KR20150080703A - 잉곳성장공정을 관찰하기 위한 뷰 포트 및 이를 이용한 잉곳성장방법 - Google Patents
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Abstract
본 발명에 따른 잉곳성장공정을 관찰하기 위한 뷰 포트는, 잉곳성장공정의 수행되기 위한 공간을 제공하는 밀폐된 챔버 내부를 관찰하기 위한 뷰 포트로서, 상기 챔버의 일측에 설치되며, 상기 챔버 내부와 연결된 중공을 가지는 바디부; 상기 바디부의 상측에 배치되고, 상기 중공과 연결된 윈도우 홀이 구비되며, 상기 윈도우 홀에는 글라스가 개재된 윈도우부; 및 상기 윈도우부와 바디부 사이에 장착되어, 상기 중공을 선택적으로 개폐하는 윈도우 개폐수단;을 포함하는 것을 특징으로 한다.
이러한 본 발명에 따라서, 공정상황을 정밀하게 측정하고, 이를 통해 공정조건을 제어함으로써, 고품질의 잉곳을 생산할 수 있는 장점이 있다.
이러한 본 발명에 따라서, 공정상황을 정밀하게 측정하고, 이를 통해 공정조건을 제어함으로써, 고품질의 잉곳을 생산할 수 있는 장점이 있다.
Description
본 발명은 챔버 내의 잉곳성장공정을 관찰하기 위한 뷰포트와, 이를 이용한 잉곳성장방법에 관한 것이다.
반도체 소자의 제조시 기판으로 주로 사용되는 실리콘 웨이퍼(wafer)는 일반적으로 고순도 다결정 실리콘을 제조한 후, 쵸크랄스키(Czochralski: CZ) 결정성장법에 따라 다결정 실리콘으로부터 단결정을 성장시켜 단결정 실리콘 봉을 생산하고 이를 얇게 절단하여 실리콘 웨이퍼를 생산하며, 웨이퍼의 일면을 경면 연마(polishing)하고 세정한 후 최종 검사하여 제조한다
단결정 잉곳성장방법 중 하나인 쵸크랄스키법은, 석영도가니에 실리콘을 넣고 석영도가니를 가열하여 실리콘을 용융시키킨 후, 시드(seed crystal)를 실리콘 융액에 접촉시킨 상태에서 회전하면서 서서히 끌어올리면서 종자 단결정 표면에서 융액을 고체로 응고시킴에 따라 소정의 직경을 갖는 잉곳을 성장시키는 방법이다.
그리고, 이러한 잉곳성장공정은 챔버 내에서 수행되는데, 챔버는 오염물질 유입 방지 및 진공상태를 유지하기 위하여 밀폐되어 있어서, 챔버 내부에서 공정상황을 관찰하기 위해서는 챔버의 일측에 별도의 뷰 포트(view port)가 설치되어야 한다.
이와 같은 뷰 포트를 통해 잉곳의 성장을 육안으로 관찰할 수 있으며, 직경 측정 센서나 멜트 갭(M/G) 측정 센서와 같은 광학 센서는 뷰 포트를 통해 성장하는 잉곳의 직경과 멜트 갭과 같은 공정 상황을 측정할 수 있다.
그리고, 상기 뷰 포트를 통해 측정된 공정 데이터에 따라서 잉곳 인상속도나 히터 파워와 같은 공정조건이 결정되므로, 챔버 내부의 공정 데이터를 정확하게 측정해야 올바른 공정조건을 설정하여 고품질의 잉곳을 성장시킬 수 있다.
그런데, 상기 챔버 내부의 석영 도가니에서 발생된 산화물(SixOy)이나 도펀트에 의하여, 뷰 포트의 글라스가 오염되는 문제가 있다.
특히, 공정의 후반부로 넘어갈수록 글라스의 오염은 더욱 심화되어 챔버 내부를 거의 관찰할 수 없을 정도로 오염될 수 있으며, 이러한 오염된 뷰 포트를 통해 측정된 공정 데이터에 오차도 증가하게 된다.
결국, 오측된 공정 데이터에 의해 공정 조건이 결정되어, 잉곳 직경의 편차가 발생하거나 결정결함이 발생하게 되어, 잉곳의 품질이 저하되는 문제점이 발생한다.
이러한 오차를 방지하기 위하여, 측정 센서의 이동속도, 감도, 감도 조절 등을 실시하는 방안들이 제시되었지만 오차개선효과는 미비하였다.
본 발명은 위와 같은 문제점을 해결하기 위한 것으로, 뷰 포트의 오염을 사전에 차단하여 잉곳의 성장을 정확하게 관찰할 수 있도록 하는 뷰 포트와 이를 이용한 잉곳성장방법을 제안하고자 한다.
본 발명에 따른 잉곳성장공정을 관찰하기 위한 뷰 포트는, 잉곳성장공정의 수행되기 위한 공간을 제공하는 밀폐된 챔버 내부를 관찰하기 위한 뷰 포트로서, 상기 챔버의 일측에 설치되며, 상기 챔버 내부와 연결된 중공을 가지는 바디부; 상기 바디부의 상측에 배치되고, 상기 중공과 연결된 윈도우 홀이 구비되며, 상기 윈도우 홀에는 글라스가 개재된 윈도우부; 및 상기 윈도우부와 바디부 사이에 장착되어, 상기 중공을 선택적으로 개폐하는 윈도우 개폐수단;을 포함하는 것을 특징으로 한다.
또한, 본 발명에 따른 잉곳성장방법은, 잉곳성장공정을 관찰하기 위한 뷰 포트의 중공을 선택적으로 개폐하는 윈도우 개폐장치를 이용하여 잉곳을 성장하는 방법으로서, 상기 뷰 포트의 중공을 폐쇄하고, 다결정 실리콘을 용융시키는 실리콘 멜팅 공정이 진행되는 단계; 용융된 실리콘 융액으로부터 상기 잉곳의 네크부를 형성하는 넥킹 공정이 진행되는 단계; 상기 뷰 포트의 중공이 개방되고, 상기 네크부를 직경방향으로 성장시키는 숄더링 공정이 진행되는 단계; 성장된 직경으로 잉곳의 바디를 성장시키는 바디 그로잉 공정이 진행되는 단계; 및 상기 뷰 포트의 중공이 폐쇄되고, 상기 바디의 직경을 감소시켜 상기 실리콘 융액에서 분리하는 테일링 공정이 진행되는 단계; 를 포함하는 것을 특징으로 한다.
제안되는 본 발명에 의하여 챔버의 밀폐를 유지함과 동시에 뷰 포트의 윈도우 오염을 사전에 방지하여, 챔버 내부의 공정 상황을 정밀하게 측정할 수 있다.
예를 들어, 잉곳 바디의 직경을 정밀하게 측정할 수 있으며, 이에 따라서 인상속도를 제어함으로써, 바디의 직경이 균일한 고품질의 잉곳을 생산할 수 있다.
즉, 본 발명은 공정상황을 정밀하게 측정하고, 이를 통해 공정조건을 제어함으로써, 고품질의 잉곳을 생산할 수 있는 장점이 있다.
도 1은 본 실시예에 따른, 잉곳성장장치의 개략적인 모습을 나타낸다.
도 2는 기존 잉곳성장공정의 진행에 따라서, 잉곳의 직경을 측정 값과 실제 잉곳의 직경을 비교하여 나타내는 그래프이다.
도 3은 본 발명의 제 1 실시예에 따른, 윈도우 개폐수단이 설치된 뷰 포트의 사시도이다.
도 4는 본 발명의 제 1 실시예에 따른, 윈도우 개폐수단이 설치된 뷰 포트의 단면도이다.
도 5는 본 발명의 제 2 실시예에 따른, 윈도우 개폐수단의 평면도를 나타낸다.
도 6은 본 발명의 실시예에 따른, 윈도우 개폐수단이 구비된 뷰 포트를 이용하여 잉곳을 성장시키는 과정을 나타내는 흐름도이다.
도 7은 본 발명의 실시예에 따른, 공정이 진행될 때 성장한 잉곳의 직경을 측정한 데이터와, 실제 잉곳 직경의 차이를 나타내는 그래프이다.
도 2는 기존 잉곳성장공정의 진행에 따라서, 잉곳의 직경을 측정 값과 실제 잉곳의 직경을 비교하여 나타내는 그래프이다.
도 3은 본 발명의 제 1 실시예에 따른, 윈도우 개폐수단이 설치된 뷰 포트의 사시도이다.
도 4는 본 발명의 제 1 실시예에 따른, 윈도우 개폐수단이 설치된 뷰 포트의 단면도이다.
도 5는 본 발명의 제 2 실시예에 따른, 윈도우 개폐수단의 평면도를 나타낸다.
도 6은 본 발명의 실시예에 따른, 윈도우 개폐수단이 구비된 뷰 포트를 이용하여 잉곳을 성장시키는 과정을 나타내는 흐름도이다.
도 7은 본 발명의 실시예에 따른, 공정이 진행될 때 성장한 잉곳의 직경을 측정한 데이터와, 실제 잉곳 직경의 차이를 나타내는 그래프이다.
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.
도 1은 본 실시예에 따른, 잉곳성장장치의 개략적인 모습을 나타낸다.
도 1을 참조하면, 본 실시예의 잉곳성장장치는 챔버(10)와, 실리콘 융액(S)을 담는 석영도가니(20)와, 상기 석영도가니(20)를 가열하기 위한 히터(30)와, 상기 실리콘 멜트에서 접하여 잉곳을 인상하는 시드(seed)를 고정하기 위한 시드 척(70)(seed chuck)과, 상기 시드 척(70)을 승강 및 회전시키는 인상수단과, 상기 석영도가니(20) 상측에서 실리콘 멜트와 멜트 갭(M/G)을 형성하는 열차폐체(40)를 포함한다.
그리고, 본 실시예의 잉곳성장장치는 상기 챔버(10) 내부를 관찰하기 위한 뷰 포트(100)를 더 포함하며, 상기 챔버(10) 외부에는 뷰 포트(100)를 통해 잉곳의 직경을 측정하고 측정된 데이터로 인상속도를 제어하는 직경 센서부(200)(ADC)가 마련된다.
좀더 상세히, 본 실시예의 잉곳성장장치는 구성들은 챔버(10) 내부에 배치되며, 상기 챔버(10)는 밀폐(sealing)되어 있기 때문에, 챔버(10) 내부에서 성장되는 잉곳(IG)을 관찰하기 위해서는 별도의 뷰 포트 (100)(view port)가 설치되어야 한다.
이러한 뷰 포트(100)는 챔버(10)의 상부에 설치되고, 챔버(10)의 밀폐상태를 유지하면서 빛을 투과할 수 있도록 상부에는 윈도우부(110)가 구성된다.
이러한 윈도우부(110)를 통해, 육안으로 잉곳의 성장공정을 관찰할 수 있고, 외부에 마련된 직경 센서부(200)와 같은 광학 센서들은 윈도우부(110)를 통해 내부 공정상황을 측정하여 공정 데이터(raw data)로 출력할 수 있다.
상기 뷰 포트(100)를 통해 측정하는 공정 데이터들로는 직경 센서부(200)에 의해 측정되는 잉곳의 직경뿐만 아니라 멜트 갭(M/G) 등도 해당될 수 있다. 예를 들어, 멜트 갭 센서부(200)가 뷰 포트를 통해 멜트 갭을 측정하고 측정 데이터로 상기 도가니 하부에 장착된 도가니 승강수단을 제어함으로써, 상기 멜트 갭을 적절한 값으로 유지할 수 있다.
다만, 이하에서는 설명의 편의를 위하여, 뷰 포트(100)를 통해 측정되는 데이터로 잉곳의 직경을 대표하여 설명하기로 한다.
이러한 잉곳의 직경을 측정하여 로데이터(raw data)로 출력하는 직경 센서부(200)로는 적외선 센서(IR sensor), CCD 카메라 또는 고온계(pyrometer) 등 다양한 센서가 사용될 수 있다.
본 실시예에서는 직경 센서부(200)로 성장되는 잉곳의 메니스커스(meniscus)의 밝기를 측정하여 성장되는 잉곳의 직경을 실제 ADC 값(actual ADC)으로 산출한 후, 실제 ADC 값에 따라서 인상속도(pulling speed)를 제어함으로써, 잉곳의 직경을 조절하는 ADC 센서부(200)(Automatic Diameter Control)를 사용한다.
상기 ADC 센서부(200)는 직경을 측정하고 인상속도를 제어하는 피드백 제어를 통해 성장되는 잉곳의 직경을 조절하며, 이와 같은 피드 백 제어를 통해 성장한 잉곳의 직경이 균일한지 여부는 잉곳의 품질을 결정하는 중요한 판단요소에 해당한다.
그러므로, 상기 ADC 센서부(200)가 상기 윈도우부(110)를 통해 성장되는 잉곳의 직경을 정밀하게 측정하여 인상속도(pulling speed)을 제어할 필요가 있다.
그런데, 잉곳 성장공정 진행 중에 발생한 다량의 기화(Evaporation)된 반응 생성물 또는 기화된 도펀트가 윈도우부(110)의 하면에 흡착될 수 있다.
특히, 고휘발성 도펀트의 도핑 공정이 포함된 잉곳 성장공정에서는 휘발된 도펀트가 윈도우부(110)를 불투명하게 오염시키는 문제가 발생한다.
그리고, 이와 같이 오염된 윈도우부(110)를 통해 측정된 실제 ADC 값은 실제 잉곳의 직경과 오차를 가지게 되며, 이러한 오차에 따라서 성장한 잉곳의 직경의 편차는 증가하게 된다.
도 2는 공정의 진행에 따라서 잉곳의 직경을 측정 값과 실제 잉곳의 직경을 비교하여 나타내는 그래프이다.
도 2를 참조하면, 공정 진행 중에 측정된 잉곳의 직경 데이터(Actual ADC)는 점점 작아지나, 실제 잉곳의 직경(Dia)이 공정 후반부로 갈수록 점점 커진다.
실제 ADC 값과 실제 잉곳의 직경에 차이가 발생한 것으로 보아, 실제 ADC 값이 공정 후반부에 작아진 것은 실제 잉곳의 직경이 줄어든 것이 아닌 상기 ADC 센서(200)가 상기 뷰 포트(100)의 오염으로 인하여 직경이 작아지고 있다고 오측(誤測) 한 것임을 알 수 있다. 그리고, 이와 같이 오측된 실제 ADC 값으로 인상속도를 제어하였기 때문에, 실제 성장된 잉곳의 직경의 편차가 더욱 증가하게 된 것이다.
즉, 상기 ADC 센서(200)는 뷰 포트(100)가 오염되어 이를 통해 방출되는 빛의 밝기가 어두워짐에 따라서 실제 ADC값을 작게 출력한 것이며, ADC 값이 작게 출력되어 잉곳의 직경을 증가시키기 위하여 인상속도를 느리게 제어하여 잉곳의 직경이 증가하게 된 것이다.
이와 같은 문제점을 해결하기 위하여, 본 실시예의 뷰 포트(100)는 윈도우부(110)의 오염을 사전에 차단하여, 정확한 직경 데이터를 얻을 수 있는 장치 및 방법을 제안하고자 한다.
<제 1
실시예
>
도 3은 본 발명의 제 1 실시예에 따른, 윈도우 개폐수단이 설치된 뷰 포트의 사시도이고, 도 4는 위 뷰 포트의 단면도이다.
본 실시예는 윈도우부(110)를 선택적으로 개폐하는 윈도우 개폐수단(300)을 마련하여, 윈도우부(110)의 오염이 집중되는 공정 진행할 때에는 윈도우부(110)를 폐쇠하고 잉곳의 직경을 균일하게 유지해야 하는 바디 그로잉 공정시에는 윈도우부(110)를 개방함으로써, 윈도우부(110)의 오염을 사전에 방지하여 정밀하게 잉곳의 직경을 측정하려는 것이다.
도 3과 4를 참조하면, 본 실시예의 뷰 포트(100)는 챔버(10) 내부를 관통하는 중공을 갖는 뷰포트 바디부(120)와, 상기 뷰포트 바디부(120)의 중공을 밀폐하면서 챔버(10) 내의 빛을 투과하는 윈도우부(110)와, 상기 중공을 선택적으로 개폐하는 윈도우 개폐수단(300)으로 구성된다.
각 구성요소를 좀더 상세히 설명하면, 먼저, 상기 뷰포트 바디부(120)는 챔버(10)의 일측에서 돌출 형성되며, 챔버(10)의 내부 공간과 연결된 중공이 형성된다.
그리고, 상기 뷰포트 바디부(120)의 상부에는 중공을 밀폐하고 빛을 투과하는 글라스가 개제된 윈도우부(110)가 구성된다.
예를 들어, 상기 윈도우부(110)는 내압이 높은 챔버(10)의 밀폐상태를 유지하기 위하여 상기 뷰포트 바디부(120)의 상부에 플랜지(flange)로 결합될 수 있으며, 이때, 플랜지에는 석영 글라스가 개재되고 석영 글라스와 플랜지 사이에 오 링(O-ring)을 삽입될 수 잇다.
그리고, 상기 윈도우부(110)와 뷰포트 바디부(120) 사이에는 중공을 개폐하는 윈도우 개폐수단(300)이 장착된다.
이러한 윈도우 개폐수단(300)은 뷰포트 바디부(120)의 측면을 관통하고 중공과 연결되는 게이트가 구비된 게이트 바디부(310)와, 상기 게이트 바디부(310) 내에서 게이트에 선택적으로 배치되는 슬라이드 도어(320)와, 상기 슬라이드 도어(320)를 이동시키는 구동부(370)와, 상기 구동부(370)와 상기 슬라이드 도어(320)를 연결하는 링크(330)로 구성된다.
좀더 상세히, 상기 뷰포트 바디부(120)의 상부에는 중공과 연결된 게이트를 가지며 내부에 슬라이드 도어(320)가 이동될 수 있는 공간을 구비한 게이트 바디부(310)가 마련된다.
이러한 게이트 바디부(310)의 내부공간에는 슬라이드 도어(320)가 배치되고, 게이트의 외주연에는 오링(360)이 마련되어 슬라이드 도어(320)가 게이트의 상측에 위치할 때 게이트를 완전히 밀폐할 수 있다.
그리고, 상기 슬라이드 도어(320)의 단부에는 링크(330)가 연결되며, 상기 링크(330)는 구동부(370)까지 연장된다.
상기 구동부(370)는 링크(330)를 밀어서 이와 연결된 슬라이드 도어(320)를 게이트에 수직평면상에 위치시킴으로써 게이트(360)를 폐쇄할 수 있으며, 링크(330)를 당겨 슬라이드 도어(320)를 게이트의 수직평면상에서 벗어나도록 하여 게이트를 개방시킬 수 있다.
이러한 구동부(370)는 유압 실린더로 구성될 수 있으며, 이때, 상기 링크(330)는 플런저(plunger)에 해당될 것이다.
그리고, 상기 구동부(370)의 상부에 마그네틱 센서를 부착하여, 링크(330) 이동시 자기장 변화를 검출함으로써, 슬라이드 도어(320)의 위치를 파악할 수 있다.
또한, 공간을 효율적으로 활용하기 위하여 상기 링크(330)는 상기 게이트 바디부(310)의 외측으로 연장될 수 있는데, 이러한 경우에는 연장된 링크(330)와 구동부(370) 사이를 벨로즈(bellows)로 둘러싸서 게이트 바디부(310)의 내부 공간을 밀폐시킬 수 있다.
이를 통해, 상기 윈도우 개폐수단(300)은 윈도우부(110)를 공정에 따라서 선택적으로 밀폐할 수 있다. 예를 들어, 오염물질의 발생이 집중되는 도핑 공정시에는 윈도우부(110)를 밀폐하여 글라스의 오염을 사전에 차단하고, 잉곳 직경의 정밀한 측정이 필요한 숄더링 공정과 바디 그로잉 공정에서만 윈도우부(110)를 개방함으로써, 원하는 직경으로 잉곳을 성장시킬 수 있다.
<제 2
실시예
>
도 5는 본 발명의 제 2 실시예에 따른, 윈도우 개폐수단의 평면도를 나타낸다.
본 실시예는 제 1 실시예에서 링크의 형상만을 변형한 것으로, 나머지 윈도우 개폐수단의 구성은 동일함으로, 중복되는 기재에 대한 설명은 생략한다.
본 발명의 제 1 실시예의 경우, 링크(330)가 구동부(370)에서 슬라이드 도어(320)까지 일직선으로 연결되므로, 링크(330)와 이를 포함하는 게이트 바디부(310)가 너무 많은 공간을 차지하게 된다.
이러한 문제점을 극복하기 위하여, 본 실시예는 링크(330)를 분할하고, 분할된 각 링크(330)를 각도를 달리 연결하여 링크(330)가 차지하는 공간을 최소화할 수 있는 윈도우 개폐수단(300)을 제안하고자 한다.
본 실시예에서 링크는 슬라이드 도어(320) 에 연결되는 제 1 링크(331)와, 구동부(370)에 직접 연결되는 제 3 링크(333), 제 1 링크(331)와 제 3 링크(333)를 연결하는 제 2 링크(336)로 구성된다.
좀더 상세히, 제 1 링크(331)의 일측 단부는 슬라이드 도어(320)의 상단 모서리에 연결되어 고정부(336)를 향해 비스듬히 연장되며, 반대쪽 단부는 고정부(336)에 결합된다.
상기 고정부(336)는 제 1 링크(331)와 상단 모서리에 반대편인 하단 모서리에서 슬라이드 도어(320)의 가로 폭만큼 이격된 위치에 배치된다.
그리고, 상기 제 2 링크(332)의 하단부는 고정부(336)에 연결되며, 고정부(336)를 기준으로 제 1 링크(331)와 대칭되도록 배치된다.
상기 제 3 링크(333)는 제 1 링크(331)가 슬라이드 도어(320)에 연결된 일측 모서리의 수평선상에 배치되며, 일측 단부는 제 2 링크(332)의 상단에 연결되고 반대쪽 단부는 구동부(370)에 결합된다.
상기 구동부(370)가 제 3 링크(333)를 밀어내면 제 3 링크(333)와 연결된 제 2 링크(332)는 슬라이드 도어(320)와 수평이 되도록 이동되며, 이때, 제 1 링크(331)는 제 2 링크(332)에 대칭하여 이동되도록 한다
예를 들어, 상기 고정부(336)에서 제 1 링크(331)와 제 2 링크(332)는 각각 톱니바퀴로 맞물려 결합되도록 구성하여, 제 2 링크(332)의 톱니가 회전하는 방향과 반대 반향으로 제 1 링크(331)의 톱니가 회전하도록 함으로써, 제 2 링크(332) 이동시 제 1 링크(331)가 대칭 이동되도록 구성할 수 있다.
이를 통해, 본 실시예는 제 1 실시예에 비하여 슬라이드 도어(320)의 위치를 원활하게 이동시킬 수 있으며, 게이트 바디부(310)의 좁은 내부 공간을 효율적으로 활용할 수 있다.
<뷰 포트를 이용한
잉곳성장방법
실시예
>
이하에서는 전술한 뷰 포트를 이용하여 잉곳을 성장시키는 방법에 대하여 설명한다.
도 6은 본 발명의 실시예에 따른, 윈도우 개폐수단이 구비된 뷰 포트를 이용하여 잉곳을 성장시키는 과정을 나타내는 흐름도이다.
도 6을 참조하면, 먼저, 다결정 실리콘을 용융시키는 실리콘 멜팅 공정 진행되는데, 이때, 윈도우 개폐수단(300)은 슬라이드 도어(320)를 게이트(325)의 수직평면상에 위치시켜 윈도우부(110)를 밀폐한다. (S101)
이후, 잉곳에 도펀트를 주입하는 도핑 공정이 진행된다. (S102)
도핑 공정시, 잉곳에 주입되지 못한 도펀트가 기화되어 챔버(10) 내부가 집중적으로 오염되는 시기인데, 상기 윈도우부(110)는 슬라이드 도어(320)에 의해 폐쇄되어 오염물질들은 슬라이드 도어(320)의 하면에만 흡착되므로, 윈도우부(110)의 오염을 사전에 차단할 수 있게 된다.
그 다음, 시드 척(70)이 하강하여 시드를 실리콘 융액에 침지시키고 회전과 동시에 인상한다. 그리고, 침지시 발생한 전위를 제거하기 위하여 잉곳의 직경을 얇게 성장시키는 넥킹 공정이 진행된다. (S103)
넥킹 공정이 완료된 후에는 잉곳을 직경방향으로 성장시키는 숄더링 공정이 진행된다. 이때부터, 잉곳의 직경을 정밀하게 제어하는 것이 중요하므로 윈도우 개폐수단(300)은 슬라이드 도어(320)를 이동시켜 게이트(325)를 개방한다. (S104)
상기 ADC 센서(200)는 개방된 윈도우부(110)를 통해 성장되는 잉곳의 직경을 측정하여 인상속도를 제어하여, 성장되는 잉곳의 직경을 원하는 값으로 정밀하게 제어할 수 있다.
상기 ADC 센서(200)에 의하여, 균일한 직경의 바디를 성장시키는 바디 그로잉 공정이 진행된다. (S105)
다만, 잉곳의 바디 그로잉 공정 진행 중에 성장된 바디를 다시 실리콘 융액에 담그는 멜트 백(melt back)과 다시 도펀트를 주입하는 도핑 공정(re-doping)이 진행될 수 있으며, 이때, 다시 오염물질이 집중적으로 발생할 수 있다.
그러므로, 오염물질이 윈도우부(110)를 오염시키는 것을 방지하기 위하여, 상기 윈도우 개폐수단(300)은 멜트 백 진행시 슬라이드 도어(320)로 윈도우부(110)를 폐쇄함으로써, 윈도우부(110)의 오염을 막을 수 있다.
마지막으로, 바디 그로잉 공정이 완료된 후, 잉곳의 직경을 점차 줄여서 실리콘 융액으로부터 분리하는 테일링 공정이 진행됨으로써, 잉곳성장공정이 완료된다. (S106)
도 7은 본 발명의 실시예에 따른, 공정이 진행될 때 성장한 잉곳의 직경을 측정한 데이터와, 실제 잉곳 직경의 차이를 나타내는 그래프이다.
도 7을 참조하면, 오염물질이 집중적으로 발생되는 시기에 윈도우부(110)를 폐쇄함으로써 윈도우부(110)의 오염을 사전에 차단한 본 실시예의 경우, 도 2의 기존 성장공정 진행시와 달리 ADC 센서(200)에 의해 측정된 ADC 값의 평균과 실제 잉곳의 직경이 거의 동일하며, 실제 잉곳의 직경의 편차도 감소되었음을 알 수 있다.
즉, 오염되지 않은 윈도우부(110)를 통해 측정된 ADC값은 실제 성장하는 잉곳의 직경을 정확하게 반영하고 있으므로, 이에 따른 적절한 인상속도 제어가 가능하여 직경이 균일한 고품질의 잉곳이 성장할 수 있는 것이다.
그러므로, 전술한 본 실시예는 상기 뷰 포트(100)의 오염을 사전에 차단하여 챔버(10)내의 공정상황을 명확하게 파악함으로써, 고품질의 잉곳을 생산할 수 있다.
10: 챔버
20: 석영도가니
30: 히터
40: 열차폐체
100: 뷰 포트
200: ADC 센서
300: 윈도우 개폐수단
20: 석영도가니
30: 히터
40: 열차폐체
100: 뷰 포트
200: ADC 센서
300: 윈도우 개폐수단
Claims (9)
- 잉곳성장공정의 수행되기 위한 공간을 제공하는 밀폐된 챔버 내부를 관찰하기 위한 뷰 포트로서,
상기 챔버의 일측에 설치되며, 상기 챔버 내부와 연결된 중공을 가지는 바디부;
상기 바디부의 상측에 배치되고, 상기 중공과 연결된 윈도우 홀이 구비되며, 상기 윈도우 홀에는 글라스가 개재된 윈도우부; 및
상기 윈도우부와 바디부 사이에 장착되어, 상기 중공을 선택적으로 개폐하는 윈도우 개폐수단;을 포함하는 잉곳성장공정을 관찰하기 위한 뷰 포트. - 제 1 항에 있어서,
상기 윈도우 개폐수단은, 상기 바디부의 측면을 관통하여 배치되며 상기 중공 및 윈도우 홀과 연결된 게이트와 내부공간이 구비된 게이트 바디를 포함하는 잉곳성장공정을 관찰하기 위한 뷰 포트 - 제 2 항에 있어서,
상기 윈도우 개폐수단은 상기 게이트의 수직평면과 상기 내부공간 사이를 이동하는 슬라이드 도어를 포함하는 잉곳성장공정을 관찰하기 위한 뷰 포트 - 제 3 항에 있어서,
상기 게이트의 외주연에는 오 링이 배치된 잉곳성장공정을 관찰하기 위한 뷰 포트. - 제 3 항에 있어서,
상기 윈도우 개폐수단은 상기 슬라이드 도어의 일측에 연결된 링크와, 상기 링크와 연결된 구동부를 포함하는 잉곳성장공정을 관찰하기 위한 뷰 포트. - 제 5 항에 있어서,
상기 구동부는 유압 실린더로 구성되며, 상부에는 마그네틱 센서가 부착된 잉곳성장공정을 관찰하기 위한 뷰 포트. - 제 5 항에 있어서,
상기 링크는 3 개 이상으로 분할되어 상기 슬라이드 도어와 상기 구동부를 연결하는 잉곳성장공정을 관찰하기 위한 뷰 포트. - 잉곳성장공정을 관찰하기 위한 뷰 포트의 중공을 선택적으로 개폐하는 윈도우 개폐장치를 이용하여 잉곳을 성장하는 방법으로서,
상기 뷰 포트의 중공을 폐쇄하고, 다결정 실리콘을 용융시키는 실리콘 멜팅 공정이 진행되는 단계;
용융된 실리콘 융액으로부터 상기 잉곳의 네크부를 형성하는 넥킹 공정이 진행되는 단계;
상기 뷰 포트의 중공이 개방되고, 상기 네크부를 직경방향으로 성장시키는 숄더링 공정이 진행되는 단계;
성장된 직경으로 잉곳의 바디를 성장시키는 바디 그로잉 공정이 진행되는 단계; 및
상기 뷰 포트의 중공이 폐쇄되고, 상기 바디의 직경을 감소시켜 상기 실리콘 융액에서 분리하는 테일링 공정이 진행되는 단계; 를 포함하는 잉곳성장방법. - 제 8 항에 있어서,
상기 바디 그로잉 공정 진행단계에서 상기 성장된 잉곳의 일부를 다시 상기 실리콘 융액으로 담그는 멜트 백(melt back) 공정 또는 리도핑 공정(re-doping)이 수행될 때 상기 뷰 포트의 중공을 일시적으로 폐쇄하는 잉곳성장방법.
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| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| KR1020140000111A KR102137285B1 (ko) | 2014-01-02 | 2014-01-02 | 잉곳성장공정을 관찰하기 위한 뷰 포트 및 이를 이용한 잉곳성장방법 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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| KR1020140000111A KR102137285B1 (ko) | 2014-01-02 | 2014-01-02 | 잉곳성장공정을 관찰하기 위한 뷰 포트 및 이를 이용한 잉곳성장방법 |
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|---|---|
| KR20150080703A true KR20150080703A (ko) | 2015-07-10 |
| KR102137285B1 KR102137285B1 (ko) | 2020-07-23 |
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ID=53792540
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| KR (1) | KR102137285B1 (ko) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR20230012938A (ko) * | 2021-07-16 | 2023-01-26 | (주)티엔지 | 영구자석을 이용한 가림막 이송장치 구조 |
Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH0960857A (ja) * | 1995-08-28 | 1997-03-04 | Mitsubishi Heavy Ind Ltd | 流動層ボイラ火炉の覗窓装置 |
| JP2011162393A (ja) * | 2010-02-09 | 2011-08-25 | Shin Etsu Handotai Co Ltd | 単結晶製造装置および単結晶の製造方法 |
| KR20130104524A (ko) * | 2012-03-14 | 2013-09-25 | 주식회사 엘지실트론 | 실리콘 단결정 잉곳의 성장방법 |
-
2014
- 2014-01-02 KR KR1020140000111A patent/KR102137285B1/ko active IP Right Grant
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|---|---|---|---|---|
| JPH0960857A (ja) * | 1995-08-28 | 1997-03-04 | Mitsubishi Heavy Ind Ltd | 流動層ボイラ火炉の覗窓装置 |
| JP2011162393A (ja) * | 2010-02-09 | 2011-08-25 | Shin Etsu Handotai Co Ltd | 単結晶製造装置および単結晶の製造方法 |
| KR20130104524A (ko) * | 2012-03-14 | 2013-09-25 | 주식회사 엘지실트론 | 실리콘 단결정 잉곳의 성장방법 |
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