WO2015030408A1 - 열차폐장치, 이를 포함하는 잉곳성장장치 및 이를 이용한 잉곳성장방법 - Google Patents

열차폐장치, 이를 포함하는 잉곳성장장치 및 이를 이용한 잉곳성장방법 Download PDF

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WO2015030408A1
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ingot
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upper heat
crucible
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최일수
김도연
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엘지실트론 주식회사
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    • C30B29/00—Single crystals or homogeneous polycrystalline material with defined structure characterised by the material or by their shape
    • C30B29/02—Elements
    • C30B29/06—Silicon

Definitions

  • the embodiment relates to an ingot growth apparatus and an ingot growth method for producing a single crystal silicon ingot.
  • Silicon single crystal wafers used as materials for semiconductor devices are generally manufactured by slicing single crystal ingots prepared by Czochralski method (CZ).
  • the seed crystals are immersed on the surface of the silicon melt, and the seed crystals are raised.
  • a necking process of growing elongated crystals and a shouldering process of growing crystals in the radial direction to a target diameter are performed.
  • the silicon growing process is performed through a body growing process for growing a silicon single crystal ingot having a constant diameter and a tailing process for separating the silicon melt from the ingot by gradually reducing the diameter of the silicon single crystal ingot.
  • Single crystal ingots can be grown.
  • the temperature of the contacted seed crystal lower end rapidly rises to the surface temperature of the melt, and thermal shock is applied to the seed crystal lower end.
  • dislocations are generated at the melt contact site.
  • the dislocation generated at the seed crystal and the melt contact site may propagate downward during the crystal growth and may negatively affect the single crystal growth.
  • a dash necking process is performed early in the single crystal manufacturing process.
  • the dash necking process is a technique for removing dislocations by pulling a single crystal thin and long.
  • the diameter of the single crystal (necking part) grown in the necking process is 3 ⁇ 5mm.
  • the diameter of the necking portion exceeds 5 mm, the shear stress generated by the temperature difference between the inside and the outside of the necking portion increases in magnitude, and as the shear stress increases, the propagation velocity of the potential becomes larger than the single crystal pulling speed of the necking portion. This is because the potential generated at the lower end of the seed crystal may not be removed.
  • the dash necking process has a positive effect of removing dislocations, but may negatively affect the viewpoint of seed crystals supporting heavy single crystals.
  • the single crystal having a diameter of 450mm is expected to reach 1 ton in the second half of the process, but there is a problem that the thin necking portion of 3-5mm cannot support the weight of the single crystal of 1 ton.
  • the heater power for heating the polycrystalline silicon is increased, and as a result, the ingot cost increases due to the increase of the heater power, as well as the improvement of the dielectric potential of the single crystal and the product yield during the single crystal growth.
  • Ingot growth apparatus and ingot growth method of the embodiment is to solve the above-mentioned problems, ingot growth apparatus and ingot growth method for producing large diameter ingot without dislocation generation by reducing the heat loss during ingot production and increasing the diameter of the necking portion To provide.
  • An ingot growth apparatus of an embodiment is an apparatus for growing an ingot from a silicon melt contained in a crucible using seed crystals, comprising: a chamber (10) for providing a space in which a series of processes for growing the ingot are performed; A crucible disposed inside the chamber 10 and containing the silicon melt; A heater unit for heating the crucible; Lifting means for immersing and pulling up the seed crystals in the silicon melt to grow an ingot; And an insulating means disposed above the crucible, the upper heat shield having a hole through which a growing ingot can pass; It includes, The upper heat shield is equipped with a hole size adjusting unit for adjusting the size of the hole of the upper heat shield, characterized in that the drive unit for controlling the hole size adjusting unit is disposed.
  • the ingot growth method of the embodiment comprises the steps of accommodating polycrystalline silicon in the crucible; Closing the hole of the upper heat shield provided above the crucible; Forming a silicon melt through heating of the crucible; Opening a hole in the upper heat shield to a size through which the seed crystal can pass, and passing the seed crystal through the hole in the upper heat shield to dip the seed crystal into the silicon melt; After completing the dipping process using the seed crystal and the necking process to form the necking part, increasing the hole size of the upper heat shield according to the diameter expansion of the necking part while performing a shouldering process to expand the diameter of the necking part ; Forming a hole of the upper heat shield by a predetermined size larger than the body while performing a body growing process of forming a body using the seed crystals; Characterized in that it comprises a; a tailing process using the seed crystals.
  • the hole size adjusting unit inside the upper heat shield, it is possible to minimize the thermal shock generated when the seed crystal is immersed in the melt, there is an advantage that can increase the diameter of the necking portion.
  • FIG. 1 shows a schematic view of an ingot growth apparatus equipped with an upper heat shield capable of adjusting a hole size according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 2 is a cross-sectional view of an upper heat shield with adjustable hole size according to an embodiment of the present invention.
  • FIG 3 is a view illustrating a driving unit transmitting power to a hole size adjusting unit according to an exemplary embodiment of the present invention.
  • FIG. 4 is an exploded perspective view of a hole size adjusting unit according to an embodiment of the present invention.
  • Figure 5 shows a state in which a portion of the hole of the upper heat shield is closed in accordance with an embodiment of the present invention.
  • Figure 6 shows a state in which the hole of the upper heat shield is open in accordance with an embodiment of the present invention.
  • FIG. 7 is a flowchart illustrating a method of growing an ingot using an ingot growth apparatus equipped with an upper heat shield according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 1 shows a schematic view of an ingot growth apparatus equipped with a heat shield capable of adjusting a hole size according to an embodiment of the present invention.
  • an ingot growth apparatus fixes a chamber 10, a crucible 300 containing a silicon melt, and a seed crystal 600 for pulling up an ingot from the silicon melt.
  • a seed crystal chuck 610 for connection, an elevating means (not shown) connected to the seed crystal chuck 610 to lift and rotate the seed crystal chuck 610, and a heater unit for heating the crucible 300.
  • the chamber 10 provides a space in which predetermined fixings for growing an ingot for a wafer used as an electronic component material such as a semiconductor are performed.
  • a crucible 300 for accommodating a silicon melt as a hot zone structure may be disposed in the chamber 10, and a support structure and a pedestal for supporting a load may be coupled to a lower portion of the crucible 300.
  • the pedestal may be equipped with a rotation drive, through which the crucible 300 may be rotated and lifted.
  • a seed crystal chuck 610 may be disposed above the crucible 300 to fix the seed crystal 600 for growing an ingot from the silicon melt of the crucible 300.
  • the seed crystal chuck 610 may be vertically moved and rotated by elevating means disposed above the chamber 10.
  • the elevating means may move the seed crystal chuck 610 up and down to immerse the seed crystal 600 in a silicon melt and ascend at the same time as the rotation, thereby growing an ingot.
  • the heater unit 400 for supplying thermal energy to melt the polycrystalline silicon may be disposed on the outside of the crucible 300, the heat of the heater unit 400 outside the heater 400 is chamber 10 Side heat shield 500 may be provided to insulate so as not to be released to the outside.
  • the upper side of the crucible 300 has a hole through which an ingot grown in the silicon melt can pass, and an upper heat shield 200 for blocking heat emitted from the silicon melt is provided.
  • the hole when the polycrystalline silicon is melted, the hole may be completely closed to block heat emitted to the upper side of the crucible 300. Further, the size of the hole may be determined by a seeding process during a deeping process in which seed crystals are immersed.
  • the seed crystal 600 is formed by heating the seed crystal 600 after the seed crystal 600 is formed to a size through which the seed 600 can pass, and placed between the silicon melt and the upper heat shield 200. It can reduce the thermal shock received when immersed in this silicon melt.
  • the ingot growth apparatus of this embodiment can stably produce ingots of 450 mm or more.
  • the size of the hole is formed to be close to the diameter of the body, so that the heat loss of the silicon melt can be blocked from the outside to reduce heat loss, and the outside of the upper heat shield 200 There is an advantage that the cooling time of the ingot can be shortened.
  • the upper heat shield 200 of the present embodiment is connected to the hole size adjusting unit 140 that can adjust the hole size
  • the driving unit for operating the hole size adjusting unit 140 is connected to the hole size adjusting unit 140 110 and a control unit 800 for controlling the drive unit 110 further.
  • the hole size adjusting unit 140, the driving unit 110, and the control unit 800 will be described in more detail with reference to FIG. 2.
  • FIG. 2 shows a cross section of the upper heat shield 200 capable of adjusting the size of the hole
  • FIG. 3 shows a state in which the hole size adjusting unit 140 is operated by the driving unit 110.
  • a gear shaft 120 for transmitting power to the hole size adjusting unit 140 is coupled to the driving unit 110 in the upper heat shield 200.
  • the gear 130 that rotates by receiving power from the 120 is coupled to the hole size adjusting unit 140.
  • the upper heat shield 200 may be provided with a groove for inserting the hole size adjusting unit 140 along the side of the hole through which the growing ingot passes, and the hole size adjusting unit 140 inside the groove. Can be mounted.
  • a gear 130 may be disposed on one side of the outer circumferential surface of the hole size adjusting unit 140 to be connected to the hole size adjusting unit 140.
  • the gear shaft 120 extends above the gear 130 to be coupled to the driving unit 110. That is, the upper heat shield 200 may be provided with a vertical passage for arranging the gear shaft 120.
  • the hole size adjusting unit 140 is engaged with the power can be operated.
  • the series of operations may be controlled by the controller 800 connected to the driving unit 110.
  • the controller 800 may be separately provided to adjust the hole size, or the central controller may control the overall ingot growth process.
  • FIG 4 is an exploded perspective view of the hole size adjusting unit 140 according to the embodiment of the present invention.
  • the hole size adjusting unit 140 may be configured to operate similar to the aperture of a conventional camera.
  • the hole size adjusting unit 140 is a plurality of wings 160 for opening and closing the hole of the upper heat shield 200, and is disposed above the wings 160, wing 160 It may be configured to include a rotating plate 150 for rotating the shaft and the substrate 180 for supporting the wing portion 160 from the lower side of the wing portion 160, each of the rotating plate 150 and the substrate 180 Holes 152, 163, and 182 may be formed in the center portion to allow the ingot grown in the silver ring shape to pass therethrough.
  • the rotation plate 150 may be formed with a gear groove 153 to be engaged with the gear wheel of the gear 130 along the circumferential surface in order to receive power from the gear 130, the gear 130 is rotated As such, the rotating plate 150 may rotate about the center of the holes 152, 163, and 182.
  • the rotating plate 150 may be formed at equal intervals along the outer circumference of the plurality of cam grooves 151 in the rotating plate 150 such that the sliding plate 150 is supported to be slidably rotated from the upper side.
  • the driving pin 161 protruding from the upper surface of the wing 160 of the can be fitted into the cam hole.
  • the driving pins 161 are moved inside the respective cam grooves 151, so that the wing portions 160 are centered on the shaft holes 162 (hinge shafts) provided at the ends thereof.
  • the shaft can be rotated with
  • the shaft hole 162 may be formed at the end of each wing 160, the drive pin 161 for receiving a force from the rotating plate 150 is one side of the upper surface of the wing 160 Can be formed on.
  • the shaft hole 162 is coupled to the support shaft 181 protruding from the substrate 180 to support the wing 160 to rotate the shaft, so that each wing 160 is the shaft hole 162
  • the sliding axis can be rotated on the upper side of the substrate 180.
  • the rotating plate 150 is rotated to move the drive pin 161 located inside the cam groove 151, the wing parts 160 are axially rotated, in which part of the wing portion 160 is rotated According to the position selectively in the hole of the upper heat shield 200 or the groove of the upper heat shield 200, it is possible to adjust the size of the holes (152, 163, 182) of the upper heat shield 200.
  • the wing 160 may be formed of at least three, the more the number of the wing 160, the more holes 152, Since the size of the holes 152, 163, 182 can be precisely adjusted when the 163, 182 is opened or closed, it may be advantageous in terms of the hole size control and the design structure.
  • the heat of the silicon melt should be blocked, so that the wing portion 160 has a high reflectance and high temperature. Stability is guaranteed and may be made of a material that can prevent contamination of the silicon melt.
  • the wing 160 may be made of high-purity quartz, graphite, or high-purity carbon composite material (M / I 1.0 ppma or less), and the surface may be a highly reflective pyrolytic graphite coating. This can be
  • the wing portion 160 is composed of a plurality, each end is provided with a shaft hole 162, one side of the upper surface is provided with a driving pin 161, it may be made of a high-purity carbon material.
  • the rotating plate 150 has a cam groove 151 to which the driving pin 161 is fitted, the number of the wing portions 160, and the gear 130 groove corresponding to the gear 130 is at least along the outer circumferential surface thereof. It may be provided in some sections.
  • at least one locking part 154 may be provided at an edge of the rotating plate 150 to fix the rotating plate 150, the wing 160, and the substrate 180 in order.
  • the outer periphery of the substrate 180 is provided with a locking groove that can be engaged with the locking portion 154 of the rotating plate 150, the substrate 160 in order to allow the wing portion 160 to be rotated and supported
  • the support shaft 181 corresponding to the shaft hole 162 of the wing 160 may be provided on the upper surface of the 180. .
  • FIG. 5 shows a state in which the size of the hole of the upper heat shield 200 is reduced according to an embodiment of the present invention
  • FIG. 6 shows a state in which the hole of the upper heat shield 200 is opened.
  • a portion of the wing 160 is disposed in the hole of the upper heat shield 200 to indicate a state in which the size of the hole is reduced. If the wing unit 160 is further rotated by the driving unit 110, it may be possible to completely close the hole. That is, the degree of closing of the hole may be adjusted according to the degree of the driving unit 110 rotating the gear shaft 120.
  • the driving unit 110 may rotate the rotating plate 150 in a direction opposite to the rotation direction in which the hole is closed, so that the wing portions 160 are located in the grooves, so that the holes are opened.
  • the driving unit 110 controls the upper heat shield 200, the hole size adjusting unit 140 by adjusting the rotational direction and the degree of rotation of the gear shaft 120, thereby adjusting the size of the hole of the upper heat shield 200 Is adjustable.
  • FIG. 7 is a flowchart illustrating a method of growing an ingot using the ingot growing apparatus having the upper heat shield 200.
  • the hole size of the upper heat shield 200 according to the ingot growth process to be described later is considered to be controlled by the controller 800.
  • the crucible 300 is filled with polycrystalline silicon, and the hole of the upper heat shield 200 is completely closed by the hole size adjusting unit 140.
  • the heater unit 400 heats the crucible 300 to melt the polycrystalline silicon.
  • the heater unit 400 since the upper side of the crucible 300 is completely closed by the upper heat shield 200, heat loss of the heater 400 may be reduced.
  • the seed crystal 600 and the seed crystal chuck 610 are lowered by the lifting means, and the driving unit 110 operates the hole size adjusting unit 140 to operate the seed crystal 600. Open the hole of the upper heat shield 200 so that it can pass.
  • the seed crystal 600 passes through the open hole and is located in a space between the silicon melt and the upper heat shield 200.
  • the temperature at which the seed crystal 600 is heated between the upper heat shield 200 and the silicon melt should be 1000 degrees or more, preferably 1200 degrees or more. This is because the lower the temperature difference between the seed crystal 600 and the silicon melt can reduce the thermal stress, and also suppress the generation of dislocation due to the thermal shock.
  • the necking process starts.
  • the seed crystal 600 is immersed after being sufficiently heated at a temperature of 1200 degrees, so that the thermal shock of the necking portion may be formed to 2.0 Mpa or less (preferably 1.5 MPa or less).
  • the generation of dislocation due to thermal shock is also suppressed, it is possible to produce a dislocation free ingot even when the diameter of the necking portion is formed to 5.5 mm or more.
  • the lifting means maintains the pulling speed (Pulling speed) of the seed crystal 600 to 4.0mm / min or less, preferably to 2.0mm / min or less.
  • a shouldering process of growing a crystal in a diameter direction to form a target diameter is performed.
  • the driving unit 110 increases the hole size of the upper heat shield 200 in accordance with the increase in the diameter of the shoulder portion, to minimize the heat loss of the silicon melt, and to control the temperature gradient (G) of the solid-liquid interface of the ingot The occurrence of a defect can be suppressed.
  • an ingot of 450 mm or more in diameter can be produced without a separate device.
  • the driving unit 110 operates the hole size adjusting unit 140 to arrange the wing portion 160 to the vicinity of the diameter of the hole is formed in the size of the hole, in particular, the outer portion and the wing portion 160 of the ingot It can control the temperature gradient (G) value of the solid-liquid interface by controlling the distance of, and to block the leakage of heat of the silicon melt to the outside to increase the cooling rate of the ingot on the upper side of the upper heat shield (200) There is an advantage.
  • G temperature gradient
  • the driving unit 110 may be formed to have a distance of 10 mm or more to the diameter of the ingot during the shouldering and body drawing process, in order to prevent the collision between the hole size adjusting unit 140 and the ingot.
  • the lifting means is preferably to maintain the pulling speed of the seed crystal 600 in the range of 0.3 ⁇ 1.0 mm / min.
  • the ingot defects are briefly described.
  • the silicon melt is solid crystallized and the point defects of the vacancy-type and the interstitial-type are removed.
  • the bacony defects and the interstitial defects merge with each other to form agglomerates, thereby forming baconic defects and interstitial defects.
  • the above defects mainly use a method of controlling V / G, which is the ratio of the pulling rate V of the single crystal and the temperature gradient G at the liquid-liquid interface within a specific range, and by adjusting the hole size of the upper heat shield 200, the temperature gradient G Can be precisely controlled, and the occurrence of the defect can be suppressed.
  • V / G which is the ratio of the pulling rate V of the single crystal and the temperature gradient G at the liquid-liquid interface within a specific range
  • the ingot growth apparatus as described above, it is possible to reduce heat loss by blocking the heat flowing out of the silicon melt when heating the silicon melt, and by heating the seed crystal 600 before the necking process is performed to reduce the thermal shock
  • the diameter can be improved, and there is an advantage of growing a more stable large diameter ingot from the diameter improvement of the necking portion.
  • the upper heat shield 200 can precisely control the temperature of the outer portion of the ingot, there is an advantage that can produce a high quality ingot.
  • the embodiment is an ingot growth apparatus for producing ingots for wafers, there is industrial applicability.

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Abstract

실시예는 종자결정을 이용하여 도가니에 수용된 실리콘 융액으로부터 잉곳을 성장하는 장치로서, 상기 잉곳을 성장시키기 위한 일련의 공정이 수행되는 공간을 제공하는 챔버; 상기 챔버 내부에 배치된 도가니; 상기 도가니의 외측에 배치된 히터부; 상기 종자결정을 고정하는 종자결정 척; 상기 종자결정 척과 연결된 승강수단; 및 상기 도가니 상측에 배치되고, 성장되는 잉곳이 통과할 수 있는 홀을 가지며, 상기 잉곳이 통과할 수 있는 홀의 크기를 조절할 수 있는 상측 열차폐체를 포함하는 것을 특징으로 한다.

Description

열차폐장치, 이를 포함하는 잉곳성장장치 및 이를 이용한 잉곳성장방법
실시예는 단결정 실리콘 잉곳을 생산하는 잉곳성장장치 및 잉곳성장방법에 관한 것이다.
반도체 소자의 재료로 사용되는 실리콘 단결정 웨이퍼는 일반적으로 쵸크랄스키법(CZ)에 의하여 제조된 단결정 잉곳을 슬라이싱하여 제조한다.
상기 쵸크랄스키법에 의하여 실리콘 단결정 잉곳을 성장시키는 방법은, 석영 도가니에 다결정 실리콘을 용융시킨 후, 종자결정(seed)을 실리콘 융액(melt) 표면에 침지시키고(deeping), 종자결정을 인상시켜서 가늘고 긴 결정을 성장시키는 네킹(necking) 공정과, 결정을 직경 방향으로 성장시켜 목표 직경으로 만드는 숄더링(shouldering) 공정을 거친다.
이후, 일정한 직경을 갖는 실리콘 단결정 잉곳을 원하는 길이로 성장시키는 바디 그로잉(body growing) 공정 및 실리콘 단결정 잉곳의 직경을 점점 줄여나가 실리콘 융액과 잉곳을 분리하는 테일링(tailing) 공정을 거침으로써, 실리콘 단결정 잉곳을 성장시킬 수 있다.
그런데, 종자결정이 실리콘 융액(melt)에 접촉할 때, 접촉된 종자 결정 하단부의 온도가 멜트의 표면온도로 급격히 상승하게 되면서, 종자 결정 하단부에는 열 충격(thermal shock)이 가해진다.
그리고, 이러한 열 충격에 의해 종자결정에 전단 응력(shear stress)이 유발되어 멜트 접촉 부위에 전위(dislocation)가 발생한다. 이렇게 종자결정과 멜트 접촉 부위에서 발생한 전위는 결정 성장시 하부로 전파되어 단결정 성장에 부정적인 영향을 미칠 수 있다.
따라서, 종래에는 전위가 단결정으로 전파되는 것을 막기 위해, 단결정 제조 공정의 초반에 데쉬 네킹(dash necking) 공정을 진행하였다.
상기 데쉬 네킹 공정은 단결정을 가늘고 길게 뽑아내어 전위를 제거하는 기술이다. 보통 네킹 공정에서 성장되는 단결정(네킹부)의 직경은 3 ~ 5mm이다.
만약, 상기 네킹부의 직경이 5mm를 넘으면 네킹부 내/외부의 온도차에 의해 발생하는 전단 응력이 크기가 증가하게 되고, 전단 응력 증가에 따라 전위의 전파 속도가 네킹부의 단결정 인상속도보다 커지게 되어, 종자 결정 하단부에 발생된 전위가 제거되지 않는 문제가 발생할 수 있기 때문이다. 그런데, 이러한 데쉬 네킹 공정은 전위의 제거라는 긍정적 효과도 있지만, 종자 결정이 고중량의 단결정을 지탱하는 관점에는 부정적 영향을 미칠 수 있다.
즉, 전위 제거를 위해 가늘게 형성된 네킹부에는 단결정의 하중이 인가되므로, 네킹부의 파손으로 인한 단결정의 추락 사고가 발생할 수 있다.
그리고, 현재 450mm의 직경을 갖는 단결정은 공정 후반으로 가면 그 무게가 1톤에 달할 것으로 예상되는데, 3-5mm의 가는 네킹부로는 1톤에 달하는 단결정의 무게를 지지할 수 없는 문제점이 있다.
따라서 네킹 공정을 진행하지 않고 대구경의 단결정을 성장시킬 수 있는 기술이 요구되고 있다.
한편, 최근에 반도체 기술이 발전하여 단결정 실리콘 잉곳이 고중량 대구경화 됨에 따라서, 실리콘 원료의 사이즈가 커지고 도가니내의 더 많은 다결정 실리콘을 적층할 필요가 있다.
이 때문에 다결정 실리콘을 가열하기 위한 히터 파워가 증가하게 되었고, 히터 파워 증가에 따른 잉곳의 단가 상승은 물론 단결정 성장 과정에서 단결정의 유전위화 향상 및 제품 수율이 저하되는 문제가 발생하였다.
실시예의 잉곳성장장치 및 잉곳성장방법은, 전술한 문제점을 해결하기 위한 것으로, 잉곳 생산시 열 손실을 줄이고 네킹부의 직경을 증가시켜 전위 발생이 없는 대구경의 잉곳을 생산하는 잉곳성장장치 및 잉곳성장방법을 제공하고자 한다.
실시예의 잉곳성장장치는 종자결정을 이용하여 도가니에 수용된 실리콘 융액으로부터 잉곳을 성장하는 장치로서, 상기 잉곳을 성장시키기 위한 일련의 공정이 수행되는 공간을 제공하는 챔버(10); 상기 챔버(10) 내부에 배치되고, 상기 실리콘 융액을 수용하는 도가니; 상기 도가니를 가열하는 히터부; 상기 종자결정을 상기 실리콘 융액에 침지시키고 인상하여 잉곳을 성장시키는 승강수단; 및 상기 도가니의 상측에 배치되는 단열 수단으로서, 성장되는 잉곳이 통과할 수 있는 홀을 갖는 상측 열차폐체; 를 포함하고, 상기 상측 열차폐체에는 상기 상측 열차폐체의 홀의 크기를 조절하는 홀 크기조절부가 장착되고, 상기 홀 크기조절부를 제어하는 구동부가 배치된 것을 특징으로 한다.
또한, 실시예의 잉곳성장방법은 도가니에 다결정 실리콘이 수용되는 단계; 상기 도가니 상측에 마련된 상기 상측 열차폐체의 홀을 폐쇄하는 단계; 상기 도가니의 가열을 통해 실리콘 융액을 형성하는 단계; 상기 실리콘 융액에 종자결정을 디핑하기 위하여, 상기 상측 열차폐체의 홀을 종자결정이 통과될 수 있는 크기로 개방하고, 상기 종자결정을 상기 상측 열차폐체의 홀에 통과시키는 단계; 상기 종자결정을 이용한 디핑 공정과 네킹부를 형성하는 네킹 공정을 완료한 후, 상기 네킹부의 직경을 확장하는 숄더링 공정을 실시하면서 상기 네킹부의 직경 확장에 따라서 상기 상측 열차폐체의 홀 크기를 증가시키는 단계; 상기 종자결정을 이용하여 바디를 형성하는 바디 그로잉 공정을 실시하면서, 상기 상측 열차폐체의 홀을 상기 바디 보다 소정의 크기만큼 크게 형성하는 단계; 상기 종자결정을 이용하여 테일링 공정을 시키는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 한다.
제안되는 실시예에 따르면, 상측 열차폐체 내부에 홀 크기조절부를 장착하여, 종자결정이 융액에 침지될 때 발생하는 열 충격을 최소화할 수 있어, 네킹부의 직경을 증가시킬 수 있는 장점이 있다.
그리고, 증가된 직경의 네킹부를 이용하여 대구경의 단결정 실리콘 잉곳을 안정적으로 생산할 수 있는 장점이 있다.
또한, 실시예에 따르면, 실리콘 융액 가열시 히터파워를 감소시켜 단결정 실리콘 잉곳의 품질을 향상시키고 단가를 낮추는 장점이 있다.
마지막으로, 실시예에 따르면, 잉곳의 외측부 온도를 정밀하게 제어하여, 잉곳의 결함을 억제함으로써 잉곳의 품질을 향상시킬 수 있는 장점이 있다.
도1 은 본 발명의 실시예에 따른, 홀 크기 조절이 가능한 상측 열차폐체가 구비된 잉곳성장장치의 개략적인 모습을 나타낸다.
도2 는 본 발명의 실시예에 따른, 홀 크기 조절이 가능한 상측 열차폐체의 단면을 나타낸다.
도 3 은 본 발명의 실시예에 따른, 구동부가 홀 크기조절부에 동력을 전달하는 모습을 나타낸다.
도 4는 본 발명의 실시예에 따른, 홀 크기조절부의 분해 사시도이다.
도 5는 본 발명의 실시예에 따른, 상측 열차폐체의 홀의 일부분이 폐쇠된 상태를 나타낸다.
도 6은 본 발명의 실시예에 따른, 상측 열차폐체의 홀이 개방된 상태를 나타낸다.
도 7은 본 발명의 실시예에 따른, 상측 열차폐체가 구비된 잉곳성장장치를 이용하여 잉곳을 성장시키는 방법을 나타내는 흐름도이다.
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.
도1 은 본 발명의 실시예에 따른, 홀 크기 조절이 가능한 열차폐체가 구비된 잉곳성장장치의 개략적인 모습을 나타낸다.
도 1을 참조하면, 본 발명의 실시예에 따른 잉곳성장장치는 챔버(10)와, 실리콘 융액을 수용하는 도가니(300)와, 상기 실리콘 융액에서 잉곳을 인상하기 위한 종자결정(600) 을 고정하기 위한 종자결정 척(610)과, 상기 종자결정 척(610)과 연결되어 종자결정 척(610)을 승강 및 회전시키기 위한 승강수단(미도시)과, 상기 도가니(300)를 가열하는 히터부(400)와, 상기 히터부(400)의 측면에서 열을 차폐하는 측면 열차폐체(500)와, 상기 실리콘 융액의 열을 차폐하기 위한 상측 열차폐체(200)와, 상기 열차폐체 내부에 장착되어 홀 크기를 조절하는 홀 크기조절부(140)와, 상기 홀 크기조절부(140)를 작동시키기 위한 구동부(110)와, 상기 상측 열차폐체(200)의 상측에서 성장되는 잉곳을 냉각하는 수냉관(700)과, 상기 구동부(110)를 비롯하여 잉곳성장공정의 전반을 제어하는 제어부(800)를 포함할 수 있다.
먼저, 상기 챔버(10)는 반도체 등의 전자 부품 소재로 사용되는 웨이퍼용 잉곳을 성장시키기 위한 소정의 고정들이 수행되는 공간을 제공한다.
그리고, 상기 챔버(10) 내부에는 핫존 구조물로 실리콘 융액이 수용되는 도가니(300)가 배치되고, 상기 도가니(300)의 하부에는 하중을 지지하기 위한 지지구조체 및 받침대가 결합될 수 있다.
그리고, 이러한 상기 받침대에는 회전 구동장치가 장착될 수 있고, 이를 통해, 도가니(300)가 회전 및 승강될 수 있다.
또한, 상기 도가니(300)의 상측에는 도가니(300)의 실리콘 융액으로부터 잉곳을 성장시키기 위한 종자결정(600)을 고정하는 종자결정 척(610)이 배치될 수 있다. 이러한 상기 종자결정 척(610)은 챔버(10)의 상부에 배치되는 승강수단에 의해 상하 이동 및 회전될 수 있다.
즉, 상기 승강수단은 상기 종자결정 척(610)을 상하 이동시켜종자결정(600)을 실리콘 융액으로 침지시킨 후 회전과 동시에 상승시킴으로써, 잉곳을 성장시킬 수 있다.
한편, 상기 도가니(300)의 외측에는 다결정 실리콘을 용융시키기 위하여 열에너지를 공급하는 히터부(400)가 배치될 수 있고, 히터부(400)의 외측에는 히터부(400)의 열이 챔버(10) 외부로 방출되지 않도록 단열하는 측면 열차폐체(500)가 마련될 수 있다.
그리고, 상기 도가니(300)의 상측에는 실리콘 융액에서 성장되는 잉곳이 통과될 수 있는 홀을 가지며, 실리콘 융액에서 방출되는 열을 차단하는 상측 열차폐체(200)가 마련된다.
그런데, 상기 잉곳을 성장하는 과정에 있어서, 상기 상측 열차폐체(200)의 홀 크기를 조절할 수 있다면 큰 이점을 갖을 수 있다.
예를 들어, 다결정 실리콘 용융시, 상기 홀을 완전히 폐쇄하여 도가니(300)의 상측으로 방출되는 열을 차단할 수 있다.또한, 종자결정을 침지하는 디핑(deeping) 공정 진행시 상기 홀의 크기를 종자결정(600)이 통과할 수 있는 크기로 형성하고, 종자결정(600)을 실리콘 융액과 상측 열차폐체(200) 사이에 위치하게 하여 종자결정(600)을 가열한 후 침지시킴으로써, 종자결정(600)이 실리콘 융액에 침지할 때 받는 열 충격(thermal shock)을 감소시킬 수 있다.
이를 통해, 상기 열 충격의 감소로 전위(dislocation) 발생이 억제되어, 네킹부의 직경을 증가시킬 수 있고, 직경이 증가된 네킹부를 이용하여 고중량의 대구경 잉곳을 안정적으로 성장시킬 수 있다. 예를 들어, 본 실시예의 잉곳성장장치는 450mm 이상의 잉곳을 안정적으로 생산할 수 있다.
또한, 바디 그로잉(Body Growing) 공정이 진행될 때에는 홀의 크기를 바디의 직경에 근접하도록 형성하여, 실리콘 융액의 열을 외부와 차단하여 열 손실을 줄일 수 있고, 상측 열차폐체(200)의 외부에서는 잉곳의 냉각시간을 단축시킬 수 있는 이점이 있다.
따라서, 본 실시예의 상측 열차폐체(200)는 홀 크기를 조절할 수 있는 홀 크기조절부(140)와, 상기 홀 크기조절부(140)와 연결되어 홀 크기조절부(140)를 작동시키기 위한 구동부(110)와, 상기 구동부(110)를 제어하는 제어부(800)를 더 포함한다.
상기 홀 크기조절부(140), 구동부(110) 및 제어부(800)를 도 2를 참조하여 좀더 상세히 설명한다.
도 2는 홀의 크기 조절이 가능한 상측 열차폐체(200)의 단면을 나타내고, 도 3은 구동부(110)에 의하여 홀 크기조절부(140)가 작동하는 모습을 나타낸다.
도 2와 도 3을 참조하면, 상기 상측 열차폐체(200)의 내부에는 홀 크기조절부(140)에 동력을 전달하기 위한 기어축(120)이 구동부(110)에 결합되고, 상기 기어축(120)으로부터 동력을 전달받아서 회전하는 기어(130)가 홀 크기조절부(140)와 결합된다.
좀더 상세히, 상기 상측 열차폐체(200)에는 성장되는 잉곳이 통과하는 홀의 측면을 따라서 홀 크기조절부(140)가 삽입되기 위한 홈이 구성될 수 있고, 상기 홈 내부에는 홀 크기조절부(140)가 장착될 수 있다.
그리고, 상기 홀 크기조절부(140)의 외주면의 일측에는 기어(130)가 배치되어 상기 홀 크기조절부(140)와 연결될 수 있다.
이러한 상기 기어(130)의 상측으로는 기어축(120)이 연장되어 구동부(110)에 결합될 수 있다. 즉, 상기 상측 열차폐체(200)에는 기어축(120)이 배치되기 위한 수직 통로가 마련될 수 있다.
즉, 상기 상측 열차폐체(200) 외부에 배치되는 구동부(110)가 기어축(120)을 회전시키면, 상기 기어축(120) 하단에 결합된 기어(130)가 회전하고, 회전하는 기어(130)와 맞물려 있는 상기 홀 크기조절부(140)가 동력을 전달받아 동작할 수 있다. 이러한 동작의 일련은 상기 구동부(110)에 연결된 제어부(800)에 의하여 제어될 수 있다.
상기 제어부(800)는 홀 크기를 조절하기 위하여 별도로 마련될 수 있으며, 또는, 잉곳성장공정의 전반을 제어하는 중앙 제어부가 이에 해당할 수도 있다.
도 4는 본 발명의 실시예에 따른, 홀 크기조절부(140)의 분해 사시도이다.
상기 홀 크기조절부(140)의 작동을 좀더 상세히 살펴보기 위하여 도 4를 참조면, 상기 홀 크기조절부(140)는 통상적인 카메라의 조리개와 유사하게 구성되어 작동할 수 있다.
예를 들어, 상기 홀 크기조절부(140)는 상측 열차폐체(200)의 홀을 개폐하기 위한 복수개의 날개부(160)와, 상기 날개부(160)들의 상측에 배치되어 날개부(160)를 축 회전시키기 위한 회전판(150)과, 상기 날개부(160)의 하측에서 날개부(160)를 지지하는 기판(180)을 포함하도록 구성될 수 있으며, 회전판(150)과 기판(180) 각각은 링 형상으로 성장되는 잉곳이 통과시키기 위한 홀(152, 163, 182)이 중앙부에 형성될 수 있다.
그리고, 상기 회전판(150)은 기어(130)로부터 동력을 전달받기 위하여 원주면을 따라서 기어(130)의 톱니바퀴에 맞물리도록 기어 홈(153)이 형성될 수 있으며, 상기 기어(130)가 회전함에 따라서 회전판(150)은 홀(152, 163, 182) 중심을 축으로 회전할 수 있다.
또한, 상기 회전판(150)은 날개부(160)의 상측에서 미끄럼 회전이 가능하게 지지되도록, 상기 회전판(150)에는 복수개의 캠홈(151)이 외주연을 따라서 등간격으로 형성될 수 있고, 각각의 날개부(160)의 상부면에 돌출된 구동 핀(161)이 캠 구멍에 걸어 맞춰질 수 있다.
이에 의해 상기 회전판(150)이 회전함으로써, 구동 핀(161)들은 각각의 캠홈(151)의 내부에서 이동하게 되어, 날개부(160)들은 각각 단부에 마련된 축홀(162)(힌지 축)을 중심으로 축 회전할 수 있게 된다.
즉, 각각의 날개부(160)의 단부에는 힌지 축이되는 축홀(162)이 형성될 수 있고, 회전판(150)으로부터 힘을 전달받기 위한 구동 핀(161)이 날개부(160) 상면의 일측에 형성될 수 있다.
그리고, 상기 축홀(162)은 기판(180)에서 돌출되어 날개부(160)가 축 회전할 수 있도록 지지하는 지지축(181)과 결합되어 있어서, 각각의 날개부(160)가 축홀(162)을 회전축으로 기판(180)의 상측에서 미끄럼 회전을 할 수 있다.
그러므로, 상기 회전판(150)이 회전하여 상기 캠홈(151) 내부에 위치한 구동 핀(161)을 이동시키게 되면, 상기 날개부(160)들은 축 회전하고, 이때 날개부(160)의 일부는 회전방향에 따라서 상측 열차폐체(200)의 홀 또는 상측 열차폐체(200)의 홈에 선택적으로 위치함으로써, 상측 열차폐체(200)의 홀(152, 163, 182)의 크기를 조절할 수 있다.
홀 크기조절부(140)의 각각의 구성요소에 대하여 좀더 상세히 살펴보면, 먼저, 상기 날개부(160)는 적어도 3개 이상으로 형성될 수 있고, 날개부(160)의 개수가 많을수록 홀(152, 163, 182)의 개방 또는 폐쇄시 정밀하게 홀(152, 163, 182)의 크기를 조절할 수 있게 되므로 적어도 6개 이상으로 구성되는 것이 홀 크기 조절과 설계 구조 측면에서 유리할 수 있다.
그리고, 상기 날개부(160)의 일부가 상측 열차폐체(200)의 홀(152, 163, 182)에 위치할 때에는 실리콘 융액의 열을 차단해야 하므로, 날개부(160)는 반사율이 높고, 고온안정성이 보장되며, 실리콘 융액의 오염을 방지할 수 있는 재질로 구성될 수 있다.
예를 들어, 상기 날개부(160)는 고순도 석영, 그래파이트(graphite) 또는 고순도의 탄소 합성물((M/I 1.0 ppma이하)로 구성될 수 있으며, 표면은 반사율이 높은 열분해 그래파이트(Pyrolytic graphite) 코팅이 될 수 있다.
다시 말해, 상기 날개부(160)는 복수개로 구성되고, 각각의 단부에는 축홀(162)이 마련되며, 상면 일측에는 구동 핀(161)이 구비되고, 고순도의 탄소 재질로 구성될 수 있다.
그리고, 상기 회전판(150)은 구동 핀(161)이 걸어 맞춰지는 캠홈(151)이 날개부(160)의 개수로 구성되며, 기어(130)와 대응되는 기어(130) 홈이 외주면을 따라서 적어도 일부 구간에 마련될 수 있다. 그리고, 회전판(150)의 모서리에는 상기 회전판(150)과 날개부(160)와 기판(180)을 순서대로 고정하기 위하여 걸림부(154)가 하나 이상 마련될 수 있다.
또한, 상기 기판(180)의 외연부에는 회전판(150)의 걸림부(154)가 걸어 맞춰질 수 있는 걸림홈이 마련되어 있고, 상기 날개부(160)들이 미끄럼 회전 및 지지될 수 있도록 하기 위해 기판(180)의 상면에는 날개부(160)의 축홀(162)에 대응되는 지지축(181)이 마련될 수 있다. .
도 5는 본 발명의 실시예에 따른, 상측 열차폐체(200)의 홀의 크기가 줄어든 상태를 나타내고, 도 6은 상측 열차폐체(200)의 홀이 개방된 상태를 나타낸다.
도 5를 참조하면, 상기 상측 열차폐체(200)의 홀에 날개부(160)의 일부가 배치되어 홀의 크기가 줄어든 상태를 나타낸다. 만약, 구동부(110)에 의하여 날개부(160)가 더 회전하게 된다면, 홀을 완전히 폐쇠하는 것도 가능할 것이다. 즉, 구동부(110)가 기어축(120)을 회전하는 정도에 따라서 홀의 폐쇄 정도를 조절할 수 있다.
도 6을 참조하면, 상기 날개부(160)의 전부가 상측 열차폐체(200)의 홈에 위치하여 상측 열차폐체(200)의 홀이 완전히 개방되어 있다. 상기 구동부(110)는 회전판(150)을 홀이 폐쇠되는 회전 방향과 반대 방향으로 회전시켜서 상기 날개부(160)들이 홈에 위치하도록 하여, 홀이 개방 되도록 할 수 있다.
즉, 상기 구동부(110)는 기어축(120)의 회전방향과 회전 정도를 조절하여, 상측 열차폐체(200) 홀 크기조절부(140)를 제어함으로써, 상측 열차폐체(200)의 홀 크기를 조절할 수 이다.
전술한 본 발명의 구성요소들을 이용하여 단결정 실리콘 잉곳을 생산하는 공정을 도 7을 참조하여 설명한다.
도 7은 상기 상측 열차폐체(200)를 구비한 잉곳성장장치를 이용하여 잉곳을 성장하는 방법을 설명하기 위한 흐름도이다.
후술하는 잉곳성장공정에 따른 상측 열차폐체(200)의 홀 크기는 제어부(800)에 의하여 제어되는 것으로 본다.
먼저, 상기 도가니(300)에 다결정 실리콘이 충진되고, 상측 열차폐체(200)의 홀은 홀 크기조절부(140)에 의하여 완전히 폐쇄되도록 한다.
즉, 상기 구동부(110)로 기어축(120)을 회전시켜서, 홀 크기조절부(140)의 날개부(160)가 상측 열차폐체(200)의 홀을 완전히 차폐하도록 한다.
이후, 히터부(400)는 도가니(300)에 열을 가하여 다결정 실리콘을 용융시킨다. 이때 상기 상측 열차폐체(200)에 의하여 도가니(300)의 상측은 완전하게 폐쇄되므로 히터부(400)의 열 손실을 줄일 수 있다. (S101)
그 다음 디핑(Deeping) 공정을 위하여, 종자결정(600)과 종자결정 척(610)은 승강수단에 의하여 하강되고, 구동부(110)는 홀 크기조절부(140)를 작동시켜 종자결정(600)이 통과할 수 있을 정도로 상측 열차폐체(200)의 홀을 개방한다. 상기 개방된 홀로 종자결정(600)이 통과하여 실리콘 융액과 상측 열차폐체(200) 사이의 공간에 위치한다. 그리고, 종자결정(600)이 실리콘 융액에서 전달되는 열에 의하여 충분히 가열되어 종자결정(600)과 실리콘 융액의 온도차가 낮아지면 종자결정(600)을 더욱 하강하여 실리콘 융액에 침지한다.
이때, 상측 열차폐체(200)와 실리콘 융액의 사이에서 종자결정(600)이 가열되는 온도는 1000도 이상이 되어야 하며, 바람직하게는 1200도 이상으로 가열될 수 있다. 종자결정(600)과 실리콘 융액의 온도차가 낮을수록 열 충격(Thermal stress)을 줄일 수 있고, 열 충격에 따른 전위의 발생 또한 억제할 수 있기 때문이다. (S102)
이후, 넥킹(Necking) 공정이 시작된다. 본 실시예에서는 종자결정(600)이 1200도의 온도에서 충분히 가열된 이후 침지되도록 하여, 네킹부의 열충격이 2.0 Mpa 이하 (바람직하게는 1.5MPa 이하)로 형성될 수 있다. 그리고, 열 충격에 의한 전위의 발생 또한 억제되므로, 상기 넥킹부의 직경을 5.5mm 이상으로 형성하여도 무전위의 잉곳을 생산할 수 있게 된다.
이때, 상기 승강수단은 종자결정(600)의 인상속도(Pulling speed)를 4.0mm/min 이하로 유지하며, 바람직하게는 2.0mm/min 이하가 되도록 한다. (S103)
상기 네킹 공정이 완료된 다음 결정을 직경 방향으로 성장시켜 목표 직경으로 형성하는 숄더링(Shouldering) 공정이 진행된다. 이때, 상기 구동부(110)는 숄더부의 직경이 증가함에 맞춰서 상측 열차폐체(200)의 홀 크기를 증가시켜, 실리콘 융액의 열 손실을 최소화 하고, 고액 계면의 온도 구배(G)를 제어하여 잉곳의 결함 발생을 억제할 수 있다. (S104)
이후, 바디 그로잉(Body growing) 공정이 진행되는데, 네킹부의 직경이 향상되어 고중량을 견딜 수 있으므로 대구경의 바디를 형성할 수 있다. 예를 들어, 별도의 장치 없이 직경이 450mm 이상인 잉곳을 생산할 수 있다.
이때, 상기 구동부(110)는 홀 크기조절부(140)를 작동시켜 홀의 크기를 잉곳의 직경이 형성되는 부근까지 날개부(160)를 배치시키며, 특히, 이때 잉곳의 외측부와 날개부(160)의 거리를 제어하여 고액계면의 온도구배(G)값을 제어할 수 있고, 실리콘 융액의 열이 외부로 누출되는 것을 차단하여 상측 열차폐체(200)의 상측에서 잉곳의 냉각속도를 증가시킬 수 있는 장점이 있다.
예를 들어, 상기 구동부(110)는 홀 크기조절부(140)와 잉곳의 충돌을 방지하기 위하여, 숄더링과 바디 그로잉 공정시 홀의 크기를 잉곳의 직경에 10mm 이상의 거리를 갖도록 형성할 수 있다. 이때, 상기 승강수단은 종자결정(600)의 인상속도를 0.3 ~ 1.0 mm/min 범위에서 유지하도록 하는 것이 바람직하다.
한편, 잉곳의 결함 발생에 대하여 간략히 설명하면, 단결정 성장시, 실리콘 융액이 고체 결정화되면서 베이컨시-타입(vacancy-type)과 인터스티셜-타입(interstitial-type)의 점 결함 (point defect)이 발생하고, 이후 잉곳이 계속적으로 인상됨에 따라 경계이었던 부분이 냉각됨에 따라서, 베이컨시 점결함들과 인터스티셜 점결함들이 서로 합병하여 집괴를 형성여 베이컨시 결함과 인터스티셜 결함을 형성한다.
위와 같은 결함은 단결정의 인상속도 V와 고액 계면에서의 온도 구배 G의 비인 V/G를 특정 범위 안에서 제어하는 방법을 주로 사용하는데, 상측 열차폐체(200)의 홀크기를 조절하면 상기 온도 구배 G를 정밀하게 제어할 수 있게 되어, 상기 결함 발생을 억제할 수 있게 된다. (S105)
마지막으로, 테일링(tailing) 공정을 끝으로 대구경 고품질 잉곳이 생산된다 (S106).
전술한 바와 같은 잉곳성장장치에 의하여, 실리콘 융액 가열시 실리콘 융액으로부터 유출되는 열을 차단하여 열 손실을 줄일 수 있고, 네킹 공정이 수행되기 전 종자결정(600)을 가열하여 열충격을 줄임으로써 네킹부의 직경을 향상시킬 수 있으며, 상기 네킹부의 직경 향상으로부터 보다 안정적인 대구경의 잉곳을 성장시킬 수 있는 장점이 있다. 또한, 상측 열차폐체(200)는 잉곳의 외측부의 온도를 정밀하게 조절할 수 있으므로, 고품질의 잉곳을 생산할 수 있는 장점이 있다.
이상에서 본 발명은 도면에 도시된 일 실시예를 참고로 설명되었으나, 본 기술분야의 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 타 실시예가 가능하다는 점을 이해할 것이다.
실시예는 웨이퍼용 잉곳을 생산하기 위한 잉곳성장장치이므로, 산업상 이용가능성이 있다.

Claims (17)

  1. 종자결정을 이용하여 도가니에 수용된 실리콘 융액으로부터 잉곳을 성장하는 장치로서,
    상기 잉곳을 성장시키기 위한 일련의 공정이 수행되는 공간을 제공하는 챔버;
    상기 챔버 내부에 배치된 도가니;
    상기 도가니의 외측에 배치된 히터부;
    상기 종자결정을 고정하는 종자결정 척;
    상기 종자결정 척과 연결된 승강수단; 및
    상기 도가니 상측에 배치되고, 성장되는 잉곳이 통과할 수 있는 홀을 가지며, 상기 홀의 크기를 조절할 수 있는 상측 열차폐체를 포함하는 잉곳성장장치.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 상측 열차폐체는 상기 상측 열차폐체의 홀 크기를 조절하는 홀 크기 조절부를 포함하는 잉곳성장장치.
  3. 제 2 항에 있어서,
    상기 홀 크기 조절부를 구동시킬 수 있는 구동부를 포함하는 잉곳성장장치.
  4. 제 3 항에 있어서,
    상기 홀 크기조절부는 상기 상측 열차폐체의 홀을 개폐하기 위한 복수개의 날개로 구성된 날개부와, 상기 날개부들의 상측에 배치되어 날개부를 이동시키기 위한 회전판과, 상기 날개부들의 하측에 배치되어 날개부를 지지하기 위한 기판을 포함하는 잉곳성장장치.
  5. 제 4 항에 있어서,
    상기 날개부와 회전판과 기판은 링 형상으로 구성되어 상기 성장되는 잉곳을 통과시키기 위한 개구가 중앙부에 마련된 잉곳성장장치.
  6. 제 4 항에 있어서,
    상기 날개부는 고순도 석영, 그래파이트 또는 고순도의 탄소 합성물 중 어느 하나로 구성된 잉곳성장장치.
  7. 제 4 항에 있어서,
    상기 날개부는 고순도 석영, 그래파이트 또는 고순도의 탄소 합성물 중 어느 하나로 구성된 잉곳성장장치.
  8. 제 7 항에 있어서,
    상기 날개부의 표면은 열분해 그래파이트로 코팅된 잉곳성장장치.
  9. 제 4 항에 있어서,
    상기 상측 열차폐체의 내부에는 통로가 마련되고, 상기 통로에는 구동부와 연결된 기어축이 배치되며, 상기 기어축의 단부에는 기어가 마련되고, 상기 기어와 맞물리는 기어 홈이 상기 회전판의 외주면에 마련된 잉곳성장장치.
  10. 제 9 항에 있어서,
    상기 구동부는 기어축회전시켜, 상기 상측 열차폐체의 홀을 점차적으로 개폐하는 잉곳성장장치.
  11. 제 10 항에 있어서,
    잉곳성장공정에 따라서 상기 구동부를 통해 상기 상측 열차폐체의 홀 크기를 제어하는 제어부를 포함하는 잉곳성장장치.
  12. 잉곳성장장치 내부에 배치되어 실리콘 융액을 수용하는 도가니의 열을 외부와 차폐하는 열차폐장치로서,
    상기 도가니의 상측에 배치되고, 잉곳이 통과할 수 있는 홀을 구비한 단열수단;
    상기 단열수단에 장착되어, 상기 단열수단의 홀 크기를 연속적으로 조절할 수 있는 홀 크기조절부; 및
    상기 홀 크기조절부를 구동시키는 구동부를 포함하는 열차폐장치.
  13. 제 12 항에 있어서,
    상기 홀 크기조절부는 상기 상측 열차폐체의 홀을 개폐하기 위한 복수개의 날개로 구성된 날개부와, 상기 날개부들의 상측에 배치되어 날개부를 이동시키기 위한 회전판과, 상기 날개부들의 하측에 배치되어 날개부를 지지하기 위한 기판을 포함하는 잉곳성장장치.
  14. 도가니에 다결정 실리콘이 수용되는 단계;
    상기 도가니 상측에 마련된 상기 상측 열차폐체의 홀을 폐쇄하는 단계;
    상기 도가니의 가열을 통해 실리콘 융액을 형성하는 단계;
    상기 상측 열차폐체의 홀을 종자결정이 통과될 수 있는 크기로 개방한 후 상기 종자결정을 상기 상측 열차폐체의 홀에 통과시키는 단계;
    상기 종자결정을 이용하여 잉곳을 성장시키면서, 상기 잉곳의 직경 확장에 따라서 상기 상측 열차폐체의 홀의 크기를 증가시키는 단계;
    상기 종자결정을 이용하여 바디를 형성하는 바디 그로윙 공정을 실시하면서, 상기 상측 열차폐체의 홀을 상기 바디 보다 소정의 크기만큼 크게 형성하는 단계; 및
    상기 종자결정을 이용하여 테일링 공정을 시키는 단계;를 포함하는 잉곳성장방법.
  15. 제 14 항에 있어서,
    상기 종자결정 디핑 전에 상기 종자결정을 1200도 이상으로 가열하여, 상기 종자결정이 상기 실리콘 융액에 침지될 때 열 충격이 1.5 Mpa 이하로 발생되도록하는 잉곳성장방법.
  16. 제 14 항에 있어서,
    상기 바디 그로윙 공정시 상기 상측 열차폐체의 홀은 상기 바디의 직경 보다 10mm 이상의 크게 형성된 잉곳성장방법.
  17. 제 14 항에 있어서,
    상기 네킹 공정시 상기 네킹부의 직경을 5.5mm 이상으로 형성하는 잉곳성장방법.
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