KR101138150B1 - Single Crytstal Ingot Diameter Measuring System and Single Crytstal Ingot Grower including the same - Google Patents
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Abstract
실시예는 단결정 잉곳의 직경측정 시스템 및 이를 포함하는 단결정 잉곳 성장장치에 관한 것이다.
실시예에 따른 단결정 잉곳 직경측정 시스템은 단결정 잉곳을 성장시키는 챔버에 구비되어 상기 챔버에서 성장하는 단결정 잉곳의 직경을 측정하는 직경측정 센서;를 포함할 수 있다.Embodiments relate to a diameter measuring system of a single crystal ingot and a single crystal ingot growth apparatus including the same.
Single crystal ingot diameter measuring system according to the embodiment may be provided in the chamber for growing a single crystal ingot diameter measuring sensor for measuring the diameter of the single crystal ingot growing in the chamber.
Description
실시예는 단결정 잉곳의 직경측정 시스템 및 이를 포함하는 단결정 잉곳 성장장치에 관한 것이다. Embodiments relate to a diameter measuring system of a single crystal ingot and a single crystal ingot growth apparatus including the same.
단결정 잉곳을 제조함에 있어서, 결정품질의 중요한 부분은 V/G 에 의해서 결정이 되며, V값은 잉곳 성장(Ingot Growing) 시에 결정품질에 실질적으로 영향을 주게 되는 인상속도(Pulling Speed)(mm/min)를 의미하며, G값은 수직방향의 온도 구배를 의미한다.In the production of single crystal ingot, an important part of the crystal quality is determined by V / G, and the V value is the pulling speed (mm) that substantially affects the crystal quality during ingot growth (mm). / min), and the G value means the temperature gradient in the vertical direction.
이에 따라 품질이 우수한 웨이퍼를 제조하기 위해서는 결정품질 평균 인상속도(Pulling Speed)(mm/min)값의 제어뿐만 아니라, G값을 제어해야 한다. G값을 제어하기 위해서는 잉곳(Ingot)의 성장 길이별 멜트갭(Melt Gap)(mm)을 파악하고 제어해야 한다. 멜트갭은 실리콘 멜트 상부 표면과 열실드 사이의 거리를 의미한다.Accordingly, in order to manufacture a wafer having high quality, not only the control of the crystal quality average pulling speed (mm / min) but also the G value must be controlled. In order to control the G value, it is necessary to identify and control the melt gap (mm) of the growth length of the ingot. Meltgap means the distance between the silicon melt top surface and the heat shield.
이를 위해서 가장 중요한 부분 중의 하나는 잉곳(Ingot)의 직경(Diameter)부분이다. 이는 잉곳의 직경의 변동에 따라 멜트 갭이 변동하며, 이를 통해 G값의 변동이 발생하게 되어 품질 변동이 원인이 된다. 예를 들어, 잉곳 직경이 약 1mm 변동됨에 따라서 멜트갭은 약 2.0mm 정도 변동된다.One of the most important parts for this is the diameter of the ingot. The melt gap fluctuates with the fluctuation of the diameter of the ingot, which causes the fluctuation of the G value, which causes the fluctuation of quality. For example, as the ingot diameter varies by about 1 mm, the melt gap varies by about 2.0 mm.
종래기술에 의한 잉곳 직경측정은 그로잉(Growing) 공정이 끝난 후 잉곳(Ingot)을 단결정 성장장치(Grower)에서 제거(Removal)한 후 잉곳 프로파일러(Ingot Profiler)에 잉곳을 밀어넣고, 지그(Zig)로 잉곳의 직경을 측정한다.Ingot diameter measurement according to the prior art is to remove the ingot from the single crystal growth apparatus (Grower) after the growing (Growing) process, the ingot is pushed into the ingot Profiler (Ingot Profiler), jig ( Zig) to measure the diameter of the ingot.
예를 들어, 잉곳의 바디( Body)부를 잉곳 프로파일러(Ingot Dia Profiler)의 스타트(Start) 지점에 위치시키고, 잉곳 프로파일러를 작동시키며, 잉곳 프로파일러의 지그(Zig)가 약 10mm 간격으로 좌우의 반지름을 측정하고, 좌우의 값을 합쳐 잉곳의 직경을 계산한다.For example, the body of the ingot is placed at the start point of the ingot dia profiler, the ingot profiler is operated, and the ingot profiler's zig is left and right at about 10 mm intervals. Measure the radius of, and add the left and right values to calculate the diameter of the ingot.
그런데, 종래기술에 의한 잉곳의 직경측정 시스템은 생산성, 정확도, 정밀도, 신속성 등에 문제점이 있다.However, the diameter measurement system of the ingot according to the prior art has problems in productivity, accuracy, precision, and speed.
예를 들어, 종래기술은 잉곳의 제거 후에 잉곳을 프로파일러(Profiler)로 이동 후 직경측정을 하며, 다수의 잉곳이 제거된 경우 정체되는 현상이 나타나며, 잉곳의 제거 후 직경측정 완료 시까지 약 6시간 이상 걸림으로 생산성이 저하되는 문제가 있다.For example, in the prior art, the diameter of the ingot is measured after the ingot is moved to a profiler after removal of the ingot, and when a plurality of ingots are removed, the phenomenon of stagnation occurs. There is a problem that the productivity is lowered by taking more time.
또한, 종래기술은 작업자가 수동(Manual)으로 직경을 측정하고, 최대 10mm 의 간격으로 측정하기 때문에 정확도 및 정밀도가 떨어지며, 지그(Zig)를 사용하여 좌우를 측정하기 때문에 약 ±1.0mm 정도의 오차가 생김으로써 정확도 및 정밀도가 낮은 문제가 있다.In addition, in the conventional technology, since the operator measures the diameter manually and measures at intervals of up to 10 mm, the accuracy and precision are inferior, and an error of about ± 1.0 mm because the left and right are measured using a zig. As a result, there is a problem of low accuracy and precision.
또한, 종래기술은 그로잉(Growing) 공정이 끝난 후 프로파일러(Profiler)로 직경을 측정하여 시스템에 반영하기 때문에 후속 성장공정에 있어서 성장조건의 피드백(Feed-back) 이 느린 단점이 있다.In addition, the prior art has a disadvantage in that the feedback of growth conditions is slow in the subsequent growth process because the diameter is measured by a profiler and reflected in the system after the growth process.
실시예는 종래의 잉곳 직경 측정시스템을 개선하여 잉곳 성장공정 중에 잉곳의 직경을 실시간 측정 및 반영하여 사용 가능하게끔 개선하여 생산성을 증대할 수 있는 단결정 잉곳의 직경측정 시스템 및 이를 포함하는 단결정 잉곳 성장장치를 제공하고자 한다.Embodiment is a single crystal ingot diameter measuring system and a single crystal ingot growth apparatus including the same to improve the conventional ingot diameter measuring system to improve the productivity of the ingot growth process in real time by measuring and reflecting the ingot diameter to increase productivity To provide.
또한, 실시예는 결정품질에서 중요한 G값을 제어하기 위해서 잉곳(Ingot)의 직경측정의 정확도를 높여 무결함 제품의 품질 균일성과 무결함 수율을 증대시키고, 이를 실시간 반영하여 공정을 자동화하여 작업자의 편의성을 높일 수 있는 단결정 잉곳의 직경측정 시스템 및 이를 포함하는 단결정 잉곳 성장장치를 제공하고자 한다.In addition, the embodiment increases the accuracy of the diameter measurement of the ingot in order to control the important G value in the crystal quality to increase the quality uniformity and the yield of the defect product, and reflects this in real time to automate the process of the operator It is to provide a single crystal ingot diameter measuring system and a single crystal ingot growth apparatus including the same to increase the convenience.
실시예에 따른 단결정 잉곳 직경측정 시스템은 단결정 잉곳을 성장시키는 챔버에 구비되어 상기 챔버에서 성장하는 단결정 잉곳의 직경을 측정하는 직경측정 센서;를 포함할 수 있다.Single crystal ingot diameter measuring system according to the embodiment may be provided in the chamber for growing a single crystal ingot diameter measuring sensor for measuring the diameter of the single crystal ingot growing in the chamber.
또한, 단결정 잉곳 성장장치는 단결정 잉곳을 성장시키는 챔버; 및 상기 챔버에서 성장하는 단결정 잉곳의 직경을 측정하는 직경측정 센서를 구비하는 단결정 잉곳 직경측정 시스템;를 포함할 수 있다.In addition, the single crystal ingot growth apparatus includes a chamber for growing a single crystal ingot; And a single crystal ingot diameter measuring system having a diameter measuring sensor for measuring a diameter of the single crystal ingot growing in the chamber.
실시예에 따른 단결정 잉곳의 직경측정 시스템 및 이를 포함하는 단결정 잉곳 성장장치에 의하면, 잉곳의 직경측정 시스템의 공정시간 및 직경 측정의 오차를 감소시킴으로써 단결정 잉곳의 생산성을 극대화하고, 무결함 결정 수율을 상승시킬 수 있다.According to the single crystal ingot diameter measuring system and the single crystal ingot growth apparatus including the same according to the embodiment, the productivity of the single crystal ingot can be maximized by reducing the process time and the error of the diameter measurement of the diameter measuring system of the ingot, and the defect yield is determined. Can be raised.
또한, 실시예는 단결정 잉곳 직경 측정공정을 시스템으로 자동화하여 작업의 유의성을 극대화할 수 있다.In addition, the embodiment can maximize the significance of the operation by automating the single crystal ingot diameter measurement process to the system.
또한, 실시예는 단결정 잉곳 직경을 제어함에 따라서 멜트갭(Melt Gap)(mm)을 수준을 파악할 수 있게 되어, 후속 성장공정에 있어서 성장조건을 반영하여 잉곳(Ingot)의 품질을 균일하게 유지할 수 있게 되어 웨이퍼 기판으로 사용하는 디바이스 공정에서는 안정적인 칩(Chip) 수율 확보를 기대할 수 있다.In addition, the embodiment can determine the level of the melt gap (mm) by controlling the diameter of the single crystal ingot, it is possible to maintain the quality of the ingot uniformly reflecting the growth conditions in the subsequent growth process In the device process used as the wafer substrate, it is expected to secure stable chip yield.
또한, 실시예는 직경감지센서에 의해 잉곳 축이 정상인지, 즉 잉곳이 편심되어 성장하는지를 실시간 체크가 가능하다.In addition, in the embodiment, it is possible to check in real time whether the ingot axis is normal, that is, the ingot is eccentrically grown by the diameter sensor.
도 1은 실시예에 따른 단결정 잉곳 성장장치의 개략도.
도 2는 실시예에 따른 단결정 잉곳의 직경측정 시스템의 개략도.
도 3은 제1 실시예에 따른 단결정 잉곳의 직경측정 시스템의 개념도.
도 4는 제1 실시예에 따른 단결정 잉곳의 직경측정 시스템에 의해 측정된 단결정 잉곳의 직경 그래프 예시도.
도 5는 제2 실시예에 따른 단결정 잉곳의 직경측정 시스템의 개념도.
도 6은 제2 실시예에 따른 단결정 잉곳의 직경측정 시스템에 의해 측정된 단결정 잉곳직경의 3차원 그래프 예시도.1 is a schematic diagram of a single crystal ingot growth apparatus according to an embodiment.
2 is a schematic diagram of a diameter measuring system of a single crystal ingot according to an embodiment.
3 is a conceptual diagram of a diameter measuring system of a single crystal ingot according to the first embodiment;
Figure 4 is an exemplary graph of the diameter of the single crystal ingot measured by the diameter measuring system of the single crystal ingot according to the first embodiment.
5 is a conceptual diagram of a diameter measuring system of a single crystal ingot according to the second embodiment.
6 is a three-dimensional graph illustrating a single crystal ingot diameter measured by the diameter measuring system of the single crystal ingot according to the second embodiment.
실시 예의 설명에 있어서, 각 층(막), 영역, 패턴 또는 구조물들이 기판, 각 층(막), 영역, 패드 또는 패턴들의 "상/위(on/over)"에 또는 "아래(under)"에 형성되는 것으로 기재되는 경우에 있어, "상/위(on/over)"와 "아래(under)"는 "직접(directly)" 또는 "다른 층을 개재하여 (indirectly)" 형성되는 것을 모두 포함한다. 또한 각 층의 상/위 또는 아래에 대한 기준은 도면을 기준으로 설명한다.In the description of the embodiments, it is to be understood that each layer (film), area, pattern or structure may be referred to as being "on" or "under" the substrate, each layer Quot; on "and" under "are intended to include both" directly "or" indirectly " do. Also, the criteria for top, bottom, or bottom of each layer will be described with reference to the drawings.
도면에서 각층의 두께나 크기는 설명의 편의 및 명확성을 위하여 과장되거나 생략되거나 또는 개략적으로 도시되었다. 또한 각 구성요소의 크기는 실제크기를 전적으로 반영하는 것은 아니다.In the drawings, the thickness or size of each layer is exaggerated, omitted, or schematically illustrated for convenience and clarity of description. In addition, the size of each component does not necessarily reflect the actual size.
(실시예)(Example)
도 1은 실시예에 따른 단결정 잉곳 성장장치(100)의 개략도이다.1 is a schematic diagram of a single crystal
실시예에 따른 실리콘 단결정 성장장치(100)는 챔버(110), 도가니(미도시), 히터(미도시), 인상수단(140) 등을 포함할 수 있다.The silicon single
예를 들어, 실시예에 따른 단결정 성장장치(100)는 챔버(110)와, 상기 챔버(110)의 내부에 구비되며, 실리콘 융액을 수용하는 도가니(미도시)와, 상기 챔버(110)의 내부에 구비되며, 상기 도가니를 가열하는 히터(미도시) 및 종자결정(미도시)이 일단에 결합된 인상수단(140)을 포함할 수 있다.For example, the single
상기 챔버(110)는 반도체 등의 전자부품 소재로 사용되는 실리콘 웨이퍼(wafer)용 단결정 잉곳(Ingot)을 성장시키기 위한 소정의 공정들이 수행되는 공간을 제공한다.The
상기 챔버(110)의 내벽에는 히터의 열이 상기 챔버(110)의 측벽부로 방출되지 못하도록 복사 단열체(미도시)가 설치될 수 있다.Radiation insulators (not shown) may be installed on the inner wall of the
실시예는 실리콘 단결정 성장 시의 산소 농도를 제어하기 위하여 석영 도가니의 회전 내부의 압력 조건 등 다양한 인자들을 조절할 수 있다. The embodiment can adjust various factors such as the pressure conditions inside the rotation of the quartz crucible to control the oxygen concentration during silicon single crystal growth.
상기 도가니(미도시)는 실리콘 융액(SM)을 담을 수 있도록 상기 챔버(110)의 내부에 구비되며, 석영 재질로 이루어질 수 있다. 상기 도가니의 외부에는 도가니를 지지할 수 있도록 흑연으로 이루어지는 도가니 지지대가 구비될 수 있다. 상기 도가니 지지대는 회전축(미도시) 상에 고정 설치되고, 이 회전축은 구동수단(미도시)에 의해 회전되어 도가니를 회전 및 승강 운동시키면서 고-액 계면이 동일한 높이를 유지하도록 할 수 있다.The crucible (not shown) is provided inside the
상기 히터(미도시)는 도가니를 가열하도록 챔버(110)의 내부에 구비될 수 있다. 예를 들어, 상기 히터는 도가니 지지대를 에워싸는 원통형으로 이루어질 수 있다.The heater (not shown) may be provided inside the
실시예는 실리콘 단결정 잉곳(Ingot) 성장을 위한 제조방법으로 단결정인 종자결정(seed crystal)을 실리콘 융액(SM)에 담근 후 천천히 끌어올리면서 결정을 성장시키는 쵸크랄스키(Czochralsk:CZ)법을 채용할 수 있다.Example is a manufacturing method for the growth of silicon single crystal ingot (Czochralsk: CZ) method of growing the crystal while immersing the seed crystal (seed crystal), which is a single crystal in a silicon melt (SM), and slowly pulling it up. It can be adopted.
이 방법에 따르면, 먼저, 종자결정으로부터 가늘고 긴 결정을 성장시키는 네킹(necking)공정을 거친후, 결정을 직경방향으로 성장시켜 목표직경으로 만드는 숄더링(shouldering)공정을 거치며, 이후에는 일정한 직경을 갖는 결정으로 성장시키는 바디그로잉(body growing)공정을 거치며, 일정한 길이만큼 바디그로잉이 진행된 후에는 결정의 직경을 서서히 감소시켜 결국 용융 실리콘과 분리하는 테일링(tailing)공정을 거쳐 단결정 성장이 마무리된다.According to this method, first, a necking process of growing thin and long crystals from seed crystals is carried out, followed by a shouldering process in which the crystals are grown in a radial direction to a target diameter, and then a constant diameter is obtained. After the body growing process to grow into a crystal having a certain length, after the body growing by a certain length, the single crystal growth is finished through a tailing process that gradually decreases the diameter of the crystal and finally separates it from the molten silicon. do.
이하, 도 2 내지 도 6을 참조하여, 실시예에 따른 단결정 잉곳의 직경측정 시스템 및 이를 포함하는 단결정 성장장치를 상세히 설명한다.Hereinafter, a single crystal ingot diameter measuring system and a single crystal growth apparatus including the same will be described in detail with reference to FIGS. 2 to 6.
도 2는 실시예에 따른 단결정 잉곳의 직경측정 시스템의 개략도이며, 도 3은 제1 실시예에 따른 단결정 잉곳의 직경측정 시스템의 개념도이고, 도 4는 제1 실시예에 따른 단결정 잉곳의 직경측정 시스템에 의해 측정된 단결정 잉곳의 직경 그래프 예시도다.2 is a schematic diagram of a diameter measuring system of a single crystal ingot according to an embodiment, FIG. 3 is a conceptual diagram of a diameter measuring system of a single crystal ingot according to a first embodiment, and FIG. 4 is a diameter measurement of a single crystal ingot according to a first embodiment Exemplary graph of diameter of single crystal ingot measured by the system.
실시예는 종래의 잉곳 직경 측정시스템을 개선하여 잉곳 성장공정 중에 잉곳의 직경을 실시간 측정 및 반영하여 사용 가능하게끔 개선하여 생산성을 증대하고, 결정품질에서 중요한 G값을 제어하기 위해서 잉곳(Ingot)의 직경측정의 정확도를 높여 무결함 제품의 품질 균일성과 무결함 수율을 증대시키고, 이를 실시간 반영하여 공정을 자동화하여 작업자의 편의성을 높일 수 있는 단결정 잉곳의 직경측정 시스템 및 이를 포함하는 단결정 잉곳 성장장치를 제공하고자 한다.The embodiment improves the conventional ingot diameter measuring system so that the diameter of the ingot can be used by measuring and reflecting the diameter of the ingot in real time during the ingot growth process to increase productivity and to control the G value important in crystal quality. The single crystal ingot diameter measuring system and the single crystal ingot growth apparatus including the same can be used to increase the accuracy of diameter measurement, increase the quality uniformity and the yield of defects, and reflect the real time to automate the process to increase the convenience of the operator. To provide.
상기 과제를 해결하기 위해, 실시예에 따른 단결정 잉곳 성장장치(100)는, 단결정 잉곳을 성장시키는 챔버(110) 및 상기 챔버(110)에 구비되며, 상기 챔버(110)에서 성장하는 단결정 잉곳(Ingot)의 직경을 측정하는 직경측정 센서(130)를 구비하는 단결정 잉곳 직경측정 시스템을 포함할 수 있다.In order to solve the above problems, the single crystal
실시예에 따른 단결정 잉곳 직경측정 시스템 및 이를 포함하는 단결정 성장장치는 기존에는 단결정 성장(Growing) 공정 후에 별도의 공정으로 직경을 측정하는 것을 단결정 성장(Growing) 공정 중에 측정을 할 수 있게 장비에 단결정 직경측정 센서(Sensor)를 설치하여 실시간으로 직경을 측정하고 이를 시스템에 반영하여 작업자가 용이하게끔 모니터링 시스템을 갖출수 있다.The single crystal ingot diameter measuring system according to the embodiment and the single crystal growth apparatus including the same are conventionally used to measure the diameter in a single process after the single crystal growing (Growing) process in the single crystal growing (Growing) process so that the single crystal in the equipment By installing a diameter sensor (Sensor) to measure the diameter in real time and reflecting it in the system can be equipped with a monitoring system to facilitate the operator.
상기 챔버(110)는, 상기 잉곳(Ingot)이 성장하는 성장챔버(111)와 상기 잉곳이 인상되어 냉각되는 냉각챔버(112)를 포함하며, 예를 들어, 도 1 및 2와 같이 상기 직경측정 센서(130)는, 상기 냉각챔버(112)에 설치될 수 있으나 이에 한정되는 것은 아니다.The
실시예에서 상기 직경측정 센서(130)는 상기 챔버(110)의 내측면에 구비될 수 있으나 이에 한정되는 것은 아니다. 예를 들어, 상기 직경측정 센서(130)는 상기 냉각챔버(112)의 내측면에 구비되거나, 또는 외측면에 구비될 수도 있다.In an embodiment, the
실시예에 의하면, 상기 직경측정 센서(130)의 파장을 이용하여 잉곳의 좌우 거리를 측정하여 잉곳의 직경을 측정할 수 있으나 이에 한정되는 것은 아니다. 이후, 상기 측정된 잉곳의 직경 값을 단결정 성장장치의 제어장치에 반영하여 도 4와 같이 잉곳 직경(Ingot Diameter)를 실시간 분석 및 모니터링(Monitoring) 할 수 있게 시스템화(System)화 할 수 있다.According to an embodiment, the diameter of the ingot may be measured by measuring the left and right distances of the ingot using the wavelength of the
예를 들어, 상기 직경측정 센서(130)의 초음파 센서 또는 적외선 센서를 채용할 수 있으나 이에 한정되는 것은 아니다. 예를 들어, 초음파 센서는 발사된 초음파 펄스가 잉곳의 표면에서 반사되어 다시 초음파 센서로 되돌아올 때까지의 시간을 측정하여 잉곳의 직경 정보를 얻을 수 있다. 예를 들어, 초음파를 송신 후 되돌아 올 때까지의 지연시간을 측정하고 공기 중에서 초음파의 온도에 따른 음속을 보상하여 거리를 산출하는 방법을 사용할 수 있다.For example, an ultrasonic sensor or an infrared sensor of the
예를 들어, 초음파 센서에서 잉곳까지의 거리(H)는, H(m)=(t/2)×u로 표시할 수 있고, t는 소요시간(sec)이고, u는 공기 중에서의 기체음속을 나타낸다.For example, the distance H from the ultrasonic sensor to the ingot can be expressed as H (m) = (t / 2) × u, t is the required time (sec), and u is the velocity of gas in the air. Indicates.
또한, 상기 직경측정 센서(130)가 적외선 센서인 경우, 적외선을 이용하는 센서로서, 발광부에서 발생된 적외선이 잉곳에 부딪혀 반사되고 수광부에서는 이 반사된 빛의 세기를 측정해 잉곳까지의 거리를 알 수 있다.In addition, when the
실시예에서 상기 직경측정 센서(130)는 도 3과 같이 하나 이상으로 구비될 수 있다. 예를 들어, 상기 직경측정 센서(130)는 한개일 수 있으며, 이에 한정되는 것은 아니며, 직경의 측정 오차를 감소하고, 측정 정확성을 높이기 위해 2개 이상으로 설치될 수 있다. 예를 들어, 도 3은 4개의 측정측정센서(130a 130b, 130c, 130d)가 상호간에 90°의 각을 두고 배치되어 있으나 이에 한정되는 것은 아니다. In one embodiment, the
실시예에서 상기 직경측정 센서(130)는 상기 잉곳의 회전에 대응하여 회전을 할 수 있다. 예를 들어, 상기 단결정 잉곳의 회전과 일치하도록 상기 직경측정 센서(130)가 회전함으로써 상기 단결정 잉곳의 같은 영역에 대한 직경을 정밀하게 측정할 수 있다.In an embodiment, the
실시예에 따른 단결정 잉곳 직경측정 시스템 및 이를 포함하는 단결정 성장장치에서 직경 측정 순서는 하기와 같다.In the single crystal ingot diameter measuring system according to the embodiment and the single crystal growth apparatus including the same, the diameter measurement sequence is as follows.
단결정 성장장치에서 단결정 잉곳의 성장(Growing) 공정이 시작되면, 냉각챔버(112)에 위치한 직경측정 센서(130)가 작동하기 시작한다.When the growing process of the single crystal ingot is started in the single crystal growth apparatus, the
상기 단결정 잉곳이 직경측정 센서(130)에 위치하게 되면, 자동적으로 직경 프로파일(profile)을 스캔(Scan)하기 시작한다.When the single crystal ingot is placed in the
이러한 직영 프로파일을 시드 케이블(Seed Cable)의 위치(Position)에 따라서 바디(Body)길이로 환산한다.This direct profile is converted into body length according to the position of the seed cable.
환산된 값을 장비 시스템에 반영하여 화면 콘솔에 그래프(Graph)화 한다.The converted value is reflected in the equipment system and graphed on the screen console.
실시예에 따른 단결정 잉곳의 직경측정 시스템 및 이를 포함하는 단결정 잉곳 성장장치에 의하면, 잉곳의 직경측정 시스템의 공정시간 및 직경 측정의 오차를 감소시킴으로써 단결정 잉곳의 생산성을 극대화하고, 무결함 결정 수율을 상승시킬 수 있다.According to the single crystal ingot diameter measuring system and the single crystal ingot growth apparatus including the same according to the embodiment, the productivity of the single crystal ingot can be maximized by reducing the process time and the error of the diameter measurement of the diameter measuring system of the ingot, and the defect yield is determined. Can be raised.
또한, 실시예는 단결정 잉곳 직경 측정공정을 시스템으로 자동화하여 작업의 유의성을 극대화할 수 있다.In addition, the embodiment can maximize the significance of the operation by automating the single crystal ingot diameter measurement process to the system.
또한, 실시예는 단결정 잉곳 직경을 제어함에 따라서 멜트갭(Melt Gap)(mm)을 수준을 파악할 수 있게 되어, 후속성장공정에 있어서 성장조건을 반영하여 잉곳(Ingot)의 품질을 균일하게 유지할 수 있게 되어 웨이퍼 기판으로 사용하는 디바이스 공정에서는 안정적인 칩(Chip) 수율 확보를 기대할 수 있다.In addition, the embodiment can determine the level of the melt gap (mm) by controlling the diameter of the single crystal ingot, it is possible to maintain the quality of the ingot uniformly reflecting the growth conditions in the subsequent growth process In the device process used as the wafer substrate, it is expected to secure stable chip yield.
도 5는 제2 실시예에 따른 단결정 잉곳의 직경측정 시스템의 개념도이며, 도 6은 제2 실시예에 따른 단결정 잉곳의 직경측정 시스템에 의해 측정된 단결정 잉곳직경의 3차원 그래프 예시도이다.5 is a conceptual diagram of a diameter measuring system of a single crystal ingot according to a second embodiment, and FIG. 6 is a three-dimensional graph illustrating a single crystal ingot diameter measured by a diameter measuring system of a single crystal ingot according to a second embodiment.
제2 실시예는 도 5와 같이 직경측정 센서(130)를 틸팅하여, 도 6과 같이 3차원으로 잉곳(Ingot) 형태를 측정하게 할 수 있다. 상기 직경측정 센서(130)의 틸팅각은 0°이상에서 180°이하일 수 있으나 이에 한정되는 것은 아니다.In the second embodiment, as shown in FIG. 5, the
제2 실시예에 의하면 직경감지센서에 의해 잉곳 축이 정상인지, 즉 잉곳이 편심되어 성장하는지를 실시간 체크가 가능하다.According to the second embodiment, it is possible to check in real time whether the ingot axis is normal, that is, the ingot is eccentrically grown by the diameter detecting sensor.
실시예에서 상기 직경측정 센서(130)는 상기 성장챔버(111)에 설치됨으로써 융액 근처의 잉곳 직경의 실시간 측정이 가능할 수 있다. 이 경우, 실시예는 상기 직경측정 센서를 보호하는 과열 보호장치(미도시)를 더 포함할 수 있다. In an embodiment, the
(mm)Measuring interval
(mm)
(mm)Measurement error
(mm)
(hr)Process time
(hr)
Scan 방법Growing process
Scan method
표 1은 비교예와 실시예에 따라 잉곳 직경을 측정한 결과이다. 상기 표 1에서 측정간격은 최소 간격으로 해서 측정할 수 있는 범위이며, 실시예의 경우 1mm 간격으로도 정밀측정이 가능한 장점이 있으며, 측정오차는 장비에서 보증할 수 있는 오차로서 실시예는 약 0.1mm 정도의 오차범위를 보증할 수 있는 장점이 있다. 또한, 표 1에서 품질 불량률은 (DSOD~LDP Accept length)/(Prime Ingot 길이)를 기준으로 불량률을 계산한 것으로 실시예의 경우 비교예에 비해 불량률이 현저히 개선되었다. Table 1 shows the results of measuring the ingot diameters according to Comparative Examples and Examples. In Table 1, the measurement interval is a range that can be measured as a minimum interval, in the case of the embodiment has the advantage that can be precisely measured at intervals of 1mm, the measurement error is an error that can be guaranteed by the equipment, the embodiment is about 0.1mm There is an advantage that can guarantee the error range of the degree. In addition, in Table 1, the defective rate was calculated based on (DSOD ~ LDP Accept length) / (Prime Ingot length). In the case of the example, the defective rate was remarkably improved compared to the comparative example.
또한, 실시예는 단결정 잉곳 성장 공정중에 잉곳의 직경을 실시간으로 측정함으로써 비교예에 비해 별도의 직경 측정 공정시간이 소요되지 않는 장점이 있다.In addition, the embodiment has the advantage that a separate diameter measurement process time is not required compared to the comparative example by measuring the diameter of the ingot in a single crystal ingot growth process in real time.
실시예에 따른 단결정 잉곳의 직경측정 시스템 및 이를 포함하는 단결정 잉곳 성장장치에 의하면, 잉곳의 직경측정 시스템의 공정시간 및 직경 측정의 오차를 감소시킴으로써 단결정 잉곳의 생산성을 극대화하고, 무결함 결정 수율을 상승시킬 수 있다.According to the single crystal ingot diameter measuring system and the single crystal ingot growth apparatus including the same according to the embodiment, the productivity of the single crystal ingot can be maximized by reducing the process time and the error of the diameter measurement of the diameter measuring system of the ingot, and the defect yield is determined. Can be raised.
또한, 실시예는 단결정 잉곳 직경 측정공정을 시스템으로 자동화하여 작업의 유의성을 극대화할 수 있다.In addition, the embodiment can maximize the significance of the operation by automating the single crystal ingot diameter measurement process to the system.
또한, 실시예는 단결정 잉곳 직경을 제어함에 따라서 멜트갭(Melt Gap)(mm)을 수준을 파악할 수 있게 되어, 후속성장공정에 있어서 성장조건을 반영하여 잉곳(Ingot)의 품질을 균일하게 유지할 수 있게 되어 웨이퍼 기판으로 사용하는 디바이스 공정에서는 안정적인 칩(Chip) 수율 확보를 기대할 수 있다.In addition, the embodiment can determine the level of the melt gap (mm) by controlling the diameter of the single crystal ingot, it is possible to maintain the quality of the ingot uniformly reflecting the growth conditions in the subsequent growth process In the device process used as the wafer substrate, it is expected to secure stable chip yield.
또한, 실시예는 직경감지센서에 의해 잉곳 축이 정상인지, 즉 잉곳이 편심되어 성장하는지를 실시간 체크가 가능하다.In addition, in the embodiment, it is possible to check in real time whether the ingot axis is normal, that is, the ingot is eccentrically grown by the diameter sensor.
이상에서 실시예들에 설명된 특징, 구조, 효과 등은 적어도 하나의 실시예에 포함되며, 반드시 하나의 실시예에만 한정되는 것은 아니다. 나아가, 각 실시예에서 예시된 특징, 구조, 효과 등은 실시예들이 속하는 분야의 통상의 지식을 가지는 자에 의해 다른 실시예들에 대해서도 조합 또는 변형되어 실시 가능하다. 따라서 이러한 조합과 변형에 관계된 내용들은 실시예의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.The features, structures, effects and the like described in the embodiments are included in at least one embodiment and are not necessarily limited to only one embodiment. Furthermore, the features, structures, effects, and the like illustrated in the embodiments may be combined or modified with respect to other embodiments by those skilled in the art to which the embodiments belong. Accordingly, the contents of such combinations and modifications should be construed as being included in the scope of the embodiments.
이상에서 실시예를 중심으로 설명하였으나 이는 단지 예시일 뿐 실시예를 한정하는 것이 아니며, 실시예가 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 설정하는 실시예의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.While the present invention has been particularly shown and described with reference to exemplary embodiments thereof, it will be understood by those skilled in the art that various changes in form and details may be made therein without departing from the spirit and scope of the invention. It can be seen that the modification and application of branches are possible. For example, each component specifically shown in the embodiment can be modified. It is to be understood that the present invention may be embodied in many other specific forms without departing from the spirit or essential characteristics thereof.
Claims (11)
상기 직경측정 센서는,
상기 챔버의 내측면에 구비되는 단결정 잉곳 직경측정 시스템.The method according to claim 1,
The diameter measuring sensor,
Single crystal ingot diameter measurement system provided on the inner side of the chamber.
상기 직경측정 센서는,
하나 이상으로 구비되는 단결정 잉곳 직경측정 시스템.The method according to claim 1,
The diameter measuring sensor,
One or more single crystal ingot diameter measuring system.
상기 직경측정 센서는,
상기 잉곳의 회전에 대응하여 회전을 하는 단결정 잉곳 직경측정 시스템.The method according to claim 1,
The diameter measuring sensor,
Single crystal ingot diameter measuring system for rotating in response to the rotation of the ingot.
상기 챔버는, 상기 잉곳이 성장하는 성장챔버와 상기 잉곳이 인상되어 냉각되는 냉각챔버를 포함하며,
상기 직경측정 센서는, 상기 냉각챔버에 설치되는 단결정 잉곳 직경측정 시스템.The method according to claim 1,
The chamber includes a growth chamber in which the ingot grows and a cooling chamber in which the ingot is raised and cooled,
The diameter measuring sensor is a single crystal ingot diameter measuring system provided in the cooling chamber.
상기 챔버는, 상기 잉곳이 성장하는 성장챔버와 상기 잉곳이 인상되어 냉각되는 냉각챔버를 포함하며,
상기 직경측정 센서는, 상기 성장챔버에 설치되는 단결정 잉곳 직경측정 시스템.The method according to claim 1,
The chamber includes a growth chamber in which the ingot grows and a cooling chamber in which the ingot is raised and cooled,
The diameter measuring sensor is a single crystal ingot diameter measuring system provided in the growth chamber.
상기 직경측정 센서를 보호하는 과열 보호장치를 더 포함하는 단결정 잉곳 직경측정 시스템.The method of claim 7, wherein
Single crystal ingot diameter measuring system further comprises an overheat protection device for protecting the diameter measuring sensor.
상기 직경측정센서는
초음파 센서 또는 적외선 센서를 포함하는 단결정 잉곳 직경측정 시스템. The method according to claim 1,
The diameter measuring sensor
Single crystal ingot diameter measurement system comprising an ultrasonic sensor or an infrared sensor.
상기 챔버에서 성장하는 단결정 잉곳의 직경을 측정하는 직경측정 센서를 구비하는 단결정 잉곳 직경측정 시스템;을 포함하며, 상기 직경측정 센서는 소정의 각으로 틸팅하는 단결정 잉곳 성장장치.A chamber for growing a single crystal ingot; And
And a single crystal ingot diameter measuring system having a diameter measuring sensor for measuring a diameter of the single crystal ingot growing in the chamber, wherein the diameter measuring sensor tilts at a predetermined angle.
상기 단결정 잉곳 직경측정 시스템은,
상기 제2 항 내지 제 9항 중 어느 하나의 단결정 잉곳 직경측정 시스템인을 포함하는 단결정 잉곳 성장장치.The method of claim 10,
The single crystal ingot diameter measuring system,
A single crystal ingot growth apparatus comprising the single crystal ingot diameter measuring system according to any one of claims 2 to 9.
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