KR101129112B1 - Manufacturing apparatus for silicon crystal ingot - Google Patents

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Abstract

히터 파워를 낮춰서 도가니의 열화 및 외적변형을 방지하고 단결정 수율을 향상시킬 수 있는 실리콘 단결정 잉곳 제조장치가 개시된다. 실리콘 단결정 잉곳 제조장치는, 실리콘 단결정 잉곳이 성장되는 공간을 제공하는 챔버, 상기 챔버 내부에 구비되어 실리콘 융액이 수용되는 도가니, 상기 도가니 외측에 구비되어 상기 도가니를 보호하는 제2 도가니, 상기 제2 도가니 외측 둘레를 따라 구비된 히터 및 상기 챔버 내부에서 상기 도가니의 측부 및 상부에 구비되어 단열시키는 상부 단열부를 포함하여 구성될 수 있다. 여기서, 상기 제2 도가니 및 상기 상부 단열부 중 어느 하나 이상이 CCM(carbon-carbon composite material) 재질로 형성될 수 있다.Disclosed is a silicon single crystal ingot production apparatus capable of lowering heater power to prevent crucible deterioration and external deformation and to improve single crystal yield. A silicon single crystal ingot manufacturing apparatus includes a chamber providing a space in which a silicon single crystal ingot is grown, a crucible provided inside the chamber to accommodate a silicon melt, a second crucible provided outside the crucible to protect the crucible, and the second It may be configured to include a heater provided along the outer circumference of the crucible and an upper heat insulator provided on the side and top of the crucible in the chamber. Here, at least one of the second crucible and the upper heat insulating part may be formed of a carbon-carbon composite material (CCM) material.

단결정 잉곳, 초크랄스키(Czochralski, CZ), CCM(carbon-carbon composite material) Monocrystalline Ingot, Czochralski (CZ), Carbon-Carbon Composite Material (CCM)

Description

실리콘 단결정 잉곳 제조장치{MANUFACTURING APPARATUS FOR SILICON CRYSTAL INGOT}Silicon single crystal ingot manufacturing equipment {MANUFACTURING APPARATUS FOR SILICON CRYSTAL INGOT}

본 발명은 실리콘 단결정 잉곳을 제조하는 장치에서 히터 파워를 낮추고 도가니의 열화를 방지하여 단결정 수율을 향상시킬 수 있는 실리콘 단결정 잉곳 제조장치를 제공하기 위한 것이다.The present invention is to provide a silicon single crystal ingot production apparatus that can improve the single crystal yield by lowering the heater power and preventing the crucible deterioration in the apparatus for producing a silicon single crystal ingot.

일반적으로 반도체 디바이스 제조용 기판으로 이용되는 실리콘 단결정 잉곳(ingot)은 초크랄스키법(Czochralski method, Cz)으로 제조된다. 초크랄스키법은 석영도가니에 실리콘을 넣고 도가니를 가열하여 실리콘을 용융시키고, 종자 단결정(seed crystal)을 실리콘 융액에 접촉시킨 상태에서 회전하면서 서서히 끌어올리면서 종자 단결정 표면에서 융액을 고체로 응고시킴에 따라 소정의 지름을 갖는 잉곳(ingot)을 성장시키는 방법이다.Generally, silicon single crystal ingots used as substrates for manufacturing semiconductor devices are manufactured by the Czochralski method (Cz). The Czochralski method melts silicon by placing silicon in a quartz crucible and heating the crucible, and solidifies the melt on the surface of the seed single crystal while gradually pulling it while rotating the seed single crystal in contact with the silicon melt. In accordance with the method for growing an ingot (ingot) having a predetermined diameter.

초크랄스키법을 이용한 실리콘 단결정 잉곳 제조장치는 실리콘의 용융을 위한 챔버와 실리콘 잉곳을 인상하면서 성장시키는 인상로로 이루어지고, 챔버 내부에는 실리콘을 용융시키고 융액을 수용하는 도가니, 히터, 단열재 등의 구조물이 구비된다. 여기서, 챔버 내에 구비되는 구조물들을 핫존 파트(Hot zone)이라 하는 데, 핫존 파트의 대부분은 흑연(graphite)으로 제조되며 구성성분은 특성 및 제조사에 따라 다르게 나타난다.The silicon single crystal ingot manufacturing apparatus using the Czochralski method is composed of a chamber for melting the silicon and an impression furnace for growing the silicon ingot while the inside of the chamber melts the silicon and receives a melt, such as a crucible, a heater, and a heat insulating material. The structure is provided. Herein, the structures provided in the chamber are called hot zones. Most of the hot zone parts are made of graphite, and components are different according to characteristics and manufacturers.

한편, 도가니는 실리콘 융액이 수용되는 부분은 실리콘 융액과 직접 접촉되므로 석영 재질로 형성되고 석영 도가니의 외측에 석영 도가니의 보호를 위한 흑연 도가니가 구비된다. 여기서, 실리콘을 용융시키기 위해서는 도가니 및 챔버 내부의 온도가 상당한 고온으로 가열되는데, 고온에서 석영 도가니를 장시간 사용하는 경우 석영 도가니가 실리콘 융액과 반응하면서 크리스토발라이트(cristobalite)라는 결정질이 발생한다. 이와 같이 발생한 크리스토발라이트가 석영 도가니 표면에서 박리되어 실리콘 융액에 용해되지 않고 실리콘 융액 표면을 따라 유동하게 되는데 실리콘 잉곳에 닿으면 잉곳 성장을 방해하므로 단결정 수율의 저하 원인이 된다.On the other hand, the crucible is a portion of the silicon melt is in direct contact with the silicon melt is formed of a quartz material and is provided with a graphite crucible for protection of the quartz crucible outside the quartz crucible. Here, in order to melt the silicon, the temperature inside the crucible and the chamber is heated to a considerably high temperature. When the quartz crucible is used for a long time at a high temperature, the quartz crucible reacts with the silicon melt to generate crystalline cristobalite. The cristobalite generated as described above is peeled off from the surface of the quartz crucible and flows along the surface of the silicon melt without being dissolved in the silicon melt.

그런데, 기존에는 다결정 실리콘을 빠르게 용해하기 위해서는 히터 파워를 높여서 고온에서 가열하여야 하는데 이 경우 공정 시간은 단축시킬 수 있으나 석영 도가니의 열화는 가속되어 수명이 단축된다. 또한, 기존의 열량이 균일한 히터를 사용하는 경우 히터 파워가 석영 도가니와 실리콘 융액에 고르게 전달될 수 있는 장점이 있는데 반해 실리콘 융액 온도의 부분 제어가 어렵고 원하는 실리콘 융액의 온도 제어가 어렵다는 단점이 있다.However, conventionally, in order to quickly dissolve polycrystalline silicon, the heater power must be increased and heated at high temperature. In this case, the process time can be shortened, but the deterioration of the quartz crucible is accelerated and the life is shortened. In addition, in the case of using a heater having a uniform heat amount, the heater power may be evenly transferred to the quartz crucible and the silicon melt, whereas the partial control of the silicon melt temperature is difficult and the temperature control of the desired silicon melt is difficult. .

한편, 이러한 문제점을 보완하기 위해서 석영 도가니 높이의 80~120%에 대해 국부 발열하는 히터를 사용하여 실리콘 융액 온도의 부분 제어를 가능하게 할 수 있다. 그러나 이 경우 석영 도가니의 특정 부위에 열이 집중됨에 따라 석영 도가 니의 외형 변형 및 열적 내구성 문제가 더욱 심하게 나타나는 문제점이 있다.On the other hand, in order to compensate for this problem, it is possible to enable partial control of the silicon melt temperature by using a heater that locally generates heat for 80-120% of the quartz crucible height. However, in this case, as heat is concentrated in a specific portion of the quartz crucible, there is a problem in that the appearance deformation and thermal durability problems of the quartz crucible are more severe.

이러한 문제점으로 인해 기존의 열량이 균일한 히터를 사용하되, 석영 도가니의 열화를 방지하기 위해서 히터 파워를 낮추는 경우에는 공정 시간이 길어지는 문제점이 있다.Due to this problem, while using a heater with a uniform amount of heat, if the heater power is lowered to prevent degradation of the quartz crucible, there is a problem that the process time is long.

특히, 이러한 문제점은 대구경 실리콘 단결정을 성장시키기 위해서는 고온에서 장시간 실리콘을 성장시키게 되므로 크리스토발라이트의 발생량이 훨씬 많으며, 용해 공정 단계와 바디 공정 단계에서 히터 파워의 증가가 커서 석영 도가니의 열화가 심화되는 문제점이 있다.In particular, this problem is because the growth of silicon at a high temperature for a long time in order to grow a large-diameter silicon single crystal, the amount of cristobalite is much higher, and the increase of heater power in the melting process step and the body process step increases the deterioration of the quartz crucible. have.

상술한 문제점을 해결하기 위한 본 발명의 실시예들은 히터 파워를 낮출 수 있는 실리콘 단결정 잉곳 제조장치를 제공하기 위한 것이다.Embodiments of the present invention for solving the above problems are to provide a silicon single crystal ingot manufacturing apparatus that can lower the heater power.

또한, 본 발명의 실시예들은 석영 도가니의 열화를 방지하고 단결정 수율을 향상시킬 수 있는 실리콘 단결정 잉곳 제조장치를 제공하기 위한 것이다.In addition, embodiments of the present invention to provide a silicon single crystal ingot manufacturing apparatus that can prevent degradation of the quartz crucible and improve the single crystal yield.

상술한 본 발명의 목적을 달성하기 위한 본 발명의 실시예들에 따르면, 석영 도가니의 열화를 방지하고 히터 파워를 낮출 수 있는 쵸크랄스키법에 의해 실리콘 단결정 잉곳을 제조하는 실리콘 단결정 잉곳 제조장치가 개시된다. 실리콘 단결정 잉곳 제조장치는, 실리콘 단결정 잉곳이 성장되는 공간을 제공하는 챔버, 상기 챔버 내부에 구비되어 실리콘 융액이 수용되는 도가니, 상기 도가니 외측에 구비되어 상기 도가니를 보호하는 제2 도가니, 상기 제2 도가니 외측 둘레를 따라 구비된 히터 및 상기 챔버 내부에서 상기 도가니의 측부 및 상부에 구비되어 단열시키는 상부 단열부를 포함하여 구성될 수 있다. 여기서, 상기 제2 도가니 및 상기 상부 단열부 중 어느 하나 이상이 CCM(carbon-carbon composite material) 재질로 형성될 수 있다.According to embodiments of the present invention for achieving the above object of the present invention, a silicon single crystal ingot manufacturing apparatus for manufacturing a silicon single crystal ingot by the Czochralski method that can prevent degradation of the quartz crucible and lower the heater power Is initiated. A silicon single crystal ingot manufacturing apparatus includes a chamber providing a space in which a silicon single crystal ingot is grown, a crucible provided inside the chamber to accommodate a silicon melt, a second crucible provided outside the crucible to protect the crucible, and the second It may be configured to include a heater provided along the outer circumference of the crucible and an upper heat insulator provided on the side and top of the crucible in the chamber. Here, at least one of the second crucible and the upper heat insulating part may be formed of a carbon-carbon composite material (CCM) material.

예를 들어, 상기 도가니 또는 상기 상부 단열부는 카본 파이버의 방향이 일 방향으로 배치되되, 상기 카본 파이버의 배치 방향이 열의 흐름에 대해서 교차하도록 형성된 CCM 재질로 형성될 수 있다. 그리고 상기 히터는 상기 제2 도가니 외측 에서 10 내지 25㎜ 이격되어 구비될 수 있다.For example, the crucible or the upper heat insulating part may be formed of a CCM material in which a direction of the carbon fiber is disposed in one direction, and a direction in which the carbon fiber is disposed crosses the heat flow. The heater may be provided 10 to 25 mm apart from the outside of the second crucible.

여기서, 상기 상부 단열부는 상기 제2 도가니와 상기 챔버 사이의 상부에 구비된 제1 단열재와 상기 제2 도가니의 측부 둘레를 따라 구비된 제2 단열재로 이루어질 수 있다. 여기서, 상기 상부 단열부는 상기 제1 단열재 또는 상기 제2 단열재의 일부 또는 전부가 CCM 재질로 형성될 수 있다.Here, the upper heat insulating part may be made of a first heat insulating material provided on the upper portion between the second crucible and the chamber and a second heat insulating material provided along the circumference of the side of the second crucible. Here, the upper heat insulating part may be part or all of the first heat insulating material or the second heat insulating material may be formed of a CCM material.

한편, 상술한 본 발명의 목적을 달성하기 위한 본 발명의 다른 실시예들에 따르면, 실리콘 단결정 잉곳 제조장치는, 실리콘 단결정 잉곳이 성장되는 공간을 제공하는 챔버, 상기 챔버 내부에 구비되어 실리콘 융액이 수용되고 석영 재질로 형성된 석영 도가니, 상기 석영 도가니 외측에 결합 구비되며 CCM 재질로 형성된 CCM 도가니, 상기 CCM 도가니 외측 주변에 구비된 히터, 상기 챔버 내부에서 상기 CCM 도가니의 측부 및 상부에 구비되어 상기 히터에서 방출되는 열을 단열시키고 CCM 재질로 형성된 상부 단열부를 포함하여 구성될 수 있다.On the other hand, according to other embodiments of the present invention for achieving the above object of the present invention, the silicon single crystal ingot manufacturing apparatus, a chamber providing a space in which the silicon single crystal ingot is grown, the silicon melt is provided in the chamber A quartz crucible housed in a quartz material, accommodated outside the quartz crucible, a CCM crucible formed from a CCM material, a heater provided around the outside of the CCM crucible, and provided in the side and top of the CCM crucible inside the chamber. Insulating the heat emitted from and may be configured to include an upper insulation formed of the CCM material.

예를 들어, 상기 상부 단열부는 상기 CCM 도가니와 상기 챔버 사이의 상부에 구비된 제1 단열재 및 상기 CCM 도가니의 측부 둘레를 따라 구비된 제2 단열재로 이루어지고, 상기 제1 단열재 또는 제2 단열재의 일부 또는 전부가 CCM 재질로 형성될 수 있다. 또한, 상기 히터는 상기 CCM 도가니의 외측에서 10 내지 25㎜ 이격되어 구비될 수 있다.For example, the upper heat insulating part may include a first heat insulating material provided at an upper portion between the CCM crucible and the chamber and a second heat insulating material provided along a side circumference of the CCM crucible. Some or all may be formed of a CCM material. In addition, the heater may be provided 10 to 25mm apart from the outside of the CCM crucible.

이상에서 본 바와 같이, 본 발명의 실시예들에 따르면, 상부 단열부 또는 도가니를 CCM 재질로 형성함으로써 히터 파워를 낮출 수 있고 도가니의 열화를 방지 할 수 있다.As described above, according to the embodiments of the present invention, by forming the upper insulation portion or the crucible of the CCM material can lower the heater power and prevent the crucible deterioration.

또한, 도가니와 상부 단열부를 열전도율이 낮은 CCM 재질로 형성하므로 히터 파워에 의해 도가니의 외형 변형(bending, sagging)을 방지할 수 있다.In addition, since the crucible and the upper thermal insulation part are formed of a low thermal conductivity CCM material, it is possible to prevent the bending and sagging of the crucible by the heater power.

또한, CCM 재질로 제작 시 탄소섬유의 방향을 일 방향으로 제어하여 제작함으로써 열의 흐름을 지연시키고 히터 파워를 효과적으로 절감할 수 있다.In addition, when manufacturing the CCM material by controlling the direction of the carbon fiber in one direction it can delay the flow of heat and effectively reduce the heater power.

이하 첨부된 도면들을 참조하여 본 발명의 실시예들을 상세하게 설명하지만, 본 발명이 실시예에 의해 제한되거나 한정되는 것은 아니다. 본 발명을 설명함에 있어서, 공지된 기능 혹은 구성에 대해 구체적인 설명은 본 발명의 요지를 명료하게 하기 위하여 생략될 수 있다.DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings, but the present invention is not limited to or limited by the embodiments. In describing the present invention, a detailed description of well-known functions or constructions may be omitted for clarity of the present invention.

이하, 도 1을 참조하여 본 발명의 일 실시예에 따른 실리콘 단결정 잉곳 제조장치(10)에 대해 상세하게 설명한다.Hereinafter, a silicon single crystal ingot manufacturing apparatus 10 according to an exemplary embodiment of the present invention will be described in detail with reference to FIG. 1.

도 1을 참조하면, 실리콘 단결정 잉곳 제조장치(10)는 실리콘 단결정 잉곳의 성장을 위한 공간을 제공하는 챔버(11)와, 챔버(11) 내부에 구비되어 실리콘의 용융 및 단결정의 성장을 위한 도가니(12)와 히터(13), 그리고 챔버(11) 내부의 열이 외부로 방출되는 것을 방지하고 챔버(11) 및 주변 구조물을 보호하기 위한 열실드(15)와 단열부재(14) 및 도가니(12)의 측부 및 상부에 구비되어 히터(13)에서 방출된 열을 단열시키는 상부 단열부(16)로 이루어진다.Referring to FIG. 1, the silicon single crystal ingot manufacturing apparatus 10 includes a chamber 11 providing a space for growth of a silicon single crystal ingot, and a crucible for melting silicon and growing single crystal in the chamber 11. The heat shield 15, the heat insulating member 14, and the crucible (12), the heater 13, and the heat shield 15 to prevent the heat inside the chamber 11 from being released to the outside and protect the chamber 11 and the surrounding structure. It is provided on the side and the top of 12) consists of an upper heat insulating portion 16 to insulate the heat emitted from the heater (13).

도가니(12)는 다결정 실리콘이 수용되어 히터(13)에서 공급되는 열에 의해 용융되며, 단결정 잉곳의 성장을 위해 용융된 실리콘 융액(101)이 수용된다. 여기서, 도가니(12)는 실리콘 융액(101)과 직접 접촉되는 내측 도가니는 석영 재질로 형성되고, 석영 도가니(121)의 외측에는 고온에서 석영 도가니(121)의 형태가 변형되는 것을 방지하기 위한 제2 도가니(122)가 구비된 이중 구조로 형성된다.The crucible 12 is melted by the heat supplied from the heater 13 in which polycrystalline silicon is accommodated, and the molten silicon melt 101 is accommodated for growth of the single crystal ingot. Here, the crucible 12 is an inner crucible which is in direct contact with the silicon melt 101 is formed of a quartz material, the outer side of the quartz crucible 121 to prevent deformation of the quartz crucible 121 at a high temperature It is formed in a dual structure with two crucibles 122.

도가니(12) 하부에는 도가니(12)를 승강 및 회전시키기 위한 도가니 지지축(123)이 구비된다. 도가니 지지축(123)은 단결정 잉곳의 성장 시 도가니(12)에 수용된 실리콘 융액(101)의 고-액 계면이 동일한 높이를 유지하도록 도가니(12)를 회전 및 상승시킨다.A crucible support shaft 123 for elevating and rotating the crucible 12 is provided below the crucible 12. The crucible support shaft 123 rotates and raises the crucible 12 so that the solid-liquid interface of the silicon melt 101 contained in the crucible 12 maintains the same height as the single crystal ingot grows.

히터(13)는 도가니(12) 외측에서 소정 간격 이격되어 구비되며 도가니(12) 전체 표면에 대해 균일하게 가열할 수 있도록 도가니(12) 둘레를 둘러쌀 수 있는 원통 형태를 갖는다. 또한, 히터(13)는 도가니(12)와 단열부재(14) 사이에 구비되되 제2 도가니(122)와 단열부재(14)에서 각각 소정 간격 이격되어 구비된다.The heater 13 is provided at a predetermined interval apart from the outside of the crucible 12 and has a cylindrical shape that can surround the crucible 12 so as to uniformly heat the entire surface of the crucible 12. In addition, the heater 13 is provided between the crucible 12 and the heat insulating member 14, but is spaced apart from the second crucible 122 and the heat insulating member 14 by a predetermined interval.

단열부재(14)는 챔버(11) 내측면을 따라 구비되어 히터(13)에서 발산되는 열이 챔버(11) 외부로 방출되는 것을 방지한다.The heat insulating member 14 is provided along the inner surface of the chamber 11 to prevent heat emitted from the heater 13 from being discharged to the outside of the chamber 11.

열실드(15)는 도가니(12) 상부에 구비되어 도가니(12) 내부의 실리콘 융액(101)에서 방출되는 열이 챔버(11)의 상부로 방출되는 것을 방지하여 도가니(12) 내부 온도를 균일하게 유지할 수 있다.The heat shield 15 is provided above the crucible 12 to prevent heat from the silicon melt 101 inside the crucible 12 from being emitted to the upper part of the chamber 11 so as to uniform the temperature inside the crucible 12. I can keep it.

한편, 히터(13)의 파워가 큰 경우에는 도가니(12)의 열화 현상이 발생하므로 히터(13)의 파워를 낮추어야 하는데, 히터(13)의 파워가 낮은 경우에는 실리콘을 용융시키는데 걸리는 시간이 증가할 수 있다. 이에 본 실시예에서는 열전도율이 낮은 단열재를 이용하여 히터(13)에서 발생된 열의 흐름을 지연시킴으로써 열을 도가니(12)에 집중시켜서 낮은 히터(13) 파워로 실리콘 용융 시간이 증가하는 것을 억제하고, 더불어 석영 도가니(121)의 열화를 억제할 수 있다.On the other hand, when the power of the heater 13 is large, deterioration of the crucible 12 occurs, so the power of the heater 13 needs to be lowered. When the power of the heater 13 is low, the time taken to melt the silicon increases. can do. In this embodiment, by using a heat insulating material having a low thermal conductivity, by delaying the flow of heat generated in the heater 13, the heat is concentrated in the crucible 12 to suppress the increase in silicon melting time with the low heater 13 power, In addition, deterioration of the quartz crucible 121 can be suppressed.

여기서, 히터(13)는 도가니(12)의 측면까지 가열할 수 있도록 도가니(12)의 높이 방향을 따라 소정 높이 측부까지 구비되며, 히터(13)에서 방출되는 열의 흐름을 살펴보면 도가니(12) 및 도가니(12) 하부에서 열실드(15)와 단열부재(14) 사이를 통해 상부로 흐르게 된다.Here, the heater 13 is provided up to a predetermined height side along the height direction of the crucible 12 so as to heat up to the side of the crucible 12, and when looking at the flow of heat emitted from the heater 13, the crucible 12 and The upper part of the crucible 12 flows through the heat shield 15 and the heat insulating member 14.

본 실시예에서는 상기와 같은 챔버(11) 내부에서의 히터(13)에서 방출된 열의 흐름을 효과적으로 지연시킬 수 있도록 열실드(15)와 단열부재(14) 사이에 구비된 상부 단열부(16)를 열전도율이 낮은 CCM(carbon-carbon composite material) 재질로 형성할 수 있다. 또한, 제2 도가니(122) 역시 CCM 재질로 형성할 수 있다. 여기서, 상부 단열부(16)는 히터(13)에서 방출된 열이 챔버(11) 상부로 방출되는 열의 패스(path) 상에 구비되어 열의 흐름을 지연시킬 수 있도록 구비되며, 도 1 또는 도 3에 도시한 바와 같이, 도가니(12)와 챔버(11) 사이 공간의 상부, 즉, 열실드(15)의 둘레 및 단열부재(14) 상부에 해당하는 부분에 구비된 제1 단열재(161)와 히터(13) 상부 및 도가니(12) 측부에 구비된 제2 단열재(162)를 포함하여 구성될 수 있다. 여기서, 상부 단열부(16)의 형상과 위치는 도면에 의해 한정되는 것은 아니며, 히터(13)에서 방출되는 열 흐름을 차단할 수 있는 방향에 설치될 수 있도록 실질적으로 다양하게 변경될 수 있다.In the present embodiment, the upper heat insulating portion 16 provided between the heat shield 15 and the heat insulating member 14 to effectively delay the flow of heat discharged from the heater 13 inside the chamber 11 as described above. May be formed of a carbon-carbon composite material (CCM) material having low thermal conductivity. In addition, the second crucible 122 may also be formed of a CCM material. Here, the upper heat insulating part 16 is provided on a path of heat emitted from the heater 13 to the upper part of the chamber 11 so as to delay the flow of heat, FIG. 1 or 3. As shown in FIG. 1, the first heat insulator 161 is provided at an upper portion of the space between the crucible 12 and the chamber 11, that is, a portion corresponding to the circumference of the heat shield 15 and the heat insulating member 14. It may be configured to include a second heat insulator 162 provided on the heater 13 and the crucible 12 side. Here, the shape and position of the upper heat insulating portion 16 is not limited by the drawings, it can be changed in various ways to be installed in a direction that can block the heat flow emitted from the heater (13).

참고적으로, CCM 재질은 열전도율이 2.8W/mK 정도로 낮아서 히터(13)에서 방 출되는 열의 흐름을 지연시킬 수 있고, 석영 도가니(121)의 열화를 억제할 수 있다.For reference, the CCM material may have a low thermal conductivity of about 2.8 W / mK, thereby delaying the flow of heat emitted from the heater 13 and suppressing deterioration of the quartz crucible 121.

특히, 도 2에 도시한 바와 같이 열의 흐름을 보다 효과적으로 지연시킬 수 있도록 카본 파이버(carbon fiber)를 일 방향으로 배치되도록 형성하되, 카본 파이버의 배치 방향이 열의 흐름에 대해서 방해할 수 있는 방향, 예를 들어, 열 흐름 방향과 소정 각도로 교차하도록 배치되며, 바람직하게는 열 흐름과 대략적으로 수직 방향으로 교차하도록 형성할 수 있다. 여기서, 일반적으로 흑연 재질에서는 열이 일직선으로 흐르는데 반해, 카본 파이버를 열의 흐름 방향에 대해 수직 방향으로 배치함으로써 열이 카본 파이버에 의해 일직선으로 흐르지 못하고 카본 파이버를 피해 지그재그로 흐르게 되어 열 흐름에 대한 저항을 증가시킴으로써 열을 보다 효과적으로 지연시킬 수 있다. 그리고 이와 같이 카본 파이버의 방향이 제어된 CCM 재질로 상부 단열부(16)와 제2 도가니(122)를 형성함으로써 석영 도가니(121)의 열화를 효과적으로 억제할 수 있다.In particular, as shown in FIG. 2, the carbon fiber is formed to be disposed in one direction so as to effectively delay the flow of heat, but the direction in which the arrangement of the carbon fiber interferes with the flow of heat, eg For example, it is arranged to intersect the heat flow direction at a predetermined angle, and preferably may be formed to intersect the heat flow in a substantially vertical direction. Here, in general, in the graphite material, heat flows in a straight line, whereas heat is oriented in a vertical direction with respect to the heat flow direction, so that the heat does not flow in a straight line by the carbon fiber but zigzags away from the carbon fiber, thereby resisting heat flow. By increasing, the heat can be delayed more effectively. In addition, the deterioration of the quartz crucible 121 can be effectively suppressed by forming the upper heat insulating part 16 and the second crucible 122 using the CCM material in which the direction of the carbon fiber is controlled.

도 3은 상부 단열부(16)와 제2 도가니(122)를 CCM 재질로 형성한 본 발명의 일 실시예에 따른 실리콘 단결정 잉곳 제조장치(10)의 히터 파워와 온도 분포를 보여주는 그래프이다. 도 3을 참조하면, 실시예는 히터 파워가 약 90.3kW로 비교적 낮아서 석영 도가니(121)의 열화를 방지할 수 있다. 그리고 실시예의 온도 분포를 살펴보면, 열이 히터(13) 주변 및 도가니(12) 쪽으로 집중되어 있으며 단열부재(14) 및 상부 단열부(16) 외측의 온도가 낮은 것으로부터 단열부재(14) 및 상부 단열부(16) 외측으로의 열 방출을 효과적으로 억제할 수 있음을 알 수 있다.3 is a graph showing a heater power and a temperature distribution of the silicon single crystal ingot manufacturing apparatus 10 according to an embodiment of the present invention in which the upper heat insulating part 16 and the second crucible 122 are formed of a CCM material. Referring to FIG. 3, in the embodiment, the heater power is relatively low, about 90.3 kW, to prevent deterioration of the quartz crucible 121. In the temperature distribution of the embodiment, heat is concentrated around the heater 13 and toward the crucible 12, and the heat insulating member 14 and the upper part from the low temperature of the outside of the insulating member 14 and the upper insulating part 16 are lowered. It can be seen that heat dissipation to the outside of the heat insulating part 16 can be effectively suppressed.

도 4 내지 도 7은 상술한 실시예에 대한 비교예들로써, 제2 도가니와 상부 단열부 중 일부 또는 전부를 흑연으로 형성하였을 때의 히터 파워 및 온도 분포를 보여주는 그래프들이다. 이하에서 설명하는 비교예들은 제2 도가니가 흑연으로 형성되고, 상부 단열부의 일부 또는 전부가 흑연으로 형성되었다는 점을 제외하고는 상술한 실시예와 실질적으로 동일하며, 동일한 구성요소에 대해서는 동일한 명칭을 사용하고 중복되는 설명은 생략한다. 다만, 각 실시예에서 '도가니(22)'의 도면부호는 22를 사용하고 석영 도가니는 221, 흑연 재질의 제2 도가니는 222를 사용하며, 상부 단열부는 각 비교예에서 하나씩 증가하는 도면부호를 사용하였다.4 to 7 are graphs showing heater power and temperature distribution when some or all of the second crucible and the upper thermal insulation part are formed of graphite as comparative examples of the above-described embodiment. Comparative Examples described below are substantially the same as the above-described embodiment except that the second crucible is formed of graphite, and part or all of the upper thermal insulation part is formed of graphite, and the same components are designated by the same names. Use and duplicate descriptions are omitted. However, in each embodiment, '22' is used as a reference numeral 22, quartz crucible is 221, graphite second crucible is used 222, and the upper insulation portion is increased by one in each comparative example Used.

우선, 도 4에 도시한 비교예 1은 도가니(22)가 석영 도가니(221)와 흑연 재질의 제2 도가니(222)로 이루어지고, 상부 단열부(26)는 제1 단열재(261)와 제2 단열재(262)가 모두 흑연(graphite)로 이루어진다. 여기서, 제2 도가니(222)와 상부 단열부(26)는 흑연 입자를 가압 성형하여 제작하였다.First, in Comparative Example 1 shown in FIG. 4, the crucible 22 is made of a quartz crucible 221 and a second crucible 222 made of graphite, and the upper heat insulating part 26 is made of a first heat insulating material 261 and a first crucible. 2 The heat insulating material 262 is all made of graphite (graphite). Here, the second crucible 222 and the upper heat insulating part 26 were produced by pressure molding graphite particles.

참고적으로, 흑연의 열전도율은 104W/mK로 CCM 재질의 2.8W/mK에 비해 매우 높다. 도 4를 참조하면, 비교예 1의 경우, 히터 파워는 107.1kW로 실시예에 비해 높아서 공정 시간이 길어질수록 석영 도가니(221)의 열화가 빨라짐을 알 수 있다. 그리고 비교예 1의 온도 분포를 살펴보면, 상부 단열부(26)와 단열부재(14) 외측까지 온도 분포가 높은 것을 알 수 있으며, 이는 비교예 1의 히터 파워가 높으며 더불어 흑연의 열전도율이 CCM 재질에 비해 높아서 상부 단열부(26)를 통해 열이 빠르게 빠져나가기 쉽다는 것을 알 수 있다.For reference, the thermal conductivity of graphite is 104W / mK, which is much higher than 2.8W / mK of CCM material. Referring to FIG. 4, in Comparative Example 1, the heater power is 107.1 kW, which is higher than that of the embodiment, and thus, the deterioration of the quartz crucible 221 is faster as the process time increases. In addition, when looking at the temperature distribution of Comparative Example 1, it can be seen that the temperature distribution is high up to the outer side of the upper heat insulating portion 26 and the heat insulating member 14, which has a high heater power of Comparative Example 1 and the thermal conductivity of the graphite to the CCM material It can be seen that the heat is easy to escape quickly through the upper heat insulating portion 26 compared to.

그리고 도 3과 도 4에 도시한 바와 같이, 제2 도가니(222)가 흑연 재질로 형성되므로 석영 도가니(221)의 열화 및 그로 인한 석영 도가니(221)의 외형 변형을 방지하기 위해서는 소정 두께로 형성된다. 이에 반해, 실시예에 따르면 CCM 재질의 도가니(122)는 흑연 재질의 도가니(222)에 비해 얇은 두께로 제작된다. 또한, 흑연 재질의 제2 도가니(222)에서 히터(13)까지의 거리(gap)는 대략 18㎜로 형성되는데 반해, 실시예는 열전전도가 낮은 CCM 재질로 형성되므로 제2 도가니(122)에서 히터(13)까지의 거리(gap) 10㎜로 비교예 1에 비해 짧게 형성된다. 즉, 실시예에 따르면 도가니(12)의 크기 및 도가니(12)에서 히터(13) 사이의 거리를 줄일 수 있으므로 챔버(11) 및 실리콘 단결정 잉곳 제조장치(10)의 크기를 줄일 수 있다.3 and 4, since the second crucible 222 is formed of graphite material, the second crucible 222 is formed to have a predetermined thickness in order to prevent deterioration of the quartz crucible 221 and consequent deformation of the quartz crucible 221. do. On the contrary, according to the embodiment, the crucible 122 of the CCM material is manufactured to have a thin thickness compared to the crucible 222 of the graphite material. In addition, while the distance (gap) from the second crucible 222 of the graphite material to the heater 13 is formed to be approximately 18 mm, the embodiment is formed of a CCM material having a low thermal conductivity, so in the second crucible 122 The gap (gap) to the heater 13 is shorter than that of Comparative Example 1 at 10 mm. That is, according to the embodiment, since the size of the crucible 12 and the distance between the crucible 12 and the heater 13 can be reduced, the size of the chamber 11 and the silicon single crystal ingot manufacturing apparatus 10 can be reduced.

여기서, CCM 재질은 흑연에 비해 비용이 고가이므로 비용적인 면에서도 CCM 도가니(122)의 두께는 비교예 1에 따른 흑연 도가니(222)보다 얇게 제작될 수 있다. 또한, CCM 재질의 열전도도가 낮으므로 히터 파워를 감소시키되 열손실이 너무 커지는 것을 방지하기 위해서도 제2 도가니(122)를 비교적 얇은 두께로 형성할 수 있다. 즉, CCM 도가니(122)의 두께는 석영 도가니(121)의 외형 변형을 방지할 수 있으면서 히터 파워에 의한 석영 도가니(121)의 열화를 방지할 수 있는 두께로 형성된다. 여기서, 제2 도가니(122)는 석영 도가니(121)의 열화를 방지하고 단열을 위해서 히터(13)로부터 10 내지 25㎜ 거리 이내에 설치될 수 있다.Here, since the CCM material is more expensive than graphite, the thickness of the CCM crucible 122 may be made thinner than the graphite crucible 222 according to Comparative Example 1 in terms of cost. In addition, since the thermal conductivity of the CCM material is low, the second crucible 122 may be formed to a relatively thin thickness in order to reduce the heater power and prevent the heat loss from becoming too large. That is, the thickness of the CCM crucible 122 is formed to a thickness that can prevent the appearance of the quartz crucible 121 and prevent deterioration of the quartz crucible 121 due to heater power. Here, the second crucible 122 may be installed within a distance of 10 to 25 mm from the heater 13 to prevent deterioration of the quartz crucible 121 and to insulate.

도 5에 도시한 비교예 2는 석영 도가니(221)와 흑연 재질의 제2 도가니(222)로 이루어진 도가니(22) 및 다른 구성요소들은 상술한 비교예 1과 실질적으로 동일하며, 다만, 제1 단열재(271)의 형상 및 재질이 실시예 및 비교예 1과 상이하다. 여기서, 제1 단열재(271)는 CCM 재질로 형성되며 단열부재(14) 상부를 모두 덮지 않고 일부만 덮는 형상을 가질 수 있다.Comparative Example 2 shown in FIG. 5 is a crucible 22 made of a quartz crucible 221 and a second crucible 222 made of graphite, and the other components thereof are substantially the same as in Comparative Example 1, except that the first The shape and material of the heat insulating material 271 are different from Example and Comparative Example 1. Here, the first heat insulating material 271 may be formed of a CCM material and may have a shape of covering only a part of the first heat insulating material 14 without covering all of the top of the heat insulating member 14.

도 5를 참조하면, 비교예 2의 경우 히터 파워는 99.9kW로 비교예 1에 비해서는 낮지만, 실시예에 비해서는 높다. 또한, 비교예 2의 온도 분포 역시, 실시예에 비해 상부 단열부(27)와 단열부재(14) 외측까지 온도 분포가 높은 것을 알 수 있다. 이는 비교예 2의 경우 히터(13) 상부에 구비된 제2 단열재(272)가 열전도율이 높은 흑연 재질로 형성되므로 제2 단열재(272)를 통해서 열이 빠르게 빠져나가기 쉬우며, 제1 단열재(271)가 단열부재(14)의 상부를 완전히 덮지 않으므로 제1 단열재(271)이 설치되지 않은 부분을 통해서 열이 빠르게 빠져나간다는 것을 알 수 있다.Referring to FIG. 5, the heater power of Comparative Example 2 is 99.9 kW, which is lower than that of Comparative Example 1, but is higher than that of Example. In addition, it can be seen that the temperature distribution of Comparative Example 2 also has a higher temperature distribution to the outer side of the upper heat insulating portion 27 and the heat insulating member 14 compared with the embodiment. In the case of Comparative Example 2, since the second heat insulating material 272 provided on the heater 13 is formed of a graphite material having high thermal conductivity, heat is easily released through the second heat insulating material 272, and the first heat insulating material 271 is used. ) Does not completely cover the upper portion of the heat insulating member 14, it can be seen that the heat quickly escapes through the portion where the first heat insulating material 271 is not installed.

다음으로, 도 6에 도시한 비교예 3은 제1 단열재(281)의 형상은 실시예 및 비교예 1과 동일하며 CCM 재질로 형성되고, 제2 단열재(282)는 흑연 재질로 형성된다.Next, in Comparative Example 3 shown in FIG. 6, the shape of the first heat insulating material 281 is the same as that of Example and Comparative Example 1, and is formed of a CCM material, and the second heat insulating material 282 is formed of graphite material.

도 6을 참조하면, 비교예 3은 히터 파워가 99.49kW이고, 온도 분포는 비교예 2에 비해 상부 단열부(28)의 온도가 낮은 것을 알 수 있다.Referring to FIG. 6, it can be seen that in Comparative Example 3, the heater power is 99.49 kW, and the temperature distribution is lower in temperature of the upper heat insulating part 28 than in Comparative Example 2.

도 7에 도시한 비교예 4는 제1 단열재(291)와 제2 단열재(292) 모두 CCM 재질로 형성하였다.In Comparative Example 4 shown in FIG. 7, both the first heat insulating material 291 and the second heat insulating material 292 were formed of a CCM material.

도 7을 참조하면, 비교예 4는 히터 파워가 94.43kW로 비교예 3보다 낮은 것을 알 수 있으며, 온도 분포 역시 비교예 3에 비해서도 상부 단열부(29)의 온도가 낮은 것을 알 수 있다.Referring to FIG. 7, it can be seen that in Comparative Example 4, the heater power is 94.43 kW, which is lower than that of Comparative Example 3, and the temperature distribution is also lower than that of Comparative Example 3.

상술한 바와 같이, 도 3 내지 도 7을 통해 알 수 있는 바와 같이, 상부 단열부와 제2 도가니를 모두 CCM 재질로 형성하는 경우 가장 히터 파워가 낮으며 온도 분포 역시 히터(13)의 상부와 외측, 즉, 챔버(11) 쪽으로의 열이 가장 느리게 빠져나가는 것을 알 수 있다. 그리고 상부 단열부와 제2 도가니 중 일부의 재질을 CCM 재질로 형성하더라도 흑연 재질로 형성하는 경우에 비해 히터 파워를 낮출 수 있으며 열이 외부로 빠르게 빠져나가는 것을 효과적으로 억제할 수 있음을 알 수 있다.As described above, as can be seen through FIGS. 3 to 7, when both the upper insulation and the second crucible are formed of the CCM material, the heater power is the lowest and the temperature distribution is also the upper and the outside of the heater 13. That is, it can be seen that the heat to the chamber 11 escapes the slowest. And even if some of the material of the upper insulation and the second crucible is formed of the CCM material, it can be seen that the heater power can be lowered compared to the case of the graphite material, and the heat can be effectively suppressed from escaping quickly to the outside.

한편, 실리콘을 용융시키기 위해서는 도가니(12)가 고온으로 가열되는데, 소정 온도 이상의 고온에서 장시간 도가니(12)를 사용하는 경우에는 석영 도가니(121)가 열화되면서 내측 표면에 크리스토발라이트(cristobalite) 결정질이 발생할 수 있다. 크리스토발라이트는 실리콘 융액(101)에 용해되지 않으므로 발생된 크리스토발라이트가 석영 도가니(121) 표면에서 박리되어 실리콘 융액(101)을 따라 유동하면서 실리콘 잉곳에 닿으면 잉곳의 성장을 방해하여 단결정 수율이 저하된다.Meanwhile, in order to melt the silicon, the crucible 12 is heated to a high temperature. When the crucible 12 is used for a long time at a high temperature of a predetermined temperature or more, cristobalite crystalline is generated on the inner surface while the quartz crucible 121 is deteriorated. Can be. Since cristobalite does not dissolve in the silicon melt 101, when the generated cristobalite peels off the surface of the quartz crucible 121 and flows along the silicon melt 101 and touches the silicon ingot, the growth of the ingot may be hindered to decrease the single crystal yield.

도 8에 도시한 바와 같이, 본 실시예에 따르면 제2 도가니(122)와 상부 단열부(16)를 열전도율이 낮은 CCM 재질로 형성함으로써 석영 도가니(121)의 열화를 방지할 수 있으며, 고온으로 인해 석연 도가니(121) 내측면에 크리스토발라이트의 발생 및 박리 현상 발생을 억제할 수 있음을 알 수 있다.As shown in FIG. 8, according to the present embodiment, the second crucible 122 and the upper heat insulating part 16 may be formed of a CCM material having a low thermal conductivity, thereby preventing deterioration of the quartz crucible 121. Due to this, it can be seen that the occurrence of cristobalite and peeling phenomenon can be suppressed on the inner surface of the quartz crucible 121.

이에 반해, 도 9에 도시한 바와 같이, 비교예 1과 같이 제2 도가니(222)와 상부 단열부(26)가 모두 흑연으로 형성된 경우, 흑연의 열전도율이 커서 석영 도가 니(221)가 열화되면서 내표면의 화학적인 변형으로 인해 크리스토발라이트가 발생하고 박리됨을 알 수 있다. 또한, 제2 도가니(222)를 흑연 재질로 형성하는 경우, 석영 도가니(221)의 외형 변형(bending 또는 sagging)이 발생하여 공정에 어려움이 있었다.In contrast, as shown in FIG. 9, when both of the second crucible 222 and the upper heat insulating part 26 are formed of graphite, as in Comparative Example 1, the thermal conductivity of the graphite is large and the quartz crucible 221 deteriorates. It can be seen that cristobalite is generated and exfoliated due to chemical deformation of the inner surface. In addition, when the second crucible 222 is formed of a graphite material, appearance deformation (bending or sagging) of the quartz crucible 221 may occur, thereby causing difficulty in the process.

이상과 같이 본 발명에서는 구체적인 구성 요소 등과 같은 특정 사항들과 한정된 실시예 및 도면에 의해 설명되었으나 이는 본 발명의 보다 전반적인 이해를 돕기 위해서 제공된 것일 뿐, 본 발명은 상술한 실시예들에 한정되는 것은 아니며, 본 발명이 속하는 분야에서 통상적인 지식을 가진 자라면 이러한 기재로부터 다양한 수정 및 변형이 가능하다. 따라서, 본 발명의 사상은 상술한 실시예에 국한되어 정해져서는 아니 되며, 후술하는 특허청구범위뿐 아니라 특허청구범위와 균등하거나 등가적 변형이 있는 모든 것들은 본 발명 사상의 범주에 속한다고 할 것이다.As described above, the present invention has been described by specific embodiments such as specific components and the like, but the embodiments and the drawings are provided only to help a more general understanding of the present invention, and the present invention is limited to the above-described embodiments. In other words, various modifications and variations are possible to those skilled in the art to which the present invention pertains. Therefore, the spirit of the present invention should not be limited to the above-described embodiments, and all the things that are equivalent to or equivalent to the scope of the claims as well as the claims to be described later belong to the scope of the present invention.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 단결정 잉곳 제조장치를 설명하기 위한 단면도;1 is a cross-sectional view for explaining a single crystal ingot manufacturing apparatus according to an embodiment of the present invention;

도 2는 도 1의 단결정 잉곳 제조장치에서 CCM 재질의 특성을 설명하기 위한 모식도;Figure 2 is a schematic diagram for explaining the characteristics of the CCM material in the single crystal ingot manufacturing apparatus of Figure 1;

도 3 내지 도 7은 본 발명의 실시예 및 비교예들에 따른 단결정 잉곳 제조장치의 효과를 설명하기 위한 그래프들로써, 상부 단열부의 각 부분을 일부 또는 전부 CCM을 사용했을 때 각각의 경우에 대한 히터 파워 및 온도 분포를 도시한 그래프들;3 to 7 are graphs for explaining the effect of the single crystal ingot manufacturing apparatus according to the embodiments and comparative examples of the present invention, the heater for each case when each part or all of the CCM using the upper insulation portion Graphs showing power and temperature distributions;

도 8은 실시예에 따른 도가니 내부 표면의 변화를 보여주는 사진들;8 is a photograph showing the change of the crucible inner surface according to the embodiment;

도 9는 비교예에 따른 도가니 내부 표면의 변화를 보여주는 사진들이다.9 are photographs showing changes in the crucible inner surface according to the comparative example.

<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명><Explanation of symbols for the main parts of the drawings>

10: 단결정 잉곳 제조장치 11: 챔버10: single crystal ingot manufacturing apparatus 11: chamber

12, 22: 도가니 13: 히터12, 22: crucible 13: heater

14: 단열부재 15: 열실드(shield)14: heat insulating member 15: heat shield

16, 26: 상부 단열부 101: 실리콘 융액16, 26: upper insulation 101: silicon melt

121, 221: 석영 도가니 122: 제2 도가니121, 221: quartz crucible 122: second crucible

123: 도가니 지지축 161, 162: CCM 단열재123: crucible support shaft 161, 162: CCM insulation

222: 흑연 도가니 261, 262: 흑연 단열재222: graphite crucible 261, 262: graphite insulation

Claims (8)

쵸크랄스키법에 의해 실리콘 단결정 잉곳을 제조하는 실리콘 단결정 잉곳 제조장치에 있어서,In the silicon single crystal ingot production apparatus for producing a silicon single crystal ingot by the Czochralski method, 실리콘 단결정 잉곳이 성장되는 공간을 제공하는 챔버;A chamber providing a space in which a silicon single crystal ingot is grown; 상기 챔버 내부에 구비되어 실리콘 융액이 수용되는 도가니;A crucible provided inside the chamber to accommodate the silicon melt; 상기 도가니 외측에 구비되어 상기 도가니를 보호하는 제2 도가니;A second crucible provided outside the crucible to protect the crucible; 상기 제2 도가니 외측 둘레를 따라 구비된 히터; 및A heater provided along an outer circumference of the second crucible; And 상기 챔버 내부에서 상기 도가니의 측부 및 상부에 구비되어 단열시키는 상부 단열부;An upper heat insulating part provided on the side and top of the crucible to insulate the inside of the chamber; 를 포함하고,Including, 상기 제2 도가니 및 상기 상부 단열부 중 어느 하나 이상이 CCM(carbon-carbon composite material) 재질로 형성되고,At least one of the second crucible and the upper insulation portion is formed of a carbon-carbon composite material (CCM) material, 상기 도가니 또는 상기 상부 단열부는 카본 파이버의 방향이 일 방향으로 배치되되, 상기 카본 파이버의 배치 방향이 열의 흐름에 대해서 교차하도록 형성된 CCM 재질로 형성된 실리콘 단결정 잉곳 제조장치.The crucible or the upper heat insulating part is a silicon single crystal ingot manufacturing apparatus formed of a CCM material is arranged so that the direction of the carbon fiber in one direction, the arrangement direction of the carbon fiber intersect with the flow of heat. 삭제delete 제1항에 있어서,The method of claim 1, 상기 히터는 상기 제2 도가니 외측에서 10 내지 25㎜ 이격되어 구비된 실리콘 단결정 잉곳 제조장치.The heater is a silicon single crystal ingot manufacturing apparatus which is provided 10 to 25mm apart from the outside of the second crucible. 제1항에 있어서,The method of claim 1, 상기 상부 단열부는 상기 제2 도가니와 상기 챔버 사이의 상부에 구비된 제1 단열재와 상기 제2 도가니의 측부 둘레를 따라 구비된 제2 단열재로 이루어진 실리콘 단결정 잉곳 제조장치.The upper heat insulating part is a silicon single crystal ingot manufacturing apparatus consisting of a first heat insulating material provided in the upper portion between the second crucible and the chamber and a second heat insulating material provided along the side circumference of the second crucible. 제4항에 있어서,5. The method of claim 4, 상기 상부 단열부는 상기 제1 단열재 또는 상기 제2 단열재의 일부 또는 전부가 CCM 재질로 형성된 실리콘 단결정 잉곳 제조장치.The upper heat insulating part is a silicon single crystal ingot manufacturing apparatus is formed part or all of the first heat insulating material or the second heat insulating material made of CCM material. 실리콘 단결정 잉곳이 성장되는 공간을 제공하는 챔버;A chamber providing a space in which a silicon single crystal ingot is grown; 상기 챔버 내부에 구비되어 실리콘 융액이 수용되고 석영 재질로 형성된 석영 도가니;A quartz crucible provided inside the chamber to accommodate a silicon melt and formed of quartz material; 상기 석영 도가니 외측에 결합 구비되며 CCM 재질로 형성된 CCM 도가니;A CCM crucible formed on the outside of the quartz crucible and formed of a CCM material; 상기 CCM 도가니 외측 주변에 구비된 히터; 및A heater provided around the outside of the CCM crucible; And 상기 챔버 내부에서 상기 CCM 도가니의 측부 및 상부에 구비되어 상기 히터에서 방출되는 열을 단열시키고 CCM 재질로 형성된 상부 단열부;An upper heat insulating part provided on the side and top of the CCM crucible in the chamber to insulate heat emitted from the heater and formed of a CCM material; 를 포함하고,Including, 상기 도가니 또는 상기 상부 단열부는 카본 파이버가 열의 흐름에 대해서 교차하도록 일 방향으로 배치된 실리콘 단결정 잉곳 제조장치.The crucible or the upper insulating portion is a silicon single crystal ingot manufacturing apparatus disposed in one direction so that the carbon fiber crosses the heat flow. 제6항에 있어서,The method of claim 6, 상기 상부 단열부는 상기 CCM 도가니와 상기 챔버 사이의 상부에 구비된 제1 단열재 및 상기 CCM 도가니의 측부 둘레를 따라 구비된 제2 단열재로 이루어지고,The upper heat insulating part is composed of a first heat insulating material provided in the upper portion between the CCM crucible and the chamber and a second heat insulating material provided along the side circumference of the CCM crucible, 상기 제1 단열재 또는 제2 단열재의 일부 또는 전부가 CCM 재질로 형성된 실리콘 단결정 잉곳 제조장치.Silicon single crystal ingot manufacturing apparatus in which part or all of the first heat insulating material or the second heat insulating material is formed of a CCM material. 제6항에 있어서,The method of claim 6, 상기 히터는 상기 CCM 도가니의 외측에서 10 내지 25㎜ 이격되어 구비된 실리콘 단결정 잉곳 제조장치.The heater is a silicon single crystal ingot manufacturing apparatus which is provided 10 to 25mm apart from the outside of the CCM crucible.
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