KR101339151B1 - 단결정 실리콘 잉곳 제조 장치 및 방법 - Google Patents

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Abstract

실시예의 단결정 실리콘 잉곳 제조 장치는 단결정 실리콘 잉곳을 성장시키기 위한 용융 실리콘을 담는 도가니와, 도가니의 측부에 배치되어 도가니를 가열하는 측부 히터와, 도가니의 하부에 배치되어 도가니를 가열하는 하부 히터와, 측부 히터로 측부 전원을 공급하는 측부 전원 공급부와, 하부 히터의 하부 전원을 공급하는 하부 전원 공급부 및 잉곳의 제조 공정 동안, 측부 및 하부 전원 공급부를 제어하여, 측부 및 하부 히터를 발열시키는 발열 제어부를 포함한다.

Description

단결정 실리콘 잉곳 제조 장치 및 방법{Apparatus and method for growing monocrystalline silicon ingots}
실시예는 단결정 실리콘 잉곳 제조 장치 및 방법에 관한 것이다.
일반적으로 실리콘 웨이퍼를 제조하는 방법으로서, 플로우팅존(FZ:Floating Zone) 법 또는 초크랄스키(CZ:CZochralski) 법이 많이 이용되고 있다. FZ 법을 적용하여 단결정 실리콘 잉곳을 성장시키는 경우, 대구경의 실리콘 웨이퍼를 제조하기 어려울 뿐만 아니라 공정 비용이 매우 비싼 문제가 있기 때문에, CZ 법에 의거하여 단결정 실리콘 잉곳을 성장시키는 것이 일반화되어 있다.
CZ 법에 의하면, 석영 도가니에 다결정 실리콘을 장입하고, 도가니의 측부에 배치된 히터(heater)에 의해 흑연 발열체를 가열하여 이를 용융시킨 후, 용융 결과 형성된 실리콘 용융액에 씨드(seed) 결정을 침지시키고, 용융액 계면에서 결정화가 일어나도록 하여 씨드 결정을 회전하면서 인상시킴으로서 단결정 실리콘 잉곳이 육성된다. 이후, 육성된 단결정 실리콘 잉곳을 슬라이싱(slicing), 에칭(etching) 및 연마(polishing)하여 웨이퍼 형태로 만든다.
도 1은 단결정 실리콘 잉곳의 성장시 V/G에 따른 결정 결함 영역의 분포를 개략적으로 도시한 도면이다. 여기서, V는 단결정 실리콘 잉곳의 인상 속도를 나타내고, G는 고액 계면 근방의 수직 방향 온도 구배를 나타낸다.
보론코프(Voronkov) 이론에 따르면, 소정 임계치 이상의 V/G로 단결정 실리콘 잉곳을 고속으로 인상하면, 공공(void) 기인의 결함이 존재하는 베이컨시(vacancy)가 풍부(rich)한 영역(이하, 'V 영역' 이라 함)으로 단결정 실리콘 잉곳이 성장된다. 즉, V 영역은 실리콘 원자의 부족으로 베이컨시가 과잉되는 영역이다.
또한, 소정 임계치보다 작은 V/G로 단결정 실리콘 잉곳을 인상하면, 산화 유기 적층 결함(OSF:Oxidation Induced Stacking Fault)이 존재하는 O 밴드(band) 영역으로 단결정 실리콘 잉곳이 성장된다.
O 밴드에 속하며, 미세한 크기의 베이컨시 결함 예를 들면 DSOD(Direct Surface Oxide Defect)를 갖는 작은 보이드(small void) 영역이 있을 수 있다.
또한, V/G를 더욱 낮추어 단결정 실리콘 잉곳을 저속으로 인상하면, 격자 간 실리콘이 집합한 전위 루프에 기인한 인터스티셜(interstitial) 영역(이하, 'I 영역'이라 함)으로 단결정 잉곳이 성장된다. 즉, I 영역은 실리콘 원자의 과잉으로 격자 간 실리콘의 응집체가 많은 영역이다.
V 영역과 I 영역 사이에는 베이컨시가 우세한 베이컨시 우세 무결함 영역(이하, 'VDP 영역'이라 함)과 인터스티셜이 우세한 무결함 영역(이하, 'IDP 영역'이라 함)이 존재한다. VDP 영역과 IDP 영역은 실리콘 원자의 부족이나 과잉이 없는 영역이라는 점에서 동일하지만, VDP 영역은 산소 석출핵을 포함하는 반면, IDP 영역은 산소 석출핵을 포함하지 않는 점에서 서로 다르다. 근래에, VDP 영역보다 IDP 영역으로 단결정 실리콘 잉곳을 성장시켜, 단결정 실리콘 잉곳의 품질을 향상시키고자 하는 노력이 진행되고 있다.
실시예는 고품질의 단결정 실리콘 잉곳을 제조할 수 있는 단결정 실리콘 잉곳 제조 장치 및 방법을 제공한다.
실시예의 단결정 실리콘 잉곳 제조 장치는 단결정 실리콘 잉곳을 성장시키기 위한 용융 실리콘을 담는 도가니; 상기 도가니의 측부에 배치되어 상기 도가니를 가열하는 측부 히터; 상기 도가니의 하부에 배치되어 상기 도가니를 가열하는 하부 히터; 상기 측부 히터로 측부 전원을 공급하는 측부 전원 공급부; 상기 하부 히터의 하부 전원을 공급하는 하부 전원 공급부; 및 상기 잉곳의 제조 공정 동안, 상기 측부 및 하부 전원 공급부를 제어하여, 상기 측부 및 하부 히터를 발열시키는 발열 제어부를 포함한다.
상기 잉곳의 제조 공정은 멜팅 공정, 안정화 공정, 네킹 공정, 쇼울더 공정, 바디 공정 및 테일 공정 중 적어도 하나의 공정을 포함한다.
상기 발열 제어부는 상기 측부 전원 공급부를 제어하여, 상기 멜팅 공정 동안 상기 측부 히터가 제1 전력 레벨을 갖고, 상기 안정화 공정 내지 상기 테일 공정 동안 상기 측부 히터가 상기 제1 전력 레벨로부터 상기 하부 히터의 전력 레벨만큼 감소된 제2 전력 레벨을 갖도록, 측부 히터의 전력 레벨을 조정할 수 있다.
상기 발열 제어부는 상기 하부 전원 공급부를 제어하여, 상기 멜팅 공정 내지 상기 테일 공정 중 적어도 하나의 공정 동안 상기 하부 히터의 전력 레벨을 상기 측부 히터의 전력 레벨보다 작게 조정할 수 있다. 예를 들어, 상기 발열 제어부는 상기 하부 전원 공급부를 제어하여, 상기 멜팅 공정 내지 상기 테일 공정 중 적어도 하나의 공정 동안 상기 하부 히터의 전력 레벨을 상기 측부 히터의 전력 레벨의 0 % 내지 30 %가 되도록 조정할 수 있다. 또는, 상기 발열 제어부는 상기 하부 전원 공급부를 제어하여, 상기 멜팅 공정 내지 상기 테일 공정 중 적어도 하나의 공정 동안 상기 하부 히터의 전력 레벨을 상기 측부 히터의 전력 레벨의 5 % 내지 15 %가 되도록 조정할 수 있다.
상기 발열 제어부는 상기 하부 전원 공급부를 제어하여, 상기 멜팅 공정 동안 상기 하부 히터가 제1 전력 레벨을 갖고, 상기 안정화 공정 내지 상기 테일 공정 동안 상기 하부 히터가 제2 전력 레벨을 갖도록 조정할 수 있다. 여기서, 상기 제1 전력 레벨과 상기 제2 전력 레벨은 서로 다르거나 동일할 수 있다. 예를 들어, 상기 제1 전력 레벨은 상기 제2 전력 레벨보다 클 수도 있고, 작을 수도 있다.
상기 발열 제어부는 상기 멜팅 공정, 상기 안정화 공정, 상기 네킹 공정, 상기 쇼울더 공정, 상기 바디 공정 및 상기 테일 공정 각각의 공정 별로 소정의 범위 내에서 상기 하부 히터의 전력 레벨이 달라지도록 상기 하부 전원 공급부를 제어한다.
상기 발열 제어부는 상기 바디 공정 내에서 상기 잉곳의 바디의 길이 별로 상기 하부 히터의 전력 레벨이 달라지도록 상기 하부 전원 공급부를 제어한다.
또한, 단결정 실리콘 잉곳을 성장시키기 위한 용융 실리콘을 담는 도가니와, 상기 도가니의 측부 및 하부에 각각 배치되어 상기 도가니를 가열하는 측부 및 하부 히터를 포함하는 단결정 실리콘 잉곳 제조 장치에서 수행되는 실시예에 의한 단결정 실리콘 잉곳 제조 방법은, 상기 잉곳의 제조 공정 동안, 상기 측부 및 하부 히터의 전력을 제어하여 상기 측부 및 하부 히터를 발열시키는 단계를 포함한다.
상기 발열 단계는 상기 멜팅 공정 동안 제1 레벨을 갖고, 상기 안정화 공정 내지 상기 테일 공정 동안 상기 제1 레벨로부터 상기 하부 히터의 전력 레벨만큼 감소된 제2 레벨을 갖도록 상기 측부 히터의 전력 레벨을 조정하는 단계를 포함할 수 있다.
또한, 상기 발열 단계는 상기 멜팅 공정 내지 상기 테일 공정 중 적어도 하나의 공정 동안 상기 하부 히터의 전력 레벨을 상기 측부 히터의 전력 레벨보다 작게 조정하는 단계를 포함할 수 있다.
또한, 상기 발열 단계는 상기 멜팅 공정 동안 제1 레벨을 갖고, 상기 안정화 공정 내지 상기 테일 공정 동안 제2 레벨을 갖도록 상기 하부 히터의 전력 레벨을 조정하는 단계를 포함할 수 있다. 여기서, 상기 제1 레벨과 상기 제2 레벨은 서로 다르거나 동일할 수 있다. 예를 들어, 상기 제1 레벨은 상기 제2 레벨보다 크거나 작을 수 있다.
또한, 상기 하부 히터를 발열시키는 단계는 상기 멜팅 공정, 상기 안정화 공정, 상기 네킹 공정, 상기 쇼울더 공정, 상기 바디 공정 및 상기 테일 공정 각각의 공정 별로 소정의 범위 내에서 상기 하부 히터의 전력 레벨이 달라지도록 제어하는 단계를 포함한다.
또한, 상기 하부 히터를 발열시키는 단계는 상기 바디 공정 내에서 상기 잉곳의 바디의 길이 별로 상기 하부 히터의 전력 레벨이 달라지도록 제어하는 단계를 포함한다.
실시예에 따른 단결정 실리콘 잉곳 제조 장치 및 방법은 멜팅 공정, 안정화 공정, 넥킹 공정, 쇼울더 공정, 바디 공정 및 테일 공정 중 적어도 하나의 공정 특히, 이들 전체 공정 동안, 측부 히터만을 발열시키는 기존과 달리 측부 히터와 하부 히터를 모두 발열시키므로, 실리콘 용융액의 하부로부터 상부로 수직으로 흐름이 제어된 고온의 실리콘 용융액에 의해 잉곳을 성장될 수 있어, 재결합의 확장이 가능하여, VDP 영역의 인상 속도 마진보다 더 큰 IDP 영역으로 단결정 실리콘 잉곳을 고품질로 제조할 수 있다.
잉곳을 제조하는 전체 공정 동안, 측부 히터만을 발열시키고 하부 히터를 발열시키지 않은 기존과 달리, 측부 히터를 발열시킬 뿐만 아니라 측부 히터의 전력 레벨의 일정 수준 예를 들면 30% 이하의 전력 레벨로 하부 히터를 발열시키므로, 동일 시간 동안에 석영 도가니의 표면 열화율을 향상시켜, 도가니의 사용 시간을 예를 들면 100 시간으로부터 200 시간으로 두 배나 증가시킬 수 있다.
도 1은 단결정 실리콘 잉곳의 성장시 V/G에 따른 결정 결함 영역의 분포를 개략적으로 도시한 도면이다.
도 2는 실시예에 의한 단결정 실리콘 잉곳 제조 장치의 단면도를 나타낸다.
도 3은 다른 실시예에 의한 단결정 실리콘 잉곳 제조 장치의 블럭도를 나타낸다.
도 4는 실시예에 의한 단결정 실리콘 잉곳 제조 장치 및 방법에 의해 측부 및 하부 히터의 전력 레벨이 제어되는 예를 보이는 그래프이다.
도 5는 잉곳의 길이에 대한 측부 히터의 전력을 나타내는 그래프이다.
도 6은 측부 히터와 하부 히터의 전력 레벨을 다양하게 적용하였을 때의 IDP 영역 및 VDP 영역의 인상 속도 마진의 변화를 나타내는 그래프이다.
도 7은 하부 히터의 전력 레벨을 변화시키면서 도가니를 촬영한 사진이다.
이하, 본 발명을 구체적으로 설명하기 위해 실시예를 들어 설명하고, 발명에 대한 이해를 돕기 위해 첨부도면을 참조하여 상세하게 설명하기로 한다. 그러나, 본 발명에 따른 실시예들은 여러 가지 다른 형태로 변형될 수 있으며, 본 발명의 범위가 아래에서 상술하는 실시예들에 한정되는 것으로 해석되지 않아야 한다. 본 발명의 실시예들은 당 업계에서 평균적인 지식을 가진 자에게 본 발명을 보다 완전하게 설명하기 위해서 제공되는 것이다.
이하, 단결정 실리콘 잉곳 제조 장치 및 방법의 실시예를 첨부된 도면을 참조하여 다음과 같이 설명한다.
도 2는 실시예에 의한 단결정 실리콘 잉곳 제조 장치(100A)의 단면도를 나타낸다.
도 2에 예시된 단결정 실리콘 잉곳 제조 장치(100A)는 도가니(110), 측부 히터(heater)(120), 하부 히터(130), 도가니 지지 샤프트(shaft)(140), 인상부(150), 열 차폐 부재(160), 측부 및 하부 전원 공급부(172, 174) 및 발열 제어부(176)를 포함한다.
도 2를 참조하면, 단결정 실리콘 잉곳 제조 장치(100A)는 멜팅(Melting) 공정, 안정화(Stabilization) 공정, 네킹(Necking) 공정, 쇼울더(Shoulder) 공정, 바디(Body) 공정(또는, 바디 성장 공정) 및 테일(Tailing) 공정을 순차적으로 수행하여 단결정 실리콘 잉곳을 제조한다.
먼저, 멜팅 공정에서, 도가니(110)에 실리콘의 고순도 다결정 원료를 투입한다. 이후, 융점 온도 이상으로 측부 히터(120) 및 하부 히터(130)를 발열시켜 도가니(110)를 측부 및 하부에서 각각 가열하여, 실리콘의 고순도 다결정 원료를 실리콘 용융액(SM)으로 변화시킨다. 즉, 멜팅 공정이란, 실리콘의 고순도 다결정 원료를 멜팅시켜 실리콘 용융액으로 변환시키는 공정을 의미한다.
도가니(110)는 석영 도가니(112)와 흑연 도나기(또는, 카본(carbon) 도가니)(114)를 포함할 수 있다. 석영 도가니(112)는 고순도 다결정 원료 실리콘이 융해된 실리콘 용융액(SM)을 담는다. 흑연 도가니(114)는 석영 도가니(112)를 그의 내부에 수용하고, 석영 도가니(112)가 파손되는 경우 실리콘 용융액(SM)의 누출을 방지하는 역할을 한다. 즉, 석영 도가니(112)는 고온의 실리콘 용융액(SM)에 의해 형태가 변할 수 있기 때문에, 이를 지지하기 위해 흑연 도가니(114)가 석영 도가니(112)의 외부에 배치될 수 있다.
전술한 멜팅 공정 이후, 안정화 공정을 수행한다. 안정화 공정은 세트(Set) 공정 및 딥(Dip) 공정을 포함한다. 세트 공정이란, 고순도 다결정 원료를 실리콘 용융액(SM)으로 변화시킨 후에 실리콘 용융액 표면의 파동이 잠잠할 때까지 대기하는 공정을 의미한다. 세트 공정과 동시에 또는 세트 공정 이후에 딥 공정을 수행한다. 딥 공정에서, 인상부(150)는 인상 와이어(152)를 풀어 실리콘 용융액(SM)의 표면의 대략 중심부에 종결정(154) 선단을 접촉 또는 침지시킨다. 이때, 시드 척(seed chuck)(미도시)을 이용하여 실리콘 종결정(154)을 유지시킬 수 있다.
전술한 안정화 공정 이후, 네킹 공정을 수행한다. 네킹 공정에서, 종결정(154)으로부터 가늘고 긴 잉곳(IG)을 성장시키며 전위가 제거된다.
전술한 네킹 공정 이후, 쇼울더 공정을 수행한다. 쇼율더 공정에서, 잉곳(IG)을 직경 방향으로 성장시켜 잉곳(IG)의 직경을 잉곳(IG) 바디의 목표 직경으로 만든다.
전술한 쇼율더 공정 이후, 바디 공정을 수행한다. 바디 공정에서 목표 직경을 갖도록 잉곳(IG)의 바디를 성장시켜 육성한다.
전술한 바디 공정 이후, 테일 공정을 수행한다. 테일 공정에서, 잉곳(IG)의 직경을 서서히 감소시켜 실리콘 용융액(SM)과 잉곳(IG)을 분리시킨다.
딥 공정과 마찬가지로 전술한 네킹 공정, 쇼율더 공정, 바디 공정 및 테일 공정을 위해, 인상부(150)는 인상 와이어(152)에 의해 잉곳(IG)을 화살표 방향으로 회전시키면서 인상한다. 원주 형상의 단결정 실리콘 잉곳(IG)을 완성하기 위해, 잉곳(IG)을 인상하는 속도(V)와 온도 구배(G, △G)를 조절할 수 있다.
지지축 구동부(미도시)는 도가니(110)의 도가니 지지 샤프트(140)를 화살표 방향으로 회전시킴과 동시에 상/하로 수직 운동시킬 수 있다. 도가니 지지 샤프트(140)가 상/하로 구동됨에 따라 도가니(110)는 상/하 수직으로 운동할 수 있다.
한편, 열 차폐 부재(160)는 측부 및 하부 히터(120, 130)와 실리콘 용융액(SM)으로부터의 복사열이 인상되는 단결정 실리콘 잉곳(IG)으로 전달되는 것을 차단한다. 즉, 열 차폐 부재(160)는 열이 단결정 실리콘 잉곳(IG)으로 전달되는 경로를 차단하여, 복사열에 의한 단결정 실리콘 잉곳(IG)의 가열을 방지할 수 있다. 이와 같이, 열 차폐 부재(160)는 잉곳(IG)의 냉각 열 이력에 큰 영향을 미친다. 게다가, 열 차폐 부재(160)는 실리콘 용융액(SM)의 온도 변동을 억제하는 역할도 수행한다. 이를 위해, 열 차폐 부재(160)는 단결정 실리콘 잉곳(IG)과 도가니(110) 사이에서 잉곳(IG)을 에워싸도록 배치될 수 있다.
측부 히터(122, 124)는 도가니(110)의 측부에 배치되어 도가니(110)를 가열하고, 하부 히터(132, 134)는 도가니(110)의 하부에 배치되어 도가니(110)를 가열한다.
도 3은 다른 실시예에 의한 단결정 실리콘 잉곳 제조 장치(100B)의 블럭도를 나타낸다.
도 2에 예시된 측부 히터(120)는 수직 방향으로 복수 개로 분할될 수도 있다. 예를 들어, 도 3에 예시된 바와 같이 측부 히터(120)는 수직 방향으로 2 분할(122, 124)될 수 있다. 또한, 하부 히터(130)는 수평 방향으로 복수 개로 분할될 수도 있다. 예를 들어, 도 3에 예시된 바와 같이 하부 히터(130)는 수평 방향으로 2 분할(132, 134)될 수 있다. 이와 같이 측부 및 하부 히터(120, 130)가 분할된 것을 제외하면, 도 3에 예시된 단결정 실리콘 잉곳 제조 장치(100B)는 도 2에 예시된 단결정 실리콘 잉곳 제조 장치(100A)와 동일하므로 동일한 부분에 대해서는 동일한 참조부호를 사용하며, 이에 대한 상세한 설명을 생략한다. 이하에서 도 2에 예시된 단결정 실리콘 잉곳 제조 장치(100A)에 대해서만 설명하지만, 이러한 설명은 도 3에 예시된 단결정 실리콘 잉곳 제조 장치(100B)에도 적용될 수 있음은 물론이다.
측부 히터(120)는 도가니(110)의 측부를 에워싸도록 원통형으로 배치될 수 있고, 하부 히터(130)는 도가니(110)의 하부에서 도가니 지지 샤프트(140)를 중심으로 도넛 형태로 배치될 수 있으나, 실시예는 이에 국한되지 않는다.
측부 전원 공급부(172)는 측부 히터(120)로 측부 전원을 공급하고, 하부 전원 공급부(174)는 하부 히터(130)로 하부 전원을 공급한다. 발열 제어부(176)는 잉곳의 제조 공정 동안, 측부 및 하부 전원 공급부(172, 174)를 제어하여, 측부 및 하부 히터(120, 130)를 발열시킨다. 즉, 발열 제어부(176)는 잉곳의 제조 공정 동안, 측부 및 하부 히터의 전력을 제어한다.
발열 제어부(176)는 '잉곳의 제조 공정' 동안, 측부 및 하부 히터(120, 130)를 발열시킨다. 여기서, '잉곳의 제조 공정'이란, 멜팅 공정, 안정화 공정, 네킹 공정, 쇼울더 공정, 바디 공정 및 테일 공정 중 적어도 하나의 공정을 포함한다. 멜팅 공정, 안정화 공정, 네킹 공정, 쇼울더 공정, 바디 공정 및 테일 공정은 전술한 바와 같다. 예를 들어, '잉곳의 제조 공정'은, 잉곳의 전체(all) 제조 공정 즉, 멜팅 공정, 안정화 공정, 네킹 공정, 쇼울더 공정, 바디 공정 및 테일 공정을 의미할 수 있다. 즉, 발열 제어부(176)는 멜팅 공정, 안정화 공정, 네킹 공정, 쇼울더 공정, 바디 공정 및 테일 공정이 수행되는 전체 공정 동안 측부 및 하부 히터(120, 130)를 발열시킬 수 있다.
도 4는 실시예에 의한 단결정 실리콘 잉곳 제조 장치 및 방법에 의해 측부 및 하부 히터(120, 130)의 전력 레벨이 제어되는 예를 보이는 그래프로서, 종축은 정규화된(normalized) 전력 레벨을 나타내고, 횡축은 공정 시간을 나타낸다. 여기서, 'M', 'ST', 'N', 'SH', 'B' 및 'T'는 멜팅 공정, 안정화 공정, 네킹 공정, 쇼울더 공정, 바디 공정 및 테일 공정을 각각 의미한다.
도 4에서, 멜팅 공정은 0 ~ M 구간 동안 수행되고, 안정화 공정은 M ~ ST 구간 동안 수행되고, 네킹 공정은 ST ~ N 구간 동안 수행되고, 쇼울더 공정은 N ~ SH 구간 동안 수행되고, 바디 공정은 SH ~ B 구간 동안 수행되고, 테일 공정은 B ~ T 구간 동안 수행된다.
도 2의 발열 제어부(176)는 측부 전원 공급부(172)를 제어하여, 멜팅 공정 동안 측부 히터(120)가 제1 전력 레벨을 갖고, 안정화 공정, 네킹 공정, 쇼울더 공정, 바디 공정 및 테일 공정 동안 측부 히터(120)가 제1 전력 레벨로부터 하부 히터(130)의 전력 레벨만큼 감소된 제2 전력 레벨을 갖도록, 측부 히터(120)의 전력 레벨을 조정할 수 있다.
도 4를 참조하면, 멜팅 공정(0 ~ M) 동안 측부 히터(120)가 '1'의 제1 전력 레벨을 갖는다. 또한, 측부 히터(120)는 안정화 공정 내지 테일 공정(M ~ T) 동안 '1'의 제1 전력 레벨로부터 하부 히터(130)의 전력 레벨만큼 감소된 제2 전력 레벨을 갖도록, 발열 제어부(176)는 측부 전원 공급부(172)를 제어할 수 있다. 따라서, 안정화 공정 내지 테일 공정(M ~ T) 동안, 측부 히터(120)의 전력 레벨과 하부 히터(130)의 전력 레벨의 합은 '1'로 일정하게 유지될 수 있다.
예를 들어, 안정화 공정 내지 테일링 공정(M ~ T) 동안, 하부 히터(130)의 전력 레벨(210)이 0.1로 유지되고 측부 히터(130)의 전력 레벨(212)이 0.9로 유지되거나, 하부 히터(130)의 전력 레벨(220)이 0.2로 유지되고 측부 히터(130)의 전력 레벨(212)이 0.8로 유지되거나, 하부 히터(130)의 전력 레벨(230)이 0.25로 유지되고 측부 히터(130)의 전력 레벨(232)이 0.75로 유지될 수 있다. 즉, 안정화 공정 내지 테일링 공정(M ~ T) 동안, 측부 히터(120)와 하부 히터(130)의 전력 레벨의 합이 '1'로 유지되도록, 발열 제어부(176)는 측부 전원 공급부(172) 및 하부 전원 공급부(174)를 제어할 수 있다.
또한, 발열 제어부(172)는 하부 전원 공급부(174)를 제어하여, 멜팅 공정 내지 테일 공정(0 ~ T) 중 적어도 하나의 공정 동안 하부 히터(130)의 전력 레벨이 측부 히터(130)의 전력 레벨보다 작게 되도록 조정할 수 있다. 예를 들어, 전체 공정 기간(0 ~ T) 중 어느 공정 동안에도, 하부 히터(130)의 전력 레벨이 측부 히터(120)의 전력 레벨의 0 % 내지 30 % 예를 들어, 5 % 내지 15 %가 되도록, 발열 제어부(176)는 하부 전원 공급부(174)를 제어할 수 있다.
도 5는 잉곳(IG)의 길이에 대한 측부 히터(120)의 전력을 나타내는 그래프로서, 종축은 측부 히터(120)의 전력을 나타내고, 횡축은 바디 공정 동안 성장된 잉곳(IG)의 바디의 길이를 나타낸다.
도 5를 참조하면, 바디 공정 동안, 측부 히터(120)의 전력 레벨인 '1' 대비 하부 히터(130)의 전력 레벨을 '0'(300), '0.07'(302), '0.15'(304), '0.3'(306)으로 계속해서 증가시킬 때, 측부 히터(120)의 전력 레벨의 변동폭이 줄어듬을 알 수 있다. 특히, 하부 히터(130)의 전력 레벨을 측부 히터(120)의 전력 레벨의 일정 수준으로 적용할 때, 예를 들어, 15 % 이상 내지 30 % 이하로 적용할 때, 측부 히터(120)의 전력 레벨의 변동폭이 가장 작아지는 것을 알 수 있다.
또한, 발열 제어부(176)는 하부 전원 공급부(174)를 제어하여, 멜팅 공정(0 ~ M) 동안 하부 히터(130)가 제1 전력 레벨을 갖고, 안정화 공정 내지 테일 공정(M ~ T) 동안 하부 히터(130)가 제2 전력 레벨을 갖도록, 하부 히터(130)의 전력 레벨을 조정할 수 있다.
여기서, 하부 히터(130)의 맬팅 공정(0 ~ M)에서의 제1 전력 레벨과 안정화 공정 내지 테일 공정(M ~ T)에서의 제2 전력 레벨은 서로 동일할 수 있다. 예를 들어, 도 4에 예시된 바와 같이, 멜팅 공정 내지 테일링 공정(0 ~ T) 동안 하부 히터(130)는 0.2로 동일한 전력 레벨(220)을 일정하게 유지할 수 있다.
또는, 하부 히터(130)의 맬팅 공정(0 ~ M)에서의 제1 전력 레벨과 안정화 공정 내지 테일 공정(M ~ T)에서의 제2 전력 레벨은 서로 다를 수 있다. 즉, 제1 전력 레벨은 제2 전력 레벨보다 크거나 작을 수 있다. 예를 들어, 도 4에 예시된 바와 같이, 멜팅 공정(0 ~ M) 동안 하부 히터(130)의 제1 전력 레벨(230)은 0.1이고, 안정화 공정 내지 테일링 공정(M ~ T) 동안 하부 히터(130)의 제2 전력 레벨(230)은 0.25가 될 수도 있고, 멜팅 공정(0 ~ M) 동안 하부 히터(130)의 제1 전력 레벨(210)은 0.3이고, 안정화 공정 내지 테일링 공정(M ~ T) 동안 하부 히터(130)의 제2 전력 레벨(210)은 0.1이 될 수도 있다.
또한, 발열 제어부(176)는 하부 전원 공급부(174)를 제어하여, 멜팅 공정(0 ~ M), 안정화 공정(M ~ ST), 네킹 공정(ST ~ N), 쇼울더 공정(N ~ SH), 바디 공정(SH ~ B) 및 테일 공정(B ~ T) 각각의 공정 별로 소정의 범위 내에서 하부 히터(130)의 전력 레벨이 달라지도록 할 수 있다.
또한, 발열 제어부(176)는 하부 전원 공급부(174)를 제어하여, 바디 공정(SH ~ B) 내에서 잉곳(IG)의 바디의 길이 별로 하부 히터(130)의 전력 레벨이 달라지도록 할 수 있다.
도 6은 측부 히터(120)와 하부 히터(130)의 전력 레벨을 다양하게 적용하였을 때의 IDP 영역 및 VDP 영역의 인상 속도 마진의 변화를 나타내는 그래프이다.
도 6을 참조하면, 잉곳(IG)의 전체 제조 공정 동안 측부 히터(120)만을 발열시키고 하부 히터(130)를 발열시키지 않은 례(EX1)의 경우, VDP 영역의 인상 속도 마진은 0.009이고 IDP 영역의 인상 속도 마진은 0.023이다.
그리고/또한, 잉곳(IG)의 전체 제조 공정 동안 측부 히터(120)의 정규화된 전력 레벨을 0.95로 하고 하부 히터(130)의 정규화된 전력 레벨을 0.05로 한 례(EX2)의 경우, VDP 영역의 인상 속도 마진은 0.016이고 IDP 영역의 인상 속도 마진은 0.030이다.
또한, 잉곳(IG)의 전체 제조 공정 동안 측부 히터(120)의 정규화된 전력 레벨을 0.85로 하고 하부 히터(130)의 정규화된 전력 레벨을 0.15로 한 례(EX3)의 경우, VDP 영역의 인상 속도 마진은 0.008이고 IDP 영역의 인상 속도 마진은 0.014이다.
또한, 잉곳(IG)의 전체 제조 공정 동안 측부 히터(120)의 정규화된 전력 레벨을 0.7로 하고 하부 히터(130)의 정규화된 전력 레벨을 0.3으로 한 례(EX4)의 경우, VDP 영역의 인상 속도 마진은 0.010이고, IDP 영역의 인상 속도 마진은 0.006이다.
결국, 멜팅 공정, 안정화 공정, 넥킹 공정, 쇼울더 공정, 바디 공정 및 테일 공정의 전체 공정 동안, 측부 히터(120)만을 발열시키는 기존의 경우와 비교할 때, 실시예에 따른 단결정 실리콘 잉곳 제조 장치 및 방법은 전체 공정 동안 측부 히터(120)와 하부 히터(130)를 모두 발열시켜, 실리콘 용융액(SM)의 하부로부터 도 2 및 도 3에 예시된 바와 같은 화살표 방향(180)으로 수직으로 용융액(SM)의 흐름을 제어하면서 고온의 실리콘 용융액(SM)에 의해 잉곳(IG)을 성장할 수 있다. 그러므로, 재결합(recombination)의 확장이 가능하여, 도 6의 예(EX1, EX2, EX3)에 보여진 바와 같이 VDP 영역의 인상 속도 마진보다 IDP 영역의 인상 속도 마진이 더 커질 수 있어, IDP 영역의 인상 속도 마진이 충분히 확보되어 IDP 영역에서 단결정 실리콘 잉곳을 고품질로 제조할 수 있다.
도 7은 하부 히터(130)의 전력 레벨을 변화시키면서 석영 도가니의 내측 표면 사진이다.
도 7을 참조하면, 잉곳을 제조하는 전체 공정 동안, 측부 히터(120)만을 발열시키고 하부 히터(130)를 발열시키지 않은 기존(0 %)과 비교할 때, 실시예에 의하면 측부 히터(120)를 발열시킬 뿐만 아니라 하부 히터(130)의 전력을 측부 히터(120)의 전력 레벨의 30%의 레벨로 발열시킨다. 따라서, 동일 시간 동안에 석영 도가니(112)의 표면 열화율이 개선되어 석영 도가니(112)의 표면 열화가 방지되므로, 석영 도가니(112)의 사용 시간 즉, 전체 공정 시간을 예를 들어 100 시간으로부터 200 시간으로 두 배나 증가시킬 수 있다. 즉, 동일한 시간에서 석영 도가니(112)의 열화가 적어진다.
이상에서 실시예를 중심으로 설명하였으나 이는 단지 예시일 뿐 본 발명을 한정하는 것이 아니며, 본 발명이 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 규정하는 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.
100A, 100B: 단결정 실리콘 잉곳 제조 장치 110: 도가니
112: 석영 도가니 114: 흑연 도가니
120, 122, 124: 측부 히터 130, 132, 134: 하부 히터
140: 도가니 지지 샤프트 150: 인상부
160: 열 차폐 부재 172: 측부 전원 공급부
174: 하부 전원 공급부 176: 발열 제어부

Claims (26)

  1. 단결정 실리콘 잉곳을 성장시키기 위한 용융 실리콘을 담는 도가니;
    상기 도가니의 측부에 배치되어 상기 도가니를 가열하는 측부 히터;
    상기 도가니의 하부에 배치되어 상기 도가니를 가열하는 하부 히터;
    상기 측부 히터로 측부 전원을 공급하는 측부 전원 공급부;
    상기 하부 히터의 하부 전원을 공급하는 하부 전원 공급부; 및
    멜팅 공정, 안정화 공정, 네킹 공정, 쇼울더 공정, 바디 공정 및 테일 공정 중 적어도 하나의 공정을 포함하는 상기 잉곳의 제조 공정 동안, 상기 측부 및 하부 전원 공급부를 제어하여, 상기 측부 및 하부 히터를 발열시키는 발열 제어부를 더 포함하며;
    상기 발열 제어부는 상기 측부 전원 공급부를 제어하여, 상기 멜팅 공정 동안 상기 측부 히터가 제1 전력 레벨을 갖고, 상기 안정화 공정 내지 상기 테일 공정 동안 상기 측부 히터가 상기 제1 전력 레벨로부터 상기 하부 히터의 전력 레벨만큼 감소된 제2 전력 레벨을 갖도록 하는 단결정 실리콘 잉곳 제조 장치.
  2. 삭제
  3. 삭제
  4. 제1 항에 있어서, 상기 발열 제어부는 상기 하부 전원 공급부를 제어하여, 상기 멜팅 공정 내지 상기 테일 공정 중 적어도 하나의 공정 동안 상기 하부 히터의 전력 레벨을 상기 측부 히터의 전력 레벨보다 작게 조정하는 단결정 실리콘 잉곳 제조 장치.
  5. 제4 항에 있어서, 상기 발열 제어부는 상기 하부 전원 공급부를 제어하여, 상기 멜팅 공정 내지 상기 테일 공정 중 적어도 하나의 공정 동안 상기 하부 히터의 전력 레벨을 상기 측부 히터의 전력 레벨의 0 % 내지 30 %가 되도록 조정하는 단결정 실리콘 잉곳 제조 장치.
  6. 제4 항에 있어서, 상기 발열 제어부는 상기 하부 전원 공급부를 제어하여, 상기 멜팅 공정 내지 상기 테일 공정 중 적어도 하나의 공정 동안 상기 하부 히터의 전력 레벨을 상기 측부 히터의 전력 레벨의 5 % 내지 15 %가 되도록 조정하는 단결정 실리콘 잉곳 제조 장치.
  7. 단결정 실리콘 잉곳을 성장시키기 위한 용융 실리콘을 담는 도가니;
    상기 도가니의 측부에 배치되어 상기 도가니를 가열하는 측부 히터;
    상기 도가니의 하부에 배치되어 상기 도가니를 가열하는 하부 히터;
    상기 측부 히터로 측부 전원을 공급하는 측부 전원 공급부;
    상기 하부 히터의 하부 전원을 공급하는 하부 전원 공급부; 및
    멜팅 공정, 안정화 공정, 네킹 공정, 쇼울더 공정, 바디 공정 및 테일 공정 중 적어도 하나의 공정을 포함하는 상기 잉곳의 제조 공정 동안, 상기 측부 및 하부 전원 공급부를 제어하여, 상기 측부 및 하부 히터를 발열시키는 발열 제어부를 더 포함하며,
    상기 발열 제어부는 상기 하부 전원 공급부를 제어하여, 상기 멜팅 공정 내지 상기 테일 공정 중 적어도 하나의 공정 동안 상기 하부 히터의 전력 레벨을 상기 측부 히터의 전력 레벨보다 작게 조정하며;
    상기 멜팅 공정 동안 상기 하부 히터가 제1 전력 레벨을 갖고, 상기 안정화 공정 내지 상기 테일 공정 동안 상기 하부 히터가 제2 전력 레벨을 갖도록 조정하는 단결정 실리콘 잉곳 제조 장치.
  8. 제7 항에 있어서, 상기 제1 전력 레벨과 상기 제2 전력 레벨은 서로 다른 단결정 실리콘 잉곳 제조 장치.
  9. 제8 항에 있어서, 상기 제1 전력 레벨은 상기 제2 전력 레벨보다 큰 단결정 실리콘 잉곳 제조 장치.
  10. 제8 항에 있어서, 상기 제1 전력 레벨은 상기 제2 전력 레벨보다 작은 단결정 실리콘 잉곳 제조 장치.
  11. 제7 항에 있어서, 상기 제1 전력 레벨과 상기 제2 전력 레벨은 서로 동일한 단결정 실리콘 잉곳 제조 장치.
  12. 단결정 실리콘 잉곳을 성장시키기 위한 용융 실리콘을 담는 도가니;
    상기 도가니의 측부에 배치되어 상기 도가니를 가열하는 측부 히터;
    상기 도가니의 하부에 배치되어 상기 도가니를 가열하는 하부 히터;
    상기 측부 히터로 측부 전원을 공급하는 측부 전원 공급부;
    상기 하부 히터의 하부 전원을 공급하는 하부 전원 공급부; 및
    멜팅 공정, 안정화 공정, 네킹 공정, 쇼울더 공정, 바디 공정 및 테일 공정 중 적어도 하나의 공정을 포함하는 상기 잉곳의 제조 공정 동안, 상기 측부 및 하부 전원 공급부를 제어하여, 상기 측부 및 하부 히터를 발열시키는 발열 제어부를 더 포함하며;
    상기 발열 제어부는 상기 멜팅 공정, 상기 안정화 공정, 상기 네킹 공정, 상기 쇼울더 공정, 상기 바디 공정 및 상기 테일 공정 각각의 공정 별로 소정의 범위 내에서 상기 하부 히터의 전력 레벨이 달라지도록 상기 하부 전원 공급부를 제어하는 단결정 실리콘 잉곳 제조 장치.
  13. 제1 항에 있어서, 상기 발열 제어부는
    상기 바디 공정 내에서 상기 잉곳의 바디의 길이 별로 상기 하부 히터의 전력 레벨이 달라지도록 상기 하부 전원 공급부를 제어하는 단결정 실리콘 잉곳 제조 장치.
  14. 단결정 실리콘 잉곳을 성장시키기 위한 용융 실리콘을 담는 도가니와, 상기 도가니의 측부 및 하부에 각각 배치되어 상기 도가니를 가열하는 측부 및 하부 히터를 포함하는 단결정 실리콘 잉곳 제조 장치에서 수행되는 단결정 실리콘 잉곳 제조 방법에 있어서,
    멜팅 공정, 안정화 공정, 네킹 공정, 쇼울더 공정, 바디 공정 및 테일 공정 중 적어도 하나의 공정을 포함하는 상기 잉곳의 제조 공정 동안, 상기 측부 및 하부 히터의 전력을 제어하여 상기 측부 및 하부 히터를 발열시키는 단계를 포함하며, 상기 발열 단계는 상기 멜팅 공정 동안 제1 레벨을 갖고, 상기 안정화 공정 내지 상기 테일 공정 동안 상기 제1 레벨로부터 상기 하부 히터의 전력 레벨만큼 감소된 제2 레벨을 갖도록 상기 측부 히터의 전력 레벨을 조정하는 단계를 포함하는 단결정 실리콘 잉곳 제조 방법.
  15. 삭제
  16. 삭제
  17. 제14 항에 있어서, 상기 발열 단계는
    상기 멜팅 공정 내지 상기 테일 공정 중 적어도 하나의 공정 동안 상기 하부 히터의 전력 레벨을 상기 측부 히터의 전력 레벨보다 작게 조정하는 단계를 포함하는 단결정 실리콘 잉곳 제조 방법.
  18. 제17 항에 있어서, 상기 멜팅 공정 내지 상기 테일 공정 중 적어도 하나의 공정 동안 상기 하부 히터의 전력 레벨은 상기 측부 히터의 전력 레벨의 0 % 내지 30 %가 되도록 조정되는 단결정 실리콘 잉곳 제조 방법.
  19. 제17 항에 있어서, 상기 멜팅 공정 내지 상기 테일 공정 중 적어도 하나의 공정 동안 상기 하부 히터의 전력 레벨은 상기 측부 히터의 전력 레벨의 5 % 내지 15 %가 되도록 조정되는 단결정 실리콘 잉곳 제조 방법.
  20. 단결정 실리콘 잉곳을 성장시키기 위한 용융 실리콘을 담는 도가니와, 상기 도가니의 측부 및 하부에 각각 배치되어 상기 도가니를 가열하는 측부 및 하부 히터를 포함하는 단결정 실리콘 잉곳 제조 장치에서 수행되는 단결정 실리콘 잉곳 제조 방법에 있어서,
    멜팅 공정, 안정화 공정, 네킹 공정, 쇼울더 공정, 바디 공정 및 테일 공정 중 적어도 하나의 공정을 포함하는 상기 잉곳의 제조 공정 동안, 상기 측부 및 하부 히터의 전력을 제어하여 상기 측부 및 하부 히터를 발열시키는 단계를 포함하며,
    상기 발열 단계는 상기 멜팅 공정 내지 상기 테일 공정 중 적어도 하나의 공정 동안 상기 히터의 전력 레벨을 상기 측부 히터의 전력 레벨보다 작게 조정하는 단계를 포함하며,
    상기 멜팅 공정 동안 제1 레벨을 갖고, 상기 안정화 공정 내지 상기 테일 공정 동안 제2 레벨을 갖도록 상기 하부 히터의 전력 레벨을 조정하는 단계를 포함하는 단결정 실리콘 잉곳 제조 방법.
  21. 제20 항에 있어서, 상기 제1 레벨과 상기 제2 레벨은 서로 다른 단결정 실리콘 잉곳 제조 방법.
  22. 제21 항에 있어서, 상기 제1 레벨은 상기 제2 레벨보다 큰 단결정 실리콘 잉곳 제조 방법.
  23. 제21 항에 있어서, 상기 제1 레벨은 상기 제2 레벨보다 작은 단결정 실리콘 잉곳 제조 방법.
  24. 제20 항에 있어서, 상기 제1 레벨과 상기 제2 레벨은 서로 동일한 단결정 실리콘 잉곳 제조 방법.
  25. 단결정 실리콘 잉곳을 성장시키기 위한 용융 실리콘을 담는 도가니와, 상기 도가니의 측부 및 하부에 각각 배치되어 상기 도가니를 가열하는 측부 및 하부 히터를 포함하는 단결정 실리콘 잉곳 제조 장치에서 수행되는 단결정 실리콘 잉곳 제조 방법에 있어서,
    멜팅 공정, 안정화 공정, 네킹 공정, 쇼울더 공정, 바디 공정 및 테일 공정 중 적어도 하나의 공정을 포함하는 상기 잉곳의 제조 공정 동안, 상기 측부 및 하부 히터의 전력을 제어하여 상기 측부 및 하부 히터를 발열시키는 단계를 포함하며;
    상기 하부 히터를 발열시키는 단계는 상기 멜팅 공정, 상기 안정화 공정, 상기 네킹 공정, 상기 쇼울더 공정, 상기 바디 공정 및 상기 테일 공정 각각의 공정 별로 소정의 범위 내에서 상기 하부 히터의 전력 레벨이 달라지도록 제어하는 단계를 포함하는 단결정 실리콘 잉곳 제조 방법.
  26. 제14 항에 있어서, 상기 하부 히터를 발열시키는 단계는
    상기 바디 공정 내에서 상기 잉곳의 바디의 길이 별로 상기 하부 히터의 전력 레벨이 달라지도록 제어하는 단계를 포함하는 단결정 실리콘 잉곳 제조 방법.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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KR20120130125A (ko) * 2011-05-20 2012-11-29 쇼와 덴코 가부시키가이샤 단결정 제조 장치, 단결정 제조 방법 및 단결정

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH07133186A (ja) * 1993-11-01 1995-05-23 Komatsu Electron Metals Co Ltd シリコン単結晶の製造装置および製造方法
KR20120130125A (ko) * 2011-05-20 2012-11-29 쇼와 덴코 가부시키가이샤 단결정 제조 장치, 단결정 제조 방법 및 단결정

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