KR101105588B1

KR101105588B1 - 고품질 실리콘 단결정 제조 방법 및 장치

Info

Publication number: KR101105588B1
Application number: KR1020090021111A
Authority: KR
Inventors: 조현정; 이홍우; 곽만석; 신승호
Original assignee: 주식회사 엘지실트론
Priority date: 2009-03-12
Filing date: 2009-03-12
Publication date: 2012-01-17
Also published as: KR20100102844A

Abstract

본 발명은 고품질의 실리콘 단결정 제조 방법 및 장치를 개시한다. 본 발명에 따른 실리콘 단결정 제조 방법은, 실리콘 멜트에 종자결정을 담근 후 종자결정을 서서히 인상시켜 단결정을 성장시키는 쵸크랄스키법을 이용한 실리콘 단결정 제조 방법에 있어서, 실리콘 단결정이 인상될 때 단결정의 무게 변화 또는 직경 변화에 의해 단결정 인상속도 보정량을 산출하는 단계; 및 상기 산출된 인상속도 보정량에 따라 단결정 인상속도를 보정하여 고액 계면 중심부와 주변부의 V/G를 무결함 마진 내로 유지하는 단계를 포함한다.

본 발명에 따르면, 숄더 공정이나 바디 공정에서 실리콘 멜트의 소모량 변화에 의해 멜트 갭이 변화하더라도 단결정 인상속도를 보정하여 고액 계면 중심부와 주변부의 V/G를 무결함 마진 내에서 제어할 수 있다. 따라서 실리콘 멜트의 소모량 변화가 큰 300mm 이상의 대구경 실리콘 단결정 제조 시에도 V 결함이나 I 결함이 없는 고품질의 실리콘 단결정을 제조할 수 있다.

V 결함, I 결함, 무결함 마진, 멜트 갭, 멜트 갭 보정

Description

고품질 실리콘 단결정 제조 방법 및 장치{Method and Apparatus for manufacturing high quality silicon single crystal}

본 발명은 실리콘 단결정을 제조하는 방법에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 쵸크랄스키(Czochralski: CZ라 약칭함)법에 의한 실리콘 단결정 성장 시 단결정 전체 길이에서 결함 발생률을 최소화할 수 있는 고품질 실리콘 단결정의 제조 방법 및 장치에 관한 것이다.

일반적으로, 반도체 등의 전자부품을 생산하기 위한 소재로 사용되는 실리콘 단결정은 CZ법에 의해 제조된다. CZ법은 다결정 실리콘을 석영 도가니에 투입하여 용융시킨 후 종자결정을 용융된 실리콘 멜트(melt)에 담갔다가 천천히 끌어당기면서 결정을 성장시키는 방법이다. 이에 대한 상세한 설명은 S.wolf와 R.N. Tauber씨의 논문 'Silicon Processing for the VLSI Era', volume 1, Lattice Press (1986), Sunset Beach, CA에 기재되어 있다.

CZ법에 의한 실리콘 단결정의 성장 시에는 베이컨시(vacancy)와 격자간 실리콘(interstitial silicon)이 고액 계면을 통해 단결정 내로 유입된다. 그리고 단결정에 유입된 베이컨시와 격자간 실리콘의 농도가 과포화 상태에 이르면 베이컨시와 격자간 실리콘이 확산 및 응집하여 베이컨시 결함(이하, V 결함이라 함)과 인터스티셜 결함(I 결함이라 함)을 형성한다.

그런데 V 결함과 I 결함은 웨이퍼의 특성에 악영향을 미치므로 단결정 성장 시 V 결함과 I 결함의 형성을 최대한 억제할 필요가 있다. 종래에는 V 결함과 I 결함의 발생을 억제하기 위해 단결정의 인상속도 V와 고액 계면에서의 온도 구배 G의 비인 V/G를 특정 범위 안에서 제어하는 방법을 주로 사용하였다.

예를 들어, US6,045,610과 JP8-330316은 CZ법에 의한 실리콘 단결정 성장 시 반경 방향으로 V/G의 편차를 최소화하고 인상속도 V를 조절하여 V/G가 무결함 마진 'V/G_lower ~ V/G_upper' 내에 있도록 제어하면 무결함 단결정을 제조할 수 있음을 개시하고 있다.

V 결함과 I 결함이 발생되지 않는 V/G의 범위를 무결함 마진이라고 한다. V/G가 무결함 마진의 상한보다 커지면 단결정에 베이컨시가 과도하게 유입되는 경향이 있어 V 결함이 유발된다. 그리고 V/G가 무결함 마진의 하한보다 작아지면 단결정 내로 격자간 실리콘이 과도하게 유입되는 경향이 있어 I 결함이 유발된다.

V/G에 포함된 파라미터 중 G는 단결정 성장 장치의 핫 존(Hot-zone) 설계를 통해 제어하는데, 주로 실리콘 멜트와 열실드 수단 사이의 갭인 멜트 갭(Melt-gap)을 조절하여 제어한다. 여기서, 열실드 수단은 실리콘 단결정이 인상될 때 단결정의 표면과 중심부의 온도 편차를 줄이기 위해 단결정의 표면에서 발생되는 복사열의 외부 방출을 방지하는 차열 부재를 말한다. 멜트 갭은 단결정 중심부와 단결정 표면의 온도 구배 차이가 최소가 되도록 결정한다. 즉 멜트 갭의 변화에 따라 단결 정 중심부와 표면의 온도 구배 변화 프로파일을 얻고, 2개의 온도 구배 프로파일이 교차하거나 가장 근접하는 점의 멜트 갭을 공정 조건으로 설정한다.

그런데 최근 실리콘 단결정이 300mm 이상으로 대구경화되면서 V/G를 무결함 마진 내에서 제어하는 것이 점점 어려워지고 있다. 실리콘 단결정의 구경이 커지면 단결정 인상 과정에서 실리콘 멜트의 소모량이 증가하여 멜트 갭의 변동 폭이 그 만큼 커지기 때문이다. 이처럼 멜트 갭이 변화하면 고객 계면의 G 값이 변동되는데, 이런 경우 단결정 인상속도 V를 무결함 인상속도로 제어하더라도 고액 계면의 일부 영역이나 전체 영역에서 V/G가 무결함 마진을 벗어남으로써 단결정 내에 V 결함이나 I 결함이 발생하게 되는 것이다. 따라서 대구경의 실리콘 단결정을 성장시킬 때에는 멜트 갭의 변화에 따라 고액 계면의 온도 구배 G가 변화하더라도 단결정 성장 공정 전체에 걸쳐 V/G를 무결함 마진 내에서 제어할 수 있는 기술이 필요하다.

본 발명은 상술한 종래 기술의 문제를 해결하기 위하여 창안된 것으로서, CZ법에 의한 300mm 이상의 대구경 실리콘 단결정 성장 시 멜트 갭의 변화에 따라 고액 계면의 온도 구배가 변화되더라도 단결정 성장 전체 공정에서 고액 계면의 V/G를 무결함 마진 내에서 제어함으로써 단결정 전체 길이에서 무결함을 구현할 수 있는 고품질의 실리콘 단결정 제조 방법 및 장치를 제공하는데 있다.

상기 기술적 과제를 달성하기 위한 본 발명의 일 측면에 따른 실리콘 단결정 제조 방법은, 실리콘 멜트에 종자결정을 담근 후 종자결정을 서서히 인상시켜 단결정을 성장시키는 CZ법을 이용한 실리콘 단결정 제조 방법에 있어서, 실리콘 단결정이 인상될 때 단결정의 직경 변화에 의해 단결정 인상속도 보정량을 산출하는 단계; 및 상기 산출된 인상속도 보정량에 따라 단결정 인상속도를 보정하여 고액 계면중심부와 주변부의 V/G를 무결함 마진 내로 유지하는 단계를 포함한다.

바람직하게, 상기 단결정 인상속도 보정량 산출 단계는, 단결정의 직경을 주기적으로 측정하여 직경 누적 평균과 목표 직경의 차이를 계산하여 직경 변화량을 산출하는 단계; 상기 산출된 직경 변화량을 파라미터로 하여 직경 변화에 따른 멜트 갭 변화량을 추정하는 단계; 및 상기 멜트 갭 변화량을 이용하여 단결정 인상속도 보정량을 산출하는 단계를 포함한다.

바람직하게, 상기 단결정 인상속도의 보정 단계는, 고액 계면 중심부와 주변부의 V/G가 무결함 인상조건이 되도록 단결정 인상속도를 보정하는 단계이다.

상기 기술적 과제를 달성하기 위한 본 발명의 다른 측면에 따른 실리콘 단결정 제조 방법은, 실리콘 멜트에 종자결정을 담근 후 종자결정을 서서히 인상시켜 단결정을 성장시키는 CZ법을 이용한 실리콘 단결정 제조 방법에 있어서, 실리콘 단결정의 직경을 목표 직경으로 증가시키는 숄더 공정과 실리콘 단결정의 직경을 목표 직경으로 제어하면서 단결정을 성장시키는 바디 공정을 포함하고, 숄더 공정 진행 후 목표 무게를 기준으로 한 숄더 무게 변화에 따라 인상속도 보정량을 산출하는 단계; 및 상기 산출된 인상속도 보정량에 따라 단결정 인상속도를 보정하여 바 디 공정의 초기에 고액 계면 중심부와 주변부의 V/G를 무결함 마진 내에서 유지하는 단계를 포함한다.

바람직하게, 숄더 무게 변화에 따라 단결정 인상속도 보정량을 산출하는 단계는, 단결정 숄더의 무게를 측정하여 목표 무게를 기준으로 숄더 무게 변화량을 산출하는 단계; 상기 산출된 숄더 무게 변화량을 파라미터로 하여 멜트 갭 변화량을 추정하는 단계; 및 상기 멜트 갭 변화량을 이용하여 단결정 인상속도 보정량을 산출하는 단계를 포함한다.

바람직하게, 숄더 무게 변화에 따라 단결정 인상속도를 보정하는 단계는, 고액 계면 중심부와 주변부의 V/G를 무결함 인상조건과 근접시키는 단계이다.

상기 기술적 과제를 달성하기 위한 본 발명에 따른 실리콘 단결정 제조 장치는, 실리콘 멜트가 담기는 석영 도가니; 상기 석영 도가니를 회전시키면서 상하로 이동시키는 석영 도가니 회전수단; 종자결정이 달린 와이어를 이용하여 실리콘 멜트로부터 단결정을 인상하는 단결정 인상수단; 상기 인상되는 단결정의 외주면으로부터 발산되는 열을 차폐하고 상기 실리콘 멜트의 표면과 멜트 갭을 형성하는 열실드 수단; 상기 인상되는 단결정의 직경을 측정하여 직경 데이터를 출력하는 직경 센서; 및 단결정 바디의 성장 중에 상기 직경 센서로부터 직경 데이터를 수신하고, 목표 직경을 기준으로 한 단결정의 직경 변화에 따라 단결정 인상속도를 보정하여 고액 계면 중심부와 주변부의 V/G를 무결함 마진 내에서 유지시키는 제어 수단을 포함한다.

바람직하게, 상기 제어 수단은, 단결정의 직경을 주기적으로 측정하여 직경 누적 평균과 목표 직경의 차이를 계산하여 직경 변화량을 산출하고, 상기 산출된 직경 변화량을 파라미터로 하여 직경 변화에 따른 멜트 갭 변화량을 추정하고, 상기 멜트 갭 변화량을 이용하여 단결정 인상속도 보정량을 산출하고, 산출된 보정량에 의해 단결정 인상속도를 보정한다.

본 발명의 장치는, 상기 인상되는 단결정의 무게를 측정하여 무게 데이터를 출력하는 무게 센서를 더 포함할 수 있다. 이런 경우, 상기 제어 수단은 단결정의 직경이 목표 직경으로 성장되는 숄더 공정이 완료된 후 숄더 무게와 목표 무게의 차이에 의해 숄더 무게 변화량을 산출하고, 상기 산출된 숄더 무게 변화량을 이용하여 바디 공정 초기의 단결정 인상속도를 보정한다.

바람직하게, 상기 제어 수단은 숄더 무게 변화량에 의해 멜트 갭 변화량을 추정하고, 추정된 멜트 갭 변화량을 이용하여 단결정 인상속도 보정량을 산출하고, 산출된 보정량에 의해 단결정 인상속도를 보정한다.

바람직하게, 상기 제어 수단은, 고액 계면 중심부와 주변부의 V/G가 무결함 인상조건에 근접하도록 단결정 인상속도를 보정한다.

본 발명에 따르면, CZ법에 의한 단결정 성장 시 멜트 갭 변화에 의해 고액 계면의 온도 구배 G가 변화되더라도 단결정 인상속도를 제어하여 단결정 성장 공정 전체에 걸쳐 고액 계면의 V/G를 무결함 마진 내에서 제어할 수 있다. 따라서 실리콘 멜트의 소모량 변화가 큰 300mm 이상의 대구경 실리콘 단결정 제조 시에도 V 결함이나 I 결함이 없는 고품질의 실리콘 단결정을 제조할 수 있다.

이하 첨부된 도면을 참조로 본 발명의 바람직한 실시예를 상세히 설명하기로 한다. 이에 앞서, 본 명세서 및 청구범위에 사용된 용어나 단어는 통상적이거나 사전적인 의미로 한정해서 해석되어서는 아니되며, 발명자는 그 자신의 발명을 가장 최선의 방법으로 설명하기 위해 용어의 개념을 적절하게 정의할 수 있다는 원칙에 입각하여 본 발명의 기술적 사상에 부합하는 의미와 개념으로 해석되어야만 한다. 따라서, 본 명세서에 기재된 실시예와 도면에 도시된 구성은 본 발명의 가장 바람직한 일 실시예에 불과할 뿐이고 본 발명의 기술적 사상을 모두 대변하는 것은 아니므로, 본 출원시점에 있어서 이들을 대체할 수 있는 다양한 균등물과 변형 예들이 있을 수 있음을 이해하여야 한다.

도 1은 본 발명에 따른 실리콘 단결정 제조 방법에서 사용하는 단결정 제조 장치의 개략적인 구성을 보인 장치 단면도이다.

도 1을 참조하면, 상기 단결정 제조 장치는, 다결정 실리콘이 용융된 실리콘 멜트(SM)가 수용되는 석영 도가니(10); 상기 석영 도가니(10)의 외주면을 감싸며, 석영 도가니(10)의 외주면을 일정한 형태로 지지하는 도가니 하우징(20); 상기 도가니 하우징(20) 하단에 설치되어 하우징(20)과 함께 석영 도가니(10)를 회전시키며 단결정 인상과정에서 멜트 갭(MG)을 일정하게 유지하기 위해 석영 도가니(10)를 서서히 상승시키는 도가니 회전수단(30); 상기 도가니 하우징(20)의 측벽으로부터 소정 거리 이격되어 석영 도가니(10)를 가열하는 가열수단(40); 상기 가열수단(40)의 외곽에 설치되어 가열수단(40)으로부터 발생되는 열이 외부로 유출되는 것을 방 지하는 단열수단(50); 와이어에 달린 종자결정(60)을 이용하여 상기 석영 도가니(10)에 수용된 실리콘 멜트(SM)로부터 단결정(C)을 인상하는 단결정 인상수단(70); 및 단결정 인상수단(70)에 의해 인상되는 단결정(C)의 외주면으로부터 소정 거리 이격되어 단결정(C)으로부터 방출되는 열을 반사하는 열실드 수단(80);을 포함한다. 이러한 구성 요소들은 본 발명이 속한 기술 분야에서 잘 알려진 CZ법을 이용한 단결정 제조 장치의 통상적인 구성요소이므로 각 구성 요소에 대한 상세한 설명은 생략하기로 한다.

본 발명에 따른 단결정 제조 장치는 단결정 인상수단(70)에 의해 인상되는 단결정의 무게를 감지하는 무게 센서(100); 상기단결정(C)의 인상 시 단결정(C)의 직경을 측정하는 직경 센서(110); 및 상기 단결정 인상수단(70)을 제어하여 멜트 갭(MG)의 변화에 따라 단결정 인상속도 V를 보정함으로써 단결정 성장 공정 전체에 걸쳐 고액 계면 중심부와 주변부의 V/G를 무결함 마진 내에서 유지하는 제어 수단(140)을 더 포함한다.

상기 무게 센서(100)는 숄더 공정이 완료된 후 단결정 인상 와이어에 인가되는 단결정 숄더(S)의 무게를 감지하고, 단결정 숄더(S)의 무게 데이터를 제어 수단(140)으로 출력한다. 여기서, 숄더 공정은 단결정의 인상 초기에 단결정의 직경을 목표 직경으로 서서히 증가시키는 공정을 말한다. 상기 무게 센서(100)는 로드 셀(load cell)을 사용할 수 있다. 로드 셀은 측정 대상의 무게를 전기적인 신호로 변환하는 센서 소자이다. 로드 셀은 팬 케익 & 미니어쳐 로드 셀을 사용할 수 있는데, 일예로 한국 CAS 사에서 제조한 엠엔티(MNT) 모델을 사용할 수 있다. 하지만 본 발명은 무게 센서(100)의 구체적인 종류에 의해 한정되지 않는다. 상기 무게 센서(100)는 단결정 성장 장치 상부에 위치한 단결정 인상 수단(미도시)에 설치한다.

상기 직경 센서(110)는 바디 공정에서 단결정(C)이 인상될 때 단결정(C)의 직경을 측정하여 직경 데이터를 제어 수단(140)으로 출력한다. 여기서, 바디 공정은 웨이퍼 제조에 사용될 단결정 바디(B)를 원하는 길이로 성장시키는 공정이다. 바디 공정에서는 단결정 바디(B)의 직경이 목표 직경으로 일정하게 유지되도록 공정을 제어한다. 상기 직경 센서(110)로는 미국 아이알콘 사(Ircon, Inc.)의 오토매틱 옵틱 파이로미터 시리즈 1100(Automatic Optic Pyrometer Series 1100)을 사용할 수 있는데 본 발명이 이에 한하는 것은 아니다.

상기 제어 수단(140)은 숄더의 무게 변화와 바디의 직경 변화를 이용하여 고액 계면(CM) 중심부와 주변부의 온도 구배 변화를 추정한다. 그런 후 추정된 온도 구배 변화에 대응하여 단결정 인상속도를 보정함으로써 단결정 성장 공정 전체에 걸쳐 V/G를 무결함 마진 내에서 유지시킨다.

상기 제어 수단(140)은 숄더 공정이 완료된 후 바디 공정을 시작하기에 앞서 단결정 인상속도를 1차 보정하고, 바디 공정이 진행되는 과정에서 주기적으로 단결정 인상속도를 보정한다. 이하, 단결정 인상속도의 보정 과정을 숄더 공정과 바디 공정으로 나누어서 설명한다.

<숄더 공정 완료 후의 단결정 인상속도 보정>

상기 제어 수단(140)은 단결정 인상수단(70)을 제어하여 숄더 공정을 진행한 다. 상기 제어 수단(140)은 숄더 공정을 진행한 후 성장된 숄더 무게와 목표 무게를 비교한다. 여기서, 목표 무게는 숄더 공정 완료 후 멜트 갭을 무결함 멜트 갭이 되도록 하기 위한 무게를 말한다. 상기 무결함 멜트 갭은 고액 계면의 중심부와 주변부의 온도 구배 차이를 최소화시키는 멜트 갭을 의미한다.

도 2는 멜트 갭에 따른 고액 계면 중심부와 주변부의 온도 구배 변화를 나타낸다. 도면을 참조하면, 무결함 멜트 갭은 고액 계면 중심부와 주변부의 온도 구배 프로파일이 교차하는 지점으로 설정할 수 있다. 2개의 온도 구배 프로파일은 핫 존의 설계조건을 감안하여 실험이나 시뮬레이션을 통하여 구한다.

도 3은 단결정 내에 V 결함이나 I 결함이 발생되지 않도록 하기 위한고액 계면의 V/G에 대한 무결함 마진의 범위와 바디 공정의 공정 조건으로 설정하는 V/G 값인 V^*/G^*를 표시한 것이다. 이하, V^*/G^*를 무결함 인상조건이라고 명명한다.

도면을 참조하면, 무결함 마진은 V₁/G₁부터 V₂/G₂까지의 구간에 포함되는 V/G 값이다. V/G가 무결함 마진의 상한을 초과하면 단결정에 V 결함이 발생할 가능성이 높아지고, V/G가 무결함 마진의 하한보다 작아지면 단결정에 I 결함이 발생할 가능성이 높아진다. 하지만 무결함 마진 내에서 고액 계면 중심부와 주변부의 V/G가 제어되면 단결정에 V 결함이나 I 결함이 생기지 않는다. V^*/G^*는 단결정 성장 조건으로 설정하는 공정 조건이다. G^*는 멜트 갭이 무결함 멜트 갭 조건을 충족할 때의 고액 계면 온도 구배를, V^*는 무결함 단결정을 성장시키기 위한 단결정 인상속도를 나 타낸다. G^*는 무결함 멜트 갭 조건에서 고액 계면 중심부와 주변부의 온도 구배에 해당한다. V^*는 V/G 제어에 대한 공정 마진을 충분히 확보하기 위해 V^*/G^*가 무결함 마진의 중앙 부분에 위치하도록 설정한다. 하지만 본 발명이 이에 한정되는 것은 아니다.

숄더 공정에서 성장된 단결정 숄더의 무게가 목표 무게를 벗어나면 숄더 공정이 완료된 후의 멜트 갭은 무결함 멜트 갭과 편차를 보인다. 숄더 무게가 목표 무게와 달라지면 실리콘 멜트의 소모량이 변하기 때문이다. 멜트 갭이 무결함 멜트 갭과 달라지면 고액 계면 중심부와 주변부의 온도 구배가 변화하는데 그 변화폭이 서로 달라 고액 계면 중심부와 주변부의 V/G가 편차를 보이게 된다.

도 4와 도 5는 숄더 공정 완료 후 멜트 갭이 무결함 멜트 갭과 달라짐으로 인해 고액 계면 중심부와 주변부의 V/G가 변화된 것을 개념적으로 보여주는 도면이다. 도 4는 멜트 갭이 무결함 멜트 갭보다 커진 경우를, 도 5는 멜트 갭이 무결함 멜트 갭보다 작아진 경우를 나타낸다.

도 4 및 도 5를 참조하면, 숄더 공정 완료 후 멜트 갭이 무결함 멜트 갭보다 커지면 고액 계면 중심부와 주변부의 V/G가 증가한다. 멜트 갭이 증가하면 고액 계면 중심부와 주변부의 온도 구배 G가 감소하기 때문이다. 반대로, 숄더 공정 완료 후 멜트 갭이 무결함 멜트 갭보다 작아지면 고액 계면 중심부와 주변부의 V/G가 감소한다. 멜트 갭이 감소하면 고액 계면 중심부와 주변부의 온도 구배 G가 증가하기 때문이다. V/G의 크기 변화는 고액 계면 중심부보다 주변부가 더 크다. 도 2에서 볼 수 있는 바와 같이 고액 계면의 중심부보다 주변부의 온도 구배 변화 기울기가 크기 때문이다.

상기 제어 수단(140)은 바디 공정을 진행하기 앞서 숄더 무게가 목표 무게와 차이가 있는 경우 멜트 갭의 변화가 있는 것으로 추정하고 숄더 무게 변화량을 파라미터로 사용하여 단결정 인상속도 V를 보정함으로써 고액 계면 중심부와 주변부의 V/G가 무결함 인상조건 V^*/G^*에 근접될 수 있도록 한다.

구체적으로, 상기 제어 수단(140)은 숄더 공정이 종료된 후 무게 센서(100)로부터 숄더 무게 데이터를 수신하여 목표 무게를 기준으로 숄더 무게 변화량을 산출한다. 숄더 무게 변화량이 + 이면 멜트 갭(MG)은 무결함 멜트 갭보다 증가하고, 숄더 무게 변화량이 - 이면 멜트 갭(MG)은 무결함 멜트 갭보다 감소한다.

상기 제어 수단(140)은 숄더 무게 변화량을 산출한 후 하기 수학식 1을 이용하여 숄더 무게 변화량에 따른 멜트 갭 변화량을 추정한다.

[수학식 1]

△Melt_gap = F(△W_shoulder)

상기 수학식1에서, △W_shoulder 는 목표 무게를 기준으로 한 숄더 무게변화량이고, F는 숄더 무게 변화량을 멜트 갭 변화량으로 환산해 주는 함수이고, △Melt_gap은 숄더 무게 변화량에 대응하는 멜트 갭 변화량이다.

상기 함수 F는 석영 도가니의 직경, 단결정 바디의 목표 직경, 핫존(hot zone)의 설계 조건 등을 고려하여 V/G에 대한 무결함 마진, 무결함 멜트 갭 및 숄 더의 목표 무게를 결정하고, 실험을 통해 다양한 조건의 숄더 무게 변화량에 대응하는 멜트 갭 변화량을 산출하고, 숄더 무게 변화량과 멜트 갭 변화량 간의 함수적 상관 관계를 수치 해석하여 구할 수 있다.

상기 수학식 1은 하기 수학식 2와 같이 구체화될 수 있는데, 본 발명이 이에 한정되는 것은 아니다.

[수학식 2]

△Melt_gap = A△W_shoulder

상기 수학식 2에서, A는 숄더 무게 변화량을 멜트 갭 변화량으로 환산해 주는 비례상수로서, 석영 도가니의 직경에 의존적이다. 상기 A는 0.6 ~ 1.2mm/kg의 값을 가질 수 있다.

상기 제어 수단(140)은 상기 수학식 2에 의해 추정된 멜트 갭 변화량을 이용하여 단결정 인상속도 V의 보정량 △V_S를 산출한다. 상기 △V_S 는 숄더 공정에서 산출한 단결정 인상속도의 보정량이다.

본 발명의 일 측면에 따르면, 상기 제어 수단(140)은 수학식 1에 의해 계산되는 멜트 갭 변화량을 이용하여 고액 계면 중심부와 주변부의 온도 구배 G_C와 G_B를 각각 계산한다. 상기 제어수단(140)은 고액 계면 중심부와 주변부의 멜트 갭 별 온도 구배 프로파일(도 2 참조)을 정의하는 함수를 이용하여 G_C와 G_B를 계산할 수 있다.

그런 다음, 상기 제어 수단(140)은 하기 수학식 3에 의해 정의되는 L 값이 최소가 되는 조건에서 △V_S 를 산출한다. L은 고액 계면중심부 및 주변부의 V/G와 무결함 인상조건 V^*/G^*사이의 거리 차를 합산한 값이다.

[수학식 3]

L= |V_N/G_C - V^*/G^*|+|V_N/G_B- V^*/G^*|

= |(V^*+△V_S)/G_C - V^*/G^*|+|(V^*+△V_S)/G_B- V^*/G^*|

상기 수학식 3에서, V_N은 제어 수단(140)이 계산하고자 하는 새로운 단결정 인상속도이고, V^*/G^*는 무결함 인상조건에 해당하는 V/G 값이고, △V_S는 V_N과 V^*의 차이고, G_C는 고액 계면 중심부에서의온도 구배이고, G_B는 고액 계면 주변부에서의 온도 구배이다.

본 발명의 다른 측면에 따르면, 상기 제어 수단(140)은 미리 정의된 인상속도 보정량 산출 함수를 이용하여 △V_S를 계산한다. 상기 인상속도 보정량 산출 함수는 멜트 갭 변화량을 입력 받아 △V_S를 출력한다. 상기 인상속도 보정량 산출 함수는 다음 조건을 만족하도록 정의한다.

1. 멜트 갭 변화량 △Melt_gap이 + 이면 △V_S는 - 값을 가지고, 멜트 갭 변화량 △Melt_gap이 - 이면 △V_S는 + 값을 가진다.

2. △V_S의 크기는 멜트 갭 변화량 △Melt_gap의 크기 증감 방향에 따라 함께 증감된다.

3. △V_S에 의해 산출되는 단결정 인상속도 V_N을 기준으로 고액 계면의 중심부와 주변부에서 계산한 V/G값과 V*/G* 사이의 차이가 임계치 이하로 작아야 한다.

일 예로, 상기 인상속도 보정량 산출 함수는 멜트 갭 변화량과 비례상수의 곱으로 정의한다. 상기 비례상수는 다양한 값의 비례상수에 대하여 실험적 검증을 수행하여 결정할 수 있다.

본 발명의 또 다른 측면에 따르면, 상기 제어 수단(140)은 멜트 갭 변화량 별로 △V_S를 미리 정의한 룩업 테이블을 미리 정의하고 룩업 테이블을 참조하여 멜트 갭 변화량에 대응하는 △V_S를 산출할 수 있다. 상기 룩업 테이블은 실험을 통하여 다양한 조건의 멜트 갭 변화량 별로 단결정 인상속도 보정량 △V_S를 산출하여 구성할 수 있다.

상기 제어 수단(140)은 △V_S가 산출되면 바디 공정에서의 단결정 인상속도를 V^*+△V_S로 보정한다. 따라서 △V_S가 - 값을 가지면 단결정 인상속도는 △V_S의 절대값만큼 감소된다. 이런 경우, 고액 계면의 중심부와 주변부의 V/G가 감소되어 무결함 공정 조건인 V^*/G^*와 편차가 들어준다(도 4의 화살표 참조). 또한 △V_S가 + 값을 가지면 단결정 인상속도는 △V_S의 절대값만큼 증가한다. 이런 경우 고액 계면 중심부 와 주변부의 V/G가 증가되어 무결함 인상조건인 V^*/G^*와 편차가 줄어든다(도 5의 화살표 참조).

단결정 인상속도의 보정을 통해 고액 계면 중심부와 주변부의 V/G와 무결함 인상조건 V^*/G^*의 편차가 감소되면, 바디 공정 초반부에 성장되는 단결정 내에 V 결함이나 I 결함이 발생되는 것을 억제할 수 있다.

상기 제어 수단(140)은 단결정 인상속도의 보정이 완료되면, 보정된 단결정인상속도를 공정 조건으로 하여 바디 공정을 개시한다.

<바디 공정 진행 과정에서의 단결정 인상속도 보정>

상기 제어 수단(140)은 숄더 공정이 완료되면 단결정을 원하는 길이로 성장시키는 바디 공정을 진행한다. 상기 제어 수단(140)은 바디 공정이 진행되는 동안 직경 센서(110)로부터 직경 데이터를 주기적으로 수신 받아 바디 직경 변화량을 계산한다. 상기 바디 직경 변화량은 바디 직경의 누적 평균과 목표 직경의 차이 값이다. 상기 바디 직경 누적 평균은 측정된 모든 바디 직경에 대하여 구한 바디 직경의 평균이다. 그리고 상기 목표 직경은 바디 공정이 진행되는 과정에서 제어의 목표가 되는 단결정의 직경이다. 예를 들어, 300mm 웨이퍼용 단결정은 304 ~ 310mm로 목표 직경이 설정된다. 목표 직경이 웨이퍼의 직경보다 큰 이유는 단결정의 웨이퍼 가공 시 단결정의 외주면이 연삭 가공되기 때문이다.

한편, 상기 제어 수단(140)은 바디 공정이 진행될 때 실리콘 멜트(SM)의 소 모량에 맞추어 구동 수단(130)을 제어하여 석영 도가니(10)를 서서히 상승시켜 멜트 갭(MG)을 공정 조건으로 설정된 무결함 멜트 갭으로 유지시킨다. 바디 공정이 진행되면 실리콘 멜트(SM)가 소모되어 멜트 갭(MG)이 증가하기 때문이다. 그런데 단결정 성장 공정의 불안정 등으로 인해 단결정 바디(B)의 직경이 목표 직경을 벗어나면 석영 도가니(10)를 서서히 상승시키더라도 실리콘 멜트(SM)의 소모량에 변화가 생겨 바디직경 변화량만큼 멜트 갭(MG)이 변화된다. 그 결과, 멜트 갭(MG)이 무결함 멜트 갭을 벗어나게 된다.

따라서 상기 제어 수단(140)은 바디 공정이 진행되는 과정에서 직경 센서(110)로부터 단결정의 직경 데이터를 주기적으로 수신하여 바디 직경 변화량을 구한다.

만약 바디 직경 변화량이 +가 되면 실리콘 멜트(SM)의 소모량이 증가하여 멜트 갭(MG)이 공정 조건으로 설정한 무결함 멜트 갭보다 증가한 상태에 있는 것으로 추정할 수 있다. 그리고 바디 직경 변화량이 - 가 되면 실리콘 멜트(SM)의 소모량이 예상보다 감소하여 멜트 갭(MG)이 공정 조건으로 설정한 무결함 멜트 갭보다 감소한 상태에 있는 것으로 추정할 수 있다. 이러한 멜트 갭의 증가와 감소는 고액 계면(CM) 중심부와 주변부의 온도 구배 G에 영향을 미쳐 V/G가 무결함 인상조건 V^*/G^*와 편차를 보이게 된다.

따라서 상기 제어 수단(140)은 바디 공정이 진행되는 과정에서 바디 직경 변화량을 이용하여 단결정 인상속도의 보정량 △V_B를 산출하여 단결정 인상속도를 V^* _B+△V_B로 보정함으로써 고액 계면 중심부와 주변부의 V/G와 V^*/G^* 사이의 편차를 최소화시킨다. 상기 V^* _B는 바디 공정의 초기 조건으로 설정된 단결정 인상속도로서, 솔더 공정에서 숄더의 무게 변화가 없었다면 V^* 이고 숄더 무게 변화가 있었다면 V^*+△V_S이다. 그리고 상기 △V_B는 바디 공정에서 구한 단결정 인상속도의보정량을 의미한다.

구체적으로, 상기 제어 수단(140)은 바디 공정이 진행되는 과정에서 바디 직경 변화량을 이용하여 하기 수학식 4를 이용하여 멜트 갭 변화량을 추정한다.

[수학식 4]

△Melt_gap = G(△D_mean)

상기 수학식 4에서, △D_mean는 바디 직경의 누적 평균과 바디 목표직경의 차이 값에 해당하는 바디 직경 변화량이고, G는 바디 직경 변화량을 멜트 갭 변화량으로 환산해 주는 함수이고, △Melt_gap은 바디 직경 변화량에 대응하는 멜트 갭 변화량이다.

상기 함수 G는 석영 도가니의 직경, 핫 존(hot zone)의 설계 조건, 다결정 실리콘의 사용량 등을 고려하여 V/G에 대한 무결함 마진, 무결함 멜트 갭 및 단결정 바디의 목표 직경을 결정하고, 실험 또는 시뮬레이션을 통해 다양한 조건의 바디 직경 변화량에 대응하는 멜트 갭 변화량을 산출하고, 바디 직경 변화량과 멜트 갭 변화량 간의 함수적 상관 관계를 수치 해석하여 구할 수 있다.

일 예로, 상기 수학식 4는 하기 수학식 5와 같이 구체화될 수 있는데, 본 발명이 이에 한하는 것은 아니다.

[수학식 5]

△Melt_gap = B△D_mean

상기 수학식 5에서, B는 바디 직경 변화량을 멜트 갭 변화량으로 환산해 주는 비례 상수로서, 석영 도가니의 직경과 단결정 바디의 길이에 의존적이다. 상기 B는 1 ~ 2의 값을 가질 수 있다.

상기 제어 수단(140)은 상기 수학식 5에 의해 멜트 갭 변화량이 추정되면 멜트 갭 변화량을 이용하여 단결정 인상속도 보정량 △V_B를 산출한다. 그리고 상기 제어 수단(140)은 △V_B가 산출되면 단결정 인상속도를 보정하고 보정된 단결정 인상속도를 공정조건으로 설정하고 단결정 인상수단(70)을 제어하여 보정된 단결정 인상속도로 단결정을 인상시킨다. 여기서, △V_B의 산출 과정은 △V_S 의 산출 과정과 실질적으로 동일하므로 반복적인 설명은 생략한다.

상술한 바에 따라 단결정 인상속도를 보정하면, 300mm 이상의 대구경 실리콘 단결정의 제조 과정에서 바디 직경의 변화로 멜트 갭이 변화하더라도 단결정 인상속도의 보정에 의해 고액계면 중심부와 주변부의 V/G를 무결함 마진 내에서 항상 유지시킴으로써 단결정 길이 전체에 걸쳐 V 결함이나 I 결함이 없는 고품질의 무결함 실리콘 단결정을 제조할 수 있다.

도 6은 본 발명에 따른 실리콘 단결정 제조 방법을 도시한 순서도이다.

도 1 및 도 6을 참조하면, 단계(S10)에서, 제어 수단(140)은 단결정 숄더(S)의 목표 무게와 단결정 바디(B)의 목표 직경을 로드 한다.

단계(S20)에서, 제어 수단(140)은 단결정인상수단(70)을 제어하여 실리콘 멜트(SM) 내에 종자결정(60)을 담근 후 숄더 공정을 진행한다. 숄더 공정에서 종자결정의 인상속도를 제어하여 단결정의 직경을 목표 직경까지 증가시킨다. 상기 제어 수단(140)은 종자결정(60)에 존재하는 전위를 제거하기 위해 숄더 공정에 앞서 넥킹 공정을 진행할 수 있다.

단계(S30)에서, 제어 수단(140)은 숄더 공정이 완료되면 무게 센서(100)를 이용하여 단결정 숄더(S)의 무게 데이터를 얻는다.

단계(S40)에서, 제어 수단(140)은 숄더 무게와 목표 무게를 비교하여 숄더 무게 변화량을 산출한다.

단계(S50)에서, 제어 수단(140)은 수학식 1을 이용하여 숄더 무게 변화량에 대응하는 멜트 갭 변화량을 추정한다.

단계(S60)에서, 제어 수단(140)은 멜트 갭 변화량에 대응하여 단결정 인상속도 보정량 △V_S를 산출하고 단결정 인상속도를 V^*+△V_S로 보정한다.

단계(S70)에서, 제어수단(140)은 무결함 인상속도 V^*+△V_S를 공정 조건으로 하여 바디 공정을 개시하고 바디 직경 측정 회차 k를 1로 초기화한다.

바디 공정이 시작되면, 제어 수단(140)은 단결정 인상속도 V^*+△V_S에 의해 단결정을 인상시키며, 단결정 바디(B)가 성장됨에 따라 바디공정 초기의 무결함 멜트 갭(MG)을 일정하게 유지하기 위해 석영 도가니 회전수단(30)을 제어하여 석영 도가니(10)를 서서히 상승시킨다.

단계(S80)에서, 제어 수단(140)은 바디 직경의 측정 주기가 도래되었는지 판단한다. 만약 바디 직경의 측정 주기가 도래되면, 제어 수단은 단계(S90)을 수행한다.

단계(S90)에서, 제어 수단(140)은 직경 센서(110)를 이용하여 단결정 바디(B)의 직경을 측정한다. 그런 후, 단계(S100)에서, 제어 수단(140)은 바디 직경의 누적 평균과 목표 직경을 대비하여 바디 직경 변화량을 산출한다.

단계(S110)에서, 제어 수단(140)은 수학식 4를 이용하여 바디 직경 변화량에 대응하는 멜트 갭 변화량을 추정한다.

단계(S120)에서, 제어 수단(140)은 추정된 멜트 갭 변화량에 대응하는 단결정 인상속도 보정량 △V_B ¹를 산출하고 단결정 인상속도를 V+△V_S+△V_B ¹로 보정한다. 여기서, △V_B ¹은 바디 공정에서 첫 번째로 산출한 단결정 인상속도의 보정량이다.

단계(S130)에서, 제어 수단(140)은 바디 직경의 다음 측정 주기가 도래되었는지 판별한다. 제어 수단(140)은 바디 직경의 다음 측정 주기가 도래되었으면 단계(140)를 수행한다.

단계(S140)에서, 제어 수단(140)은 바디 직경 측정 회차 k를 1 증가시킨다. 단계(S150)에서, 제어 수단(140)은 바디 공정이 종료되었는지 판단한다. 만약 바디 공정이 종료되지 않았으면 제어 수단(140)은 프로세스를 S90 단계로 복귀시켜 S90 단계를 포함한 그 이후 단계를 수행한다. 반면 바디 공정이 종료되었으면 제어 수단(140)은 단결정 인상속도 보정 프로세스를 종료한다.

상기 단계(S90) 내지 단계(S150)은 바디 공정이 진행되는 동안 주기적으로 반복된다. 따라서 무결함 인상속도가 'V^*+△V_S+△V_B ¹+△V_B ²+△V_B ³+……'로 보정됨으로써 고액 계면(CM) 중심부와 주변부의 V/G가 바디 공정 전체를 통해 무결함 마진 내에서 지속적으로 유지된다. 따라서 실리콘 멜트의 소모량이 많은 300mm 이상의 대구경 실리콘 단결정의 성장 시에도 V 결함이나 I 결함이 없는 고품질의 실리콘 단결정 생산이 가능해진다.

본 발명에 따라 바디 공정이 진행되고 나면 테일링(tailing) 공정을 진행하여 단결정을 실리콘 멜트(SM)로부터 완전히 분리하고 단결정(C)을 상온까지 냉각시켜 실리콘 단결정의 제조를 완료한다.

이상과 같이, 본 발명은 비록 한정된 실시예와 도면에 의해 설명되었으나, 본 발명은 이것에 의해 한정되지 않으며 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 본 발명의 기술사상과 아래에 기재될 특허청구범위의 균등범위 내에서 다양한 수정 및 변형이 가능함은 물론이다.

본 명세서에 첨부되는 다음의 도면들은 본 발명의 바람직한 실시예를 예시하는 것이며, 전술된 발명의 상세한 설명과 함께 본 발명의 기술사상을 더욱 이해시키는 역할을 하는 것이므로, 본 발명은 그러한 도면에 기재된 사항에만 한정되어 해석되지 않아야 한다.

도 1은 본 발명의 실시예에 따른 실리콘 단결정 제조 장치의 구성도이다.

도 2는 멜트 갭에 따른 고액 계면 중심부와 주변부의 온도 구배 변화를 나타낸 그래프이다.

도 3은 V/G의 무결함 마진과 무결함 인상조건을 개념적으로 표시한 도면이다.

도 4는 멜트 갭이 무결함 멜트 갭보다 증가하였을 때 고액 계면 중심부와 주변부의V/G 변화를 개념적으로 나타낸 도면이다.

도 5는 멜트 갭이 무결함 멜트 갭보다 작아졌을 때 고액 계면 중심부와 주변부의 V/G 변화를 개념적으로 나타낸 도면이다.

도 6은 본 발명의 실시예에 따른 실리콘 단결정 제조 방법의 순서도이다.

<도면의 주요 참조번호>

10: 석영 도가니 20: 도가니 하우징

30: 석영 도가니 회전수단 40: 가열 수단

50: 단열 수단 60: 종자결정

70: 단결정 인상수단 80: 열실드 수단

100: 무게 센서 110: 직경 센서

130: 구동 수단 140: 제어 수단

Claims

실리콘 멜트에 종자결정을 담근 후 종자결정을 서서히 인상시켜 단결정을 성장시키는 쵸크랄스키법을 이용한 실리콘 단결정 제조 방법에 있어서,

실리콘 단결정이 인상될 때 단결정의 직경 변화에 따른 멜트 갭 변화량을 추정하고 추정된 멜트 갭 변화량을 이용하여 단결정 인상속도 보정량을 산출하는 단계; 및

상기 산출된 인상속도 보정량에 따라 단결정 인상속도를 보정하여 고액 계면중심부와 주변부의 V/G를 무결함 마진 내로 유지하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 실리콘 단결정 제조 방법.
제1항에 있어서, 상기 단결정 인상속도 보정량 산출 단계는,

단결정의 직경을 주기적으로 측정하여 직경 누적 평균과 목표 직경의 차이를 계산하여 직경 변화량을 산출하는 단계;

상기 산출된 직경 변화량을 파라미터로 하여 직경 변화에 따른 멜트 갭 변화량을 추정하는 단계; 및

상기 멜트 갭 변화량을 이용하여 단결정 인상속도 보정량을 산출하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 실리콘 단결정 제조 방법.
제1항에 있어서, 상기 단결정 인상속도의 보정 단계는,

고액 계면 중심부와 주변부의 V/G가 무결함 인상조건이 되도록 단결정 인상 속도를 보정하는 단계임을 특징으로 하는 실리콘 단결정 제조 방법.
실리콘 멜트에 종자결정을 담근 후 종자결정을 서서히 인상시켜 단결정을 성장시키는 쵸크랄스키법을 이용한 실리콘 단결정 제조 방법에 있어서,

실리콘 단결정의 직경을 목표 직경으로 증가시키는 숄더 공정과 실리콘 단결정의 직경을 목표 직경으로 제어하면서 단결정을 성장시키는 바디 공정을 포함하고,

숄더 공정 진행 후 목표 무게를 기준으로 한 숄더 전체 무게 변화에 따른 멜트 갭 변화로 인해 유발된 V/G의 변화를 상쇄하기 위한 인상속도 보정량을 산출하는 단계; 및

상기 산출된 인상속도 보정량에 따라 단결정 인상속도를 보정하여 바디 공정의 초기에 고액 계면 중심부와 주변부의 V/G를 무결함 마진 내에서 유지하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 실리콘 단결정 제조 방법.
제4항에 있어서, 상기 단결정 인상속도 보정량 산출 단계는,

단결정 숄더의 무게를 측정하여 목표 무게를 기준으로 숄더 무게 변화량을 산출하는 단계;

상기 산출된 숄더 무게 변화량을 파라미터로 하여 멜트 갭 변화량을 추정하는 단계; 및

상기 멜트 갭 변화량을 이용하여 단결정 인상속도 보정량을 산출하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 실리콘 단결정 제조 방법.
제4항에 있어서, 상기 단결정 인상속도의 보정 단계는,

고액 계면 중심부와 주변부의 V/G를 무결함 인상조건과 근접시키는 단계임을 특징으로 하는 실리콘 단결정 제조 방법.
제4항에 있어서,

바디 공정이 진행될 때 단결정의 직경 변화량에 의해 단결정 인상속도 보정량을 산출하는 단계; 및

상기 산출된 인상속도 보정량에 따라 단결정 인상속도를 보정하여 고액 계면중심부와 주변부의 V/G를 무결함 인상조건에 근접시키는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 실리콘 단결정 제조 방법.
제7항에 있어서,

상기 직경 변화에 따라 단결정 인상속도 보정량을 산출하는 단계는,

단결정의 직경을 측정하여 직경 누적 평균과 목표 직경의 차이를 계산하여 직경 변화량을 산출하는 단계;

상기 산출된 직경 변화량을 파라미터로 하여 직경 변화에 따른 멜트 갭 변화량을 추정하는 단계; 및

상기 멜트 갭 변화량을 이용하여 단결정 인상속도 보정량을 산출하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 실리콘 단결정 제조 방법.
제8항에 있어서,

상기 직경 변화에 따라 단결정 인상속도를 보정하는 단계는,

고액 계면 중심부와 주변부의 V/G가 무결함 인상조건에 근접하도록 단결정 인상속도를 보정하는 단계임을 특징으로 하는 실리콘 단결정 제조 방법.
실리콘 멜트가 담기는 석영 도가니;

상기 석영 도가니를 회전시키면서 상하로 이동시키는 석영 도가니 회전수단;

종자결정이 달린 와이어를 이용하여 실리콘 멜트로부터 단결정을 인상하는 단결정 인상수단;

상기 인상되는 단결정의 외주면으로부터 발산되는 열을 차폐하고 상기 실리콘 멜트의 표면과 멜트 갭을 형성하는 열실드 수단;

상기 인상되는 단결정의 직경을 측정하여 직경 데이터를 출력하는 직경 센서; 및

단결정 바디의 성장 중에 상기 직경 센서로부터 직경 데이터를 수신하고, 목표 직경을 기준으로 한 단결정의 직경 변화에 따른 멜트 갭 변화량을 추정하고 추정된 멜트 갭 변화량을 이용하여 단결정 인상속도를 보정하여 고액 계면 중심부와 주변부의 V/G를 무결함 마진 내에서 유지시키는 제어 수단;을 포함하는 것을 특징으로 하는 실리콘 단결정 제조 장치.
제10항에 있어서,

상기 제어 수단은, 단결정의 직경을 주기적으로 측정하여 직경 누적 평균과 목표 직경의 차이를 계산하여 직경 변화량을 산출하고, 상기 산출된 직경 변화량을 파라미터로 하여 직경 변화에 따른 멜트 갭 변화량을 추정하고, 상기 멜트 갭 변화량을 이용하여 단결정 인상속도 보정량을 산출하고, 산출된 보정량에 의해 단결정 인상속도를 보정하는 것을 특징으로 하는 실리콘 단결정 제조 장치.
제10항에 있어서,

상기 제어 수단은, 고액 계면 중심부와 주변부의 V/G가 무결함 인상조건에 근접하도록 단결정 인상속도를 보정하는 것을 특징으로 하는 실리콘 단결정 제조 장치.
제10항에 있어서,

상기 인상되는 단결정의 무게를 측정하여 무게 데이터를 출력하는 무게 센서를 더 포함하고,

상기 제어 수단은 단결정의 직경이 목표 직경으로 성장되는 숄더 공정이 완료된 후 숄더 무게와 목표 무게의 차이에 의해 숄더 무게 변화량을 산출하고, 상기 산출된 숄더 무게 변화량을 이용하여 바디 공정 초기의 단결정 인상속도를 보정하는 것을 특징으로 하는 실리콘 단결정 제조 장치.
제13항에 있어서,

상기 제어 수단은 숄더 무게 변화량에 의해 멜트 갭 변화량을 추정하고, 추정된 멜트 갭 변화량을 이용하여 단결정 인상속도 보정량을 산출하고, 산출된 보정량에 의해 단결정 인상속도를 보정하는 것을 특징으로 하는 실리콘 단결정 제조 장치.
제13항에 있어서,

상기 제어 수단은, 고액 계면 중심부와 주변부의 V/G가 무결함 인상조건에 접하도록 바디 공정 초기의 단결정 인상속도를 보정하는 것을 특징으로 하는 실리콘 단결정 제조 장치.