KR102337064B1 - Crucible lift bellows chiller for single crystal ingot grower - Google Patents

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Abstract

단결정 실리콘 잉곳의 성장이 일어나는 메인 챔버 내에서 도가니를 받치는 석영 도가니 받침대(Quartz Crucible Pedestal)를 구비하는 단결정 잉곳 성장장치의 도가니 승강장치 주름관 냉각장치가 개시된다. 도가니 승강장치 주름관 냉각장치는, 주름관; 상기 주름관의 온도를 감지하기 위한 온도 감지부; 냉매를 저장하는 냉매 저장부; 상기 냉매를 공급하는 냉매 공급관; 상기 온도 감지부에서 감지되는 상기 주름관의 온도기 기준온도 이상이 되면, 상기 냉매 공급관의 밸브를 열어 냉매를 공급하도록 제어하는 제어부를 포함한다. 본 발명의 실시 예에서는, 냉각 유닛을 설치하여 주름관이 열로 인해 받는 손상을 최소화할 수 있다. Disclosed is a crucible lifting device corrugated pipe cooling device for a single crystal ingot growing device having a quartz crucible pedestal supporting a crucible in a main chamber where growth of a single crystal silicon ingot occurs. Crucible lifting device corrugated pipe cooling device, a corrugated pipe; a temperature sensing unit for sensing the temperature of the corrugated pipe; Refrigerant storage unit for storing the refrigerant; a refrigerant supply pipe for supplying the refrigerant; When the temperature of the corrugated pipe is higher than the reference temperature sensed by the temperature sensing unit, a control unit for controlling to supply the refrigerant by opening the valve of the refrigerant supply pipe. In an embodiment of the present invention, by installing a cooling unit, it is possible to minimize damage to the corrugated pipe due to heat.

Description

단결정 잉곳 성장장치의 도가니 승강장치 주름관 냉각장치 {Crucible lift bellows chiller for single crystal ingot grower}Crucible lift bellows chiller for single crystal ingot grower

본 발명은 단결정 잉곳 성장장치에 관한 것으로 특히, 도가니 승강장치 주변에 온도를 감지하는 온도 감지부를 구비하여 주름관의 온도가 일정 온도 이상이 되면, 주름관을 냉각하는 단결정 잉곳 성장장치의 도가니 승강장치 주름관 냉각장치에 관한 것이다.The present invention relates to a single crystal ingot growing apparatus, and in particular, provided with a temperature sensing unit for sensing the temperature around the crucible elevating device, when the temperature of the corrugated pipe is above a certain temperature, cooling the crucible elevating device corrugated pipe of the single crystal ingot growing device for cooling the corrugated pipe It's about the device.

일반적으로, 반도체 소자의 제조시에 기판으로 사용되는 실리콘 웨이퍼는 일반적으로 고순도 다결정 실리콘 잉곳을 제조한후, 쵸크랄스키(Czochralski) 결정성장법 등의 방법을 통해 다결정 실리콘으로부터 단결정을 성장시켜 단결정 실리콘 잉곳을 생산한 다음, 이를 얇게 절단하는 방식으로 만들어진다.In general, a silicon wafer used as a substrate in manufacturing a semiconductor device is a single crystal silicon by manufacturing a high-purity polycrystalline silicon ingot and then growing a single crystal from polycrystalline silicon through a method such as a Czochralski crystal growth method. It is made by producing an ingot and then cutting it thinly.

단결정 실리콘 잉곳을 생산하기 위한 상기한 쵸크랄스키 결정성장법은, 히터를 사용하여 석영 도가니 속의 다결정 실리콘을 융점인 1414℃까지 가열하는 과정을 포함한다. The above-described Czochralski crystal growth method for producing a single crystal silicon ingot includes a process of heating polycrystalline silicon in a quartz crucible to a melting point of 1414° C. using a heater.

결정성장 도중에는 석영 도가니를 회전시켜 온도가 부위에 관계없이 일정하게 유지되도록 한다. 용융된 실리콘의 온도가 안정되면 실리콘 종자결정(seed crystal)이 부착된 암(arm) 혹은 케이블이 천천히 하강하여 용융실리콘의 표면에 닿도록 하며, 이 실리콘 종자결정은 차후에 보다 큰 결정을 성장시키기 위한 출발원료가 된다. 그리고, 종자결정의 아랫부분이 용융실리콘 속에서 녹기 시작하여 안정되면 종자결정이 부착된 암(arm) 혹은 케이블을 상향운동으로 상승시킨다. 이때 종자결정을 용융실리콘으로부터 천천히 끌어올리면 종자결정에 붙은 용융실리콘이 응고되면서 종자결정과 동일한 결정구조를 가지게 된다. 한편 암 또는 케이블은 상향운동을 계속하여 보다 큰 결정을 성장시키는데 결정성장은 석영 도가니 속의 실리콘이 일정량 남아 있을 때까지 계속된다. 이런 과정에서 석영 도가니와 종자결정의 회전속도 및 석영 도가니의 온도를 적절히 조절하면 균일한 직경의 단결정을 얻을 수 있다.During crystal growth, the quartz crucible is rotated so that the temperature is kept constant regardless of the location. When the temperature of the molten silicon is stabilized, the arm or cable to which the silicon seed crystal is attached slowly descends to reach the surface of the molten silicon, and this silicon seed crystal is used to grow larger crystals in the future. as the starting material. Then, when the lower part of the seed crystal starts to melt in the molten silicon and becomes stable, the arm or cable to which the seed crystal is attached is raised by upward movement. At this time, when the seed crystal is slowly pulled up from the molten silicon, the molten silicon attached to the seed crystal is solidified and has the same crystal structure as the seed crystal. Meanwhile, the arm or cable continues to move upward to grow larger crystals, and the crystal growth continues until a certain amount of silicon in the quartz crucible remains. In this process, if the rotation speed of the quartz crucible and the seed crystal and the temperature of the quartz crucible are appropriately controlled, single crystals of uniform diameter can be obtained.

한편, 결정을 성자시키는 공정 중 발생하는 고온의 공정부산물 낙하 시에 주름관이 파손되는 경우가 발생한다. 즉, 공정 중 고온의 공정 부산물(melt)가 도가니를 넘어 외부로 유출되는 경우가 종종 발생한다.On the other hand, when the high-temperature process by-products generated during the crystal growth process fall, the corrugated pipe may be damaged. That is, a high-temperature process by-product (melt) during the process often flows outside the crucible.

특히, 부산물이 도가니 하부의 승강장치 중심구로 떨어지면 주름관에 접촉하게 되고 주름관이 가열된다. In particular, when the by-product falls into the center hole of the lifting device at the bottom of the crucible, it comes into contact with the corrugated pipe and the corrugated pipe is heated.

이와 같이 종래에는 석영 도가니 받침대(Quartz Crucible Pedestal)가 설치되는 구멍으로 부산물(Melt)이 유출되거나 혹은 고온의 공정 부산물이 들어가는 경우, 용접 Bellows에 손상을 입히는 경우가 종종 발생한다.As described above, when a by-product (melt) flows out or a high-temperature process by-product enters a hole in which a quartz crucible pedestal is installed, damage to welding bellows often occurs.

주름관은 얇은 막(thin diaphragm, 통상 0.5~1mm 이내)가 겹겹이 용접된 구조이며, 막(diaphragm)내부에 고온의 물질(공정 부산물, melt류 등)이 닿으면 공정 중 수축/인장을 반복하는 막(diaphragm)에 손상을 주어 주름관의 파손으로 성장 공정을 중단해야 한다.Corrugated pipe is a structure in which thin membranes (usually within 0.5~1mm) are welded layer by layer, and when high-temperature substances (process by-products, melts, etc.) come into contact with the inside of the membrane, contraction/tension is repeated during the process. The growth process must be stopped due to damage to the diaphragm and breakage of the corrugated tube.

따라서 종래에는 이런 상황이 벌어질 때마다 작업 인원이 직접 압축 공기 등을 외부에서 공급하여 주름관의 외벽을 냉각시켰다.Therefore, in the prior art, whenever such a situation occurred, the worker directly supplied compressed air or the like from the outside to cool the outer wall of the corrugated pipe.

이러한 냉각 작업은 운영 인원이 직접 주름관의 냉각 필요 상태를 확인하고. 조치까지 취해야 하므로 소요 시간이 길고, 비용이 많이 발생하였다.In this cooling operation, the operating personnel directly check the condition of the need for cooling of the corrugated pipe. It took a long time and cost a lot because it had to take action.

본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는 종래의 문제점을 해결하고자 하는 것으로, 냉각 유닛을 설치하여 주름관이 열로 인해 받는 손상을 최소화하는 단결정 잉곳 성장장치의 도가니 승강장치 주름관 냉각장치를 제공하는 것이다. The technical problem to be achieved by the present invention is to solve the problems of the prior art, and to provide a crucible elevating device corrugated pipe cooling device of a single crystal ingot growing device that minimizes damage to the corrugated pipe due to heat by installing a cooling unit.

또한, 본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는 종래의 문제점을 해결하고자 하는 것으로, 주름관의 온도가 일정온도 이상이 되면, 신속하게 냉각을 하여 부품 손상을 최소화하고, 대응시간을 최소화하는 단결정 잉곳 성장장치의 도가니 승강장치 주름관 냉각장치를 제공하는 것이다. In addition, the technical problem to be achieved by the present invention is to solve the problems of the prior art, and when the temperature of the corrugated pipe is above a certain temperature, it is rapidly cooled to minimize damage to parts and to minimize the response time of a single crystal ingot growing apparatus. It is to provide a crucible lifting device corrugated pipe cooling device.

또한, 본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는 종래의 문제점을 해결하고자 하는 것으로, 베이스 플랜지(Base Flange) 하부의 용접 주름관 상부 지점에 온도 센서를 설치하여 신속하게 주름관의 온도를 감지하고, 냉각을 하는 단결정 잉곳 성장장치의 도가니 승강장치 주름관 냉각장치를 제공하는 것이다. In addition, the technical problem to be achieved by the present invention is to solve the problems of the prior art, by installing a temperature sensor at the upper point of the welded corrugated pipe under the base flange to quickly sense the temperature of the corrugated pipe and to cool the single crystal It is to provide a crucible elevating device corrugated pipe cooling device of the ingot growing device.

이러한 과제를 해결하기 위한 본 발명의 특징에 따른 단결정 잉곳 성장장치의 도가니 승강장치 주름관 냉각장치는,Crucible lifting device corrugated pipe cooling device of a single crystal ingot growing device according to a feature of the present invention for solving these problems,

단결정 실리콘 잉곳의 성장이 일어나는 메인 챔버 내에서 도가니를 받치는 석영 도가니 받침대(Quartz Crucible Pedestal)를 구비하는 단결정 잉곳 성장장치의 도가니 승강장치 주름관 냉각장치로서,As a crucible elevating device corrugated pipe cooling device of a single crystal ingot growing device having a quartz crucible pedestal supporting the crucible in the main chamber where the growth of the single crystal silicon ingot occurs,

주름관;corrugated pipe;

상기 주름관의 온도를 감지하기 위한 온도 감지부;a temperature sensing unit for sensing the temperature of the corrugated pipe;

냉매를 저장하는 냉매 저장부;Refrigerant storage unit for storing the refrigerant;

상기 냉매를 공급하는 냉매 공급관;a refrigerant supply pipe for supplying the refrigerant;

상기 온도 감지부에서 감지되는 상기 주름관의 온도기 기준온도 이상이 되면, 상기 냉매 공급관의 밸브를 열어 냉매를 공급하도록 제어하는 제어부를 포함한다.When the temperature of the corrugated pipe is greater than or equal to the reference temperature of the corrugated pipe sensed by the temperature sensing unit, a control unit for controlling to supply the refrigerant by opening the valve of the refrigerant supply pipe.

상기 온도 감지부는,The temperature sensing unit,

상기 주름관의 상부 온도를 감지하는 제1 센서;a first sensor for sensing the upper temperature of the corrugated pipe;

상기 주름관의 중앙부 온도를 감지하는 제2 센서;a second sensor for sensing the temperature of the central portion of the corrugated pipe;

상기 주름관의 하부 온도를 감지하는 제3 센서를 포함한다.It includes a third sensor for sensing the temperature of the lower part of the corrugated pipe.

상기 냉매공급관은 상기 주름관의 사방향에 각각 수직으로 설치되는 제1 내지 제4 냉매 공급관으로 구성되며, 상기 제1 내지 제4 냉매 공급관 각각은 여러개의 서브 밸브를 가지고, 상기 주름관 외벽의 상부, 중부, 하부에 선택적으로 냉매를 분사하는 것이 가능하다.The refrigerant supply pipe is composed of first to fourth refrigerant supply pipes installed vertically in four directions of the corrugated pipe, each of the first to fourth refrigerant supply pipes having a plurality of sub-valves, upper and middle portions of the outer wall of the corrugated pipe , it is possible to selectively inject the refrigerant to the lower part.

상기 온도 감지부의 제1 센서, 제2센서, 제3 센서는 상기 냉매 공급관과 상기 주름관 사이에 설치된다.The first sensor, the second sensor, and the third sensor of the temperature sensing unit are installed between the refrigerant supply pipe and the corrugated pipe.

상기 제1 센서에서 감지된 온도가 기준온도 이상인 경우, 상기 제어부는 상기 주름관의 상부에 냉매를 분사하도록 상기 냉매 공급관을 제어하는 것을 특징으로 한다.When the temperature sensed by the first sensor is equal to or greater than the reference temperature, the controller controls the refrigerant supply pipe to spray the refrigerant on the upper part of the corrugated pipe.

상기 제2 센서에서 감지된 온도가 기준온도 이상인 경우, 상기 제어부는 상기 주름관의 중앙부에 냉매를 분사하도록 상기 냉매 공급관을 제어하는 것을 특징으로 한다.When the temperature sensed by the second sensor is equal to or greater than the reference temperature, the control unit controls the refrigerant supply pipe to inject the refrigerant to the central part of the corrugated pipe.

상기 제3 센서에서 감지된 온도가 기준온도 이상인 경우, 상기 제어부는 상기 주름관의 하부에 냉매를 분사하도록 상기 냉매 공급관을 제어하는 것을 특징으로 한다.When the temperature sensed by the third sensor is equal to or greater than the reference temperature, the controller controls the refrigerant supply pipe to inject the refrigerant into the lower part of the corrugated pipe.

본 발명의 실시 예에서는, 냉각 유닛을 설치하여 주름관이 열로 인해 받는 손상을 최소화하는 단결정 잉곳 성장장치의 도가니 승강장치 주름관 냉각장치를 제공할 수 있다. In an embodiment of the present invention, it is possible to provide a crucible elevating device corrugated pipe cooling device of a single crystal ingot growing device that minimizes damage to the corrugated pipe due to heat by installing a cooling unit.

또한, 본 발명의 실시 예에서는, 주름관의 온도가 일정온도 이상이 되면, 신속하게 냉각을 하여 부품 손상을 최소화하고, 대응시간을 최소화하는 단결정 잉곳 성장장치의 도가니 승강장치 주름관 냉각장치를 제공할 수 있다. In addition, in an embodiment of the present invention, when the temperature of the corrugated pipe is above a certain temperature, it is possible to provide a crucible elevating device corrugated pipe cooling device of a single crystal ingot growing device that minimizes damage to parts and minimizes response time by rapidly cooling it. have.

또한, 본 발명의 실시 예에서는, 베이스 플랜지(Base Flange) 하부의 용접 주름관 상부 지점에 온도 센서를 설치하여 신속하게 주름관의 온도를 감지하고, 냉각을 하는 단결정 잉곳 성장장치의 도가니 승강장치 주름관 냉각장치를 제공할 수 있다. In addition, in an embodiment of the present invention, a temperature sensor is installed at the upper point of the welded corrugated pipe under the base flange to quickly sense the temperature of the corrugated pipe, and the crucible elevating device of the single crystal ingot growing device for cooling corrugated pipe cooling device can provide

도 1은 본 발명의 실시예에 따른 단결정 잉곳 성장장치의 전체적인 구성을 보인 도면이다.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 단결정 잉곳 성장장치의 도가니 승강장치 주름관 냉각장치의 구성도이다.
도 3은 도 2의 주름관의 일부를 확대한 상세도이다.
도 4는 주름관 막의 구조를 나타낸 도면이다.
도 5는 도 2의 A 부분을 나타낸 도면이다.
도 6은 냉매공급관의 설치 위치를 나타낸 평면도이다.
도 7은 본 발명의 실시예에 따른 단결정 잉곳 성장장치의 도가니 승강장치 주름관 냉각장치의 블록 구성도이다.
1 is a view showing the overall configuration of a single crystal ingot growing apparatus according to an embodiment of the present invention.
2 is a block diagram of a crucible lifting device corrugated pipe cooling device of a single crystal ingot growing device according to an embodiment of the present invention.
3 is an enlarged detailed view of a part of the corrugated pipe of FIG. 2 .
4 is a view showing the structure of the corrugated pipe membrane.
FIG. 5 is a view showing part A of FIG. 2 .
6 is a plan view showing the installation position of the refrigerant supply pipe.
7 is a block diagram of a crucible lifting device corrugated pipe cooling device of a single crystal ingot growing device according to an embodiment of the present invention.

아래에서는 첨부한 도면을 참고로 하여 본 발명의 실시 예에 대하여 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 상세히 설명한다. 그러나 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시 예에 한정되지 않는다. 그리고 도면에서 본 발명을 명확하게 설명하기 위해서 설명과 관계없는 부분은 생략하였으며, 명세서 전체를 통하여 유사한 부분에 대해서는 유사한 도면 부호를 붙였다.Hereinafter, with reference to the accompanying drawings, embodiments of the present invention will be described in detail so that those of ordinary skill in the art to which the present invention pertains can easily implement them. However, the present invention may be implemented in several different forms and is not limited to the embodiments described herein. And in order to clearly explain the present invention in the drawings, parts irrelevant to the description are omitted, and similar reference numerals are attached to similar parts throughout the specification.

명세서 전체에서, 어떤 부분이 어떤 구성요소를 "포함"한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성요소를 더 포함할 수 있는 것을 의미한다. Throughout the specification, when a part "includes" a certain element, it means that other elements may be further included, rather than excluding other elements, unless otherwise stated.

도 1은 본 발명의 실시예에 따른 단결정 잉곳 성장장치의 전체적인 구성을 보인 도면이다.1 is a view showing the overall configuration of a single crystal ingot growing apparatus according to an embodiment of the present invention.

도 2는 본 발명의 실시예에 따른 단결정 잉곳 성장장치의 도가니 승강장치 주름관 냉각장치의 구성도이다.2 is a block diagram of a crucible lifting device corrugated pipe cooling device of a single crystal ingot growing device according to an embodiment of the present invention.

도 3은 도 2의 주름관의 일부를 확대한 상세도이다.3 is an enlarged detailed view of a part of the corrugated pipe of FIG.

도 4는 주름관 막의 구조를 나타낸 도면이다.4 is a view showing the structure of the corrugated pipe membrane.

도 5는 도 2의 A 부분을 나타낸 도면이다.FIG. 5 is a view showing part A of FIG. 2 .

도 6은 냉매공급관의 설치 위치를 나타낸 평면도이다.6 is a plan view showing the installation position of the refrigerant supply pipe.

도 7은 본 발명의 실시예에 따른 단결정 잉곳 성장장치의 도가니 승강장치 주름관 냉각장치의 블록 구성도이다.7 is a block diagram of a crucible lifting device corrugated pipe cooling device of a single crystal ingot growing device according to an embodiment of the present invention.

도 1을 참조하면, 단결정 잉곳제조장치는 챔버 내측에 도가니가 구비되고, 상기 도가니에 담긴 융액(Melt)으로부터 잉곳(Ingot : IG)을 성장시키게 된다.Referring to FIG. 1 , in the apparatus for manufacturing a single crystal ingot, a crucible is provided inside a chamber, and an ingot (IG) is grown from a melt contained in the crucible.

이때, 상기 융액(Melt)으로부터 잉곳(IG)을 인상시키기 위하여 내부에 케이블이 구비되고, 상기 케이블의 하단에 종자 결정을 매달기 위하여 시드척이 구비된다.At this time, a cable is provided inside to raise the ingot IG from the melt, and a seed chuck is provided at the lower end of the cable to suspend the seed crystal.

물론, 상기 케이블을 감아올리도록 구성되는 드럼 및 모터 등으로 구성되는 인상 구동부가 상기 챔버(110)의 상측에 구비된다.Of course, a pulling driving unit composed of a drum and a motor configured to wind up the cable is provided on the upper side of the chamber 110 .

여기서 상기와 같은 단결정 잉곳제조장치의 동작을 살펴보면, 다음과 같다.Here, the operation of the single crystal ingot manufacturing apparatus as described above will be described as follows.

먼저, 상기 인상 구동부(120)가 상기 케이블을 하강시키면, 상기 시드척에 매달린 종자결정(Seed)이 상기 융액(Melt)에 담그고, 상기 케이블이 서서히 회전함에 따라 상기 종자결정(Seed)으로부터 직경이 작은 넥(Neak)을 형성시킨 다음, 상기 넥(Neak)으로부터 반경 방향으로 잉곳(IG)의 직경만큼 결정을 성장시킨다.First, when the pulling driving unit 120 lowers the cable, the seed crystal suspended on the seed chuck is immersed in the melt, and as the cable rotates slowly, the diameter from the seed crystal increases. After forming a small neck, a crystal is grown as much as the diameter of the ingot IG in a radial direction from the neck.

이후, 상기 인상 구동부(120)가 상기 케이블(3)을 상승시키면, 상기 케이블에 매달린 잉곳(IG)이 균일한 직경을 가진 원기둥 형상으로 성장한다.Then, when the pulling driving unit 120 raises the cable 3 , the ingot IG suspended on the cable grows in a cylindrical shape having a uniform diameter.

도 1 내지 도 7을 참조하면, 본 발명의 특징에 따른 단결정 잉곳 성장장치의 도가니 승강장치 주름관 냉각장치는,1 to 7, the crucible lifting device corrugated pipe cooling device of the single crystal ingot growing device according to the features of the present invention,

단결정 실리콘 잉곳의 성장이 일어나는 메인 챔버 내에서 도가니를 받치는 석영 도가니 받침대(240)를 구비하는 단결정 잉곳 성장장치의 도가니 승강장치 주름관 냉각장치(200)로서,A crucible lifting device corrugated pipe cooling device 200 of a single crystal ingot growing device having a quartz crucible pedestal 240 supporting the crucible in the main chamber where the growth of the single crystal silicon ingot takes place,

주름관(230);Corrugated pipe 230;

상기 주름관(230)의 온도를 감지하기 위한 온도 감지부(220);a temperature sensing unit 220 for sensing the temperature of the corrugated pipe 230;

냉매를 저장하는 냉매 저장부(250);Refrigerant storage unit 250 for storing the refrigerant;

상기 냉매를 공급하는 냉매 공급관(210);a refrigerant supply pipe 210 for supplying the refrigerant;

상기 온도 감지부에서 감지되는 상기 주름관(230)의 온도기 기준온도 이상이 되면, 상기 냉매 공급관(210)의 밸브를 열어 냉매를 공급하도록 제어하는 제어부(260)를 포함한다.When the temperature of the corrugated pipe 230 sensed by the temperature sensing unit is higher than the reference temperature, the control unit 260 opens the valve of the refrigerant supply pipe 210 to supply the refrigerant.

상기 온도 감지부(220)는,The temperature sensing unit 220,

상기 주름관(230)의 상부 온도를 감지하는 제1 센서(221);a first sensor 221 for sensing the upper temperature of the corrugated pipe 230;

상기 주름관(230)의 중앙부 온도를 감지하는 제2 센서(222);a second sensor 222 for sensing the temperature of the central portion of the corrugated pipe 230;

상기 주름관(230)의 하부 온도를 감지하는 제3 센서(223)를 포함한다.It includes a third sensor 223 for detecting the lower temperature of the corrugated pipe (230).

상기 냉매공급관(210)은 상기 주름관(230)의 사방향에 각각 수직으로 설치되는 제1 내지 제4 냉매 공급관(211, 212, 213, 214)으로 구성되며, 상기 제1 내지 제4 냉매 공급관(211, 212, 213, 214) 각각은 여러개의 서브 밸브를 가지고, 상기 주름관(230) 외벽의 상부, 중부, 하부에 선택적으로 냉매를 분사하는 것이 가능하다.The refrigerant supply pipe 210 is composed of first to fourth refrigerant supply pipes 211, 212, 213, 214 installed vertically in four directions of the corrugated pipe 230, respectively, and the first to fourth refrigerant supply pipes ( Each of 211, 212, 213, and 214 has a plurality of sub-valves, and it is possible to selectively inject refrigerant to the upper, middle, and lower portions of the outer wall of the corrugated pipe 230 .

상기 온도 감지부의 제1 센서(221), 제2센서, 제3 센서(223)는 상기 냉매 공급관(210)과 상기 주름관(230) 사이에 설치된다.The first sensor 221 , the second sensor, and the third sensor 223 of the temperature sensing unit are installed between the refrigerant supply pipe 210 and the corrugated pipe 230 .

상기 제1 센서(221)에서 감지된 온도가 기준온도 이상인 경우, 상기 제어부(260)는 상기 주름관(230)의 상부에 냉매를 분사하도록 상기 냉매 공급관(210)을 제어하는 것을 특징으로 한다.When the temperature sensed by the first sensor 221 is equal to or greater than the reference temperature, the control unit 260 controls the refrigerant supply pipe 210 to inject the refrigerant to the upper portion of the corrugated pipe 230 .

상기 제2 센서(222)에서 감지된 온도가 기준온도 이상인 경우, 상기 제어부(260)는 상기 주름관(230)의 중앙부에 냉매를 분사하도록 상기 냉매 공급관(210)을 제어하는 것을 특징으로 한다.When the temperature sensed by the second sensor 222 is equal to or greater than the reference temperature, the control unit 260 controls the refrigerant supply pipe 210 to inject the refrigerant into the center of the corrugated pipe 230 .

상기 제3 센서(223)에서 감지된 온도가 기준온도 이상인 경우, 상기 제어부(260)는 상기 주름관(230)의 하부에 냉매를 분사하도록 상기 냉매 공급관(210)을 제어하는 것을 특징으로 한다.When the temperature sensed by the third sensor 223 is equal to or greater than the reference temperature, the control unit 260 controls the refrigerant supply pipe 210 to inject the refrigerant into the lower portion of the corrugated pipe 230 .

도 3 또는 도 4를 참조하면, 주름관(230)은 도가니 승강 장치 주변의 압력을 유지하는 관으로 도가니(crucible)을 승하강 시키는 발판(pedestal) 주변의 압력을 유지하게 된다.3 or 4, the corrugated pipe 230 is a pipe that maintains the pressure around the crucible elevating device, and maintains the pressure around the pedestal for elevating the crucible.

주름관(230)은 얇은 막(diaphragm)으로 겹겹이 용접되어 있다. 고온의 공정 부산물(melt) 유입 시 냉각이 필요하다.The corrugated pipe 230 is welded layer by layer with a thin film (diaphragm). Cooling is required when hot process by-products (melt) are introduced.

도 5를 참조하면, 냉매 공급관(210) 전단으로 압축공기 또는 장비 냉각수 등의 냉매가 공급되고, 냉매 공급관(210)은 용접 주름관(230) 주위를 길게 내려와 감싸는 형태로 구성되며, 주름관(230) 표면에 냉매를 분사하기 위한 다수의 노즐이 구성되어 주름관 일부 또는 전체를 공냉 또는 수냉시킬 수 있는 구조이다.Referring to FIG. 5 , a refrigerant such as compressed air or equipment cooling water is supplied to the front end of the refrigerant supply pipe 210 , and the refrigerant supply pipe 210 is configured in a form that extends down and wraps around the welded corrugated pipe 230 , the corrugated pipe 230 . A plurality of nozzles for spraying the refrigerant on the surface are configured to have a structure that can air-cool or water-cool some or all of the corrugated pipe.

도 6을 참조하면, 냉매 공급관(210)은 용접 주름관(230) 주변에 총 4개소 설치되며, 형태와 구성은 장비 상태와 설치 공간에 따라 유동적으로 적용 가능하다.Referring to FIG. 6 , the refrigerant supply pipe 210 is installed in a total of four places around the welded corrugated pipe 230 , and the shape and configuration can be flexibly applied depending on the state of the equipment and the installation space.

이러한 구성을 가진 본 발명의 실시예에 따른 단결정 잉곳 성장장치의 도가니 승강장치 주름관 냉각장치의 동작은 다음과 같다.The operation of the crucible lifting device corrugated pipe cooling device of the single crystal ingot growing device according to an embodiment of the present invention having such a configuration is as follows.

먼저, 제1 센서(221)는 상기 주름관(230)의 상부 온도를 감지하고, 제2 센서(222)는상기 주름관(230)의 중앙부 온도를 감지하고, 제3 센서(223)는 상기 주름관(230)의 하부 온도를 감지하여 출력한다.First, the first sensor 221 detects the upper temperature of the corrugated pipe 230, the second sensor 222 detects the central temperature of the corrugated pipe 230, and the third sensor 223 detects the corrugated pipe (230) 230) detects and outputs the lower temperature.

필요에 따라서는 제1 센서(221)만을 적용할 수도 있고, 상기 제1 센서(221), 제2 센서(222), 제3 센서(223)는 각각 복수개일 수 있다.If necessary, only the first sensor 221 may be applied, and each of the first sensor 221 , the second sensor 222 , and the third sensor 223 may be plural.

그러면, 제어부(260)는 상기 온도 감지부의 상기 제1 센서(221), 제2 센서(222), 제3 센서(223)에서 각각 출력되는 신호를 수신하고, 상기 제1 센서(221), 제2 센서(222), 제3 센서(223)에서 출력되는 온도가 기준온도 이상인지 판단한다.Then, the control unit 260 receives the signals output from the first sensor 221 , the second sensor 222 , and the third sensor 223 of the temperature sensing unit, respectively, and the first sensor 221 , the second It is determined whether the temperature output from the second sensor 222 and the third sensor 223 is equal to or greater than a reference temperature.

그리고 제어부(260)는 상기 제1 센서(221), 제2 센서(222), 제3 센서(223)에서 출력되는 온도가 기준온도 이상이 되면, 상기 냉매 공급관(210)의 밸브를 열어 냉매를 공급하도록 제어한다.And when the temperature output from the first sensor 221 , the second sensor 222 , and the third sensor 223 is equal to or higher than the reference temperature, the control unit 260 opens the valve of the refrigerant supply pipe 210 to supply the refrigerant. control to supply.

이때, 상기 냉매공급관(210)은 상기 주름관(230)의 사방향에 각각 수직으로 설치되는 제1 내지 제4 냉매 공급관(211, 212, 213, 214)으로 구성되며, 상기 제1 내지 제4 냉매 공급관(211, 212, 213, 214) 각각은 여러개의 서브 밸브를 가지고, 상기 주름관(230) 외벽의 상부, 중부, 하부에 선택적으로 냉매를 분사하는 것이 가능하다.At this time, the refrigerant supply pipe 210 is composed of first to fourth refrigerant supply pipes 211 , 212 , 213 and 214 installed vertically in four directions of the corrugated pipe 230 , respectively, and the first to fourth refrigerants Each of the supply pipes 211 , 212 , 213 , and 214 has a plurality of sub-valves, and it is possible to selectively inject the refrigerant to the upper, middle, and lower portions of the outer wall of the corrugated pipe 230 .

따라서 제어부(260)는 상기 제1 센서(221)에서 감지된 온도가 기준온도 이상인 경우, 상기 제어부(260)는 상기 주름관(230)의 상부에 냉매 저장부(250)의 냉매를 분사하도록 상기 냉매 공급관(210)을 제어한다.Therefore, when the temperature detected by the first sensor 221 is greater than or equal to the reference temperature, the control unit 260 controls the refrigerant to inject the refrigerant of the refrigerant storage unit 250 to the upper portion of the corrugated pipe 230 . The supply pipe 210 is controlled.

또한, 제2 센서(222)에서 감지된 온도가 기준온도 이상인 경우, 상기 제어부(260)는 상기 주름관(230)의 중앙부에 냉매를 분사하도록 상기 냉매 공급관(210)을 제어한다.In addition, when the temperature sensed by the second sensor 222 is equal to or greater than the reference temperature, the control unit 260 controls the refrigerant supply pipe 210 to inject the refrigerant into the center of the corrugated pipe 230 .

또한, 제어부(260)는 상기 제3 센서(223)에서 감지된 온도가 기준온도 이상인 경우, 상기 제어부(260)는 상기 주름관(230)의 하부에 냉매를 분사하도록 상기 냉매 공급관(210)을 제어한다.In addition, when the temperature sensed by the third sensor 223 is equal to or greater than the reference temperature, the control unit 260 controls the refrigerant supply pipe 210 to inject the refrigerant into the lower portion of the corrugated pipe 230 . do.

여기서 제어부(260)는 제1 센서(221), 제2 센서(222) 및 제3 센서(223)의 출력이 모두 기준 온도 이상인 경우, 상기 제어부(260)는 상기 주름관(230)의 상부, 중앙부, 및 하부 전체에 냉매를 분사하도록 상기 냉매 공급관(210)을 제어한다.Here, when the output of the first sensor 221 , the second sensor 222 , and the third sensor 223 are all higher than the reference temperature, the controller 260 controls the upper part and the central part of the corrugated pipe 230 . , and controls the refrigerant supply pipe 210 to inject the refrigerant to the entire lower portion.

마찬가지로 제어부(260)는 제1 센서(221), 제2 센서(222)의 출력이 기준 온도 이상인 경우, 상기 제어부(260)는 상기 주름관(230)의 상부 및 중앙부에 냉매를 분사하도록 상기 냉매 공급관(210)을 제어한다.Similarly, when the output of the first sensor 221 and the second sensor 222 is equal to or greater than the reference temperature, the control unit 260 controls the refrigerant supply pipe to inject the refrigerant to the upper and central portions of the corrugated pipe 230 . control 210 .

그리고 제어부(260)는 제1 센서(221) 및 제3 센서(223)의 출력이 기준 온도 이상인 경우, 상기 제어부(260)는 상기 주름관(230)의 상부 및 하부에 냉매를 분사하도록 상기 냉매 공급관(210)을 제어한다.And when the output of the first sensor 221 and the third sensor 223 is equal to or higher than the reference temperature, the control unit 260 controls the refrigerant supply pipe to inject the refrigerant to the upper and lower portions of the corrugated pipe 230 . control 210 .

또한, 제어부(260)는 제2 센서(222) 및 제3 센서(223)의 출력이 기준 온도 이상인 경우, 상기 제어부(260)는 상기 주름관(230)의 중앙부 및 하부에 냉매를 분사하도록 상기 냉매 공급관(210)을 제어한다.In addition, when the output of the second sensor 222 and the third sensor 223 is equal to or higher than the reference temperature, the control unit 260 controls the refrigerant to spray the refrigerant to the central and lower portions of the corrugated pipe 230 . The supply pipe 210 is controlled.

그리고 온도가 기준온도 이하로 내려가는 경우, 제어부(260)는 상기 주름관(230)의 해당 부위에 분사 중지하도록 상기 냉매 공급관(210)을 제어한다.And when the temperature falls below the reference temperature, the controller 260 controls the refrigerant supply pipe 210 to stop spraying on the corresponding part of the corrugated pipe 230 .

필요에 따라 온도 제어부(220)는 긴단하게 제1 센서(221)으로 구성할 수도 있고, 냉매의 분사도 주름관(230) 전체에 하도록만 구성할 수도 있다.If necessary, the temperature control unit 220 may be configured as a long first sensor 221 , or may be configured only to spray the refrigerant over the corrugated pipe 230 as a whole.

본 발명의 실시 예에서는, 냉각 유닛을 설치하여 주름관이 열로 인해 받는 손상을 최소화할 수 있다. In an embodiment of the present invention, by installing a cooling unit, it is possible to minimize damage to the corrugated pipe due to heat.

또한, 본 발명의 실시 예에서는, 주름관의 온도가 일정온도 이상이 되면, 신속하게 냉각을 하여 부품 손상을 최소화하고, 대응시간을 최소화할 수 있다. In addition, in an embodiment of the present invention, when the temperature of the corrugated pipe is above a certain temperature, it is possible to quickly cool it to minimize damage to parts and minimize the response time.

또한, 본 발명의 실시 예에서는, 베이스 플랜지(Base Flange) 하부의 용접 주름관 상부 지점에 온도 센서를 설치하여 신속하게 주름관의 온도를 감지하고, 냉각을 할 수 있다. In addition, in an embodiment of the present invention, by installing a temperature sensor at the upper point of the welded corrugated pipe under the base flange, it is possible to quickly sense the temperature of the corrugated pipe and perform cooling.

이상에서 본 발명의 실시 예에 대하여 상세하게 설명하였지만 본 발명의 권리범위는 이에 한정되는 것은 아니고 다음의 청구범위에서 정의하고 있는 본 발명의 기본 개념을 이용한 당업자의 여러 변형 및 개량 형태 또한 본 발명의 권리범위에 속하는 것이다.Although the embodiments of the present invention have been described in detail above, the scope of the present invention is not limited thereto, and various modifications and improved forms of the present invention are also provided by those skilled in the art using the basic concept of the present invention as defined in the following claims. is within the scope of the right.

Claims (7)

단결정 실리콘 잉곳의 성장이 일어나는 메인 챔버 내에서 도가니를 받치는 석영 도가니 받침대(Quartz Crucible Pedestal)를 구비하는 단결정 잉곳 성장장치의 도가니 승강장치 주름관 냉각장치로서,
주름관;
상기 주름관의 온도를 감지하기 위한 온도 감지부;
냉매를 저장하는 냉매 저장부;
상기 냉매를 공급하는 냉매 공급관;
상기 온도 감지부에서 감지되는 상기 주름관의 온도기 기준온도 이상이 되면, 상기 냉매 공급관의 밸브를 열어 냉매를 공급하도록 제어하는 제어부를 포함하고,
상기 온도 감지부는,
상기 주름관의 상부 온도를 감지하는 제1 센서;
상기 주름관의 중앙부 온도를 감지하는 제2 센서;
상기 주름관의 하부 온도를 감지하는 제3 센서를 포함하는 단결정 잉곳 성장장치의 도가니 승강장치 주름관 냉각장치.As a crucible lifting device corrugated pipe cooling device of a single crystal ingot growing device having a quartz crucible pedestal supporting the crucible in the main chamber where the growth of the single crystal silicon ingot occurs,
corrugated pipe;
a temperature sensing unit for sensing the temperature of the corrugated pipe;
Refrigerant storage unit for storing the refrigerant;
a refrigerant supply pipe for supplying the refrigerant;
When the temperature of the corrugated pipe is higher than the reference temperature of the corrugated pipe sensed by the temperature sensing unit, a control unit for controlling to supply the refrigerant by opening the valve of the refrigerant supply pipe,
The temperature sensing unit,
a first sensor for sensing the upper temperature of the corrugated pipe;
a second sensor for sensing the temperature of the central portion of the corrugated pipe;
Crucible elevating device corrugated pipe cooling device of a single crystal ingot growing device comprising a third sensor for detecting the lower temperature of the corrugated pipe. 삭제delete 제1항에 있어서,
상기 냉매공급관은 상기 주름관의 사방향에 각각 수직으로 설치되는 제1 내지 제4 냉매 공급관으로 구성되며, 상기 제1 내지 제4 냉매 공급관 각각은 여러개의 서브 밸브를 가지고, 상기 주름관 외벽의 상부, 중부, 하부에 선택적으로 냉매를 분사하는 것을 특징으로 하는 단결정 잉곳 성장장치의 도가니 승강장치 주름관 냉각장치.According to claim 1,
The refrigerant supply pipe is composed of first to fourth refrigerant supply pipes installed vertically in four directions of the corrugated pipe, each of the first to fourth refrigerant supply pipes having a plurality of sub-valves, upper and middle portions of the outer wall of the corrugated pipe , Crucible lifting device corrugated pipe cooling device of a single crystal ingot growing device, characterized in that selectively injecting a refrigerant to the lower portion. 제3항에 있어서,
상기 온도 감지부의 제1 센서, 제2센서, 제3 센서는 상기 냉매 공급관과 상기 주름관 사이에 설치되는 단결정 잉곳 성장장치의 도가니 승강장치 주름관 냉각장치.4. The method of claim 3,
The first sensor, the second sensor, and the third sensor of the temperature sensing unit are a crucible elevating device corrugated pipe cooling device of a single crystal ingot growing device installed between the refrigerant supply pipe and the corrugated pipe. 제4항에 있어서,
상기 제1 센서에서 감지된 온도가 기준온도 이상인 경우, 상기 제어부는 상기 주름관의 상부에 냉매를 분사하도록 상기 냉매 공급관을 제어하는 것을 특징으로 하는 단결정 잉곳 성장장치의 도가니 승강장치 주름관 냉각장치.5. The method of claim 4,
When the temperature sensed by the first sensor is equal to or greater than the reference temperature, the controller controls the refrigerant supply pipe to spray the refrigerant on the upper part of the corrugated pipe. 제5항에 있어서,
상기 제2 센서에서 감지된 온도가 기준온도 이상인 경우, 상기 제어부는 상기 주름관의 중앙부에 냉매를 분사하도록 상기 냉매 공급관을 제어하는 것을 특징으로 하는 단결정 잉곳 성장장치의 도가니 승강장치 주름관 냉각장치.6. The method of claim 5,
When the temperature sensed by the second sensor is equal to or greater than the reference temperature, the control unit controls the refrigerant supply pipe to inject the refrigerant into the central part of the corrugated pipe. 제6항에 있어서,
상기 제3 센서에서 감지된 온도가 기준온도 이상인 경우, 상기 제어부는 상기 주름관의 하부에 냉매를 분사하도록 상기 냉매 공급관을 제어하는 것을 특징으로 단결정 잉곳 성장장치의 도가니 승강장치 주름관 냉각장치.7. The method of claim 6,
When the temperature sensed by the third sensor is equal to or greater than the reference temperature, the control unit controls the refrigerant supply pipe to inject the refrigerant into the lower portion of the corrugated pipe.
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