KR101149561B1 - Structure of seed chuck for silicon single crystal ingot grower - Google Patents
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Abstract
본 발명은 실리콘 단결정 잉곳 성장장치용 시드 척 구조에 관한 것으로, 본 발명의 일 실시예에 따른 실리콘 단결정 잉곳 성장장치용 시드 척 구조는, 상단부에 인상 케이블이 설치되는 시드 척과, 상기 시드 척에 결합되는 시드를 구비하여 된 실리콘 단결정 잉곳 성장장치용 시드 척 구조에 있어서, 상기 시드는, 상단부에 형성된 헤드부와, 상기 헤드부의 하부로 연장되며 형성된 몸체부로 이루어지고, 상기 헤드부와 상기 몸체부는 동일한 단면적을 가지며 형성된 것을 그 특징으로 한다. The present invention relates to a seed chuck structure for a silicon single crystal ingot growth apparatus, and a seed chuck structure for a silicon single crystal ingot growth apparatus according to an embodiment of the present invention includes: a seed chuck having an extension cable installed at an upper end thereof, and coupled to the seed chuck. In a seed chuck structure for a silicon single crystal ingot growth apparatus having a seed, the seed comprises a head portion formed at an upper end portion and a body portion formed extending from a lower portion of the head portion, wherein the head portion and the body portion have the same cross-sectional area. It is characterized by having a formed.
본 발명에 따르면, 시드의 구조와, 이 시드가 결합되는 시드 척의 구조를 간단하게 변경함으로써, 이들의 제조가 용이하고, 내구성 및 설치 작업이 용이하다.According to the present invention, by simply changing the structure of the seed and the structure of the seed chuck to which the seed is bonded, their manufacture is easy, and durability and installation work are easy.
Description
도 1은 종래의 기술에 따른 실리콘 단결정 잉곳 성장장치용 시드 척 구조의 구성을 개략적으로 나타내 보인 도면.1 is a view schematically showing the configuration of a seed chuck structure for a silicon single crystal ingot growth apparatus according to the prior art;
도 2는 본 발명에 따른 실리콘 단결정 잉곳 성장장치용 시드 척 구조가 적용된 실리콘 단결정 잉곳 성장장치의 구성을 개략적으로 나타내 보인 단면도.2 is a cross-sectional view schematically showing the configuration of a silicon single crystal ingot growth apparatus to which the seed chuck structure for the silicon single crystal ingot growth apparatus according to the present invention is applied.
도 3은 본 발명에 따른 실리콘 단결정 잉곳 성장장치용 시드 척 구조의 구성을 개략적으로 나타내 보인 도면.Figure 3 schematically shows the configuration of a seed chuck structure for a silicon single crystal ingot growth apparatus according to the present invention.
도 4는 도 3의 정면도.4 is a front view of FIG. 3.
도 5는 도 3의 조립 부분 단면도.5 is an assembled partial cross-sectional view of FIG.
<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명><Description of the symbols for the main parts of the drawings>
31. 인상 케이블31. Raise Cable
40. 시드 척40. Seed Chuck
41. 결합홈41. Coupling groove
50. 시드50.seed
51. 헤드부51. Head
52. 몸체부52. Body
본 발명은 실리콘 단결정 잉곳 성장장치용 시드 척 구조에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 시드의 구조와, 이 시드가 결합되는 시드 척의 구조를 변경하여 제조가 용이하고, 내구성 및 설치 작업이 용이하게 하기 위한 실리콘 단결정 잉곳 성장장치용 시드 척 구조에 관한 것이다.The present invention relates to a seed chuck structure for a silicon single crystal ingot growth apparatus, and more particularly, to change the structure of the seed and the structure of the seed chuck to which the seed is bonded to facilitate manufacturing, durability, and installation. A seed chuck structure for a silicon single crystal ingot growth apparatus is provided.
일반적으로 실리콘 단결정 잉곳 성장장치에서 실리콘 단결정 잉곳(ingot)은 석영 도가니에 폴리실리콘(poly silicon)과 불순물(dopant)을 용융하여 형성된 실리콘 용융물에 인상장치를 사용하여 시드를 디핑(dipping)시키고 이 시드(Seed)와 석영 도가니를 서로 반대 방향으로 회전시키면서 서서히 시드를 인상함으로써(pulling up) 성장 제조된다. In general, in a silicon single crystal ingot growth apparatus, a silicon single crystal ingot is a silicon melt formed by melting polysilicon and a dopant in a quartz crucible, using a pulling device to dip the seed and dipping the seed. Growth is made by slowly pulling up the seed while rotating the Seed and the quartz crucible in opposite directions.
이 실리콘 단결정 잉곳 성장장치는, 챔버 내부의 핫존(Hot Zone, H/Z)에 실리콘 용융물이 담겨지는 석영 도가니와, 이 석영 도가니를 감싸는 흑연 도가니, 이 도가니를 지지하는 지지판과, 이 지지판을 외부의 회전구동장치에 결합시키는 회전축, 도가니의 주변을 포위하는 구조로 설치되어 도가니에 열을 방사하는 히터와, 이 히터에서 발생된 열이 외부로 방사되는 것과 실리콘 용융물의 온도가 저하되는 것을 방지하는 열차폐부재를 포함하여 형성된다. The silicon single crystal ingot growth apparatus includes a quartz crucible in which a silicon melt is contained in a hot zone (H / Z) inside a chamber, a graphite crucible surrounding the quartz crucible, a support plate for supporting the crucible, and a support plate externally. The rotating shaft coupled to the rotary drive device of the heater, the heater surrounding the crucible is installed to radiate heat to the crucible, and to prevent the heat generated from the heater is radiated to the outside and the temperature of the silicon melt is lowered It is formed including a heat shield member.
그리고 상기 챔버 내부에는 시드 척(seed chuck)이 구비된다. 이 시드 척은 외부의 인상 구동장치에 의하여 시드를 실리콘 용융물에 디핑하고, 이 시드를 다시 인상하며 이때, 시드의 끝단에서 성장하는 실리콘 단결정 잉곳의 하중을 지탱한다.A seed chuck is provided inside the chamber. The seed chuck drips the seed into the silicon melt by an external pulling drive and lifts the seed again, at this time supporting the load of the silicon single crystal ingot growing at the end of the seed.
또한 상기 시드 척은 상기와 같이 인상 작동되면서 이의 반대측에 구비되는 회전축의 회전 방향에 대하여 반대 방향으로 회전된다.In addition, the seed chuck is rotated in the opposite direction with respect to the rotation direction of the rotary shaft provided on the opposite side while the pulling operation as described above.
상기와 같이 실리콘 단결정 잉곳을 성장시키기 위하여 단결정 잉곳의 소스(source)가 되는 시드가 있어야 한다. 이 시드는 실리콘 용융물 위에서 시드 척에 의하여 고정되고, 성장된 실리콘 단결정 잉곳을 지지하게 된다.In order to grow a silicon single crystal ingot as described above, there must be a seed that is a source of the single crystal ingot. This seed is held by the seed chuck on the silicon melt and supports the grown silicon single crystal ingot.
그리고 상기 시드는 제품의 크기(예컨대, 6인치, 8인치, 12인치 등)와 실리콘 용융물의 충전 양에 따라 그 치수가 달라지고, 시드의 크기 및 모양에 따라 다양하게 형성되어 사용된다.In addition, the seed varies in size depending on the size of the product (for example, 6 inches, 8 inches, 12 inches, etc.) and the amount of silicon melt, and variously formed and used according to the size and shape of the seed.
따라서, 이러한 시드 척은 시드의 크기 및 형상 변경에 따라 그에 상응하는 크기 및 형상으로 변경되어야 한다. 이로 인하여 시드 척을 제작하는 데 많은 비용이 소요되고, 사용되는 시드 척의 개수가 증가됨에 따라 관리가 어려워진다.Thus, such seed chucks must be changed to corresponding sizes and shapes as the seeds change in size and shape. As a result, it is expensive to manufacture a seed chuck, and management becomes difficult as the number of seed chucks used is increased.
도 1에는 종래의 기술에 따른 시드 척 구조가 도시되어 있다.1 shows a seed chuck structure according to the prior art.
도 1을 참조하면, 인상 케이블(31)이 설치되고, 수나사(21a)가 형성된 어퍼 척(Upper Chuck)(21)과, 이 어퍼 척(21)에 나사 결합되기 위해 암나사(23a)가 형성된 로우어 척(Lower Chuck)(23)과, 이 로우어 척(23)에 삽입 결합되는 시드(22)를 포함하여 구성된다.Referring to Fig. 1, an
그리고 상기 시드(22)는 사각형의 헤드부(22a)와, 이 헤드부(22a)의 저부에 구비된 몸체부(22b)로 이루어진다.The
상기와 같이 구성된 종래의 시드 척 구조에 있어서, 상기 시드(22)는 헤드부 (22a)와 몸체부(22b)가 상대적으로 그 단면적에 크기에 차이가 있어 제작이 용이하지 않고, 제조비용도 많이 소요된다.In the conventional seed chuck structure configured as described above, the
그리고 단면적 크기의 차이로 구조적으로 강성에 문제가 있으며, 상기 로우어 척(23)의 가공이 용이하지 않다. 즉, 원통형의 암나사(23a)가 형성된 홀에 사각형의 시드(22)의 헤드부(22a)가 삽입 설치되어야 하므로 로우어 척(23)의 구조 및 제작에도 어려움이 있다.In addition, there is a structural problem in rigidity due to the difference in cross-sectional size, and the processing of the
그리고 시드 척(20)이 나사 결합되어야 하므로 시드(22)의 설치 작업이 번거롭고, 시드 척(20)의 나사부(21a,23a)가 마모가 될 경우 내구성 및 장치의 안전에도 문제가 생긴다.In addition, since the
본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 창출된 것으로서, 시드의 구조와, 이 시드가 결합되는 시드 척의 구조를 변경하여 제조가 용이하고, 내구성 및 설치 작업이 용이하도록 한 실리콘 단결정 잉곳 성장장치용 시드 척 구조를 제공하는데 그 목적이 있다.The present invention has been made to solve the above problems, the silicon single crystal ingot growth apparatus for changing the structure of the seed and the structure of the seed chuck to which the seed is coupled to facilitate the manufacturing, durability and installation work The purpose is to provide a seed chuck structure.
상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 실리콘 단결정 잉곳 성장장치용 시드 척 구조는, 상단부에 인상 케이블이 설치되는 시드 척과, 상기 시드 척에 결합되는 시드를 구비하여 된 실리콘 단결정 잉곳 성장장치용 시드 척 구조에 있어서,
상기 시드는,
상단부에 형성된 헤드부와, 상기 헤드부의 하부로 연장되며 형성된 몸체부로 이루어지고,
상기 헤드부와 상기 몸체부는 동일한 단면적을 가지며
상기 시드는 'T'자형으로 이루어지고, 상기 시드 척에는 상기 시드가 그 하부로 결합되도록 하기 위한 'T'자형 결합홈이 형성된 것을 그 특징으로 한다. Seed chuck structure for a silicon single crystal ingot growth apparatus of the present invention for achieving the above object, the seed chuck having a pull cable is installed at the upper end, and the seed for silicon single crystal ingot growth apparatus provided with a seed coupled to the seed chuck. In the chuck structure,
The seed,
A head portion formed at an upper end portion and a body portion formed extending to a lower portion of the head portion,
The head portion and the body portion has the same cross-sectional area
The seed is formed in a 'T' shape, the seed chuck is characterized in that the 'T' shaped coupling groove for forming the seed is coupled to the lower portion.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 바람직한 실시예를 상세히 설명하기로 한다.Hereinafter, exemplary embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
도 2에는 본 발명에 따른 실리콘 단결정 잉곳 성장장치용 시드 척 구조가 적용되는 실리콘 단결정 잉곳 성장장치를 개략적으로 도시한 단면도가 도시되어 있다.2 is a cross-sectional view schematically showing a silicon single crystal ingot growth apparatus to which the seed chuck structure for the silicon single crystal ingot growth apparatus according to the present invention is applied.
도면을 참조하면, 실리콘 단결정 잉곳 성장장치는 본체를 형성하는 챔버(11)와, 이 챔버(11) 내부의 핫존(H/Z)에 구비되어 실리콘 용융물(SM)을 담고 있는 석영 도가니(12)와, 이를 감싸고 있는 흑연 도가니(13)와, 이 흑연 도가니(13)를 하측에서 지지하는 지지판(14)과, 이 지지판(14)을 챔버(11) 외부에 구비되는 회전구동장치(미도시)에 연결하여 이 지지판(14)을 회전시키는 회전축(17)과, 상기 흑연 도가니(13)의 주변을 에워싸는 구조로 설치되어 도가니(13)에 열을 방사하는 히터(15)와, 이 히터(15)에서 발생된 열이 외부로 방사되는 것과 실리콘 용융물(SM)의 온도가 저하되는 것을 방지하는 열차폐부재(16)를 포함하여 구성된다.Referring to the drawings, the silicon single crystal ingot growth apparatus includes a
그리고 실리콘 단결정 잉곳 성장장치는, 도 3에 도시된 바와 같이, 제품인 실리콘 단결정 잉곳(IG)을 성장 제조할 때, 이 실리콘 단결정 잉곳(IG)의 소스가 되는 시드(50)를 필요로 하며, 이 시드(50)를 고정시키기 위하여 챔버(11) 내부에 시드 척(40)을 구비한다.In addition, as shown in FIG. 3, the silicon single crystal ingot growth apparatus requires a
상기 시드 척(40)은 챔버(11)의 외부에 구비되는 인상 구동장치(미도시)에 연결되어 시드(50)를 실리콘 용융물(SM)에 디핑(dipping)하고, 이 시드(50)를 다시 인상하여, 시드(50)의 끝단에서 성장하는 실리콘 단결정 잉곳(IG)의 하중을 지탱하며, 이 인상 작동과 함께 상기 회전축(17)의 회전 방향의 반대 방향으로 회전 작동하면서 시드(50)를 회전시킨다.The
도 3에는 본 발명에 따른 실리콘 단결정 잉곳 성장장치의 시드 척 구조를 나타내 보인 분해 사시도가 도시되어 있고, 도 4에는 도 3의 결합 방법을 나타내 보인 도 3의 정면도가 도시되어 있으며, 도 5에는 도 3의 조립 부분 단면도가 도시되어 있다.3 is an exploded perspective view showing the seed chuck structure of the silicon single crystal ingot growth apparatus according to the present invention, FIG. 4 is a front view of FIG. 3 showing the bonding method of FIG. 3, and FIG. 5 is shown in FIG. 5. An assembly partial cross-sectional view of 3 is shown.
도면을 각각 참조하면, 본 발명에 따른 실리콘 단결정 잉곳 성장장치의 시드 척 구조는, 상단부에 인상 케이블(31)이 설치되는 시드 척(40)과, 이 시드 척(40)에 결합되는 시드(50)를 구비하여 된다.Referring to each of the drawings, the seed chuck structure of the silicon single crystal ingot growth apparatus according to the present invention, the
그리고 상기 시드(50)는, 상단부에 형성된 헤드부(51)와, 이 헤드부(51)의 하부로 연장되며 형성된 몸체부(52)로 이루어지고, 상기 헤드부(51)와 몸체부(52)는 동일한 단면적을 가지며 형성된다. 이러한 시드(50)는 'T'자형으로 이루어진다. The
또한 상기 시드 척(40)은 일체형으로 이루어지고, 이 시드 척(40)에는 시드(50)가 그 하부로 결합되도록 하기 위한 결합홈(41)이 형성된다.In addition, the
상기 시드 척(40)의 결합홈(41)은 도 4에 도시된 바와 같이, 상기 시드(50)와 마찬가지로, 단면적이 'T'자형으로 이루어진다.As shown in FIG. 4, the
상기한 바와 같은 구성을 갖는 본 발명에 따른 실리콘 단결정 잉곳 성장장치용 시드 척 구조의 작용을 설명하면 다음과 같다.Referring to the operation of the seed chuck structure for the silicon single crystal ingot growth apparatus according to the present invention having the configuration as described above is as follows.
본 발명에 따른 실리콘 단결정 잉곳 성장장치용 시드 척 구조에서 상기 시드(50)는 그 단면적이 일정한 'T'자 형태로 형성되어 있으므로, 도 4에 도시된 바와 같이 시드 척(40)의 결합홈(41)을 통하여 삽입한 후, 시드 척(40)을 회전시키기만 하면, 시드(50)와 시드 척(40)간의 결합이 간단하게 완료된다. 따라서 상기 시드 척(40)에 시드(50)를 결합하기가 용이하여 설치작업이 간단해진다.In the seed chuck structure for the silicon single crystal ingot growth apparatus according to the present invention, since the
그리고 상기 시드 척(40)은 시드(50)가 삽입되기 위한 삽입홈(41)만을 그 저부에 형성하기만 하면 되므로 구조가 간단하여 제조가 용이하다.Since the
또한 상기 시드(50)의 경우에도 전체적으로 단면이 일정하므로 그 구조가 간단하고, 강성도 일정하다. 따라서 잉곳(IG) 성장 시에도 안전을 기할 수 있다.In addition, even in the case of the
상술한 바와 같이 본 발명에 따른 실리콘 단결정 잉곳 성장장치용 시드 척 구조는 다음과 같은 효과를 갖는다.As described above, the seed chuck structure for the silicon single crystal ingot growth apparatus according to the present invention has the following effects.
시드의 구조와, 이 시드가 결합되는 시드 척의 구조를 간단하게 변경함으로써, 이들의 제조가 용이하고, 내구성 및 설치 작업이 용이하다.By simply changing the structure of the seed and the structure of the seed chuck to which the seed is bonded, their manufacture is easy, and durability and installation work are easy.
즉, 종래에는 나사 결합에 의해 시드 척을 결합하였으므로 설치 작업이 번거롭고, 나사부에 마모가 있을 경우 내구성 및 안전에도 문제가 있었지만, 본 발명의 시드 척은 일체형으로 이루어져 있으므로 시드 척의 마모 염려도 없고, 제조가 간단하며, 견고하다.That is, in the past, since the seed chuck is coupled by screwing, installation work is cumbersome, and there is a problem in durability and safety when there is wear on the screw part, but the seed chuck of the present invention is formed in one piece, so there is no fear of wear of the seed chuck. Is simple and solid.
그리고 시드에 있어서도, 종래에는 그 단면에 차이가 있어 제조가 어렵고, 제조 비용이 많이 소요되며, 내구성에도 문제가 있었지만, 본 발명의 시드는 전체 적으로 단면적이 일정하므로 강성이 균일하며, 제조가 간단하고, 제조비용이 저렴하다.Also, in the seed, there is a difference in the cross section in the prior art, so that it is difficult to manufacture, it takes a lot of manufacturing cost, and there is also a problem in durability. The manufacturing cost is low.
그리고 시드와 시드 척간의 결합도 결합홈을 통하여 외부에서 삽입만 하면 되므로 설치가 간단하다.And the coupling between the seed and the seed chuck is also easy to install because it only needs to be inserted from the outside through the coupling groove.
본 발명은 도면에 도시된 일 실시예를 참고로 설명되었으나 이는 예시적인 것에 불과하며, 당해 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 실시예가 가능하다는 점을 이해할 것이다. 따라서 본 발명의 진정한 보호 범위는 첨부된 특허청구범위에 의해서만 정해져야 할 것이다.While the present invention has been particularly shown and described with reference to exemplary embodiments thereof, it will be understood by those skilled in the art that various changes and modifications may be made without departing from the scope of the invention. Therefore, the true scope of protection of the present invention should be defined only by the appended claims.
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