KR101934474B1 - Manufacturing apparatus and method of ingot - Google Patents

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Abstract

The present invention relates to an apparatus for growing and manufacturing a silicon single crystal ingot for a semiconductor and a manufacturing method thereof, wherein the apparatus includes a crucible (10), a crucible rotating plate (20), a vacuum chamber (30), a heating member (40), an insulating member (50), a single crystal ingot lifting member (60), a heat retaining member (70), and a cooling member (80), wherein the heat retaining member (70) is further provided with a heating means for retaining heat of the single crystal ingot (2). When the single crystal ingot is grown by a Czochralski (CZ) method, the crucible can reach a set temperature in a short time and a growth time of the single crystal ingot can be shortened. By allowing the single crystal ingot to be cooled after a certain period of time after a heat retaining section, the quality of the single crystal ingot can be increased.

Description

반도체용 실리콘 단결정 잉곳 성장 제조장치 및 그 제조방법{Manufacturing apparatus and method of ingot}[0001] The present invention relates to a silicon single crystal ingot growing and manufacturing apparatus for a semiconductor,

본 발명은 반도체용 실리콘 단결정 잉곳 성장 제조장치 및 그 제조방법에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 초크랄스키(Czochralski: CZ라 약칭함)법에 의한 단결정 잉곳 성장 시 도가니 내부의 설정온도에 단시간에 도달할 수 있도록 함과 아울러 단결정 잉곳의 성장 시간을 단축시킬 수 있도록 하고, 단결정 잉곳의 성장 후 일정시간 동안 열유지구간을 지난 후에 냉각할 수 있도록 함으로써 단결정 잉곳의 품질을 향상시키도록 하는 반도체용 실리콘 단결정 잉곳 성장 제조장치 및 그 제조방법에 관한 것이다.The present invention relates to a silicon single crystal ingot growing and manufacturing apparatus for semiconductor and a manufacturing method thereof, and more particularly, to a silicon single crystal ingot growing and manufacturing method for a silicon single crystal ingot growing and manufacturing method using a Czochralski (CZ) Crystal silicon single crystal ingot, which can improve the quality of the single crystal ingot by making it possible to shorten the growth time of the single crystal ingot and to allow the single crystal ingot to cool after a certain period of time after the growth of the single crystal ingot, To an ingot growth manufacturing apparatus and a manufacturing method thereof.

일반적으로 반도체 단결정의 일 예인 실리콘 단결정은, 기밀(氣密)하게 보존된 챔버 내의 도가니에 수용된 다결정 실리콘 원료를 히터로 가열하여 실리콘 융액으로 하고, CZ법(초크랄스키법)에 의해 실리콘 융액으로부터 실리콘 단결정을 인상하면서 성장시킴으로써 제조된다. 실리콘 웨이퍼는, 상기의 방법으로 제조된 실리콘 단결정을 슬라이스(절단)함으로써 제조되고, 이 실리콘 웨이퍼 상에, 예를 들면 집적회로 등이 형성된다.In general, a silicon single crystal, which is an example of a semiconductor single crystal, is obtained by heating a polycrystalline silicon raw material contained in a crucible in an airtightly held chamber with a heater to obtain a silicon melt, and by using the CZ method (Czochralski method) And then growing the silicon single crystal while pulling it. A silicon wafer is manufactured by slicing (cutting) a silicon single crystal produced by the above-described method, and an integrated circuit or the like is formed on the silicon wafer, for example.

이러한 실리콘 단결정의 제조공정에서는, 종결정에 포함되어 있는 전위나, 착액시의 열 쇼크 등에 의해 발생하는 전위를 제거하기 위하여, 대쉬 네킹(dash necking) 공정으로 일단 직경을 3~4mm 정도까지 얇게 좁혀서 네크부를 형성하고, 그 후, 서서히 원하는 직경까지 증경시키는 콘(cone) 공정을 거쳐, 제품이 되는 직동부를 형성하며, 마지막은 실리콘 융액으로부터 분리할 때에 발생하는 열 쇼크에 의한 전위의 영향을 줄이기 위하여, 직경을 감경하는 테일부를 형성한 다음, 실리콘 용액으로부터 분리한다.In order to remove dislocations generated by dislocations contained in the seed crystals or heat shocks during the liquid immersion in the step of manufacturing such a silicon single crystal, the diameter is once narrowed to about 3 to 4 mm by a dash necking process A neck portion is formed and then a cone process is performed in which the diameter is gradually increased to a desired diameter to form a product to be a product. Finally, the effect of dislocation caused by heat shock generated when the product is separated from the silicon melt is reduced , A tail portion for reducing the diameter is formed and then separated from the silicon solution.

실리콘 단결정 등의 반도체 잉곳을 제조하는 방법으로는, CZ법(초크랄스키법) 외에, 부유대역 용융법(FZ법)등도 알려져 있지만, 근래, 반도체 웨이퍼의 대구경화가 진행되고 있어, 예를 들어 직경 300mm이상에 달하는 실리콘 단결정 잉곳을 육성하는 경우에는 CZ법이 이용된다.In addition to the CZ method (Czochralski method), a floating zone melting method (FZ method) is also known as a method for producing a semiconductor ingot such as a silicon single crystal. Recently, In the case of growing a silicon single crystal ingot having a diameter of 300 mm or more, the CZ method is used.

상기한 CZ법에 의해 실리콘 단결정 잉곳을 육성하는 경우, 원료가 되는 실리콘 융액을 수용하는 용기로 석영 도가니가 사용되지만, 실리콘을 용융시키기 위한 도가니의 가열 시, 통상은 도가니의 외측으로 이격설치된 가열히터에 의해 간접가열되어지므로 가열시간이 오래 걸리게 되고, 단결정 잉곳의 성장 시간이 길 뿐 아니라, 단결정 잉곳의 성장 후 바로 냉각공정을 수행하기 때문에 단결정 잉곳의 품질이 저하될 수 밖에 없는 문제점이 있었다.In the case of growing the silicon single crystal ingot by the above-described CZ method, a quartz crucible is used as a container for containing a silicon melt serving as a raw material. However, when heating a crucible for melting silicon, The heating time is long and the growth time of the monocrystalline ingot is not only long but also the quality of the monocrystalline ingot is degraded because the cooling process is performed immediately after the monocrystalline ingot is grown.

등록특허 제10-1345747호Patent No. 10-1345747

이에 본 발명은 상기한 문제점을 일소하기 위해 창안한 것으로서, 초크랄스키(Czochralski: CZ라 약칭함)법에 의한 단결정 잉곳 성장 시 도가니 내부의 설정온도에 단시간에 도달할 수 있도록 함과 아울러 단결정 잉곳의 성장 시간을 단축시킬 수 있도록 하고, 단결정 잉곳의 성장 후 일정시간 동안 열유지구간을 지난 후에 냉각할 수 있도록 함으로써 단결정 잉곳의 품질을 향상시키도록 하는 반도체용 실리콘 단결정 잉곳 성장 제조장치 및 그 제조방법에 주안점을 두고 그 기술적 과제로서 완성한 것이다.Accordingly, it is an object of the present invention to provide a method for manufacturing a single crystal ingot by Czochralski (CZ) method, which is capable of reaching a preset temperature inside a crucible for a short time, And the quality of the single crystal ingot is improved by allowing the single crystal ingot to be cooled after passing the heat retention period for a certain period of time after the growth of the single crystal ingot and a manufacturing method thereof And it was completed as a technical problem.

위 기술적 과제를 달성하기 위한 본 발명은, 폴리실리콘이 고온으로 용융된 폴리실리콘용액(12)이 수용되는 함체 형태의 도가니(10); 상기 도가니(10)의 바닥부에 밀착되며, 상기 도가니(10)의 하부측에 설치된 구동축(22)에 연결되어 도가니(10)를 회전시키는 도가니회전판(20); 상기 도가니(10)의 외측에 이격 형성되어 도가니(10) 및 도가니회전판(20)을 포함한 내측공간부(32)를 진공상태로 변화되게 하는 상부뚜껑(35)과 하부몸체(37)로 된 진공챔버(30); 상기 도가니(10)의 외주면과 진공챔버(30)의 내주면 사이에 각각 이격 구비되어 도가니(10)를 1400∼1500℃로 가열하여 도가니(10) 내부의 폴리실리콘을 폴리실리콘용액(12)으로 용융함과 아울러 1400∼1500℃의 고온을 유지시키는 가열부재(40); 상기 진공챔버(30)의 내주면에 밀착 구비되어 가열부재(40)로부터 발생되는 열의 외부유출을 방지하는 단열부재(50); 상기 단열부재(50)는 그라파이트 단열재와 몰리브덴 단열재를 이중으로 설치하되, 상기 상부뚜껑(35)과 하부몸체(37)의 전체 내측면에 설치되도록 하고, 상기 도가니(10)에 수용된 폴리실리콘용액(12)으로부터 단결정 잉곳(2)을 형성토록 인상하는 단결정 잉곳 인상부재(60); 상기 인상부재(60)의 하단부에는 단결정 잉곳(2)을 형성하기 위한 시드(62)가 구비되고, 상기 시드(62)는 시드(62)의 상단부에 구비된 척(63)에 고정되어 단결정 잉곳 인상부재(60)에 의해 0.1∼6㎜/min 의 속도와, 2∼30rpm의 회전수로 회전 상승되면서 시드(62) 상에서 단결정 잉곳(2)이 형성되도록 하고, 상기 단결정 잉곳 인상부재(60)에 의해 인상되면서 형성되는 단결정 잉곳(2)으로부터 외측으로 방출되는 열을 흡수하여 일정시간 동안 열유지토록 단결정 잉곳(2)의 외측면에 이격 구비되며, 상기 진공챔버(30)의 상부뚜껑(35)의 내측면으로부터 다수 지지대(79)에 의해 연결 고정되는 관 형태의 열유지부재(70); 상기 열유지부재(70)에 의해 열을 반사흡수하여 고온유지되는 단결정 잉곳(2)을 냉각토록 단결정 잉곳(2)의 외측면에 이격 구비되며, 상기 진공챔버(30)의 상부뚜껑(35)의 중앙부에 상부외측과 연통되도록 고정되는 관 형태의 냉각부재(80); 상기 냉각부재(80)는 진공챔버(30)의 상부뚜껑(35)에 형성된 돌출관부(36)의 내측면에 밀착 고정되며, 상기 열유지부재(70) 및 냉각부재(80)는 진공챔버(30)의 상부뚜껑(35)의 중앙부에 상부외측과 수직 일직선상에 연통되도록 동일 내경 및 외경을 갖는 관 형태로 형성되며, 상기 열유지부재(70)와 냉각부재(80)는 다수의 핀부재(92)에 의해 연결 고정되도록 구성하는 포함하여 이루어지고, 상기 도가니회전판(20)의 상부면에 판상가열체(29)가 밀착 구비되어 도가니(10)의 바닥부에 밀착되게 함으로써 상기 판상가열체(29)에 의해 도가니(10)의 바닥부 가열이 이루어지도록 구성되며, 상기 가열부재(40)는 도가니(10)의 측벽을 따라 설치되는 다수의 히터파이프로 구성되며, 상기 다수의 히터파이프와 도가니(10)의 측벽 사이에 미세망체로 형성된 열전달체(42)를 구비함으로써 다수의 히터파이프로 된 가열부재(40)로부터 발생되는 고온의 열이 도가니(10)의 측벽으로 균일하게 전달되도록 구성하고, 상기 냉각부재(80)의 내부에는 단결정 잉곳(2)의 냉각을 위해 파이프 형태의 냉각수단이 구비되고, 상기 냉각수단은 진공챔버(30)의 외측에 구비된 냉각수공급부(81) 및 냉각수배출부(82)에 연결 설치되도록 구성하되, 상기 냉각부재(80)를 거쳐 제조된 단결정 잉곳(2)은 단결정 잉곳 인상부재(60)에 의해 진공챔버(30)의 상부측으로 상승 이동되어, 상기 진공챔버(30)의 상부측에 구비된 수직관 형태의 보호관(68)에 삽입되고, 상기 보호관(68)은 보호관(68)의 일측편에 이격 설치된 회전축(69a)과, 상기 회전축(69a)을 승하강시키는 실린더(69b)와, 상기 회전축(69a)과 보호관(68)을 연결하는 연결지지체(69c)에 의해 회전 및 승하강되면서 진공챔버(30)의 측편으로 단결정 잉곳(2)을 이동시키도록 구성하며, 상기 진공챔버(30)의 상부뚜껑(35)은 상부뚜껑(35)의 일측편에 이격 설치된 회전축(34b)과, 상기 회전축(34b)을 승하강시키는 실린더(34a)와, 상기 회전축(34b)과 상부뚜껑(35)을 연결하는 연결지지체(34c)에 의해 회전 및 승하강되면서 진공챔버(30)의 하부몸체(37) 상에서 상부뚜껑(35)을 이탈시키도록 구성하고, 상기 열유지부재(70)의 내부에는 단결정 잉곳(2)의 열유지를 위해 가열수단을 더 구비하는 것을 특징으로 하는 반도체용 실리콘 단결정 잉곳 성장 제조장치를 제공한다.According to an aspect of the present invention, there is provided a crucible comprising: a crucible (10) in the form of an enclosure in which a polysilicon solution (12) in which polysilicon is melted at a high temperature is accommodated; A crucible rotating plate 20 which is in close contact with a bottom portion of the crucible 10 and is connected to a drive shaft 22 provided on a lower side of the crucible 10 to rotate the crucible 10; An upper lid 35 spaced from the crucible 10 and spaced apart from the crucible 10 to allow the inner space 32 including the crucible 10 and the crucible rotary plate 20 to change to a vacuum state, A chamber 30; The crucible 10 is spaced apart from the outer circumferential surface of the crucible 10 and the inner circumferential surface of the vacuum chamber 30 to heat the crucible 10 to 1400 to 1500 占 폚 to melt the polysilicon inside the crucible 10 into the polysilicon solution 12 A heating member 40 for maintaining a high temperature of 1400 to 1500 占 폚; A heat insulating member (50) closely attached to an inner circumferential surface of the vacuum chamber (30) to prevent heat generated from the heating member (40) from flowing out to the outside; The heat insulating member 50 is provided with a double layer of graphite thermal insulating material and molybdenum thermal insulating material and is installed on the entire inner surface of the upper lid 35 and the lower body 37. The polysilicon solution A single crystal ingot pulling member (60) for pulling up the single crystal ingot (2) from the single crystal ingot (12); A seed 62 for forming a single crystal ingot 2 is provided at the lower end of the lifting member 60. The seed 62 is fixed to a chuck 63 provided at the upper end of the seed 62, The single crystal ingot 2 is formed on the seed 62 while rotating at a speed of 0.1 to 6 mm / min and a rotation speed of 2 to 30 rpm by the pulling member 60, Crystal ingot 2 by being heated by the upper lid 35 of the vacuum chamber 30 so as to absorb heat radiated outward from the single crystal ingot 2 formed while being pulled up by the upper lid 35 of the vacuum chamber 30, A heat retaining member 70 in the form of a tube connected and fixed by a plurality of supports 79; And the upper lid 35 of the vacuum chamber 30 is spaced apart from the outer surface of the single crystal ingot 2 so as to cool the single crystal ingot 2 which is maintained at a high temperature by the heat retaining member 70, A cooling member 80 in the form of a tube fixed at the center of the upper portion to communicate with the upper outer side; The cooling member 80 is tightly fixed to the inner surface of the projecting tube portion 36 formed in the upper lid 35 of the vacuum chamber 30. The heat retaining member 70 and the cooling member 80 are fixed to the vacuum chamber The heat retaining member 70 and the cooling member 80 are formed in the shape of a tube having the same inner diameter and outer diameter so as to communicate with the upper and outer sides of the upper lid 35 on the vertical straight line, And the plate-like heating body 29 is closely attached to the upper surface of the crucible rotating plate 20 so as to be brought into close contact with the bottom of the crucible 10, The heating member 40 is constituted by a plurality of heater pipes installed along the side wall of the crucible 10 and the plurality of heater pipes And a heat transfer body 42 formed as a fine mesh body between the sidewalls of the crucible 10 Temperature heat generated from the heating member 40 composed of a plurality of heater pipes is uniformly transferred to the sidewall of the crucible 10 and the cooling of the single crystal ingot 2 is performed inside the cooling member 80 And the cooling unit is connected to the cooling water supply unit 81 and the cooling water discharge unit 82 provided outside the vacuum chamber 30. The cooling member 80 is connected to the cooling water supply unit 81, The monocrystalline ingot 2 manufactured in this way is lifted up to the upper side of the vacuum chamber 30 by the monocrystalline ingot lifting member 60 so that the protective tube 68 in the form of a vertical tube provided on the upper side of the vacuum chamber 30, And the protection tube 68 is inserted into the protection tube 68. The protection tube 68 is inserted into one side of the protection tube 68 and a cylinder 69b for moving the rotation shaft 69a up and down. And is rotated and raised and lowered by a connection support body 69c connecting the vacuum chamber The upper lid 35 of the vacuum chamber 30 includes a rotation shaft 34b spaced apart from one side of the upper lid 35, The lower body 37 of the vacuum chamber 30 is rotated and raised and lowered by a cylinder 34a for moving the rotary shaft 34b upward and downward by a connection support 34c connecting the rotary shaft 34b and the upper lid 35, Characterized in that the upper lid (35) is detached from the heat retaining member (70), and heating means is further provided inside the heat retaining member (70) for heating the single crystal ingot (2) Device.

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또 다른 본 발명은, 폴리실리콘이 고온으로 용융된 폴리실리콘용액(12)이 수용되는 함체 형태의 도가니(10)를 준비하고, 상기 도가니(10)의 바닥부에 밀착되며, 상기 도가니(10)의 하부측에 설치된 구동축(22)에 연결되어 도가니(10)를 회전시키는 도가니회전판(20)을 준비하며, 상기 도가니(10)의 외측에 이격 형성되어 도가니(10) 및 도가니회전판(20)을 포함한 내측공간부(32)를 진공상태로 변화되게 하는 상부뚜껑(35)과 하부몸체(37)로 된 진공챔버(30)를 준비하고, 상기 도가니(10)의 외주면과 진공챔버(30)의 내주면 사이에 각각 이격 구비되어 도가니(10)를 1400∼1500℃로 가열하여 도가니(10) 내부의 폴리실리콘을 폴리실리콘용액(12)으로 용융함과 아울러 1400∼1500℃의 고온을 유지시키는 가열부재(40)를 준비하며, 상기 진공챔버(30)의 내주면에 밀착 구비되어 가열부재(40)로부터 발생되는 열의 외부유출을 방지하는 단열부재(50)를 준비하고, 상기 단열부재(50)는 그라파이트 단열재와 몰리브덴 단열재를 이중으로 설치하되, 상기 상부뚜껑(35)과 하부몸체(37)의 전체 내측면에 설치되도록 하며, 상기 도가니(10)에 수용된 폴리실리콘용액(12)으로부터 단결정 잉곳(2)을 형성토록 인상하는 단결정 잉곳 인상부재(60)를 준비하고, 상기 인상부재(60)의 하단부에는 단결정 잉곳(2)을 형성하기 위한 시드(62)가 구비되고, 상기 시드(62)는 시드(62)의 상단부에 구비된 척(63)에 고정되어 단결정 잉곳 인상부재(60)에 의해 0.1∼6㎜/min 의 속도와, 2∼30rpm의 회전수로 회전 상승되면서 시드(62) 상에서 단결정 잉곳(2)이 형성되도록 하며, 상기 단결정 잉곳 인상부재(60)에 의해 인상되면서 형성되는 단결정 잉곳(2)으로부터 외측으로 방출되는 열을 흡수하여 일정시간 동안 열유지토록 단결정 잉곳(2)의 외측면에 이격 구비되며, 상기 진공챔버(30)의 상부뚜껑(35)의 내측면으로부터 다수 지지대(79)에 의해 연결 고정되는 관 형태의 열유지부재(70)를 준비하고, 상기 열유지부재(70)에 의해 열을 반사흡수하여 고온유지되는 단결정 잉곳(2)을 냉각토록 단결정 잉곳(2)의 외측면에 이격 구비되며, 상기 진공챔버(30)의 상부뚜껑(35)의 중앙부에 상부외측과 연통되도록 고정되는 관 형태의 냉각부재(80)를 준비한 다음, 상기 냉각부재(80)는 진공챔버(30)의 상부뚜껑(35)에 형성된 돌출관부(36)의 내측면에 밀착 고정되도록 하고, 상기 열유지부재(70) 및 냉각부재(80)는 진공챔버(30)의 상부뚜껑(35)의 중앙부에 상부외측과 수직 일직선상에 연통되도록 동일 내경 및 외경을 갖는 관 형태로 형성되게 하고, 상기 열유지부재(70)와 냉각부재(80)는 다수의 핀부재(92)에 의해 연결 고정되도록 하며, 상기 도가니회전판(20)의 상부면에 판상가열체(29)가 밀착 구비되어 도가니(10)의 바닥부에 밀착되게 함으로써 상기 판상가열체(29)에 의해 도가니(10)의 바닥부 가열이 이루어지도록 하는 것을 포함하여 이루어지며, 상기 가열부재(40)는 도가니(10)의 측벽을 따라 설치되는 다수의 히터파이프로 구성되게 하며, 상기 다수의 히터파이프와 도가니(10)의 측벽 사이에 미세망체로 형성된 열전달체(42)를 구비함으로써 다수의 히터파이프로 된 가열부재(40)로부터 발생되는 고온의 열이 도가니(10)의 측벽으로 균일하게 전달되도록 하고, 상기 냉각부재(80)의 내부에는 단결정 잉곳(2)의 냉각을 위해 파이프 형태의 냉각수단이 구비되고, 상기 냉각수단은 진공챔버(30)의 외측에 구비된 냉각수공급부(81) 및 냉각수배출부(82)에 연결 설치되도록 하되, 상기 냉각부재(80)를 거쳐 제조된 단결정 잉곳(2)은 단결정 잉곳 인상부재(60)에 의해 진공챔버(30)의 상부측으로 상승 이동되어, 상기 진공챔버(30)의 상부측에 구비된 수직관 형태의 보호관(68)에 삽입되고, 상기 보호관(68)은 보호관(68)의 일측편에 이격 설치된 회전축(69a)과, 상기 회전축(69a)을 승하강시키는 실린더(69b)와, 상기 회전축(69a)과 보호관(68)을 연결하는 연결지지체(69c)에 의해 회전 및 승하강되면서 진공챔버(30)의 측편으로 단결정 잉곳(2)을 이동시키도록 하고, 상기 진공챔버(30)의 상부뚜껑(35)은 상부뚜껑(35)의 일측편에 이격 설치된 회전축(34b)과, 상기 회전축(34b)을 승하강시키는 실린더(34a)와, 상기 회전축(34b)과 상부뚜껑(35)을 연결하는 연결지지체(34c)에 의해 회전 및 승하강되면서 진공챔버(30)의 하부몸체(37) 상에서 상부뚜껑(35)을 이탈시키도록 하며, 상기 열유지부재(70)의 내부에는 단결정 잉곳(2)의 열유지를 위해 가열수단을 더 구비하도록 함을 특징으로 하는 반도체용 실리콘 단결정 잉곳 성장 제조방법을 제공한다.Another embodiment of the present invention provides a crucible 10 in the form of an enclosure in which a polysilicon solution 12 having a high temperature of polysilicon is accommodated and closely attached to the bottom of the crucible 10, And a crucible rotating plate 20 connected to a driving shaft 22 provided on the lower side of the crucible 10 to rotate the crucible 10. The crucible 10 and the crucible rotating plate 20 are spaced apart from the crucible 10, And a vacuum chamber 30 composed of an upper lid 35 and a lower body 37 for changing the inner space portion 32 including the inner space portion 32 to a vacuum state are prepared and the outer peripheral surface of the crucible 10 and the inner surface of the vacuum chamber 30 The crucible 10 is heated to 1400 to 1500 占 폚 to melt the polysilicon inside the crucible 10 with the polysilicon solution 12 and maintain a high temperature of 1400 to 1500 占 폚, (40), and is closely attached to the inner circumferential surface of the vacuum chamber (30) The heat insulating member 50 is provided with a graphite thermal insulating material and a molybdenum thermal insulating material so that the upper lid 35 and the lower body Preparing a single crystal ingot pulling member (60) for pulling up the single crystal ingot (2) from the polysilicon solution (12) contained in the crucible (10) 60 is provided with a seed 62 for forming a single crystal ingot 2 and the seed 62 is fixed to a chuck 63 provided at the upper end of the seed 62 to form a single crystal ingot lifting member 60 , The single crystal ingot 2 is formed on the seed 62 while rotating at a speed of 0.1 to 6 mm / min and a rotation speed of 2 to 30 rpm, and is pulled up by the single crystal ingot lifting member 60 And is emitted to the outside from the formed single crystal ingot (2) And is connected to the inner surface of the upper lid 35 of the vacuum chamber 30 by a plurality of supports 79 to be connected and fixed to the outer surface of the single crystal ingot 2, And the heat retaining member 70 is provided on the outer surface of the single crystal ingot 2 so as to cool the single crystal ingot 2 which is kept at a high temperature by reflecting and absorbing heat by the heat retaining member 70, A cooling member 80 in the form of a tube is fixed at the center of the upper lid 35 of the vacuum chamber 30 so as to be communicated with the upper outer side of the vacuum chamber 30, And the heat retaining member 70 and the cooling member 80 are fixed to the central portion of the upper lid 35 of the vacuum chamber 30 such that the upper outer side and the vertical side And the heat retaining member is formed in the shape of a tube having the same inner diameter and outer diameter so as to communicate with the heat retaining member The member 70 and the cooling member 80 are connected and fixed by a plurality of pin members 92. The plate heating member 29 is closely attached to the upper surface of the crucible rotating plate 20, And heating the bottom of the crucible 10 by means of the plate-like heating body 29. The heating member 40 is installed along the side wall of the crucible 10 And a heat transfer body 42 formed between the plurality of heater pipes and the sidewalls of the crucible 10 in the form of a fine mesh so that a high temperature generated from the heating member 40 made of a plurality of heater pipes And cooling means for cooling the monocrystalline ingot 2 is provided inside the cooling member 80. The cooling means is provided in the vacuum chamber (not shown) 30, The single crystal ingot 2 manufactured through the cooling member 80 is connected to the upper portion of the vacuum chamber 30 by the single crystal ingot pulling member 60 The protection tube 68 is inserted into a protective tube 68 in the form of a vertical tube provided on the upper side of the vacuum chamber 30. The protection tube 68 is rotatably supported by a rotary shaft 69a provided on one side of the protection tube 68, A cylinder 69b for moving the rotary shaft 69a upward and downward and a connection support 69c for connecting the rotary shaft 69a and the protective pipe 68 to each other, The upper lid 35 of the vacuum chamber 30 is provided with a rotary shaft 34b spaced apart from one side of the upper lid 35 and a cylinder 34b for moving up and down the rotary shaft 34b And a connecting supporter 34c for connecting the rotating shaft 34b and the upper lid 35 to each other, The upper lid 35 is detached from the lower body 37 of the burr 30 and a heating means is further provided in the heat retaining member 70 to maintain the heat of the single crystal ingot 2 And a silicon single crystal ingot growing method for semiconductor.

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상기한 본 발명에 의하면 초크랄스키(Czochralski: CZ라 약칭함)법에 의한 단결정 잉곳 성장 시 도가니 내부의 설정온도에 단시간에 도달할 수 있도록 함과 아울러 단결정 잉곳의 성장 시간을 단축시킬 수 있도록 하고, 단결정 잉곳의 성장 후 일정시간 동안 열유지구간을 지난 후에 냉각할 수 있도록 함으로써 단결정 잉곳의 품질을 향상시킬 수 있는 효과가 있다.According to the present invention, the single crystal ingot grown by Czochralski (CZ) method can be allowed to reach the set temperature inside the crucible in a short time, and the growth time of the single crystal ingot can be shortened And cooling the single crystal ingot after passing through the heat retaining period for a certain time after the growth of the single crystal ingot, thereby improving the quality of the single crystal ingot.

도 1은 본 발명에 의한 반도체용 실리콘 단결정 잉곳 성장 제조장치의 일측면 예시도
도 2는 도 1의 타측면 예시도
도 3은 도 1의 상부에서 바라 본 예시도
도 4는 본 발명에 의한 진공챔버, 도가니 등의 구성을 나타낸 단면 예시도
도 5는 본 발명에 의한 단결정 잉곳이 제조된 상태를 나타낸 단면 예시도BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS Fig. 1 is an exemplary diagram of one aspect of an apparatus for growing silicon single crystal ingot for semiconductor according to the present invention
Figure 2 is an illustration of the other side of Figure 1
Figure 3 is an illustration of the top view of Figure 1
Fig. 4 is a cross-sectional view showing a configuration of a vacuum chamber, a crucible, etc. according to the present invention
5 is a cross-sectional view showing a state in which a single crystal ingot according to the present invention is manufactured;

이하 본 발명의 실시를 위한 구체적인 내용을 첨부한 도면을 참조하여 더욱 상세하게 설명한다.Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

본 발명은 초크랄스키(Czochralski: CZ라 약칭함)법에 의한 단결정 잉곳 성장 시 도가니 내부의 설정온도에 단시간에 도달할 수 있도록 함과 아울러 단결정 잉곳의 성장 시간을 단축시킬 수 있도록 하고, 단결정 잉곳의 성장 후 일정시간 동안 열유지구간을 지난 후에 냉각할 수 있도록 함으로써 단결정 잉곳의 품질을 향상시키도록 하는 반도체용 실리콘 단결정 잉곳 성장 제조장치 및 그 제조방법에 관한 것으로서, 도 1 내지 도 5를 참조하여 보면 도가니(10), 도가니회전판(20), 진공챔버(30), 가열부재(40), 단열부재(50), 단결정 잉곳 인상부재(60), 열유지부재(70), 냉각부재(80)를 포함하여 이루어진다.The present invention enables a single crystal ingot to grow at a preset temperature in a crucible for a short time in growing a single crystal ingot by Czochralski (CZ) method, and to shorten the growth time of the single crystal ingot, The present invention relates to a silicon single crystal ingot growing and manufacturing apparatus for a semiconductor and a method of manufacturing the same. The crucible 10, the crucible rotating plate 20, the vacuum chamber 30, the heating member 40, the heat insulating member 50, the single crystal ingot lifting member 60, the heat holding member 70, the cooling member 80, .

본 발명을 구현하기 위한 상기 도가니(10)는 도 4에서와 같이 폴리실리콘이 고온으로 용융된 폴리실리콘용액(12)이 수용되는 함체 형태로 형성된다. 도가니(10)는 폴리실리콘을 녹이는 함체로서 통상 단단한 흙이나 흑연 따위로 제조된다.The crucible 10 for realizing the present invention is formed in an enclosure shape in which a polysilicon solution 12 in which polysilicon is melted at a high temperature is accommodated as shown in FIG. The crucible 10 is an enclosure for melting polysilicon and is usually made of hard soil or graphite.

상기 도가니(10)의 바닥부에는 도가니회전판(20)이 밀착 설치된다. 도가니회전판(20)은 도 4에서와 같이 그 하부측에 설치된 구동축(22)에 연결되어 회전되도록 구성된다.A crucible rotating plate (20) is closely attached to the bottom of the crucible (10). The crucible rotating plate 20 is connected to the drive shaft 22 provided at the lower side thereof as shown in Fig.

이때, 상기 도가니회전판(20)의 상부면에는 판상가열체(29)를 밀착 구비하여 도가니(10)의 바닥부에 밀착되게 함으로써 상기 판상가열체(29)에 의해 도가니(10)의 바닥부 가열이 이루어지도록 구성할 수 있다.In this case, the plate-shaped heating body 29 is closely attached to the upper surface of the crucible rotating plate 20 so as to be brought into close contact with the bottom of the crucible 10 so that the bottom heating of the crucible 10 Can be realized.

이러한 판상가열체(29)의 구성에 더하여 후술될 도가니(10)의 외주면과 진공챔버(30)의 내주면 사이에 구비되는 가열부재(40)에 의해 도가니(10)의 측면 및 바닥부가 동시에 가열되게 함으로써 폴리실리콘용액(12)을 형성하고, 그 후 단결정 잉곳(2)을 형성하기 위한 설정온도인 1400∼1500℃에 종래 도가니(10)의 측면에서만 가열하는 구조에 비해 단시간에 도달할 수 있게 된다.The side surface and the bottom of the crucible 10 are simultaneously heated by the heating member 40 provided between the outer circumferential surface of the crucible 10 and the inner circumferential surface of the vacuum chamber 30 to be described later The polysilicon solution 12 can be formed in a shorter time than the structure in which the polysilicon solution 12 is heated only at the side of the conventional crucible 10 at a set temperature for forming the single crystal ingot 2 at 1400 to 1500 占 폚 .

상기한 도가니(10)의 외측에는 진공챔버(30)가 이격 형성된다. 진공챔버(30)는 도 4에서와 같이 도가니(10) 및 도가니회전판(20)을 포함한 내측공간부(32)를 진공상태로 변화되게 하도록 구성되며, 이때 진공챔버(30)는 상부뚜껑(35)과 하부몸체(37)로 구성된다.A vacuum chamber 30 is spaced apart from the crucible 10. The vacuum chamber 30 is configured to change the inner space portion 32 including the crucible 10 and the crucible rotation plate 20 to a vacuum state as shown in Fig. 4, wherein the vacuum chamber 30 is connected to the upper lid 35 And a lower body 37 as shown in Fig.

이때, 상기 상부뚜껑(35)과 하부몸체(37)의 결합시에는 진공 밀폐성을 확보하기 위해 밀폐수단이 확고하게 구비되도록 하는 것은 자명하다.At this time, when the upper lid 35 and the lower body 37 are coupled to each other, it is obvious that the sealing means is firmly provided to secure the vacuum hermeticity.

상기 하부몸체(37)의 내측에 도가니(10) 등의 구조체가 구비되기 때문에 이들의 설치, 수리 등을 위해 하부몸체(37) 상에서 상부뚜껑(35)을 이탈시켜야 하는데, 이를 위해 본 발명에서는 도 1 및 도 3에서와 같이 상기 진공챔버(30)의 상부뚜껑(35)은 상부뚜껑(35)의 일측편에 이격 설치된 회전축(34b)과, 상기 회전축(34b)을 승하강시키는 실린더(34a)와, 상기 회전축(34b)과 상부뚜껑(35)을 연결하는 연결지지체(34c)에 의해 회전 및 승하강되면서 진공챔버(30)의 하부몸체(37) 상에서 상부뚜껑(35)을 이탈시키도록 구현하였다.Since the structure such as the crucible 10 is provided inside the lower body 37, the upper lid 35 must be detached from the lower body 37 for installation, repair, etc. For this purpose, 3 and 4, the upper lid 35 of the vacuum chamber 30 includes a rotary shaft 34b spaced apart from one side of the upper lid 35 and a cylinder 34a for moving the rotary shaft 34b up and down. And a connection support body 34c connecting the rotary shaft 34b and the upper lid 35 so as to be separated from the upper lid 35 on the lower body 37 of the vacuum chamber 30 Respectively.

상기 도가니(10)의 외주면과 진공챔버(30)의 내주면 사이에는 도 4에서와 같이 가열부재(40)가 구비된다. 상기 가열부재(40)는 상술된 바처럼 도가니(10)의 외측을 가열하기 위한 부재로서, 상기 도가니(10)의 외주면과 진공챔버(30)의 내주면 사이에 각각 이격 구비되어 도가니(10)를 1400∼1500℃로 가열하여 도가니(10) 내부의 폴리실리콘을 폴리실리콘용액(12)으로 용융함과 아울러 1400∼1500℃의 고온을 유지시키도록 구성된다.A heating member 40 is provided between the outer circumferential surface of the crucible 10 and the inner circumferential surface of the vacuum chamber 30 as shown in FIG. The heating member 40 is a member for heating the outer side of the crucible 10 as described above and is spaced apart from the outer circumferential surface of the crucible 10 and the inner circumferential surface of the vacuum chamber 30, And is heated to 1400 to 1500 캜 to melt the polysilicon in the crucible 10 into the polysilicon solution 12 and maintain a high temperature of 1400 to 1500 캜.

이때, 상기 가열부재(40)는 일실시예로서 도가니(10)의 측벽을 따라 설치되는 다수의 히터파이프로 구성되게 할 수 있고, 다른 실시예로서 도 5에서와 같이 상기 다수의 히터파이프와 도가니(10)의 측벽 사이에 판체 또는 미세망체로 형성된 열전달체(42)를 구비함으로써 다수의 히터파이프로 된 가열부재(40)로부터 발생되는 고온의 열이 도가니(10)의 측벽으로 균일하게 전달되도록 구성할 수 있다.As shown in FIG. 5, the heating member 40 may include a plurality of heater pipes installed along the sidewalls of the crucible 10 as an embodiment. In another embodiment, the plurality of heater pipes and the crucible (42) formed between the sidewalls of the heater (10) so as to uniformly transfer heat of high temperature generated from the heating member (40) composed of a plurality of heater pipes to the sidewall of the crucible Can be configured.

상기 가열부재(40)로부터 발생되는 열의 외부유출을 방지하도록 하기 위해 진공챔버(30)의 내주면에 단열부재(50)가 밀착 구비된다. 단열부재(50)는 일실시예로서 그라파이트 단열재와 몰리브덴 단열재를 이중으로 설치할 수 있으며, 이러한 단열부재(50)는 진공챔버(30)를 구성하는 상부뚜껑(35) 및 하부몸체(37)의 전체 내측면에 설치되도록 함이 바람직하다.A heat insulating member 50 is closely attached to the inner circumferential surface of the vacuum chamber 30 to prevent heat generated from the heating member 40 from flowing out to the outside. The heat insulating member 50 may be a double layer of a graphite insulating material and a molybdenum insulating material as one embodiment. The heat insulating member 50 may be formed of a material having an upper lid 35 constituting the vacuum chamber 30, So as to be installed on the inner side surface.

한편, 상기 도가니(10)에 수용된 폴리실리콘용액(12)으로부터 단결정 잉곳(2)을 형성토록 인상하는 단결정 잉곳 인상부재(60)가 도 2, 도 4 및 도 5에서와 같이 구비된다. 상기 단결정 잉곳 인상부재(60)의 하단부에는 단결정 잉곳(2)을 형성하기 위한 시드(62, seed)가 구비되며, 상기 시드(62)는 그 시드(62)의 상단부에 구비된 척(63)에 고정되어 단결정 잉곳 인상부재(60)에 의해 0.1∼6㎜/min 의 속도와, 2∼30rpm의 회전수로 회전 상승되면서 시드(62) 상에서 단결정 잉곳(2)을 형성하게 된다. 이때 단결정 잉곳(2)은 그 크기가 다양하지만, 통상 직경이 250∼350㎜이고, 길이가 1∼1.5m 정도의 크기로 형성된다. 이러한 단결정 잉곳(2)은 통상의 기술에서와 같이 네크(neck)부, 직동부, 테일(tail)부로 연속 형성되며, 직동부에 해당하는 실리콘 단결정을 슬라이스(절단)하여 실리콘 웨이퍼를 제조한다.On the other hand, a single crystal ingot pulling member 60 for pulling up the single crystal ingot 2 from the polysilicon solution 12 contained in the crucible 10 is provided as shown in Figs. 2, 4 and 5. A seed 62 for forming a single crystal ingot 2 is provided on the lower end of the single crystal ingot pulling member 60. The seed 62 is mounted on a chuck 63 provided at an upper end of the seed 62, And the monocrystalline ingot 2 is formed on the seed 62 while rotating at a speed of 0.1 to 6 mm / min and a rotation speed of 2 to 30 rpm by the single crystal ingot lifting member 60. At this time, although the size of the single crystal ingot 2 varies, it is usually formed to have a diameter of about 250 to 350 mm and a length of about 1 to 1.5 m. The single crystal ingot 2 is continuously formed from a neck portion, a straight portion, and a tail portion as in a conventional technique, and a silicon single crystal corresponding to a straight portion is sliced to produce a silicon wafer.

이러한 상기 단결정 잉곳 인상부재(60)는 본 발명의 반도체용 실리콘 단결정 잉곳 성장 제조장치 분야에서 통상의 것에 해당되므로 이에 대한 상세한 설명은 생략한다.Since the single crystal ingot lifting member 60 corresponds to a conventional one in the silicon single crystal ingot growing apparatus for semiconductor of the present invention, a detailed description thereof will be omitted.

상기 단결정 잉곳 인상부재(60)에 의해 인상되면서 형성되는 단결정 잉곳(2)으로부터 외측으로 방출되는 열을 흡수하여 일정시간 동안 열유지토록 도 5에서와 같이 단결정 잉곳(2)의 외측면에 관 형태의 열유지부재(70)를 구비한다.As shown in FIG. 5, the single crystal ingot 2 is formed into a tubular shape by absorbing the heat radiated outward from the single crystal ingot 2 formed while being pulled by the single crystal ingot lifting member 60, And a heat retaining member 70 of the heat retaining member 70.

상기 열유지부재(70)는 도 4에서와 같이 상기 진공챔버(30)의 상부뚜껑(35)의 내측면으로부터 다수 지지대(79)에 의해 연결 고정되도록 구성하며, 미도시되었으나, 상기 열유지부재(70)의 내부에는 단결정 잉곳(2)의 열유지를 위해 가열수단을 더 구비할 수 있다.The heat retaining member 70 is configured to be connected and fixed from the inner side of the upper lid 35 of the vacuum chamber 30 by a plurality of supports 79 as shown in FIG. (70) may further include heating means for maintaining the heat of the single crystal ingot (2).

상기한 열유지부재(70)에 의해 단결정 잉곳(2)으로부터 외측으로 방출되는 열을 흡수하여 일정시간 동안 열유지토록 한 다음, 후술되는 냉각부재(80)를 통해 냉각되게 함으로써 단결정 잉곳의 품질을 향상시킬 수 있게 된다.The heat retained by the heat retaining member 70 absorbs the heat radiated outward from the single crystal ingot 2 and is kept to heat for a predetermined time and then cooled through the cooling member 80 to improve the quality of the single crystal ingot .

상기 열유지부재(70)의 상부측에는 냉각부재(80)를 구비한다. 상기 냉각부재(80)는 상기 열유지부재(70)에 의해 열을 반사흡수하여 고온유지되는 단결정 잉곳(2)을 냉각토록 단결정 잉곳(2)의 외측면에 이격 구비되며, 도 5에서와 같이 상기 진공챔버(30)의 상부뚜껑(35)의 중앙부에 상부외측과 연통 고정되되는 관 형태로서, 진공챔버(30)의 상부뚜껑(35)에 형성된 돌출관부(36)의 내측면에 밀착 고정되도록 구성한다.A cooling member (80) is provided on the upper side of the heat holding member (70). The cooling member 80 is spaced apart from the outer surface of the single crystal ingot 2 so as to cool the single crystal ingot 2 which is heated and absorbed by the heat retaining member 70, Is fixed in close contact with the inner surface of the protruded tube portion (36) formed in the upper lid (35) of the vacuum chamber (30) in the form of a tube which is fixed in the central part of the upper lid (35) of the vacuum chamber (30) .

이때, 상기 냉각부재(80)의 내부에는 미도시되었으나, 단결정 잉곳(2)의 냉각을 위해 파이프 형태의 냉각수단이 구비되고, 상기 냉각수단은 도 3에서와 같이 진공챔버(30)의 외측에 구비된 냉각수공급부(81) 및 냉각수배출부(82)에 연결 설치되도록 구성하는 것이 바람직하다.In this case, although not shown in the inside of the cooling member 80, a pipe type cooling means is provided for cooling the single crystal ingot 2, and the cooling means is provided outside the vacuum chamber 30 as shown in FIG. 3 The cooling water supply unit 81 and the cooling water discharge unit 82 are connected to each other.

상기한 열유지부재(70) 및 냉각부재(80)는 바람직한 실시예로서, 도 5에서와 같이 진공챔버(30)의 상부뚜껑(35)의 중앙부에 상부외측과 수직 일직선상에 연통되도록 동일 내경 및 외경을 갖는 관 형태로 형성되며, 상기 열유지부재(70)와 냉각부재(80)는 다수의 핀부재(92)에 의해 연결 고정되도록 구성하는 것이 바람직하다.5, the heat retaining member 70 and the cooling member 80 are formed in the central portion of the upper lid 35 of the vacuum chamber 30 so as to communicate with the upper outer side and the upper inner side, And the heat retaining member 70 and the cooling member 80 are configured to be connected and fixed by a plurality of pin members 92.

그리고, 상기 냉각부재(80)를 거쳐 제조된 단결정 잉곳(2)은 진공챔버(30)의 측편으로 이동시켜서 수거해야 하는데, 이를 위해 도 1에서와 같이 냉각부재(80)를 거쳐 제조된 단결정 잉곳(2)은 단결정 잉곳 인상부재(60)에 의해 진공챔버(30)의 상부측으로 상승 이동되어, 상기 진공챔버(30)의 상부측에 구비된 수직관 형태의 보호관(68)에 삽입되고, 상기 보호관(68)은 보호관(68)의 일측편에 이격 설치된 회전축(69a)과, 상기 회전축(69a)을 승하강시키는 실린더(69b)와, 상기 회전축(69a)과 보호관(68)을 연결하는 연결지지체(69c)에 의해 회전 및 승하강되면서 진공챔버(30)의 측편으로 단결정 잉곳(2)을 이동시키도록 구성하는 것이 바람직하다.1, the single crystal ingot 2 produced through the cooling member 80 is moved to the side of the vacuum chamber 30 and collected. To this end, the single crystal ingot 2 manufactured through the cooling member 80, The ingot 2 is lifted up to the upper side of the vacuum chamber 30 by the single crystal ingot lifting member 60 and inserted into the protective tube 68 in the shape of a vertical tube provided on the upper side of the vacuum chamber 30, The protection pipe 68 includes a rotary shaft 69a spaced apart from one side of the protection pipe 68 and a cylinder 69b for moving the rotary shaft 69a upward and downward and a connection linking the rotary shaft 69a and the protective pipe 68 It is preferable to configure the single crystal ingot 2 to move to the side of the vacuum chamber 30 while being rotated and raised / lowered by the support body 69c.

상기한 바와 같은 본 발명의 반도체용 실리콘 단결정 잉곳 성장 제조장치에 의한 단결정 잉곳 성장 제조방법에 대한 설명은 하기와 같다.A method for producing a monocrystalline ingot growth by the silicon single crystal ingot growing apparatus for semiconductor according to the present invention as described above is as follows.

먼저, 폴리실리콘이 고온으로 용융된 폴리실리콘용액(12)이 수용되는 도가니(10)를 준비하고, 상기 도가니(10)의 바닥부에 밀착되며, 구동축(22)에 연결되어 도가니(10)를 회전시키는 도가니회전판(20)을 준비하며, 상기 도가니(10)의 외측에 이격 형성되어 도가니(10) 및 도가니회전판(20)을 포함한 내측공간부(32)를 진공상태로 변화되게 하는 상부뚜껑(35)과 하부몸체(37)로 된 진공챔버(30)를 준비하고, 상기 도가니(10)의 외주면과 진공챔버(30)의 내주면 사이에 각각 이격 구비되어 도가니(10)를 1400∼1500℃로 가열하여 도가니(10) 내부의 폴리실리콘을 폴리실리콘용액(12)으로 용융함과 아울러 1400∼1500℃의 고온을 유지시키는 가열부재(40)를 준비하며, 상기 진공챔버(30)의 내주면에 밀착 구비되어 가열부재(40)로부터 발생되는 열의 외부유출을 방지하는 단열부재(50)를 준비하고, 상기 도가니(10)에 수용된 폴리실리콘용액(12)으로부터 단결정 잉곳(2)을 형성토록 인상하는 단결정 잉곳 인상부재(60)를 준비하며, 상기 단결정 잉곳 인상부재(60)에 의해 인상되면서 형성되는 단결정 잉곳(2)으로부터 외측으로 방출되는 열을 흡수하여 일정시간 동안 열유지토록 단결정 잉곳(2)의 외측면에 이격 구비되며, 상기 진공챔버(30)의 상부뚜껑(35)의 내측면으로부터 다수 지지대(79)에 의해 연결 고정되는 관 형태의 열유지부재(70)를 준비하고, 상기 열유지부재(70)에 의해 열을 반사흡수하여 고온유지되는 단결정 잉곳(2)을 냉각토록 단결정 잉곳(2)의 외측면에 이격 구비되며, 상기 진공챔버(30)의 상부뚜껑(35)의 중앙부에 상부외측과 연통되도록 고정되는 관 형태의 냉각부재(80)를 준비한 다음, 상기 열유지부재(70) 및 냉각부재(80)는 진공챔버(30)의 상부뚜껑(35)의 중앙부에 상부외측과 수직 일직선상에 연통되도록 동일 내경 및 외경을 갖는 관 형태로 형성되게 하고, 상기 열유지부재(70)와 냉각부재(80)는 다수의 핀부재(92)에 의해 연결 고정되도록 하며, 상기 도가니회전판(20)의 상부면에 판상가열체(29)가 밀착 구비되어 도가니(10)의 바닥부에 밀착되게 함으로써 상기 판상가열체(29)에 의해 도가니(10)의 바닥부 가열이 이루어지도록 한다.First, a crucible 10 in which a polysilicon solution 12 having a high temperature of polysilicon is stored is prepared. The crucible 10 is attached to the bottom of the crucible 10 and connected to the drive shaft 22, A crucible rotating plate 20 for rotating the crucible 10 and a crucible 10 which is spaced apart from the crucible 10 so as to change the inner space 32 including the crucible 10 and the crucible rotating plate 20 into a vacuum state, The crucible 10 is placed between the outer circumferential surface of the crucible 10 and the inner circumferential surface of the vacuum chamber 30 to provide a crucible 10 at a temperature of 1400 to 1500 占 폚 A heating member 40 for heating polysilicon in the crucible 10 with the polysilicon solution 12 and maintaining a high temperature of 1400 to 1500 占 폚 is prepared by heating and is brought into close contact with the inner peripheral surface of the vacuum chamber 30 And a heat insulating member (50) provided to prevent heat generated from the heating member (40) And a single crystal ingot pulling member 60 for pulling up the single crystal ingot 2 from the polysilicon solution 12 accommodated in the crucible 10 is prepared by the single crystal ingot pulling member 60 The ingot 2 is heated to a temperature higher than that of the upper lid 35 of the vacuum chamber 30 so as to absorb heat radiated outwardly from the monocrystalline ingot 2 formed while being pulled up, A heat retaining member 70 in the form of a tube which is connected and fixed by a large number of supports 79 from the inner side is prepared and heat is absorbed and reflected by the heat retaining member 70 to cool the single crystal ingot 2 held at high temperature A cooling member 80 in the form of a tube is provided at a central portion of the upper lid 35 of the vacuum chamber 30 so as to be communicated with the upper outer side of the vacuum chamber 30, The holding member 70 and the cooling member 80 are made of resin, The heat retaining member 70 and the cooling member 80 are formed in the shape of a tube having the same inner diameter and outer diameter so as to communicate with the central portion of the upper lid 35 of the chamber 30 so as to be vertically aligned with the upper outer side, And the plate-shaped heating body 29 is closely attached to the upper surface of the crucible rotating plate 20 so as to be brought into close contact with the bottom of the crucible 10, So that the bottom of the crucible 10 is heated.

이때, 상기 열유지부재(70)의 내부에는 단결정 잉곳(2)의 열유지를 위해 가열수단을 더 구비하고, 상기 냉각부재(80)의 내부에는 단결정 잉곳(2)의 냉각을 위해 파이프 형태의 냉각수단이 구비되고, 상기 냉각수단은 진공챔버(30)의 외측에 구비된 냉각수공급부(81) 및 냉각수배출부(82)에 연결 설치되도록 하는 것이 바람직하고, 또한, 상기 냉각부재(80)를 거쳐 제조된 단결정 잉곳(2)은 단결정 잉곳 인상부재(60)에 의해 진공챔버(30)의 상부측으로 상승 이동되어, 상기 진공챔버(30)의 상부측에 구비된 수직관 형태의 보호관(68)에 삽입되고, 상기 보호관(68)은 보호관(68)의 일측편에 이격 설치된 회전축(69a)과, 상기 회전축(69a)을 승하강시키는 실린더(69b)와, 상기 회전축(69a)과 보호관(68)을 연결하는 연결지지체(69c)에 의해 회전 및 승하강되면서 진공챔버(30)의 측편으로 단결정 잉곳(2)을 이동시키도록 하고, 상기 진공챔버(30)의 상부뚜껑(35)은 상부뚜껑(35)의 일측편에 이격 설치된 회전축(34b)과, 상기 회전축(34b)을 승하강시키는 실린더(34a)와, 상기 회전축(34b)과 상부뚜껑(35)을 연결하는 연결지지체(34c)에 의해 회전 및 승하강되면서 진공챔버(30)의 하부몸체(37) 상에서 상부뚜껑(35)을 이탈시키도록 하는 것이 바람직하다.In this case, the heat retaining member 70 further includes a heating means for retaining the heat of the single crystal ingot 2, and the inside of the cooling member 80 is provided with a pipe- It is preferable that the cooling unit is connected to the cooling water supply unit 81 and the cooling water discharge unit 82 provided outside the vacuum chamber 30, The monocrystalline ingot 2 manufactured in this way is lifted up to the upper side of the vacuum chamber 30 by the monocrystalline ingot lifting member 60 so that the protective tube 68 in the form of a vertical tube provided on the upper side of the vacuum chamber 30, And the protection tube 68 is inserted into the protection tube 68. The protection tube 68 is inserted into one side of the protection tube 68 and a cylinder 69b for moving the rotation shaft 69a up and down. And is connected to the side surface of the vacuum chamber 30, The upper lid 35 of the vacuum chamber 30 is provided with a rotary shaft 34b spaced apart from one side of the upper lid 35 and a rotary shaft 34b which is moved up and down And a connection support body 34c connecting the rotary shaft 34b and the upper lid 35 to the upper lid 35 on the lower body 37 of the vacuum chamber 30, It is preferable to let it be separated.

상술된 바와 같은 본 발명에 의한 반도체용 실리콘 단결정 잉곳 성장 제조장치 및 그 제조방법에 의하면 초크랄스키(Czochralski: CZ라 약칭함)법에 의한 단결정 잉곳 성장 시 도가니 내부의 설정온도에 단시간에 도달할 수 있도록 함과 아울러 단결정 잉곳의 성장 시간을 단축시킬 수 있도록 하고, 단결정 잉곳의 성장 후 일정시간 동안 열유지구간을 지난 후에 냉각할 수 있도록 함으로써 단결정 잉곳의 품질을 향상시킬 수 있게 된다.According to the silicon single crystal ingot growing and manufacturing apparatus for semiconductor according to the present invention as described above and the method of manufacturing the same, the single crystal ingot growing by the Czochralski (CZ) method can reach the set temperature inside the crucible for a short time The growth time of the single crystal ingot can be shortened and the quality of the single crystal ingot can be improved by allowing the single crystal ingot to cool after passing the heat retaining period for a certain time after the ingot is grown.

이상에서 설명한 본 발명은, 도면에 도시된 일실시 예를 참고로 설명되었으나 이는 예시적인 것에 불과하며, 본 기술 분야의 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 타 실시 예가 가능하다는 점을 명확히 하여야 할 것이다. 따라서, 본 발명의 진정한 기술적 보호 범위는 첨부된 청구범위에 의하여 해석되어야 하며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 기술적 사상은 본 발명의 권리범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.While the present invention has been particularly shown and described with reference to exemplary embodiments thereof, it is to be understood that the invention is not limited to the disclosed embodiments, but, on the contrary, Should be clarified. Therefore, it is intended that the present invention cover the modifications and variations of this invention provided they come within the scope of the appended claims and their equivalents.

2 : 단결정 잉곳 10 : 도가니
12 : 폴리실리콘용액 20 : 도가니회전판
30 : 진공챔버 32 : 내측공간부
35 : 상부뚜껑 37 : 하부몸체
40 : 가열부재 50 : 단열부재
60 : 단결정 잉곳 인상부재 70 : 열유지부재
80 : 냉각부재2: Monocrystalline ingot 10: Crucible
12: polysilicon solution 20: crucible spinning plate
30: Vacuum chamber 32: Inner space part
35: upper lid 37: lower body
40: heating member 50: heat insulating member
60: single crystal ingot lifting member 70: heat retaining member
80: cooling member

Claims (10)

폴리실리콘이 고온으로 용융된 폴리실리콘용액(12)이 수용되는 함체 형태의 도가니(10);
상기 도가니(10)의 바닥부에 밀착되며, 상기 도가니(10)의 하부측에 설치된 구동축(22)에 연결되어 도가니(10)를 회전시키는 도가니회전판(20);
상기 도가니(10)의 외측에 이격 형성되어 도가니(10) 및 도가니회전판(20)을 포함한 내측공간부(32)를 진공상태로 변화되게 하는 상부뚜껑(35)과 하부몸체(37)로 된 진공챔버(30);
상기 도가니(10)의 외주면과 진공챔버(30)의 내주면 사이에 각각 이격 구비되어 도가니(10)를 1400∼1500℃로 가열하여 도가니(10) 내부의 폴리실리콘을 폴리실리콘용액(12)으로 용융함과 아울러 1400∼1500℃의 고온을 유지시키는 가열부재(40);
상기 진공챔버(30)의 내주면에 밀착 구비되어 가열부재(40)로부터 발생되는 열의 외부유출을 방지하는 단열부재(50);
상기 단열부재(50)는 그라파이트 단열재와 몰리브덴 단열재를 이중으로 설치하되, 상기 상부뚜껑(35)과 하부몸체(37)의 전체 내측면에 설치되도록 하고,
상기 도가니(10)에 수용된 폴리실리콘용액(12)으로부터 단결정 잉곳(2)을 형성토록 인상하는 단결정 잉곳 인상부재(60);
상기 인상부재(60)의 하단부에는 단결정 잉곳(2)을 형성하기 위한 시드(62)가 구비되고, 상기 시드(62)는 시드(62)의 상단부에 구비된 척(63)에 고정되어 단결정 잉곳 인상부재(60)에 의해 0.1∼6㎜/min 의 속도와, 2∼30rpm의 회전수로 회전 상승되면서 시드(62) 상에서 단결정 잉곳(2)이 형성되도록 하고,
상기 단결정 잉곳 인상부재(60)에 의해 인상되면서 형성되는 단결정 잉곳(2)으로부터 외측으로 방출되는 열을 흡수하여 일정시간 동안 열유지토록 단결정 잉곳(2)의 외측면에 이격 구비되며, 상기 진공챔버(30)의 상부뚜껑(35)의 내측면으로부터 다수 지지대(79)에 의해 연결 고정되는 관 형태의 열유지부재(70);
상기 열유지부재(70)에 의해 열을 반사흡수하여 고온유지되는 단결정 잉곳(2)을 냉각토록 단결정 잉곳(2)의 외측면에 이격 구비되며, 상기 진공챔버(30)의 상부뚜껑(35)의 중앙부에 상부외측과 연통되도록 고정되는 관 형태의 냉각부재(80);
상기 냉각부재(80)는 진공챔버(30)의 상부뚜껑(35)에 형성된 돌출관부(36)의 내측면에 밀착 고정되며,
상기 열유지부재(70) 및 냉각부재(80)는 진공챔버(30)의 상부뚜껑(35)의 중앙부에 상부외측과 수직 일직선상에 연통되도록 동일 내경 및 외경을 갖는 관 형태로 형성되며, 상기 열유지부재(70)와 냉각부재(80)는 다수의 핀부재(92)에 의해 연결 고정되도록 구성하는 포함하여 이루어지고,
상기 도가니회전판(20)의 상부면에 판상가열체(29)가 밀착 구비되어 도가니(10)의 바닥부에 밀착되게 함으로써 상기 판상가열체(29)에 의해 도가니(10)의 바닥부 가열이 이루어지도록 구성되며,
상기 가열부재(40)는 도가니(10)의 측벽을 따라 설치되는 다수의 히터파이프로 구성되며, 상기 다수의 히터파이프와 도가니(10)의 측벽 사이에 미세망체로 형성된 열전달체(42)를 구비함으로써 다수의 히터파이프로 된 가열부재(40)로부터 발생되는 고온의 열이 도가니(10)의 측벽으로 균일하게 전달되도록 구성하고,
상기 냉각부재(80)의 내부에는 단결정 잉곳(2)의 냉각을 위해 파이프 형태의 냉각수단이 구비되고, 상기 냉각수단은 진공챔버(30)의 외측에 구비된 냉각수공급부(81) 및 냉각수배출부(82)에 연결 설치되도록 구성하되, 상기 냉각부재(80)를 거쳐 제조된 단결정 잉곳(2)은 단결정 잉곳 인상부재(60)에 의해 진공챔버(30)의 상부측으로 상승 이동되어, 상기 진공챔버(30)의 상부측에 구비된 수직관 형태의 보호관(68)에 삽입되고, 상기 보호관(68)은 보호관(68)의 일측편에 이격 설치된 회전축(69a)과, 상기 회전축(69a)을 승하강시키는 실린더(69b)와, 상기 회전축(69a)과 보호관(68)을 연결하는 연결지지체(69c)에 의해 회전 및 승하강되면서 진공챔버(30)의 측편으로 단결정 잉곳(2)을 이동시키도록 구성하며,
상기 진공챔버(30)의 상부뚜껑(35)은 상부뚜껑(35)의 일측편에 이격 설치된 회전축(34b)과, 상기 회전축(34b)을 승하강시키는 실린더(34a)와, 상기 회전축(34b)과 상부뚜껑(35)을 연결하는 연결지지체(34c)에 의해 회전 및 승하강되면서 진공챔버(30)의 하부몸체(37) 상에서 상부뚜껑(35)을 이탈시키도록 구성하고,
상기 열유지부재(70)의 내부에는 단결정 잉곳(2)의 열유지를 위해 가열수단을 더 구비하는 것을 특징으로 하는 반도체용 실리콘 단결정 잉곳 성장 제조장치.
A crucible 10 in the form of an enclosure in which a polysilicon solution 12 in which polysilicon is melted at a high temperature is accommodated;
A crucible rotating plate 20 which is in close contact with a bottom portion of the crucible 10 and is connected to a drive shaft 22 provided on a lower side of the crucible 10 to rotate the crucible 10;
An upper lid 35 spaced from the crucible 10 and spaced apart from the crucible 10 to allow the inner space 32 including the crucible 10 and the crucible rotary plate 20 to change to a vacuum state, A chamber 30;
The crucible 10 is spaced apart from the outer circumferential surface of the crucible 10 and the inner circumferential surface of the vacuum chamber 30 to heat the crucible 10 to 1400 to 1500 占 폚 to melt the polysilicon inside the crucible 10 into the polysilicon solution 12 A heating member 40 for maintaining a high temperature of 1400 to 1500 占 폚;
A heat insulating member (50) closely attached to an inner circumferential surface of the vacuum chamber (30) to prevent heat generated from the heating member (40) from flowing out to the outside;
The heat insulating member 50 is installed on the entire inner surface of the upper lid 35 and the lower body 37, while the graphite heat insulating material and the molybdenum heat insulating material are double-
A single crystal ingot pulling member 60 pulling up the single crystal ingot 2 from the polysilicon solution 12 contained in the crucible 10;
A seed 62 for forming a single crystal ingot 2 is provided at the lower end of the lifting member 60. The seed 62 is fixed to a chuck 63 provided at the upper end of the seed 62, The single crystal ingot 2 is formed on the seed 62 while being lifted at a speed of 0.1 to 6 mm / min and a rotation speed of 2 to 30 rpm by the pulling member 60,
And is spaced apart from the outer surface of the single crystal ingot (2) so as to absorb heat radiated outward from the single crystal ingot (2) formed by the single crystal ingot lifting member (60) A heat retaining member 70 of tubular shape connected and fixed to the inner surface of the upper lid 35 of the heat exchanger 30 by a plurality of supports 79;
And the upper lid 35 of the vacuum chamber 30 is spaced apart from the outer surface of the single crystal ingot 2 so as to cool the single crystal ingot 2 which is maintained at a high temperature by the heat retaining member 70, A cooling member 80 in the form of a tube fixed at the center of the upper portion to communicate with the upper outer side;
The cooling member 80 is tightly fixed to the inner surface of the projection tube portion 36 formed in the upper lid 35 of the vacuum chamber 30,
The heat retaining member 70 and the cooling member 80 are formed in the shape of a tube having the same inner diameter and outer diameter so as to communicate with the central portion of the upper lid 35 of the vacuum chamber 30 in a vertical straight line with the upper outer side, The heat retaining member (70) and the cooling member (80) are configured to be connected and fixed by a plurality of pin members (92)
The plate heating element 29 is closely attached to the upper surface of the crucible rotating plate 20 and is brought into close contact with the bottom of the crucible 10 so that the bottom heating of the crucible 10 is performed by the plate heating element 29 Lt; / RTI >
The heating member 40 includes a plurality of heater pipes installed along the sidewalls of the crucible 10 and a heat transfer body 42 formed between the plurality of heater pipes and the sidewalls of the crucible 10 as a fine mesh body So that the high-temperature heat generated from the plurality of heater pipes 40 is uniformly transferred to the sidewall of the crucible 10,
In the interior of the cooling member 80, a cooling means in the form of a pipe is provided for cooling the single crystal ingot 2, and the cooling means includes a cooling water supply portion 81 provided outside the vacuum chamber 30, The single crystal ingot 2 manufactured through the cooling member 80 is moved upward to the upper side of the vacuum chamber 30 by the single crystal ingot pulling member 60, The protection tube 68 is inserted into a protection pipe 68 provided on the upper side of the protection tube 68. The protection tube 68 is provided with a rotation shaft 69a spaced apart from one side of the protection tube 68, Is moved up and down by a cylinder 69b for lowering the rotary shaft 69a and a connecting support 69c for connecting the rotary shaft 69a and the protective pipe 68 so as to move the monocrystalline ingot 2 to the side of the vacuum chamber 30 And,
The upper lid 35 of the vacuum chamber 30 includes a rotary shaft 34b spaced apart from one side of the upper lid 35, a cylinder 34a for moving the rotary shaft 34b up and down, The upper lid 35 is detached from the lower body 37 of the vacuum chamber 30 while being rotated and lifted and lowered by the connection support body 34c connecting the upper lid 35 and the upper lid 35,
Wherein the heat retaining member (70) further comprises a heating means for retaining heat of the single crystal ingot (2).
삭제delete 삭제delete 삭제delete 삭제delete 삭제delete 삭제delete 폴리실리콘이 고온으로 용융된 폴리실리콘용액(12)이 수용되는 함체 형태의 도가니(10)를 준비하고, 상기 도가니(10)의 바닥부에 밀착되며, 상기 도가니(10)의 하부측에 설치된 구동축(22)에 연결되어 도가니(10)를 회전시키는 도가니회전판(20)을 준비하며, 상기 도가니(10)의 외측에 이격 형성되어 도가니(10) 및 도가니회전판(20)을 포함한 내측공간부(32)를 진공상태로 변화되게 하는 상부뚜껑(35)과 하부몸체(37)로 된 진공챔버(30)를 준비하고, 상기 도가니(10)의 외주면과 진공챔버(30)의 내주면 사이에 각각 이격 구비되어 도가니(10)를 1400∼1500℃로 가열하여 도가니(10) 내부의 폴리실리콘을 폴리실리콘용액(12)으로 용융함과 아울러 1400∼1500℃의 고온을 유지시키는 가열부재(40)를 준비하며, 상기 진공챔버(30)의 내주면에 밀착 구비되어 가열부재(40)로부터 발생되는 열의 외부유출을 방지하는 단열부재(50)를 준비하고, 상기 단열부재(50)는 그라파이트 단열재와 몰리브덴 단열재를 이중으로 설치하되, 상기 상부뚜껑(35)과 하부몸체(37)의 전체 내측면에 설치되도록 하며, 상기 도가니(10)에 수용된 폴리실리콘용액(12)으로부터 단결정 잉곳(2)을 형성토록 인상하는 단결정 잉곳 인상부재(60)를 준비하고, 상기 인상부재(60)의 하단부에는 단결정 잉곳(2)을 형성하기 위한 시드(62)가 구비되고, 상기 시드(62)는 시드(62)의 상단부에 구비된 척(63)에 고정되어 단결정 잉곳 인상부재(60)에 의해 0.1∼6㎜/min 의 속도와, 2∼30rpm의 회전수로 회전 상승되면서 시드(62) 상에서 단결정 잉곳(2)이 형성되도록 하며, 상기 단결정 잉곳 인상부재(60)에 의해 인상되면서 형성되는 단결정 잉곳(2)으로부터 외측으로 방출되는 열을 흡수하여 일정시간 동안 열유지토록 단결정 잉곳(2)의 외측면에 이격 구비되며, 상기 진공챔버(30)의 상부뚜껑(35)의 내측면으로부터 다수 지지대(79)에 의해 연결 고정되는 관 형태의 열유지부재(70)를 준비하고, 상기 열유지부재(70)에 의해 열을 반사흡수하여 고온유지되는 단결정 잉곳(2)을 냉각토록 단결정 잉곳(2)의 외측면에 이격 구비되며, 상기 진공챔버(30)의 상부뚜껑(35)의 중앙부에 상부외측과 연통되도록 고정되는 관 형태의 냉각부재(80)를 준비한 다음, 상기 냉각부재(80)는 진공챔버(30)의 상부뚜껑(35)에 형성된 돌출관부(36)의 내측면에 밀착 고정되도록 하고, 상기 열유지부재(70) 및 냉각부재(80)는 진공챔버(30)의 상부뚜껑(35)의 중앙부에 상부외측과 수직 일직선상에 연통되도록 동일 내경 및 외경을 갖는 관 형태로 형성되게 하고, 상기 열유지부재(70)와 냉각부재(80)는 다수의 핀부재(92)에 의해 연결 고정되도록 하며, 상기 도가니회전판(20)의 상부면에 판상가열체(29)가 밀착 구비되어 도가니(10)의 바닥부에 밀착되게 함으로써 상기 판상가열체(29)에 의해 도가니(10)의 바닥부 가열이 이루어지도록 하는 것을 포함하여 이루어지며,
상기 가열부재(40)는 도가니(10)의 측벽을 따라 설치되는 다수의 히터파이프로 구성되게 하며, 상기 다수의 히터파이프와 도가니(10)의 측벽 사이에 미세망체로 형성된 열전달체(42)를 구비함으로써 다수의 히터파이프로 된 가열부재(40)로부터 발생되는 고온의 열이 도가니(10)의 측벽으로 균일하게 전달되도록 하고,
상기 냉각부재(80)의 내부에는 단결정 잉곳(2)의 냉각을 위해 파이프 형태의 냉각수단이 구비되고, 상기 냉각수단은 진공챔버(30)의 외측에 구비된 냉각수공급부(81) 및 냉각수배출부(82)에 연결 설치되도록 하되, 상기 냉각부재(80)를 거쳐 제조된 단결정 잉곳(2)은 단결정 잉곳 인상부재(60)에 의해 진공챔버(30)의 상부측으로 상승 이동되어, 상기 진공챔버(30)의 상부측에 구비된 수직관 형태의 보호관(68)에 삽입되고, 상기 보호관(68)은 보호관(68)의 일측편에 이격 설치된 회전축(69a)과, 상기 회전축(69a)을 승하강시키는 실린더(69b)와, 상기 회전축(69a)과 보호관(68)을 연결하는 연결지지체(69c)에 의해 회전 및 승하강되면서 진공챔버(30)의 측편으로 단결정 잉곳(2)을 이동시키도록 하고, 상기 진공챔버(30)의 상부뚜껑(35)은 상부뚜껑(35)의 일측편에 이격 설치된 회전축(34b)과, 상기 회전축(34b)을 승하강시키는 실린더(34a)와, 상기 회전축(34b)과 상부뚜껑(35)을 연결하는 연결지지체(34c)에 의해 회전 및 승하강되면서 진공챔버(30)의 하부몸체(37) 상에서 상부뚜껑(35)을 이탈시키도록 하며, 상기 열유지부재(70)의 내부에는 단결정 잉곳(2)의 열유지를 위해 가열수단을 더 구비하도록 함을 특징으로 하는 반도체용 실리콘 단결정 잉곳 성장 제조방법.
A crucible 10 in the form of an enclosure in which a polysilicon solution 12 in which polysilicon has been melted at a high temperature is prepared and is attached to the bottom of the crucible 10, And a crucible rotating plate 20 connected to the crucible 10 and rotated to rotate the crucible 10. The crucible 10 is spaced apart from the crucible 10 and includes an inner space 32 including a crucible 10 and a crucible rotating plate 20 And a vacuum chamber 30 composed of a lower body 37 and an upper lid 35 for changing the vacuum chamber 30 into a vacuum state are provided on the inner surface of the vacuum chamber 30, The crucible 10 is heated to 1400 to 1500 占 폚 to prepare a heating member 40 for melting the polysilicon inside the crucible 10 with the polysilicon solution 12 and maintaining a high temperature of 1400 to 1500 占 폚 And is provided in close contact with the inner circumferential surface of the vacuum chamber 30 to generate heat from the heating member 40 (50) is provided with a graphite insulation material and a molybdenum insulation material in a double manner, and the entire inner surface of the upper lid (35) and the lower body (37) A single crystal ingot pulling member 60 for pulling up the single crystal ingot 2 from the polysilicon solution 12 accommodated in the crucible 10 is prepared and a single crystal ingot 60 is formed on the lower end of the pulling member 60. [ A seed 62 for forming the ingot 2 is provided and the seed 62 is fixed to a chuck 63 provided at an upper end portion of the seed 62 and supported by a single crystal ingot pulling member 60 at 0.1 to 6 The ingot 2 is formed on the seed 62 while being rotated at a speed of 2 to 30 rpm and at a rotation speed of 2 to 30 rpm so as to be pulled up by the single crystal ingot pulling member 60, ) To absorb the heat radiated outward from the Shaped heat retaining member which is spaced apart from the outer surface of the monocrystalline ingot 2 so as to maintain heat for a while and is connected and fixed by a large number of supports 79 from the inner surface of the upper lid 35 of the vacuum chamber 30, (2) so as to cool the monocrystalline ingot (2) maintained at a high temperature by heat absorption and reflection by the heat retaining member (70), and the vacuum chamber Shaped cooling member 80 fixed to the central portion of the upper lid 35 of the vacuum chamber 30 so as to be communicated with the upper outer side of the upper lid 35, And the heat retaining member 70 and the cooling member 80 are connected to the central portion of the upper lid 35 of the vacuum chamber 30 so as to be vertically aligned with the upper outer side The heat retaining member 70 and the cooling member 70 are formed in the shape of a tube having the same inner diameter and outer diameter, And the plate-shaped heating body 29 is closely attached to the upper surface of the crucible rotating plate 20 so as to be brought into close contact with the bottom of the crucible 10, And heating the bottom of the crucible (10) by the plate-shaped heating body (29)
The heating member 40 is composed of a plurality of heater pipes installed along the sidewalls of the crucible 10 and a heat transfer body 42 formed as a fine mesh body between the heater pipes and the sidewalls of the crucible 10 The high temperature heat generated from the plurality of heater pipes 40 is uniformly transferred to the sidewall of the crucible 10,
In the interior of the cooling member 80, a cooling means in the form of a pipe is provided for cooling the single crystal ingot 2, and the cooling means includes a cooling water supply portion 81 provided outside the vacuum chamber 30, The single crystal ingot 2 manufactured through the cooling member 80 is moved upward to the upper side of the vacuum chamber 30 by the monocrystalline ingot lifting member 60 so that the vacuum chamber 30 The protection tube 68 is inserted into one side of the protection tube 68 and is separated from the rotary shaft 69a by the rotation shaft 69a, And a connecting support 69c connecting the rotating shaft 69a and the protective pipe 68 to move the single crystal ingot 2 to the side of the vacuum chamber 30 while moving up and down , The upper lid (35) of the vacuum chamber (30) is arranged to be spaced apart from one side of the upper lid (35) A cylinder 34a for moving the rotary shaft 34b upward and downward and a connection support 34c for connecting the rotary shaft 34b and the upper lid 35 to each other, And the upper lid 35 is detached from the lower body 37 of the heat retaining member 70. The heat retaining member 70 is further provided with heating means for retaining heat of the single crystal ingot 2. [ Wherein the silicon single crystal ingot is grown on the silicon substrate.
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US20150203988A1 (en) * 2014-01-21 2015-07-23 Infineon Technologies Ag Silicon Ingot and Method of Manufacturing a Silicon Ingot

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