KR20130080901A - Apparatus of ingot growing and method of the same - Google Patents

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Abstract

PURPOSE: An ingot growing apparatus and an ingot growing method are provided to prevent an accident due to a centering mismatch by accurately receiving a first crucible on a second crucible through a centering control unit. CONSTITUTION: A first crucible (20) receives raw materials. A second crucible (22) supports the first crucible. A cover part (100) maintains the first crucible in a vacuum. The cover part includes a centering control unit to match the centering of the first crucible and the second crucible. The centering control unit includes a distance measuring unit (110) and a horizontal system (120). The distance measuring unit measures a distance between the upper side of the second crucible and the lower side of the cover part.

Description

잉곳 성장 장치 및 잉곳 성장 방법{APPARATUS OF INGOT GROWING AND METHOD OF THE SAME}Ingot Growth Apparatus and Ingot Growth Method {APPARATUS OF INGOT GROWING AND METHOD OF THE SAME}

본 기재는 잉곳 성장 장치 및 잉곳 성장 방법에 관한 것이다.The present disclosure relates to an ingot growth apparatus and an ingot growth method.

일반적으로 반도체 소자를 제조하기 위한 웨이퍼를 제조하는 공정은 실리콘 단결정 잉곳을 슬라이싱(slicing)하는 절단 공정, 슬라이싱된 웨이퍼의 에지를 라운딩 처리하는 에지 연삭 공정, 절단 공정으로 인한 웨이퍼의 거친 표면을 평탄화 하는 래핑 공정, 에지 연삭 또는 래핑 공정 중에 웨이퍼 표면에 부착된 파티클을 비롯한 각종 오염 물질을 제거하는 세정 공정, 후공정에 적합한 형상 및 표면을 확보하기 위한 표면 연삭 공정 및 웨이퍼 에지에 대한 에지 연마 공정을 포함할 수 있다.Generally, a process for producing a wafer for manufacturing a semiconductor device includes a cutting process for slicing the silicon single crystal ingot, an edge grinding process for rounding the edge of the sliced wafer, a process for planarizing the rough surface of the wafer due to the cutting process A cleaning process to remove various contaminants such as particles attached to the wafer surface during the lapping process, the edge grinding or the lapping process, the surface grinding process for ensuring the shape and surface suitable for the post process, and the edge grinding process for the wafer edge can do.

실리콘 단결정 잉곳은 쵸크랄스키(czochralski, CZ)법 또는 플로팅 존(floating zone, FZ)법 등을 통해 성장할 수 있다. 일반적으로는 대구경의 실리콘 단결정 잉곳을 제조할 수 있고 공정비용이 저렴한 쵸크랄스키법을 사용하여 성장된다.The silicon monocrystalline ingot may grow through a czochralski (CZ) method or a floating zone (FZ) method. Generally, a silicon single crystal ingot with a large diameter can be produced and grown using a Czochralski method with low cost.

이러한 쵸크랄스키법은, 실리콘 융액에 종자정(seed crystal)을 담그고 이를 저속으로 인상하면서 이루어질 수 있다.Such a Czochralski method can be achieved by immersing a seed crystal in a silicon melt and raising it at a low speed.

일반적으로 석영 도가니 내에 폴리 실리콘을 적재하고 이러한 폴리 실리콘이 녹아 용융 실리콘이 된 후, 잉곳이 성장한다. 이때, 석영 도가니를 지지하는 흑연 도가니를 사용하는데, 석영도가니를 흑연 도가니에 안착할 때, 두 도가니 사이에 센터링을 일치시켜야 한다. In general, after the polysilicon is loaded into a quartz crucible and the polysilicon melts to become molten silicon, the ingot grows. In this case, a graphite crucible supporting the quartz crucible is used. When the quartz crucible is placed on the graphite crucible, the centering must be matched between the two crucibles.

한편, 잉곳의 대구경화가 진행됨에 따라 잉곳의 길이도 길어지면서 폴리 실리콘을 적재하는 양도 그만큼 많아지게 되었다. 따라서 폴리 실리콘이 소량이었을 때는 흑연도가니에 석영도가니를 셋업 후 적재를 하였지만, 대용량화 되면서 석영도가니에 먼저 폴리 실리콘을 적재한 후 흑연도가니에 셋업하는 방식으로 변경되었다. 그 이유는 폴리 실리콘 적재 시 도펀트 외에 외부 불순물이 유입되면 실리콘 웨이퍼 품질 이상을 유발하는 원인이 되기 때문이며, 대용량 적재 시 그 만큼 시간이 많이 걸리기 때문에 별도의 클린 룸에서 적재한 후 흑연도가니에 셋업하는 방식으로 변경되었다.On the other hand, as the large diameter of the ingot proceeds, the length of the ingot also increases, and the amount of polysilicon loading increases. Therefore, when a small amount of polysilicon was loaded after the quartz crucible was set up in the graphite crucible, the polysilicon was first loaded into the quartz crucible and then changed to the method of setting up the graphite crucible. This is because external impurities in addition to the dopant during polysilicon loading cause silicon wafer quality abnormalities, and since it takes much time for large capacity loading, it is loaded in a separate clean room and set up in a graphite crucible. Was changed.

폴리 실리콘이 적재된 석영도가니는 그 무게 때문에 흑연도가니에 한 번 셋업하면 수정이 어렵기 때문에 정확히 안착하여 센터링에 문제가 없어야 한다.Quartz crucibles loaded with polysilicon must be correctly settled and free from centering problems, because of their weight, it is difficult to modify them once set up in the graphite crucible.

하지만, 현재의 방식에서는 작업자의 육안 확인, 혹은 안착 후 치수를 측정하여 교정하는 방법밖에 없기 때문에 한 번에 센터링을 맞추는 것이 쉽지 않고, 안착 후 교정 시 작업자의 수작업에 의해 진행되기 때문에 석영도가니 안으로 불순물 유입의 확률이 높다는 문제가 있다. 이는 잉곳의 품질에도 영향을 끼칠 수 있다. 또한, 센터링 불일치 시, 잉곳 성장에 실패하여 공정 상 불이익이 발생할 수도 있다.However, in the current method, it is not easy to adjust the centering at a time because there is only a method of visually checking the operator or measuring and correcting the size after mounting. There is a problem that the probability of inflow is high. This can also affect the quality of the ingot. In addition, inconsistency in centering may result in process inefficiency due to failure of ingot growth.

실시예는 고품질의 실리콘 잉곳을 성장할 수 있다.The embodiment can grow high-quality silicon ingots.

실시예에 따른 잉곳 성장 장치는, 원료를 수용하는 제1 도가니; 상기 제1 도가니를 지지하는 제2 도가니; 및 상기 제1 도가니를 진공으로 유지하기 위한 덮개부를 포함하고, 상기 덮개부는 상기 제1 도가니 및 상기 제2 도가니의 센터링을 맞추기 위한 센터링 조절부를 포함한다.Ingot growth apparatus according to the embodiment, the first crucible for receiving the raw material; A second crucible for supporting the first crucible; And a cover part for maintaining the first crucible in a vacuum, and the cover part includes a centering adjustment part for aligning the centering of the first crucible and the second crucible.

실시예에 따른 잉곳 성장 방법은, 제1 도가니에 원료를 수용하는 단계; 상기 제1 도가니 상에 덮개부를 위치시키는 단계; 상기 제1 도가니를 제2 도가니에 위치시키는 단계; 및 상기 덮개부의 센터링 조절부를 통해 상기 제1 도가니 및 상기 제2 도가니의 센터링을 조절하는 단계를 포함한다.Ingot growth method according to the embodiment, the step of receiving the raw material in the first crucible; Positioning a lid on the first crucible; Positioning the first crucible in a second crucible; And adjusting the centering of the first crucible and the second crucible through the centering adjusting part of the cover part.

실시예에 따른 잉곳 성장 장치는 센터링 조절부를 포함한다. 상기 센터링 조절부를 통해, 원료가 적재된 제1 도가니를 제2 도가니에 정확하게 안착함으로써, 센터링 불일치에 의한 공정 중 사고를 미연에 방지할 수 있다. 또한, 상기 센터링 조절부를 통해, 추가적인 센터링 확인 및 보정 작업이 필요 없어 공정 상 이점이 있다. 또한, 수작업으로 이루어지는 센터링 보정 작업을 생략할 수 있어, 이에 의한 오염 원인도 제거할 수 있다.Ingot growth apparatus according to the embodiment includes a centering control. Through the centering control unit, by accurately seating the first crucible loaded with the raw material in the second crucible, it is possible to prevent the accident during the process due to the centering mismatch. In addition, through the centering adjustment unit, there is no need for additional centering check and correction work, and thus there is an advantage in the process. In addition, the manual centering correction operation can be omitted, thereby eliminating the cause of contamination.

도 1은 실시예에 따른 잉곳 성장 장치에 포함되는 도가니 및 덮개부의 단면도이다.
도 2는 도 1의 A를 확대하여 도시한 도면이다.
도 3은 실시예에 따른 잉곳 성장 장치의 단면도이다.1 is a cross-sectional view of the crucible and the cover included in the ingot growth apparatus according to the embodiment.
FIG. 2 is an enlarged view of FIG. 1 A. FIG.
3 is a cross-sectional view of the ingot growth apparatus according to the embodiment.

실시예들의 설명에 있어서, 각 층(막), 영역, 패턴 또는 구조물들이 기판, 각 층(막), 영역, 패드 또는 패턴들의 “상/위(on)”에 또는 “하/아래(under)”에 형성된다는 기재는, 직접(directly) 또는 다른 층을 개재하여 형성되는 것을 모두 포함한다. 각 층의 상/위 또는 하/아래에 대한 기준은 도면을 기준으로 설명한다. In the description of embodiments, each layer, region, pattern, or structure may be “on” or “under” the substrate, each layer, region, pad, or pattern. Substrate formed in ”includes all formed directly or through another layer. Criteria for the top / bottom or bottom / bottom of each layer will be described with reference to the drawings.

도면에서 각 층(막), 영역, 패턴 또는 구조물들의 두께나 크기는 설명의 명확성 및 편의를 위하여 변형될 수 있으므로, 실제 크기를 전적으로 반영하는 것은 아니다. The thickness or the size of each layer (film), region, pattern or structure in the drawings may be modified for clarity and convenience of explanation, and thus does not entirely reflect the actual size.

이하, 첨부한 도면을 참조하여 본 발명의 실시예를 상세하게 설명하면 다음과 같다. Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

도 1 내지 도 3을 참조하여, 실시예에 따른 잉곳 성장 장치를 상세하게 설명한다. 도 1은 실시예에 따른 잉곳 성장 장치에 포함되는 도가니 및 덮개부의 단면도이다. 도 2는 도 1의 A를 확대하여 도시한 도면이다. 도 3은 실시예에 따른 잉곳 성장 장치의 단면도이다.The ingot growing apparatus according to the embodiment will be described in detail with reference to Figs. 1 to 3. Fig. 1 is a cross-sectional view of the crucible and the cover included in the ingot growth apparatus according to the embodiment. FIG. 2 is an enlarged view of FIG. 1 A. FIG. 3 is a cross-sectional view of the ingot growth apparatus according to the embodiment.

도 1 내지 도 3을 참조하면, 실시예에 따른 실리콘 단결정 잉곳 성장 장치는, 실리콘 웨이퍼를 제조하는 방법 중에서 쵸크랄스키(czochralski, CZ)법에 사용되는 제조 장치일 수 있다. 1 to 3, the silicon single crystal ingot growing apparatus according to the embodiment may be a manufacturing apparatus used in a czochralski (CZ) method among the methods of manufacturing a silicon wafer.

실시예에 따른 실리콘 단결정 잉곳 성장 장치는 챔버(10), 원료(S)를 담을 수 있는 제1 도가니(20), 덮개부(100), 제2 도가니(22), 도가니 회전축(24), 잉곳을 인상하는 인상 기구(30), 열을 차단하는 열실드(40) 및 저항 히터(70), 단열재(80) 및 자기장 발생 장치(90)를 포함한다. In the silicon single crystal ingot growth apparatus according to the embodiment, the chamber 10, the first crucible 20 capable of containing the raw material S, the lid part 100, the second crucible 22, the crucible rotating shaft 24, the ingot It includes an impression mechanism 30 for pulling up the heat, a heat shield 40 and a resistance heater 70 for blocking heat, a heat insulating material 80 and a magnetic field generating device 90.

이를 좀더 구체적으로 설명하면 다음과 같다.This will be described in more detail as follows.

도 1에 도시된 바와 같이, 제1 도가니(20)는 원료(S)를 수용할 수 있다. 상기 제1 도가니(20)는 폴리 실리콘을 수용할 수 있다. 또한, 상기 제1 도가니(20)는 상기 폴리 실리콘이 녹은 용융 실리콘을 수용할 수 있다. 상기 제1 도가니(20)는 석영을 포함할 수 있다.As shown in FIG. 1, the first crucible 20 may accommodate the raw material S. The first crucible 20 may contain polysilicon. In addition, the first crucible 20 can receive the molten silicon in which the polysilicon is melted. The first crucible 20 may include quartz.

상기 제2 도가니(22)는 상기 제1 도가니(20)를 지지할 수 있다. 상기 제2 도가니(22)는 흑연을 포함할 수 있다. The second crucible (22) can support the first crucible (20). The second crucible 22 may include graphite.

상기 제1 도가니(20)는 상기 제2 도가니(22) 내에 안착될 수 있다. 구체적으로, 상기 제1 도가니(20) 내에 원료(S)를 적재한 후, 상기 제1 도가니(20)를 상기 제2 도가니(22) 내에 안착시킬 수 있다. 이는, 대구경의 잉곳을 성장시키기 위해 원료(S) 또한 대용량이 필요하고, 이러한 대용량의 원료(S)를 적재 시, 도펀트 외에 외부 불순물이 유입되면 실리콘 웨이퍼의 품질이 저하될 수 있기 때문에, 별도의 클린룸에서 제1 도가니(20) 내에 원료(S)를 먼저 적재 시키는 방식이 도입되었다. 또한, 대용량의 원료(S) 적재 시 시간이 많이 걸리기 때문에 별도의 클린룸에서 원료(S)를 적재하는 것이 보다 유리하다. The first crucible 20 may be seated in the second crucible 22. In detail, after loading the raw material S in the first crucible 20, the first crucible 20 may be seated in the second crucible 22. This is because the raw material (S) also needs a large capacity in order to grow a large diameter ingot, and when loading such a large raw material (S), the quality of the silicon wafer may be degraded if external impurities are introduced in addition to the dopant, In the clean room, a method of first loading the raw material S into the first crucible 20 has been introduced. In addition, it takes more time to load a large amount of raw material (S) it is more advantageous to load the raw material (S) in a separate clean room.

이러한 원료(S)가 적재된 제1 도가니(20)의 경우 그 무게(약 300 kg 이상)가 매우 크기 때문에 제1 도가니(20) 상에 덮개부(100)를 위치시켜 진공을 유지시킨 후, 상기 제2 도가니(22)에 설치할 수 있다. Since the weight (about 300 kg or more) of the first crucible 20 loaded with the raw material S is very large, the cover part 100 is placed on the first crucible 20 to maintain a vacuum. It can be installed in the second crucible 22.

따라서, 상기 제1 도가니(20) 내에 원료(S)를 적재시킨 후, 상기 제1 도가니(20) 상에 상기 덮개부(100)를 위치시킬 수 있다. 상기 덮개부(100)는 상기 제1 도가니(20) 내부를 진공으로 유지할 수 있다. Therefore, after loading the raw material (S) in the first crucible 20, the lid portion 100 may be positioned on the first crucible 20. The cover part 100 may maintain the inside of the first crucible 20 in a vacuum.

상기 덮개부(100)는 센터링 조절부(110, 120), 압력게이지(130), 연결라인(140) 및 연결고리(150)를 포함할 수 있다. The cover part 100 may include a centering control part 110, 120, a pressure gauge 130, a connection line 140, and a connection ring 150.

상기 센터링 조절부(110, 120)는 상기 제1 도가니(20) 및 상기 제2 도가니(22)의 센터링을 맞출 수 있다. 즉, 상기 제1 도가니(20) 내에 원료(S)를 적재한 후, 상기 제2 도가니(22) 내에 설치할 때, 상기 제1 도가니(20) 및 상기 제2 도가니(22)의 중심이 대응되도록 맞추어야 한다. 이러한 작업은 상기 센터링 조절부(110, 120)를 통해 이루어질 수 있다. The centering adjusting units 110 and 120 may adjust the centering of the first crucible 20 and the second crucible 22. That is, when the raw material S is loaded in the first crucible 20 and then installed in the second crucible 22, the centers of the first crucible 20 and the second crucible 22 correspond to each other. It must be correct. This operation may be performed through the centering control unit 110 and 120.

상기 센터링 조절부(110, 120)는 거리 측정부(110) 및 수평계(120)를 포함할 수 있다.The centering adjusting unit 110 and 120 may include a distance measuring unit 110 and a level gauge 120.

상기 거리 측정부(110)는 상기 덮개부(100)의 둘레를 따라 위치할 수 있다. 상기 거리 측정부(110)는 다수개로 구비될 수 있다. 일례로, 상기 거리 측정부(110)는 4개일 수 있다. 구체적으로, 상기 거리 측정부(110)는 제1 측정부, 제2 측정부, 제3 측정부 및 제4 측정부를 포함할 수 있다. 상기 제1 측정부, 제2 측정부, 제3 측정부 및 제4 측정부는 상기 덮개부(100)의 둘레를 따라 위치할 수 있다. 상기 제1 측정부, 제2 측정부, 제3 측정부 및 제4 측정부는 상기 덮개부(100) 상에서 동일한 거리로 이격되어 위치할 수 있다. 즉, 상기 제1 측정부, 제2 측정부, 제3 측정부 및 제4 측정부는 상기 덮개부(100)의 둘레를 따라 90°간격으로 위치할 수 있다. 그러나 실시예가 이에 한정되는 것은 아니고, 상기 거리 측정부(110)는 다양한 개수로 포함될 수 있다. The distance measuring unit 110 may be located along the circumference of the cover unit 100. The distance measuring unit 110 may be provided in plurality. For example, the distance measuring unit 110 may be four. In detail, the distance measuring unit 110 may include a first measuring unit, a second measuring unit, a third measuring unit, and a fourth measuring unit. The first measuring part, the second measuring part, the third measuring part, and the fourth measuring part may be positioned along the circumference of the cover part 100. The first measuring unit, the second measuring unit, the third measuring unit, and the fourth measuring unit may be spaced apart from each other by the same distance on the cover part 100. That is, the first measuring part, the second measuring part, the third measuring part, and the fourth measuring part may be positioned at 90 ° intervals along the circumference of the cover part 100. However, the embodiment is not limited thereto, and the distance measuring unit 110 may be included in various numbers.

상기 거리 측정부(110)는 스테인레스스틸을 포함할 수 있다. 이를 통해, 내부 오염 원인을 최소화할 수 있다. The distance measuring unit 110 may include stainless steel. Through this, the cause of internal contamination can be minimized.

도 2를 참조하면, 상기 거리 측정부(110)는 상기 제2 도가니(22)의 상면 및 상기 덮개부(100)의 하면 사이의 거리를 측정할 수 있다. 즉, 상기 제1 측정부, 제2 측정부, 제3 측정부 및 제4 측정부 각각이 측정한 거리가 모두 일치하여야 상기 제1 도가니(20) 및 상기 제2 도가니(22)의 정확한 센터링이 이루어질 수 있다. 따라서, 상기 제1 측정부, 제2 측정부, 제3 측정부 및 제4 측정부가 측정한 거리가 모두 일치하도록 상기 제1 도가니(20) 또는 상기 제2 도가니(22)를 이동시켜 설치할 수 있다. Referring to FIG. 2, the distance measuring unit 110 may measure a distance between an upper surface of the second crucible 22 and a lower surface of the cover part 100. That is, the distance measured by each of the first measuring unit, the second measuring unit, the third measuring unit, and the fourth measuring unit must all coincide with each other to ensure accurate centering of the first crucible 20 and the second crucible 22. Can be done. Therefore, the first crucible 20 or the second crucible 22 may be moved and installed so that the distances measured by the first measuring unit, the second measuring unit, the third measuring unit, and the fourth measuring unit all match. .

여기서, 상기 제1 도가니(20) 및 상기 제2 도가니(22)의 높이 공차는 매 번 조금씩 달라질 수 있기 때문에, 상기 거리 측정부(110)는 제2 도가니(22) 상단부와 닿으면서 높이 공차만큼 자동으로 이동할 수 있다. Here, since the height tolerance of the first crucible 20 and the second crucible 22 may vary slightly each time, the distance measuring unit 110 is in contact with the upper end of the second crucible 22 by the height tolerance. Can move automatically.

상기 수평계(120)는 상기 덮개부(100)의 하면에 위치할 수 있다. 즉, 상기 수평계(120)는 상기 덮개부(100)의 하단부와 평행하게 부착될 수 있다. 상기 덮개부(100)의 하단부는 상기 제1 도가니(20)와 접촉하여 진공을 잡는 부분이므로 수평의 기준이 될 수 있다. 상기 수평계(120)는 상기 제1 도가니(20) 설치 시 기울어짐이 있는지 여부를 확인할 수 있다. The level gauge 120 may be located on the bottom surface of the cover part 100. That is, the horizontal system 120 may be attached in parallel with the lower end of the cover 100. Since the lower end of the cover portion 100 is a portion for holding the vacuum in contact with the first crucible 20 may be a horizontal reference. The leveler 120 may check whether there is an inclination when the first crucible 20 is installed.

상기 수평계(120)는 다수개로 구비될 수 있다. 일례로, 상기 수평계(120)는 제1 수평계(120) 및 제2 수평계(120)를 포함할 수 있고, 상기 제1 수평계(120) 및 상기 제2 수평계(120)는 서로 이격되어 위치할 수 있다. 특히, 상기 덮개부(100)의 하면이 원형일 때, 상기 제1 수평계(120) 및 상기 제2 수평계(120) 각각은 상기 하면의 90°및 180°되는 지점에 위치할 수 있다. 이를 통해, 보다 정확하게 수평을 유지할 수 있다. The horizontal system 120 may be provided in plurality. For example, the leveler 120 may include a first leveler 120 and a second leveler 120, and the first leveler 120 and the second leveler 120 may be spaced apart from each other. have. Particularly, when the lower surface of the cover part 100 is circular, each of the first horizontal level 120 and the second horizontal level 120 may be positioned at 90 ° and 180 ° of the lower surface. This allows for a more accurate leveling.

상기 센터링 조절부(110, 120)를 통해, 원료(S)가 적재된 제1 도가니(20)를 제2 도가니(22)에 정확하게 안착함으로써, 센터링 불일치에 의한 공정 중 사고를 미연에 방지할 수 있다. 또한, 상기 센터링 조절부(110, 120)를 통해, 추가적인 센터링 확인 및 보정 작업이 필요 없어 공정 상 이점이 있다. 또한, 수작업으로 이루어지는 센터링 보정 작업을 생략할 수 있어, 이에 의한 오염 원인도 제거할 수 있다. Through the centering adjusting unit 110, 120, by accurately seating the first crucible 20 loaded with the raw material S on the second crucible 22, an accident during the process due to the mismatch of the centering can be prevented in advance. have. In addition, through the centering adjustment unit (110, 120), there is no need for additional centering check and correction work has an advantage in the process. In addition, the manual centering correction operation can be omitted, thereby eliminating the cause of contamination.

이어서, 상기 압력게이지(130)는 상기 제1 도가니(20) 내에 원료(S)를 적재한 후, 상기 제1 도가니(20) 상에 덮개부(100)를 씌워 진공을 잡을 때, 그 수준을 알기 위한 장치이다.Subsequently, the pressure gauge 130 loads the raw material S into the first crucible 20, and then covers the level of the cover part 100 on the first crucible 20 to catch the vacuum level. It is a device to know.

상기 연결라인(140)은 상기 제1 도가니(20)에 진공을 잡거나 해제할 때 필요한 장치이다.The connection line 140 is a device required to hold or release the vacuum in the first crucible 20.

상기 연결고리(150)는 상기 제1 도가니(20)를 상기 제2 도가니(22) 내에 설치할 때, 상기 제1 도가니(20)를 이동시키기 위한 장치이다. 즉, 상기 연결고리(150)에 지그 등의 장치가 연결되어 상기 제1 도가니(20)를 이동시킬 수 있다. The connecting ring 150 is a device for moving the first crucible 20 when the first crucible 20 is installed in the second crucible 22. That is, a device such as a jig may be connected to the connection ring 150 to move the first crucible 20.

도 3을 참조하면, 원료(S)가 적재된 상기 제1 도가니(20)가 상기 제2 도가니(22) 내에 안착된 후, 잉곳이 성장할 수 있다.Referring to FIG. 3, after the first crucible 20 loaded with the raw material S is seated in the second crucible 22, an ingot may grow.

상기 제1 도가니(20)는 상기 도가니 회전축(24)에 의해 시계 또는 반시계 방향으로 회전할 수 있다. 상기 제1 도가니(20) 상부에는 종자정(seed crystal)이 부착되어 이를 인상하는 인상 기구(30)가 위치하며, 상기 인상 기구(30)는 상기 도가니 회전축(24)의 회전 방향과 반대 방향으로 회전할 수 있다.  The first crucible 20 can be rotated clockwise or counterclockwise by the crucible rotating shaft 24. A pulling mechanism 30 is attached to the upper part of the first crucible 20 so as to pull up the seed crystal. The pulling mechanism 30 rotates in a direction opposite to the rotation direction of the crucible rotation shaft 24 It can rotate.

상기 인상 기구(30)에 부착된 종자정을 실리콘 융액(SM)에 담근 후, 상기 인상 기구(30)를 회전하면서 인상시킴으로써 실리콘 단결정을 성장시켜 잉곳(I)을 제조할 수 있다.The seed crystal adhered to the lifting mechanism 30 is immersed in the silicon melt SM and then pulled up while rotating the pulling mechanism 30 to grow the silicon single crystal to produce the ingot I.

이어서, 제2 도가니(22)에 인접하여 제1 도가니(20)에 열을 가하는 저항 히터(70)가 위치할 수 있다. 이러한 저항 히터(70)의 바깥쪽에 단열재(80)가 위치할 수 있다. 저항 히터(70)는 폴리 실리콘을 녹여 실리콘 융액(SM)을 만드는데 필요한 열을 공급하고, 제조 공정 중에서도 실리콘 융액(SM)에 계속적으로 열을 공급한다.Next, a resistance heater 70 for heating the first crucible 20 adjacent to the second crucible 22 may be located. The heat insulating material (80) can be located outside the resistance heater (70). The resistance heater 70 melts the polysilicon to supply the heat necessary to make the silicon melt (SM), and continuously supplies the silicon melt (SM) in the manufacturing process.

한편, 제1 도가니(20)에 담긴 실리콘 융액(SM)은 고온으로, 실리콘 융액(SM)의 계면에서 열을 방출하게 된다. 이때 많은 열이 방출되면 실리콘 단결정 잉곳을 성장하는데 필요한 실리콘 융액(SM)의 적정 온도를 유지하기가 어렵다. 따라서, 계면에서 방출되는 열을 최소화하고, 방출된 열이 실리콘 단결정 잉곳의 상부에 전달되지 않도록 해야 한다. 이를 위해, 실리콘 융액(SM) 및 실리콘 융액(SM)의 계면이 고온의 온도환경을 유지할 수 있도록 열실드(40)가 설치된다.On the other hand, the silicon melt SM contained in the first crucible 20 emits heat at the interface of the silicon melt SM at a high temperature. At this time, if a large amount of heat is released, it is difficult to maintain the proper temperature of the silicon melt (SM) necessary for growing the silicon single crystal ingot. Therefore, it is necessary to minimize the heat emitted from the interface and prevent the emitted heat from being transmitted to the upper portion of the silicon single crystal ingot. For this purpose, a heat shield 40 is provided so that the interface between the silicon melt (SM) and the silicon melt (SM) can maintain a high temperature environment.

열실드(40)는 열적 환경을 원하는 상태로 유지시켜 안정된 결정 성장이 이루어지도록 하기 위해 다양한 형상을 가질 수 있다. 일례로, 열실드(40)는 실리콘 단결정 잉곳의 주위를 감싸도록 내부가 빈 원통형의 형상일 수 있다. 이러한 열실드(40)는 일례로, 흑연, 흑연펠트 또는 몰리브덴 등을 포함할 수 있다. The heat shield 40 may have various shapes to maintain the thermal environment in a desired state so that stable crystal growth is achieved. For example, the heat shield 40 may have a hollow cylindrical shape to surround the periphery of the silicon single crystal ingot. The heat shield 40 may include, for example, graphite, graphite felt or molybdenum.

챔버(10)의 외부에는 실리콘 융액(SM)에 자기장을 인가하여 실리콘 융액(SM)의 대류를 제어할 수 있는 자기장 발생 장치(90)가 위치할 수 있다. 이러한 자기장 발생 장치(90)은 실리콘 단결정 잉곳의 결정 성장축에 수직인 방향 즉, 수평 자기장(magnet field, MF)을 발생시키는 장치일 수 있다.A magnetic field generating device 90 capable of controlling the convection of the silicon melt SM by applying a magnetic field to the silicon melt SM may be located outside the chamber 10. The magnetic field generating device 90 may be a device for generating a magnet field (MF) in a direction perpendicular to the crystal growth axis of the silicon single crystal ingot.

이하, 실시예에 따른 잉곳 성장 방법을 설명한다. 명확하고 간략한 설명을 위해 앞서 설명한 부분과 동일 또는 유사한 부분에 대해서는 상세한 설명을 생략한다.Hereinafter, an ingot growth method according to an embodiment will be described. For the sake of clarity and conciseness, the same or similar parts as those described above will not be described in detail.

실시예에 따른 잉곳 성장 방법은, 원료를 수용하는 단계, 덮개부를 위치시키는 단계, 제1 도가니를 제2 도가니에 위치시키는 단계, 센터링을 조절하는 단계 및 잉곳을 성장시키는 단계를 포함한다.An ingot growth method according to an embodiment includes accommodating a raw material, placing a lid, placing a first crucible in a second crucible, adjusting centering, and growing an ingot.

상기 원료를 수용하는 단계에서는 제1 도가니 내에 원료를 수용할 수 있다. 이때, 상기 원료를 수용하는 단계는 별도의 클린룸에서 진행될 수 있다.In the step of accommodating the raw material, the raw material may be accommodated in the first crucible. At this time, the step of receiving the raw material may be performed in a separate clean room.

이후, 덮개부를 위치시키는 단계에서는 원료가 적재된 제1 도가니 상에 덮개부를 위치시킬 수 있다. 상기 덮개부를 통해 상기 제1 도가니를 진공으로 유지할 수 있다. Subsequently, in the step of placing the cover portion, the cover portion may be positioned on the first crucible loaded with the raw material. The first crucible may be maintained in a vacuum through the cover part.

이어서, 상기 제1 도가니를 제2 도가니에 위치시킬 수 있다. 상기 제1 도가니 상에 위치하는 상기 덮개부의 연결고리를 통해 상기 제1 도가니를 이동시킬 수 있다. The first crucible may then be placed in a second crucible. The first crucible may be moved through a connection ring of the cover part positioned on the first crucible.

이어서, 센터링을 조절하는 단계에서는 상기 제1 도가니 및 상기 제2 도가니의 센터링을 조절할 수 있다. 여기서, 상기 덮개부의 센터링 조절부를 통해 센터링을 조절할 수 있다. Subsequently, in the adjusting of the centering, the centering of the first crucible and the second crucible may be adjusted. Here, the centering may be adjusted through the centering adjusting part of the cover part.

이어서, 잉곳을 성장시킬 수 있다. 즉, 상기 원료로부터 잉곳을 성장시킬 수 있다.The ingot can then be grown. That is, the ingot can be grown from the raw material.

상술한 실시예에 설명된 특징, 구조, 효과 등은 본 발명의 적어도 하나의 실시예에 포함되며, 반드시 하나의 실시예에만 한정되는 것은 아니다. 나아가, 각 실시예에서 예시된 특징, 구조, 효과 등은 실시예들이 속하는 분야의 통상의 지식을 가지는 자에 의하여 다른 실시예들에 대해서도 조합 또는 변형되어 실시 가능하다. 따라서 이러한 조합과 변형에 관계된 내용들은 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다. The features, structures, effects and the like described in the foregoing embodiments are included in at least one embodiment of the present invention and are not necessarily limited to one embodiment. In addition, the features, structures, effects, and the like illustrated in the embodiments may be combined or modified with respect to other embodiments by those skilled in the art to which the embodiments belong. Therefore, it should be understood that the present invention is not limited to these combinations and modifications.

또한, 이상에서 실시예들을 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, 실시예들에 구체적으로 나타난 각 구성 요소는 변형하여 실시할 수 있는 것이다. 그리고 이러한 변형과 응용에 관계된 차이점들은 첨부한 청구 범위에서 규정하는 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다. While the present invention has been particularly shown and described with reference to exemplary embodiments thereof, it is clearly understood that the same is by way of illustration and example only and is not to be construed as limiting the scope of the present invention. It can be seen that various modifications and applications are possible. For example, each component specifically shown in the embodiments may be modified. It is to be understood that the present invention may be embodied in many other specific forms without departing from the spirit or essential characteristics thereof.

Claims (11)

원료를 수용하는 제1 도가니;
상기 제1 도가니를 지지하는 제2 도가니; 및
상기 제1 도가니를 진공으로 유지하기 위한 덮개부를 포함하고,
상기 덮개부는 상기 제1 도가니 및 상기 제2 도가니의 센터링을 맞추기 위한 센터링 조절부를 포함하는 잉곳 성장 장치.A first crucible containing the raw material;
A second crucible for supporting the first crucible; And
Includes a cover for maintaining the first crucible in a vacuum,
The lid part comprises an ingot growth apparatus including a centering adjustment part for centering the first crucible and the second crucible. 제1항에 있어서,
상기 센터링 조절부는 상기 제2 도가니 및 상기 덮개부 사이의 거리를 측정하는 거리 측정부를 포함하는 잉곳 성장 장치.The method of claim 1,
The centering control unit includes an ingot growth apparatus including a distance measuring unit for measuring the distance between the second crucible and the lid. 제2항에 있어서,
상기 거리 측정부는 상기 제2 도가니의 상면 및 상기 덮개부의 하면 사이의 거리를 측정하는 잉곳 성장 장치.The method of claim 2,
The distance measuring unit ingot growth apparatus for measuring the distance between the upper surface of the second crucible and the lower surface of the lid portion. 제2항에 있어서,
상기 거리 측정부는 다수개로 구비되는 잉곳 성장 장치.The method of claim 2,
Ingot growth apparatus is provided with a plurality of distance measuring unit. 제2항에 있어서,
상기 거리 측정부는 스테인레스스틸을 포함하는 잉곳 성장 장치.The method of claim 2,
The distance measuring unit ingot growth apparatus comprising a stainless steel. 제2항에 있어서,
상기 거리 측정부는 제1 측정부, 제2 측정부, 제3 측정부 및 제4 측정부를 포함하고, 상기 제1 측정부, 제2 측정부, 제3 측정부 및 제4 측정부는 상기 덮개부 상에서 동일한 거리로 이격되어 위치하는 잉곳 성장 장치.The method of claim 2,
The distance measuring part includes a first measuring part, a second measuring part, a third measuring part, and a fourth measuring part, wherein the first measuring part, the second measuring part, the third measuring part, and the fourth measuring part are on the cover part. Ingot growth apparatus located at equal distances apart. 제2항에 있어서,
상기 제1 측정부, 제2 측정부, 제3 측정부 및 제4 측정부는 상기 덮개부의 둘레를 따라 위치하는 잉곳 성장 장치.The method of claim 2,
The first measuring unit, the second measuring unit, the third measuring unit and the fourth measuring unit is located in the circumference of the cover portion ingot growth apparatus. 제2항에 있어서,
상기 센터링 조절부는 수평계를 더 포함하는 잉곳 성장 장치.The method of claim 2,
The centering control unit further comprises an ingot leveling apparatus. 제8항에 있어서,
상기 수평계는 상기 덮개부의 하면에 위치하는 잉곳 성장 장치.9. The method of claim 8,
The horizontal system is an ingot growth apparatus is located on the lower surface of the cover portion. 제8항에 있어서,
상기 수평계는 다수개로 구비되는 잉곳 성장 장치.9. The method of claim 8,
The ingot growth apparatus is provided with a plurality of horizontal systems. 제1 도가니에 원료를 수용하는 단계;
상기 제1 도가니 상에 덮개부를 위치시키는 단계;
상기 제1 도가니를 제2 도가니에 위치시키는 단계;
상기 덮개부의 센터링 조절부를 통해 상기 제1 도가니 및 상기 제2 도가니의 센터링을 조절하는 단계; 및
상기 원료로부터 잉곳을 성장시키는 단계를 포함하는 잉곳 성장 방법.Receiving the raw material in the first crucible;
Positioning a lid on the first crucible;
Positioning the first crucible in a second crucible;
Adjusting centering of the first crucible and the second crucible through a centering adjustment part of the cover part; And
Ingot growth method comprising the step of growing an ingot from the raw material.
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