KR20220118858A - Single crystal growing apparatus - Google Patents

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Abstract

The embodiment provides a single crystal growing device including: a seed cable made of a non-magnetic material for fixing a seed for forming a single crystal from silicon melt; a driving unit for lifting the seed cable; a case for accommodating the driving unit; and a magnet which is seated in the case and through which the seed cable passes to maintain the lifting path of the seed cable.

Description

단결정 성장 장치 {Single crystal growing apparatus}Single crystal growing apparatus

본 발명은 시드 케이블에 잔류하는 금속 파티클을 효과적으로 포집할 수 있는 단결정 성장 장치에 관한 것이다.The present invention relates to a single crystal growth apparatus capable of effectively collecting metal particles remaining on a seed cable.

일반적으로 반도체 등의 전자부품을 생산하기 위한 소재로 사용되는 단결정 잉곳은 초크랄스키 법(Czochralski, 이하 CZ 라 함)에 의해 제조된다.In general, a single crystal ingot used as a material for producing electronic components such as semiconductors is manufactured by the Czochralski method (hereinafter referred to as CZ).

CZ 법에 의한 단결정 잉곳 제조 방법은, 석영 도가니에 다결정 실리콘 등의 고체 원료를 충전하고, 히터로 가열하여 용융시켜 실리콘 융액(melt)을 형성하고, 안정화(stabilization) 공정을 거쳐 실리콘 융액 내의 기포를 제거한 다음, 네킹(necking) 공정과, 숄더링(shouldering) 공정과, 바디 성장(body growth) 공정과, 테일링(tailing) 공정을 순차적으로 진행한다. In the single crystal ingot manufacturing method by the CZ method, solid raw materials such as polycrystalline silicon are charged in a quartz crucible, heated with a heater to melt to form a silicon melt, and bubbles in the silicon melt are removed through a stabilization process. After removal, a necking process, a shouldering process, a body growth process, and a tailing process are sequentially performed.

상세하게, 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 detail, polysilicon is put into the crucible, the crucible is heated by a heater which is a graphite heating element, and then the seed crystal is brought into contact with the silicon melt formed as a result of melting, and crystallization occurs at the interface so that the seed crystal is rotated and raised slowly. , grow a silicon single crystal ingot with the desired diameter.

한국공개특허 제2001-0082689호는 단결정 인상장치에 관한 것으로서, 종축을 중심으로 회전할 수 있는 시드척이 시드 케이블에 의해 수직으로 이동하도록 지지되는 구성이 기재되어 있다.Korean Patent Application Laid-Open No. 2001-0082689 relates to a single crystal pulling apparatus, and describes a configuration in which a seed chuck rotatable about a longitudinal axis is supported to move vertically by a seed cable.

시드 케이블은 잉곳의 무게를 지탱하기 위하여 고강도 재질로 구성될 뿐 아니라 여러 개의 와이어가 꼬임되도록 구성된다. 시드 케이블을 승강시키기 위하여 시드 케이블이 드럼에 감기고, 구동 모터가 드럼을 회전시키도록 구성된다. The seed cable is not only made of a high-strength material to support the weight of the ingot, but is also configured so that several wires are twisted. The seed cable is wound around the drum to elevate the seed cable, and the drive motor is configured to rotate the drum.

구동 모터가 작동되면, 드럼이 회전하고, 시드 케이블이 드럼에 감기면서 시드척에 매달린 잉곳을 승강시킬 수 있다. 물론, 구동 모터가 반대로 작동되면, 드럼이 반대로 회전하고, 시드 케이블이 드럼에서 풀리면서 시드척을 하강시킬 수 있다. When the driving motor is operated, the drum rotates, and the ingot suspended on the seed chuck can be raised and lowered while the seed cable is wound around the drum. Of course, if the drive motor is operated in the opposite direction, the drum rotates in the opposite direction, and the seed cable is unwound from the drum, thereby lowering the seed chuck.

그러나, 시드 케이블이 금속 재질의 드럼과 마찰하여 금속 파티클이 발생할 수 있고, 시드 케이블의 표면에 붙은 금속 파티클이 공정 중 실리콘 융액에 떨어질 수 있으며, 웨이퍼의 불량률을 높이는 문제점이 있다.However, there is a problem in that metal particles may be generated due to friction of the seed cable with a drum made of a metal material, metal particles attached to the surface of the seed cable may fall into the silicon melt during the process, and the defect rate of the wafer may be increased.

물론, 챔버 내부에서 잉곳 성장 공정을 완료하고, 챔버 내부의 온도를 낮추는 동안, 아르곤 또는 질소 가스를 불어주면서 챔버 내부에 잔류하는 파티클 등을 제거하지만, 공정 중 금속 파티클의 오염을 방지하기 어렵다. Of course, while the ingot growth process is completed in the chamber and the temperature inside the chamber is lowered, particles remaining in the chamber are removed while blowing argon or nitrogen gas, but it is difficult to prevent contamination of metal particles during the process.

본 발명은 상기한 종래 기술의 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 시드 케이블에 잔류하는 금속 파티클을 효과적으로 포집할 수 있는 단결정 성장 장치를 제공하는데 그 목적이 있다.The present invention has been devised to solve the problems of the prior art, and an object of the present invention is to provide a single crystal growth apparatus capable of effectively collecting metal particles remaining in a seed cable.

본 실시예는 실리콘 융액으로부터 단결정을 형성시키기 위한 시드를 고정시키는 비자성 재질의 시드 케이블(seed cable); 상기 시드 케이블을 인상시키는 구동부; 상기 구동부를 수용하는 케이스; 및 상기 케이스에 안착되고, 상기 시드 케이블의 인상 경로를 일정하게 유지하기 위하여 상기 시드 케이블이 관통되는 마그넷;을 포함하는 단결정 성장 장치를 제공한다.This embodiment is a non-magnetic material for fixing a seed for forming a single crystal from a silicon melt (seed cable); a driving unit for raising the seed cable; a case accommodating the driving unit; And it is seated in the case, the magnet through which the seed cable passes in order to maintain a constant pulling path of the seed cable; provides a single crystal growth apparatus comprising a.

상기 시드 케이블은, 텅스텐 재질의 와이어들이 꼬임된 형태로 구성될 수 있다.The seed cable may be configured in a form in which wires made of a tungsten material are twisted.

상기 케이스는, 상기 마그넷에 붙는 금속 재질로 구성될 수 있다.The case may be made of a metal material attached to the magnet.

상기 마그넷은, 네오디움 자석(Nd magnet)으로 구성될 수 있다.The magnet may be composed of a neodymium magnet (Nd magnet).

상기 마그넷은, 상하 적층된 도넛 형상의 유닛들로 구성될 수 있다.The magnet may be composed of donut-shaped units stacked up and down.

상기 마그넷은, 원주 방향으로 결합된 반원통 형상의 유닛들로 구성될 수 있다.The magnet may be composed of units of a semi-cylindrical shape coupled in a circumferential direction.

상기 케이스 하측에 상기 시드 케이블에 매달린 단결정이 인상되는 경로를 제공하는 풀 챔버(pull chamber);를 더 포함하고, 상기 마그넷의 중심은, 상기 풀 챔버의 중심과 일치하도록 배치될 수 있다.Further comprising; a pull chamber (pull chamber) providing a path in which the single crystal suspended from the seed cable is pulled up on the lower side of the case, and the center of the magnet may be arranged to coincide with the center of the pull chamber.

상기 케이스는, 상기 풀 챔버의 상단에 회전 가능하게 결합될 수 있다.The case may be rotatably coupled to the upper end of the pool chamber.

상기 구동부는, 상기 풀 챔버에서 인상되는 시드 케이블을 안내하는 풀리(pully)와, 상기 풀리를 통과한 시드 케이블을 감는 드럼(drum)과, 상기 드럼을 회전시키는 구동 모터를 포함하고, 상기 마그넷은, 상기 풀리 하측에 이격되도록 배치될 수 있다.The driving unit includes a pulley for guiding the seed cable pulled up in the pool chamber, a drum for winding the seed cable passing through the pulley, and a driving motor for rotating the drum, the magnet comprises: , may be disposed to be spaced apart from the lower side of the pulley.

본 실시예의 단결정 성장 장치에 따르면, 시드 케이블이 풀 챔버 상측에 위치한 마그넷을 관통함으로서, 시드 케이블에 잔류하는 금속 파티클을 마그넷에 의해 포집할 수 있다.According to the single crystal growth apparatus of this embodiment, as the seed cable passes through the magnet located above the pool chamber, the metal particles remaining in the seed cable can be collected by the magnet.

따라서, 잉곳 성장 공정 중 금속 파티클의 오염을 방지함으로서, 웨이퍼의 불량률을 낮추는 동시에 품질의 신뢰성을 높일 수 있다. Therefore, by preventing contamination of metal particles during the ingot growth process, it is possible to lower the defect rate of the wafer and increase the reliability of the quality.

또한, 잉곳 성장 공정 후 마그넷에 포집된 금속 파티클을 손쉽게 제거함으로서, 작업 편의성을 높일 수 있다. In addition, by easily removing the metal particles collected in the magnet after the ingot growth process, it is possible to increase the work convenience.

도 1은 본 실시예에 따른 단결정 성장 장치가 개략적으로 도시된 측단면도.
도 2는 본 실시예에 적용된 인상 구동부 장착 구조가 도시된 도면.
도 3은 본 실시예에 적용된 인상 구동부가 개략적으로 도시된 측단면도.
도 4는 도 3에 적용된 마그넷의 제1실시예가 도시된 사시도.
도 5는 도 3에 적용된 마그넷의 제2실시예가 도시된 사시도.1 is a side cross-sectional view schematically showing a single crystal growth apparatus according to the present embodiment.
Figure 2 is a view showing the lifting drive mounting structure applied to this embodiment.
3 is a side cross-sectional view schematically showing a pulling drive applied to this embodiment.
Figure 4 is a perspective view showing a first embodiment of the magnet applied to Figure 3;
Figure 5 is a perspective view showing a second embodiment of the magnet applied to Figure 3;

이하에서는, 본 실시예에 대하여 첨부되는 도면을 참조하여 상세하게 살펴보도록 한다. Hereinafter, the present embodiment will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

도 1은 본 실시예에 따른 단결정 성장 장치가 개략적으로 도시된 측단면도이고, 도 2는 본 실시예에 적용된 인상 구동부 장착 구조가 도시된 도면이고, 도 3은 본 실시예에 적용된 인상 구동부가 개략적으로 도시된 측단면도이다.Figure 1 is a side cross-sectional view schematically showing a single crystal growth apparatus according to this embodiment, Figure 2 is a view showing a lifting drive mounting structure applied to this embodiment, Figure 3 is a schematic drawing drive applied to this embodiment It is a cross-sectional side view shown as

본 발명의 단결정 잉곳 성장 장치는 도 1 내지 도 3에 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, 단결정 잉곳을 인상시키는 동시에 시드 케이블(172)에 붙은 금속 파티클을 제거하는 인상 유닛(170)을 포함할 수 있다. As shown in FIGS. 1 to 3, the single crystal ingot growth apparatus of the present invention includes a chamber 110 that is an enclosed space, a crucible 120 provided inside the chamber 110, and rotating or elevating the crucible 120. A crucible driving unit 130 for driving, a heater 140 for heating the crucible 120 , an insulating material 150 for preventing the heat of the heater 140 from escaping to the outside, and a single crystal pulled up from the crucible 120 . It may include a heat shielding member 160 for cooling the ingot, and a pulling unit 170 for removing metal particles attached to the seed cable 172 while pulling up the single crystal ingot.

챔버(110)는 단결정 잉곳이 성장되는 소정의 밀폐 공간을 제공하고, 각종 구성 요소가 내/외측에 장착될 수 있다.The chamber 110 provides a predetermined sealed space in which the single crystal ingot is grown, and various components may be mounted inside/outside.

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 chamber 110 may be composed of a cylindrical body 111 in which various components are embedded, and a dome-shaped cover 112 coupled to the upper side of the body 111. The cover 112 includes an ingot growth process. An observable view port may be provided.

챔버(110)의 상측에 단결정 잉곳이 인상될 수 있는 긴 원통 형상의 풀 챔버(113)가 구비될 수 있다. A full chamber 113 having a long cylindrical shape in which a single crystal ingot can be pulled up may be provided on the upper side of the chamber 110 .

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 crucible 120 is provided inside the body 111, as a container in which the high-temperature silicon melt M is contained, and may be composed of a quartz crucible 121 and a graphite crucible 122 surrounding the quartz crucible 121. have.

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 crucible driving unit 130 is provided on the lower side of the crucible 120 , and may rotate or elevate the crucible 120 during the ingot growth process, and may include a driving motor as well as a driving shaft.

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 crucible driving unit 130 rotates the crucible 120 slowly, a single crystal grows around the seed crystal, and when the seed crystal is gradually raised, the diameter of the single crystal gradually increases and the single crystal ingot can be grown to As the ingot growth process progresses, as the silicon melt (M) contained in the crucible 120 decreases, the crucible driving unit 130 gradually raises the crucible 120, and the height of the silicon melt (M) interface can be kept constant. .

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 crucible driving unit 130 as the ingot growth process progresses, the rotational speed and the elevating speed of the crucible 120 can be controlled.

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 apart around the crucible 120 , and can heat the crucible 120 . When the heater 140 is operated, the polysilicon contained in the crucible 120 may be liquefied into the silicon melt, and the temperature of the silicon melt may be controlled by controlling the operation of the heater 140 .

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 heat insulating material 150 is provided on the inner circumferential surface of the main body 111 , and is disposed to be spaced apart around the heater 140 , thereby preventing the heat of the heater 140 from escaping to the outside through the main body 111 .

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 heat shield member 160 is installed to be suspended above the crucible 120 , and can directly cool the ingot grown from the high temperature silicon melt (M). The heat shield member 160 is made of a graphite material that can withstand high temperatures, and a cooling passage (not shown) may be provided therein.

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 heat shield member 160 is disposed to surround the single crystal ingot grown from the silicon melt M contained in the crucible 120 at a predetermined interval, and to be installed to maintain a predetermined interval with the silicon melt M interface. can

인상 유닛(170)은 종자 결정을 매달아 도가니(120)에 담긴 실리콘 융액(M)에 담그고, 종자 결정을 서서히 인상시키도록 구성될 수 있다. The lifting unit 170 may be configured to hang the seed crystals and immerse them in the silicon melt (M) contained in the crucible 120, and to gradually raise the seed crystals.

실시예에 따르면, 인상 유닛(170)은 종자 결정이 장착되는 시드척(seed chuck : 171)과, 시드척이 매달리는 시드 케이블(seed cable : 172)과, 시드 케이블을 승강시키는 구동부와, 구동부가 내장되는 케이스(174)와, 케이스(174)에 내장되어 시드 케이블(172)에 붙은 금속 파티클을 포집하는 마그넷(175)을 포함할 수 있다. According to the embodiment, the pulling unit 170 includes a seed chuck 171 on which a seed crystal is mounted, a seed cable 172 on which the seed chuck is suspended, a driving unit for elevating the seed cable, and a driving unit It may include a built-in case 174 and a magnet 175 that is built-in to the case 174 and collects metal particles attached to the seed cable 172 .

시드척(171)은 상하 방향으로 체결된 상/하부 시드척으로 구성될 수 있는데, 하부 시드척의 하단에 종자 결정이 체결될 수 있고, 상부 시드척의 상단에 시드 케이블(172)이 연결될 수 있으나, 한정되지 아니한다. The seed chuck 171 may be composed of upper/lower seed chucks fastened in a vertical direction, a seed crystal may be fastened to a lower end of the lower seed chuck, and a seed cable 172 may be connected to an upper end of the upper seed chuck, Not limited.

시드척(171)에 매달린 종자 결정이 실리콘 융액(M)에 담긴 상태에서 서서히 회전되면, 단결정이 종자 결정에 주변에서 성장하게 된다. When the seed crystal suspended on the seed chuck 171 is slowly rotated while being immersed in the silicon melt M, the single crystal grows around the seed crystal.

시드 케이블(172)은 풀 챔버(113)를 통하여 외부까지 연장되고, 풀 챔버(113) 상측에 위치된 구동부에 의해 승강 가능하게 구비될 수 있다. The seed cable 172 may extend to the outside through the pool chamber 113 and may be provided to be liftable by a driving unit located above the pool chamber 113 .

시드 케이블(172)은 무거운 잉곳을 지탱하기 위하여 인장 강도가 높게 설계되는데, 실시예의 시드 케이블(172)은 텅스텐 재질의 와이어들이 꼬임된 형태로 구성될 수 있다. 물론, 시드 케이블(172)의 표면에 각종 파티클이 붙을 수 있다.The seed cable 172 is designed to have high tensile strength to support a heavy ingot, and the seed cable 172 of the embodiment may be configured in a form in which wires made of tungsten are twisted. Of course, various particles may be attached to the surface of the seed cable 172 .

구동부는 시드 케이블(172)을 승강시킬 수 있도록 풀 챔버(113)의 외부 상측에 구비되는데, 구동 모터(motor : 173a)와, 드럼(drum : 173b)과, 풀리(pully : 173c)를 포함할 수 있다. The driving unit is provided on the outer upper side of the pool chamber 113 so as to elevate the seed cable 172, a driving motor (motor: 173a), a drum (drum: 173b), and a pulley (pully: 173c). can

구동 모터(173a)는 드럼(173b)을 정/역 방향으로 회전시키도록 구성될 수 있다. 드럼(173b)은 시드 케이블(172)이 감기는 금속 재질의 원통으로 구성될 수 있다. 풀리(173c)는 풀 챔버(113)에서 인상되는 시드 케이블(172)을 드럼(173b)으로 안내할 수 있다. The driving motor 173a may be configured to rotate the drum 173b in a forward/reverse direction. The drum 173b may be formed of a metal cylinder around which the seed cable 172 is wound. The pulley 173c may guide the seed cable 172 pulled up in the pool chamber 113 to the drum 173b.

구동 모터(173a)가 회전하면, 드럼(173b)이 시드 케이블(172)이 감기는 방향으로 회전됨에 따라 시드 케이블(172)을 승강시킬 수 있다. 반면, 구동 모터(173a)가 반대로 회전하면, 드럼(173b)이 시드 케이블(172)이 풀리는 방향으로 회전됨에 따라 시드 케이블(172)을 하강시킬 수 있다.When the driving motor 173a rotates, as the drum 173b rotates in a direction in which the seed cable 172 is wound, the seed cable 172 may be raised and lowered. On the other hand, when the driving motor 173a rotates in the opposite direction, the drum 173b rotates in a direction in which the seed cable 172 is unwound, thereby lowering the seed cable 172 .

케이스(174)는 풀 챔버(113)의 상측을 막아주도록 구비될 수 있다. 케이스(174)는 구동부를 비롯하여 마그넷(175)을 내장할 수 있다. 케이스(174)는 마그넷(175)의 자력에 의해 붙을 수 있는 금속 재질로 구성됨으로서, 별도의 장착 구조가 없더라도 마그넷(175)을 케이스(174)에 손쉽게 고정시킬 수 있다.The case 174 may be provided to block the upper side of the pool chamber 113 . The case 174 may include a magnet 175 including a driving unit. Since the case 174 is made of a metal material that can be attached by the magnetic force of the magnet 175 , the magnet 175 can be easily fixed to the case 174 even without a separate mounting structure.

그런데, 시드척(171)을 회전시키기 위하여 시드 케이블(172)과 구동부 및 케이스(174) 전체가 시드 케이블(172)을 중심으로 회전 가능하게 장착되어야 한다. 따라서, 케이스(174)는 풀 챔버(113)의 상측에 회전 가능하게 장착될 수 있는데, 회전 링 등에 의해 장착될 수 있으나, 한정되지 아니한다. However, in order to rotate the seed chuck 171 , the seed cable 172 , the driving unit, and the entire case 174 must be rotatably mounted around the seed cable 172 . Accordingly, the case 174 may be rotatably mounted on the upper side of the pool chamber 113 , but may be mounted by a rotating ring or the like, but is not limited thereto.

마그넷(175)은 케이스(174) 내측에 장착되는데, 풀 챔버(113)에서 케이스(174)로 인상되는 시드 케이블(172)이 관통하는 형태로 구성되고, 풀리(173c) 하측에 이격되도록 케이스(174) 내측에 장착될 수 있다. The magnet 175 is mounted on the inside of the case 174, and the seed cable 172 pulled from the pool chamber 113 to the case 174 passes through the case ( 174) can be mounted inside.

금속 파티클의 포집 성능을 높이기 위하여 시드 케이블(172)은 마그넷(175)의 중심을 관통하도록 설치되어야 하며, 케이스(174)와 같이 마그넷(175)이 풀 챔버(113)에 대해 회전하더라도 시드 케이블(172)의 위치를 일정하게 유지하기 위하여 풀 챔버(113)의 중심과 마그넷(175)의 중심을 일치시키는 것이 바람직하다.In order to increase the metal particle collection performance, the seed cable 172 should be installed to pass through the center of the magnet 175, and even if the magnet 175 rotates with respect to the pool chamber 113 like the case 174, the seed cable ( It is preferable to match the center of the pool chamber 113 with the center of the magnet 175 in order to keep the position of the 172) constant.

마그넷(175)은 시드 케이블(172)의 표면에 붙은 금속 파티클을 자력에 의해 포집할 수 있는데, 강력한 자력을 발생시킬 뿐 아니라 저렴한 네오디움 자석(Nd magnet)으로 구성하는 것이 바람직하다.The magnet 175 can collect the metal particles attached to the surface of the seed cable 172 by magnetic force, and it is preferable to generate a strong magnetic force and to be formed of an inexpensive neodymium magnet (Nd magnet).

도 4는 도 3에 적용된 마그넷의 제1실시예가 도시된 사시도이고, 도 5는 도 3에 적용된 마그넷의 제2실시예가 도시된 사시도이다.FIG. 4 is a perspective view showing a first embodiment of the magnet applied to FIG. 3 , and FIG. 5 is a perspective view showing a second embodiment of the magnet applied to FIG. 3 .

제1실시예에 따른 마그넷은 도 4에 도시된 바와 같이 상하 적층된 도넛 형상의 유닛들(175a)로 구성될 수 있다. 복수개의 도넛 유닛(175a)은 자력에 의해 상하 방향으로 적층될 수 있다. 도넛 유닛들(175a)이 상하 방향으로 적층될수록 자력을 높일 수 있고, 금속 파티클(P)의 포집 성능을 높일 수 있다.The magnet according to the first embodiment may be composed of donut-shaped units 175a stacked up and down as shown in FIG. 4 . The plurality of donut units 175a may be stacked vertically by magnetic force. As the donut units 175a are stacked in the vertical direction, the magnetic force may be increased, and the collecting performance of the metal particles P may be increased.

잉곳 성장 공정 중 시드 케이블(172)이 도넛 유닛들(175a)을 관통하면서 상승하면, 챔버 내부에 부유하는 금속 파티클(P)이 시드 케이블(172)에 쌓이더라도 자력에 의해 도넛 유닛들(175a)의 내주면에 포집되고, 금속 파티클(P)이 제거된 시드 케이블(172)이 드럼에 감길 수 있다.When the seed cable 172 rises while passing through the donut units 175a during the ingot growth process, even if the metal particles P floating inside the chamber are accumulated on the seed cable 172, the donut units 175a by magnetic force. Collected on the inner circumferential surface of the seed cable 172 from which the metal particles (P) are removed may be wound around the drum.

반면, 잉곳 성장 공정을 진행하기 전 시드 케이블(172)이 도넛 유닛들(175a)을 관통하면서 하강하면, 드럼과 시드 케이블(172)의 마찰로 인하여 발생하는 금속 파티클(P)이 시드 케이블(172)에 쌓이더라도 자력에 의해 도넛 유닛들(175a)의 내주면에 포집되고, 금속 파티클(P)이 제거된 시드 케이블(172)이 챔버 내부로 투입될 수 있다. On the other hand, when the seed cable 172 descends while passing through the donut units 175a before proceeding with the ingot growth process, metal particles P generated due to friction between the drum and the seed cable 172 are generated by the seed cable 172 ), the seed cable 172 from which the metal particles P are removed may be introduced into the chamber by being collected on the inner circumferential surface of the donut units 175a by magnetic force.

따라서, 잉곳 성장 공정 중 금속 파티클의 오염을 방지함으로서, 웨이퍼의 불량률을 낮추는 동시에 품질의 신뢰성을 높일 수 있다. Therefore, by preventing contamination of metal particles during the ingot growth process, it is possible to lower the defect rate of the wafer and increase the reliability of the quality.

한편, 공정 완료되면, 도넛 유닛들(175a)을 케이스(174)로부터 손쉽게 분리한 다음, 도넛 유닛들(175a)에 포집된 금속 파티클(P)을 제거하고, 도넛 유닛들(175a)을 케이스에 다시 장착시킬 수 있다. 도넛 유닛들(175a)을 손쉽게 분리 및 청소할 수 있으므로, 작업자의 작업 편의성을 높일 수 있다. On the other hand, when the process is completed, the donut units 175a are easily separated from the case 174, the metal particles P collected in the donut units 175a are removed, and the donut units 175a are placed in the case. can be re-installed. Since the donut units 175a can be easily separated and cleaned, the operator's work convenience can be improved.

제2실시예에 따른 마그넷은 도 5에 도시된 바와 같이 원주 방향으로 결합된 한 쌍의 반원통 형상의 유닛들(175b)로 구성될 수 있다. 한 쌍의 반원통 유닛(175b)은 자력에 의해 원주 방향으로 결합될 수 있다. The magnet according to the second embodiment may be composed of a pair of semi-cylindrical units 175b coupled in the circumferential direction as shown in FIG. 5 . The pair of semi-cylindrical units 175b may be coupled in the circumferential direction by magnetic force.

상기와 같이 마그넷은 원통 형상 이외에도 시드 케이블이 관통되는 다양한 모양으로 구성될 수 있고, 다양한 형상의 유닛들에 의해 다양한 모양으로 구성될 수 있으며, 한정되지 아니한다.As described above, the magnet may be configured in various shapes through which the seed cable passes in addition to the cylindrical shape, and may be configured in various shapes by units of various shapes, but is not limited thereto.

또한, 마그넷은 자력을 발생시킬 수 있는 영구자석, 전자석 등으로 다양하게 구성될 수 있으며, 한정되지 아니한다.In addition, the magnet may be variously configured as a permanent magnet, an electromagnet, etc. capable of generating a magnetic force, but is not limited thereto.

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 spirit of the present invention, and various modifications and variations will be possible without departing from the essential characteristics of the present invention by those skilled in the art to which the present invention pertains.

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. Therefore, the embodiments disclosed in the present invention are not intended to limit the technical spirit of the present invention, but to explain, and the scope of the technical spirit 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 protection scope of the present invention should be construed by the following claims, and all technical ideas within the equivalent range should be construed 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 : 인상 유닛 171 : 시드척
172 : 시드 케이블 173a : 구동 모터
173b : 드럼 173c : 풀리
174 : 케이스 175 : 마그넷110: chamber 120: crucible
130: crucible driving unit 140: heater
150: insulation material 160: heat shield member
170: impression unit 171: seed chuck
172: seed cable 173a: drive motor
173b: drum 173c: pulley
174: case 175: magnet

Claims (9)

실리콘 융액으로부터 단결정을 형성시키기 위한 시드를 고정시키는 비자성 재질의 시드 케이블(seed cable);
상기 시드 케이블을 인상시키는 구동부;
상기 구동부를 수용하는 케이스; 및
상기 케이스에 안착되고, 상기 시드 케이블의 인상 경로를 일정하게 유지하기 위하여 상기 시드 케이블이 관통되는 마그넷;을 포함하는 단결정 성장 장치.a seed cable of a non-magnetic material for fixing a seed for forming a single crystal from a silicon melt;
a driving unit for raising the seed cable;
a case accommodating the driving unit; and
A single crystal growth apparatus comprising a; seated in the case, the magnet through which the seed cable is passed in order to maintain a constant pulling path of the seed cable. 제1항에 있어서,
상기 시드 케이블은,
텅스텐 재질의 와이어들이 꼬임된 형태로 구성되는 단결정 성장 장치.According to claim 1,
The seed cable is
A single crystal growth device in which tungsten wires are twisted. 제1항에 있어서,
상기 케이스는,
상기 마그넷에 붙는 금속 재질로 구성되는 단결정 성장 장치.According to claim 1,
The case is
A single crystal growth apparatus composed of a metal material attached to the magnet. 제1항에 있어서,
상기 마그넷은,
네오디움 자석(Nd magnet)으로 구성되는 단결정 성장 장치.According to claim 1,
The magnet is
A single crystal growth apparatus composed of a neodymium magnet (Nd magnet). 제1항에 있어서,
상기 마그넷은,
상하 적층된 도넛 형상의 유닛들로 구성되는 단결정 성장 장치.According to claim 1,
The magnet is
A single crystal growth apparatus consisting of donut-shaped units stacked up and down. 제1항에 있어서,
상기 마그넷은,
원주 방향으로 결합된 반원통 형상의 유닛들로 구성되는 단결정 성장 장치.According to claim 1,
The magnet is
A single crystal growth apparatus consisting of units of a semi-cylindrical shape coupled in a circumferential direction. 제1항 내지 제6항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 케이스 하측에 상기 시드 케이블에 매달린 단결정이 인상되는 경로를 제공하는 풀 챔버(pull chamber);를 더 포함하고,
상기 마그넷의 중심은,
상기 풀 챔버의 중심과 일치하도록 배치되는 단결정 성장 장치.7. The method according to any one of claims 1 to 6,
Further comprising; a pull chamber that provides a path in which the single crystal suspended from the seed cable is pulled up on the lower side of the case,
The center of the magnet is,
A single crystal growth apparatus arranged to coincide with the center of the pool chamber. 제7항에 있어서,
상기 케이스는,
상기 풀 챔버의 상단에 회전 가능하게 결합되는 단결정 성장 장치.8. The method of claim 7,
The case is
A single crystal growth apparatus rotatably coupled to the upper end of the pool chamber. 제8항에 있어서,
상기 구동부는,
상기 풀 챔버에서 인상되는 시드 케이블을 안내하는 풀리(pully)와,
상기 풀리를 통과한 시드 케이블을 감는 드럼(drum)과,
상기 드럼을 회전시키는 구동 모터를 포함하고,
상기 마그넷은,
상기 풀리 하측에 이격되도록 배치되는 단결정 성장 장치.9. The method of claim 8,
The driving unit,
A pulley for guiding the seed cable pulled up in the pool chamber;
A drum for winding the seed cable passing through the pulley;
A drive motor for rotating the drum,
The magnet is
A single crystal growth apparatus disposed to be spaced apart from the lower side of the pulley.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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KR20160016185A (en) * 2014-08-04 2016-02-15 주식회사 엘지실트론 Seed cable management apparatus of single crystal growth device and control method for it

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