KR20120116614A - 단결정 잉곳 성장장치 및 잉곳 성장장치에서의 가스분사방법 - Google Patents

단결정 잉곳 성장장치 및 잉곳 성장장치에서의 가스분사방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 산화물의 증착을 방지하기 위한 단결정 잉곳 성장장치 및 잉곳 성장장치에서의 가스분사방법에 관한 것이다. 상기 단결정 잉곳 성장장치는, 몸체를 형성하는 바디 챔버와, 상기 바디 챔버의 상단에서 덮개부를 형성하는 돔 챔버로 이루어지는 메인 챔버; 상기 돔 챔버와 연결되어, 성장된 잉곳이 인상되는 풀 챔버; 상기 메인 챔버 내에 설치되어 실리콘 융액을 수용하기 위한 도가니; 상기 도가니를 가열하는 발열체; 상기 도가니로부터의 열이 상기 도가니 상단으로 전달되는 것을 방지하는 열차폐체; 상기 풀 챔버의 상방에서 하방으로 불활성가스를 분사하는 제1 가스분사수단; 상기 돔 챔버에 인접하게 배치되어 상기 메인 챔버의 하방으로 불활성가스를 분사하는 제2 가스분사수단; 상기 돔 챔버에 인접하게 배치되는 제2 압력계; 상기 제2 압력계의 검출값에 따라 상기 제2 가스분사수단으로 공급되는 불활성가스의 양을 조절하는 유량조절부; 를 포함하는 것을 특징으로 한다.
이러한 구성에 따르면, 단결정 잉곳 성장장치 내부에 산화물의 증착을 방지할 수 있는 단결정 잉곳 성장장치 및 잉곳 성장장치에서의 가스분사방법을 제공할 수 있다.

Description

단결정 잉곳 성장장치 및 잉곳 성장장치에서의 가스분사방법{Apparatus for growing single crystal ingot and method for spraying gas in ingot growing apparatus}
본 발명은 산화물의 증착을 방지하기 위한 단결정 잉곳 성장장치 및 잉곳 성장장치에서의 가스분사방법에 관한 것이다.
반도체 소자 제조용 재료로서 광범위하게 사용되고 있는 웨이퍼는 단결정 실리콘 박판을 지칭한다. 이러한 웨이퍼(wafer)는, 단결정 실리콘 잉곳(ingot)을 웨이퍼 형태로 얇게 절단하는 슬라이싱 공정, 원하는 웨이퍼의 두께로 연마하면서 평탄도를 개선하는 래핑 공정(lapping), 웨이퍼 내부의 손상(damage)층 제거를 위한 식각 공정(etching), 표면 경면화 및 평탄도를 향상시키기 위한 폴리싱 공정(polishing), 웨이퍼 표면의 오염물질을 제거하기 위한 세정 공정(cleaning) 등의 단계를 거쳐 웨이퍼로 생산된다.
여기서, 상기 단결정 실리콘 잉곳은 일반적으로 쵸크랄스키법(Czochralski method)에 따라 성장되어 제조된다. 이 방법은 챔버 내의 도가니에서 다결정 실리콘을 용융시키고, 용융된 실리콘에 단결정인 종자 결정(seed crystal)을 담근 후, 이를 서서히 상승시키면서 원하는 지름의 실리콘 단결정 잉곳으로 성장시키는 방법이다.
도 1은 종래의 쵸크랄스키법에 의해 단결정 잉곳을 성장시키는 단결정 잉곳 성장장치를 도시하는 단면도이다.
단결정 잉곳 성장장치(1)는, 원통으로 형성되는 챔버(2), 이러한 챔버(2) 내부에 설치되어 실리콘 융액(S)이 수용되는 도가니(3), 이러한 도가니(3)를 가열하는 발열체(4), 성장된 단결정 잉곳(I)을 냉각시키기 위한 냉각수가 순환되는 수냉관(5), 도가니(3)로 전달되는 열이 챔버(2) 외부로 방출되는 것을 차단하는 단열재(6) 및 실리콘 융액(S)에서 수냉관(5) 측으로 전달되는 열을 차단하는 열차폐체(7) 등을 포함한다.
이러한 단결정 잉곳 성장장치(1)에서, 종자 결정은 도가니(3) 내의 실리콘 융액(S)과 접촉된 상태에서, 서서히 끌어 올려짐으로써 단결정 잉곳(I)으로 성장된다.
단결정 잉곳 성장장치(1)에서는 실리콘 융액(S)의 오염을 방지하기 위해 실리콘(Si)을 포함하는 석영(SiO2) 도가니(3)를 사용한다. 도가니(3)의 실리콘 융액(S) 접촉면에서는 고열에 의해 도가니(3)로부터 산소가 용해되어 도가니(3)의 벽을 타고 융액 표면으로 이동하게 된다. 그리고 발생한 산소는 대부분이 실리콘 융액(S)의 표면에서 증발된다. 실리콘 융액(S) 표면으로부터 증발하는 산소는 챔버(2) 내부로 주입되는 아르곤(Ar) 등의 불활성 기체와 같은 경로를 이동하게 된다. 즉, 챔버(2)의 상부에서 주입되는 아르곤 등의 불활성 기체는 실리콘 융액(S) 표면에서 발생하는 SiO2 기체를 포함하여 열차폐체(7)의 외측면과 발열체(4) 사이의 공간을 지나 하부로 배출된다.
그러나, 실리콘 융액(S) 표면에서 발생하는 SiO2 기체의 대부분은 챔버(2)의 상부에서 주입되는 아르곤과 함께 배출되나, 일부의 산화물은 유동이 원활하지 못한 부분에 증착된다.
도 2는 종래의 단결정 잉곳 성장장치에서 산화물이 증착되는 과정을 설명하는 도면이다.
챔버(2)의 상부에서는 아르곤 등의 불활성 기체가 주입되고, 실리콘 융액(S) 표면에서는 SiO2 기체가 발생하고 있어, 도가니(3) 상부는 압력이 높은 부분이 된다. 이에 반해, 열차폐체(7) 위의 챔버(2) 상단 부분(P)은 도가니(3) 상부에 비해 상대적으로 압력이 낮아서, 실리콘 융액(S) 표면에서 발생된 산화물은 수냉관(5)과 열차폐체(7) 사이를 지나 챔버(2) 상단 부분(P)으로 유동되어, 챔버(2) 상단 부분(P)에 증착이 잘 일어난다.
증착된 산화물 또는 불순물은 공정 진행 중에 벗겨져서 실리콘 융액(S) 내로 유입될 수 있다. 이러한 산화물 또는 불순물은 오염원으로 되어 단결정 잉곳 성장장치(1)에서 성장되는 단결정 잉곳(I)의 품질을 저하시키게 된다.
따라서, 본 발명은 상기 사정을 감안하여 발명한 것으로, 단결정 잉곳 성장장치 내부에 산화물의 증착을 방지할 수 있는 단결정 잉곳 성장장치 및 잉곳 성장장치에서의 가스분사방법을 제공하고자 함에 목적이 있다.
전술한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 일 측면에 의하면, 단결정 잉곳 성장장치는, 몸체를 형성하는 바디 챔버와, 상기 바디 챔버의 상단에서 덮개부를 형성하는 돔 챔버로 이루어지는 메인 챔버; 상기 돔 챔버와 연결되어, 성장된 잉곳이 인상되는 풀 챔버; 상기 메인 챔버 내에 설치되어 실리콘 융액을 수용하기 위한 도가니; 상기 도가니를 가열하는 발열체; 상기 도가니로부터의 열이 상기 도가니 상단으로 전달되는 것을 방지하는 열차폐체; 상기 풀 챔버의 상방에서 하방으로 불활성가스를 분사하는 제1 가스분사수단; 상기 돔 챔버에 인접하게 배치되어 상기 메인 챔버의 하방으로 불활성가스를 분사하는 제2 가스분사수단; 상기 돔 챔버에 인접하게 배치되는 제2 압력계; 상기 제2 압력계의 검출값에 따라 상기 제2 가스분사수단으로 공급되는 불활성가스의 양을 조절하는 유량조절부; 를 포함하는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 풀 챔버에 배치되는 제1 압력계; 를 더 포함하고, 상기 유량조절부는 상기 제1 압력계 및 상기 제2 압력계의 검출값에 기초하여 상기 제1 가스분사수단 및 상기 제2 가스분사수단으로 공급되는 불활성가스의 양을 조절하는 것을 특징으로 한다.
또한, 성장되는 잉곳을 둘러싸도록 배치된 수냉관; 를 더 포함하고, 상기 제1 가스분사수단은 상기 수냉관의 내측으로 불활성가스를 분사하는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 수냉관은 상기 풀 챔버에서 상기 돔 챔버 쪽으로 연장되고, 상기 제2 가스분사수단은 상기 수냉관과 상기 열차폐체 사이의 통로를 통해 불활성가스를 분사하는 것을 특징으로 한다.
전술한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 다른 측면에 의하면, 바디 챔버 및 상기 바디 챔버의 상단에서 덮개부를 형성하는 돔 챔버로 이루어지는 메인 챔버와, 상기 돔 챔버와 연결되어 성장된 잉곳이 인상되는 풀 챔버를 포함하는 잉곳 성장장치에서의 가스분사방법은, 제1 가스분사수단에 의해 상기 풀 챔버의 상방에서 하방으로 불활성가스를 분사하는 단계; 상기 돔 챔버에 인접하여 배치된 제2 가스분사수단에 의해 상기 메인 챔버의 하방으로 불활성가스를 분사하는 단계; 상기 돔 챔버에 인접하여 배치된 제2 압력계에 의해 압력을 측정하는 단계; 상기 제2 압력계의 측정값에 기초하여 상기 제2 가스분사수단으로 공급되는 불활성가스의 양을 조절하는 단계; 를 포함하는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 풀 챔버에 배치된 제1 압력계에 의해 압력을 측정하는 단계; 상기 제1 압력계 및 상기 제2 압력계의 검출값에 기초하여 상기 제1 가스분사수단 및 상기 제2 가스분사수단으로 공급되는 불활성가스의 양을 조절하는 단계; 를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 제2 압력계의 검출값이 상기 제1 압력계의 검출값보다 높도록 상기 제1 가스분사수단 및 상기 제2 가스분사수단으로 공급되는 불활성가스의 양을 조절하는 단계; 를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 따르면, 단결정 잉곳 성장장치 내부에 산화물의 증착을 방지할 수 있는 단결정 잉곳 성장장치 및 잉곳 성장장치에서의 가스분사방법을 제공할 수 있다.
도 1은 종래의 쵸크랄스키법에 의해 단결정 잉곳을 성장시키는 단결정 잉곳 성장장치를 도시하는 단면도이다.
도 2는 종래의 단결정 잉곳 성장장치에서 산화물이 증착되는 과정을 설명하는 도면이다.
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 단결정 잉곳 성장장치를 도시하는 단면도이다.
도 4는 도 3의 단결정 잉곳 성장장치에서 불활성가스의 흐름을 설명하는 도면이다.
도 5는 본 발명의 다른 실시예에 따른 단결정 잉곳 성장장치를 도시하는 단면도이다.
도 6은 본 발명의 단결정 잉곳 성장장치에 설치되는 제2 가스분사수단의 실시예를 도시하는 도면이다.
이하 첨부한 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예에 대한 구성 및 작용을 상세히 설명하면 다음과 같다. 여기서 각 도면의 구성요소들에 대해 참조부호를 부가함에 있어서 동일한 구성요소들에 한해서는 비록 다른 도면상에 표시되더라도 가능한 한 동일한 부호로 표기되었음에 유의하여야 한다.
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 단결정 잉곳 성장장치를 도시하는 단면도이다. 도 4는 도 3의 단결정 잉곳 성장장치에서 불활성가스의 흐름을 설명하는 도면이다.
단결정 잉곳 성장장치(100)는 메인 챔버(110), 풀 챔버(120), 도가니(130), 발열체(135), 수냉관(140), 열차폐체(150), 제1 가스분사수단(170), 제2 가스분사수단(180), 제2 압력계(181), 유량조절부(190)를 포함한다.
상기 메인 챔버(110)는 몸체를 형성하는 바디 챔버(112)와, 상기 바디 챔버(112)의 상단에서 덮개부를 형성하는 돔 챔버(111)로 이루어진다. 도 3에서, 점선으로 표시되는 부분까지를 메인 챔버(110)로 정의하기로 한다.
메인 챔버(110)는 다결정 실리콘을 실리콘 단결정 잉곳(I)으로 성장시키기 위한 환경을 제공하는 곳으로, 원통형으로 형성되어 내부에는 수용공간을 갖는다.
풀 챔버(120)는 돔 챔버(111)와 연결되어, 성장된 잉곳(I)을 인상할 수 있는 공간을 제공한다. 풀 챔버(120)의 직경은 메인 챔버(110)의 직경보다 줄어든다.
도가니(130)는 메인 챔버(110) 내에 설치되며, 실리콘 융액(S)이 수용되는 곳이다. 이러한 도가니(130)의 외주면은 흑연으로 형성된 도가니 지지대(131)에 의해 지지된다. 도가니 지지대(131)의 하부에는 축이 형성되어, 지지된 도가니(130)를 회전시킨다. 이로 인해, 도가니(130)에 수용된 실리콘 융액(S)이 균일한 밀도를 유지한다.
발열체(135)는 도가니(130)의 외주면과 소정간격 이격되도록 메인 챔버(110) 내에 설치되어, 도가니(130)를 가열한다. 발열체(135)는 도가니 지지대(131)와 마찬가지로 열전도성 및 내열성이 우수하고 열팽창율이 낮아 열에 의해 쉽게 변형되지 않으며 열충격에 강한 흑연으로 형성되는 것이 바람직하다. 이러한 흑연 재질의 도가니 지지대(131)와 발열체(135)에 의해, 도가니(130)의 가열성이 보다 우수해진다.
발열체(135)에 의해 도가니(130)가 가열됨으로써, 도가니(130)의 내에 수용되었던 고순도의 다결정 실리콘 덩어리가 실리콘 융액(S)으로 용융된다. 즉, 도가니(130)에 수용되는 실리콘 융액(S)의 초기상태는 다결정 실리콘 덩어리로서, 발열체(135)의 가열에 의해 다결정 실리콘 덩어리가 실리콘 융액(S)으로 형상이 변형된다.
단결정 잉곳(I)을 성장시키기 위한 종자 결정은 풀 챔버(120)를 통해 메인 챔버(110) 내부로 진입한다. 이러한 종자 결정은 도가니(130) 내의 용융된 실리콘에 담그진 상태에서 성장된다. 도가니(130)가 회전하는 동안, 종자 결정은 실리콘 융액(S)과 접촉된 상태에서 위로 끌어 당겨지면서 단결정 잉곳(I)으로 성장된다. 성장된 단결정 잉곳(I)은 풀 챔버(120)를 통해 인상되어 외부로 배출될 수 있다.
단결정 잉곳(I)의 성장속도는 적절하게 유지되는 것이 중요한데, 이를 위해 성장되는 단결정 잉곳(I)의 주위에는 냉각수가 순환되는 수냉관(140)이 위치된다.
수냉관(140)은 실리콘 융액(S)으로부터 성장되는 단결정 잉곳(I)을 냉각시키기 위한 것으로, 단결정 잉곳(I)의 외주면을 감싸도록 풀 챔버(120)에서 돔 챔버(111) 쪽으로 연장된다. 단결정 잉곳(I)은 수냉관(140) 내에서 순환되는 냉각수에 의해 냉각되어, 성장속도가 적절하게 조절된다. 수냉관(140)의 외부는 금속 재질, 바람직하게는 스테인레스 스틸(stainless steel)로 형성된다.
열차폐체(150)는 수냉관(140)의 하부에서 도가니(130)에 수용된 실리콘 융액(S)의 상면으로 연장되어, 도가니(130)로부터의 열이 도가니(130) 상부, 특히 수냉관(140)으로 전달되는 것을 차단한다.
단열재(160)는 발열체(135)와 메인 챔버(110)의 내벽 사이에 설치되어, 발열체(135)의 열이 메인 챔버(110)의 내벽 측으로 발산되어 외부로 누출되는 것을 차단한다. 또한, 단열재(160)는 발열체(135)의 외부 열이 도가니(130)로 유입되는 것을 차단한다.
단결정 잉곳(I)의 성장과정 전체에 걸쳐, 실리콘의 용융과정에서 발생한 불순물이나 성장과정에서 발생하는 산화물을 메인 챔버(110) 하부를 통해 외부로 배출하기 위해 제1 가스분사수단(170)이 마련된다. 제1 가스분사수단(170)은 풀 챔버(120)의 상방에서 하방으로 불활성가스를 분사한다. 이러한 불활성가스는 아르곤(Ar)일 수 있다.
실리콘 융액(S)의 표면에서 발생하는 산소에 의한 SiO2 등의 기상의 산화물 또는 불순물들(이하, 산화물)은 불활성기체와 함께 열차폐체(150)의 외측면과 발열체(135) 사이의 공간을 지나 메인 챔버(110) 외부로 배출된다.
열차폐체(150)와 수냉관(140) 사이의 공간은 다소 격리되어 있어, 이 공간은 다른 부분에 비해 압력이 낮게 유지되는 부분이다. 따라서, 다른 부분과의 압력차에 의해 실리콘 융액(S)의 표면에서 발생하는 산화물은 열차폐체(150)와 수냉관(140) 사이를 통과하면서 메인 챔버(110)의 내벽 또는 다른 구성요소의 표면에 쉽게 증착이 일어난다. 한번 증착이 일어난 부위는 단결정 잉곳 성장장치(100)의 사용회수가 증가할수록 산화물의 증착량이 급속도로 증가하게 된다. 증착된 산화물은 공정 진행 중에 벗겨져서 실리콘 융액(S) 내로 유입될 수 있고, 이러한 산화물은 오염원으로 되어 단결정 잉곳 성장장치(100)에서 성장되는 단결정 잉곳(I)의 품질을 저하시키게 된다.
이러한 산화물의 증착을 방지하기 위해, 본 실시예에서는 제1 가스분사수단(170)과 별도로 돔 챔버(111)에 인접하게 배치된 제2 가스분사수단(180)을 더 포함한다. 제2 가스분사수단(180)은 메인 챔버(110)의 하방으로 불활성가스를 분사한다. 이러한 불활성가스는 아르곤(Ar)일 수 있다.
제2 가스분사수단(180)은 돔 챔버(111)를 따라서 설치되거나, 돔 챔버(111)와 바디 챔버(112)의 경계부분에 설치될 수 있다. 또한, 제2 가스분사수단(180)은 복수 개로 설치될 수도 있다.
한편, 제2 가스분사수단(180)이 설치되는 돔 챔버(111)에 인접한 부분은 다른 부분에 비해 압력이 낮게 유지될 수 있는 부분으로, 이 부분의 압력값은 제2 가스분사수단(180)에 의해 분사되는 불활성가스의 양을 결정할 수 있는 중요한 정보가 된다.
따라서, 본 실시예에서는 제2 가스분사수단(180)이 설치되는 돔 챔버(111)에 인접한 부분에 제2 압력계(181)를 설치한다. 제2 압력계(181)에 의해 검출된 압력은 유량조절부(190)로 보내지고, 유량조절부(190)는 검출된 압력에 따라 제2 가스분사수단(180)으로 공급되는 불활성가스의 양을 조절한다. 검출된 압력값이 높으면, 제2 가스분사수단(180)으로 불활성가스가 공급되지 않거나 적게 공급된다. 검출된 압력값이 낮으면, 제2 가스분사수단(180)으로 공급되는 불활성가스의 양을 증가시킨다.
또한, 제2 가스분사수단(180)에는 유량조절부(190)와 연결된 밸브(182)가 설치된다. 이러한 밸브(182)는 수동 밸브 또는 자동 밸브로 구성되어, 제2 가스분사수단(180)으로 공급되는 불활성가스의 양을 수동 또는 자동으로 조절한다.
도 4에서 화살표로 도시된 바와 같이, 제2 가스분사수단(180)에서 분사되는 불활성가스는 실리콘 융액(S)의 표면에서 발생하는 산화물들이 도가니(130) 위로 올라올 수 없도록 한다. 제2 가스분사수단(180)에서 분사되는 불활성가스는 제1 가스분사수단(170)에서 분사되는 불활성가스와 함께 열차폐체(150)의 외측면과 발열체(135) 사이의 공간을 지나 메인 챔버(110) 외부로 배출될 수 있다.
상술한 바와 같이, 제2 압력계(181)는 돔 챔버(111)에 인접하는 부분의 압력을 측정하고, 유량조절부(190)는 측정된 압력에 따라 제2 가스분사수단(180)으로 공급되는 불활성가스의 양을 조절한다. 따라서, 제2 가스분사수단(180)에 의해 분사되는 불활성가스에 의해 단결정 잉곳(I)을 성장시키는 동안 발생되는 산화물들이 돔 챔버(111) 주위의 부품들에 증착되는 것을 방지할 수 있다. 그에 따라, 돔 챔버(111) 주위의 부품들에 증착된 산화물들에 의한 실리콘 융액(S)의 오염을 방지하여, 단결정 잉곳 성장장치(100)에서 성장되는 단결정 잉곳(I)의 품질을 향상시킬 수 있다.
도 5는 본 발명의 다른 실시예에 따른 단결정 잉곳 성장장치를 도시하는 단면도이다. 도 3에 도시된 실시예와 동일한 부분에 대해서는 동일 부호로 처리하며, 중복 설명은 생략하기로 한다.
본 실시예의 단결정 잉곳 성장장치(200)는 풀 챔버(120)에 배치되는 제1 압력계(171)를 더 포함한다. 제1 압력계(171)는 점선으로 표시되는 부분과 같이 돔 챔버(111) 및 수냉관(140)에 인접하여 설치되는 것이 바람직하다.
제1 압력계(171) 및 제2 압력계(181)에 의해 검출된 검출값은 유량조절부(190)로 보내진다.
제1 압력계(171) 주위의 압력은 제1 가스분사수단(170)에 의해 메인 챔버(110)로 공급되는 불활성가스에 의한 압력을 나타내고, 제2 압력계(181) 주위의 압력은 돔 챔버(111)에 인접한 부분의 압력을 나타낸다.
예를 들어, 제1 압력계(171) 주위의 압력이 제2 압력계(181) 주위의 압력보다 높을 경우, 수냉관(140)과 열차폐체(150) 사이의 통로를 통해 가스의 역류가 발생되어 산화물이 증착될 수 있다.
본 실시예에서는 제1 압력계(171) 및 제2 압력계(181) 주위의 압력을 측정하고, 제1 압력계(171) 및 제2 압력계(181)에 의해 검출된 압력에 따라 제1 가스분사수단(170) 또는 제2 가스분사수단(180)으로 공급되는 불활성가스의 양을 조절한다.
예를 들어, 유량조절부(190)는 제1 압력계(171) 및 제2 압력계(181)에 의해 검출된 압력의 차를 확인하고, 이러한 압력차에 따라 제2 가스분사수단(180)으로 공급될 불활성가스의 양을 결정한다. 유량조절부(190)는 압력차가 클 경우에는 제2 가스분사수단(180)으로 더 많은 양의 불활성가스를 공급하고, 압력차가 적을 경우에는 제2 가스분사수단(180)으로 공급되는 불활성가스의 양을 줄이게 된다.
또한, 유량조절부(190)는 제1 가스분사수단(170)으로 공급되는 불활성가스의 양을 조절할 수도 있다. 제1 가스분사수단(170)에는 유량조절부(190)와 연결된 밸브(172)가 설치되어, 제1 가스분사수단(170)으로 공급되는 불활성가스의 양을 수동 또는 자동으로 조절할 수 있다.
본 실시예에서는 제1 압력계(171) 및 제2 압력계(181)에 의해 압력을 검출하고, 그 결과에 따라 유량조절부(190)에 의해 제1 가스분사수단(170) 또는 제2 가스분사수단(180)로 공급되는 불활성가스의 양을 조절하므로, 메인 챔버(110) 내에 산화물이 증착되는 것을 더욱 효과적으로 방지할 수 있다.
도 6은 본 발명의 단결정 잉곳 성장장치에 설치되는 제2 가스분사수단의 실시예를 도시하는 도면이다. 도면의 명확화를 위해 일부 구성요소는 생략하여 도시하였다.
제2 가스분사수단(180)은 예를 들어, 링 형상을 가질 수 있고, 이러한 링을 따라 다수의 가스분사구가 설치된다. 가스분사구는 메인 챔버(110)을 중앙을 향해 약간 경사지게 설치될 수 있다. 제2 가스분사수단(180)은 밸브(182)를 통해 유량조절부(190)와 연결되어 있다.
제2 가스분사수단(180)으로부터 분사되는 불활성가스는 수냉관(140)과 열차폐체(150) 사이의 통로를 통해 메인 챔버(110)의 하향으로 분사될 수 있다.
본 발명은 상기 실시예에 한정되지 않고 본 발명의 기술적 요지를 벗어나지 아니하는 범위 내에서 다양하게 수정 또는 변형되어 실시될 수 있음은 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 있어서 자명한 것이다.
100 : 단결정 잉곳 성장장치
110 : 메인 챔버
111 : 돔 챔버
112 : 바디 챔버
120 : 풀 챔버
130 : 도가니
131 : 도가니 지지대
135 : 발열체
140 : 수냉관
150 : 열차폐체
160 : 단열재
170 : 제1 가스분사수단
171 : 제1 압력계
172 : 밸브
180 : 제2 가스분사수단
181 : 제2 압력계
182 : 밸브
190 : 유량조절부
I : 단결정 잉곳
S : 실리콘 융액

Claims (8)

  1. 단결정 잉곳 성장장치에 있어서,
    몸체를 형성하는 바디 챔버와, 상기 바디 챔버의 상단에서 덮개부를 형성하는 돔 챔버로 이루어지는 메인 챔버;
    상기 돔 챔버와 연결되어, 성장된 잉곳이 인상되는 풀 챔버;
    상기 메인 챔버 내에 설치되어 실리콘 융액을 수용하기 위한 도가니;
    상기 도가니를 가열하는 발열체;
    상기 도가니로부터의 열이 상기 도가니 상단으로 전달되는 것을 방지하는 열차폐체;
    상기 풀 챔버의 상방에서 하방으로 불활성가스를 분사하는 제1 가스분사수단;
    상기 돔 챔버에 인접하게 배치되어 상기 메인 챔버의 하방으로 불활성가스를 분사하는 제2 가스분사수단;
    상기 돔 챔버에 인접하게 배치되는 제2 압력계;
    상기 제2 압력계의 검출값에 따라 상기 제2 가스분사수단으로 공급되는 불활성가스의 양을 조절하는 유량조절부;
    를 포함하는 것을 특징으로 하는 단결정 잉곳 성장장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 풀 챔버에 배치되는 제1 압력계;
    를 더 포함하고,
    상기 유량조절부는 상기 제1 압력계 및 상기 제2 압력계의 검출값에 기초하여 상기 제1 가스분사수단 및 상기 제2 가스분사수단으로 공급되는 불활성가스의 양을 조절하는 것을 특징으로 하는 단결정 잉곳 성장장치.
  3. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    성장되는 잉곳을 둘러싸도록 배치된 수냉관;
    를 더 포함하고,
    상기 제1 가스분사수단은 상기 수냉관의 내측으로 불활성가스를 분사하는 것을 특징으로 하는 단결정 잉곳 성장장치.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 수냉관은 상기 풀 챔버에서 상기 돔 챔버 쪽으로 연장되고,
    상기 제2 가스분사수단은 상기 수냉관과 상기 열차폐체 사이의 통로를 통해 불활성가스를 분사하는 것을 특징으로 하는 단결정 잉곳 성장장치.
  5. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    상기 불활성가스는 아르곤인 것을 특징으로 하는 단결정 잉곳 성장장치.
  6. 바디 챔버 및 상기 바디 챔버의 상단에서 덮개부를 형성하는 돔 챔버로 이루어지는 메인 챔버와, 상기 돔 챔버와 연결되어 성장된 잉곳이 인상되는 풀 챔버를 포함하는 잉곳 성장장치에서의 가스분사방법에 있어서,
    제1 가스분사수단에 의해 상기 풀 챔버의 상방에서 하방으로 불활성가스를 분사하는 단계;
    상기 돔 챔버에 인접하여 배치된 제2 가스분사수단에 의해 상기 메인 챔버의 하방으로 불활성가스를 분사하는 단계;
    상기 돔 챔버에 인접하여 배치된 제2 압력계에 의해 압력을 측정하는 단계;
    상기 제2 압력계의 측정값에 기초하여 상기 제2 가스분사수단으로 공급되는 불활성가스의 양을 조절하는 단계;
    를 포함하는 것을 특징으로 하는 잉곳 성장장치에서의 가스분사방법.
  7. 제6항에 있어서,
    상기 풀 챔버에 배치된 제1 압력계에 의해 압력을 측정하는 단계;
    상기 제1 압력계 및 상기 제2 압력계의 검출값에 기초하여 상기 제1 가스분사수단 및 상기 제2 가스분사수단으로 공급되는 불활성가스의 양을 조절하는 단계;
    를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 잉곳 성장장치에서의 가스분사방법.
  8. 제7항에 있어서,
    상기 제2 압력계의 검출값이 상기 제1 압력계의 검출값보다 높도록 상기 제1 가스분사수단 및 상기 제2 가스분사수단으로 공급되는 불활성가스의 양을 조절하는 단계;
    를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 잉곳 성장장치에서의 가스분사방법.
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