KR101818250B1 - Apparatus of ingot growing - Google Patents

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Abstract

실시예에 따른 잉곳 성장 장치는, 챔버; 상기 챔버의 내부에 설치되고, 실리콘 융액을 담는 석영 도가니; 상기 실리콘 융액으로부터 성장되는 잉곳을 인상하는 인상 기구; 및 상기 석영 도가니 및 상기 인상기구 사이에 위치하는 복사 실드; 상기 복사 실드 및 상기 실리콘 융액 사이의 제1 공간; 및 상기 복사 실드 및 상기 석영 도가니 사이의 제2 공간을 포함하고, 상기 제1 공간 및 상기 제2 공간에 흐르는 가스의 유속 차이가 존재한다.An ingot growing apparatus according to an embodiment includes: a chamber; A quartz crucible installed in the chamber and containing a silicon melt; A pulling mechanism for pulling up the ingot grown from the silicon melt; And a radiation shield positioned between the quartz crucible and the lifting mechanism; A first space between the radiation shield and the silicon melt; And a second space between the radiation shield and the quartz crucible, wherein there is a flow velocity difference between the first space and the gas flowing in the second space.

Description

잉곳 성장 장치{APPARATUS OF INGOT GROWING}[0001] APPARATUS OF INGOT GROWING [0002]

본 기재는 잉곳 성장 장치에 관한 것이다. The present invention relates to an ingot growing apparatus.

일반적으로 반도체 소자를 제조하기 위한 웨이퍼를 제조하는 공정은 실리콘 단결정 잉곳을 슬라이싱(slicing)하는 절단 공정, 슬라이싱된 웨이퍼의 에지를 라운딩 처리하는 에지 연삭 공정, 절단 공정으로 인한 웨이퍼의 거친 표면을 평탄화 하는 래핑 공정, 에지 연삭 또는 래핑 공정 중에 웨이퍼 표면에 부착된 파티클을 비롯한 각종 오염 물질을 제거하는 세정 공정, 후공정에 적합한 형상 및 표면을 확보하기 위한 표면 연삭 공정 및 웨이퍼 에지에 대한 에지 연마 공정을 포함할 수 있다.Generally, a process for producing a wafer for manufacturing a semiconductor device includes a cutting process for slicing the silicon single crystal ingot, an edge grinding process for rounding the edge of the sliced wafer, a process for planarizing the rough surface of the wafer due to the cutting process A cleaning process to remove various contaminants such as particles attached to the wafer surface during the lapping process, the edge grinding or the lapping process, the surface grinding process for ensuring the shape and surface suitable for the post process, and the edge grinding process for the wafer edge can do.

실리콘 단결정 잉곳은 쵸크랄스키(czochralski, CZ)법 또는 플로팅 존(floating zone, FZ)법 등을 통해 성장할 수 있다. 일반적으로는 대구경의 실리콘 단결정 잉곳을 제조할 수 있고 공정비용이 저렴한 쵸크랄스키법을 사용하여 성장된다.The silicon monocrystalline ingot may grow through a czochralski (CZ) method or a floating zone (FZ) method. Generally, a silicon single crystal ingot with a large diameter can be produced and grown using a Czochralski method with low cost.

이러한 쵸크랄스키법은, 실리콘 융액에 종자 결정(seed crystal)을 담그고 이를 저속으로 인상하면서 이루어질 수 있다. This Czochralski method can be achieved by immersing a seed crystal in a silicon melt and raising it at a low speed.

이때, 결정결함의 특성을 제어하고, 결정 성장에 우호적인 분위기를 유지 하기 위하여 복사 실드를 사용한다.At this time, a radiation shield is used to control the characteristics of crystal defects and maintain a favorable atmosphere for crystal growth.

복사 실드 사용 시, 얻을 수 있는 여러 이점들 중 하나는 실리콘 융액 표면 위에 아르곤 가스가 흐르는 유로를 형성하여, 아르곤 가스의 흐름을 원할하게 하고, 이를 통해 실리콘 융액 표면을 통해 방출되는 옥사이드 파티클(Oxide particle) 의 운반을 용이하게 하여, 단결정이 성장되는 고-액 계면으로의 옥사이드 파티클 유입에 의한 구조 손실이 감소하는 것이다. 즉, 결정화 수율의 개선이 가능하였다. One of the advantages of using a radiation shield is the formation of a flow path for the argon gas on the surface of the silicon melt so that the flow of argon gas is relaxed and the oxide particles ), Thereby reducing the structural loss due to the introduction of oxide particles into the solid-liquid interface at which the single crystal grows. That is, the improvement of the crystallization yield was possible.

복사 실드를 사용하였을 경우, 아르곤 가스가 흐르는 유로가 확보되어 옥사이드 파티클 유입에 의한 구조 손실 발생을 감소시킬 수 있으나, 각 공정조건은 성장되는 결정의 품질과 밀접한 연관이 있으므로, 각 공정조건을 유지하면서 동시에 구조 손실 발생을 억제할 수 있는 수준의 설정이 어려운 문제점이 있다.When a radiation shield is used, the flow path of argon gas is secured and the occurrence of the structural loss due to the introduction of oxide particles can be reduced. However, since each process condition is closely related to the quality of the grown crystal, At the same time, it is difficult to set a level at which the occurrence of the structural loss can be suppressed.

실시예는 고품질의 실리콘 잉곳을 성장할 수 있다.The embodiment can grow high-quality silicon ingots.

실시예에 따른 잉곳 성장 장치는, 챔버; 상기 챔버의 내부에 설치되고, 실리콘 융액을 담는 석영 도가니; 상기 실리콘 융액으로부터 성장되는 잉곳을 인상하는 인상 기구; 및 상기 석영 도가니 및 상기 인상기구 사이에 위치하는 복사 실드; 상기 복사 실드 및 상기 실리콘 융액 사이의 제1 공간; 및 상기 복사 실드 및 상기 석영 도가니 사이의 제2 공간을 포함하고, 상기 제1 공간 및 상기 제2 공간에 흐르는 가스의 유속 차이가 존재한다.An ingot growing apparatus according to an embodiment includes: a chamber; A quartz crucible installed in the chamber and containing a silicon melt; A pulling mechanism for pulling up the ingot grown from the silicon melt; And a radiation shield positioned between the quartz crucible and the lifting mechanism; A first space between the radiation shield and the silicon melt; And a second space between the radiation shield and the quartz crucible, wherein there is a flow velocity difference between the first space and the gas flowing in the second space.

실시예에 따른 잉곳 성장 장치는, 잉곳 성장 장치 내에 흐르는 아르곤 가스의 유속 차이를 제어할 수 있다. 따라서, 상기 아르곤 가스가 불순물들을 잉곳 성장 장치 외부로 운반하여, 단결정에 구조 손실을 발생시키는 요인을 제거할 수 있다. 이로써, 단결정 수율을 향상할 수 있고, 고품질의 단결정을 제조할 수 있다. The ingot growing apparatus according to the embodiment can control the flow velocity difference of the argon gas flowing in the ingot growing apparatus. Therefore, the argon gas transports the impurities to the outside of the ingot growing apparatus, thereby eliminating the factors that cause the structural loss in the single crystal. As a result, the yield of the single crystal can be improved, and a single crystal of high quality can be produced.

또한, 본 실시예에서는 유속 차이를 제어함으로써, 보다 쉽게 단결정의 품질을 향상시킬 수 있다.Further, in this embodiment, the quality of the single crystal can be improved more easily by controlling the flow velocity difference.

도 1은 실시예에 따른 실리콘 단결정 잉곳 제조 장치의 단면도이다.
도 2는 제1 공간 및 제2 공간의 유속 차이 및 단결정 길이에 대한 그래프이다.
도 3은 구조 손실 및 단결정 길이에 대한 그래프이다.
도 4는 구조 손실의 발생 빈도에 대한 그래프이다.
1 is a cross-sectional view of a silicon single crystal ingot manufacturing apparatus according to an embodiment.
Fig. 2 is a graph of the flow velocity difference between the first and second spaces and the length of the single crystal.
3 is a graph of the structure loss and single crystal length.
FIG. 4 is a graph of the occurrence frequency of the structural loss. FIG.

실시예들의 설명에 있어서, 각 층(막), 영역, 패턴 또는 구조물들이 기판, 각 층(막), 영역, 패드 또는 패턴들의 “상/위(on)”에 또는 “하/아래(under)”에 형성된다는 기재는, 직접(directly) 또는 다른 층을 개재하여 형성되는 것을 모두 포함한다. 각 층의 상/위 또는 하/아래에 대한 기준은 도면을 기준으로 설명한다. In the description of the embodiments, it is to be understood that each layer (film), area, pattern or structure may be referred to as being "on" or "under / under" Quot; includes all that is formed directly or through another layer. The criteria for top / bottom or bottom / bottom of each layer are described with reference to the drawings.

도면에서 각 층(막), 영역, 패턴 또는 구조물들의 두께나 크기는 설명의 명확성 및 편의를 위하여 변형될 수 있으므로, 실제 크기를 전적으로 반영하는 것은 아니다. The thickness or the size of each layer (film), region, pattern or structure in the drawings may be modified for clarity and convenience of explanation, and thus does not entirely reflect the actual size.

이하, 첨부한 도면을 참조하여 본 발명의 실시예를 상세하게 설명하면 다음과 같다. Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

도 1을 참조하여 실시예에 따른 실리콘 단결정 잉곳 제조 장치를 상세하게 설명한다. 도 1은 실시예에 따른 실리콘 단결정 잉곳 제조 장치의 단면도이다.The silicon single crystal ingot manufacturing apparatus according to the embodiment will be described in detail with reference to Fig. 1 is a cross-sectional view of a silicon single crystal ingot manufacturing apparatus according to an embodiment.

도 1을 참조하면, 실시예에 따른 실리콘 단결정 잉곳 제조 장치는, 실리콘 웨이퍼를 제조하는 방법 중에서 쵸크랄스키(czochralski, CZ)법에 사용되는 제조 장치일 수 있다. Referring to FIG. 1, the silicon single crystal ingot manufacturing apparatus according to the embodiment may be a manufacturing apparatus used in a czochralski (CZ) method among the methods of manufacturing a silicon wafer.

실시예에 따른 실리콘 단결정 잉곳 제조 장치는 챔버(10), 실리콘 융액(silicon melt, SM)(62)을 담을 수 있는 석영 도가니(20), 도가니 지지대(22), 도가니 회전축(24), 실리콘 융액(62)으로부터 성장되는 실리콘 단결정 잉곳(S)을 인상하는 인상 기구(30), 복사 실드(40), 제어부(50), 저항 히터(70), 단열재(80) 및 자기장 발생 장치(90)를 포함한다. The silicon single crystal ingot manufacturing apparatus according to the embodiment includes a chamber 10, a quartz crucible 20 capable of containing a silicon melt (SM) 62, a crucible support 22, a crucible rotation shaft 24, The pulling mechanism 30, the radiation shield 40, the control unit 50, the resistance heater 70, the heat insulating material 80 and the magnetic field generating device 90 for pulling up the silicon single crystal ingot S, .

이를 좀더 구체적으로 설명하면 다음과 같다.This will be described in more detail as follows.

도 1에 도시된 바와 같이, 상기 챔버(10) 내부에 상기 석영 도가니(20)가 설치되고, 상기 석영 도가니(20)를 지지하는 도가니 지지대(22)가 설치될 수 있다. 상기 석영 도가니(20)내에는 실리콘 융액(SM)이 담긴다. 상기 석영 도가니(20)는 석영을 포함할 수 있고, 상기 도가니 지지대(22)는 흑연을 포함할 수 있다. 1, a quartz crucible 20 is installed in the chamber 10, and a crucible support 22 supporting the quartz crucible 20 may be installed. A silicon melt (SM) is contained in the quartz crucible (20). The quartz crucible 20 may include quartz, and the crucible support 22 may include graphite.

상기 석영 도가니(20)는 상기 도가니 회전축(24)에 의해 시계 또는 반시계 방향으로 회전할 수 있다. 상기 석영 도가니(20) 상부에는 종자정(seed crystal)이 부착되어 이를 인상하는 인상 기구(30)가 위치하며, 상기 인상 기구(30)는 상기 도가니 회전축(24)의 회전 방향과 반대 방향으로 회전할 수 있다.The quartz crucible 20 can be rotated clockwise or counterclockwise by the crucible rotating shaft 24. A pulling mechanism 30 is attached to the upper portion of the quartz crucible 20 to attract and attract a seed crystal. The pulling mechanism 30 rotates in a direction opposite to the rotation direction of the crucible rotation shaft 24, can do.

상기 인상 기구(30)에 부착된 종자정을 실리콘 융액(SM)에 담근 후, 상기 인상 기구(30)를 회전하면서 인상시킴으로써 실리콘 단결정을 성장시켜 잉곳(S)을 제조할 수 있다. 구체적으로, 상기 잉곳(S)의 성장공정은 종자정으로부터 가늘고 긴 형상의 단결정 즉, 네크(neck)부를 성장시키는 네킹(necking) 단계, 네크부로부터 타겟 직경까지 직경을 확장시키는 숄더링(shouldering) 단계, 타겟 직경을 유지하면서 실리콘 단결정 잉곳을 축방향으로 성장시키는 바디 성장 단계 및 실리콘 단결정 잉곳을 실리콘 융액(SM)과 분리하는 테일링 단계를 포함할 수 있다. 이러한 성장 과정을 거친 실리콘 단결정 잉곳(S)을 슬라이싱하여 웨이퍼로 제조할 수 있다.The seed crystal attached to the lifting mechanism 30 is immersed in the silicon melt SM and then pulled up while rotating the pulling mechanism 30 to grow the silicon single crystal to produce the ingot S. Specifically, the process of growing the ingot S includes a necking step of growing an elongated single crystal, that is, a neck, from a seed crystal, a shouldering step of expanding the diameter from the neck to the target diameter, A body growth step of growing the silicon single crystal ingot in the axial direction while maintaining the target diameter, and a tailing step of separating the silicon single crystal ingot from the silicon melt (SM). The silicon single crystal ingot S having undergone such a growth process can be sliced into a wafer.

이어서, 상기 도가니 지지대(22)에 인접하여 상기 석영 도가니(20)에 열을 가하는 저항 히터(70)가 위치할 수 있다. 상기 저항 히터(70)의 바깥쪽에 단열재(80)가 위치할 수 있다. 상기 저항 히터(30)는 폴리 실리콘을 녹여 실리콘 융액(SM)을 만드는데 필요한 열을 공급하고, 제조 공정 중에서도 실리콘 융액(SM)에 계속적으로 열을 공급한다.Next, a resistance heater 70 for heating the quartz crucible 20 adjacent to the crucible supporter 22 may be positioned. The heat insulating material 80 may be located outside the resistance heater 70. The resistance heater 30 melts polysilicon to supply the heat required to make the silicon melt SM, and continuously supplies the silicon melt SM in the manufacturing process.

한편, 상기 석영 도가니(20)에 담긴 실리콘 융액(SM)은 고온으로, 실리콘 융액(SM)의 계면에서 열을 방출하게 된다. 이때 많은 열이 방출되면 실리콘 단결정 잉곳(S)을 성장하는데 필요한 실리콘 융액(SM)의 적정 온도를 유지하기가 어렵다. 따라서, 계면에서 방출되는 열을 최소화하고, 방출된 열이 실리콘 단결정 잉곳(S)의 상부에 전달되지 않도록 해야 한다. 이를 위해, 실리콘 융액(SM) 및 실리콘 융액(SM)의 계면이 고온의 온도환경을 유지할 수 있도록 열실드(도시하지 않음, 이하 동일)가 설치될 수 있다.Meanwhile, the silicon melt (SM) contained in the quartz crucible (20) emits heat at a high temperature and at the interface of the silicon melt (SM). At this time, when a large amount of heat is released, it is difficult to maintain the proper temperature of the silicon melt (SM) necessary for growing the silicon single crystal ingot (S). Therefore, it is necessary to minimize the heat emitted from the interface and prevent the released heat from being transmitted to the upper portion of the silicon single crystal ingot (S). For this purpose, a heat shield (not shown, hereinafter the same) may be provided so that the interface between the silicon melt (SM) and the silicon melt (SM) can maintain a high temperature environment.

상기 열실드는 열적 환경을 원하는 상태로 유지시켜 안정된 결정 성장이 이루어지도록 하기 위해 다양한 형상을 가질 수 있다. 일례로, 상기 열실드는 실리콘 단결정 잉곳(S)의 주위를 감싸도록 내부가 빈 원통형의 형상일 수 있다. 상기 열실드는 일례로, 흑연, 흑연펠트 또는 몰리브덴 등을 포함할 수 있다.The heat shield may have various shapes to maintain stable thermal growth by maintaining a desired thermal environment. For example, the heat shield may have a hollow cylindrical shape to surround the periphery of the silicon single crystal ingot S. The heat shield may include, for example, graphite, graphite felt, or molybdenum.

이어서, 상기 복사 실드(40)는 상기 석영 도가니(20) 및 상기 인상 기구(30) 사이에 위치할 수 있다. 상기 복사 실드(40)는 상기 챔버(10) 내에 흐르는 가스의 통로가 될 수 있다. 또한, 상기 복사 실드(40)는 성장하는 잉곳(S)의 온도 구배를 제어할 수 있다. The radiating shield 40 may then be positioned between the quartz crucible 20 and the lifting mechanism 30. The radiation shield 40 may be a passage for gas flowing in the chamber 10. Further, the radiation shield 40 can control the temperature gradient of the ingot S to be grown.

상기 복사 실드(40) 및 상기 실리콘 융액(SM) 사이에 제1 공간(52)이 위치할 수 있다. 또한, 상기 복사 실드(40) 및 상기 석영 도가니(20) 사이에 제2 공간(54)이 위치할 수 있다. 상기 제1 공간(52) 및 상기 제2 공간(54)은 이어질 수 있다. A first space 52 may be located between the radiation shield 40 and the silicon melt SM. Also, a second space 54 may be located between the radiation shield 40 and the quartz crucible 20. The first space 52 and the second space 54 may be continuous.

상기 제1 공간(52) 및 상기 제2 공간(54)에는 가스가 흐를 수 있다. 구체적으로, 상기 가스는 상기 잉곳(S) 및 상기 복사 실드(40) 사이로 유입되어, 상기 제1 공간(52) 및 상기 제2 공간(54)을 지나 상기 석영 도가니(20) 및 상기 챔버(10) 사이로 빠져나갈 수 있다. Gas may flow through the first space 52 and the second space 54. The gas flows between the ingot S and the radiation shield 40 and flows through the first space 52 and the second space 54 into the quartz crucible 20 and the chamber 10 ). ≪ / RTI >

구체적으로, 상기 가스는 불활성 가스일 수 있다. 더 구체적으로 상기 가스는 아르곤(Ar) 가스를 포함할 수 있다. Specifically, the gas may be an inert gas. More specifically, the gas may include argon (Ar) gas.

상기 아르곤 가스의 흐름을 통해, 상기 실리콘 융액(SM)에서 발생하는 일산화 규소 기체 및 잉곳 성장 장치 내부에 존재하는 불순물들을 잉곳 성장 장치 외부로 원활히 배출할 수 있다. 상기 불순물들을 잉곳 성장 장치 외부로 배출하지 못할 경우, 상기 불순물들이 상기 실리콘 융액으로 유입되어, 성장 중인 잉곳에 구조 손실(structure loss)이 발생할 수 있고, 이는 수율에 악영향을 미칠 수 있다. Through the flow of the argon gas, silicon monoxide gas generated in the silicon melt (SM) and impurities existing in the ingot growing apparatus can be smoothly discharged to the outside of the ingot growing apparatus. If the impurities can not be discharged to the outside of the ingot growing apparatus, the impurities may flow into the silicon melt to cause a structure loss in the growing ingot, which may adversely affect the yield.

따라서, 상기 가스 흐름을 제어하는 것이 중요하다. 특히, 상기 제1 공간(52) 및 상기 제2 공간(54)의 유속 차이가 수율에 큰 영향을 미치므로, 상기 유속 차이를 제어하는 것이 중요하다. Therefore, it is important to control the gas flow. In particular, it is important to control the flow rate difference because the flow rate difference between the first space 52 and the second space 54 greatly affects the yield.

상기 제1 공간(52) 및 상기 제2 공간(54)에 흐르는 가스의 유속 차이가 존재할 수 있다. 구체적으로, 상기 유속 차이가 15 m/s 이하일 수 있다. 바람직하게는, 상기 유속 차이가 7 m/s 이하일 수 있다. There may be a flow velocity difference between the gas flowing in the first space 52 and the gas in the second space 54. Specifically, the flow velocity difference may be 15 m / s or less. Preferably, the flow velocity difference may be less than or equal to 7 m / s.

상기 유속 차이가 15 m/s 초과할 경우, 상기 아르곤 가스가 불순물들을 운반하는 역할을 잘 할 수 없고, 이에 따라, 단결정에 구조 손실이 발생할 가능성이 커질 수 있다. 상기 유속 차이가 7 m/s 이하일 경우, 상기 아르곤 가스가 불순물들을 잘 운반하여, 단결정에 구조 손실이 발생할 가능성이 적어지고, 단결정 수율을 향상할 수 있다. 또한, 고품질의 단결정을 제조할 수 있다. If the flow velocity difference exceeds 15 m / s, the argon gas can not perform the role of transporting the impurities, which may increase the possibility of causing structural loss in the single crystal. When the flow velocity difference is 7 m / s or less, the argon gas carries impurities well, the possibility of occurrence of structural loss in the single crystal is reduced, and the yield of the single crystal can be improved. In addition, a single crystal of high quality can be produced.

본 실시예에서는 유속 차이를 제어함으로써, 보다 쉽게 단결정의 품질을 향상시킬 수 있다.In this embodiment, the quality of the single crystal can be improved more easily by controlling the flow velocity difference.

상기 제어부(50)는 상기 유속 차이를 제어할 수 있다. 구체적으로, 상기 제어부(50)는 제1 제어부, 제2 제어부 및 제3 제어부를 포함할 수 있다.The control unit 50 may control the flow rate difference. Specifically, the controller 50 may include a first controller, a second controller, and a third controller.

상기 제1 제어부는 상기 제1 공간(52) 및 상기 제2 공간(54)의 면적을 제어함으로써, 상기 유속 차이를 제어할 수 있다. 즉, 상기 제1 제어부는 상기 복사 실드(40)의 위치를 조정하여, 상기 제1 공간(52) 및 상기 제2 공간(54)의 면적을 제어할 수 있다. The first control unit can control the flow rate difference by controlling the areas of the first space 52 and the second space 54. [ That is, the first control unit may control the area of the first space 52 and the second space 54 by adjusting the position of the radiation shield 40.

일례로, 상기 제1 공간(52)에서의 유속을 빠르게 하기 위해서, 상기 제1 공간(52)의 면적을 좁힐 수 있다. 즉, 상기 복사 실드(40)와 상기 실리콘 융액(SM) 사이의 거리가 가까워지도록 상기 복사 실드(40)의 위치를 조정하여 상기 제1 공간(52)에서의 유속을 빠르게 할 수 있다. 이와 반대로, 상기 제1 공간(52)에서의 유속을 느리게 하기 위해서, 상기 제1 공간(52)의 면적을 늘릴 수 있다, 즉, 상기 복사 실드(40)와 상기 실리콘 융액(SM) 사이의 거리가 멀어지도록 상기 복사 실드(40)의 위치를 조정하여, 상기 제1 공간(52)에서의 유속을 느리게 할 수 있다. 이로써, 상기 유속 차이를 제어할 수 있다.For example, in order to increase the flow rate in the first space 52, the area of the first space 52 can be narrowed. That is, it is possible to adjust the position of the radiation shield 40 so that the distance between the radiation shield 40 and the silicon melt SM becomes close to increase the flow rate in the first space 52. In contrast, the area of the first space 52 can be increased to slow the flow rate in the first space 52, that is, the distance between the radiation shield 40 and the silicon melt SM It is possible to adjust the position of the radiation shield 40 so that the flow rate in the first space 52 can be reduced. Thereby, the flow velocity difference can be controlled.

또한, 상기 제2 공간(54)에서의 유속을 빠르게 하기 위해서, 상기 제2 공간(54)의 면적을 좁힐 수 있다. 즉, 상기 복사 실드(40)와 상기 석영 도가니(20) 사이의 거리가 가까워지도록 상기 복사 실드(40)의 위치를 조정하여 상기 제2 공간(54)에서의 유속을 빠르게 할 수 있다. 이와 반대로, 상기 제2 공간(54)에서의 유속을 느리게 하기 위해서, 상기 제2 공간(54)의 면적을 늘릴 수 있다, 즉, 상기 복사 실드(40)와 상기 석영 도가니(20) 사이의 거리가 멀어지도록 상기 복사 실드(40)의 위치를 조정하여, 상기 제2 공간(54)에서의 유속을 느리게 할 수 있다. 이로써, 상기 유속 차이를 제어할 수 있다.In order to increase the flow rate in the second space 54, the area of the second space 54 can be narrowed. That is, it is possible to adjust the position of the radiation shield 40 so that the distance between the radiation shield 40 and the quartz crucible 20 becomes close to increase the flow rate in the second space 54. The distance between the radiation shield 40 and the quartz crucible 20 can be increased in order to slow down the flow rate in the second space 54. On the contrary, It is possible to adjust the position of the radiation shield 40 so that the flow rate in the second space 54 can be reduced. Thereby, the flow velocity difference can be controlled.

상기 제2 제어부는 상기 제1 공간(52) 및 상기 제2 공간(54)에 흐르는 가스 양을 조절하여, 상기 유속 차이를 제어할 수 있다. 즉, 상기 제2 제어부는 상기 제1 공간(52) 및 상기 제2 공간(54)에 흐르는 가스를 더 주입하거나, 빼줌으로써, 상기 유속 차이를 제어할 수 있다. The second control unit may control the flow rate difference by adjusting the amount of gas flowing in the first space 52 and the second space 54. That is, the second control unit can control the flow rate difference by further injecting or removing gas flowing in the first space 52 and the second space 54.

상기 제3 제어부는 상기 챔버(10) 내의 압력을 조절하여, 상기 유속 차이를 제어할 수 있다. 즉, 상기 제3 제어부는 상기 챔버(10) 내의 압력을 더 높게 하거나, 낮게 함으로써, 상기 유속 차이를 제어할 수 있다. The third control unit may control the pressure in the chamber 10 to control the flow rate difference. That is, the third control unit can control the flow velocity difference by making the pressure in the chamber 10 higher or lower.

이어서, 상기 챔버(10)의 외부에는 실리콘 융액(SM)에 자기장을 인가하여 실리콘 융액(SM)의 대류를 제어할 수 있는 자기장 발생 장치(90)가 위치할 수 있다. 이러한 자기장 발생 장치(90)은 실리콘 단결정 잉곳(S)의 결정 성장축에 수직인 방향 즉, 수평 자기장(magnet field, MF)을 발생시키는 장치일 수 있다.A magnetic field generating device 90 capable of controlling the convection of the silicon melt SM by applying a magnetic field to the silicon melt SM may be located outside the chamber 10. The magnetic field generating device 90 may be a device for generating a magnet field (MF) in a direction perpendicular to the crystal growth axis of the silicon single crystal ingot S.

이하, 도 2 내지 도 4를 참조하여, 제1 공간(52) 및 제2 공간(54)의 유속 차이 및 구조 손실 발생 회수를 비교한다. 도 2는 제1 공간 및 제2 공간의 유속 차이 및 단결정 길이에 대한 그래프이다. 도 3은 구조 손실 및 단결정 길이에 대한 그래프이다. 도 4는 구조 손실의 발생 빈도에 대한 그래프이다.2 to 4, the flow velocity difference between the first space 52 and the second space 54 and the number of times of occurrence of the structural loss are compared. Fig. 2 is a graph of the flow velocity difference between the first and second spaces and the length of the single crystal. 3 is a graph of the structure loss and single crystal length. FIG. 4 is a graph of the occurrence frequency of the structural loss. FIG.

도 2를 참조하면, case 1 의 경우, 단결정 길이가 길어짐에 따라, 제1 공간(52) 및 제2 공간(54)의 유속 차이가 7 m/s 를 초과하지 않는다. 이에 따라, 도 3을 참조하면, 상기 case 1 의 구조 손실 발생 회수가 거의 없는 것으로 측정되었다. Referring to FIG. 2, in case 1, the flow velocity difference between the first space 52 and the second space 54 does not exceed 7 m / s as the single crystal length becomes longer. Accordingly, referring to FIG. 3, it is determined that the number of occurrence of the structural loss in case 1 is almost zero.

반면, case 2 의 경우, 도 2를 참조하면, 단결정 길이가 1000 mm 를 초과하면서, 유속 차이가 6 m/s 를 초과하였고, 도 3을 참조하면, 구조 손실 발생 회수가 25 회까지 증가하는 것을 알 수 있다. On the other hand, referring to FIG. 2, in case 2, the single crystal length exceeds 1000 mm, the flow velocity difference exceeds 6 m / s, and referring to FIG. 3, Able to know.

즉, 도 4를 참조하면, 상기 유속 차이가 클수록 구조 손실의 발생 빈도가 증가하는 것을 알 수 있다. 또한, 상기 유속 차이가 7 m/s 이하로 유지함으로써, 결정 성장 조건에 관계없이 결정화 수율을 향상시킬 수 있다. That is, referring to FIG. 4, it can be seen that the frequency of occurrence of the structural loss increases as the flow velocity difference increases. Further, by maintaining the flow velocity difference at 7 m / s or less, the crystallization yield can be improved regardless of crystal growth conditions.

상술한 실시예에 설명된 특징, 구조, 효과 등은 본 발명의 적어도 하나의 실시예에 포함되며, 반드시 하나의 실시예에만 한정되는 것은 아니다. 나아가, 각 실시예에서 예시된 특징, 구조, 효과 등은 실시예들이 속하는 분야의 통상의 지식을 가지는 자에 의하여 다른 실시예들에 대해서도 조합 또는 변형되어 실시 가능하다. 따라서 이러한 조합과 변형에 관계된 내용들은 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다. The features, structures, effects and the like described in the foregoing embodiments are included in at least one embodiment of the present invention and are not necessarily limited to one embodiment. Further, the features, structures, effects, and the like illustrated in the embodiments may be combined or modified in other embodiments by those skilled in the art to which the embodiments belong. Therefore, it should be understood that the present invention is not limited to these combinations and modifications.

또한, 이상에서 실시예들을 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, 실시예들에 구체적으로 나타난 각 구성 요소는 변형하여 실시할 수 있는 것이다. 그리고 이러한 변형과 응용에 관계된 차이점들은 첨부한 청구 범위에서 규정하는 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다. While the present invention has been particularly shown and described with reference to exemplary embodiments thereof, it is clearly understood that the same is by way of illustration and example only and is not to be construed as limiting the scope of the present invention. It can be seen that various modifications and applications are possible. For example, each component specifically shown in the embodiments may be modified and implemented. It is to be understood that the present invention may be embodied in many other specific forms without departing from the spirit or essential characteristics thereof.

Claims (9)

챔버;
상기 챔버의 내부에 설치되고, 실리콘 융액을 담는 석영 도가니;
상기 실리콘 융액으로부터 성장되는 잉곳을 인상하는 인상 기구; 및
상기 석영 도가니의 측벽 내에서 상기 석영 도가니의 측벽과 이격되고 상기 실리콘 융액의 표면과 이격되도록 위치되는 복사 실드 - 상기 복사 실드와 상기 실리콘 융액 사이의 이격에 의해 제1 공간이 형성되고, 상기 석영 도가나의 측벽과 상기 복사 실드 사이의 이격에 의해 제2 공간이 형성됨-를 포함하고,
상기 제1 공간에 흐르는 가스의 유속 및 상기 제2 공간에 흐르는 가스의 유속 차이가 15 m/s 이하인 잉곳 성장 장치.
chamber;
A quartz crucible installed in the chamber and containing a silicon melt;
A pulling mechanism for pulling up the ingot grown from the silicon melt; And
A radiation shield spaced apart from a sidewall of the quartz crucible in a sidewall of the quartz crucible and spaced apart from a surface of the silicon melt, the first space being defined by a distance between the radiation shield and the silicon melt, And a second space formed by the spacing between the side wall and the radiation shield,
Wherein a flow velocity of the gas flowing in the first space and a flow velocity difference of the gas flowing in the second space are 15 m / s or less.
제1항에 있어서,
상기 유속 차이가 7 m/s 이하인 잉곳 성장 장치.
The method according to claim 1,
Wherein the flow velocity difference is not more than 7 m / s.
제1항에 있어서,
상기 유속 차이를 제어하는 제어부를 더 포함하는 잉곳 성장 장치.
The method according to claim 1,
And a control unit for controlling the flow rate difference.
제1항에 있어서,
상기 가스는 불활성 가스를 포함하는 잉곳 성장 장치.
The method according to claim 1,
Wherein the gas comprises an inert gas.
제1항에 있어서,
상기 가스는 아르곤(Ar)가스를 포함하는 잉곳 성장 장치.
The method according to claim 1,
Wherein the gas comprises argon (Ar) gas.
제1항에 있어서,
상기 제1 공간 및 제2 공간은 이어지는 잉곳 성장 장치.
The method according to claim 1,
Wherein the first space and the second space are continuous.
제3항에 있어서,
상기 제어부는 상기 제1 공간 및 상기 제2 공간의 면적을 제어하는 제1 제어부를 포함하는 잉곳 성장 장치.
The method of claim 3,
Wherein the control unit includes a first control unit for controlling an area of the first space and the second space.
제3항에 있어서,
상기 제어부는 상기 제1 공간 및 상기 제2 공간에 흐르는 가스 양을 조절하는 제2 제어부를 포함하는 잉곳 성장 장치.
The method of claim 3,
And the controller controls the amount of gas flowing in the first space and the second space.
제3항에 있어서,
상기 제어부는 상기 챔버 내의 압력을 조절하는 제3 제어부를 포함하는 잉곳 성장 장치.
The method of claim 3,
Wherein the control unit includes a third control unit for controlling the pressure in the chamber.
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