KR101530272B1 - Apparatus and method for growing ingot - Google Patents

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Abstract

본 발명은 상측 열차폐 수단을 구비하고 잉곳의 인상경로가 되는 상부 챔버를 포함하는 잉곳성장장치로서, 실리콘 융액이 수용되는 도가니; 상기 실리콘 융액으로부터 잉곳을 성장시키기 위한 종자결정; 상기 종자결정을 고정하기 위한 종자결정 척; 및 상기 도가니 상측에 배치되는 단열 수단으로서, 상기 종자결정 및 종자결정 척이 통과할 수 있는 홀을 갖는 상측 열차폐 수단;을 포함하고, 상기 상측 열차폐 수단은 상기 종자결정 및 종자결정 척이 통과할 수 있는 홀을 갖는 제 1 열차폐부와, 상기 제 1 열차폐부를 지지하기 위한 지지부를 포함하는 것을 특징으로 한다.
이러한 본 발명에 따르면, 상측 열차폐 수단을 사용하여 종자결정과 실리콘 융액의 열 충격을 최소화 하여 네크부의 직경을 향상시킬 수 있고, 본 실시예에 따르면, 네크부의 직경 향상으로 대구경의 단결정 실리콘 잉곳을 생산할 수 있는 장점이 있다. The present invention relates to an ingot growing apparatus including an upper chamber provided with an upper heat shielding means and serving as a pull path of an ingot, comprising: a crucible in which a silicon melt is accommodated; A seed crystal for growing the ingot from the silicon melt; A seed crystal chuck for fixing the seed crystal; And upper side heat shielding means having holes through which the seed crystal and the seed crystal chuck can pass, wherein the upper side heat shielding means includes a seed crystal and a seed crystal chuck And a supporting portion for supporting the first heat shielding portion.
According to the present invention, it is possible to minimize the thermal impact of the seed crystals and the silicon melt by using the upper heat shielding means, thereby improving the diameter of the neck portion. According to this embodiment, by increasing the diameter of the neck portion, There is an advantage to be able to produce.

Description

잉곳성장장치 및 잉곳성장방법{Apparatus and method for growing ingot}[0001] Apparatus and method for growing ingot [0002]

본 발명은 단결정 실리콘 잉곳을 생산하는 잉곳성장장치에 관한 것으로, 좀더 상세히 쵸크랄스키 공정으로 고품질의 단결정 실리콘 잉곳을 생산하기 위하여 도가니의 상측에 상측 열차폐 수단을 구비한 잉곳성장장치에 관한 것이다.
The present invention relates to an ingot growing apparatus for producing a single crystal silicon ingot, and more particularly to an ingot growing apparatus provided with an upper side heat dissipating means above a crucible for producing a high quality single crystal silicon ingot by a Czochralski process.

반도체 소자의 재료로 사용되는 실리콘 단결정 웨이퍼는 일반적으로 쵸크랄스키법에 의하여 제조된 단결정 잉곳을 슬라이싱 공정에 의하여 제조된다. A silicon single crystal wafer used as a material of a semiconductor device is generally manufactured by a slicing process of a single crystal ingot manufactured by the Czochralski method.

쵸크랄스키법에 의하여 실리콘 단결정 잉곳을 성장시키는 방법은, 석영 도가니에 다결정 실리콘을 용융시킨 후, 종자결정을 융액 표면에 침지시키고, 종자결정을 인상시켜서 가늘고 긴 결정을 성장시키는 넥킹 공정과, 결정을 직경 방향으로 성장시켜 목표 직경으로 만드는 솔더링(shouldering) 공정을 거치게 된다. 이후에는 일정한 직경을 갖는 실리콘 단결정 잉곳을 원하는 길이로 성장시키는 바디 그로잉(body growing) 공정을 거치고, 실리콘 단결정 잉곳의 직경을 점점 줄여나가 실리콘 융액과 잉곳을 분리하는 테일링(tailing) 공정을 거침으로써 실리콘 단결정 잉곳의 성장이 완료된다.A method of growing a silicon single crystal ingot by the Czochralski method includes a necking step of melting a polycrystalline silicon in a quartz crucible and then immersing the seed crystal on the surface of the melt to pull up the seed crystals to grow elongated crystals, Is grown in the radial direction to make the target diameter. Thereafter, a body growing process is performed in which a silicon single crystal ingot having a predetermined diameter is grown to a desired length, and the silicon single crystal ingot is gradually reduced in diameter to carry out a tailing process for separating the silicon melt and the ingot The growth of the silicon single crystal ingot is completed.

그런데, 네크부를 형성하는 공정에서 종자결정이 실리콘 융액에 접촉할 때, 접촉된 종자결정하단부의 온도는 실리콘 융액의 표면온도로 급격히 상승함으로써 종자결정 하단부에 열 충격(thermal shock)이 가해진다. 그 결과, 종자결정에 전단 응력(shear stress)이 유발되어 멜트 접촉 부위에 전위(dislocation)가 발생한다.When the seed crystal contacts the silicon melt in the step of forming the neck portion, the temperature of the lower end of the contacted seed crystals sharply increases with the surface temperature of the silicon melt, thereby applying a thermal shock to the lower end of the seed crystal. As a result, shear stress is induced in the seed crystal, and dislocations occur in the melt contact region.

따라서, 종래에는 전위가 단결정으로 전파되는 것을 막기 위해 단결정 제조 공정의 초반에 데쉬 네킹(dash necking) 공정을 진행하였다. Therefore, conventionally, a dash necking process was performed at the beginning of the single crystal manufacturing process to prevent the dislocations from propagating to the single crystal.

상기 데쉬 네킹 공정은 네킹부를 빠른 속도로 가늘고 길게 뽑아내어 전위를 제거하는 기술이다. 이때, 데쉬 네킹 공정에서 성장되는 네킹부의 최소 직경은 3 ~ 5mm이다.In the deshaching process, a neck is pulled out at a high speed to remove a potential. At this time, the minimum diameter of the neck portion grown in the desizing process is 3 to 5 mm.

만약, 상기 네킹부의 직경이 5mm를 넘으면 네킹부 내/외부의 온도차에 의해 발생하는 전단 응력이 크기가 증가하여 전위의 전파 속도가 네킹부의 단결정 인상속도보다 커지게 됨으로 인해 종자결정 하단부에 발생된 전위가 제거되지 않는 문제가 생긴다.If the diameter of the neck portion exceeds 5 mm, the shear stress caused by the temperature difference between the inside and outside of the neck portion increases in size, so that the propagation speed of the potential becomes larger than the single crystal pulling rate of the neck portion. There is a problem in that it can not be removed.

그런데, 이러한 데쉬 네킹 공정은 전위의 제거라는 긍정적 효과도 있지만, 가늘고 긴 네킹부는 고중량의 단결정을 지탱하는 데는 부정적 영향을 미친다. 단결정의 하중이 가늘고 긴 네킹부를 통해 종자결정에 인가되므로 네킹부의 파손으로 인한 단결정의 추락 사고 가능성이 있기 때문이다. 그리고, 최근에는 반도체 기술이 발전함에 따라서 단결정 실리콘 잉곳이 고중량 대구경화되고 있으며 현재 450mm의 직경을 갖는 단결정은 공정 후반으로 가면 그 무게가 1톤에 달할 것으로 예상되는데, 3-5mm의 가는 네킹부로는 1톤에 달하는 단결정의 무게를 지지할 수 없다. 따라서 네킹 공정을 진행하지 않고 대구경의 단결정을 성장시킬 수 있는 기술들이 연구 개발되고 있다.However, this deshinging process has a positive effect of eliminating dislocations, but the elongated neck portion has a negative effect on supporting a high-weight single crystal. Since the load of the single crystal is applied to the seed crystals through the elongated neck portion, there is a possibility of the single crystal falling due to the breakage of the neck portion. In recent years, as semiconductor technology has developed, monocrystalline silicon ingots have been heavily heavily cured, and a single crystal having a diameter of 450 mm is expected to reach 1 ton in the latter half of the process. The 3-5 mm thin neck portion It can not support the weight of a single crystal of one ton. Therefore, technologies for growing large diameter single crystals without advancing the necking process are being researched and developed.

그리고, 최근에는 반도체 기술이 발전함에 따라서 단결정 실리콘 잉곳이 고중량 대구경화 됨에 따라서 실리콘 원료의 사이즈가 커지고 도가니내의 더 많은 다결정 실리콘을 적층해야 된다. 이 때문에 다결정 실리콘을 가열하기 위한 히터 파워가 증가하게 되었고, 히터 파워 증가에 따른 잉곳의 단가 상승은 물론 단결정 성장 과정에서 단결정의 유전위화 향상 및 제품 수율이 저하되는 문제가 발생하였다.
In recent years, as semiconductor technology has developed, the monocrystalline silicon ingot has been heavily cured, and the size of the silicon raw material has increased and more polycrystalline silicon in the crucible has to be stacked. As a result, the heater power for heating the polycrystalline silicon has been increased. In addition to the increase in the unit cost of the ingot due to the increase in the heater power, there has been a problem in that the yield of the single crystal is increased.

본 발명은 상술한 종래 기술의 문제를 해결하기 위한 것으로서, 상측 열차폐 수단을 이용하여 대구경 단결정 실리콘 잉곳성장장치를 제공하는데 그 목적이 있다.
It is an object of the present invention to provide a large diameter single crystal silicon ingot growing apparatus using the upper side heat dissipating means.

본 실시예의 상측 열차폐 수단을 구비한 잉곳성장장치는, 잉곳의 인상경로가 되는 상부 챔버를 포함하는 잉곳성장장치로서, 실리콘 융액이 수용되는 도가니; 상기 실리콘 융액으로부터 잉곳을 성장시키기 위한 종자결정; 상기 종자결정을 고정하기 위한 종자결정 척; 및 상기 도가니 상측에 배치되는 단열 수단으로서, 상기 종자결정 및 종자결정 척이 통과할 수 있는 홀을 갖는 상측 열차폐 수단;을 포함하고, 상기 상측 열차폐 수단은 상기 종자결정 및 종자결정 척이 통과할 수 있는 홀을 갖는 제 1 열차폐부와, 상기 제 1 열차폐부를 지지하기 위한 지지부를 포함하는 것을 특징으로 한다. The ingot growing apparatus provided with the upper side heat dissipating means of the present embodiment is an ingot growing apparatus including an upper chamber serving as a pulling path of an ingot, comprising: a crucible in which a silicon melt is accommodated; A seed crystal for growing the ingot from the silicon melt; A seed crystal chuck for fixing the seed crystal; And upper side heat shielding means having holes through which the seed crystal and the seed crystal chuck can pass, wherein the upper side heat shielding means includes a seed crystal and a seed crystal chuck And a supporting portion for supporting the first heat shielding portion.

또한, 본 실시예의 상측 열차폐 수단을 이용한 잉곳생산방법은, 도가니에 다결정 실리콘이 수용되는 단계; 상기 도가니 상측에 마련된 상측 열차폐 수단이 하강하여 상기 도가니로부터 소정 높이에 고정되는 단계; 상기 도가니의 가열을 통한 실리콘 융액을 형성하는 단계; 상기 종자결정을 이용한 디핑 공정과 네크부를 형성하는 네킹 공정이 완료된 다음에는, 상기 네크부의 직경을 확장하는 숄더링 공정을 실시하면서 상기 상측 열차폐 수단을 상부 챔버 상측으로 이동시키는 단계; 및 상기 종자결정을 이용하여 잉곳을 성장시키는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 한다.
In addition, the ingot production method using the upper side heat dissipation means of this embodiment includes: a step of accommodating the polycrystalline silicon in the crucible; Wherein the upper side heat shielding means provided on the upper side of the crucible is lowered and fixed at a predetermined height from the crucible; Forming a silicon melt through heating the crucible; After the dipping process using the seed crystals and the necking process for forming the neck portion are completed, moving the upper side heat shielding means to an upper side of the upper chamber while performing a shoulder process for expanding the diameter of the neck portion; And growing an ingot using the seed crystal.

제안되는 본 실시예에 따르면, 상측 열차폐 수단을 사용하여 종자결정과이 융액에 침지될 때 발생하는 열 충격을 최소화하여 네크부를 대직경으로 성장시킬 수 있는 장점이 있다. According to the present embodiment, there is an advantage that the neck portion can be grown to have a large diameter by minimizing thermal shock generated when the upper side heat dissipating means is immersed in the seed crystal melt.

또한, 본 실시예에 따르면, 네크부의 안정적인 대직경 형성을 통하여, 대구경의 단결정 실리콘 잉곳을 생산할 수 있는 장점이 있다.Further, according to this embodiment, it is possible to produce a single crystal ingot of large diameter through the formation of the large diameter of the neck portion stably.

그리고 본 실시예에 따르면, 실리콘 용융액 가열시 히터파워를 감소시켜 단결정 실리콘 잉곳의 품질 향상 및 단가를 낮추는 장점이 있다.
According to this embodiment, there is an advantage that the heater power is reduced when the silicon melt is heated, thereby improving the quality and the unit cost of the single crystal silicon ingot.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 상측 열차폐 수단을 구비한 잉곳성장장치의 개략적인 단면을 나타낸다.
도 2는 상측 열차폐 수단의 고정부가 냉각부상측에 고정되는 일 실시예를 나타낸다.
도 3은 상측 열차폐 수단의 고정부가 별도로 구비된 걸림부에 의해 고정되는 일 실시예를 나타낸다.
도 4는 상측 열차폐 수단의 고정부가 링형으로 구성된 일 실시예를 나타낸다.
도 5는 상측 열차폐 수단의 고정부가 원반형으로 구성된 일 실시예를 나타낸다.
도 6은 상측 열차폐 수단의 지지부가 길이 조절이 가능하게 구성된 일 실시예를 나타낸다.
도 7은 상측 열차폐 수단을 고정부와 지지부및 지지부와 제 1 열 차폐부의 결합구조의 일 실시예를 나타낸다.
도 8은 상측 열차폐 수단을 구비한 잉곳성장장치를 이용하여 잉곳을 성장시키는 방법에 관한 흐름도를 나타낸다.BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS FIG. 1 is a schematic cross-sectional view of an ingot growing apparatus having an upper heat shielding means according to an embodiment of the present invention; FIG.
Fig. 2 shows an embodiment in which the fixing portion of the upper heat shielding means is fixed to the upper side of the cooling portion.
FIG. 3 shows an embodiment in which the fixing part of the upper heat shielding means is fixed by a separate locking part.
Fig. 4 shows an embodiment in which the fixing portion of the upper heat shielding means is formed in a ring shape.
Fig. 5 shows an embodiment in which the fixing portion of the upper heat shielding means is formed in a disc shape.
6 shows an embodiment in which the length of the supporting portion of the upper heat shielding means is adjustable.
7 shows one embodiment of the coupling structure of the upper heat shielding means with the fixing portion and the supporting portion, and between the supporting portion and the first heat shielding portion.
8 is a flowchart showing a method for growing an ingot using an ingot growing apparatus having an upper heat shielding means.

이하에서는, 본 실시예에 대하여 첨부되는 도면을 참조하여 상세하게 살펴보도록 한다. 다만, 본 실시예가 개시하는 사항으로부터 본 실시예가 갖는 발명의 사상의 범위가 정해질 수 있을 것이며, 본 실시예가 갖는 발명의 사상은 제안되는 실시예에 대하여 구성요소의 추가, 삭제, 변경 등의 실시변형을 포함한다고 할 것이다.Hereinafter, the present embodiment will be described in detail with reference to the accompanying drawings. It should be understood, however, that the scope of the inventive concept of the present embodiment can be determined from the matters disclosed in the present embodiment, and the spirit of the present invention possessed by the present embodiment is not limited to the embodiments in which addition, Variations.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 상측 열차폐 수단(100)을 구비한 잉곳성장장치의 개략적인 단면을 나타낸다1 is a schematic cross-sectional view of an ingot growing apparatus having an upper side thermal shutdown means 100 according to an embodiment of the present invention

도 1을 참조하면, 본 실시예의 잉곳성장장치는 실리콘 융액을 담는 석영도가니(200)와, 실리콘 융액에서 잉곳을 인상하기 위한 종자결정(400)(seed)와, 상기 종자결정(400)를 고정하기 위한 종자결정 척(410)과, 상기 종자결정 척(410)과 연결되어 종자결정 척(410)을 상승시키는 인상 케이블(430)의 이동경로가 되면서 단결정 실리콘 잉곳이 성장되는 공간을 제공하는 상부 챔버(300)와, 성장되는 잉곳을 냉각하는 수냉관(500)와, 상기 도가니(200)의 상측에 마련되는 제 2 열차폐부(600)와, 상기 도가니(200)의 측면에서 도가니(200)의 열을 외부와 차단하는 측면 열차폐부(700)를 포함한다. 1, the ingot growing apparatus of the present embodiment includes a quartz crucible 200 for holding a silicon melt, a seed crystal 400 for pulling up an ingot in a silicon melt, A seed crystal chuck 410 for supporting the seed crystal chuck 410 and a lifting cable 430 connected to the seed crystal chuck 410 for lifting the seed crystal chuck 410, A crucible 200 is provided on the side of the crucible 200. The crucible 200 includes a chamber 300, a water cooling pipe 500 for cooling the ingot to be grown, a second heat shielding part 600 provided above the crucible 200, And a side heat shielding portion 700 for shielding the heat of the heat shielding portion 700 from the outside.

또한, 도면에는 도시되지 않았지만, 잉곳성장장치는 후술하는 승강장치(150) 및 상기 성장장치를 독립적으로 제어할 수 있는 제어장치와, 불활성 가스를 주입하는 가스 주입구를 더 포함할 수 있다.Although not shown in the drawing, the ingot growing apparatus may further include a lifting apparatus 150 described later, a control device capable of independently controlling the growing apparatus, and a gas inlet for injecting an inert gas.

상기 잉곳성장장치는 챔버 내부에 핫존 구조물로서,이하에서는, 상기 챔버를 위치에 따라서, 도가니(200)등이 수용되고 잉곳이 실리콘 융액에서 인상되는 챔버이 하측 부분을 하부 챔버로, 성장된 잉곳이 냉각되는 챔버의 상측 부분을 상부 챔버(300)로 구분하여 설명한다. The ingot growing apparatus is a hot zone structure in the chamber. Hereinafter, the lower portion of the chamber in which the crucible 200 and the like are accommodated and the ingot is pulled up in the silicon melt is defined as the lower chamber, An upper portion of the chamber is divided into an upper chamber 300 and a lower chamber.

특히, 본 실시예의 잉곳성장장치는 도가니(200)의 상측에서 실리콘 융액의 열을 외부와 차단하는 상측 열차폐 수단(100)을 더 포함하며, 상기 상측 열차폐 수단(100)은 상기 도가니(200) 상측에 상하방향으로 이동이 가능하다. 이것은 성장에 따라 길이가 길어지는 잉곳과 함께 상측 열차폐 수단(100)이 함께 상측으로 이동하게 됨으로써, 잉곳에 대한 열차폐 효과를 더욱 증가시킬 수 있다. In particular, the ingot growing apparatus of the present embodiment further includes an upper side heat shielding means 100 for shielding the heat of the silicon melt from the outside on the upper side of the crucible 200, and the upper side heat shielding means 100 includes a crucible 200 In the vertical direction. This allows the upper side heat shielding means 100 to move upward together with the ingot having a longer length depending on the growth, thereby further increasing the heat shielding effect on the ingot.

그리고, 상기 상측 열차폐 수단(100)은 도가니(200)의 상측에서 도가니(200)의 열을 외부와 차폐하기 위한 제 1 열 차폐부(110)와, 상기 제 1 열 차폐부(110)를 흔들림 없이 고정하기 위한 고정부(130)와, 상기 고정부(130)와 제 1 열 차폐부(110)를 연결하는 지지부(120)와, 상기 상측 열차폐 수단(100)을 수직방향으로 이동시키기 위한 승강 케이블(140)과 승강장치(150)를 포함한다. The upper side heat shielding unit 100 includes a first heat shielding unit 110 for shielding the heat of the crucible 200 from the upper side of the crucible 200 and a second heat shielding unit 110 for shielding the first heat shielding unit 110 A support portion 120 connecting the fixing portion 130 and the first heat shielding portion 110 to each other so as to fix the upper side heat shielding means 100 in a vertical direction; A lifting cable 140 and an elevating device 150. [

상기 열 차폐수단은 다결정 실리콘에 열을 가하는 시점부터 융해된 실리콘 융액에 종자결정(400)가 디핑되어 네크부를 형성할 때까지 열을 차폐하는 것이 바람직하다.It is preferable that the heat shielding means shields the heat until the seed crystal 400 is dipped into the melted silicon melt from the time when heat is applied to the polycrystalline silicon to form the neck portion.

그러므로, 상기 상측 열차폐 수단(100)은 폴리 실리콘 용융 공정에서부터 잉곳의 네킹 공정이 끝나는 시점까지 단열 위치에 위치하고, 네킹 공정의 완료 후 숄더 공정이 진행 될 때 대피위치로 이동될 수 있다. Therefore, the upper side heat shielding means 100 is located at the heat insulating position from the polysilicon melting process to the end of the ingot necking process, and can be moved to the evacuation position when the shoulder process is performed after completion of the necking process.

여기서, 단열위치란 잉곳의 네킹 공정시에 제 1 열 차폐부(110)에 의하여 도가니의 열이 단열이 되도록 하는 위치이다. 즉, 제 1 열 차폐부(100)는 실리콘 융액 표면의 상부를 의미하며, 바람직하게는 제 2 열 차폐부(600)의 하단부와 동일한 위치에 있을 때 상기 융액의 열을 더욱 효과적으로 차단할 수 있을 것이다. Here, the heat insulating position is a position where the heat of the crucible is insulated by the first heat shielding part 110 during the ingot necking process. That is, the first heat shield 100 refers to the upper part of the surface of the silicon melt, and can more effectively block the heat of the melt when it is in the same position as the lower end of the second heat shield 600 .

그리고 후술하겠지만, 상기 종자결정(400)와 종자결정 척(410)은 제 1 열 차폐부(110)가 단열위치에 있을 때, 상기 제 1 열 차폐부에 형성된 홀을 관통하여 이동될 수 있다. As will be described later, the seed crystals 400 and the seed crystal chuck 410 can be moved through holes formed in the first heat shielding part 110 when the first heat shielding part 110 is in the heat insulating position.

그리고, 상기 단열위치는 실리콘 용융액 표면으로부터 수직방향으로 80mm~ 800mm 범위의 높이에 위치할 수 있다. 80mm 보다 낮은 경우 종자결정(400)의 효율적인 가열이 힘들 수 있고 실리콘 융액과 제 1 열 차폐부(110)가 충돌할 위험이 있으며, 800mm 이상인 경우에는 제 1 열 차폐부(110)의 단열 효과가 떨어질 수 있기 때문이다.The heat insulating position may be located at a height ranging from 80 mm to 800 mm in a direction perpendicular to the surface of the silicon melt. If the thickness is lower than 80 mm, the seed crystal 400 may not be efficiently heated and there is a risk that the silicon melt and the first heat shield 110 will collide with each other. If the thickness is 800 mm or more, the heat shield effect of the first heat shield 110 It can fall.

그리고 대피위치란 잉곳의 네킹 공정이 완료된 다음 제 1 열 차폐부(110)가 상측으로 이동되어야 할 위치를 가리키며, 네킹 공정 완료 후 잉곳의 성장시에 방해되지 않도록 이동되어야 할 위치를 의미한다고 볼 수 있다. The evacuation position refers to a position at which the first heat shielding part 110 should be moved upward after the ingot necking process is completed and a position at which the ingot should be moved so as not to be disturbed at the time of ingot growth after completion of the necking process have.

그런데 이때 만약, 상기 상측 열차폐 수단(100)이 수직방향으로 이동할 때 흔들린다면, 상기 고정부(130) 또는 제 1 열 차폐부(110)가 챔버(300) 내지 기타 잉곳성장장치의 내부 구조물과 충돌 위험이 있을 수 있다. If the upper side heat shielding means 100 is shaken when moving in the vertical direction, the fixing portion 130 or the first heat shielding portion 110 may contact the inner structure of the chamber 300 or other ingot growing apparatus There may be a risk of collision.

특히, 상기 제 1 열 차폐부(110)가 단열위치에 있을 때에는 멜팅공정 및 네킹공정이 진행되는데, 상기 공정 중 에는 불활성 기체(Ar gas)가 지속적으로 흘러 제 1 열 차폐부(110)가 흔들릴 수 있다. In particular, when the first heat shielding part 110 is in the heat insulating position, the melting process and the necking process are performed. During the process, the inert gas (Ar gas) flows continuously to shake the first heat shielding part 110 .

그리고, 상기 단열위치에서 제 1 열 차폐부(110)가 흔들릴 경우, 제 1 열 차폐부가 실리콘 융액 및 종자결정(400)의 열을 제어하는데 어려움이 있을 수 있고, 또한, 제 1 열 차폐부가 제 2 열 차폐부에 충돌할 가능성이 높아진다. When the first heat shielding part 110 is shaken at the heat insulating position, the first heat shielding part may have difficulty in controlling the heat of the silicon melt and the seed crystal 400, The possibility of collision with the two heat shielding portions increases.

그러므로, 상기 상측 열차폐 수단(100)의 고정부(130)는 상측 열차폐 수단(100)이 승강할 때 흔들림 없이 지지해야 하고, 상기 제 1 열 차폐부(110)가 단열위치에 있을 때, 제 1 열 차폐부(110)를 흔들림 없이 고정할 필요가 있다. Therefore, the fixing portion 130 of the upper side heat shielding means 100 must be supported without shaking when the upper side heat shielding means 100 is lifted and lowered. When the first heat shielding portion 110 is in the heat insulating position, It is necessary to fix the first heat shielding part 110 without shaking.

이하에서는, 상기 제 1 열 차폐부(110)가 단열위치에 있을 때, 고정부(130)가 잉곳성장장치에 흔들림 없이 고정되어 있기 위한 실시예를 도 2와 도 3을 참조하여 설명하여 본다. Hereinafter, an embodiment in which the fixing portion 130 is fixed to the ingot growing apparatus without shaking when the first heat shielding portion 110 is in the heat insulating position will be described with reference to FIG. 2 and FIG. 3. FIG.

도 2는 상측 열차폐 수단(100)의 고정부(130)가 돌출된 냉각부(500) 상측에 고정되는 일 실시예를 나타낸다.2 shows an embodiment in which the fixing portion 130 of the upper heat shielding means 100 is fixed to the upper side of the cooling portion 500 protruded.

도 3은 상측 열차폐 수단(100)의 고정부(130)가 별도로 구비된 걸림부에 의해 고정되는 일 실시예를 나타낸다. 3 shows an embodiment in which the fixing portion 130 of the upper heat shielding means 100 is fixed by a separately provided latching portion.

본 발명의 실시예에서 고정부(130)는 제 1 열 차폐부(110)가 단열위치에 있을 때 잉곳성장장치의 내부 구조물에 의하여 된다. In the embodiment of the present invention, the fixing portion 130 is formed by the internal structure of the ingot growing apparatus when the first heat shielding portion 110 is in the heat insulating position.

도 2를 참조하면, 상기 냉각부(500)는 상부 챔버(300)의 내부 직경 보다 작은 직경으로 형성되어, 상기 상부 챔버(300)의 하측 영역에 배치된다. 2, the cooling unit 500 is formed to have a smaller diameter than the inner diameter of the upper chamber 300, and is disposed in a lower region of the upper chamber 300.

그리고, 상기 고정부(130) 역시 상기 상부 챔버(300) 내에 배치되면서 상기 냉각부(500)의 직경 보다는 크게 형성된다. 따라서, 상기 고정부(130)는 상부 챔버(300) 내에서 승강 되더라도, 상기 냉각부(500)에 의하여 하강 위치가 단속될 수 있다. 도 2에는, 상기 고정부(130)가 냉각부(500) 상부면에 걸리는 구조가 도시되어 있다. Also, the fixing portion 130 is formed in the upper chamber 300 to be larger than the diameter of the cooling portion 500. Therefore, even if the fixing unit 130 is lifted or lowered in the upper chamber 300, the lowering position can be interrupted by the cooling unit 500. FIG. 2 shows a structure in which the fixing portion 130 is hooked on the upper surface of the cooling part 500.

도 2에서는 고정부(130)의 하강 위치의 단속이 냉각부(500) 상부면이 되었다면, 상기 냉각부(500)에 별도의 걸림부를 구성하는 것 역시 가능하다. In FIG. 2, it is also possible to form a separate latching part in the cooling part 500 if the interruption of the lowering position of the fixing part 130 is the upper surface of the cooling part 500.

도 3을 참조하여 보면, 상기 냉각부(500)의 내부에는 소정 두께 돌출되도록 형성된 걸림부(160)가 마련된다. 참고로, 이와 같이, 상기 냉각부(500)에 별도의 걸림부(160)를 구성하는 경우라면, 도 2의 경우와 비교하여, 냉각부의 직경이나 냉각부에 형성된 홀의 사이즈가 변경될 수 있다. Referring to FIG. 3, the cooling part 500 is provided with a locking part 160 protruding to a predetermined thickness. In this case, the diameter of the cooling part and the size of the hole formed in the cooling part can be changed, as compared with the case of FIG. 2, in the case where the cooling part 500 is formed with the separate locking part 160.

이때, 상기 걸림부(160)는 잉곳의 성장을 방해하지 않도록 잉곳의 직경보다 넓은 폭을 갖고 구성되어야 하고, 상기 고정부(130)의 사이즈는 상기 냉각부(500) 사이의 홀보다는 작으면서, 상기 걸림부(160) 상부면에 의하여 하강이 단속될 수 있는 크기를 가져야 한다. At this time, the engaging portion 160 should have a width larger than the diameter of the ingot so as not to interfere with the growth of the ingot. The size of the fixing portion 130 is smaller than the hole between the cooling portions 500, And the lower surface of the latching portion 160 should be separated from the upper surface thereof.

따라서, 상기 상측 열차폐 수단(100)이 수직방향으로 하강되어 상기 고정부(130)가 걸림부(160)까지 하강되면, 고정부(130)는 걸림부(160) 상부면에 의하여 그 위치가 고정될 수 있다. When the upper side heat shielding means 100 is vertically lowered and the fixing portion 130 is lowered to the fixing portion 160, the fixing portion 130 is positioned by the upper surface of the fixing portion 160 Can be fixed.

본 실시예에서 상기 걸림부(160)는 냉각부(500)의 내주면으로부터 돌출형성되는 것으로 구성되어 있지만, 상부 챔버(300)나 기타 잉곳의 성장을 방해하지 않는 잉곳성장장치의 구조물에 형성되거나 부가될 수 있음은 당연하다. In this embodiment, the latching part 160 is formed to protrude from the inner circumferential surface of the cooling part 500. However, the latching part 160 may be formed in the structure of the ingot growing device which does not disturb the growth of the upper chamber 300 or other ingots, It is natural that it can be.

잉곳성장장치의 상부 챔버(300) 내에서 선택적으로 승강할 수 있는 고정부에 대해서 좀 더 자세히 살펴본다. A more detailed discussion will be given of the fixing part which can be selectively lifted and lowered in the upper chamber 300 of the ingot growing apparatus.

도 4는 상측 열차폐 수단(100)의 고정부(130)가 링형으로 구성된 실시예를 나타낸다.Fig. 4 shows an embodiment in which the fixing portion 130 of the upper side heat shielding means 100 is formed in a ring shape.

도 5는 상측 열차폐 수단(100)의 고정부(130)가 원반형으로 구성된 실시예를 나타낸다.5 shows an embodiment in which the fixing portion 130 of the upper side heat shielding means 100 is formed in a disc shape.

상기 고정부(130)는 단열위치에서뿐만 아니라 수직방향으로 이동시에도 제 1 열 차폐부(110)를 흔들림 없이 지지해야 하고, 챔버의 압력을 조절하기 위하여 공급되는 불활성 기체(주로 Ar gas)의 흐름을 방해하지 않는 것이 필요하다. The fixing portion 130 must support the first heat shielding portion 110 evenly when moving in a vertical direction as well as in the heat insulating position. In order to adjust the pressure of the chamber, an inert gas (mainly, Ar gas) It is necessary not to interfere.

따라서, 본 실시예의 고정부(130)는 가스의 이동경로를 제공하는 홀을 구비하면서, 제 1 열차폐부의 견고한 지지가 이루어지도록 한다. 도 4에는 잉곳 성장시에 사용되는 가스의 이동경로를 최대한 확보하기 위한 실시예로서, 대직경의 홀이 형성된 고정부가 도시되어 있고, 도 5에는 단열을 위한 제 1 열차폐부재의 보다 견고한 지지를 위하여 홀의 크기가 감소된 고정부가 도시되어 있다. 이외에 보다 다양한 실시예의 변경이 가능할 것이지만, 고정부의 형상에 따른 홀의 사이즈가 서로 상이한 두 가지 경우를 설명하여 본다. Therefore, the fixing portion 130 of the present embodiment has a hole for providing the path of the gas, so that the first heat shielding portion is firmly supported. Fig. 4 shows a fixing part in which a large-diameter hole is formed as an embodiment for maximally securing the movement path of the gas used at the time of ingot growth, and Fig. 5 shows a more rigid support of the first heat- A reduced size fixing portion of the hole is shown. Although two or more different embodiments of the present invention can be modified, the two different sizes of the holes according to the shapes of the fixing portions will be described.

한편, 상기 고정부(130)는 재질은 몰리(Moly), 스테인리스강(SUS), 흑연(Graphite), 탄소 복합소재(Carbon composite material)일 수 있다. 도 4를 참조하면, 상기 고정부(130)는 링형 또는 도넛 형상으로 이루어지되, 고정부(130) 내측면의 홀의 사이즈가 최대인 경우가 도시되어 있다. The fixing part 130 may be made of moly, stainless steel, graphite, or a carbon composite material. Referring to FIG. 4, the fixing portion 130 is formed in a ring shape or a donut shape, and the size of the hole in the side surface of the fixing portion 130 is the maximum.

상기 고정부(130)의 두께 또는 폭은, 상기 걸림부에 의하여 하강 위치가 단속될 정도의 최소한의 크기로 이루어지고, 내측의 홀의 크기가 최대가 되도록 형성될 수 있다. The thickness or the width of the fixing portion 130 may be minimized to such an extent that the lowering position is interrupted by the engaging portion and the inner hole may be maximized in size.

예를 들어, 450mm 대구경 잉곳을 생산하는 경우, 고정부(130)의 외부 직경은 450mmm 이상의 크기가 될 수 있다. For example, in the case of producing a 450 mm large diameter ingot, the outer diameter of the fixing portion 130 may be 450 mm or more.

그리고, 상기 고정부(130)에는 상기 제 1 열차폐부(110)를 지지 및 고정하기 위한 지지부(120)가 적어도 하나 이상 결합된다. At least one supporting portion 120 for supporting and fixing the first heat shielding portion 110 is coupled to the fixing portion 130.

예를 들어, 링형상의 고정부(130) 내주면과, 막대 형상의 지지부(120) 외주면을 연결하는 와이어(135)에 의하여, 상기 지지부(120)와 제 1 열차폐부(110)가 결합될 수 있다. 상기 지지부(120)가 복수개 마련되는 경우에는, 지지부들이 상기 고정부(130) 내측에서 대칭되도록 배치될 수 있으며, 각각의 지지부들을 고정하기 위한 와이어들(135)이 고정부(130) 내주면과 연결된다. For example, the support portion 120 and the first heat shielding portion 110 can be coupled with each other by the wire 135 connecting the inner circumferential surface of the ring-shaped fixing portion 130 and the outer circumferential surface of the bar- have. When the plurality of support portions 120 are provided, the support portions may be symmetrically arranged inside the secure portion 130, and the wires 135 for fixing the respective support portions may be connected to the inner peripheral surface of the secure portion 130 do.

또한, 링형 고정부(130)의 내주면으로부터 돌출형성된 돌출부를 구성시키고, 이러한 돌출부와 지지부(120)를 용접이나 나사체결 등을 이용하여 결합하는 것도 가능하다It is also possible to constitute a protruding portion protruding from the inner circumferential surface of the ring-like securing portion 130, and to join the protruding portion and the supporter 120 by welding, screwing or the like

도 5에는 상기 고정부(130)가 가스의 이동경로를 제공하기 위한 홀을 포함하되, 지지부(120)의 보다 견고한 고정을 위한 구조에 대해서 살펴본다. 5, the fixing unit 130 includes a hole for providing a movement path of the gas, and a structure for more firmly fixing the supporting unit 120 will be described.

상기 고정부(130)는 소정 크기의 폭을 갖고 있으며, 상기 지지부(120)는 상기 고정부(130)의 하부면에 고정되는 구조로도 이루어질 수 있다. 즉, 상기 고정부(130)의 폭이 상기 지지부(120)의 일측단부 보다 큰 경우에, 상기 지지부(120)의 일측 단부가 용접 또는 나사 체결 등으로 상기 고정부(130)의 하측면에 직접 고정되는 것도 가능하다. The fixing part 130 may have a predetermined width and the supporting part 120 may be fixed to the lower surface of the fixing part 130. That is, when the width of the fixing portion 130 is larger than that of one end of the supporting portion 120, one end of the supporting portion 120 is directly connected to the lower surface of the fixing portion 130 by welding or screw- It can also be fixed.

따라서, 도 4의 실시예와 도 5의 실시예 모두 상기 지지부(120)의 일측은 와이어 또는 직접 상기 고정부(130)에 고정되고, 상기 지지부(120)의 타측은 상기 제 1 열차폐부(110)와 연결된다. 4 and the embodiment of FIG. 5, one side of the support part 120 is fixed to the wire or the fixing part 130 directly, and the other side of the support part 120 is fixed to the first heat shielding part 110 ).

한편, 단열을 위한 제 1 열차폐부(110)와 연결되는 상기 지지부(120)는, 그 길이가 조절될 수 있는 구조로 이루어지며, 상기 지지부(120)의 길이가 가변되는 것은 필요에 따라 상측 열차폐 수단이 차지하는 공간을 줄일 수 있게 된다. 지지부의 가변 길이에 대해서는, 도 6을 참조하여 본다. The supporting part 120 connected to the first heat shielding part 110 for heat insulation has a structure in which the length thereof can be adjusted and the length of the supporting part 120 is variable, The space occupied by the waste means can be reduced. The variable length of the support portion will be described with reference to Fig.

도 6은 상측 열차폐 수단(100)의 지지부(120)가 길이 조절이 가능하게 구성된 일 실시예를 나타낸다. 6 shows an embodiment in which the support 120 of the upper heat shielding means 100 is configured to be adjustable in length.

도 6을 참조하면, 본 실시예에서 상기 지지부(120)는 복수개의 지지대로 구성될 수 있으며, 예를 들어, 상기 지지대는 원통 기둥형상으로 제 1 지지대(121, 상측 지지대), 제 2 지지대(122, 중간 지지대), 제 3 지지대(123,하부 지지대)로 구성되며, 하부로 갈수록 내부 직경이 줄어들게 된다. Referring to FIG. 6, in the present embodiment, the support part 120 may include a plurality of supports. For example, the support part may include a first support 121, an upper support, and a second support 122, a middle support), and a third support 123 (a lower support).

그리고, 상기 중간 지지대(122)와 하부 지지대(123) 각각이 상부 지지대(121)와 중간 지지대(122)로부터 탈거되지 않도록, 하강 위치가 단속된다. 즉, 상기 중간 지지대(122)가 상기 상부 지지대(121)로부터 탈거되지 않도록, 상기 상부 지지대(121)의 하측 내주면에 내부 돌출부가 형성되고, 상기 중간 지지대(122)의 상측 외주면에 외부 돌출부가 형성된다. 이러한 경우에, 상기 중간 지지대(122)의 외부 돌출부가 상부 지지대(121)의 내주 돌출부가 걸리게 됨으로써, 중간 지지대(122)의 하측 방향 이동이 단속될 수 있다. 이러한 구조는, 상기 중간 지지대(122)와 하부 지지대(123) 사이에서도 동일한 구조의 돌출부들이 형성될 수 있다. The lower position is interrupted so that the intermediate support 122 and the lower support 123 are not detached from the upper support 121 and the intermediate support 122, respectively. An inner protrusion is formed on the lower inner circumferential surface of the upper supporter 121 so that the intermediate supporter 122 is not detached from the upper supporter 121. An outer protrusion is formed on the upper outer surface of the intermediate supporter 122 do. In this case, the outer protrusion of the intermediate support 122 is caught by the inner protrusion of the upper support 121, so that the downward movement of the intermediate support 122 can be interrupted. In this structure, protrusions having the same structure can also be formed between the intermediate support 122 and the lower support 123. [

한편, 상기 지지부(120)의 하부, 즉, 상기 하부 지지대의 단부에는 제 1 상측 열차폐 수단(100)이 결합된다. On the other hand, the first upper side heat shielding means 100 is coupled to the lower portion of the support portion 120, that is, the end portion of the lower support.

도 7은 상측 열차폐 수단(100)의 고정부(130)와 지지부(120) 및 지지부(120)와 제 1 열 차폐부(110)의 결합구조의 일 실시예를 나타낸다. 7 shows an embodiment of the joining structure of the fixing part 130, the supporting part 120, the supporting part 120 and the first heat shielding part 110 of the upper side heat shielding unit 100.

상기 제 1 열 차폐부(110)의 상면에 지지부(120)가 결합된다. 상기 결합은 용접이나 나사(115)체결 등이 가능하나, 결합과 분리가 가능한 나사(115)로 체결되는 것도 가능하다. The support 120 is coupled to the upper surface of the first heat shield 110. The coupling can be performed by welding or screw 115, but it is also possible to fasten with screws 115 that can be engaged and disengaged.

도 7을 참조하면, 원통형 지지부(120) 하부면에는 나사(115)에 몸통부가 통과될 수 있을 크기의 홀이 마련된다. 상기 나사(115)는 지지부(120)의 하부 홀을 통과하여 제 1 열 차폐부(110)의 상부면 일부까지 삽입된다. Referring to FIG. 7, a hole is formed on the lower surface of the cylindrical support 120 so as to allow the body to pass through the screw 115. The screw 115 passes through the lower hole of the support 120 and is inserted to a part of the upper surface of the first heat shield 110.

상기 나사(115)를 조이기 위하여 지지부(120)의 단부 일부가 절개된 형상으로 이루어져, 해당 절개된 영역 내에 나사(115)가 위치할 수 있다. In order to tighten the screw 115, a part of the end of the support part 120 may have an incised shape so that the screw 115 may be located in the incised area.

그리고, 나사(115)의 헤드부는 지지부(120)를 통과한 승강 케이블(140)이 연결되며, 상기 승강 케이블(140)에 의하여 상기 나사(115) 및 나사를 통하여 결합되어 있는 제 1 열차폐부(110) 및 지지부(120)의 승강이 이루어질 수 있다. The head part of the screw 115 is connected to a lifting cable 140 passing through the supporting part 120. The lifting cable 140 is connected to the first heat shielding part 110 and the support 120 can be raised and lowered.

제 1 열 차폐부(110)는 다결정 실리콘의 융해 시작부터 네킹시까지 열 차폐 기능을 수행해야 하므로 200~1600℃ 온도 범위에서 4.5?10.8W/m?K의 낮은 열전도율을 갖고, 실리콘 융액의 오염 위험이 낮은 부재를 사용하는 것이 바람직하다. Since the first heat shield 110 needs to perform a heat shielding function from the start of melting of the polycrystalline silicon to the necking, it has a low thermal conductivity of 4.5? 10.8 W / m? K in the temperature range of 200 to 1600 占 폚, It is preferable to use a member having a low risk.

예를 들어, 제 1 열 차폐부(110)의 재질은 흑연(Graphite)과, 탄소 복합소재(Carbon composite material)로 구성될 수 있다. 이때 탄소 복합소재로 구성된 경우, 표면은 그래파이트로 코딩하는 것이 단열성 향상 및 실리콘 융액 오염방지를 위하여 바람직하다. For example, the material of the first heat shielding part 110 may be composed of graphite and a carbon composite material. At this time, in the case of a carbon composite material, the surface is preferably coated with graphite in order to improve the heat insulating property and prevent contamination of the silicon melt.

그리고, 제 1 열 차폐부(110)는 단열위치에서 잉곳성장장치의 기타 부재와 충돌위험이 없도록 크기가 제한된다. 예를 들어, 제 1 열 차폐부(110)의 외부 직경은 제 1 열 차폐부(110)가 단열위치에 있을 때 제 2 열 차폐부(600) 사이의 폭으로 제한된다. 그리고, 제 1 열 차폐부(110)의 내부 홀의 직경은 종자결정(400)척이 통과될 수 있을 정도의 크기여야 한다. And, the first heat shield 110 is limited in size so that there is no risk of collision with other members of the ingot growing apparatus in the heat insulating position. For example, the outer diameter of the first heat shield 110 is limited to the width between the second heat shields 600 when the first heat shield 110 is in the thermal isolation position. The diameter of the inner hole of the first heat shield 110 should be large enough to allow the seed crystals 400 to pass through.

제 1 열 차폐부(110)의 두께는 20~250mm로 구성되는 것이 바람직하다. 20mm 보다 얇은 경우 단열성 및 내구성을 만족하기 어렵고, 250mm 보다 두꺼운 경우, 중량이 커지게 되어 수직방향 상승 또는 하강시 어려움이 있기 때문이다. The thickness of the first heat shielding part 110 is preferably 20 to 250 mm. If it is thinner than 20 mm, it is difficult to satisfy the heat insulation and durability. If it is thicker than 250 mm, it becomes heavy and it is difficult to rise or fall in the vertical direction.

한편, 상측 열차폐 수단(100)의 수직상승 또는 하강을 위해 잉곳성장장치의 최 상단에는 승강장치(150) 및 승강 케이블(140)이 마련된다.On the other hand, a lifting device 150 and a lifting cable 140 are provided at the uppermost end of the ingot growing device for vertically raising or lowering the upper heat shielding means 100.

상기 승강 케이블(140)은 지지부(120)의 내부를 통과하여 제 1 열 차폐부(110) 상단의 나사(115)머리에 연결되어 있다.The lifting cable 140 passes through the inside of the supporting part 120 and is connected to the head of the screw 115 at the upper end of the first heat shielding part 110.

그리고, 상기 승강 케이블(140)은 상승 장치에 권취되어 있으며, 상기 승강장치(150)는 상기 승강 케이블(140)의 권취양을 조절하여 상측 열차폐 수단(100)의 상승 및 하강을 조절할 수 있다. The lifting cable 140 is wound around a lifting device and the lifting device 150 adjusts lifting of the lifting cable 140 to adjust the lifting and lowering of the upper side lifting device 100 .

상기 승강장치(150)는 종자결정(400)척과 연결된 성장 케이블(430) 및 성장 장치와 독립하여 제어가 가능하게 하는 것이 바람직하다.The elevating device 150 may be controlled independently of the growth cable 430 connected to the seed crystal 400 and the growth device.

전술한 본 발명의 구성요소들을 이용하여 단결정 실리콘 잉곳을 생산하는 공정을 도 8을 참조하여 설명한다. A process for producing a single crystal silicon ingot using the above-described elements of the present invention will be described with reference to FIG.

도 8은 상측 열차폐 수단(100)을 구비한 잉곳성장장치를 이용하여 잉곳을 성장하는 방법을 설명하기 위한 흐름도이다. 8 is a flowchart for explaining a method of growing an ingot by using an ingot growing apparatus provided with the upper heat shielding means 100. Fig.

먼저, 도가니(200)에 다결정 실리콘이 준비되고, 상측 열차폐 수단은 하강하여 단열위치에 고정된다(S101).First, polycrystalline silicon is prepared in the crucible 200, and the upper side heat shielding means is lowered and fixed at the heat insulating position (S101).

이후, 히터는 도가니(200)에 열을 가하여 도가니(200)내의 실리콘을 용융시킨다. 이때 상기 상측 열차폐 수단(100)의 단열로 실리콘 원료를 효율적으로 가열할 수 있다(S102).Thereafter, the heater applies heat to the crucible 200 to melt the silicon in the crucible 200. At this time, the silicon raw material can be efficiently heated by the heat insulation of the upper side heat shielding means 100 (S102).

네킹 공정을 위하여, 종자결정(400)와 종자결정 척(410)은 성장 장치에 의하여 하강되고, 하강한 종자결정(400)와 종자결정 척(410)은 상측 열차폐 수단을 통과하여 실리콘 융액과 제 1 열 차폐부(110) 사이의 공간에 위치한다. 종자결정(400)가 충분히 가열되어 종자결정(400)와 실리콘 융액의 온도차가 낮아지면 종자결정(400)를 더욱 하강하여 실리콘 융액에 디핑(deeping) 한다. 이때 종자결정(400)와 실리콘 융액의 온도차가 낮을수록 열충격을 줄일 수 있고, 열충격에 따른 전위의 발생 또한 억제할 수 있다 (S103).The seed crystals 400 and the seed crystal chuck 410 are lowered by the growth apparatus and the descended seed crystals 400 and the seed crystal chuck 410 are passed through the upper side heat shielding means, And is located in the space between the first heat shields 110. When the seed crystal 400 is heated sufficiently and the temperature difference between the seed crystal 400 and the silicon melt is lowered, the seed crystal 400 is further lowered and deeply doped into the silicon melt. At this time, the lower the temperature difference between the seed crystal 400 and the silicon melt, the lower the thermal shock and the generation of the dislocations due to the thermal shock can be suppressed (S103).

이후, 넥킹(necking)이 시작된다. 본 실시예에서 실리콘 잉곳의 네크부(neck)은 최소 직경이 6mm 이상이 되도록 형성할 수 있다. 상기 상측 열차폐 수단(100)으로 인하여 전위 발생이 억제되어 6mm 직경의 네크부를 형성하여도 무전위 잉곳을 생산할 수 있다. (S104)Thereafter, necking is started. In this embodiment, the neck of the silicon ingot can be formed to have a minimum diameter of 6 mm or more. The generation of dislocations is suppressed by the upper side thermal shutdown means 100, and a non-conductive ingot can be produced even if a neck portion having a diameter of 6 mm is formed. (S104)

네킹 공정이 완료된 다음 결정을 직경 방향으로 성장시켜 목표 직경으로 만드는 솔더링(shouldering) 공정이 진행된다. 이때, 상기 상측 열차폐 수단(100)은 잉곳 성장에 방해가 될 수 있으므로, 네킹 공정이 완료된 이후 숄더링 공정 중에 대피위치로 이동된다. (S105)After the necking process is completed, a shallering process is performed in which the crystal is grown in the radial direction to make the target diameter. At this time, since the upper side heat shielding means 100 may interfere with the growth of the ingot, it is moved to the evacuation position during the shoulder process after the necking process is completed. (S105)

이후, 바디 그로윙 공정이 진행되는데, 네크부의 직경 향상되어 고중량을 견딜 수 있으므로 대구경 직경에 바디를 형성할 수 있다. 예를 들어, 별도의 장치 없이 직경 450mm 이상의 잉곳을 생산할 수 있다. Thereafter, the body glowing process proceeds, since the diameter of the neck portion can be improved to withstand a high weight, so that the body can be formed with a large diameter. For example, ingots with a diameter of 450 mm or more can be produced without a separate device.

마지막으로, 테일링(tailing) 끝으로 대구경 고품질 잉곳이 생산된다 (S106).Finally, a large-diameter high-quality ingot is produced at the end of tailing (S106).

전술한 바와 같은 잉곳성장장치에 의해서, 대구경의 잉곳을 성장시키기 위하여 네킹 공정이 수행되는 동안, 상측 열차폐 수단에 의하여 상측방향으로의 단열이 보장되고, 이러한 단열을 통하여 보다 안정적인 대구경의 잉곳을 성장시킬 수 있는 장점이 있다. 또한, 상측 열차폐 수단이 승강하는 구조로 이루어져 있기 때문에, 네킹 공정 이후의 공정에서도 성장되는 잉곳에 방해가 되지 않는다.
While the ingot growing apparatus as described above is performing the necking process to grow the ingot of a large diameter, the upward heat insulation is ensured by the upper side heat shielding means, and the more stable ingot of the larger diameter is grown There is an advantage that can be made. Further, since the upper side heat dissipating means is structured so as to move up and down, it does not interfere with the ingot being grown even in the processes after the necking step.

100: 상측 열차폐 수단
200: 도가니
300: 상부 챔버
400: 종자결정
500: 냉각부
600: 제 2 열 차폐부
700: 측면 열 차폐부100: upper side heat dissipation means
200: Crucible
300: upper chamber
400: Seed determination
500: cooling section
600: second heat shield
700: Side heat shield

Claims (10)

잉곳의 인상경로가 되는 상부 챔버를 포함하는 잉곳성장장치로서,
실리콘 융액이 수용되는 도가니;
상기 실리콘 융액으로부터 잉곳을 성장시키기 위한 종자결정;
상기 종자결정을 고정하기 위한 종자결정 척; 및
상기 도가니 상측에 배치되는 단열 수단으로서, 상기 종자결정 및 종자결정 척이 통과할 수 있는 홀을 갖는 상측 열차폐 수단; 을 포함하고,
상기 상측 열차폐 수단은 상기 종자결정 및 종자결정 척이 통과할 수 있는 홀을 갖는 제 1 열차폐부와, 상기 제 1 열차폐부를 지지하기 위한 지지부와, 상기 제 1 열차폐부의 위치가 고정되도록 하는 고정부를 더 포함하고, 상기 고정부는 상기 종자결정 및 종자결정 척이 관통하여 이동되도록 하는 홀을 갖는 잉곳성장장치.
1. An ingot growing apparatus comprising an upper chamber which is an impression path of an ingot,
A crucible in which a silicon melt is accommodated;
A seed crystal for growing the ingot from the silicon melt;
A seed crystal chuck for fixing the seed crystal; And
An upper heat shielding means having holes through which the seed crystals and the seed crystal chuck can pass; / RTI >
The upper heat shielding means includes a first heat shielding portion having a hole through which the seed crystal and seed crystal chuck can pass, a support portion for supporting the first heat shielding portion, and a second heat shielding portion for fixing the position of the first heat shielding portion Wherein the fixed portion further comprises a hole for allowing the seed crystal and the seed crystal chuck to move through the ingot.
제 1 항에 있어서,
상기 제 1 열차폐부와 연결되는 승강 케이블과, 상기 상부 챔버 외측에서 상기 승강 케이블의 길이를 조절하여 상기 제 1 열차폐부의 승강이 이루어지도록 하는 승강장치를 더 포함하는 잉곳성장장치.
The method according to claim 1,
A lifting cable connected to the first heat shielding portion and a lifting device for lifting and lowering the first heat shielding portion by adjusting a length of the lifting cable outside the upper chamber.
삭제delete 제 1 항에 있어서,
상기 상부 챔버의 내주면에는 성장되는 잉곳을 냉각시키기 위한 냉각부가 마련되고, 상기 고정부의 일부는 상기 냉각부 상부면에 위치하는 잉곳성장장치.
The method according to claim 1,
Wherein an inner circumferential surface of the upper chamber is provided with a cooling section for cooling the ingot to be grown, and a part of the fixing section is located on the upper surface of the cooling section.
제 1 항에 있어서,
상기 상부 챔버 내주면에는 성장되는 잉곳을 냉각시키기 위한 냉각부가 마련되고, 상기 고정부의 일부는 상기 냉각부로부터 소정 길이 돌출형성된 돌출부 상에 위치하는 잉곳성장장치.
The method according to claim 1,
Wherein a cooling section for cooling the ingot to be grown is provided on the inner circumferential surface of the upper chamber, and a part of the fixing section is located on a protrusion protruding from the cooling section by a predetermined length.
제 1 항에 있어서,
상기 지지부는 상기 고정부의 내주면과 연결되어 있는 와이어에 의하여 상기 고정부에 결합되는 잉곳성장장치.
The method according to claim 1,
And the supporting portion is coupled to the fixing portion by a wire connected to the inner circumferential surface of the fixing portion.
제 1 항에 있어서,
상기 고정부는 상기 지지부의 상부면 보다 큰 폭을 갖도록 형성되고,
상기 지지부의 상부면이 상기 고정부 하부면에 결합되는 잉곳성장장치.
The method according to claim 1,
The fixing portion is formed to have a larger width than the upper surface of the supporting portion,
And an upper surface of the support portion is coupled to a lower surface of the fixing portion.
제 1 항에 있어서,
상기 지지부는 복수개의 지지대로 구성되고,
상기 지지부를 구성하는 제 1 지지대와 제 2 지지대는 서로 다른 직경으로 이루어져 상기 제 2 지지대의 일부가 상기 제 1 지지대 내에 삽입되고,
상기 제 2 지지대의 하강 위치는 상기 제 1 지지대 내주면에 형성된 돌출부에 의하여 단속되는 것을 특징으로 하는 잉곳성장장치.
The method according to claim 1,
The supporting portion is composed of a plurality of supporting rods,
Wherein the first and second support rods constituting the support portion have different diameters so that a part of the second support rods is inserted into the first support rods,
Wherein a descent position of the second support is interrupted by a protrusion formed on an inner circumferential surface of the first support.
제 1 항에 있어서,
상기 실리콘 융액의 상측에 마련되어 열을 차폐하며, 성장되는 잉곳이 통과할 수 있는 홀을 구비하는 제 2 열차폐부를 더 포함하고,
상기 고정부가 상기 제 1 열차폐부를 고정하는 위치는 상기 제 2 열차폐부의 홀인 잉곳성장장치.
The method according to claim 1,
And a second heat shielding portion provided on the upper side of the silicon melt to shield heat and having a hole through which the ingot to be grown can pass,
And the position where the fixing portion fixes the first heat shielding portion is the hole of the second heat shielding portion.
삭제delete
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