 가시광 투과율(1mm 두께)이 80% 이상인 것을 특징으로 하는 석영글라스, 혹은 지르코늄(Zr)을 함유하는 석영글라스로서, 이 석영글라스의 임의의 미소 영역으로부터 EPMA(X선 마이크로 애널 라이저(X-ray micro analyzer))를 이용하여 Zr의 농도를 정량(定量)할 때, 얻어진 정량값의 변동계수가 0.1∼100인 것을 특징으로 하는 석영글라스로 이루어진 부재를 구비한 반도체 제조장치."를 제시할 뿐이고, Korean Patent Laid-Open No. 10-2002-0076183, for example, discloses that at least 0.047 wt% to 1.100 wt% of at least one element selected from the group consisting of Mg, Ca, Sr, Ba, Y, Hf and Zr is contained And a visible light transmittance (1 mm thickness) of 600 nm is not less than 80%. A quartz glass containing zirconium (Zr) is used as the quartz glass. An EPMA (X-ray microanalyzer -ray micro analyzer) is used to quantitatively determine the concentration of Zr, the coefficient of variation of the obtained quantitative value is 0.1 to 100. The present invention relates to a semiconductor manufacturing apparatus equipped with a member made of quartz glass, Only,

또 다른 종래의 산수소 불꽃을 이용한 석영용융장치는 미국특허 3, 128, 166 및 일본특허 소60-22641에 소개된 바와 같이 산수소 불꽃을 발생하는 버너의 노즐과 그 전반부에 별도의 원료 분말 공급구를 갖는 구조로 구성되어 있으며, 버너 외부로부터 원료인 석영분말 이 버너 중심관을 통해 공급되게 되어 있다. 즉, 석영 유리 잉곳이 제조되는 도가니의 효율적인 설계 구조를 제시한 것은 아니다.. Another conventional quartz melting apparatus using oxyhydrogen flame is disclosed in U.S. Patent Nos. 3,128,166 and 60-22641, in which a nozzle of a burner generating an oxyhydrogen flame and a separate raw material powder feed port And quartz powder as a raw material is supplied from the outside of the burner through the burner core tube. In other words, it does not suggest the efficient design of the crucible in which the quartz glass ingot is manufactured.

또한, 대한민국 공개 특허 제 10-2010-0136253호에서는 "실리콘 원료를 용융하고 상부가 개방된 형태인 표준 도가니; 상기 표준 도가니의 위치를 잡아주기 위하여 도가니의 측면을 둘러싸는 표준 도가니 서포터; 상하부가 개방되고 하부에는 경사면이 형성되어, 상기 표준 도가니보다 작은 크기로서 상기 표준 도가니의 상부면과 상기 경사면이 맞닿아 위치하는 조립 도가니; 상기 조립 도가니의 위치를 잡아주기 위하여 조립 도가니의 측면을 둘러싸는 조립 도가니 서포터를 포함하여 이루어진 것을 특징으로 하는 조립 도가니를 구비한 실리콘 잉곳 제조용 도가니."를 제공하고 있으나 역시 도가니의 효율적인 설계 구조를 제시한 특허 기술은 아니다. Korean Patent Laid-Open No. 10-2010-0136253 discloses a standard crucible supporter for melting a silicon raw material and having an open top, a standard crucible supporter for enclosing the side of the crucible for positioning the standard crucible, An assembly crucible having an inclined surface at its lower portion and having a size smaller than that of the standard crucible, the upper surface of the standard crucible being in contact with the inclined surface; an assembly crucible surrounding the side of the assembly crucible for positioning the assembly crucible The present invention provides a crucible for manufacturing a silicon ingot having an assembling crucible, which is characterized in that it is made up of a crucible and a supporter.

그러나, 도가니 구조에 따라 가열가스의 흐름이 변하고 가열가스의 열전도도에 의해 도가니 및 잉곳의 온도 차이가 발생하고, 잉곳의 하단과 잉곳 지지대(quartz 대판)가 과도하게 가열 되는 문제 등을 해결하기 위한 효과적인 설계 구조를 가진 도가니의 개발이 절실한 실정이다. However, in order to solve the problem that the flow of the heating gas changes according to the crucible structure and the temperature difference between the crucible and the ingot is caused by the thermal conductivity of the heating gas and the lower end of the ingot and the ingot support (quartz plate) The development of a crucible with an effective design structure is urgently needed.

선행기술 1 : 대한민국 특허공개번호 : 10-2002-0076183(2002년10월09일)Prior Art 1: Korean Patent Publication No. 10-2002-0076183 (October 09, 2002) 선행기술 2 : 대한민국 특허공개번호 : 10-2010-0136253(2010년12월28일)Prior Art 2: Korean Patent Publication Number: 10-2010-0136253 (December 28, 2010)

본발명은, 잉곳 지지대(quartz 대판)의 열변형 발생을 최소화 하고, 공정온도 1500℃에서 하부 지지대 온도가 1325~1350℃가 되어 하부의 과도한 과열로 인해 지지대에 변형이 발생하여 잉곳 직경을 늘리기 어렵게 되므로 하부 온도를 낮출 수 있는 구조를 제시하여 잉곳 직경을 늘릴 수 있도록 하는 효과를 가지는 데에 있다.The present invention minimizes the occurrence of thermal deformation of the ingot support (quartz plate) and makes it difficult to increase the ingot diameter due to deformation of the support due to the excessive overheating of the lower part at a temperature of 1500 ° C and a lower support temperature of 1325-1350 ° C So that the ingot diameter can be increased by providing a structure capable of lowering the lower temperature.

상기 목적은, 석영 유리 잉곳 제조용 도가니에서, 상기 도가니 상부에는 원료와 가스가 공급되는 버너가 장착되며, 상기 도가니에는 상기 원료와 가스가 공급되는 공급부가 더 구비되고, 상기 공급부 주변 도가니 상부의 측벽은 바깥 쪽으로 볼록한 곡선 모양이고, 상기 도가니 상부의 측벽을 바깥 쪽으로 볼록한 곡선 모양이 되도록 만들어 진 부분을 곡선 부분의 길이라고 할 때, 상기 곡선 부분의 길이를 도가니 측벽 전체 길이로 나눈 값은 0.38에서 0.51까지이고, 상기 도가니 측벽 전체 길이에서 상기 곡선 부분의 길이를 뺀 부분을 도가니 측벽의 직선 부분이라고 할 때, 상기 도가니에서 제조되는 잉곳의 높이의 길이에서 상기 직선 부분의 길이를 나눈 값은 0.899 에서 1.087 까지이고, 상기 곡선 부분의 길이에서 상기 도가니 내부의 직경을 나눈 값은 0.47 에서 0.63까지이므로서 달성 가능하다. The above object is achieved by a crucible for producing a quartz glass ingot, wherein a burner for supplying a raw material and a gas to the crucible is mounted, and the crucible further comprises a supply part for supplying the raw material and the gas, And the length of the curved portion divided by the total length of the crucible side wall is from 0.38 to 0.51 when the portion of the upper side of the crucible which is curved outwardly is curved And the length obtained by subtracting the length of the curved portion from the entire length of the sidewall of the crucible is the straight portion of the sidewall of the crucible, the value obtained by dividing the length of the straight portion by the length of the height of the ingot produced in the crucible is 0.899 to 1.087 , And the value obtained by dividing the inside diameter of the crucible by the length of the curved portion is 0.47 To 0.63.

그리고, 상기 도가니 내부에서 제조되는 잉곳에서 상기 도가니 내부의 측벽까지의 직선 거리는 50 mm 이상이다. The straight distance from the ingot manufactured in the crucible to the side wall of the crucible is 50 mm or more.

본 발명에서는, 도가니 구조의 설계를 최적화 하므로서, 잉곳 지지대의 변형을 줄일 수 수 있었고, 잉곳 하부의 온도도 1350℃에서 1225℃까지 낮출 수 있었으며, 또한 가스에서 잉곳으로의 접촉에 의한 열전달량도 180.5 W/m2 에서 253.2 W/m2 로40.3 % 까지 증가될 수 있었으며, 결과적으로는 지지대의 변형 없이 효율적으로 잉곳을 제조할 수가 있었다. In the present invention, the deformation of the ingot support can be reduced by optimizing the design of the crucible structure, and the temperature of the lower portion of the ingot can be lowered from 1350 DEG C to 1225 DEG C, and the heat transfer amount due to contact with the ingot from the gas is also 180.5 W / m2 to 253.2 W / m2, which was 40.3%. As a result, the ingot could be efficiently produced without deformation of the support.

도 1내지 도 3은 종래의 석영 유리 잉곳 제조용 도가니를 나타낸 실시예의 도면이다.
도 4와 도 5는 본원 발명의 도가니의 설계 구조를 나타낸 실시예의 도면이다.
도 6은 도가내 내부와 잉곳의 온도 분포를 나타낸 실시예의 도면이다,
도 7은 도 4의 실시예와 도 5의 실시예에서 각각 제조된 석영 유리 잉곳을 나타낸 사진이다.Figs. 1 to 3 are views showing examples of a crucible for producing a conventional quartz glass ingot.
Figs. 4 and 5 are views showing embodiments of a design structure of a crucible of the present invention. Fig.
Figure 6 is a diagram of an embodiment showing the temperature distribution of the interior of the furnace and the ingot,
Fig. 7 is a photograph showing the quartz glass ingot produced in the embodiment of Fig. 4 and the embodiment of Fig. 5, respectively.

이하, 본 발명의 실시 예에 따른 석영 유리 잉곳 제조용 도가니에 대하여 상세히 설명한다. 본 발명을 설명하기 위하여 필요한 통상의 기술에 대해서는 상세 설명을 생략할 수 있다. Hereinafter, a crucible for producing a quartz glass ingot according to an embodiment of the present invention will be described in detail. The detailed description of common techniques necessary for explaining the present invention can be omitted.

본원 발명은 고순도의 석영유리 분말(Sand)이나 규사 등 원료분말을 효율적으로 용융하여 석영 유리 잉곳을 제조하는 도가니에 관한 것으로, 버너 혹은 경우에 따라서는 복수개의 촛점을 가진 버너를 사용할 수가 있다. The present invention relates to a crucible for efficiently producing a quartz glass ingot by efficiently melting raw powder such as quartz glass powder (sand) or silica sand with high purity, and a burner or a burner having a plurality of focal points can be used in some cases.

그리고, 버너 재질은 반도체, 태양광용 고순도 석영유리 잉곳 제조용으로 99.99%급 고순도 석영유리를 사용하여 제조되어야 한다. 일반적으로 고순도의 석영유리는 반도체 산업에 있어서 필수적인 소재로 반도체 산업의 발달에 따라 계속적으로 그 수요가 증가하고 있다. 따라서 고순도의 석영유리를 제조하기 위한 석영의 용융방법으로 전기로 용융, 아크용융, 산수소 불꽃용융 등 이미 여러 가지의 용융법 및 장치가 고안되어 사용되고 있다. 특히 산수소용융 방법은 장치가 간단하고 값싸게 구성할 수 있기 때문에 석영유리의 용융 및 잉곳 제조 등에 있어 가장 일반적으로 사용되는 방법이다. The burner material should be manufactured using 99.99% high purity quartz glass for the production of high purity quartz glass ingot for semiconductor and solar power. Generally, high purity quartz glass is an indispensable material in the semiconductor industry, and its demand is continuously increasing with the development of the semiconductor industry. Therefore, various melting methods and apparatuses such as electric furnace melting, arc melting, oxyhydrogen flame melting, and the like have been devised and used as quartz melting methods for producing high purity quartz glass. In particular, the acid hydrogen melting method is the most commonly used method for melting quartz glass and producing ingots because the apparatus is simple and inexpensive to construct.

도 1내지 도 3은 종래의 석영 유리 잉곳 제조용 도가니를 나타낸 실시예의 도면이다. Figs. 1 to 3 are views showing examples of a crucible for producing a conventional quartz glass ingot.

일반적으로 산수소 불꽃을 이용한 석영용융장치는 미국특허 3, 128, 166 및 일본특허 소60-22641에 소개된 바와 같이 산수소 불꽃을 발생하는 버너의 노즐과 그 전반부에 별도의 분말원료 공급구를 갖는 구조로 구성되어 있으며, 버너 외부로부터 원료인 석영분말 이 버너 중심관을 통해 공급되게 되어 있다.In general, a quartz melting apparatus using an oxyhydrogen flame has a structure in which a nozzle of a burner generating an oxyhydrogen flame and a separate powder raw material supply port are provided in the front part thereof as disclosed in U.S. Patent Nos. 3,128,166 and 60-22641 And quartz powder as a raw material is supplied from the outside of the burner through the burner central tube.

즉, 도1 에서처럼 분말 원료가 원재료 공급 탱크(정량공급장치)(10)를 통하여 버너(100)에 공급되고, 산소와 수소 또한 버너(100)에 공급된다. 그리고, 냉각수를 사용하는 시스템(20)도 구비되며, 도가니(30) 내부에서 석영유리 구조체(Target)(51) 위에서부터 쿼츠 잉곳(50)이 만들어 진다. 이때, 만들어지는 쿼츠 잉곳을 지지하는 지지대(Suport Plate)(40)과 상기 지지대의 높이를 조절하여 주는 리프팅 기어(Lifting Gear)(60)가 더 구비되어 진다.1, the powdery raw material is supplied to the burner 100 through the raw material supply tank (quantitative feeder) 10, and oxygen and hydrogen are also supplied to the burner 100. A quartz ingot 50 is formed in the crucible 30 from above the quartz glass structure target 51. At this time, a support plate (40) for supporting the produced quartz ingot and a lifting gear (60) for adjusting the height of the support are further provided.

도 2는 석영 유리 잉곳 제조용 버너를 나타낸 도면이다.2 is a view showing a burner for producing a quartz glass ingot.

도 2는 본원 발명에서 메인 버너로 사용되는 버너의 실시예를 도시한 예이지만, 본원 발명에서 메인 버너로 사용되는 버너가 반드시 도 2의 버너의 구조에 한정되는 것은 아니다.2 shows an example of a burner used as a main burner in the present invention. However, the burner used as a main burner in the present invention is not necessarily limited to the structure of the burner of FIG.

상부 중심에 원료 도입관(101)이 구비되며, 상기 원료 도입관은 다시 4개의 관(101a)으로 분리되어 외관(120)쪽으로 연장되어 형성되는 구조를 가지게 된다, 따라서, 상기 원료 도입관(101)으로부터 유입되는 원료 분말과 수소가지는 외관 4 개의 관으로 분리되고 상기 4 개의 관(101a)은 다시 외관(120)으로 연결되어 배출되게 된다. 이때, 상기 관(101a)의 개수가 4개로 한정되는 것은 아니다. 필요에 따라 6개 내지 8개 관으로 분기할 수 있다.The raw material introduction pipe 101 is provided at the upper center and the raw material introduction pipe is further divided into four pipes 101a and extended to the outer pipe 120. Therefore, And the hydrogen tube is separated into four outer tubes, and the four tubes 101a are connected to the outer tube 120 and then discharged. At this time, the number of the tubes 101a is not limited to four. If necessary, it can be branched into 6 to 8 tubes.

또한, 원료 도입관 측면에 구비된 수소 도입관(102)는 내부 중앙관(105)과 연결되고, 상기 중앙관은 직경이 더 넓혀져서, 다수의 세관(111)으로 연결된다. 따라서, 수소 도입관(102)으로 공급된 수소는 중앙관(105)을 통하여 세관(111)으로 배출되게 되는 것이다. Further, the hydrogen introduction pipe 102 provided at the side of the raw material introduction pipe is connected to the inner central pipe 105, and the diameter of the central pipe is widened and connected to the plurality of the normal pipes 111. Therefore, the hydrogen supplied to the hydrogen introduction pipe 102 is discharged to the tubule 111 through the center pipe 105.

한편, 버너의 상부 가장자리에 두 개의 관으로 형성된 산소 도입관(103)은 중앙관 측면에 곡선의 모양으로 연결되어, 외관(120)과 연결된다, 따라서, 산소 도입관(103)을 통하여 공급된 산소는 외관을 통하여 배출되게 된다.On the other hand, the oxygen introduction pipe 103 formed by the two pipes at the upper edge of the burner is connected to the outer pipe 120 in the shape of a curved line at the side of the center pipe. Therefore, oxygen supplied through the oxygen introduction pipe 103 Is discharged through the exterior.

이때, 중앙관(105)는 내부 중앙관(105b)과 외부 중앙관(105c)로 구성된다. 따라서, 수소 도입돤(102)으로 공급된 수소가 중앙관(105)의 내부 중앙관(105b)을 통하여 세관(111)으로 연결되는 구조가 되는 것이다. 그리고, 산소 도입관(103)은 중앙관의 외부 중앙관(105c)을 통하여 외관(120)으로 연결되는 구조를 가지게 된다. 그러므로, 각각 세관(111)과 외관(120)으로 분리되어 배출이 가능하게 된다.At this time, the central pipe 105 is composed of an inner central pipe 105b and an outer central pipe 105c. Therefore, the hydrogen supplied to the hydrogen introduction 102 is connected to the tubular tube 111 through the inner central tube 105b of the central tube 105. The oxygen introduction pipe 103 is connected to the outer pipe 120 through the outer pipe 105c of the central pipe. Therefore, it is possible to separately discharge them into the tubules 111 and the outer tube 120, respectively.

물론, 원료 도입관(101)은 중앙관(105) 방향으로 하향 형성되지만, 도 4의 A가 나타낸 부분처럼, 원료 도입관(101)과 중앙관(105)은 서로 분리되는 구조를 가지게 된다, 그리고, 상기 원료 도입관(101)으로 부터 분리된 관(101a)은 외관(120)과 연결되는 구조를 가지게 된다. Of course, the raw material introduction pipe 101 is formed downward in the direction of the center pipe 105, but the raw material introduction pipe 101 and the central pipe 105 are separated from each other like the portion A in FIG. 4, The pipe 101a separated from the raw material introduction pipe 101 has a structure connected to the external pipe 120.

한편, 도가니(30) 내부에는 타원형 단면의 노 내부 공간이 형성된다, 이때, 내화로 내부의 단면이 반드시 타원형의 경우만 존재하는 것은 아니며, 원형, 사각형 혹은 팔각형 등 다양한 모양의 단면 구조도 가능하다.Meanwhile, the inner space of the furnace 30 is formed with an elliptical cross section. In this case, the inside of the refractory furnace does not necessarily have an elliptical cross-section, and a cross-sectional structure of various shapes such as a circle, .

도가니(30)의 상부에는 선단부를 타겟(51)에 향하는 버너(100)가 설치되어 있다. 그리고, 3000℃ 까지 온도가 올라가는 내화로 내부의 온도를 측정하는 IR 카메라(내화로 밖의 외부에 설치되며, 본 발명에서는도시 생략함), 도가니(30)를 관찰하기 위한 관찰창(도시생략)과, 배기구(도시 생략)가 각각 설치되어 있다.A burner 100 is provided at an upper portion of the crucible 30 so as to direct the tip of the burner 100 toward the target 51. An IR camera (not shown in the present invention, which is provided outside the refractory furnace, not shown in the present invention) for measuring the temperature inside the furnace with the temperature rising to 3000 ° C, an observation window (not shown) for observing the crucible 30 , And an exhaust port (not shown), respectively.

또한, 열전쌍 온도계(thermoelectric couple)에 의해 단열재 중간 부분의 온도가 측정된다.  In addition, the temperature of the middle part of the insulation is measured by a thermoelectric couple.

잉곳 제조를 위해서는 먼저, 타겟(51)를 충분한 온도(1500 ～ 1800℃ 정도)로 가열한 후, 버너(100)로부터 예를 들면 염화규소(SiCl4) 등의 원료 가스를 공급하고, 가수 분해 반응에 의해 잉곳(50)의 합성을 개시한다. 그 후에는 서서히 SiO2 가루를 타겟(51)에 퇴적시킴과 동시에 용해시켜 유리화한다. 이때, 타겟(51)를 회전시킴과 동시에좌우 방향으로 요동시킴으로써, 잉곳(50)이 균일하게 가열되도록 한다. 또한, IR 카메라(52)에 의해 잉곳 합성면과 버너(100)의 거리를 모니터하고, 잉곳의 성장에 관계없이 그 거리가 일정하게 되도록 타겟(51)를 낮춘다. 또한, 배기관은 배기구)를 통해 도가니(30) 내의 배기를 실시함으로써, 내화로 내부의 과열을 방지한다. In order to produce an ingot, first, the target 51 is heated to a sufficient temperature (about 1500 to 1800 ° C), a raw material gas such as silicon chloride (SiCl4) is supplied from the burner 100, The synthesis of the ingot 50 is started. Thereafter, the SiO 2 powder is slowly deposited on the target 51 and melted to vitrify. At this time, the ingot 50 is heated uniformly by rotating the target 51 and rocking it in the left and right direction. Further, the IR camera 52 monitors the distance between the ingot composite surface and the burner 100, and lowers the target 51 so that the distance is constant regardless of the growth of the ingot. Further, the exhaust pipe is exhausted through the crucible 30 through the exhaust port), thereby preventing the inside of the refractory furnace from overheating.

도 3은 멀티 버너를 사용하여 석영 유리를 제조하는 방법의 실시예를 나타낸 도면이다. 3 is a view showing an embodiment of a method for producing quartz glass using a multi-burner.

석영 유리 잉곳(50a)이 생산되는 도가니(30)의 내부 안쪽에는 산화 지르 코늄 벽돌로 만들어지고, 상기 산화 지르 코늄 벽돌 바깥쪽에는 내화 단열 벽돌로 만들어진다. 그리고, 내화 단열 벽돌 바깥에는 단열재 재료 중에 하나인 CF 벌크로 채워지고, 내화 단열 벽돌아래에도 CF 보드이 존재한다. 또한, CF 벌크 외부에는 철판이 구비된다.The inside of the crucible 30 in which the quartz glass ingot 50a is produced is made of zirconium oxide bricks and the zirconium oxide bricks are made of refractory insulation bricks. In addition, the outside of the refractory brick is filled with CF bulk, which is one of the heat insulating materials, and CF board exists under the fire brick. An iron plate is provided outside the CF bulk.

한편, 산화 지르 코늄 벽돌과 내화 단열 벽돌) 상부에는 탄화 규소 판이 덮여지고, 그 상단에 다시 석영 유리로 뚜껑으로 덮여지며, 상기 석영 유리 뚜껑에 버너(100)가 복수개 장착되어 화염이 분사되게 된다.On the other hand, a silicon carbide plate is covered on the upper part of the zirconium oxide brick and the fire-resistant and heat-resisting brick, and the upper part is covered with a lid by quartz glass. A plurality of burners 100 are mounted on the lid of the quartz glass so that the flame is sprayed.

한편, 상기 복수개의 버너(100)에 산소와 수소 및 원료(석영 분말)을 공급하는 공급관(101)이 더 구비되며, 도가니의 온도를 측정하는 온도 측정용 열전대(31)도 더 구비된다. A plurality of burners 100 are further provided with a supply pipe 101 for supplying oxygen, hydrogen, and a raw material (quartz powder), and a temperature measuring thermocouple 31 for measuring the temperature of the crucible.

도 4와 도 5는 본원 발명의 도가니의 설계 구조를 나타낸 실시예의 도면이다. Figs. 4 and 5 are views showing embodiments of a design structure of a crucible of the present invention. Fig.

도 4는 버너를 통하여 원료 가스가 공급되는 공급부(30a) 주변, 즉 도가니 상부 측벽이 경사지도록 도가니(30)의 설계 구조를 변경한 실시예의 도면이다. Fig. 4 is a view showing an embodiment in which the design structure of the crucible 30 is changed so that the periphery of the supply portion 30a through which the raw material gas is supplied through the burner, that is, the side wall of the crucible is inclined.

도면에서 도시된 바와 같이, 도가니 측벽의 전체 길이는 575mm 이고, 경사 부분의 길이는 205mm이고, 완만한 경사를 가진 영역의 길이는 370 mm 이다. 한편, 완만한 경사를 가진 영역의 경사 기울기는 25/375 이다. As shown in the figure, the total length of the crucible side wall is 575 mm, the length of the inclined portion is 205 mm, and the length of the region with gentle inclination is 370 mm. On the other hand, the inclination slope of the region having a gentle inclination is 25/375.

그리고, 제조되는 잉곳의 높이는 345 mm 이고, 제조되는 잉곳의 직경은 350 mm이다. The height of the ingot to be manufactured is 345 mm, and the diameter of the ingot to be produced is 350 mm.

도 5는 버너를 통하여 원료 가스가 공급되는 공급부(30a) 주변, 즉 도가니 상부 측벽을 바깥 쪽으로 볼록한 곡선 모양이 되도록 도가니(30)의 설계 구조를 변경한 실시예의 도면이다. 5 is a view showing an embodiment in which the design structure of the crucible 30 is changed so that the periphery of the supply portion 30a through which the raw material gas is supplied through the burner, that is, the sidewall of the crucible upper side is curved outward.

도면에서 도시된 바와 같이, 도가니 측벽의 전체 길이는 620mm 이고, 곡선 부분의 길이는 275mm이고, 도가니 측벽에서 직선 부분의 길이는 345 mm 이다. As shown in the figure, the total length of the crucible side wall is 620 mm, the length of the curved portion is 275 mm, and the length of the straight portion in the crucible side wall is 345 mm.

그리고, 제조되는 잉곳의 높이는 345 mm 이고, 제조되는 잉곳의 직경은 350 mm이다. The height of the ingot to be manufactured is 345 mm, and the diameter of the ingot to be produced is 350 mm.

또한, 도가니 내부 공간의 직경은 500 mm 이다, ` Further, the diameter of the inner space of the crucible is 500 mm,

도 6은 도가내 내부와 잉곳의 온도 분포를 나타낸 실시예의 도면이다, Figure 6 is a diagram of an embodiment showing the temperature distribution of the interior of the furnace and the ingot,

본원 발명의 도 5와 도 6에서 제시된 도가니의 설계 구조를 구성하기 전에 Simulation을 실시하였으며, Simulation 결과 도가니 구조에 따라 가열가스의 흐름이 변하고 가열가스의 열전도도에 의해 도가니 및 잉곳의 온도 차이가 발생할 수 있다는 사실을 알게 되었다. 즉, 도가니의 구조가 잉곳 제조의 효을을 높이는데 영향을 준다는 것이다. Simulation was performed before constructing the crucible design structure shown in FIG. 5 and FIG. 6 of the present invention. Simulation results show that the flow of the heating gas changes according to the crucible structure and the temperature difference of the crucible and the ingot occurs due to the thermal conductivity of the heating gas. I know that I can. That is, the structure of the crucible affects the efficiency of ingot production.

그리고, 도 6의(A)는 도 4의 실시예의 도가니와 잉곳의 온도 분포를 나타낸 도면이며, 도 6의(B)는 도 5의 실시예의 도가니와 잉곳의 온도 분포를 나타낸 도면이다. 6 (A) is a view showing the temperature distribution of the crucible and the ingot in the embodiment of Fig. 4, and Fig. 6 (B) is a diagram showing the temperature distribution of the crucible and ingot of the embodiment of Fig.

도 4의 실시예인 도 6의(A)에서 볼 때, 잉곳 하단과 잉곳 지지대(quartz 대판)가 과도하게 가열 되어, 그 온도가 1,375℃ 에서 1400℃ 에 도달됨을 알 수가 있으나, 반면에, 도 5의 실시예인 도 6의(B)에서 볼 때, 잉곳과 잉곳 지지대의 온도가 1225℃이하로 과도한 과열없는 열 분포를 보이는 것을 알 수가 있다. 6 (A), which is the embodiment of Fig. 4, it can be seen that the ingot bottom and the ingot support (quartz base plate) are heated excessively and the temperature reaches 1,300 ° C at 1,375 ° C, It can be seen that the temperature of the ingot and the ingot support is not more than 1225 DEG C and the heat distribution is not excessively overheated.

따라서, 도가니 상부의 측면을 경사 직선 모양으로 하는 것보다 바깥 방향으로 볼록한 곡선 모양으로 하는 것이 더 양호한 잉곳을 제조할 수가 있게 된다. Therefore, it is possible to manufacture an ingot having better convex curve shape in the outward direction than in the case where the side surface of the crucible is formed into an oblique linear shape.

결과적으로 도 4의 실시예인 도가니 상부의 측면을 경사 직선 모양으로 한 경우에는 잉곳 지지대(quartz 대판)(51)가 열변형이 발생되었고, 도 5의 실시예인 도가니 상부의 측면을 바깥 방향으로 볼록한 곡선 모양으로 한 경우에는 잉곳(50) 및 지지대(51)의 변형이 없었다, As a result, when the side of the upper part of the crucible, which is the embodiment of FIG. 4, is formed in an oblique linear shape, thermal deformation occurs in the ingot support (quartz base plate) 51, and the side of the upper part of the crucible, Shape, there was no deformation of the ingot 50 and the support base 51,

즉, 본원 발명에서 도가니 설계구조를 변경하여 실험하여 본 결과 도 5의 실시예인 도가니 상부의 측면을 바깥 방향으로 볼록한 곡선 모양으로 한 경우가 가장 좋은 효과를 얻었다.That is, in the present invention, when the crucible design structure is changed and tested, the best effect is obtained when the side of the upper part of the crucible, which is the embodiment of FIG. 5, is curved outwardly convexly.

그리고, 도 6의 (A)와 (B)의 온도 분포를 얻기 위한 실험 조건은 다음과 같았다.The experimental conditions for obtaining the temperature distributions of FIGS. 6A and 6B were as follows.

(1) 도 4의 실시예 (도가니 상부의 측면을 경사 직선 모양으로 한 경우)(1) In the embodiment of Fig. 4 (when the side of the upper portion of the crucible is made into an oblique linear shape)

- 공정온도(℃) 1502      - Process temperature (° C) 1502

- 산소 유량(LPM) 180      - Oxygen Flow Rate (LPM) 180

- 수소 유량(LPM) 350      - Hydrogen flow (LPM) 350

(2) 도 5의 실시예(도가니 상부의 측면을 바깥 방향으로 볼록한 곡선 모양으로 한 경우)(2) In the embodiment of Fig. 5 (when the side of the upper part of the crucible is curved outwardly convexly)

- 공정온도(℃) 1506      - Process temperature (° C) 1506

- 산소 유량(LPM) 180     - Oxygen Flow Rate (LPM) 180

- 수소 유량(LPM) 350     - Hydrogen flow (LPM) 350

또한, 도 4의 실시예의 경우와 도 5의 실시예의 경우에 대한 실험 결과도 아래와 같이 정리될 수 있다. Also, the experimental results of the case of FIG. 4 and the case of FIG. 5 can be summarized as follows.

1. 석영유리 잉곳, 지지대 변형 1. Quartz glass ingot, support deformation

: 도 4의 실시예(도가니 상부의 측면을 경사 직선 모양으로 한 경우)  : In the embodiment of Fig. 4 (when the side of the upper portion of the crucible is formed into an oblique linear shape)

- 지지대 직경 : 375mm, 잉곳 직경 : 300mm       - Support diameter: 375mm, ingot diameter: 300mm

- 공정 후 지지대 변형 발생 375 → 468mm      - Deformation of the support after the process occurred 375 → 468mm

: 도 5의 실시예(도가니 상부의 측면을 바깥 방향으로 볼록한 곡선 모양으로 한 경우)   : In the embodiment of Fig. 5 (when the side of the upper portion of the crucible is curved outwardly convexly)

- 지지대 직경 : 375mm, 잉곳 직경 : 350mm      - Support diameter: 375mm, ingot diameter: 350mm

2. 석영유리 잉곳 상하부 온도차이2. Quartz glass ingot upper and lower temperature difference

: 도 4의 실시예(도가니 상부의 측면을 경사 직선 모양으로 한 경우)  : In the embodiment of Fig. 4 (when the side of the upper portion of the crucible is formed into an oblique linear shape)

- 상부 : 1475~1500℃, 하부 : 1325~1350℃       - Upper: 1475 ~ 1500 ℃, Lower: 1325 ~ 1350 ℃

: 도 5의 실시예(도가니 상부의 측면을 바깥 방향으로 볼록한 곡선 모양으로 한 경우)  : In the embodiment of Fig. 5 (when the side of the upper portion of the crucible is curved outwardly convexly)

- 상부 : 1475~1500℃, 하부 : 1200~1225℃      - Upper: 1475 ~ 1500 ℃, Lower: 1200 ~ 1225 ℃

3. 열전달량 (가스에서 잉곳으로의 접촉에 의한 열전달량)3. Heat transfer amount (heat transfer by gas to ingot contact)

: 도 4의 실시예(도가니 상부의 측면을 경사 직선 모양으로 한 경우)  : In the embodiment of Fig. 4 (when the side of the upper portion of the crucible is formed into an oblique linear shape)

- 180.5 W/m2      - 180.5 W / m2

: 도 5의 실시예(도가니 상부의 측면을 바깥 방향으로 볼록한 곡선 모양으로 한 경우)  : In the embodiment of Fig. 5 (when the side of the upper portion of the crucible is curved outwardly convexly)

- 253.2 W/m2      - 253.2 W / m2

4. 가스 화염에 의한 열전달량  4. Heat transfer rate by gas flame

: 도 4의 실시예와 도 5의 실시예 모두 56,726.4 W/m2 으로 동일함.    : Both the embodiment of Fig. 4 and the embodiment of Fig. 5 are the same with 56,726.4 W / m < 2 >.

결론적으로, 도 4의 실시예 경우(도가니 상부의 측면을 경사 직선 모양으로 한 경우) 공정온도 1500℃에서 하부 지지대 온도는 1325~1350℃로 하부의 과도한 과열로 인해 지지대에 변형이 발생하여 잉곳 직경을 늘리기 어렵게 된다. 그러나, 도 5의 실시예의 경우(도가니 상부의 측면을 바깥 방향으로 볼록한 곡선 모양으로 한 경우) 공정온도 1500℃에서 하부 지지대의 온도가 1225℃이하로 지지대의 변형 없이 직경 375mm의 잉곳의 성장이 가능하다. 4, when the process temperature is 1500 ° C., the temperature of the lower support is 1325 to 1350 ° C., and the support is deformed due to excessive overheating at the lower part. As a result, . However, in the case of the embodiment of Fig. 5 (when the side of the upper part of the crucible is curved outwardly), the temperature of the lower support is lower than 1225 캜 at the process temperature of 1500 캜, and the ingot of 375 mm in diameter can be grown without deformation of the support Do.

도 7은 도 4의 실시예와 도 5의 실시예에서 각각 제조된 석영 유리 잉곳을 나타낸 사진이다.Fig. 7 is a photograph showing the quartz glass ingot produced in the embodiment of Fig. 4 and the embodiment of Fig. 5, respectively.

도 7의 (A)는 도 4의 실시예(도가니 상부의 측면을 경사 직선 모양으로 한 경우)에서 도시된 도가니의 구조에서 제조된 석영 유리 잉곳을 나타낸 사진이다. 그리고, 도 7의 (B)는 도 5의 실시예(도가니 상부의 측면을 바깥 방향으로 볼록한 곡선 모양으로 한 경우)에서 도시된 도가니의 구조에서 제조된 석영 유리 잉곳을 나타낸 사진이다. Fig. 7A is a photograph showing a quartz glass ingot manufactured by the crucible structure shown in the embodiment of Fig. 4 (in the case where the side of the upper part of the crucible is an oblique linear shape). 7 (B) is a photograph showing a quartz glass ingot manufactured by the crucible structure shown in the embodiment of Fig. 5 (in the case where the side of the upper part of the crucible is curved outwardly convexly).

결과적으로, 도가니 상부의 측면을 바깥 방향으로 볼록한 곡선 모양으로 한 경우에서 양호한 석영 유리 잉곳을 제조할 수가 있었다. As a result, a good quartz glass ingot could be produced when the side of the upper part of the crucible was curved outwardly convexly.

- 도 5의 실시예(도가니 상부의 측면을 바깥 방향으로 볼록한 곡선 모양으로 한 경우)의 설계 수치 변경 시도 - An attempt to change the design numerical value of the embodiment of Fig. 5 (when the side of the upper part of the crucible is curved outwardly convex)

1. 곡선 부분의 길이 변화 시도 1. Try changing the length of the curve

도가니 측벽의 전체 길이는 620mm 이고 곡선 부분의 최적화된 길이는 275 mm 이므로, 도가니 측벽의 전체 길이에서 곡선 부분 길이의 비율은 0.444(275/620)이다.Since the total length of the sidewall of the crucible is 620 mm and the optimized length of the curved portion is 275 mm, the ratio of the length of the curved portion in the entire length of the crucible side wall is 0.444 (275/620).

그리고, 곡선 부분의 길이를 235 mm 까지 줄이는 경우와 최대 315 mm 까지 늘이는 경우에도 석영 유리 잉곳을 제조하여 보았을 때, 지지대 열변형이 3% 이내로 양호하였다,(참고적으로 도 4의 실시예에서는 지지대 열 변형이 12.5 % 였다.)In addition, when the length of the curved portion is reduced to 235 mm or up to a maximum of 315 mm, the quartz glass ingot is manufactured, and the thermal deformation of the support is satisfactory within 3%. (For reference, The heat distortion was 12.5%.)

결과적으로 도가니 측벽 전체 길이에서 곡선 부분의 길이의 비율(곡선 부분의 길이를 도가니 측벽 전체 길이로 나눈 값)이 0.38에서 0.51까지인 경우에는 양호한 잉곳의 제조가 가능하다. As a result, in the case where the ratio of the length of the curved portion in the entire length of the sidewall of the crucible (the length of the curved portion divided by the total length of the crucible side wall) is from 0.38 to 0.51, a good ingot can be produced.

2. 직선 부분의 길이와 제조되는 잉곳의 높이와의 관계 2. Relationship between the length of the straight portion and the height of the ingot to be manufactured

일반적으로 도가니 측벽의 직선 부분(도니니 측변의 아래 부분이 직선 부분임.)의 길이와 제조되는 잉곳의 높이는 비숫하다. Generally, the length of the straight portion of the sidewall of the crucible (the lower portion of the side of the furnace is the straight portion) is comparable to the height of the ingot to be produced.

그러나 직선 부분에 대한 제조되는 도가니의 높이를 변화시켜 보았으며, 직선 부분을 345 mm 라고 했을 때, 310 mm 높이의 잉곳과 375 mm 높이를 가지는 잉곳까지는 제조가 가능하였다. However, the height of the crucible to be manufactured for the straight portion was varied. When the straight portion was 345 mm, it was possible to manufacture the ingot having the height of 310 mm and the ingot having the height of 375 mm.

즉, 도가니 측벽의 직선 부분과 제조되는 잉곳의 높이의 비율(제조되는 잉곳의 높이를 도가니 측벽의 직선 부분으로 나눈 값)은 0.899 에서 1.087 까지에서, 안정된 잉곳의 제조가 가능하였다. That is, it was possible to produce a stable ingot at a ratio of the ratio of the straight portion of the sidewall of the crucible to the height of the ingot to be produced (the height of the ingot divided by the straight portion of the crucible side wall) from 0.899 to 1.087.

3. 도가니 내부 직경과 곡선 부분의 비율 변화 3. Change in the ratio of the inner diameter of the crucible to the curve portion

도 5의 실시예에서보면, 도가니 내부의 직경은 500mm 이고, 곡선 부분의 길이는 275mm 였다. 그러나 곡선 부분의 길이를 235 mm 까지 줄이는 경우와 최대 315 mm 까지 늘이는 경우에도 석영 유리 잉곳을 제조하여 보았을 때, 지지대 열변형이 3% 이내로 양호하였다,In the embodiment of Fig. 5, the inside diameter of the crucible was 500 mm, and the length of the curved portion was 275 mm. However, even when the length of the curved portion is reduced to 235 mm or up to 315 mm, the thermal deformation of the support is good within 3% when the quartz glass ingot is manufactured.

따라서, 도가니 내부의 직경과 도가니 측벽의 곡선 부분의 길이의 비율(도가니 측벽의 곡선 부분의 길이에서 도가니 내부의 직경을 나눈 값)은 0.47 에서 0.63까지 변화가 가능하다.Therefore, the ratio of the inside diameter of the crucible to the length of the curved portion of the crucible side wall (the value obtained by dividing the inside diameter of the crucible by the length of the curved portion of the crucible side wall) can vary from 0.47 to 0.63.

4. 도가니 내부의 직경과 잉곳의 직경변화4. Diameter of crucible interior and diameter of ingot

도가니 내부의 직경 값에서 잉곳의 직영이 너무 작으면 도가니의 효율이 너무 나빠지므로 가급적 잉곳의 직경의 값이 큰 것이 좋다, 그러나 도가니 내부의 직경에 비해, 잉곳의 직경이 너무 크면 가스의 흐름이 방해되므로 적당한 간격이 좋다,If the diameter of the ingot is too small, the efficiency of the crucible becomes too bad. If the diameter of the ingot is too large, the diameter of the ingot is preferably large. Therefore, a suitable interval is good,

실험결과 도가니 내부의 직경이 500 mm 인 경우 잉곳의 직경이 350 mm 가 가장 이상적이다.(도 5 실시예 참조) 즉, 도가니 내부에서 제조되는 잉곳이 75 mm 정도는 이격되어야 가장 최적화된 잉곳의 제조가 가능하다. Experimental results show that the ingot diameter of 350 mm is most ideal when the inside diameter of the crucible is 500 mm (refer to FIG. 5 embodiment). That is, the ingot produced inside the crucible needs to be separated by about 75 mm to manufacture the most optimized ingot Is possible.

하지만, 경우에 따라서는 400 mm 의 잉곳을 제조하여 보았을 때에도 지지대 열변형율은 3 %를 넘지 않았다. However, in some cases, when the 400 mm ingot was manufactured, the thermal deformation rate of the support was not more than 3%.

즉, 제조되는 도가니 내부에서 제조되는 잉곳이 50 mm 이격되어 있으면 양호안 잉곳의 제조가 가능하였다. 즉, 제조되는 도가니 내부에서 제조되는 잉곳까지의 직선 거리는 50 mm 이상이 되면 효과적인 잉곳의 제조가 가능하다. That is, if the ingot produced in the crucible to be manufactured is spaced apart by 50 mm, it is possible to manufacture a good ingot. That is, when the linear distance to the ingot produced in the crucible to be manufactured is 50 mm or more, an effective ingot can be produced.

- 공정 조건 변화 시도 - Attempts to change process conditions

1. 잉곳 상부 공정 온도 : 1450~1550℃   1. Ingot upper process temperature: 1450 ~ 1550 ℃

상기 온도 변화내에서는 양호한 잉곳의 제조가 가능하다. It is possible to produce a good ingot within the above temperature change.

2. 가스에서 잉곳으로의 접촉에 의한 열전달량 : 253.2 W/m2 ± 10 % 2. Heat transfer by gas to ingot contact: 253.2 W / m 2 ± 10%

최적화 열전달량은 253.2 W/m2 이지만, 227.9 W/m2에서 278.52 W/m2 까지 변화가 가능하였다. Optimize the amount of heat transfer was possible, but the change from 253.2 W / m 2, 227.9 W / m 2 to 278.52 W / m 2.

- 가스 화염에 의한 열전달량 : 56726.4 W/m2 ± 20 % - Heat transfer by gas flame: 56726.4 W / m 2 ± 20%

최적화 가스 화염에 의한 열전달량 56726.4 W/m2 이지만, 45,381.1 W/m2에서 68,071.7 W/m2 까지 변화가 가능하였다. Although the heat transfer by optimizing the amount of gas flames 56726.4 W / m 2, a change was possible to 68,071.7 W / m 2 eseo 45,381.1 W / m 2.

10 : 원재료 공급 탱크 100 : 버너
101 : 산수소 및 원료 공급돤 31 : 온도 측정용 열전대
20 : 냉각수 시스템 30 : 도가니
51 : Target 50 : 쿼츠 잉곳
50a : 쿼츠 30a : 공급부
40 : 지지판 60 :리프팅 기어 10: raw material supply tank 100: burner
101: Acid source and raw material supply 31: Thermocouple for temperature measurement
20: Cooling water system 30: Crucible
51: Target 50: Quartz ingot
50a: Quartz 30a: Supply
40: support plate 60: lifting gear

Claims (2)

석영 유리 잉곳 제조용 도가니에서, 상기 도가니 상부에는 원료와 가스가 공급되는 버너가 장착되며, 상기 도가니에는 상기 원료와 가스가 공급되는 공급부가 더 구비되고,
상기 공급부 주변 도가니 상부의 측벽은 바깥 쪽으로 볼록한 곡선 모양이고,
상기 도가니 상부의 측벽을 바깥 쪽으로 볼록한 곡선 모양이 되도록 만들어 진 부분을 곡선 부분의 길이라고 할 때, 상기 곡선 부분의 길이를 도가니 측벽 전체 길이로 나눈 값은 0.38에서 0.51까지이고,
상기 도가니 측벽 전체 길이에서 상기 곡선 부분의 길이를 뺀 부분을 도가니 측벽의 직선 부분이라고 할 때, 상기 도가니에서 제조되는 잉곳의 높이의 길이에서 상기 직선 부분의 길이를 나눈 값은 0.899 에서 1.087 까지이고,
상기 곡선 부분의 길이에서 상기 도가니 내부의 직경을 나눈 값은 0.47 에서 0.63까지인 것을 특징으로 하는 석영 유리 잉곳 제조용 도가니.In the crucible for producing a quartz glass ingot, a burner to which a raw material and a gas are supplied is mounted on the crucible, and the crucible further includes a supply part for supplying the raw material and the gas,
The sidewall of the upper portion of the crucible around the supply portion has a curved outward convex shape,
A value obtained by dividing the length of the curved portion by the total length of the crucible side wall is from 0.38 to 0.51, and a value obtained by dividing the length of the curved portion by the total length of the crucible side wall,
A value obtained by dividing the length of the straight portion by the length of the height of the ingot produced in the crucible is from 0.899 to 1.087 when the portion obtained by subtracting the length of the curved portion from the entire length of the sidewall of the crucible is a straight portion of the crucible side wall,
Wherein a value obtained by dividing the inside diameter of the crucible by the length of the curved portion is from 0.47 to 0.63. 제 1항에 있어서, 상기 도가니 내부에서 제조되는 잉곳 상기 도가니 내부 측벽 까지의 직선 거리는 50 mm 이상인 것을 특징으로 하는 석영 유리 잉곳 제조용 도가니.

The crucible for producing a quartz glass ingot according to claim 1, wherein the straight distance from the inside of the crucible to the inner side wall of the crucible of the ingot is 50 mm or more.

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