KR101674755B1 - 잉곳 성장 장치의 연소 장치 - Google Patents

잉곳 성장 장치의 연소 장치 Download PDF

Info

Publication number
KR101674755B1
KR101674755B1 KR1020140178255A KR20140178255A KR101674755B1 KR 101674755 B1 KR101674755 B1 KR 101674755B1 KR 1020140178255 A KR1020140178255 A KR 1020140178255A KR 20140178255 A KR20140178255 A KR 20140178255A KR 101674755 B1 KR101674755 B1 KR 101674755B1
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
combustion
gas
unit
cooling water
filtering
Prior art date
Application number
KR1020140178255A
Other languages
English (en)
Other versions
KR20160071040A (ko
Inventor
김성혁
Original Assignee
주식회사 엘지실트론
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 주식회사 엘지실트론 filed Critical 주식회사 엘지실트론
Priority to KR1020140178255A priority Critical patent/KR101674755B1/ko
Publication of KR20160071040A publication Critical patent/KR20160071040A/ko
Application granted granted Critical
Publication of KR101674755B1 publication Critical patent/KR101674755B1/ko

Links

Images

Classifications

    • 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
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01D—SEPARATION
    • B01D46/00—Filters or filtering processes specially modified for separating dispersed particles from gases or vapours
    • B01D46/02—Particle separators, e.g. dust precipitators, having hollow filters made of flexible material
    • B01D46/04—Cleaning filters
    • 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
    • C30B15/002—Continuous growth
    • 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
    • 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

실시예의 연소 장치는, 잉곳이 성장되는 챔버로부터 배출되는 가스가 이동하는 배기관에 연결되는 가스 유입관과, 상기 가스 유입관과 연결되고, 상기 가스의 연소가 이루어지는 연소실을 갖는 연소부와, 상기 연소부에서 연소된 가스에 대해 이물질을 제거할 수 있는 적어도 하나 이상의 필터가 마련된 필터링부와, 상기 필터링부를 통하여 배출되는 가스가 이동하는 가스 토출관을 포함한다.

Description

잉곳 성장 장치의 연소 장치{A combustion apparatus of ingot grower}
본 발명은 단결정 성장시에 발생하는 부산물에 의하여 배관 및 진공 펌프 등의 고장 유발을 억제하고, 배관 내에서의 자연 발화를 방지할 수 있는 잉곳 성장 장치의 연소 장치에 대한 것이다.
실리콘 웨이퍼의 제조를 위해서는 먼저 단결정 실리콘을 잉곳(ingot) 형태로 성장시켜야 하는데, 이를 위해 초크랄스키(czochralski, CZ) 법이 적용될 수 있다.
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.
그런데, 배기 배관을 통하여 배출되는 산화막 불순물이 외부로 다 배출되지 못하고 배관에 증착되어 가스 흐름을 방해하는 원인으로 작용하고 있다.
특히, 인(P)과 같은 N-타입 도펀트가 잉곳 성장시에 사용되는 경우에는, 이러한 도펀트의 부산물에 의하여 진공 펌프가 고장나거나, 배관 내부으로 산소가 유입되는 경우에 배관 내에서 자연 발화해버리는 경우가 있다.
본 발명은 인(P)과 같은 N-타입의 도펀트 부산물이 배관을 통하여 배출되는 경우에, 배관 내에서 자연 발화하는 경우를 미연에 방지할 수 있는 연소 장치를 제안하고자 한다.
또한, 인화성이 강한 부산물을 지정된 공간에서 연소시킴으로써, 부산물을 포함한 가스의 배출을 원활히 하고, 안정적으로 잉곳을 성장시킬 수 있는 잉곳 성장 장치의 연소 장치를 제안하고자 한다.
실시예의 연소 장치는, 잉곳이 성장되는 챔버로부터 배출되는 가스가 이동하는 배기관에 연결되는 가스 유입관과, 상기 가스 유입관과 연결되고, 상기 가스의 연소가 이루어지는 연소실을 갖는 연소부와, 상기 연소부에서 연소된 가스에 대해 이물질을 제거할 수 있는 적어도 하나 이상의 필터가 마련된 필터링부와, 상기 필터링부를 통하여 배출되는 가스가 이동하는 가스 토출관을 포함한다.
제안되는 바와 같은 잉곳 성장 장치의 인화성 물질이 포함된 배기 가스에 대해서 지정된 위치에서 연소시킴으로써, 배기관 내에서 배기 가스의 발화가 발생되거나, 인화성 물질이 포함된 가스가 진공 펌프 등으로 유입되는 경우를 미연에 방지할 수 있는 장점이 있다.
도 1은 본 실시예에 따른 잉곳 성장 장치의 연소 장치가 포함되는 배기 시스템 일부를 도시한 도면이다.
도 2는 본 실시예에 따라 잉곳 성장 장치의 배기관에 연결되는 연소 장치를 설명하기 위한 도면이다.
도 3은 본 실시예에 따른 연소 장치의 연소부의 구성을 보여주는 도면이다.
이하, 본 발명의 실시예에 대해서 상세히 설명하여 본다. 각 도면에 있어서 동일한 구성 또는 기능을 갖는 구성요소 및 상당 부분에는 동일한 부호를 부여할 수 있으며, 그 설명이 생략될 수 있다.
이하의 설명에서는, 본 발명과 관련되는 실시예를 나타내는 것에 지나지 않으며, 당업자의 기술적 상식에 근거하여 본 발명의 사상의 범위 내에서 다양한 변경이 가능할 것이다.
도 1은 본 실시예에 따른 잉곳 성장 장치의 연소 장치가 포함되는 배기 시스템 일부를 도시한 도면이다.
도 1을 참조하면, 잉곳 성장 장치의 배기 시스템은 잉곳이 성장되는 챔버(20)의 하부에 배기관(1)이 연결되고, 상기 챔버(20) 내에서 사용된 가스가 배기관(1)을 따라 배출된다.
상기 챔버(20)로는 공급관을 통하여 아르곤 등의 불활성 가스를 도입하여 실리콘 산화물 등의 반응 생성물이 발생되는 것을 억제하고, 단결정의 오염을 방지한다.
또한, 상기 챔버(20) 내에서 잉곳을 성장시키는데 사용된 가스 등은 상기 배기관(1)을 통하여 배출되며, 상기 배기관(1) 상에는 적어도 하나 이상의 밸브(20, 40)가 마련되거나 가스에 포함된 부산물을 걸러주기 위한 필터(30)가 마련될 수 있다.
그리고, 배기관(1)에는 진공 펌프가 접속될 수 있으며, 배기관(1) 내의 공기압이 진공 펌프에 의해 조절될 수 있다. 특히, 상기 배기관(1)에는 본 실시예에 따라 배기 가스를 강제로 연소시키기 위한 연소 장치가 마련되고, 상기 연소 장치에 의한 강제 연소를 통하여 배기관(1) 내의 산소 유입으로 인한 가스의 발화를 방지할 수 있다.
도 2는 본 실시예에 따라 잉곳 성장 장치의 배기관에 연결되는 연소 장치를 설명하기 위한 도면이고, 도 3은 본 실시예에 따른 연소 장치의 연소부의 구성을 보여주는 도면이다.
먼저, 도 2를 참조하면, 실시예의 연소 장치는 챔버로부터 배출되는 가스가 이동하는 배기관에 연결되고, 주입되는 공기에 의하여 가스의 강제 연소가 수행되는 연소부(110)와, 상기 연소부(110) 상에 위치하면서 연소된 가스에 포함된 부산물을 추가적으로 필터링하기 위한 필터링부(130)를 포함한다.
그리고, 상기 연소부(110)와 필터링부(130) 사이에 개재되어 연소된 가스가 상기 필터링부(130)로 이동하도록 안내하는 플랜지(120)를 더 포함한다.
상세히, 상기 연소부(110)의 일측에는 챔버의 배기 가스가 흐르는 배기관(1)과 연결되는 가스 유입관(101)이 연결되고, 상기 연소부(110)의 타측에는 가스의 강제 연소가 수행되는 동안에 연소부(110)가 급격하게 온도가 상승하는 것을 방지하기 위한 냉각부(160)가 연결된다.
상기 냉각부(160)는 상기 연소부(110) 내부로 냉각수를 공급하기 위한 냉각수 공급관(161)과, 상기 연소부(110) 내부를 통과한 냉각수가 배출되는 경로를 제공하는 냉각수 배출관(162)을 포함한다.
상기 냉각수 공급관(161)을 통해서 공급되는 냉각수는 상기 연소부(110) 내부를 따라 이동한 다음, 상기 냉각수 배출관(162)으로 빠져 나가는데, 상기 냉각수가 연소부(110) 내부를 흐를 수 있도록 하기 위하여 상기 연소부(110)는 적어도 하나 이상의 내벽에 의하여 연소실과, 냉각수 이동로가 구분된다.
상세히, 첨부된 도 3을 참조하면, 본 실시예의 연소부(110)의 내부 구조가 도시된다.
연소부(110)는 상기 플랜지(120) 하부에 결합되는 원통 형상으로 이루어지고, 외형을 구성하는 외부 프레임(111)과, 상기 외부 프레임(111) 내측에 위치하여 배기 가스의 연소가 이루어지는 연소실을 형성하는 내부 프레임(112)을 포함한다.
즉, 상기 연소부(110)는 상기 내부 프레임(112)에 의하여 배기 가스가 연소되는 연소실과, 냉각수가 흐르는 냉각수 이동로가 구획된다.
따라서, 배기관(1)을 따라 이동하는 가스는 상기 가스 유입관(101)을 통하여 내부 프레임(112) 내부로 이동하게 되고, 이를 위하여, 상기 가스 유입관(101)은 상기 외부 프레임(111) 및 내부 프레임(112)을 관통하여 형성된다.
상기 내부 프레임(112) 내부로 유입된 가스는 공기 주입 밸브(150)를 통하여 공급되는 공기에 의하여 연소된다. 상기 공기 주입 밸브(150)는 상기 플랜지(120)를 거쳐 상기 내부 프레임(112) 내측의 연소실 내로 공급된다. 이를 위해, 상기 플랜지(120)를 관통하여 내부 프레임(112) 내측으로 이어지는 공기 이동관이 마련되고, 이러한 공기 이동관이 상기 공기 주입 밸브(150)와 연결된다.
상기 플랜지(120)에는 상기 필터링부(130)과 연소실 사이를 연결하도록 관통홀이 형성되어 있으며, 상기 관통홀에 의하여 연소실에서 연소된 가스가 상기 필터링부(130)로 이동될 수 있다.
상기 내부 프레임(112)의 내측 공간으로 정의되는 연소실에서, 가스와 공기의 혼합으로 연소되는 과정을 살펴보면, N-타입의 Red-P 도펀트를 사용하여 잉곳을 제조하는 경우에, 부산물인 산화물이 인(P)에 의하여 인화성의 특성을 띄게 된다. 즉, 인과 산소가 결합하는 경우에 연소가 진행되며, 이와 같이 연소된 가스는 플랜지(120) 상부의 필터들을 거친 다음 가스 토출관(102)을 통하여 배출된다.
여기서, 상기 연소실 내에서 이루어지는 연소 반응은, 아래의 화학식 1과 같이 진행된다.
[화학식 1]
P4(s) + 3O2(g) → P4O6(g)
잉곳이 성장되는 챔버로부터 배출되는 가스에 대하여 공기를 공급하여 강제 연소시킬 수 있는 연소실이 구비된 연소부(110)가 마련되고, 이러한 연소 과정을 통해서 배기관(1)을 후단부에 마련되는 진공 펌프로 인화성이 강한 가스가 유입되는 경우를 미연에 방지할 수 있다.
이와 같이, 상기 연소부(110) 내의 연소실에서 가스의 연소 과정이 이루어지는 동안에는 높은 열이 발생할 수 있으며, 높은 열에 의하여 연소부(110) 외벽을 통하여 가스가 누설되는 경우를 방지하기 위하여 내부 프레임(112) 바깥쪽으로 냉각수가 흐르는 구조를 갖는다.
상기 연소부(110) 내에서 연소가 수행된 가스는 상기 플랜지(120) 상측으로 이동하게 되며, 가스 밀도를 이용한 자연적인 이동을 유도하거나, 전자 펌프 등을 이용하여 상측으로 이동시킬 수 있다.
그리고, 상기 플랜지(120) 상측에는 상기 내부 프레임(112) 내부 공간과 연통되는 필터링부(130)가 마련되고, 상기 필터링부(130) 역시 내부 공간을 실린더 형상으로 제공될 수 있다.
그리고, 상기 필터링부(130) 내에는 적어도 하나 이사으이 필터가 마련되며, 연소된 가스에 포함된 이물질이 걸러질 수 있도록 한다. 예를 들면, 필터의 조밀도가 서로 상이한 제 1 필터(171)와 제 2 필터(172)를 서로 다른 높이에 마련하여, 연소된 가스에 포함된 이물질이 2차례에 걸쳐 이루어지도록 할 수 있다.
한편, 상기 가스 토출관(102)은 상기 필터링부(130) 상부 일측에 연결되며, 상기 가스 유입관(101)과 평행하게 설치될 수 있다.
위와 같은 실시예의 강제 연소 장치를 통해서, 인화성 물질이 포함된 배기 가스에 대해서 지정된 위치에서 연소시킴으로써, 배기관 내에서 배기 가스의 발화가 발생되거나, 인화성 물질이 포함된 가스가 진공 펌프 등으로 유입되는 경우를 미연에 방지할 수 있는 장점이 있다.

Claims (8)

  1. 잉곳이 성장되는 챔버로부터 배출되는 가스가 이동하는 배기관에 연결되는 가스 유입관과,
    상기 가스 유입관이 일측에 연결되고, 상기 가스의 연소가 이루어지는 연소실을 갖는 연소부와,
    상기 연소부 상측에 구비되고, 상기 연소부에서 연소된 가스에 대해 이물질을 제거할 수 있는 적어도 하나 이상의 필터가 마련된 필터링부와,
    상기 필터링부 일측에 연결되고, 상기 필터링부를 통하여 배출되는 가스가 이동하는 가스 토출관과,
    상기 필터링부와 연소부를 상/하측에 고정하고, 상기 연소부의 연소실과 상기 필터링부 내부를 연결하도록 통로가 마련되는 플랜지부와,
    상기 플랜지를 관통하여 상기 연소실 내부로 이어지는 공기 이동관과 연결되고, 상기 연소부 내부로 공기를 주입하는 공기 주입 밸브를 포함하는 잉곳 성장 장치의 연소 장치.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 연소부는 외부 프레임과, 상기 외부 프레임 내측에 소정 간격을 두고 마련되는 내부 프레임으로 구성되고,
    상기 가스 유입관은 상기 내부 프레임 내측으로 연결되는 잉곳 성장 장치의 연소 장치.
  3. 제 2 항에 있어서,
    상기 연소부 내부로 냉각수를 공급하기 위한 냉각부를 더 포함하는 잉곳 성장 장치의 연소 장치.
  4. 제 3 항에 있어서,
    상기 냉각부는 상기 외부 프레임과 내부 프레임 사이의 공간으로 냉각수를 공급하는 냉각수 공급관과, 상기 냉각수 배출을 위한 냉각수 배출관을 포함하는 잉곳 성장 장치의 연소 장치.
  5. 제 1 항에 있어서,
    상기 필터링부는 조밀도가 서로 상이한 제 1 필터와, 제 2 필터가 서로 다른 높이에 마련되는 잉곳 성장 장치의 연소 장치.

  6. 삭제
  7. 삭제
  8. 삭제
KR1020140178255A 2014-12-11 2014-12-11 잉곳 성장 장치의 연소 장치 KR101674755B1 (ko)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020140178255A KR101674755B1 (ko) 2014-12-11 2014-12-11 잉곳 성장 장치의 연소 장치

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020140178255A KR101674755B1 (ko) 2014-12-11 2014-12-11 잉곳 성장 장치의 연소 장치

Publications (2)

Publication Number Publication Date
KR20160071040A KR20160071040A (ko) 2016-06-21
KR101674755B1 true KR101674755B1 (ko) 2016-11-09

Family

ID=56353686

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020140178255A KR101674755B1 (ko) 2014-12-11 2014-12-11 잉곳 성장 장치의 연소 장치

Country Status (1)

Country Link
KR (1) KR101674755B1 (ko)

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100245574B1 (ko) * 1995-12-14 2000-02-15 세이이치 후지이 배기가스 처리시스템
JP2000159597A (ja) 1998-11-24 2000-06-13 Wacker Siltronic G Fuer Halbleitermaterialien Ag 燃焼性の冶金粉末の不動態化のための方法および酸化装置
JP2002316889A (ja) 2001-04-18 2002-10-31 Sumitomo Mitsubishi Silicon Corp 排ガス配管内付着物の除去方法、及び単結晶引き上げ装置

Family Cites Families (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100497001B1 (ko) * 2002-11-26 2005-06-28 엠에이티 주식회사 가스 스크러버용 백 필터 조립체 및 이를 구비하는 가스스크러버

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100245574B1 (ko) * 1995-12-14 2000-02-15 세이이치 후지이 배기가스 처리시스템
JP2000159597A (ja) 1998-11-24 2000-06-13 Wacker Siltronic G Fuer Halbleitermaterialien Ag 燃焼性の冶金粉末の不動態化のための方法および酸化装置
JP2002316889A (ja) 2001-04-18 2002-10-31 Sumitomo Mitsubishi Silicon Corp 排ガス配管内付着物の除去方法、及び単結晶引き上げ装置

Also Published As

Publication number Publication date
KR20160071040A (ko) 2016-06-21

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP5437734B2 (ja) 燃焼式排ガス処理装置
KR100563425B1 (ko) 안티몬또는비소로고농도도핑된실리콘웨이퍼들에서산소함유량을제어하기위한방법및장치
TWI665417B (zh) 附除害功能之真空泵
KR100704217B1 (ko) 반응하여 고체 생성물을 형성할 수 있는 기체를 연소시키기위한 버너 및 방법
JP6377642B2 (ja) ガス注入装置及びその装置を組み込む基板プロセスチャンバ
KR101887248B1 (ko) 연소 제해 장치
JP2008215350A (ja) ヘリコプタ用ガスタービンエンジンを始動する方法、そのようなエンジン用の燃料供給回路、およびそのような回路を有するエンジン
US20130192139A1 (en) System and method for heating a gasifier
KR101674755B1 (ko) 잉곳 성장 장치의 연소 장치
US6367288B1 (en) Method and apparatus for preventing burner-hole build-up in fused silica processes
KR101571722B1 (ko) 잉곳성장 장치의 배기관 산화물 제거방법 및 그 제거장치
US9145524B2 (en) System and method for heating a gasifier
CN107120097A (zh) 用于海洋沉积物中天然气水合物开采的热激发法开采装置
KR20170107022A (ko) 휘발성 유기 화합물 연소 장치, 보일러, 탱커 및 휘발성 유기 화합물 연소 방법
PH12014501116B1 (en) Gasification system
JP2012144379A (ja) 単結晶の製造方法
KR101567663B1 (ko) 잉곳성장장비의 배기장치 및 이를 이용한 잉곳성장방법
CN102472491B (zh) 燃烧器装置
WO2014022829A1 (en) System and method for cooling a downhole gas generator
KR102518363B1 (ko) 잉곳 성장 장치의 산화연소 장치 및 방법
KR101438106B1 (ko) 가스 터빈의 연소기
TWI730923B (zh) 單晶拉引方法以及單晶拉引裝置
CN114950308B (zh) 纯化设备及热场配件纯化方法
KR101838668B1 (ko) 선박 엔진 배기가스 카본 처리용 버너 장치 및 상기 선박 엔진 배기가스 카본 처리용 버너 장치를 포함하는 선박 엔진 배기가스 혼합 처리 시스템
JP2006313857A (ja) ゲル状物質の処理方法、および処理装置

Legal Events

Date Code Title Description
A201 Request for examination
E902 Notification of reason for refusal
E701 Decision to grant or registration of patent right
GRNT Written decision to grant