KR101402842B1 - Apparatus for manufacturing ingot having single crystal - Google Patents

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Abstract

According to an embodiment of the present invention, an apparatus for manufacturing an ingot having a single crystal includes: a crucible for accommodating a molten liquid for growing a single crystal ingot; an imprint drive unit imprinting a seed crystal in contact with the molten liquid through a wire; and a support unit arranged between the imprint drive unit and the seed crystal to define a fixation point of the wire and has a wire hole through which the wire penetrates, thereby moving vertically along the imprint of the seed crystal.

Description

단결정 잉곳 제조 장치{Apparatus for manufacturing ingot having single crystal}[0001] The present invention relates to a single crystal ingot producing apparatus,

실시예는 단결정 잉곳 제조 장치에 관한 것이다.The embodiment relates to a single crystal ingot manufacturing apparatus.

도 1은 기존의 단결정 잉곳 제조 장치를 나타내는 도면이다.1 is a view showing a conventional single crystal ingot manufacturing apparatus.

도 1의 단결정 잉곳 제조 장치는 도가니(10), 종결정(30), 케이블(40) 및 드럼(drum)(50)으로 구성된다.1 comprises a crucible 10, a seed crystal 30, a cable 40 and a drum 50. The single crystal ingot manufacturing apparatus shown in Fig.

쵸크랄스키(Czochralski)법에 의한 실리콘(silicon) 단결정의 제조 방법에 의하면, 도가니(10) 내에 폴리 실리콘을 채운 후, 도가니(10)를 가열하여 폴리 실리콘을 용융하여 실리콘 용융액(20)으로 변환한다. 이후, 종결정(30)을 실리콘 용융액(20)에 접촉시킨 후, 종결정(30)에 연결된 케이블(40)을 드럼(50)에 의해 회전시키면서 끌어올려 넥(neck)부를 형성하고, 이후 종결정(30)을 더 인상하여 숄더(shoulder)부 및 정 지름의 바디(body)(또는, 직동부)를 순차적으로 형성하여 단결정 잉곳의 육성을 완성한다.According to the method of manufacturing a silicon single crystal by the Czochralski method, polysilicon is filled in the crucible 10 and then the crucible 10 is heated to melt the polysilicon and convert it into a silicon melt 20 do. Thereafter, after the seed crystal 30 is brought into contact with the silicon melt 20, the cable 40 connected to the seed crystal 30 is pulled up and rotated by the drum 50 to form a neck portion, The crystal 30 is further pulled up to form a shoulder portion and a body of a constant diameter (or a straight portion) in order to complete the growth of the single crystal ingot.

종결정(30)을 회전시키면서 인상할 때, 고정점(P1)의 회전에 의한 공진 및 조화 운동으로 인해 케이블(40)은 일정 궤적으로 스윙(swing)한다. 여기서, 조화 운동이란, 외력에 의해 종결정(30)이 일정한 주기로 반복하는 운동을 의미한다. 케이블(40)의 스윙 현상은 다음 수학식 1과 같이 케이블(40)의 길이(L1)가 길수록 더욱 심해져서 단결정 잉곳의 성장을 방해하는 요소로 작용한다.When the seed crystals 30 are rotated while being rotated, the cable 40 swings in a constant trajectory due to resonance and harmonic motion due to rotation of the fixed point P1. Here, the harmonic motion means a motion in which the seed crystal 30 repeats at a constant cycle due to an external force. The swing phenomenon of the cable 40 becomes more severe as the length L1 of the cable 40 becomes longer as shown in the following Equation 1 and acts as an obstacle to the growth of the single crystal ingot.

Figure 112013003451629-pat00001
Figure 112013003451629-pat00001

여기서, f1는 공진 발생 회전 속도(또는, 위험 회전 속도)를 나타내며, g는 중력 가속도를 나타내며, L1은 고정점(P1)으로부터 종결정(30)까지의 거리를 나타낸다. 공진 발생 회전 속도란, 공진 현상이 일어나는 회전 속도를 의미한다.Here, f 1 represents the resonance occurrence rotational speed (or the dangerous rotational speed), g represents the gravitational acceleration, and L 1 represents the distance from the fixed point P 1 to the seed crystal 30. The resonance generated rotation speed means the rotation speed at which the resonance phenomenon occurs.

도 1 및 수학식 1을 참조하면, 공진을 일으키는 인자는 진자에 해당하는 종결정(30)으로부터 고정점(P1)까지의 거리(L1)에 의해 구속되며, L1값에 반비례하므로, L1이 길어질수록 공진 발생 회전 속도는 작아져서 공정 운영 속도 구간이 짧아진다. 이로 인해, 단결정 잉곳의 품질 변동 발생 위험이 증가한다.1 and 1, the resonance factor is constrained by the distance L1 from the seed crystal 30 corresponding to the pendulum to the fixed point P1, and is inversely proportional to the value of L1, so that L1 becomes long The resonance frequency is reduced and the operating speed range is shortened. This increases the risk of fluctuation in the quality of the single crystal ingot.

샤프트(shaft) 고정 방식의 단결정 잉곳 제조 장치를 활용하여 케이블(40)의 스윙을 제거할 수 있으나 그 장치의 특성상 장치가 대형화되고 지진 등과 같은 외부 충격시에 단결정 잉곳이 추락할 수 있는 위험이 있다. 여기서, 샤프트 고정 방식이란, 케이블(40)에 의해 단결정 잉곳을 지지하지 않고 고정축을 이용하여 단결정 잉곳을 고정하여 운영하여 회전시 케이블의 스윙 현상이 전혀 나타나지 않는 방식을 의미한다.It is possible to remove the swing of the cable 40 by utilizing a single crystal ingot manufacturing apparatus with a shaft fixing method. However, there is a risk that the single crystal ingot may fall during an external impact such as an earthquake, . Here, the shaft fixing method means a method in which the single crystal ingot is fixedly operated using the fixed shaft without supporting the single crystal ingot by the cable 40, and the swing phenomenon of the cable does not appear at all during rotation.

게다가, 웨이퍼의 대구경화로 인해 단결정 잉곳이 고 중량화됨에 따라, 이러한 케이블(40)의 스윙 현상은 더욱 심각한 문제로 대두된다.Moreover, as the monocrystalline ingot becomes heavier due to the larger diameter of the wafer, the swing phenomenon of such a cable 40 becomes a more serious problem.

실시예는 케이블(또는, 와이어)의 스윙을 최소화시킬 수 있는 단결정 잉곳 제조 장치를 제공한다.The embodiment provides a single crystal ingot manufacturing apparatus capable of minimizing the swing of a cable (or wire).

실시예의 단결정 잉곳 제조 장치는, 단결정 잉곳을 성장시키기 위한 용융액을 수용하는 도가니; 상기 용융액에 접촉된 종결정부를 와이어를 통해 인상하는 인상 구동부; 및 상기 인상 구동부와 상기 종결정부 사이에 배치되어 상기 와이어의 고정점을 정의하며, 상기 와이어가 관통되는 와이어 홀을 갖고, 상기 종결정부의 인상에 따라 수직 이동하는 지지부를 포함한다.The single crystal ingot manufacturing apparatus of the embodiment comprises: a crucible for accommodating a melt for growing a single crystal ingot; A pull-up driving unit for pulling up the finishing unit in contact with the melt through a wire; And a support portion which is disposed between the pull-up driving portion and the finishing portion and defines a fixing point of the wire, has a wire hole through which the wire passes, and vertically moves according to a pulling-up of the finishing portion.

상기 지지부는 상기 와이어 홀을 형성하는 부싱; 상기 부싱의 외주에 배치된 베어링; 및 상기 베어링의 외륜과 결합되는 지지판을 포함한다.Wherein the support portion comprises: a bushing forming the wire hole; A bearing disposed on an outer periphery of the bushing; And a support plate coupled with the outer ring of the bearing.

상기 지지판은 가스의 흐름을 허용하는 복수의 가스 홀을 포함할 수 있다.The support plate may include a plurality of gas holes that allow the flow of gas.

상기 복수의 가스 홀은 서로 대칭 구조로 배치될 수 있다.The plurality of gas holes may be arranged symmetrically with respect to each other.

상기 부싱은 상기 와이어에 고정 결합되어, 상기 와이어와 일체로 움직일 수도 있다.The bushing may be fixedly coupled to the wire, and may move integrally with the wire.

상기 부싱은 상기 와이어와 서로 격리될 수 있다. 상기 부싱은 상기 종결정부의 상부가 인입되는 제1 세그먼트; 및 상기 제1 세그먼트의 위로 일체로 연장 배치되어 상기 와이어 홀을 형성하는 제2 세그먼트를 포함한다. 상기 제1 세그먼트의 내벽은 경사지게 형성되어, 상기 종결정부의 상부의 인입을 유도하여 안착시킬 수 있다. 상기 제1 세그먼트의 내벽은 수직으로 형성되며, 상기 제2 세그먼트의 하부는 상기 종결정부의 인상에 따라 상기 종결정부의 상부와 접할 수 있다. 상기 부싱에 형성된 상기 와이어 홀은 상기 와이어로부터 0.5 ㎜만큼 수평 방향으로 이격될 수 있다.,The bushing may be isolated from the wire. The bushing including a first segment through which the top of the terminating portion is drawn; And a second segment extending integrally above the first segment to form the wire hole. The inner wall of the first segment may be formed to be inclined so that the upper end of the top end of the first segment may be guided by the upper end. The inner wall of the first segment may be vertically formed and the lower portion of the second segment may be in contact with the top of the seed crystal according to the pulling of the seed crystal. The wire hole formed in the bushing may be spaced horizontally by 0.5 mm from the wire.

상기 단결정 잉곳 제조 장치는 상기 도가니를 수용하는 반응 챔버의 중공축에 고정 배치되며, 상기 지지부의 가장 자리에 배치된 적어도 하나의 샤프트 삽입 구를 관통하여 상기 지지부의 회전을 방지하고 상기 지지부의 수직 상승을 허용하는 적어도 하나의 샤프트 가이드부를 더 포함할 수 있다.Wherein the single crystal ingot manufacturing apparatus is fixed to a hollow shaft of a reaction chamber accommodating the crucible and penetrates through at least one shaft inserting hole disposed at an end of the supporting part to prevent rotation of the supporting part, And at least one shaft guide portion for allowing the shaft guide portion to be engaged with the shaft guide portion.

상기 적어도 하나의 샤프트 가이드부는 냉각수를 흡입하는 냉각수 흡입구; 흡입된 냉각수를 상기 샤프트 가이드부 내부에서 순환시키는 냉각 튜브; 및 상기 냉각 튜브를 통해 순환된 냉각수를 배출하는 냉각수 배출구를 포함할 수 있다.Wherein the at least one shaft guide portion comprises: a cooling water inlet for sucking cooling water; A cooling tube for circulating the sucked cooling water in the shaft guide portion; And a cooling water outlet for discharging the cooling water circulated through the cooling tube.

실시예에 따른 단결정 잉곳 제조 장치는 와이어의 공진 회전 속도 인자인 고정점을 지지부에 의해 챔버의 상부로부터 아래 쪽으로 이동 변경하여, 와이어 회전시의 공진 발생 회전 속도를 기존의 공진 발생 회전 속도보다 증가시켜 공정 운영 속도 구간을 증가시킴으로써, 와이어의 스윙을 최소화할 수 있어 단결정 잉곳의 성장을 원할하게 하고 단결정 잉곳의 품질을 향상시킬 수 있다.The single crystal ingot manufacturing apparatus according to the embodiment shifts the fixing point, which is a factor of the resonant rotational speed of the wire, from the upper portion of the chamber to the lower portion by the supporting portion to increase the resonant rotational speed at the time of wire rotation By increasing the process operating speed section, the swing of the wire can be minimized, making it possible to grow the single crystal ingot and improve the quality of the single crystal ingot.

도 1은 기존의 단결정 잉곳 제조 장치를 나타내는 도면이다.
도 2a 내지 도 2c는 실시예에 의한 단결정 잉곳 제조 장치의 단면도를 나타내고, 도 2d 및 도 2e는 도 2a 및 도 2c에 예시된 단결정 잉곳 제조 장치의 사시도를 각각 나타낸다.
도 3 (a) 및 (b)는 실시예에 따른 도 2a의 'A' 부분을 확대 도시한 평면도 및 단면도를 각각 나타내고, 도 3 (c)는 지지판과 샤프트 가이드부가 결합된 사시도를 나타낸다.
도 4a 및 도 4b는 실시예에 의한 지지부의 단면도를 나타낸다.
도 5는 도 2a 내지 도 3 (c)에 예시된 샤프트 가이드부의 실시예에 의한 단면도를 나타낸다.
도 6a 내지 도 6c는 다른 실시예에 의한 단결정 잉곳 제조 장치의 단면도를 나타낸다.
도 7 (a) 및 (b)는 실시예에 따른 도 6a의 'C' 부분을 확대 도시한 평면도 및 단면도를 각각 나타낸다.
도 8a는 도 7 (b)의 'D' 부분을 확대 도시한 단면도를 나타내고, 도 8b는 도 6b의 'E' 부분을 확대 도시한 단면도를 나타내고, 도 8c는 도 8b의 'F' 부분을 확대 도시한 단면도를 나타낸다.
도 9는 도 6b의 'E' 부분을 확대 도시한 다른 실시예의 단면도를 나타낸다.
도 10a는 기존의 종결정 회전 속도를 각각 나타내는 그래프이고, 도 10b는 실시예의 종결정 회전 속도값을 나타내는 그래프이다.1 is a view showing a conventional single crystal ingot manufacturing apparatus.
Figs. 2A to 2C are cross-sectional views of a single crystal ingot manufacturing apparatus according to an embodiment, and Figs. 2D and 2E are perspective views of the single crystal ingot manufacturing apparatus illustrated in Figs. 2A and 2C, respectively.
3A and 3B are a plan view and an enlarged sectional view, respectively, of the portion 'A' in FIG. 2A according to the embodiment, and FIG. 3C is a perspective view in which the support plate and the shaft guide portion are combined.
4A and 4B show cross-sectional views of a support according to an embodiment.
Fig. 5 shows a cross-sectional view of an embodiment of the shaft guide portion illustrated in Figs. 2A to 3C.
6A to 6C are sectional views of a single crystal ingot manufacturing apparatus according to another embodiment.
7A and 7B are a plan view and a sectional view, respectively, showing an enlarged view of a portion 'C' in FIG. 6A according to the embodiment.
FIG. 8A is an enlarged sectional view of the portion 'D' of FIG. 7B, FIG. 8B is an enlarged sectional view of the portion 'E' of FIG. 6B, Fig.
FIG. 9 is a cross-sectional view of another embodiment showing an enlarged view of the portion 'E' in FIG. 6B.
FIG. 10A is a graph showing the conventional seed crystal rotation speed, and FIG. 10B is a graph showing the seed crystal rotation speed value of the embodiment.

이하, 본 발명을 구체적으로 설명하기 위해 실시예를 들어 설명하고, 발명에 대한 이해를 돕기 위해 첨부도면을 참조하여 상세하게 설명하기로 한다. 그러나, 본 발명에 따른 실시예들은 여러 가지 다른 형태로 변형될 수 있으며, 본 발명의 범위가 아래에서 상술하는 실시예들에 한정되는 것으로 해석되지 않아야 한다. 본 발명의 실시예들은 당 업계에서 평균적인 지식을 가진 자에게 본 발명을 보다 완전하게 설명하기 위해서 제공되는 것이다.DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings in order to facilitate understanding of the present invention. However, the embodiments according to the present invention can be modified into various other forms, and the scope of the present invention should not be construed as being limited to the embodiments described below. Embodiments of the invention are provided to more fully describe the present invention to those skilled in the art.

도 2a 내지 도 2c는 실시예에 의한 단결정 잉곳 제조 장치(100A)의 단면도를 나타내고, 도 2d 및 도 2e는 도 2a 및 도 2c에 예시된 단결정 잉곳 제조 장치(100A)의 사시도를 각각 나타낸다.Figs. 2A to 2C are sectional views of a single crystal ingot manufacturing apparatus 100A according to the embodiment, and Figs. 2D and 2E are perspective views of the single crystal ingot manufacturing apparatus 100A illustrated in Figs. 2A and 2C, respectively.

도 2a 내지 도 2e를 참조하면, 단결정 잉곳 제조 장치(100A)는 반응 챔버(110), 도가니(120), 지지 회전축(122), 종결정(seed)부(140), 와이어(160), 인상 구동부(170) 및 지지부(180A)를 포함한다.2A to 2E, a single crystal ingot manufacturing apparatus 100A includes a reaction chamber 110, a crucible 120, a supporting rotary shaft 122, a seed portion 140, a wire 160, A driving unit 170 and a supporting unit 180A.

실시예에 의한 단결정 잉곳 제조 장치(100A)는 쵸크랄스키(Czochralski)법에 의해 단결정 잉곳(150)을 다음과 같이 육성한다.In the single crystal ingot manufacturing apparatus 100A according to the embodiment, the single crystal ingot 150 is grown by the Czochralski method as follows.

반응 챔버(110)는 도가니(120), 지지 회전축(122), 종결정(140), 와이어(160), 인상 구동부(170) 및 지지부(180A)를 수용하는 역할을 한다.The reaction chamber 110 serves to receive the crucible 120, the support rotary shaft 122, the seed crystal 140, the wire 160, the pull-up driving unit 170, and the support unit 180A.

도가니(120)는 단결정 잉곳(150)을 성장시키기 위한 용융액을 수용하는 역할을 한다. 예를 들어, 도가니(120) 내에 실리콘의 고순도 다결정 원료를 융점 온도 이상으로 히터(미도시)에 의해 가열하여, 실리콘 용융액(130)으로 변화시킨다. 이때, 실리콘 용융액(130)을 담는 도가니(120)는 안쪽이 석영으로 되어 있고, 바깥 쪽이 흑연으로 된 이중 구조를 가질 수 있다.The crucible 120 serves to receive a melt for growing the single crystal ingot 150. For example, a high purity polycrystalline silicon raw material of silicon is heated in the crucible 120 by a heater (not shown) at a temperature not lower than the melting point temperature, and is converted into a silicon melt 130. At this time, the crucible 120 for containing the silicon melt 130 may have a double structure in which the inside is made of quartz and the outside is made of graphite.

종결정부(140)는 종결정, 종결정 웨이트(weight) 및 종결정 척을 포함할 수 있다. 종결정 웨이트는, 와이어(160)의 끝단에 고정 결합되며 종결정을 실리콘 용융액(130)에 접촉 또는 침지시킬 때 인상 구동부(170)에 의한 종결정의 회전시 발생하는 진동 등에 의해 흔들림으로 인해 인상 구동부(170)의 회전 중심축과 종결정의 회전 중심축이 서로 어긋나는 것을 방지하기 위해 무게를 주는 역할을 한다. 종결정 척은 종결정 웨이트의 하부에 결합되고 종결정을 일부 수용하여 결합시키는 역할을 한다. 종결정은 종결정 척에 일단이 착탈 가능하게 결합되고 실리콘 용융액(130)에 타단이 디핑된다. 이하, 편의상 참조부호 '140'을 종결정이라 칭한다.The termination unit 140 may include a seed crystal, a seed crystal weight, and a seed crystal. The seed crystal weight is fixed to the end of the wire 160 and is fixed to the end of the pull 160 by the vibration generated when the seed crystals are contacted or immersed in the silicon melt 130, And serves to weight the rotation center axis of the rotation axis 170 and the rotation axis of the final definition axis to prevent them from shifting with respect to each other. The seed crystal chuck is coupled to the bottom of the seed crystal weight and serves to partially receive and couple the seed crystal. The seed crystal is detachably coupled to the seed crystal chuck at one end and dipped to the silicon melt 130 at the other end. Hereinafter, reference numeral 140 is referred to as a seed crystal for convenience.

이후, 인상 구동부(170)는 와이어(160)를 풀어 실리콘 용융액(130)의 표면의 대략 중심부에 종결정(140)의 선단을 접촉 또는 침지시킨다.Then, the pull-up driving unit 170 unwinds the wire 160 to bring the tip of the seed crystal 140 into contact with or immerse the roughly central portion of the surface of the silicon melt 130.

이후, 지지축 구동부(미도시)는 도가니(120)의 지지 회전축(122)을 화살표와 같은 방향으로 회전시킨다. 동시에, 인상 구동부(170)는 와이어(160)에 의해 종결정(140)을 화살표 방향으로 회전시키면서 인상하여 단결정 잉곳(150)이 육성되도록 한다. 이때, 단결정 잉곳(150)을 인상하는 속도(V)와 온도 구배(G, △G)를 조절하여 원주 형상의 단결정 잉곳(150)이 완성될 수 있다.Thereafter, the support shaft driving unit (not shown) rotates the support rotation shaft 122 of the crucible 120 in the same direction as the arrow. At the same time, the pull-up driving unit 170 pulls the seed crystal 140 in the direction of the arrow by the wire 160 so that the single crystal ingot 150 is grown. At this time, the circumferential single crystal ingot 150 can be completed by controlling the speed V and the temperature gradients G and? G for pulling up the single crystal ingot 150.

도 3 (a) 및 (b)는 실시예에 따른 도 2a의 'A' 부분에서 샤프트 가이드(shaft guide)부(190)와 지지부(180A)만을 확대 도시한 평면도 및 단면도를 각각 나타내고, 도 3 (c)는 지지판(180A)과 샤프트 가이드부(190)가 결합된 사시도를 나타내고, 도 4a 및 도 4b는 지지부(180A)의 단면도를 나타낸다.3A and 3B are a plan view and a sectional view showing only an enlarged view of a shaft guide portion 190 and a support portion 180A in the portion A of FIG. 2A according to the embodiment, (c) is a perspective view in which the support plate 180A and the shaft guide portion 190 are combined, and FIGS. 4A and 4B are sectional views of the support portion 180A.

도 4a는 도 3 (b)의 'B' 부분을 확대 도시한 단면도로서, 지지부(180A)에 와이어(160)가 체결되기 이전의 모습을 나타내고 도 4b는 지지부(180A)에 와이어(160)가 체결된 모습을 나타낸다.4A is an enlarged sectional view of the portion B 'in FIG. 3B and shows a state before the wire 160 is fastened to the supporting portion 180A. FIG. 4B shows a state in which the wire 160 is attached to the supporting portion 180A It shows the conclusion.

도 2a 내지 도 4b를 참조하면, 지지부(180A)는 인상 구동부(170)와 종결정(140) 사이에 배치된다. 이로 인해, 도 1과 비교할 때, 고정점(P2)이 챔버(110)의 아래 쪽으로 이동 변경될 수 있음을 알 수 있다. 지지부(180A)는 와이어(160)가 관통되는 와이어 홀(182A)을 갖고, 종결정(140)이 화살표 방향으로 리프팅함에 따라 와이어(160)와 함께 수직으로 이동한다.2A to 4B, the supporting portion 180A is disposed between the pull-up driving portion 170 and the seed crystal 140. As shown in FIG. 1, it can be seen that the fixed point P2 can be shifted to the lower side of the chamber 110 and changed. The supporting portion 180A has a wire hole 182A through which the wire 160 penetrates and moves vertically together with the wire 160 as the seed crystal 140 is lifted in the direction of the arrow.

지지부(180A)는 베어링(bearing)(184A), 부싱(bushing)(186A) 및 지지판(188A)을 포함한다.The support 180A includes a bearing 184A, a bushing 186A and a support plate 188A.

베어링(184A)은 부싱(186A)의 외주에 배치되며, 베어링 볼(184A-1), 내륜(184A-2) 및 외륜(184A-3)을 포함한다. 부싱(186A)은 와이어 홀(182A)을 형성하며, 와이어(160)와 일체로 수직 및 회전 운동하도록 와이어(160)에 고정 결합되어 있다.The bearing 184A is disposed on the outer periphery of the bushing 186A and includes a bearing ball 184A-1, an inner ring 184A-2, and an outer ring 184A-3. The bushing 186A forms a wire hole 182A and is fixedly coupled to the wire 160 to vertically and rotationally move integrally with the wire 160. [

도 4b에 예시된 바와 같이 와이어(160)가 화살표 방향으로 회전 운동할 때 부싱(186A)은 베어링(184A)의 내륜(184A-2)과 함께 와이어(160)와 일체로 회전 운동한다.The bushing 186A rotates integrally with the wire 160 together with the inner ring 184A-2 of the bearing 184A when the wire 160 rotates in the direction of the arrow, as illustrated in Fig. 4B.

또한, 도 2a(또는 도 2d)에 예시된 위치(x1)로부터 도 2b에 예시된 위치(x2)로 와이어(160)가 화살표 방향으로 수직 운동할 때 부싱(186A)도 와이어(160)와 일체로 동시에 수직 운동하고, 도 2b에 예시된 위치(x2)로부터 도 2c(또는, 도 2e)에 예시된 위치(x3)로 와이어(160)가 화살표 방향으로 수직 운동할 때 부싱(186A)도 와이어(160)와 일체로 동시에 수직 운동한다.Also, Figure 2a also wire 160, bushing (186A) when the wire (160) to the position (x 2) illustrated in Figure 2b from the position (x 1) illustrated in (or FIG. 2d) has to vertical motion in the direction of the arrow integral with and in the same time the vertical movement, when the wire 160 to the position (x 3) illustrated in Fig from the position (x 2) illustrated in Figure 2b 2c (or, Fig. 2e) has to vertical motion in the direction of the arrow bushing ( 186A also vertically move integrally with the wire 160 at the same time.

이를 위해, 지지판(188A)은 베어링(184A)의 외륜(184A-3)과 결합된다. 이때, 지지부(180A)는 베어링 커버(cover)(189A)를 더 포함할 수 있다. 베어링 커버(189A)는 지지판(188A)의 상부와 베어링(184A)의 상부에 걸쳐서 배치된다.To this end, the support plate 188A is engaged with the outer ring 184A-3 of the bearing 184A. At this time, the support portion 180A may further include a bearing cover 189A. The bearing cover 189A is disposed over the upper portion of the support plate 188A and the upper portion of the bearing 184A.

일반적으로 실리콘 단결정 웨이퍼의 주요 품질 항목으로서 산소 농도가 큰 부분을 차지하고 있으며, 이러한 실리콘 단결정 성장 시의 산소 농도를 제어하기 위하여 도가니(120)의 회전, 챔버(110) 내부의 압력 조건 등 다양한 인자들을 조절할 수 있다. 특히, 산소 농도를 제어하기 위하여 단결정 잉곳 제조 장치(100A)의 챔버(110)의 상측에서 그(110)의 내부로 아르곤(f) 가스를 주입하여 하부로 배출한다.In order to control the oxygen concentration at the time of growth of the silicon single crystal, various factors such as the rotation of the crucible 120 and the pressure condition inside the chamber 110 are used as the main quality items of the silicon single crystal wafer. Can be adjusted. Particularly, in order to control the oxygen concentration, argon (f) gas is injected into the chamber 110 of the single crystal ingot manufacturing apparatus 100A from the upper side thereof, and is discharged to the lower portion.

실시예에 의하면, 지지판(188A)은 도 3 (a) 및 도 3 (c)에 예시된 바와 같이 가스(예, 아르곤 가스)의 흐름을 허용하는 복수의 가스 홀(188A-1 ~ 188A-4)을 포함할 수 있다. 여기서, 복수의 가스 홀(188A-1 ~ 188A-4)은 도 3 (a) 및 도 3 (c)에 예시된 바와 같이 서로 대칭 구조로 배치될 수 있고 4개가 형성될 수 있으나, 실시예는 이에 국한되지 않는다. 즉, 복수의 가스 홀은 3개 이하 또는 5개 이상으로 형성될 수도 있고, 비 대칭으로 형성될 수도 있다.According to an embodiment, the support plate 188A includes a plurality of gas holes 188A-1 to 188A-4, which allow the flow of gas (e.g., argon gas) as illustrated in Figures 3A and 3C ). Here, the plurality of gas holes 188A-1 to 188A-4 may be arranged symmetrically with respect to each other and four may be formed as illustrated in Figs. 3A and 3C, But is not limited thereto. That is, the plurality of gas holes may be formed to be three or less, or five or more, or may be formed asymmetrically.

지지판(188A)의 재질은 스테인레스 스틸(Stainless steel)일 수 있다.The material of the support plate 188A may be stainless steel.

한편, 단결정 잉곳 제조 장치(100A)는 적어도 하나의 샤프트 가이드부(190)를 더 포함할 수 있다. 도 2a 내지 도 2e에 예시된 바와 같이 샤프트 가이드부(190)는 반응 챔버(110)의 중공축(112)에 고정 배치되며, 도 3 (a) 및 도 3 (c)에 예시된 바와 같이 지지부(180A)의 가장 자리에 배치된 적어도 하나의 샤프트 삽입 구(187)를 관통한다. 와이어(160)가 상승하면서 회전 운동할 때 지지부(180A)가 함께 회전 운동할 수 있으므로, 샤프트 가이드부(190)를 지지부(180A)에 체결하여 지지부(180A)의 회전 운동을 억제한다. 또한, 샤프트 가이드부(190)는 지지부(180A)가 정확하게 수직 이동하는 것을 돕는다. 즉, 도 2a 내지 도 2e에 예시된 바와 같이 수직 상방으로 인상되는 와이어(160)와 함께 지지부(180A)가 수직 상방으로 미끄러져 이동하도록 샤프트 삽입구(187)의 직경은 샤프트 가이드부(190)의 직경보다 더 클 수 있다.Meanwhile, the single crystal ingot manufacturing apparatus 100A may further include at least one shaft guide unit 190. As illustrated in FIGS. 2A to 2E, the shaft guide portion 190 is fixedly disposed on the hollow shaft 112 of the reaction chamber 110, and as shown in FIGS. 3 (a) and 3 (c) Through at least one shaft inserting hole 187 disposed at the edge of the shaft 180A. The supporting portion 180A can be rotated together with the wire 160 while the wire 160 is rotating so that the rotation of the supporting portion 180A is prevented by fastening the shaft guide portion 190 to the supporting portion 180A. In addition, the shaft guide portion 190 helps the support portion 180A to move accurately in the vertical direction. That is, the diameter of the shaft inserting hole 187 is set so that the diameter of the shaft inserting portion 187 is smaller than the diameter of the shaft inserting portion 190 so that the support portion 180A slides vertically upward with the wire 160 lifted up vertically as illustrated in Figs. 2A to 2E. Can be larger than the diameter.

도 5는 도 2a 내지 도 3 (c)에 예시된 샤프트 가이드부(190)의 실시예에 의한 단면도를 나타낸다.FIG. 5 shows a cross-sectional view of an embodiment of the shaft guide portion 190 illustrated in FIGS. 2A-3C.

샤프트 가이드부(190)는 열에 의한 자체의 변형을 줄이기 위해 냉각 구조를 가질 수도 있다. 이를 위해, 도 5에 예시된 바와 같이 샤프트 가이드부(190)는 냉각수 흡입구(192), 냉각 튜브(194) 및 냉각수 배출구(196)를 포함할 수 있다.The shaft guide portion 190 may have a cooling structure to reduce its own deformation by heat. To this end, the shaft guide portion 190 may include a cooling water inlet 192, a cooling tube 194, and a cooling water outlet 196, as illustrated in FIG.

냉각수 흡입구(192)는 냉각수를 흡입하여 냉각 튜브(194)로 화살표 방향으로 보낸다. 냉각 튜브(194)는 냉각수 흡입구(192)를 통해 흡입된 냉각수를 샤프트 가이드부(190) 내부에서 화살표 방향으로 순환시켜 냉각시킨다. 냉각수 배출구(196)는 냉각 튜브(194)를 통해 순환된 냉각수를 화살표 방향으로 배출하는 역할을 한다.The cooling water intake port 192 sucks the cooling water and sends it to the cooling tube 194 in the direction of the arrow. The cooling tube 194 cools the cooling water sucked through the cooling water intake port 192 by circulating in the shaft guide section 190 in the direction of the arrow. The cooling water outlet 196 serves to discharge the cooling water circulated through the cooling tube 194 in the direction of the arrow.

이와 같이 샤프트 가이드부(190)는 냉각수를 이용하여 열을 소산시킴으로써 자체의 변형을 줄일 수 있다.In this way, the shaft guide portion 190 can reduce its deformation by dissipating heat using cooling water.

도 6a 내지 도 6c는 다른 실시예에 의한 단결정 잉곳 제조 장치(100B)의 단면도를 나타낸다.6A to 6C are cross-sectional views of a single crystal ingot manufacturing apparatus 100B according to another embodiment.

도 6a 내지 도 6c에 도시된 반응 챔버(110), 도가니(120), 지지 회전축(122), 종결정(140), 와이어(160), 인상 구동부(170) 및 샤프트 가이드부(190)는 도 2a 내지 도 2e에 도시된 반응 챔버(110), 도가니(120), 지지 회전축(122), 종결정(140), 와이어(160), 인상 구동부(170) 및 샤프트 가이드부(190)와 각각 동일하므로, 이들에 대해서는 동일한 참조 부호를 사용하였으며 상세한 설명을 생략한다.The reaction chamber 110, the crucible 120, the support rotation axis 122, the seed crystals 140, the wire 160, the pull-up driving unit 170, and the shaft guide unit 190 shown in Figs. The crucible 120, the supporting rotary shaft 122, the seed crystal 140, the wire 160, the pull-up driving unit 170 and the shaft guide unit 190 shown in Figs. 2a to 2e are identical to the reaction chamber 110, Therefore, the same reference numerals are used for these elements, and a detailed description thereof will be omitted.

도 7 (a) 및 (b)는 실시예에 따른 도 6a의 'C' 부분에서 지지판(180B)과 샤프트 가이드부(190)만을 확대 도시한 평면도 및 단면도를 각각 나타내고, 도 8a는 도 7 (b)의 'D' 부분을 확대 도시한 단면도를 나타내고, 도 8b는 도 6b의 'E' 부분을 확대 도시한 단면도를 나타내고, 도 8c는 도 8b의 'F' 부분을 확대 도시한 단면도를 나타낸다.7A and 7B are a plan view and a sectional view, respectively, showing only the support plate 180B and the shaft guide portion 190 in the portion 'C' of FIG. 6A according to the embodiment, FIG. 8B is an enlarged sectional view of the portion 'E' in FIG. 6B, and FIG. 8C is an enlarged sectional view of the portion 'F' in FIG. 8B .

도 6a 내지 도 8c를 참조하면, 지지부(180B)는 인상 구동부(170)와 종결정(140) 사이에 배치된다. 이로 인해, 도 1과 비교할 때, 고정점(P2)이 챔버(110)의 아래 쪽으로 이동 변경될 수 있음을 알 수 있다. 지지부(180B)는 와이어(160)가 관통되는 와이어 홀(182B)을 갖는다. 지지부(180B)는 베어링(184B), 부싱(186B) 및 지지판(188B)를 포함한다.6A to 8C, the supporting portion 180B is disposed between the pull-up driving portion 170 and the seed crystal 140. [ 1, it can be seen that the fixed point P2 can be shifted to the lower side of the chamber 110 and changed. The supporting portion 180B has a wire hole 182B through which the wire 160 passes. The support portion 180B includes a bearing 184B, a bushing 186B, and a support plate 188B.

베어링(184B)은 도 4a 및 도 4b에 예시된 베어링(184A)과 동일하다. 즉, 베어링부(184B)은 부싱(186B)의 외주에 배치되며, 베어링 볼(184B-1), 내륜(184B-2) 및 외륜(184B-3)을 포함한다.The bearing 184B is the same as the bearing 184A illustrated in Figs. 4A and 4B. That is, the bearing portion 184B is disposed on the outer periphery of the bushing 186B and includes a bearing ball 184B-1, an inner ring 184B-2, and an outer ring 184B-3.

도 8a 및 도 8c에 예시된 부싱(186B)은 와이어 홀(182A)을 형성한다. 도 4a 및 도 4b에 예시된 부싱(186A)이 와이어(160)와 고정 결합된 반면, 도 8c에 예시된 부싱(186B)은 와이어(160)와 서로 격리되어 있다. 이로 인해, 도 6a에 예시된 종결정(140)이 도 6b에 예시된 위치(x1)로 인상되기 이전까지, 와이어(160)가 회전 운동한다고 하더라도 부싱(186B)은 회전 운동을 하지 않는다.The bushing 186B illustrated in Figures 8A and 8C forms a wire hole 182A. The bushing 186A illustrated in Figures 4A and 4B is fixedly coupled to the wire 160 while the bushing 186B illustrated in Figure 8C is isolated from the wire 160. [ Thus, up to before the impression to the position (x 1) illustrated in the seed crystal 140 is illustrated in Figure 6a yi Figure 6b, even if the wire 160 is rotating bushing (186B) is not a rotational movement.

이후, 종결정(140)이 도 6b에 예시된 위치(x1)에 도달한 후, 도 6c에 예시된 위치(x3)로 인상되는 동안, 도 6b, 6c, 도 8b 및 도 8c에 예시된 바와 같이 부싱(186B)은 종결정(140)과 일체로 베어링(184B)의 내륜(184B-2)과 함께 회전 운동을 하면서 종결정(140)과 함께 수직 상방으로 이동하게 된다. 즉, 지지부(180B)가 도 6c에 예시된 바와 같이 수직 상방으로 종결정(140)과 함께 이동하게 된다.6 ( b ), 6 ( c ), 8 ( b ) and 8 ( c ), while the seed crystal 140 is lifted to the position (x3) illustrated in Fig. 6 ( c ) after reaching the position The bushing 186B moves vertically upward together with the seed crystal 140 while rotating together with the inner ring 184B-2 of the bearing 184B integrally with the seed crystal 140 as shown in FIG. That is, the support portion 180B moves vertically upward with the seed crystal 140 as illustrated in FIG. 6C.

전술한 동작을 위해, 도 8a 및 도 8c를 참조하면, 부싱(186B)은 제1 세그먼트(186B-1) 및 제2 세그먼트(186B-2)를 포함할 수 있다. 제1 세그먼트(186B-1)는 종결정(140)의 상부가 인입되는 부분이고, 제2 세그먼트(186B-2)는 제1 세그먼트(186B-1)의 위에 제1 세그먼트(186B-1)와 일체로 연장 배치되어, 와이어 홀(182B)을 형성하는 부분이다.8A and 8C, the bushing 186B may include a first segment 186B-1 and a second segment 186B-2. The first segment 186B-1 is the portion to which the top of the seed crystal 140 is drawn and the second segment 186B-2 is the portion on which the first segment 186B-1 and the first segment 186B- And is a portion that is integrally extended and forms a wire hole 182B.

이때, 제1 세그먼트(186B-1)의 내벽(183A)은 경사지게 형성되어, 종결정(140)의 상부의 부싱(186B)으로의 인입을 유도하여 안착시킨다. 즉, 제1 세그먼트(186B-1)의 내벽(183A)이 경사짐으로써, 종결정(140)의 상단과 지지부(180B)의 부싱(186B)이 결합할 때 진동이 억제되고 정확한 포지셔닝(positioning) 즉, 정확한 결합이 가능하게 된다.At this time, the inner wall 183A of the first segment 186B-1 is formed obliquely to induce the entry into the upper bushing 186B of the seed crystal 140 to be seated. That is, by inclining the inner wall 183A of the first segment 186B-1, vibration is suppressed and accurate positioning is achieved when the upper end of the seed crystal 140 and the bushing 186B of the support portion 180B are engaged, That is, accurate coupling becomes possible.

도 9는 도 6b의 'E' 부분을 확대 도시한 다른 실시예의 단면도를 나타낸다.FIG. 9 is a cross-sectional view of another embodiment showing an enlarged view of the portion 'E' in FIG. 6B.

도 8c에 예시된 부싱(186B)과 달리, 도 9에 예시된 부싱(186C)은 제1 및 제2 세그먼트(186C-1, 186C-2)를 포함한다. 제1 세그먼트(186C-1)의 내벽(183B)은 경사진 대신에 수직으로 형성될 수도 있다. 이 경우, 제2 세그먼트(186C-2)의 하부는 종결정(140)의 인상에 따라 종결정(140)의 상부와 접한 후, 종결정(140)과 함께 수직 상방으로 이동한다.Unlike the bushing 186B illustrated in FIG. 8C, the bushing 186C illustrated in FIG. 9 includes first and second segments 186C-1 and 186C-2. The inner wall 183B of the first segment 186C-1 may be formed vertically instead of being inclined. In this case, the lower portion of the second segment 186C-2 contacts the upper portion of the seed crystal 140 in accordance with the pulling of the seed crystal 140, and then moves vertically upward together with the seed crystal 140. [

한편, 도 8a 및 도 8c를 참조하면, 지지판(188B)은 베어링(184B)의 외륜(184B-3)과 결합된다. 이때, 지지부(180B)은 베어링 커버(189B, 189C)를 더 포함할 수 있다. 베어링 커버(189B)는 도 8a 내지 도 8c에 예시된 바와 같은 형상으로 지지판(188B)의 상부와 베어링(184B)의 상부에 걸쳐서 배치될 수 있다. 이때, 베어링 커버(189B, 189C)의 형상은 도 8a 또는 도 8c에 예시된 바와 다른 형상을 가질 수도 있으며, 실시예는 이러한 베어링 커버(189B, 189C)의 형상에 국한되지 않는다.8A and 8C, the support plate 188B is engaged with the outer ring 184B-3 of the bearing 184B. At this time, the support portion 180B may further include bearing covers 189B and 189C. The bearing cover 189B may be disposed over the upper portion of the support plate 188B and the upper portion of the bearing 184B in the shape as illustrated in Figs. 8A to 8C. At this time, the shapes of the bearing covers 189B and 189C may have different shapes from those exemplified in Figs. 8A and 8C, and the embodiments are not limited to the shapes of these bearing covers 189B and 189C.

도 8c 및 도 9에 예시된 바와 같이, 부싱(186B, 186C)에 형성된 와이어 홀(182B)에서 부싱(186B, 186C)과 와이어(160) 간의 수평 이격 거리(gap)는 회전 및 상승 운동하는 와이어(160)의 이동 공간을 최소한으로 하기 위해, 예를 들어, 0.5 ㎜일 수 있다.The horizontal spacing gaps between the bushings 186B and 186C and the wire 160 in the wire holes 182B formed in the bushings 186B and 186C may be adjusted by a wire For example, 0.5 mm, in order to minimize the moving space of the rotor 160.

한편, 도 3 (a) 및 도 3 (c)의 지지판(188A)과 같이, 지지판(188B)은 가스(예, 아르곤 가스)의 흐름을 허용하는 복수의 가스 홀(188B-1 ~ 188B-4)을 포함할 수 있다.On the other hand, like the support plate 188A of Figs. 3 (a) and 3 (c), the support plate 188B includes a plurality of gas holes 188B-1 to 188B-4 ).

도 1에 도시된 기존의 단결정 잉곳 제조 장치에서, 케이블(40)의 고정점(P1)은 드럼(50)인 반면, 도 2a 또는 도 6a에 예시된 단결정 잉곳 제조 장치(100A, 100B)에서 와이어(160)의 고정점(P2)은 고정점(P1)보다 ΔL만큼 작다. ΔL은 다음 수학식 2와 같다.In the conventional single crystal ingot manufacturing apparatus shown in Fig. 1, the fixed point P1 of the cable 40 is the drum 50, while the single crystal ingot manufacturing apparatuses 100A and 100B shown in Figs. 2A and 6A, The fixing point P2 of the fixing member 160 is smaller than the fixing point P1 by? L. DELTA L is expressed by the following equation (2).

Figure 112013003451629-pat00002
Figure 112013003451629-pat00002

여기서, L1은 고정점(P2)으로부터 종결정(140)까지의 거리를 나타낸다.Here, L1 represents the distance from the fixed point P2 to the seed crystal 140. [

고정점(P1)이 ΔL만큼 작아짐으로 인해, 수학식 1의 공진 발생 회전 속도(f1)는 다음 수학식 3과 같은 Δf만큼 커진다.The resonance generation rotational speed f 1 of Equation 1 becomes larger by? F as shown in the following Equation 3 because the fixed point P1 becomes smaller by? L.

Figure 112013003451629-pat00003
Figure 112013003451629-pat00003

여기서, Δf는 공진 발생 회전 속도의 증분량을 나타내고, f2는 실시예에 의한 단결정 잉곳 제조 장치의 공진 발생 회전 속도를 나타낸다.Here, Δf represents the incremental amount of the resonance rotating speed caused, f 2 denotes a resonance occurs the rotational speed of the single crystal ingot production device according to the embodiment.

도 10a는 기존의 종결정 회전 속도를 각각 나타내는 그래프이고, 도 10b는 실시예의 종결정 회전 속도값을 나타내는 그래프로서, 종축은 종결정의 회전 속도를 나타내고, 횡축은 300 ㎜ 단결정 잉곳 제조 장치의 일련 번호를 나타낸다.10B is a graph showing the seed crystal rotation speed value of the embodiment, wherein the axis of ordinates indicates the rotation speed of the seed crystal, and the axis of abscissas indicates the serial number of the 300 mm single crystal ingot manufacturing apparatus. .

도 10a를 참조하면 기존의 단결정 잉곳 제조 장치에서 공진 속도 구간(200)은 공진 발생 회전 속도(f1)를 중심으로 ±10%인 0.9f1 내지 1.1f1이다. 따라서, 공정 운영 속도 구간(202)은 0 내지 0.9f1이 된다. 여기서, 공진 속도 구간(200)이란, 케이블(40)의 스윙이 발생하는 구간으로서 공정 운영 속도 구간(202)을 제한한다. 따라서, 도 10a를 참조하면, 기존의 단결정 잉곳 제조 장치에 의해 제조된 단결정 잉곳의 품질 변동 발생 위험이 증가한다.Referring to Figure 10a resonance speed range 200 in the conventional single crystal ingot production device is a resonance generated rotational speed (f 1) to the center of ± 10% 0.9f to about 1.1f 1 1 a. Thus, the process operating speed section 202 is 0 to 0.9f 1 . Here, the resonance speed section 200 limits the process operating speed section 202 as a section in which the swing of the cable 40 occurs. Therefore, referring to FIG. 10A, there is an increased risk of fluctuation in quality of the single crystal ingot produced by the conventional single crystal ingot manufacturing apparatus.

반면에, 도 10b를 참조하면 실시예의 단결정 잉곳 제조 장치에서 공진 속도 구간(300)은 f1보다 큰 공진 발생 회전 속도(f2)를 중심으로 ±10%인 0.9f2 내지 1.1f2이다. 따라서, 공정 운영 속도 구간(302)은 0 내지 0.9f2가 된다. 이와 같이, 실시예에 의하면, 공정 운영 속도 구간(302)이 0.9(f2-f1)만큼 증가함을 알 수 있다.On the other hand, a reference to Figure 10b embodiment, the single crystal ingot production device in the resonance speed range 300 is mainly a large resonance occurs rotational speed (f 2) than f 1 ± 10% 0.9f 2 to 1.1f 2. Thus, the process operating speed interval 302 is from 0 to 0.9f 2 . As described above, according to the embodiment, it can be seen that the process operating speed interval 302 is increased by 0.9 (f 2 -f 1 ).

결국, 전술한 바와 같이, 실시예에 의한 단결정 잉곳 제조 장치에 의하면, 와이어(160)의 공진 회전 속도 인자인 고정점(P2)을 지지부(180A, 180B)에 의해 챔버(110)의 하부로 이동 변경하여, 도 10b에 예시된 바와 같이 와이어(160) 회전시의 공진 발생 회전 속도(f2)를 기존의 공진 발생 회전 속도(f1)보다 증가시켜 공정 운영 속도 구간(302)을 증가시킴으로써, 와이어(160)의 스윙을 최소화하였다. 따라서, 단결정 잉곳을 육성할 때 와이어(160)의 스윙이 최소화되어 단결정 성장을 원활하게 하며 단결정 잉곳의 품질을 향상시킬 수 있다.As described above, according to the single crystal ingot manufacturing apparatus according to the embodiment, the fixed point P2, which is the resonant rotational speed factor of the wire 160, is moved to the lower portion of the chamber 110 by the supporting portions 180A and 180B 10B, the resonance generation rotational speed f 2 at the time of the rotation of the wire 160 is increased over the existing resonance generation rotational speed f 1 to increase the process operating speed range 302, The swing of the wire 160 is minimized. Therefore, when the single crystal ingot is grown, the swing of the wire 160 is minimized, so that the single crystal growth can be smoothly performed and the quality of the single crystal ingot can be improved.

이상에서 실시예를 중심으로 설명하였으나 이는 단지 예시일 뿐 본 발명을 한정하는 것이 아니며, 본 발명이 속하는 분야의 통상의 지식을 가진 자라면 본 실시예의 본질적인 특성을 벗어나지 않는 범위에서 이상에 예시되지 않은 여러 가지의 변형과 응용이 가능함을 알 수 있을 것이다. 예를 들어, 실시예에 구체적으로 나타난 각 구성 요소는 변형하여 실시할 수 있는 것이다. 그리고 이러한 변형과 응용에 관계된 차이점들은 첨부된 청구 범위에서 규정하는 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.While the present invention has been particularly shown and described with reference to exemplary embodiments thereof, it is to be understood that the invention is not limited to the disclosed exemplary embodiments, but, on the contrary, It will be understood that various modifications and applications are possible. For example, each component specifically shown in the embodiments can be modified and implemented. It is to be understood that all changes and modifications that come within the meaning and range of equivalency of the claims are therefore intended to be embraced therein.

10, 120: 도가니 20, 130: 실리콘 용융액
30, 140: 종결정 40: 케이블
50: 드럼 100A, 100B: 단결정 잉곳 제조 장치
110: 챔버 122: 지지 회전축
150: 잉곳 160: 와이어
170: 인상 구동부 180A, 180B: 지지부
182A, 182B: 와이어 홀 내벽: 183A, 183B
184A, 184B: 베어링 184A-1, 184B-1: 베어링볼
184A-2, 184B-2: 내륜 184A-3, 184B-3: 외륜
186A, 186B, 186C: 부싱 187: 샤프트 삽입구
188A-1 ~ 188A-4, 188B-1 ~ 188B-4: 가스 홀
188A, 188B: 지지판 189A, 189B, 189C: 베어링 커버
190: 샤프트 가이드부 192: 냉각수 흡입구
194: 냉각 튜브 196: 냉각수 배출구10, 120: crucible 20, 130: silicon melt
30, 140: seed crystal 40: cable
50: Drums 100A and 100B: Monocrystalline ingot manufacturing apparatus
110: chamber 122: support rotating shaft
150: ingot 160: wire
170: pull-up driver 180A, 180B:
182A, 182B: wire hole inner wall: 183A, 183B
184A, 184B: bearings 184A-1, 184B-1: bearing balls
184A-2, 184B-2: inner rings 184A-3, 184B-3: outer rings
186A, 186B, 186C: Bushing 187: Shaft insertion port
188A-1 to 188A-4, 188B-1 to 188B-4: gas holes
188A, 188B: Support plates 189A, 189B, 189C: Bearing cover
190: shaft guide portion 192: cooling water inlet
194: Cooling tube 196: Cooling water outlet

Claims (12)

단결정 잉곳을 성장시키기 위한 용융액을 수용하는 도가니;
상기 용융액에 접촉된 종결정부를 와이어를 통해 인상하는 인상 구동부;
상기 인상 구동부와 상기 종결정부 사이에 배치되어 상기 와이어의 고정점을 정의하며, 상기 와이어가 관통되는 와이어 홀을 갖고, 상기 종결정부의 인상에 따라 수직 이동하는 지지부; 및
상기 도가니를 수용하는 반응 챔버의 중공축에 고정 배치되며, 상기 지지부의 가장 자리에 배치된 적어도 하나의 샤프트 삽입 구를 관통하여 상기 지지부의 회전을 방지하고 상기 지지부의 수직 상승을 허용하는 적어도 하나의 샤프트 가이드부를 포함하고,
상기 적어도 하나의 샤프트 가이드부는
냉각수를 흡입하는 냉각수 흡입구;
흡입된 냉각수를 상기 샤프트 가이드부 내부에서 순환시키는 냉각 튜브; 및
상기 냉각 튜브를 통해 순환된 냉각수를 배출하는 냉각수 배출구를 포함하는 단결정 잉곳 제조 장치.A crucible for receiving a melt for growing a single crystal ingot;
A pull-up driving unit for pulling up the finishing unit in contact with the melt through a wire;
A supporting portion disposed between the lifting driving portion and the finishing portion and defining a fixing point of the wire and having a wire hole through which the wire penetrates and moving vertically according to a pulling of the finishing portion; And
At least one shaft penetrating through at least one shaft insert disposed at the edge of said support to prevent rotation of said support and permit vertical lift of said support, And a shaft guide portion,
The at least one shaft guide portion
A cooling water inlet for sucking the cooling water;
A cooling tube for circulating the sucked cooling water in the shaft guide portion; And
And a cooling water outlet for discharging the cooling water circulated through the cooling tube. 제1 항에 있어서, 상기 지지부는
상기 와이어 홀을 형성하는 부싱;
상기 부싱의 외주에 배치된 베어링; 및
상기 베어링의 외륜과 결합되는 지지판을 포함하는 단결정 잉곳 제조 장치.2. The apparatus of claim 1,
A bushing forming the wire hole;
A bearing disposed on an outer periphery of the bushing; And
And a support plate coupled to the outer ring of the bearing. 제2 항에 있어서, 상기 지지판은
가스의 흐름을 허용하는 복수의 가스 홀을 포함하는 단결정 잉곳 제조 장치.3. The apparatus of claim 2, wherein the support plate
1. A single crystal ingot manufacturing apparatus comprising a plurality of gas holes which allow a flow of gas. 제3 항에 있어서, 상기 복수의 가스 홀은 서로 대칭 구조로 배치된 단결정 잉곳 제조 장치.The single crystal ingot manufacturing apparatus according to claim 3, wherein the plurality of gas holes are arranged symmetrically with respect to each other. 제2 항에 있어서, 상기 부싱은 상기 와이어에 고정 결합되어, 상기 와이어와 일체로 움직이는 단결정 잉곳 제조 장치.The single crystal ingot manufacturing apparatus according to claim 2, wherein the bushing is fixedly coupled to the wire and moves integrally with the wire. 제2 항에 있어서, 상기 부싱은 상기 와이어와 서로 격리된 단결정 잉곳 제조 장치.3. The single crystal ingot manufacturing apparatus according to claim 2, wherein the bushing is isolated from the wire. 제6 항에 있어서, 상기 부싱은
상기 종결정부의 상부가 인입되는 제1 세그먼트; 및
상기 제1 세그먼트의 위로 일체로 연장 배치되어 상기 와이어 홀을 형성하는 제2 세그먼트를 포함하는 단결정 잉곳 제조 장치.7. The apparatus of claim 6, wherein the bushing
A first segment through which the top of the terminating portion is drawn; And
And a second segment extending integrally above the first segment to form the wire hole. 제7 항에 있어서, 상기 제1 세그먼트의 내벽은 경사지게 형성되어, 상기 종결정부의 상부의 인입을 유도하여 안착시키는 단결정 잉곳 제조 장치.8. The single crystal ingot manufacturing apparatus according to claim 7, wherein the inner wall of the first segment is formed obliquely to induce an entrainment in an upper portion of the finishing section. 제7 항에 있어서, 상기 제1 세그먼트의 내벽은 수직으로 형성되며, 상기 제2 세그먼트의 하부는 상기 종결정부의 인상에 따라 상기 종결정부의 상부와 접하는 단결정 잉곳 제조 장치.The apparatus according to claim 7, wherein an inner wall of the first segment is vertically formed, and a lower portion of the second segment is in contact with an upper portion of the seed crystal according to the pulling of the seed crystal. 제7 항에 있어서, 상기 부싱에 형성된 상기 와이어 홀은 상기 와이어로부터 0.5 ㎜만큼 수평 방향으로 이격된 단결정 잉곳 제조 장치.8. The apparatus of claim 7, wherein the wire holes formed in the bushing are horizontally spaced from the wire by 0.5 mm. 삭제delete 삭제delete
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