KR20140128534A - Alarm apparatus and method of melt-gap for - Google Patents

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Abstract

Disclosed is an alarm device of abnormal melt-gap of a silicon single crystal grower, which alarms an abnormal state of the melt-gap between an insulation member of the silicon single crystal grower and the liquid surface of melted silicon within a crucible moving up and down. The alarm device of abnormal melt-gap of a silicon single crystal grower is an alarm device of abnormal melt-gap of a silicon single crystal grower, which alarms an abnormal state of the melt-gap between an insulation member of the silicon single crystal grower and the liquid surface of melted silicon within a crucible moving up and down. The alarm device of abnormal melt-gap of a silicon single crystal grower comprises a melt-gap operation unit of calculating the size of the melt-gap corresponding to the gap between the end of a measuring load and the liquid surface of melted silicon by obtaining images of the end of the measuring load attached to the end terminal of the insulation member, and the shadow of the end of the measuring load reflected on the liquid surface of the melted silicon; and an abnormal melt-gap alarm unit of determining the abnormality of the melt-gap according to the melt-gap size calculated in the melt gap operation unit and the changing speed thereof, and outputting an alarm signal when an abnormal state of the melt-gap occurs.

Description

실리콘 단결정 성장 장치의 멜트 갭 이상 경보 장치 및 방법{ALARM APPARATUS AND METHOD OF MELT-GAP FOR }[0001] ALARM APPARATUS AND METHOD OF MELT-GAP FOR [0002]

본 발명은 실리콘 단결정 성장 장치의 멜트 갭 이상 경보 장치 및 방법에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 실리콘 단결정 성장 장치의 단열부재와 상하로 이동하는 도가니 내의 실리콘 융액의 액면 사이의 멜트 갭에 따른 이상 상태를 신뢰성 있게 경보할 수 있는 실리콘 단결정 성장 장치의 멜트 갭 이상 경보 장치 및 방법에 관한 것이다.More particularly, the present invention relates to an apparatus and method for warning a melt gap abnormality in a silicon single crystal growth apparatus, and more particularly, to an apparatus and method for warning a melt gap abnormality in a silicon single crystal growth apparatus, And more particularly, to a melange gap abnormality warning apparatus and method for a silicon single crystal growth apparatus capable of reliably alerting a user.

반도체 소자 제조용 재료로서 광범위하게 사용되고 있는 실리콘 웨이퍼는 단결정 실리콘 박판으로 용융 상태의 실리콘 융액으로부터 성장된 단결정 실리콘 잉곳(ingot)을 웨이퍼 형태로 자르는 절단하여 제조될 수 있다.A silicon wafer widely used as a material for manufacturing semiconductor devices can be produced by cutting a single crystal silicon ingot grown from a silicon melt in a molten state into a single crystal silicon thin plate into a wafer shape.

이 단결정 실리콘 잉곳은 쵸크랄스키법(Czochralski method)에 따라 성장되어 제조된다. 이 쵸크랄스키법에 의해 단결정 잉곳을 성장시키는 단결정 잉곳 성장 공정은 대략 다음과 같다. 도가니 내에 원료로서 투입된 다결정 실리콘 덩어리가, 도가니를 둘러싸도록 설치된 히터에 의해서 가열되어 용융된다. 도가니 내에 원료 융액이 형성되면, 도가니를 일정 방향으로 회전시키면서 도가니 상에 지지된 종결정(시드(seed))을 하강시켜, 도가니 내의 원료 융액에 침지한다. 이어, 시드를 소정의 방향으로 회전시키면서, 상승시킴으로써, 시드의 아래쪽으로 원주상의 실리콘 단결정을 끌어올려 성장시킴으로써 단결정 실리콘 잉곳이 생성된다.This single crystal silicon ingot is grown and manufactured according to the Czochralski method. The single crystal ingot growing step for growing a single crystal ingot by the Czochralski method is roughly as follows. The polycrystalline silicon ingot charged as a raw material in the crucible is heated and melted by a heater provided so as to surround the crucible. When the raw material melt is formed in the crucible, the seed crystal (seed) supported on the crucible is lowered while rotating the crucible in a predetermined direction to immerse the raw material melt in the crucible. Then, the seed is rotated while being rotated in a predetermined direction to raise the circumferential silicon single crystal to the lower side of the seed, thereby growing a single crystal silicon ingot.

이러한 단결정 실리콘 잉곳을 성장시키는 공정에 적용되는 장치에는, 도가니 내에 수용된 고온의 실리콘 융액과 히터로부터 복사열이 실리콘 잉곳으로 전달되는 것을 차단하기 위한 단열부재가 구비되는데, 이 단열부재의 단부와 실리콘 융액의 표면 사이의 거리를 멜트 갭이라한다. 단결정 실리콘 잉곳의 성장 공정에서 멜트 갭을 일정하게 유지하는 것은 단결정 실리콘 잉곳의 품질을 보증하기 위한 매우 중요한 요인이 된다. 특히, 실리콘 융액이 단열부재와 접촉하는 경우에는 매우 큰 설비사고가 발생할 수 있어 멜트 갭의 유지는 매우 중요한 사인이다.An apparatus applied to the step of growing a single crystal silicon ingot is provided with a high temperature silicon melt contained in the crucible and a heat insulating member for shielding transfer of radiant heat from the heater to the silicon ingot. The distance between the surfaces is called the melt gap. Keeping the melt gap constant in the step of growing a single crystal silicon ingot is a very important factor for ensuring the quality of the single crystal silicon ingot. In particular, when the silicon melt contacts the heat insulating member, a very large facility accident may occur, and maintenance of the melt gap is a very important cause.

선행기술문헌인 한국공개특허 제10-2007-0115711호에는 도가니 내 실리콘 융액의 액면 위치를 감시하는 장치가 개시된다. 또한, 선행기술문헌인 한국등록특허 제10-1080569호에는 멜트 갭을 산출하는 방법이 개시된다.Korean Patent Laid-Open No. 10-2007-0115711, which is a prior art document, discloses an apparatus for monitoring the position of a liquid surface of a silicon melt in a crucible. Korean Patent No. 10-1080569, which is a prior art document, discloses a method for calculating a melt gap.

상기 선행기술문헌에는 실리콘 융액의 액면 위치를 감시하여 멜트 갭을 일정하게 유지하는 기법과, 디지털 영상을 이용하여 멜트 갭을 정확하게 산출하는 기법에 대해 각각 개시되고 있다.The prior art documents disclose a technique of keeping the melt gap constant by monitoring the liquid surface position of the silicon melt and a technique of accurately calculating the melt gap using a digital image.

그러나, 선행기술문헌에는 멜트 갭에 이상이 발생한 경우 멜트 갭 이상을 경보하기 위한 기술이 개시되지 않는다. 특히, 선행기술문헌에는 실제 실리콘 단결정 성장 장치에서 특정 방법에 의해 산출된 멜트 갭의 크기 자체의 이상 유무에 대한 판단 기술이 개시되지 않을 뿐만 아니라, 멜트 갭 산출 과정에서 발생할 수 있는 오류나 멜트 갭 유지를 위해 도가니의 위치를 제어하는 과정에서 발생할 수 있는 오류 등을 고려한 멜트 갭 이상 판단 및 경보 기술에 대해서는 전혀 개시하지 못한다.However, the prior art document does not disclose a technique for alarming the melt gap abnormality when an abnormality occurs in the melt gap. In particular, the prior art document does not disclose a technique for determining whether or not the size of the melt gap calculated by a specific method in an actual silicon single crystal growing apparatus itself is abnormal, and also provides a method for maintaining the error or the melt gap in the process of calculating the melt gap It does not disclose the melt gap abnormality judging and warning technology taking into consideration errors which may occur in the process of controlling the position of the crucible.

한국공개특허 제10-2007-0115711호Korean Patent Publication No. 10-2007-0115711 한국등록특허 제10-1080569호Korean Patent No. 10-1080569

본 발명은 실리콘 단결정 성장 장치의 단열부재와 상하로 이동하는 도가니 내의 실리콘 융액의 액면 사이의 멜트 갭에 따른 이상 상태를 신뢰성 있게 경보할 수 있는 실리콘 단결정 성장 장치의 멜트 갭 이상 경보 장치 및 방법을 제공하는 것을 해결하고자 하는 기술적 과제로 한다.The present invention provides a melange gap abnormality alarming apparatus and method for a silicon single crystal growing apparatus capable of reliably alerting an abnormal state due to a melt gap between a heat insulating member of a silicon single crystal growing apparatus and a liquid surface of a silicon melt in a crucible moving up and down And to solve such a problem.

상기 기술적 과제를 해결하기 위한 수단으로서 본 발명은,According to an aspect of the present invention,

실리콘 단결정 성장 장치의 단열부재와 상하로 이동하는 도가니 내의 실리콘 융액의 액면 사이의 멜트 갭에 따른 이상 상태를 경보하는 실리콘 단결정 성장 장치의 멜트 갭 이상 경보 장치에 있어서, A melange gap abnormality warning device for a silicon single crystal growth apparatus which alerts an abnormal condition due to a melt gap between a heat insulating member of a silicon single crystal growing apparatus and a liquid surface of a silicon melt in a crucible moving up and down,

상기 단열부재의 단부에 부착된 측정로드의 말단과 상기 실리콘 융액의 액면에 비친 상기 측정로드의 말단의 그림자의 영상을 획득하여 상기 측정로드의 말단과 상기 실리콘 융액의 액면 사이의 간격에 대응되는 멜트 갭의 크기를 산출하는 멜트 갭 연산부; 및An image of the end of the measuring rod attached to the end of the heat insulating member and a shadow image of the end of the measuring rod projected on the liquid surface of the silicon melt is obtained and a melt corresponding to the interval between the end of the measuring rod and the liquid surface of the silicon melt A melt gap operation unit for calculating the size of the gap; And

상기 멜트 갭 연산부에서 산출된 멜트 갭 크기 및 그 변경 속도에 따라 멜트 갭 이상 여부를 판단하고, 멜트 갭 이상이 발생한 경우 경보신호를 출력하는 멜트 갭 이상 경보부A melt gap abnormality alarm unit for determining whether or not the melt gap is abnormal according to the melt gap size calculated by the melt gap operation unit and the change rate thereof and outputting an alarm signal when a melt gap abnormality occurs,

를 포함하는 실리콘 단결정 성장 장치의 멜트 갭 이상 경보 장치를 제공한다.The present invention also provides a melt gap abnormality monitoring apparatus for a silicon single crystal growing apparatus.

본 발명의 일 실시형태에서, 상기 멜트 갭 이상 경보부는, 상기 멜트 갭 연산부에서 산출된 멜트 갭 크기의 변경 속도를 산출하는 멜트 갭 변경 속도 연산부; 및 상기 멜트 갭 변경 속도 연산부에서 산출된 멜트 갭 크기의 변경 속도가 사전 설정된 기준 속도 이상인 경우 멜트 갭 이상이 발생한 것으로 판단하고 상기 경보신호를 출력하는 경보신호 발생부를 포함할 수 있다.According to an embodiment of the present invention, the melt gap abnormality warning unit may include: a melt gap changing speed calculating unit for calculating a changing speed of the melt gap size calculated by the melt gap calculating unit; And an alarm signal generator for determining that a melt gap abnormality has occurred when the change rate of the melt gap size calculated by the melt gap change speed calculator is greater than or equal to a preset reference speed, and outputting the alarm signal.

본 발명의 일 실시형태에서, 상기 멜트 갭 이상 경보부는, 상기 멜트 갭 연산부에서 산출된 멜트 갭 크기가 사전 설정된 최대값을 초과하거나 최소값 미만으로 산출된 이상 멜트 갭의 발생 회수를 카운트하는 이상 멜트 갭 카운트부; 및 상기 이상 멜트 갭 카운트부에서 카운트되는 이상 멜트 갭의 시간 당 발생 빈도수가 사전 설정된 기준 빈도수 이상인 경우 멜트 갭 이상이 발생한 것으로 판단하고 상기 경보신호를 출력하는 경보신호 발생부를 포함할 수 있다.In an embodiment of the present invention, the melt gap abnormality warning unit may further include an abnormal melt gap calculating unit that counts the number of occurrences of the ideal melt gap, the melt gap size calculated by the melt gap calculating unit being greater than a predetermined maximum value, Count portion; And an alarm signal generator for outputting the alarm signal when it is determined that a melt gap abnormality has occurred when the number of occurrences per time of the abnormal melt gap counted by the abnormal melt gap count unit is equal to or greater than a predetermined reference frequency.

본 발명의 일 실시형태는, 상기 멜트 갭 연산부에서 산출된 멜트 갭의 크기에 따라 사전 설정된 기준 멜트 갭의 크기를 유지하기 위한 상기 도가니 위치의 상하 이동값을 포함하는 피드백 값을 생성하는 도가니 위치 제어부를 더 포함하며, 상기 멜트 갭 이상 경보부는, 상기 피드백 값에 포함된 상하 이동값에 따라 멜트 갭 이상 여부를 판단하고, 멜트 갭 이상이 발생한 경우 상기 경보신호를 출력할 수 있다.According to an embodiment of the present invention, a crucible position control unit for generating a feedback value including a vertical movement value of the crucible position for maintaining a predetermined reference melt gap size according to a size of a melt gap calculated by the melt gap operation unit, The melt gap abnormality alarm unit may determine whether the melt gap is abnormal according to the up / down movement value included in the feedback value, and may output the alarm signal when the melt gap abnormality occurs.

본 발명의 일 실시형태에서, 상기 멜트 갭 이상 경보부는, 상기 도가니 위치 제어부에서 생성된 피드백 값에 포함된 상하 이동값을 누적 연산한 누적값을 산출하는 피드백 누적 연산부; 및 상기 피드백 누적 연산부에서 산출된 누적값이 사전 설정된 기준 누적값 이상인 경우 멜트 갭 이상이 발생한 것으로 판단하여 상기 경보신호를 출력하는 경보신호 발생부를 포함할 수 있다.
In one embodiment of the present invention, the melt gap abnormality warning unit includes: a feedback accumulation operation unit for calculating an accumulated value obtained by cumulatively calculating up / down movement values included in the feedback value generated by the crucible position control unit; And an alarm signal generator for outputting the alarm signal when it is determined that the melt gap abnormality has occurred when the accumulated value calculated by the feedback accumulation calculator is greater than or equal to a predetermined reference accumulation value.

상기 기술적 과제를 해결하기 위한 다른 수단으로서, 본 발명은,According to another aspect of the present invention,

실리콘 단결정 성장 장치의 단열부재와 상하로 이동하는 도가니 내의 실리콘 융액의 액면 사이의 멜트 갭에 따른 이상 상태를 경보하는 실리콘 단결정 성장 장치의 멜트 갭 이상 경보 장치에 있어서, A melange gap abnormality warning device for a silicon single crystal growth apparatus which alerts an abnormal condition due to a melt gap between a heat insulating member of a silicon single crystal growing apparatus and a liquid surface of a silicon melt in a crucible moving up and down,

상기 단열부재의 단부에 부착된 측정로드의 말단과 상기 실리콘 융액의 액면에 비친 상기 측정로드의 말단의 그림자의 영상을 획득하여 상기 측정로드의 말단과 상기 실리콘 융액의 액면 사이의 간격에 대응되는 멜트 갭의 크기를 산출하는 멜트 갭 연산부;An image of the end of the measuring rod attached to the end of the heat insulating member and a shadow image of the end of the measuring rod projected on the liquid surface of the silicon melt is obtained and a melt corresponding to the interval between the end of the measuring rod and the liquid surface of the silicon melt A melt gap operation unit for calculating the size of the gap;

상기 멜트 갭 연산부에서 산출된 멜트 갭의 크기에 따라 사전 설정된 기준 멜트 갭의 크기를 유지하기 위한 상기 도가니 위치의 상하 이동값을 포함하는 피드백 값을 생성하는 도가니 위치 제어부; 및A crucible position control unit for generating a feedback value including a vertical movement value of the crucible position for maintaining a predetermined reference melt gap size according to the size of the melt gap calculated by the melt gap operation unit; And

상기 멜트 갭 연산부에서 산출된 멜트 갭 크기와 그 변경 속도 및 상기 도가니 위치 제어부에서 생성된 상기 피드백 값에 포함된 상하 이동값에 따라 멜트 갭 이상 여부를 판단하고, 멜트 갭 이상이 발생한 경우 경보신호를 출력하는 멜트 갭 이상 경보부And determining whether the melt gap is abnormal according to the melt gap size calculated by the melt gap calculator, the change speed thereof, and the up / down movement value included in the feedback value generated by the crucible position controller, Outputting Melt Gap Fault Alarm

를 포함하는 실리콘 단결정 성장 장치의 멜트 갭 이상 경보 장치를 제공한다.The present invention also provides a melt gap abnormality monitoring apparatus for a silicon single crystal growing apparatus.

본 발명의 일 실시형태에서, 상기 멜트 갭 이상 경보부는, 상기 멜트 갭 연산부에서 산출된 멜트 갭 크기의 변경 속도를 산출하는 멜트 갭 변경 속도 연산부; 상기 멜트 갭 연산부에서 산출된 멜트 갭 크기가 사전 설정된 최대값을 초과하거나 최소값 미만으로 산출된 이상 멜트 갭의 발생 회수를 카운트하는 이상 멜트 갭 카운트부; 상기 도가니 위치 제어부에서 생성된 피드백 값에 포함된 상하 이동값을 누적 연산한 누적값을 산출하는 피드백 누적 연산부; 및 상기 멜트 갭 변경 속도 연산부에서 산출된 멜트 갭 크기의 변경 속도가 사전 설정된 기준 속도 이상인 경우 멜트 갭 이상이 발생한 것으로 판단하여 상기 경보신호를 출력하며, 상기 이상 멜트 갭 카운트부에서 카운트되는 이상 멜트 갭의 시간 당 발생 빈도수가 사전 설정된 기준 빈도수 이상인 경우 멜트 갭 이상이 발생한 것으로 판단하여 상기 경보신호를 출력하며, 상기 피드백 누적 연산부에서 산출된 누적값이 사전 설정된 기준 누적값 이상인 경우 멜트 갭 이상이 발생한 것으로 판단하여 상기 경보신호를 출력하는 경보신호 발생부를 포함할 수 있다.
According to an embodiment of the present invention, the melt gap abnormality warning unit may include: a melt gap changing speed calculating unit for calculating a changing speed of the melt gap size calculated by the melt gap calculating unit; An ideal melt gap counting unit for counting the number of occurrences of the ideal melt gap calculated by the melt gap calculating unit, the melt gap being greater than or equal to a predetermined maximum value; A feedback accumulation operation unit for calculating an accumulation value obtained by cumulatively calculating up and down movement values included in the feedback value generated by the crucible position control unit; And outputting the alarm signal when the change rate of the melt gap size calculated by the melt gap change rate calculator is equal to or greater than a preset reference speed, and outputting the alarm signal, and wherein the abnormal melt gap counted by the abnormal melt gap count unit The control unit outputs the alarm signal when it is determined that a melt gap abnormality has occurred and if the accumulated value calculated by the feedback accumulation calculating unit is equal to or greater than a predetermined reference accumulation value, And an alarm signal generator for outputting the alarm signal.

상기 기술적 과제를 해결하기 위한 또 다른 수단으로서, 본 발명은,According to another aspect of the present invention,

실리콘 단결정 성장 장치의 단열부재와 상하로 이동하는 도가니 내의 실리콘 융액의 액면 사이의 멜트 갭에 따른 이상 상태를 경보하는 실리콘 단결정 성장 장치의 멜트 갭 이상 경보 방법에 있어서,1. A melt gap abnormality warning method for a silicon single crystal growing apparatus for warning an abnormal state due to a melt gap between a heat insulating member of a silicon single crystal growing apparatus and a liquid surface of a silicon melt in a crucible moving up and down,

상기 단열부재의 단부에 부착된 측정로드의 말단과 상기 실리콘 융액의 액면에 비친 상기 측정로드의 말단의 그림자의 영상을 획득하여 상기 측정로드의 말단과 상기 실리콘 융액의 액면 사이의 간격에 대응되는 멜트 갭의 크기를 산출하는 멜트 갭 연산 단계;An image of the end of the measuring rod attached to the end of the heat insulating member and a shadow image of the end of the measuring rod projected on the liquid surface of the silicon melt is obtained and a melt corresponding to the interval between the end of the measuring rod and the liquid surface of the silicon melt A melt gap calculating step of calculating a gap size;

상기 멜트 갭 연산 단계에서 산출된 멜트 갭의 크기에 따라 사전 설정된 기준 멜트 갭의 크기를 유지하기 위한 상기 도가니 위치의 상하 이동값을 포함하는 피드백 값을 생성하는 도가니 위치 제어 피드백 산출 단계;A crucible position control feedback calculating step of generating a feedback value including a vertical movement value of the crucible position to maintain a predetermined reference melt gap size according to the size of the melt gap calculated in the melt gap calculation step;

상기 멜트 갭 연산 단계에서 산출된 멜트 갭 크기의 변경 속도를 산출하는 멜트 갭 변경 속도 연산 단계;A melt gap changing speed calculating step of calculating a changing speed of the melt gap size calculated in the melt gap calculating step;

상기 멜트 갭 연산 단계에서 산출된 멜트 갭 크기가 사전 설정된 최대값을 초과하거나 최소값 미만으로 산출된 이상 멜트 갭의 발생 회수를 카운트하는 이상 멜트 갭 카운트 단계; An ideal melt gap count step of counting the number of occurrences of an ideal melt gap calculated when the melt gap size calculated in the melt gap calculation step exceeds a predetermined maximum value or is less than a minimum value;

상기 도가니 위치 제어 피드백 산출 단계에서 생성된 피드백 값에 포함된 상하 이동값을 누적 연산한 누적값을 산출하는 피드백 누적 연산 단계; 및A feedback accumulation operation step of calculating an accumulated value obtained by cumulatively calculating up-and-down movement values included in the feedback value generated in the crucible position control feedback calculation step; And

상기 멜트 갭 변경 속도 연산 단계에서 산출된 멜트 갭 크기의 변경 속도와, 상기 이상 멜트 갭 카운트 단계에서 카운트된 이상 멜트 갭의 발생 회수와, 상기 피드백 누적 연산 단계에서 산출된 누적값에 따라 멜트 갭 이상 여부를 판단하고, 멜트 갭 이상이 발생한 경우 경보신호를 출력하는 경보 발생 단계A melt gap change rate calculating step of calculating a melt gap change rate in accordance with the change rate of the melt gap size calculated in the melt gap change rate calculating step and the number of occurrences of the ideal melt gap counted in the abnormal melt gap counting step, And an alarm generating step of outputting an alarm signal when a melt gap abnormality occurs

를 포함하는 실리콘 단결정 성장 장치의 멜트 갭 이상 경보 방법을 제공한다.And a method of alerting the melt gap abnormality of the silicon single crystal growth apparatus.

본 발명의 일 실시형태에서, 상기 경보 발생 단계는, 상기 멜트 갭 변경 속도 연산 단계에서 산출된 멜트 갭 크기의 변경 속도가 사전 설정된 기준 속도 이상인 경우 멜트 갭 이상이 발생한 것으로 판단하여 상기 경보신호를 출력하는 단계를 포함할 수 있다.In an embodiment of the present invention, the alarm generating step may include generating an alarm signal when the change rate of the melt gap magnitude calculated at the melt gap change speed calculating step is greater than or equal to a predetermined reference speed, .

본 발명의 일 실시형태에서, 상기 경보 발생 단계는, 상기 이상 멜트 갭 카운트 단계에서 카운트되는 이상 멜트 갭의 시간 당 발생 빈도수가 사전 설정된 기준 빈도수 이상인 경우 멜트 갭 이상이 발생한 것으로 판단하여 상기 경보신호를 출력하는 단계를 포함할 수 있다.In an embodiment of the present invention, the alarm generating step may include generating the alarm signal when it is determined that the melt gap abnormality occurs when the frequency of occurrence of the abnormal melt gap per time counted in the abnormal melt gap counting step is equal to or greater than a predetermined reference frequency, And outputting the output signal.

본 발명의 일 실시형태에서, 상기 경보 발생 단계는, 상기 피드백 누적 연산 단계에서 산출된 누적값이 사전 설정된 기준 누적값 이상인 경우 멜트 갭 이상이 발생한 것으로 판단하여 상기 경보신호를 출력하는 단계를 포함할 수 있다.In one embodiment of the present invention, the alarm generating step includes a step of outputting the alarm signal when it is determined that the melt gap abnormality has occurred when the accumulated value calculated in the feedback accumulation calculating step is equal to or greater than a predetermined reference accumulation value .

본 발명에 따르면, 산출된 멜트 갭의 단순 크기만으로 멜트 갭 이상을 판단하지 않고, 산출된 멜트 갭 크기의 변화율 또는 이상 멜트 갭 발생의 빈도수를 기준으로 멜트 갭 이상을 판단하므로, 주변 노이즈나 멜트 갭 크기 산출을 위한 요소들의 순간적인 오류에 따라 불필요한 경보가 발생하는 것을 예방하면서도 정확한 멜트 갭 이상 판단 및 경보가 가능한 효과가 있다.According to the present invention, it is possible to determine the melt gap abnormality based on the rate of change of the calculated melt gap size or the frequency of occurrence of abnormal melt gaps without determining the melt gap merely by the simple size of the calculated melt gap, There is an effect that accurate melt gap abnormality determination and alarm can be performed while preventing an unnecessary alarm from occurring due to a momentary error of elements for size calculation.

특히, 본 발명에 따르면, 도가니 위치 제어를 위한 도가니 상하 이동값의 누적값에 따라 멜트 갭 이상을 판단하고 경보하므로, 도가니 위치 제어를 위한 요소의 오류에 따른 사고를 사전에 방지할 수 있는 효과가 있다.Particularly, according to the present invention, since the melt gap abnormality is determined and alarmed according to the cumulative value of the crucible vertical movement value for crucible position control, an effect of preventing an accident due to an element error for crucible position control can be prevented have.

도 1은 본 발명의 일 실시형태에 따른 실리콘 단결정 성장 장치의 멜트 갭 이상 경보 장치의 블록 구성도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시형태에 따른 실리콘 단결정 성장 장치의 멜트 갭 이상 경보 장치의 멜트 갭 이상 경보부를 더욱 상세하게 도시한 블록 구성도이다.
도 3 내지 도 5는 본 발명의 일 실시형태에 따른 실리콘 단결정 성장 장치의 멜트 갭 이상 경보 장치의 멜트 갭 이상 경보부의 동작을 도시한 흐름도이다.BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS FIG. 1 is a block diagram of a melt gap abnormality monitoring apparatus for a silicon single crystal growing apparatus according to an embodiment of the present invention. FIG.
2 is a block diagram showing the meltdown gap alarm unit of the melt gap abnormality monitoring apparatus of the silicon single crystal growing apparatus according to an embodiment of the present invention in more detail.
FIGS. 3 to 5 are flowcharts showing the operation of the melt gap abnormality warning unit of the melt gap abnormality monitoring apparatus of the silicon single crystal growing apparatus according to the embodiment of the present invention.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시형태를 보다 상세하게 설명한다. 그러나, 본 발명의 실시형태는 여러 가지 다른 형태로 변형될 수 있으며, 본 발명의 범위가 이하 설명되는 실시형태로 한정되는 것은 아니다. 본 발명의 실시형태는 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 본 발명을 보다 완전하게 설명하기 위해서 제공되는 것이다. 또한, 본 발명을 설명함에 있어서, 정의되는 용어들은 본 발명에서의 기능을 고려하여 정의 내려진 것으로, 이는 당 분야에 종사하는 기술자의 의도 또는 관례 등에 따라 달라질 수 있으므로, 본 발명의 기술적 구성요소를 한정하는 의미로 이해되어서는 아니 될 것이다.
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. However, the embodiments of the present invention can be modified into various other forms, and the scope of the present invention is not limited to the embodiments described below. The embodiments of the present invention are provided to more fully describe the present invention to those skilled in the art. In addition, in describing the present invention, the defined terms are defined in consideration of the functions of the present invention, and they may be changed depending on the intention or custom of the technician working in the field, so that the technical components of the present invention are limited It will not be understood as meaning.

도 1은 본 발명의 일 실시형태에 따른 실리콘 단결정 성장 장치의 멜트 갭 이상 경보 장치의 블록 구성도이다.BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS FIG. 1 is a block diagram of a melt gap abnormality monitoring apparatus for a silicon single crystal growing apparatus according to an embodiment of the present invention; FIG.

도 1을 참조하면, 본 발명의 일 실시형태에 따른 실리콘 단결정 성장 장치의 멜트 갭 이상 경보 장치는, 멜트 갭의 크기(MG)를 산출하는 멜트 갭 연산부(22)와, 멜트 갭 연산부(22)에서 산출된 멜트 갭의 크기(MG) 또는 멜트 갭의 크기(MG)의 변화 상태에 따라 멜트 갭의 이상 여부를 판단하고 이상 발생 시 이를 경보하는 멜트 갭 이상 경보부(31)를 포함하여 구성될 수 있다.1, a melt gap abnormality monitoring apparatus of a silicon single crystal growing apparatus according to an embodiment of the present invention includes a melt gap calculating unit 22 for calculating a melt gap (MG), a melt gap calculating unit 22, And a melt gap abnormality alarm unit 31 for judging whether or not the melt gap is abnormal according to the change state of the size (MG) of the melt gap or the size (MG) of the melt gap calculated in the step have.

이에 더하여, 본 발명의 일 실시형태에 따른 실리콘 단결정 성장 장치의 멜트 갭 이상 경보 장치는, 멜트 갭 연산부(22)에서 산출된 멜트 갭의 크기(MG)에 따라 실리콘 융액(MS)을 수용하는 도가니(11)의 상하 이동값을 포함하는 제어값(MGFB)을 생성하는 도가니 위치 제어부(23)를 더 포함할 수 있다. 멜트 갭 이상 경보부(31)는 제어값(MGFB)에 따라 멜트 갭의 이상 여부를 판단하고 이상이 발생한 경우 이를 경보할 수 있다.In addition, the melt gap abnormality warning device of the silicon single crystal growing apparatus according to the embodiment of the present invention is characterized in that the melt gap abnormality detecting device according to the present invention comprises a crucible for accommodating the silicon melt MS according to the melt gap magnitude MG calculated by the melt gap calculating section 22 And a crucible position control unit 23 for generating a control value MGFB including a vertical movement value of the crucible 11. The melt gap abnormality alarming unit 31 can determine whether the melt gap is abnormal according to the control value MGFB and can alarm the occurrence of an abnormality.

본 발명의 일 실시형태가 적용되는 실리콘 단결정 성장 장치는 쵸크랄스키법(Czochralski method: 이하, ‘CZ 법’이라고 함)에 따라 실리콘 단결정 잉곳을 성장시키는 장치이다. CZ 법에 의한 실리콘 단결정 성장 장치는 용융 상태의 실리콘 융액(MS)이 수용되는 도가니(11)와, 도가니(11)를 둘러싸는 형태로 배치되어 도가니(11)를 가열하는 히터(미도시)와, 성장된 단결정 잉곳을 냉각시키기 위한 냉각수가 순환되는 수냉관(미도시)과 실리콘 융액(MS)에서 수냉관 측으로 전달되는 복사열을 차단하는 단열부재(12)를 포함할 수 있다.A silicon single crystal growing apparatus to which an embodiment of the present invention is applied is an apparatus for growing a silicon single crystal ingot according to a Czochralski method (hereinafter referred to as a 'CZ method'). The silicon single crystal growth apparatus according to the CZ method includes a crucible 11 in which a molten silicon melt MS is accommodated, a heater (not shown) arranged to surround the crucible 11 to heat the crucible 11, (Not shown) in which cooling water for cooling the grown single crystal ingot is circulated, and a heat insulating member 12 for shielding radiant heat transmitted to the water cooling tube side in the silicon melt (MS).

이러한 실리콘 단결정 성장 장치는, 도가니(11) 내에 수용되는 원료인 실리콘 융액(MS)에 시드를 침지하고, 시드를 상승시켜 단결정을 끌어올리는 방식으로 잉곳을 성장하게 된다. CZ법을 이용한 실리콘 단결정의 성장 과정에서, 단결정을 끌어올리는 속도는 실리콘 단결정의 온도 구배와 밀접한 관계가 있어, 온도 구배를 크게 함으로써 끌어올림 속도를 빠르게 할 수 있다. 도 1에 도시하는 바와 같이, 시드의 아래쪽에서 끌어올려지는 단결정은, 도가니(11) 또는 도가니(11) 내의 실리콘 융액(MS) 등으로부터 복사열을 받는다. 성장되는 단결정으로의 복사 입열을 억제하기 위해서 단열 부재(12)를 설치하고 수냉관을 이용함으로써, 끌어올림의 속도를 향상시킬 수 있다.Such a silicon single crystal growth apparatus grows the ingot in such a manner that the seed is immersed in the silicon melt (MS), which is a raw material contained in the crucible 11, and the seed is raised to raise the single crystal. In the growth process of the silicon single crystal using the CZ method, the pulling rate of the single crystal is closely related to the temperature gradient of the silicon single crystal, and the temperature gradient can be increased to accelerate the pulling up. As shown in Fig. 1, the single crystal pulled up from the bottom of the seed receives radiant heat from the silicon melt (MS) in the crucible 11 or the crucible 11 and the like. It is possible to improve the pulling-up speed by providing the heat insulating member 12 and suppressing heat input to the single crystal to be grown and using a water-cooled tube.

이러한 과정에서, 도가니(11)에 수용되는 융액(MS)이 단열 부재(12)와 접촉하게 되면, 수증기 폭발 등의 중대한 사고로 이어지므로, 실리콘 융액(MS)과 단열 부재(12)와의 간격(멜트 갭)을 일정하게 제어할 필요가 있으며, 멜트 갭 또는 멜트 갭 제어 과정에 이상이 발생하는 경우 이를 신속하게 인식하고 경보할 필요가 있다.If the melt MS accommodated in the crucible 11 is brought into contact with the heat insulating member 12 in this process, it will lead to a serious accident such as steam explosion, so that the interval between the silicon melt MS and the heat insulating member 12 It is necessary to constantly control the melt gap or the melt gap. When an error occurs in the melt gap or melt gap control process, it is necessary to quickly recognize and alarm the melt gap or melt gap control process.

멜트 갭 연산부(22)는 멜트 갭 크기를 연산하기 위한 정보를 제공받아 이를 가공하여 멜트 갭의 크기를 산출한다. 멜트 갭 연산부(22)의 멜트 갭 크기 산출을 사전 설정된 시간 주기 마다(예를 들어, 10초, 30초, 1분 등) 이루어질 수 있다.The melt gap calculating unit 22 receives information for calculating the melt gap size and processes the information to calculate the size of the melt gap. The melt gap size of the melt gap calculator 22 can be calculated at predetermined time intervals (for example, 10 seconds, 30 seconds, 1 minute, etc.).

멜트 갭의 크기(MG)를 산출하는 방법은 다양하게 알려져 있으나, 통상 단열 부재(12)의 단부에 측정 로드(13)를 설치하고, CCD 카메라 등과 같은 디지털 카메라(21)를 이용하여 측정 로드(13)의 말단과 실리콘 융액(MS)의 액면에 비친 측정 로드(13) 말단의 그림자(S)의 디지털 영상을 획득하여 이를 분석하는 방법으로 멜트 갭의 크기(MG)를 산출하는 방법이 통상적으로 사용되고 있다. 본 발명의 멜트 갭 연산부(22) 역시 종래의 디지털 영상 분석을 통해 멜트 갭의 크기를 산출하는 기법을 적용하여 멜트 갭 크기를 산출할 수 있다.A method of calculating the size (MG) of the melt gap is variously known. Usually, a measuring rod 13 is provided at an end of the heat insulating member 12 and a measuring rod A method of calculating the size (MG) of the melt gap by obtaining a digital image of the shadow S at the end of the measurement rod 13 reflected from the end of the silicon melt (MS) . The melt gap calculator 22 of the present invention can also calculate the melt gap size by applying a technique of calculating the melt gap size through a conventional digital image analysis.

측정 로드(13)와 측정 로드(13)의 그림자를 촬상한 디지털 영상을 분석하여 멜트 갭의 크기(MG)를 산출하는 방법은 종래에 이미 적용되고 있는 기법이며, 전술한 배경기술 및 선행기술문헌으로 제시한 한국 등록특허 10-1080569호에 이미 개시되고 있으므로, 본 발명의 요지를 흐리는 것을 방지하기 위해 그에 대한 더욱 상세한 설명은 생략하기로 한다.The method of calculating the size (MG) of the melt gap by analyzing the digital image of the shadow of the measurement rod 13 and the measurement rod 13 is a technique that has been already applied to the prior art, Korean Patent No. 10-1080569, which is hereby incorporated by reference herein in its entirety, the detailed description thereof will be omitted in order to avoid obscuring the gist of the present invention.

도가니 위치 제어부(23)는 멜트 갭 연산부(22)에서 산출되는 멜트 갭의 크기(MG)를 제공받아, 사전 설정된 기준 멜트 갭의 크기와 비교하고 이 기준 멜트 갭의 크기를 유지하기 위한 실리콘 융액을 수용하는 도가니의 이동값을 포함하는 피드백 값(MGFB)을 산출하여 출력할 수 있다. 예를 들어, 멜트 갭 연산부(22)에서 산출되는 멜트 갭의 크기(MG)가 사전 설정된 기준 멜트 갭 크기보다 작은 경우, 도가니 위치 제어부(23)는 그 차에 해당하는 크기만큼 도가니(11)를 하부로 이동시키는 도가니 이동값을 생성할 수 있다. 또한, 멜트 갭 연산부(22)에서 산출되는 멜트 갭의 크기(MG)가 사전 설정된 기준 멜트 갭 크기보다 큰 경우, 도가니 위치 제어부(23)는 그 차에 해당하는 크기만큼 도가니(11)를 상부로 이동시키는 도가니 이동값을 생성할 수 있다. 도가니 위치 제어부(23)에서 생성되는 도가니 위치 이동값의 절대값(즉, 크기)은 도가니 이동을 위한 길이 단위를 갖는 값이고, 도가니 위치 이동값의 부호는 도가니 위치 이동의 방향을 나타내는 값이 될 수 있다. 즉, 도가니 상승을 + 부호로 표시하고 도가니 하강을 ? 부호로 표시할 수 있으며, 그 반대 경우도 가능하다.The crucible position control unit 23 receives the magnitude of the melt gap MG calculated by the melt gap calculating unit 22 and compares the magnitude of the melt gap MG with a predetermined reference melt gap size to maintain the size of the reference melt gap. It is possible to calculate and output the feedback value MGFB including the movement value of the crucible to be accommodated. For example, when the size (MG) of the melt gap calculated by the melt gap calculating unit 22 is smaller than a predetermined reference melt gap size, the crucible position control unit 23 calculates the crucible 11 The crucible movement value can be generated. When the size (MG) of the melt gap calculated by the melt gap calculator 22 is larger than a preset reference melt gap size, the crucible position controller 23 controls the crucible 11 to move upward The crucible movement value can be generated. The absolute value (i.e., size) of the crucible position movement value generated by the crucible position control unit 23 is a value having a length unit for crucible movement, and the sign of the crucible position movement value is a value indicating the crucible position movement direction . That is, the crucible rises by + sign and the crucible descends? It can be indicated by a sign, and vice versa.

멜트 갭 이상 경보부(31)는 멜트 갭 연산부(22)에서 산출된 멜트 갭의 크기(MG)를 이용하여 멜트 갭(MS)의 이상 발생 여부를 판단하고 이상이 발생한 것으로 판단된 경우 이를 알리기 위한 경보를 발생시킬 수 있다. 또한, 멜트 갭 이상 경보부(31)는 도가니 위치 제어부(23)에서 출력되는 도가니 위치 이동값을 포함하는 피드백값(MGFB)을 제공받고 도가니 위치 이동값에 따라 멜트 갭의 이상 발생 여부를 판단하고 이상이 발생한 것으로 판단된 경우 이를 알리기 위한 경보를 발생시킬 수 있다.
The melt gap abnormality alarming unit 31 determines whether or not an abnormality of the melt gap MS has occurred by using the size (MG) of the melt gap calculated by the melt gap calculating unit 22 and an alarm Can be generated. The melt gap abnormality unit 31 receives the feedback value MGFB including the crucible position movement value output from the crucible position control unit 23 and determines whether or not the melt gap abnormality has occurred according to the crucible position movement value, It is possible to generate an alarm for informing the user.

도 2는 본 발명의 일 실시형태에 따른 실리콘 단결정 성장 장치의 멜트 갭 이상 경보 장치의 멜트 갭 이상 경보부를 더욱 상세하게 도시한 블록 구성도이다.2 is a block diagram showing the meltdown gap alarm unit of the melt gap abnormality monitoring apparatus of the silicon single crystal growing apparatus according to an embodiment of the present invention in more detail.

도 2에 도시한 바와 같이, 본 발명의 일 실시형태에 따른 실리콘 단결정 성장 장치의 멜트 갭 이상 경보 장치의 멜트 갭 이상 경보부(31)는, 멜트 갭 연산부(22)에서 주기적으로 산출된 멜트 갭의 크기(MG)를 제공받아 멜트 갭 크기의 변경 속도를 연산하는 멜트 갭 변경속도 연산부(311)와, 멜트 갭 연산부(22)에서 산출된 멜트 갭의 크기(MG) 중 사전 설정된 범위를 벗어나는 이상 멜트 갭 크기가 발생하는 것을 카운트하는 이상 멜트 갭 카운트부(312)와, 도가니 위치 제어부(23)에서 생성된 피드백값(MGFG)에 포함된 도가니 상하 이동값을 제공받아 이를 누적 연산하는 피드백 누적 연산부(313) 및 멜트 갭 변경속도 연산부(311)에서 연산된 멜트 갭 변경속도와 이상 멜트 갭 카운트부(312)에서 카운트된 이상 멜트 갭 발생의 시간당 빈도수와 피드백 누적 연산부(313)에서 연산된 도가니 상하 이동값의 누적값에 따라 멜트 갭 이상을 판단하고 멜트 갭 이상이 발생한 경우 이를 경보하는 경보신호 발생부(314)를 포함할 수 있다.
2, the melt gap abnormality warning unit 31 of the melt gap abnormality monitoring apparatus of the silicon single crystal growing apparatus according to the embodiment of the present invention is configured such that the melt gap calculating unit 22 calculates the melt gap abnormality A melt gap changing rate calculating unit 311 for calculating a change rate of the melt gap size by receiving the size MG of the melt gap calculating unit 31; An ideal melt gap counting section 312 for counting occurrence of a gap size and a feedback accumulation computing section for receiving and accumulating the crucible up and down movement values contained in the feedback value MGFG generated by the crucible position control section 23 313 and the melt gap changing speed calculated by the melt gap changing speed calculator 311 and the frequency of occurrence of the abnormal melt gap counted by the abnormal melt gap counting unit 312 And an alarm signal generation unit 314 for determining a melt gap abnormality according to the accumulated value of the calculated crucible vertical movement value and for alarming when a melt gap abnormality occurs.

이하, 전술한 것과 같은 구성을 갖는 본 발명의 일 실시형태에 따른 실리콘 단결정 성장 장치의 멜트 갭 이상 경보 장치의 작용 및 효과에 대해서 첨부도면을 참조하여 더욱 상세하게 설명한다. 이하의 설명을 통해, 본 발명의 일 실시형태에 따른 실리콘 단결정 성장 방법에 대해서도 당업자가 실시 용이하게 설명이 이루어지게 될 것이다.
Hereinafter, the function and effect of the melt gap abnormality warning device of the silicon single crystal growth apparatus according to the embodiment of the present invention having the above-described structure will be described in more detail with reference to the accompanying drawings. Through the following explanation, a silicon single crystal growth method according to one embodiment of the present invention will be easily carried out by those skilled in the art.

본 발명의 일 실시형태에 따른 실리콘 단결정 성장 장치의 멜트 갭 이상 경보 장치의 동작은, 멜트 갭 연산부(22)에 의해 이루어지는 멜트 갭의 크기를 연산하는 멜트 갭 연산 단계로부터 시작될 수 있다. 전술한 바와 같이, 멜트 갭 연산부(22)에 의해 이루어지는 멜트 갭 연산 과정에서는, 단열부재(12)의 단부에 부착된 측정로드(13)의 말단과 도가니(11) 내 실리콘 융액(MS)의 액면에 비친 측정로드(11)의 말단의 그림자의 영상을 획득하고 이를 분석 처리하여, 측정로드(13)의 말단과 실리콘 융액(MS)의 액면 사이의 간격에 대응되는 멜트 갭의 크기(MG)를 산출할 수 있다. 이러한 멜트 갭 연산부(22)에 의해 산출된 멜트 갭의 크기(MG)는 도가니 위치 제어부(23)와 멜트 갭 이상 경보부(31)로 제공될 수 있다.The operation of the melt gap abnormality warning device of the silicon single crystal growth apparatus according to the embodiment of the present invention can be started from the melt gap operation step of calculating the melt gap size performed by the melt gap operation unit 22. [ As described above, in the process of calculating the melt gap by the melt gap calculating unit 22, the end of the measuring rod 13 attached to the end of the heat insulating member 12 and the liquid level of the silicon melt MS in the crucible 11 (MG) corresponding to the distance between the end of the measuring rod 13 and the liquid level of the silicon melt MS is obtained by calculating an image of the shadow of the distal end of the measuring rod 11 reflected by the measuring rod 13 Can be calculated. The size (MG) of the melt gap calculated by the melt gap calculator 22 may be provided to the crucible position control unit 23 and the melt gap abnormality alarm unit 31.

이어, 도가니 위치 제어부(23)는, 멜트 갭 연산부(22)에서 제공된 멜트 갭의 크기(MG)에 따라 사전 설정된 기준 멜트 갭의 크기를 유지하기 위한 도가니 위치의 상하 이동값을 포함하는 피드백 값(MGFB)을 생성하는 과정이 실행될 수 있다. 전술한 도가니 위치 제어부(23)의 구성에 대한 설명에서 기재한 바와 같이, 멜트 갭 연산부(22)에서 산출되는 멜트 갭의 크기(MG)가 사전 설정된 기준 멜트 갭 크기보다 작은 경우, 도가니 위치 제어부(23)는 그 차에 해당하는 크기만큼 도가니(11)를 하부로 이동시키는 도가니 이동값을 생성할 수 있다. 또한, 멜트 갭 연산부(22)에서 산출되는 멜트 갭의 크기(MG)가 사전 설정된 기준 멜트 갭 크기보다 큰 경우, 도가니 위치 제어부(23)는 그 차에 해당하는 크기만큼 도가니(11)를 상부로 이동시키는 도가니 이동값을 생성할 수 있다. 도가니 위치 제어부(23)에서 생성되는 도가니 위치 이동값의 절대값(즉, 크기)은 도가니 이동을 위한 길이 단위를 갖는 값이고, 도가니 위치 이동값의 부호는 도가니 위치 이동의 방향을 나타내는 값이 될 수 있다. 즉, 도가니 상승을 + 부호로 표시하고 도가니 하강을 ? 부호로 표시할 수 있으며, 그 반대 경우도 가능하다. 도가니 위치 제어부(23)에서 생성된 도가니 이동값을 포함하는 피드백 값(MGFB)은 멜트 갭 이상 경보부(31)로 제공될 수 있다.Next, the crucible position control unit 23 calculates a feedback value (hereinafter, referred to as " feedback value ") including the up / down movement value of the crucible position for maintaining the predetermined reference melt gap size according to the melt gap size MG provided by the melt gap operation unit 22 MGFB) can be performed. When the size (MG) of the melt gap calculated by the melt gap calculating unit 22 is smaller than a predetermined reference melt gap size as described in the description of the structure of the crucible position control unit 23, the crucible position control unit 23 can generate a crucible shift value for moving the crucible 11 downward by the amount corresponding to the difference. When the size (MG) of the melt gap calculated by the melt gap calculator 22 is larger than a preset reference melt gap size, the crucible position controller 23 controls the crucible 11 to move upward The crucible movement value can be generated. The absolute value (i.e., size) of the crucible position movement value generated by the crucible position control unit 23 is a value having a length unit for crucible movement, and the sign of the crucible position movement value is a value indicating the crucible position movement direction . That is, the crucible rises by + sign and the crucible descends? It can be indicated by a sign, and vice versa. The feedback value MGFB including the crucible movement value generated by the crucible position control unit 23 may be provided to the melt gap abnormality warning unit 31. [

이어, 멜트 갭 이상 경보부(31)는, 멜트 갭 연산부(22)에서 제공되는 멜트 갭의 크기(MG)와 도가니 위치 제어부(23)에서 제공되는 피드백 값(MGFB)을 이용하여 멜트 갭 이상을 판단하기 위한 연산과 그 연산 결과에 따라 멜트 갭 이상을 경보할 수 있다.The melt gap abnormality unit 31 then determines the melt gap abnormality by using the melt gap size MG provided by the melt gap operation unit 22 and the feedback value MGFB provided by the crucible position control unit 23 It is possible to warn the melt gap abnormality according to the operation to be performed and the operation result.

도 3 내지 도 5는 본 발명의 일 실시형태에 따른 실리콘 단결정 성장 장치의 멜트 갭 이상 경보 장치의 멜트 갭 이상 경보부의 동작을 도시한 흐름도이다.FIGS. 3 to 5 are flowcharts showing the operation of the melt gap abnormality warning unit of the melt gap abnormality monitoring apparatus of the silicon single crystal growing apparatus according to the embodiment of the present invention.

특히, 도 3은 멜트 갭 크기(MG)의 변화율에 따라 멜트 갭 이상을 판단하기 위한 동작을 도시한 것으로, 멜트 갭 이상 경보부(31) 내의 멜트 갭 변경속도 연산부(311)는 주기적으로 제공되는 멜트 갭의 크기(MG)의 변경속도(dMG/dt: t는 시간)를 산출할 수 있다(S11). 이어, 경보신호 발생부(314)는 멜트 갭 크기의 변경 속도가 사전 설정된 기준 속도(α)와 비교하고(S12), 멜트 갭 크기의 변경 속도가 사전 설정된 기준 속도(α) 이상인 경우 멜트 갭 이상이 발생한 것으로 판단하여 경보신호를 출력할 수 있다(S13). 경보신호의 형태는, 실리콘 단결정 성장 설비에 구비된 경광등을 발광 시키는 신호이거나 관리자의 모니터에 경보 화면을 출력하게 하는 신호와 같이 시각적인 경보를 발생시키는 신호이거나, 실리콘 단결정 성장 설비에 구비된 사이렌을 출력하게 하는 신호와 같이 청각적인 경보를 발생시키는 신호일 수 있다. 또한, 경보신호는 실리콘 단결정 성장 설비의 조업을 강제로 중단시키는 신호가 될 수도 있다.In particular, FIG. 3 illustrates an operation for determining the melt gap abnormality according to the change rate of the melt gap magnitude MG. The melt gap change rate calculator 311 in the melt gap abnormality alarm unit 31 calculates The change rate (dMG / dt: t) of the gap size MG can be calculated (S11). Then, the alarm signal generator 314 compares the change rate of the melt gap size with a preset reference speed? (S12), and when the change rate of the melt gap size is equal to or greater than the preset reference speed? And an alarm signal can be output (S13). The form of the alarm signal may be a signal for emitting a warning light provided in a silicon single crystal growth facility or a signal for generating a visual alarm such as a signal for outputting an alarm screen to an administrator's monitor or a siren provided in a silicon single crystal growth facility It may be a signal that generates an audible alarm such as a signal to output. The alarm signal may also be a signal to forcibly stop the operation of the silicon single crystal growth facility.

이와 같이, 본 발명의 일 실시형태는, 단순히 산출된 멜트 갭 크기를 사전 설정된 기준 값에 비교하여 경보를 발생시키기 보다는 멜트 갭 크기의 변동 속도를 사전 설정된 기준값과 비교하여 경보신호를 생성하므로, 멜트 갭을 판단하기 위한 영상 촬상 과정 또는 멜트 갭 크기를 산출하는 과정의 단순한 순간 오차에 의해 경보가 발생하는 것을 방지할 수 있으며, 멜트 갭 크기의 변화에 대한 일정한 지향성이 나타나는 경우에 정확하게 이상 발생을 판단할 수 있다.As described above, an embodiment of the present invention generates an alarm signal by comparing the calculated melt gap size with a preset reference value and comparing the variation rate of the melt gap size with a preset reference value, rather than generating an alarm, It is possible to prevent an alarm from being generated due to a simple momentary error of the process of calculating the gap size or the image pick-up process for determining the gap, and when the constant directivity to the change of the melt gap size appears, can do.

도 4는 이상 멜트 갭 크기가 발생하는 빈도수에 따라 멜트 갭 이상을 판단하기 위한 동작을 도시한 것으로, 멜트 갭 이상 경보부(31) 내의 이상 멜트 갭 카운트부(312)는 멜트 갭 연산부(22)에서 산출된 멜트 갭 크기가 사전 설정된 최대값(MAX)을 초과하거나 최소값(MIN) 미만인지 판단하고(S21, S22), 멜트 갭 크기가 사전 설정된 최대값(MAX)을 초과하거나 최소값(MIN) 미만에 해당하는 이상 멜트 갭의 발생 회수를 카운트한다(S23). 이어, 경보신호 발생부(314)는 이상 멜트 갭 카운트부는 이상 멜트 갭의 시간 당 발생 빈도수(즉, 이상 멜트 갭 카운트 속도)가 사전 설정된 기준 빈도수(β) 이상인 경우 멜트 갭 이상이 발생한 것으로 판단하여 상기 경보신호를 출력할 수 있다(S25).FIG. 4 shows an operation for determining the melt gap abnormality according to the frequency of occurrence of the abnormal melt gap size. The abnormal melt gap counting unit 312 in the melt gap abnormality alarm unit 31 detects the melt gap abnormality in the melt gap calculating unit 22 (S21, S22). If the calculated melt gap size exceeds the predetermined maximum value MAX or is smaller than the minimum value MIN The number of times of occurrence of the corresponding abnormal melt gap is counted (S23). Then, the alarm signal generator 314 determines that the melt gap abnormality has occurred when the frequency of occurrence of the abnormal melt gap per time (i.e., abnormal melt gap count rate) is equal to or greater than a predetermined reference frequency? The alarm signal can be output (S25).

이와 같이, 본 발명의 일 실시형태는, 단순히 산출된 멜트 갭 크기를 사전 설정된 기준 값에 비교하여 경보를 발생시키기 보다는, 산출된 멜트 갭 크기가 기준 값을 벗어나는 시간 당 회수를 파악하여 경보신호를 생성한다. 이에 따라, 멜트 갭을 판단하기 위한 영상 촬상 과정 또는 멜트 갭 크기를 산출하는 과정의 단순한 순간 오차에 생성된 이상 멜트 갭 크기를 배제하고, 일정한 지향성을 갖는 이상 멜트 갭 값에 따라 멜트 갭 이상을 판단할 수 있다. 도 3에 도시된 멜트 갭 변경 속도에 따른 경보신호 발생의 경우와 마찬가지로, 도 4에 도시된 멜트 갭 이상 판단 기법은, 단순한 순간 오차에 의해 불필요한 경보가 발생하는 것을 방지하고, 일정한 지향성을 갖는 의미 있는 이상 멜트 갭 크기에 대해서 정확하게 멜트 갭 이상을 판단하고 경보할 수 있다.As described above, in one embodiment of the present invention, rather than generating an alarm by simply comparing the calculated melt gap size with a predetermined reference value, the number of times the calculated melt gap size deviates from the reference value is grasped, . Accordingly, it is possible to eliminate the ideal melt gap size caused by a simple error in the image capturing process or the process of calculating the melt gap size for determining the melt gap, and to determine the melt gap abnormality according to the ideal melt gap value having a predetermined directivity can do. As in the case of the alarm signal generation according to the melt gap changing rate shown in FIG. 3, the melt gap abnormality determination technique shown in FIG. 4 prevents unnecessary alarms from being generated by a simple instantaneous error, It is possible to accurately judge and alarm the melt gap abnormality with respect to the abnormal melt gap size.

도 5는 멜트 갭 크기에 따른 도가니 위치의 상하 이동값을 포함하는 피드백값에 따라 멜트 갭 이상을 판단하기 위한 동작을 도시한 것이다. 도 5를 참조하면, 멜트 갭 이상 경보부(31) 내의 피드백 누적 연산부(313)는 도가니 위치 제어부(23)에서 제공되는 멜트 갭 크기에 따른 도가니 상하 이동값을 포함하는 피드백값을 제공받고, 도가니의 상하 이동값을 누적 산출한다(S31). 이어, 경보신호 발생부(314)는 피드백 누적 연산부(313)에서 누적 산출한 도가니의 상하 이동값의 누적값이 사전 설정된 기준 누적값(γ)을 비교하고(S32), 도가니의 상하 이동값의 누적값이 사전 설정된 기준 누적값(γ) 이상인 경우 멜트 갭 이상이 발생한 것으로 판단하여 상기 경보신호를 출력할 수 있다(S33).FIG. 5 illustrates an operation for determining a melt gap abnormality according to a feedback value including a vertical movement value of a crucible position according to a melt gap size. 5, the feedback accumulation operation unit 313 in the melt gap abnormality unit 31 receives a feedback value including a cruciform vertical movement value according to the melt gap size provided by the crucible position control unit 23, The up-and-down movement values are cumulatively calculated (S31). Next, the alarm signal generator 314 compares the cumulative value of the up and down movement values of the crucible accumulated and calculated by the feedback cumulative operation unit 313 with preset reference accumulation values (gamma) (S32) If the cumulative value is equal to or greater than a preset reference cumulative value (gamma), it is determined that a melt gap abnormality has occurred and the alarm signal can be output (S33).

이와 같이, 본 발명의 일 실시형태는, 멜트 갭의 크기를 제어하기 위해 도가니를 이동시키기 위한 피드백 값을 이용하여 멜트 갭 이상을 판단하므로, 단순히 멜트 갭 산출 과정의 단순 순간 오류에 따른 경보 발생을 방지할 수 있을 뿐만 아니라, 도가니 이동값을 생성하는 도가니 위치 제어부(23)의 오류에 따른 사고를 사전에 방지할 수도 있다. 즉, 도가니 위치 제어부(23)에서 출력되는 도가니 위치 상하 이동값이 일 방향으로 과도하게 설정되는 경우 실리콘 융액(MS)이 단열부재(12)와 접촉하게 되는 것을 사전에 방지할 수 있다.
As described above, according to the embodiment of the present invention, since the melt gap is determined by using the feedback value for moving the crucible to control the size of the melt gap, the occurrence of an alarm according to a simple moment error of the melt gap calculation process And it is also possible to prevent an accident caused by an error of the crucible position control unit 23 that generates the crucible shift value in advance. That is, it is possible to prevent the silicon melt MS from coming into contact with the heat insulating member 12 in advance when the crucible position up and down movement value output from the crucible position control unit 23 is excessively set in one direction.

이상에서 설명한 바와 같이, 본 발명의 일 실시형태에 따른 실리콘 단결정 성장 장치의 멜트 갭 이상 경보 장치 및 방법은, 산출된 멜트 갭의 단순 크기만으로 멜트 갭 이상을 판단하지 않고, 산출된 멜트 갭 크기의 변화율 또는 이상 멜트 갭 발생의 빈도수를 기준으로 멜트 갭 이상을 판단하므로, 주변 노이즈나 멜트 갭 크기 산출을 위한 요소들의 순간적인 오류에 따라 불필요한 경보가 발생하는 것을 예방하면서도 정확한 멜트 갭 이상 판단 및 경보가 가능하다.INDUSTRIAL APPLICABILITY As described above, the melt gap abnormality alarming apparatus and method of a silicon single crystal growing apparatus according to an embodiment of the present invention can prevent the melt gap abnormality from being determined only by the calculated simple size of the melt gap, It is possible to prevent an unnecessary alarm from occurring due to a momentary error of the elements for calculating the ambient noise or the size of the melt gap, and to accurately determine the melt gap abnormality and the alarm It is possible.

특히, 본 발명의 일 실시형태에 따른 실리콘 단결정 성장 장치의 멜트 갭 이상 경보 장치 및 방법은, 도가니 위치 제어를 위한 도가니 상하 이동값의 누적값에 따라 멜트 갭 이상을 판단하고 경보하므로, 도가니 위치 제어를 위한 요소의 오류에 따른 사고를 사전에 방지할 수 있다.
In particular, the apparatus and method for alarming a melt gap abnormality in a silicon single crystal growth apparatus according to an embodiment of the present invention determine and warn the melt gap abnormality according to the accumulated value of crucible up and down movement values for crucible position control, It is possible to prevent an accident due to an error of the element for the first time.

본 발명의 상세한 설명에서는 구체적인 실시 예에 관하여 설명하였으나 본 발명의 범위에서 벗어나지 않는 한도 내에서 여러 가지 변형이 가능함은 물론이다. 그러므로 본 발명의 범위는 설명된 실시 예에 국한되지 않으며, 후술되는 특허청구의 범위 및 이 특허청구의 범위와 균등한 것들에 의해 정해져야 한다.Although the present invention has been described in connection with certain exemplary embodiments, it is to be understood that the invention is not limited to the disclosed exemplary embodiments. Therefore, the scope of the present invention should not be limited to the embodiments described, but should be determined by the scope of the following claims and equivalents thereof.

11: 도가니 12: 단열 부재
13: 측정 로드 21: 디지털 카메라
22: 멜트 갭 연산부 23: 도가니 위치 제어부
31: 멜트 갭 이상 경보부 311: 멜트 갭 변경속도 연산부
312: 이상 멜트 갭 카운트부 313: 피드백 누적 연산부
314: 경보신호 발생부11: Crucible 12: Insulating member
13: Measurement load 21: Digital camera
22: Melt gap calculation unit 23: Crucible position control unit
31: Melt gap abnormality warning unit 311: Melt gap change speed operation unit
312: abnormal melt gap counting unit 313: feedback accumulation calculating unit
314: Alarm signal generator

Claims (11)

실리콘 단결정 성장 장치의 단열부재와 상하로 이동하는 도가니 내의 실리콘 융액의 액면 사이의 멜트 갭에 따른 이상 상태를 경보하는 실리콘 단결정 성장 장치의 멜트 갭 이상 경보 장치에 있어서,
상기 단열부재의 단부에 부착된 측정로드의 말단과 상기 실리콘 융액의 액면에 비친 상기 측정로드의 말단의 그림자의 영상을 획득하여 상기 측정로드의 말단과 상기 실리콘 융액의 액면 사이의 간격에 대응되는 멜트 갭의 크기를 산출하는 멜트 갭 연산부; 및
상기 멜트 갭 연산부에서 산출된 멜트 갭 크기 및 그 변경 속도에 따라 멜트 갭 이상 여부를 판단하고, 멜트 갭 이상이 발생한 경우 경보신호를 출력하는 멜트 갭 이상 경보부
를 포함하는 실리콘 단결정 성장 장치의 멜트 갭 이상 경보 장치.A melange gap abnormality warning device for a silicon single crystal growth apparatus which alerts an abnormal condition due to a melt gap between a heat insulating member of a silicon single crystal growing apparatus and a liquid surface of a silicon melt in a crucible moving up and down,
An image of the end of the measuring rod attached to the end of the heat insulating member and a shadow image of the end of the measuring rod projected on the liquid surface of the silicon melt is obtained and a melt corresponding to the interval between the end of the measuring rod and the liquid surface of the silicon melt A melt gap operation unit for calculating the size of the gap; And
A melt gap abnormality alarm unit for determining whether or not the melt gap is abnormal according to the melt gap size calculated by the melt gap operation unit and the change rate thereof and outputting an alarm signal when a melt gap abnormality occurs,
Wherein the melt gap abnormality warning device of the silicon single crystal growth apparatus includes: 제1항에 있어서, 상기 멜트 갭 이상 경보부는,
상기 멜트 갭 연산부에서 산출된 멜트 갭 크기의 변경 속도를 산출하는 멜트 갭 변경 속도 연산부; 및
상기 멜트 갭 변경 속도 연산부에서 산출된 멜트 갭 크기의 변경 속도가 사전 설정된 기준 속도 이상인 경우 멜트 갭 이상이 발생한 것으로 판단하고 상기 경보신호를 출력하는 경보신호 발생부를 포함하는 것을 특징으로 하는 실리콘 단결정 성장 장치의 멜트 갭 이상 경보 장치.The apparatus of claim 1, wherein the melt gap abnormality warning unit comprises:
A melt gap changing speed calculating unit for calculating a changing speed of the melt gap size calculated by the melt gap calculating unit; And
And an alarm signal generation unit for determining that a melt gap abnormality has occurred and outputting the alarm signal when the change rate of the melt gap size calculated by the melt gap change rate calculation unit is equal to or higher than a preset reference speed. Melt gap error alarm device. 제1항에 있어서, 상기 멜트 갭 이상 경보부는,
상기 멜트 갭 연산부에서 산출된 멜트 갭 크기가 사전 설정된 최대값을 초과하거나 최소값 미만으로 산출된 이상 멜트 갭의 발생 회수를 카운트하는 이상 멜트 갭 카운트부; 및
상기 이상 멜트 갭 카운트부에서 카운트되는 이상 멜트 갭의 시간 당 발생 빈도수가 사전 설정된 기준 빈도수 이상인 경우 멜트 갭 이상이 발생한 것으로 판단하고 상기 경보신호를 출력하는 경보신호 발생부를 포함하는 것을 특징으로 하는 실리콘 단결정 성장 장치의 멜트 갭 이상 경보 장치.The apparatus of claim 1, wherein the melt gap abnormality warning unit comprises:
An ideal melt gap counting unit for counting the number of occurrences of the ideal melt gap calculated by the melt gap calculating unit, the melt gap being greater than or equal to a predetermined maximum value; And
And an alarm signal generation unit for determining that a melt gap abnormality has occurred and outputting the alarm signal when the occurrence frequency per hour of the ideal melt gap counted by the abnormal melt gap count unit is equal to or greater than a preset reference frequency number. Melt gap abnormality warning device for growing equipment. 제1항에 있어서,
상기 멜트 갭 연산부에서 산출된 멜트 갭의 크기에 따라 사전 설정된 기준 멜트 갭의 크기를 유지하기 위한 상기 도가니 위치의 상하 이동값을 포함하는 피드백 값을 생성하는 도가니 위치 제어부를 더 포함하며,
상기 멜트 갭 이상 경보부는, 상기 피드백 값에 포함된 상하 이동값에 따라 멜트 갭 이상 여부를 판단하고, 멜트 갭 이상이 발생한 경우 상기 경보신호를 출력하는 것을 특징으로 하는 실리콘 단결정 성장 장치의 멜트 갭 이상 경보 장치.The method according to claim 1,
And a crucible position control unit for generating a feedback value including a vertical movement value of the crucible position for maintaining a predetermined reference melt gap size according to the size of the melt gap calculated by the melt gap operation unit,
Wherein the melt gap abnormality unit determines whether or not the melt gap is abnormal according to the up / down movement value included in the feedback value, and outputs the alarm signal when the melt gap abnormality occurs. Alarm device. 제4항에 있어서, 상기 멜트 갭 이상 경보부는,
상기 도가니 위치 제어부에서 생성된 피드백 값에 포함된 상하 이동값을 누적 연산한 누적값을 산출하는 피드백 누적 연산부; 및
상기 피드백 누적 연산부에서 산출된 누적값이 사전 설정된 기준 누적값 이상인 경우 멜트 갭 이상이 발생한 것으로 판단하여 상기 경보신호를 출력하는 경보신호 발생부를 포함하는 것을 특징으로 하는 실리콘 단결정 성장 장치의 멜트 갭 이상 경보 장치.5. The apparatus of claim 4, wherein the melt gap abnormality warning unit comprises:
A feedback accumulation operation unit for calculating an accumulation value obtained by cumulatively calculating up and down movement values included in the feedback value generated by the crucible position control unit; And
And an alarm signal generator for outputting the alarm signal when it is determined that a melt gap abnormality has occurred when the accumulated value calculated by the feedback accumulation calculating unit is equal to or greater than a predetermined reference accumulation value. Device. 실리콘 단결정 성장 장치의 단열부재와 상하로 이동하는 도가니 내의 실리콘 융액의 액면 사이의 멜트 갭에 따른 이상 상태를 경보하는 실리콘 단결정 성장 장치의 멜트 갭 이상 경보 장치에 있어서,
상기 단열부재의 단부에 부착된 측정로드의 말단과 상기 실리콘 융액의 액면에 비친 상기 측정로드의 말단의 그림자의 영상을 획득하여 상기 측정로드의 말단과 상기 실리콘 융액의 액면 사이의 간격에 대응되는 멜트 갭의 크기를 산출하는 멜트 갭 연산부;
상기 멜트 갭 연산부에서 산출된 멜트 갭의 크기에 따라 사전 설정된 기준 멜트 갭의 크기를 유지하기 위한 상기 도가니 위치의 상하 이동값을 포함하는 피드백 값을 생성하는 도가니 위치 제어부; 및
상기 멜트 갭 연산부에서 산출된 멜트 갭 크기와 그 변경 속도 및 상기 도가니 위치 제어부에서 생성된 상기 피드백 값에 포함된 상하 이동값에 따라 멜트 갭 이상 여부를 판단하고, 멜트 갭 이상이 발생한 경우 경보신호를 출력하는 멜트 갭 이상 경보부
를 포함하는 실리콘 단결정 성장 장치의 멜트 갭 이상 경보 장치.A melange gap abnormality warning device for a silicon single crystal growth apparatus which alerts an abnormal condition due to a melt gap between a heat insulating member of a silicon single crystal growing apparatus and a liquid surface of a silicon melt in a crucible moving up and down,
An image of the end of the measuring rod attached to the end of the heat insulating member and a shadow image of the end of the measuring rod projected on the liquid surface of the silicon melt is obtained and a melt corresponding to the interval between the end of the measuring rod and the liquid surface of the silicon melt A melt gap operation unit for calculating the size of the gap;
A crucible position control unit for generating a feedback value including a vertical movement value of the crucible position for maintaining a predetermined reference melt gap size according to the size of the melt gap calculated by the melt gap operation unit; And
And determining whether the melt gap is abnormal according to the melt gap size calculated by the melt gap calculator, the change speed thereof, and the up / down movement value included in the feedback value generated by the crucible position controller, Outputting Melt Gap Fault Alarm
Wherein the melt gap abnormality warning device of the silicon single crystal growth apparatus includes: 제6항에 있어서, 상기 멜트 갭 이상 경보부는,
상기 멜트 갭 연산부에서 산출된 멜트 갭 크기의 변경 속도를 산출하는 멜트 갭 변경 속도 연산부;
상기 멜트 갭 연산부에서 산출된 멜트 갭 크기가 사전 설정된 최대값을 초과하거나 최소값 미만으로 산출된 이상 멜트 갭의 발생 회수를 카운트하는 이상 멜트 갭 카운트부;
상기 도가니 위치 제어부에서 생성된 피드백 값에 포함된 상하 이동값을 누적 연산한 누적값을 산출하는 피드백 누적 연산부; 및
상기 멜트 갭 변경 속도 연산부에서 산출된 멜트 갭 크기의 변경 속도가 사전 설정된 기준 속도 이상인 경우 멜트 갭 이상이 발생한 것으로 판단하여 상기 경보신호를 출력하며, 상기 이상 멜트 갭 카운트부에서 카운트되는 이상 멜트 갭의 시간 당 발생 빈도수가 사전 설정된 기준 빈도수 이상인 경우 멜트 갭 이상이 발생한 것으로 판단하여 상기 경보신호를 출력하며, 상기 피드백 누적 연산부에서 산출된 누적값이 사전 설정된 기준 누적값 이상인 경우 멜트 갭 이상이 발생한 것으로 판단하여 상기 경보신호를 출력하는 경보신호 발생부를 포함하는 것을 특징으로 하는 실리콘 단결정 성장 장치의 멜트 갭 이상 경보 장치.7. The apparatus of claim 6, wherein the melt gap abnormality warning unit comprises:
A melt gap changing speed calculating unit for calculating a changing speed of the melt gap size calculated by the melt gap calculating unit;
An ideal melt gap counting unit for counting the number of occurrences of the ideal melt gap calculated by the melt gap calculating unit, the melt gap being greater than or equal to a predetermined maximum value;
A feedback accumulation operation unit for calculating an accumulation value obtained by cumulatively calculating up and down movement values included in the feedback value generated by the crucible position control unit; And
Wherein when the change rate of the melt gap size calculated by the melt gap change rate calculator is equal to or greater than a preset reference speed, it is determined that a melt gap abnormality has occurred and the alarm signal is output, and the abnormal melt gap count It is judged that a melt gap abnormality occurs when the cumulative value calculated by the feedback accumulation calculating unit is equal to or greater than a predetermined reference cumulative value, And an alarm signal generator for outputting the alarm signal based on the alarm signal generated by the alarm signal generator. 실리콘 단결정 성장 장치의 단열부재와 상하로 이동하는 도가니 내의 실리콘 융액의 액면 사이의 멜트 갭에 따른 이상 상태를 경보하는 실리콘 단결정 성장 장치의 멜트 갭 이상 경보 방법에 있어서,
상기 단열부재의 단부에 부착된 측정로드의 말단과 상기 실리콘 융액의 액면에 비친 상기 측정로드의 말단의 그림자의 영상을 획득하여 상기 측정로드의 말단과 상기 실리콘 융액의 액면 사이의 간격에 대응되는 멜트 갭의 크기를 산출하는 멜트 갭 연산 단계;
상기 멜트 갭 연산 단계에서 산출된 멜트 갭의 크기에 따라 사전 설정된 기준 멜트 갭의 크기를 유지하기 위한 상기 도가니 위치의 상하 이동값을 포함하는 피드백 값을 생성하는 도가니 위치 제어 피드백 산출 단계;
상기 멜트 갭 연산 단계에서 산출된 멜트 갭 크기의 변경 속도를 산출하는 멜트 갭 변경 속도 연산 단계;
상기 멜트 갭 연산 단계에서 산출된 멜트 갭 크기가 사전 설정된 최대값을 초과하거나 최소값 미만으로 산출된 이상 멜트 갭의 발생 회수를 카운트하는 이상 멜트 갭 카운트 단계;
상기 도가니 위치 제어 피드백 산출 단계에서 생성된 피드백 값에 포함된 상하 이동값을 누적 연산한 누적값을 산출하는 피드백 누적 연산 단계; 및
상기 멜트 갭 변경 속도 연산 단계에서 산출된 멜트 갭 크기의 변경 속도와, 상기 이상 멜트 갭 카운트 단계에서 카운트된 이상 멜트 갭의 발생 회수와, 상기 피드백 누적 연산 단계에서 산출된 누적값에 따라 멜트 갭 이상 여부를 판단하고, 멜트 갭 이상이 발생한 경우 경보신호를 출력하는 경보 발생 단계
를 포함하는 실리콘 단결정 성장 장치의 멜트 갭 이상 경보 방법.1. A melt gap abnormality warning method for a silicon single crystal growing apparatus for warning an abnormal state due to a melt gap between a heat insulating member of a silicon single crystal growing apparatus and a liquid surface of a silicon melt in a crucible moving up and down,
An image of the end of the measuring rod attached to the end of the heat insulating member and a shadow image of the end of the measuring rod projected on the liquid surface of the silicon melt is obtained and a melt corresponding to the interval between the end of the measuring rod and the liquid surface of the silicon melt A melt gap calculating step of calculating a gap size;
A crucible position control feedback calculating step of generating a feedback value including a vertical movement value of the crucible position to maintain a predetermined reference melt gap size according to the size of the melt gap calculated in the melt gap calculation step;
A melt gap changing speed calculating step of calculating a changing speed of the melt gap size calculated in the melt gap calculating step;
An ideal melt gap count step of counting the number of occurrences of an ideal melt gap calculated when the melt gap size calculated in the melt gap calculation step exceeds a predetermined maximum value or is less than a minimum value;
A feedback accumulation operation step of calculating an accumulated value obtained by cumulatively calculating up-and-down movement values included in the feedback value generated in the crucible position control feedback calculation step; And
A melt gap change rate calculating step of calculating a melt gap change rate in accordance with the change rate of the melt gap size calculated in the melt gap change rate calculating step and the number of occurrences of the ideal melt gap counted in the abnormal melt gap counting step, And an alarm generating step of outputting an alarm signal when a melt gap abnormality occurs
Wherein the melt gap abnormality warning method of the silicon single crystal growth apparatus comprises: 제8항에 있어서, 상기 경보 발생 단계는,
상기 멜트 갭 변경 속도 연산 단계에서 산출된 멜트 갭 크기의 변경 속도가 사전 설정된 기준 속도 이상인 경우 멜트 갭 이상이 발생한 것으로 판단하여 상기 경보신호를 출력하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 실리콘 단결정 성장 장치의 멜트 갭 이상 경보 방법.9. The method according to claim 8,
And outputting the alarm signal when it is determined that a melt gap abnormality has occurred when the change rate of the melt gap size calculated in the step of calculating the melt gap changing speed is equal to or higher than a predetermined reference speed. Melt gap abnormal alarm method. 제8항에 있어서, 상기 경보 발생 단계는,
상기 이상 멜트 갭 카운트 단계에서 카운트되는 이상 멜트 갭의 시간 당 발생 빈도수가 사전 설정된 기준 빈도수 이상인 경우 멜트 갭 이상이 발생한 것으로 판단하여 상기 경보신호를 출력하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 실리콘 단결정 성장 장치의 멜트 갭 이상 경보 방법.9. The method according to claim 8,
And outputting the alarm signal when it is determined that a melt gap abnormality has occurred when the occurrence frequency per hour of the ideal melt gap counted in the abnormal melt gap counting step is equal to or greater than a predetermined reference frequency. Melt gap abnormal alarm method. 제8항에 있어서, 상기 경보 발생 단계는,
상기 피드백 누적 연산 단계에서 산출된 누적값이 사전 설정된 기준 누적값 이상인 경우 멜트 갭 이상이 발생한 것으로 판단하여 상기 경보신호를 출력하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 실리콘 단결정 성장 장치의 멜트 갭 이상 경보 방법.9. The method according to claim 8,
And outputting the alarm signal when it is determined that the melt gap abnormality has occurred when the cumulative value calculated in the feedback accumulation operation step is equal to or greater than a predetermined reference cumulative value. .
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