WO2014178626A1 - 멜트 유출을 방지할 수 있는 실리콘 단결정 잉곳성장장치의 운전방법 - Google Patents

멜트 유출을 방지할 수 있는 실리콘 단결정 잉곳성장장치의 운전방법 Download PDF

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WO2014178626A1
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crucible
polysilicon
operating
single crystal
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PCT/KR2014/003813
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이상준
이영민
김재민
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웅진에너지 주식회사
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    • C30B29/02—Elements
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    • C30B15/00—Single-crystal growth by pulling from a melt, e.g. Czochralski method
    • C30B15/10—Crucibles or containers for supporting the melt
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    • C30B15/14—Heating of the melt or the crystallised materials
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
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    • C30B15/00—Single-crystal growth by pulling from a melt, e.g. Czochralski method
    • C30B15/20—Controlling or regulating

Definitions

  • the present invention relates to a method for operating a silicon single crystal ingot growth apparatus, and more particularly, silicon single crystal ingot growth capable of preventing melt outflow, which can prevent the outflow of melt through the crucible crack generated by depression during quartz crucible operation. It relates to a method of operating the device.
  • semiconductors used for photovoltaic power generation are manufactured by slicing silicon single crystal ingots. Silicon single crystal ingots are fabricated in silicon single crystal ingot growth apparatus.
  • FIG. 1 A schematic diagram of a silicon single crystal ingot growth apparatus according to the prior art is shown in FIG.
  • the conventional silicon single crystal ingot growth apparatus has a crucible elevating and rotating assembly 300 from below, a vacuum chamber 200 having a crucible 1 installed therein, and a seed elevating and rotating assembly 100 having an upper portion of the vacuum chamber 200.
  • the crucible 1 is installed inside the vacuum chamber 200 and the heater 2 is installed outside the crucible 1 to melt the polysilicon supplied to the crucible 1 at a high temperature.
  • the crucible 1 is mechanically lifted and rotated, and this operation is performed by the crucible lifting and rotating assembly 300 installed below.
  • the seed elevating and rotating assembly 100 is installed above the vacuum chamber 200. The component is soaked in the melted silicon melt in the seed 400 and then slowly rotated while being pulled up to produce a silicon single crystal ingot. It will work.
  • the polysilicon nodules of various shapes are put in the crucible 1 and melted by heating using the heater 2.
  • the seed 400 is lowered from the top of the crucible 1, soaked in the silicon melt, and then slowly raised while rotating at a constant speed to produce a silicon single crystal ingot.
  • the rotation and lifting of the crucible 1 is made by the crucible lifting and rotating assembly 300 which are the mechanisms installed below it.
  • the method of making silicon single crystal in this way is called the Czochralski method.
  • the cracks in the crucible 1 due to such an impact cause leakage of the melted silicon melt, and when the spill occurs, the cracks in the crucible 1 and the machine room under the crucible 1 are hardened. In rare cases, the device needs to be replaced.
  • the present invention has been made to solve the problems of the prior art described above, the crucible in the second stage of the melt of the silicon poly is generated so that the silicon poly does not impact the crucible during the first depression, which is the largest cause of the crucible crack Mechanically adjust the top temperature of the heater enclosing the top of the crucible while lowering the reflector closest to the top of the polysilicon so that the top and bottom of the polysilicon pile melt almost evenly so that the polysilicon pile slowly sinks. It is an object of the present invention to provide a method for operating a silicon single crystal ingot growth apparatus capable of preventing melt leakage, which can minimize impact due to depression of polysilicon.
  • the present invention as a specific means for achieving the above object is a silicon single crystal ingot device comprising a crucible which is provided to be elevated in the vacuum chamber and supplied with a polysilicon pile therein and melted by a heat source of a heater installed close to the outer surface.
  • the melt further comprises a melt 2 step of raising the crucible when the polysilicon is recessed in the step 1 so that the polysilicon pile is immersed in the polysilicon melt.
  • the melt 1 stage may be 80%, and the melt 2 stage may be 20%.
  • the melting step 1 is performed in a state in which the rotation of the crucible is stopped.
  • the crucible may be rotated at 1-5 rpm.
  • the melting step 1 may move the crucible and at the same time lower the reflector installed so as to be elevated on the top of the crucible to approach the polysilicon pile.
  • the reflector is lowered to the lowest height to maintain a fixed state.
  • the operation method of the silicon single crystal ingot growth apparatus which can prevent melt leakage according to the present invention is to lower the crucible by a certain height in the first stage of the melt that can generate a crack in the crucible, thereby raising the top of the polysilicon pile. Is controlled to be located at the highest temperature portion of the heater to provide the effect of preventing the melt outflow that can prevent the crucible cracking due to depression by inhibiting the occurrence of bridge-shaped bridge as much as possible.
  • the operation method of the silicon single crystal ingot growth apparatus which can prevent the melt leakage according to the present invention is to lower the crucible in the first stage of the melt and to control the reflector to fall close to the polysilicon pile in the first stage of the polysilicon pile. Helps to insulate the bridge to provide maximum effect to prevent depression.
  • FIG. 1 is a schematic diagram of an ingot growth apparatus according to the prior art.
  • FIG. 2 is a flowchart illustrating a method for operating an ingot growth apparatus according to the present invention.
  • FIG 3 is a cross-sectional view showing the location of the crucible according to time of the ingot growth apparatus according to the present invention.
  • a method of operating a silicon single crystal ingot growth apparatus capable of preventing melt leakage may be provided in a vacuum chamber and provided with a polysilicon nodule pile provided therein.
  • a method for operating a silicon single crystal ingot device comprising a crucible (1) melted by a heat source and a reflector (3) provided on the crucible (1) so as to be liftable, a polysilicon is formed inside the crucible (1).
  • a melt stage 1 (M1) which begins to melt the polysilicon with the supply and the highest temperature portion of the heater 2 positioned at the top when the polysilicon pile is divided into three portions of upper and lower heights.
  • the melt further comprises a melt stage 2 (M2) for raising the crucible 1 when the polysilicon is recessed in the melt stage 1 (M1) and the polysilicon pile is immersed in the polysilicon melt.
  • M2 melt stage 2
  • the melt 1 stage (M1) may be 80%
  • the melt 2 stage (M2) may be 20%, respectively. Can be.
  • melt stage 1 (M1) proceeds in a state where the rotation of the crucible (1) has stopped.
  • the reflector 3 is lowered to the lowest height to maintain a fixed state.
  • the crucible 1 is rotated at 1-5 rpm.
  • the time represents the time as a percentage of the total time spent in the first and second melt of the crucible (1) the total heating time.
  • the melt stage 1 (M1) is a step of heating by placing the highest temperature portion 2a of the heater 2 on the polysilicon pile as shown in FIGS. 2 and 3 and lowering the reflector 3 as much as possible.
  • the upper portion of the polysilicon pile refers to the highest upper height when the polysilicon pile is divided into three at the top and bottom height.
  • the crucible 1 is not rotated.
  • the reflector 3 is usually installed to be lifted and lifted, and is usually installed to adjust the height thereof by the lift.
  • the reflector 3 is continuously controlled to approach the top of the polysilicon pile in the melt stage 1 (M1). That is, when the polysilicon is melted, the height of the dummy continues to be lowered.
  • the reflector 3 is continuously controlled in height while following this. Of course, do not control the contact with polysilicon. If the reflector 3 is continuously controlled to approach the polysilicon, the heat source rising from the top of the polysilicon is blocked so that the temperature at the top can be maintained higher. In other words, the reflector 3 is to perform a heat insulation function.
  • This melt stage 1 (M1) proceeds for 80% time after the start of heating. Thus, 80% of the time has passed since the start of heating. In the first stage of melt (M1), the first depression appeared after 60% of time after the start of heating. Referring to FIG. 5, it can be seen that in the first melt phase M1, the height of the crucible 1 is kept lower.
  • the height of the crucible 1 is lowered so that the hottest part of the heater 2 is positioned near the top of the crucible 1 so that the heat source is transferred to the top of the polysilicon pile to the maximum.
  • the occurrence of the roof-shaped bridge is suppressed to the maximum, and the upper and lower portions of the polysilicon are melted evenly as a whole, and even if the bridge occurs, it occurs very small.
  • the reflector 3 controls the polysilicon pile to continue to descend as the height of the polysilicon melt melts, and ultimately, in the melt stage 2 (M2), the polysilicon pile is completely collapsed so that the molten surface forms the top. 3) does not lower anymore, and the height at that time becomes the lowest point of the reflector 3.
  • Melt stage 2 refers to 20% time from the 80% time after the start of heating to 100% time elapsed. At this time, the crucible 1 is rotated at 1-5 rpm. Since the polysilicon is almost completely dissolved, there is little risk of sinking, so that the crucible 1 is raised to a medium height in order to exert the overall maximum heat transfer effect. By doing so, heat can be evenly transmitted throughout the crucible 1 to obtain the maximum heat transfer efficiency.
  • the heater power is 78 kw, and the crucible is rotated at 1 rpm.
  • the heater power is the same, the crucible does not rotate, and in particular the crucible is lowered 30 cm.
  • a partial depression occurs at 11 o'clock after 50% elapsed after the start of the melt, a partial depression at 1 o'clock after 5.5% elapses, and a partial depression at 6 o'clock after 60% elapsed. Each of these appeared, and no overall depression like the prior art occurred.
  • the heater power is 93 kw and the crucible is rotated at 2 rpm.
  • the heater power is the same, the crucible does not rotate, and in particular the crucible is lowered 30 cm. If you operate the melt stage in this state, after 70% of the time after the start of melt, partial depression at 1 o'clock, partial depression at 11 o'clock after 7.3% of time, and partial depression at 6 o'clock after 7.6% of time. Each of these appeared, and no overall depression like the prior art occurred.
  • the present invention can be used in a method for operating a silicon single crystal ingot growth apparatus.

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Abstract

본 발명은 실리콘 단결정 잉곳성장장치의 운전방법에 관한 것으로서, 더욱 상세히는 석영 도가니 운전 중 함몰에 의해 발생되는 도가니 크랙을 통한 멜트의 유출을 방지할 수 있는 멜트 유출을 방지할 수 있는 실리콘 단결정 잉곳성장장치의 전방법에 관한 것이다. 본 발명에 의한 실리콘 단결정 잉곳성장장치는 진공 챔버 내부에 승강 가능하게 구비되고 내부에 폴리실리콘 더미가 공급되어 외면에 근접 설치된 히터의 열원에 의해 용융되는 도가니를 포함하는 실리콘 단결정 잉곳성장치를 운전하는 방법에 있어서, 상기 도가니 내부에 폴리실리콘을 공급하고 히터의 가장 높은 온도 부분이 상기 폴리실리콘 더미를 상중하 높이의 3부분으로 나누었을 때 상부에 위치하도록 한 상태에서 폴리실리콘을 녹이기 시작하는 멜트 1단계를 포함한다.

Description

멜트 유출을 방지할 수 있는 실리콘 단결정 잉곳성장장치의 운전방법
본 발명은 실리콘 단결정 잉곳성장장치의 운전방법에 관한 것으로서, 더욱 상세히는 석영 도가니 운전 중 함몰에 의해 발생되는 도가니 크랙을 통한 멜트의 유출을 방지할 수 있는 멜트 유출을 방지할 수 있는 실리콘 단결정 잉곳성장장치의 운전방법에 관한 것이다.
일반적으로 태양광 발전에 사용되는 반도체는 실리콘 단결정 잉곳을 슬라이싱하여 제작하게 된다. 실리콘 단결정 잉곳은 실리콘 단결정 잉곳성장장치에서 제작된다.
종래기술에 의한 실리콘 단결정 잉곳성장장치의 모식도가 도 1에 도시되어 있다. 도시된 바와 같이 종래 실리콘 단결정 잉곳성장장치는 하부로부터 도가니 승강 및 회전 어셈블리(300), 도가니(1)가 내부에 설치된 진공 챔버(200), 진공챔버(200) 상부의 시드 승강 및 회전 어셈블리(100)가 순서대로 설치되어 있다. 진공 챔버(200) 내부에는 도가니(1)가 설치되고 도가니(1) 외부에는 히터(2)가 설치되어 도가니(1)에 공급된 폴리실리콘을 고온에서 녹이게 된다. 이러한 도가니(1)는 기계적으로 승강 및 회전하게 되는데, 이러한 동작은 하부에 설치된 도가니 승강 및 회전 어셈블리(300)에 의해 이루어진다. 그리고 진공 챔버(200) 상부에는 시드 승강 및 회전 어셈블리(100)가 설치되는데, 이 구성요소는 멜트 상태로 녹은 실리콘 멜트에 시드(400)를 담근 다음 서서히 회전시키면서 끌어올려 실리콘 단결정 잉곳을 제작하게 되는 동작을 하게 된다.
즉, 도가니(1)에 여러 가지 모양의 폴리실리콘 단괴들을 넣고 히터(2)를 사용하여 가열함으로써 녹이게 된다. 실리콘들이 녹으면 도가니(1) 상부에서 시드(400)를 내려 실리콘 멜트에 담근 다음 일정 속도로 회전시키면서 서서히 인상하여 실리콘 단결정 잉곳으로 제작하게 된다. 물론 도가니(1)의 회전과 승강은 그 하부에 설치된 기계장치들인 도가니 승강 및 회전 어셈블리(300)에 의해 이루어진다. 이러한 방법으로 실리콘 단결정을 만드는 방법을 소위 쵸크랄스키법이라 한다.
그러나 종래기술에 의한 실리콘 단결정 잉곳성장장치의 운전시 폴리실리콘이 녹으면서 폴리실리콘 단괴 더미(10)가 함몰되는 바, 이때 함몰에 의해 폴리실리콘 중 일부가 도가니(1)에 충격을 가하여 도가니(1)에 크랙이 발생하게 되고, 그 결과 실리콘 멜트가 크랙을 통하여 하부로 유출되는 대형 사고가 발생되는 문제점이 있다. 석영 도가니(1)는 상온에서는 그리 약하지 않으나, 1700℃ 정도에서 석영 도가니의 강성도는 그리 강하지 않기 때문에 이렇게 충격에 의해 쉽게 크랙이 발생하게 된다.
이러한 충격에 의한 도가니(1)의 크랙은 용융상태의 실리콘 멜트의 유출을 야기하고, 이렇게 유출이 이루어지면 도가니(1) 하부의 기계실이나 부품들에 스며들어가 굳게 되므로 장치를 오랜 시간 수리하든지, 심한 경우에는 장치를 교환해야 하는 경우가 드물지만 발생하고 있다.
본 발명은 상술한 종래기술에 의한 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 도가니 크랙의 가장 큰 원인인 1차 함몰시 실리콘 폴리들이 도가니에 충격을 가하지 않도록 실리콘 폴리의 함몰이 발생되는 멜트 2단계에서 도가니를 감싸고 있는 히터의 최고 온도 부분이 도가니 상단에 위치하도록 기계적으로 조절하는 동시에 리플렉터를 실리콘 폴리들 상단에 가장 근접하게 위치하도록 하강시켜 폴리실리콘 더미의 상하단이 거의 고르게 용융되어 폴리실리콘 더미가 서서히 함몰되도록 제어함으로써 폴리실리콘의 함몰에 의해 충격을 최소화할 수 있는 멜트 유출을 방지할 수 있는 실리콘 단결정 잉곳성장장치의 운전방법을 제공하는데 그 목적이 있다.
상기한 목적을 달성하기 위한 구체적인 수단으로서 본 발명은 진공 챔버 내부에 승강 가능하게 구비되고 내부에 폴리실리콘 더미가 공급되어 외면에 근접 설치된 히터의 열원에 의해 용융되는 도가니를 포함하는 실리콘 단결정 잉곳성장치를 운전하는 방법에 있어서, 상기 도가니 내부에 폴리실리콘을 공급하고 히터의 가장 높은 온도 부분이 상기 폴리실리콘 더미를 상중하 높이의 3부분으로 나누었을 때 상부에 위치하도록 한 상태에서 폴리실리콘을 녹이기 시작하는 멜트 1단계를 포함한다.
바람직하게는, 상기 멜트 1단계에서 상기 폴리실리콘이 함몰되어 폴리실리콘 더미가 폴리실리콘 용융액에 잠기게 되면 상기 도가니를 상승시키는 멜트 2단계를 더 포함한다.
바람직하게는, 상기 멜트 1, 2단계에 소요되는 총 시간을 100분율로 환산하면, 상기 멜트 1단계는 80%, 멜트 2단계는 20%가 각각 소요될 수 있다.
바람직하게는, 상기 멜트 1단계는 도가니의 회전이 멈춘 상태에서 진행된다.
바람직하게는, 상기 멜트 2단계에서는 상기 도가니가 1 - 5 rpm으로 회전될 수 있다.
바람직하게는, 상기 멜트 1단계는 상기 도가니를 이동시키는 동시에 상기 도가니 상부에 승강 가능하게 설치된 리플렉터를 상기 폴리실리콘 더미에 근접하도록 하강시킬 수 있다.
바람직하게는, 상기 멜트 2단계에서는 상기 리플렉터가 최하단 높이로 내려가 고정된 상태를 유지한다.
상기한 바와 같은 본 발명에 의하면 다음과 같은 효과가 있다.
(1) 본 발명에 의한 멜트 유출을 방지할 수 있는 실리콘 단결정 잉곳성장장치의 운전방법은 도가니에 크랙을 발생시킬 수 있는 함몰이 발생되는 멜트 1단계에서 도가니를 일정 높이 하강시켜 폴리실리콘 더미의 상부가 히터의 가장 높은 온도 부분에 위치하도록 제어함으로써 지붕 모양의 브릿지 발생을 최대한 억제함으로써 함몰에 의한 도가니 크랙발생을 방지할 수 있는 멜트 유출을 방지할 수 있는 효과를 제공한다.
(2) 본 발명에 의한 멜트 유출을 방지할 수 있는 실리콘 단결정 잉곳성장장치의 운전방법은 멜트 1단계에서 도가니를 하강시키는 동시에 리플렉터를 폴리실리콘 더미에 근접하도록 하강 제어하기 때문에 폴리실리콘 더미의 상단부의 단열을 도와 브릿지 발생이 최대한 억제되어 함몰을 방지하게 되는 효과를 제공한다.
도 1은 종래기술에 의한 잉곳성장장치의 모식도이다.
도 2는 본 발명에 의한 잉곳성장장치 운전방법에 대한 순서도이다.
도 3은 본 발명에 의한 잉곳성장장치의 시간에 따른 도가니의 위치를 나누어 보여주는 단면도이다.
상술한 본 발명의 목적, 특징 및 장점은 다음의 상세한 설명을 통하여 보다 분명해질 것이다. 이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 바람직한 실시예를 상세히 설명한다.
본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 멜트 유출을 방지할 수 있는 실리콘 단결정 잉곳성장장치의 운전방법은 진공 챔버 내부에 승강 가능하게 구비되고 내부에 폴리실리콘 단괴 더미가 공급되어 외면에 설치된 히터(2)의 열원에 의해 용융되는 도가니(1)와, 상기 도가니(1) 상부에 승강 가능하게 설치된 리플렉터(3)를 포함하는 실리콘 단결정 잉곳성장치를 운전하는 방법에 있어서, 상기 도가니(1) 내부에 폴리실리콘을 공급하고 히터(2)의 가장 높은 온도 부분이 상기 폴리실리콘 더미를 상중하 높이의 3부분으로 나누었을 때 상부에 위치하도록 한 상태에서 폴리실리콘을 녹이기 시작하는 멜트 1단계(M1)를 포함한다.
여기서, 상기 멜트 1단계(M1)에서 상기 폴리실리콘이 함몰되어 폴리실리콘 더미가 폴리실리콘 용융액에 잠기게 되면 상기 도가니(1)를 상승시키는 멜트 2단계(M2)를 더 포함한다.
바람직하게는, 상기 멜트 1, 2단계(M1, M2)에 소요되는 총 시간을 100분율로 환산하면, 상기 멜트 1단계(M1)는 80%, 멜트 2단계(M2)는 20%가 각각 소요될 수 있다.
또, 상기 멜트 1단계(M1)는 도가니(1)의 회전이 멈춘 상태에서 진행된다.
또, 상기 멜트 2단계(M2)에서는 상기 리플렉터(3)가 최하단 높이로 내려가 고정된 상태를 유지한다.
또, 상기 멜트 2단계(M2)에서는 상기 도가니(1)가 1 - 5 rpm으로 회전된다.
여기서, 시간은 도가니(1) 총 가열시간인 멜트 1, 2단계에 소요되는 총 시간에 대한 백분율로 시간을 나타낸다.
상기 멜트 1단계(M1)는 도 2와 도 3에 도시된 바와 같이 히터(2) 최고 온도 부위(2a)를 폴리실리콘 더미 상부에 위치시키고 리플렉터(3)를 최대한 하강시켜 가열을 진행하는 단계이다. 여기서 폴리실리콘 더미 상부는 폴리실리콘 더미를 상중하 높이로 3등분 했을 때, 가장 높은 상부 높이를 지칭한다. 이때 도가니(1)는 회전되지 않는다. 상기 리플렉터(3)는 리프트에 승강되도록 통상 설치되는데, 그 높이를 리프트에 의해 조절 가능하게 통상 설치된다. 이러한 리플렉터(3)는 멜트 1단계(M1)에서 폴리실리콘 더미 상단에 근접하도록 연속적으로 제어한다. 즉 폴리실리콘이 녹게 되면 더미의 높이가 계속 낮아지게 되는데, 이를 따라 가면서 리플렉터(3)는 연속적으로 높이가 제어되는 것이 바람직하다. 물론 폴리실리콘에 접하도록 제어해서는 안된다. 이렇게 리플렉터(3)를 폴리실리콘에 근접하도록 계속 제어하면 폴리실리콘 상단으로부터 올라가는 열원을 많이 차단하게 되어 상단의 온도를 더욱 높게 유지할 수 있게 된다. 즉 리플렉터(3)가 단열 기능을 수행하게 되는 것이다. 이러한 멜트 1단계(M1)는 가열 시작 후 80%시간 동안 진행된다. 따라서 가열 시작 후, 80%시간 경과 전까지이다. 멜트 1단계(M1)에서는 통상 가열 시작 후 60%시간이 경과한 다음에 1차 함몰이 나타났다. 도 5를 참고하면 멜트 1단계(M1)에서는 도가니(1)의 높이를 낮춘 상태를 유지하는 것을 알 수 있다. 즉 도가니(1)의 높이를 낮추어 히터(2)의 가장 온도가 높은 부분이 도가니(1) 상단 부근에 위치하도록 하여 폴리실리콘 더미 상부에 최대로 열원이 전달되도록 한다. 이렇게 되면 지붕 모양의 브릿지의 발생이 최대로 억제되어 폴리실리콘 상중하 부분이 전체적으로 고르게 녹게 되고, 브릿지가 발생하더라도 아주 작게 발생한다.
리플렉터(3)는 폴리실리콘 더미가 녹아 그 높이가 낮아짐에 따라 그를 따라 계속 하강하도록 제어하고, 결국에는 멜트 2단계(M2)에서는 폴리실리콘 더미가 완전히 무너지게 되어 용융면이 상단을 이루기 때문에 리플렉터(3)는 더 이상 하강하지 않고, 그때의 높이가 리플렉터(3)의 최저점이 된다.
상기 멜트 2단계(M2)는 히팅 시작 후 80%시간 경과 후부터 100%시간 경과 전까지의 20%시간을 말한다. 이때 도가니(1)는 1 - 5rpm으로 회전된다. 폴리실리콘이 거의 다 녹은 상태로서, 함몰의 위험이 거의 없기 때문에 전체적인 최대 열전달 효과를 발휘하기 위하여 도가니(1)를 중간높이로 올린다. 그렇게 함으로써 도가니(1) 전체에 고르게 열을 전달하여 최대 열전달 효율을 얻을 수 있게 된다.
본 발명에 의한 운전방법으로 직경 20인치 도가니를 갖는 잉곳성장장치를 운전한 결과를 설명한다. 멜트 2단계에서는 히터전력을 78kw이고, 도가니를 1rpm으로 회전시킨다. 멜트 1단계에서는 히터전력은 동일하고, 도가니는 회전하지 않으며, 특히 도가니를 30cm 하강시킨다. 이러한 상태로 멜트 1단계를 운전하면, 멜트 시작 후 50%시간 경과 후 11시 방향에서 부분함몰이, 5.5%시간 경과 후 1시 방향에서 부분 함몰이, 60%시간 경과 후 6시 방향에서 부분 함몰이 각각 나타났고, 종래기술과 같은 전체적인 함몰은 발생되지 않았다.
본 발명에 의한 운전방법으로 직경 24인치 도가니를 갖는 잉곳성장장치를 운전한 결과를 설명한다. 멜트 2단계에서는 히터전력이 93kw이고, 도가니를 2rpm으로 회전시킨다. 멜트 1단계에서는 히터전력은 동일하고, 도가니는 회전하지 않으며, 특히 도가니를 30cm 하강시킨다. 이러한 상태로 멜트 1단계를 운전하면, 멜트 시작 후 70%시간 경과 후 1시 방향에서 부분함몰이, 7.3%시간 경과 후 11시 방향에서 부분 함몰이, 7.6%시간 경과 후 6시 방향에서 부분 함몰이 각각 나타났고, 종래기술과 같은 전체적인 함몰은 발생되지 않았다.
이와 같이, 멜트 1단계를 종래기술과 달리하여 운전함으로써 부분함몰들은 나타났으나, 종래에 발생하던 도가니에 크랙을 발생시킬 정도의 전체적인 함몰은 나타나지 않았다.
이상에서 설명한 본 발명은 전술한 실시예 및 첨부된 도면에 의해 한정되는 것이 아니고, 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 여러 가지 치환, 변형 및 변경이 가능함은 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명백할 것이다.
본 발명은 실리콘 단결정 잉곳성장장치를 운전하는 방법에 사용되어질 수 있다.

Claims (7)

  1. 진공 챔버 내부에 승강 가능하게 구비되고 내부에 폴리실리콘 더미가 공급되어 외면에 근접 설치된 히터의 열원에 의해 용융되는 도가니를 포함하는 실리콘 단결정 잉곳성장치를 운전하는 방법에 있어서,
    상기 도가니 내부에 폴리실리콘을 공급하고 히터의 가장 높은 온도 부분이 상기 폴리실리콘 더미를 상중하 높이의 3부분으로 나누었을 때 상부에 위치하도록 한 상태에서 폴리실리콘을 녹이기 시작하는 멜트 1단계;
    를 포함하는 멜트 유출을 방지할 수 있는 실리콘 단결정 잉곳성장장치의 운전방법.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 멜트 1단계에서 상기 폴리실리콘이 함몰되어 폴리실리콘 더미가 폴리실리콘 용융액에 잠기게 되면 상기 도가니를 상승시키는 멜트 2단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 실리콘 단결정 잉곳성장장치의 운전방법.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 멜트 1, 2단계에 소요되는 총 시간을 100분율로 환산하면, 상기 멜트 1단계는 80%, 멜트 2단계는 20%가 각각 소요된 것을 특징으로 멜트 유출을 방지할 수 있는 실리콘 단결정 잉곳성장장치의 운전방법.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 멜트 1단계는 도가니의 회전이 멈춘 상태에서 진행되는 것을 특징으로 하는 멜트 유출을 방지할 수 있는 실리콘 단결정 잉곳성장장치의 운전방법.
  5. 제2항에 있어서,
    상기 멜트 2단계에서는 상기 도가니가 1 - 5 rpm으로 회전되는 것을 특징으로 하는 멜트 유출을 방지할 수 있는 실리콘 단결정 잉곳성장장치의 운전방법.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 멜트 1단계는 상기 도가니를 이동시키는 동시에 상기 도가니 상부에 승강 가능하게 설치된 리플렉터를 상기 폴리실리콘 더미에 근접하도록 하강시키는 것을 특징으로 하는 멜트 유출을 방지할 수 있는 실리콘 단결정 잉곳성장장치의 운전방법.
  7. 제6항에 있어서,
    상기 멜트 2단계에서는 상기 리플렉터가 최하단 높이로 내려가 고정된 상태를 유지하는 것을 특징으로 하는 멜트 유출을 방지할 수 있는 실리콘 단결정 잉곳성장장치의 운전방법.
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