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KR101901874B1 - Method for filling raw material, and method for preparaing single crystal - Google Patents

Method for filling raw material, and method for preparaing single crystal Download PDF

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Publication number
KR101901874B1
KR101901874B1 KR1020130066972A KR20130066972A KR101901874B1 KR 101901874 B1 KR101901874 B1 KR 101901874B1 KR 1020130066972 A KR1020130066972 A KR 1020130066972A KR 20130066972 A KR20130066972 A KR 20130066972A KR 101901874 B1 KR101901874 B1 KR 101901874B1
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KR
South Korea
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raw material
single crystal
quartz crucible
filling
conical valve
Prior art date
Application number
KR1020130066972A
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Korean (ko)
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KR20130139784A (en
Inventor
료지 호시
아츠시 이와사키
타카키 이마이
Original Assignee
신에쯔 한도타이 가부시키가이샤
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Filing date
Publication date
Application filed by 신에쯔 한도타이 가부시키가이샤 filed Critical 신에쯔 한도타이 가부시키가이샤
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Abstract

본 발명의 과제는 단결정의 제조시, 석영 도가니 내로의 투입 원료의 높이 불균일을 억제할 수 있는 방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.
본 발명의 해결수단은, 석영 도가니 내에 원료를 충전하는 공정에서, 상기 원료를 수용하는 석영제의 원통 부재와 상기 원통 부재의 하단 개구부를 개폐하기 위한 원뿔 밸브를 갖는 리차지 관에 상기 원료를 수용하고, 상기 원료를 수용한 리차지 관을 챔버 내에 세팅하고, 상기 원뿔 밸브에서 상기 원통 부재의 개구부를 개방하여서 상기 석영 도가니 내에 상기 리차지 관 내에 수용한 원료를 투입하는 원료 충전을 연속하여 2회 이상 실행하는 원료 충전방법이며, 상기 연속하여 2회 이상 실행하는 원료 충전 중 적어도 1회의 상기 원료 충전에서, 상기 원뿔 밸브의 원뿔 각도가 상이한 상기 리차지 관을 이용하여 상기 원료를 충전하는 것을 특징으로 하는 원료 충전방법이다.
An object of the present invention is to provide a method capable of suppressing height unevenness of an input raw material into a quartz crucible at the time of producing a single crystal.
In the step of filling the raw material in the quartz crucible, the raw material is accommodated in a rechargeable tube having a cylindrical member made of quartz for containing the raw material and a conical valve for opening and closing the lower end opening of the cylindrical member , A recharge tube containing the raw material is set in the chamber, the opening of the cylindrical member is opened in the conical valve, and the raw material contained in the recharge tube is charged into the quartz crucible, A raw material charging method, characterized in that the raw material is charged using the above-mentioned recharge tube having different cone angles of the conical valve at least one time during charging of the raw material during the above-mentioned two or more times of charging the raw material to be.

Description

원료 충전방법 및 단결정의 제조방법{METHOD FOR FILLING RAW MATERIAL, AND METHOD FOR PREPARAING SINGLE CRYSTAL}BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a raw material charging method and a manufacturing method of a single crystal,

본 발명은 단결정의 제조에서 리차지(recharge) 관을 이용하여 원료를 석영 도가니에 충전하는 방법에 관한 것이다.
The present invention relates to a method for filling a raw material in a quartz crucible by using a recharge tube in the production of a single crystal.

반도체 집적 회로의 기판으로서 사용되는 실리콘 단결정의 제법으로는, CZ(초크랄스키, Czochralski) 방법, 또는 자기장을 인가하는 MCZ(자기장 인가 초크랄스키) 방법이 일반적이다. 이러한 CZ/MCZ 방법에서는 석영 도가니 내에 실리콘 원료를 충전하여 용융시키고, 그 용융액에 종(seed) 결정을 착액(着液)시킨 후, 인상시켜 실리콘 단결정을 육성시킬 수 있다. CZ/MCZ 방법의 단결정 제조장치(인상 기기)에서는 메인 챔버(main chamber) 내에 용융액을 가열하는 히터가 설치되고, 그 내측에 용융액을 수용하는 석영 도가니가 설치된다.
As a method of manufacturing a silicon single crystal used as a substrate of a semiconductor integrated circuit, a CZ (Czochralski) method or a MCZ (magnetic field applied Czochralski) method of applying a magnetic field is generally used. In such a CZ / MCZ method, a silicon raw material is filled in a quartz crucible and melted, a seed crystal is added to the melt, and then the silicon single crystal can be grown by pulling up. In the single crystal manufacturing apparatus (impression apparatus) of the CZ / MCZ method, a heater for heating the melt is installed in a main chamber, and a quartz crucible for accommodating the melt is installed inside the heater.

일반적으로, 먼저, 이 석영 도가니에 원료를 넣고, 히터 가열에 의해 원료가 용융된다. 최근의 실리콘 단결정의 대구경화(大口徑化)나 결정 장척화(長尺化)에 따라, 석영 도가니 내에 초기에 넣은 원료분만으로는 충분하지 않고, 추가로 원료를 첨가하는 경우가 있다. 이것을 추가 차지(additional charge)라고 지칭하고, 이후 설명하는 리차지와 동일하게, 원뿔형 콘(cone)(원뿔 밸브)을 하단에 갖는 리차지 관에 원료를 넣고, 그 리차지 관에서 석영 도가니 내에 원료를 투입한다. 그리고, 이러한 원료를 전부 용융시킨 후, 실리콘 단결정의 육성을 시작한다.
Generally, first, a raw material is put into the quartz crucible and the raw material is melted by heating the heater. Depending on the recent large diameter of the silicon single crystal or the elongation of the crystal, only the raw material powder initially put in the quartz crucible is not enough, and the raw material may be further added. This is referred to as an additional charge, and the raw material is put into a recharge tube having a cone cone (conical valve) at the lower end in the same manner as the recharge described later, and the raw material is charged into the quartz crucible in the recharge tube . After the raw materials are completely melted, the growth of the silicon single crystal is started.

석영 도가니 내에는 원료가 용해된 용융액이 채워지고, 여기로부터 실리콘 단결정이 육성된다. 육성된 단결정은 메인 챔버 상부에 게이트 밸브(gate valve)를 통해 연접되어 있는 인상 챔버 내에 수용되고 냉각된다. 그 다음, 이 인상 챔버로부터 단결정을 꺼낸다.
The quartz crucible is filled with the melt in which the raw material is dissolved, and the silicon single crystal is grown therefrom. The grown single crystal is accommodated and cooled in a pull-up chamber connected to the top of the main chamber through a gate valve. Then, the single crystal is taken out from the pulling chamber.

이러한 제조에 있어서, 하나의 석영 도가니로부터 1개의 단결정을 육성시키기만 한다면, 이 시점에서 육성은 종료되지만, 석영 도가니는 갈라져서 재사용할 수 없기 때문에 제조 비용이 높아지게 된다. 그래서, 하나의 석영 도가니로부터 복수의 단결정을 육성시키는 다중 조업이 실행되는 경우가 있다. 이 경우, 단결정 육성 후에는 석영 도가니 중의 용융액은 육성된 결정분만큼 감소하고 있기 때문에 그대로는 다음의 단결정을 육성시킬 수 없다. 따라서, 이 감소분을 보충하기 위해 원료를 다시 투입하는 리차지가 실행된다.
In this manufacturing, if one single crystal is grown from one quartz crucible, the growth is terminated at this point, but the quartz crucible is split and can not be reused, resulting in a high manufacturing cost. Thus, there is a case where multiple operations for growing a plurality of single crystals from one quartz crucible are performed. In this case, after the single crystal growth, the melt in the quartz crucible is reduced by the amount of the grown crystal, so that the following single crystal can not be grown as it is. Therefore, a recharging is performed in which the raw material is added again to compensate for this decrease.

리차지 방법으로는 로드 리차지 방법, 또는 특허문헌 1에 개시된 바와 같은 원료 탱크로부터 공급하는 방법 등이 오래전부터 제안되어 왔다. 그러나, 많은 특허문헌에서 다루어지고 있는 기술은, 하단에 원뿔 밸브를 갖는 리차지 관에 원료를 수용하고, 그 리차지 관에 수용된 원료를 석영 도가니 내에 투입하는 방법이다. 이 기술의 기본이 공개된 것이 특허문헌 2와 3이다. 예를 들면, 특허문헌 3에서는, 원뿔 밸브의 원뿔 각도(꼭지점 각도)는 40 내지 100도, 보다 바람직하게는 60 내지 90도라고 기재되어 있다.
As a recharging method, there have been long been proposed a method of loading by a load, a method of supplying from a raw material tank as disclosed in Patent Document 1, and the like. However, a technique which is dealt with in many patent documents is a method in which a raw material is received in a recharge tube having a conical valve at the lower end thereof, and the raw material accommodated in the recharge tube is charged into a quartz crucible. Patent Documents 2 and 3 disclose the basis of this technique. For example, in Patent Document 3, the conical angle (vertex angle) of the conical valve is described as 40 to 100 degrees, more preferably 60 to 90 degrees.

이러한 방법을 이용하는 것으로, 게이트 밸브로 구분된 인상 챔버로부터 실리콘 단결정을 꺼낸 후, 원료를 수용한 리차지 관을 와이어로 매달아 장착하고, 진공 인력에 의해 인상 챔버 내의 노 내압을 메인 챔버 내의 노 내압에 맞춘 후, 게이트 밸브를 개방하고, 원료를 투입한다.
Using this method, a silicon single crystal was taken out from a pulling chamber separated by a gate valve, and then a recharge tube containing the raw material was mounted by hanging with a wire. The vacuum pressure in the pulling chamber was adjusted to the inside pressure in the main chamber Then, the gate valve is opened and the raw material is supplied.

예를 들면, 특허문헌 4에서는 와이어를 보호관으로 덮는다고 하는 개선을 교시하고, 특허문헌 5에서는 파손 방지를 위해 리차지 관이나 원뿔 밸브에 와이어를 봉입하는 개선을 교시하고, 특허문헌 6에서는 원료 낙하 방지를 위해 원뿔 밸브에 홈을 넣는 개선을 교시하는 등, 특허문헌 2와 3의 공개 기술에 대해 약간의 개량을 더한 기술이 개시되어 있다. 하지만, 기본적인 기술은 특허문헌 2와 3에 제시된 내용이다.For example, Patent Document 4 teaches improvement in covering a wire with a protective pipe, and Patent Document 5 teaches improvement of sealing a wire in a recharge tube or a conical valve for preventing breakage. In Patent Document 6, Discloses a technique of adding a groove to a conical valve for the sake of convenience. However, the basic technology is disclosed in Patent Documents 2 and 3.

이만큼의 많은 문헌이 나와 있는 것으로부터 알 수 있는 바와 같이, 리차지 관을 이용한 리차지 방법은 광범위하게 사용되고 있는 기술 중 하나라고 할 수 있다. 그러나, 특허문헌 3 이후 원뿔 밸브의 각도에 검토를 추가한 것은 없다.
As can be seen from this many documents, the recharge method using the recharge tube is one of the widely used technologies. However, since Patent Document 3, there has been no addition to the angle of the conical valve.

상기와 같이 충전되는 원료는 일반적으로 다결정 또는 드물게는 단결정의 경우도 있고, 그러한 결정을 파쇄시킨 것이 이용되고, 리차지 관에 채워진 상태에서는 공극이 있다. 따라서, 단결정을 육성시킨 부분에 상당하는 원료를 추가하기 위해서는, 리차지 관에 의한 1회 투입으로는 부족하다. 그 때문에, 복수회 투입을 연속하여 실행하게 된다.
The raw materials to be charged as described above are generally polycrystalline or rarely single crystals, and those obtained by crushing such crystals are used, and there are pores in a state filled with the recharge tube. Therefore, in order to add a raw material corresponding to the portion in which the single crystal is grown, it is insufficient to feed the single crystal by one time using a return pipe. Therefore, a plurality of injections are continuously performed.

특허공개 소 62-260791 호 공보Japanese Patent Application Laid-Open No. 62-260791 특허공개 평 2-157180 호 공보Japanese Unexamined Patent Application Publication No. 2-157180 WO2002/068732WO2002 / 068732 특허공개 2006-89294 호 공보Patent Publication 2006-89294 특허공개 2008-13376 호 공보Patent Publication No. 2008-13376 특허공개 2008-88000 호 공보Patent Publication No. 2008-88000

상기와 같이 복수회 연속하여 원료를 투입하는 경우, 종래 방법에서는 동일한 형태의 리차지 관을 사용하는 것으로 원뿔 밸브의 각도가 일정하기 때문에, 반경 방향으로 볼 때 동일한 위치에서 집중적으로 원료가 투하된다. 그 때문에, 추가 투입된 원료가 석영 도가니 내에 도넛 모양으로 높게 쌓이고, 미용융 원료의 높이 불균일이 커지게 된다. 따라서, 전에 투입한 원료가 어느 정도 녹을 때까지 기다린 후, 다음 투입을 실시하거나, 모든 원료를 잘 투입한다고 해도 원료의 용융에 시간이 걸리고, 어느 쪽으로도 추가 원료의 용융에 시간이 걸린다는 문제가 있었다.
In the case where the feedstock is continuously fed a plurality of times as described above, the conventional method uses the same type of the rechargeable tube, and the angle of the conical valve is constant, so that the raw material is concentratedly discharged at the same position when viewed in the radial direction. Therefore, the additional charged raw material is piled up in a donut shape in the quartz crucible, and the unevenness in the height of the unused raw material becomes large. Therefore, even if all of the raw materials are injected well after waiting for some time until the raw material is melted to some extent, it takes a long time to melt the raw material, and in any case, it takes a long time to melt the additional raw material there was.

본 발명은, 상기 문제점을 감안하여 이루어진 것으로서, 단결정의 제조 경우 석영 도가니 내로의 투입 원료의 높이 불균일을 억제할 수 있는 방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.
SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made in view of the above problems, and it is an object of the present invention to provide a method capable of suppressing unevenness in height of a feedstock into a quartz crucible in the production of a single crystal.

상기 목적을 달성하기 위해, 본 발명은, 석영 도가니 내에 원료를 충전하는 공정과, 상기 석영 도가니 내에서 상기 원료를 용융시켜 용융액으로 하는 공정과, 상기 용융액으로부터 단결정을 인상시키는 공정을 갖는 단결정의 제조에 있어서, 상기 석영 도가니 내에 원료를 충전하는 공정에서, 상기 원료를 수용하는 석영제의 원통 부재와 상기 원통 부재의 하단 개구부를 개폐하기 위한 원뿔 밸브를 갖는 리차지 관에 상기 원료를 수용하고, 상기 원료를 수용한 리차지 관을 챔버 내에 세팅하고, 상기 원뿔 밸브에서 상기 원통 부재의 개구부를 개방하여서 상기 석영 도가니 내에 상기 리차지 관 내에 수용한 원료를 투입하는 원료 충전을 연속하여 2회 이상 실행하는 원료 충전방법이며, 상기 연속하여 2회 이상 실행하는 원료 충전 중 적어도 1회의 상기 원료 충전에서, 상기 원뿔 밸브의 원뿔 각도가 상이한 상기 리차지 관을 이용하여 상기 원료를 충전하는 것을 특징으로 하는 원료 충전방법을 제공한다.
In order to achieve the above object, the present invention provides a process for producing a single crystal having a step of filling a raw material in a quartz crucible, a step of melting the raw material in the quartz crucible to form a molten liquid, and a step of pulling a single crystal from the melt In the step of filling the raw material in the quartz crucible, the raw material is housed in a rechargeable tube having a cylindrical member made of quartz for containing the raw material and a conical valve for opening and closing the lower end opening of the cylindrical member, A raw material charging method in which raw materials charged in the quartz crucible are charged into the inside of the quartz crucible by opening the opening of the cylindrical member in the conical valve; Wherein at least one of the at least one source In charging, there is provided a method of filling a raw material characterized in that the cone angle of the conical valve charging the raw material using different Recharge the tube.

이와 같이, 원뿔 각도가 상이한 원뿔 밸브를 이용하는 것으로, 다른 원료 충전의 경우 원료의 투입 위치와는 다른 위치에 원료를 투입할 수 있고, 연속하여 원료 충전을 실행해도, 석영 도가니 내로의 투입 원료의 높이 불균일을 억제할 수 있다. 따라서, 원료 충전 및 용융을 효율적으로 실시할 수 있고, 단결정의 제조의 생산성을 향상시킬 수 있다.
By using the conical valve having different cone angles as described above, it is possible to feed the raw material to a position different from the input position of the raw material in the case of filling other raw materials, and even if the raw material is continuously charged, the height of the input raw material into the quartz crucible It is possible to suppress unevenness. Therefore, the raw material filling and melting can be performed efficiently, and the productivity of production of a single crystal can be improved.

이때, 상기 원뿔 밸브의 원뿔 각도를 30 내지 150도 범위로 하는 것이 바람직하다.At this time, the cone angle of the conical valve is preferably in the range of 30 to 150 degrees.

이러한 원뿔 각도인 경우, 리차지 관의 용량을 적게 하지 않고, 원료를 원활하게 투입할 수 있고, 원료 충전을 보다 효율적으로 실시할 수 있다.
In the case of such a conical angle, the raw material can be injected smoothly without reducing the capacity of the rechargeable tube, and the raw material charging can be performed more efficiently.

이때, 상기 적어도 1회의 원료 충전에 있어서, 상기 원뿔 밸브의 원뿔 각도가 15도 이상 상이한 상기 리차지 관을 이용하여 상기 원료를 충전하는 것이 바람직하다.At this time, it is preferable to fill the raw material by using the above-mentioned recharge tube having the conical angle of the conical valve differing by 15 degrees or more in the at least one raw material filling.

이러한 15도 이상 상이한 원뿔 각도로 하는 것으로, 석영 도가니 내로의 원료의 투입 위치를 효과적으로 변화시킬 수 있고, 원료의 높이 불균일을 확실하게 억제할 수 있다.
By setting the conical angle to be different by 15 degrees or more, it is possible to effectively change the position where the raw material is put into the quartz crucible, and the height unevenness of the raw material can be reliably suppressed.

이때, 상기 석영 도가니의 구경을 610mm 이상으로 하는 것이 바람직하다.At this time, it is preferable that the diameter of the quartz crucible is 610 mm or more.

이러한 대구경의 석영 도가니에서는 본 발명에 따른 원료의 높이 불균일 억제의 필요성이 높고, 단결정의 제조의 생산성 향상에 보다 효과적으로 작용한다.
In such a large-diameter quartz crucible, there is a high need for suppressing the height unevenness of the raw material according to the present invention and more effectively works to improve the productivity of production of single crystals.

또한, 본 발명은, 석영 도가니 내에 원료를 충전하는 공정과, 상기 석영 도가니 내에서 상기 원료를 용융시켜 용융액으로 하는 공정과, 상기 용융액으로부터 단결정을 인상시키는 공정을 반복 실시하고, 동일한 석영 도가니를 사용하여 복수의 단결정을 제조하는 방법이며, 1번째 상기 단결정의 인상에서 상기 원료를 충전하는 공정 및/또는 2번째 이후의 각각의 상기 단결정의 인상에서 상기 원료를 충전하는 공정에 있어서, 본 발명의 원료 충전방법에 의해 상기 원료를 충전하는 것을 특징으로 하는 단결정의 제조방법을 제공한다.
The present invention also provides a method of manufacturing a quartz crucible, comprising the steps of filling a raw material in a quartz crucible, a step of melting the raw material in the quartz crucible to make a melt, and a step of pulling up the single crystal from the melt, In the step of filling the raw material in the first pulling-up of the single crystal and / or the step of filling the raw material in the pulling-up of each of the second and subsequent single crystals, And filling the raw material by a charging method.

이러한 멀티-풀링(multi-pooling)에 의한 단결정의 제조에서 추가 차지 또는 리차지에 본 발명의 원료 충전방법을 이용하는 것으로, 원료 충전 및 용융을 효율적으로 실시할 수 있고, 단결정의 생산성을 향상시킬 수 있다.
By using the raw material charging method of the present invention for the additional charge or the recharge in the production of the single crystal by the multi-pooling, the raw material charging and melting can be efficiently performed and the productivity of the single crystal can be improved .

이상과 같이 본 발명에 의하면, 석영 도가니로의 원료 충전 및 용융을 효율적으로 실시할 수 있고, 단결정의 제조의 생산성을 향상시킬 수 있다.
INDUSTRIAL APPLICABILITY As described above, according to the present invention, it is possible to efficiently fill and melt a raw material in a quartz crucible, and to improve the productivity of production of a single crystal.

도 1은 본 발명에 사용될 수 있는 단결정 제조장치의 일례를 나타내는 개략도이다.
도 2는 본 발명에 사용될 수 있는 리차지 관의 일례를 나타내는 개략도이다.
도 3은 리차지 관에 의해 석영 도가니 내에 원료를 충전할 때의 개략도이다.
도 4는 본 발명에서 사용될 수 있는 원뿔 밸브의 예를 나타낸 개략도이다.
도 5는 실험에서 요구한 원뿔 밸브의 원뿔 각도에 의한 투입 원료의 분포를 나타내는 그래프와 개략도이다.
1 is a schematic view showing an example of a single crystal manufacturing apparatus that can be used in the present invention.
2 is a schematic view showing an example of a recharge tube which can be used in the present invention.
Fig. 3 is a schematic view of a case where a raw material is filled in a quartz crucible by a recharge tube.
4 is a schematic view showing an example of a conical valve that can be used in the present invention.
FIG. 5 is a graph and a schematic diagram showing the distribution of the input material by the cone angle of the conical valve required in the experiment. FIG.

이하, 본 발명에 대하여, 실시양태의 일례로서 도면을 참조하면서 상세히 설명하고 있지만, 본 발명은 이에 한정되는 것은 아니다.Hereinafter, the present invention will be described in detail with reference to the drawings as an example of the embodiment, but the present invention is not limited thereto.

도 1은 본 발명의 원료 충전방법에 사용할 수 있는 CZ 방법의 단결정 제조장치이다.
Fig. 1 is a CZ method single crystal manufacturing apparatus usable in the raw material filling method of the present invention.

도 1의 단결정 제조장치(20)는 메인 챔버(1)와, 메인 챔버(1) 내에서 용융액(5)을 수용하는 석영 도가니(6) 및 흑연 도가니(7)와, 석영 도가니(6) 및 흑연 도가니(7) 주위에 배치된 히터(8)와, 히터(8) 외측 주위의 단열 부재(9)와, 메인 챔버(1) 상부에 게이트 밸브(3)를 통해 연결되어 있고, 육성한 단결정(단결정 잉곳)(4)을 수납하는 인상 챔버(2)와, 인상 중의 단결정(4)을 둘러싸는 가스 정류 통(12)을 구비하여 구성되어 있다. 인상 챔버(2)에는 노 내를 순환하는 가스를 도입하는 가스 도입구(11)가 설치되어 있고, 메인 챔버(1)의 저부에는 노 내를 순환하는 가스를 배출하는 가스 유출구(10)가 설치되어 있다. 또한, 히터(8)와 용융액(5)으로부터의 열 복사를 차단하기 위한 차열 부재(13)도 설치될 수 있다. 석영 도가니(6) 및 흑연 도가니(7)는 결정 성장 축 방향으로 승강 가능하며, 결정 성장 중에 결정화하여 감소한 용융액(5)의 액면 하강분을 보충하도록 석영 도가니(6) 및 흑연 도가니(7)를 상승시킨다. 이에 의해, 용융액(5)의 액면의 높이가 거의 일정하게 유지된다.
1 includes a main chamber 1, a quartz crucible 6 and a graphite crucible 7 that accommodate the melt 5 in the main chamber 1, a quartz crucible 6, A heater 8 disposed around the graphite crucible 7 and a heat insulating member 9 around the outside of the heater 8 are connected to the upper portion of the main chamber 1 via the gate valve 3, (Single crystal ingot) 4, and a gas rectifying cylinder 12 surrounding the single crystal 4 during pulling-up. The impression chamber 2 is provided with a gas inlet 11 for introducing a gas circulating in the furnace and a gas outlet 10 for discharging the gas circulating in the furnace is installed at the bottom of the main chamber 1 . Further, a heat shield member 13 for cutting off heat radiation from the heater 8 and the melt 5 may also be provided. The quartz crucible 6 and the graphite crucible 7 can be lifted and lowered in the direction of the crystal growth axis and the quartz crucible 6 and the graphite crucible 7 are filled in the crucible 6 and the graphite crucible 7 so as to compensate for the decreased liquid level of the melt 5, . Thereby, the height of the liquid level of the melt 5 is kept substantially constant.

또한, 제조 조건에 따라, 메인 챔버(1)의 외측에 자기장 발생 장치(도시되어 있지 않음)를 설치하고, 용융액(5)에 수평 방향 또는 수직 방향의 자기장을 인가시킴으로써, 용융액(5)의 대류를 억제하고, 단결정(4)의 안정 성장을 도모하는, 소위 MCZ 방법의 장치를 사용할 수도 있다.
A magnetic field generator (not shown) is provided outside the main chamber 1 according to the manufacturing conditions and a magnetic field in a horizontal direction or a vertical direction is applied to the melt 5, So that the stable growth of the single crystal 4 can be achieved.

상기한 단결정 제조장치(20)에 의한 단결정 제조의 경우에는, 도 2에 제시한 바와 같이, 원료(다결정 또는 단결정)(14)를 수용하는 석영제의 원통 부재(15)와, 상기 원통 부재(15)의 하단의 개구부를 개폐하기 위한 원뿔 밸브(16)를 갖는 리차지 관(17)에 원료(14)를 수용하고, 상기 원료(14)를 수용한 리차지 관(17)을 인상 챔버(2) 내에 와이어(18)로 매달아 세팅하고, 도 3에 제시된 바와 같이, 원뿔 밸브(16)에서 원통 부재(15)의 개구부를 개방하여서 리차지 관(17) 내에 수용한 원료(14)를 석영 도가니(6) 내에 투입하는 원료 충전을 실시한다. 본 발명에서는 이 원료 충전을 단결정 인상 전에 연속하여 2회 이상 실행한다.
2, a quartz-made cylindrical member 15 for accommodating a raw material (polycrystal or single crystal) 14 and a cylindrical member 15 for holding the raw material (polycrystal or single crystal) The raw material 14 is accommodated in the recharge tube 17 having the conical valve 16 for opening and closing the opening at the lower end of the pulling chamber 2 and the reductant tube 17 containing the raw material 14 is held in the pulling chamber 2, And the opening of the cylindrical member 15 in the conical valve 16 is opened so that the raw material 14 accommodated in the return pipe 17 is introduced into the quartz crucible 6 ) Of the raw material. In the present invention, this raw material charging is carried out two or more times in succession before the single crystal growth.

그리고, 본 발명에서는, 이와 같이 연속하여 2회 이상 실시하는 원료 충전 중 적어도 1회의 원료 충전에서, 원뿔 밸브(16)의 원뿔 각도가 상이한 리차지 관(17)을 이용하여 원료(14)를 충전한다. 여기서, 본 발명에 있어서, 원뿔 밸브(16)의 원뿔 각도는, 도 4에 제시된 바와 같이, 원뿔 밸브(16)의 꼭지점 각도(종단면의 꼭지각)(θ)를 말한다.In the present invention, the raw material 14 is charged by using the recharge tube 17 having the conical angle of the conical valve 16 different from that of the conical valve 16 at least once during the filling of the raw material, . Here, in the present invention, the conical angle of the conical valve 16 refers to the vertex angle (the vertical angle of the vertical plane)? Of the conical valve 16, as shown in Fig.

원뿔 각도에 따라, 원뿔 밸브의 경사면의 경사가 상이하기 때문에, 해당 경사면의 경사가 상이하면, 다른 원료 충전의 경우의 원료의 투입 위치와는 다른 위치에서 원료를 투입할 수 있다. 원뿔 밸브의 원뿔 각도가 크면 외측으로 원료가 투하되며, 또한 원뿔 각도가 작으면 중심 근처에 원료가 투하된다. 이것을 조합하는 것으로, 특정 부분만 투입 원료의 높이가 높아지는 것을 방지하고, 투입된 원료의 높이 평활화를 도모할 수 있다. 따라서, 원료 충전마다 시간을 비울 필요가 없고, 또한 용융도 효율적으로 진행한다. 이에 의해, 단결정 제조의 생산성을 효과적으로 향상시킬 수 있다.
Since the inclination of the inclined surface of the conical valve differs depending on the angle of the cone, if the inclination of the inclined surface is different, the material can be introduced at a position different from the position where the material is charged in the case of filling the other material. If the conical angle of the conical valve is large, the raw material is discharged to the outside, and if the conical angle is small, the raw material is dropped near the center. By combining these, it is possible to prevent the height of the input raw material from being increased only by a specific portion, and the height of the input raw material can be smoothed. Therefore, there is no need to empty time for each raw material charge, and the melting proceeds efficiently. Thereby, the productivity of single crystal production can be effectively improved.

도 4에 제시된 바와 같은 원뿔 밸브(16)의 원뿔 각도(θ)로는, 특별히 한정되지 않지만, 30 내지 150도의 범위에서 설정하는 것이 바람직하다.The conical angle? Of the conical valve 16 as shown in Fig. 4 is not particularly limited, but is preferably set in the range of 30 to 150 degrees.

30도 이상이면, 원뿔 밸브의 높이를 억제할 수 있으므로 리차지 관의 용량이 적어지지 않아서 효율적이며, 또한 150도 이하이면, 원료의 낙하 속도가 너무 저하되지 않고, 원료를 도가니 중심보다 멀게 낙하시킬 수 있다. 또한, 원뿔 각도(θ)는 40 내지 120도의 범위가 보다 바람직하다. 40도 이상이면, 원료의 낙하 속도가 너무 빠르게 되지 않고, 120도 이하이면, 원료 투입시 원뿔 밸브가 흔들리지 않고 안정하다. 또한, 석영 도가니의 크기와 리차지 관의 크기와의 관계에도 의존하지만, 이러한 원뿔 각도(θ)인 경우, 투입 위치가 도가니 중심보다 너무 멀게 되지 않고, 원료가 석영 도가니의 내벽에 강하게 부딪치는 것도 확실하게 방지할 수 있다.
When the temperature is more than 30 degrees, the height of the conical valve can be suppressed, so that the capacity of the return pipe is not reduced and is efficient. When the temperature is less than 150 degrees, the drop rate of the raw material does not drop too much, have. Further, the cone angle? Is more preferably in the range of 40 to 120 degrees. If it is more than 40 degrees, the dropping rate of the raw material is not too fast, and if it is 120 degrees or less, the conical valve is stable and stable when the raw material is supplied. Further, in the case of this conical angle?, It is also ensured that the injection position is not too far from the center of the crucible, and the raw material strongly hits the inner wall of the quartz crucible, depending on the relationship between the size of the quartz crucible and the size of the recharge tube. .

이와 같이 원뿔 밸브(16)의 원뿔 각도(θ)를 바꾸어 원료 충전을 실행하는 경우, 도 4에 제시된 바와 같이, 원뿔 밸브(16)의 원뿔 각도(θ)가 15도 이상 상이한 리차지 관(17)을 이용하는 것이 바람직하다.4, when the conical angle? Of the conical valve 16 is changed to change the conical angle? Of the conical valve 16 to 15 degrees or more, Is preferably used.

이와 같이 원뿔 각도(θ)가 15도 이상 상이한 원뿔 밸브인 경우, 다른 원료 충전에 있어서 원료의 투입 위치와는 확실히 상이한 위치에 원료를 투입할 수 있고, 석영 도가니 내로의 투입 원료의 높이를 보다 균일하게 할 수 있다.
In the case of the conical valve having the conical angle different by 15 degrees or more as described above, it is possible to feed the raw material to a position which is certainly different from the input position of the raw material in filling the other raw materials, and the height of the input raw material into the quartz crucible becomes more uniform .

예를 들면, 도 4에 제시된 바와 같이, 원뿔 각도(θ)가 3가지 수준인 원뿔 밸브(16a, 16b, 16c)를 준비하고, 원료 충전마다 사용하는 원뿔 밸브를 바꾸어 원료 충전할 수 있다. 또는, 적어도 1회 원료 충전에 있어서, 원뿔 각도(θ)가 상이한 원뿔 밸브를 이용하면 좋기 때문에, 예컨대 3회 연속으로 원료 충전하는 경우에는, 1번째는 원뿔 밸브(16a), 2번째는 원뿔 밸브(16c), 3번째는 원뿔 밸브(16a)의 순서로 사용하여 원료 충전할 수 있다.
For example, as shown in Fig. 4, conical valves 16a, 16b and 16c having three levels of cone angle? Can be prepared, and the raw material can be charged by changing the conical valve used for each raw material charge. Alternatively, in the case of filling the raw material at least once, a conical valve having a different cone angle? May be used. For example, when the raw material is charged three times in succession, the first cone valve 16a, (16c), and the third is a conical valve (16a) in this order.

이와 같은 본 발명의 원료 충전방법은 구경 610mm 이상의 석영 도가니(6)에 원료(14)를 충전하는 경우에 이용하는 것이 바람직하다.The raw material filling method of the present invention is preferably used when the raw material 14 is filled in the quartz crucible 6 having a diameter of 610 mm or more.

이러한 대구경의 석영 도가니는, 용량이 크고 연속으로 실행하는 원료 충전의 횟수도 증가하고, 또한 구경이 크기 때문에 투입된 원료의 높이 위치가 불균일하게 되기 쉽다. 리차지 관의 굵기는 가스 정류통 등에 의해 제한되기 때문에 기본적으로 육성된 결정 굵기와 동일한 정도이다. 한편, 석영 도가니도 대략 육성된 결정 직경의 3배 전후의 구경이 사용된다. 따라서, 리차지 관으로부터 도가니 벽까지의 거리는 리차지 원료를 날리고자 하는 거리이며, 대략 결정 직경 정도라고 하는 것이 된다. 즉, 크기 비율은 일정하기도 하며, 실제의 리차지 원료를 날리고자 하는 거리는 도가니 직경이 커질수록 커진다. 이 때문에, 본 발명이 적합하다.
Such a large-diameter quartz crucible has a large capacity and the number of times of continuous filling of the raw material is increased, and the height of the charged raw material tends to be uneven because of its large diameter. The thickness of the rechargeable tube is basically the same as the thickness of the grown crystals, because it is limited by the gas rectifier. On the other hand, in quartz crucibles, a diameter of about three times of the roughly grown crystal diameter is used. Therefore, the distance from the rechargeable tube to the crucible wall is a distance to which the raw material of the remainder is to be blown, and is about the crystal diameter. That is, the size ratio is constant, and the distance to which the actual raw material is to be blown increases as the crucible diameter increases. Therefore, the present invention is suitable.

본 발명의 원료 충전방법은 상기한 단결정 제조장치(20)를 이용하여 석영 도가니(6)에 원료(14)를 충전하는 공정과, 석영 도가니(6) 내에서 원료(14)를 용융시켜 용융액(5)으로 하는 공정과, 상기 용융액(5)으로부터 단결정(4)을 인상시키는 공정을 반복 실시하고, 동일한 석영 도가니(6)를 사용하여 복수의 단결정(4)을 제조하는 멀티 풀링에 의한 단결정 제조에 사용될 수 있다.The method of filling a raw material of the present invention comprises the steps of filling a raw material 14 in a quartz crucible 6 by using the single crystal manufacturing apparatus 20 described above and a step of melting the raw material 14 in a quartz crucible 6 (4) by repeating the step of pulling up the single crystal (4) from the molten liquid (5) to obtain a plurality of single crystals (4) by using the same quartz crucible Lt; / RTI >

이 경우, 1번째의 단결정(4)의 인상에서 원료(14)를 충전하는 공정, 및/또는 2번째 이후의 각각의 단결정(4)의 인상에서 원료(14)를 충전하는 공정에 있어서, 본 발명의 원료 충전방법에 의해 원료(14)를 충전한다.
In this case, in the step of filling the raw material 14 in the pulling-up of the first single crystal 4 and / or the step of filling the raw material 14 in the pulling-up of each single crystal 4 after the second and / The raw material 14 is charged by the raw material charging method of the present invention.

최초의 단결정의 인상에 있어서 원료의 추가 차지에서 본 발명의 방법에 의해 충전할 수 있거나, 또는 2번째 이후의 단결정의 인상에 있어서 리차지에서 본 발명에 의해 원료 충전할 수 있다.
It can be charged by the method of the present invention in addition to the charge of the raw material in the first pulling up of the single crystal or the raw material can be charged by the invention in the recharge at the second and subsequent pulling of the single crystal.

이상과 같은 본 발명에 의하면, 초크랄스키 방법(MCZ 방법을 포함함)에서 단결정의 제조의 경우 원료 충전 시간 또는 원료 용융 시간을 단축할 수 있고, 생산성을 효과적으로 향상시킬 수 있다.
According to the present invention as described above, in the case of manufacturing a single crystal in the Czochralski method (including the MCZ method), it is possible to shorten the raw material filling time or the raw material melting time, and the productivity can be effectively improved.

실시예Example

이하, 실시예 및 비교예를 제시하여 본 발명을 보다 구체적으로 설명하고 있지만, 본 발명은 이에 한정되는 것은 아니다.Hereinafter, the present invention will be described in more detail with reference to examples and comparative examples, but the present invention is not limited thereto.

(실험)(Experiment)

도 4에 제시된 바와 같이, 원뿔 각도(θ)를 100도, 70도, 50도로 나눈 3가지 수준의 원뿔 밸브를 준비하였다. 이것을 리차지 관의 하단에 세팅하고, 도 2에 제시된 바와 같이, 리차지 관 중에 원료를 넣었다.
As shown in Fig. 4, three levels of conical valves were prepared by dividing the cone angle [theta] by 100 degrees, 70 degrees, and 50 degrees. This was set at the bottom of the recharge tube, and the raw material was introduced into the recharge tube as shown in Fig.

그 다음, 실온에서, 석영 도가니에 판을 깔아 실리콘 용융액을 대신하여 선정하고, 그 판 위에 리차지 관 내의 원료를 도 3에 제시된 바와 같이 투입하였다. 이 실험을 도 4에 제시되는 원뿔 각도가 상이한 3가지 수준의 원뿔 밸브를 이용하여 실행하였다.Thereafter, a plate was placed on a quartz crucible at room temperature to select a silicon melt instead, and the raw material in the recharge tube was placed on the plate as shown in Fig. This experiment was performed using three levels of conical valves with different cone angles as shown in FIG.

그 결과, 도 5(a)에 제시된 바와 같이, 투하된 원료는 도넛 모양의 산을 형성하였다. 그 높이를 측정한 것이 도 5(b)이다. 도 5(b)의 그래프의 숫자는 석영 도가니의 중심으로부터 내벽까지의 거리를 1로 하여 비율로 표기하였다. 도 5(b)로부터 알 수 있는 바와 같이, 원뿔 각도(θ)가 커질수록 산의 정점은 도가니 외측으로 이동하고, 산의 높이가 낮아지는 경향을 보이고 있다.
As a result, as shown in Fig. 5 (a), the dropped material formed a donut shaped acid. Fig. 5 (b) shows the measurement of the height. 5 (b), the distance from the center of the quartz crucible to the inner wall was denoted by 1, As can be seen from Fig. 5 (b), as the conical angle? Increases, the peak of the acid moves to the outside of the crucible and the height of the mountain tends to decrease.

이상과 같이, 원뿔 밸브의 원뿔 각도를 나눔으로써 원료가 낙하하는 위치를 제어할 수 있는 것으로 나타났다. 종래에는 1종류의 각도만으로 복수회의 원료 충전을 실행해 왔다. 그러나, 도넛 모양의 산의 높이가 동일한 위치에서 높아지고, 투입한 원료가 어느 정도 용융되는 것을 기다렸다가 다음 투입을 실행하는 등 작업상의 복잡성이 있고, 용융에 시간이 걸리거나 하였다. 그러나, 원뿔 각도를 바꾸는 것에 의해, 원료의 낙하 위치가 바뀌기 때문에, 예를 들면 투입할 때마다 원뿔 각도를 바꾼 원뿔 밸브를 이용하면, 산의 높이를 완만하게 하고 낮게 억제될 수 있는 것으로 나타났다. 이 투입 실험은 실온에서 실시하였지만, 리차지 등의 원료 충전은 실제적으로는 고온 하에서 이루어지는 작업이며, 먼저 충전한 원료는 뒤따르는 원료를 추가 충전하는 경우 용융되기 시작한다. 이 때문에, 실제의 장치의 고온 조건 하에서 이하의 실시예 1 내지 3, 및 비교예를 실행하였다.
As described above, it was found that the position where the raw material falls can be controlled by dividing the conical angle of the conical valve. Conventionally, raw materials have been charged a plurality of times at only one kind of angle. However, the height of the donut-shaped mountain is increased at the same position, and there is a complicated operation such as waiting for the molten raw material to be melted to some extent and then the next injection, and it takes time to melt. However, since the drop position of the raw material is changed by changing the angle of the cone, it has been shown that the use of a conical valve that changes the angle of cone every time it is turned on, for example, This charging experiment was carried out at room temperature, but charging of raw materials such as recharge is actually carried out at a high temperature. First, the charged raw material starts to be melted when the following raw material is further charged. For this reason, the following Examples 1 to 3 and Comparative Examples were carried out under the high temperature condition of the actual apparatus.

(실시예 1)(Example 1)

도 1에 제시되는 단결정 제조장치를 이용하고, 메인 챔버 내에 직경 26인치(660mm)의 석영 도가니를 구비하고, 자기장 인가 초크랄스키 방법(MCZ 방법)을 이용하여 직경 8인치(200mm)의 실리콘 단결정을 육성하였다.
1, a quartz crucible having a diameter of 26 inches (660 mm) was provided in the main chamber, and a silicon single crystal of 8 inches (200 mm) in diameter was formed using a magnetic field-applied Czochralski method (MCZ method) .

이 장치에서 실리콘 단결정을 육성한 후, 석영 도가니 내에 120kg의 원료를 추가 충전시키고, 그것을 용융시켰다. 이때, 원료는 각 투입량을 동일하게 40kg으로서 3회에 걸쳐 연속 투입하였다. 3회 투입의 경우, 각 원뿔 밸브의 원뿔 각도(θ)를 1번째 투여 50도, 2번째 투여 70도, 3번째 투여 100도로 하였다.After silicon single crystal was grown in this apparatus, 120 kg of raw material was further charged in the quartz crucible and melted. At this time, the raw materials were continuously injected three times with the same input amount of 40 kg. In the case of three doses, the conical angle (?) Of each conical valve was 50 degrees for the first administration, 70 degrees for the second administration, and 100 degrees for the third administration.

메인 챔버 내는 감압 상태이므로, 리차지 관을 인상 챔버 내에 상압 하에서 장착한 후, 진공 펌프에서 인상 챔버 내를 메인 챔버와 동일한 압력까지 감압시키고, 게이트 밸브를 개방하였다. 그 후, 리차지 관을 용융액 표면 근처까지 강하시키고, 원뿔 밸브에서 개구부를 개방하여 원료 투하를 실행하였다. 그 다음, 비어있는 리차지 관을 다시 인상 챔버 내에 인상시키고, 게이트 밸브를 폐쇄하고, 상압으로 되돌렸다. 이 작업을 반복 실시하고, 3회의 원료 투입을 실행하였다.
Since the inside of the main chamber is in a reduced pressure state, the recharge tube is mounted in the pulling chamber under atmospheric pressure, and then the pressure inside the pulling chamber is reduced to the same pressure as the main chamber by the vacuum pump. Thereafter, the recharge tube was lowered to the vicinity of the surface of the melt, and the opening was opened in the conical valve to perform the material feed. Then, the empty recharge tube was pulled up again in the pulling chamber, the gate valve was closed, and the pressure was returned to normal pressure. This operation was repeatedly carried out, and three times of the raw materials were charged.

그 결과, 원료를 투입하는 경우에 산이 너무 높아 투입할 수 없다고 하는 상황이 발생하지 않고, 막힘없이 작업을 진행할 수 있었다. 결과적으로 용융에 걸린 시간은 이후 제시하는 비교예에 비해 15% 단축할 수 있었다.
As a result, it was possible to proceed without clogging because the acid was too high in the case of inputting the raw material, so that the work could not proceed without clogging. As a result, the time taken for melting could be shortened by 15% compared with the comparative example presented later.

(실시예 2)(Example 2)

원뿔 밸브의 원뿔 각을 1번째 투여 100도, 2번째 투여 50도, 3번째 투여 100도로 한 것 외에는, 실시예 1과 동일하게 총 120kg의 원료 투입 및 용융을 실행하였다.The conical angle of the conical valve was set at 100 degrees for the first administration, 50 degrees for the second administration, and 100 degrees for the third administration, and a total of 120 kg of the raw material was injected and melted in the same manner as in Example 1.

그 결과, 실시예 1과 동일하게 원료를 투입하는 경우에 산이 너무 높게 되어 투입할 수 없다고 하는 상황이 발생하지 않고, 막힘없이 작업할 수 있었다. 결과적으로 용융에 걸린 시간은 이후 제시하는 비교예에 비해 약 14% 단축할 수 있었다.
As a result, in the same manner as in Example 1, it was possible to work without clogging without causing a situation in which the acid was too high and could not be supplied when the raw material was supplied. As a result, the time taken for melting could be reduced by about 14% as compared with the comparative example presented later.

(실시예 3) (Example 3)

원뿔 밸브의 원뿔 각을 1번째 투여 100도, 2번째 투여 70도, 3번째 투여 50도로 한 것 외에는, 실시예 1과 동일하게 총 120kg의 원료 투입 및 용융을 실행하였다.A total of 120 kg of the raw material was injected and melted in the same manner as in Example 1, except that the conical angle of the conical valve was 100 degrees for the first administration, 70 degrees for the second administration, and 50 degrees for the third administration.

그 결과, 1번째 투여, 2번째 투여까지 막힘없이 투입이 가능하였지만, 3번째 투여를 투입하는 경우에 조금 산의 높이가 너무 높기 때문에, 원료가 용융되는 것을 조금 기다린 후 3번째 투여를 투입하였다. 결과적으로 용융에 걸린 시간은 이후 제시하는 비교예에 비해 약 8% 단축할 수 있었다.
As a result, although the first administration and the second administration were possible without any clogging, since the height of the acid was slightly high when the third administration was put in, the third administration was started after waiting for the raw material to melt slightly. As a result, the time taken for melting could be shortened by about 8% as compared with the comparative example presented later.

(비교예)(Comparative Example)

원뿔 각이 70도인 원뿔 밸브를 3회 투여 모두에 사용한 것을 제외하고는, 실시예 1과 동일하게 총 120kg의 원료 투입 및 용융을 실행하였다.A total of 120 kg of the raw material was added and melted in the same manner as in Example 1, except that a conical valve having a cone angle of 70 degrees was used in all three administrations.

그 결과, 1번째 투여, 2번째 투여까지 막힘없이 투입이 가능하였지만, 3번째 투여를 투입하는 경우에 도넛 모양의 산의 높이가 너무 높기 때문에, 게이트 밸브를 개방하지 않고서 투입 타이밍을 기다렸다. 원료가 용융되기 시작하여 산이 낮게 되었으므로, 게이트 밸브를 개방하고 리차지 관을 강하시키고, 3번째 투여의 원료 투입을 실행하였다. 결과적으로 앞서 언급한 실시예 1 내지 3보다도 용융 시간이 길어져 버렸다.
As a result, although the first administration and the second administration were possible without any clogging, the donut-shaped mountain height was too high when the third administration was put in, so the injection timing was waited for without opening the gate valve. Since the raw material started to be melted and the acid was lowered, the gate valve was opened, the return pipe was lowered, and the third feed was carried out. As a result, the melting time was longer than those of Examples 1 to 3 mentioned above.

상기 실시예 1 내지 3에서는, 원뿔 각을 서서히 크게 하거나, 반대로 서서히 작게 하거나, 또는 대소를 교대로 사용하고, 또한 연속 3회 투입하고, 각 회의 투입량이 동일한 예를 제시하였다. 그러나, 본 발명은 이러한 실시예에 한정되지 않고, 연속으로 4회 이상 또는 2회 투입에도 적용할 수 있으며, 또한 각 회의 투입량이 상이한 경우에도 적용할 수 있고, 원료가 투입된 상황을 보면서 본 발명에 따라 적절한 변경 각도를 선택할 수 있다.
In Examples 1 to 3, examples were shown in which the cone angles were gradually increased, or gradually reduced, or alternatively, large and small are alternately used, and three consecutive injections are made. However, the present invention is not limited to such an embodiment. The present invention can be applied to four or more times of continuous or two times of input, and also when the amounts of input are different, You can then select the appropriate change angle.

또한, 본 발명은 상기 실시예에 한정되는 것은 아니다. 상기 실시예는 예시적인 것이며, 본 발명의 특허청구범위에 기재된 기술적 사상과 실질적으로 동일한 구성을 가지며, 동일한 작용 효과를 나타내는 것은 어떠한 것이라도 본 발명의 기술적 범위에 포함된다.
The present invention is not limited to the above embodiments. The above embodiments are illustrative and substantially the same as the technical ideas described in the claims of the present invention are included in the technical scope of the present invention.

1 - 메인 챔버 2 - 인상 챔버
3 - 게이트 밸브 4 - 단결정
5 - 용융액 6 - 석영 도가니
7 - 흑연 도가니 8 - 히터
9 - 단열 부재 10 - 가스 유출구
11 - 가스 도입구 12 - 가스 정류통
13 - 차열 부재 14 - 원료
15 - 원통 부재 16 - 원뿔 밸브
17 - 리차지 관 18 - 와이어
20 - 단결정 제조장치
1 - main chamber 2 - impression chamber
3 - Gate valve 4 - Single crystal
5 - Melt 6 - Quartz crucible
7 - Graphite Crucible 8 - Heater
9 - Insulation member 10 - Gas outlet
11 - gas inlet 12 - gas rectifier
13 - Heating element 14 - Raw material
15 - Cylindrical member 16 - conical valve
17 - Recharge tube 18 - Wire
20 - Single crystal manufacturing equipment

Claims (7)

석영 도가니 내에 원료를 충전하는 공정과, 상기 석영 도가니 내에서 상기 원료를 용융시켜 용융액으로 하는 공정과, 상기 용융액으로부터 단결정을 인상시키는 공정을 갖는 단결정의 제조에 있어서,
상기 석영 도가니 내에 원료를 충전하는 공정에서, 상기 원료를 수용하는 석영제의 원통 부재와 상기 원통 부재의 하단 개구부를 개폐하기 위한 원뿔 밸브를 갖는 리차지 관에 상기 원료를 수용하고, 상기 원료를 수용한 리차지 관을 챔버 내에 세팅하고, 상기 원뿔 밸브에서 상기 원통 부재의 개구부를 개방하여서 상기 석영 도가니 내에 상기 리차지 관 내에 수용한 원료를 투입하는 원료 충전을 연속하여 2회 이상 실행하는 원료 충전방법이며,
상기 연속하여 2회 이상 실행하는 원료 충전 중 적어도 1회의 상기 원료 충전에서, 상기 원뿔 밸브의 원뿔 각도가 상이한 상기 리차지 관을 이용하여 상기 원료를 충전하는 것을 특징으로 하는 원료 충전방법.
A method for producing a single crystal having a step of filling a raw material in a quartz crucible, a step of melting the raw material in the quartz crucible to make a melt, and a step of pulling up a single crystal from the melt,
Wherein the raw material is contained in a quartz cylindrical member for containing the raw material and a conical valve for opening and closing a lower end opening of the cylindrical member in the step of filling the raw material in the quartz crucible, A raw material charging method in which a recharge tube is set in a chamber and an opening of the cylindrical member is opened in the conical valve so that a raw material contained in the recharge tube is charged into the quartz crucible,
Wherein said raw material is charged using said recharge tube having a cone angle different from a cone angle of said conical valve in charging said raw material at least once during said raw material charging which is performed two or more times in succession.
제1항에 있어서,
상기 원뿔 밸브의 원뿔 각도를 30 내지 150도 범위로 하는 것을 특징으로 하는 원료 충전방법.
The method according to claim 1,
Wherein the conical angle of the conical valve is in the range of 30 to 150 degrees.
제1항에 있어서,
상기 적어도 1회의 원료 충전에 있어서, 상기 원뿔 밸브의 원뿔 각도가 15도 이상 상이한 상기 리차지 관을 이용하여 상기 원료를 충전하는 것을 특징으로 하는 원료 충전방법.
The method according to claim 1,
Wherein the raw material is charged using the recharge tube having a conical angle of at least 15 degrees when the conical valve is filled at least once with the raw material.
제2항에 있어서,
상기 적어도 1회의 원료 충전에 있어서, 상기 원뿔 밸브의 원뿔 각도가 15도 이상 상이한 상기 리차지 관을 이용하여 상기 원료를 충전하는 것을 특징으로 하는 원료 충전방법.
3. The method of claim 2,
Wherein the raw material is charged using the recharge tube having a conical angle of at least 15 degrees when the conical valve is filled at least once with the raw material.
제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 석영 도가니의 구경을 610mm 이상으로 하는 것을 특징으로 하는 원료 충전방법.
5. The method according to any one of claims 1 to 4,
Wherein the quartz crucible has a diameter of 610 mm or more.
석영 도가니 내에 원료를 충전하는 공정과, 상기 석영 도가니 내에서 상기 원료를 용융시켜 용융액으로 하는 공정과, 상기 용융액으로부터 단결정을 인상시키는 공정을 반복 실시하고, 동일한 석영 도가니를 사용하여 복수의 단결정을 제조하는 방법으로서,
1번째 상기 단결정의 인상에서 상기 원료를 충전하는 공정 및/또는 2번째 이후의 각각의 상기 단결정의 인상에서 상기 원료를 충전하는 공정에 있어서, 제1항 내지 제4항 중 어느 한 항의 원료 충전방법에 의해 상기 원료를 충전하는 것을 특징으로 하는 단결정의 제조방법.
A step of filling a raw material in a quartz crucible; a step of melting the raw material in the quartz crucible to make a molten liquid; and a step of pulling up a single crystal from the molten liquid are repeated, and a plurality of single crystals are produced using the same quartz crucible As a method,
The method of filling a raw material according to any one of claims 1 to 4, wherein in the step of filling the raw material in the first pulling-up of the single crystal and / or the step of filling the raw material in the pulling of each single crystal after the second step And the raw material is filled with the raw material.
석영 도가니 내에 원료를 충전하는 공정과, 상기 석영 도가니 내에서 상기 원료를 용융시켜 용융액으로 하는 공정과, 상기 용융액으로부터 단결정을 인상시키는 공정을 반복 실시하고, 동일한 석영 도가니를 사용하여 복수의 단결정을 제조하는 방법으로서,
1번째 상기 단결정의 인상에서 상기 원료를 충전하는 공정 및/또는 2번째 이후의 각각의 상기 단결정의 인상에서 상기 원료를 충전하는 공정에 있어서, 제5항의 원료 충전방법에 의해 상기 원료를 충전하는 것을 특징으로 하는 단결정의 제조방법.
A step of filling a raw material in a quartz crucible; a step of melting the raw material in the quartz crucible to make a molten liquid; and a step of pulling up a single crystal from the molten liquid are repeated, and a plurality of single crystals are produced using the same quartz crucible As a method,
Filling the raw material by the raw material filling method according to claim 5 in the step of filling the raw material in the first pulling-up of the single crystal and / or the step of filling the raw material in the pulling-up of each single crystal after the second and / Wherein the single crystal is a single crystal.
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