KR101005988B1 - Cooling module for manufacturing apparatus for crystal ingot and cooling method using the cooling module - Google Patents
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Abstract
잉곳 제조장치의 냉각 시간을 단축시킬 수 있는 실리콘 단결정 잉곳 제조장치의 냉각 모듈 및 냉각 방법이 개시된다. 실리콘 잉곳 제조장치의 냉각 방법은, 잉곳을 성장시키는 단계, 불활성 가스를 주입하여 잉곳을 냉각시키는 퍼지 및 펌핑 단계, 잉곳의 인상 및 성장을 위한 인상 챔버를 챔버와 분리하고 상기 냉각된 잉곳을 분리하는 단계, 상기 챔버를 진공으로 유지시킨 상태로 상기 챔버에 냉각 모듈을 제공하는 단계, 상기 냉각 모듈을 통해 상기 챔버 내부로 공기를 주입하여 챔버를 냉각시키는 단계, 상기 챔버 내부의 기밀 상태를 확인하기 위한 누설 체크 단계 및 상기 챔버를 개방하는 단계를 포함하여 이루어진다. 여기서, 상기 챔버 냉각 단계는 상기 냉각 모듈이 상기 챔버 내부의 도가니에 수용된 실리콘 용융액에 공기를 분사하여 상기 실리콘 용융액에서 가열된 공기가 핫존 파트를 냉각시키게 된다.
단결정 잉곳, 초크랄스키(Czochralski, CZ), 히터 냉각 공정
Disclosed are a cooling module and a cooling method of a silicon single crystal ingot manufacturing apparatus capable of shortening the cooling time of an ingot manufacturing apparatus. The cooling method of the silicon ingot manufacturing apparatus includes the steps of growing an ingot, a purge and pumping step of injecting an inert gas to cool the ingot, separating the pulling chamber for pulling and growing the ingot from the chamber and separating the cooled ingot. Providing a cooling module in the chamber while maintaining the chamber in a vacuum state, cooling air by injecting air into the chamber through the cooling module, and checking the airtight state inside the chamber. A leak checking step and opening the chamber. Here, in the chamber cooling step, the cooling module injects air into the silicon melt contained in the crucible inside the chamber so that the air heated in the silicon melt cools the hot zone part.
Monocrystalline Ingot, Czochralski (CZ), Heater Cooling Process
Description
본 발명은 실리콘 단결정 잉곳 제조장치에 관한 것으로, 단결정 잉곳 성장이 완료된 후 잉곳 제조장치의 냉각 시간을 단축시킬 수 있는 실리콘 잉곳 제조장치의 냉각 방법 및 냉각 모듈을 제공하는 것이다.The present invention relates to a silicon single crystal ingot production apparatus, and to provide a cooling method and a cooling module of a silicon ingot production apparatus capable of shortening the cooling time of the ingot production apparatus after the single crystal ingot growth is completed.
일반적으로 반도체 디바이스 제조용 기판으로 이용되는 실리콘 단결정은 초크랄스키법(Czochralski method, Cz)으로 제조된다. 초크랄스키법은 석영도가니에 실리콘을 넣고 도가니를 가열하여 실리콘을 용융시키고, 종자 단결정(seed crystal)을 실리콘 용융액에 접촉시킨 상태에서 회전하면서 서서히 끌어올리면서 종자 단결정 표면에서 용융액을 고체로 응고시킴에 따라 소정의 지름을 갖는 잉곳(ingot)을 성장시키는 방법이다.Generally, the silicon single crystal used as a substrate for semiconductor device manufacturing is manufactured by the Czochralski method (Cz). The Czochralski method melts silicon by placing silicon in a quartz crucible and heating the crucible, and solidifying the melt as a solid on the surface of the seed single crystal while gradually pulling it while rotating the seed crystal in contact with the silicon melt. In accordance with the method for growing an ingot (ingot) having a predetermined diameter.
초크랄스키법을 이용한 실리콘 단결정 잉곳 제조장치는 원형의 챔버와 실리콘 잉곳을 인상하면서 성장시키는 인상로부로 이루어지고, 챔버 내부에는 실리콘을 용융시키고 용융액을 수용하는 도가니, 히터, 단열재, 도가니 지지축 등의 구조물 이 구비되는데, 이러한 구조물들을 핫존 파트(Hot zone)이라 한다. 핫존 파트의 대부분은 흑연(graphite)으로 제조되고, 핫존 파트의 구성성분은 특성 및 제조사에 따라 다르게 나타난다.The silicon single crystal ingot manufacturing apparatus using the Czochralski method consists of a circular chamber and an impression furnace which grows while raising the silicon ingot, and the inside of the chamber is a crucible, a heater, a heat insulator, a crucible support shaft that melts silicon and receives a melt. The structure is provided, these structures are called hot zone (Hot zone). Most of the hot zone parts are made of graphite, and the constituents of the hot zone parts vary depending on the characteristics and the manufacturer.
한편, 실리콘 단결정 잉곳의 성장이 완료되면 잉곳을 분리 인출하고, 챔버의 온도를 산화가 일어나지 않는 500℃ 이하로 냉각시킨 후 챔버와 핫존 파트를 클리닝하게 된다.Meanwhile, when the growth of the silicon single crystal ingot is completed, the ingot is separated and taken out, the temperature of the chamber is cooled to 500 ° C. or less at which oxidation does not occur, and the chamber and the hot zone parts are cleaned.
기존의 잉곳 제조장치의 냉각 방법을 살펴보면, 잉곳의 성장이 완료되면 인상로부 내부로 일정량의 아르곤(Ar) 가스를 주입하여 잉곳을 냉각시키면서 제조장치 내부의 잔존 오염물질 등을 진공 펌프로 흡입하여 배기시키는 퍼지 및 펌핑 단계가 수행된다. 그리고 퍼지 및 펌핑 단계에서 잉곳의 냉각이 완료되면 진공 펌프와의 연결을 차단시켜 챔버 내부를 진공상태로 유지시킨 상태에서 챔버를 냉각시키게 된다. 챔버 냉각이 완료되면 챔버 내부의 기밀 상태를 확인하기 위해서 누설 체크를 수행한 후 챔버 내부를 대기압 상태로 해제한 후 챔버를 개방하고 챔버와 핫존 파트의 클리닝 공정을 수행하게 된다.Looking at the cooling method of the existing ingot manufacturing apparatus, when the growth of the ingot is completed, a certain amount of argon (Ar) gas is injected into the impression furnace to cool the ingot, and the remaining contaminants in the manufacturing apparatus are sucked by a vacuum pump. A purge and pumping step of evacuating is performed. When the cooling of the ingot is completed in the purge and pumping steps, the chamber is cooled while the interior of the chamber is maintained in a vacuum state by cutting off the connection to the vacuum pump. When the cooling of the chamber is completed, the leak check is performed to check the airtight state inside the chamber, the chamber is released to atmospheric pressure, the chamber is opened, and the chamber and the hot zone parts are cleaned.
일반적으로 석영 도가니는 실리콘을 용융시키기 위해서 실리콘의 녹는점인 1420℃ 이상 고온으로 가열된다. 즉, 잉곳의 성장이 완료된 후 히터에 인가된 전원을 해제하더라도 챔버 내부, 특히, 중심부의 온도는 1000℃ 이상의 고온이 유지된다. 이러한 고온의 챔버 온도를 500℃ 이하로 냉각시키기 위해서는 장시간이 소요되며, 생산성을 저해시키는 문제점이 있다.Generally, the quartz crucible is heated to a high temperature of 1420 ° C. or more, which is the melting point of silicon, in order to melt the silicon. That is, even if the power applied to the heater is released after the growth of the ingot is completed, the temperature inside the chamber, particularly, the central portion, is maintained at a high temperature of 1000 ° C or higher. In order to cool such a high temperature chamber temperature below 500 degreeC, it takes a long time and there exists a problem to inhibit productivity.
특히, 기존의 챔버 냉각 단계는 진공 상태에서 챔버 내부의 열이 대류와 복 사에 의해서 냉각되므로 냉각 시간이 오래 걸리는 문제점이 있다. 예를 들어, 기존의 퍼지 및 펌핑 단계는 4 시간 정도 소요되고 챔버 냉각 단계는 5.5 시간이 소요되어 9.5 시간 이상의 시간이 소요되어, 전체 냉각 공정은 대략 9.5 내지 10 시간 정도가 소요된다.In particular, the conventional chamber cooling step has a problem that the cooling time is long because the heat inside the chamber is cooled by convection and radiation in a vacuum state. For example, the conventional purge and pumping step takes about 4 hours, the chamber cooling step takes about 5.5 hours, and takes more than 9.5 hours, and the entire cooling process takes about 9.5 to 10 hours.
특히, 기존의 냉각 방법 중 퍼지 및 펌핑 단계만으로도 실리콘 단결정 잉곳의 품질을 충분히 확보할 수 있으며, 챔버 냉각 단계는 실리콘 단결정 잉곳의 품질에는 영향을 미치지 않는 무가치한 공정이다.In particular, the purge and pumping steps of the existing cooling method can ensure the quality of the silicon single crystal ingot sufficiently, and the chamber cooling step is a valueless process that does not affect the quality of the silicon single crystal ingot.
그러나 퍼지 및 펌핑 단계를 통해서는 잉곳은 충분히 냉각되지만 핫존 파트는 고온 상태를 유지하고 있어서 바로 제거가 불가능하며, 고온인 상태에서 챔버를 개방하게 되면 챔버 내외부의 온도차로 인해 핫존 파트가 손상될 우려가 있다. 따라서 핫존 파트의 온도를 일정 온도(예를 들어, 350~400℃) 이하로 냉각되지 않으면 핫존 파트를 제거하여 청정화하는 다음 공정인 클리닝 공정을 진행할 수가 없으며, 기존의 챔버 냉각 단계를 생략하거나 단축시키기 어려운 문제점이 있었다.However, through the purge and pumping step, the ingot is sufficiently cooled, but the hot zone part is kept at a high temperature and cannot be removed immediately.If the chamber is opened at a high temperature, the hot zone part may be damaged by the temperature difference between the inside and the outside of the chamber. have. Therefore, if the temperature of the hot zone part is not cooled below a certain temperature (for example, 350 to 400 ° C.), the cleaning process, which is the next process of removing and cleaning the hot zone part, cannot be performed, and the existing chamber cooling step may be omitted or shortened. There was a difficult problem.
상술한 문제점을 해결하기 위한 본 발명의 목적은 잉곳의 성장이 완료된 후 챔버의 냉각 시간을 단축시킬 수 있는 실리콘 단결정 잉곳 제조장치의 냉각 모듈 및 냉각 방법을 제공하기 위한 것이다.An object of the present invention for solving the above problems is to provide a cooling module and a cooling method of the silicon single crystal ingot manufacturing apparatus that can shorten the cooling time of the chamber after the growth of the ingot is completed.
상술한 본 발명의 목적을 달성하기 위한 본 발명의 실시예들에 따르면, 단결정 잉곳 성장이 완료된 후 잉곳 제조장치의 냉각 시간을 단축시킬 수 있는 실리콘 잉곳 제조장치의 냉각 방법은, 잉곳을 성장시키는 단계, 불활성 가스를 주입하여 잉곳을 냉각시키는 퍼지 및 펌핑 단계, 잉곳의 인상 및 성장을 위한 인상 챔버를 챔버와 분리하고 상기 냉각된 잉곳을 분리하는 단계, 상기 챔버를 진공으로 유지시킨 상태로 상기 챔버에 냉각 모듈을 제공하는 단계, 상기 냉각 모듈을 통해 상기 챔버 내부로 공기를 주입하여 챔버를 냉각시키는 단계, 상기 챔버 내부의 기밀 상태를 확인하기 위한 누설 체크 단계 및 상기 챔버를 개방하는 단계를 포함하여 이루어진다. 여기서, 상기 챔버 냉각 단계는 상기 냉각 모듈이 상기 챔버 내부의 도가니에 수용된 실리콘 용융액에 공기를 분사하여 상기 실리콘 용융액에서 가열된 공기가 핫존 파트를 냉각시키게 된다.According to embodiments of the present invention for achieving the above object of the present invention, the cooling method of the silicon ingot manufacturing apparatus that can shorten the cooling time of the ingot manufacturing apparatus after the single crystal ingot growth is completed, the step of growing the ingot A purge and pumping step of injecting an inert gas to cool the ingot, separating the pulling chamber for pulling and growing the ingot from the chamber and separating the cooled ingot, and maintaining the chamber in a vacuum state. Providing a cooling module, injecting air into the chamber through the cooling module to cool the chamber, a leak checking step to check the airtight state inside the chamber, and opening the chamber. . Here, in the chamber cooling step, the cooling module injects air into the silicon melt contained in the crucible inside the chamber so that the air heated in the silicon melt cools the hot zone part.
상기 퍼지 및 펌핑 단계는 3 내지 4시간 동안 수행되며, 이때 사용하는 불활성 가스로는 아르곤(Ar) 가스가 사용된다. 그리고 상기 챔버 냉각 단계는 상기 챔버의 압력이 100torr의 진공 상태로 유지되는 상태에서 1.5 내지 2.5 시간 동안 수 행되며, 상기 챔버 내부의 온도를 350 내지 400℃로 냉각시키게 된다.The purge and pumping step is performed for 3 to 4 hours, in which argon (Ar) gas is used. And the chamber cooling step is performed for 1.5 to 2.5 hours in a state in which the pressure of the chamber is maintained in a vacuum state of 100torr to cool the temperature inside the chamber to 350 to 400 ℃.
한편, 상술한 본 발명의 목적을 달성하기 위한 본 발명의 다른 실시예들에 따르면, 초크랄스키법(Czochralski, CZ)에 의해 단결정 실리콘 잉곳을 제조하는 제조장치에서 냉각 시간을 단축시킬 수 있는 실리콘 잉곳 제조장치의 냉각 모듈은, 챔버와 인상 챔버가 결합 가능하게 형성되고, 상기 챔버에서 상기 인상 챔버가 결합되는 부분에 장착 가능하도록 형성된 결합 커버부, 상기 결합 커버부 일측에 구비되어 상기 챔버 내부로 공기를 공급하는 에어 펌프 및 상기 결합 커버부에서 상기 챔버 내부로 연장 형성되어 상기 에어 펌프에서 공급되는 공기를 상기 챔버 내부로 주입하는 유로가 되는 공기 주입부를 포함하여 구성된다. 여기서, 상기 인상 챔버가 제거되면 상기 챔버에 결합되어 상기 챔버 내부로 공기를 주입하여 상기 챔버 내부의 핫존 파트를 냉각시키게 된다.On the other hand, according to other embodiments of the present invention for achieving the above object of the present invention, silicon that can shorten the cooling time in the manufacturing apparatus for producing a single crystal silicon ingot by Czochralski (CZ) The cooling module of the ingot manufacturing apparatus may include a coupling cover part formed to be coupled to a chamber and a pulling chamber, and configured to be mounted to a portion to which the pulling chamber is coupled in the chamber, and provided at one side of the coupling cover part to be inside the chamber. And an air injecting part extending from the coupling cover part into the chamber to supply air and serving as a flow path for injecting the air supplied from the air pump into the chamber. Here, when the pulling chamber is removed, it is coupled to the chamber to inject air into the chamber to cool the hot zone part inside the chamber.
상기 공기 주입부는 상기 챔버 내부로 연장되는 길이가 가변 가능하도록 형성된다. 예를 들어, 상기 공기 주입부는 적층 가능하도록 단면적이 서로 다른 튜브 형상의 주입튜브로 이루어진다.The air injection portion is formed to be variable in length extending into the chamber. For example, the air inlet is made of an inlet tube having a different cross-sectional area so as to be stacked.
그리고 상기 주입튜브가 겹쳐지는 길이를 조절하여 상기 공기 주입부의 연장 길이를 가변시키는 조절부가 구비된다. 여기서, 상기 조절부는 상기 주입튜브 일측에 구비된 와이어 형태의 가이드부와 상기 결합 커버부에 구비되어 상기 가이드부의 길이를 가변시키고 가변된 상태로 유지하는 가이드 지지부를 포함하여 구성된다. 예를 들어, 상기 가이드부는 상기 결합 커버부를 관통하여 상기 공기 주입부 중 가장 직경이 큰 주입튜브에 결합되고, 상기 가이드 지지부는 상기 결합 커버부 일측에 구비되어 상기 가이드부가 권선되며 상기 가이드부의 풀림 길이를 조절 가능한 롤러 형태를 갖고, 상기 가이드부의 풀림 길이에 따라 상기 공기 주입부의 연장 길이가 가변된다.And it is provided with an adjusting unit for varying the extension length of the air injection unit by adjusting the overlapping length of the injection tube. Here, the adjusting portion is configured to include a guide portion of the wire shape provided on one side of the injection tube and the coupling cover portion is provided with a guide support for varying the length of the guide portion and maintains a variable state. For example, the guide part penetrates through the coupling cover part and is coupled to an injection tube having the largest diameter among the air injection parts, and the guide support part is provided at one side of the coupling cover part so that the guide part is wound and the unwinding length of the guide part is provided. It has a roller shape that can be adjusted, the extension length of the air injection portion is variable according to the release length of the guide portion.
한편, 상술한 본 발명의 목적을 달성하기 위한 본 발명의 다른 실시예들에 따르면, 단결정 실리콘 잉곳을 제조하는 제조장치에서 잉곳 제조 후 잉곳 제조장치의 냉각 시간을 단축시킬 수 있는 실리콘 잉곳 제조장치는, 실리콘 융액을 수용하여 잉곳 제조가 수행되는 챔버, 상기 챔버 내부에 구비되어 상기 챔버의 가열을 위한 히터와 도가니를 포함하는 핫존 파트, 상기 챔버의 상부에 구비되어 상기 챔버에서 성장된 잉곳이 인상되는 인상 챔버, 상기 챔버 일측에 구비되어 상기 챔버 내부의 배기가스를 배출시키는 배기부 및 상기 인상 챔버가 제거되면 상기 챔버에 결합되어 상기 챔버 내부로 공기를 주입하여 상기 핫존 파트를 냉각시키는 냉각 모듈을 포함하여 구성된다. 여기서, 상기 냉각 모듈은 상기 도가니에 수용된 실리콘 용융액으로 공기를 분사하여 냉각시키게 된다.On the other hand, according to other embodiments of the present invention for achieving the above object of the present invention, the silicon ingot manufacturing apparatus that can shorten the cooling time of the ingot manufacturing apparatus after ingot manufacturing in the manufacturing apparatus for producing a single crystal silicon ingot is A chamber in which ingot manufacturing is carried out by accommodating a silicon melt, a hot zone part provided in the chamber and including a heater and a crucible for heating the chamber, and an ingot grown in the chamber at an upper portion of the chamber And a cooling module provided at one side of the chamber to discharge exhaust gas in the chamber and a cooling module coupled to the chamber to inject air into the chamber to cool the hot zone part when the pulling chamber is removed. It is configured by. Here, the cooling module is cooled by injecting air into the silicon melt contained in the crucible.
상기 냉각 모듈은, 상기 챔버에서 상기 인상 챔버가 결합되는 부분에 장착되고 상기 챔버를 밀폐 가능하도록 형성된 결합 커버부, 상기 결합 커버부 일측에 구비되어 상기 챔버 내부로 공기를 공급하는 에어 펌프 및 상기 결합 커버부에서 상기 챔버 내부로 연장 형성되어 상기 에어 펌프에서 공급되는 공기를 상기 챔버 내부로 주입하는 유로가 되는 공기 주입부를 포함하여 구성된다. 그리고 상기 결합 커버부가 상기 챔버에 안정적으로 장착되도록 상기 결합 커버부에서 외측으로 연장된 결합 플랜지가 형성될 수 있다.The cooling module may include a coupling cover part mounted at a portion to which the pulling chamber is coupled in the chamber and configured to seal the chamber, and an air pump provided at one side of the coupling cover part to supply air into the chamber and the coupling. It is formed to include an air inlet portion extending from the cover portion into the chamber to be a flow path for injecting air supplied from the air pump into the chamber. In addition, a coupling flange extending outward from the coupling cover portion may be formed so that the coupling cover portion is stably mounted in the chamber.
여기서, 상기 공기 주입부는 연장된 길이를 가변 가능하게 형성되며, 상기 냉각 모듈이 상기 챔버에 장착되었을 때 상기 도가니에 수용된 실리콘 용융액의 고액 계면에 인접한 위치까지 연장 가능하게 형성된다. 또한, 상기 공기 주입부는 상기 결합 커버부와 연결되어 상기 공기 주입부로 공기가 유입되는 단부에서 상기 공기가 토출되는 단부로 갈수록 점차 단면적이 증가하는 형상을 갖는다. 예를 들어, 상기 공기 주입부는 적층 가능하도록 단면적이 서로 다른 튜브 형상의 주입튜브를 포함하여 구성된다.Herein, the air inlet is variably formed in an extended length, and when the cooling module is mounted in the chamber, the air inlet is formed to extend to a position adjacent to the solid-liquid interface of the silicon melt contained in the crucible. In addition, the air injection portion is connected to the coupling cover portion has a shape that gradually increases in cross-sectional area from the end in which air is introduced into the air injection portion toward the end of the air discharge. For example, the air injection unit includes an injection tube having a tubular shape having different cross sections so as to be stacked.
상기 배기부는, 상기 챔버 내부의 배기가스를 흡입하는 진공 펌프, 상기 챔버 하부에 연결되며 상기 챔버와 상기 진공 펌프를 연결하는 배기라인, 상기 배기라인의 관로 상에 구비되어 상기 진공 펌프와 상기 챔버의 연결을 선택적으로 차단시키는 메인 밸브 및 상기 배기라인의 관로 상에 구비되어 상기 챔버 내부의 압력을 조절하는 압력 조절 밸브를 포함하여 구성된다. 여기서, 상기 압력 조절 밸브는 상기 배기라인 내부의 압력이 기설정된 임계값에 도달하면 개방되는 팝 오프 밸브(pop off valve)가 사용된다.The exhaust unit, a vacuum pump for sucking the exhaust gas in the chamber, an exhaust line connected to the lower chamber and connecting the chamber and the vacuum pump, provided on the pipeline of the exhaust line of the vacuum pump and the chamber It comprises a main valve for selectively blocking the connection and a pressure control valve provided on the pipeline of the exhaust line to adjust the pressure in the chamber. Here, the pressure control valve is a pop off valve is used that opens when the pressure in the exhaust line reaches a predetermined threshold value.
이상에서 본 바와 같이, 본 발명에 따르면, 첫째, 잉곳이 분리된 후 챔버에 구비되어 상기 챔버 내부로 공기를 주입하여 챔버 및 핫존 파트를 냉각시키므로 잉곳 제조장치의 냉각 시간을 효과적으로 단축시킬 수 있다.As described above, according to the present invention, first, since the ingot is separated into the chamber is provided in the air to cool the chamber and the hot zone parts by injecting air into the chamber can effectively shorten the cooling time of the ingot manufacturing apparatus.
둘째, 핫존 파트로 직접 공기를 분사하지 않고 도가니에 수용된 실리콘 용융액에 공기를 분사하여 실리콘 용융액을 냉각시키고 소정 온도로 가열된 공기가 핫 존 파트를 냉각시키게 되므로, 온도 차로 인한 핫존 파트의 열충격을 방지할 수 있다.Second, instead of directly injecting air into the hot zone parts, air is injected into the silicon melt contained in the crucible to cool the silicon melt and the air heated to a predetermined temperature cools the hot zone parts, thereby preventing thermal shock of the hot zone parts due to temperature differences. can do.
셋째, 압력 조절 밸브로 챔버 내부가 소정의 진공이 유지되는 상태에서 냉각이 이루어지므로 상기 챔버 및 핫존 파트를 서서히 냉각시킬 수 있으며, 상기 핫존 파트의 산화를 방지할 수 있다.Third, since the cooling is performed in a state in which a predetermined vacuum is maintained inside the chamber by the pressure regulating valve, the chamber and the hot zone parts may be gradually cooled, and oxidation of the hot zone parts may be prevented.
이하 첨부된 도면들을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 상세하게 설명하지만, 본 발명이 실시예에 의해 제한되거나 한정되는 것은 아니다. 본 발명을 설명함에 있어서, 공지된 기능 혹은 구성에 대해 구체적인 설명은 본 발명의 요지를 명료하게 하기 위하여 생략될 수 있다.Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings, but the present invention is not limited or limited by the embodiments. In describing the present invention, a detailed description of well-known functions or constructions may be omitted for clarity of the present invention.
이하, 도 1을 참조하여 본 발명의 일 실시예에 따른 실리콘 단결정 잉곳 제조장치의 냉각 방법에 대해 설명하되, 도 2 내지 도 5의 실리콘 단결정 잉곳 제조장치 및 냉각 모듈에서 도 1의 냉각 단계에 해당하는 부분에 대해 설명하기로 한다. 참고적으로, 도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 실리콘 단결정 잉곳 제조장치(100)를 설명하기 위한 단면도이고, 도 3은 도 2의 잉곳 제조장치(100)에 본 발명의 일 실시예에 따른 냉각 모듈(104)이 장착된 분리된 상태를 도시한 단면도이다. 또한, 도 4과 도 5는 도 3의 냉각 모듈(104)을 설명하기 위한 단면도들이다.Hereinafter, a cooling method of a silicon single crystal ingot manufacturing apparatus according to an embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. 1, which corresponds to the cooling step of FIG. 1 in the silicon single crystal ingot manufacturing apparatus and the cooling module of FIGS. 2 to 5. This section will be described. For reference, Figure 2 is a cross-sectional view for explaining a silicon single crystal
우선, 실리콘 단결정 잉곳(10)을 성장시킨다(S11).First, the silicon
도 2를 참조하면, 실리콘 단결정 잉곳 제조장치(100)는 종결정(crystal seed)을 실리콘 융액에 침지시킨 상태에서 회전시키면서 인상함에 따라 원통형의 잉곳(10)을 성장시킨다. 상기 잉곳 제조장치(100)는 실리콘 단결정이 성장되는 성장로부(101)와 상기 성장로부(101)에서 잉곳(10)을 인상하는 인상로부(102) 및 상기 성장로부(101)의 배기가스를 배출시키는 배기부(103)로 이루어진다.Referring to FIG. 2, the silicon single crystal
상기 성장로부(101)는 상기 잉곳(10)이 성장되는 공간을 제공하는 챔버(111)를 포함하고, 상기 챔버(111) 내부에는 실리콘 융액이 수용되는 도가니(113)와 상기 도가니(113) 주변에 구비되어 실리콘을 용융시키도록 열을 가하는 히터(115)가 구비된다.The
상기 챔버(111)는 원통형의 구조를 갖고, 상기 챔버(111)의 상부가 개방 가능하도록 돔(dome) 형태의 돔 챔버(112)가 결합되어 형성되며, 하부에는 상기 배기부(103)의 배기라인(131)이 결합되어 배기가스를 토출시키는 배기구(111a)가 형성된다. 그러나 본 발명이 이에 한정되는 것은 아니며, 상기 챔버(111)의 형태 및 상기 배기구(111a)의 위치와 형태, 수는 실질적으로 다양하게 변경 가능하다.The
상기 도가니(113)는 실리콘 융액과 직접 접촉되는 내측은 석영 재질로 형성되고, 석영 도가니가 고온의 실리콘 융액에 의해 형태가 변하는 것을 방지하기 위해서 흑연 재질의 도가니가 구비된 이중 구조로 형성된다.The
상기 도가니(113) 하부에는 상기 도가니(113)를 승하강 및 회전시키는 도가니 지지축(117)이 구비되며, 상기 도가니 지지축(117)은 상기 도가니(113)를 회전 및 상승시키면서 실리콘 융액의 고-액 계면이 동일한 높이를 유지하도록 한다.A
상기 히터(115)는 상기 도가니(113) 및 상기 도가니 지지축(117)에서 소정 간격 이격되어 구비되며, 상기 도가니(113)를 둘러쌀 수 있도록 원통형으로 형성된다.The
상기 히터(115)의 외측으로는 상기 히터(115)에서 발산되는 열이 상기 챔버(111)의 벽 쪽으로 확산되는 것을 방지하고 상기 챔버(111)의 단열을 위해 단열부재(116)가 구비되고, 상기 도가니(113)의 상부에는 열실드(114)가 구비된다.Outside the
여기서, 상기 챔버(111) 내부에 구비된 상기 도가니(113), 상기 히터(115), 상기 열실드(114), 상기 단열부재(116), 상기 도가니 지지축(117) 등의 구조물들을 핫존 파트(Hotzone parts, H/Z parts)라 한다.Herein, structures such as the
상기 인상로부(102)는 상기 챔버(111) 상부에 구비되어, 상기 챔버(111) 내부에서 상기 잉곳(10)을 인상 가능하도록 원통형의 인상 챔버(121)를 포함하여 구성된다. 상기 인상 챔버(121)는 상기 잉곳(10)이 수용되어 회전하면서 성장함과 더불어 인상될 수 있도록 소정 직경 및 길이를 갖는다.The pulling
상기 인상 챔버(121) 하단부는 상기 인상 챔버(121)를 상기 돔 챔버(112)에 분리 및 장착할 수 있도록 제2 인상 챔버 결합파트(123)가 형성되고, 상기 돔 챔버(112) 상부에는 상기 제2 인상 챔버 결합파트(123)와 서로 체결 가능한 형태를 갖는 제1 인상 챔버 결합파트(112a)가 형성된다. 그리고 상기 인상 챔버(121)의 상부에는 상기 잉곳(10)을 성장시킬 때 종결정을 회전시키기 위한 회전부(미도시)가 구비된다. 또한, 상기 인상 챔버(121)의 상부 일측에는 상기 잉곳(10)의 성장이 종료된 후 상기 인상 챔버(121) 내부로 불활성 가스(예를 들어, 아르곤(Ar) 가스)를 공급하는 가스 주입구(122)가 형성된다.The lower portion of the
상기 배기부(103)는 상기 챔버(111) 하부에 연결되며 상기 챔버(111) 내부의 배기가스를 배출시키는 배기라인(131)과 상기 배기라인(131)을 통해 배기가스를 흡입하여 배출시키는 진공 펌프(133)를 포함하여 구성된다. 상기 배기라인(131) 상에는 상기 배기라인(131)을 개폐하는 메인 밸브(132)가 구비되어 상기 진공 펌프(133)와 상기 챔버(111)의 연결을 선택적으로 차단시키게 된다.The
그리고 상기 배기라인(131)에서 상기 챔버(111)와 상기 메인 밸브(132) 사이에는 상기 챔버(111) 내부의 압력 조절을 위한 압력 조절 밸브(134)가 구비된다. 상기 압력 조절 밸브(134)는 상기 챔버(111) 및 상기 배기라인(131)의 압력이 기설정된 임계값 이상이면 개방되는 팝 오프 밸브(pop off valve)이다. 즉, 상기 메인 밸브(132)가 개방되었을 때는 상기 진공 펌프(133)의 흡입력에 의해 상기 챔버(111) 내부가 진공 상태가 되고, 상기 압력 조절 밸브(134)가 폐쇄되어 상기 챔버(111) 내부의 압력이 상승하면 개방됨에 따라 상기 챔버(111) 내부의 진공상태를 유지시키게 된다.In addition, a
다음으로, 상기 잉곳(10)의 성장이 완료되면 상기 잉곳(10)의 냉각을 위해서 상기 인상 챔버(121) 내부로 불활성 가스(예를 들어, 아르곤(Ar) 가스)를 일정량 주입하면서 퍼지 및 펌핑 시킨다(S12).Next, when the growth of the
여기서, 상기 퍼지 및 펌핑 단계(S12)는 3 내지 4 시간 동안 수행되며, 바람직하게는 4시간 동안 수행된다.Here, the purge and pumping step (S12) is performed for 3 to 4 hours, preferably for 4 hours.
상기 퍼지 및 펌핑 단계(S12)는 상기 인상 챔버(121) 내부로 일정량의 아르곤 가스를 주입하면서(예를 들어, 65 lpm )상기 잉곳(10)을 냉각시킴과 동시에 상 기 인상 챔버(121)로 주입된 아르곤 가스를 상기 진공 펌프(133)를 통해 흡입하여 배기시키는 과정에서 상기 인상 챔버(121) 및 상기 챔버(111) 내부의 오염물질들을 제거할 수 있다.The purge and pumping step S12 cools the
다음으로, 상기 퍼지 및 펌핑 단계(S12)가 완료되면 상기 메인 밸브(132)를 폐쇄하여 상기 진공 펌프(133)와 상기 챔버(111)의 연결을 차단시키고, 상기 챔버(111) 내부를 소정의 진공 상태로 유지시킨 상태에서 상기 인상 챔버(121)를 분리하여 상기 잉곳(10)을 인출한다(S13, S14). 예를 들어, 상기 챔버(111) 내부는 100torr의 진공이 유지된다.Next, when the purge and pumping step S12 is completed, the
다음으로, 도 3에 도시한 바와 같이, 상기 돔 챔버(112)에서 상기 인상 챔버(121)가 장착되었던 제1 인상 챔버 결합파트(112a)에 냉각 모듈(104)을 장착한다(S15).Next, as shown in FIG. 3, in the
상기 냉각 모듈(104)은 상기 제1 인상 챔버 결합파트(112a)에 결합되어 상기 챔버(111)를 밀폐시키고 상기 챔버(111) 내부로 소정의 공기를 주입함으로써 상기 챔버(111) 및 상기 핫존 파트를 냉각시키게 된다(S16).The
상세하게는, 상기 챔버 냉각 단계(S16)는 상기 냉각 모듈(104)에서 주입되는 공기가 상기 도가니(113)에 수용된 실리콘 용융액에 분사되며 분사된 공기는 실리콘 용융액에서 열을 흡수하여 고온의 공기로 가열된다.Specifically, the chamber cooling step (S16) is the air injected from the
이와 같이 가열된 고온의 공기가 상기 핫존 파트를 거쳐 상기 챔버(111) 하부의 배기구(111a)를 통해 상기 배기라인(131)으로 유출됨에 따라 상기 핫존 파트를 냉각시키게 된다.As the hot air heated in this way flows out into the
여기서, 상기 냉각 모듈(104)은 공기를 상기 핫존 파트에 직접 분사하지 않고 상기 도가니(113) 내부의 실리콘 용융액으로 공기를 분사한다. 상기 냉각 모듈(104)이 장착된 후 상기 챔버 냉각 단계(S16) 초기의 상기 챔버(111) 내부의 온도는 1000℃ 이상이 되므로 상기 냉각 모듈(104)에서 분사되는 공기와 상기 핫존 파트 사이에 온도차가 크게 발생하게 된다. 따라서, 상기 냉각 모듈(104)에서 주입되는 공기가 상기 핫존 파트에 직접 분사되는 경우 이러한 온도 차에 의해 상기 핫존 파트가 열충격을 받아 파손될 수 있다. 본 발명에 따르면, 이러한 핫존 파트의 열충격을 방지하기 위해서 상기 냉각 모듈(104)은 실리콘 용융액으로 공기를 분사하게 된다. 즉, 상기 냉각 모듈(104)은 상기 챔버(111) 내부에서 가장 온도가 높으며 열원이 되는 실리콘 용융액에 분사된 후 실리콘 용융액을 냉각시키고 열을 흡수하여 소정 온도로 가열된 공기가 상기 핫존 파트로 유동하게 되므로 상기 핫존 파트의 열충격 없이 상기 핫존 파트를 서서히 냉각시킬 수 있다.Here, the
그리고 상기 배기라인(131)을 유출된 고온의 공기는 상기 압력 조절 밸브(134)를 통해 외부로 배출된다. 상기 압력 조절 밸브(134)는 팝 오프 밸브(pop off valve)이므로, 상기 챔버(111) 및 상기 배기라인(131)의 압력이 기설정된 임계 값 이상이면 개방된다. 즉, 상기 냉각 모듈(104)에서 주입된 공기에 의해 상기 챔버(111) 및 상기 배기라인(131)의 압력이 상승하면 상기 압력 조절 밸브(134)가 개방되면서 고온의 공기가 외부로 배출된다. 그리고 고온의 공기가 배출되어 상기 챔버(111) 내부의 압력이 강하되면 상기 압력 조절 밸브(134)가 폐쇄되면서 상기 챔버(111) 내부의 압력이 일정 수준으로 유지된다. 이와 같이, 상기 압력 조절 밸 브(134)는 일정량의 공기를 외부로 배출시키도록 함으로써 상기 챔버(111) 내부의 압력 및 온도가 급격하게 변화되는 것을 방지하여 상기 챔버(111)와 상기 핫존 파트를 서서히 냉각시킬 수 있다.The hot air flowing out of the
여기서, 상기 챔버 냉각 단계(S16)는 1.5 내지 2.5 시간 정도 수행되며, 바람직하게는 2시간 정도 수행된다.Here, the chamber cooling step (S16) is performed for 1.5 to 2.5 hours, preferably about 2 hours.
또한, 일반적으로 실리콘을 용융시키기 위해서는 1420℃ 이상 고온으로 가열되므로 상기 잉곳(10)의 성장이 완료된 후 상기 챔버(111) 내부의 온도는 1000℃ 이상의 고온이 유지되며, 상기 퍼지 및 펌핑 단계(S12)에서는 상기 잉곳(10)의 온도만 충분히 냉각되고 상기 챔버(111) 및 상기 핫존 파트는 여전히 고온이 유지된다. 상기 챔버(111) 및 상기 핫존 파트를 클리닝 하기 위해서는 상기 챔버(111)의 온도를 산화가 일어나지 않는 500℃ 이하로 냉각시켜야 하며, 상기 챔버 냉각 단계(S16)는 상기 챔버(111) 및 상기 핫존 파트의 온도를 350 내지 400℃ 이하로 냉각시키게 된다.In addition, in order to melt the silicon is generally heated to a high temperature of 1420 ℃ or more after the growth of the
이하, 도 3 내지 도 5를 참조하여 상기 냉각 모듈(104)의 구조에 대해 상세하게 설명하면 다음과 같다.Hereinafter, the structure of the
상기 냉각 모듈(104)은 에어 펌프(141), 공기 주입부(142) 및 결합 커버부(143)로 이루어지며, 상기 인상 챔버(121)가 분리된 후 상기 돔 챔버(112)의 상기 제1 인상 챔버 결합파트(112a)에 결합되어 상기 챔버(111) 내부로 공기를 주입한다. 특히, 상기 냉각 모듈(104)은 상기 제1 인상 챔버 결합파트(112a)에 결합되어 상기 챔버(111) 내부를 밀폐시키도록 형성되며, 상기 도가니(113)에 수용된 실 리콘 용융액에만 공기가 분사되도록 형성된다.The
상기 에어 펌프(141)는 상기 결합 커버부(143) 일측에 구비되어 상기 챔버(111) 내부로 공기를 주입한다.The
상기 결합 커버부(143)는 상기 제1 인상 챔버 결합파트(112a)의 개구부를 폐쇄하여 상기 챔버(111)를 밀폐 시키는 형태를 가지며, 상기 결합 커버부(143)와 상기 제1 인상 챔버 결합파트(112a)의 결합력을 향상시키고 상기 냉각 모듈(104)과 상기 돔 챔버(112)를 안정적으로 장착시킬 수 있도록 상기 결합 커버부(143)의 외주연부를 따라 결합 플랜지(144)가 형성된다.The
그러나 본 발명이 도면에 의해 한정되는 것은 아니며, 상기 결합 커버부(143)와 상기 결합 플랜지(144)의 형상은 상기 냉각 모듈(104)을 상기 돔 챔버(112)에 장착시킬 수 있도록 상기 제1 인상 챔버 결합파트(112a)의 형상 및 크기에 따라 실질적으로 다양하게 적용될 수 있다.However, the present invention is not limited by the drawings, and the shape of the
상기 공기 주입부(142)는 상기 도가니(113)에 수용된 실리콘 용융액에만 공기가 분사되도록 상기 에어 펌프(141)에서 주입되는 공기를 상기 실리콘 용융액으로 안내하는 역할을 한다.The
상기 공기 주입부(142)는 상기 결합 커버부(143)에서 상기 챔버(111) 내부로 연장 형성되어, 상기 에어 펌프(141)에서 주입되는 공기가 상기 도가니(113)에 수용된 실리콘 용융액에 직접 분사되도록 형성된다. 즉, 상기 공기 주입부(142)는 상기 냉각 모듈(104)이 상기 제1 인상 챔버 결합파트(112a)에 장착되었을 때 상기 결합 커버부(143)에서 상기 도가니(113)에 수용된 실리콘 수용액의 고액 계면 근처 까지 연장 형성되며, 분사되는 공기가 확산되는 것을 방지할 수 있도록 소정의 관 형상을 갖는다. 예를 들어, 상기 인상 챔버(121) 및 상기 잉곳(10)이 원형 단면을 가지므로 상기 공기 주입부(142)는 원형 단면을 가지며, 공기가 토출되는 단부가 점차 넓어지는 빗원통 형상을 갖는다.The
또한, 상기 공기 주입부(142)는 상기 결합 커버부(143)에 연결되어 공기가 유입되는 단부에서 공기가 토출되는 단부로 갈수록 점차 단면적이 증가하는 형태를 가질 수 있다. 이는 상기 공기 주입부(142)에서 분사되는 공기가 상기 실리콘 용융액과 보다 넓은 면적에 분사되도록 하여 상기 실리콘 용융액의 냉각 속도 및 효과를 향상시키고 냉각이 고르게 이루어질 수 있도록 하기 위함이다.In addition, the
또한, 상기 냉각 모듈(104)은 상기 공기 주입부(142)의 길이가 가변 가능하게 형성된다.In addition, the
예를 들어, 상기 공기 주입부(142)는 서로 적층 가능하도록 단면적이 서로 다른 튜브 형상의 주입튜브(421)를 포함하여 구성되며, 도 5에 도시한 바와 같이, 상기 주입튜브(421)가 서로 겹쳐질 수 있도록 상기 각 주입튜브(421a, 421b, 421c, 421d, 421e)는 서로 동일한 길이를 갖되 서로 동일한 단면 형상을 가지며, 하나의 주입튜브(421a, 421b, 421c, 421d, 421e)가 보다 작은 단면적을 갖는 다른 하나의 주입튜브(421a, 421b, 421c, 421d, 421e)를 수용 가능하도록 형성된다. 여기서, 이하의 설명에서 상기 주입튜브를 통칭하는 경우에는 도면부호 '421'를 사용하고, 경우에 따라 각 주입튜브를 지칭하는 경우에는 도면부호 '421a, 421b, 421c, 421d, 421e'를 사용한다.For example, the
여기서, 상기 주입튜브(421)는 상기 인상 챔버(121) 및 상기 잉곳(10)이 원형 단면을 가지므로 원형 단면을 갖는 원통형 튜브일수 있다. 그러나, 본 발명이 도면에 의해 한정되는 것은 아니며, 상기 주입튜브(421)의 형상과 크기는 실질적으로 다양하게 변경될 수 있다.Here, the
도면에 도시한 바와 같이, 상기 공기 주입부(142)는 5개의 주입튜브(421a, 421b, 421c, 421d, 421e)가 적층되어 구성되고, 상기 각 주입튜브(421a, 421b, 421c, 421d, 421e)가 서로 겹쳐지는 길이를 조절하면 상기 공기 주입부(142)의 연장 길이를 가변시킬 수 있다. 또한, 상기 각 주입튜브(421a, 421b, 421c, 421d, 421e)는 서로 체결되며 연속된 형태로 체결되어 상기 공기 주입부(142)의 연장된 형태를 형성하도록 주입튜브 체결부(422)가 형성된다.As shown in the figure, the
상기 주입튜브 체결부(422)는 서로 인접한 주입튜브(즉, 주입튜브와 그 내부에 수용된 주입튜브)(421)가 서로 기구적으로 체결될 수 있는 구조를 갖는다. 예를 들어, 상기 주입튜브(421)는 일단이 외측으로 절곡된 플랜지가 형성되고 타단에는 내측으로 절곡된 플랜지가 형성된 튜브 형상을 갖고, 이와 같이 서로 인접한 주입튜브(421)의 내측으로 절곡된 플랜지와 외측으로 절곡된 플랜지가 서로 맞물리면서 상기 주입튜브(421)가 연속되게 체결된다. 여기서, 상기 주입튜브(421)는 자중에 의해 하부 방향으로 연장되므로 상기 주입튜브(421)는 상단이 내측으로 절곡되고 하단이 외측으로 절곡되게 형성된다. 그리고 상기 주입튜브 체결부(422)는 상기 주입튜브(421)가 서로 체결 및 지지할 뿐만 아니라, 상기 주입튜브(421)의 연장 길이를 제한하는 스톱퍼 역할을 한다. 그러나 본 발명이 이에 한정되는 것은 아니 며 상기 주입튜브 체결부(422)는 상기 주입튜브(421)를 서로 체결 및 지지하고 연장시킬 수 있는 실질적으로 다양한 형상을 가질 수 있다.The injection
상기 공기 주입부(142)의 일측에는 상기 공기 주입부(142)의 연장 길이를 가변시키고 상기 주입튜브(421)를 지지하는 연장길이 조절부(430)가 구비된다.One side of the
상기 연장길이 조절부(430)는 상기 주입튜브(421)에 구비된 가이드부(431)와 상기 가이드부(431)를 지지하고 상기 가이드부(431)의 길이를 조절하는 가이드 지지부(432, 433)가 구비된다. 예를 들어, 상기 가이드부(431)는 와이어 형태를 갖고, 상기 가이드 지지부(432, 433)는 상기 가이드부(431)가 권선되며 상기 가이드부(431)의 풀림 길이를 조절 및 고정 가능한 롤러 형태를 갖는다.The extension
상기 가이드부(431)는 상기 결합 커버부(143)를 관통하여 상기 공기 주입부(142)에 구비되며, 특히, 상기 가이드부(431)는 상기 공기 주입부(142)가 연장되었을 때 가장 말단부를 지지하도록 구비된다.The
여기서, 상기 공기 주입부(142)는 공기가 토출되는 단부로 갈수록 점차 단면적이 증가되도록 상기 가이드부(431)는 상기 주입튜브(421a, 421b, 421c, 421d, 421e) 중 가장 직경이 큰 최외측 주입튜브(421e)에 결합된다. 또한, 상기 가이드부(431)는 상기 최외측 주입튜브(421e)의 하단부에 결합될 수 있으며, 특히, 상기 가이드부(431)는 상기 주입튜브(421a, 421b, 421c, 421d, 421e)를 안정적으로 지지할 수 있도록 상기 최외측 주입튜브(421e)의 외주연부를 따라 적어도 2개소 이상에 구비된다. 여기서, 상기 가이드부(431)가 상기 주입튜브(421)를 안정적으로 지지하기 위해서는 상기 가이드부(431)는 상기 최외측 주입튜브(421e)의 원주 방향을 따라 180° 이격되어 2개소에 구비된다. 그러나 본 발명이 도면에 의해 한정되는 것은 아니며, 상기 가이드부(431)의 수와 장착되는 위치는 실질적으로 다양하게 적용할 수 있다.Here, the
상기 연장길이 조절부(430)는 상기 주입튜브(421)에 구비되어 상기 주입튜브(421)의 자중에 의해 상기 공기 주입부(142)가 연장 길이가 길어지고, 상기 가이드부(431)가 상기 가이드 지지부(432, 433)에 권선되면 상기 주입튜브(421)가 상기 결합 커버부(143)로 끌려 올라오면서 서로 겹쳐짐에 따라 상기 공기 주입부(142)의 연장 길이가 짧아지게 된다.The extension
다음으로, 상기 챔버 냉각 단계(S16)이 완료되면 상기 챔버(111) 내부의 기밀 상태를 확인하기 위해서 자동 누출 체크(leak check) 단계(S17)가 수행된다.Next, when the chamber cooling step S16 is completed, an automatic leak check step S17 is performed to check the airtight state inside the
상기 누출 체크 단계(S17)는 대략 0.5시간 정도 수행된다.The leak check step S17 is performed for about 0.5 hours.
다음으로, 상기 누출 체크 단계(S17)가 완료되면 상기 챔버(111) 내부를 대기압 상태로 해제시키고(S18) 상기 챔버(111)를 개방하여(S19) 상기 챔버(111) 및 상기 핫존 파트에 대한 클리닝 공정을 수행하게 된다.Next, when the leak check step (S17) is completed, the inside of the
여기서, 기존에는 잉곳의 제조 후 잉곳 제조장치(100)를 냉각시키기 위해서는 퍼지 및 펌핑 단계(S12)와 챔버(111)의 자연냉각을 위한 대기 시간을 거쳐야 하므로 대략 10 시간 이상이 필요하였으나, 본 발명에서는 퍼지 및 펌핑 단계(S12) 후 상기 냉각 모듈(104)에 의해 상기 핫존 파트를 냉각시키게 되므로 잉곳 제조장치(100)를 냉각시키는 데 6.5 시간 정도가 소요되므로 챔버 냉각 시간을 효과적으로 단축시킬 수 있다. 또한, 상기 챔버 냉각 단계(S16)에서는 상기 냉각 모 듈(104)에서 분사되는 공기가 상기 챔버(111) 내부에서 가장 온도가 높으며 열원이 되는 실리콘 용융액에 분사된 후 상기 핫존 파트를 거치게 되므로 상기 핫존 파트의 열충격 없이 서서히 냉각시킬 수 있다.Here, in the past, in order to cool the
상술한 바와 같이, 본 발명의 바람직한 실시예를 참조하여 설명하였지만 해당 기술분야의 숙련된 당업자라면 하기의 청구범위에 기재된 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.As described above, although described with reference to the preferred embodiment of the present invention, those skilled in the art various modifications and variations of the present invention without departing from the spirit and scope of the invention described in the claims below I can understand that you can.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 실리콘 단결정 잉곳 제조장치의 냉각 방법을 설명하기 위한 순서도;1 is a flow chart illustrating a cooling method of a silicon single crystal ingot manufacturing apparatus according to an embodiment of the present invention;
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 실리콘 단결정 잉곳 제조장치의 단면도;Figure 2 is a cross-sectional view of the silicon single crystal ingot manufacturing apparatus according to an embodiment of the present invention;
도 3은 도 2의 잉곳 제조장치에서 본 발명의 일 실시예에 따른 냉각 모듈이 장착된 상태를 도시한 도면;Figure 3 is a view showing a state in which the cooling module according to an embodiment of the present invention in the ingot manufacturing apparatus of Figure 2;
도 4와 도 5는 도 3의 냉각 모듈의 단면도들이다.4 and 5 are cross-sectional views of the cooling module of FIG. 3.
<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명><Explanation of symbols for the main parts of the drawings>
10: 잉곳(ingot) 100: 잉곳 제조장치10: ingot (ingot) 100: ingot manufacturing apparatus
101: 성장로부 102: 인상로부101: growth road part 102: impression road part
103: 배기부 104: 냉각 모듈103: exhaust portion 104: cooling module
111: 챔버 111a: 배기구111:
112: 돔 챔버 112a: 제1 인상 챔버 결합파트112:
113: 도가니(crucible) 114: 열실드(shield)113: crucible 114: heat shield
115: 히터 116: 단열부재115: heater 116: heat insulating member
117: 도가니 지지축 121: 인상 챔버117: crucible support shaft 121: raising chamber
122: 가스 주입구 123: 제2 인상 챔버 결합파트122: gas inlet 123: second impression chamber coupling part
131: 배기라인 132: 메인 밸브131: exhaust line 132: main valve
133: 진공 펌프 134: 압력 조절 밸브133: vacuum pump 134: pressure regulating valve
141: 에어 펌프 142: 공기 주입부141: air pump 142: air inlet
143: 결합 커버부 144: 결합 플랜지143: coupling cover 144: coupling flange
421, 421a, 421b, 421c, 421d, 421e: 주입튜브421, 421a, 421b, 421c, 421d, 421e: injection tube
422: 주입튜브 체결부 430: 연장길이 조절부422: injection tube fastening portion 430: extension length adjustment unit
431: 가이드부 432, 433: 가이드 지지부431: guide
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