KR20230168791A - 실리콘 단결정 잉곳 생산장치 - Google Patents
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Abstract
본 발명은 마그네트를 실리콘용액의 위치에 대응하여 정확하게 그 위치를 제어하여 결정할 수 있도록 함으로서 마그네트의 자기장을 실리콘용액으로 인가성을 높여 대류현상을 배제하여 잉곳의 생산(성장)성을 높일 수 있도록 한 것으로서;
원통으로 형성되는 성장챔버와, 상기 성장챔버 내부에 설치되어 실리콘용액이 수용되는 도가니와, 상기 도가니를 가열하기 위한 발열체와, 성장된 단결정 잉곳을 냉각시키도록 설치하는 냉각자켓과, 도가니와 냉각자켓으로의 열을 차단하는 단열재와; 상기 성장챔버의 외부에 서포터와 마그네트플레이트로 유지되어 도가니 내부의 실리콘용액으로 자기장을 인가하여 대류현상을 배제하는 마그네트를 포함하는 실리콘 단결정 잉곳 생산장치에 있어서;
상기 마그네트를 도가니 내부의 실리콘용액에 대응하여 수직방향과 수평방향으로 미세하고 정밀하게 제어하기 위한 팅팅장치를 더 구비하고;
상기 틸팅장치는, 서포터 위치에 설치하여 마그네트를 마그네트플레이트에 대하여 수직방향으로 움직이기 위한 수직이동자와;
상기 서포터와 서포터 사이 위치의 마그네트플레이트와 마그네트 사이에 설치하여 마그네트를 마그네트플레이트에 대하여 수평방향으로 움직이기 위한 수평이동자를 포함하는 것이 특징이다.
원통으로 형성되는 성장챔버와, 상기 성장챔버 내부에 설치되어 실리콘용액이 수용되는 도가니와, 상기 도가니를 가열하기 위한 발열체와, 성장된 단결정 잉곳을 냉각시키도록 설치하는 냉각자켓과, 도가니와 냉각자켓으로의 열을 차단하는 단열재와; 상기 성장챔버의 외부에 서포터와 마그네트플레이트로 유지되어 도가니 내부의 실리콘용액으로 자기장을 인가하여 대류현상을 배제하는 마그네트를 포함하는 실리콘 단결정 잉곳 생산장치에 있어서;
상기 마그네트를 도가니 내부의 실리콘용액에 대응하여 수직방향과 수평방향으로 미세하고 정밀하게 제어하기 위한 팅팅장치를 더 구비하고;
상기 틸팅장치는, 서포터 위치에 설치하여 마그네트를 마그네트플레이트에 대하여 수직방향으로 움직이기 위한 수직이동자와;
상기 서포터와 서포터 사이 위치의 마그네트플레이트와 마그네트 사이에 설치하여 마그네트를 마그네트플레이트에 대하여 수평방향으로 움직이기 위한 수평이동자를 포함하는 것이 특징이다.
Description
본 발명은 실리콘 단결정 잉곳 생산장치에 관한 것으로서 더욱 상세하게는 실리콘 단결정 잉곳의 품질을 향상시키기 위하여 도가니에 수용된 실리콘 용융액에 자기장을 인가하여 대류현상이 발생하는 것을 배제할 수 있도록 하는 마그네트를 수직방향과 수평방향으로 움직여 제어할 수 있도록 한 틸팅수단을 가지도록 한 실리콘 단결정 잉곳 생산장치의 제공에 관한 것이다.
반도체 소자 제조용 재료로서 광범위하게 사용되고 있는 웨이퍼는 단결정 실리콘 박판을 지칭하는 데, 웨이퍼 제조는 성장된 단결정 실리콘 잉곳(Ingot)을 웨이퍼 형태로의 절단과, 두께를 균일화하여 평면화하는 래핑(Lapping)과, 기계적인 연마에 의하여 발생한 데미지를 제거 또는 완화하는 에칭(Etching)과, 웨이퍼 표면을 경면화하는 연마(Polishing)와, 완료된 웨이퍼를 깨끗하게 하는 세정(Cleaning)으로 이루어진다.
상기와 같이 단결정 실리콘 잉곳은 잉곳 생산장치(성장기)에 의하여 이루어지게 되며, 잉곳 생산장치는, 원통으로 형성되는 성장챔버와 상기 성장챔버 내부에 설치되어 실리콘용액이 수용되는 도가니가 설치되고, 상기 도가니를 가열하기 위한 발열체와, 성장된 단결정 잉곳을 냉각시키기 위한 냉각수가 순환되는 냉각자켓이 설치되고, 도가니와 냉각자켓으로의 열을 차단하기 위한 단열재를 포함하는 구성이다.
상기 성장장치의 외부에는 서포트로 유지되는 마그네트를 설치하여 실리콘 용액이 대류현상에 의하여 움직이는 것을 제한하여 잉곳 성장에 도움을 주도록 하고 있다.
상기와 같은 실리콘 단결정 잉곳 생산장치는 종래에도 다수 개발되어 사용되고 있는 실정이며 이 중 대표적인 예를 특허문헌을 통하여 그 기술내용을 살펴보면 다음과 같다.
특허문헌 1은, 실리콘 단결정 잉곳의 품질을 향상시키기 위한 것으로서, 실리콘 단결정 잉곳 생산장치의 챔버 외부에 설치되며, 실리콘 단결정 잉곳 생산장치의 도가니에 수용된 실리콘 용융액에 자기장을 인가하는 실리콘 단결정 잉곳 생산용 마그네트 유닛에 있어서,
상기 실리콘 용융액에 자기장을 인가하며, 상기 챔버의 외부에 설치되는 자기장 발생기와,
상기 챔버에 대하여 회전 가능하게 설치되는 스크류와, 상기 스크류의 회전시 상기 스크류를 따라 승강하며 상기 자기장 발생기에 결합되는 너트를 포함하는 승강유닛과,
상기 스크류의 회전량을 기초로 하여 상기 자기장 발생기의 위치를 측정하는 위치측정수단을 포함하는 것을 특징으로 하고 있다.
특허문헌 2는, 실리콘 융액이 수용되는 석영 도가니;
상기 석영 도가니가 수용되는 흑연 도가니;
상기 흑연 도가니의 하부를 지지하는 도가니 받침대; 및
상기 흑연 도가니 측으로 열을 제공하기 위한 히터부;를 포함하고,
상기 흑연 도가니는 상기 석영 도가니와 접하는 내측 바디와,
상기 내측 바디로부터 소정 간격을 두고 배치되는 외측 바디로 이루어지고, 상기 내측 바디와 외측 바디 사이에는 불활성 가스가 주입되어 있는 불활성 가스층이 형성되고,
상기 흑연 도가니 내부로 상기 불활성 가스를 공급하기 위한 가스 공급수단을 포함하는 것을 특징으로 하고 있다.
없음.
상기와 같은 선행기술 중 특허문헌 2는 폴리 실리콘 용융시 도가니 내부를 단열함으로써, 히터파워를 감소시킬 수 있고, 도가니 내벽의 특정부위에 열화가 집중되는 현상을 방지하여 열화에 의한 손상을 예방함으로써, 도가니의 수명을 증가시키도록 한 반적인 잉곳 생산장치의 기술내용에 관한 것이다.
특허문헌 1의 경우에는 챔버의 외부에 설치되는 자기장 발생기와, 챔버에 대하여 회전 가능하게 설치되는 스크류와, 스크류의 회전시 스크류를 따라 승강하며 자기장 발생기에 결합되는 너트를 포함하는 승강유닛으로 구성되는 마그네트유닛을 설치하여 생산장치 내부에 용해된 실리콘 용융액으로 자기장을 인가하도록 하는 기술내용이다.
상기와 같은 종래 기술의 경우에는 자기장을 승강유닛에 의하여 실리콘 용융액의 위치에 대응하여 상,하 방향으로 단순 상승 또는 하강하여 자기장을 인가하도록 하고 있으나 정밀한 제어는 현실적으로 어려운 실정이다.
생산장치에 의하여 만들어지는 잉곳이 수직 방향으로만 위치를 정확하게 결정하여야 하는 것을 벗어나 생산장치 또는 마그네트유닛과의 연결상태에 따라 수직방향은 물론 수평방향으로도 정확한 위치가 결정되어야 하는 것은 당연하며, 이러한 이유에 의하여 마그네트유닛 또한 X,Y,Z축 방향으로 정밀한 제어와 작동이 필요하게 된다.
이러한 점에 비추어볼 때 특허문헌의 경우에는 상,하 방향(Z방향)으로만 마그네트를 움직일 수 있도록 구성하고 있기 때문에 정밀하고 미세한 제어가 이루어지지 못하게 되므로 성장되는 잉곳의 대류현상에 대응하여 자기장을 인가하는 것이 불가능하게 되므로 잉곳 성장에 실질적인 도움을 주지 못하는 현상으로부터 자유롭지 못하게 된다.
잉곳 성장의 위치에 따라 정확하게 마그네트를 Z축인 상,하 방향과, X,Y축인 좌,우측의 수평방향으로 정밀하게 움직여 수직과 수평을 맞추어 잉곳 성장에 실질적인 도움을 주지 못하게 되므로 생산 효율성이 저하되는 것은 물론, 생산된 잉곳의 품질을 균일한 상태로 지속적으로 유지하는 것이 힘들게 되는 등 여러 문제점들이 발생하고 있는 실정이다.
이에 본 발명에서는 상기와 같은 문제점들을 해결하기 위하여 발명한 것으로서, 원통으로 형성되는 성장챔버(101)와, 상기 성장챔버(101) 내부에 설치되어 실리콘용액(102)이 수용되는 도가니(103)와, 상기 도가니(103)를 가열하기 위한 발열체(104)와, 성장된 단결정 잉곳(105)을 냉각시키도록 설치하는 냉각자켓(106)과, 도가니(103)와 냉각자켓(106)으로의 열을 차단하는 단열재(107)와;
상기 성장챔버(101)의 외부에 서포터(108)와 마그네트플레이트(109)로 유지되어 도가니(103) 내부의 실리콘용액(102)으로 자기장을 인가하여 대류현상을 배제하는 마그네트(110)를 포함하는 실리콘 단결정 잉곳 생산장치에 있어서;
상기 마그네트(110)를 도가니(103) 내부의 실리콘용액(102)에 대응하여 수직방향과 수평방향으로 미세하고 정밀하게 제어하기 위한 팅팅장치(130)를 포함하고;
상기 틸팅장치(130)는, 서포터(108) 위치에 설치하여 마그네트(110)를 마그네트플레이트(109)에 대하여 수직방향으로 움직이기 위한 수직이동자(131)와;
상기 서포터(108)와 서포터(108) 사이 위치의 마그네트플레이트(109)와 마그네트(110) 사이에 설치하여 마그네트(110)를 마그네트플레이트(109)에 대하여 수평방향으로 움직이기 위한 수평이동자(132)를 포함하여;
마그네트를 수직방향인 Z축 방향과 수평방향인 X,Y축 방향으로 실리콘용액의 위치에 대응하여 정확하게 그 위치를 제어하여 결정할 수 있도록 함으로서 마그네트의 자기장을 실리콘용액으로 인가성을 높여 대류현상을 배제하여 잉곳의 생산(성장)성을 높일 수 있는 목적 달성이 가능하다.
본 발명은 생상장치 외부에 설치되는 마그네트를 잉곳의 성장 상태에 대응하여 X,Y,Z축 방향으로 미세하고 정밀한 제어를 통하여 자기장을 잉곳으로 인가하여 잉곳 성장의 용이성을 제공하고 잉곳의 품질을 우수하면서도 균일하게 지속적으로 유지할 수 있는 효과를 가진다.
본 발명은 생산장치의 상태에 대응하여 마그네트를 틸팅 제어할 수 있도록 함으로서 실리콘 용융액의 대류현상을 배제할 수 있는 것은 물론 잉곳의 성장에 대응하여 자기장을 안정적으로 인가할 수 있도록 함으로서 생산효율성을 높일 수 있는 등 다양한 효과를 가지는 발명이다.
도 1은 본 발명의 기술이 적용된 실리콘 단결정 잉곳 생산장치를 도시한 전체 구성도.
도 2는 본 발명의 기술이 적용된 실리콘 단결정 잉곳 생산장치의 마그네트 틸팅수단을 도시한 사시도.
도 3은 본 발명의 기술이 적용된 실리콘 단결정 잉곳 생산장치용 마그네트 틸팅수단의 수직이동자를 발췌한 분해 사시도.
도 4는 본 발명의 기술이 적용된 실리콘 단결정 잉곳 생산장치용 마그네트 틸팅수단의 수직이동자를 발췌한 사시도.
도 5는 본 발명의 기술이 적용된 실리콘 단결정 잉곳 생산용 마그네트 틸팅장치의 수직이동자를 발췌한 단면도.
도 6은 본 발명의 기술이 적용된 실리콘 단결정 잉곳 생산용 마그네트 틸팅장치의 수평이동자를 발췌한 분해 사시도.
도 7은 본 발명의 기술이 적용된 실리콘 단결정 잉곳 생산용 마그네트 틸팅장치의 수평이동자를 발췌한 사시도.
도 8은 본 발명의 기술이 적용된 실리콘 단결정 잉곳 생산용 마그네트 틸팅장치의 수평이동자를 발췌한 단면도.
도 2는 본 발명의 기술이 적용된 실리콘 단결정 잉곳 생산장치의 마그네트 틸팅수단을 도시한 사시도.
도 3은 본 발명의 기술이 적용된 실리콘 단결정 잉곳 생산장치용 마그네트 틸팅수단의 수직이동자를 발췌한 분해 사시도.
도 4는 본 발명의 기술이 적용된 실리콘 단결정 잉곳 생산장치용 마그네트 틸팅수단의 수직이동자를 발췌한 사시도.
도 5는 본 발명의 기술이 적용된 실리콘 단결정 잉곳 생산용 마그네트 틸팅장치의 수직이동자를 발췌한 단면도.
도 6은 본 발명의 기술이 적용된 실리콘 단결정 잉곳 생산용 마그네트 틸팅장치의 수평이동자를 발췌한 분해 사시도.
도 7은 본 발명의 기술이 적용된 실리콘 단결정 잉곳 생산용 마그네트 틸팅장치의 수평이동자를 발췌한 사시도.
도 8은 본 발명의 기술이 적용된 실리콘 단결정 잉곳 생산용 마그네트 틸팅장치의 수평이동자를 발췌한 단면도.
이하 첨부되는 도면과 관련하여 상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 바람직한 구성과 작용에 대하여 설명하면 다음과 같다.
도 1은 본 발명의 기술이 적용된 실리콘 단결정 잉곳 생산장치를 도시한 전체 구성도, 도 2는 본 발명의 기술이 적용된 실리콘 단결정 잉곳 생산장치의 마그네트 틸팅수단을 도시한 사시도, 도 3은 본 발명의 기술이 적용된 실리콘 단결정 잉곳 생산장치용 마그네트 틸팅수단의 수직이동자를 발췌한 분해 사시도, 도 4는 본 발명의 기술이 적용된 실리콘 단결정 잉곳 생산장치용 마그네트 틸팅수단의 수직이동자를 발췌한 사시도, 도 5는 본 발명의 기술이 적용된 실리콘 단결정 잉곳 생산용 마그네트 틸팅장치의 수직이동자를 발췌한 단면도, 도 6은 본 발명의 기술이 적용된 실리콘 단결정 잉곳 생산용 마그네트 틸팅장치의 수평이동자를 발췌한 분해 사시도, 도 7은 본 발명의 기술이 적용된 실리콘 단결정 잉곳 생산용 마그네트 틸팅장치의 수평이동자를 발췌한 사시도, 도 8은 본 발명의 기술이 적용된 실리콘 단결정 잉곳 생산용 마그네트 틸팅장치의 수평이동자를 발췌한 단면도로서 함께 설명한다.
통상적인 실리콘 단결정 잉곳 생산장치(100)는, 원통으로 형성되는 성장챔버(101)와 상기 성장챔버(101) 내부에 설치되어 실리콘용액(102)이 수용되는 도가니(103)가 설치되고, 상기 도가니(103)를 가열하기 위한 발열체(104)와, 성장된 단결정 잉곳(105)을 냉각시키기 위한 냉각수가 순환되는 냉각자켓(106)이 설치되고, 도가니(103)와 냉각자켓(106)으로의 열을 차단하기 위한 단열재(107)를 포함한다.
상기 성장챔버(101)의 외부에는 서포터(108)와 마그네트플레이트(109)로 유지되어 도가니(103) 내부의 실리콘용액(102)으로 자기장을 인가하여 대류현상을 배제할 수 있도록 하기 위한 마그네트(110)를 설치한다.
본 발명에서는 상기 마그네트(110)를 도가니(103) 내부의 실리콘용액(102)에 대응하여 수직방향과 수평방향으로 미세하고 정밀하게 제어하기 위한 팅팅장치(130)를 더 포함하도록 한다.
상기 틸팅장치(130)는, 서포터(108) 위치에 설치하여 마그네트(110)를 마그네트플레이트(109)에 대하여 수직방향으로 움직이기 위한 수직이동자(131)와, 상기 서포터(108)와 서포터(108) 사이 위치의 마그네트플레이트(109)와 마그네트((110) 사이에 설치하여 마그네트(110)를 마그네트플레이트(109)에 대하여 수평방향으로 움직이기 위한 수평이동자(132)로 구성한다.
상기 수직이동자(131)는, 서포터(108)에 고정되어 내측방향으로 돌출되어 마그네트플레이트(109)를 유지하는 캔틸레버(135)의 상면과 마그네트플레이트(109)의 저면 사이에 웨지마운트(136)를 장착하여 마그네트플레이트(109)를 수직방향으로 미세하고 정밀하게 높이조절할 수 있도록 한다.
상기 웨지마운트(136)는 저면이 캔틸레버(135)의 상면과 밀착되고 상면에 전측에서 후측으로 상향경사진 웨지슬로프(137)를 형성한 로어마운트(138)와, 상면이 마그네트플레이트(109)의 저면과 밀착되고 저면에 전측에서 후측으로 하향경사진 웨지슬로프(139)를 형성한 어퍼마운트(140)를 구비하여 로어마운트(138) 및 어퍼마운트(140)를 볼트와 너트로 구성되는 고정수단(141)으로 캔틸레버(135) 및 마그네트플레이트(109)와 견고하게 고정한다.
상기 로어 및 어퍼마운트(138,140) 사이에는 상면과 저면에 로어 및 어퍼마운트(138,140)의 웨지슬로트(137,139)와 밀착되도록 전측에서 후측으로 높이가 점진적으로 낮아지는 쇄기형상의 조절슬로프(142)를 형성한 가동마운트(145)를 결합한다.
상기 가동마운트(145)는 로어 및 어퍼마운트(138,140)의 양측과 밀착되도록 형성되는 가동마운트바디(146) 사이를 연결하는 마운트브리지(147)의 중간에 조절나사홀(148)을 형성하고, 상기 조절나사홀(148)에는 로어마운트(138)의 선측 중앙에서 상향 돌출되거나 또는 어퍼마운트(140)의 선측 중앙에서 하향 돌출되는 조절블록(149)에 맴돌이 가능하게 결합되는 조절볼트(150)와 결합되어 조절볼트(150)의 정,역회전에 의하여 가동마운트(145)가 전,후진하여 로어마운트(138)에 대하여 어퍼마운트(140)를 상승 또는 하강시키도록 구성한다.
상기 수평이동자(132)는, 마그네트플레이트(109)의 상면에 고정되는 고정베어링플레이트(160)와, 마그네트(110)의 저면에 장착되어 고정베어링플레이트(160)와 밀착되어 움직이는 가동베어링플레이트(161)와, 상기 마그네트플레이트(109)의 외측단에 설치되어 가동베어링플레이트(161)를 움직이는 가동수단(162)으로 구성한다.
상기 고정베어링플레이트(160)는, 고평평도를 가지고 저마찰재질의 판상부재를 마그네트플레이트(109)의 상면에 용접 또는 볼팅 등의 방식으로 견고하게 고정하여 구성한다.
상기 가동베어링플레이트(161)는, 마그네트(110) 저면에 돌출되게 구비되는 가동베이스(165)와, 상기 가동베이스(165)의 저면에 볼팅 고정되는 마운팅플레이트(166)와, 상기 마운팅플레이트(166)의 저면에 볼팅 고정되는 슬라이딩베어링플레이트(167)로 구성한다.
상기 슬라이딩베어링플레이트(167)는 고정베어링플레이트(160)와 같이 고평평도를 가지고 저마찰재질의 판상부재로 구성하여 고정베어링플레이트(160)와 직접적인 연접이 이루어지도록 한다.
상기 가동수단(162)은, 마그네트플레이트(109)의 외측단부 수직면(168)에 볼트와 너트로 구성되는 고정수단(169)으로 조절플레이트(170)를 밀착시켜 고정하고, 상기 조절플레이트(170)의 상부 중심에는 조절볼트(175)를 결합하여 조절볼트(175)의 정,역 회전으로 마운팅플레이트(166)를 밀어서 수평방향으로 조절할 수 있도록 한다.
상기와 같은 본 발명의 기술이 적용된 실리콘 단결정 잉곳 생산장치(100)의 틸팅장치(130)의 작동상태를 살펴보면 다음과 같다.
실리콘 단결정 잉곳 생산장치(100)의 도가니(103)에 수용된 실리콘용액(102)이 잉곳(105)으로 성장하는 과정에서 실리콘용액(102)이 대류현상에 의하여 움직이는 것을 방지하기 위하여 마그네트(110)가 작동하여 자기장을 실리콘용액(102)으로 인가되는 것은 주지의 사실이다.
본 발명에서는 챔버(101)의 외부에 더 설치되는 마그네트(110)를 더욱 정밀하게 제어하여 실리콘용액(102)으로 자기장을 인가할 수 있도록 함으로서 잉곳(105)의 성장(생산)에 좋은 영향을 미칠 수 있도록 하기 위하여 틸팅장치(130)를 통하여 마그네트(110)를 수직방향과 수평방향으로 정밀하게 제어할 수 있게 된다.
이를 구체적으로 살펴보면, 마그네트(110)를 수직방향으로 조절하고자 할 경우에는 수직이동자(131)를 이용하고, 마그네트(110)를 수평방향인 X,Y방향으로 조절하고자 할 경우에는 수평이동자(132)를 이용하여 정밀하게 제어하는 것이 가능하게 된다.
상기 수직이동자(131)의 작동은, 조절볼트(150)를 정,역방향으로 회전시키면 로어마운트(138)에서 상향 돌출되는 조절블록(149)에 맴돌이 가능하게 결합되고 가동마운트바디(145)를 구성하는 마운트브리지(147)의 조절나사홀(148)에 나사결합되어 있으므로 가동마룬트(145)를 전,후진 시키게 된다.
그러면 로어마운트(138)와 어퍼마운트(140)의 웨지슬로프(137,139)와 연접된 조절슬로프(142)가 연접되어 전,후방향으로 움직이게 되므로 로어마운트(138)에 대하여 어퍼마운트(140)를 상승 및 하강시키게 되므로 높이 조절이 가능하게 되는 것이다.
상기와 같이 웨지마운트(136)의 높이조절에 의하여 결국에는 마그네트플레이트(109) 상부에 위치한 마그네트(110)의 높이를 미세하고 정밀하게 조절하는 것이 가능하게 되며, 이러한 높이조절의 정도는 웨지슬로프(137,139)의 전,후측의 높이 편차만큼이 최대치이기 때문에 많은 양의 높이 조절이 이루어지기 보다는 수 밀리미터 내지 10 밀리미터 내외에서 이루어지게 되는 것이다.
물론, 높이조절을 수행하는 과정에서는 웨지마운트(136)를 단속하고 있는 고정수단(141)을 해제한 후 조절을 수행하고, 조절이 완료된 후에는 고정수단(141)을 단속하여 조절된 상태를 지속적으로 유지할 수 있도록 하는 것은 당연하다 할 것이다.
상기 수평이동자(132)의 작동은, 마그네트플레이트(109)의 4곳에 설치된 수평이동자(132)의 조절볼트(175)를 풀어서 움직일 수 있는 여지를 둔 상태에서 움직이고자 하는 방향의 조절볼트(175)를 조임방향으로 회전시키면 조절볼트(175)가 마그네트(110)의 저면에 고정된 가동베이스(165)와 고정된 마운팅플레이트(166)를 밀어주게 된다.
상기 마운팅플레이트(166)의 저면에는 슬라이딩베어링플레이트(167)가 고정되어 마그네트플레이트(109)의 상면에 고정된 고정베어링플레이트(160)와 연접된 상태에서 고정베어링플레아트(160)에 대하여 슬라이딩 이동하는 것이 가능하게 되는 것이다.
이와 같이 마그네트(110)를 움직이고자 하는 방향으로 조절볼트(175)를 조여 마그네트(110)를 X,Y방향으로 움직여 조절하는 것이 가능하게 되고, 조절된 후에는 전체 조절볼트(175)의 내측단이 마운팅플레이트(166)의 외측면과 연접되도록 함으로서 마그네트(110)가 조절된 상태를 유지하면서 X,Y 어느 방향으로도 움직이는 것을 제한할 수 있게 된다.
상기와 같은 본 발명은 마그네트(110)를 실리콘용액(102)의 위치에 대응하여 정확하게 그 위치를 제어하여 결정할 수 있도록 함으로서 마그네트의 자기장을 실리콘용액으로 인가성을 높여 대류현상을 배제하여 잉곳의 생산(성장)성을 높일 수 있는 등의 장점을 가진다.
100; 실리콘 단결정 잉곳 생산장치
101; 성장챔버
103; 도가니 108; 서포터
109; 마그네트플레이트 110; 마그네트
130; 틸팅장치 131; 수직이동자
132; 수평이동자 136; 웨지마운트
137,139; 웨지슬로프 138; 로어마운트
140; 어퍼마운트 142; 조절슬로프
145; 가동마운트 146; 가동마운트바디
147; 마운트브리지 149; 조절블록
150; 조절볼트 160; 고정베어링플레이트
161; 가동베어링플레이트 162; 가동수단
165; 가동베이스 166; 마운팅플레이트
167; 슬라이딩베어링플레이트 170; 조절플레이트
175; 조절볼트
103; 도가니 108; 서포터
109; 마그네트플레이트 110; 마그네트
130; 틸팅장치 131; 수직이동자
132; 수평이동자 136; 웨지마운트
137,139; 웨지슬로프 138; 로어마운트
140; 어퍼마운트 142; 조절슬로프
145; 가동마운트 146; 가동마운트바디
147; 마운트브리지 149; 조절블록
150; 조절볼트 160; 고정베어링플레이트
161; 가동베어링플레이트 162; 가동수단
165; 가동베이스 166; 마운팅플레이트
167; 슬라이딩베어링플레이트 170; 조절플레이트
175; 조절볼트
Claims (4)
- 원통으로 형성되는 성장챔버(101)와, 상기 성장챔버(101) 내부에 설치되어 실리콘용액(102)이 수용되는 도가니(103)와, 상기 도가니(103)를 가열하기 위한 발열체(104)와, 성장된 단결정 잉곳(105)을 냉각시키도록 설치하는 냉각자켓(106)과, 도가니(103)와 냉각자켓(106)으로의 열을 차단하는 단열재(107)와;
상기 성장챔버(101)의 외부에 서포터(108)와 마그네트플레이트(109)로 유지되어 도가니(103) 내부의 실리콘용액(102)으로 자기장을 인가하여 대류현상을 배제하는 마그네트(110)를 포함하는 실리콘 단결정 잉곳 생산장치에 있어서;
상기 마그네트(110)를 도가니(103) 내부의 실리콘용액(102)에 대응하여 수직방향과 수평방향으로 미세하고 정밀하게 제어하기 위한 팅팅장치(130)를 포함하고;
상기 틸팅장치(130)는, 서포터(108) 위치에 설치하여 마그네트(110)를 마그네트플레이트(109)에 대하여 수직방향으로 움직이기 위한 수직이동자(131)와;
상기 서포터(108)와 서포터(108) 사이 위치의 마그네트플레이트(109)와 마그네트(110) 사이에 설치하여 마그네트(110)를 마그네트플레이트(109)에 대하여 수평방향으로 움직이기 위한 수평이동자(132)를 포함하는 것을 특징으로 하는 실리콘 단결정 잉곳 생산장치. - 제 1 항에 있어서;
상기 수직이동자(131)는, 서포터(108)에 고정되어 내측방향으로 돌출되어 마그네트플레이트(109)를 유지하는 캔틸레버(135)의 상면과 마그네트플레이트(109)의 저면 사이에 웨지마운트(136)를 장착하여 마그네트플레이트(109)를 수직방향으로 조절할 수 있도록 하고;
상기 웨지마운트(136)는, 저면이 캔틸레버(135)의 상면과 밀착되고 상면에 전측에서 후측으로 상향경사진 웨지슬로프(137)를 형성한 로어마운트(138)와;
상면이 마그네트플레이트(109)의 저면과 밀착되고 저면에 전측에서 후측으로 하향경사진 웨지슬로프(139)를 형성한 어퍼마운트(140)와;
상기 로어마운트(138)와 어퍼마운트(140)를 캔틸레버(135) 및 마그네트플레이트(109)와 고정하는 고정수단(141)과;
상기 로어 및 어퍼마운트(138,140) 사이에 상면과 저면에 로어 및 어퍼마운트(138,140)의 웨지슬로트(137,139)와 밀착되도록 전측에서 후측으로 높이가 점진적으로 낮아지는 쇄기형상의 조절슬로프(142)를 형성하여 결합하는 가동마운트(145)로 구성하고;
상기 가동마운트(145)는, 양측에 형성되는 가동마운트바디(146)와;
상기 가동마운트바디(146) 사이를 연결하는 마운트브리지(147)와;
상기 마운트브리지(147) 중간에 형성하는 조절나사홀(148)을 포함하고;
상기 조절나사홀(148)에는 로어마운트(138)의 선측 중앙에서 상향 돌출되는 조절블록(149)에 맴돌이 가능하게 결합되는 조절볼트(150)와 결합되어 조절볼트(150)의 정,역회전에 의하여 가동마운트(145)가 전,후진하여 로어마운트(138)에 대하여 어퍼마운트(140)를 상승 또는 하강시키도록 한다 실리콘 단결정 잉곳 생산장치. - 제 1 항에 있어서;
상기 수평이동자(132)는, 마그네트플레이트(109)의 상면에 고정되는 고정베어링플레이트(160)와;
마그네트(110)의 저면에 장착되어 고정베어링플레이트(160)와 밀착되어 움직이는 가동베어링플레이트(161)와;
상기 마그네트플레이트(109)의 외측단에 설치되어 가동베어링플레이트(161)를 움직이는 가동수단(162)을 포함하는 것을 특징으로 하는 실리콘 단결정 잉곳 생산장치. - 제 3 항에 있어서;
상기 고정베어링플레이트(160)는, 고평평도를 가지고 저마찰재질의 판상부재를 마그네트플레이트(109)의 상면에 용접 또는 볼팅 등의 방식으로 견고하게 고정하여 구성한다.
상기 가동베어링플레이트(161)는, 마그네트(110) 저면에 돌출되게 구비되는 가동베이스(165)와;
상기 가동베이스(165)의 저면에 볼팅 고정되는 마운팅플레이트(166)와;
상기 마운팅플레이트(166)의 저면에 볼팅 고정되는 슬라이딩베어링플레이트(167)를 포함하고;
상기 가동수단(162)은, 마그네트플레이트(109)의 외측단부 수직면(168)에 고정수단(169)으로 고정되는 조절플레이트(170)와;
상기 조절플레이트(170)의 상부 중심에 결합하여 정,역 회전으로 마운팅플레이트(166)를 밀어서 수평방향으로 조절하는 조절볼트(175)를 포함하는 것을 특징으로 하는 실리콘 단결정 잉곳 생산장치.
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| KR1020220069490A KR102643160B1 (ko) | 2022-06-08 | 2022-06-08 | 실리콘 단결정 잉곳 생산장치 |
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Citations (3)
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|---|---|---|---|---|
| KR890002065A (ko) * | 1987-07-01 | 1989-04-07 | 칼 에프. 조르다 | 옥사디아진온 |
| KR20040076237A (ko) * | 2001-06-28 | 2004-08-31 | 삼성전자주식회사 | 단결정 실리콘 잉곳의 제조를 위한 초크랄스키 풀러 |
| KR101516486B1 (ko) | 2013-09-25 | 2015-05-04 | 주식회사 엘지실트론 | 잉곳성장장치 |
-
2022
- 2022-06-08 KR KR1020220069490A patent/KR102643160B1/ko active IP Right Grant
Patent Citations (3)
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|---|---|---|---|---|
| KR890002065A (ko) * | 1987-07-01 | 1989-04-07 | 칼 에프. 조르다 | 옥사디아진온 |
| KR20040076237A (ko) * | 2001-06-28 | 2004-08-31 | 삼성전자주식회사 | 단결정 실리콘 잉곳의 제조를 위한 초크랄스키 풀러 |
| KR101516486B1 (ko) | 2013-09-25 | 2015-05-04 | 주식회사 엘지실트론 | 잉곳성장장치 |
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