KR20200070760A - Growth device for ingot - Google Patents

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KR20200070760A
KR20200070760A KR1020180158255A KR20180158255A KR20200070760A KR 20200070760 A KR20200070760 A KR 20200070760A KR 1020180158255 A KR1020180158255 A KR 1020180158255A KR 20180158255 A KR20180158255 A KR 20180158255A KR 20200070760 A KR20200070760 A KR 20200070760A
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KR1020180158255A
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남우석
박재창
신종진
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웅진에너지 주식회사
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Abstract

The present invention relates to an ingot growing apparatus. The ingot growing apparatus crystallizes a melt in a crucible using a seed-attached lifting wire and then lifts the same to a lifting furnace. The ingot growing apparatus further includes a bottom heater located at a lower surface of the crucible and operated when generating the melt in the crucible; and a magnet heater located at the periphery of the crucible to maintain a temperature of the melt during an ingot production process and to provide a magnetic field to the melt.

Description

잉곳 성장장치{Growth device for ingot}Ingot growth device {Growth device for ingot}

본 발명은 잉곳 성장장치에 관한 것으로, 더 상세하게는 실리콘 잉곳을 균일하게 성장시킬 수 있는 잉곳 성장장치에 관한 것이다.The present invention relates to an ingot growth apparatus, and more particularly, to an ingot growth apparatus capable of uniformly growing a silicon ingot.

일반적으로 반도체용 단결정 실리콘 웨이퍼를 제조하기 위한 잉곳의 제작방법으로 쵸크랄스키(Czochralski) 결정 성장법을 주로 사용하고 있다. 쵸크랄스키 결정 성장법은 용융된 소재에 단결정 시드를 접한 상태에서 회전과 동시에 상향으로 인상하여, 단결정화를 통해 잉곳을 얻을 수 있는 방법이다.In general, Czochralski crystal growth method is mainly used as a method for manufacturing an ingot for manufacturing a semiconductor single crystal silicon wafer. The Czochralski crystal growth method is a method in which a single crystal seed is brought into contact with a molten material and is simultaneously lifted and upwardly lifted to obtain an ingot through single crystallization.

쵸크랄스키 결정 성장법으로 단결정 잉곳을 성장시킬 때 중요한 변수로서 회전속도, 인상속도, 온도 조건, 잉곳의 직경을 고려해야 한다. 회전속도, 인상속도, 온도, 직경의 변수는 독립적인 변수가 아니라 상호 의존적인 변수이다. 즉 한가지 변수가 변경되는 경우에도 다른 변수들이 모두 변경되어야 원하는 품질의 단결정 잉곳을 얻을 수 있다.When growing a single crystal ingot by the Czochralski crystal growth method, rotational speed, pulling speed, temperature conditions, and diameter of the ingot should be considered. The variables of rotation speed, pulling speed, temperature, and diameter are not independent variables but interdependent variables. That is, even if one variable is changed, all other variables must be changed to obtain a single crystal ingot of desired quality.

또한, 산소 농도의 제어를 위하여 자기장을 제어하는 기술도 필요하다.In addition, a technique for controlling the magnetic field is also required to control the oxygen concentration.

이처럼 다양한 조건을 제어하여 실리콘 잉곳을 성장시킬 때, 인상속도의 차이, 온도의 변화 등에 따라 잉곳의 표면에는 불순물의 분포 변화가 발생하여 줄무늬가 생기는 현상이 발생할 수 있다.When growing a silicon ingot by controlling various conditions as described above, a phenomenon in which a distribution of impurities occurs on the surface of the ingot may occur due to a difference in the pulling rate, a change in temperature, and the like, and streak may occur.

줄무늬가 생성되었다는 의미는 실리콘 잉곳의 결정 균일성이 저하되고, 실리콘 잉곳을 절단하여 웨이퍼를 제조하였을 때에도 결정 결함이 발생하게 되는 문제점이 있었다. The meaning of streak formation has a problem in that crystal uniformity of the silicon ingot decreases, and crystal defects occur even when a wafer is manufactured by cutting the silicon ingot.

이러한 문제점을 해소하기 위한 방안으로 등록특허 10-0558177호(2006년 2월 28일 등록, 결정결함을 가지지 않는 실리콘 단결정 제조방법과 장치, 및 이에 의해 제조된 실리콘 단결정과 실리콘 웨이퍼) 등이 제안되었다.In order to solve this problem, Patent No. 10-0558177 (registered on February 28, 2006, a method and apparatus for manufacturing a silicon single crystal having no crystal defects, and a silicon single crystal and a silicon wafer produced thereby) were proposed. .

위의 등록특허에서는 열 절연체를 이용하여 온도 구배를 제어하는 것이며, 이때 온도와 인상속도의 관계를 정의함과 아울러 자기장, 도가니의 회전 방향 및 속도, 잉곳의 회전방향 및 속도 등을 정의한다.In the above registered patent, the temperature gradient is controlled by using a thermal insulator. At this time, the relationship between the temperature and the pulling speed is defined, and the magnetic field, the rotation direction and speed of the crucible, and the rotation direction and speed of the ingot are defined.

이처럼 종래에는 균일한 결정을 가지는 잉곳을 성장시키기 위하여 다양한 변수를 제어해야 하기 때문에 제어가 매우 어려운 문제점이 있었다.As described above, in order to grow ingots having uniform crystals, various variables have to be controlled, so that there is a problem that control is very difficult.

특히 실리콘 잉곳의 성장이 지속되면서 중량이 점차 증가하게 되어, 잉곳을 인상시키는 인상장치에 가해지는 부하도 증가하게 된다. In particular, as the growth of the silicon ingot continues, the weight gradually increases, and the load applied to the pulling device for pulling the ingot increases.

이때 잉곳 인상을 위한 와이어는 잉곳의 중량 증가와 가해진 열에 의해 인장될 수 있으며, 따라서 인상 속도가 변화될 수 있으며, 이러한 인상 속도의 변화는 온도, 자기장, 회전 방향 및 속도 등 다른 변수들에 영향을 주어 결국 성장 줄무늬가 발생할 수 있는 문제점이 있었다.At this time, the wire for pulling the ingot can be stretched by the weight of the ingot and the heat applied, so the pulling speed can be changed, and the change in the pulling speed affects other variables such as temperature, magnetic field, rotation direction and speed. Given that there was a problem that may eventually cause growth streaks.

또한, 종래 잉곳 성장장치는 자기장을 인가하는 수단과 열을 인가하는 수단을 별도로 두며, 자기장을 인가하는 수단은 챔버의 외측에 위치하여 챔버에 의해 자기장의 균일한 제어가 용이하지 않은 문제점이 있었다.In addition, the conventional ingot growth apparatus has a problem that separate means for applying a magnetic field and means for applying heat, and the means for applying a magnetic field is located outside the chamber, so that uniform control of the magnetic field by the chamber is not easy.

상기와 같은 문제점을 감안한 본 발명이 해결하고자 하는 기술적 과제는, 자기장을 인가하는 수단을 챔버의 안쪽, 도가니의 측면에 직접 배치하여 자기장의 균일한 제어가 가능한 잉곳 성장장치를 제공함에 있다.Technical problem to be solved by the present invention in consideration of the above problems is to provide an ingot growth apparatus capable of uniformly controlling a magnetic field by directly placing a means for applying a magnetic field on the inside of the chamber and the side of the crucible.

또한, 본 발명은 잉곳이 성장함에 따라 증가하는 인상 부하를 고려하여 일정한 속도를 유지할 수 있는 잉곳 성장장치를 제공함에 있다.In addition, the present invention is to provide an ingot growth apparatus capable of maintaining a constant speed in consideration of the increase in the load load as the ingot grows.

상기와 같은 과제를 해결하기 위한 본 발명 잉곳 성장장치는, 시드가 결합된 인상와이어를 이용하여 도가니의 용융물을 결정화하여 인상로로 인상하는 잉곳 성장장치에 있어서, 상기 도가니의 저면에 위치하여 도가니 내에서 용융물을 생성할 때 동작하는 저면히터와, 상기 도가니의 둘레에 위치하여 잉곳의 생성 공정 중 용융물의 온도를 유지함과 아울러 용융물에 자기장을 제공하는 마그넷히터를 더 포함한다.Ingot growth apparatus of the present invention for solving the above problems, ingot growth apparatus for crystallization of the melt of the crucible by using the impression wire is combined seed, the impression ingot growth apparatus, located on the bottom surface of the crucible in the crucible In addition, it includes a bottom heater that operates when producing a melt, and a magnet heater that is located around the crucible to maintain the temperature of the melt during the ingot production process and provides a magnetic field to the melt.

본 발명의 실시예에서, 잉곳의 상부 일부에 결합된 자성체링과, 상기 인상로의 둘레에 마련되어 상기 자성체링에 상향의 힘을 제공하는 전자석인상부를 더 포함할 수 있다.In an embodiment of the present invention, a magnetic body ring coupled to an upper portion of the ingot and an electromagnet impression portion provided around the impression furnace to provide upward force to the magnetic body ring may be further included.

본 발명의 실시예에서, 상기 전자석인상부는, 다수의 전자석링이 상하로 적층되며, 각각의 전자석링에 전원 공급을 제어하는 전원제어부를 더 포함할 수 있다.In an embodiment of the present invention, the electromagnet impression unit, a plurality of electromagnet rings are stacked up and down, may further include a power control unit for controlling the power supply to each electromagnet ring.

본 발명의 실시예에서, 다수의 상기 전자석링은, 상기 자성체링의 가장 가까운 상부에 위치하는 전자석링에만 선택적으로 전원이 공급될 수 있다.In an embodiment of the present invention, a plurality of the electromagnet rings may be selectively supplied with power only to the electromagnet rings positioned closest to the magnetic body ring.

본 발명의 실시예에서, 상기 도가니와 상기 전자석인상부의 사이에 위치하는 자기장차폐판을 더 포함할 수 있다.In an embodiment of the present invention, a magnetic field shielding plate positioned between the crucible and the electromagnet impression portion may be further included.

본 발명의 실시예에서, 상기 자기장차폐판은, 서로 임피던스와 두께가 다른 다수의 차폐판이 적층된 것일 수 있다.In an embodiment of the present invention, the magnetic field shielding plate may be a plurality of shielding plates having different impedances and thicknesses from each other.

본 발명의 실시예에서, 상기 자기장차폐판은, 상하로 다수의 통공이 마련되어 있으며, 상기 통공의 깊이에 대한 직경의 비는 4:1일 수 있다.In an embodiment of the present invention, the magnetic field shield plate is provided with a plurality of through holes up and down, and the ratio of the diameter to the depth of the through holes may be 4:1.

본 발명 잉곳 성장장치는, 마그넷히터를 적용하여 챔버 안쪽에서 도가니의 측면에 인접한 위치에서 자기장을 제공하여 자기장의 균일한 제어가 가능한 효과가 있다.The ingot growth apparatus of the present invention has the effect of providing a magnetic field at a position adjacent to the side of the crucible inside the chamber by applying a magnet heater, thereby enabling uniform control of the magnetic field.

또한, 본 발명은 자기장으로 인상 힘을 보정하여 잉곳의 성장에 따른 중량의 증가에 따른 인상 속도의 변화를 방지할 수 있어, 균일한 결정의 잉곳을 성장시킬 수 있는 효과가 있다.In addition, the present invention can prevent the change in the pulling rate due to the increase in weight due to the growth of the ingot by correcting the pulling force with a magnetic field, there is an effect that can grow the ingot of a uniform crystal.

또한, 본 발명 잉곳 성장장치는, 인상 힘을 보정하는 자기장이 용융물에 영향을 주는 것을 방지하여, 잉곳 결정 균일성을 유지할 수 있는 효과가 있다.In addition, the ingot growth apparatus of the present invention has an effect of preventing the magnetic field correcting the pulling force from affecting the melt, thereby maintaining the ingot crystal uniformity.

도 1은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 잉곳 성장장치의 구성도이다.
도 2는 전자석인상부의 동작을 설명하기 위한 설명도이다.
도 3과 도 4는 각각 자기장차폐부의 일실시 구성도이다.1 is a configuration diagram of an ingot growth apparatus according to a preferred embodiment of the present invention.
2 is an explanatory diagram for explaining the operation of the electromagnet impression unit.
3 and 4 are each a configuration diagram of a magnetic field shield.

이하, 본 발명 잉곳 성장장치에 대하여 첨부한 도면을 참조하여 상세히 설명한다.Hereinafter, the ingot growth apparatus of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

본 발명의 실시 예들은 당해 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 본 발명을 더욱 완전하게 설명하기 위해 제공되는 것이며, 아래에 설명되는 실시 예들은 여러 가지 다른 형태로 변형될 수 있으며, 본 발명의 범위가 아래의 실시 예들로 한정되는 것은 아니다. 오히려, 이들 실시 예는 본 발명을 더욱 충실하고 완전하게 하며 당업자에게 본 발명의 사상을 완전하게 전달하기 위하여 제공되는 것이다.The embodiments of the present invention are provided to more fully describe the present invention to those of ordinary skill in the art, and the embodiments described below may be modified in various other forms, and the present invention The scope is not limited to the examples below. Rather, these examples are provided to make the present invention more faithful and complete and to fully convey the spirit of the present invention to those skilled in the art.

본 명세서에서 사용된 용어는 특정 실시 예를 설명하기 위하여 사용되며, 본 발명을 제한하기 위한 것이 아니다. 본 명세서에서 사용된 바와 같이 단수 형태는 문맥상 다른 경우를 분명히 지적하는 것이 아니라면, 복수의 형태를 포함할 수 있다. 또한, 본 명세서에서 사용되는 경우 "포함한다(comprise)" 및/또는"포함하는(comprising)"은 언급한 형상들, 숫자, 단계, 동작, 부재, 요소 및/또는 이들 그룹의 존재를 특정하는 것이며, 하나 이상의 다른 형상, 숫자, 동작, 부재, 요소 및/또는 그룹들의 존재 또는 부가를 배제하는 것이 아니다. 본 명세서에서 사용된 바와 같이, 용어 "및/또는"은 해당 열거된 항목 중 어느 하나 및 하나 이상의 모든 조합을 포함한다.　Terms used in this specification are used to describe specific embodiments, and are not intended to limit the present invention. As used herein, singular forms may include plural forms unless the context clearly indicates otherwise. Also, as used herein, “comprise” and/or “comprising” specifies the shapes, numbers, steps, actions, elements, elements and/or the presence of these groups. And does not exclude the presence or addition of one or more other shapes, numbers, actions, elements, elements and/or groups. As used herein, the term “and/or” includes any and all combinations of one or more of the listed items.

본 명세서에서 제1, 제2 등의 용어가 다양한 부재, 영역 및/또는 부위들을 설명하기 위하여 사용되지만, 이들 부재, 부품, 영역, 층들 및/또는 부위들은 이들 용어에 의해 한정되지 않음은 자명하다. 이들 용어는 특정 순서나 상하, 또는 우열을 의미하지 않으며, 하나의 부재, 영역 또는 부위를 다른 부재, 영역 또는 부위와 구별하기 위하여만 사용된다. 따라서, 이하 상술할 제1 부재, 영역 또는 부위는 본 발명의 가르침으로부터 벗어나지 않고서도 제2 부재, 영역 또는 부위를 지칭할 수 있다.Although the terms first, second, etc. are used herein to describe various members, regions, and/or parts, it is obvious that these members, parts, regions, layers, and/or parts are not limited by these terms. . These terms do not imply a specific order, top or bottom, or superiority, and are only used to distinguish one member, region or site from another. Accordingly, the first member, region or site to be described below may refer to the second member, region or site without departing from the teachings of the present invention.

이하, 본 발명의 실시 예들은 본 발명의 실시 예들을 개략적으로 도시하는 도면들을 참조하여 설명한다. 도면들에 있어서, 예를 들면, 제조 기술 및/또는 공차에 따라, 도시된 형상의 변형들이 예상될 수 있다. 따라서, 본 발명의 실시 예는 본 명세서에 도시된 영역의 특정 형상에 제한된 것으로 해석되어서는 아니 되며, 예를 들면 제조상 초래되는 형상의 변화를 포함하여야 한다.Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings schematically showing embodiments of the present invention. In the drawings, deformations of the illustrated shape can be expected, for example, according to manufacturing technology and/or tolerances. Therefore, the embodiment of the present invention should not be interpreted as being limited to a specific shape of the region shown in this specification, but should include, for example, a change in shape caused by manufacturing.

도 1은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 잉곳 성장장치의 구성도이다.1 is a configuration diagram of an ingot growth apparatus according to a preferred embodiment of the present invention.

도 1을 참조하면, 본 발명은 용융물(11)을 수용하는 도가니(10)와, 상기 도가니(10)에 수용된 용융물(11)을 가열하여 온도를 유지하고, 자기장을 제공하여 산소 농도를 조절하는 마그넷히터(20)와, 상기 도가니(10)의 하부에 위치하여 용융물(1)을 생성할 때만 작용하는 저면히터(80)와, 상기 인상와이어(12)의 끝단에 마련된 시드(13)를 이용하여 용융물(11)로부터 잉곳(30)을 인상하는 인상장치부(14)와, 상기 잉곳(30)이 결정화되어 인상되는 인상로(15)의 둘레에 마련되어 전원제어부(51)의 전원 공급에 따라 상향으로 순차적인 인상힘을 제공하는 전자석인상부(50)와, 상기 잉곳(30)의 상단의 어깨부(31) 일부에 결합되어 상기 전자석인상부(50)의 자기장의 힘을 받아 잉곳(30)의 인상힘을 보정하는 자성체링(40)을 포함한다.Referring to FIG. 1, the present invention heats the crucible 10 accommodating the melt 11 and the melt 11 accommodated in the crucible 10 to maintain a temperature and provides a magnetic field to adjust the oxygen concentration. The magnet heater 20, the bottom heater 80 which is located only at the bottom of the crucible 10 and acts only when producing the melt 1, and the seed 13 provided at the end of the impression wire 12 are used. In accordance with the power supply of the power control unit 51 is provided around the pulling device 15 to raise the ingot 30 from the melt 11 and the pulling furnace 15 in which the ingot 30 is crystallized and pulled up An electromagnet impression portion 50 that provides sequential pulling force upward and a portion of the shoulder portion 31 of the upper portion of the ingot 30 is coupled to a portion of the electromagnet impression portion 50 to receive the force of the magnetic field of the ingot 30, ) Includes a magnetic body ring 40 that corrects the pulling force.

이하, 상기와 같이 구성되는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 잉곳 성장장치의 구성과 작용에 대하여 보다 상세히 설명한다.Hereinafter, the configuration and operation of the ingot growth apparatus according to the preferred embodiment of the present invention configured as described above will be described in more detail.

먼저, 본 발명에서 도가니(10)를 가열하는 수단은 마그넷히터(20)와 저면히터(80)가 있다. 도가니(10)에서 실리콘 용융물(11)을 생성하기 위하여 도가니(10)를 가열할 때는 마그넷히터(20)를 사용하지 않고, 저면히터(80)만을 사용한다.First, in the present invention, the means for heating the crucible 10 includes a magnet heater 20 and a bottom heater 80. When heating the crucible 10 to generate the silicon melt 11 in the crucible 10, the magnet heater 20 is not used, and only the bottom heater 80 is used.

마그넷히터(20)는 열과 함께 자기장을 발생시키는 것으로, 용융물(11)을 생성할 때도 사용할 수 있으나, 마그넷히터(20)는 사용에 따라 반응물에 의해 표면이 손상될 수 있기 때문에 자기장의 공급이 필요한 때만 선택적으로 동작시켜 수명의 단축을 방지할 수 있다.The magnet heater 20 generates a magnetic field together with heat, and can be used to generate the melt 11, but the magnet heater 20 needs to supply a magnetic field because the surface may be damaged by reactants according to use. It can be selectively operated only to prevent shortening of life.

저면히터(80)는 권회코일형상으로 구성되고, 그라파이트, 탄소섬유복합재, 몰리브덴 또는 탄탈 소재의 코일을 포함하는 것으로 한다.The bottom heater 80 is composed of a coiled coil shape, and includes a coil made of graphite, a carbon fiber composite, molybdenum, or tantalum.

상기 저면히터(80)를 이용하여 도가니(10) 내에 실리콘 용융물(11)을 생성한 후, 잉곳(30)을 성장시키는 공정 중 실리콘 용융물(11)의 적정한 온도는 마그넷히터(20)에 의해 유지된다.After the silicon melt 11 is generated in the crucible 10 using the bottom heater 80, the proper temperature of the silicon melt 11 during the process of growing the ingot 30 is maintained by the magnet heater 20. do.

상기 마그넷히터(20)는 도가니(10)의 측면둘레에 링형 구조로 배치되어 있으며, 열과 함께 용융물(11) 내에 자기장을 발생시켜 용융물(11)을 순환 대류 시킴으로써 산소 농도를 줄일 수 있다.The magnet heater 20 is arranged in a ring-like structure on the side circumference of the crucible 10, and by generating a magnetic field in the melt 11 with heat, it is possible to reduce the oxygen concentration by circulating convection of the melt 11.

이때 마그넷히터(20)의 온도와 자기장은 일정하게 유지되는 것으로 한다.At this time, it is assumed that the temperature and magnetic field of the magnet heater 20 are kept constant.

여기서 일정하게 유지된다는 의미는 동일 값이 지속적으로 유지된다는 의미는 아니며 잉곳의 성장시 결정된 온도 및 자기장 프로파일에 따른다는 의미로 해석되어야 한다.Here, the meaning that it is kept constant does not mean that the same value is continuously maintained, and it should be interpreted that it is in accordance with the temperature and magnetic field profile determined during the growth of the ingot.

이와 같은 상태에서 인상장치부(14)는 인상와이어(12)를 하강시켜 인상와이어(12) 끝단의 시드(13)가 용융물(11)에 접촉되도록 하고, 회전 및 인상한다.In this state, the pulling device 14 lowers the pulling wire 12 so that the seed 13 at the end of the pulling wire 12 comes into contact with the melt 11, and rotates and pulls.

이때 회전속도와 인상속도는 균일하게 유지되는 것으로 한다. 이때의 회전속도와 인상속도의 균일성을 공정의 전체에서 모두 동일한 값이라는 의미보다는 이미 결정된 회전 및 인상 속도 프로파일에 따른다는 의미로 해석되는 것이 바람직하다.At this time, it is assumed that the rotation speed and the pulling speed are kept uniform. It is preferable that the uniformity of the rotational speed and the pulling speed at this time is interpreted to mean that the rotational and pulling speed profiles are determined rather than having the same value throughout the process.

상기 인상와이어(12)를 상향으로 이동시키면 시드(13)에서부터 하향으로 경사진 잉곳(30)의 상부측이 결정화되고, 인상이 지속되면서 통상 어깨부(31)로 지칭되는 잉곳(30)의 상부측이 형성된다.When the impression wire 12 is moved upward, the upper side of the ingot 30 inclined downward from the seed 13 is crystallized, and as the impression continues, the upper portion of the ingot 30, commonly referred to as the shoulder 31 Sides are formed.

상기 어깨부(31)가 완전히 완성되기 이전에 상기 어깨부(31)에 자성체링(40)을 결합한다. 자성체링(40)은 강자성체이며 잉곳(10) 내의 열에 의해 변형 또는 변성이 되지 않는 것이면 알려진 강자성체를 사용할 수 있다.Before the shoulder portion 31 is completely completed, the magnetic body ring 40 is coupled to the shoulder portion 31. The magnetic body ring 40 is a ferromagnetic material, and any known ferromagnetic material may be used as long as it is not deformed or denatured by heat in the ingot 10.

상기 자성체링(40)을 결합한 후 인상 공정을 계속 진행하여, 잉곳(30)을 성장시킨다.After combining the magnetic body ring 40, the pulling process is continued to grow the ingot 30.

잉곳(30)이 성장되면서 결정화된 잉곳의 높이는 점차 높아지고, 그 높이의 증가에 비례하여 중량도 증가하게 된다. 상기 인상와이어(12)는 도가니(10)의 내측까지 유입되었던 것으로 가열된 상태이며 잉곳(30)의 중량 증가에 따라 미세하게 인장될 가능성이 있다.As the ingot 30 grows, the height of the crystallized ingot gradually increases, and the weight increases in proportion to the increase in the height. The impression wire 12 is heated to be introduced to the inside of the crucible 10 and is likely to be finely stretched as the weight of the ingot 30 increases.

이와 같은 인상와이어(12)의 변형 및 잉곳(30)의 중량 증가를 보상하기 위하여 본 발명에서는 잉곳(30)이 인상되는 인상로(15)의 둘레에 전자석인상부(50)를 설치한다.In order to compensate for the deformation of the impression wire 12 and the weight increase of the ingot 30, in the present invention, an electromagnet impression portion 50 is installed around the impression furnace 15 where the ingot 30 is raised.

전자석인상부(50)는 전자석링이 상향으로 적층된 구조이며, 각 전자석링은 전원제어부(51)에 의해 개별적으로 전원 공급이 제어될 수 있다.The electromagnet impression unit 50 has a structure in which the electromagnet rings are stacked upward, and each electromagnet ring can be individually controlled to be supplied with power by the power control unit 51.

도 2는 상기 전자석인상부(50)의 동작을 설명하기 위한 설명도이다.2 is an explanatory diagram for explaining the operation of the electromagnet impression unit 50.

도 2를 참조하면 상기 전원제어부(51)는 잉곳(30)에 결합된 자성체링(40)의 위치에 따라 전자석인상부(50)의 전자석링(50a, 50b)에 전원을 공급할 수 있다.Referring to FIG. 2, the power control unit 51 may supply power to the electromagnet ring 50a, 50b of the electromagnet impression unit 50 according to the position of the magnetic body ring 40 coupled to the ingot 30.

즉, 자성체링(40)이 전자석링(50a)보다 낮은 위치(a)에 위치할 때는 전자석링(50a)에 전원을 공급한다. 전자석링(50a)에 전원을 공급하면 자계가 발생하며, 이때의 자계의 방향은 상기 자성체링(40)을 상향으로 이동시키는 힘이 작용하는 것으로 한다.That is, when the magnetic body ring 40 is positioned at a lower position (a) than the electromagnet ring 50a, power is supplied to the electromagnet ring 50a. When power is supplied to the electromagnet ring 50a, a magnetic field is generated, and the direction of the magnetic field at this time is assumed to be a force acting to move the magnetic body ring 40 upward.

인상와이어(12)에 의한 인상과 함께 상기 자성체링(40)에 의해 가해지는 자계의 영향으로 잉곳(30) 성장에 따른 부하의 증가를 보정할 수 있어 일정한 속도로 인상함이 가능하다.The increase in load due to the growth of the ingot 30 can be corrected by the influence of the magnetic field applied by the magnetic body ring 40 together with the impression by the impression wire 12, so that it is possible to raise at a constant speed.

상기 자성체링(40)의 위치(b)가 전자석링(50a)보다 높아지면, 상기 전원제어부(51)는 전자석링(50b)에 전원을 공급하고, 전자석링(50b)의 자계에 의해 자성체링(40)이 상향의 힘을 받도록 제어한다. 이때 하부의 전자석링(50a)에는 전원의 공급을 차단한다. 보호층(52)는 전자석링들에 의해 인상로가 오염되는 것을 방지한다.When the position (b) of the magnetic body ring 40 is higher than that of the electromagnet ring 50a, the power control unit 51 supplies power to the electromagnet ring 50b, and the magnetic body ring is generated by the magnetic field of the electromagnet ring 50b. (40) is controlled to receive the upward force. At this time, the supply of power to the electromagnet ring 50a at the bottom is cut off. The protective layer 52 prevents contamination of the impression furnace by electromagnet rings.

보호층(52)은 석영 재질일 수 있다.The protective layer 52 may be made of quartz.

이와 같은 제어를 통해 인상와이어(12)의 변형을 방지함과 아울러 인상 힘을 보정하여 인상속도가 변경되는 것을 방지할 수 있다.Through such control, it is possible to prevent deformation of the pulling wire 12 and correct the pulling force to prevent the pulling speed from being changed.

이처럼 본 발명은 잉곳(30)의 성장에 영향을 주는 요인들을 균일한 상태로 유지할 수 있으며, 잉곳 성장 공정의 균일성을 확보할 수 있다.As described above, the present invention can maintain factors influencing the growth of the ingot 30 in a uniform state, and ensure the uniformity of the ingot growth process.

상기 전자석인상부(50)는 자기장을 이용하여 자성체링(40)에 상향의 힘을 발생시키는 것으로, 전자석인상부(50)의 자기장이 용융물(11)에 영향을 주는 것을 방지할 필요가 있다.The electromagnet impression part 50 generates an upward force on the magnetic body ring 40 using a magnetic field, and it is necessary to prevent the magnetic field of the electromagnet impression part 50 from affecting the melt 11.

통상 도가니(10)와 인상로(15)의 사이에는 열차폐판(60)이 마련되어 있으며, 본 발명에서는 열차폐판(60)의 상부에 별도의 자기장차폐판(70)을 더 포함한다. 상기 자기장차폐판(70)은 높은 투자율을 가지는 강자성체를 이용하는 것이 바람직하다.Normally, a heat shield plate 60 is provided between the crucible 10 and the impression furnace 15, and in the present invention, a separate magnetic field shield plate 70 is further included on the upper portion of the heat shield plate 60. The magnetic field shield plate 70 is preferably a ferromagnetic material having a high magnetic permeability.

도 3은 자기장차폐판(70)의 일부 단면 사시도이다.3 is a partially sectional perspective view of the magnetic field shield plate 70.

도 3을 참조하면 자기장차폐판(70)은 서로 임피던스와 두께가 다른 복수의 차폐판(71,72,73)이 적층된 구조를 사용할 수 있다. 이와 같이 임피던스와 두께가 다른 복수의 차폐판(71,72,73)을 사용하는 경우 다양한 주파수에 대응하여 차폐를 수행할 수 있다.Referring to FIG. 3, the magnetic field shielding plate 70 may use a structure in which a plurality of shielding plates 71, 72, and 73 having different impedances and thicknesses are stacked. When a plurality of shielding plates 71, 72 and 73 having different impedances and thicknesses are used as described above, shielding may be performed in response to various frequencies.

도 4는 자기장차폐판(70)의 다른 실시예의 구성도이다.4 is a block diagram of another embodiment of the magnetic field shield plate 70.

도 4를 참조하면 자기장차폐판(70)은 상하방향으로 다수의 천공(74)이 형성된 것으로 한다. 이와 같은 구조는 자기장차폐판(70)의 무게를 줄이면서 적당한 자기장 차폐의 성능을 제공할 수 있다.4, the magnetic field shield plate 70 is assumed to have a plurality of perforations 74 formed in the vertical direction. Such a structure can provide adequate magnetic field shielding performance while reducing the weight of the magnetic field shield plate 70.

상기 천공(74)은 정육각형 모양일 수 있으며, 깊이대 직경비가 4:1이 되어야 차폐 효과를 얻을 수 있다.The perforation 74 may have a regular hexagonal shape, and a depth-to-diameter ratio should be 4:1 to obtain a shielding effect.

본 발명은 상기 실시예에 한정되지 않고 본 발명의 기술적 요지를 벗어나지 아니하는 범위 내에서 다양하게 수정, 변형되어 실시될 수 있음은 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 있어서 자명한 것이다.The present invention is not limited to the above embodiments and can be variously modified and modified within a range not departing from the technical gist of the present invention, which is apparent to those skilled in the art to which the present invention pertains. will be.

10:도가니 11:용융물
12:인상와이어 13:시드
14:인상장치부 15:인상로
20:마그넷히터 30:잉곳
31:어깨부 40:자성체링
50:전자석인상부 51:전원제어부
52:보호층 60:열차폐판
70:자기장차폐판 80:저면히터10: crucible 11: melt
12: Impression wire 13: Seed
14: Impression unit 15: Impression furnace
20: magnet heater 30: ingot
31: shoulder 40: magnetic ring
50: electromagnet impression unit 51: power control unit
52: protective layer 60: heat shield
70: magnetic field shield 80: bottom heater

Claims (7)

시드가 결합된 인상와이어를 이용하여 도가니의 용융물을 결정화하여 인상로로 인상하는 잉곳 성장장치에 있어서,
상기 도가니의 저면에 위치하여 도가니 내에서 용융물을 생성할 때 동작하는 저면히터와,
상기 도가니의 둘레에 위치하여 잉곳의 생성 공정 중 용융물의 온도를 유지함과 아울러 용융물에 자기장을 제공하는 마그넷히터를 더 포함하는 잉곳 성장장치.In the ingot growth apparatus to crystallize the melt of the crucible using the impression wire is combined with a seed to raise the impression furnace,
A bottom heater located at the bottom of the crucible and operated when producing a melt in the crucible;
The ingot growth apparatus further comprising a magnet heater positioned around the crucible to maintain the temperature of the melt during the ingot production process and to provide a magnetic field to the melt. 제1항에 있어서,
잉곳의 상부 일부에 결합된 자성체링과,
상기 인상로의 둘레에 마련되어 상기 자성체링에 상향의 힘을 제공하는 전자석인상부를 더 포함하는 잉곳 성장장치.According to claim 1,
Magnetic body ring coupled to the upper part of the ingot,
Ingot growth device further comprises an electromagnet impression portion provided on the periphery of the impression furnace to provide an upward force to the magnetic body ring. 제2항에 있어서,
상기 전자석인상부는,
다수의 전자석링이 상하로 적층되며, 각각의 전자석링에 전원 공급을 제어하는 전원제어부를 더 포함하는 잉곳 성장장치.According to claim 2,
The electromagnet impression portion,
A plurality of electromagnet rings are stacked up and down, the ingot growth device further comprising a power control unit for controlling the power supply to each electromagnet ring. 제3항에 있어서,
다수의 상기 전자석링은,
상기 자성체링의 가장 가까운 상부에 위치하는 전자석링에만 선택적으로 전원이 공급되는 것을 특징으로 하는 잉곳 성장장치.According to claim 3,
A plurality of the electromagnet ring,
Ingot growth apparatus characterized in that the power is selectively supplied only to the electromagnet ring located in the closest upper portion of the magnetic body ring. 제4항에 있어서,
상기 도가니와 상기 전자석인상부의 사이에 위치하는 자기장차폐판을 더 포함하는 잉곳 성장장치.The method of claim 4,
And a magnetic field shielding plate positioned between the crucible and the electromagnet impression portion. 제5항에 있어서,
상기 자기장차폐판은,
서로 임피던스와 두께가 다른 다수의 차폐판이 적층된 것을 특징으로 하는 잉곳 성장장치.The method of claim 5,
The magnetic field shield plate,
Ingot growth device, characterized in that a plurality of shielding plates having different impedances and thicknesses are stacked on each other. 제5항에 있어서,
상기 자기장차폐판은,
상하로 다수의 통공이 마련되어 있으며,
상기 통공의 깊이에 대한 직경의 비는 4:1인 것을 특징으로 하는 잉곳 성장장치.The method of claim 5,
The magnetic field shield plate,
A number of through holes are provided up and down,
The ingot growth apparatus, characterized in that the ratio of the diameter to the depth of the through hole is 4:1.
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