JP6553194B2

JP6553194B2 - 単結晶インゴットの直径制御システム及び制御方法

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Publication number: JP6553194B2
Application number: JP2017538404A
Authority: JP
Inventors: キム、ユン−グ; ナ、クヮン−ハ; アン、ユン−ハ
Original assignee: エスケーシルトロンカンパニーリミテッド
Priority date: 2015-01-21
Filing date: 2015-12-31
Publication date: 2019-07-31
Anticipated expiration: 2035-12-31
Also published as: KR20160090099A; US10385472B2; EP3249082A2; EP3249082A4; CN107208307A; JP2018504354A; US20180171507A1; WO2016117847A3; KR101674287B1; WO2016117847A2; EP3249082B1; CN107208307B

Description

本発明は、単結晶インゴットの直径制御システムに関するものであって、より詳細には、チョクラルスキー法を使用した短結晶インゴットの成長において、シードを含んだ部分が揺れることを防止して単結晶インゴットの直径を一定に制御することができる単結晶成長装置に関するものである。

一般に、シリコン単結晶インゴット成長装置においてシリコン単結晶インゴット（ｉｎｇｏｔ）は、石英るつぼにポリシリコン（ｐｏｌｙｓｉｌｉｃｏｎ）と不純物（ｄｏｐａｎｔ）を溶融して形成されたシリコン溶融物に、引き上げ装置を使用してシードをディッピング（ｄｉｐｐｉｎｇ）させて、このシード（ｓｅｅｄ）と石英るつぼを互いに反対方向に回転させながら徐々にシードを引き上げることによって（ｐｕｌｌｉｎｇｕｐ）成長製造される。

このシリコン単結晶インゴット成長装置は、チャンバ内部のホットゾーン（ＨｏｔＺｏｎｅ、Ｈ/Ｚ）にシリコン溶融物が満たされる石英るつぼと、この石英るつぼを囲む黒鉛るつぼと、このるつぼを支持する支持板と、この支持板を外部の回転駆動装置に結合させる回転軸と、るつぼの周辺を囲む構造で設置されて、るつぼに熱を放射するヒーターと、このヒーターで発生された熱が外部に放射されることとシリコン溶融物の温度が低下することを防止する熱遮蔽部材を含んで形成される。

そして、前記チャンバ内部にはシードチャック（ｓｅｅｄｃｈｕｃｋ）が具備される。このシードチャックは、ドラムのような外部の引き上げ駆動装置とケーブルで連結されたシードを、シリコン溶融物にディッピングした後に所定の速度でシードを引き上げ、シードの一端から成長するシリコン単結晶インゴットの荷重を支える。

このようにチョクラルスキー法でシリコンインゴットを成長させるとき、シードの一端にケーブルが連結されて回転駆動によってインゴットが成長するため、シード部分は特に揺れが発生する可能性がある。

図１は、従来の単結晶インゴットの成長長さに対する直径を示したグラフである。

図１を参照すれば、成長が完了したシリコンインゴットの直径を長さ別に測定した結果であり、インゴット成長の前半部であるＡ領域は、シリコンインゴット直径の偏差がＢ領域に比べて大きく、変化周期もＡ領域がＢ領域に比べて短く現れることを確認することができる。

このように単結晶インゴットの成長前半部における引き上げ速度の急激な増加、または初期インゴットの重さが軽いことによってシードの揺れが発生するようになり、成長するインゴットの直径偏差を発生させて成長した単結晶の使用面積が減少する問題点が発生するようになる。

本発明は、前述した問題点を解決するためのものであり、単結晶インゴットの初期成長時、ケーブルによる回転駆動の際にシードが揺れて成長するインゴットの直径の偏差が発生することを防止することができる単結晶インゴットの直径制御システム及び制御方法を提供することを目的とする。

本発明の実施例は、チョクラルスキー法によるシリコンインゴットの成長時のシリコンインゴットの直径偏差を制御する単結晶インゴットの直径制御システムであって、種結晶であるシードと結合されて成長するシリコンインゴットを支持するシードチャックと、前記シードチャック上面とケーブルで連結されて前記シードチャックに加えられる負荷を測定する測定部と、前記シードチャックがケーブルと連結された状態で、前記シードチャックの位置を上下に移動させてシリコンインゴットに加えられる負荷を変更する負荷調節部と、及び前記測定部で測定された負荷値によって前記負荷調節部を駆動させてシリコンインゴットに加えられる負荷を制御する制御部と、を含むことができる。

実施例の前記負荷調節部は、リードスクリューの回転方向によって前記リードスクリューのねじ面に結合された支持ユニットを直線方向に上昇または下降させるＬＭ（ＬｉｎｅａｒＭｏｔｉｏｎ）ガイドで形成され得る。

実施例の前記負荷調節部は、工程チャンバ内部に固定結合され、前記負荷調節部は互いに対向する方向で前記シードチャックと連結されるように２個以上配置され得る。そして、前記リードスクリュー上部にはモーターが設けられ、前記制御部は前記モーターの回転方向及び回転量を制御して前記支持ユニットの位置を調節することができる。

そして、実施例は、前記シードチャックを囲むように円筒状に形成され、その中心部は貫通されるように形成された本体部を含むことができ、前記支持ユニットは、前記本体部の上端部に結合されて前記支持ユニットの上昇または下降によって前記本体部の位置が変更され、前記シードチャックに加えられる負荷が変更され得る。

そして、前記シードチャックと本体部が互いに接触する面にはベアリングが形成され、前記シードチャックの回転が成り立って、使用者が目標とするインゴットの負荷目標値を設定する入力部を含み、前記制御部は、前記入力部に入力された目標値に前記シリコンインゴットに加えられる負荷を設定することができる。

そして、前記目標値は、同一の成長装置で前のラン（Ｒｕｎ）で成長した単結晶インゴットの直径偏差プロファイルを参照して、直径偏差が相対的に減少されるインゴットの成長後半部に該当する重さで設定され得る。

実施例において前記制御部は、使用者が設定した目標値と現在シリコンインゴットにかかった負荷の測定値とを比較して目標値が測定値と同一になるまで前記負荷調節部を駆動させることができる。

本発明の実施例は、チョクラルスキー法によるシリコンインゴットの成長時のシリコンインゴットの直径偏差を制御するための単結晶インゴットの直径制御方法であって、シリコンインゴットに加えられる負荷に対する制御目標値を入力する段階と、現在シリコンインゴットに加えられる負荷を測定して測定値を導出する段階と、び前記目標値と測定値とを比較し、前記目標値と測定値が同一になるようにシリコンインゴットに加えられる負荷を変更する段階と、を含み、前記シリコンインゴットに加えられる負荷を変更する段階は、前記シリコンインゴットを支持するシードチャックと連結された支持ユニットの位置を変更する段階を含むことができる。

実施例において、前記シリコンインゴットに加えられる負荷を変更する段階は、前記シリコンインゴットに加えられる負荷を増加させる場合、前記シードチャックと連結された支持ユニットを下方向に移動させる段階を含むことができる。

実施例において、前記シリコンインゴットに加えられる負荷を変更する段階は、前記シリコンインゴットに加えられる負荷を減少させる場合、前記シードチャックと連結された支持ユニットを上方向に移動させることができる。

実施例において、前記シードチャックと連結された支持ユニットを下方向または上方向に移動させる段階は、前記支持ユニット上部に設けられたモーターを所定の方向に回転させて前記支持ユニットをリードスクリュー上から上下方向に移動させることを特徴とする。

本発明によれば、単結晶インゴットの成長工程を進行する途中、シードの揺れが防止されるため成長中の単結晶インゴットの直径偏差を減少させることができる。

本発明は、単結晶インゴットの成長工程時の急激な引き上げ速度によって、単結晶インゴットの成長途中のシード部分が切れて墜落することを防止することができ、引き上げ速度を制御することによって単結晶インゴットの不均一な成長を防止することができる。

従来の単結晶インゴットの成長長さに対する直径を示したグラフである。本発明の実施例による単結晶インゴット成長装置を示した断面図である。本発明の実施例による単結晶インゴット直径制御システムの流れを示した図である。本発明の実施例による単結晶成長装置によって成長したインゴットの長さに対する直径を示したグラフである。

以下、添付された図面を参照して本発明の実施例を詳細に説明するが、本発明の実施例によって制限されたり限定されたりするものではない。本発明を説明する際に、公知の機能あるいは構成の具体的な説明は本発明の要旨を明瞭にさせるために省略され得る。

本発明による単結晶成長装置は、単結晶インゴットの初期成長過程からシードが連結されたシードチャックに追加的な負荷をかけて単結晶インゴットを成長させることができる成長装置を提案するものであり、単結晶インゴットがどの程度成長して、増加した重さによってシードの揺れがない状態に成長条件を制御する方法について提案する。

図２は、本発明の実施例による単結晶インゴット成長装置を示した断面図である。図２を参照すれば、工程チャンバ内部に配置される単結晶成長装置の構成が開示される。工程チャンバは図示せず、本発明の特徴が現れる構成だけを図示した。

シリコンインゴットは、種結晶であるシード１１をシリコン融液にディッピングした後に、一定の速度で回転させながら引き上げることによって成長する。石英るつぼ１０内部にとけているシリコン融液にシード１１をディッピングするために、前記シード１１を固定及び支持するシードチャック１２が設けられる。前記シードチャック１２上面にはケーブルが連結されて、ドラム１９のような回転駆動手段１９の回転によって前記シード１１をシリコン融液から引き上げてシリコンインゴットを成長させることができる。

シリコンインゴットが成長する初期段階は、シードを含んだインゴットの重さが軽いためケーブルの駆動による揺れが発生するようになる。このような揺れによって成長するインゴットの長さ別に直径の偏差が大きく発生するようになる。インゴットの成長が完了する時点ではインゴットの重さによってシードを含んだ部分に揺れが発生せず、長さ別の直径の偏差が顕著に小さくなる。

本発明は、前述したようにインゴットの初期成長時にも、シードと連結されたケーブルに伝達される負荷がインゴットの成長が完了した時点の負荷になるように設定し、シードを含んだ領域の揺れを防止することを目的とする。このために、本発明においては、現在成長しているインゴットにかかった負荷を制御する手段と前記単結晶インゴットに負荷をかけたり減じたりする手段とを含むことができる。

単結晶インゴットにかかった負荷を制御する手段は、使用者がインゴットにかけようとする負荷値を入力する入力部２０と、現在成長している単結晶インゴットにかかった負荷を測定する測定部２２と、前記入力部に入力された値と測定部で測定された値とを比較して単結晶インゴットに負荷を加減するための動作を制御する制御部２１を含むことができる。

そして、単結晶インゴットに負荷を加えたり減じたりする手段として、シードが結合・固定されるシードチャック１２を囲むように形成される円筒形状の本体部１８と、前記本体部１８の上側面の一部と結合固定されるリードスクリュー（ＬｅａｄＳｃｒｅｗ）１４で構成され得る。前記リードスクリュー１４は、負荷調節部１６に含まれる構成であって、前記負荷調節部１６は、回転運動を直線運動に変換するＬＭ（ＬｉｎｅａｒＭｏｔｉｏｎ）ガイドで形成され得る。

前記本体部と結合される前記リードスクリュー１４は、前記本体部１８の揺れを最小化するために、工程チャンバの上部に少なくとも一組が配置され得、前記本体部１８を間に置いて互いに向き合うように配置され得る。

前記リードスクリュー１４は、ねじ面を有する棒形状の部材であって、前記ねじ面には支持ユニット１５が結合され、上端にはモーター１７が連結される。そして、工程チャンバの一面に前記負荷調節部１６が固定されることによって、前記負荷調節部１６の位置も固定され得る。

実施例においては、前記リードスクリュー１４に設けられた前記支持ユニット１５の一端が前記本体部１８の上面と結合される。前記リードスクリュー１４は、回転運動を直線運動に変換し、上面に配置されたモーター１７の回転方向によって前記支持ユニット１５を上昇させたり下降させたりすることができる。例えば、前記モーター１７が反時計方向（ＣＣＷ）に回転駆動する場合には、前記支持ユニット１５は前記リードスクリューで上方向に直線移動するようになるため、これと連結されたシードチャック１２が上方向に移動される。反対に、前記モーター１７が時計方向（ＣＷ）に回転駆動する場合には、前記支持ユニット１５は前記リードスクリューで下方向に直線移動するようになるため、これと連結されたシードチャック１２が下方向に移動される。

前記支持ユニット１５の位置変更によってシードチャック１２及びこれを囲む本体部１８の位置が変更される。これはシリコンインゴットに加えられる負荷が変更されることを意味する。本実施例において負荷とは、実質的にシリコンインゴットに加えられる重さであると定義することができる。

すなわち、実施例による単結晶成長装置をさらに具体的に説明すれば、単結晶インゴットが成長するシードとこれを支えるために結合されるシードチャック、そして前記シードチャックを引き上げる回転駆動手段が設けられる。回転駆動手段の一側には現在の単結晶インゴットの重さ（負荷）を測定する手段である測定部２２が設けられる。

工程チャンバ上部の両端には、シリコンインゴットが成長するシードチャックの位置を固定させたり垂直方向に移動させたりするための一組の負荷調節部１６が設けられる。前記負荷調節部１６は、斜線方向のねじ面に移動レールが形成されたリードスクリュー１４と前記リードスクリュー１４に直線運動が可能になるように設けられた支持ユニット１５が、前記シードチャック１２を囲むように設けられた本体部１８の上面部と二つの地点で結合される。

すなわち、実施例は、前記支持ユニット１５を下方向に移動させる場合には、シリコンインゴットと連結されたケーブルが引かれることによって負荷が増加され、上方向に移動させる場合には、前記ケーブルに加えられる負荷が減少され得る。

一方、シリコンインゴットの成長は、シードチャック１２の回転を通じてシード１１が回転しながら成り立つ。前記シードチャック１２が本体部１８の内部で回転できるように、前記シードチャック１２の上下面には、前記本体部１８と接触する領域にベアリング１３が具備される。これによって、前記シードチャック１２の回転時の干渉を減らしてインゴットの成長ができるようにする。

シードの初期位置においてシードチャック１２を支持している本体部１８は、シリコン融液と一定の距離に位置し、シードチャック１２の回転によって単結晶が成長するようになれば、ケーブルを上下方向に引き上げながら成長を遂行するようになる。本発明は、単結晶成長の初期時点で、単結晶シードの揺れを防止するために単結晶成長の後半時点で測定されたインゴットの重さ分の負荷を初期時点でかけようとするものである。単結晶インゴットにかかった負荷を制御する手段として、入力部２０と制御部２１が設けられ得る。

入力部２０は、使用者の設定値、すなわち使用者が現時点でインゴットにかけようとする負荷値を入力する手段である。制御部２１は、前記入力部２０で入力を受ける負荷値が前記インゴットに維持されるようにケーブルの移動を制御し、リードスクリュー１４上に設けられたモーター１７の回転を制御し、使用者の設定した負荷が単結晶インゴットに加えられるようにする。前記制御部２１は、測定部２２を通じて現在単結晶インゴットにかかった負荷値と使用者の設定値とを比較し、シリコンインゴットに加えられる負荷を増加させたり減少させるように制御する。これはモーター１７を所定の方向に回転させて、本体部を上方向または下方向に移動させることによって遂行され得る。

図３は、本発明の実施例による単結晶インゴット直径制御システムの流れを示した図である。

図３を参照すれば、シリコンインゴットの初期成長時のインゴットの直径偏差を制御するため、実施例による単結晶成長装置を用いてインゴットに加えられる負荷を制御する過程を遂行する（Ｓ１０）。

使用者は、入力部に、現在のシリコンインゴットの成長段階でインゴットに加えられる負荷値である制御目標値を入力する（Ｓ２０）。前記目標値は、インゴットの成長後半部で成長したインゴットの重さに設定され得、同一な工程装備で前のラン（Ｒｕｎ）で成長した単結晶インゴットの直径偏差プロファイルを参照して、直径偏差が減少された区間のインゴットの重さに設定され得る。実施例においては、目標とするインゴットの負荷を３００Ｋｇとして例を挙げて説明する。

続いて、測定部は、現在シリコンインゴットに加えられた負荷を測定する過程を遂行する（Ｓ３０）。負荷の測定は、シリコンインゴットと連結されたケーブルの一端に設けられた重さ測定センサーを通じて遂行され得る。

制御部は、測定部から導出された測定値と使用者が設定した目標値とを比較する（Ｓ４０）。前記測定値と目標値が同一に現れた場合には、負荷制御過程を終了して（Ｓ５０）、現在単結晶インゴットに加えられている負荷のまま単結晶インゴットの成長を継続して遂行する。

もし、目標値が測定値と比較して目標値が測定値より小さく現れる場合には（Ｓ６０）、現在シリコンインゴットに加えられている負荷を減らすため、シードチャックを囲んだ本体部と結合されている支持ユニットを上昇させる。支持ユニットは、リードスクリュー上に設けられたモーターの回転方向によって上下方向に直線運動するように形成されるため、リードスクリュー上に設けられたモーターを反時計方向に回転するように駆動させることによって（Ｓ７０）、支持ユニットを上昇させることができる。ケーブルは、単結晶インゴットを支持しながら上方向に力を受けているため、支持ユニットを上昇させれば単結晶インゴットに加えられる負荷は減るようになる。

目標値が測定値と比較して目標値が測定値より大きく現れる場合には、現在シリコンインゴットに加えられている負荷を増加させるため、シードチャックを囲んだ本体部と結合されている支持ユニットを下降させる。リードスクリュー上に設けられたモーターを時計方向に回転するように駆動させることによって（Ｓ８０）、支持ユニットを下降させることができる。ケーブルは、単結晶インゴットを支持しながら上方向に力を受けているため、支持ユニットを下降させれば単結晶インゴットに加えられる負荷は増加される。

したがって、シリコンインゴット成長の前半部にインゴットにかかる負荷を制御することによって、使用者が設定した目標値と同一の負荷がシリコンインゴットに加えられるようにできる。すなわち、単結晶インゴットの成長工程を進行する途中のシードの揺れが防止され、成長する単結晶インゴットの直径偏差を減少させることができる。

図４は、本発明の実施例による単結晶成長装置によって成長したインゴットの長さに対する直径を示したグラフである。

図４を参照すれば、シリコンインゴットの直径は、工程の前半部から後半部まで３０５〜３０７ｍｍの範囲の直径を示し、直径の偏差が２ｍｍ以内を示すことを確認することができる。図１において、特にインゴット成長前半部にシリコンインゴットの直径偏差が４ｍｍを示したことと比較すれば、本発明は、インゴット成長前半部の単結晶インゴットの直径偏差を効果的に減少させることを確認することができる。

また、本発明は、単結晶インゴットの成長工程時にインゴットに加えられる負荷を一定に制御するため、単結晶インゴットの急激な引き上げ速度によって、単結晶インゴットの成長途中のシード部分が切れて墜落することを防止することができる。引き上げ速度を制御することによって単結晶インゴットの不均一な成長を防止することができる。

以上、本発明についてその望ましい実施例を中心に説明したがこれは単なる例示に過ぎず、本発明を限定するものではなく、本発明が属する分野の通常の知識を有した者であれば本発明の本質的な特性を逸脱しない範囲で、以上で例示されていない様々な変形と応用が可能であることが理解できるだろう。例えば、本発明の実施例に具体的に示された各構成要素は、変形して実施することができるものである。そして、このような変形と応用に係る差異点は、添付された特許請求の範囲で規定する本発明の範囲に含まれるものと解釈されるべきである。

［付記］
［付記１］
チョクラルスキー法によるシリコンインゴットの成長時のシリコンインゴットの直径偏差を制御するシステムであって、
種結晶であるシードと結合されて成長するシリコンインゴットを支持するシードチャックと、
前記シードチャック上面とケーブルに連結されて前記シードチャックに加えられる負荷を測定する測定部と、
前記シードチャックがケーブルと連結された状態で、前記シードチャックの位置を上下に移動させてシリコンインゴットに加えられる負荷を変更する負荷調節部と、
前記測定部で測定された負荷値によって前記負荷調節部を駆動させてシリコンインゴットに加えられる負荷を制御する制御部と、を含む単結晶インゴットの直径制御システム。

［付記２］
前記負荷調節部は、リードスクリューの回転方向によって前記リードスクリューのねじ面に結合された支持ユニットを直線方向に上昇または下降させるＬＭ（ＬｉｎｅＡｒＭｏｔｉｏｎ）ガイドで形成される、
付記１に記載の単結晶インゴットの直径制御システム。

［付記３］
前記負荷調節部は、工程チャンバ内部に固定結合され、前記負荷調節部は互いに対向する方向で前記シードチャックと連結されるように２個以上配置される、
付記２に記載の単結晶インゴットの直径制御システム。

［付記４］
前記リードスクリュー上部にはモーターが設けられ、前記制御部は前記モーターの回転方向及び回転量を制御して前記支持ユニットの位置を調節する、
付記２に記載の単結晶インゴットの直径制御システム。

［付記５］
前記シードチャックを囲むように円筒状に形成され、その中心部は貫通されるように形成された本体部を含む、
付記２に記載の単結晶インゴットの直径制御システム。

［付記６］
前記支持ユニットは、前記本体部の上端部に結合されて前記支持ユニットの上昇または下降によって前記本体部の位置が変更され、前記シードチャックに加えられる負荷が変更される、
付記５に記載の単結晶インゴットの直径制御システム。

［付記７］
前記シードチャックと本体部が互いに接触する面にはベアリングが形成され、前記シードチャックの回転が成り立つ、
付記５に記載の単結晶インゴットの直径制御システム。

［付記８］
使用者が目標とするインゴット負荷の目標値を設定する入力部を含み、前記制御部は前記入力部に入力された目標値に前記シリコンインゴットに加えられる負荷を設定する、
付記１に記載の単結晶インゴットの直径制御システム。

［付記９］
前記目標値は、同一のインゴット成長装置で前のラン（Ｒｕｎ）で成長した単結晶インゴットの直径偏差プロファイルを参照して、直径偏差が相対的に減少されるインゴットの成長後半部に該当する重さに設定する、
付記８に記載の単結晶インゴットの直径制御システム。

［付記１０］
前記制御部は、使用者が設定した目標値と現在シリコンインゴットにかかった測定値とを比較して目標値が測定値と同一になるまで前記負荷調節部を駆動させる、
付記８に記載の単結晶インゴットの直径制御システム。

［付記１１］
チョクラルスキー法によるシリコンインゴットを成長させることにおいてシードを支持するシードチャックに一定の負荷をかけるための手段が設けられた単結晶成長装置を使用してシリコンインゴットの直径偏差を制御するための方法であって、
シリコンインゴットに加えられる負荷に対する制御目標値を入力する段階と、
現在シリコンインゴットに加えられる負荷を測定して測定値を導出する段階と、
前記目標値と測定値とを比較し、前記目標値と測定値が同一になるようにシリコンインゴットに加えられる負荷を変更する段階と、を含み、
前記シリコンインゴットに加えられる負荷を変更する段階は、
前記シリコンインゴットを支持するシードチャックの位置を固定させ、前記シードチャックを囲むように設けられた本体部と連結されて上下に移動が可能な支持ユニットの位置を変更する段階を含む単結晶インゴットの直径制御方法。

［付記１２］
前記シリコンインゴットに加えられる負荷を変更する段階は、
前記シリコンインゴットに加えられる負荷を増加させる場合、前記シードチャックと連結された支持ユニットを下方向に移動させる段階を含む、
付記１１に記載の単結晶インゴットの直径制御方法。

［付記１３］
前記支持ユニットを下方向に移動させる段階は、
前記支持ユニット上部に設けられたモーターを所定の方向に回転させて前記支持ユニットをリードスクリュー上で下方向に移動させることを特徴とする、
付記１２に記載の単結晶インゴットの直径制御方法。

［付記１４］
前記シリコンインゴットに加えられる負荷を変更する段階は、
前記シリコンインゴットに加えられる負荷を減少させる場合、前記シードチャックと連結された支持ユニットを上方向に移動させる、
付記１１に記載の単結晶インゴットの直径制御方法。

［付記１５］
前記支持ユニットを上方向に移動させる段階は、
前記支持ユニット上部に設けられたモーターを所定の方向に回転させて前記支持ユニットをリードスクリュー上で上方向に移動させることを特徴とする、
付記１４に記載の単結晶インゴットの直径制御方法。

実施例は、シリコン単結晶インゴットを成長させることにおいて、成長初期にシードにかかる負荷を、成長が完了したインゴットの負荷に変更させて、シードの揺れなく単結晶インゴットを成長させることによって、直径偏差が制御された単結晶インゴットを製造することができるため、産業上の利用可能性がある。

Claims

チョクラルスキー法によるシリコンインゴットの成長時のシリコンインゴットの直径偏差を制御するシステムであって、
種結晶であるシードと結合されて成長するシリコンインゴットを支持するシードチャックと、
前記シードチャック上面とケーブルに連結されて前記シードチャックに加えられる負荷を測定する測定部と、
前記シードチャックがケーブルと連結された状態で、前記シードチャックの位置を上下に移動させてシリコンインゴットに加えられる負荷を変更する負荷調節部と、
前記測定部により測定された負荷の測定値と、前記シリコンインゴットの成長後半部に該当する前記シリコンインゴットの負荷に設定された目標値と、を比較し、前記測定値を前記目標値と同一になるまで前記負荷調節部を制御する制御部と、を含む単結晶インゴットの直径制御システム。
前記負荷調節部は、リードスクリューの回転方向によって前記リードスクリューのねじ面に結合された支持ユニットを直線方向に上昇または下降させるＬＭ（ＬｉｎｅＡｒＭｏｔｉｏｎ）ガイドで形成される、
請求項１に記載の単結晶インゴットの直径制御システム。
前記負荷調節部は、工程チャンバ内部に固定結合され、前記負荷調節部は互いに対向する方向で前記シードチャックと連結されるように２個以上配置される、
請求項２に記載の単結晶インゴットの直径制御システム。
前記リードスクリュー上部にはモーターが設けられ、前記制御部は前記モーターの回転方向及び回転量を制御して前記支持ユニットの位置を調節する、
請求項２に記載の単結晶インゴットの直径制御システム。
前記シードチャックを囲むように円筒状に形成され、その中心部は貫通されるように形成された本体部を含む、
請求項２に記載の単結晶インゴットの直径制御システム。
前記支持ユニットは、前記本体部の上端部に結合されて前記支持ユニットの上昇または下降によって前記本体部の位置が変更され、前記シードチャックに加えられる負荷が変更される、
請求項５に記載の単結晶インゴットの直径制御システム。
前記シードチャックと本体部が互いに接触する面にはベアリングが形成され、前記シードチャックの回転が成り立つ、
請求項５に記載の単結晶インゴットの直径制御システム。
チョクラルスキー法によるシリコンインゴットの成長時のシリコンインゴットの直径偏差を制御するシステムであって、
種結晶であるシードと結合されて成長するシリコンインゴットを支持するシードチャックと、
前記シードチャック上面とケーブルに連結されて前記シードチャックに加えられる負荷を測定する測定部と、
前記シードチャックがケーブルと連結された状態で、前記シードチャックの位置を上下に移動させてシリコンインゴットに加えられる負荷を変更する負荷調節部と、
前記測定部で測定された負荷値によって前記負荷調節部を駆動させてシリコンインゴットに加えられる負荷を制御する制御部と、
使用者が目標とするインゴット負荷の目標値として前記シリコンインゴットの成長後半部に該当する前記シリコンインゴットの負荷を設定する入力部とを含み、
前記制御部は前記入力部に入力された目標値に前記シリコンインゴットに加えられる負荷を設定し、
前記制御部は、使用者が設定した目標値と現在シリコンインゴットにかかった測定値とを比較して目標値が測定値と同一になるまで前記負荷調節部を駆動させる、
単結晶インゴットの直径制御システム。
チョクラルスキー法によるシリコンインゴットを成長させることにおいてシードを支持するシードチャックに一定の負荷をかけるための手段が設けられた単結晶成長装置を使用してシリコンインゴットの直径偏差を制御するための方法であって、
シリコンインゴットに加えられる負荷に対する制御目標値として前記シリコンインゴットの成長後半部に該当する前記シリコンインゴットの負荷を入力する段階と、
現在シリコンインゴットに加えられる負荷を測定して測定値を導出する段階と、
前記目標値と測定値とを比較し、前記目標値と測定値が同一になるようにシリコンインゴットに加えられる負荷を変更する段階と、を含み、
前記シリコンインゴットに加えられる負荷を変更する段階は、
前記シードチャックを囲むように設けられた本体部と連結された支持ユニットの位置を上下方向に変更する段階を含む単結晶インゴットの直径制御方法。
前記シリコンインゴットに加えられる負荷を変更する段階は、
前記シリコンインゴットに加えられる負荷を増加させる場合、前記支持ユニットを下方向に移動させる段階を含む、
請求項９に記載の単結晶インゴットの直径制御方法。
前記支持ユニットを下方向に移動させる段階は、
前記支持ユニット上部に設けられたモーターを所定の方向に回転させて前記支持ユニットをリードスクリュー上で下方向に移動させることを特徴とする、
請求項１０に記載の単結晶インゴットの直径制御方法。
前記シリコンインゴットに加えられる負荷を変更する段階は、
前記シリコンインゴットに加えられる負荷を減少させる場合、前記支持ユニットを上方向に移動させる、
請求項９に記載の単結晶インゴットの直径制御方法。
前記支持ユニットを上方向に移動させる段階は、
前記支持ユニット上部に設けられたモーターを所定の方向に回転させて前記支持ユニットをリードスクリュー上で上方向に移動させることを特徴とする、
請求項１２に記載の単結晶インゴットの直径制御方法。