KR101153979B1 - 잉곳 성장기 - Google Patents

잉곳 성장기 Download PDF

Info

Publication number
KR101153979B1
KR101153979B1 KR1020110092169A KR20110092169A KR101153979B1 KR 101153979 B1 KR101153979 B1 KR 101153979B1 KR 1020110092169 A KR1020110092169 A KR 1020110092169A KR 20110092169 A KR20110092169 A KR 20110092169A KR 101153979 B1 KR101153979 B1 KR 101153979B1
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
ingot
seed
guide roller
load cell
weight
Prior art date
Application number
KR1020110092169A
Other languages
English (en)
Inventor
배민욱
이수진
Original Assignee
주식회사 대진기계
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 주식회사 대진기계 filed Critical 주식회사 대진기계
Priority to KR1020110092169A priority Critical patent/KR101153979B1/ko
Application granted granted Critical
Publication of KR101153979B1 publication Critical patent/KR101153979B1/ko

Links

Images

Classifications

    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C30CRYSTAL GROWTH
    • C30BSINGLE-CRYSTAL GROWTH; UNIDIRECTIONAL SOLIDIFICATION OF EUTECTIC MATERIAL OR UNIDIRECTIONAL DEMIXING OF EUTECTOID MATERIAL; REFINING BY ZONE-MELTING OF MATERIAL; PRODUCTION OF A HOMOGENEOUS POLYCRYSTALLINE MATERIAL WITH DEFINED STRUCTURE; SINGLE CRYSTALS OR HOMOGENEOUS POLYCRYSTALLINE MATERIAL WITH DEFINED STRUCTURE; AFTER-TREATMENT OF SINGLE CRYSTALS OR A HOMOGENEOUS POLYCRYSTALLINE MATERIAL WITH DEFINED STRUCTURE; APPARATUS THEREFOR
    • C30B15/00Single-crystal growth by pulling from a melt, e.g. Czochralski method
    • C30B15/20Controlling or regulating
    • C30B15/22Stabilisation or shape controlling of the molten zone near the pulled crystal; Controlling the section of the crystal
    • C30B15/28Stabilisation or shape controlling of the molten zone near the pulled crystal; Controlling the section of the crystal using weight changes of the crystal or the melt, e.g. flotation methods
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C30CRYSTAL GROWTH
    • C30BSINGLE-CRYSTAL GROWTH; UNIDIRECTIONAL SOLIDIFICATION OF EUTECTIC MATERIAL OR UNIDIRECTIONAL DEMIXING OF EUTECTOID MATERIAL; REFINING BY ZONE-MELTING OF MATERIAL; PRODUCTION OF A HOMOGENEOUS POLYCRYSTALLINE MATERIAL WITH DEFINED STRUCTURE; SINGLE CRYSTALS OR HOMOGENEOUS POLYCRYSTALLINE MATERIAL WITH DEFINED STRUCTURE; AFTER-TREATMENT OF SINGLE CRYSTALS OR A HOMOGENEOUS POLYCRYSTALLINE MATERIAL WITH DEFINED STRUCTURE; APPARATUS THEREFOR
    • C30B15/00Single-crystal growth by pulling from a melt, e.g. Czochralski method
    • C30B15/30Mechanisms for rotating or moving either the melt or the crystal
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C30CRYSTAL GROWTH
    • C30BSINGLE-CRYSTAL GROWTH; UNIDIRECTIONAL SOLIDIFICATION OF EUTECTIC MATERIAL OR UNIDIRECTIONAL DEMIXING OF EUTECTOID MATERIAL; REFINING BY ZONE-MELTING OF MATERIAL; PRODUCTION OF A HOMOGENEOUS POLYCRYSTALLINE MATERIAL WITH DEFINED STRUCTURE; SINGLE CRYSTALS OR HOMOGENEOUS POLYCRYSTALLINE MATERIAL WITH DEFINED STRUCTURE; AFTER-TREATMENT OF SINGLE CRYSTALS OR A HOMOGENEOUS POLYCRYSTALLINE MATERIAL WITH DEFINED STRUCTURE; APPARATUS THEREFOR
    • C30B29/00Single crystals or homogeneous polycrystalline material with defined structure characterised by the material or by their shape
    • C30B29/02Elements
    • C30B29/06Silicon

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Crystallography & Structural Chemistry (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Metallurgy (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Crystals, And After-Treatments Of Crystals (AREA)
  • Silicon Compounds (AREA)

Abstract

본 발명은 잉곳 성장기에 관한 것으로, 본 발명에 따른 잉곳 성장기(100, 200)는 내부에 도가니(111)가 구비된 챔버(110), 챔버(110)의 상측에 구비된 시드 메커니즘(120; Seed Mechanism), 시드 메커니즘(120)의 내부에 구비되어 시드 와이어(140)의 말단에 연결된 잉곳(150)의 무게를 측정하는 로드셀(130; Load Cell) 및 챔버(110)의 일측에 구비되어 로드셀(130)에서 측정한 잉곳(150)의 무게 증가량에 대응하여 도가니(111)에 폴리 실리콘(167)을 공급하는 공급수단(160)을 포함하는 구성이며, 로드셀(130)로 성장중인 잉곳(150)을 무게를 측정하면서 공급수단(160)으로 폴리 실리콘(167)을 추가로 공급함으로써, 고가의 폴리 실리콘(167)을 효율적으로 활용하면서도 양질의 잉곳(150)을 성장시킬 수 있는 장점이 있다.

Description

잉곳 성장기{Ingot Grower}
본 발명은 잉곳 성장기에 관한 것이다.
일반적으로, 잉곳(Ingot)은 초크랄스키(Czochralski) 결정 성장법(CZ 법)을 채용한 잉곳 성장기(Ingot Grower)를 이용하여 제작한다. 이러한 잉곳 성장기는 밀폐된 석영 도가니 내에 폴리 실리콘(Poly Si)을 충전하고, 고진공하에서 고온(예를 들어, 1450℃ 이상)으로 가열 용융시킨 후, 용융된 폴리 실리콘에 단결정 실리콘(Single Si)의 시드(Seed)를 접촉시켜 봉상의 잉곳을 성장시킨다.
구체적으로, 잉곳 성장기는 스택킹(Stacking)→멜팅(Melting)→딥핑(Dipping)→넥킹(Necking)→숄더링(Shouldering)→바디 그로스(Body Growth)→테일링(Tailing)→쿨 다운(Cool Down) 등의 공정을 거쳐 잉곳을 제작한다. 여기서, 스택킹은 폴리 실리콘과 도펀트(Dopant)를 석영 도가니에 충전하는 공정이고, 멜팅은 고온으로 가열하여 폴리 실리콘을 용융시키는 공정으로, 이때 용융된 폴리 실리콘을 멜트(Melt)라고 한다. 이후, 딥핑을 통해서 멜트에 시드를 접촉시키고, 넥킹을 통해서 결함이 발생하지 않도록 직경을 최대한 줄이면서 잉곳을 인상시킨다. 다음, 솔더링을 통해서 잉곳의 직경을 성장시킨 후, 바디 그로스를 통해서 잉곳의 길이를 성장시킨다. 이후, 테일링을 통해서 잉곳의 직경을 감소시키고, 최종적으로, 쿨 다운을 통해서 잉곳을 냉각시켜 제작을 완료한다.
상술한 공정을 통해서, 잉곳 성장기는 잉곳을 제작하는데, 종래기술에 따른 잉곳 성장기는 최초 스택킹시 충전한 폴리 실리콘만으로 잉곳을 성장시키기 때문에, 잉곳을 성장시 멜트(용융된 폴리 실리콘)가 모자라거나 남는 문제점이 발생할 수 있다. 이와 같이, 멜트가 모자라는 경우 양질의 잉곳을 성장시킬 수 없고, 반대로, 멜트가 남는 경우 고가의 폴리 실리콘이 낭비되는 문제점이 존재한다.
본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로서, 본 발명의 목적은 로드셀을 채용하여 성장중인 잉곳의 무게를 측정하면서 폴리 실리콘을 추가로 공급함으로써, 폴리 실리콘을 효율적으로 활용하면서도 양질의 잉곳을 성장시킬 수 있는 잉곳 성장기를 제공하기 위한 것이다.
본 발명의 바람직한 실시예에 따른 잉곳 성장기는 내부에 도가니가 구비된 챔버, 상기 챔버의 상측에 구비된 시드 메커니즘(Seed Mechanism), 상기 시드 메커니즘의 내부에 구비되어, 시드 와이어의 말단에 연결된 잉곳의 무게를 측정하는 로드셀(Load Cell) 및 상기 챔버의 일측에 구비되어, 상기 로드셀에서 측정한 상기 잉곳의 무게 증가량에 대응하여 상기 도가니에 폴리 실리콘을 공급하는 공급수단을 포함하여 구성된다.
여기서, 상기 시드 메커니즘은, 하우징, 상기 하우징 내부에 구비되고, 상기 시드 와이어를 권취하는 드럼, 상기 하우징 내부에 구비되고, 상기 드럼과 상기 잉곳 사이의 상기 시드 와이어를 지지하는 제1 가이드롤러 및 상기 하우징 내부에 구비되고, 상기 드럼과 상기 제1 가이드롤러 사이의 상기 시드 와이어를 지지하는 제2 가이드롤러를 포함하고, 상기 로드셀은 상기 제2 가이드롤러의 변위량을 감지하여 상기 잉곳의 무게를 측정하는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 시드 메커니즘은, 상기 하우징 내부에 구비되고, 상기 드럼과 상기 제2 가이드롤러 사이의 상기 시드 와이어를 지지하는 제3 가이드롤러를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 시드 메커니즘은, 하우징, 상기 하우징 내부에 구비되고, 상기 시드 와이어를 권취하는 드럼, 일단이 상기 하우징 내측에 힌지 결합된 지지부 및 지지부에 결합되어 상기 드럼과 상기 잉곳 사이의 시드 와이어를 지지하는 가이드롤러를 포함하고, 상기 로드셀은 상기 지지부의 타단에 구비되어 상기 지지부의 변위량을 감지하여 상기 잉곳의 무게를 측정하는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 시드 메커니즘의 일측에 구비된 피드스루(Feed Through), 상기 피드스루를 통해서 상기 로드셀로부터 외측으로 연장된 신호선 및 상기 시드 메커니즘의 외부에 구비되고, 상기 신호선에 연결되어 상기 로드셀의 신호를 전달받는 인디게이터(Indicator)를 포함하는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 공급수단은 상기 도가니 내부의 멜트(Melt) 무게가 일정하게 유지되도록 상기 폴리 실리콘을 공급하는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 특징 및 이점들은 첨부도면에 의거한 다음의 상세한 설명으로부터 더욱 명백해질 것이다.
이에 앞서 본 명세서 및 청구범위에 사용된 용어나 단어는 통상적이고 사전적인 의미로 해석되어서는 아니되며, 발명자가 그 자신의 발명을 가장 최선의 방법 으로 설명하기 위해 용어의 개념을 적절하게 정의할 수 있다는 원칙에 입각하여 본 발명의 기술적 사상에 부합되는 의미와 개념으로 해석되어야만 한다.
본 발명에 따르면, 로드셀로 성장중인 잉곳을 무게를 측정하면서 공급수단으로 폴리 실리콘을 추가로 공급함으로써, 고가의 폴리 실리콘을 효율적으로 활용하면서도 양질의 잉곳을 성장시킬 수 있는 장점이 있다.
도 1은 본 발명의 바람직한 제1 실시예에 따른 잉곳 성장기의 단면도;
도 2a 내지 도 2b는 도 1에 도시된 잉곳 성장기 중 시드 메커니즘을 확대한 단면도;
도 3a 내지 도 3b는 도 1에 도시된 공급수단이 도가니에 폴리 실리콘을 공급하는 과정을 도시한 도면;
도 4는 본 발명의 바람직한 제2 실시예에 따른 잉곳 성장기의 단면도; 및
도 5는 도 4에 도시된 잉곳 성장기 중 시드 메커니즘을 확대한 단면도이다.
본 발명의 목적, 특정한 장점들 및 신규한 특징들은 첨부된 도면들과 연관되어지는 이하의 상세한 설명과 바람직한 실시예들로부터 더욱 명백해질 것이다. 본 명세서에서 각 도면의 구성요소들에 참조번호를 부가함에 있어서, 동일한 구성 요소들에 한해서는 비록 다른 도면상에 표시되더라도 가능한 한 동일한 번호를 가지도록 하고 있음에 유의하여야 한다. 또한, "제1", "제2" 등의 용어는 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하기 위해 사용되는 것으로, 구성요소가 상기 용어들에 의해 제한되는 것은 아니다. 그리고, 본 발명을 설명함에 있어서, 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있는 관련된 공지 기술에 대한 상세한 설명은 생략하도록 한다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 상세히 설명하기로 한다.
도 1은 본 발명의 바람직한 제1 실시예에 따른 잉곳 성장기의 단면도이고, 도 2a 내지 도 2b는 도 1에 도시된 잉곳 성장기 중 시드 메커니즘을 확대한 단면도이다.
도 1 내지 도 2에 도시된 바와 같이, 본 실시예에 따른 잉곳 성장기(100)는 내부에 도가니(111)가 구비된 챔버(110), 챔버(110)의 상측에 구비된 시드 메커니즘(120; Seed Mechanism), 시드 메커니즘(120)의 내부에 구비되어 시드 와이어(140)의 말단에 연결된 잉곳(150)의 무게를 측정하는 로드셀(130; Load Cell) 및 챔버(110)의 일측에 구비되어 로드셀(130)에서 측정한 잉곳(150)의 무게 증가량에 대응하여 도가니(111)에 폴리 실리콘(167)을 공급하는 공급수단(160)을 포함하는 구성이다.
상기 챔버(110)는 내부에 도가니(111)가 구비되어 잉곳(150)을 성장시키는 주챔버(110a) 및 주챔버(110a)의 상부에 배치되어 시드 와이어(140)로 잉곳(150)을 인상시킬 수 있는 공간을 제공하는 부챔버(110b)로 구성된다.
여기서, 주챔버(110a)의 내부에는 도가니(111), 페데스탈(115; Pedestal), 히터(117) 및 열쉴드(119) 등 이 구비된다. 이중, 도가니(111)는 폴리 실리콘을 용융시킨 멜트(113; Melt)를 수용하고 있는 용기로, 폴리 실리콘과 반응하지 않거나 반응성이 떨어지는 석영 도가니(111a)와 석영 도가니(111a)를 감싸는 흑연 도가니(111b)로 구성되는 것이 바람직하다. 또한, 페데스탈(115)은 도가니(111)의 하측에 구비되어 도가니(111)를 회전시키거나 승/하강시키고, 히터(117)는 도가니(111)의 외측에 구비되어 도가니(111)를 가열시킨다. 그리고, 열쉴드(119)는 도가니(111) 상측에 배치되어 도가니(111)의 멜트(113)에서 방출된 복사열이 잉곳(150)에 전달되는 것을 방지하는 것으로, 잉곳(150)을 둘러싸도록 중공(中空)형으로 형성된다.
한편, 부챔버(110b)의 내부에는 시드 메커니즘(120)으로부터 연장된 시드 와이어(140)가 통과한다. 여기서, 시드 와이어(140)의 말단에는 시드척(145; Seed Chuck)으로 고정된 시드(143; Seed)가 구비된다. 따라서, 시드(143)를 도가니(111)의 멜트(113)에 접촉시킨 후, 시드 와이어(140)로 시드(143)를 회전시키면서 인상시키면, 시드(143)의 결정 방향대로 잉곳(150)이 성장하면서 최종적으로는 부챔버(110b)의 내부에 배치된다.
상기 시드 메커니즘(120)은 시드(143)를 제어하는 역할을 수행하는 것으로, 챔버(110)의 상측에 구비된다. 여기서, 시드 메커니즘(120)은 도 2a에 도시된 바와 같이 내부가 진공이 유지하도록 밀폐된 하우징(121)을 포함하고, 하우징(121)의 내부에는 드럼(123), 제1 가이드롤러(124), 제2 가이드롤러(125), 제3 가이드롤러(126) 및 로드셀(130; Load Cell)이 구비된다.
구체적으로, 드럼(123)은 시드 와이어(140)를 권취하여 잉곳(150)을 인상시키는 것으로, 하우징(121)의 외부에 구비된 구동수단(129)으로부터 구동력을 전달받아 구동된다. 또한, 제1 가이드롤러(124)는 드럼(123)과 잉곳(150) 사이의 시드 와이어(140)를 지지하고, 제2 가이드롤러(125)는 드럼(123)과 제1 가이드롤러(124) 사이의 시드 와이어(140)를 지지하며, 제3 가이드롤러(126)는 드럼(123)과 제2 가이드롤러(125) 사이의 시드 와이어(140)를 지지한다. 즉, 시드 와이어(140)는 드럼(123)으로부터 제3 가이드롤러(126)의 상부, 제2 가이드롤러(125)의 하부, 제1 가이드롤러(124)의 상부 순으로 감기고, 최종적으로는 부챔버(110b)로 연장되어 말단에 잉곳(150)이 연결되는 것이다.
다만, 도 2b에 도시된 바와 같이, 제3 가이드롤러(126)를 생략하고 제1 가이드롤러(124)와 제2 가이드롤러(125)만 구비될 수 있다. 이때, 제1 가이드롤러(124)는 드럼(123)과 잉곳(150) 사이의 시드 와이어(140)를 지지하고, 제2 가이드롤러(125)는 드럼(123)과 제1 가이드롤러(124) 사이의 시드 와이어(140)를 지지한다. 즉, 시드 와이어(140)는 드럼(123)으로부터 제2 가이드롤러(125)의 하부, 제1 가이드롤러(124)의 상부 순으로 감기고, 최종적으로는 부챔버(110b)로 연장되어 말단에 잉곳(150)이 연결되는 것이다.
또한, 로드셀(130; 도 2a 및 도 2b 참조)은 제2 가이드롤러(125)의 변위량을 감지하여 시드 와이이어의 말단에 연결된 잉곳(150)의 무게를 측정하는 것으로, 제2 가이드롤러(125)의 하측에 배치된다. 구체적으로, 제2 가이드롤러(125)에는 잉곳(150)의 무게에 비례하는 시드 와이어(140)의 장력이 작용하므로, 잉곳(150)의 무게가 증가할수록 제2 가이드롤러(125)는 상측으로 변위가 발생하고(화살표 방향), 이러한 변위를 로드셀(130)에서 감지하여 잉곳(150)의 무게를 측정하는 것이다.
한편, 시드 와이어(140)는 제1 가이드롤러(124)에 마지막으로 감긴 후, 잉곳(150)에 연결된다. 따라서, 잉곳(150)의 무게를 측정하면서 제2 가이드롤러(125)에 변위가 발생하더라도, 제1 가이드롤러(124)가 잉곳(150)이 흔들리는 것을 방지해 주므로, 무게를 측정하면서도 양질의 잉곳(150)을 제작할 수 있다.
상기 공급수단(160; 도 1 참조)은 잉곳(150)의 성장 중에 폴리 실리콘(167)을 공급하는 역할을 수행하는 것으로, 챔버(110)의 일측에 구비된다. 여기서, 공급수단(160)은 폴리 실리콘(167)을 저장하는 저장로(163) 및 저장로(163)로부터 도가니(111)로 폴리 실리콘(167)을 공급하는 공급관(165)을 포함한다. 이때, 공급관(165)은 폴리 실리콘(167)을 도가니(111)에 공급할 수 있도록, 챔버(110)의 일측을 관통하여 도가니(111)와 열쉴드(119) 사이로 연장되는 것이 바람직하다.
한편, 도 3a 내지 도 3b는 도 1에 도시된 공급수단이 도가니에 폴리 실리콘을 공급하는 과정을 도시한 도면이다.
도 3a 내지 도 3b에 도시된 바와 같이, 도가니(111)에서 잉곳(150)을 성장시켜 인상시키면, 도가니(111) 내부의 멜트(113) 무게는 감소하게 되므로, 공급수단(160)은 도가니(111) 내부의 감소하는 멜트(113) 무게를 고려하여, 폴리 실리콘(167)을 도가니(111)에 공급한다(도면상 잉곳(150)이 성장함에 따라 저장로(163)의 폴리 실리콘(167) 양이 감소하는 것을 알수 있다). 이때, 도가니(111) 내부의 멜트(113) 무게의 감소량은 잉곳(150)의 무게 증가량과 비례하므로, 로드셀(130)에서 잉곳(150)의 무게 증가량을 측정하여 멜트(113) 무게의 감소량을 파악할 수 있고, 이를 기초로 공급수단(160)은 도가니(111)에 폴리 실리콘(167)을 공급한다. 즉, 로드셀(130)에서 측정한 잉곳(150)의 무게 증가량에 대응하여, 공급수단(160)은 도가니(111)에 폴리 실리콘(167)을 연속적으로 공급하는 것이다.
한편, 공급수단(160)은 도가니(111) 내부의 멜트(113) 무게가 일정하게 유지되도록 도가니(111)에 폴리 실리콘(167)을 공급하는 것이 바람직하지만, 반드시 이에 한정되는 것은 아니다.
이와 같이, 로드셀(130)로 성장중인 잉곳(150)을 무게를 측정하면서 공급수단(160)으로 폴리 실리콘(167)을 추가로 공급함으로써, 고가의 폴리 실리콘을 효율적으로 활용하면서도 양질의 잉곳(150)을 성장시킬 수 있는 장점이 있다.
한편, 도 2a 내지 도 2b에 도시된 바와 같이, 시드 메커니즘(120)의 외부에는 로드셀(130)의 신호를 전달받는 인디게이터(170; Indicator)가 구비될 수 있다. 이러한 인디게이터(170)는 시드 메커니즘(120)의 일측에 구비된 피드스루(175; Feed Through)를 통해서 로드셀(130)으로부터 외측으로 연장된 신호선(173)에 연결되어, 로드셀(130)의 신호를 전달받는다. 이때, 피드스루(175)는 시드 메커니즘(120)의 내부가 진공을 유지할 수 있도록 실링(Sealing)되는 것이 바람직하다. 또한, 신호선(173)을 통해서 로드셀(130)의 신호를 전달받는 인디게이터(170)는 제어부(PLC)와 유/무선으로 연결될 수 있다.
도 4는 본 발명의 바람직한 제2 실시예에 따른 잉곳 성장기의 단면도이고, 도 5는 도 4에 도시된 잉곳 성장기 중 시드 메커니즘을 확대한 단면도이다.
도 4 내지 도 5에 도시된 바와 같이, 본 실시예에 따른 잉곳 성장기(200)와 전술한 제1 실시예에 따른 잉곳 성장기(100)의 가장 큰 차이점은 시드 메커니즘(120)의 구성이다. 따라서, 본 실시예는 시드 메커니즘(120)을 중심으로 기술하도록 하고, 제1 실시예와 중복되는 내용을 생략하도록 한다.
본 실시예에 따른 잉곳 성장기(200)의 시드 메커니즘(120)은 도 5에 도시된 바와 같이, 내부가 진공이 유지되도록 밀폐된 하우징(121)을 포함하고, 하우징(121)의 내부에는 드럼(123), 지지부(127), 가이드롤러(128) 및 로드셀(130; Load Cell)이 구비된다.
구체적으로, 드럼(123)은 시드 와이어(140)를 권취하여 잉곳(150)을 인상시키는 것으로, 하우징(121)의 외부에 구비된 구동수단(129)으로부터 구동력을 전달받아 구동된다. 또한, 지지부(127)는 일단이 하우징(121)의 내측에 힌지 결합되어 가이드롤러(128)를 지지하고, 가이드롤러(128)는 지지부(127)에 결합되어 드럼(123)과 잉곳(150) 사이의 시드 와이어(140)를 지지한다. 즉, 시드 와이어(140)는 드럼(123)으로부터 가이드롤러(128)의 상부에 감겨, 부챔버(110b)로 연장되어 말단에 잉곳(150)이 연결되는 것이다.
한편, 로드셀(130)은 지지부(127)의 변위량을 감지하여 시드 와이어(140)의 말단에 연결된 잉곳(150)의 무게를 측정하는 것으로, 지지부(127)의 타단에 구비된다. 구체적으로, 가이드롤러(128)에는 잉곳(150)의 무게에 비례하는 시드 와이어(140)의 장력이 작용하므로, 잉곳(150)의 무게가 증가할수록 가이드롤러(128)는 하측으로 변위가 발생하고, 그에 따라 가이드롤러(128)가 결합된 지지부(127) 역시 힌지 결합을 축으로 변위가 발생한다(화살표 방향). 이러한 지지부(127)의 변위를 지지부(127)의 타단에 구비된 로드셀(130)에서 감지함으로써, 잉곳(150)의 무게를 측정할 수 있다.
도 4에 도시된 바와 같이, 본 실시예에 따른 잉곳 성장기(200)는 제1 실시예에 따른 잉곳 성장기(100)와 마찬가지로 로드셀(130)로 성장중인 잉곳(150)을 무게를 측정하면서 공급수단(160)으로 폴리 실리콘(167)을 추가로 공급할 수 있다. 따라서, 고가의 폴리 실리콘을 효율적으로 활용하면서도 양질의 잉곳(150)을 성장시킬 수 있는 장점이 존재한다.
이상 본 발명을 구체적인 실시예를 통하여 상세히 설명하였으나, 이는 본 발명을 구체적으로 설명하기 위한 것으로, 본 발명에 따른 잉곳 성장기는 이에 한정되지 않으며, 본 발명의 기술적 사상 내에서 당해 분야의 통상의 지식을 가진 자에 의해 그 변형이나 개량이 가능함은 명백하다고 할 것이다. 본 발명의 단순한 변형 내지 변경은 모두 본 발명의 영역에 속하는 것으로 본 발명의 구체적인 보호 범위는 첨부된 특허청구범위에 의하여 명확해질 것이다.
100, 200: 잉곳 성장기 110: 챔버
110a: 주챔버 110b: 부챔버
111: 도가니 111a: 석영 도가니
111b: 흑연 도가니 113: 멜트
115: 페데스탈 117: 히터
119: 열쉴드 120: 시드 메커니즘
121: 하우징 123: 드럼
124: 제1 가이드롤러 125: 제2 가이드롤러
126: 제3 가이드롤러 127: 지지부
128: 가이드롤러 129: 구동수단
130: 로드셀 140: 시드 와이어
143: 시드 145: 시드척
150: 잉곳 160: 공급수단
163: 저장로 165: 공급관
167: 폴리 실리콘 170: 인디게이터
173: 신호선 175: 피드스루

Claims (6)

  1. 삭제
  2. 내부에 도가니가 구비된 챔버;
    상기 챔버의 상측에 구비된 시드 메커니즘(Seed Mechanism);
    상기 시드 메커니즘의 내부에 구비되어, 시드 와이어의 말단에 연결된 잉곳의 무게를 측정하는 로드셀(Load Cell); 및
    상기 챔버의 일측에 구비되어, 상기 로드셀에서 측정한 상기 잉곳의 무게 증가량에 대응하여 상기 도가니에 폴리 실리콘을 공급하는 공급수단;
    을 포함하고,
    상기 시드 메커니즘은,
    하우징;
    상기 하우징 내부에 구비되고, 상기 시드 와이어를 권취하는 드럼;
    상기 하우징 내부에 구비되고, 상기 잉곳이 흔들리는 것을 방지하도록 상기 드럼과 상기 잉곳 사이의 상기 시드 와이어를 지지하는 제1 가이드롤러; 및
    상기 하우징 내부에 구비되고, 상기 드럼과 상기 제1 가이드롤러 사이의 상기 시드 와이어를 지지하는 제2 가이드롤러;
    를 포함하고,
    상기 로드셀은 상기 제2 가이드롤러의 변위량을 감지하여 상기 잉곳의 무게를 측정하는 것을 특징으로 하는 잉곳 성장기.
  3. 청구항 2에 있어서,
    상기 시드 메커니즘은,
    상기 하우징 내부에 구비되고, 상기 드럼과 상기 제2 가이드롤러 사이의 상기 시드 와이어를 지지하는 제3 가이드롤러;
    를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 잉곳 성장기.
  4. 내부에 도가니가 구비된 챔버;
    상기 챔버의 상측에 구비된 시드 메커니즘(Seed Mechanism);
    상기 시드 메커니즘의 내부에 구비되어, 시드 와이어의 말단에 연결된 잉곳의 무게를 측정하는 로드셀(Load Cell); 및
    상기 챔버의 일측에 구비되어, 상기 로드셀에서 측정한 상기 잉곳의 무게 증가량에 대응하여 상기 도가니에 폴리 실리콘을 공급하는 공급수단;
    을 포함하고,
    상기 시드 메커니즘은,
    하우징;
    상기 하우징 내부에 구비되고, 상기 시드 와이어를 권취하는 드럼;
    일단이 상기 하우징 내측에 힌지 결합된 지지부; 및
    지지부에 결합되어 상기 드럼과 상기 잉곳 사이의 시드 와이어를 지지하는 가이드롤러;
    를 포함하고,
    상기 로드셀은 상기 지지부의 타단에 구비되어, 상기 잉곳의 무게가 증가할수록 상기 가이드롤러에 변위가 발생함에 따라 상기 가이드롤러가 결합된 상기 지지부에 상기 힌지 결합을 축으로 변위가 발생하면, 상기 지지부의 변위량을 감지하여 상기 잉곳의 무게를 측정하는 것을 특징으로 하는 잉곳 성장기.
  5. 청구항 2 또는 청구항 4에 있어서,
    상기 시드 메커니즘의 일측에 구비된 피드스루(Feed Through);
    상기 피드스루를 통해서 상기 로드셀로부터 외측으로 연장된 신호선; 및
    상기 시드 메커니즘의 외부에 구비되고, 상기 신호선에 연결되어 상기 로드셀의 신호를 전달받는 인디게이터(Indicator);
    를 포함하는 것을 특징으로 하는 잉곳 성장기.
  6. 청구항 2 또는 청구항 4에 있어서,
    상기 공급수단은 상기 도가니 내부의 멜트(Melt) 무게가 일정하게 유지되도록 상기 폴리 실리콘을 공급하는 것을 특징으로 하는 잉곳 성장기.
KR1020110092169A 2011-09-09 2011-09-09 잉곳 성장기 KR101153979B1 (ko)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020110092169A KR101153979B1 (ko) 2011-09-09 2011-09-09 잉곳 성장기

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020110092169A KR101153979B1 (ko) 2011-09-09 2011-09-09 잉곳 성장기

Publications (1)

Publication Number Publication Date
KR101153979B1 true KR101153979B1 (ko) 2012-06-08

Family

ID=46688804

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020110092169A KR101153979B1 (ko) 2011-09-09 2011-09-09 잉곳 성장기

Country Status (1)

Country Link
KR (1) KR101153979B1 (ko)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2015174665A1 (ko) * 2014-05-14 2015-11-19 (주)에스테크 잉곳 성장 장치
KR20220133427A (ko) * 2021-03-25 2022-10-05 에스케이실트론 주식회사 실리콘 단결정 잉곳의 이동 장치 및 실리콘 단결정 잉곳의 연속 성장 방법

Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2015174665A1 (ko) * 2014-05-14 2015-11-19 (주)에스테크 잉곳 성장 장치
KR101574611B1 (ko) * 2014-05-14 2015-12-04 (주)에스테크 잉곳 성장 장치
US9410264B2 (en) 2014-05-14 2016-08-09 S-Tech Co., Ltd. Ingot growing apparatus
KR20220133427A (ko) * 2021-03-25 2022-10-05 에스케이실트론 주식회사 실리콘 단결정 잉곳의 이동 장치 및 실리콘 단결정 잉곳의 연속 성장 방법
KR102571715B1 (ko) * 2021-03-25 2023-08-28 에스케이실트론 주식회사 실리콘 단결정 잉곳의 이동 장치 및 실리콘 단결정 잉곳의 연속 성장 방법

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US8123855B2 (en) Device and process for growing Ga-doped single silicon crystals suitable for making solar cells
EP0170856A1 (en) Process for growing monocrystals of semiconductor materials from shallow crucibles by Czochralski technique
JP2013129551A (ja) 単結晶製造装置及び単結晶製造方法
US8840721B2 (en) Method of manufacturing silicon single crystal
KR101153979B1 (ko) 잉곳 성장기
KR20180066095A (ko) 단결정의 제조방법
EP0498653B1 (en) A method for measuring the diameter of single crystal ingot
JP5646589B2 (ja) シリコン単結晶の引き上げ方法
CN113463182A (zh) 一种单晶硅棒的拉制方法及单晶硅棒
JP2017014073A (ja) シリコン融液供給装置及び方法並びにシリコン単結晶製造装置
JP4360163B2 (ja) 単結晶の製造装置及び単結晶の製造方法
KR101283986B1 (ko) 잉곳성장장치의 멜트 레벨 측정용 기준점 제공장치
KR101155413B1 (ko) 잉곳성장장치의 잉곳 무게 측정장치
CN113481592B (zh) 一种单晶硅棒的拉制方法
JPH04154687A (ja) 半導体単結晶製造装置
JP4916425B2 (ja) 結晶成長方法およびその装置
JP4221797B2 (ja) シリコン単結晶育成前の多結晶シリコンの融解方法
KR20110088164A (ko) 멜트갭 제어 시스템, 이를 포함하는 단결정 성장장치와 단결정 성장방법
JP2004315256A (ja) 単結晶の製造方法及び単結晶製造装置
JP7359241B2 (ja) シリコン単結晶の製造方法
US20050211157A1 (en) Process control system for controlling a crystal-growing apparatus
US20220205129A1 (en) Use of buffer members during growth of single crystal silicon ingots
JPH11255576A (ja) シリコン単結晶の引上げ装置及びその引上げ方法
JPS6395195A (ja) 結晶引上げ方法及び装置
TW202405258A (zh) 單晶矽

Legal Events

Date Code Title Description
A201 Request for examination
A302 Request for accelerated examination
E902 Notification of reason for refusal
E701 Decision to grant or registration of patent right
GRNT Written decision to grant
FPAY Annual fee payment

Payment date: 20150602

Year of fee payment: 4

FPAY Annual fee payment

Payment date: 20170529

Year of fee payment: 6

FPAY Annual fee payment

Payment date: 20190527

Year of fee payment: 8