KR101229198B1 - Exhausting System for Single Crystal Grower and Single Crystal Grower including the same - Google Patents

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Abstract

실시예는 단결정 성장장치의 배기 시스템 및 이를 포함하는 단결정 성장장치에 관한 것이다.
실시예에 따른 단결정 성장장치의 배기 시스템은 도가니를 구비하는 챔버를 포함하는 단결정 성장장치에 있어서, 상기 도가니에 수용되는 융액으로 부터 발생되는 불순물 가스를 배기하는 하나 이상의 배기 배관; 상기 배기 배관의 온도를 측정하는 하나 이상의 온도측정 센서; 및 상기 온도측정 센서를 제어하는 제어부;를 포함할 수 있다.Embodiments relate to an exhaust system of a single crystal growth apparatus and a single crystal growth apparatus comprising the same.
An exhaust system of a single crystal growth apparatus according to an embodiment includes: a single crystal growth apparatus including a chamber having a crucible, the at least one exhaust pipe exhausting impurity gas generated from the melt contained in the crucible; At least one temperature measuring sensor for measuring a temperature of the exhaust pipe; And a controller for controlling the temperature measuring sensor.

Description

단결정 성장장치의 배기 시스템 및 이를 포함하는 단결정 성장장치{Exhausting System for Single Crystal Grower and Single Crystal Grower including the same}Exhausting System for Single Crystal Grower and Single Crystal Grower including the same}

실시예는 단결정 성장장치의 배기 시스템 및 이를 포함하는 단결정 성장장치에 관한 것이다. Embodiments relate to an exhaust system of a single crystal growth apparatus and a single crystal growth apparatus comprising the same.

실리콘 웨이퍼의 제조를 위해서는 먼저 단결정 실리콘을 잉곳(ingot) 형태로 성장시켜야 하는데, 이를 위해 초크랄스키(czochralski, CZ) 법이 적용될 수 있다.In order to manufacture a silicon wafer, single crystal silicon must first be grown in an ingot form, and for this, the Czochralski (CZ) method may be applied.

종래기술에 의하면 실리콘 단결정 성장 시의 산소 농도를 제어하기 위하여 챔버 내부의 압력 조건 등 다양한 인자들을 조절할 수 있다. 예를 들어, 산소 농도를 제어하기 위하여 실리콘 단결정 성장 장치의 챔버 내부에 아르곤 가스를 주입하여 단결정 잉곳을 성장시키는 동안 챔버 외부로 기체 상태 고온의 산화막 불순물 등을 챔버 외부로 보내고, 챔버 외부로 배출된 불순물은 배기 배관(Exhaustig tube)을 통하여 밖으로 배출된다.According to the prior art, various factors such as pressure conditions inside the chamber may be adjusted to control the oxygen concentration during silicon single crystal growth. For example, in order to control the oxygen concentration, argon gas is injected into the chamber of the silicon single crystal growth apparatus to send gaseous high temperature oxide impurities to the outside of the chamber while the single crystal ingot is grown. Impurities are discharged out through the exhaust tube.

그런데, 배기 배관을 통하여 배출되는 산화막 불순물이 외부로 다 배출되지 못하고 배관에 증착되어 가스 흐름을 방해하는 원인으로 작용하고 있다.However, the oxide film impurities discharged through the exhaust pipe are not discharged to the outside and are deposited on the pipe, thereby acting as a cause of disturbing the gas flow.

또한, 종래기술에 의하면 배관에 산화막 불순물이 증착되는 정도를 알 수 없고 이를 감지하고 제거하는 적절한 방법이 없는 문제가 있었다.In addition, according to the related art, there is a problem in that the degree of depositing oxide impurities on a pipe is unknown and there is no proper method for detecting and removing the impurities.

또한, 종래기술에 의하면 단결정 성장 종료 후 배기 배관의 막힘 정도가 달라 불균형적인 가스의 흐름으로 공정 진행이 불안정하였다. 즉, 불순물 배기 배관이 복수로 되어 있는 경우 배관마다 불순물이 증착되는 정도가 다르고 이에 따라 배기 가스의 흐름의 불균형으로 배기 배관의 막힘 정도가 달라지는 문제가 있고, 어느 배관에서 불순물의 증착이 더 발생하는지에 대한 감지의 어려움 및 막힘정도를 고려한 불순물 제거공정의 어려운 점이 있었다.In addition, according to the prior art, the degree of clogging of the exhaust pipe is different after the end of the single crystal growth, and the process progress is unstable due to the unbalanced gas flow. That is, when there are a plurality of impurity exhaust pipes, the degree of impurity deposition differs from pipe to pipe, and accordingly, there is a problem that the degree of clogging of the exhaust pipe is changed due to the unbalance of the flow of exhaust gas. There was a difficulty in the impurity removal process considering the difficulty of detection and the degree of blockage.

또한, 종래기술에 의하면 배기 배관에 증착된 불순물의 제거를 단결정 성장 종료 후 진행하게 되는 등 단결정 성장 공정 중 자동으로 불순물 증착상태를 측정하고 이에 따라 단결정 성장 공정 중에 자동으로 증착된 불순물을 제거할 수 있는 방법이 없었으며, 이에 따라 단결정 성장 종료 후 증착된 불순물이 과대한 경우 배기 배관 차체를 교체해야하는 문제가 발생할 수 있다.In addition, according to the related art, the impurity deposition state is automatically measured during the single crystal growth process, such as the removal of impurities deposited in the exhaust pipe after the end of the single crystal growth, and thus, the impurities deposited automatically during the single crystal growth process can be removed. There is no method, and if the impurities deposited after the end of the single crystal growth are excessive, a problem may arise in that the exhaust pipe body needs to be replaced.

실시예는 단결정 성장장치 내부에 불활성 가스의 흐름에 이상이 발생하기 전에 배기 배관에 증착된 불순물의 증착정도를 단결정 성장 공정 중에도 실시간으로 자동측정할 수 있는 단결정 성장장치의 배기 시스템 및 이를 포함하는 단결정 성장장치를 제공하고자 한다.An embodiment of the present invention provides an exhaust system of a single crystal growth apparatus and a single crystal including the same, in which a deposition degree of impurities deposited in an exhaust pipe is automatically measured in real time even during a single crystal growth process before an abnormal flow of an inert gas flows inside the single crystal growth apparatus. To provide a growth device.

또한, 실시예는 배기 배관에 증착된 불순물의 증착정도를 측정하여 배기 배관에 불순물이 증착된 정도에 따라 불순물을 제거할 수 있는 단결정 성장장치의 배기 시스템 및 이를 포함하는 단결정 성장장치를 제공하고자 한다.In addition, an embodiment is to provide an exhaust system of a single crystal growth apparatus capable of removing impurities according to the degree of deposition of impurities in the exhaust pipe by measuring the deposition degree of impurities deposited in the exhaust pipe, and a single crystal growth device including the same. .

또한, 실시예는 복수로 분기된 배기 배관의 경우에 배관마다 증착된 정도를 정확히 측정하여 배관마다 증착된 불순물의 정도를 고려하여 불순물을 효과적으로 제거할 수 있는 단결정 성장장치의 배기 시스템 및 이를 포함하는 단결정 성장장치를 제공하고자 한다.In addition, the embodiment is an exhaust system of a single crystal growth apparatus that can effectively remove the impurities in consideration of the degree of impurities deposited in each pipe by accurately measuring the degree deposited on each pipe in the case of a plurality of branched exhaust pipe, and including the same It is intended to provide a single crystal growth apparatus.

실시예에 따른 단결정 성장장치의 배기 시스템은 도가니를 구비하는 챔버를 포함하는 단결정 성장장치에 있어서, 상기 도가니에 수용되는 융액으로 부터 발생되는 불순물 가스를 배기하는 하나 이상의 배기 배관; 상기 배기 배관의 온도를 측정하는 하나 이상의 온도측정 센서; 및 상기 온도측정 센서를 제어하는 제어부;를 포함할 수 있다. An exhaust system of a single crystal growth apparatus according to an embodiment includes: a single crystal growth apparatus including a chamber having a crucible, the at least one exhaust pipe exhausting impurity gas generated from the melt contained in the crucible; At least one temperature measuring sensor for measuring a temperature of the exhaust pipe; And a controller for controlling the temperature measuring sensor.

또한, 실시예에 따른 단결정 성장장치는 도가니를 구비하는 챔버; 상기 도가니에 수용되는 융액으로부터 발생하는 불순물 가스를 배기하는 하나 이상의 배기 배관; 상기 배기 배관의 온도를 측정하는 하나 이상의 온도측정 센서; 및 상기 온도측정 센서를 제어하는 제어부;를 포함할 수 있다.In addition, the single crystal growth apparatus according to the embodiment includes a chamber having a crucible; At least one exhaust pipe for exhausting impurity gas generated from the melt contained in the crucible; At least one temperature measuring sensor for measuring a temperature of the exhaust pipe; And a controller for controlling the temperature measuring sensor.

실시예에 따른 단결정 성장장치의 배기 시스템 및 이를 포함하는 단결정 성장장치에 의하면, 배기 배관의 온도변화를 감지하여 배기 배관에 증착된 불순물의 증착정도를 단결정 성장 공정 중에도 실시간으로 자동측정할 수 있다.According to the exhaust system of the single crystal growth apparatus and the single crystal growth apparatus including the same, the deposition degree of impurities deposited in the exhaust pipe may be automatically measured in real time even during the single crystal growth process by detecting the temperature change of the exhaust pipe.

또한, 실시예는 배기 배관의 온도변화를 측정함으로써 배기 배관에 증착된 불순물의 증착정도를 측정할 수 있고, 이를 통해 배기 배관에 불순물이 증착된 정도에 따라 불순물을 제거할 수 있다.In addition, the embodiment can measure the deposition degree of the impurities deposited in the exhaust pipe by measuring the temperature change of the exhaust pipe, through which impurities can be removed according to the degree of deposition of impurities in the exhaust pipe.

즉, 실시예는 배기 배관에 온도 센서를 장착하고 실시간으로 배관의 온도를 측정하여 온도 차이가 일정 수준 이상이 되면 제어부(Control Board)에서 배관에 불술물 제거가스를 넣어주도록 유량제어부(MFC: Mass Flow Controlller)에 신호를 보내어 증착된 산화막 불순물을 제거하여 배기 배관을 항상 깨끗하게 유지할 수 있어 공정진행에 안정성을 확보할 수 있다.That is, the embodiment is equipped with a temperature sensor in the exhaust pipe and measuring the temperature of the pipe in real time, when the temperature difference is more than a certain level flow control unit (MFC: Mass) to put the removal gas to the pipe from the control board (Control Board) By sending a signal to the flow controller, the deposited oxide impurities are removed to keep the exhaust pipe clean at all times, thus ensuring stability in process progress.

또한, 실시예는 복수로 분기된 배기 배관의 경우에 배관마다 온도변화를 측정하도록 하여 배관마다 증착된 정도를 정확히 측정할 수 있고, 이에 따라 배관마다 증착된 불순물의 정도를 고려하여 불순물을 효과적으로 제거할 수 있다.In addition, the embodiment can measure the temperature change for each pipe in the case of a plurality of branched exhaust pipe to accurately measure the degree deposited on each pipe, thereby effectively removing impurities in consideration of the degree of impurities deposited for each pipe can do.

도 1은 실시예에 따른 배기 시스템을 포함하는 단결정 성장장치의 개략도.
도 2는 단결정 성장 횟수에 따른 산화막 증착 두께와 배관의 온도차이 예시도.
도 3은 실시예에 따른 단결정 성장장치의 배기 시스템에서 배관의 온도차이에 따른 배기 가스 유량의 관계 예시도.1 is a schematic diagram of a single crystal growth apparatus including an exhaust system according to an embodiment.
2 is a diagram illustrating an oxide film deposition thickness and a pipe temperature difference according to the number of single crystal growths.
3 is a diagram illustrating a relationship of exhaust gas flow rate according to a temperature difference of pipes in an exhaust system of a single crystal growth apparatus according to an embodiment.

이하, 실시예에 따른 단결정 성장장치의 배기 시스템 및 이를 포함하는 단결정 성장장치를 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명한다.Hereinafter, an exhaust system of a single crystal growth apparatus according to an embodiment and a single crystal growth apparatus including the same will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

실시 예의 설명에 있어서, 각 층(막), 영역, 패턴 또는 구조물들이 기판, 각 층(막), 영역, 패드 또는 패턴들의 "상/위(on/over)"에 또는 "아래(under)"에 형성되는 것으로 기재되는 경우에 있어, "상/위(on/over)"와 "아래(under)"는 "직접(directly)" 또는 "다른 층을 개재하여 (indirectly)" 형성되는 것을 모두 포함한다. 또한 각 층의 상/위 또는 아래에 대한 기준은 도면을 기준으로 설명한다.In the description of the embodiments, it is to be understood that each layer (film), area, pattern or structure may be referred to as being "on" or "under" the substrate, each layer Quot; on "and" under "are intended to include both" directly "or" indirectly " do. Also, the criteria for top, bottom, or bottom of each layer will be described with reference to the drawings.

도면에서 각층의 두께나 크기는 설명의 편의 및 명확성을 위하여 과장되거나 생략되거나 또는 개략적으로 도시되었다. 또한 각 구성요소의 크기는 실제크기를 전적으로 반영하는 것은 아니다.The thickness and size of each layer in the drawings are exaggerated, omitted, or schematically shown for convenience and clarity of explanation. In addition, the size of each component does not necessarily reflect the actual size.

(실시예)(Example)

도 1은 실시예에 따른 배기 시스템을 포함하는 단결정 성장장치의 개략도이다.1 is a schematic diagram of a single crystal growth apparatus including an exhaust system according to an embodiment.

실시예에 따른 실리콘 단결정 성장장치(100)는 챔버(110), 도가니(130), 히터(140), 배기 시스템 등을 포함할 수 있다.The silicon single crystal growth apparatus 100 according to the embodiment may include a chamber 110, a crucible 130, a heater 140, an exhaust system, and the like.

예를 들어, 실시예에 따른 단결정 성장장치(100)는 챔버(110)와, 상기 챔버(110)의 내부에 구비되며, 실리콘 용액을 수용하는 도가니(130)와, 상기 챔버(110)의 내부에 구비되며, 상기 도가니(130)를 가열하는 히터(140) 및 단결정 성장 시 챔버 내의 불순물 가스를 배기하는 배기 시스템을 포함할 수 있다.For example, the single crystal growth apparatus 100 according to the embodiment is provided in the chamber 110, the inside of the chamber 110, the crucible 130 containing the silicon solution, and the inside of the chamber 110. Is provided in, may include a heater 140 for heating the crucible 130 and an exhaust system for exhausting the impurity gas in the chamber during single crystal growth.

상기 챔버(110)는 반도체 등의 전자부품 소재로 사용되는 실리콘 웨이퍼(wafer)용 단결정 잉곳(Ingot)을 성장시키기 위한 소정의 공정들이 수행되는 공간을 제공한다. The chamber 110 provides a space in which predetermined processes are performed to grow a single crystal ingot for a silicon wafer used as an electronic component material such as a semiconductor.

실시예는 실리콘 단결정 잉곳(IG) 성장을 위한 방법으로 단결정인 종자결정(seed crystal)을 용융 실리콘에 담근 후 천천히 끌어올리면서 결정을 성장시키는 쵸크랄스키(Czochralsk:CZ)법을 채용할 수 있다. The embodiment may adopt the Czochralsk (CZ) method of growing a crystal while immersing a single crystal seed crystal in molten silicon and slowly pulling it up as a method for growing a silicon single crystal ingot (IG). .

이 방법에 따르면, 먼저, 종자결정으로부터 가늘고 긴 결정을 성장시키는 네킹(necking)공정을 거치고 나면, 결정을 직경방향으로 성장시켜 목표직경으로 만드는 솔더링(shouldering)공정을 거치며, 이후에는 일정한 직경을 갖는 결정으로 성장시키는 바디그로잉(body growing)공정을 거치며, 일정한 길이만큼 바디그로잉이 진행된 후에는 결정의 직경을 서서히 감소시켜 결국 용융 실리콘과 분리하는 테일링(tailing)공정을 거쳐 단결정 성장이 마무리된다.According to this method, first, a necking process of growing thin and long crystals from seed crystals is followed by a soldering process of growing the crystals in the radial direction to a target diameter, and then having a constant diameter. After the body growing process to grow into crystals, after the body grows to a certain length, the single crystal growth is completed through a tailing process that gradually reduces the diameter of the crystal and finally separates it from the molten silicon. .

상기 챔버(110)의 내벽에는 히터(140)의 열이 상기 챔버(110)의 측벽부로 방출되지 못하도록 복사 단열체(미도시)가 설치될 수 있다.Radiation insulators (not shown) may be installed on the inner wall of the chamber 110 to prevent heat of the heater 140 from being discharged to the side wall of the chamber 110.

상기 도가니(130)는 실리콘 용액(SM)을 담을 수 있도록 상기 챔버(110)의 내부에 구비되며, 석영 재질로 이루어질 수 있다. 상기 도가니(130)의 외부에는 도가니(130)를 지지할 수 있도록 흑연으로 이루어지는 도가니 지지대(미도시)가 구비될 수 있다. The crucible 130 is provided inside the chamber 110 to contain the silicon solution SM, and may be made of quartz. A crucible support (not shown) made of graphite may be provided outside the crucible 130 to support the crucible 130.

상기 도가니 지지대는 회전축(미도시) 상에 고정 설치되고, 이 회전축은 구동수단(미도시)에 의해 회전되어 도가니(130)를 회전 및 승강 운동시키면서 고-액 계면이 동일한 높이를 유지하도록 할 수 있다.The crucible support is fixedly installed on a rotating shaft (not shown), which can be rotated by a driving means (not shown) so that the solid-liquid interface maintains the same height while rotating and elevating the crucible 130. have.

상기 히터(140)는 도가니(130)를 가열하도록 챔버(110)의 내부에 구비될 수 있다. 예를 들어, 상기 히터(140)는 도가니 지지대를 에워싸는 원통형으로 이루어질 수 있다. 이러한 히터(140)는 도가니(130) 내에 적재된 고순도의 다결정 실리콘 덩어리를 용융하여 실리콘 용액(SM)으로 만들게 된다.The heater 140 may be provided inside the chamber 110 to heat the crucible 130. For example, the heater 140 may be formed in a cylindrical shape surrounding the crucible support. The heater 140 melts a high purity polycrystalline silicon mass loaded in the crucible 130 into a silicon solution SM.

상기 인상수단(미도시)은 케이블을 감아 인상(引上)할 수 있도록 챔버(110)의 상부에 설치될 수 있다. 이 케이블의 하부에는 도가니(130) 내의 실리콘 용액(SM)에 접촉되어 인상되면서 단결정 잉곳(IG)을 성장시키는 종자결정이 설치될 수 있다. 단결정 잉곳의 성장 중 실리콘 융액(SM)으로 부터 열을 차단하기 위한 열실드(120)가 챔버(110) 내에 더 구비될 수 있다.The pulling means (not shown) may be installed on the upper portion of the chamber 110 so that the cable can be wound up (hook). A seed crystal for growing a single crystal ingot IG while being brought into contact with the silicon solution SM in the crucible 130 may be installed under the cable. A heat shield 120 may be further provided in the chamber 110 to block heat from the silicon melt SM during growth of the single crystal ingot.

상기 인상수단은 단결정 잉곳(IG) 성장 시 케이블을 감아 인상하면서 회전 운동하며, 이 때 실리콘 단결정 잉곳(IG)은 도가니(130)의 회전축과 동일한 축을 중심으로 하여 도가니(130)의 회전방향과 반대방향으로 회전시키면서 끌어 올릴 수 있다.The pulling means rotates while the cable is stretched while the single crystal ingot IG grows, and the silicon single crystal ingot IG is opposite to the rotation direction of the crucible 130 about the same axis as the rotation axis of the crucible 130. It can be pulled up while rotating in the direction.

실시예는 실리콘 단결정 성장 시의 산소 농도를 제어하기 위하여 석영 도가니(130)의 회전속도 또는 내부의 압력 조건 등 다양한 인자들을 조절할 수 있다. 예를 들어, 실시예는 산소 농도를 제어하거나 또는 챔버 내의 불순물 산화막 가스 등을 제거하기 위해 단결정 성장장치의 챔버(110) 내부에 불활성 가스, 예를 들어 아르곤 가스를 주입하여 챔버(110) 하부로 배출할 수 있는 배기 시스템을 포함할 수 있다.The embodiment may adjust various factors such as the rotational speed of the quartz crucible 130 or the pressure conditions therein to control the oxygen concentration during silicon single crystal growth. For example, the embodiment injects an inert gas, for example argon gas, into the chamber 110 of the single crystal growth apparatus to control the oxygen concentration or to remove the impurity oxide film gas, etc. in the chamber. It may include an exhaust system capable of exhausting.

실시예는 단결정 성장장치 내부에 불활성 가스의 흐름에 이상이 발생하기 전에 배기 배관에 증착된 불순물의 증착정도를 단결정 성장 공정 중에도 실시간으로 자동측정할 수 있는 단결정 성장장치의 배기 시스템 및 이를 포함하는 단결정 성장장치를 제공하고자 한다.An embodiment of the present invention provides an exhaust system of a single crystal growth apparatus and a single crystal including the same, in which a deposition degree of impurities deposited in an exhaust pipe is automatically measured in real time even during a single crystal growth process before an abnormal flow of an inert gas flows inside the single crystal growth apparatus. To provide a growth device.

이를 위해 실시예에 따른 배기 시스템은 도가니(130)에 수용되는 융액으로부터 발생하는 불순물 가스(P)를 배기하는 하나 이상의 배기 배관(160)과, 상기 배기 배관(160)의 온도를 측정하는 하나 이상의 온도측정 센서(170) 및 상기 온도측정 센서(170)를 제어하는 제어부(150)를 포함할 수 있다.To this end, the exhaust system according to the embodiment includes at least one exhaust pipe 160 for exhausting the impurity gas P generated from the melt contained in the crucible 130, and at least one temperature for measuring the temperature of the exhaust pipe 160. It may include a temperature measuring sensor 170 and a controller 150 for controlling the temperature measuring sensor 170.

도 2는 단결정 성장 횟수에 따른 산화막 증착 두께와 배관의 온도차이 예시도이다.2 is a diagram illustrating an oxide film deposition thickness and a pipe temperature difference according to the number of single crystal growths.

도 2와 같이 단결정 성장 횟수에 따라 배기 배관에 증착되는 산화막(Oxide)의 두께는 점점 증가하며, 이를 모니터링 한 결과 산화막 두께와 거의 비례하여 배기 배관의 온도차이가 발생하였다.As shown in FIG. 2, the thickness of the oxide film deposited on the exhaust pipe increases gradually as the number of single crystals grows. As a result of monitoring the temperature, the temperature difference of the exhaust pipe is almost in proportion to the thickness of the oxide film.

예를 들어, 실시예에 의하면 배기 배관(160)의 막힘 정도에 따라 온도 차이 발생하였으며, 배기 배관의 막힘 정도가 작은 배관에서는 고온의 가스(Gas)흐름이 보다 원활하여 상대적으로 고온을 나타내는 반면, 배기 배관의 막힘 정도가 큰 배관에 고온의 가스의 흐름이 원활하지 못하여 상대적으로 저온을 나타내었다.For example, according to the embodiment, a temperature difference occurs according to the degree of clogging of the exhaust pipe 160. In a pipe having a small degree of clogging of the exhaust pipe, hot gas flow is more smooth, indicating a relatively high temperature. The high degree of gas flow was not smooth in the pipe with a large degree of clogging of the exhaust pipe, and thus the temperature was relatively low.

이에 실시예는 배기 배관(160)마다 정해진 위치에 각각 온도측정 센서(170)를 장착하여 실시간으로 배기 배관(160)의 온도를 측정하여 그 온도 차이가 일정 수준 이상이 되면 배기 배관의 막힘 정도가 공정을 불안정하게 할 수 있음을 단결정 성장 공정중에도 실시간으로 자동 감지할 수 있다.Thus, the embodiment is equipped with a temperature measuring sensor 170 in each of the exhaust pipe 160 at a predetermined position to measure the temperature of the exhaust pipe 160 in real time, and if the temperature difference is more than a predetermined level, the degree of blockage of the exhaust pipe is increased. It can automatically detect in real time during the single crystal growth process that the process can be unstable.

예를 들어, 상기 배기 배관(160)은 제1 배기 배관(161)과 제2 배기 배관(162)을 포함할 수 있고, 상기 온도측정 센서(170)는 상기 제1 배기 배관(161)에 설치된 제1 온도측정 센서(171)와 상기 제2 배기 배관(162)에 설치된 제2 온도측정 센서(172)를 포함할 수 있으나 이에 한정되는 것은 아니다.For example, the exhaust pipe 160 may include a first exhaust pipe 161 and a second exhaust pipe 162, and the temperature measuring sensor 170 is installed in the first exhaust pipe 161. The first temperature measuring sensor 171 and the second temperature measuring sensor 172 installed in the second exhaust pipe 162 may include, but are not limited thereto.

상기 제어부(150)는 상기 각각의 배기 배관(160) 자체의 온도 변화를 감지할 수 있다. 예를 들어, 정상적인 상태에서의 배기 배관의 온도를 제1 온도(T1)라고 설정하고, 단결정 성장 공정 중에 배기 배관의 측정된 온도를 제2 온도(T2)라고 하면 제1 온도(T1)와 제2 온도(T2) 사이의 온도 차이(ΔTa)가 소정의 기준 예를 들어, 약 20℃ 이상 발생하는 경우 비정상 상태의 배기 배관으로 취급하여 후속조치를 취할 수 있다.The controller 150 may detect a temperature change of each exhaust pipe 160 itself. For example, if the temperature of the exhaust pipe in the normal state is set to the first temperature T1, and the measured temperature of the exhaust pipe during the single crystal growth process is called the second temperature T2, the first temperature T1 and the first temperature are set. When the temperature difference ΔT a between the two temperatures T2 is generated by a predetermined reference, for example, about 20 ° C. or more, it may be treated as an exhaust pipe in an abnormal state and subsequent actions may be taken.

또한, 실시예에서 상기 제어부(150)는 상기 배기 배관(160) 상호간의 온도 차이를 감지할 수 있다. 예를 들어, 단결정 성장 공정 중에 제1 배기 배관(161)과 제2 배기 배관(162) 사이의 온도 차이(ΔTb)가 소정의 기준 예를 들어, 약 20℃ 이상 발생하는 경우 비정상 상태의 배기 배관으로 취급하여 더 낮은 온도로 측정된 배기 배관에 대해 후속조치를 취할 수 있다.In addition, in an embodiment, the controller 150 may detect a temperature difference between the exhaust pipes 160. For example, when the temperature difference ΔT b between the first exhaust pipe 161 and the second exhaust pipe 162 occurs over a predetermined reference, for example, about 20 ° C. or more during the single crystal growth process, the exhaust gas is in an abnormal state. It can be treated as a pipe and follow up on the exhaust pipe measured at a lower temperature.

실시예에 따른 단결정 성장장치의 배기 시스템 및 이를 포함하는 단결정 성장장치에 의하면, 배기 배관의 온도변화를 감지하여 배기 배관에 증착된 불순물의 증착정도를 단결정 성장 공정 중에도 실시간으로 자동측정할 수 있다.According to the exhaust system of the single crystal growth apparatus and the single crystal growth apparatus including the same, the deposition degree of impurities deposited in the exhaust pipe may be automatically measured in real time even during the single crystal growth process by detecting the temperature change of the exhaust pipe.

도 3은 실시예에 따른 단결정 성장장치의 배기 시스템에서 배관의 온도차이에 따른 배기 가스 유량의 관계 예시도이다.3 is an exemplary view illustrating a relationship of exhaust gas flow rate according to a temperature difference of pipes in an exhaust system of a single crystal growth apparatus according to an embodiment.

실시예는 배기 배관에 증착된 불순물의 증착정도를 측정하여 배기 배관에 불순물이 증착된 정도에 따라 불순물을 제거할 수 있는 단결정 성장장치의 배기 시스템 및 이를 포함하는 단결정 성장장치를 제공하고자 한다.Embodiments provide an exhaust system of a single crystal growth apparatus capable of removing impurities according to a degree of deposition of impurities in an exhaust pipe by measuring a deposition degree of impurities deposited in an exhaust pipe, and a single crystal growth device including the same.

또한, 실시예는 복수로 분기된 배기 배관의 경우에 배관마다 증착된 정도를 정확히 측정하여 배관마다 증착된 불순물의 정도를 고려하여 불순물을 효과적으로 제거할 수 있는 단결정 성장장치의 배기 시스템 및 이를 포함하는 단결정 성장장치를 제공하고자 한다.In addition, the embodiment is an exhaust system of a single crystal growth apparatus that can effectively remove the impurities in consideration of the degree of impurities deposited in each pipe by accurately measuring the degree deposited on each pipe in the case of a plurality of branched exhaust pipe, and including the same It is intended to provide a single crystal growth apparatus.

이를 위해, 실시예는 상기 배기 배관(160)에 증착되는 불순물을 제거하는 불순물 제거가스를 공급하는 하나 이상의 불순물 제거가스 공급관(180)이 상기 각각의 배기 배관(160)과 연결되도록 설치될 수 있다. 예를 들어, 상기 불순물 제거가스 공급관(180)은 상기 제1 배기 배관(161)과 연결되는 제1 불순물 제거가스 공급관(181)과 상기 제2 배기 배관(162)과 연결되는 제2 불순물 제거가스 공급관(182)을 포함할 수 있으나 이에 한정되는 것은 아니다.To this end, an embodiment may be installed such that at least one impurity removal gas supply pipe 180 for supplying an impurity removal gas for removing impurities deposited in the exhaust pipe 160 is connected to each of the exhaust pipes 160. . For example, the impurity removal gas supply pipe 180 may include a first impurity removal gas supply pipe 181 connected to the first exhaust pipe 161 and a second impurity removal gas connected to the second exhaust pipe 162. The supply pipe 182 may include, but is not limited thereto.

상기 불순물 제거가스는 불순물 제거가스 저장소(194)에서 공급될 수 있으며, 상기 불순물 제거가스는 HF 또는 CF_x 라디칼 등을 채용할 수 있으나 이에 한정되는 것은 아니다.The impurity removal gas may be supplied from the impurity removal gas reservoir 194, and the impurity removal gas may employ HF or CF_x radicals, but is not limited thereto.

실시예는 상기 불순물 제거가스 공급관(180)에 설치된 유량제어부(MFC: Mass Flow Controlller)(192)를 더 포함하여 온도측정 센서(170)에서 측정된 온도차이에 따라 각각의 불순물 제거가스 공급관(180)에서의 불순물 제거가스의 유량을 조절할 수 있다.The embodiment further includes a mass flow controller (MFC) 192 installed in the impurity removal gas supply pipe 180, and according to the temperature difference measured by the temperature measuring sensor 170, each impurity removal gas supply pipe 180. Flow rate of the impurity removal gas at

예를 들어, 상기 제어부(150)는 상기 배기 배관(160) 자체의 온도 변화를 감지하고, 상기 불순물 제거가스 공급관(180)은 상기 온도 변화에 따라 불순물 제거가스를 공급할 수 있다.For example, the controller 150 may sense a temperature change of the exhaust pipe 160 itself, and the impurity removal gas supply pipe 180 may supply the impurity removal gas according to the temperature change.

또는, 상기 제어부(150)는 상기 배기 배관(160) 상호 간의 온도차이를 감지하고, 상기 불순물 제거가스 공급관(180)은 온도가 낮게 측정되는 배기 배관에 불순물 제거가스를 공급할 수 있다.Alternatively, the controller 150 may detect a temperature difference between the exhaust pipes 160, and the impurity removal gas supply pipe 180 may supply the impurity removal gas to the exhaust pipe whose temperature is measured to be low.

예를 들어, 측정된 온도에 따라 산화막(Oxide)이 증착된 것을 감지하고 배기 배관(160)에 불산(HF)을 투입시켜 산화막을 제거할 수 있다. 이때 MFC(Mass Flow Controller)와 온도측정 센서(170)를 제어부(150)에서 제어하여 온도 차이의 정도에 따라 자동으로 불순물 제거가스의 유량을 제어하여 산화막을 제거할 수 있다.For example, the oxide film may be removed by detecting that an oxide film is deposited according to the measured temperature and injecting hydrofluoric acid (HF) to the exhaust pipe 160. At this time, the mass flow controller (MFC) and the temperature measuring sensor 170 may be controlled by the controller 150 to automatically control the flow rate of the impurity removal gas according to the degree of temperature difference to remove the oxide film.

예를 들어, 배기 배관(160)의 정해진 위치에 온도측정 센서(170)를 부착하여 배기 배관(160)의 온도를 측정하고, 제어부(150)로 전송된 온도데이터(Temperature Data)를 기초로 온도차이를 감지하고, 이에 따라 유량제어부(150)로 불순물 제거가스의 유량을 전송하며, 불순물 제거가스의 유량을 전송받은 유량제어부(150)는 불순물 제거가스의 유량을 자동으로 조절하여 증착된 불순물을 제거할 수 있다.For example, the temperature measuring sensor 170 is attached to a predetermined position of the exhaust pipe 160 to measure the temperature of the exhaust pipe 160 and based on the temperature data transmitted to the control unit 150. The difference is detected, and accordingly, the flow rate of the impurity removal gas is transmitted to the flow rate control unit 150, and the flow rate control unit 150, which has received the flow rate of the impurity removal gas, automatically adjusts the flow rate of the impurity removal gas to remove the deposited impurities. Can be removed.

실시예에 따른 배기 시스템 및 이를 포함하는 단결정 성장장치에 의하면, 배기 배관의 온도변화를 자동 측정함으로써 배기 배관에 증착된 불순물의 증착정도를 실시간으로 측정할 수 있고, 이를 통해 배기 배관에 불순물이 증착된 정도에 따라 불순물을 제거할 수 있다.According to the exhaust system and the single crystal growth apparatus including the same according to the embodiment, the degree of deposition of impurities deposited in the exhaust pipe can be measured in real time by automatically measuring the temperature change of the exhaust pipe, thereby depositing impurities in the exhaust pipe. The impurities can be removed according to the degree.

즉, 실시예는 배기 배관에 온도 센서를 장착하고 실시간으로 배관의 온도를 측정하여 온도 차이가 일정 수준 이상이 되면 제어부(Control Board)에서 배관에 불술물 제거가스를 넣어주도록 유량제어부(MFC: Mass Flow Controlller)에 신호를 보내어 증착된 산화막 불순물을 제거하여 배기 배관을 항상 깨끗하게 유지할 수 있어 공정진행에 안정성을 확보할 수 있다.That is, the embodiment is equipped with a temperature sensor in the exhaust pipe and measuring the temperature of the pipe in real time, when the temperature difference is more than a certain level flow control unit (MFC: Mass) to put the removal gas to the pipe from the control board (Control Board) By sending a signal to the flow controller, the deposited oxide impurities are removed to keep the exhaust pipe clean at all times, thus ensuring stability in process progress.

또한, 실시예는 복수로 분기된 배기 배관의 경우에 배관마다 온도변화를 측정하도록 하여 배관마다 증착된 정도를 정확히 측정할 수 있고, 이에 따라 배관마다 증착된 불순물의 정도를 고려하여 불순물을 효과적으로 제거할 수 있다.In addition, the embodiment can measure the temperature change for each pipe in the case of a plurality of branched exhaust pipe to accurately measure the degree deposited on each pipe, thereby effectively removing impurities in consideration of the degree of impurities deposited for each pipe can do.

이상에서 실시예들에 설명된 특징, 구조, 효과 등은 적어도 하나의 실시예에 포함되며, 반드시 하나의 실시예에만 한정되는 것은 아니다. 나아가, 각 실시예에서 예시된 특징, 구조, 효과 등은 실시예들이 속하는 분야의 통상의 지식을 가지는 자에 의해 다른 실시예들에 대해서도 조합 또는 변형되어 실시 가능하다. 따라서 이러한 조합과 변형에 관계된 내용들은 실시예의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.The features, structures, effects and the like described in the embodiments are included in at least one embodiment and are not necessarily limited to only one embodiment. Furthermore, the features, structures, effects, and the like illustrated in each embodiment may be combined or modified with respect to other embodiments by those skilled in the art to which the embodiments belong. Accordingly, the contents of such combinations and modifications should be construed as being included in the scope of the embodiments.

또한, 이상에서 실시예를 중심으로 설명하였으나 이는 단지 예시일 뿐 실시예를 한정하는 것이 아니며, 실시예가 속하는 분야의 통상의 지식을 가진 자라면 본 실시예의 본질적인 특성을 벗어나지 않는 범위에서 이상에 예시되지 않은 여러 가지의 변형과 응용이 가능함을 알 수 있을 것이다. 예를 들어, 실시예에 구체적으로 나타난 각 구성 요소는 변형하여 실시할 수 있는 것이다. 그리고 이러한 변형과 응용에 관계된 차이점들은 첨부된 청구 범위에서 규정하는 실시예의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.In addition, the above description has been made with reference to the embodiments, which are merely examples and are not intended to limit the embodiments, and those skilled in the art to which the embodiments belong may not be exemplified above without departing from the essential characteristics of the embodiments. It will be understood that various modifications and applications are possible. For example, each component specifically shown in the embodiments can be modified and implemented. And differences relating to these modifications and applications will have to be construed as being included in the scope of the embodiments defined in the appended claims.

Claims (16)

삭제delete 삭제delete 삭제delete 삭제delete 삭제delete 삭제delete 삭제delete 삭제delete 도가니를 구비하는 챔버;
상기 도가니에 수용되는 융액으로부터 발생하는 불순물 가스를 배기하는 하나 이상의 배기 배관;
상기 배기 배관의 온도를 측정하는 하나 이상의 온도측정 센서;
상기 온도측정 센서를 제어하는 제어부;
상기 각각의 배기 배관과 연결되도록 설치되어 상기 배기 배관에 증착되는 불순물을 제거하는 불순물 제거가스를 공급하는 하나 이상의 불순물 제거가스 공급관; 및
상기 불순물 제거가스 공급관에 설치된 유량제어부(MFC: Mass Flow Controller);를 포함하고
상기 제어부는 상기 배기 배관 자체의 온도 변화를 감지하며
상기 불순물 제거가스 공급관은 상기 배기 배관 자체의 온도 변화에 따라 불순물 제거가스를 공급하는 것을 특징으로 하고,
상기 제어부는 상기 배기 배관 상호 간의 온도차이를 감지하며
상기 불순물 제거가스 공급관은 상기 배기 배관 중 온도가 낮게 측정되는 배기 배관에 불순물 제거가스를 공급하는 단결정 성장장치.A chamber having a crucible;
At least one exhaust pipe for exhausting impurity gas generated from the melt contained in the crucible;
At least one temperature measuring sensor for measuring a temperature of the exhaust pipe;
A control unit controlling the temperature measuring sensor;
At least one impurity removal gas supply pipe installed to be connected to each of the exhaust pipes and supplying an impurity removal gas to remove impurities deposited in the exhaust pipes; And
And a mass flow controller (MFC) installed in the impurity removal gas supply pipe.
The control unit detects a temperature change of the exhaust pipe itself
The impurity removal gas supply pipe is characterized in that for supplying the impurity removal gas according to the temperature change of the exhaust pipe itself,
The control unit detects the temperature difference between the exhaust pipes
The impurity removal gas supply pipe is a single crystal growth apparatus for supplying the impurity removal gas to the exhaust pipe is measured to be low temperature in the exhaust pipe. 제9 항에 있어서,
상기 온도측정 센서는
상기 배기 배관마다 설치되는 단결정 성장장치.10. The method of claim 9,
The temperature measuring sensor
A single crystal growth apparatus provided for each exhaust pipe. 삭제delete 삭제delete 삭제delete 삭제delete 삭제delete 삭제delete
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