KR20130027880A - Device for manufacturing crystal - Google Patents

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Abstract

PURPOSE: An apparatus for manufacturing a single crystal is provided to constantly maintain a melt gap between a silicon melt and a radiator by controlling a rise speed of a crucible based on a contact between a detection pin and the silicon melt. CONSTITUTION: A growth chamber(10) includes an entrance(11) to input and output an ingot. A crucible(20) is installed in the growth chamber and receives a silicon melt(S). A radiator(31) is mounted on the upper side of the silicon melt. A lifting device(22) is mounted on the lower side of a crucible support stand and vertically moves the crucible. A detecting device generates a detection signal by detecting a melt gap between the silicon melt and the radiator and includes a detection pin and a touch sensor(44) which senses contact between the detection pin and the silicon melt. A control device controls the driving of the lifting device based on the detection signal. [Reference numerals] (42) Control device; (44) Touch sensor

Description

단결정 제조장치{Device for Manufacturing Crystal}Device for Manufacturing Crystal

실시 예는 단결정 제조장치에 관한 것이다.The embodiment relates to a single crystal manufacturing apparatus.

일반적으로 반도체 디바이스 제조용 기판으로 이용되는 실리콘 단결정은 쵸크랄스키법(Czochralski method)으로 제조된다. 상기 쵸크랄스키법은 석영 도가니에 다결정 실리콘을 넣고, 히터와 같은 발열체에 전기를 흘려 석영 도가니를 가열하여 용융시킨 후 종자 단결정을 융액에 접촉시킨 후 회전하면서 서서히 끌어올리면서 액체를 고체로 응고시키면서 단결정으로 성장시키는 방법이다.Generally, the silicon single crystal used as a substrate for semiconductor device manufacturing is manufactured by the Czochralski method. In the Czochralski method, polysilicon is placed in a quartz crucible, electricity is passed through a heating element such as a heater to heat and melt the quartz crucible, and then the seed single crystal is brought into contact with the melt, and while being slowly pulled up while rotating, the liquid solidifies into a solid. It is a method of growing into a single crystal.

도 1은 일반적인 단결정 제조장치를 간략히 도시한 도면이다. 1 is a view schematically showing a general single crystal manufacturing apparatus.

도 1을 참조하면, 일반적인 단결정 제조장치(1)는 도가니(20), 지지대(21), 이동축(22), 히터(30) 및 방열체(31)를 포함하고, 상술한 바와 같이, 도가니(20) 내부에 실리콘을 수용하고, 히터(30)를 통하여 열을 가함으로써 실리콘 융액(S)으로 용융시킨다. 이후, 실리콘 융액(S)을 단결정 잉곳(IG)으로 성장시킨다.Referring to FIG. 1, a typical single crystal manufacturing apparatus 1 includes a crucible 20, a support 21, a moving shaft 22, a heater 30, and a heat sink 31, and as described above, the crucible 20 is accommodated inside the silicon and melted by the silicon melt S by applying heat through the heater 30. Thereafter, the silicon melt S is grown into a single crystal ingot IG.

일반적으로 단결정 제조시 결함 발생을 억제하기 위해 단결정의 인상속도 V와 실리콘 융액 계면에서의 온도 구배 G의 비인 V/G를 특정 범위 안에서 제어하는 방법을 이용한다. G는 단결정 제조장치의 핫 존(Hot-zone) 설계를 통해 제어하는데, 주로, 실리콘 융액(S)과 방열체(31) 사이의 갭인 멜트 갭(Melt-gap)을 조절하여 제어한다. In general, a method of controlling V / G, which is the ratio of the pulling rate V of the single crystal and the temperature gradient G at the silicon melt interface, is used in a specific range in order to suppress defects in the production of the single crystal. G is controlled through a hot-zone design of a single crystal manufacturing apparatus, and is mainly controlled by adjusting a melt gap, which is a gap between the silicon melt S and the heat sink 31.

그러나 최근 실리콘 단결정이 300㎜ 이상으로 대구경화되면서 V/G를 무결함 마진 내에서 제어하는 것이 점점 어려워지고 있다. 실리콘 단결정의 디아(dia)가 커지면 단결정 인상 과정에서 실리콘 융액(S)의 소모량이 증가하여 멜트 갭의 변동 폭이 그만큼 커지기 때문이다. However, as silicon single crystals have been largely cured to more than 300 mm, it is increasingly difficult to control V / G within a flawless margin. This is because, when the dia of the silicon single crystal increases, the consumption amount of the silicon melt S increases during the single crystal pulling process, thereby increasing the variation of the melt gap.

따라서, 대구경의 실리콘 단결정을 성장시키더라도 멜트 갭을 일정하게 유지할 수 있는 기술이 필요하다. Therefore, there is a need for a technique capable of keeping the melt gap constant even when growing a large-diameter silicon single crystal.

실시 예는 실리콘 단결정 제조장치의 멜트 갭(melt-gap)을 조절함으로써, 단결정 제조작업의 효율성 증대와 아울러 생산성 향상을 도모할 수 있는 단결정 제조장치 및 이의 제어방법을 제공하고자 한다.The embodiment provides a single crystal manufacturing apparatus and a method of controlling the same by controlling a melt gap of a silicon single crystal manufacturing apparatus, thereby increasing efficiency of a single crystal manufacturing operation and improving productivity.

실시 예의 단결정 제조 장치는 실리콘 융액(slilcon melt)이 수용되는 도가니와, 상기 실리콘 융액의 상면에 장착된 방열체와, 상기 도가니를 승강시키는 승강장치와, 상기 실리콘 융액과 상기 방열체 간의 멜트 갭(melt gat)을 검출하여 검출신호를 생성하는 검출장치 및 상기 검출신호에 기초하여 상기 승강장치의 구동을 제어하는 제어장치를 포함한다.The single crystal manufacturing apparatus of the embodiment includes a crucible in which a silicon melt is accommodated, a heat sink mounted on an upper surface of the silicon melt, a lifting device for elevating the crucible, and a melt gap between the silicon melt and the heat sink. and a detection device for detecting melt gat and generating a detection signal, and a control device for controlling driving of the lifting device based on the detection signal.

상기 검출 장치는 상기 실리콘 융액과의 접촉에 의하여 전기적 성질이 변하는 검출핀 및 상기 검출핀과 상기 실리콘 융액과의 접촉을 감지하는 터치센서를 포함할 수 있다. The detection device may include a detection pin whose electrical property is changed by contact with the silicon melt, and a touch sensor that senses contact between the detection pin and the silicon melt.

상기 검출핀은 상기 실리콘 융액과의 접촉에 의하여 저항값이 변하며, 상기 터치센서는 상기 검출핀의 상기 저항값의 변화를 감지하고, 상기 검출신호를 생성할 수 있다. The detection pin may change a resistance value by contact with the silicon melt, and the touch sensor may detect a change in the resistance value of the detection pin and generate the detection signal.

상기 방열체는 상기 실리콘 융액의 상면과 마주하는 일단과, 상기 일단으로부터 연장되는 타단을 포함하고, 상기 검출핀은 상기 방열체의 일단에 장착되고, 상기 터치센서는 상기 방열체의 타단에 장착될 수 있다.The heat sink includes one end facing the upper surface of the silicon melt and the other end extending from the one end, the detection pin is mounted on one end of the heat sink, and the touch sensor is mounted on the other end of the heat sink. Can be.

상기 검출핀은 상기 방열체와 일체형 또는 분리형일 수 있다.The detection pin may be integral with or separate from the heat sink.

상기 검출핀은 전도성 물질로 구성될 수 있다. The detection pin may be made of a conductive material.

상기 검출핀에 주기적으로 소정의 전압이 가해질 수 있다. A predetermined voltage may be periodically applied to the detection pin.

상기 제어장치는 상기 검출신호에 기초하여 상기 승강장치의 상승 속도를 제어할 수 있다. The control device may control the rising speed of the lifting device based on the detection signal.

상기 제어장치는 상기 승강 장치의 상승 속도를 제어하여, 상기 실리콘 융액과 상기 방열체 간의 멜트 갭(melt-gap)이 일정한 타겟 범위 내에 구현되게 할 수 있다.The controller may control a rising speed of the elevating device so that a melt gap between the silicon melt and the heat sink is implemented within a predetermined target range.

상기 제어장치는 상기 검출핀과 상기 실리콘 융액의 접촉에 관한 상기 검출신호에 응답하여, 상기 승강장치의 상승 속도를 감소시킬 수 있다. The control device may reduce the rising speed of the elevating device in response to the detection signal relating to the contact of the detection pin with the silicon melt.

상기 제어장치는 상기 검출핀과 상기 실리콘 융액의 비접촉에 관한 상기 검출신호에 응답하여, 상기 승강장치의 상승 속도를 증가시킬 수 있다.The control device may increase the lifting speed of the elevating device in response to the detection signal regarding non-contact of the detection pin and the silicon melt.

도 1은 일반적인 단결정 제조장치를 간략히 도시한 도면이고,
도 2는 실시 예의 단결정 제조장치를 도시한 도면이고,
도 3 및 도 4는 실시 예에 의한 단결정 제조장치의 제어방법을 도시한 도면이다. 1 is a view briefly showing a general single crystal manufacturing apparatus,
2 is a view showing a single crystal manufacturing apparatus of the embodiment,
3 and 4 are views illustrating a control method of the single crystal manufacturing apparatus according to the embodiment.

이하 상기의 목적을 구체적으로 실현할 수 있는 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부한 도면을 참조하여 설명한다.DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described with reference to the accompanying drawings.

본 발명에 따른 실시 예의 설명에 있어서, 각 element의 " 상(위) 또는 하(아래)(on or under)"에 형성되는 것으로 기재되는 경우에 있어, 상(위) 또는 하(아래)(on or under)는 두개의 element가 서로 직접(directly)접촉되거나 하나 이상의 다른 element가 상기 두 element사이에 배치되어(indirectly) 형성되는 것을 모두 포함한다. 또한 “상(위) 또는 하(아래)(on or under)”으로 표현되는 경우 하나의 element를 기준으로 위쪽 방향뿐만 아니라 아래쪽 방향의 의미도 포함할 수 있다.In the description of the embodiment according to the present invention, when described as being formed on the "on or under" of each element, the (up) or down (on) or under) includes both two elements being directly contacted with each other or one or more other elements are formed indirectly between the two elements. Also, when expressed as "on or under", it may include not only an upward direction but also a downward direction with respect to one element.

도면에서 각층의 두께나 크기는 설명의 편의 및 명확성을 위하여 과장되거나 생략되거나 또는 개략적으로 도시되었다. 또한 각 구성요소의 크기는 실제크기를 전적으로 반영하는 것은 아니다.The thickness and size of each layer in the drawings are exaggerated, omitted, or schematically shown for convenience and clarity of explanation. In addition, the size of each component does not necessarily reflect the actual size.

도 2는 실시 예의 단결정 제조장치(100)를 도시한 도면이다.2 is a view showing a single crystal manufacturing apparatus 100 of the embodiment.

도 2를 참조하면, 실시 예의 단결정 제조장치(100)는 성장챔버(10), 도가니(20), 승강장치(22), 히터(30), 방열체(31), 단열체(32), 검출핀(40), 터치센서(50), 제어장치(60)를 포함한다.Referring to FIG. 2, the single crystal manufacturing apparatus 100 of the embodiment includes a growth chamber 10, a crucible 20, a hoisting apparatus 22, a heater 30, a heat sink 31, a heat insulator 32, and a detector. And a pin 40, a touch sensor 50, and a controller 60.

성장챔버(10)는 잉곳(Ingot:I)이 출입되는 출입구(11)가 상부에 마련되는 원통 형상이며, 그 내부에는 잉곳(I)의 성장을 위한 성장환경이 조성된다. 이때, 성장챔버(10) 내부에 조성되는 성장환경은 성장챔버(10) 내부의 온도, 압력 그리고 성장챔버(10) 내부로 공급되는 퍼지가스의 유량 등에 의해 결정될 수 있다. 성장챔버(10)의 출입구(11)를 통해 성장챔버(10)의 내부로 진입한 잉곳(I)은 아직 미 성장된 잉곳(I)의 종자이며, 이 종자가 성장챔버(10)의 내부에서 단결정 잉곳(I)으로 성장되어 다시 출입구(11)를 통해 성장챔버(10)의 외부로 배출된다. The growth chamber 10 has a cylindrical shape having an entrance 11 through which an ingot (I) enters and exits, and a growth environment for growth of the ingot (I) is formed therein. In this case, the growth environment formed in the growth chamber 10 may be determined by a temperature, a pressure in the growth chamber 10, and a flow rate of the purge gas supplied into the growth chamber 10. The ingot (I) entering the interior of the growth chamber (10) through the entrance (11) of the growth chamber (10) is a seed of the ungrown ingot (I), and the seed is inside the growth chamber (10). It is grown into a single crystal ingot (I) and is discharged to the outside of the growth chamber 10 through the entrance 11 again.

도가니(20)는 성장챔버(10)의 내부에 설치되며, 실리콘 융액(S)을 수용한다. 이때 실리콘 융액(S)은 도가니(20)에 열을 제공하는 히터(30)에 의하여 다결정 실리콘 덩어리가 용해되어 형성될 수 있다. 도가니(20)는 외주면이 흑연으로 형성된 도가니 지지대(21)에 의해 지지된다. The crucible 20 is installed inside the growth chamber 10 and accommodates the silicon melt S. In this case, the silicon melt S may be formed by dissolving the polycrystalline silicon lump by the heater 30 that provides heat to the crucible 20. The crucible 20 is supported by a crucible support 21 whose outer peripheral surface is formed of graphite.

또한, 승강장치(22)는 도가니 지지대(21)의 하부에 장착되어 도가니(20)를 승강 즉, 상하 이동시킨다. In addition, the elevating device 22 is mounted below the crucible support 21 to move the crucible 20 up, that is, up and down.

히터(30)는 도가니(20)의 외주면과 소정간격 이격되도록 성장챔버(10) 내에 설치되어, 도가니(20)를 가열한다. 히터(30)는 도가니 지지대(21)와 마찬가지로 열전도성 및 내열성이 우수하고 열팽창율이 낮아 열에 의해 쉽게 변형되지 않으며 열충격에 강한 소자, 예를 들면, 흑연(GRAPHITE) 재질일 수 있다. The heater 30 is installed in the growth chamber 10 so as to be spaced apart from the outer circumferential surface of the crucible 20 by a predetermined interval to heat the crucible 20. Like the crucible support 21, the heater 30 is excellent in thermal conductivity and heat resistance, and has a low thermal expansion coefficient, which is not easily deformed by heat, and may be made of an element, for example, graphite (GRAPHITE) material.

히터(30)에 의해 도가니(20)가 가열되어 도가니(20)에 수용되어 있던 다결정 실리콘 덩어리가 고온에 의해 용해되어 실리콘 융액(S)으로 형상 변형된다. 또한, 히터(30)는 가열되어 용해된 실리콘 융액(S)을 잉곳(I)의 성장 도중에 지속적으로 가열함으로써, 잉곳(I)이 성장될 수 있는 고온 환경을 조성한다. The crucible 20 is heated by the heater 30, and the polycrystalline silicon lump stored in the crucible 20 is melted by high temperature and deformed into a silicon melt S. In addition, the heater 30 continuously heats the melted and melted silicon melt S during the growth of the ingot I, thereby creating a high temperature environment in which the ingot I can be grown.

단열체(32)는 히터(30)의 외곽에 설치되어 히터(30)로부터 발생되는 열이 외부로 유출되는 것을 방지한다.The heat insulator 32 is installed outside the heater 30 to prevent heat generated from the heater 30 from leaking to the outside.

방열체(31)는 히터(30)로부터 발생되는 열에 의해 가열된 실리콘 융액(S)의 열이 누출되는 열손실 발생을 방지한다. 방열체(31)는 실리콘 융액(S)의 상면과 마주하는 일단과, 상기 일단으로부터 잉곳(I)과 성장챔버(120)의 사이로 연장되는 타단을 구비할 수 있다.The heat sink 31 prevents heat loss from leaking heat of the heated silicon melt S by the heat generated from the heater 30. The radiator 31 may have one end facing the upper surface of the silicon melt S and the other end extending from the one end between the ingot I and the growth chamber 120.

검출장치(40)는 실리콘 융액(S)과 방열체(31) 사이의 갭인 멜트 갭(melt-gap)을 검출한다. 검출장치(40)는 실리콘 융액(S)과 접촉하면 전기적 성질이 변하는 검출핀(42) 및 검출핀(42)과 실리콘 융액(S)와의 접촉 유무를 감지하는 터치센서(44)를 포함한다.The detection device 40 detects a melt gap, which is a gap between the silicon melt S and the heat sink 31. The detection device 40 includes a detection pin 42 that changes electrical properties when it comes in contact with the silicon melt S, and a touch sensor 44 that detects the contact between the detection pin 42 and the silicon melt S.

검출핀(42)은 실리콘 융액(S)의 상면과 마주하는 방열체(31)의 일단(A)에 장착되고, 터치센서(44)는 방열체(31)의 타단(B)에 장착될 수 있다. 검출핀(42)은 방열체(31)와 일체형으로 형성되거나 분리형으로 탈착될 수 있다.The detection pin 42 may be mounted at one end A of the heat sink 31 facing the upper surface of the silicon melt S, and the touch sensor 44 may be mounted at the other end B of the heat sink 31. have. The detection pin 42 may be integrally formed with the heat sink 31 or detachably mounted.

검출핀(42)은 전도성 물질로 구성되고, 터치센서(50)에 전기적으로 연결된다. 검출핀(42)이 실리콘 융액(S)과 접촉에 의해 전기적 성질이 변화하면, 터치센서(44)가 이의 전기적 변화를 감지할 수 있다. 예를 들면, 검출핀(42)이 실리콘 융액(S)와 접촉하면 검출핀(42)의 저항값이 커지고, 터치센서(44)는 이러한 검출핀(42)의 저항값 변화를 감지할 수 있다.The detection pin 42 is made of a conductive material and is electrically connected to the touch sensor 50. When the detection pin 42 is changed in electrical properties due to contact with the silicon melt S, the touch sensor 44 may detect the electrical change thereof. For example, when the detection pin 42 is in contact with the silicon melt S, the resistance value of the detection pin 42 is increased, and the touch sensor 44 may sense the resistance value change of the detection pin 42. .

구체적으로, 검출핀(42)에 주기적으로 소정의 기설정된 전압이 인가되고, 검출핀(42)과 실리콘 융액(S)이 접촉하게 되면, 검출핀(42)의 저항값이 상승하기 때문에, 이러한 저항값 상승 변화를 터치센서(44)가 감지하게 된다. 검출핀(42)의 저항값 변동에 기초하여 터치센서(44)가 검출핀(42)과 실리콘 융액(S)의 접촉 유무에 관한 검출 신호(T1/T2)를 생성할 수 있다. Specifically, since a predetermined voltage is periodically applied to the detection pin 42 and the detection pin 42 and the silicon melt S come into contact with each other, the resistance value of the detection pin 42 increases. The touch sensor 44 detects a change in resistance value rise. Based on the change in the resistance value of the detection pin 42, the touch sensor 44 may generate a detection signal T1 / T2 regarding the presence or absence of contact between the detection pin 42 and the silicon melt S.

제어장치(60)는 터치센서(44)로부터 인가된 검출신호(T1/T2)에 따라 승강장치(22)의 구동을 제어한다. 제어장치(60)는 터치센서(44)로부터 인가된 검출핀(42)과 실리콘 융액(S)의 접촉 유무에 관한 검출신호(T1/T2)에 기초하여 승강 장치(22)의 상승 속도를 제어함으로써, 실리콘 융액(S)과 방열체(31) 사이의 멜트 갭이 일정한 타겟 값(target value)을 갖도록 할 수 있다.The control device 60 controls the driving of the lifting device 22 according to the detection signal T1 / T2 applied from the touch sensor 44. The controller 60 controls the rising speed of the elevating device 22 based on the detection signal T1 / T2 relating to the contact between the detection pin 42 and the silicon melt S applied from the touch sensor 44. Thereby, the melt gap between the silicon melt S and the heat sink 31 can be made to have a constant target value.

이하, 도 3 및 도 4를 참조하여 실시 예의 검출장치(40, 50) 및 제어장치(60)를 자세히 설명하기로 한다.Hereinafter, the detection devices 40 and 50 and the control device 60 of the embodiment will be described in detail with reference to FIGS. 3 and 4.

도 3을 참조하면, 단결정 제조과정 중 실리콘 단결정의 직경(디아: dia)을 목표 직경으로 제어하면서 단결정을 성장시키는 바디 공정에서 실리콘 융액(S)이 소모된다. 상기 바디 공정 진행 중 단결정의 직경은 공정 조건에 의해 변동될 수 있다.Referring to FIG. 3, the silicon melt S is consumed in a body process of growing a single crystal while controlling a diameter (dia) of the silicon single crystal to a target diameter during the single crystal manufacturing process. The diameter of the single crystal during the body process may vary depending on the process conditions.

실리콘 단결정 직경이 상기 바디 공정 중의 공정 조건에 의해 상대적으로 크게 변동되었을 경우, 도가니(20) 내에 수용된 실리콘 융액(S)의 소모량이 증가됨에 따라 실리콘 융액(S)과 방열체(31) 간의 멜트 갭(MG)이 커지게 된다. 상기 타겟값보다 커질 수 있다. 이때, 검출핀(42)은 실리콘 융액(S)과 접촉하지 않으며, 이로 인하여 터치센서(44)에 의해 감지되는 저항값은 변화가 없다. 그리고 터치센서(44)는 감지되는 저항값의 변화가 없기 때문에 검출핀(42)과 실리콘 융액(S)의 비접촉에 관한 검출신호(T1)를 제어장치(60)로 송신한다.When the silicon single crystal diameter is relatively largely changed by the process conditions during the body process, the melt gap between the silicon melt S and the heat sink 31 is increased as the consumption amount of the silicon melt S contained in the crucible 20 increases. MG becomes large. It may be larger than the target value. At this time, the detection pin 42 does not contact the silicon melt S, and thus the resistance value detected by the touch sensor 44 does not change. Since the touch sensor 44 has no change in the sensed resistance value, the touch sensor 44 transmits a detection signal T1 related to the non-contact between the detection pin 42 and the silicon melt S to the control device 60.

제어장치(60)는 터치센서(44)로부터 수신된 검출신호(T1)에 응답하여, 승강장치(22)의 상승 속도를 증가시킬 수 있다. 승강장치(22)의 상승 속도가 증가됨에 따라 실리콘 융액(S)과 방열체(31) 간의 멜트 갭(MG)이 감소하여 멜트 갭에 관한 타겟 범위를 구현할 수 있다.The control device 60 may increase the rising speed of the elevating device 22 in response to the detection signal T1 received from the touch sensor 44. As the lifting speed of the elevating device 22 is increased, the melt gap MG between the silicon melt S and the heat sink 31 may be reduced to implement a target range related to the melt gap.

도 4를 참조하면, 실리콘 단결정 직경이 상기 바디 공정 중의 공정 조건에 의해 상대적으로 작게 변동되었을 경우, 상기 언급한 실시 예와 반대로, 실리콘 멜트 융액(S)과의 사용량이 상대적으로 감소하며, 사용량이 감소함에 따라 실리콘 융액(S)과 방열체(31) 간의 멜트 갭(MG)이 작게 된다. 멜트 갭(MG)에 관한 타겟 범위보다 작아질 수 있다. 이때 검출핀(42)은 실리콘 융액(S)에 접촉하며, 이로 인하여 검출핀(42)의 저항 값이 커지고, 터치 센서(44)는 이러한 저항값의 변화를 감지하고, 검출핀(42)과 실리콘 융액(S)의 접촉에 관한 검출신호(T2)를 제어장치(60)로 송신한다. Referring to FIG. 4, when the silicon single crystal diameter is changed relatively small due to the process conditions during the body process, the amount of use with the silicon melt melt (S) is relatively decreased, and the amount of use is decreased. As it decreases, the melt gap MG between the silicon melt S and the heat sink 31 becomes small. It may be smaller than the target range for the melt gap MG. At this time, the detection pin 42 is in contact with the silicon melt (S), thereby increasing the resistance value of the detection pin 42, the touch sensor 44 detects such a change in the resistance value, and the detection pin 42 and The detection signal T2 concerning the contact of the silicon melt S is transmitted to the control device 60.

제어장치(60)는 터치센서(44)로부터 수신된 검출신호(T2)에 응답하여, 승강장치(22)의 상승속도를 감소시키거나 정지시킬 수 있다. 승강장치(22)의 상승 속도가 감소함에 따라 실리콘 융액(S)과 방열체(31) 간의 멜트 갭(MG)이 증가하여 멜트 갭(MG)에 관한 타겟 범위를 구현할 수 있다. The control device 60 may reduce or stop the rising speed of the elevating device 22 in response to the detection signal T2 received from the touch sensor 44. As the lifting speed of the elevating device 22 decreases, the melt gap MG between the silicon melt S and the heat sink 31 may increase, thereby realizing a target range for the melt gap MG.

결국 실시 예는 단결정 바디 공정 중 방열체(31)에 장착된 검출핀(42)과 실리콘 융액(S)과의 접촉 유무를 감지하고, 접촉 유무에 기초하여 도가니(20)의 상승 속도를 제어함으로써 실리콘 융액(S)과 방열체(31) 간의 융액 갭(MG)을 일정하게 유지함으로써, 단결정 제조작업의 효율성 증대와 아울러 생산성 향상을 도모할 수 있다.As a result, the embodiment detects the contact between the detection pin 42 mounted on the heat sink 31 and the silicon melt S during the single crystal body process, and controls the rising speed of the crucible 20 based on the contact. By keeping the melt gap MG constant between the silicon melt S and the heat sink 31 constant, the efficiency of the single crystal manufacturing operation can be increased and the productivity can be improved.

이상에서 실시 예를 중심으로 설명하였으나 이는 단지 예시일 뿐 본 발명을 한정하는 것이 아니며, 본 발명이 속하는 분야의 통상의 지식을 가진 자라면 본 실시예의 본질적인 특성을 벗어나지 않는 범위에서 이상에 예시되지 않은 여러 가지의 변형과 응용이 가능함을 알 수 있을 것이다. 예를 들어, 실시예에 구체적으로 나타난 각 구성 요소는 변형하여 실시할 수 있는 것이다. 그리고 이러한 변형과 응용에 관계된 차이점들은 첨부된 청구 범위에서 규정하는 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.Although the above description has been made with reference to the embodiments, these are only examples and are not intended to limit the present invention, and those of ordinary skill in the art to which the present invention pertains should not be exemplified above without departing from the essential characteristics of the present embodiments. It will be appreciated that many variations and applications are possible. For example, each component specifically shown in the embodiments can be modified and implemented. It is to be understood that all changes and modifications that come within the meaning and range of equivalency of the claims are therefore intended to be embraced therein.

1: 단결정 제조장치, 10: 성장 챔버
20: 도가니, 22: 승강장치
31: 방열체, 40: 검출핀
50: 터치센서, 60: 제어장치1: single crystal manufacturing apparatus, 10: growth chamber
20: crucible, 22: lifting device
31: heat sink, 40: detection pin
50: touch sensor, 60: controller

Claims (11)

실리콘 융액(slilcon melt)이 수용되는 도가니;
상기 실리콘 융액의 상면에 장착된 방열체;
상기 도가니를 승강시키는 승강장치;
상기 실리콘 융액과 상기 방열체 간의 멜트 갭(melt gat)을 검출하여 검출신호를 생성하는 검출장치; 및
상기 검출신호에 기초하여 상기 승강장치의 구동을 제어하는 제어장치를 포함하는 단결정 제조장치. A crucible in which a silicon melt is contained;
A heat sink mounted on an upper surface of the silicon melt;
An elevating device for elevating the crucible;
A detection device for detecting a melt gap between the silicon melt and the heat sink to generate a detection signal; And
And a control device for controlling the driving of the lift device based on the detection signal. 제1 항에 있어서, 상기 검출장치는
상기 실리콘 융액과의 접촉에 의하여 전기적 성질이 변하는 검출핀; 및
상기 검출핀과 상기 실리콘 융액과의 접촉을 감지하는 터치센서를 포함하는 단결정 제조장치.The method of claim 1, wherein the detection device
A detection pin whose electrical property is changed by contact with the silicon melt; And
Single crystal manufacturing apparatus comprising a touch sensor for detecting the contact between the detection pin and the silicon melt. 제2 항에 있어서,
상기 검출핀은 상기 실리콘 융액과의 접촉에 의하여 저항값이 변하며, 상기 터치센서는 상기 검출핀의 상기 저항값의 변화를 감지하고, 상기 검출신호를 생성하는 단결정 제조장치. The method of claim 2,
The detection pin is a resistance value is changed by the contact with the silicon melt, the touch sensor detects the change in the resistance value of the detection pin, and generates the detection signal. 제2 항에 있어서,
상기 방열체는 상기 실리콘 융액의 상면과 마주하는 일단과, 상기 일단으로부터 연장되는 타단을 포함하고, 상기 검출핀은 상기 방열체의 일단에 장착되고, 상기 터치센서는 상기 방열체의 타단에 장착되는 단결정 제조장치. The method of claim 2,
The heat sink includes one end facing the upper surface of the silicon melt and the other end extending from the one end, the detection pin is mounted to one end of the heat sink, and the touch sensor is mounted to the other end of the heat sink. Single crystal manufacturing device. 제4 항에 있어서,
상기 검출핀은 상기 방열체와 일체형 또는 분리형인 단결정 제조장치. 5. The method of claim 4,
The detection pin is a single crystal manufacturing apparatus that is integral with or separate from the heat sink. 제2 항에 있어서,
상기 검출핀은 전도성 물질로 구성되는 단결정 제조장치. The method of claim 2,
The detection pin is a single crystal manufacturing apparatus consisting of a conductive material. 제6 항에 있어서,
상기 검출핀에 주기적으로 소정의 전압이 가해지는 단결정 제조장치. The method of claim 6,
Single crystal manufacturing apparatus that is periodically applied a predetermined voltage to the detection pin. 제1 항에 있어서, 상기 제어장치는
상기 검출신호에 기초하여 상기 승강장치의 상승 속도를 제어하는 단결정 제조장치.The method of claim 1, wherein the control device
A single crystal manufacturing apparatus for controlling the rising speed of the lifting device based on the detection signal. 제1 항에 있어서, 상기 제어장치는
상기 승강 장치의 상승 속도를 제어하여, 상기 실리콘 융액과 상기 방열체 간의 멜트 갭(melt-gap)이 일정한 타겟 범위 내에 구현되게 하는 단결정 제조장치.The method of claim 1, wherein the control device
And controlling a rising speed of the elevating device so that a melt gap between the silicon melt and the heat sink is realized within a predetermined target range. 제8 항에 있어서,
상기 제어장치는 상기 검출핀과 상기 실리콘 융액의 접촉에 관한 상기 검출신호에 응답하여, 상기 승강장치의 상승 속도를 감소시키는 단결정 제조장치.The method of claim 8,
And the control device reduces the rising speed of the lifting device in response to the detection signal relating to the contact of the detection pin with the silicon melt. 제8 항에 있어서,
상기 제어장치는 상기 검출핀과 상기 실리콘 융액의 비접촉에 관한 상기 검출신호에 응답하여, 상기 승강장치의 상승 속도를 증가시키는 단결정 제조장치.The method of claim 8,
And the control device increases the rising speed of the elevating device in response to the detection signal relating to non-contact of the detection pin and the silicon melt.
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