KR102380523B1 - CVD reactor coated reflection layer for manufacturing polysilicon and manufacturing method thereof - Google Patents

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Abstract

본 발명의 목적은 지멘스 CVD 공법으로 폴리실리콘을 제조할 때, 고온의 필라멘트로부터 발생하는 복사열 손실을 절감하기 위한 폴리실리콘 제조용 반사 코팅막이 형성된 CVD 반응기를 제공하는 것이다. 본 발명의 일 실시예에 따른 폴리실리콘 제조용 반사 코팅막이 형성된 CVD 반응기는 CVD(chemical vapor deposition) 반응기에서 벨자의 내표면에 이중 또는 다중 층으로 형성되어, 가열된 로드 필라멘트에서 방출되는 열을 상기 벨자의 내부로 반사하는 반사 코팅막을 포함하며, 상기 반사 코팅막은 상기 벨자의 내부 공간을 향하여 형성되고 열을 반사하는 반사 코팅층, 및 상기 반사 코팅층과 상기 벨자의 내표면 사이에 형성되는 버퍼 레이어를 포함한다.It is an object of the present invention to provide a CVD reactor in which a reflective coating film for polysilicon production is formed in order to reduce radiant heat loss generated from a high-temperature filament when polysilicon is manufactured by the Siemens CVD method. The CVD reactor with a reflective coating film for polysilicon production according to an embodiment of the present invention is formed in double or multiple layers on the inner surface of the bell jar in a CVD (chemical vapor deposition) reactor to absorb heat emitted from the heated rod filament. A reflective coating film that reflects into the inside of the ruler, wherein the reflective coating film is formed toward the inner space of the bell jar and reflects heat; and a buffer layer formed between the reflective coating layer and the inner surface of the bell jar. .

Description

폴리실리콘 제조용 반사 코팅막이 형성된 CVD 반응기 및 그 제조 방법 {CVD reactor coated reflection layer for manufacturing polysilicon and manufacturing method thereof}CVD reactor coated reflection layer for manufacturing polysilicon and manufacturing method thereof

본 발명은 지멘스 CVD(chemical vapor deposition) 공법으로 폴리실리콘을 제조하는 폴리실리콘 제조용 반사 코팅막이 형성된 CVD 반응기 및 그 제조 방법에 관한 것이다.The present invention relates to a CVD reactor in which a reflective coating film for polysilicon manufacturing is formed for manufacturing polysilicon by Siemens chemical vapor deposition (CVD) method, and a manufacturing method thereof.

알려진 바에 따르면, 실리콘은 반도체 또는 태양전지의 제조에 원료로 사용된다. 따라서 반도체 또는 태양전지의 원료로 적합한 고순도의 실리콘에 대한 수요가 증가하고 있다.As is known, silicon is used as a raw material in the manufacture of semiconductors or solar cells. Accordingly, the demand for high-purity silicon suitable as a raw material for semiconductors or solar cells is increasing.

지멘스 공법의 실리콘 제조는 금속 실리콘을 염화수소 등의 반응가스와 반응시켜 모노실란, 디실란 또는 삼염화실란과 같은 실리콘 함유 가스를 포함하는 원료 가스로 기체화하고, 증류과정을 통해 정제시킴으로써 불순물을 제거한다. Silicon production using the Siemens method involves reacting metallic silicon with a reaction gas such as hydrogen chloride to vaporize it into a raw material gas containing a silicon-containing gas such as monosilane, disilane or trichlorosilane, and to remove impurities by refining it through a distillation process. .

그 후, 실리콘 로드에 전류를 인가하면서 가스 유입구를 통해 반응 챔버 내부로 실리콘 함유 가스를 투입한다. 이때 인가된 전류에 의해 실리콘 로드 표면이 가열되고, 투입된 가스가 열 분해되면서 가열된 실리콘 로드 상에 증착됨으로써 실리콘이 생성된다.Thereafter, a silicon-containing gas is introduced into the reaction chamber through the gas inlet while applying an electric current to the silicon rod. At this time, the surface of the silicon rod is heated by the applied current, and the injected gas is thermally decomposed and deposited on the heated silicon rod to generate silicon.

이 지멘스 공법은 매우 고온에서 진행되므로 전력 소모량이 큰 단점을 가진다. 전력 소모량 중 상당 부분은 복사, 대류, 전도, 가스 가열 및 반응열 등으로 손실 된다. 그 중 복사열 손실은 40~50% 수준에 이르는 것으로 알려져 있다. 이를 극복하기 위해서, 미국공개특허 2011-0159214는 CVD 반응기를 금으로 코팅하여 복사열 손실을 절감하였다. 그러나 고가의 금을 적용하므로 경제성이 낮다.This Siemens method has a disadvantage in that power consumption is large because it is carried out at a very high temperature. A significant portion of power consumption is lost through radiation, convection, conduction, gas heating and heat of reaction. Among them, the radiant heat loss is known to reach the level of 40-50%. In order to overcome this, US Patent Publication No. 2011-0159214 reduces radiant heat loss by coating the CVD reactor with gold. However, since expensive gold is applied, the economic feasibility is low.

또한 미국공개특허 2015-0184290는 금에 비하여 경제성 확보가 가능한 금속, 나이트라이드(Nitride)를 적용하여 복사 에너지 손실을 절감하였다. 그러나 금속 나이트라이드는 CVD 반응기와의 낮은 접착력을 가지고 상이한 열팽창 계수를 가진다.In addition, US Patent Publication No. 2015-0184290 reduces radiation energy loss by applying nitride, a metal that can secure economic feasibility compared to gold. However, metal nitride has a low adhesion with the CVD reactor and has a different coefficient of thermal expansion.

따라서 나이트라이드는 CVD 반응기의 가동 횟수 증가 시, 코팅 균일성을 확보하기 어렵고, 쉽게 박리되는 단점을 가진다. 이 경우, 코팅 횟수가 증가되어, 비용 증가로 경제성 확보가 어려울 수 있다.Therefore, the nitride has disadvantages in that it is difficult to ensure uniformity of the coating and is easily peeled off when the number of operation of the CVD reactor is increased. In this case, the number of coatings is increased, and it may be difficult to secure economic feasibility due to an increase in cost.

일반적으로 금속 코팅막은 물리 기상 증착법에 의해 코팅되는데 금속을 이온화 시키는 소스, 이온화 정도, 이온화 된 입자 크기 및 형성된 금속 코팅막의 특징에 따라 매우 다양하다.In general, the metal coating film is coated by physical vapor deposition, and it varies greatly depending on the source of ionizing the metal, the degree of ionization, the ionized particle size, and the characteristics of the formed metal coating film.

열 스프레이 중, 플라스마 용사 코팅은 금속 후막 형성에 용이한 방법으로써 이 방법으로 제조된 금속 코팅막은 우수한 내부식성을 가진다. 그러나 특정 순도 이상의 금속 코팅막을 얻기가 어렵고, 공극이 매우 크다. 또한 수율이 매우 낮아서 경제성 확보가 어렵다.Among thermal spraying, plasma spray coating is an easy method for forming a metal thick film, and the metal coating film prepared by this method has excellent corrosion resistance. However, it is difficult to obtain a metal coating film having a specific purity or higher, and the pores are very large. In addition, it is difficult to secure economic feasibility because the yield is very low.

음극 아크 증착은 소형 도구의 내마모성 증가를 위한 금속 코팅 방법으로써 순도 높은 금속 코팅막을 얻을 수 있지만 대형물의 코팅 기술에 상용화되지 않는다. Cathodic arc deposition is a metal coating method for increasing the wear resistance of small tools, and it can obtain a high-purity metal coating film, but it is not commercialized in coating technology for large objects.

플라스마 용사 코팅 및 음극 아크 증착은 코팅 막의 입자가 조밀하지 않아서 CVD 가동 중, 고온에서 HCl에 의하여 산화될 수 있다. 이외에도 증발(evaporation), 화학 기상 증착법 등이 있지만 막의 밀도 및 접착력이 타 코팅법에 비하여 낮고, 코팅 조건이 CVD 반응기에 적합하지 않다.Plasma spray coating and cathodic arc deposition can be oxidized by HCl at high temperatures during CVD operation because the particles of the coating film are not dense. There are other methods such as evaporation and chemical vapor deposition, but the density and adhesion of the film are lower than those of other coating methods, and the coating conditions are not suitable for the CVD reactor.

본 발명의 목적은 지멘스 CVD 공법으로 폴리실리콘을 제조할 때, 고온의 필라멘트로부터 발생하는 복사열 손실을 절감하기 위한 폴리실리콘 제조용 반사 코팅막이 형성된 CVD 반응기 및 그 제조 방법을 제공하는 것이다.An object of the present invention is to provide a CVD reactor in which a reflective coating film for polysilicon production is formed to reduce radiant heat loss generated from a high-temperature filament when polysilicon is manufactured by the Siemens CVD method, and a method for manufacturing the same.

또한 본 발명의 목적은 CVD 반응기 중 벨자(bell jar) 내부를 우수한 반사도의 소재로 코팅하여, 복사로 인한 열손실을 절감하는 폴리실리콘 제조용 반사 코팅막이 형성된 CVD 반응기 및 그 제조 방법을 제공하는 것이다.Another object of the present invention is to provide a CVD reactor in which a reflective coating film for polysilicon production is formed by coating the inside of a bell jar in a CVD reactor with a material having excellent reflectivity, thereby reducing heat loss due to radiation, and a method for manufacturing the same.

본 발명의 일 실시예에 따른 폴리실리콘 제조용 반사 코팅막이 형성된 CVD 반응기는 CVD(chemical vapor deposition) 반응기에서 벨자의 내표면에 이중 또는 다중 층으로 형성되어, 가열된 로드 필라멘트에서 방출되는 열을 상기 벨자의 내부로 반사하는 반사 코팅막을 포함하며, 상기 반사 코팅막은 상기 벨자의 내부 공간을 향하여 형성되고 열을 반사하는 반사 코팅층, 및 상기 반사 코팅층과 상기 벨자의 내표면 사이에 형성되는 버퍼 레이어를 포함한다.The CVD reactor with a reflective coating film for polysilicon production according to an embodiment of the present invention is formed in double or multiple layers on the inner surface of the bell jar in a CVD (chemical vapor deposition) reactor to absorb heat emitted from the heated rod filament. A reflective coating film that reflects into the inside of the ruler, wherein the reflective coating film is formed toward the inner space of the bell jar and reflects heat; and a buffer layer formed between the reflective coating layer and the inner surface of the bell jar. .

상기 벨자는 상기 CVD 반응기 가동 중, 섭씨 300 도씨 이하의 온도를 유지하도록 외곽에 구비되는 쿨링 워터 재킷을 더 포함할 수 있다.The bell jar may further include a cooling water jacket provided outside to maintain a temperature of 300 degrees Celsius or less while the CVD reactor is in operation.

상기 벨자는 상측의 헤드와 하측의 벽을 포함하며, 상기 헤드는 반구형, 타원체형 및 접시구형 중 하나로 형성될 수 있다.The bell jar includes an upper head and a lower wall, and the head may be formed in one of a hemispherical shape, an ellipsoidal shape, and a plate spherical shape.

상기 버퍼 레이어는 SUS304, SUS316, 철, 철계 합금, 티타늄, 티타늄계 합금, 구리, 구리계 합금, 니켈 및 니켈계 합금, 몰리브데늄 및 몰리브데늄계 합금, 아연 및 아연계 합금으로 이루어지는 그룹 중에서 선택된 어느 한 가지 또는 이들 중 적어도 두 가지 이상을 조합한 것으로 만들어질 수 있다.The buffer layer is selected from the group consisting of SUS304, SUS316, iron, iron-based alloys, titanium, titanium-based alloys, copper, copper-based alloys, nickel and nickel-based alloys, molybdenum and molybdenum-based alloys, zinc and zinc-based alloys. It may be made of any one selected or a combination of at least two or more of them.

상기 반사 코팅층은 반사도가 우수한 소재와 고온 내부식성 및 내마모성이 우수한 소재로 복합층을 형성해 장기 안정성 확보가 가능한 것을 특징으로 한다.The reflective coating layer is characterized in that it is possible to secure long-term stability by forming a composite layer of a material having excellent reflectivity and a material having excellent high temperature corrosion resistance and abrasion resistance.

고온 내부식성이 우수한 소재는 티타늄 및 티타늄 계 합금, 티타늄 질화물, 크롬 및 크롬계 합금, 크롬 질화물, 그라파이트, 몰리브데늄 및 몰리브데늄계 합금, 지르코늄 및 지르코늄계 합금 합금으로 이루어지는 그룹 중에서 선택된 어느 한 가지 또는 이들 중 적어도 두 가지 이상을 조합한 것으로 만들어질 수 있다.Any one selected from the group consisting of titanium and titanium alloys, titanium nitride, chromium and chromium alloys, chromium nitride, graphite, molybdenum and molybdenum alloys, zirconium and zirconium alloys It may be made of branches or a combination of at least two or more of them.

상기 반사 코팅층은 자외선 가시광(UV-Vis) 및 근적외선(NIR) 영역에서 80% 이상의 열 반사도를 가질 수 있다.The reflective coating layer may have a heat reflectivity of 80% or more in ultraviolet visible light (UV-Vis) and near infrared (NIR) regions.

본 발명의 일 실시예에 따른 폴리실리콘 제조용 반사 코팅막이 형성된 CVD 반응기 제조 방법은 CVD(chemical vapor deposition) 반응기의 벨자를 스퍼터링 기기에 설치하는 제1단계, 상기 벨자의 내표면을 향하여 금속 타겟을 설치하는 제2단계, 및 HIMS(고 임펄스 마그네트론 스퍼터링) 방법으로 상기 금속 타겟을 상기 벨자의 내표면에 증착하여 이중 또는 다중 층의 반사 코팅막을 형성하는 제3단계를 포함한다.The method for manufacturing a CVD reactor having a reflective coating film for manufacturing polysilicon according to an embodiment of the present invention includes a first step of installing a bell jar of a CVD (chemical vapor deposition) reactor in a sputtering device, and installing a metal target toward the inner surface of the bell jar and a third step of depositing the metal target on the inner surface of the bell jar by a HIMS (high impulse magnetron sputtering) method to form a double or multi-layered reflective coating film.

상기 제2단계는 상기 벨자의 벽에는 대형의 제1금속 타겟을 배치하고, 상기 벨자의 헤드에는 구조에 따라 상기 제1금속 타겟보다 작은 한 개 또는 복수의 소형 제2금속 타겟과 제3금속 타켓을 배치하며, 상기 제3단계는 상기 벽과 상기 헤드의 내표면에 균일한 반사 코팅막을 형성할 수 있다.In the second step, a large first metal target is placed on the wall of the bell jar, and one or a plurality of smaller second metal targets and a third metal target smaller than the first metal target according to the structure are placed on the head of the bell jar. , and the third step may form a uniform reflective coating film on the inner surface of the wall and the head.

상기 제3단계는 상기 벨자를 회전시키며, 상기 반사 코팅막을 형성할 수 있다.In the third step, the bell jar may be rotated, and the reflective coating film may be formed.

상기 제3단계는 상기 제1금속 타겟과 상기 제2금속 타겟과 상기 제3금속 타켓 및 이들을 각각 지지하는 제1금속 이온화기와 제2금속 이온화기와 제3금속 이온화기를 회전시키며, 상기 반사 코팅막을 형성할 수 있다.The third step rotates the first metal target, the second metal target, the third metal target, and a first metal ionizer, a second metal ionizer, and a third metal ionizer supporting them, respectively, and forms the reflective coating film can do.

상기 제3단계는 상기 헤드의 코팅을 위하여, 상기 제3금속 타겟 한 개를 상하 방향으로 이동할 수 있다.In the third step, one of the third metal targets may be moved up and down for coating the head.

상기 제3단계는 상기 CVD 반응기 가동 중, 상기 벨자의 쿨링 워터 재킷에 쿨링 워터를 흘려 섭씨 300 도씨 이하에서, 상기 제1금속 타겟과 상기 제2금속 타겟 및 상기 제3금속 타겟을 상기 벨자의 내표면에 스퍼터링 증착시켜 상기 반사 코팅막을 형성할 수 있다.The third step is to flow the cooling water into the cooling water jacket of the bell jar while the CVD reactor is in operation, and at 300 degrees Celsius or less, the first metal target, the second metal target, and the third metal target are applied to the bell jar. The reflective coating layer may be formed by sputtering deposition on the inner surface.

이와 같이 본 발명의 일 실시예는, 벨자의 내표면에 이중 또는 다중 층으로 반사 코팅막을 형성하므로 가열된 로드 필라멘트에서 방출되는 열을 벨자의 내부로 효과적으로 반사할 수 있다.As described above, in one embodiment of the present invention, since a reflective coating film is formed in a double or multiple layer on the inner surface of the bell jar, heat emitted from the heated rod filament can be effectively reflected to the inside of the bell jar.

따라서 지멘스 CVD 공법으로 폴리실리콘을 제조할 때, 고온의 필라멘트로부터 발생하는 복사열의 손실을 최소화할 수 있다.Therefore, when polysilicon is manufactured by the Siemens CVD method, the loss of radiant heat generated from the high-temperature filament can be minimized.

또한, 본 발명의 일 실시예는 HIMS(고 임펄스 마그네트론 스퍼터링) 방법을 적용하여 반사 코팅막을 이중 또는 다중 층으로 형성하므로 벨자의 내표면과 반사 코팅막의 접착력을 강화하고, 코팅막의 밀도를 향상시킬 수 있다.In addition, an embodiment of the present invention applies the HIMS (high impulse magnetron sputtering) method to form a reflective coating film as a double or multiple layer, so that the adhesion between the inner surface of the bell jar and the reflective coating film can be strengthened, and the density of the coating film can be improved. there is.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 폴리실리콘 제조용 반사 코팅막이 형성된 CVD 반응기의 제조 방법을 구현하는 스퍼터링 기기의 구성도이다.1 is a block diagram of a sputtering apparatus implementing a method of manufacturing a CVD reactor in which a reflective coating film for polysilicon production is formed according to an embodiment of the present invention.

이하, 첨부한 도면을 참조하여 본 발명의 실시예에 대하여 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 상세히 설명한다. 그러나 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시예에 한정되지 않는다. 도면에서 본 발명을 명확하게 설명하기 위해서 설명과 관계없는 부분은 생략하였으며, 명세서 전체를 통하여 동일 또는 유사한 구성요소에 대해서는 동일한 참조부호를 붙였다.Hereinafter, with reference to the accompanying drawings, the embodiments of the present invention will be described in detail so that those skilled in the art can easily carry out the present invention. However, the present invention may be embodied in several different forms and is not limited to the embodiments described herein. In order to clearly explain the present invention in the drawings, parts irrelevant to the description are omitted, and the same reference numerals are given to the same or similar components throughout the specification.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 폴리실리콘 제조용 반사 코팅막이 형성된 CVD 반응기의 제조 방법을 구현하는 스퍼터링 기기의 구성도이다. 도 1을 참조하면, 스퍼터링 기기(10)는 반사 코팅막이 형성된 CVD 반응기(1)의 벨자(20)를 제조하기 위하여, 고임펄스 마그네트론 스퍼터링(HIMS; High Impulse magnetron Sputtering) 방법을 구현하도록 구성된다. 1 is a block diagram of a sputtering apparatus implementing a method of manufacturing a CVD reactor in which a reflective coating film for polysilicon production is formed according to an embodiment of the present invention. Referring to FIG. 1 , the sputtering device 10 is configured to implement a high impulse magnetron sputtering (HIMS) method in order to manufacture the bell jar 20 of the CVD reactor 1 on which a reflective coating film is formed.

일 실시예의 반사 코팅막이 형성된 CVD 반응기의 제조 방법은 CVD(chemical vapor deposition) 반응기의 벨자를 스퍼터링 기기(10)에 설치하는 제1단계, 상기 벨자의 내표면을 향하여 금속 타겟을 설치하는 제2단계, 및 HIMS(고 임펄스 마그네트론 스퍼터링) 방법으로 상기 금속 타겟을 상기 벨자의 내표면에 증착하여 이중 또는 다중 층의 반사 코팅막을 형성하는 제3단계를 포함한다.The method of manufacturing a CVD reactor having a reflective coating film of an embodiment includes a first step of installing a bell jar of a CVD (chemical vapor deposition) reactor in a sputtering device 10, a second step of installing a metal target toward the inner surface of the bell jar and a third step of depositing the metal target on the inner surface of the bell jar by a HIMS (high impulse magnetron sputtering) method to form a double or multi-layered reflective coating film.

이 제조 방법을 경유한 CVD(chemical vapor deposition) 반응기(1)는 벨자(20)의 내표면에 이중 또는 다중 층으로 형성되어, 가열된 로드 필라멘트(미도시)에서 방출되는 열을 벨자(20)의 내부로 반사하는 반사 코팅막(CL)을 포함한다. 스퍼터링 기기(10)는 HIMS 방법으로 벨자(20)의 내표면에 반사 코팅막(CL)을 형성하도록 구성된다.The CVD (chemical vapor deposition) reactor 1 through this manufacturing method is formed in double or multiple layers on the inner surface of the bell jar 20, and heat emitted from the heated rod filament (not shown) is removed from the bell jar 20. and a reflective coating layer CL that reflects into the inside of the . The sputtering device 10 is configured to form a reflective coating film CL on the inner surface of the bell jar 20 by the HIMS method.

또한, 반사 코팅막이 형성된 CVD 반응기의 제조 방법은 벨자(20)의 내표면에 반사 코팅막(CL)을 형성하기 이전(즉 제3단계 전)에, 벨자(20)의 내표면을 화학/물리적 처리를 통하여, 벨자(20) 내표면의 표면 조도를 최소할 수 있다. 이와 같이 벨자(20) 내표면의 표면 처리는 반사 코팅막(CL) 코팅의 효과를 극대화시킬 수 있다.In addition, in the manufacturing method of the CVD reactor in which the reflective coating film is formed, before forming the reflective coating film CL on the inner surface of the bell jar 20 (that is, before the third step), chemical/physical treatment of the inner surface of the bell jar 20 Through this, the surface roughness of the inner surface of the bell jar 20 can be minimized. As described above, the surface treatment of the inner surface of the bell jar 20 can maximize the effect of the reflective coating layer CL coating.

예를 들면, CVD 반응기(1)의 벨자(20)는 하부의 벽(wall)(21)과 벽(21)의 상부에 연결되는 헤드(22)를 포함한다. 헤드(22)는 도시된 바와 같은 반구형, 도시되지 않은 타원체형 또는 접시구형으로 형성될 수 있다.For example, the bell jar 20 of the CVD reactor 1 includes a wall 21 at the bottom and a head 22 connected to the top of the wall 21 . The head 22 may be formed in a hemispherical shape as shown, an ellipsoidal shape (not shown), or a plate sphere shape.

반사 코팅막(CL)은 벨자(20)의 내부 공간을 향하여 형성되고 우수한 반사도를 가지는 반사 코팅층(L1), 및 반사 코팅층(L1)과 벨자(20)의 내표면 사이에 형성되는 버퍼 레이어(L2)를 포함한다. 버퍼 레이어(L2) 및 반사 코팅층(L1)는 스퍼터링 기기(10)의 HIMS 방법에 의하여 벨자(20)의 내표면에 순차적으로 형성될 수 있다.The reflective coating film CL is formed toward the inner space of the bell jar 20 and has a reflective coating layer L1 having excellent reflectivity, and a buffer layer L2 formed between the reflective coating layer L1 and the inner surface of the bell jar 20 . includes The buffer layer L2 and the reflective coating layer L1 may be sequentially formed on the inner surface of the bell jar 20 by the HIMS method of the sputtering device 10 .

예를 들면, CVD 반응기(1)는 가동 중, 벨자(20)의 온도가 섭씨 300 도씨이다. CVD 반응기(1)는 가동 중, 벨자(20)가 섭씨 300 도씨 이하의 온도를 유지하도록 외곽에 쿨링 워터 재킷(23)을 더 구비한다. 쿨링 워터 재킷(23)은 유입도관(231)과 유출도관(232)에 연결되어, 유입도관(231)으로 쿨링 워터를 유입하여 벨자(20)를 쿨링 한 후, 가열된 쿨링 워터를 유출도관(232)으로 유출한다.For example, while the CVD reactor 1 is in operation, the temperature of the bell jar 20 is 300 degrees Celsius. The CVD reactor 1 is further provided with a cooling water jacket 23 on the outside so that the bell jar 20 maintains a temperature of 300 degrees Celsius or less during operation. The cooling water jacket 23 is connected to the inlet conduit 231 and the outlet conduit 232, and the cooling water is introduced into the inlet conduit 231 to cool the bell jar 20, and then the heated cooling water is discharged into the outlet conduit ( 232).

스퍼터링 기기(10)를 이용하는 CVD 반응기 제조 방법에서, 제2단계는 HIMS 방법의 구현을 위하여, 벨자(20)의 벽(21) 부위에 대형의 제1금속 타겟(T1)을 배치하고, 헤드(22) 부위에 벨자 구조에 따라 제1금속 타겟(T1)보다 작은 제2, 제3금속 타겟(T2, T3)을 하나 또는 복수로 배치하여, 벨자(20)의 내표면에 균일한 반사 코팅막(CL)을 형성할 수 있게 한다.In the CVD reactor manufacturing method using the sputtering device 10, the second step is to place a large first metal target T1 on the wall 21 of the bell jar 20 for implementation of the HIMS method, and a head ( 22) A uniform reflective coating film on the inner surface of the bell jar 20 by disposing one or a plurality of second and third metal targets T2 and T3 smaller than the first metal target T1 according to the structure of the bell jar ( CL) can be formed.

즉 제1, 제2, 제3금속 타겟(T1, T2, T3)은 벨자(20)의 내표면을 향하여 배치되며, 벨자(20)의 중심에 배치되는 제1, 제2, 제3금속 이온화기(11, 12, 13)에 각각 연결된다.That is, the first, second, and third metal targets T1 , T2 , and T3 are disposed toward the inner surface of the bell jar 20 , and the first, second, and third metal ionization targets disposed at the center of the bell jar 20 . connected to groups 11, 12 and 13, respectively.

헤드(22)는 반구형, 타원체형 또는 접시구형 등으로 구분되는데 각각의 구조에 따라 균일한 반사 코팅막(CL)의 형성을 위하여, 제2단계에서 제1, 제2, 제3금속 타겟(T1, T2, T3)의 설치를 조정할 수 있다.The head 22 is divided into a hemispherical shape, an ellipsoidal shape, or a plate spherical shape. In order to form a uniform reflective coating film CL according to each structure, in the second step, the first, second, and third metal targets T1, The installation of T2, T3) can be adjusted.

일례로써, 스퍼터링 기기(10)는 외측 회전판(141)과 내측 회전판(142)을 구비한다. 외측 회전판(141)과 내측 회전판(142)은 서로 상대 회전할 수 있도록 서로 분리된다. 내측 회전판(142)은 원형 띠 상으로 형성되는 외측 회전판(141)의 직경 방향 내측에 배치되어, 같은 높이의 평면을 형성한다. 제1단계는 코팅 대상인 CVD 반응기(1)의 벨자(20)를 외측 회전판(141)에 설치한다. 벨자(20)는 외측 회전판(141)으로 회전 가능하게 지지된다. As an example, the sputtering device 10 includes an outer rotating plate 141 and an inner rotating plate 142 . The outer rotating plate 141 and the inner rotating plate 142 are separated from each other so as to rotate relative to each other. The inner rotating plate 142 is disposed on the radially inner side of the outer rotating plate 141 formed in the shape of a circular band to form a plane of the same height. In the first step, the bell jar 20 of the CVD reactor 1 to be coated is installed on the outer rotating plate 141 . The bell jar 20 is rotatably supported by the outer rotating plate 141 .

제2단계는 제1, 제2, 제3금속 타겟(T1, T2, T3)을 내측 회전판(142)에 설치한다. 제1, 제2, 제3금속 타겟(T1, T2, T3)은 내측 회전판(142)으로 회전 가능하게 지지된다. In the second step, the first, second, and third metal targets T1 , T2 , and T3 are installed on the inner rotating plate 142 . The first, second, and third metal targets T1 , T2 , and T3 are rotatably supported by the inner rotating plate 142 .

그리고 제2단계는 내측 회전판(142)에 제1, 제2, 제3금속 이온화기(11, 12, 13)를 더 배치한다. 제1, 제2, 제3금속 이온화기(11, 12, 13)는 제1, 제2, 제3금속 타겟(T1, T2, T3)을 각각 지지하여 이온화 할 수 있다.And in the second step, the first, second, and third metal ionizers 11 , 12 , 13 are further disposed on the inner rotating plate 142 . The first, second, and third metal ionizers 11 , 12 , and 13 may support and ionize the first, second, and third metal targets T1 , T2 , and T3 , respectively.

제3단계는 제1, 제2, 제3금속 이온화기(11, 12, 13)의 작동에 따라 제1, 제2, 제3금속 타겟(T1, T2, T3)을 이온화하여 스퍼링 작용으로 벨자(20)의 내표면에 부착하여 반사 코팅막(CL)을 형성한다. The third step is to ionize the first, second, and third metal targets (T1, T2, T3) according to the operation of the first, second, and third metal ionizers (11, 12, 13) to form a sputtering action. A reflective coating film CL is formed by attaching to the inner surface of the bell jar 20 .

제3단계에서, 제1, 제2, 제3금속 타겟(T1, T2, T3)이 내측 회전판(142)에 고정된 상태에서, 외측 회전판(141)이 벨자(20)와 함께 회전할 수 있다. 이와 같이, 벨자(20)가 회전함에 따라 벨자(20)의 내표면에 반사 코팅막(CL)이 더 균일하게 형성될 수 있다. 외측 회전판(141) 및 벨자(20)는 수 rpm 수준의 낮은 속도로 회전된다.In the third step, in a state in which the first, second, and third metal targets T1 , T2 , and T3 are fixed to the inner rotating plate 142 , the outer rotating plate 141 may rotate together with the bell jar 20 . . In this way, as the bell jar 20 rotates, the reflective coating layer CL may be more uniformly formed on the inner surface of the bell jar 20 . The outer rotating plate 141 and the bell jar 20 are rotated at a low speed of several rpm.

또한, 제3단계에서 벨자(20)가 외측 회전판(141)에 고정된 상태에서, 내측 회전판(142)이 회전될 수 있다. 내측 회전판(142)이 제1, 제2, 제3금속 타겟(T1, T2, T3) 및 제1, 제2, 제3금속 이온화기(11, 12, 13)과 함께 회전될 수도 있다.In addition, in the third step in a state in which the bell jar 20 is fixed to the outer rotating plate 141 , the inner rotating plate 142 may be rotated. The inner rotating plate 142 may be rotated together with the first, second, and third metal targets T1 , T2 , and T3 and the first, second, and third metal ionizers 11 , 12 , and 13 .

이와 같이, 제1, 제2, 제3금속 타겟(T1, T2, T3) 및 제1, 제2, 제3금속 이온화기(11, 12, 13)가 회전됨에 따라 벨자(20)의 내표면에 반사 코팅막(CL)이 더 균일하게 형성될 수 있다. 내측 회전판(142)과 제1, 제2, 제3금속 타겟(T1, T2, T3) 및 제1, 제2, 제3금속 이온화기(11, 12, 13)는 낮은 속도로 회전된다. In this way, as the first, second, and third metal targets T1, T2, and T3 and the first, second, and third metal ionizers 11, 12, 13 rotate, the inner surface of the bell jar 20 The reflective coating layer CL may be formed more uniformly. The inner rotating plate 142, the first, second, and third metal targets T1, T2, T3, and the first, second, and third metal ionizers 11, 12, 13 are rotated at a low speed.

제3단계에서, 스퍼링 기기(10)는 내부 중심축(15)에서 제1, 제2, 제3금속 이온화기(11, 12, 13) 및 제1, 제2, 제3금속 타겟(T1, T2, T3)을 연결하는 연결부(16)의 길이를 조절할 수 있다. 따라서 스퍼링 기기(10)는 직경과 높이가 상이한 벨자(20)에서도 동일하게 적용되어 벨자(20)의 내표면에 반사 코팅막(CL)을 형성할 수 있다. In the third step, the spurring device 10 is the first, second, and third metal ionizers 11, 12, 13 and the first, second, and third metal targets T1 in the inner central axis 15. , T2, T3) can be adjusted to the length of the connecting portion (16). Therefore, the spurring device 10 may be equally applied to the bell jar 20 having different diameters and heights to form a reflective coating film CL on the inner surface of the bell jar 20 .

또한, 연결부(16)는 내부 중심축(15)과 일체로(일체화 구조 미도시) 회전되고, 내부 중심축(15)의 승강에 영향을 받지 않는 구조로 연결될 수 있다. 그리고 내부 중심축(15)은 내측 회전판(142)과 일체로(일체화 구조 미도시) 회전할 수도 있고, 내측 회전판(142)과 별도로 승강될 수도 있다. 따라서 제3단계에서 헤드(22) 코팅시, 내부 중심축(15)은 제3금속 타겟(T3) 한 개를 상하 방향으로 이동시킬 수 있다. In addition, the connecting portion 16 may be rotated integrally with the inner central shaft 15 (integrated structure not shown), and may be connected in a structure that is not affected by the lifting and lowering of the inner central shaft 15 . And the inner central shaft 15 may rotate integrally with the inner rotating plate 142 (integrated structure not shown), or may be raised and lowered separately from the inner rotating plate 142 . Therefore, when coating the head 22 in the third step, the inner central axis 15 may move one third metal target T3 in the vertical direction.

제3단계에서 제3금속 타겟(T3)과 제3금속 이온화기(13)가 상하 방향으로 승강하면서 헤드(22)의 내표면과의 거리가 가변됨에 따라서 반사 코팅막(CL)이 더 균일하게 형성될 수 있다.In the third step, as the distance between the third metal target T3 and the third metal ionizer 13 is moved up and down in the vertical direction and the distance from the inner surface of the head 22 is changed, the reflective coating layer CL is formed more uniformly. can be

일 실시예의 벨자(20)는 제1, 제2, 제3금속 타겟(T1, T2, T3)으로부터 이온화 되어 내표면에 코팅되는 반사 코팅막(CL) 및 반사 코팅층(L1)을 구비하므로 종래의 CVD 반응기 벨자의 전력 소모량과 비교할 때, 최대 15%의 복사열 손실을 절감할 수 있다.The bell jar 20 of an embodiment includes a reflective coating layer CL and a reflective coating layer L1 that are ionized from the first, second, and third metal targets T1, T2, and T3 and are coated on the inner surface, so the conventional CVD Compared with the power consumption of the reactor bell jar, it is possible to save up to 15% of radiant heat loss.

지멘스 CVD 반응기를 이용하여 폴리실리콘 제조 시, 반사 코팅막(CL) 및 반사 코팅층(L1)을 구비한 벨자(20)를 사용함으로써, 고온의 필라멘트로부터 방출되는 열 중 손실되는 복사열의 상당 부분이 절감될 수 있다.When manufacturing polysilicon using a Siemens CVD reactor, by using the bell jar 20 having a reflective coating film (CL) and a reflective coating layer (L1), a significant portion of the radiant heat lost among the heat emitted from the high-temperature filament will be reduced. can

제3단계는 벨자(20)의 내표면에 버퍼 레이어(L2)를 형성하고, 버퍼 레이어(L2) 상에 반사 코팅층(L1)을 형성하는 단계를 순차적으로 진행한다. 버퍼 레이어(L2) 및 반사 코팅층(L1) 중 적어도 하나는 HIMS(고 임펄스 마그네트론 스퍼터링) 방법으로 형성된다.In the third step, the steps of forming the buffer layer L2 on the inner surface of the bell jar 20 and the reflective coating layer L1 on the buffer layer L2 are sequentially performed. At least one of the buffer layer L2 and the reflective coating layer L1 is formed by a HIMS (high impulse magnetron sputtering) method.

벨자(20)의 내표면에 형성되는 반사 코팅막(CL) 중 반사 코팅층(L1)은 반사도가 우수한 금속 및 세라믹 소재 중 특히 근적외선(NIR; Near IR) 영역에서 반사도가 우수한 금, 금 합금, 은, 은 합금, 은 질화물, 티타늄, 티타늄 질화물, 하프늄, 하프늄 질화물, 지르코늄, 지르코늄 질화물, 크롬, 크롬 질화물로 이루어지는 그룹 중에서 선택된 어느 한 가지 또는 이들 중 적어도 두 가지 이상을 조합한 것으로 형성된다. Among the reflective coating films CL formed on the inner surface of the bell jar 20 , the reflective coating layer L1 is made of gold, gold alloy, silver, It is formed of any one selected from the group consisting of silver alloy, silver nitride, titanium, titanium nitride, hafnium, hafnium nitride, zirconium, zirconium nitride, chromium, and chromium nitride, or a combination of at least two or more thereof.

이 반사 코팅층(L1)은 CVD 반응기(1) 및 벨자(20) 가동 중 온도에서 우수한 내부식성을 가지므로 내구성을 확보할 수 있다. 반사 코팅층(L1)은 자외선 가시광(UV-Vis) 및 근적외선(NIR) 영역에서 80% 이상의 반사도를 가질 수 있다.The reflective coating layer (L1) has excellent corrosion resistance at a temperature during operation of the CVD reactor (1) and the bell jar (20), so durability can be secured. The reflective coating layer L1 may have a reflectivity of 80% or more in ultraviolet visible light (UV-Vis) and near infrared (NIR) regions.

반사 코팅층(L1)은 고온 내부식성 및 내마모성이 우수한 소재로 복합층을 형성하도록 코팅하여 CVD 반응기(1) 가동에 의해 발생하는 부식 및 마모 문제를 해결할 수 있다. 고온 내부식성 및 내마모성이 우수한 소재로는 티타늄 및 티타늄 계 합금, 티타늄 질화물, 크롬 및 크롬계 합금, 크롬 질화물, 그라파이트, 몰리브데늄 및 몰리브데늄계 합금, 지르코늄 및 지르코늄계 합금으로 이루어지는 그룹 중에서 선택된 어느 한 가지 또는 이들 중 적어도 두 가지 이상을 조합한 것으로 형성된다.The reflective coating layer (L1) is coated to form a composite layer with a material having excellent high-temperature corrosion resistance and abrasion resistance to solve the corrosion and wear problems caused by the operation of the CVD reactor (1). The material having excellent high temperature corrosion resistance and wear resistance is selected from the group consisting of titanium and titanium alloys, titanium nitride, chromium and chromium alloys, chromium nitride, graphite, molybdenum and molybdenum alloys, zirconium and zirconium alloys. It is formed by any one or a combination of at least two or more of them.

버퍼 레이어(L2)는 벨자(20)의 내표면과 반사 코팅층(L1) 사이에 먼저 형성되어, 반사 코팅막(CL)과 CVD 반응기(1) 벨자(20)의 접착력 저하를 방지하고, 반사 코팅막(CL)의 균열 및 박리 현상을 방지한다. 즉 버퍼 레이어(L2)는 벨자(20)의 내표면과 반사 코팅층(L1)의 접착력을 강화한다.The buffer layer (L2) is first formed between the inner surface of the bell jar 20 and the reflective coating layer (L1), to prevent a decrease in adhesion between the reflective coating film (CL) and the CVD reactor (1), the bell jar (20), and a reflective coating film ( CL) to prevent cracking and peeling. That is, the buffer layer L2 strengthens the adhesion between the inner surface of the bell jar 20 and the reflective coating layer L1 .

버퍼 레이어(L2)에 적합한 소재는 폴리실리콘 증착 중 벨자(20)의 온도인 섭씨 300 도씨 이하에서 벨자(20)와 열팽창계수가 유사한 소재일 수 있다. 따라서 버퍼 레이어(L2)는 벨자(20)와 일체로 열팽창되므로 반사 코팅막(CL)이 벨자(20)의 내표면으로부터 박리되거나 균열되는 것을 효과적으로 방지할 수 있다.A material suitable for the buffer layer L2 may be a material having a thermal expansion coefficient similar to that of the bell jar 20 at 300 degrees Celsius or less, which is the temperature of the bell jar 20 during polysilicon deposition. Accordingly, since the buffer layer L2 is thermally expanded integrally with the bell jar 20 , it is possible to effectively prevent the reflective coating film CL from being peeled or cracked from the inner surface of the bell jar 20 .

본 실시예는 하나의 버퍼 레이어(L2)를 예시하고 있다. 그러나 도시하지 않았으나 버퍼 레이어가 복수로 형성될 수도 있다. 이 경우, 복수의 버퍼 레이어는 벨자의 내표면 측과 반사 코팅층 사이에서 벨자의 열팽창계수와 반사 코팅층의 열팽창계수 사이에서 단계적으로 변화되는 열팽창계수를 가지는 재질들로 형성될 수 있다. 따라서 반사 코팅막이 벨자의 내표면으로부터 박리되거나 균열되는 것이 더 효과적으로 방지될 수 있다.This embodiment illustrates one buffer layer L2. However, although not shown, a plurality of buffer layers may be formed. In this case, the plurality of buffer layers may be formed of materials having a thermal expansion coefficient that is changed stepwise between the thermal expansion coefficient of the bell jar and the thermal expansion coefficient of the reflective coating layer between the inner surface side of the bell jar and the reflective coating layer. Accordingly, the reflective coating film can be more effectively prevented from peeling or cracking from the inner surface of the bell jar.

예를 들면, 버퍼 레이어(L2)는 SUS304, SUS316, 철, 철계 합금, 티타늄, 티타늄계 합금, 구리, 구리계 합금, 니켈 및 니켈계 합금으로 이루어지는 그룹 중에서 선택된 어느 한 가지 또는 이들 중 적어도 두 가지 이상을 조합한 것으로 형성될 수 있다.For example, the buffer layer L2 may include any one selected from the group consisting of SUS304, SUS316, iron, iron-based alloy, titanium, titanium-based alloy, copper, copper-based alloy, nickel, and nickel-based alloy, or at least two of them. It can be formed by combining the above.

이와 같이, 벨자(20)는 내표면에 이중 또는 다중 층으로 반사 코팅막(CL)을 구비한다. 버퍼 레이어(L2)와 반사 코팅층(L1)을 포함하는 반사 코팅막(CL)은 CVD 반응기(1) 및 벨자(20)의 가동 횟수 증가에도 균열 또는 박리되지 않고 장기간 사용 가능한 내구성을 가질 수 있다. 따라서 반사 코팅막(CL)은 벨자(20)에서 지속적으로 복사열 손실을 방지할 수 있다.In this way, the bell jar 20 is provided with the reflective coating film CL in double or multiple layers on the inner surface. The reflective coating film CL including the buffer layer L2 and the reflective coating layer L1 may have long-term durability without cracking or peeling even when the number of operations of the CVD reactor 1 and the bell jar 20 increases. Accordingly, the reflective coating layer CL may continuously prevent loss of radiant heat from the bell jar 20 .

다양한 PVD(physical vapor deposition) 코팅 방법 중, 고 임펄스 마그네트론 스퍼터링(HIMS; High Impulse magnetron Sputtering) 방법은 반사 코팅막(CL)의 내구성 및 고온 내부식성을 증가시킬 수 있다. 스퍼터링 기기(10)에 의한 HIMS 방법은 반사 코팅막(CL)의 입자를 매우 조밀하게 하고, 벨자(20)의 내표면에 대한 접착력을 우수하게 한다.Among various physical vapor deposition (PVD) coating methods, a high impulse magnetron sputtering (HIMS) method may increase durability and high temperature corrosion resistance of the reflective coating layer CL. The HIMS method by the sputtering device 10 makes the particles of the reflective coating film CL very dense and has excellent adhesion to the inner surface of the bell jar 20 .

스퍼터링 기기(10)의 HIMS 방법은 대형 벨자(20)의 내부에 반사 코팅막(CL)을 코팅하는데 용이하고, PVD 코팅법 중 가장 고순도의 조밀한 입자를 갖는 반사 코팅막(CL)을 얻을 수 있게 한다.The HIMS method of the sputtering device 10 is easy to coat the reflective coating film CL on the inside of the large bell jar 20, and it is possible to obtain a reflective coating film CL having the highest purity and dense particles among the PVD coating methods. .

반사 코팅막(CL)을 형성하는 입자 크기는 수 마이크로미터 수준으로 HCl 내부식성을 확보하기 위해서, 보다 구체적으로는 0.1마이크로미터 이하의 입자로 구성될 수 있다.The particle size forming the reflective coating layer CL may be of several micrometers to secure HCl corrosion resistance, and more specifically, may be composed of particles of 0.1 micrometer or less.

또한, 금속 산화물이 반사 코팅막(CL)에 포함되어 있을 경우, 산화의 원인으로 작용하기 때문에 금속 산화물이 포함되지 않은 최대한 고순도의 반사 코팅막(CL)을 얻을 필요가 있다. 스퍼터링 기기(10)의 HIMS 방법은 고순도의 반사 코팅막(CL)을 형성할 수 있다.In addition, when the metal oxide is included in the reflective coating layer CL, it acts as a cause of oxidation. Therefore, it is necessary to obtain the reflective coating layer CL of high purity as much as possible without the metal oxide. The HIMS method of the sputtering device 10 may form a high-purity reflective coating layer CL.

보다 구체적으로는, 순도 99% 이상의 반사 코팅막(CL)이 형성되었을 경우, CVD 반응기(1) 및 벨자(20)의 가동 횟수 증가에도 반사 코팅막(CL)이 장기간 유지될 수 있다. 반사 코팅막(CL)의 두께는 0.5~10마이크로미터일 수 있다.More specifically, when the reflective coating layer CL with a purity of 99% or more is formed, the reflective coating layer CL can be maintained for a long time even when the number of operations of the CVD reactor 1 and the bell jar 20 increases. The thickness of the reflective coating layer CL may be 0.5 to 10 micrometers.

일 실시예로 제조된 CVD 반응기(1)에서 벨자(20)의 내부로 투입되어 증착되는 폴리실리콘 원료인 실리콘 함유 가스원은 모노실란, 디실란, 염화실란 및 이들 가스의 혼합물로 구성 되는 그룹 중에서 선택될 수 있다.The silicon-containing gas source, which is a polysilicon raw material that is input and deposited into the inside of the bell jar 20 in the CVD reactor 1 manufactured in one embodiment, is from the group consisting of monosilane, disilane, chlorosilane, and a mixture of these gases. can be selected.

이상을 통해 본 발명의 바람직한 실시예에 대하여 설명하였지만, 본 발명은 이에 한정되는 것이 아니고 특허청구범위와 발명의 상세한 설명 및 첨부한 도면의 범위 안에서 여러 가지로 변형하여 실시하는 것이 가능하고 이 또한 본 발명의 범위에 속하는 것은 당연하다.Although preferred embodiments of the present invention have been described above, the present invention is not limited thereto, and various modifications and variations are possible within the scope of the appended claims and the detailed description of the invention and the accompanying drawings. It goes without saying that it falls within the scope of the invention.

1: CVD 반응기 10: 스퍼터링 기기
11, 12: 제1, 제2금속 이온화기 13: 제3금속 이온화기
15: 내부 중심축 16: 연결부
20: 벨자 21: 벽(wall)
22: 헤드 23: 쿨링 워터 재킷
141: 외측 회전판 142: 내측 회전판
232: 유입도관 232: 유출도관
CL: 반사 코팅막 L1: 반사 코팅층
L2: 버퍼 레이어 T1, T2: 제1, 제2금속 타겟
T3: 제3금속 타겟
1: CVD reactor 10: sputtering equipment
11, 12: first and second metal ionizers 13: third metal ionizer
15: inner central axis 16: connection part
20: Belja 21: wall
22: head 23: cooling water jacket
141: outer rotating plate 142: inner rotating plate
232: inlet conduit 232: outlet conduit
CL: reflective coating film L1: reflective coating layer
L2: buffer layer T1, T2: first, second metal target
T3: third metal target

Claims (13)

CVD(chemical vapor deposition) 반응기에서 벨자의 내표면에
이중 또는 다중 층으로 형성되어,
가열된 로드 필라멘트에서 방출되는 열을 상기 벨자의 내부로 반사하는 반사 코팅막을 포함하며,
상기 반사 코팅막은
상기 벨자의 내표면에 형성되는 버퍼 레이어, 및
상기 버퍼 레이어의 내표면에 형성되어 상기 벨자의 내부 공간을 향하여 형성되고 열을 반사하는 반사 코팅층
을 포함하며,
상기 반사 코팅막은
상기 벨자의 벽에서는 대형의 제1금속 타겟으로 형성되고,
상기 벨자의 헤드에서는 구조에 따라 상기 제1금속 타겟보다 작은 제2금속 타겟과 제3금속 타겟으로 형성되며,
상기 제3금속 타겟은 상기 벨자의 헤드를 향하고, 상기 제2금속 타겟은 상기 제1금속 타겟과 상기 제3금속 타겟 사이에 대응하는 상기 벨자의 헤드를 향하는, 폴리실리콘 제조용 반사 코팅막이 형성된 CVD 반응기.
On the inner surface of the bell jar in a CVD (chemical vapor deposition) reactor
Formed in double or multiple layers,
It includes a reflective coating film that reflects the heat emitted from the heated rod filament to the inside of the bell jar,
The reflective coating film is
A buffer layer formed on the inner surface of the bell jar, and
A reflective coating layer formed on the inner surface of the buffer layer and formed toward the inner space of the bell jar to reflect heat
includes,
The reflective coating film is
The wall of the bell jar is formed of a large first metal target,
In the head of the bell jar, it is formed of a second metal target and a third metal target smaller than the first metal target according to the structure,
The third metal target faces the head of the bell jar, and the second metal target faces the head of the bell jar corresponding between the first metal target and the third metal target, CVD reactor with a reflective coating film for manufacturing polysilicon formed .
제1항에 있어서,
상기 벨자는
상기 CVD 반응기 가동 중, 섭씨 300 도씨 이하의 온도를 유지하도록 외곽에 구비되는 쿨링 워터 재킷을 더 포함하는
폴리실리콘 제조용 반사 코팅막이 형성된 CVD 반응기.
According to claim 1,
the bell jar
During operation of the CVD reactor, further comprising a cooling water jacket provided outside to maintain a temperature of 300 degrees Celsius or less
A CVD reactor with a reflective coating film for polysilicon production.
제1항에 있어서,
상기 벨자는
상측의 헤드와 하측의 벽을 포함하며,
상기 헤드는
반구형, 타원체형 및 접시구형 중 하나로 형성되는
폴리실리콘 제조용 반사 코팅막이 형성된 CVD 반응기.
According to claim 1,
the bell jar
It includes an upper head and a lower wall,
the head is
Formed in one of hemispherical, ellipsoidal and plate-spherical
A CVD reactor with a reflective coating film for polysilicon production.
제1항에 있어서,
상기 버퍼 레이어는
SUS304, SUS316, 철, 철계 합금, 티타늄, 티타늄계 합금, 구리, 구리계 합금, 니켈 및 니켈계 합금, 몰리브데늄 및 몰리브데늄계 합금, 아연 및 아연계 합금으로 이루어지는 그룹 중에서 선택된 어느 한 가지 또는 이들 중 적어도 두 가지 이상을 조합한 것으로 만들어지는
폴리실리콘 제조용 반사 코팅막이 형성된 CVD 반응기.
According to claim 1,
The buffer layer is
Any one selected from the group consisting of SUS304, SUS316, iron, iron-based alloys, titanium, titanium-based alloys, copper, copper-based alloys, nickel and nickel-based alloys, molybdenum and molybdenum-based alloys, and zinc and zinc-based alloys or a combination of at least two or more of these
A CVD reactor with a reflective coating film for polysilicon production.
제1항에 있어서,
상기 반사 코팅층은
반사도가 우수한 소재와 고온 내부식성 및 내마모성이 우수한 소재로 복합층을 형성해 장기 안정성 확보가 가능한 것을 특징으로 하는
폴리실리콘 제조용 반사 코팅막이 형성된 CVD 반응기.
According to claim 1,
The reflective coating layer is
It is characterized in that it is possible to secure long-term stability by forming a composite layer with a material with excellent reflectivity and high temperature corrosion resistance and abrasion resistance.
A CVD reactor with a reflective coating film for polysilicon production.
제5항에 있어서,
고온 내부식성이 우수한 소재는
티타늄 및 티타늄 계 합금, 티타늄 질화물, 크롬 및 크롬계 합금, 크롬 질화물, 그라파이트, 몰리브데늄 및 몰리브데늄계 합금, 지르코늄 및 지르코늄계 합금 합금으로 이루어지는 그룹 중에서 선택된 어느 한 가지 또는 이들 중 적어도 두 가지 이상을 조합한 것으로 만들어지는
폴리실리콘 제조용 반사 코팅막이 형성된 CVD 반응기.
6. The method of claim 5,
High-temperature corrosion-resistant materials
Any one or at least two selected from the group consisting of titanium and titanium-based alloys, titanium nitride, chromium and chromium-based alloys, chromium nitride, graphite, molybdenum and molybdenum-based alloys, zirconium and zirconium-based alloy alloys made by combining the above
A CVD reactor with a reflective coating film for polysilicon production.
제1항에 있어서,
상기 반사 코팅층은
자외선 가시광(UV-Vis) 및 근적외선(NIR) 영역에서 80% 이상의 열 반사도를 가지는
폴리실리콘 제조용 반사 코팅막이 형성된 CVD 반응기.
According to claim 1,
The reflective coating layer is
It has a heat reflectivity of 80% or more in the ultraviolet visible (UV-Vis) and near infrared (NIR) regions.
A CVD reactor with a reflective coating film for polysilicon production.
CVD(chemical vapor deposition) 반응기의 벨자를 스퍼터링 기기에 설치하는 제1단계;
상기 벨자의 내표면을 향하여 금속 타겟을 설치하는 제2단계; 및
HIMS(고 임펄스 마그네트론 스퍼터링) 방법으로 상기 금속 타겟을 상기 벨자의 내표면에 증착하여 이중 또는 다중 층의 반사 코팅막을 형성하는 제3단계
를 포함하며,
상기 제2단계는
상기 벨자의 벽에는 대형의 제1금속 타겟을 배치하고,
상기 벨자의 헤드에는 구조에 따라 상기 제1금속 타겟보다 작은 한 개 또는 복수의 소형 제2금속 타겟과 제3금속 타겟을 배치하며,
상기 제3금속 타겟은 상기 벨자의 헤드를 향하고, 상기 제2금속 타겟은 상기 제1금속 타겟과 상기 제3금속 타겟 사이에 대응하는 상기 벨자의 헤드를 향하는, 폴리실리콘 제조용 반사 코팅막이 형성된 CVD 반응기 제조 방법.
A first step of installing a bell jar of a CVD (chemical vapor deposition) reactor in a sputtering device;
a second step of installing a metal target toward the inner surface of the bell jar; and
A third step of depositing the metal target on the inner surface of the bell jar by a HIMS (high impulse magnetron sputtering) method to form a double or multi-layered reflective coating film
includes,
The second step is
A large first metal target is placed on the wall of the bell jar,
One or a plurality of smaller second metal targets and third metal targets smaller than the first metal target are disposed on the head of the bell jar according to the structure,
The third metal target faces the head of the bell jar, and the second metal target faces the head of the bell jar corresponding between the first metal target and the third metal target, CVD reactor with a reflective coating film for manufacturing polysilicon formed manufacturing method.
제8항에 있어서,
상기 제3단계는
상기 벽과 상기 헤드의 내표면에 균일한 반사 코팅막을 형성하는
폴리실리콘 제조용 반사 코팅막이 형성된 CVD 반응기 제조 방법.
9. The method of claim 8,
The third step is
forming a uniform reflective coating film on the wall and the inner surface of the head
A method for manufacturing a CVD reactor in which a reflective coating film for polysilicon production is formed.
제8항에 있어서,
상기 제3단계는
상기 벨자를 회전시키며,
상기 반사 코팅막을 형성하는
폴리실리콘 제조용 반사 코팅막이 형성된 CVD 반응기 제조 방법.
9. The method of claim 8,
The third step is
rotating the bell jar,
forming the reflective coating film
A method for manufacturing a CVD reactor in which a reflective coating film for polysilicon production is formed.
제9항에 있어서,
상기 제3단계는
상기 제1금속 타겟과 상기 제2금속 타겟과 상기 제3금속 타겟 및 이들을 각각 지지하는 제1금속 이온화기와 제2금속 이온화기와 제3금속 이온화기를 회전시키며,
상기 반사 코팅막을 형성하는
폴리실리콘 제조용 반사 코팅막이 형성된 CVD 반응기 제조 방법.
10. The method of claim 9,
The third step is
rotating the first metal target, the second metal target, the third metal target, and a first metal ionizer, a second metal ionizer, and a third metal ionizer supporting them, respectively;
forming the reflective coating film
A method for manufacturing a CVD reactor in which a reflective coating film for polysilicon production is formed.
제9항에 있어서,
상기 제3단계는
상기 헤드의 코팅을 위하여,
상기 제3금속 타겟 한 개를 상하 방향으로 이동하는
폴리실리콘 제조용 반사 코팅막이 형성된 CVD 반응기 제조 방법.
10. The method of claim 9,
The third step is
For coating the head,
moving one of the third metal targets in the vertical direction
A method for manufacturing a CVD reactor in which a reflective coating film for polysilicon production is formed.
제9항에 있어서,
상기 제3단계는
상기 CVD 반응기 가동 중, 상기 벨자의 쿨링 워터 재킷에 쿨링 워터를 흘려 섭씨 300 도씨 이하에서,
상기 제1금속 타겟과 상기 제2금속 타겟 및 상기 제3금속 타겟을 상기 벨자의 내표면에 스퍼터링 증착시켜
상기 반사 코팅막을 형성하는
폴리실리콘 제조용 반사 코팅막이 형성된 CVD 반응기 제조 방법.
10. The method of claim 9,
The third step is
During the operation of the CVD reactor, cooling water is flowed into the cooling water jacket of the bell jar at 300 degrees Celsius or less,
By sputtering deposition of the first metal target, the second metal target, and the third metal target on the inner surface of the bell jar
forming the reflective coating film
A method for manufacturing a CVD reactor in which a reflective coating film for polysilicon production is formed.
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