KR102490986B1 - Ingot growth control device and control method of it - Google Patents

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KR102490986B1
KR102490986B1 KR1020160135729A KR20160135729A KR102490986B1 KR 102490986 B1 KR102490986 B1 KR 102490986B1 KR 1020160135729 A KR1020160135729 A KR 1020160135729A KR 20160135729 A KR20160135729 A KR 20160135729A KR 102490986 B1 KR102490986 B1 KR 102490986B1
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이현용
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Abstract

본 발명은 이전의 잉곳 성장 공정에서 누적 저장된 실적데이터들을 반영하여 현재의 잉곳 성장 공정에서 산소농도 제어변수와 결정결함 제어변수를 서로 연동시켜 보정할 수 있는 잉곳 성장 제어장치 및 그 제어방법에 관한 것이다.
본 발명에 따른 잉곳 성장 제어장치 및 그 제어방법은 이전 공정에서 누적된 산소농도 실적데이터를 고려하여 현재 공정에서 산소농도 제어변수를 보정하고, 현재 공정에서 산소농도 제어변수의 보정량 또는 핫 존 변경에 따른 핫 존의 보정계수를 반영하여 이전 공정에서 누적된 결정결함 실적데이터를 수정한 다음, 수정된 결정결함 실적데이터를 고려하여 현재 공정에서 결정결함 제어변수를 보정할 수 있다.The present invention relates to an ingot growth control device capable of correcting oxygen concentration control variables and crystal defect control variables in conjunction with each other in the current ingot growth process by reflecting accumulated and stored performance data in previous ingot growth processes and a control method thereof .
Ingot growth control device and control method thereof according to the present invention corrects the oxygen concentration control variable in the current process in consideration of the oxygen concentration performance data accumulated in the previous process, and corrects the oxygen concentration control variable in the current process or changes the hot zone The decision defect performance data accumulated in the previous process may be corrected by reflecting the correction coefficient of the hot zone according to the process, and then the decision defect control variable may be corrected in the current process in consideration of the corrected decision defect performance data.

Description

잉곳 성장 제어장치 및 그 제어방법 {Ingot growth control device and control method of it}Ingot growth control device and control method of it {Ingot growth control device and control method of it}

본 발명은 이전의 잉곳 성장 공정에서 누적 저장된 실적데이터들을 반영하여 현재의 잉곳 성장 공정에서 산소농도 제어변수와 결정결함 제어변수를 서로 연동시켜 보정할 수 있는 잉곳 성장 제어장치 및 그 제어방법에 관한 것이다.The present invention relates to an ingot growth control device capable of correcting an oxygen concentration control variable and a crystal defect control variable in conjunction with each other in a current ingot growth process by reflecting accumulated and stored performance data in a previous ingot growth process and a control method thereof .

일반적으로 쵸크랄스키법(Czochralski)에 따른 실리콘 단결정을 성장시키는 단결정 잉곳 성장장치는, 도가니의 내부에 다결정 실리콘을 적재하고, 히터로부터 복사되는 열로 도가니에 담긴 다결정 실리콘을 용융시켜 실리콘 융액으로 만든 다음, 시드(seed)를 실리콘 융액에 담근 상태에서 서서히 회전시키는 동시에 상승시킨다.In general, a single crystal ingot growing device for growing a silicon single crystal according to the Czochralski method loads polycrystalline silicon inside a crucible, melts the polycrystalline silicon contained in the crucible with heat radiated from a heater, and then makes a silicon melt. , while the seed is immersed in the silicon melt, it is slowly rotated and raised at the same time.

보통, 쵸크랄스키법을 이용한 단결정 잉곳의 제조 시에는 히터에 의해 용융된 실리콘 융액을 담기 위해 석영 도가니가 필수적으로 사용된다.Usually, when manufacturing a single crystal ingot using the Czochralski method, a quartz crucible is essentially used to contain a silicon melt melted by a heater.

그런데, 석영 도가니는 고온의 실리콘 융액과 반영하여 융액 내에 용해됨에 따라 SiOx 형태로 전이되고, 결국에는 고액 계면을 통해 단결정 내로 혼입된다.However, as the quartz crucible is reflected with the high-temperature silicon melt and dissolved in the melt, it is converted into SiOx form and eventually incorporated into a single crystal through the solid-liquid interface.

이때, 단결정 내로 혼입된 SiOx는 웨이퍼의 강도 증진, 미소 내부 결함(BMD)을 형성하여 반도체 공정 중에 금속 불순물에 대한 게터링(gettering) 사이트로 작용하거나, 웨이퍼 내부에 각종 결정 결함 및 편석을 유발하여 반도체 소자의 수율에 악 영향을 미치는 요인이 된다. At this time, SiOx incorporated into the single crystal increases the strength of the wafer, forms minute internal defects (BMD), acts as a gettering site for metal impurities during semiconductor processing, or causes various crystal defects and segregation inside the wafer. It becomes a factor that adversely affects the yield of semiconductor devices.

따라서, 쵸크랄스키법을 이용한 실리콘 단결정의 성장 시에는 고액 계면을 통해 결정 내로 유입되는 산소 농도를 적절하게 제어할 필요가 있다.Therefore, when growing a silicon single crystal using the Czochralski method, it is necessary to appropriately control the oxygen concentration introduced into the crystal through the solid-liquid interface.

종래 기술에 따르면, 석영 도가니의 용해 속도와, 실리콘 융액의 플로우 패턴과, 융액 면으로부터 Ox 휘발 제어를 통하여 단결정 잉곳의 산소 농도를 제어하지만, 상기와 같은 요소를 제어하기 위하여 결정 성장 조건을 변경시키는 것이 불가능하며, 주로 단결정 잉곳의 축 방향 산소 농도를 제어하는데 한정되고 있다.According to the prior art, the oxygen concentration of the single crystal ingot is controlled through the melting rate of the quartz crucible, the flow pattern of the silicon melt, and the control of Ox volatilization from the melt surface, but to control the above factors, changing the crystal growth conditions This is impossible, and is mainly limited to controlling the axial oxygen concentration of a single crystal ingot.

일본공개특허 제2015-089854호에는 단결정 잉곳의 외주면과 열차폐체의 하단 개구부 사이로 도입되는 불활성 가스 유속을 제어함으로써, 융액 면으로부터 Ox 휘발을 제어하여 결정의 산소 농도를 제어하는 실리콘 단결정 제조방법이 개시되어 있다.Japanese Patent Publication No. 2015-089854 discloses a silicon single crystal manufacturing method for controlling the oxygen concentration of the crystal by controlling Ox volatilization from the melt surface by controlling the inert gas flow rate introduced between the outer circumferential surface of the single crystal ingot and the lower opening of the heat shield. has been

그러나, 종래 기술에 따르면, 불활성 가스의 유속을 제어하여 잉곳의 축방향 산소 농도를 제어할 수 있지만, 불활성 가스의 유속이 융액 면 특히, 결정의 외주부에서 산소 농도에 영향을 미치기 때문에 오히려 잉곳의 반경 방향 산소 농도 균일도를 악화시키는 문제점이 있다.However, according to the prior art, although the flow rate of the inert gas can be controlled to control the axial oxygen concentration of the ingot, the flow rate of the inert gas affects the oxygen concentration at the melt surface, especially at the outer periphery of the crystal, rather than the radius of the ingot. There is a problem of deteriorating the uniformity of the directional oxygen concentration.

따라서, 주요 변수에 따라 잉곳의 축 방향 산소 농도 균일도와, 잉곳의 산소 농도 레벨과, 잉곳의 반경 방향 산소 농도 균일도로 구분하여 제어하는 것이 요구되고 있다.Therefore, it is required to separately control the oxygen concentration uniformity in the axial direction of the ingot, the oxygen concentration level in the ingot, and the oxygen concentration uniformity in the radial direction of the ingot according to the main variables.

한편, 단결정 내부에 결정 결함이 존재하고 있으며, 결정 결함은 결정의 성장 및 냉각 조건에 따라 민감하게 의존하기 때문에 성장 계면 근처의 열적 환경을 조절하여 성장 결함의 종류 및 분포를 제어하고 있다.On the other hand, crystal defects exist inside the single crystal, and since the crystal defects are sensitively dependent on the growth and cooling conditions of the crystal, the type and distribution of the growth defects are controlled by adjusting the thermal environment near the growth interface.

보통, 결정 결함은 크게 베이컨시-타입(vacancy-type)과 인터스티셜-타입 (interstitial-type)으로 나누어지며, 이러한 결함들의 형성은 성장속도 V와 성장계면 근처의 결정 내 반경방향온도구배 G의 비와 밀접한 관계를 갖는다고 알려져 있다.In general, crystal defects are largely divided into vacancy-type and interstitial-type, and the formation of these defects depends on the growth rate V and the radial temperature gradient in the crystal near the growth interface G It is known to have a close relationship with the rain of

상세하게, V/G의 값이 어떤 임계치를 초과하면 베이컨시-타입(vacancy type)이 형성되는 반면, 그 이하의 조건에서는 인터스티셜-타입(interstitial type)의 결함이 형성된다.In detail, a vacancy-type defect is formed when the value of V/G exceeds a certain threshold value, whereas an interstitial-type defect is formed under a condition below that value.

따라서, 핫 존에서 결정을 성장시킬 때 인상속도(Pulling Speed : P/S)에 의하여 결정 내에 존재하는 결함의 종류, 크기, 밀도 등이 영향을 받게 된다.Therefore, when a crystal is grown in a hot zone, the type, size, density, and the like of defects existing in the crystal are affected by the pulling speed (P/S).

일본등록특허 제4428038호에는 현재 진행되는 공정의 인상속도와, 온도 패턴, 히터 온도, 잉곳의 직경, 도가니 회전수, 종결정 회전수, 노내 압력 중 하나 이상을 제조 조건의 설정과 실적 데이터로 반영하여 제조 조건을 실시간으로 자동 보정함으로써, 잉곳의 길이별 균일한 품질을 구현할 수 있는 실리콘 단결정의 제조 시스템이 개시되고 있다.In Japanese Patent Registration No. 4428038, at least one of the pulling speed of the current process, temperature pattern, heater temperature, ingot diameter, crucible rotation speed, seed crystal rotation speed, and pressure in the furnace is reflected as setting of manufacturing conditions and performance data A silicon single crystal manufacturing system capable of realizing uniform quality for each length of an ingot by automatically correcting manufacturing conditions in real time is disclosed.

그러나, 종래 기술에 따르면, 현재의 공정 중에 실적 데이터를 반영하기 때문에 공정 중 일어날 수 있는 노이즈의 영향을 배제하기 어렵고, 인상속도와 잉곳의 직경 등과 같이 상호 연동되는 실적 데이터를 개별적으로 반영하기 때문에 상호 연동되는 변화를 정확하게 반영할 수 없으며, 그에 따라 산소농도와 결정결함에 모두 영향을 미치게 되어 잉곳의 품질을 정밀하게 제어하기 어려운 문제점이 있다.However, according to the prior art, since performance data is reflected during the current process, it is difficult to exclude the influence of noise that may occur during the process, and performance data that interlocks with each other, such as pulling speed and ingot diameter, are individually reflected. It is not possible to accurately reflect the interlocking change, and accordingly, it affects both the oxygen concentration and the crystal defect, so it is difficult to precisely control the quality of the ingot.

본 발명은 상기한 종래 기술의 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 이전의 잉곳 성장 공정에서 누적 저장된 실적데이터들을 반영하여 현재의 잉곳 성장 공정에서 산소농도 제어변수와 결정결함 제어변수를 서로 연동시켜 보정할 수 있는 잉곳 성장 제어장치 및 그 제어방법을 제공하는데 그 목적이 있다.The present invention has been made to solve the above problems of the prior art, and corrects by interlocking the oxygen concentration control variable and the crystal defect control variable in the current ingot growth process by reflecting the accumulated and stored performance data in the previous ingot growth process The purpose is to provide an ingot growth control device and a control method capable of doing so.

본 발명은 종자결정을 도가니에 담긴 실리콘 융액에 담그고, 상기 종자결정을 서서히 회전 및 인상함에 따라 단결정 잉곳을 성장시키는 잉곳 성장 제어장치에 있어서, 현재 공정에서 상기 잉곳의 반경 방향과 축 방향으로 산소 농도를 좌우하는 산소농도 제어변수를 제어하는 산소농도 제어부; 이전 공정에서 누적 저장된 산소농도 실적데이터에 따라 현재 공정에서 상기 산소농도 제어변수를 보정하는 산소농도 연산부; 현재 공정에서 상기 잉곳의 반경 방향과 축 방향으로 결정 결함을 좌우하는 결정결함 제어변수를 제어하는 결정결함 제어부; 및 이전 공정에서 누적 저장된 결정결함 실적데이터와 현재 공정에서 상기 산소농도 제어변수의 보정량에 따라 현재 공정에서 상기 결정결함 제어변수를 보정하는 결정결함 연산부;를 포함하는 잉곳 성장 제어장치를 제공한다.In the present invention, in the ingot growth control device for growing a single crystal ingot by immersing a seed crystal in a silicon melt contained in a crucible and slowly rotating and pulling the seed crystal, the oxygen concentration in the radial and axial directions of the ingot in the current process an oxygen concentration controller for controlling an oxygen concentration control variable that influences; an oxygen concentration calculation unit correcting the oxygen concentration control variable in the current process according to the oxygen concentration performance data accumulated and stored in the previous process; a crystal defect control unit controlling a crystal defect control variable that influences crystal defects in radial and axial directions of the ingot in a current process; and a crystal defect calculation unit correcting the crystal defect control variable in the current process according to the crystal defect performance data accumulated in the previous process and the correction amount of the oxygen concentration control variable in the current process.

또한, 본 발명은 종자결정을 도가니에 담긴 실리콘 융액에 담그고, 상기 종자결정을 서서히 회전 및 인상함에 따라 단결정 잉곳을 성장시키는 잉곳 성장 제어방법에 있어서, 이전 공정에서 잉곳 성장 공정 중 산소농도 실적데이터를 저장하고, 현재 공정에서 잉곳 성장 공정 중 산소 농도를 좌우하는 산소농도 제어변수를 제어하는 제1단계; 이전 공정에서 잉곳 성장 공정 중 결정결함 실적데이터를 저장하고, 현재 공정에서 잉곳 성장 공정 중 결정 결함을 좌우하는 결정결함 제어변수를 제어하는 제2단계; 이전 공정에서 상기 산소농도 실적데이터에 따라 현재 공정에서 상기 산소농도 제어변수를 보정하는 제3단계; 및 이전 공정에서 상기 결정결함 실적데이터와 현재 공정에서 상기 산소농도 제어변수의 보정량에 따라 현재 공정에서 상기 결정결함 제어변수를 보정하는 제4단계;를 포함하는 잉곳 성장 제어방법을 제공한다.In addition, in the present invention, in the ingot growth control method of growing a single crystal ingot by immersing a seed crystal in a silicon melt contained in a crucible and slowly rotating and lifting the seed crystal, the oxygen concentration performance data during the ingot growth process in the previous process A first step of storing and controlling the oxygen concentration control variable that influences the oxygen concentration during the ingot growth process in the current process; A second step of storing crystal defect performance data during the ingot growth process in the previous process and controlling crystal defect control variables that influence crystal defects during the ingot growth process in the current process; A third step of correcting the oxygen concentration control variable in the current process according to the oxygen concentration performance data in the previous process; and a fourth step of correcting the crystal defect control variable in the current process according to the crystal defect performance data in the previous process and the correction amount of the oxygen concentration control variable in the current process.

본 발명에 따른 잉곳 성장 제어장치 및 그 제어방법은 이전 공정에서 누적된 산소농도 실적데이터를 고려하여 현재 공정에서 산소농도 제어변수를 보정하고, 현재 공정에서 산소농도 제어변수의 보정량 또는 핫 존 변경에 따른 핫 존의 보정계수를 반영하여 이전 공정에서 누적된 결정결함 실적데이터를 수정한 다음, 수정된 결정결함 실적데이터를 고려하여 현재 공정에서 결정결함 제어변수를 보정할 수 있다.Ingot growth control device and control method thereof according to the present invention corrects the oxygen concentration control variable in the current process in consideration of the oxygen concentration performance data accumulated in the previous process, and adjusts the correction amount of the oxygen concentration control variable in the current process or the hot zone change The decision defect performance data accumulated in the previous process is corrected by reflecting the correction coefficient of the hot zone according to the current process, and then the decision defect control variable in the current process can be corrected in consideration of the corrected decision defect performance data.

따라서, 이전 공정의 누적 저장된 품질 결과를 반영하여 현재 공정의 성장 조건을 설정함으로써, 현재 공정 중에 일어나는 노이즈의 영향을 최소화할 수 있고, 서로 연동되는 제어변수 변화를 정확하게 반영하여 산소농도와 결정결함을 포함하는 잉곳의 품질을 정밀하게 제어할 수 있는 이점이 있다.Therefore, by setting the growth conditions of the current process by reflecting the cumulative and stored quality results of the previous process, it is possible to minimize the influence of noise occurring during the current process, and to accurately reflect the changes in control variables that are interlocked with each other to accurately reflect the oxygen concentration and crystal defects. There is an advantage that can precisely control the quality of the ingot containing.

도 1은 본 발명의 잉곳 성장장치 일예가 도시된 도면.
도 2는 도 1에 적용된 제어장치가 도시된 블럭도.
도 3은 도 2에 적용된 산소농도 연산부가 도시된 블럭도.
도 4는 도 2에 적용된 결정결함 연산부가 도시된 블럭도.
도 5는 본 발명의 잉곳 성장 제어방법 일예가 도시된 순서도.
도 6은 도 4에 적용된 S1 단계가 상세히 도시된 순서도.
도 7은 도 4에 적용된 S5 단계가 상세히 도시된 순서도.1 is a view showing an example of an ingot growing apparatus of the present invention.
Figure 2 is a block diagram showing a control device applied to Figure 1;
3 is a block diagram showing an oxygen concentration calculation unit applied to FIG. 2;
FIG. 4 is a block diagram illustrating a crystal fault calculation unit applied to FIG. 2;
Figure 5 is a flow chart showing an example of the ingot growth control method of the present invention.
6 is a flow chart showing in detail the step S1 applied to FIG. 4;
FIG. 7 is a flowchart illustrating step S5 applied in FIG. 4 in detail.

이하에서는, 본 실시예에 대하여 첨부되는 도면을 참조하여 상세하게 살펴보도록 한다. 다만, 본 실시예가 개시하는 사항으로부터 본 실시예가 갖는 발명의 사상의 범위가 정해질 수 있을 것이며, 본 실시예가 갖는 발명의 사상은 제안되는 실시예에 대하여 구성요소의 추가, 삭제, 변경 등의 실시변형을 포함한다고 할 것이다. Hereinafter, this embodiment will be described in detail with reference to the accompanying drawings. However, the scope of the inventive idea of this embodiment can be determined from the matters disclosed in this embodiment, and the inventive idea of this embodiment is the implementation of addition, deletion, change, etc. of components with respect to the proposed embodiment. will include transformation.

도 1은 본 발명의 잉곳 성장장치 일예가 도시된 도면이다.1 is a view showing an example of an ingot growing apparatus of the present invention.

본 발명의 단결정 잉곳 성장장치는 도 1에 도시된 바와 같이 챔버(110)와, 도가니(120)와, 히터(130)와, 단열재(140)와, 열차폐 부재(150)와, 냉각관(160)과, 직경 측정센서(170)와, 제어장치(200)를 포함하도록 구성된다.As shown in FIG. 1, the single crystal ingot growing apparatus of the present invention includes a chamber 110, a crucible 120, a heater 130, an insulator 140, a heat shield member 150, and a cooling pipe ( 160), a diameter measuring sensor 170, and a control device 200.

상기 챔버(110)는 실리콘 융액으로부터 잉곳을 성장시키기 위한 핫 존(Hot zone)을 형성하는 밀폐 공간으로써, 상기 도가니(120)와 히터(130) 및 단열재(140)가 내장된다.The chamber 110 is an airtight space forming a hot zone for growing an ingot from a silicon melt, and the crucible 120, the heater 130, and the insulator 140 are embedded therein.

또한, 상기 챔버(110)의 상측에 시드 결정이 매달리는 와이어(W)가 승강 가능하게 설치될 수 있으며, 하기에서 설명될 종자결정 구동부(213 : 도 2에 도시) 및 인상속도 제어부(231 : 도 2에 도시)에 의해 종자결정의 회전수(S/R) 및 인상속도(P/S)를 제어할 수 있다. In addition, a wire (W) on which seed crystals are suspended may be installed on the upper side of the chamber 110 so as to be able to move up and down, and a seed crystal driving unit 213 (shown in FIG. 2) and a pulling speed controller 231 (shown in FIG. 2) to be described below 2), the number of revolutions (S/R) and pulling speed (P/S) of the seed crystal can be controlled.

상기 도가니(120)는 실리콘 융액이 담기는 용기로써, 다결정 실리콘을 용융시켜 실리콘 융액을 만들게 된다. 실시예에서, 상기 도가니(120)는 석영 재질의 내주부(121)와, 흑연 재질의 외주부(122)로 구성된다.The crucible 120 is a container in which a silicon melt is contained, and a silicon melt is made by melting polycrystalline silicon. In the embodiment, the crucible 120 includes an inner circumferential portion 121 made of quartz and an outer circumferential portion 122 made of graphite.

또한, 상기 도가니(120)의 하측에 구동축과 페데스탈(pedestal)이 연결됨으로써, 단결정 잉곳 성장 공정이 진행되는 중 상기 도가니(120)를 회전 및 승강시킬 수 있으며, 하기에서 설명될 도가니 구동부(211 : 도 2에 도시) 및 도가니 승강부(232 : 도 2에 도시)에 의해 상기 도가니(120)의 회전 속도 및 승강 속도를 제어할 수 있다.In addition, by connecting a drive shaft and a pedestal to the lower side of the crucible 120, the crucible 120 can be rotated and raised while the single crystal ingot growth process is in progress, and the crucible driving unit 211 to be described below: 2) and the crucible elevation unit 232 (shown in FIG. 2), the rotational speed and elevation speed of the crucible 120 may be controlled.

실시예에서, 상기 도가니 승강부(232 : 도 2에 도시)는 단결정 잉곳 성장 공정이 진행될수록 실리콘 융액이 줄어듦에 따라 멜트 갭(M/G)을 일정하게 유지하기 위하여 상기 도가니(120)를 10분 간격으로 1mm 상승시키도록 구성될 수 있으나, 한정되지 아니한다.In the embodiment, the crucible elevating unit 232 (shown in FIG. 2) moves the crucible 120 to 10 in order to keep the melt gap (M/G) constant as the silicon melt decreases as the single crystal ingot growth process progresses. It may be configured to rise 1 mm at intervals of minutes, but is not limited thereto.

상기 히터(130)는 상기 도가니(120)를 가열하는 열원으로써, 상기 도가니(120) 둘레에 구비된다.The heater 130 is a heat source for heating the crucible 120 and is provided around the crucible 120 .

상기 단열재(140)는 상기 히터(130)의 열이 상기 챔버(110)의 측면을 통하여 빠져나가는 것을 방지하기 위하여 상기 히터(130)를 에워 싸도록 상기 챔버(110) 내주면에 구비된다.The heat insulator 140 is provided on an inner circumferential surface of the chamber 110 to surround the heater 130 to prevent heat from the heater 130 from escaping through the side of the chamber 110.

상기 열차단부재(150)는 실리콘 융액으로부터 성장되는 단결정 잉곳이 통과할 수 있는 형태로 구성되는데, 그 상단이 상기 단열재(140)의 상측에 고정되고, 그 하단이 상기 도가니(120)에 담긴 실리콘 융액 계면과 멜트 갭(M/G)을 유지하도록 설치된다. The thermal insulation member 150 is configured in a shape through which a single crystal ingot grown from a silicon melt can pass, and its upper end is fixed to the upper side of the insulator 140, and its lower end is silicon contained in the crucible 120 It is installed to maintain the melt interface and the melt gap (M/G).

상기 냉각관(160)은 냉각수가 유동되는 관이 원통 형상의 케이스에 내장된 형태로 구성되는데, 상기 열차단부재(150)를 통과한 단결정 잉곳이 통과할 수 있도록 상기 챔버(110)의 내측 상단에 고정된다. The cooling pipe 160 is configured in a form in which a pipe through which the cooling water flows is built into a cylindrical case, and the inner upper end of the chamber 110 so that the single crystal ingot passing through the thermal barrier member 150 can pass. fixed on

따라서, 실리콘 융액으로부터 성장되는 단결정 잉곳은 상기 열차단부재(150)와 냉각관(160)을 순차적으로 통과하면서 냉각된다.Therefore, the single crystal ingot grown from the silicon melt is cooled while passing through the thermal insulation member 150 and the cooling pipe 160 in sequence.

상기 직경 측정센서(170)는 상기 챔버(110)의 상부 일측에 구비된 투명창을 통하여 실리콘 융액 계면과 잉곳 사이에 형성되는 메니스커스(meniscus)를 향하도록 설치되며, 메니스커스의 빛의 밝기를 측정할 수 있도록 구성된다.The diameter measurement sensor 170 is installed to face a meniscus formed between the silicon melt interface and the ingot through a transparent window provided on one side of the upper portion of the chamber 110, and the light of the meniscus It is configured to measure brightness.

또한, 상기 직경 측정센서(170)에서 측정된 값을 고려하여 하기에서 설명될 자동 직경 제어부(233 : 도 2에 도시)에 의해 잉곳의 직경을 제어할 수 있다.In addition, the diameter of the ingot may be controlled by an automatic diameter control unit 233 (shown in FIG. 2 ), which will be described below, in consideration of the value measured by the diameter measuring sensor 170 .

그 외에도, 자기장을 형성할 수 있는 복수개의 마그넷(미도시)이 상기 챔버(110) 외측에 장착되는데, 상기 마그넷에 의해 형성된 자기장에 의해 상기 도가니(120)에 담긴 실리콘 융액의 대류 현상을 제어할 수 있으며, 하기에서 설명된 자기장 제어부(212 : 도 3에 도시)에 의해 상기 도가니(120)에 담긴 실리콘 융액에 작용하는 자기장 세기를 제어할 수 있다.In addition, a plurality of magnets (not shown) capable of forming a magnetic field are mounted outside the chamber 110, and the convection phenomenon of the silicon melt contained in the crucible 120 can be controlled by the magnetic field formed by the magnets. And, it is possible to control the strength of the magnetic field acting on the silicon melt contained in the crucible 120 by the magnetic field controller 212 (shown in FIG. 3) described below.

상기 제어장치(200)는 이전 공정에서 누적 저장된 산소농도 데이터와 결정결함 데이터 및 핫 존 변경을 반영하여 현재 공정에서 산소농도 제어변수와 결정결함 제어변수를 연동하도록 제어한다.The control device 200 controls the oxygen concentration control variable and the crystal defect control variable to interlock in the current process by reflecting the accumulated and stored oxygen concentration data and crystal defect data and the hot zone change in the previous process.

상세하게, 상기 제어장치(200)는 이전 공정에서 누적 저장된 산소농도 데이터에 따라 산소농도 제어변수를 보정하고, 산소농도 제어변수의 보정량 및 핫 존 변경에 따른 핫 존 보정계수를 반영하여 이전 공정에서 누적 저장된 결정결함 데이터를 수정한 다음, 수정된 결정결함 데이터에 따라 결정결함 제어변수를 보정하는데, 하기에서 자세한 구성을 설명하기로 한다.In detail, the control device 200 corrects the oxygen concentration control variable according to the oxygen concentration data accumulated and stored in the previous process, and reflects the correction amount of the oxygen concentration control variable and the hot zone correction coefficient according to the hot zone change in the previous process. After correcting the accumulated crystal defect data, the crystal defect control variable is corrected according to the corrected crystal defect data. A detailed configuration will be described below.

도 2는 도 1에 적용된 제어장치가 도시된 블럭도이다.FIG. 2 is a block diagram showing a control device applied to FIG. 1 .

본 발명의 제어장치는 도 2에 도시된 바와 같이 잉곳의 반경 방향과 축 방향으로 산소 농도를 좌우하는 산소농도 제어변수를 제어하는 산소농도 제어부(210)와, 이전의 누적 저장된 산소농도 실적데이터에 따라 상기 산소농도 제어변수를 보정하는 산소농도 연산부(220)와, 잉곳의 반경 방향과 축 방향으로 결정 결함을 좌우하는 결정결함 제어변수를 제어하는 결정결함 제어부(230)와, 이전의 누적 저장된 결정결함 실적데이터와 상기 산소농도 제어변수의 보정량에 따라 상기 결정결함 제어변수를 보정하는 결정결함 연산부(240)를 포함하도록 구성된다.As shown in FIG. 2, the control device of the present invention includes an oxygen concentration control unit 210 that controls an oxygen concentration control variable that influences the oxygen concentration in the radial and axial directions of the ingot, and the previously accumulated and stored oxygen concentration performance data An oxygen concentration calculation unit 220 correcting the oxygen concentration control variable according to the oxygen concentration calculation unit 220, a crystal defect control unit 230 controlling the crystal defect control variable influencing crystal defects in the radial and axial directions of the ingot, and previously accumulated and stored crystals It is configured to include a crystal defect calculation unit 240 that corrects the crystal defect control variable according to defect performance data and the correction amount of the oxygen concentration control variable.

상기 산소농도 제어부(210)는 도가니 회전부(211)와, 자기장 제어부(212)와, 종자결정 구동부(213)를 포함하며, 도가니 회전수(C/R)와 자기장 세기(MI) 및 종자결정 회전수(S/R)를 포함하는 산소농도 제어변수를 목표 값들에 따라 가변시킬 수 있다.The oxygen concentration controller 210 includes a crucible rotation unit 211, a magnetic field controller 212, and a seed crystal drive unit 213, and includes the crucible rotation number (C/R), magnetic field intensity (MI), and seed crystal rotation. The oxygen concentration control variable including the number (S/R) may be varied according to target values.

상세하게, 상기 도가니 회전부(211)는 상기 도가니(120 : 도 1에 도시)의 회전 속도를 제어하는데, 잉곳의 축 방향 산소 농도 균일도를 좌우하는 도가니 회전수(C/R)를 목표 도가니 회전수(Target crucible rotation : T_C/R)로 제어한다.In detail, the crucible rotating unit 211 controls the rotational speed of the crucible (120: shown in FIG. 1), and sets the crucible rotational speed (C/R), which influences the uniformity of the oxygen concentration in the axial direction of the ingot, to the target crucible rotational speed. Control with (Target crucible rotation: T_C/R).

실시예에서, 상기 산소농도 연산부(220)는 잉곳 성장 공정이 진행될수록 사전에 잉곳의 축 방향 길이별로 설계된 산소 농도를 맞추기 위하여 목표 도가니 회전수(T_C/R)를 가변시키고, 이전 공정의 도가니 회전수(C/R)를 고려하여 목표 도가니 회전수(T_C/R)를 보정한다.In an embodiment, the oxygen concentration calculator 220 changes the target crucible rotation number (T_C / R) to match the oxygen concentration designed for each axial length of the ingot in advance as the ingot growth process progresses, and the crucible rotation of the previous process Correct the target number of crucible revolutions (T_C/R) in consideration of the number (C/R).

또한, 상기 자기장 제어부(212)는 상기 마그넷의 최대자기장위치(Maximum magnet field position)를 상기 도가니(120 : 도 1에 도시)에 담긴 실리콘 융액 계면을 기준으로 조절하거나, 상기 마그넷에 인가되는 전류의 크기를 제어하는데, 잉곳의 산소 농도 레벨을 좌우하는 자기장 세기(MI)를 목표 자기장 세기(Target magnetic induction : T_MI)로 제어한다.In addition, the magnetic field control unit 212 adjusts the maximum magnetic field position of the magnet based on the silicon melt interface contained in the crucible (120: shown in FIG. 1), or the current applied to the magnet In order to control the size, the magnetic field intensity (MI), which influences the oxygen concentration level of the ingot, is controlled to a target magnetic induction (T_MI).

실시예에서, 상기 산소농도 연산부(220)는 잉곳 성장 공정이 진행되더라도 목표 자기장 세기(T_MI)를 일정하게 유지하고, 이전 공정의 자기장 세기(MI)를 고려하여 목표 자기장 세기(T_MI)를 보정한다.In an embodiment, the oxygen concentration calculating unit 220 maintains the target magnetic field intensity (T_MI) constant even when the ingot growth process proceeds, and corrects the target magnetic field intensity (T_MI) in consideration of the magnetic field intensity (MI) of the previous process. .

또한, 상기 종자결정 구동부(213)는 상기 종자결정과 연결된 와이어를 회전시키는데, 잉곳의 반경 방향 산소 농도 균일도를 좌우하는 종자결정 회전수(S/R)를 목표 종자결정 회전수(Target seed rotation : T_S/R)로 제어한다.In addition, the seed crystal drive unit 213 rotates the wire connected to the seed crystal, and the seed crystal rotation speed (S / R), which influences the uniformity of the oxygen concentration in the radial direction of the ingot, is set to a target seed crystal rotation number (Target seed rotation: T_S/R) to control.

실시예에서, 상기 산소농도 연산부(220)는 종자결정으로부터 잉곳의 직경까지 성장시키는 숄더링 공정은 비교적 목표 종자결정 회전수(T_S/R)를 크게 설정하는 반면, 잉곳의 바디 성장이 완료된 이후에 잉곳의 직경이 줄어드는 테일링 공정은 비교적 목표 종자결정 회전수(T_S/R)를 작게 설정하며, 이전 공정의 종자결정 회전수(S/R)를 고려하여 목표 종자결정 회전수(T_S/R)를 보정한다.In the embodiment, the oxygen concentration calculation unit 220 sets a relatively large target seed crystal rotation number (T_S / R) in the shouldering process of growing the seed crystal to the diameter of the ingot, while after the body growth of the ingot is completed In the tailing process in which the diameter of the ingot is reduced, the target seed crystal rotation number (T_S/R) is set relatively small, and the target seed crystal rotation number (T_S/R) is set in consideration of the seed crystal rotation number (S/R) of the previous process. correct

상기 산소농도 연산부(220)는 이전 공정에서 잉곳의 축 방향 길이에 따른 도가니 회전수(C/R)와 자기장 세기(MI) 및 종자결정 회전수(S/R)를 산소농도 실적데이터로 저장하고, 이전 공정의 산소농도 실적데이터를 반영하여 현재 공정에서 잉곳의 축 방향 산소농도 균일도와 산소농도 레벨 및 반경 방향 산소농도 균일도를 만족시키기 위하여 목표 도가니 회전수(T_C/R)와 목표 자기장 세기(T_MI) 및 목표 종자결정 회전수(T_S/R)를 보정하는데, 하기에서 자세한 구성을 설명하기로 한다.The oxygen concentration calculation unit 220 stores the crucible rotation number (C / R), magnetic field strength (MI), and seed crystal rotation number (S / R) according to the axial length of the ingot in the previous process as oxygen concentration performance data, , Target crucible revolutions (T_C/R) and target magnetic field strength (T_MI) to satisfy the axial oxygen concentration uniformity, oxygen concentration level, and radial oxygen concentration uniformity of the ingot in the current process by reflecting the oxygen concentration performance data of the previous process ) and the target seed crystal rotation number (T_S / R), which will be described in detail below.

물론, 상기 산소농도 연산부(220)는 산소농도 실적데이터의 신뢰성을 확보하기 위하여 적어도 5회 이상 이전 공정에서 실적데이터를 누적하여 활용하게 된다.Of course, the oxygen concentration calculation unit 220 accumulates and utilizes performance data in the previous process at least five times in order to secure reliability of the oxygen concentration performance data.

상기 결정결함 제어부(230)는 인상속도 제어부(231)와, 도가니 승강부(232)와, 자동 직경 제어부(233)를 포함하며, 인상속도(P/S)와 멜트 갭(M/G) 및 설정값(S.P)을 포함하는 결정결함 제어변수를 목표 값들에 따라 가변시킬 수 있다.The crystal defect control unit 230 includes a pulling speed control unit 231, a crucible elevation unit 232, and an automatic diameter control unit 233, and includes a pulling speed (P/S), a melt gap (M/G), and The decision fault control variable including the set value (S.P) may be varied according to target values.

상세하게, 상기 인상속도 제어부(231)는 잉곳이 매달리는 와이어(W : 도 1에 도시)를 인상시키는 와이어 구동부의 작동을 제어하는데, O-band free 영역 타겟을 좌우하는 잉곳의 인상속도(P/S)를 목표 인상속도(T_P/S)로 제어한다.In detail, the pulling speed control unit 231 controls the operation of the wire driver for pulling up the wire (W: shown in FIG. 1) on which the ingot is suspended, and the ingot pulling speed (P/ S) is controlled at the target lifting speed (T_P/S).

실시예에서, 상기 결정결함 연산부(240)는 이전 공정에서 구리 헤이즈 평가법에 의한 잉곳의 스코어링 점수를 고려하여 목표 인상속도(T_P/S)를 보정한다.In an embodiment, the crystal defect calculation unit 240 corrects the target pulling speed (T_P/S) in consideration of the scoring score of the ingot by the copper haze evaluation method in the previous process.

또한, 상기 도가니 승강부(232)는 잉곳 성장 공정이 진행될수록 상기 도가니(120 : 도 1에 도시) 내부의 실리콘 융액(melt) 계면이 낮아지더라도 목표 멜트 갭(T_M/G)을 유지하도록 상기 도가니(120 : 도 1에 도시)를 승강시키는데, 구리 헤이즈 스코어링 결과 내/외주 비율의 밸런스를 좌우하는 멜트 갭(M/G)을 목표 멜트 갭(T_M/G)로 제어한다.In addition, the crucible elevating unit 232 maintains the target melt gap (T_M/G) even if the silicon melt interface inside the crucible 120 (shown in FIG. 1) is lowered as the ingot growth process progresses. When the crucible 120 (shown in FIG. 1) is raised and lowered, the melt gap (M/G), which influences the balance of the inner/outer circumference ratio as a result of the copper haze scoring, is controlled to a target melt gap (T_M/G).

실시예에서, 상기 결정결함 연산부(240)는 이전 공정에서 구리 헤이즈 평가법에 의한 잉곳의 내/외주 비율을 고려하여 목표 맬트 갭(T_M/G)을 보정한다.In an embodiment, the crystal defect calculation unit 240 corrects the target melt gap (T_M/G) in consideration of the inner/outer circumference ratio of the ingot according to the copper haze evaluation method in the previous process.

또한, 상기 자동 직경 제어부(233)는 상기 직경 측정 센서(170 : 도 1에 도시)에 의해 메니스커스의 밝기로 측정되는 값이 목표 설정값(T_S.P)을 유지하도록 잉곳의 인상속도(P/S)를 제어하는데, 잉곳의 직경 산포를 좌우하는 메니스커스의 밝기를 나타내는 설정값(S.P)을 목표 설정값(T_S.P)으로 제어한다.In addition, the automatic diameter control unit 233 adjusts the ingot pulling speed (T_S.P) so that the value measured as the brightness of the meniscus by the diameter measuring sensor 170 (shown in FIG. 1) maintains the target set value (T_S.P). P/S), the set value (S.P) representing the brightness of the meniscus, which influences the distribution of the diameter of the ingot, is controlled as the target set value (T_S.P).

실시예에서, 상기 자동 직경 제어부(233)는 상기 직경 측정센서(170 : 도 1에 도시)의 측정값이 2000 이상이면, 잉곳의 직경이 커지는 것으로 판단하여 인상속도(P/S)를 높이는 반면, 상기 직경 측정센서(170 : 도 1에 도시)의 측정값이 2000 보다 낮으면, 잉곳의 직경이 작아지는 것으로 판단하여 인상속도(P/S)를 낮춤으로써, 잉곳의 직경을 일정하게 제어한다.In the embodiment, the automatic diameter control unit 233 determines that the diameter of the ingot increases when the measured value of the diameter measurement sensor 170 (shown in FIG. 1) is 2000 or more, and increases the pulling speed (P / S). , If the measured value of the diameter measurement sensor (170: shown in FIG. 1) is lower than 2000, it is determined that the diameter of the ingot is reduced and the pulling speed (P / S) is lowered to control the diameter of the ingot to be constant .

그런데, 잉곳 성장 공정이 진행될수록 인상속도(P/S)를 변동시키지 않더라도 실리콘 융액(melt) 감소와 같은 주변 환경의 변화로 길이 방향으로 잉곳의 직경이 커지고, 결정 품질과 마진에 영향을 미치게 된다.However, as the ingot growth process progresses, the diameter of the ingot increases in the longitudinal direction due to changes in the surrounding environment such as the decrease in the silicon melt, even if the pulling speed (P / S) does not change, affecting the crystal quality and margin. .

따라서, 상기 결정결함 연산부(240)는 공정이 진행되더라도 상기 직경 측정센서(170 : 도 1에 도시)의 측정값을 일정하게 유지하기 위하여 목표 설정값(T_S.P)을 감소시키고, 이전 공정에서 잉곳의 직경을 고려하여 목표 설정값(T_S.P)을 보정한다.Therefore, the decision fault calculation unit 240 reduces the target set value T_S.P in order to constantly maintain the measured value of the diameter measurement sensor 170 (shown in FIG. 1) even if the process proceeds, and in the previous process. Correct the target setting value (T_S.P) by considering the diameter of the ingot.

상기 결정결함 연산부(240)는 이전 공정에서 잉곳의 축 방향 길이별로 구리 헤이즈 평가법에 의한 잉곳의 스코어링 점수와 멜트 갭 및 잉곳의 직경을 결정결함 실적데이터로 저장하고, 이전 공정의 결정결함 실적데이터를 반영하여 현재 공정에서 O-band free 영역 타겟과 내/외주 비율의 밸런스 및 잉곳의 직경 산포를 만족시키기 위하여 목표 인상속도(T_P/S)와 목표 멜트 갭(T_M/G) 및 목표 설정값(T_S.P)을 보정한다.The crystal defect calculation unit 240 stores the scoring score of the ingot, the melt gap, and the diameter of the ingot according to the copper haze evaluation method for each axial length of the ingot in the previous process as crystal defect performance data, and the crystal defect performance data of the previous process In order to reflect the balance between the O-band free area target and the inner/outer circumference ratio and the distribution of the diameter of the ingot in the current process, the target pulling speed (T_P/S), the target melt gap (T_M/G), and the target setting value (T_S) .P) is corrected.

상기의 구리 헤이즈(CUH) 평가법은 BOE(Buffered Oxide Etchant) 용액과 Cu의 혼합 용액인 구리 오염 용액을 이용하여 단결정 실리콘에 고농도로 한 면에 Cu를 오염시키고, 짧은 확산 열처리를 실시한 다음, 오염된 면 또는 오염된 면의 반대면을 집광등 하에서 육안으로 관찰하여 결정 결함 영역을 구분하는 것이다.The copper haze (CUH) evaluation method is to contaminate single crystal silicon with Cu on one side at a high concentration using a copper contamination solution, which is a mixed solution of BOE (Buffered Oxide Etchant) solution and Cu, perform a short diffusion heat treatment, and then It is to distinguish the crystal defect area by visually observing the surface or the surface opposite to the contaminated surface under a condensing light.

이때, 잉곳의 스코어링 점수는 구리 헤이즈(CUH) 평가법에 의해 무결함 영역을 점수로 매긴 것이고, 잉곳의 내/외주 비율(C/E)은 구리 헤이즈(CUH) 평가법에 의해 단결정 잉곳의 단면을 단계적 열처리함에 따라 나타나는 무결함 영역 중, 상기 단결정 잉곳의 중심과 모서리에서 각각 나타나는 VDP(Vacancy Dominant Point defect zone : Pv) 영역을 반경 방향 길이를 기준으로 산출한 것이다.At this time, the scoring score of the ingot is to score the defect-free area by the Copper Haze (CUH) evaluation method, and the inner/outer circumferential ratio (C/E) of the ingot is determined by measuring the cross section of the single crystal ingot in stages by the Copper Haze (CUH) evaluation method. Among the defect-free regions that appear during heat treatment, Vacancy Dominant Point Defect Zone (VDP) regions appearing at the center and corners of the single crystal ingot, respectively, are calculated based on the length in the radial direction.

마찬가지로, 상기 결정결함 연산부(240)는 결정결함 실적데이터의 신뢰성을 확보하기 위하여 적어도 5회 이상 이전 공정에서 실적데이터를 누적하여 활용하게 된다.Similarly, the decision defect operation unit 240 accumulates and utilizes performance data from previous processes at least five times in order to secure reliability of the decision defect performance data.

또한, 상기 결정결함 연산부(240)는 상기 산소농도 연산부(220)로부터 산소농도 제어변수의 보정량을 입력받고, 상기 도가니 외주부(122 : 도 1에 도시)와 히터(130) 및 열차단부재(150)를 포함하는 핫 존 변경에 따른 핫 존 보정계수를 산출한다.In addition, the crystal defect calculation unit 240 receives the correction amount of the oxygen concentration control variable from the oxygen concentration calculation unit 220, and the outer circumference of the crucible 122 (shown in FIG. 1), the heater 130, and the thermal barrier member 150 ) Calculate the hot zone correction coefficient according to the hot zone change including .

실시예에서, 핫 존 보정계수는 핫 존을 구성하는 물질의 저항(Resistance)과 열전도율(Thermal conductivity)을 포함하는 물성치가 될 수 있으며, 핫 존의 사용 횟수에 따라 상기와 같은 물성치가 변화되는 것을 경험적으로 반영한 수치로 산출된다.In an embodiment, the hot zone correction coefficient may be a physical property including resistance and thermal conductivity of a material constituting the hot zone, and the above physical property changes according to the number of times the hot zone is used. It is calculated as a numerical value reflected empirically.

따라서, 상기 결정결함 연산부(240)는 상기 산소농도 제어변수의 보정량 및 핫 존 보정계수를 반영하여 결정결함 실적데이터를 보정한 다음, 보정된 결정결함 실적 데이터를 반영하여 결정결함 제어변수를 보정하는데, 하기에서 자세한 구성을 설명하기로 한다.Therefore, the crystal defect calculation unit 240 corrects the crystal defect performance data by reflecting the correction amount of the oxygen concentration control variable and the hot zone correction coefficient, and then corrects the crystal defect control variable by reflecting the corrected crystal defect performance data. , the detailed configuration will be described below.

도 3은 도 2에 적용된 산소농도 연산부가 도시된 블럭도이다.FIG. 3 is a block diagram showing an oxygen concentration calculation unit applied to FIG. 2 .

본 발명의 산소농도 연산부(220)는 이전 공정의 산소농도 실적데이터인 도가니 회전수(C/R)와 자기장 세기(MI) 및 종자결정 회전수(S/R)를 현재 공정의 산소농도 제어에 반영하도록 구성되는데, 도 3에 도시된 바와 같이 도가니 회전수 비율연산기(221)와, 자기장 연산기(222)와, 종자결정 회전수 비율 연산기(223)와, 도가니 회전수 보정 연산기(225)와, 종자결정 회전수 보정 연산기(226)를 포함하도록 구성된다.The oxygen concentration calculation unit 220 of the present invention uses the crucible rotation speed (C/R), magnetic field intensity (MI), and seed crystal rotation speed (S/R), which are oxygen concentration performance data of the previous process, to control the oxygen concentration in the current process. It is configured to reflect, as shown in FIG. 3, a crucible rotation speed ratio calculator 221, a magnetic field calculator 222, a seed crystal rotation speed ratio calculator 223, a crucible rotation speed correction calculator 225, It is configured to include a seed crystal rotation speed correction calculator 226.

먼저, 이전 공정의 누적된 도가니 회전수(C/R)를 고려하여 잉곳의 축 방향 산소 농도 균일도를 만족시키지 못하면, 상기 도가니 회전수 비율 연산기(221)는 이전 공정의 도가니 회전수(C/R)를 가공하여 목표 도가니 회전수(T_C/R)를 산출한다.(① 참조)First, if the oxygen concentration uniformity in the axial direction of the ingot is not satisfied in consideration of the accumulated number of rotations of the crucible (C/R) of the previous process, the crucible rotation number ratio calculator 221 calculates the number of rotations of the crucible (C/R) of the previous process ) to calculate the target number of revolutions of the crucible (T_C/R) (see ①).

또한, 이전 공정의 누적된 자기장 세기(MI)를 고려하여 잉곳의 산소 농도 레벨을 만족시키지 못하면, 상기 자기장 연산기(222)는 이전 공정의 자기장 세기(MI)를 가공하여 목표 자기장 세기(T_MI)를 산출한다.(② 참조)In addition, if the oxygen concentration level of the ingot is not satisfied in consideration of the accumulated magnetic field intensity (MI) of the previous process, the magnetic field calculator 222 processes the magnetic field intensity (MI) of the previous process to obtain a target magnetic field intensity (T_MI) (Refer to ②)

또한, 이전 공정의 누적된 종자결정 회전수(S/R)를 고려하여 잉곳의 반경 방향 산소 농도 균일도를 만족시키지 못하면, 상기 종자결정 회전수 비율 연산기(223)는 이전 공정의 종자결정 회전수(S/R)를 가공하여 목표 종자결정 회전수(T_S/R)를 산출한다.(③ 참조)In addition, if the oxygen concentration uniformity in the radial direction of the ingot is not satisfied in consideration of the accumulated seed crystal rotation number (S / R) of the previous process, the seed crystal rotation number ratio calculator 223 calculates the seed crystal rotation number of the previous process ( S/R) to calculate the target seed crystal rotation number (T_S/R) (see ③).

그런데, 잉곳의 산소 농도 레벨을 좌우하는 목표 자기장 세기(T_MI)가 달라지면, 잉곳의 축/반경 방향 산소 농도 균일도를 좌우하는 목표 도가니 회전수(T_C/R) 및 목표 종자결정 회전수(T_S/R)도 변경된다.However, if the target magnetic field strength (T_MI), which influences the oxygen concentration level of the ingot, is different, the target crucible rotation number (T_C / R) and the target seed crystal rotation number (T_S / R), which influence the axial / radial oxygen concentration uniformity of the ingot, ) is also changed.

따라서, 상기 도가니 회전수 보정 연산기(225)는 목표 자기장 세기(MI)의 축 방향 변동값(AOi)을 고려하여 목표 도가니 회전수(T_C/R)를 보정하고, 상기 종자결정 회전수 보정기(226)는 목표 자기장 세기(T_MI)의 반경 방향 변동값(ROi)을 고려하여 목표 종자결정 회전수(T_S/R)를 보정한다.(④⑤ 참조)Therefore, the crucible rotation speed correction calculator 225 corrects the target crucible rotation number T_C/R in consideration of the axial variation value AOi of the target magnetic field intensity MI, and the seed crystal rotation speed corrector 226 ) corrects the target seed crystal rotation number (T_S/R) in consideration of the radial variation value (ROi) of the target magnetic field strength (T_MI) (see ④⑤).

또한, 잉곳의 반경 방향 산소 균일도를 좌우하는 목표 종자결정 회전수(T_S/R)가 달라지면, 잉곳의 축 방향 산소 농도 균일도를 좌우하는 목표 도가니 회전수(T_C/R)도 변경된다.In addition, when the target seed crystal rotation speed (T_S/R), which influences the oxygen uniformity in the radial direction of the ingot, is changed, the target crucible rotation speed (T_C/R), which influences the oxygen concentration uniformity in the axial direction of the ingot, is also changed.

따라서, 상기 도가니 회전수 보정 연산기(225)는 추가로 목표 종자결정 회전수(T_S/R)의 변동값을 고려하여 목표 도가니 회전수(T_C/R)를 보정할 수 있으나, 생략하더라도 무방하다.(⑥⑦ 참조)Accordingly, the crucible rotation number correction calculator 225 may additionally correct the target number of rotations of the crucible (T_C/R) in consideration of the variation value of the target number of rotations of seed crystal (T_S/R), but may be omitted. (See ⑥⑦)

또한, 상기 산소농도 연산부(220)가 목표 도가니 회전수(T_C/R)와 목표 자기장 세기(T_MI) 및 목표 종자결정 회전수(T_S/R)를 보정하면, 그에 따라 도가니 회전수(C/R)와 자기장 세기(MI) 및 종자결정 회전수(S/R)를 포함하는 산소농도 제어변수가 가변되고, 각각의 산소농도 제어변수 보정량을 산출할 수 있다.(⑧ 참조)In addition, when the oxygen concentration calculation unit 220 corrects the target number of revolutions of the crucible (T_C/R), the target magnetic field strength (T_MI), and the target number of rotations of the seed crystal (T_S/R), the number of rotations of the crucible (C/R) is corrected accordingly. ), magnetic field intensity (MI), and oxygen concentration control variables including seed crystal rotation speed (S/R) are varied, and the correction amount of each oxygen concentration control variable can be calculated. (See ⑧)

이와 같이, 상기 산소농도 연산부(220)에 의해 잉곳의 축 방향 산소 농도 균일도를 좌우하는 목표 도가니 회전수(T_C/R)와, 잉곳의 산소 농도 레벨을 좌우하는 목표 자기장 세기(T_MI)와, 잉곳의 반경 방향 산소 농도 균일도를 좌우하는 목표 종자결정 회전수(T_S/R)를 제어함으로써, 잉곳 성장 공정 중에 비교적 간단하게 잉곳의 축 방향 산소 농도 균일도와 잉곳의 산소 농도 레벨 및 잉곳의 반경 방향 산소 농도 균일도로 구분하여 산소 농도를 정밀하게 제어할 수 있다.As such, the target crucible rotation number (T_C / R), which influences the uniformity of the oxygen concentration in the axial direction of the ingot, and the target magnetic field strength (T_MI), which influences the oxygen concentration level of the ingot, by the oxygen concentration calculation unit 220, and the ingot By controlling the target seed crystal rotation number (T_S / R), which influences the radial oxygen concentration uniformity of the ingot, the axial oxygen concentration uniformity of the ingot, the oxygen concentration level of the ingot, and the radial oxygen concentration of the ingot are relatively simple during the ingot growth process. Oxygen concentration can be precisely controlled by dividing by uniformity.

또한, 상기 산소농도 연산부(220)에 의해 이전 공정의 누적 저장된 잉곳의 산소 농도를 좌우하는 산소농도 실적데이터를 반영하여 현재 공정의 성장 조건을 설정함으로써, 잉곳 성장 공정 중에 산소농도 제어 시에 발생하는 노이즈의 영향을 최소화할 수 있다.In addition, by setting the growth conditions of the current process by reflecting the oxygen concentration performance data that influences the oxygen concentration of the accumulated and stored ingot of the previous process by the oxygen concentration calculation unit 220, the oxygen concentration generated during the oxygen concentration control during the ingot growth process The effect of noise can be minimized.

나아가, 상기에서 산출된 산소농도 제어변수 보정량을 고려하여 결정결함 실적데이터에 반영함으로써, 결정결함 실적데이터의 신뢰도를 보다 높일 수 있으며, 하기에서 자세히 설명하기로 한다.Furthermore, by reflecting the correction amount of the oxygen concentration control variable calculated above to the crystal defect performance data, the reliability of the crystal defect performance data can be further increased, which will be described in detail below.

도 4는 도 2에 적용된 결정결함 연산부가 도시된 블럭도이다.FIG. 4 is a block diagram illustrating a crystal fault calculation unit applied to FIG. 2 .

본 발명의 결정결함 연산부(240)는 이전 공정의 결정결함 실적데이터인 구리 헤이즈 평가법에 의한 잉곳의 스코어링 점수와 내/외주 비율 및 잉곳의 직경을 현재 공정에 반영하도록 구성되는데, 도 4에 도시된 바와 같이 스코어링 연산기(241)와, 내/외주 비율 연산기(242)와, 설정값 연산기(243)와, 인상속도 보정 연산기(245)와, 직경 보정 연산기(246)를 포함하도록 구성된다.The crystal defect calculation unit 240 of the present invention is configured to reflect the scoring score of the ingot according to the copper haze evaluation method, the inner/outer circumference ratio, and the diameter of the ingot, which are crystal defect performance data of the previous process, to the current process, as shown in FIG. As such, it is configured to include a scoring calculator 241, an inner/outer circumference ratio calculator 242, a set value calculator 243, a pulling speed correction calculator 245, and a diameter correction calculator 246.

먼저, 상기 산소농도 연산부(220 : 도 3에 도시)에서 산출된 산소농도 제어변수 보정량을 비롯하여 현재 공정에서 사용되는 핫 존의 사용 횟수에 따른 핫 존의 물성치 변화를 반영한 핫 존 보정계수를 입력받으면, 상기 결정결함 연산부(240)는 산소농도 제어변수 보정량 및 핫 존 보정계수를 반영하여 이전 공정의 결정결함 실적데이터를 보정한다.(ⓐ 참조)First, when the oxygen concentration control variable correction amount calculated by the oxygen concentration calculation unit 220 (shown in FIG. 3) and the hot zone correction coefficient reflecting the change in physical properties of the hot zone according to the number of times of use of the hot zone used in the current process are input, , The crystal defect calculation unit 240 corrects the crystal defect performance data of the previous process by reflecting the correction amount of the oxygen concentration control variable and the hot zone correction coefficient. (See ⓐ)

따라서, 이전 공정의 결정결함 실적데이터인 구리 헤이즈 평가법에 의한 잉곳의 스코어링 점수와 내/외주 비율 및 잉곳의 직경이 사전에 보정된 다음, 하기와 같이 현재 공정의 결정결함 제어에 적용된다.Therefore, the scoring score of the ingot according to the copper haze evaluation method, which is the crystal defect performance data of the previous process, the inner/outer circumference ratio, and the diameter of the ingot are pre-corrected and then applied to the crystal defect control of the current process as follows.

상세하게, 이전에 누적 저장된 구리 헤이즈 평가법에 의한 잉곳의 스코어링 점수를 기준으로 O-band free 범위를 만족시키지 못하면, 상기 스코어링 연산기(241)는 이전 공정의 인상속도(P/S)를 가공하여 목표 인상속도(T_P/S)를 보정한다.(⑨ 참조)In detail, if the O-band free range is not satisfied based on the scoring score of the ingot by the previously cumulatively stored copper haze evaluation method, the scoring calculator 241 processes the pulling speed (P/S) of the previous process to obtain the target Correct the pulling speed (T_P/S). (Refer to ⑨)

또한, 이전에 누적 저장된 구리 헤이즈 평가법에 의한 잉곳의 내/외주 비율을 기준으로 잉곳의 내/외주 밸런스를 만족시키지 못하면, 상기 내/외주 비율 연산기(242)는 이전 공정의 멜트 갭(M/G)을 가공하여 목표 멜트갭(T_M/G)을 산출한다.(⑩ 참조)In addition, if the inner/outer circumference balance of the ingot is not satisfied based on the inner/outer circumference ratio of the ingot by the previously accumulated and stored copper haze evaluation method, the inner/outer circumference ratio calculator 242 calculates the melt gap (M/G) of the previous process ) to calculate the target melt gap (T_M/G) (see ⑩).

또한, 이전에 누적 저장된 잉곳의 직경을 기준으로 잉곳의 직경 산포를 만족시키지 못하면, 상기 설정값 연산기(243)는 이전 공정의 설정값(S.P)을 가공하여 목표 설정값(T_S.P)으로 보정한다.(⑪ 참조)In addition, if the ingot diameter distribution is not satisfied based on the previously accumulated and stored ingot diameter, the set value calculator 243 processes the set value (S.P) of the previous process and corrects it to the target set value (T_S.P). (See ⑪)

그런데, 잉곳의 내/외주 비율을 좌우하는 멜트 갭(M/G)이 달라지면, O-band free 범위를 좌우하는 잉곳의 인상속도(P/S)와 잉곳의 직경 산포를 좌우하는 설정값(S.P)도 변동된다.However, if the melt gap (M/G), which influences the inner/outer circumference ratio of the ingot, changes, the ingot pulling speed (P/S), which determines the O-band free range, and the set value (S.P.), which influences the diameter distribution of the ingot, are changed. ) is also changed.

따라서, 상기 인상속도 보정 연산기(245)는 멜트 갭(M/G)에 따라 잉곳의 인상속도(P/S)가 변화되는 것(Tc : Target P/S conversion)을 반영하여 목표 인상속도(T_P/S)가 추가로 보정하고, 상기 직경 보조 연산기(246)는 마찬가지로 멜트 갭(M/G)에 따라 잉곳의 직경이 변화되는 것(Dc : Diameter conversion)을 반영하여 목표 설정값(T_S.P)을 추가로 보정한다.(⑫⑬ 참조)Therefore, the pulling speed correction calculator 245 reflects the change in the pulling speed (P/S) of the ingot according to the melt gap (M/G) (Tc: Target P/S conversion) to calculate the target pulling speed (T_P) /S) is additionally corrected, and the diameter auxiliary operator 246 similarly reflects the change in the diameter of the ingot (Dc: Diameter conversion) according to the melt gap (M/G) to set the target value (T_S.P) ) is additionally corrected (refer to ⑫⑬).

또한, 잉곳의 직경 산포를 좌우하는 설정값(S.P)이 달라지면, O-band free 범위를 좌우하는 잉곳의 인상속도(P/S)도 변동된다.In addition, if the setting value (S.P) that influences the dispersion of the diameter of the ingot is changed, the pulling speed (P/S) of the ingot that influences the O-band free range is also changed.

따라서, 상기 인상속도 보정 연산기(245)는 설정값(S.P)에 따른 잉곳의 인상속도가 변화되는 것을 반영하여 목표 인상속도(T_P/S)를 추가로 보정한다.(⑭⑮ 참조)Therefore, the pulling speed correction operator 245 additionally corrects the target pulling speed (T_P/S) by reflecting the change in the pulling speed of the ingot according to the set value (S.P). (See ⑭⑮)

이와 같이, 상기 결정결함 연산부(240)에 의해 잉곳의 O-band free 범위를 좌우하는 목표 인상속도(T_P/S)와, 잉곳의 내/외주 밸런스를 좌우하는 목표 맬트 갭(T_M/G)과, 잉곳의 직경 산포를 좌우하는 목표 설정값(T_S.P)를 제어함으로써, 잉곳 성장 공정 중에 비교적 간단하게 잉곳의 O-band free 범위와 잉곳의 내/외주 밸런스 및 잉곳의 직경 산포로 구분하여 결정 결함을 정밀하게 제어할 수 있다.In this way, the target pulling speed (T_P / S) that influences the O-band free range of the ingot and the target melt gap (T_M / G) that influences the inner / outer circumference balance of the ingot by the crystal defect calculator 240 , By controlling the target setting value (T_S.P) that influences the diameter distribution of the ingot, it is relatively simple to divide and determine the O-band free range of the ingot, the inner/outer balance of the ingot, and the diameter distribution of the ingot during the ingot growth process Defects can be precisely controlled.

또한, 상기 결정결함 연산부(240)에 의해 이전 공정의 누적 저장된 잉곳의 결정 결함을 좌우하는 결정결함 실적데이터를 반영하여 현재 공정의 성장 조건을 설정함으로써, 잉곳 성장 공정 중에 결정결함 제어 시에 발생하는 노이즈의 영향을 최소화할 수 있다.In addition, by setting the growth conditions of the current process by reflecting the crystal defect performance data that influences the crystal defects of the accumulated and stored ingots of the previous process by the crystal defect calculation unit 240, The effect of noise can be minimized.

나아가, 상기 결정결함 연산부(240)는 산소농도 제어변수 보정량과 핫 존의 영향을 고려하여 이전 공정의 결정결함 실적데이터를 보정한 다음, 현재 공정에서 결정결함 제어에 반영함으로써, 결정 결함을 보다 정확하게 제어할 수 있다.Furthermore, the crystal defect calculation unit 240 corrects the crystal defect performance data of the previous process in consideration of the correction amount of the oxygen concentration control variable and the effect of the hot zone, and then reflects the crystal defect control in the current process to more accurately determine the crystal defect. You can control it.

도 5는 본 발명의 잉곳 성장 제어방법 일예가 도시된 순서도이다.5 is a flowchart illustrating an example of an ingot growth control method of the present invention.

본 발명의 잉곳 성장 제어방법은 현재 잉곳 성장 공정이 진행되는 동안 산소농도 제어변수가 소정의 목표값에 따라 제어되는데, 도 5에 도시된 바와 같이 이전 공정의 산소농도 실적데이터를 반영하여 현재 공정의 산소농도 제어변수가 보정되며, 하기에서 상세히 설명하기로 한다.(S1 참조)In the ingot growth control method of the present invention, the oxygen concentration control variable is controlled according to a predetermined target value while the current ingot growth process is in progress. As shown in FIG. The oxygen concentration control variable is corrected, which will be described in detail below (see S1).

실시예에서, 상기 산소농도 실적데이터는 잉곳의 축 방향 길이 별로 도가니 회전수(C/R)와 자기장 세기(MI) 및 종자결정 회전수(S/R)가 될 수 있으며, 신뢰도를 높이기 위하여 이전 공정에서 적어도 5회 이상 저장된 값이 적용될 수 있다.In the embodiment, the oxygen concentration performance data may be the crucible rotation number (C / R), magnetic field strength (MI), and seed crystal rotation number (S / R) for each axial length of the ingot. Values stored at least 5 times in the process can be applied.

또한, 상기 산소농도 제어변수는 잉곳의 축 방향 산소 농도 균일도를 좌우하는 목표 도가니 회전수(T_C/R)와 잉곳의 산소 농도 레벨을 좌우하는 목표 자기장 세기(T_MI) 및 잉곳의 반경 방향 산소 농도 균일도를 좌우하는 목표 종자결정 회전수(T_S/R)가 될 수 있다.In addition, the oxygen concentration control variable is a target crucible rotation number (T_C / R) that influences the oxygen concentration uniformity in the axial direction of the ingot, a target magnetic field strength (T_MI) that influences the oxygen concentration level of the ingot, and a radial oxygen concentration uniformity of the ingot It can be the target seed crystal rotation number (T_S / R) that influences.

따라서, 이전 공정의 산소농도 실적데이터를 이용하여 잉곳의 축 방향 산소 농도 균일도와 잉곳의 산소 농도 레벨 및 잉곳의 반경 방향 산소 농도 균일도를 각각 하나의 변수에 의해 구분하여 제어할 수 있다.Therefore, the oxygen concentration uniformity in the axial direction of the ingot, the oxygen concentration level in the ingot, and the oxygen concentration uniformity in the radial direction of the ingot can be separately controlled by one variable using the oxygen concentration performance data of the previous process.

다음, 현재 공정 중에 산소농도 제어변수 보정량이 실시간으로 산출된다.(S2 산출)Next, the correction amount of the oxygen concentration control variable is calculated in real time during the current process (S2 calculation).

실시예에서, 상기 산소농도 제어변수 보정량은 목표 도가니 회전수(T_C/R) 변동값과 목표 자기장 세기(T_MI) 변동값 및 목표 종자결정 회전수(T_S/R) 변동값이 될 수 있다.In an embodiment, the correction amount of the oxygen concentration control variable may be a target crucible rotation speed (T_C/R) variation value, a target magnetic field strength (T_MI) variation value, and a target seed crystal rotation speed (T_S/R) variation value.

다음, 핫 존 변경에 따른 핫 존 보정계수가 산출된다.(S3 참조)Next, the hot zone correction coefficient according to the hot zone change is calculated (see S3).

실시예에서, 상기 핫 존은 도가니의 외주부를 비롯하여 히터 및 냉각부재가 될 수 있고, 핫 존 보정계수는 핫 존의 구성요소 별로 저항과 열전도율을 포함하는 물성치 변화를 경험적으로 반영하여 산출될 수 있다.In an embodiment, the hot zone may be a heater and a cooling member as well as the outer circumferential portion of the crucible, and the hot zone correction coefficient may be calculated by empirically reflecting changes in physical properties including resistance and thermal conductivity for each component of the hot zone. .

예를 들어, 약 3년 동안 사용된 다수의 batch 중에서 히터를 교체한 경우에 데이터를 종합하여 산소농도 및 결정결함 수준을 잉곳의 길이별로 산출한 다음, 사용횟수로 나눠줌으로써, 히터 계수를 잉곳의 길이별로 unit화할 수 있다.For example, when a heater is replaced among a number of batches used for about 3 years, the oxygen concentration and crystal defect level are calculated by the length of the ingot by integrating the data, and then divided by the number of times of use, so that the heater coefficient is It can be unitized by length.

물론, 히터 교체 전/후의 사용횟수가 달라지면, 히터 교체 전/후의 사용횟수 차이에 히터 계수를 곱하여 히터의 보정계수를 산출할 수 있고, 그에 따라 현재 공정의 산소농도 및 결정결함 변화를 예측할 수 있다.Of course, if the number of uses before/after replacing the heater is different, the correction coefficient of the heater can be calculated by multiplying the difference in the number of uses before/after replacing the heater by the heater coefficient, and accordingly, the change in oxygen concentration and crystal defects in the current process can be predicted. .

다음, 산소농도 제어변수 보정량 및 핫 존 보정계수를 반영하여 이전 공정의 결정결함 실적데이터가 보정된다.(S4 참조)Next, the crystal defect performance data of the previous process is corrected by reflecting the correction amount of the oxygen concentration control variable and the hot zone correction coefficient (see S4).

실시예에서, 상기 결정결함 실적데이터는 잉곳의 축 방향 길이 별로 구리 헤이즈 평가법에 의한 잉곳의 스코어링 점수와 내/외주 비율 및 잉곳의 직경이 될 수 있으며, 신뢰도를 높이기 위하여 이전 공정에서 적어도 5회 이상 저장된 값이 적용될 수 있다.In an embodiment, the crystal defect performance data may be the scoring score of the ingot by the copper haze evaluation method, the inner/outer circumference ratio, and the diameter of the ingot for each axial length of the ingot, and at least 5 times in the previous process to increase reliability. Stored values can be applied.

하지만, 현재 공정이 진행될수록 산소농도 제어변수가 가변될 뿐 아니라 핫 존의 교체 및 사용 횟수가 변경될 수 있기 때문에 이전 공정의 결정결함 실적데이터도 현재 공정의 결정결함 제어에 반영하기 위하여 보정되어야 한다.However, as the current process progresses, not only the oxygen concentration control variable changes, but also the replacement and use frequency of the hot zone can change, so the crystal defect performance data of the previous process must be corrected to reflect the crystal defect control of the current process. .

다음, 보정된 결정결함 실적데이터에 따른 결정결함 제어변수가 보정되며, 하기에서 상세히 설명하기로 한다.(S5 참조)Next, the crystal defect control variable according to the corrected crystal defect performance data is corrected, which will be described in detail below (see S5).

실시예에서, 상기 결정결함 제어변수는 잉곳의 O-band free 범위를 좌우하는 목표 인상속도(T_P/S)와 잉곳의 내/외주 밸런스를 좌우하는 목표 멜트 갭(T_M/G) 및 잉곳의 직경 산포를 좌우하는 목표 설정값(T_S.P)이 될 수 있다.In the embodiment, the crystal defect control variable is a target pulling speed (T_P / S) that influences the O-band free range of the ingot, a target melt gap (T_M / G) that influences the inner / outer circumference balance of the ingot, and the diameter of the ingot It can be the target setting value (T_S.P) that influences the distribution.

따라서, 이전 공정의 결정결함 실적데이터를 이용하여 잉곳의 O-band free 범위와 잉곳의 내/외주 밸런스 및 잉곳의 직경 산포를 각각 하나의 변수에 의해 구분하여 제어할 수 있다.Therefore, the O-band free range of the ingot, the inner/outer circumference balance of the ingot, and the diameter distribution of the ingot can be classified and controlled by one variable, respectively, using the crystal defect performance data of the previous process.

나아가, 현재 공정 중 산소농도 제어변수의 보정량과 핫 존 교체 및 변경에 따른 핫 존 보정계수를 실시간 반영하여 이전 공정의 결정결함 실적데이터를 보정함으로써, 보정된 결정결함 실적데이터를 반영하여 현재 공정 중 결정결함을 정확하고 정밀하게 제어할 수 있다. Furthermore, by correcting the crystal defect performance data of the previous process by reflecting the correction amount of the oxygen concentration control variable during the current process and the hot zone correction coefficient according to hot zone replacement and change in real time, the corrected crystal defect performance data is reflected and the current process Crystal defects can be accurately and precisely controlled.

도 6은 도 4에 적용된 S1 단계가 상세히 도시된 순서도이다.FIG. 6 is a flowchart illustrating step S1 applied in FIG. 4 in detail.

본 발명에 따라 산소농도 실적데이터에 따라 산소농도 제어변수를 제어하는 과정을 살펴보면, 도 6에 도시된 바와 같이 산소농도 실적데이터인 이전 공정의 도가니 회전수(C/R)와 자기장 세기(MI) 및 종자결정 회전수(S/R)를 누적 저장한다.(S111,S121,S131 참조)Looking at the process of controlling the oxygen concentration control variable according to the oxygen concentration performance data according to the present invention, as shown in FIG. 6, the crucible rotation number (C / R) and magnetic field strength (MI) And seed crystal rotation number (S / R) is accumulated and stored. (Refer to S111, S121, and S131)

먼저, 이전 공정의 도가니 회전수(C/R)를 기준으로 잉곳의 축 방향 산소 균일도를 만족하면, 이전 공정의 도가니 회전수(C/R)를 기준으로 목표 도가니 회전수(T_C/R)를 1차 보정하지만, 그렇지 않으면, 이전 공정의 도가니 회전수(C/R)를 기준으로 도가니 회전수 비율 연산을 통하여 목표 도가니 회전수(T_C/R)를 1차 보정한다.(S112,S113,S114 참조) First, if the axial oxygen uniformity of the ingot is satisfied based on the crucible rotation number (C / R) of the previous process, the target crucible rotation number (T_C / R) is set based on the crucible rotation number (C / R) of the previous process The first correction is made, but if not, the target number of rotations of the crucible (T_C / R) is first corrected through the calculation of the number of rotations of the crucible based on the number of rotations of the crucible (C / R) in the previous process (S112, S113, S114 Reference)

또한, 이전 공정의 자기장 세기(MI)를 기준으로 잉곳의 산소 농도 레벨을 만족하면, 이전 공정의 자기장 세기(MI)를 기준으로 목표 자기장 세기(T_MI)를 1차 보정하지만, 그렇지 않으면, 이전 공정의 자기장 세기(MI)를 기준으로 자기장 세기 연산을 통하여 현재 공정의 목표 자기장 세기(T_MI)를 1차 보정한다.(S122,S123,S124 참조) In addition, if the oxygen concentration level of the ingot is satisfied based on the magnetic field intensity (MI) of the previous process, the target magnetic field intensity (T_MI) is first corrected based on the magnetic field intensity (MI) of the previous process, but otherwise, the previous process The target magnetic field intensity (T_MI) of the current process is first corrected through magnetic field intensity calculation based on the magnetic field intensity (MI) of (see S122, S123, and S124).

이때, 핫 존이 변경되면, 이전 공정의 자기장 세기(MI)를 기준으로 자기장 세기 연산을 통하여 현재 공정의 목표 자기장 세기(T_MI)를 2차 보정하지만, 그렇지 않으면, 이전 공정의 자기장 세기(MI)를 기준으로 현재 공정의 최종 목표 자기장 세기(T_MI)를 산출한다.(S124',S125,S126 참조)At this time, if the hot zone is changed, the target magnetic field strength (T_MI) of the current process is secondarily corrected through magnetic field strength calculation based on the magnetic field strength (MI) of the previous process, but otherwise, the magnetic field strength (MI) of the previous process Calculate the final target magnetic field strength (T_MI) of the current process based on (see S124', S125, and S126).

또한, 이전 공정의 종자결정 회전수(S/R)를 기준으로 잉곳의 반경 방향 산소 균일도를 만족하면, 이전 공정의 종자결정 회전수(S/R)를 기준으로 목표 종자결정 회전수(T_S/R)를 1차 보정하지만, 그렇지 않으면, 이전 공정의 종자결정 회전수(S/R)를 기준으로 종자결정 회전수 비율 연산을 통하여 목표 종자결정 회전수(T_S/R)를 1차 보정한다.(S132,S133,S134 참조) In addition, if the oxygen uniformity in the radial direction of the ingot is satisfied based on the seed crystal rotation number (S / R) of the previous process, the target seed crystal rotation number (T_S / R) is first corrected, but otherwise, the target seed crystal rotation number (T_S / R) is first corrected through seed crystal rotation rate ratio calculation based on the seed crystal rotation number (S / R) of the previous process. (Refer to S132, S133, S134)

그런데, 잉곳의 산소 농도 레벨을 좌우하는 최종 목표 자기장 세기(T_MI)가 변동되면, 잉곳의 축/반경 방향 농도에 영향을 미치게 되며, 이를 좌우하는 목표 도가니 회전수(T_C/R) 및 목표 종자결정 회전수(T_S/R)가 변경되어야 한다.However, if the final target magnetic field strength (T_MI), which influences the oxygen concentration level of the ingot, fluctuates, it affects the axial / radial concentration of the ingot, and the target crucible rotation number (T_C / R) and target seed crystal The number of revolutions (T_S/R) must be changed.

따라서, 목표 자기장 세기(T_MI)의 축 방향 변동값(AOi)을 고려하여 도가니 회전수 보정 연산을 통하여 목표 도가니 회전수(T_C/R)를 2차 보정한다.(S127,S128,S115 참조)Therefore, the target number of rotations of the crucible (T_C/R) is secondarily corrected through the correction calculation of the number of rotations of the crucible in consideration of the variation value (AOi) of the target magnetic field strength (T_MI) in the axial direction (see S127, S128, and S115).

또한, 목표 자기장 세기(T_MI)의 반경 방향 변동값(ROi)을 고려하여 종자결정 회전수 보정 연산을 통하여 목표 종자결정 회전수(T_S/R)를 2차 보정하고, 현재 공정의 최종 목표 종자결정 회전수(T_S/R)로 산출한다.(S127,S129,S135,S136 참조)In addition, the target seed crystal rotation number (T_S / R) is secondarily corrected through the seed crystal rotation number correction calculation in consideration of the radial variation value (ROi) of the target magnetic field strength (T_MI), and the final target seed determination of the current process It is calculated by the number of revolutions (T_S/R). (Refer to S127, S129, S135, and S136)

그런데, 잉곳의 반경 방향 산소 농도 균일도를 좌우하는 목표 종자결정 회전수(T_S/R)가 변동되면, 잉곳의 축 방향 산소 농도 균일도에 좌우되는 목표 도가니 회전수(T_C/R)가 추가로 변경되어야 한다.However, if the target seed crystal rotation speed (T_S / R), which influences the oxygen concentration uniformity in the radial direction of the ingot, is changed, the target crucible rotation speed (T_C / R), which depends on the oxygen concentration uniformity in the axial direction of the ingot, should be additionally changed. do.

따라서, 목표 종자결정 회전수(T_S/R)의 변동값을 고려하여 도가니 회전수 보정 연산을 통하여 목표 도가니 회전수(T_C/R)를 추가로 보정할 수 있으며, 그 영향이 작은 경우에 생략하더라도 무방하다. Therefore, the target number of rotations of the crucible (T_C/R) can be additionally corrected through the correction calculation of the number of rotations of the crucible in consideration of the change in the number of rotations of the target seed crystal (T_S/R). free

상기와 같이, 이전 공정의 도가니 회전수(C/R) 및 현재 공정의 목표 자기장 세기(T_MI) 및 목표 종자결정 회전수(T_S/R)에 따라 목표 도가니 회전수(T_C/R)가 보정된 다음, 목표 도가니 회전수(T_C/R)가 잉곳의 축 방향 산소 균일도를 만족하면, 현재 공정의 최종 목표 도가니 회전수(T_C/R)로 산출된다.(S116,S117 참조)As described above, the target number of rotations of the crucible (T_C / R) is corrected according to the number of rotations of the crucible (C / R) of the previous process, the target magnetic field strength (T_MI) and the target rotation number of seed crystals (T_S / R) of the current process. Next, when the target number of rotations of the crucible (T_C/R) satisfies the oxygen uniformity in the axial direction of the ingot, the final target number of rotations of the crucible (T_C/R) of the current process is calculated (see S116 and S117).

따라서, 이전 공정의 산소농도 실적데이터를 이용하여 잉곳의 축 방향 산소 농도 균일도와 잉곳의 산소 농도 레벨 및 잉곳의 반경 방향 산소 농도 균일도를 각각 하나의 변수에 의해 구분하여 제어할 수 있으며, 각 요소들의 변경에 따른 영향을 상호 보완하여 산소 농도를 정밀하게 제어할 수 있고, 신뢰성 있는 산소농도 실적데이터를 이용하여 현재 공정의 산소농도 제어 중 노이즈 발생을 최소화할 수 있다.Therefore, the oxygen concentration uniformity in the axial direction of the ingot, the oxygen concentration level in the ingot, and the oxygen concentration uniformity in the radial direction of the ingot can be classified and controlled by one variable using the oxygen concentration performance data of the previous process. It is possible to precisely control the oxygen concentration by complementing the influence of the change, and it is possible to minimize the occurrence of noise during the oxygen concentration control of the current process by using the reliable performance data of the oxygen concentration.

도 7은 도 4에 적용된 S5 단계가 상세히 도시된 순서도이다.FIG. 7 is a flowchart illustrating step S5 applied in FIG. 4 in detail.

본 발명에 따라 보정된 결정결함 실적데이터에 따라 결정결함 제어변수를 제어하는 과정을 살펴보면, 도 7에 도시된 바와 같이 결정결함 실적데이터인 이전 공정의 스코어링 점수와 내/외주 비율 및 잉곳의 직경이 누적 저장한다.(S111,S121,S131 참조)Looking at the process of controlling the crystal defect control variables according to the crystal defect performance data corrected according to the present invention, as shown in FIG. 7, the scoring score of the previous process, the inner/outer circumference ratio, and the diameter of the ingot, Cumulatively stored. (Refer to S111, S121, S131)

물론, 현재 공정 중 산소농도 제어변수 보정량 및 핫 존 보정계수를 반영하여 상기와 같은 결정결함 실적데이터를 가공하여 보정한 다음, 보정된 결정결함 실적데이터를 저장한다. (S4 참조)Of course, after reflecting the correction amount of the oxygen concentration control variable and the hot zone correction coefficient during the current process, the above crystal defect performance data is processed and corrected, and then the corrected crystal defect performance data is stored. (See S4)

먼저, 현재의 인상속도(P/S)가 스코어링 점수를 만족시키면, 현재의 인상속도(P/S)를 목표 인상속도(T_P/S)로 1차 보정하고, 불만족시키면, 스코어링 연산을 통하여 산출된 인상속도(P/S)로 목표 인상속도(T_P/S)를 1차 보정한다.(S512,S512,S513,S114 참조)First, if the current pulling speed (P/S) satisfies the scoring score, the current pulling speed (P/S) is first corrected to the target pulling speed (T_P/S), and if not satisfied, it is calculated through scoring calculation. The target lifting speed (T_P/S) is first corrected with the set lifting speed (P/S). (Refer to S512, S512, S513, and S114)

또한, 현재의 멜트 갭(M/G)이 내/외주 비율을 만족시키면, 현재의 멜트 갭(M/G)을 목표 멜트 갭(T_M/G)으로 산출하고, 불만족시키면, 내/외주 비율 연산을 통하여 산출된 멜트 갭(M/G)으로 목표 멜트 갭(T_M/G)을 산출한다.(S522,S523,S524 참조)In addition, if the current melt gap (M/G) satisfies the inner/outer circumference ratio, the current melt gap (M/G) is calculated as the target melt gap (T_M/G), and if it is not satisfied, the inner/outer circumference ratio is calculated A target melt gap (T_M/G) is calculated with the melt gap (M/G) calculated through (see S522, S523, and S524).

또한, 현재의 잉곳 직경이 설정값(S.P)을 만족시키면, 현재의 설정값(S.P)을 목표 설정값(T_S.P)으로 산출하고, 불만족시키면, 설정값 연산을 통하여 산출된 설정값(S.P)으로 목표 설정값(T_S.P)을 보정한다.(S532,S533,S534 참조)In addition, if the current ingot diameter satisfies the set value (S.P), the current set value (S.P) is calculated as the target set value (T_S.P), and if not satisfied, the set value (S.P) calculated through the set value calculation ) to correct the target setting value (T_S.P). (Refer to S532, S533, and S534)

그런데, 잉곳의 내/외주 비율을 좌우하는 멜트 갭(M/G)이 변동되면, 잉곳의 O-band free 범위와 잉곳의 직경 산포에 영향을 미치게 되며, 이를 좌우하는 목표 인상속도(T_P/S)와 목표 설정값(T_S.P)이 변경되어야 한다.However, if the melt gap (M/G), which influences the inner/outer circumference ratio of the ingot, changes, it affects the O-band free range of the ingot and the diameter distribution of the ingot, and the target pulling speed (T_P/S) that influences this ) and target setting value (T_S.P) should be changed.

따라서, 목표 멜트 갭(T_M/G) 변화에 따른 목표 인상속도(P/S) 변동값(Tc)을 고려하여 인상속도 보정 연산을 통하여 목표 인상속도(T_P/S)를 2차 보정한다.(S525,S526,S515 참조)Therefore, the target pulling speed (T_P/S) is secondarily corrected through the pulling speed correction operation in consideration of the change value (Tc) of the target pulling speed (P/S) according to the change in the target melt gap (T_M/G). ( See S525,S526,S515)

또한, 목표 멜트 갭(T_M/G) 변화에 따른 잉곳의 직경 변동값(Dc)을 고려하여 직경 보정 연산을 통하여 목표 설정값(T_S.P)을 2차 보정하고, 현재 공정의 최종 목표 설정값(T_S.P)으로 산출한다.(S525,S527,S535,S536 참조)In addition, the target setting value (T_S.P) is secondarily corrected through diameter correction calculation in consideration of the diameter change value (Dc) of the ingot according to the change in the target melt gap (T_M/G), and the final target setting value of the current process It is calculated as (T_S.P). (Refer to S525, S527, S535, and S536)

물론, 잉곳의 직경에 따라 잉곳의 인상속도(P/S)가 변화하기 때문에 산출된 목표 설정값(T_S.P)을 고려하여 인상속도 보정 연산을 통하여 목표 인상속도(T_P/S)를 2차로 보정한다.(S536,S526,S515 참조)Of course, since the pulling speed (P/S) of the ingot changes according to the diameter of the ingot, the target pulling speed (T_P/S) is secondarily set through the pulling speed correction calculation in consideration of the calculated target setting value (T_S.P). Correct. (Refer to S536, S526, S515)

상기와 같이, 결정결함 실적데이터에 따라 목표 인상속도(T_P/S)를 보정하는 단계를 살펴보면, 이전 공정의 스코어링 점수와 내/외주 비율 및 잉곳의 직경을 반영하여 목표 인상속도(T_P/S)를 보정하고, 멜트 갭(M/G)에 따라 연동되는 잉곳의 인상속도(P/S)와 잉곳의 직경을 반영하여 목표 인상속도(T_P/S)를 추가적으로 보정한다.As described above, looking at the step of correcting the target pulling speed (T_P / S) according to the crystal defect performance data, the target pulling speed (T_P / S) by reflecting the scoring score of the previous process, the inner / outer circumference ratio, and the diameter of the ingot is corrected, and the target pulling speed (T_P/S) is additionally corrected by reflecting the pulling speed (P/S) of the ingot linked to the melt gap (M/G) and the diameter of the ingot.

따라서, 현재 공정이 진행될수록 목표 인상속도(T_P/S)가 보정되고, 현재의 인상속도(P/S)가 목표 인상속도(T_P/S)를 따라 제어된다.Therefore, as the current process progresses, the target pulling speed (T_P/S) is corrected, and the current pulling speed (P/S) is controlled according to the target pulling speed (T_P/S).

이때, 현재의 인상속도(P/S)가 스코어링 점수를 만족시키면, 현재의 인상속도(P/S)를 목표 인상속도(T_P/S)로 산출하고, 현재의 인상속도(P/S)를 그대로 유지한다.(S516,S517 참조)At this time, if the current pulling speed (P/S) satisfies the scoring score, the current pulling speed (P/S) is calculated as the target pulling speed (T_P/S), and the current pulling speed (P/S) Maintain as it is. (Refer to S516, S517)

하지만, 현재의 인상속도(P/S)가 스코어링 점수를 불만족시키면, 상기와 같은 과정을 반복하여 목표 인상속도(T_P/S)를 보정하는 단계를 거치게 된다.However, if the current pulling speed (P/S) does not satisfy the scoring score, the above process is repeated to correct the target pulling speed (T_P/S).

따라서, 이전 공정의 결정결함 실적데이터를 이용하여 잉곳의 O-band free 범위와 잉곳의 내/외주 밸런스 및 잉곳의 직경 산포를 각각 하나의 변수에 의해 구분하여 제어할 수 있으며, 각 요소들의 변경에 따른 영향을 상호 보완하여 결정결함을 정밀하게 제어할 수 있고, 신뢰성 있는 결정결함 실적데이터를 이용하여 현재 공정의 결정결함 제어 중 노이즈 발생을 최소화할 수 있다.Therefore, it is possible to classify and control the O-band free range of the ingot, the inner/outer circumference balance of the ingot, and the diameter distribution of the ingot by one variable, respectively, using the crystal defect performance data of the previous process. It is possible to precisely control the crystal defects by complementing each other, and minimize the generation of noise during the control of the crystal defects of the current process by using the reliable performance data of the crystal defects.

나아가, 산소농도 제어변수 보정량과 핫 존의 영향을 고려하여 이전 공정의 결정결함 실적데이터를 보정한 다음, 현재 공정에서 결정결함 제어에 반영함으로써, 결정 결함을 보다 정확하게 제어할 수 있다.Furthermore, crystal defects can be more accurately controlled by correcting the crystal defect performance data of the previous process in consideration of the correction amount of the oxygen concentration control variable and the influence of the hot zone, and then reflecting the crystal defect control in the current process.

110 : 챔버 120 : 도가니
130 : 히터 140 : 단열재
150 : 열차단부재 160 : 냉각관
170 : 직경 측정센서 200 : 제어장치
210 : 산소농도 제어부 220 : 산소농도 연산부
230 : 결정결함 제어부 240 : 결정결함 연산부110: chamber 120: crucible
130: heater 140: insulation
150: heat blocking member 160: cooling pipe
170: diameter measurement sensor 200: control device
210: Oxygen concentration control unit 220: Oxygen concentration calculation unit
230: Decision Fault Control Unit 240: Decision Fault Calculation Unit

Claims (31)

종자결정을 도가니에 담긴 실리콘 융액에 담그고, 상기 종자결정을 서서히 회전 및 인상함에 따라 단결정 잉곳을 성장시키는 잉곳 성장 제어장치에 있어서,
현재 잉곳 성장 공정에서 상기 잉곳의 반경 방향과 축 방향으로 산소 농도를 좌우하는 산소농도 제어변수를 제어하는 산소농도 제어부;
이전 잉곳 성장 공정에서 누적 저장된 산소농도 실적데이터를 반영하여 현재 잉곳 성장 공정에서 상기 산소농도 제어변수를 보정하는 산소농도 연산부;
현재 잉곳 성장 공정에서 상기 잉곳의 반경 방향과 축 방향으로 결정 결함을 좌우하는 결정결함 제어변수를 제어하는 결정결함 제어부; 및
이전 잉곳 성장 공정에서 누적 저장된 결정결함 실적데이터와 현재 잉곳 성장 공정에서 상기 산소농도 제어변수의 보정량을 반영하여 현재 잉곳 성장 공정에서 상기 결정결함 제어변수를 보정하는 결정결함 연산부;를 포함하는 잉곳 성장 제어장치.In the ingot growth control device for growing a single crystal ingot by immersing a seed crystal in a silicon melt contained in a crucible and slowly rotating and pulling the seed crystal,
An oxygen concentration control unit controlling an oxygen concentration control variable that influences the oxygen concentration in the radial and axial directions of the ingot in the current ingot growing process;
an oxygen concentration calculation unit correcting the oxygen concentration control variable in the current ingot growth process by reflecting the accumulated and stored oxygen concentration performance data in the previous ingot growth process;
a crystal defect control unit controlling a crystal defect control variable that influences crystal defects in radial and axial directions of the ingot in a current ingot growing process; and
Ingot growth control comprising a; crystal defect calculation unit correcting the crystal defect control variable in the current ingot growth process by reflecting the crystal defect performance data accumulated and stored in the previous ingot growth process and the amount of correction of the oxygen concentration control variable in the current ingot growth process. Device. 제1항에 있어서,
상기 산소농도 제어부는,
상기 도가니의 회전을 목표 도가니 회전수(T_C/R)로 제어하는 도가니 회전부와,
상기 실리콘 융액에 작용하는 자기장의 세기(MI)를 목표 자기장 세기(T_MI)로 제어하는 자기장 제어부와,
상기 종자결정의 회전을 목표 종자결정 회전수(T_S/R)로 제어하는 종자결정 구동부를 포함하는 잉곳 성장 제어장치.According to claim 1,
The oxygen concentration control unit,
A crucible rotation unit for controlling rotation of the crucible to a target number of rotations of the crucible (T_C/R);
A magnetic field controller for controlling the intensity (MI) of the magnetic field acting on the silicon melt to a target magnetic field intensity (T_MI);
Ingot growth control device including a seed crystal driving unit for controlling the rotation of the seed crystal to a target seed crystal rotation number (T_S / R). 제2항에 있어서,
상기 산소농도 연산부는,
이전에 5회의 잉곳 성장 시에 잉곳의 축 방향 길이별로 누적 저장된 산소농도 실적데이터를 입력받고,
상기 산소농도 실적데이터는, 상기 도가니의 회전수(C/R)와, 상기 자기장 세기(MI)와, 상기 종자결정의 회전수(S/R)를 포함하는 잉곳 성장 제어장치.According to claim 2,
The oxygen concentration calculation unit,
Receive the accumulated and stored oxygen concentration performance data for each axial length of the ingot during the five previous ingot growths,
The oxygen concentration performance data includes the number of revolutions (C / R) of the crucible, the strength of the magnetic field (MI), and the number of rotations (S / R) of the seed crystal. 제3항에 있어서,
상기 산소농도 연산부는,
이전에 누적 저장된 도가니 회전수(C/R)를 기준으로 잉곳의 축 방향 산소 농도 균일도를 만족하도록 목표 도가니 회전수(T_C/R)를 보정하는 도가니 회전수 비율 연산기와,
이전에 누적 저장된 자기장 세기(MI)를 기준으로 잉곳의 산소 농도 레벨을 만족하도록 목표 자기장 세기(T_MI)를 보정하는 자기장 연산기와,
이전에 누적 저장된 종자결정 회전(S/R)수를 기준으로 잉곳의 반경 방향 산소 농도 균일도를 만족하도록 목표 종자결정 회전수(T_S/R)를 보정하는 종자결정 회전수 비율 연산기를 포함하는 잉곳 성장 제어장치.According to claim 3,
The oxygen concentration calculation unit,
A crucible rotation speed ratio calculator for correcting a target crucible rotation number (T_C / R) to satisfy the uniformity of oxygen concentration in the axial direction of the ingot based on the previously accumulated and stored crucible rotation number (C / R);
A magnetic field calculator for correcting the target magnetic field intensity (T_MI) to satisfy the oxygen concentration level of the ingot based on the previously accumulated and stored magnetic field intensity (MI);
Ingot growth including a seed crystal rotation speed ratio calculator that corrects the target seed crystal rotation number (T_S / R) to satisfy the radial oxygen concentration uniformity of the ingot based on the previously accumulated number of seed crystal rotations (S / R) control device. 제4항에 있어서,
상기 자기장 연산기는,
핫 존(hot zone)의 사용 횟수에 따른 보정계수를 반영하여 목표 자기장 세기(T_MI)를 추가로 보정하는 잉곳 성장 제어장치.According to claim 4,
The magnetic field calculator,
Ingot growth control device for additionally correcting the target magnetic field strength (T_MI) by reflecting the correction coefficient according to the number of times of use of the hot zone. 제5항에 있어서,
상기 산소농도 연산부는,
상기 자기장 연산기에서 보정된 목표 자기장 세기(T_MI)를 반영하여 상기 도가니 회전수 비율 연산기에서 보정된 목표 도가니 회전수(T_C/R)를 추가로 보정하는 도가니 회전수 보정 연산기를 더 포함하는 잉곳 성장 제어장치.According to claim 5,
The oxygen concentration calculation unit,
Ingot growth control further comprising a crucible rotation speed correction calculator for additionally correcting the target crucible rotation number (T_C / R) corrected by the crucible rotation rate ratio calculator by reflecting the target magnetic field strength (T_MI) corrected by the magnetic field calculator Device. 제5항에 있어서,
상기 산소농도 연산부는,
상기 자기장 연산기에서 보정된 목표 자기장 세기(T_MI)를 반영하여 상기 종자결정 회전수 비율 연산기에서 보정된 목표 종자결정 회전수(T_S/R)를 추가로 보정하는 종자결정 회전수 보정 연산기를 더 포함하는 잉곳 성장 제어장치.According to claim 5,
The oxygen concentration calculation unit,
A seed crystal rotation speed correction calculator that further corrects the target seed crystal rotation number (T_S / R) corrected by the seed crystal rotation rate ratio calculator by reflecting the target magnetic field strength (T_MI) corrected by the magnetic field calculator Ingot growth controller. 제1항에 있어서,
상기 결정결함 제어부는,
상기 잉곳의 인상속도(P/S)를 목표 인상속도(T_P/S)에 따라 제어하는 인상속도 제어부와,
상기 실리콘 융액에서 인상되는 잉곳을 냉각시키는 열차단부재와 실리콘 융액 계면 사이의 간격인 멜트 갭(M/G)을 목표 멜트 갭(T_M/G)에 따라 제어하기 위하여 상기 도가니의 승강을 조절하는 도가니 승강부와,
상기 실리콘 융액 계면과 잉곳 사이에 형성되는 메니스커스의 밝기를 나타내는 설정값(S.P)을 목표 설정값(T_S.P)에 따라 제어하기 위하여 상기 잉곳의 직경을 조절하는 자동 직경 제어부를 포함하는 잉곳 성장 제어장치. According to claim 1,
The decision defect control unit,
A pulling speed controller for controlling the pulling speed (P/S) of the ingot according to a target pulling speed (T_P/S);
Crucible for controlling the elevation of the crucible to control the melt gap (M/G), which is the distance between the thermal barrier member for cooling the ingot pulled up from the silicon melt and the silicon melt interface, according to the target melt gap (T_M/G) lift and
Ingot including an automatic diameter control unit for adjusting the diameter of the ingot to control a set value (SP) representing the brightness of a meniscus formed between the silicon melt interface and the ingot according to a target set value (T_S.P) growth controller. 제8항에 있어서,
상기 결정결함 연산부는,
이전에 5회의 잉곳 성장 시에 잉곳의 축 방향 길이별로 누적 저장된 결정결함 실적데이터를 입력받고,
상기 결정결함 실적데이터는, 구리 헤이즈 평가법에 의한 잉곳의 스코어링 점수와, 구리 헤이즈 평가법에 의한 내/외주 비율과, 잉곳의 직경을 포함하는 잉곳 성장 제어장치.According to claim 8,
The crystal fault calculation unit,
Receive the accumulated and stored crystal defect performance data for each axial length of the ingot during the five previous ingot growths,
The crystal defect performance data includes the scoring score of the ingot according to the copper haze evaluation method, the inner / outer circumference ratio according to the copper haze evaluation method, and the diameter of the ingot. 제9항에 있어서,
상기 결정결함 연산부는,
이전에 누적 저장된 구리 헤이즈 평가법에 의한 잉곳의 스코어링 점수를 기준으로 O-band free 범위를 만족하도록 목표 인상속도(T_P/S)를 보정하는 스코어링 연산기와,
이전에 누적 저장된 구리 헤이즈 평가법에 의한 잉곳의 내/외주 비율을 기준으로 잉곳의 내/외주 밸런스를 만족하도록 목표 멜트 갭(T_M/G)을 보정하는 내/외주 비율 연산기와,
이전에 누적 저장된 잉곳의 직경을 기준으로 잉곳의 직경 산포를 만족하도록 목표 설정값(T_S.P)을 보정하는 설정값 연산기를 포함하는 잉곳 성장 제어장치.According to claim 9,
The crystal fault calculation unit,
A scoring calculator that corrects the target pulling speed (T_P/S) to satisfy the O-band free range based on the scoring score of the ingot by the previously accumulated copper haze evaluation method;
An inner/outer circumference ratio calculator for correcting a target melt gap (T_M/G) to satisfy the inner/outer circumference balance of the ingot based on the inner/outer circumference ratio of the ingot by the previously accumulated and stored copper haze evaluation method;
Ingot growth control device including a set value calculator for correcting the target set value (T_S.P) to satisfy the distribution of the diameter of the ingot based on the previously accumulated diameter of the ingot. 제10항에 있어서,
상기 결정결함 연산부는,
상기 내/외주 비율 연산기에서 산출된 목표 멜트 갭(T_M/G)에 따라 목표 인상속도(T_P/S)의 변화를 반영하여 목표 인상속도(T_P/S)를 추가로 보정하는 인상속도 보정 연산기를 더 포함하는 잉곳 성장 제어장치.According to claim 10,
The crystal fault calculation unit,
A pull-up speed correction calculator that additionally corrects the target pull-up speed (T_P/S) by reflecting the change in the target pull-up speed (T_P/S) according to the target melt gap (T_M/G) calculated by the inner/outer circumference ratio calculator Ingot growth control device further comprising. 제11항에 있어서,
상기 결정결함 연산부는,
상기 내/외주 비율 연산기에서 산출된 목표 멜트 갭(T_M/G)에 따라 직경의 변화를 반영하여 목표 설정값(T_S.P)을 추가로 보정하는 직경 보정 연산기를 더 포함하는 잉곳 성장 제어장치.According to claim 11,
The crystal fault calculation unit,
Ingot growth control device further comprising a diameter correction calculator for additionally correcting the target set value (T_S.P) by reflecting the change in diameter according to the target melt gap (T_M / G) calculated by the inner / outer circumference ratio calculator. 제12항에 있어서,
상기 인상속도 보정 연산기는,
상기 직경 보정 연산기에 의해 보정된 목표 설정값(T_S.P)을 반영하여 목표 인상속도(T_P/S)를 추가로 보정하는 잉곳 성장 제어장치.According to claim 12,
The pulling speed correction calculator,
Ingot growth control device for further correcting the target pulling speed (T_P / S) by reflecting the target setting value (T_S.P) corrected by the diameter correction calculator. 제1항 내지 제13항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 결정결함 연산부는,
핫 존(hot zone)의 사용 횟수에 따른 보정계수를 반영하여 결정결함 제어변수를 보정하는 잉곳 성장 제어장치.According to any one of claims 1 to 13,
The crystal fault calculation unit,
An ingot growth control device that corrects a crystal defect control variable by reflecting a correction coefficient according to the number of times of use of a hot zone. 제14항에 있어서,
상기 핫 존은,
상기 도가니를 감싸는 도가니 지지부와, 상기 도가니를 가열하는 히터와, 상기 실리콘 융액에서 인상되는 잉곳을 냉각시키는 열차단부재(nop)를 포함하고,
상기 결정결함 연산부는,
상기 핫 존의 사용 횟수에 따라 상기 핫 존의 물성치를 고려하여 보정계수를 산출하는 잉곳 성장 제어장치.According to claim 14,
The hot zone is
It includes a crucible support part surrounding the crucible, a heater for heating the crucible, and a heat blocking member (nop) for cooling the ingot pulled from the silicon melt,
The crystal fault calculation unit,
Ingot growth control device for calculating a correction coefficient in consideration of the physical properties of the hot zone according to the number of uses of the hot zone. 제15항에 있어서,
상기 결정결함 연산부는,
상기 핫 존의 저항(Resistance)과 열전도율(Thermal conductivity)을 상기 핫 존의 물성치로 반영하는 잉곳 성장 제어장치.According to claim 15,
The crystal fault calculation unit,
Ingot growth control device for reflecting the resistance and thermal conductivity of the hot zone as the physical properties of the hot zone. 종자결정을 도가니에 담긴 실리콘 융액에 담그고, 상기 종자결정을 서서히 회전 및 인상함에 따라 단결정 잉곳을 성장시키는 잉곳 성장 제어방법에 있어서,
이전 잉곳 성장 공정에서 잉곳 성장 공정 중 산소농도 실적데이터를 저장하고, 현재 잉곳 성장 공정에서 잉곳 성장 공정 중 산소 농도를 좌우하는 산소농도 제어변수를 제어하는 제1단계;
이전 잉곳 성장 공정에서 잉곳 성장 공정 중 결정결함 실적데이터를 저장하고, 현재 잉곳 성장 공정에서 잉곳 성장 공정 중 결정 결함을 좌우하는 결정결함 제어변수를 제어하는 제2단계;
이전 잉곳 성장 공정에서 상기 산소농도 실적데이터를 반영하여 현재 잉곳 성장 공정에서 상기 산소농도 제어변수를 보정하는 제3단계; 및
이전 잉곳 성장 공정에서 상기 결정결함 실적데이터와 현재 잉곳 성장 공정에서 상기 산소농도 제어변수의 보정량을 반영하여 현재 잉곳 성장 공정에서 상기 결정결함 제어변수를 보정하는 제4단계;를 포함하는 잉곳 성장 제어방법.In the ingot growth control method of growing a single crystal ingot by immersing a seed crystal in a silicon melt contained in a crucible and slowly rotating and pulling the seed crystal,
A first step of storing oxygen concentration performance data during the ingot growth process in the previous ingot growth process and controlling an oxygen concentration control variable that influences the oxygen concentration during the ingot growth process in the current ingot growth process;
A second step of storing crystal defect performance data during the ingot growth process in the previous ingot growth process and controlling crystal defect control variables that influence crystal defects during the ingot growth process in the current ingot growth process;
A third step of correcting the oxygen concentration control variable in the current ingot growth process by reflecting the oxygen concentration performance data in the previous ingot growth process; and
A fourth step of correcting the crystal defect control variable in the current ingot growth process by reflecting the correction amount of the oxygen concentration control variable in the current ingot growth process and the crystal defect performance data in the previous ingot growth process. . 제17항에 있어서,
상기 제1단계는,
이전에 5회의 잉곳 성장 시에 잉곳의 축 방향 길이별로 산소농도 실적데이터를 누적 저장하는 과정을 포함하고,
상기 산소농도 실적데이터는,
상기 도가니의 회전수(C/R)와, 상기 실리콘 융액에 작용하는 자기장의 세기(MI)와, 상기 종자결정 회전수(S/R)를 포함하는 잉곳 성장 제어방법.According to claim 17,
The first step is
Including the process of accumulating and storing the oxygen concentration performance data for each axial length of the ingot during the five previous ingot growths,
The oxygen concentration performance data,
Ingot growth control method comprising the rotation number (C / R) of the crucible, the strength (MI) of the magnetic field acting on the silicon melt, and the seed crystal rotation number (S / R). 제18항에 있어서,
상기 제1단계는,
현재의 잉곳 성장 공정이 진행되는 동안,
목표 도가니 회전수(T_C/R)에 따라 도가니의 회전을 제어하는 과정과,
목표 자기장 세기(T_MI)에 따라 실리콘 융액에 작용하는 자기장의 세기를 제어하는 과정과,
목표 종자결정 회전수(T_S/R)에 따라 종자결정의 회전을 제어하는 과정을 포함하는 잉곳 성장 제어방법.According to claim 18,
The first step is
During the current ingot growth process,
Controlling the rotation of the crucible according to the target number of rotations of the crucible (T_C / R);
A process of controlling the strength of the magnetic field acting on the silicon melt according to the target magnetic field strength (T_MI);
Ingot growth control method comprising the step of controlling the rotation of the seed crystal according to the target seed crystal rotation number (T_S / R). 제19항에 있어서,
상기 제3단계는,
이전에 누적 저장된 도가니 회전수(C/R)를 기준으로 잉곳의 축 방향 산소 농도 균일도를 만족하도록 목표 도가니 회전수(T_C/R)를 보정하는 제1과정과,
이전에 누적 저장된 자기장 세기(MI)를 기준으로 잉곳의 산소 농도 레벨을 만족하도록 목표 자기장 세기(T_MI)를 보정하는 제2과정과,
이전에 누적 저장된 종자결정 회전수(S/R)를 기준으로 잉곳의 반경 방향 산소 농도 균일도를 만족하도록 목표 종자결정 회전수(T_S/R)를 보정하는 제3과정을 포함하는 잉곳 성장 제어방법.According to claim 19,
The third step is
A first process of correcting the target crucible rotation number (T_C/R) to satisfy the uniformity of oxygen concentration in the axial direction of the ingot based on the previously accumulated and stored crucible rotation number (C/R);
A second process of correcting the target magnetic field intensity (T_MI) to satisfy the oxygen concentration level of the ingot based on the previously accumulated and stored magnetic field intensity (MI);
Ingot growth control method comprising a third process of correcting the target seed crystal rotation number (T_S / R) to satisfy the radial oxygen concentration uniformity of the ingot based on the previously accumulated and stored seed crystal rotation number (S / R). 제20항에 있어서,
상기 제3단계는,
핫 존(hot zone)의 사용 횟수에 따른 보정계수를 반영하여 목표 자기장 세기(T_MI)를 추가로 보정하는 제4과정을 포함하는 잉곳 성장 제어방법.According to claim 20,
The third step is
Ingot growth control method comprising a fourth process of additionally correcting the target magnetic field strength (T_MI) by reflecting the correction coefficient according to the number of times of use of the hot zone. 제21항에 있어서,
상기 제3단계는,
상기 제4과정에서 보정된 목표 자기장 세기(T_MI)를 반영하여 상기 제1과정에서 보정된 목표 도가니 회전수(T_C/R)를 추가로 보정하는 제5과정을 더 포함하는 잉곳 성장 제어방법.According to claim 21,
The third step is
Ingot growth control method further comprising a fifth process of further correcting the target crucible rotation number (T_C / R) corrected in the first process by reflecting the target magnetic field strength (T_MI) corrected in the fourth process. 제21항에 있어서,
상기 제3단계는,
상기 제4과정에서 보정된 목표 자기장 세기(T_MI)를 반영하여 상기 제3과정에서 보정된 목표 종자결정 회전수(T_S/R)를 추가로 보정하는 제6과정을 더 포함하는 잉곳 성장 제어방법.According to claim 21,
The third step is
Ingot growth control method further comprising a sixth process of further correcting the target seed crystal rotation number (T_S / R) corrected in the third process by reflecting the target magnetic field strength (T_MI) corrected in the fourth process. 제17항에 있어서,
상기 제2단계는,
이전에 5회의 잉곳 성장 시에 잉곳의 축 방향 길이별로 결정결함 실적데이터를 누적 저장하는 과정을 포함하고,
상기 결정결함 실적데이터는,
구리 헤이즈 평가법에 의한 잉곳의 스코어링 점수와, 구리 헤이즈 평가법에 의한 내/외주 비율과, 잉곳의 직경을 포함하는 잉곳 성장 제어방법.According to claim 17,
The second step is
Including the process of accumulating and storing the crystal defect performance data for each axial length of the ingot during the five previous ingot growths,
The crystal defect performance data,
An ingot growth control method comprising a scoring score of an ingot according to a copper haze evaluation method, an inner/outer circumferential ratio according to a copper haze evaluation method, and a diameter of the ingot. 제24항에 있어서,
상기 제2단계는,
현재의 잉곳 성장 공정이 진행되는 동안,
목표 인상속도(T_P/S)에 따라 잉곳의 인상을 제어하는 과정과,
목표 멜트 갭(T_M/G)에 따라 도가니의 승강을 제어하는 과정과,
메니스커스의 밝기를 나타내는 목표 설정값(T_S.P)에 따라 잉곳의 직경을 제어하는 과정을 포함하는 잉곳 성장 제어방법. According to claim 24,
The second step is
During the current ingot growth process,
A process of controlling the pulling of the ingot according to the target pulling speed (T_P / S);
Controlling the elevation of the crucible according to the target melt gap (T_M/G);
An ingot growth control method comprising the step of controlling the diameter of an ingot according to a target set value (T_S.P) representing brightness of a meniscus. 제25항에 있어서,
상기 제4단계는,
이전에 누적 저장된 구리 헤이즈 평가법에 의한 잉곳의 스코어링 점수를 기준으로 상기 산소농도 제어변수의 보정량을 반영하여 O-band free 범위를 만족하도록 목표 인상속도(T_P/S)를 보정하는 제1과정과,
이전에 누적 저장된 구리 헤이즈 평가법에 의한 잉곳의 내/외주 비율을 기준으로 상기 산소농도 제어변수의 보정량을 반영하여 잉곳의 내/외주 밸런스를 만족하도록 목표 멜트 갭(T_M/G)을 보정하는 제2과정과,
이전에 누적 저장된 잉곳의 직경을 기준으로 상기 산소농도 제어변수의 보정량을 반영하여 잉곳의 직경 산포를 만족하도록 목표 설정값(T_S.P)을 보정하는 제3과정을 포함하는 잉곳 성장 제어방법.According to claim 25,
In the fourth step,
A first process of correcting a target pulling speed (T_P/S) to satisfy the O-band free range by reflecting the correction amount of the oxygen concentration control variable based on the scoring score of the ingot by the previously cumulatively stored copper haze evaluation method;
Second correcting the target melt gap (T_M/G) to satisfy the inner/outer circumference balance of the ingot by reflecting the correction amount of the oxygen concentration control variable based on the inner/outer circumference ratio of the ingot by the previously accumulated and stored copper haze evaluation method process and
Ingot growth control method comprising a third process of correcting the target set value (T_S.P) to satisfy the distribution of the diameter of the ingot by reflecting the correction amount of the oxygen concentration control variable based on the previously accumulated diameter of the ingot. 제26항에 있어서,
상기 제4단계는,
상기 제2과정에서 산출된 목표 멜트 갭(T_M/G)에 따라 목표 인상속도(T_P/S)의 변화를 반영하여 상기 제1과정에서 보정된 목표 인상속도(T_P/S)를 추가로 보정하는 제4과정을 더 포함하는 잉곳 성장 제어방법.The method of claim 26,
In the fourth step,
Further correcting the target pulling speed (T_P / S) corrected in the first process by reflecting the change in the target pulling speed (T_P / S) according to the target melt gap (T_M / G) calculated in the second process Ingot growth control method further comprising a fourth process. 제27항에 있어서,
상기 제4단계는,
상기 제2과정에서 산출된 목표 멜트 갭(T_M/G)에 따라 직경의 변화를 반영하여 상기 제3과정에서 보정된 목표 설정값(T_S.P)을 추가로 보정하는 제5과정을 더 포함하는 잉곳 성장 제어방법.The method of claim 27,
In the fourth step,
A fifth process of additionally correcting the target set value (T_S.P) corrected in the third process by reflecting the change in diameter according to the target melt gap (T_M/G) calculated in the second process. Further comprising Ingot growth control method. 제28항에 있어서,
상기 제4단계는,
상기 제5과정에서 보정된 목표 설정값(T_S.P)을 반영하여 상기 제4과정에서 보정된 목표 인상속도(T_P/S)를 추가로 보정하는 제6과정을 더 포함하는 잉곳 성장 제어방법.According to claim 28,
In the fourth step,
Ingot growth control method further comprising a sixth process of further correcting the target pulling speed (T_P / S) corrected in the fourth process by reflecting the target setting value (T_S.P) corrected in the fifth process. 제17항 내지 제29항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 제4단계는,
핫 존(hot zone)의 사용 횟수에 따른 보정계수를 반영하여 결정결함 제어변수를 보정하는 과정을 더 포함하는 잉곳 성장 제어방법.The method of any one of claims 17 to 29,
In the fourth step,
Ingot growth control method further comprising the step of correcting the crystal defect control variable by reflecting the correction coefficient according to the number of times of use of the hot zone. 제30항에 있어서,
상기 핫 존의 보정계수는,
상기 핫 존의 저항(Resistance)과 열전도율(Thermal conductivity)이 사용 횟수에 따라 가변되는 것을 반영하는 잉곳 성장 제어방법.

31. The method of claim 30,
The correction coefficient of the hot zone is,
Ingot growth control method reflecting that the resistance and thermal conductivity of the hot zone are varied according to the number of uses.
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