KR101458037B1 - 단결정 잉곳 제조 방법 및 장치 - Google Patents

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Abstract

실시예의 단결정 잉곳 제조 방법은, 도가니에 담긴 실리콘 용융액에 종결정을 접촉시키는 단계 및 도가니를 회전시키면서 종결정을 인상할 때 실리콘 용융액의 온도, 도가니의 회전 속도, 종결정의 인상 속도 및 도가니에 가해지는 수평 자기장 중 적어도 하나를 조절하여, 소정 최소값 이상의 곡률 반경 값으로 굴곡진 넥부를 형성하는 단계를 포함한다.

Description

단결정 잉곳 제조 방법 및 장치{Method and apparatus for manufacturing ingot having single crystals}
실시예는 단결정 잉곳 제조 방법 및 장치에 관한 것이다.
쵸크랄스키(Czochralski)법에 의한 실리콘(silicon) 단결정의 제조 방법에 의하면, 도가니 내에 폴리 실리콘을 채운 후, 도가니를 가열하여 폴리 실리콘을 용융하여 실리콘 용융액으로 변환한다. 이후, 종결정을 실리콘 용융액에 접촉시킨 후, 천천히 회전시키면서 끌어올려 넥(neck)부를 형성하고, 이후 종결정을 서서히 인상하여 숄더(shoulder)부 및 정 지름의 바디(body)(또는, 직동부)를 순차적으로 형성하여 단결정 잉곳의 육성을 완성한다.
도 1은 기존의 넥부를 설명하기 위한 도면이다. 여기서, 참조부호 2는 종결정을 나타낸다.
근래에는 대구경의 웨이퍼를 얻기 위한 고중량의 실리콘 단결정 잉곳의 제조가 요구되고 있다. 그러나, 넥부(1)의 직경이 작을 경우, 단결정 잉곳이 고중량화됨에 따라 넥부(1)가 파손될 수 있을 뿐만 아니라 단결정 잉곳이 낙하하여 중대한 사고가 유발될 수 있다. 실리콘 단결정 잉곳을 육성할 때, 폴리 실리콘의 충진량이 400㎏이고 넥부(1)의 직경이 4.18 ㎜인 경우를 기준으로 계산된 파괴 응력은 최소 3.0E+9 dyn/㎠ 수준인 것으로 판단되며, 이는 이론상으로 알려져 있는 실리콘의 파괴 응력값인 77E9dyn/㎠ 보다 약 25배 정도 낮다. 그 이유는 넥부(1)의 모양(shape)에 의한 영향이 크게 작용하기 때문이다.
또한, 도 1에 도시된 바와 같이 넥부(1)의 직경을 증감하여 넥부(1)를 육성하고 다음 수학식 1과 같은 넥 직경 변동률을 제어하는 기존의 방법이 있다.
Figure 112013003452013-pat00001
그러나, 전술한 기존의 방법에 의해 넥부(1)를 육성할 경우, 확경부(4)와 축경부(6)의 직경 제어가 어려울 뿐만 아니라 확경부(4)와 축경부(6)가 반복되면서 넥부(1)의 직경 변동이 심해지면 굴곡 부분에 응력이 집중되어 넥부(1)가 파손될 수 있다. 또한, 이러한 기존의 방법은, 공정 조건에 입각하여 세밀한 조건으로 제어할 필요가 있으나 그렇지 못하였다.
또한, 전위 제어의 다른 기존 방법도 제안되었으나 이는 고중량 단결정 잉곳의 지지에는 적합하지 않은 문제점을 갖는다.
실시예는 그의 지름 변동이 제어되어 응력 집중이 최소화된 넥부를 갖는 단결정 잉곳을 제조하는 단결정 잉곳 제조 방법 및 장치를 제공한다.
실시예의 단결정 잉곳 제조 방법은, 도가니에 담긴 실리콘 용융액에 종결정을 접촉시키는 단계; 및 상기 도가니를 회전시키면서 상기 종결정을 인상할 때, 상기 실리콘 용융액의 온도, 상기 도가니의 회전 속도, 상기 종결정의 인상 속도 및 상기 도가니에 가해지는 수평 자기장 중 적어도 하나를 조절하여, 소정 최소값 이상의 곡률 반경 값으로 굴곡진 넥부를 형성하는 단계를 포함한다. 예를 들어, 상기 소정 최소값은 25일 수 있다.
상기 넥부와 접촉된 상기 실리콘 용융액의 온도 변화는 -1 ℃ 내지 1 ℃로 조절되고, 상기 도가니의 회전 속도는 1.5 rpm 내지 2.0 rpm으로 조절되고, 상기 인상 속도는 2 ㎜/min 내지 3 ㎜/min으로 조절되고, 상기 인상 속도의 변동율은 0.25 이하로 조절되고, 상기 수평 자기장은 1000 가우스(G) 내지 3000G로 조절될 수 있다.
다른 실시예의 단결정 잉곳 제조 장치는, 단결정 실리콘 잉곳을 성장시키기 위한 용융 실리콘을 담는 도가니; 상기 도가니 내의 실리콘이 용융되도록, 상기 도가니에 열을 가하는 히터; 상기 도가니를 회전시키는 도가니 구동부; 상기 실리콘 용융액에 종결정을 접촉시키고, 상기 종결정을 인상하는 인상 구동부; 상기 도가니에 수평 자기장을 인가하는 자기장 인가부; 및 상기 도가니를 회전시키면서 상기 종결정을 인상할 때, 상기 히터, 상기 도가니 구동부, 상기 인상 구동부 및 상기 자기장 인가부 중 적어도 하나를 제어하여, 소정 최소값 이상의 곡률 반경 값으로 굴곡진 넥부를 형성시키는 제어부를 포함한다.
실시예에 따른 단결정 잉곳 제조 방법 및 장치는 넥부의 굴곡진 곡률 반경이 25 이상이 되도록 하여, 응력 집중이 최소화된 넥부를 형성하여 넥부(P1)의 인장 강도를 향상시키기 때문에, 고중량의 단결정 잉곳에서 응력이 넥부에 집중되어 파손되는 현상을 방지하고 고중량의 잉곳을 안정적으로 성장시킬 수 있도록 하며, 다양한 인자 즉, 실리콘 용융액의 온도, 도가니의 회전 속도, 종결정의 인상 속도 및 자기장 인가부에서 인가되는 수평 자기장 중 적어도 하나를 조절하여 곡률 반경이 25 이상이 되도록 세밀하게 진동 없이 넥부의 직경을 용이하게 제어할 수 있다.
도 1은 기존의 넥부를 설명하기 위한 도면이다.
도 2는 실시예에 의한 단결정 잉곳 제조 방법을 설명하기 위한 플로우차트이다.
도 3은 도 2의 방법을 수행하는 실시예에 의한 단결정 잉곳 제조 장치의 블럭도를 나타낸다.
도 4는 도 3에 도시된 'A' 부분을 확대 도시한 도면이다.
도 5 (a) 내지 (f)는 축경부 또는 확경부를 갖는 넥부의 단면도를 나타낸다.
도 6a 및 도 6b는 넥부의 직경 변동으로 인한 응력 현상을 설명하기 위한 그래프이다.
도 7a 내지 도 7c는 곡률 반경값의 변동에 따른 응력의 변화를 설명하기 위한 도면이다.
도 8은 도 2의 제120 단계에 대한 실시예를 설명하기 위한 플로우차트이다.
도 9 (a) 내지 (d)는 도가니의 회전 속도 변화에 따른 실리콘 용융액의 온도 변화 및 넥부의 직경 변화를 설명하기 위한 도면이다.
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.
도 2는 실시예에 의한 단결정 잉곳 제조 방법을 설명하기 위한 플로우차트를 나타내고, 도 3은 도 2의 방법을 수행하는 실시예에 의한 단결정 잉곳 제조 장치(100)의 블럭도를 나타낸다.
편의상 이하의 설명에서, 도 2에 도시된 실시예의 단결정 잉곳 제조 방법이 도 3에 예시된 단결정 잉곳 제조 장치에서 수행되는 것으로 설명하지만, 실시예는 이에 국한되지 않는다. 즉, 도 2의 실시예는 도 3에 예시된 장치와 다른 구성을 갖는 단결정 잉곳 제조 장치에 의해서도 수행될 수 있음은 물론이다.
도 2에 도시된 실시예의 단결정 잉곳 제조 방법을 설명하기에 앞서, 도 3에 예시된 단결정 잉곳 성장 장치(100)의 구성 및 동작에 대해 개략적으로 살펴보면 다음과 같다.
도 3에 예시된 단결정 잉곳 성장 장치(100)는 도가니(10), 지지축 구동부(16), 지지 회전축(18), 실리콘 용융액(20), 잉곳(30), 종결정(32), 와이어 인상부(40), 인상 와이어(42), 열차폐 부재(50), 도가니(10)의 주위에 배치된 히터(60), 단열재(70), 자기장 인가부(80) 및 제어부(90)를 포함한다.
실시예에 의한 단결정 잉곳 제조 장치는 쵸크랄스키(Czochralski)법에 의해 단결정 잉곳(30)을 다음과 같이 육성한다.
먼저, 도가니(10) 내에 실리콘의 고순도 다결정 원료를 융점 온도 이상으로 히터(60)에 의해 가열하여, 실리콘 용융액(20)으로 변화시킨다. 히터(60)는 도가니(10) 내 실리콘의 고순도 다결정 원료가 용융되도록 도가니(10)에 열을 가하는 역할을 한다. 이때, 실리콘 용융액(20)을 담는 도가니(10)는 안쪽이 석영(12)으로 되어 있고, 바깥 쪽이 흑연(14)으로 된 이중 구조를 가질 수 있다.
이후, 인상 구동부는 실리콘 용융액(20)에 종결정을 접촉시키는 역할을 한다. 이를 위해, 인상 구동부는 와이어 인상부(40) 및 인상 와이어(42)를 포함할 수 있다. 와이어 인상부(40)는 인상 와이어(42)를 풀어 실리콘 용융액(20)의 표면의 대략 중심부에 종결정(32)의 선단을 접촉 또는 침지시킨다. 이때, 시드 척(seed chuck)(미도시)을 이용하여 실리콘 종결정(32)을 유지시킬 수 있다.
이후, 도가니 구동부는 도가니(10)를 회전시킨다. 이를 위해, 도가니 구동부는 지지축 구동부(16) 및 지지 회전축(18)을 포함한다. 지지축 구동부(16)는 도가니(10)의 지지 회전축(18)을 화살표와 같은 방향으로 회전시킨다. 이와 동시에, 인상 구동부의 와이어 인상부(40)는 인상 와이어(42)에 의해 종결정(32)을 회전시키면서 인상하여 단결정 잉곳(30)이 육성되도록 한다. 이때, 단결정 잉곳(30)을 인상하는 속도(V)와 온도 구배(G, △G)를 조절하여 원주 형상의 단결정 잉곳(30)이 완성될 수 있다.
열차례 부재(50)는 단결정 잉곳(30)과 도가니(10) 사이에서 단결정 잉곳(30)을 에워싸도록 배치되어, 단결정 잉곳(30)으로부터 방사되는 열을 차단하는 역할을 한다. 단열재(70)에 의해 히터(60)와 열적으로 차단되는 자기장 인가부(80)는 도가니(10)로 수평 자기장을 인가한다.
전술한 구성을 갖는 단결정 잉곳 제조 장치에서 수행되는 단결정 잉곳 제조 방법은 다음과 같다.
도 4는 도 3에 도시된 'A' 부분을 확대 도시한 도면이다. 여기서, P1 및 P2는 단결정 잉곳(30)의 넥(neck)부와 숄더(shoulder)부를 각각 의미한다.
도 2 내지 도 4를 참조하면, 먼저 전술한 바와 같이 제어부(90)는 와이어 인상부(40)를 제어하여 종결정(32)을 실리콘 용융액(20)에 접촉시킨다(제110 단계). 제110 단계 후, 종결정(32)을 끌어올리면서 소정 최소값 이상의 곡률 반경값(r)으로 굴곡진 넥부(P1)를 육성한다(제120 단계 ). 여기서, 소정 최소값은 '25'일 수 있다.
일반적으로 넥부(P1)를 육성할 때, 넥부(P1) 직경이 변동하며, 직경이 변동된 부분에서 응력값이 집중되고 이로 인해 넥부(P1)가 파손될 수도 있다. 이에 대해 살펴보면 다음과 같다.
도 5 (a) 내지 (f)는 축경부(또는, 오목한 부분) 또는 확경부(또는, 볼록한 부분)를 갖는 넥부(P1)의 단면도를 나타낸다. 여기서, 도 5 (a) 내지 (c)의 넥부(P1)는 6 ㎜의 직경을 갖고, 도 5 (d) 및 (e)는 5 ㎜의 직경을 갖는다.
도 5 (a) 및 도 5 (d)는 축경부나 확경부가 없는 넥부(P1)의 단면도를 나타내고, 도 5 (b)와 (c)는 축경부가 존재하는 넥부의 단면도를 나타내고, 도 5 (e)는 확경부가 존재하는 넥부(P1)의 단면도를 나타낸다. 도 5 (f)는 넥부(P1)에 반영된 부하(900㎏f)를 나타낸다.
도 6a 및 도 6b는 넥부(P1)의 직경 변동으로 인한 응력 현상을 설명하기 위한 그래프로서, 횡축은 넥부(P1)의 길이(Length)를 나타내고 종축은 넥부(P1) 표면의 응력(surface line Stress)값을 각각 나타낸다. 참조부호 '200'은 넥부(P1)가 확경부나 축경부를 갖지 않는 경우의 응력값을 나타내고, 참조부호 '202'는 도 5 (b) 및 (c)와 같이 넥부(P1)가 축경부를 갖는 경우의 응력값을 나타내고, 참조부호 '204'는 넥부(P1)가 도 5 (e)와 같이 확경부를 갖는 경우의 응력값을 나타낸다.
넥부(P1)의 길이를 200 ㎜로 하고, 넥부(P1)에 900 kgf(중력이 반영된 질량값)의 부하를 인가하고, 공정 조건을 다음 표 1과 같이 설정하여 넥부(P1)의 길이에 따른 응력값을 관찰하면 도 6a 및 도 6b에 도시된 바와 같다.
Property 값(Value) 단위(unit)
밀도(density) 2380 kgm-3
열 팽창 계수 0 C-1
기준 온도 22 ℃
Young's Modulus 1.56E+11 Pa
Poisson's Ratio 0.25
Bulk Modulus 1.04E+11 Pa
Shear Modulus 6.24E+10 Pa
먼저, 넥부(P1)가 도 5 (a) 또는 (d)에 예시된 바와 같이 축경부나 확경부를 갖지 않을 경우, 도 6a 및 도 6b에 도시된 바와 같이 넥부(P1)의 표면에 가해지는 응력값(200)은 일정하며 넥부(P1)의 어느 한 곳에 집중되지 않는다.
그러나, 넥부(P1)가 도 5 (b) 또는 (c)에 도시된 바와 같이 축경부를 가질 경우, 도 6a에 도시된 바와 같이 넥부(P1)의 표면 중 오목한 부분의 중심부인 100 ㎜ 지점에서 응력값이 가장 큼을 알 수 있다. 즉, 넥부(P1)의 직경의 굴곡의 기울기가 클수로 중심부의 응력값이 커진다.
또한, 넥부(P1)가 도 5 (e)에 도시된 바와 같이 확경부를 가질 경우, 도 6b에 도시된 바와 같이 넥부(P1)의 표면 중 볼록한 부분이 시작하거나 끝나는 부분에서 응력값이 가장 크고 중심부인 100 ㎜ 지점에서 응력값이 가장 작음을 알 수 있다.
이상에서, 넥부(P1)의 직경 변동시 굴곡이 큰 경우, 굴곡의 변동 부위에서 응력 값이 높아짐을 알 수 있다. 그러므로, 실시예에 의하면, 응력이 집중되는 현상을 제거하거나 최소화하기 위해, 넥부(P1)의 굴곡진 정도를 표현하는 곡률 반경값(r)이 소정 최소값 예를 들어 '25' 이상이 되도록 넥부(P1)를 형성한다(제120 단계).
이하, 곡률 반경값(r)의 변동에 따른 넥부(P1)에서 응력의 변화를 살펴보면 다음과 같다.
도 7a 내지 도 7c는 곡률 반경값(r)의 변동에 따른 응력의 변화를 설명하기 위한 도면이다. 도 7c에서 횡축은 곡률 반경값(r)을 나타내고, 종축은 응력값(stress)을 나타낸다.
도 7a를 참조하면, 경계 조건(boundary condition)으로서 넥부(P1)의 상단은 고정시키고 하단에 900㎏의 하중을 부여하고, 화살표 방향으로 넥부(P1)를 8 rpm으로 회전시키면서, 7가지의 서로 다른 조건(Case 1 ~ Case 7)으로 곡률 반경값(r)을 변화시키면 응력값은 다음 표 2와 같다.
구분 Case 1 Case 2 Case 3 Case 4 Case 5 Case 6 Case 7
r - 1.25 6.5 25.25 56.5 72.5 100.25
응력값(Mpa) 312.156 719.3348 510.1647 463,1596 455.4415 454.0575 452.8059
도 7c를 참조하면, 넥부(P1)의 표면은 곡률 반경값(r)이 커질수록 응력이 감소하는 경향을 나타내며 이는 다음 수학식 2와 같은 관계를 나타낸다.
Figure 112013003452013-pat00002
여기서, Kt는 응력 집중 계수를 나타내고 다음 수학식 3과 같이 표현될 수 있고, σ0는 굴곡이 없는 넥부(P1)의 응력을 나타내고, b는 상수이다.
Figure 112013003452013-pat00003
여기서, σMax는 굴곡이 있는 넥부(P1)에서 굴곡진 부분의 최대 응력값을 나타낸다.
전술한 수학식 2와 3 및 도 7c를 참조하면 곡류 반경값(r)이 25 이상인 경우 응력값이 450 MPa 수준으로 일정하게 됨을 알 수 있다.
전술한 바와 같이 곡률 반경값(r)을 25 이상으로 하기 위해, 실시예에 의하면, 도가니(10)를 회전시키면서 종결정(32)을 인상하여 넥부(P1)를 육성할 때, 실리콘 용융액(20)의 온도, 도가니(10)의 회전 속도, 종결정(32)의 인상 속도 및 도가니(10)에 가해지는 수평 자기장 중 적어도 하나를 조절할 수 있다.
이를 위해, 제어부(90)는 실리콘 용융액(20)의 온도를 조절하기 위해 히터(60)를 제어하고, 도가니(10)의 회전 속도를 조절하기 위해 도가니 구동부의 지지축 구동부(16)를 제어하고, 종결정(32)의 인상 속도를 조절하기 위해 인상 구동부의 와이어 인상부(40)를 제어하고, 도가니(10)에 가해지는 수평 자기장을 조절하기 위해 자기장 인가부(80)를 제어한다.
이하, 25 이상의 곡률 반경값(r)을 갖는 넥부(P1)를 육성하는 단결정 잉곳 제조 방법 및 이를 수행하는 제어부(90)의 제어 동작에 대해 첨부한 도면을 참조하여 다음과 같이 살펴본다.
도 8은 도 2의 제120 단계에 대한 실시예를 설명하기 위한 플로우차트로서, 제어부(90)에서 수행될 수 있다.
제어부(90)는 넥부(P1)와 접촉된 실리콘 용융액(20)의 온도 변화가 -1 ℃ 내지 1 ℃ 범위 내에 속하는가를 판단한다(제302 단계). 만일, 실리콘 용융액(20)의 온도 변화가 -1 ℃ 내지 1 ℃ 범위 내에 속하지 않은 것으로 판단되면, 제어부(90)는 히터(60)를 제어하여 실리콘 용융액(20)의 온도 변화가 -1 ℃ 내지 1 ℃의 범위 내에 속하도록 조절한다(제304 단계).
실리콘 용융액(20)의 온도 변화가 -1 ℃ 내지 1 ℃ 범위 내에 속하는 것으로 판단되면, 제어부(90)는 도가니(10)의 회전 속도가 1.0 rpm 이상 예를 들어 1.5 rpm 내지 2.0 rpm 범위 내에 속하는가를 판단한다(제312 단계). 만일, 도가니(10)의 회전 속도가 1.5 rpm 내지 2.0 rpm 범위 내에 속하지 않은 것으로 판단되면, 제어부(90)는 지지축 구동부(16) 및 지지 회전축(18)을 포함하는 도가니 구동부를 제어하여 도가니(10)의 회전 속도가 1.5 rpm 내지 2.0 rpm의 범위에 속하도록 조절한다(제314 단계).
도 9 (a) 내지 (d)는 도가니(10)의 회전 속도(C/R:Crucible Rotation) 변화에 따른 실리콘 용융액(20)의 온도 변화 및 넥부(P1)의 직경 변화를 설명하기 위한 도면이다. 도 9 (a), (b), (c) 및 (d)의 회전 속도(C/R)는 각각 0.3 rpm, 0.5 rpm, 1 rpm 및 1.6 rpm이다.
도 9 (a)를 참조하면, 도가니(10)의 회전 속도가 0.3 rpm일 때 히터(60)의 파워가 단주기 진동(oscillation)함을 알 수 있다. 또한, 도가니(10)의 회전 속도를 1.0 rpm 이상으로 증가시킬 경우 도 9 (c) 및 (d)에 도시된 바와 같이 실리콘 용융액(20)의 온도 및 넥부(P1)의 직경 제어 상태가 양호해짐을 알 수 있다.
한편, 도가니(10)의 회전 속도가 1.5 rpm 내지 2.0 rpm 범위 내에 속하는 것으로 판단되면, 제어부(90)는 종결정(32)의 인상 속도가 4 ㎜/min 이하 예를 들어 2 ㎜/min 내지 3 ㎜/min 범위 내에 속하는가를 판단한다(제322 단계). 만일, 종결정(32)의 인상 속도가 2 ㎜/min 내지 3 ㎜/min 범위 내에 속하지 않은 것으로 판단되면, 제어부(90)는 와이어 인상부(40)와 잉곳 와이어(42)를 포함하는 인상 구동부를 제어하여 종결정(32)의 인상 속도가 2 ㎜/min 내지 3 ㎜/min의 범위 내에 속하도록 조절한다(제324 단계). 이때, 종결정(32)의 인상 속도의 변동율은 0.25 이하로 조절될 수 있다.
종결정(32)의 인상 속도가 2 ㎜/min 내지 3 ㎜/min 범위 내에 속하는 것으로 판단되면, 제어부(90)는 수평 자기장이 1000 가우스(G) 이상 예를 들어, 1000G 내지 3000G의 범위 내에 속하는가를 판단한다(제332 단계). 만일, 수평 자기장이 1000 G 내지 3000G의 범위 내에 속하지 않은 것으로 판단되면, 제어부(90)는 자기장 인가부(80)를 제어하여 수평 자기장이 1000 G 내지 3000G의 범위 내에 속하도록 조절한다(제332 단계).
실시예에 의한 단결정 잉곳 제조 방법은 도 8에 예시된 각 단계의 수행 순서에 국한되지 않는다. 즉, 제어부(90)는 실리콘 용융액(20)의 온도를 제어하는 단계(제302 및 제304 단계), 도가니(10)의 회전 속도를 제어하는 단계(제312 및 제314 단계), 종결정(32)의 인상 속도를 제어하는 단계(제322 및 제324 단계) 및 수평 자기장을 제어하는 단계(제332 및 제334 단계) 중 적어도 하나만을 수행할 수도 있으며, 이들을 순서 없이 수행할 수 있다.
전술한 실시예에 의한 단결정 잉곳 제조 방법 및 장치에 의하면, 넥부(P1)의 굴곡진 곡류 반경(r)이 25 이상이 되도록 하였다. 따라서, 응력 집중이 최소화된 넥부(P1)가 형성될 수 있어 넥부(P1)의 인장 강도가 향상되기 때문에, 단결정 잉곳에서 응력이 넥부에 집중되어 파손(broken)되는 현상을 방지할 수 있어, 고중량의 단결정 잉곳을 안정적으로 성장시킬 수 있도록 한다.
게다가, 다양한 인자 즉, 실리콘 용융액(20)의 온도, 도가니(10)의 회전 속도, 종결정(32)의 인상 속도 및 자기장 인가부(80)에서 인가되는 수평 자기장 중 적어도 하나를 세밀하게 조절하여 진동(vibration) 없이 넥부(P1)의 직경을 용이하게 제어할 수 있다.
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.
10: 도가니 16: 지지축 구동부
18: 지지 회전축 20: 실리콘 용융액
30: 단결정 잉곳 32: 종결정
40: 와이어 인상부 42: 인상 와이어
50: 열 차폐 부재 60: 히터
70: 단열재 80: 자기장 인가부
90: 제어부

Claims (8)

  1. 도가니에 담긴 실리콘 용융액에 종결정을 접촉시키는 단계; 및
    상기 도가니를 회전시키면서 상기 종결정을 인상할 때, 상기 실리콘 용융액의 온도, 상기 도가니의 회전 속도, 상기 종결정의 인상 속도 및 상기 도가니에 가해지는 수평 자기장 중 적어도 하나를 조절하여, 소정 최소값인 25 이상의 곡률 반경 값으로 굴곡진 넥부를 형성하는 단계를 포함하는 단결정 잉곳 제조 방법.
  2. 삭제
  3. 제1 항에 있어서, 상기 넥부와 접촉된 상기 실리콘 용융액의 온도 변화는 -1 ℃ 내지 1 ℃로 조절되는 단결정 잉곳 제조 방법.
  4. 제1 항에 있어서, 상기 도가니의 회전 속도는 1.5 rpm 내지 2.0 rpm으로 조절되는 단결정 잉곳 제조 방법.
  5. 제1 항에 있어서, 상기 인상 속도는 2 ㎜/min 내지 3 ㎜/min으로 조절되는 단결정 잉곳 제조 방법.
  6. 제5 항에 있어서, 상기 인상 속도의 변동율은 0.25 이하로 조절되는 단결정 잉곳 제조 방법.
  7. 제1 항에 있어서, 상기 수평 자기장은 1000 가우스(G) 내지 3000G로 조절되는 단결정 잉곳 제조 방법.
  8. 단결정 실리콘 잉곳을 성장시키기 위한 용융 실리콘을 담는 도가니;
    상기 도가니 내의 실리콘이 용융되도록, 상기 도가니에 열을 가하는 히터;
    상기 도가니를 회전시키는 도가니 구동부;
    상기 실리콘 용융액에 종결정을 접촉시키고, 상기 종결정을 인상하는 인상 구동부;
    상기 도가니에 수평 자기장을 인가하는 자기장 인가부; 및
    상기 도가니를 회전시키면서 상기 종결정을 인상할 때, 상기 히터, 상기 도가니 구동부, 상기 인상 구동부 및 상기 자기장 인가부 중 적어도 하나를 제어하여, 소정 최소값인 25 이상의 곡률 반경 값으로 굴곡진 넥부를 형성시키는 제어부를 포함하는 단결정 잉곳 제조 장치.
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