KR20210020539A - Apparatus for removing suspended solids to grow single crystal ingots, single crystal ingot grower applying the apparatus and method thereof - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은 단결정 잉곳 성장용 부유물 제거 장치, 이를 적용한 단결정 잉곳 성장 장치 및 그 방법에 관한 것이다.The present invention relates to an apparatus for removing suspended solids for growing a single crystal ingot, an apparatus for growing a single crystal ingot using the same, and a method thereof.
반도체 소자 제조용 실리콘 웨이퍼의 대구경화가 진행됨에 따라, 실리콘 웨이퍼의 대부분은 초크랄스키(CZ) 법에 의해 성장된 실리콘 단결정 잉곳으로부터 제조되고 있다.As silicon wafers for semiconductor device manufacturing have progressed, most of silicon wafers are manufactured from silicon single crystal ingots grown by the Czochralski (CZ) method.
CZ 방법에서는, 도가니에 폴리 실리콘을 투입하고, 도가니를 흑연 발열체인 히터에 의해 가열한 후, 용융 결과 형성된 실리콘 융액에 종자 결정을 접촉시키고, 계면에서 결정화가 일어나도록 하여 종자 결정을 회전하면서 서서히 인상시킴으로써, 원하는 직경을 가진 실리콘 단결정 잉곳을 성장시킨다.In the CZ method, polysilicon is added to a crucible, the crucible is heated by a heater that is a graphite heating element, and then the seed crystal is brought into contact with the silicon melt formed as a result of melting, crystallization occurs at the interface, and the seed crystal is slowly pulled up while rotating By doing so, a silicon single crystal ingot having a desired diameter is grown.
일본특허출원 제2005-279979호(2009.09.27. 출원)에는 열차폐제로부터 실리콘 융액에 티끌이 낙하하여 실리콘 융액이 오염되는 것을 방지하는 단결정 실리콘 인상 장치, 실리콘 융액의 오염 방지 방법 및 장치가 개시된다.Japanese Patent Application No. 2005-279979 (filed on September 27, 2009) discloses a single crystal silicon pulling device that prevents contamination of the silicon melt by falling particles from a heat shielding agent, and a method and device for preventing contamination of the silicon melt. .
종래 기술에 따르면, Ar gas 의 유속 변화량 제어로 파티클 발생을 최소화하지만, 챔버 내부의 구조물 중 일부가 실리콘 융액에 이미 떨어진 particle 을 제거할 수 없다. 따라서, carbon 및 metal 과 같은 particle이 실리콘 융액을 오염시킬 수 있으므로, 단결정 잉곳의 품질을 저하시키는 문제점이 있다.According to the prior art, the generation of particles is minimized by controlling the amount of change in the flow rate of Ar gas, but it is not possible to remove particles that have already fallen into the silicon melt by some of the structures inside the chamber. Therefore, since particles such as carbon and metal may contaminate the silicon melt, there is a problem of deteriorating the quality of the single crystal ingot.
본 발명은 상기한 종래 기술의 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 실리콘 융액에 떨어진 파티클 형태의 부유물을 제거할 수 있는 단결정 잉곳 성장용 부유물 제거 장치, 이를 적용한 단결정 잉곳 성장 장치 및 그 방법을 제공하는데 그 목적이 있다.The present invention has been conceived to solve the problems of the prior art described above, and provides a single crystal ingot growth apparatus for growing a single crystal ingot capable of removing a floating substance in the form of particles dropped on a silicon melt, a single crystal ingot growth apparatus using the same, and a method thereof. There is a purpose.
본 발명의 일 실시예에 따른 단결정 잉곳 성장용 부유물 제어장치는 도가니에 담긴 실리콘 융액의 부유물을 걸러줄 수 있는 복수개의 메쉬가 구비된 메쉬 플레이트(mesh plate); 및 상기 도가니 상측에 구비되고, 상기 메쉬 플레이트를 승강 또는 회전시키는 메쉬 플레이트 구동 유닛;을 포함할 수 있다.A device for controlling a floating material for growing a single crystal ingot according to an embodiment of the present invention includes a mesh plate having a plurality of meshes capable of filtering the floating material of a silicon melt contained in a crucible; And a mesh plate driving unit provided on the upper side of the crucible and lifting or rotating the mesh plate.
상기 메쉬 플레이트는, 상기 도가니의 직경 보다 작은 원판 형상으로서, 3mm 이하의 메쉬들이 균일하게 구비될 수 있고, 석영 재질로 구성될 수 있다.The mesh plate has a disk shape smaller than the diameter of the crucible, and meshes of 3 mm or less may be uniformly provided, and may be made of a quartz material.
상기 메쉬 플레이트 구동 유닛은, 상기 메쉬 플레이트의 중심부와 연결되는 하부 시드척과, 상기 하부 시드척의 상부가 탈착되는 상부 시드척과, 상기 상부 시드척의 상부가 매달리는 케이블과, 상기 케이블을 회전 또는 승강시키는 구동 모터를 포함할 수 있다.The mesh plate driving unit includes a lower seed chuck connected to the center of the mesh plate, an upper seed chuck to which an upper part of the lower seed chuck is detached, a cable on which an upper part of the upper seed chuck is suspended, and a drive motor for rotating or elevating the cable It may include.
상기 메쉬 플레이트는, 상기 메쉬 보다 큰 크기의 홀이 구비될 수 있는데, 상기 홀은, 상기 메쉬 플레이트의 중심부와 외주부 사이에 반경 방향으로 일정 간격을 두고 적어도 두 개가 구비될 수 있고, 상기 홀은, 6cm 이하의 크기로 형성될 수 있다.The mesh plate may be provided with a hole having a size larger than that of the mesh, and at least two of the holes may be provided at a predetermined interval in the radial direction between the center and the outer circumference of the mesh plate, and the holes, It may be formed in a size of 6 cm or less.
본 발명의 일 실시예에 따른 단결정 잉곳 성장 장치는, 상기와 같은 부유물 제거 장치를 포함할 수 있다.The apparatus for growing a single crystal ingot according to an embodiment of the present invention may include the apparatus for removing suspended solids as described above.
본 발명의 일 실시예에 따른 단결정 잉곳 성장 방법은, 도가니에 담긴 실리콘 융액에 부유물의 위치를 확인하는 제1단계; 상기 제1단계에서 확인된 부유물을 복수개의 메쉬와 적어도 하나 이하의 홀이 구비된 메쉬 플레이트로 제거하는 제2단계; 및 상기 제2단계에서 부유물을 제거한 실리콘 융액에 종자 결정을 담그는 제3단계;를 포함할 수 있다.A method of growing a single crystal ingot according to an embodiment of the present invention includes: a first step of confirming a position of a floating material in a silicon melt contained in a crucible; A second step of removing the floating material identified in the first step with a mesh plate having a plurality of meshes and at least one hole; And a third step of immersing the seed crystals in the silicon melt from which the suspended matter has been removed in the second step.
상기 제2단계는, 상기 메쉬 플레이트의 홀을 상기 부유물 상측에 위치시키는 제1과정과, 상기 메쉬 플레이트의 홀이 상기 부유물 상측에 위치하면, 상기 메쉬 플레이트를 하강시키는 제2과정과, 상기 부유물이 상기 메쉬 플레이트의 홀을 통과하면, 상기 메쉬 플레이트를 설정 각도 회전시키는 제3과정과, 상기 메쉬 플레이트를 상승시키고, 상기 부유물이 상기 메쉬 플레이트의 메쉬들 위에 걸러지는 제4과정을 포함할 수 있다.The second step includes a first process of positioning the hole of the mesh plate above the floating object, a second process of lowering the mesh plate when the hole of the mesh plate is located above the floating object, and the floating object When passing through the hole of the mesh plate, a third process of rotating the mesh plate by a set angle, and a fourth process of raising the mesh plate and filtering the floating material on the meshes of the mesh plate may be included.
상기 제1과정은, 상기 부유물이 상기 메쉬 플레이트의 홀이 위치한 원주 영역에 있으면, 상기 메쉬 플레이트의 홀이 상기 부유물 상측에 위치할 때까지 상기 메쉬 플레이트를 회전시킬 수 있다.In the first process, if the floating material is in a circumferential region in which the hole of the mesh plate is located, the mesh plate may be rotated until the hole of the mesh plate is located above the floating material.
상기 제1과정은, 상기 부유물이 상기 메쉬 플레이트의 홀이 위치한 원주 영역 내/외측에 있으면, 상기 메쉬 플레이트의 홀이 상기 부유물 상측에 위치할 때까지 상기 도가니를 회전시킬 수 있다.In the first process, if the floating material is inside/outside the circumferential area in which the hole of the mesh plate is located, the crucible may be rotated until the hole of the mesh plate is located above the floating material.
본 발명에 따르면, 승강 또는 회전 가능하게 매달린 메쉬 플레이트를 이용하여 단결정 잉곳 성장 공정을 진행하기 전에 실리콘 융액에 떨어진 carbon 및 metal 과 같은 particle을 제거할 수 있다.According to the present invention, particles such as carbon and metal that have fallen into the silicon melt can be removed before proceeding with the single crystal ingot growth process using a mesh plate that is suspended upwardly or downwardly or rotatably.
따라서, 단결정 잉곳 성장 공정 중 실리콘 융액의 오염을 방지할 수 있고, 단결정 잉곳의 품질을 향상시킬 수 있다.Therefore, contamination of the silicon melt during the single crystal ingot growth process can be prevented, and the quality of the single crystal ingot can be improved.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 잉곳 성장 장치가 도시된 측단면도.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 부유물 제거 장치가 도시된 도면.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 잉곳 성장 방법이 도시된 순서도.1 is a side cross-sectional view showing an ingot growing apparatus according to an embodiment of the present invention.
2 is a view showing an apparatus for removing suspended solids according to an embodiment of the present invention.
3 is a flow chart showing an ingot growing method according to an embodiment of the present invention.
이하에서는, 본 실시예에 대하여 첨부되는 도면을 참조하여 상세하게 살펴보도록 한다. Hereinafter, with reference to the accompanying drawings with respect to the present embodiment will be described in detail.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 잉곳 성장 장치가 도시된 측단면도이고, 도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 부유물 제거 장치가 도시된 도면이다.1 is a side cross-sectional view showing an ingot growing apparatus according to an embodiment of the present invention, and FIG. 2 is a view showing a floating matter removing apparatus according to an embodiment of the present invention.
본 발명의 단결정 잉곳 성장 장치는 도 1 내지 도 2에 도시된 바와 같이 밀폐 공간인 챔버(110)와, 챔버(110) 내측에 구비된 도가니(120)와, 도가니(120)를 회전 또는 승강시키는 구동시키는 도가니 구동부(130)와, 도가니(120)를 가열하는 히터(140)와, 히터(140)의 열이 외부로 빠져나가는 것을 방지하는 단열재(150)와, 도가니(120)에서 인상되는 단결정 잉곳을 냉각시키는 열차폐부재(160)와, 종자 결정을 인상시키는 시드척 구동 유닛(170)과, 시드척 구동 유닛(170)에 의해 승강 또는 회전될 수 있는 메쉬 플레이트(180)를 포함할 수 있다. The single crystal ingot growing apparatus of the present invention rotates or lifts the
챔버(110)는 단결정 잉곳이 성장되는 소정의 밀폐 공간을 제공하고, 각종 구성 요소가 내/외측에 장착될 수 있다.The
챔버(110)는 각종 구성 요소가 내장되는 원통 형상의 본체(111)와, 본체(111) 상측에 결합되는 돔 형상의 커버(112)로 구성될 수 있는데, 커버(112)에는 잉곳 성장 공정을 관찰할 수 있는 뷰 포트(view port)가 구비될 수 있다.The
챔버(110)의 상측에 단결정 잉곳이 인상될 수 있는 긴 원통 형상의 인상로(113)가 구비될 수 있다. A
도가니(120)는 본체(111) 내측에 구비되는데, 고온의 실리콘 융액(M)이 담기는 용기로서, 석영 도가니(121)와, 석영 도가니(121)를 감싸는 흑연 도가니(122)로 구성될 수 있다. The
도가니 구동부(130)는 도가니(120) 하측에 구비되는데, 잉곳 성장 공정 중 도가니(120)를 회전 또는 승강시킬 수 있으며, 구동축을 비롯하여 구동 모터를 포함할 수 있다. The
종자 결정을 실리콘 융액(M)에 담그고, 도가니 구동부(130)가 도가니(120)를 서서히 회전시키면, 종자 결정 주변에 단결정이 성장되고, 종자 결정을 서서히 인상시키면, 단결정의 직경이 점차 커져서 단결정 잉곳으로 성장시킬 수 있다. 잉곳 성장 공정이 진행될수록 도가니(120)에 담긴 실리콘 융액(M)이 줄어듦에 따라 도가니 구동부(130)가 도가니(120)를 서서히 상승시키고, 실리콘 융액(M) 계면의 높이를 일정하게 유지할 수 있다.When the seed crystal is immersed in the silicon melt (M) and the
즉, 잉곳 성장 공정이 진행될수록 도가니 구동부(130)의 작동을 조절함으로서, 도가니(120)의 회전속도 및 승강속도를 제어할 수 있다.That is, by controlling the operation of the
히터(140)는 흑연 발열체로서, 도가니(120) 둘레에 이격되게 구비되고, 도가니(120)를 가열할 수 있다. 히터(140)가 작동되면, 도가니(120)에 담긴 폴리 실리콘을 실리콘 융액으로 액화시킬 수 있고, 히터(140)의 작동을 조절하여 실리콘 융액의 온도를 제어할 수 있다.The heater 140 is a graphite heating element, is provided to be spaced around the
단열재(150)는 본체(111) 내주면에 구비되고, 히터(140) 둘레에 이격되도록 배치됨으로서, 히터(140)의 열이 본체(111)를 통하여 외부로 빠져나가는 것을 방지할 수 있다. The
열차폐 부재(160)는 도가니(120) 상측에 매달리도록 설치되는데, 고온의 실리콘 융액(M)으로부터 성장되는 잉곳을 바로 냉각시킬 수 있다. 열차폐 부재(160)는 고온 하에서도 견딜 수 있는 그라파이트 재질로 구성되고, 냉각 유로(미도시)가 내부에 구비될 수 있다.The
열차폐 부재(160)의 하부가 도가니(120)에 담긴 실리콘 융액(M)으로부터 성장되는 단결정 잉곳 둘레에 소정 간격을 두고 감싸도록 배치되고, 실리콘 융액(M) 계면과 소정 간격을 유지하도록 설치될 수 있다. The lower portion of the
시드척 구동 유닛(170)은 종자 결정을 매달아 도가니(120)에 담긴 실리콘 융액(M)에 담그도록 구성될 수 있다. The seed
실시예에 따르면, 시드척 구동 유닛(170)은 종자 결정이 장착되는 하부 시드척(171)과, 하부 시드척(171)이 탈착되는 상부 시드척(172)과, 상부 시드척(172)이 매달리는 케이블(173)과, 케이블(173)이 감기는 드럼(174)과, 드럼(174)을 회전시키는 구동 모터(175)를 포함할 수 있으나, 한정되지 아니한다.According to an embodiment, the seed
종자 결정이 하부 시드척의 하부(171b)에 체결되거나, 하기에서 설명될 메쉬 플레이트(180)가 하부 시드척의 하부(171b)에 체결될 수 있으며, 다양한 형태로 장착될 수 있다. The seed crystal may be fastened to the
하부 시드척(171)이 상부 시드척(172)에 교체 가능하게 장착될 수 있는데, 하부 시드척의 상부(171a)가 상부 시드척의 하부(172a)에 볼트(B) 체결될 수 있다. 물론, 상/하부 시드척(171,172)은 일체로 구성되거나, 다른 형태로 체결 가능하게 구성될 수 있으며, 한정되지 아니한다. The
상부 시드척(172)의 상단이 케이블(173)에 매달린 형태로서, 케이블(173)은 인상로(113)를 통하여 외부까지 연장되고, 인상로(113) 외부에 위치된 드럼(174)에 감긴 형태로 구비될 수 있다.As a form in which the upper end of the
드럼(174)은 구동 모터(175)에 의해 회전될 수 있는데, 케이블(173)이 드럼(174)에 감길수록 케이블(173)에 매달린 상/하부 시드척(171,172)이 상승하고, 케이블(173)이 드럼(174)으로부터 풀릴수록 케이블(173)에 매달린 상/하부 시드척(171,172)이 하강할 수 있다. The
드럼(174)과 구동 모터(175)를 이용하거나, 별도의 다른 구성 요소를 추가하여 시드척을 회전시킬 수 있으며, 시드척을 회전시키는 구성은 공지된 기술이므로, 자세한 설명을 생략하기로 한다. The seed chuck may be rotated by using the
상기와 같이 구성된 시드척 구동 유닛(170)은 하기에서 설명될 메쉬 플레이트(180)를 매달아 승강 또는 회전시킬 수 있는 메쉬 플레이트 구동 유닛으로 볼 수 있다.The seed
메쉬 플레이트(180)는 실리콘 융액(M)에 떨어진 구조물 등과 같은 일종의 이물질인 부유물을 건져내는 도구로서, 복수개의 메쉬(181)가 균일한 형태로 배열된 원판 형상으로 구성되고, 메쉬(181)의 크기는 파티클의 크기보다 작은 3mm 이하로 구성될 수 있다. The
메쉬 플레이트(180)는 도가니(120)에 담긴 실리콘 융액(M)에 잠길 수 있어야 하므로, 메쉬 플레이트(180)의 직경은 도가니(120)의 직경 보다 작게 구성되어야 한다.Since the
메쉬 플레이트(180)가 실리콘 융액(M)에 잠기더라도 실리콘 융액을 오염시키지 않을 뿐 아니라 고온 하에서도 견딜 수 있어야 하므로, 메쉬 플레이트(180)는 석영 재질로 구성되는 것이 바람직하다.Even if the
실리콘 융액(M)의 부유물을 메쉬 플레이트(180)의 하측에서 상측으로 이동시키기 위한 용도로서, 메쉬 플레이트(180)에는 메쉬(181) 보다 큰 크기의 홀(182a,182b)이 구비될 수 있다As a use for moving the floating material of the silicon melt (M) from the lower side to the upper side of the
내측 홀(182a)이 메쉬 플레이트(180)의 중심부에 구비될 수 있고, 외측 홀(182b)이 메쉬 플레이트(180)의 외주부에 구비될 수 있으며, 내측 홀(182a)과 외측 홀(182b)이 반경 방향으로 일정 간격을 유지하도록 구비될 수 있다.The
챔버(110) 내부의 구조물 중 일부가 떨어져 실리콘 융액(M)에 부유하더라도 부유물이 6cm 이상인 경우, 잉곳 성장 공정의 품질에 큰 영향을 미칠 수 있으므로, 잉곳 성장 공정을 진행할 수 없다. Even if some of the structures inside the
즉, 실리콘 융액(M)에 떨어진 부유물은 적어도 6cm 이하인 경우에 한정하여 잉곳 성장 공정을 진행할 수 있으므로, 잉곳 성장 공정의 진행이 가능한 부유물의 크기를 고려하여 홀(182a,182b)의 크기는 적어도 6cm 이하의 크기로 구비될 수 있다. That is, since the ingot growth process can be performed only when the floating material dropped into the silicon melt M is at least 6 cm or less, the size of the
이와 같이 구성된 메쉬 플레이트(180)는 상기에서 설명한 시드척 구동 유닛(170)에 장착된 상태로 승강 또는 회전될 수 있다.The
메쉬 플레이트(180)의 중심부가 하부 시드척의 하부(171b)에 탈착 가능하게 장착되거나, 일체로 구성될 수 있다. 또한, 메쉬 플레이트(180)가 장착된 하부 시드척(171)이 상부 시드척(172)에 볼트(B) 체결될 수 있다.The center portion of the
따라서, 구동 모터(175)가 작동되면, 케이블(173)이 드럼(174)에 감기거나, 풀리게 되고, 케이블(173)에 매달린 상/하부 시드척(171,172) 및 메쉬 플레이트(180)를 상승 또는 하강시킬 수 있다.Therefore, when the
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 잉곳 성장 방법이 도시된 순서도이다.3 is a flowchart illustrating an ingot growing method according to an embodiment of the present invention.
본 발명의 일 실시예에 따른 단결정 잉곳 성장 방법에 따르면, 실리콘 융액에 부유물의 위치를 확인하고, 부유물과 메쉬 플레이트의 홀의 상대적인 위치를 판단할 수 있다.(S1,S2 참조)According to the method for growing a single crystal ingot according to an embodiment of the present invention, the position of the floating material in the silicon melt can be checked and the relative position of the floating material and the hole in the mesh plate can be determined (see S1 and S2).
카메라가 챔버의 뷰포터를 통하여 도가니에 담긴 실리콘 융액을 촬영하고, 실리콘 융액의 부유물 위치와 메쉬 플레이트의 홀의 상대적인 위치는 카메라가 촬영한 영상으로부터 획득할 수 있다. The camera photographs the silicon melt contained in the crucible through the viewporter of the chamber, and the position of the floating material of the silicon melt and the relative position of the hole of the mesh plate can be obtained from the image captured by the camera.
물론, 메쉬 플레이트는 도가니에 담긴 실리콘 융액 상측에 매달린 상태로서, 실리콘 융액에 디핑되기 전이며, 메쉬 플레이트의 홀은 내측 홀 또는 외측 홀 중 하나일 수 있다.Of course, the mesh plate is suspended above the silicon melt contained in the crucible, before being dipped in the silicon melt, and the hole of the mesh plate may be either an inner hole or an outer hole.
부유물이 메쉬 플레이트의 홀이 위치한 원주 영역에 위치하면, 메쉬 플레이트의 홀이 부유물 상측에 위치할 때까지 메쉬 플레이트를 회전시킬 수 있다.(S3 참조)If the float is located in the circumferential region where the hole of the mesh plate is located, the mesh plate can be rotated until the hole of the mesh plate is positioned above the float (see S3).
부유물이 메쉬 플레이트의 홀이 위치한 원주 영역에 위치하지 않으면, 메쉬 플레이트의 홀이 부유물 상측에 위치할 때까지 도가니를 회전시킬 수 있다.(S4 참조)If the float is not located in the circumferential region where the hole of the mesh plate is located, the crucible can be rotated until the hole of the mesh plate is positioned above the float (see S4).
예를 들어, 부유물이 메쉬 플레이트의 내측 홀 보다 외측에 위치하면, 도가니를 회전시킬수록 원심력에 의해 부유물이 반경 방향으로 이동되고, 부유물이 메쉬 플레이트의 외측 홀 하측에 위치될 수 있다.For example, if the floating material is located outside the inner hole of the mesh plate, as the crucible is rotated, the floating material is moved in the radial direction by centrifugal force, and the floating material may be located below the outer hole of the mesh plate.
물론, 부유물이 메쉬 플레이트의 외측 홀 하측에 정확하게 위치시키기 위하여, 상기와 같이 메쉬 플레이트의 외측 홀이 부유물 상측에 위치할 때까지 메쉬 플레이트를 회전시키는 과정을 추가로 진행할 수 있으나, 한정되지 아니한다. Of course, in order to accurately position the floating material below the outer hole of the mesh plate, a process of rotating the mesh plate may be additionally performed until the outer hole of the mesh plate is positioned above the floating material, but is not limited thereto.
상기와 같이 메쉬 플레이트의 홀이 부유물 상측에 위치하면, 메쉬 플레이트를 실리콘 융액에 잠기도록 하강시킬 수 있다.(S5 참조)If the hole of the mesh plate is located above the floating object as described above, the mesh plate can be lowered to be immersed in the silicon melt (see S5).
부유물이 메쉬 플레이트의 홀을 통하여 메쉬 플레이트 상측으로 이동되면, 메쉬 플레이트를 설정 각도 회전시킨 다음, 메쉬 플레이트를 실리콘 융액으로부터 상승시킬 수 있다.(S6,S7 참조)When the float is moved to the upper side of the mesh plate through the hole of the mesh plate, the mesh plate can be rotated by a set angle, and then the mesh plate can be raised from the silicon melt (see S6, S7).
부유물이 메쉬 플레이트의 메쉬들 위에 걸러지면, 부유물이 제거된 깨끗한 실리콘 융액에 종자 결정을 담그고, 단결정 잉곳 성장 공정을 진행할 수 있다.(S8,S9 참조)When the floating material is filtered on the meshes of the mesh plate, the seed crystal is immersed in a clean silicon melt from which the floating material has been removed, and a single crystal ingot growth process can be performed (see S8 and S9).
챔버 내부의 구조물 중 일부가 실리콘 융액에 떨어지더라도 단결정 잉곳 성장 공정을 진행하기 전에 메쉬 플레이트를 이용하여 실리콘 융액에 떨어진 carbon 및 metal 과 같은 particle을 제거할 수 있으므로, 실리콘 융액의 오염을 방지할 수 있고, 단결정 잉곳의 품질을 향상시킬 수 있다.Even if some of the structures inside the chamber fall into the silicon melt, a mesh plate can be used to remove particles such as carbon and metal that have fallen into the silicon melt before proceeding with the single crystal ingot growth process, thus preventing contamination of the silicon melt. , It can improve the quality of single crystal ingot.
이상의 설명은 본 발명의 기술 사상을 예시적으로 설명한 것에 불과한 것으로서, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 본 발명의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위에서 다양한 수정 및 변형이 가능할 것이다. The above description is merely illustrative of the technical idea of the present invention, and those of ordinary skill in the art to which the present invention pertains will be able to make various modifications and variations without departing from the essential characteristics of the present invention.
따라서, 본 발명에 개시된 실시 예들은 본 발명의 기술 사상을 한정하기 위한 것이 아니라 설명하기 위한 것이고, 이러한 실시 예에 의하여 본 발명의 기술 사상의 범위가 한정되는 것은 아니다. Accordingly, the embodiments disclosed in the present invention are not intended to limit the technical idea of the present invention, but to explain the technical idea, and the scope of the technical idea of the present invention is not limited by these embodiments.
본 발명의 보호 범위는 아래의 청구범위에 의하여 해석되어야 하며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 기술 사상은 본 발명의 권리범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.The scope of protection of the present invention should be interpreted by the following claims, and all technical ideas within the scope equivalent thereto should be interpreted as being included in the scope of the present invention.
110 : 챔버
120 : 도가니
130 : 도가니 구동부
140 : 히터
150 : 단열재
160 : 열차폐 부재
170 : 시드척 구동 유닛
180 : 메쉬 플레이트
181 : 메쉬
181a,182b: 홀110: chamber 120: crucible
130: crucible driving unit 140: heater
150: insulation 160: heat shield member
170: seed chuck driving unit 180: mesh plate
181:
Claims (13)
상기 도가니 상측에 구비되고, 상기 메쉬 플레이트를 승강 또는 회전시키는 메쉬 플레이트 구동 유닛;을 포함하는 단결정 잉곳 성장용 부유물 제거 장치.A mesh plate provided with a plurality of meshes capable of filtering the suspension of the silicon melt contained in the crucible; And
A single crystal ingot growth floating material removal device comprising a; a mesh plate driving unit provided on the upper side of the crucible and lifting or rotating the mesh plate.
상기 메쉬 플레이트는,
상기 도가니의 직경 보다 작은 원판 형상인 단결정 잉곳 성장용 부유물 제거 장치.The method of claim 1,
The mesh plate,
A device for removing suspended solids for growing a single crystal ingot having a disk shape smaller than the diameter of the crucible.
상기 메쉬 플레이트는,
3mm 이하의 메쉬들이 균일하게 구비된 단결정 잉곳 성장용 부유물 제거 장치.The method of claim 1,
The mesh plate,
A device for removing suspended solids for growing single crystal ingots with uniform meshes of 3 mm or less.
상기 메쉬 플레이트는,
석영 재질로 구성된 단결정 잉곳 성장용 부유물 제거 장치.The method of claim 1,
The mesh plate,
A device for removing suspended solids for growing single crystal ingots made of quartz.
상기 메쉬 플레이트 구동 유닛은,
상기 메쉬 플레이트의 중심부와 연결되는 하부 시드척과,
상기 하부 시드척의 상부가 탈착되는 상부 시드척과,
상기 상부 시드척의 상부가 매달리는 케이블과,
상기 케이블을 회전 또는 승강시키는 구동 모터를 포함하는 단결정 잉곳 성장용 부유물 제거 장치.The method of claim 1,
The mesh plate driving unit,
A lower seed chuck connected to the center of the mesh plate,
An upper seed chuck to which an upper part of the lower seed chuck is detached,
A cable on which the upper part of the upper seed chuck is suspended,
Single crystal ingot growth floating material removal device comprising a drive motor for rotating or elevating the cable.
상기 메쉬 플레이트는,
상기 메쉬 보다 큰 크기의 홀이 구비되는 단결정 잉곳 성장용 부유물 제거 장치.The method of claim 1,
The mesh plate,
Single crystal ingot growth floating material removal device provided with a hole having a size larger than that of the mesh.
상기 홀은,
상기 메쉬 플레이트의 중심부와 외주부 사이에 반경 방향으로 일정 간격을 두고 적어도 두 개가 구비되는 단결정 잉곳 성장용 부유물 제거 장치. The method of claim 6,
The hole is,
A floating material removing device for growing a single crystal ingot, wherein at least two are provided at a predetermined interval in a radial direction between the center and the outer circumference of the mesh plate.
상기 홀은,
6cm 이하의 크기로 형성되는 단결정 잉곳 성장용 부유물 제거 장치.The method of claim 7,
The hole is,
A device for removing suspended solids for growing single crystal ingots formed in a size of 6 cm or less.
상기 제1단계에서 확인된 부유물을 복수개의 메쉬와 적어도 하나 이상의 홀이 구비된 메쉬 플레이트로 제거하는 제2단계; 및
상기 제2단계에서 부유물을 제거한 실리콘 융액에 종자 결정을 담그는 제3단계;를 포함하는 단결정 잉곳 성장 방법.A first step of checking the position of the floating material in the silicon melt contained in the crucible;
A second step of removing the floating material identified in the first step with a mesh plate having a plurality of meshes and at least one hole; And
A method of growing a single crystal ingot comprising a third step of immersing the seed crystals in the silicon melt from which the suspended matter has been removed in the second step.
상기 제2단계는,
상기 메쉬 플레이트의 홀을 상기 부유물 상측에 위치시키는 제1과정과,
상기 메쉬 플레이트의 홀이 상기 부유물 상측에 위치하면, 상기 메쉬 플레이트를 하강시키는 제2과정과,
상기 부유물이 상기 메쉬 플레이트의 홀을 통과하면, 상기 메쉬 플레이트를 설정 각도 회전시키는 제3과정과,
상기 메쉬 플레이트를 상승시키고, 상기 부유물이 상기 메쉬 플레이트의 메쉬들 위에 걸러지는 제4과정을 포함하는 단결정 잉곳 성장 방법.The method of claim 10,
The second step,
A first process of positioning the hole of the mesh plate above the floating object,
A second process of lowering the mesh plate when the hole of the mesh plate is located above the floating object,
A third process of rotating the mesh plate by a set angle when the floating material passes through the hole of the mesh plate,
A method of growing a single crystal ingot comprising a fourth step of raising the mesh plate and filtering the floating matter on the meshes of the mesh plate.
상기 제1과정은,
상기 부유물이 상기 메쉬 플레이트의 홀이 위치한 원주 영역에 있으면, 상기 메쉬 플레이트의 홀이 상기 부유물 상측에 위치할 때까지 상기 메쉬 플레이트를 회전시키는 단결정 잉곳 성장 방법.The method of claim 11,
The first process,
When the floating material is in a circumferential region in which the hole of the mesh plate is located, the single crystal ingot growing method is rotated until the hole of the mesh plate is located above the floating material.
상기 제1과정은,
상기 부유물이 상기 메쉬 플레이트의 홀이 위치한 원주 영역 내/외측에 있으면, 상기 메쉬 플레이트의 홀이 상기 부유물 상측에 위치할 때까지 상기 도가니를 회전시키는 단결정 잉곳 성장 방법.The method of claim 11,
The first process,
When the floating material is located inside/outside the circumferential region in which the hole of the mesh plate is located, the single crystal ingot growing method of rotating the crucible until the hole of the mesh plate is located above the floating material.
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---|---|---|---|
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