KR101467688B1 - Single crystal ingot growing apparatus - Google Patents

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KR101467688B1
KR101467688B1 KR20130079396A KR20130079396A KR101467688B1 KR 101467688 B1 KR101467688 B1 KR 101467688B1 KR 20130079396 A KR20130079396 A KR 20130079396A KR 20130079396 A KR20130079396 A KR 20130079396A KR 101467688 B1 KR101467688 B1 KR 101467688B1
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tube
crucible
single crystal
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tube units
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KR20130079396A
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한조욱
이상준
이송언
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주식회사 엘지실트론
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    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C30—CRYSTAL GROWTH
    • C30B—SINGLE-CRYSTAL GROWTH; UNIDIRECTIONAL SOLIDIFICATION OF EUTECTIC MATERIAL OR UNIDIRECTIONAL DEMIXING OF EUTECTOID MATERIAL; REFINING BY ZONE-MELTING OF MATERIAL; PRODUCTION OF A HOMOGENEOUS POLYCRYSTALLINE MATERIAL WITH DEFINED STRUCTURE; SINGLE CRYSTALS OR HOMOGENEOUS POLYCRYSTALLINE MATERIAL WITH DEFINED STRUCTURE; AFTER-TREATMENT OF SINGLE CRYSTALS OR A HOMOGENEOUS POLYCRYSTALLINE MATERIAL WITH DEFINED STRUCTURE; APPARATUS THEREFOR
    • C30B15/00—Single-crystal growth by pulling from a melt, e.g. Czochralski method
    • C30B15/20—Controlling or regulating
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    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
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    • C30B29/00—Single crystals or homogeneous polycrystalline material with defined structure characterised by the material or by their shape
    • C30B29/02—Elements
    • C30B29/06—Silicon

Abstract

According to the present invention, provided is a single crystal ingot manufacturing apparatus including: a chamber; a crucible installed in the chamber and containing a silicon solution for growing a single crystal ingot; a heater installed around the crucible and heating the crucible; a heat insulating material installed between an inner wall of the chamber and the periphery of the heater; a heat shield suspended between the single crystal ingot and the crucible and cooling the single crystal ingot; and an upper tube having a cylindrical shape and installed between the heat insulating material and the heat shield, wherein the upper tube includes an upper ring to which the heat shield is fixed, a lower ring to which the heat insulating material is fixed, tube units vertically stacked between the upper and lower rings and formed of a carbon material, and tube connecting parts formed of a molybdenum material and disposed between the upper ring, the lower ring, and the tube units, respectively, to maintain the shapes of the tube units.

Description

단결정 잉곳 제조장치{SINGLE CRYSTAL INGOT GROWING APPARATUS}[0001] SINGLE CRYSTAL INGOT GROWING APPARATUS [0002]

본 발명은 도가니 상측에 불순물 유입 및 단열효과 극대화를 위하여 상부 튜브가 구비된 단결정 잉곳 제조장치에 관한 것으로서, 특히 상부 튜브가 여러 개의 튜브 유닛들을 적층한 형태로 구성하더라도 튜브 유닛들의 적층면에서 발생되는 칩 등이 도가니로 유입되는 것을 방지할 수 있는 단결정 잉곳 제조장치에 관한 것이다.The present invention relates to a single crystal ingot manufacturing apparatus provided with an upper tube for maximizing impure influx and adiabatic effect on the upper side of a crucible. In particular, even if the upper tube is constructed by stacking a plurality of tube units, Chips or the like from flowing into the crucible.

일반적으로 단결정 잉곳은 다결정 실리콘을 고온에서 용융시킨 다음, 쵸크랄스키 방법(Czochralski method : CZ 방법) 등으로 결정을 성장시켜 봉형상으로 제조하고, 이러한 단결정 잉곳을 얇게 슬라이싱하여 웨이퍼로 생산한다.In general, a single crystal ingot is produced by melting polycrystalline silicon at a high temperature and then growing the crystal by a Czochralski method (Czochralski method) or the like to produce a rod shape, and slicing the single crystal ingot into a thin wafer to produce a wafer.

보통, 실리콘 단결정을 CZ 방법에 의해 결정 성장시키는 단결정 잉곳 성장제조장치는 고체 원료가 담겨진 도가니가 히터에 의해 가열되고, 도가니 내의 융액에 시드가 담겨진 다음, 시드로부터 결정이 성장되는 시간을 고려하여 시드를 회전시키는 동시에 끌어올리게 된다. 이때, 융액 계면으로부터 잉곳이 성장하게 되는데, 계면과 근접한 위치에서 잉곳을 냉각시키기 위하여 열실드가 구비된다.Generally, a single crystal ingot growing apparatus for crystal-growing a silicon single crystal by the CZ method is a system in which a crucible containing a solid raw material is heated by a heater, a seed is contained in the melt in the crucible, And simultaneously pulls it up. At this time, the ingot grows from the melt interface, and a heat shield is provided to cool the ingot at a position close to the interface.

따라서, CZ 방법에 의해 만들어진 단결정 잉곳의 결함특성은 결정의 인상속도 및 냉각 등의 성장 조건에 크게 의존하게 되는데, 성장 계면 근처의 열환경을 조절함으로써, 결정 결합의 종류 및 분포를 제어하고 있다.Therefore, the defect characteristics of the single crystal ingot produced by the CZ method depend greatly on the crystal growth rate and the growth conditions such as cooling. By controlling the thermal environment near the growth interface, the type and distribution of crystal bonds are controlled.

한국공개특허 제2002-0041203호에는 챔버와, 도가니와, 도가니 지지대와, 히터와, 단열재와, 열실드를 포함하는 구비된 단결정 잉곳 제조장치가 개시되고 있는데, 열실드는 단결정 잉곳의 결함특성을 개선시키기 위하여 특정한 차폐부 형상을 갖도록 구성되고 있다.Korean Patent Publication No. 2002-0041203 discloses an apparatus for producing a single crystal ingot including a chamber, a crucible, a crucible support, a heater, a heat insulating material, and a heat shield. It is configured to have a specific shape of a shield to improve it.

이때, 상기 열실드와 단열재 사이에는 상부 튜브가 배치되는데, 상기 상부 튜브는 상부링과 하부링 사이에 복수개의 튜브 유닛이 적층된 구조로써, 크랙(Crack) 또는 칩(Chip) 발생 시에 부분적인 교체가 가능하도록 복수개의 튜브 유닛이 적층되게 구성된다.At this time, an upper tube is disposed between the heat shield and the heat insulating material. The upper tube has a structure in which a plurality of tube units are stacked between the upper ring and the lower ring. A plurality of tube units are stacked so as to be replaceable.

따라서, 상기 상부 튜브는 상기 단열재와 열실드 사이의 공간을 차단하여 상기 단열재로부터의 불순물 등이 상기 도가니 내부로 유입되는 것을 방지하고, 단열 효과를 높일 수 있다.Therefore, the upper tube blocks a space between the heat insulating material and the heat shield, thereby preventing impurities or the like from the heat insulating material from entering the crucible, and enhancing the heat insulating effect.

그런데, 종래의 단결정 잉곳 제조장치는 탄소 재질의 튜브 유닛들이 상부링과 하부링 사이에서 적층된 구조이기 때문에 튜브 유닛들의 적층면에서 마찰 또는 마모 등으로 인하여 그라파이트 칩(Graphite)이 발생될 수 있다.However, since the conventional single crystal ingot manufacturing apparatus has a structure in which carbon tube units are laminated between the upper ring and the lower ring, a graphite chip can be generated due to friction or abrasion on the lamination surface of the tube units.

따라서, 종래의 단결정 잉곳 제조장치는 튜브 유닛들의 적층면에서 떨어진 칩이 튜브 유닛들의 내주면 방향으로 떨어져 실리콘 융액으로 유입될 수 있고, 이로 인하여 이로 인하여 웨이퍼의 탄소 함유량에 영향을 미쳐 웨이퍼의 품질을 떨어뜨리는 문제점이 있다.Therefore, in the conventional single crystal ingot manufacturing apparatus, a chip separated from the lamination surface of the tube units can be introduced into the silicon melt away from the inner circumferential surface of the tube units, thereby affecting the carbon content of the wafer, There is a problem.

물론, 튜브 유닛들의 적층면에서 칩이 발생되기 전에 튜브 유닛들을 부분적으로 교체할 수 있지만, 튜브 유닛들의 조기 교체로 인하여 생산비용이 높아질 뿐 아니라 튜브 유닛들의 적층면 사이로 열이 빠져나가 생산 효율을 떨어뜨리는 문제점이 있다.Of course, it is possible to partially replace the tube units before the chip is formed on the lamination side of the tube units, but the premature replacement of the tube units not only increases the production cost, but also causes heat to escape through the lamination faces of the tube units, There is a problem.

본 발명은 상기한 종래 기술의 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 상부 튜브를 구성하는 여러 개의 튜브 유닛에서 칩이 발생되더라도 도가니 내부로 유입되는 것을 방지할 수 있는 단결정 잉곳 제조장치를 제공하는데 그 목적이 있다.Disclosure of Invention Technical Problem [8] Accordingly, the present invention has been made keeping in mind the above problems occurring in the prior art, and an object of the present invention is to provide a single crystal ingot manufacturing apparatus capable of preventing ingress of chips into a crucible, .

또한, 본 발명은 상부 튜브를 구성하는 여러 개의 튜브 유닛이 단차진 적층면을 가지더라도 서로 정확한 위치에 조립하여 칩 발생을 방지할 수 있는 단결정 잉곳 제조장치를 제공하는데 그 목적이 있다.Another object of the present invention is to provide a single crystal ingot manufacturing apparatus capable of preventing chips from being assembled to each other at a precise position even if several tube units constituting the upper tube have a stepped laminated surface.

본 발명은 챔버; 상기 챔버 내부에 설치되고, 단결정 잉곳을 성장시키기 위한 실리콘 융액이 담기는 도가니; 상기 도가니 둘레에 설치되고, 상기 도가니를 가열하는 히터; 상기 챔버 내벽과 상기 히터 둘레 사이에 설치된 단열재; 상기 단결정 잉곳과 도가니 사이에 매달리도록 설치되고, 상기 단결정 잉곳을 냉각시키는 열실드; 및 상기 단열재와 상기 열실드 사이에 설치된 원통형 상부 튜브(upper tube);를 포함하고, 상기 상부 튜브는, 상기 열실드가 고정되는 상부링과, 상기 단열재가 고정되는 하부링과, 상기 상부링과 하부링 사이에 상하 방향으로 적층된 카본 재질의 튜브 유닛들과, 상기 상부링과 하부링과 튜브 유닛들 사이에 각각 구비되어 상기 튜브 유닛들의 형상을 유지하는 몰리브덴 재질의 튜브 연결부들을 포함하는 단결정 잉곳의 제조장치를 제공한다.The present invention provides a chamber comprising: a chamber; A crucible provided in the chamber and containing a silicon melt for growing a single crystal ingot; A heater installed around the crucible for heating the crucible; A heat insulating material disposed between the chamber inner wall and the heater; A heat shield installed between the single crystal ingot and the crucible to cool the single crystal ingot; And a cylindrical upper tube disposed between the heat insulating material and the heat shield, wherein the upper tube includes an upper ring to which the heat shield is fixed, a lower ring to which the heat insulating material is fixed, A plurality of molten metal tube connecting portions provided between the upper ring and the lower ring and the tube units to maintain the shapes of the tube units, Of the present invention.

본 발명에 따른 단결정 잉곳 제조장치는 상부링과 하부링 사이에 튜브 유닛들이 적층된 형태로 상부 튜브를 형성하더라도 탄소 재질의 튜브 유닛들 사이에 몰리브덴 재질의 튜브 연결부들이 장착되기 때문에 튜브 유닛들로부터 칩이 발생되더라도 튜브 연결부들에 의해 상부 튜브의 형상을 유지하여 칩이 도가니 내부로 떨어지는 것을 방지할 수 있고, 이로 인하여 웨이퍼의 탄소 함유량을 일정하게 유지하여 웨이퍼의 품질을 높일 수 있는 이점이 있다.The single crystal ingot manufacturing apparatus according to the present invention is capable of manufacturing a single crystal ingot according to the present invention even if the upper tube is formed by stacking the tube units between the upper ring and the lower ring because molybdenum tube connection portions are mounted between the carbon tube units, It is possible to prevent the chip from falling into the crucible by keeping the shape of the upper tube by the tube connection portions, thereby keeping the carbon content of the wafer constant and improving the quality of the wafer.

또한, 본 발명에 따른 단결정 잉곳 제조장치는 상부 튜브를 형성하는 튜브 유닛들이 단차진 적층면을 가지더라도 그 적층면에 'H'형 단면을 가진 튜브 연결부가 장착되기 때문에 튜브 유닛들을 정확한 위치에서 서로 조립되도록 하여 수평 방향으로 쏠림 현상을 방지할 뿐 아니라 유격을 억제할 수 있고, 이로 인하여 튜브 유닛들 사이의 마찰로 인하여 칩 발생을 방지할 수 있는 이점이 있다.In addition, the single crystal ingot manufacturing apparatus according to the present invention is characterized in that even though the tube units forming the upper tube have a stepped laminated surface, since tube connecting portions having an "H" shaped cross section are mounted on the laminated surface thereof, So that it is possible not only to prevent the horizontal displacement but also to prevent the clearance, and as a result, it is possible to prevent chip generation due to friction between the tube units.

도 1은 본 발명에 따른 단결정 잉곳 제조장치가 도시된 측단면도.
도 2는 도 1의 A 부분이 상세히 도시된 도면.
도 3은 본 발명의 주요부인 상부 튜브 적층구조의 제1실시예가 개략적으로 도시된 측단면도.
도 4는 도 3에 적용된 'L'형 튜브 연결부가 도시된 측단면도.
도 5는 도 3에 적용된 'T'형 튜브 연결부가 도시된 측단면도.
도 6은 본 발명의 주요부인 상부 트브 적층구조의 제2실시예가 개략적으로 도시된 측단면도.
도 7은 도 6에 적용된 'L'형 튜브 연결부가 이중 적층된 구조가 도시된 측단면도.
도 8은 본 발명의 주요부인 상부 튜브 적층구조의 제3실시예가 개략적으로 도시된 측단면도.
도 9는 도 8에 적용된 'H'형 튜브 연결부가 도시된 측단면도.1 is a side cross-sectional view of a single crystal ingot manufacturing apparatus according to the present invention.
Fig. 2 is a detailed view of a portion A of Fig. 1; Fig.
3 is a side cross-sectional view schematically illustrating a first embodiment of an upper tube laminate structure that is a major part of the present invention.
FIG. 4 is a side cross-sectional view showing the 'L' type tube connection portion applied to FIG. 3; FIG.
FIG. 5 is a side cross-sectional view showing a 'T' type tube connection applied to FIG. 3; FIG.
6 is a side cross-sectional view schematically illustrating a second embodiment of a top-bump laminate structure that is a major part of the present invention.
FIG. 7 is a cross-sectional side view showing a structure in which 'L' -type tube connection portions applied to FIG. 6 are stacked. FIG.
8 is a side cross-sectional view schematically illustrating a third embodiment of an upper tube laminate structure that is a major part of the present invention.
FIG. 9 is a side sectional view showing the 'H' type tube connection portion applied to FIG. 8; FIG.

이하에서는, 본 실시예에 대하여 첨부되는 도면을 참조하여 상세하게 살펴보도록 한다. 다만, 본 실시예가 개시하는 사항으로부터 본 실시예가 갖는 발명의 사상의 범위가 정해질 수 있을 것이며, 본 실시예가 갖는 발명의 사상은 제안되는 실시예에 대하여 구성요소의 추가, 삭제, 변경 등의 실시변형을 포함한다고 할 것이다. Hereinafter, the present embodiment will be described in detail with reference to the accompanying drawings. It should be understood, however, that the scope of the inventive concept of the present embodiment can be determined from the matters disclosed in the present embodiment, and the spirit of the present invention possessed by the present embodiment is not limited to the embodiments in which addition, Variations.

도 1은 본 발명에 따른 단결정 잉곳 제조장치가 도시된 측단면도이고, 도 2는 도 1의 A 부분이 상세히 도시된 도면이다.FIG. 1 is a side sectional view showing a single crystal ingot manufacturing apparatus according to the present invention, and FIG. 2 is a detailed view of a portion A in FIG.

본 발명의 단결정 잉곳 제조장치는 도 1 내지 도 2에 도시된 바와 같이 챔버(110)와, 도가니(120)와, 히터(130)와, 단열재(140)와, 열실드(150)와, 상부 튜브(200)를 포함하도록 구성된다.The single crystal ingot manufacturing apparatus of the present invention comprises a chamber 110, a crucible 120, a heater 130, a heat insulating material 140, a heat shield 150, Tube 200 as shown in FIG.

상기 챔버(110)는 고온 환경을 제공하는 일종의 밀폐된 공간으로써, 잉곳을 상방으로 인상될 수 있는 경로를 제공한다.The chamber 110 is a kind of closed space providing a high-temperature environment, and provides a path through which the ingot can be pulled upward.

상기 도가니(120)는 상기 챔버(110) 내부에 회전 가능한 형태로 지지되고, 고체 원료를 공급하여 고온 하에서 용융된 융액이 담겨지게 되는데, 보통 석영도가니와 흑연도가니가 겹쳐진 이중 형태로 구성된다. 물론, 상기 도가니(120) 내부의 실리콘 융액으로부터 잉곳을 성장시키게 된다.The crucible 120 is rotatably supported in the chamber 110, and a solid material is supplied to contain the molten melt at a high temperature. In general, the crucible 120 is formed in a double shape in which a quartz crucible and a graphite crucible are overlapped. Of course, the ingot is grown from the silicon melt in the crucible 120.

상기 히터(130)는 상기 도가니(120)를 가열할 수 있도록 상기 도가니(120)의 둘레에 원통 형상으로 구비되며, 온도 조절을 통하여 고온 환경을 제공한다.The heater 130 is cylindrically provided around the crucible 120 to heat the crucible 120 and provides a high temperature environment through temperature control.

상기 단열재(140)는 상기 히터(130)로부터 발생되는 열이 상기 챔버(110) 외부로 빠져나가는 것을 방지하기 위하여 상기 히터(120) 둘레에 원통 형상으로 구비된다. The heat insulating material 140 is cylindrically formed around the heater 120 to prevent heat generated from the heater 130 from escaping to the outside of the chamber 110.

상기 열실드(150)는 하기에서 설명될 상부 튜브(200)에 의해 상기 단열재(140) 상단에 고정되고, 상기 도가니(120) 내부에 매달린 형태로 배치된다. 이때, 상기 열실드(150)는 잉곳이 통과할 수 있는 원통 형상으로 형성되는데, 하부에서 상부로 갈수록 직경이 넓어질 뿐 아니라 공급 가스의 유동을 원활하게 안내하도록 완만한 곡면 형상으로 구성된다. 따라서, 상기 열실드(150)는 상기 히터(120)로부터 잉곳으로 열을 차단하여 잉곳을 냉각시키게 되는데, 냉각 효과를 높이기 위하여 상기 열실드(150) 내부에 냉각수가 순환되는 형태로도 구성될 수 있다.The heat shield 150 is fixed to the upper end of the heat insulating material 140 by an upper tube 200 to be described later and is disposed in a suspended form inside the crucible 120. At this time, the heat shield 150 is formed in a cylindrical shape through which the ingot can pass, and has a curved surface shape so as to smoothly guide the flow of the feed gas as well as to have a wider diameter from the lower part to the upper part. Accordingly, the heat shield 150 blocks the heat from the heater 120 to the ingot to cool the ingot. In order to increase the cooling effect, the heat shield 150 may be configured such that the cooling water circulates inside the heat shield 150 have.

상기 상부 튜브(200)는 상기 열실드(150)를 상기 단열재(140) 상단에 고정시킬 뿐 아니라 상기 단열재(140)로부터 발생된 이물질 등이 상기 도가니(120) 내부로 유입되는 것을 방지하기 위하여 구비된다.The upper tube 200 is used to fix the heat shield 150 to the upper end of the heat insulating material 140 and to prevent foreign substances or the like generated from the heat insulating material 140 from flowing into the crucible 120 do.

보다 상세하게, 상기 상부 튜브(200)는 상기 열실드(150)의 상단을 하측에서 지지하는 상부링(210)과, 상기 단열재(140) 상단에 고정되는 하부링(220)과, 상기 상부링(210)과 하부링(220) 사이에 상하 방향으로 적층된 튜브 유닛들(230)로 이루어진다. 이때, 상기 상부링(210)은 카본 복합 재질(Carbon composite material)로 구성되는 반면, 상기 하부링(220)과 튜브 유닛들(230)은 카본 재질(Carbon)로만 구성된다.More specifically, the upper tube 200 includes an upper ring 210 supporting the upper end of the heat shield 150 from below, a lower ring 220 fixed to the upper end of the heat insulating material 140, And tube units 230 stacked in the vertical direction between the lower ring 210 and the lower ring 220. At this time, the upper ring 210 is made of a carbon composite material, while the lower ring 220 and the tube units 230 are made of a carbon material.

상기 튜브 유닛들(230)은 원통 형상으로 형성되는데, 부분적으로 교체 가능하도록 여러 개가 적층된 형태로 구성되며, 일예로 제1,2,3튜브 유닛들(231,232,233)이 적층된 형태로 구성될 수 있다. The tube units 230 are formed in a cylindrical shape. The tube units 230 may be partially laminated so as to be partially replaceable. For example, the first, second and third tube units 231, 232 and 233 may be stacked have.

이때, 상기 제1튜브 유닛(231)은 상기 상부링(210)의 하측에 구비된 홈에 끼워진 형태로 적층되는데, 서로 수평한 접촉면을 가지도록 적층되고, 상기 제3튜브 유닛(233)도 역시 상기 하부링(220)의 상측에 구비된 홈에 끼워진 형태로 적층되는데, 서로 수평한 접촉면을 가지도록 적층된다.At this time, the first tube unit 231 is stacked in a shape fitted in a groove provided on the lower side of the upper ring 210. The third tube unit 233 is also laminated so as to have a horizontal contact surface, Are stacked in a manner sandwiching the groove provided on the upper side of the lower ring 220, and are stacked so as to have a horizontal contact surface with each other.

반면, 상기 제1,2튜브 유닛(231,232)과 상기 제2,3튜브 유닛(232,233)은 서로 단차진 접촉면을 가지도록 적층되는데, 접촉면이 좁더라도 적층 위치를 정확하게 맞추기 위하여 서로 단차진 접촉면을 가지도록 적층되는 것이 바람직하다.On the other hand, the first and second tube units 231 and 232 and the second and third tube units 232 and 233 are laminated so as to have a stepped contact surface. In order to accurately align the lamination positions even if the contact surface is narrow, .

이와 같이, 상기 상부 튜브(200)는 상기 상부링(210)과 하부링(220) 사이에 상기 튜브 유닛들(230)이 적층된 형태로 구성되는데, 상기 튜브 유닛들(230)의 접촉면에서 마찰 또는 마모 등에 의해 칩 등이 발생되더라도 상기 상부 튜브(210)의 형상을 그대로 유지시킬 뿐 아니라 칩이 상기 도가니(120) 내부의 융액으로 투입되는 것을 방지하기 위하여 하기에서 설명될 다양한 튜브 연결부(240 : 도 3에 도시)가 장착될 수 있다.The upper tube 200 is configured such that the tube units 230 are stacked between the upper ring 210 and the lower ring 220. The friction between the tube units 230 The various tube connection portions 240 to be described below are formed to prevent the chip from being injected into the melt in the crucible 120. In addition, 3) can be mounted.

도 3은 본 발명의 주요부인 상부 튜브 적층구조의 제1실시예가 개략적으로 도시된 측단면도이고, 도 4 내지 도 5는 도 3에 적용된 'L'형 튜브 연결부 및 'T'형 튜브 연결부가 도시된 측단면도이다.FIG. 3 is a side cross-sectional view schematically showing a first embodiment of the upper tube laminate structure which is a main part of the present invention, and FIGS. 4 to 5 illustrate the 'L' type tube connection part and the 'T' Fig.

상기 상부 튜브(200)의 적층구조의 제1실시예는 도 3 내지 도 5에 도시된 바와 같이 상부링(210)과 하부링(220) 사이에 튜브 유닛들(230)이 상하 방향으로 적층되고, 상기 튜브 유닛들(230)의 내경 방향에서 상기 튜브 유닛들(230) 사이에 튜브 연결부들(240)이 끼워진 형태로 적층된다.The first embodiment of the laminated structure of the upper tube 200 is such that the tube units 230 are stacked in the vertical direction between the upper ring 210 and the lower ring 220 as shown in FIGS. And tube connection portions 240 are interposed between the tube units 230 in the inner diameter direction of the tube units 230.

상기 튜브 유닛들(230)은 분리 및 교체가 용이하도록 제1,2,3튜브 유닛들(231,232,233)이 상하 방향으로 적층되며, 상기에서 설명한 바와 같이 카본 재질의 원통 형상으로 구성된다. The first, second and third tube units 231, 232 and 233 are stacked in the vertical direction so that the tube units 230 can be easily separated and replaced. The first, second and third tube units 231, 232 and 233 are cylindrically shaped as described above.

상기 튜브 연결부들(240)은 상기 튜브 유닛들(230)의 내주면을 일부 감싸는 형태의 링 형상으로 형성되는데, 제1실시예에서는 단면이 'L'형인 링 형상의 L-튜브 연결부(241)와, 단면이 'T'형인 링 형상의 T-튜브 연결부(242)가 적용될 수 있으며, 마찰 또는 마모 등에 견딜 수 있는 강성이 높은 몰리브덴 재질이 적용되는 것이 바람직하다.The tube connection portions 240 are formed in a ring shape that partially encloses the inner circumferential surface of the tube units 230. In the first embodiment, the ring-shaped L-tube connection portion 241 having an L- And a ring-shaped T-tube connection portion 242 having a T-shaped cross section may be applied, and a molybdenum material having high rigidity capable of withstanding friction, abrasion, or the like is preferably applied.

이때, 상기 L-튜브 연결부(241)는 상기 상부링(210)과 제1튜브 유닛(231) 사이의 수평한 접촉면 또는 상기 하부링(220)과 제3튜브 유닛(233) 사이의 수평한 접촉면에 각각 끼워지도록 설치된다. 따라서, 상기 L-튜브 연결부(241)는 상기 상부링(210)과 인접한 제1튜브 유닛(231)의 상단 및 그 내주면 일부를 감싸도록 설치되거나, 상기 하부링(220)과 인접한 제3튜브 유닛(233)의 하단 및 그 내주면 일부를 감싸도록 설치된다. The L-tube connection 241 may be a horizontal contact surface between the upper ring 210 and the first tube unit 231 or a horizontal contact surface between the lower ring 220 and the third tube unit 233. [ Respectively. The L-tube connection part 241 may be installed to surround the upper end of the first tube unit 231 adjacent to the upper ring 210 and a part of the inner circumferential surface thereof, (233) and a part of the inner circumferential surface thereof.

또한, 상기 T-튜브 연결부(242)는 상기 제1,2튜브 유닛(231,232) 사이의 단차진 접촉면 또는 상기 제2,3튜브 유닛(232,233) 사이의 단차진 접촉면에 각각 끼워지도록 설치된다. 따라서, 상기 T-튜브 연결부(242)는 상기 제1,2튜브 유닛(231,232)의 접촉면 및 그 내주면 일부를 감싸도록 설치되거나, 상기 제2,3튜브 유닛(232,233)의 접촉면 및 그 내주면 일부를 각각 감싸도록 설치된다.In addition, the T-tube connection portion 242 is fitted to the stepped contact surface between the first and second tube units 231 and 232 or the stepped contact surface between the second and third tube units 232 and 233, respectively. Accordingly, the T-tube connection portion 242 may be provided to surround the contact surfaces of the first and second tube units 231 and 232 and a part of the inner circumferential surface thereof, or a contact surface of the second and third tube units 232 and 233, Respectively.

이와 같이, 상기 상부링(210)과 하부링(220) 사이에 상기 튜브 유닛들(230)이 적층되더라도 상기 튜브 연결부들(240)을 설치함으로써, 상기 튜브 연결부들(240)이 상기 튜브 유닛들(230)의 적층면 사이의 강도를 보강하여 마찰 또는 마모 등이 발생되더라도 상기 튜브 유닛들(230)로부터 칩의 발생을 억제하고, 나아가 칩이 발생되더라도 상기 튜브 연결부들(240)이 상기 튜브 유닛들(230)의 접촉면과 인접한 내주면을 일부 감싸는 형태로 설치됨에 따라 상기 튜브 유닛들(230)의 적층 구조/형상을 그대로 유지시킬 뿐 아니라 칩이 이탈하여 융액으로 유입되는 것을 방지할 수 있다.Even if the tube units 230 are laminated between the upper ring 210 and the lower ring 220 as described above, the tube connection parts 240 are installed, Even if a chip is generated, it is possible to prevent the generation of chips from the tube units 230 even if rubbing or abrasion or the like occurs due to the strength between the laminated surfaces of the tube units 230, 230 and the inner circumferential surface adjacent to the contact surface of the tube units 230. Thus, it is possible to maintain the laminated structure / shape of the tube units 230 as well as to prevent the chip from escaping into the melt.

도 6은 본 발명의 주요부인 상부 트브 적층구조의 제2실시예가 개략적으로 도시된 측단면도이고, 도 7은 도 6에 적용된 'L'형 튜브 연결부가 이중 적층된 구조가 도시된 측단면도이다.FIG. 6 is a side sectional view schematically showing a second embodiment of the top-bumped laminated structure which is a main part of the present invention, and FIG. 7 is a side sectional view showing a structure in which 'L' -type tube connection portions applied to FIG.

상기 상부 튜브의 적층구조의 제2실시예는 도 6 내지 도 7에 도시된 바와 같이 제1,2튜브 유닛(231,232)이 상하 방향으로 적층되고, 상기 제1,2튜브 유닛(231,232)의 내경 측에서 상기 제1,2튜브 유닛(231,232) 사이에 이중으로 L-튜브 연결부들(241A,241B)이 끼워진 형태로 적층된다.6 to 7, the first and second tube units 231 and 232 are stacked in the vertical direction, and the inner diameter of the first and second tube units 231 and 232 Tube connecting portions 241A and 241B are sandwiched between the first and second tube units 231 and 232, respectively.

이때, 상기 L-튜브 연결부들(241A,241B)은 상/하부 L-튜브 연결부(241A,241B)로 이루어질 수 있으며, 상기 제1실시예에서 설명한 T-튜브 연결부와 동일한 형태로 사용될 수 있도록 상기 상/하부 L-튜브 연결부(241A,241B)는 상하 방향으로 서로 대칭되도록 접합된 다음, 상기 제1,2튜브 유닛(231,232) 사이의 단차진 접촉면에 끼워지도록 설치된다.The L-tube connection portions 241A and 241B may be formed of upper and lower L-tube connection portions 241A and 241B. In order to use the L-tube connection portions 241A and 241B in the same manner as the T- The upper / lower L-tube connecting portions 241A and 241B are vertically symmetrically joined to each other, and then fitted to the stepped contact surfaces between the first and second tube units 231 and 232.

따라서, 상기 상/하부 L-튜브 연결부(241A,241B)는 상기 제1,2튜브 유닛(231,232)의 접촉면 및 그 내주면 일부를 감싸도록 설치되며, 상기 제1,2튜브 유닛(231,232)의 강도를 보강하여 칩 발생을 억제할 뿐 아니라 칩이 발생되더라도 융액으로 유입되는 것을 방지할 수 있다.Accordingly, the upper / lower L-tube connection portions 241A and 241B are installed to surround the contact surfaces of the first and second tube units 231 and 232 and a part of the inner circumferential surface thereof, and the strength of the first and second tube units 231 and 232 So that it is possible not only to suppress the generation of chips but also to prevent the chips from being introduced into the melt even if they are generated.

도 8은 본 발명의 주요부인 상부 튜브 적층구조의 제3실시예가 개략적으로 도시된 측단면도이고, 도 9는 도 8에 적용된 'H'형 튜브 연결부가 도시된 측단면도이다.FIG. 8 is a side sectional view schematically showing a third embodiment of the upper tube lamination structure which is a main part of the present invention, and FIG. 9 is a side sectional view showing the 'H' type tube connection applied to FIG.

상기 상부 튜브의 적층구조의 제3실시예는 도 8 내지 도 9에 도시된 바와 같이 제1,2튜브 유닛(231,232)이 단차진 접촉면을 가지도록 상하 방향으로 적층되고, 상기 제1,2튜브 유닛(231,232)의 내경 측에서 상기 제1,2튜브 유닛(231,232) 사이에 H-튜브 연결부(243)가 끼워진 형태로 적층된다. 8 to 9, the first and second tube units 231 and 232 are stacked in the vertical direction so as to have a stepped contact surface, and the first and second tubes Tube connection portion 243 is sandwiched between the first and second tube units 231 and 232 at the inner diameter side of the units 231 and 232. [

물론, 상기 H-튜브 연결부(243)는 그 단면이 'H'형인 링 형상으로 형성되며, 상기 제1,2튜브 유닛(231,232)의 단차진 접촉면의 길이를 고려하여 상기 H-튜브 연결부(243)의 사이즈가 결정된다.The H-tube connection portion 243 is formed in a ring shape having an H-shaped cross-section, and the H-tube connection portion 243 is formed in consideration of the length of the stepped contact surface of the first and second tube units 231 and 232 Is determined.

이때, 상기 제1,2튜브 유닛(231,232)은 단차진 접촉면을 가진 형태로 적층됨에 따라 정위치에 적층되지 않는 경우에 일측으로 쏠림 현상이 발생될 수 있는데, 상기 H-튜브 연결부(243)는 상기 제1,2튜브 유닛(231,232) 사이의 단차진 접촉면에 끼워짐에 따라 상기 제1,2튜브 유닛(231,232)을 정확한 위치에서 조립할 수 있다. When the first and second tube units 231 and 232 are stacked in a form having a stepped contact surface, the first and second tube units 231 and 232 may be tilted to one side when the first and second tube units 231 and 232 are not stacked in a predetermined position. The first and second tube units 231 and 232 can be assembled at precise positions as they are fitted to the stepped contact surfaces between the first and second tube units 231 and 232.

따라서, 상기 H-튜브 연결부(243)는 상기 제1,2튜브 유닛(231,232)의 접촉면 및 그 내주면 일부를 감싸도록 설치되며, 상기 제1,2튜브 유닛(231,232) 사이의 유격을 없앨 수 있고, 상기 제1,2튜브 유닛(231,232)의 강도를 보강하여 칩 발생을 억제할 뿐 아니라 칩이 발생되더라도 융액으로 유입되는 것을 방지할 수 있다.Accordingly, the H-tube connection portion 243 is installed to surround the contact surfaces of the first and second tube units 231 and 232 and a part of the inner circumferential surface thereof, and the clearance between the first and second tube units 231 and 232 can be eliminated The strength of the first and second tube units 231 and 232 is reinforced so as to suppress chip generation and to prevent the chip from being introduced into the melt even if chips are generated.

200 : 상부 튜브 210 : 상부링
220 : 하부링 230 : 튜브 유닛
241 : L-튜브 연결부 242 : T-튜브 연결부
243 : H-튜브 연결부200: upper tube 210: upper ring
220: lower ring 230: tube unit
241: L-tube connection part 242: T-tube connection part
243: H-tube connection

Claims (6)

챔버;
상기 챔버 내부에 설치되고, 단결정 잉곳을 성장시키기 위한 실리콘 융액이 담기는 도가니;
상기 도가니 둘레에 설치되고, 상기 도가니를 가열하는 히터;
상기 챔버 내벽과 상기 히터 둘레 사이에 설치된 단열재;
상기 단결정 잉곳과 도가니 사이에 매달리도록 설치되고, 상기 단결정 잉곳을 냉각시키는 열실드; 및
상기 단열재와 상기 열실드 사이에 설치된 원통형 상부 튜브(upper tube);를 포함하고,
상기 상부 튜브는,
상기 열실드가 고정되는 상부링과,
상기 단열재가 고정되는 하부링과,
상기 상부링과 하부링 사이에 상하 방향으로 적층된 카본 재질의 튜브 유닛들과,
상기 상부링과 하부링과 튜브 유닛들 사이에 각각 구비되어 상기 튜브 유닛들의 형상을 유지하는 몰리브덴 재질의 튜브 연결부들을 포함하는 단결정 잉곳의 제조장치.chamber;
A crucible provided in the chamber and containing a silicon melt for growing a single crystal ingot;
A heater installed around the crucible for heating the crucible;
A heat insulating material disposed between the chamber inner wall and the heater;
A heat shield installed between the single crystal ingot and the crucible to cool the single crystal ingot; And
And a cylindrical upper tube disposed between the heat insulating material and the heat shield,
Wherein the upper tube comprises:
An upper ring to which the heat shield is fixed,
A lower ring to which the heat insulating material is fixed,
Tube units of carbon material stacked in the vertical direction between the upper ring and the lower ring,
And tube connecting portions of molybdenum, which are respectively provided between the upper ring, the lower ring, and the tube units to maintain the shape of the tube units. 제1항에 있어서,
상기 튜브 연결부는 상기 튜브 유닛들의 내주면 일부를 감싸도록 장착된 단결정 잉곳 제조장치.The method according to claim 1,
And the tube connection portion is mounted so as to surround a part of the inner circumferential surface of the tube units. 제2항에 있어서,
상기 상부링과 하부링과 튜브 유닛들이 적층되는 면은 수평하게 구성되고,
상기 수평 조립면에 구비되는 튜브 연결부는 단면이 'L'형상인 단결정 잉곳 제조장치.3. The method of claim 2,
The surface on which the upper ring, the lower ring and the tube units are stacked is configured to be horizontal,
And the tube connection portion provided on the horizontal assembly surface has an L-shaped cross section. 제2항에 있어서,
상기 튜브 유닛들의 적층면은 단차지게 구성되고,
상기 단차 적층면에 구비되는 튜브 연결부는 단면이 'T'형상인 단결정 잉곳 제조장치.3. The method of claim 2,
Wherein the laminated surfaces of the tube units are configured to be stepped,
Wherein the tube connecting portion provided on the stepped laminate has a T-shaped cross section. 제2항에 있어서,
상기 튜브 유닛들의 적층면은 단차지게 구성되고,
상기 단차 적층면에 구비되는 튜브 연결부는 단면이 'L'형상인 것을 두 개 겹쳐서 단면이 'T'형상으로 조립하는 단결정 잉곳 제조장치.3. The method of claim 2,
Wherein the laminated surfaces of the tube units are configured to be stepped,
Wherein the tube connecting portion provided on the stepped laminated surface is formed by stacking two tubes having an L shape in cross section into a T shape. 제2항에 있어서,
상기 튜브 유닛들의 적층면은 단차지게 구성되고,
상기 단차 적층면에 구비되는 튜브 연결부는 단면이 'H'형상인 단결정 잉곳 제조장치.

3. The method of claim 2,
Wherein the laminated surfaces of the tube units are configured to be stepped,
And the tube connecting portion provided on the stepped laminate has an H-shaped cross section.

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