KR20170081562A - Ingot growth control device and control method of it - Google Patents

Ingot growth control device and control method of it Download PDF

Info

Publication number
KR20170081562A
KR20170081562A KR1020160135729A KR20160135729A KR20170081562A KR 20170081562 A KR20170081562 A KR 20170081562A KR 1020160135729 A KR1020160135729 A KR 1020160135729A KR 20160135729 A KR20160135729 A KR 20160135729A KR 20170081562 A KR20170081562 A KR 20170081562A
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
ingot
target
oxygen concentration
crucible
crystal defect
Prior art date
Application number
KR1020160135729A
Other languages
Korean (ko)
Other versions
KR102490986B1 (en
Inventor
홍영호
박현우
이현용
채계정
Original Assignee
주식회사 엘지실트론
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 주식회사 엘지실트론 filed Critical 주식회사 엘지실트론
Publication of KR20170081562A publication Critical patent/KR20170081562A/en
Application granted granted Critical
Publication of KR102490986B1 publication Critical patent/KR102490986B1/en

Links

Images

Classifications

    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C30CRYSTAL GROWTH
    • C30BSINGLE-CRYSTAL GROWTH; UNIDIRECTIONAL SOLIDIFICATION OF EUTECTIC MATERIAL OR UNIDIRECTIONAL DEMIXING OF EUTECTOID MATERIAL; REFINING BY ZONE-MELTING OF MATERIAL; PRODUCTION OF A HOMOGENEOUS POLYCRYSTALLINE MATERIAL WITH DEFINED STRUCTURE; SINGLE CRYSTALS OR HOMOGENEOUS POLYCRYSTALLINE MATERIAL WITH DEFINED STRUCTURE; AFTER-TREATMENT OF SINGLE CRYSTALS OR A HOMOGENEOUS POLYCRYSTALLINE MATERIAL WITH DEFINED STRUCTURE; APPARATUS THEREFOR
    • C30B15/00Single-crystal growth by pulling from a melt, e.g. Czochralski method
    • C30B15/20Controlling or regulating
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C30CRYSTAL GROWTH
    • C30BSINGLE-CRYSTAL GROWTH; UNIDIRECTIONAL SOLIDIFICATION OF EUTECTIC MATERIAL OR UNIDIRECTIONAL DEMIXING OF EUTECTOID MATERIAL; REFINING BY ZONE-MELTING OF MATERIAL; PRODUCTION OF A HOMOGENEOUS POLYCRYSTALLINE MATERIAL WITH DEFINED STRUCTURE; SINGLE CRYSTALS OR HOMOGENEOUS POLYCRYSTALLINE MATERIAL WITH DEFINED STRUCTURE; AFTER-TREATMENT OF SINGLE CRYSTALS OR A HOMOGENEOUS POLYCRYSTALLINE MATERIAL WITH DEFINED STRUCTURE; APPARATUS THEREFOR
    • C30B15/00Single-crystal growth by pulling from a melt, e.g. Czochralski method
    • C30B15/10Crucibles or containers for supporting the melt
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C30CRYSTAL GROWTH
    • C30BSINGLE-CRYSTAL GROWTH; UNIDIRECTIONAL SOLIDIFICATION OF EUTECTIC MATERIAL OR UNIDIRECTIONAL DEMIXING OF EUTECTOID MATERIAL; REFINING BY ZONE-MELTING OF MATERIAL; PRODUCTION OF A HOMOGENEOUS POLYCRYSTALLINE MATERIAL WITH DEFINED STRUCTURE; SINGLE CRYSTALS OR HOMOGENEOUS POLYCRYSTALLINE MATERIAL WITH DEFINED STRUCTURE; AFTER-TREATMENT OF SINGLE CRYSTALS OR A HOMOGENEOUS POLYCRYSTALLINE MATERIAL WITH DEFINED STRUCTURE; APPARATUS THEREFOR
    • C30B15/00Single-crystal growth by pulling from a melt, e.g. Czochralski method
    • C30B15/20Controlling or regulating
    • C30B15/203Controlling or regulating the relationship of pull rate (v) to axial thermal gradient (G)
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C30CRYSTAL GROWTH
    • C30BSINGLE-CRYSTAL GROWTH; UNIDIRECTIONAL SOLIDIFICATION OF EUTECTIC MATERIAL OR UNIDIRECTIONAL DEMIXING OF EUTECTOID MATERIAL; REFINING BY ZONE-MELTING OF MATERIAL; PRODUCTION OF A HOMOGENEOUS POLYCRYSTALLINE MATERIAL WITH DEFINED STRUCTURE; SINGLE CRYSTALS OR HOMOGENEOUS POLYCRYSTALLINE MATERIAL WITH DEFINED STRUCTURE; AFTER-TREATMENT OF SINGLE CRYSTALS OR A HOMOGENEOUS POLYCRYSTALLINE MATERIAL WITH DEFINED STRUCTURE; APPARATUS THEREFOR
    • C30B29/00Single crystals or homogeneous polycrystalline material with defined structure characterised by the material or by their shape
    • C30B29/02Elements
    • C30B29/06Silicon
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C30CRYSTAL GROWTH
    • C30BSINGLE-CRYSTAL GROWTH; UNIDIRECTIONAL SOLIDIFICATION OF EUTECTIC MATERIAL OR UNIDIRECTIONAL DEMIXING OF EUTECTOID MATERIAL; REFINING BY ZONE-MELTING OF MATERIAL; PRODUCTION OF A HOMOGENEOUS POLYCRYSTALLINE MATERIAL WITH DEFINED STRUCTURE; SINGLE CRYSTALS OR HOMOGENEOUS POLYCRYSTALLINE MATERIAL WITH DEFINED STRUCTURE; AFTER-TREATMENT OF SINGLE CRYSTALS OR A HOMOGENEOUS POLYCRYSTALLINE MATERIAL WITH DEFINED STRUCTURE; APPARATUS THEREFOR
    • C30B35/00Apparatus not otherwise provided for, specially adapted for the growth, production or after-treatment of single crystals or of a homogeneous polycrystalline material with defined structure
    • C30B35/002Crucibles or containers

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 apparatus capable of correcting oxygen concentration control variables and crystal defect control variables in a current ingot growth process by correlating them with accumulated data stored in a previous ingot growing process and a control method thereof .
In the ingot growth control apparatus and the control method thereof according to the present invention, the oxygen concentration control variable is corrected in the current process in consideration of the accumulated oxygen concentration performance data in the previous process, and the correction amount of the oxygen concentration control variable or the hot zone change It is possible to correct the crystal defect control data accumulated in the previous process by correcting the correction coefficient of the hot zone according to the correction coefficient of the hot zone and to correct the crystal defect control parameter in the present process in consideration of the corrected crystal defect performance data.

Description

잉곳 성장 제어장치 및 그 제어방법 {Ingot growth control device and control method of it}[0001] Ingot growth control device and control method [

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 apparatus capable of correcting oxygen concentration control variables and crystal defect control variables in a current ingot growth process by correlating them with accumulated data stored in a previous ingot growing 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.Generally, in the single crystal ingot growing apparatus according to the Czochralski method, polycrystalline silicon is loaded in the crucible, and the polycrystalline silicon contained in the crucible is melted by the heat radiated from the heater to form a silicon melt , The seed is gradually rotated while being immersed in the silicon melt, and simultaneously raised.

보통, 쵸크랄스키법을 이용한 단결정 잉곳의 제조 시에는 히터에 의해 용융된 실리콘 융액을 담기 위해 석영 도가니가 필수적으로 사용된다.Generally, a quartz crucible is essentially used for preparing a single crystal ingot using the Czochralski method in order to contain a molten silicon melt 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, the quartz crucible is transferred into the SiOx form as it is dissolved in the melt by reflecting the high-temperature silicon melt, and eventually is mixed into the 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, the SiOx mixed in the single crystal forms a strengthening effect of the wafer and a micro internal defect (BMD) to act as a gettering site for metal impurities during the semiconductor process, or induce various crystal defects and segregation in the wafer Which is 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 conventional technique, the dissolution rate of the quartz crucible, the flow pattern of the silicon melt, and the oxygen concentration of the single crystal ingot are controlled through the Ox volatilization control from the melt surface, but the crystal growth condition is changed 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 Laid-Open Publication No. 2015-089854 discloses a method of manufacturing a silicon single crystal which controls the oxygen concentration of crystals by controlling the volatilization of Ox from the melt surface by controlling the inert gas flow rate introduced between the outer peripheral surface of the single crystal ingot and the bottom opening of the heat shield. .

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, it is possible to control the axial oxygen concentration of the ingot by controlling the flow rate of the inert gas. However, since the flow rate of the inert gas affects the oxygen concentration at the melt surface, especially at the periphery of the crystal, There is a problem that the uniformity of the directional oxygen concentration is deteriorated.

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 control the uniformity of the axial oxygen concentration of the ingot, the oxygen concentration level of the ingot, and the uniformity of the radial oxygen concentration of the ingot in accordance with 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, since crystal defects exist in a single crystal and crystal defects depend sensitively on crystal growth and cooling conditions, the kind and distribution of growth defects are controlled by controlling 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.Generally, 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 G Of the total population.

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 is formed when the value of V / G exceeds a certain threshold, while an interstitial type defect is formed under the condition of V / G.

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 crystals are grown in the hot zone, the type, size, and density of the defects present 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.Japanese Patent Registration No. 4428038 discloses one or more of the pulling rate of the current process, the temperature pattern, the heater temperature, the ingot diameter, the crucible rotation number, the seed crystal rotation number, A silicon single crystal manufacturing system capable of realizing uniform quality of ingot length 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 related art, since the actual data is reflected in the current process, it is difficult to exclude the influence of the noise that may occur during the process, and since the performance data interrelated with each other such as the pulling rate and the ingot diameter are individually reflected It is difficult to precisely control the quality of the ingot because it affects both oxygen concentration and crystal defects.

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.SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been conceived to solve the problems of the prior art described above, and it is an object of the present invention to provide a method and apparatus for adjusting the oxygen concentration control parameter and the crystal defect control parameter in a current ingot growth process, And to provide a control method for the same.

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.The present invention relates to an ingot growth control apparatus for immersing a seed crystal in a silicon melt contained in a crucible and growing the single crystal ingot as the seed crystal is slowly rotated and pulled up, An oxygen concentration control unit for controlling an oxygen concentration control variable depending on the oxygen concentration; An oxygen concentration calculation unit for correcting the oxygen concentration control parameter in the current process according to the oxygen concentration performance data accumulated in the previous process; A crystal defect control unit for controlling a crystal defect control parameter influencing crystal defects in the radial direction and the axial direction of the ingot in the current process; And a crystal defect calculator for correcting the crystal defect control parameter in the current process in accordance with the crystal defect accumulation data accumulated in the previous process and the correction amount of the oxygen concentration control parameter 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.The present invention also provides an ingot growth control method for immersing a seed crystal in a silicon melt contained in a crucible and growing the single crystal ingot as the seed crystal is gradually rotated and pulled up. And controlling an oxygen concentration control parameter for controlling an oxygen concentration in an ingot growing process in a current process; A second step of storing crystal defect defect data during an ingot growth process in a previous process and controlling a crystal defect control parameter influencing a crystal defect in the ingot growing process in the current process; A third step of correcting the oxygen concentration control parameter in the current process according to the oxygen concentration performance data in a previous process; And a fourth step of correcting the crystal defect control parameter in the current process according to the crystal defect achievement data and the correction amount of the oxygen concentration control parameter in the current process in the previous 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.In the ingot growth control apparatus and the control method thereof according to the present invention, the oxygen concentration control variable is corrected in the current process in consideration of the accumulated oxygen concentration performance data in the previous process, and the correction amount of the oxygen concentration control variable or the hot zone change It is possible to correct the crystal defect control data accumulated in the previous process by correcting the correction coefficient of the hot zone according to the correction coefficient of the hot zone and to correct the crystal defect control parameter in the present process in consideration of the corrected crystal 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, it is possible to minimize the influence of noise occurring in the current process by setting the growth condition of the current process by reflecting the cumulative stored quality result of the previous process, and to accurately reflect the change of the control variable interlocked with the oxygen concentration and the crystal defect There is an advantage that the quality of the ingot included can be precisely controlled.

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.
BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS Fig. 1 is a view showing an example of an ingot growing apparatus of the present invention. Fig.
Fig. 2 is a block diagram showing a control device applied to Fig. 1; Fig.
3 is a block diagram showing an oxygen concentration calculation unit applied to FIG.
Fig. 4 is a block diagram showing a crystal defect arithmetic unit applied to Fig. 2; Fig.
5 is a flowchart showing an example of the ingot growth control method of the present invention.
6 is a flowchart showing details of step S1 applied to FIG.
7 is a flowchart showing details of step S5 applied to FIG.

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, the present embodiment will be described in detail with reference to the accompanying drawings. It should be understood, however, that the scope of the inventive concept of the present embodiment can be determined from the matters disclosed in the present embodiment, and the spirit of the present invention possessed by the present embodiment is not limited to the embodiments in which addition, Variations.

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.1, the single crystal ingot growing apparatus of the present invention includes a chamber 110, a crucible 120, a heater 130, a heat insulating material 140, a heat shielding member 150, a cooling tube 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 a closed space for forming a hot zone for growing an ingot from a silicon melt. The crucible 120, the heater 130, and the heat insulating material 140 are embedded in the chamber 110.

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. The seed crystal driving unit 213 (shown in FIG. 2) and the pulling rate control unit 231 (also shown in FIG. 2), which will be described later, can be installed on the upper side of the chamber 110, (S / R) and pulling rate (P / S) of the seed crystals can be controlled by means of the seed crystal (see Fig. 2).

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 containing a silicon melt, and the polycrystalline silicon is melted to form a silicon melt. In the embodiment, the crucible 120 is composed of an inner peripheral portion 121 made of quartz and an outer peripheral 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.The crucible 120 may be rotated and elevated while the single crystal ingot growing process is being performed by connecting a drive shaft and a pedestal to a lower side of the crucible 120. The crucible driving unit 211, 2) and the crucible elevating portion 232 (shown in Fig. 2) can control the rotational speed and the elevating speed of the crucible 120. [

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 elevation portion 232 (shown in FIG. 2) may be formed in the crucible 120 (10) so as to keep the melt gap (M / G) constant as the silicon melt decreases as the single crystal ingot growing process proceeds But it is not limited to this.

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 insulating material 140 is provided on the inner circumferential surface of the chamber 110 so as to surround the heater 130 to prevent the heat of the heater 130 from escaping through the side surface 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 upper end of the heating end member 150 is fixed on the upper side of the heat insulating member 140 and the lower end of the heat insulating member 140 is made of silicone contained in the crucible 120. [ And is maintained to maintain the melt interface and 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 tube 160 is formed in a cylindrical case with a tube through which the cooling water flows. The cooling tip 160 has an inner upper end of the chamber 110 to allow the single crystal ingot passing through the heat end member 150 to pass therethrough. Respectively.

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

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 measuring 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 chamber 110, So that the brightness can be measured.

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.Also, the diameter of the ingot can be controlled by the 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 on the outside of the chamber 110, and a convection phenomenon of the silicon melt contained in the crucible 120 is controlled by a magnetic field formed by the magnet And can control the intensity 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 controller 200 controls the oxygen concentration control variable and the crystal defect control parameter to be linked with each other in the current process, reflecting the oxygen concentration data, the crystal defect data, and the hot zone change accumulated 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 controller 200 corrects the oxygen concentration control parameter according to the oxygen concentration data accumulated in the previous process, reflects the correction amount of the oxygen concentration control parameter and the hot zone correction coefficient according to the hot zone change, After correcting cumulative stored crystal defect data and correcting the crystal defect control variable 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 the control device applied to Fig. 1. Fig.

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.2, the controller includes an oxygen concentration control unit 210 for controlling oxygen concentration control parameters for controlling the oxygen concentration in the radial direction and the axial direction of the ingot, A crystal defect controller 230 for controlling a crystal defect control parameter for determining a crystal defect in a radial direction and an axial direction of the ingot, And a crystal defect calculator (240) for correcting the crystal defect control parameter according to the defect accumulation data and the correction amount of the oxygen concentration control parameter.

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 control unit 210 includes a crucible rotation unit 211, a magnetic field control unit 212 and a seed crystal driving unit 213. The oxygen concentration control unit 210 controls the crucible rotation speed C / R, the magnetic field intensity MI, The oxygen concentration control variable including the number (S / R) can be varied according to the 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.Specifically, the crucible rotation section 211 controls the rotation speed of the crucible 120 (shown in FIG. 1). The crucible rotation section 211 controls the crucible rotation speed C / R, which determines the axial oxygen concentration uniformity of the ingot, (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 the embodiment, the oxygen concentration calculator 220 varies the target crucible rotation speed T_C / R in order to adjust the designed oxygen concentration according to the axial length of the ingot in advance as the ingot growing process proceeds, The target crucible rotation speed T_C / R is corrected 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.The magnetic field control unit 212 controls the maximum magnet 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 The magnitude of the magnetic field (MI) that controls the oxygen concentration level of the ingot is controlled by the 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 the embodiment, the oxygen concentration calculator 220 maintains the target magnetic field intensity T_MI constant and corrects the target magnetic field intensity T_MI in consideration of the magnetic field strength MI of the previous process even if the ingot growing process proceeds .

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.The seed crystal driving unit 213 rotates a wire connected to the seed crystal. The seed crystal rotation speed S / R, which determines the uniformity of oxygen concentration in the radial direction of the ingot, T_S / R).

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 the target seed crystal rotation speed T_S / R relatively high, while the shouldering process of growing the seed crystal from the seed crystal to the diameter of the ingot is performed after the ingot body growth is completed In the tailing process in which the diameter of the ingot is reduced, the target seed crystal rotation speed (T_S / R) is set relatively small and the target seed crystal rotation speed (T_S / R) is calculated in consideration of the seed crystal rotation speed .

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, the magnetic field strength MI and the seed crystal rotation number S / R according to the axial length of the ingot as oxygen concentration performance data , The target crucible rotation speed (T_C / R) and the target magnetic field intensity (T_MI) are calculated in order to satisfy the axial oxygen concentration uniformity, oxygen concentration level and radial oxygen concentration uniformity of the ingot in the present process, ) And the target seed crystal rotation speed T_S / R, the detailed structure will be described 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 the performance data at the previous process at least five times in order to secure the 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 controller 230 includes a pulling rate control unit 231, a crucible lifting unit 232 and an automatic diameter control unit 233. The pulling rate control unit 231 controls the pulling rate P / S, the melt gap M / The crystal defect control variable including the set value SP can be varied according to the 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 rate control unit 231 controls the operation of a wire driving unit for pulling up a wire (W: see FIG. 1) to which an ingot is suspended. The pulling rate control unit 231 controls the pulling speed P / S to the target pulling-up 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 the embodiment, the crystal defect calculator 240 corrects the target pulling rate 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.The crucible lifting portion 232 may be formed in the crucible lifting portion 232 so as to maintain the target melt gap T_M / G even if the silicon melt interface in the crucible 120 (FIG. 1) The melt gap (M / G) that controls the balance of the inside / outside ratio as a result of the copper haze scoring is controlled to the target melt gap T_M / G to raise and lower the crucible 120 (shown in FIG.

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 the embodiment, the crystal defect calculator 240 corrects the target malt gap (T_M / G) in consideration of the inside / outside ratio of the ingot by 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 controls the automatic diameter control unit 233 so that the value measured by the brightness of the meniscus by the diameter measuring sensor 170 (shown in Fig. 1) keeps the target set value T_S.P P / S), the set value SP indicating the brightness of the meniscus that controls the scattering of the diameter of the ingot is controlled to 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, when the measured value of the diameter measuring sensor 170 (shown in FIG. 1) is 2000 or more, the automatic diameter control unit 233 determines that the diameter of the ingot is large and increases the pulling rate P / S , And if the measured value of the diameter measuring 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 the change of the surrounding environment such as decrease in the melt of the silicon without changing the pulling rate (P / S), thereby affecting the crystal quality and the 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.Accordingly, the crystal defect calculator 240 decreases the target set value T_S.P to keep the measured value of the diameter measuring sensor 170 (shown in FIG. 1) constant even if the process proceeds, The target set value T_S.P is corrected in consideration of 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 calculator 240 stores the scoring score of the ingot by the copper haze evaluation method, the melt gap and the diameter of the ingot as the determination defect performance data for each axial length of the ingot in the previous process, (T_P / S), the target melt gap (T_M / G) and the target set value (T_S) in order to satisfy the balance of the O / .

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 described above uses copper contamination solution, which is a mixed solution of BOE (Buffered Oxide Etchant) solution, to contaminate Cu at a high concentration on single crystal silicon, to perform short diffusion heat treatment, And the opposite surface of the contaminated surface is visually observed under light condensation or the like to distinguish crystal defect regions.

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 obtained by scoring the defect-free region according to the copper haze (CUH) evaluation method, and the inside / outside ratio (C / E) of the ingot is determined by the copper haze (CUH) A VDP (Vacancy Dominant Point Defect Zone) region appearing at the center and corners of the monocrystalline ingot is calculated based on the radial length of the defect-free region appearing as heat treatment.

마찬가지로, 상기 결정결함 연산부(240)는 결정결함 실적데이터의 신뢰성을 확보하기 위하여 적어도 5회 이상 이전 공정에서 실적데이터를 누적하여 활용하게 된다.Likewise, the crystal defect calculator 240 accumulates and utilizes the historical data at least five times in the previous process in order to secure the reliability of the crystal defect defect 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.The crystal defect calculator 240 receives the correction amount of the oxygen concentration control variable from the oxygen concentration calculator 220 and calculates the correction amount of the oxygen concentration control variable from the crucible outer periphery 122 The hot zone correction coefficient corresponding to the hot zone change is calculated.

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 the embodiment, the hot zone correction coefficient may be a physical property including resistance and thermal conductivity of the material constituting the hot zone, and the physical property value may be changed according to the number of times of use of the hot zone It is calculated as empirically reflected values.

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 calculator 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 the oxygen concentration calculation unit applied to FIG.

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 calculator 220 of the present invention calculates the oxygen concentration of the present process by using the oxygen concentration data of the previous process, the crucible rotation rate C / R, the magnetic field strength MI and the seed crystal rotation speed S / 3, a crucible revolution rate calculator 221, a magnetic field calculator 222, a seed crystal revolution rate calculator 223, a crucible revolution rate correction calculator 225, And a seed crystal rotation speed correction computing unit 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 axial oxygen concentration uniformity of the ingot is not satisfied in consideration of the cumulative crucible rotation rate (C / R) of the previous process, the crucible rotation rate ratio calculator 221 calculates the crucible rotation rate C / R ) To calculate the target crucible rotation speed 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)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 strength MI of the previous process to obtain the target magnetic field intensity T_MI (See 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)If the radial oxygen concentration uniformity of the ingot is not satisfied in consideration of the cumulative seed crystal rotation speed (S / R) of the previous process, the seed crystal revolution rate calculator 223 calculates the seed crystal revolution number S / R) is processed to calculate the target seed crystal rotation speed T_S / R (refer to (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.When the target magnetic field strength T_MI which varies the oxygen concentration level of the ingot is changed, the target crucible rotation speed T_C / R and the target seed crystal rotation speed T_S / R, which determine 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 computing unit 225 corrects the target crucible rotation speed T_C / R in consideration of the axial direction variation value AOi of the target magnetic field intensity MI, and the seed crystal rotation speed corrector 226 ) Corrects the target seed crystal rotation speed 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.Further, if the target seed crystal rotation speed T_S / R that affects the radial oxygen uniformity of the ingot is changed, the target crucible rotation rate T_C / R that determines the axial oxygen concentration uniformity of the ingot also changes.

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)Therefore, the crucible rotation speed correction computing unit 225 may further correct the target crucible rotation speed T_C / R in consideration of the variation value of the target seed crystal rotation speed T_S / R, but it 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)When the oxygen concentration calculator 220 corrects the target crucible rotation speed T_C / R, the target magnetic field strength T_MI and the target seed crystal rotation speed T_S / R, the crucible rotation speed C / R ), The magnetic field intensity (MI), and the seed crystal rotation speed (S / R) are varied, and the respective oxygen concentration control parameter correction amounts can be calculated.

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.The target crucible rotation speed T_C / R, which determines the axial oxygen concentration uniformity of the ingot by the oxygen concentration calculation unit 220, the target magnetic field strength T_MI which determines the oxygen concentration level of the ingot, By controlling the target seed crystal rotation speed T_S / R that determines the radial direction oxygen concentration uniformity of the ingot, it is possible to relatively easily control the uniformity of the axial oxygen concentration of the ingot, the oxygen concentration level of the ingot, It is possible to precisely control the oxygen concentration by dividing the oxygen concentration into 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, the oxygen concentration calculation unit 220 reflects the oxygen concentration performance data that influences the oxygen concentration of the ingot accumulated in the previous step, and sets the growth condition of the current process. Thus, The influence 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.Further, the reliability of the crystal defect defect data can be further improved by reflecting the calculated correction value of the oxygen concentration control parameter into the defect defect performance data, which will be described in detail below.

도 4는 도 2에 적용된 결정결함 연산부가 도시된 블럭도이다.4 is a block diagram showing a crystal defect arithmetic unit applied to FIG.

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 calculator 240 of the present invention is configured to reflect the scoring score of the ingot by the copper haze evaluation method, the inner / outer circumference ratio, and the diameter of the ingot in the current process, And includes a scoring operator 241, an inner / outer ratio calculator 242, a set value calculator 243, a pulling rate correction calculator 245, and a diameter correction calculator 246 as shown in FIG.

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 hot zone correction coefficient reflecting the change in the physical property of the hot zone according to the number of times of use of the hot zone used in the present process including the oxygen concentration control variable correction amount calculated in the oxygen concentration calculation unit 220 (shown in FIG. 3) , The crystal defect calculating unit 240 corrects the crystal defect performance data of the previous process by reflecting the oxygen concentration control parameter correction amount and the hot zone correction coefficient (refer to a)

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, ingress / egress ratio, and ingot diameter of the ingot by the copper haze evaluation method as the crystal defect performance data of the previous step are corrected in advance 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)Specifically, if the O-band free range is not satisfied on the basis of the scoring score of the ingot by the copper haze evaluation method previously accumulated, the scoring operator 241 processes the pulling rate (P / S) And corrects the pulling speed T_P / S (see (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)If the inner / outer circumference balance of the ingot is not satisfied on the basis of the inner / outer circumferential ratio of the ingot by the previously accumulated copper haze evaluation method, the inner / outer circumference ratio calculator 242 calculates the melt gap (M / G ) 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)If the diameter dispersion of the ingot is not satisfied on the basis of the diameter of the ingot accumulated in advance, the set value calculator 243 processes the set value SP of the previous process and corrects the set value SP 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) that determines the ratio of ingot inner / outer circumference is changed, the pulling speed P / S of the ingot influencing the O-band free range and the set value SP ).

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 rate correction calculator 245 calculates the target pulling speed T_P (S / P) by reflecting the change (P / S) of the pulling speed P / S of the ingot according to the melt gap / S), and the diameter auxiliary operator 246 likewise corrects the diameter of the ingot according to the melt gap (M / G) (Dc: Diameter conversion) to obtain the target set value T_S.P ) (See ⑫ ⑬)

또한, 잉곳의 직경 산포를 좌우하는 설정값(S.P)이 달라지면, O-band free 범위를 좌우하는 잉곳의 인상속도(P/S)도 변동된다.Further, if the set value S.P that affects the scattering of the diameter of the ingot is changed, the pulling speed P / S of the ingot which influences the O-band free range also fluctuates.

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 rate correction calculator 245 further corrects the target pulling speed T_P / S by reflecting the change of the pulling speed of the ingot according to the set value S. (refer to ⑭ ⑮)

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.As described above, the crystal defect calculator 240 calculates the target pulling speed T_P / S that determines the O-band free range of the ingot, the target malt gap T_M / G that determines the inward / , By controlling the target set value T_S.P that affects the scattering of the diameter of the ingot, the O-band free range of the ingot, the inner / outer circumference balance of the ingot and the diameter scattering of the ingot can be determined relatively easily during the ingot growing step The defect 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, the crystal defect calculating unit 240 reflects the crystal defect accumulation data that influences the crystal defects accumulated in the previous steps, and sets the growth conditions of the current process. The influence 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.Further, the crystal defect calculator 240 corrects the crystal defect performance data of the previous process in consideration of the influence of the oxygen concentration control parameter correction amount and the hot zone, and then reflects the crystal defect defect control in the current process, Can be controlled.

도 5는 본 발명의 잉곳 성장 제어방법 일예가 도시된 순서도이다.5 is a flowchart showing an example of the 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 parameter is controlled according to a predetermined target value during the current ingot growing process. As shown in FIG. 5, The oxygen concentration control parameter is corrected and 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 data may be the crucible rotation speed (C / R), the magnetic field strength (MI) and the seed crystal rotation speed (S / R) according to the axial length of the ingot. Values stored at least five 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.The oxygen concentration control parameter includes a target crucible rotation rate (T_C / R) that determines the axial oxygen concentration uniformity of the ingot, a target magnetic field strength (T_MI) that determines the oxygen concentration level of the ingot, The target seed crystal rotation speed T_S / R that determines the target seed crystal rotation speed.

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 uniformity of the oxygen concentration in the axial direction of the ingot, the oxygen concentration level of the ingot, and the uniformity of the oxygen concentration in the radial direction of the ingot can be separately controlled by using the oxygen concentration data of the previous process.

다음, 현재 공정 중에 산소농도 제어변수 보정량이 실시간으로 산출된다.(S2 산출)Next, the oxygen concentration control variable correction amount is calculated in real time during the present 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 oxygen concentration control parameter correction amount 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 (refer to 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 the embodiment, the hot zone may be a heater and a cooling member as well as an outer circumferential portion of the crucible, and the hot zone correction coefficient may be calculated by empirically reflecting a change in physical property including a resistance and a 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, in a case where a heater is replaced among a plurality of batches used for about three years, the data is synthesized to calculate the oxygen concentration and crystal defect level for each ingot length, and then divided by the number of times of use, 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 times of use before and after the heater change is different, the correction coefficient of the heater can be calculated by multiplying the difference in the use frequency before and after the heater replacement by the heater coefficient, and thereby the oxygen concentration and the crystal defect variation in the present 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 oxygen concentration control parameter correction amount 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 the embodiment, the crystal defect achievement data may be a scoring score of the ingot by the copper haze evaluation method, an inner / outer circumference ratio, and the ingot diameter according to the axial length of the ingot. In order to increase the reliability, The stored value 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, the oxygen concentration control variable is changed, and since the replacement and use frequency of the hot zone may be changed, the defect defect performance data of the previous process should also be corrected to reflect the defect defect control of the present 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, and 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 parameter includes a target pulling speed (T_P / S) that determines the O-band free range of the ingot, a target melt gap (T_M / G) that determines the in / And may be a target set value T_S.P that affects the scattering.

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 balance of the ingot, and the diameter dispersion of the ingot can be separately controlled by using one variable, using the crystal defect defect 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, the correction amount of the oxygen concentration control parameter in the present process and the hot zone correction coefficient according to the hot zone replacement and change are reflected in real time to correct the crystal defect performance data of the previous process, It is possible to precisely and precisely control crystal defects.

도 6은 도 4에 적용된 S1 단계가 상세히 도시된 순서도이다.FIG. 6 is a flowchart showing details of step S1 applied to FIG.

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)As shown in FIG. 6, the crucible rotation rate (C / R) and the magnetic field strength (MI) of the previous process, which are oxygen concentration performance data, And seed crystal rotation speed (S / R) are cumulatively stored (see 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, when the axial oxygen uniformity of the ingot is satisfied based on the crucible rotation speed (C / R) of the previous process, the target crucible rotation speed (T_C / R) is calculated based on the crucible rotation speed The target crucible rotation rate T_C / R is primarily corrected through the crucible rotation rate calculation based on the crucible rotation rate (C / R) of 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) If the oxygen concentration level of the ingot is satisfied on the basis of the magnetic field intensity MI of the previous process, the target magnetic field intensity T_MI is firstly corrected based on the magnetic field intensity MI of the previous process, The target magnetic field strength T_MI of the current process is primarily corrected through the magnetic field intensity calculation based on the magnetic field intensity MI of the magnetic field strength of the current process (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 field strength T_MI of the current process is corrected by the magnetic field strength calculation based on the magnetic field strength MI of the previous process, The final target magnetic field strength T_MI of the current process is calculated on the basis of the calculated target magnetic field strength T_MI (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) Also, if the radial oxygen uniformity of the ingot is satisfied on the basis of the seed crystal rotation speed (S / R) of the previous process, the target seed crystal rotation speed T_S / R), but if not, the target seed determination revolution speed (T_S / R) is firstly corrected through the seed determination revolution speed ratio calculation based on the seed determination revolution speed (S / R) of the previous process. (See S132, S133, and 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 determines the oxygen concentration level of the ingot, fluctuates, it affects the axial / radial concentration of the ingot, and the target crucible rotation speed T_C / R, 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 crucible rotation speed T_C / R is secondarily corrected through the crucible rotation speed correction calculation in consideration of the axial variation value AOi of the target magnetic field strength T_MI (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)The target seed crystal rotation speed T_S / R is secondarily corrected through the seed crystal rotation speed correction calculation in consideration of the radial variation value ROi of the target magnetic field intensity T_MI, and the final target seed determination (S_S / R) (see 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 that determines the uniformity of the oxygen concentration in the ingot is changed, the target crucible rotation speed T_C / R, which depends on the axial oxygen concentration uniformity of the ingot, 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, it is possible to further correct the target crucible rotation speed T_C / R through the crucible rotation speed correction operation in consideration of the variation value of the target seed determination rotation speed T_S / R, It is acceptable.

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 crucible rotation speed T_C / R is corrected based on the crucible rotation speed C / R of the previous process, the target magnetic field strength T_MI of the current process, and the target seed crystal rotation speed T_S / Next, when the target crucible rotation speed T_C / R satisfies the axial oxygen uniformity of the ingot, the final target crucible rotation speed T_C / R of the present 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, it is possible to control the uniformity of the axial oxygen concentration of the ingot, the oxygen concentration level of the ingot, and the uniformity of the radial oxygen concentration of the ingot separately by using one parameter, using the oxygen concentration data of the previous process, It is possible to precisely control the oxygen concentration by complementing the influence of the change and to minimize the occurrence of noise during the oxygen concentration control of the present process by using reliable oxygen concentration performance data.

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

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)The process of controlling the crystal defect control variables according to the corrected crystal defect performance data according to the present invention will be described with reference to FIG. 7. As shown in FIG. 7, the scoring score, the inner / outer circumference ratio, (See S111, S121 and 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, the crystal defect performance data as described above is reflected by reflecting the oxygen concentration control parameter correction amount and the hot zone correction coefficient in the present process, 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 rate P / S satisfies the scoring score, the current pulling rate P / S is first corrected to the target pulling rate T_P / S, and if the current pulling rate P / S is unsatisfied, The target pulling-up speed T_P / S is primarily corrected to the pulling-up 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)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 the current melt gap M / G is unsatisfied, The target melt gap T_M / G is calculated by the melt gap (M / G) calculated through the above-described calculation (S522, S523, 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)If the current ingot diameter satisfies the set value SP, the current set value SP is calculated as the target set value T_S.P, and if it is unsatisfied, the set value SP calculated through the set value calculation ) To correct the target set value T_S.P (see 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) that influences the ingress / egress ratio of the ingot fluctuates, the O-band free range of the ingot and the diameter scattering of the ingot are affected, and the target pulling rate T_P / S ) And the target set value T_S.P must 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-up speed T_P / S is secondarily corrected through the pulling rate correction calculation in consideration of the target pulling-up speed P / S variation value Tc according to the change in the target melt gap T_M / G. S525, S526, and 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)Further, the target set value T_S.P is secondarily corrected through the diameter correction calculation in consideration of the diameter variation value Dc of the ingot according to the change of the target melt gap T_M / G, and the final target set value (T_S.P) (see 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 rate T_P / S is changed to the second pulling rate T_P / S by the pulling rate correction calculation, taking into account the calculated target set value T_S.P (Refer to S536, S526, and 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, the step of correcting the target pulling-up speed T_P / S in accordance with the crystal defect defect data may be performed by calculating the target pulling rate T_P / S by reflecting the scoring score, the inner / And further corrects the target pulling rate T_P / S reflecting the pulling speed P / S of the ingot interlocked with 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, the target pulling rate T_P / S is corrected as the current process progresses, and the current pulling rate P / S is controlled along the target pulling rate 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 rate P / S satisfies the scoring score, the current pulling rate P / S is calculated as the target pulling rate T_P / S, and the current pulling rate P / (S516 and 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 rate P / S is unsatisfactory for the scoring score, the above process is repeated to correct the target pulling rate 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, the O-band free range of the ingot, the inner / outer balance of the ingot, and the diameter dispersion of the ingot can be controlled separately by using one variable by using the crystal defect accumulation data of the previous process. It is possible to precisely control the crystal defects and to minimize the occurrence of noise during the crystal defect control of the current process by using the reliable crystal defect performance data.

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 defect defects can be more precisely controlled by correcting the crystal defect defect data of the previous process in consideration of the influence of the oxygen concentration control parameter correction amount and the hot zone, and then reflecting the data in the crystal defect control in the present 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 연산부
110: chamber 120: crucible
130: heater 140: insulation
150: heat terminal member 160: cooling pipe
170: Diameter measuring sensor 200: Control device
210: oxygen concentration control unit 220: oxygen concentration calculation unit
230: crystal defect controller 240: crystal defect calculator

Claims (31)

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 제어장치.
1. An ingot growth control device for immersing a seed crystal in a silicon melt contained in a crucible and growing the single crystal ingot as the seed crystal is slowly rotated and pulled up,
An oxygen concentration control unit for controlling an oxygen concentration control parameter for controlling an oxygen concentration in a radial direction and an axial direction of the ingot in a current process;
An oxygen concentration calculation unit for correcting the oxygen concentration control parameter in the current process according to the oxygen concentration performance data accumulated in the previous process;
A crystal defect control unit for controlling a crystal defect control parameter influencing crystal defects in the radial direction and the axial direction of the ingot in the current process; And
And a crystal defect calculating unit for correcting the crystal defect control parameter in the current process in accordance with the crystal defect defect data accumulated in the previous process and the correction amount of the oxygen concentration control parameter in the current process.
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.
The method according to claim 1,
Wherein the oxygen concentration control unit comprises:
A crucible rotating part for controlling the rotation of the crucible to a target crucible rotation speed (T_C / R)
A magnetic field control unit for controlling the intensity MI of the magnetic field acting on the silicon melt to a target magnetic field intensity T_MI;
And a seed crystal driving section for controlling the rotation of the seed crystal to a target seed crystal rotation speed (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.
3. The method of claim 2,
Wherein the oxygen concentration calculation unit comprises:
The oxygen concentration data accumulated cumulatively for each axial length of the ingot at the time of five previous ingot growth,
Wherein the oxygen concentration performance data includes the crucible rotation speed (C / R), the magnetic field strength (MI), and the seed crystal rotation speed (S / R).
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.
The method of claim 3,
Wherein the oxygen concentration calculation unit comprises:
A crucible rotation rate ratio calculator for correcting the target crucible rotation rate T_C / R so as to satisfy the axial oxygen concentration uniformity of the ingot on the basis of the previously accumulated crucible rotation rate (C / R)
A magnetic field calculator for correcting the target magnetic field strength (T_MI) so as to satisfy the oxygen concentration level of the ingot on the basis of the previously stored magnetic field strength (MI)
And a seed crystal rotation speed ratio calculator for correcting the target seed crystal rotation speed (T_S / R) so as to satisfy the radial direction oxygen concentration uniformity of the ingot on the basis of the previously stored seed crystal rotation (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.
5. The method of claim 4,
The magnetic field calculator comprises:
And further corrects the target field strength (T_MI) by reflecting a 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.
6. The method of claim 5,
Wherein the oxygen concentration calculation unit comprises:
And a crucible rotation speed correction computing unit for further correcting the corrected target crucible rotation rate (T_C / R) in the crucible rotation rate ratio computing unit by reflecting the corrected target magnetic field strength (T_MI) in the magnetic field computing unit. 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.
6. The method of claim 5,
Wherein the oxygen concentration calculation unit comprises:
Further comprising a seed crystal rotation speed correction computing unit for further correcting the corrected target seed crystal rotation speed (T_S / R) by the seed crystal rotation rate rate calculator reflecting the corrected target magnetic field strength (T_MI) in the magnetic field computing unit Ingot growth control device.
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.
The method according to claim 1,
Wherein the crystal defect controller comprises:
A pulling rate control unit for controlling the pulling rate P / S of the ingot in accordance with the target pulling rate T_P / S,
A crucible for controlling the elevation of the crucible in order to control the melt gap (M / G), which is the interval between the heat end member cooling the ingot pulled in the silicon melt and the silicon melt interface, according to the target melt gap T_M / G A lifting portion,
And an automatic diameter control section for controlling the diameter of the ingot so as to control a set value (SP) indicating the brightness of a meniscus formed between the silicon melt interface and the ingot according to a target set value (T_S.P) Growth Control Device.
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.
9. The method of claim 8,
Wherein the crystal defect calculating unit comprises:
The crystal defect performance data accumulated cumulatively for each axial length of the ingot at the time of five previous ingot growth,
Wherein the crystal defect achievement data includes an ingot scoring score by a copper haze evaluation method, an inside / outside ratio by a copper haze evaluation method, and a diameter of an 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.
10. The method of claim 9,
Wherein the crystal defect calculating unit comprises:
A scoring operator for correcting the target pulling-up speed T_P / S so as to satisfy the O-band free range on the basis of the scoring score of the ingot by the copper haze evaluation method previously accumulated,
An inner / outer ratio calculator for correcting the target melt gap T_M / G so as to satisfy the inner / outer circumference balance of the ingot on the basis of the inner / outer circumferential ratio of the ingot by the previously accumulated cumulative copper haze evaluation method,
And a set value computing unit for correcting the target set value T_S.P so as to satisfy the diameter dispersion of the ingot based on the diameter of the ingot accumulated in advance.
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.
11. The method of claim 10,
Wherein the crystal defect calculating unit comprises:
A pulling rate correction processor for further correcting the target pulling rate T_P / S by reflecting the change of the target pulling rate T_P / S in accordance with the target melt gap T_M / G calculated by the inside / Wherein the ingot growth control device further comprises:
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.
12. The method of claim 11,
Wherein the crystal defect calculating unit comprises:
Further comprising a diameter correction computing unit for further correcting the target setting value (T_S.P) by reflecting a change in diameter according to a target melt gap (T_M / G) calculated by the inner / outer peripheral ratio computing unit.
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.
13. The method of claim 12,
The pulling rate correction calculator comprises:
And further corrects the target pulling-up speed (T_P / S) by reflecting the target set value (T_S.P) corrected by the diameter correction computing unit.
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.
14. The method according to any one of claims 1 to 13,
Wherein the crystal defect calculating unit comprises:
And corrects the crystal defect control variable by reflecting a correction coefficient according to the number of times of use of the 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.
15. The method of claim 14,
In the hot zone,
A crucible supporting section for surrounding the crucible; a heater for heating the crucible; and a heat block member for cooling the ingot pulled up in the silicon melt,
Wherein the crystal defect calculating unit comprises:
And the correction coefficient is calculated in consideration of the property value of the hot zone in accordance with the number of times of use 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.
16. The method of claim 15,
Wherein the crystal defect calculating unit comprises:
And reflects the resistance and the thermal conductivity of the hot zone to 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 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 제어방법.
1. An ingot growth control method for immersing a seed crystal in a silicon melt contained in a crucible and growing the single crystal ingot as the seed crystal is gradually rotated and pulled up,
A first step of storing oxygen concentration data in the ingot growing step in the previous step and controlling an oxygen concentration control variable that influences the oxygen concentration in the ingot growing step in the current step;
A second step of storing crystal defect defect data during an ingot growth process in a previous process and controlling a crystal defect control parameter influencing a crystal defect in the ingot growing process in the current process;
A third step of correcting the oxygen concentration control parameter in the current process according to the oxygen concentration performance data in a previous process; And
And a fourth step of correcting the crystal defect control parameter in the current process in accordance with the crystal defect achievement data and the correction amount of the oxygen concentration control parameter in the current process in the previous 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.
18. The method of claim 17,
In the first step,
Accumulating the oxygen concentration performance data for each axial length of the ingot at the time of five previous ingot growth,
The oxygen concentration performance data includes,
(C / R) of the crucible, an intensity (MI) of a magnetic field acting on the silicon melt, and the seed crystal rotation speed (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.
19. The method of claim 18,
In the first step,
During the current ingot growing process,
Controlling the rotation of the crucible in accordance with the target crucible revolution number T_C / R,
Controlling the intensity of the magnetic field acting on the silicon melt according to the target field strength (T_MI)
And controlling the rotation of the seed crystal according to the target seed crystal rotation speed (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.
20. The method of claim 19,
In the third step,
A first step of correcting the target crucible rotation speed T_C / R so as to satisfy the axial oxygen concentration uniformity of the ingot on the basis of the previously accumulated crucible rotation speed (C / R)
A second step of correcting the target magnetic field intensity T_MI so as to satisfy the oxygen concentration level of the ingot on the basis of the previously stored magnetic field intensity MI,
And a third step of correcting the target seed crystal rotation speed (T_S / R) so as to satisfy the radial oxygen concentration uniformity of the ingot on the basis of the previously stored seed crystal rotation speed (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.
21. The method of claim 20,
In the third step,
And a fourth step of further correcting the target field strength (T_MI) by reflecting a 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.
22. The method of claim 21,
In the third step,
Further comprising a fifth step of further correcting the corrected target crucible rotation speed (T_C / R) in the first step by reflecting the corrected target magnetic field strength (T_MI) in the fourth step.
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.
22. The method of claim 21,
In the third step,
Further comprising: a sixth step of further correcting the target seed determination revolution speed (T_S / R) corrected in the third step by reflecting the corrected target magnetic field strength (T_MI) in the fourth step.
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.
18. The method of claim 17,
The second step comprises:
And cumulatively storing the crystal defect performance data for each axial length of the ingot at the time of five previous ingot growth,
The crystal defect performer data includes:
A scoring score of the ingot by the copper haze evaluation method, an inner / outer peripheral ratio by the 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.
25. The method of claim 24,
The second step comprises:
During the current ingot growing process,
Controlling the pulling of the ingot according to the target pulling speed T_P / S,
Controlling the lifting and lowering of the crucible in accordance with the target melt gap T_M / G,
And controlling the diameter of the ingot in accordance with a target set value T_S.P indicating the brightness of the 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.
26. The method of claim 25,
In the fourth step,
(T_P / S) so as to satisfy an O-band free range by reflecting a correction amount of the oxygen concentration control parameter based on a scoring score of an ingot by a copper haze evaluation method previously accumulated,
(T_M / G) that corrects the target melt gap (T_M / G) so as to satisfy the inner / outer circumferential balance of the ingot by reflecting the correction amount of the oxygen concentration control variable based on the inner / outer circumferential ratio of the ingot by the cumulative copper- Process,
And correcting the target set value (T_S.P) so as to satisfy the diameter dispersion of the ingot by reflecting the correction amount of the oxygen concentration control parameter based on the diameter of the ingot accumulated in advance.
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.
27. The method of claim 26,
In the fourth step,
The target pulling speed T_P / S corrected in the first process is further corrected by reflecting the change in the target pulling rate T_P / S according to the target melt gap T_M / G calculated in the second process And further comprising a fourth step.
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.
28. The method of claim 27,
In the fourth step,
Further comprising a fifth step of further correcting the corrected target setting value T_S.P in the third step by reflecting a change in diameter according to the target melt gap T_M / G calculated in the second step 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.
29. The method of claim 28,
In the fourth step,
Further comprising a sixth step of further correcting the target pulling up rate (T_P / S) corrected in the fourth step by reflecting the corrected target set value (T_S.P) in the fifth step.
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.
30. The method according to any one of claims 17 to 29,
In the fourth step,
And correcting the crystal defect control parameter by reflecting a 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 calculated by:
Wherein the resistance and the thermal conductivity of the hot zone vary depending on the number of times of use.

KR1020160135729A 2016-01-04 2016-10-19 Ingot growth control device and control method of it KR102490986B1 (en)

Applications Claiming Priority (4)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020160000488 2016-01-04
KR20160000488 2016-01-04
KR20160048227 2016-04-20
KR1020160048227 2016-04-20

Publications (2)

Publication Number Publication Date
KR20170081562A true KR20170081562A (en) 2017-07-12
KR102490986B1 KR102490986B1 (en) 2023-01-26

Family

ID=59353072

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020160135729A KR102490986B1 (en) 2016-01-04 2016-10-19 Ingot growth control device and control method of it

Country Status (1)

Country Link
KR (1) KR102490986B1 (en)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2019112081A1 (en) * 2017-12-05 2019-06-13 웅진에너지 주식회사 Apparatus and method for correcting magnetic field of high-temperature chamber

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20070028114A (en) * 2005-09-07 2007-03-12 주식회사 실트론 Apparatus for growing silicon single crystal ingot
KR20100071507A (en) * 2008-12-19 2010-06-29 주식회사 실트론 Apparatus, method of manufacturing silicon single crystal and method of controlling oxygen density of silicon single crystal

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20070028114A (en) * 2005-09-07 2007-03-12 주식회사 실트론 Apparatus for growing silicon single crystal ingot
KR20100071507A (en) * 2008-12-19 2010-06-29 주식회사 실트론 Apparatus, method of manufacturing silicon single crystal and method of controlling oxygen density of silicon single crystal

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2019112081A1 (en) * 2017-12-05 2019-06-13 웅진에너지 주식회사 Apparatus and method for correcting magnetic field of high-temperature chamber

Also Published As

Publication number Publication date
KR102490986B1 (en) 2023-01-26

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR102157388B1 (en) Silicon single crystal manufacturing method and apparatus
US9777394B2 (en) Method of producing silicon single crystal ingot
WO2020039553A1 (en) Method for growing silicon single crystal
KR101105588B1 (en) Method and Apparatus for manufacturing high quality silicon single crystal
KR20120030028A (en) Single crystal pulling-up apparatus and single crystal pulling-up method
JP4701738B2 (en) Single crystal pulling method
JP4209325B2 (en) Single crystal semiconductor manufacturing apparatus and manufacturing method
JP2017105654A (en) Method of manufacturing silicon single crystal
WO2005001171A1 (en) Process for producing single crystal and single crystal
JPH10152389A (en) Apparatus for producing semiconductor single crystal and production of same single crystal
WO2005001170A1 (en) Process for producing single crystal and single crystal
KR102490986B1 (en) Ingot growth control device and control method of it
KR101028297B1 (en) Method for controlling oxygen radial gradient of single crystal
JP2007308335A (en) Method for pulling single crystal
KR101759002B1 (en) Single crystal ingot growing apparatus
JP2019210199A (en) Manufacturing method of silicon single crystal
KR101571958B1 (en) Apparatus and method for growing ingot
KR20150089717A (en) Apparatus and method for growing ingot
JP2001146496A (en) Single crystal pulling method
KR101540863B1 (en) Apparatus for controlling diameter of single crystal ingot and Ingot growing apparatus having the same and method thereof
JP6760243B2 (en) A method for determining the quality of a silicon single crystal, a method for manufacturing a silicon single crystal, and a method for manufacturing a silicon wafer.
KR101758983B1 (en) Ingot growing apparatus and growing method by it
JP2008127216A (en) Production method of semiconductor single crystal
CN114761626B (en) Single crystal production system and single crystal production method
KR101105540B1 (en) Method for manufacturing single crystal with uniform distribution of low density grown-in defect, Apparatus for implementing the same and Single crystal manufactured thereof

Legal Events

Date Code Title Description
A201 Request for examination
E902 Notification of reason for refusal
E701 Decision to grant or registration of patent right
GRNT Written decision to grant