特許 6239765 インゴットの成長工程を観察するためのビューポート及びこれを含むインゴット成長装置

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】6239765

(24)【登録日】2017年11月10日

(45)【発行日】2017年11月29日

(54)【発明の名称】インゴットの成長工程を観察するためのビューポート及びこれを含むインゴット成長装置

(51)【国際特許分類】

   C30B 29/06 20060101AFI20171120BHJP

   C30B 15/00 20060101ALI20171120BHJP

   C30B 15/20 20060101ALI20171120BHJP

【ＦＩ】

   C30B29/06 502Z

   C30B15/00 Z

   C30B15/20

【請求項の数】12

【全頁数】15

(21)【出願番号】特願2016-538621(P2016-538621)

(86)(22)【出願日】2014年8月1日

(65)【公表番号】特表2016-539907(P2016-539907A)

(43)【公表日】2016年12月22日

(86)【国際出願番号】KR2014007115

(87)【国際公開番号】WO2015093706

(87)【国際公開日】20150625

【審査請求日】2016年6月10日

(31)【優先権主張番号】10-2013-0158918

(32)【優先日】2013年12月19日

(33)【優先権主張国】KR

(73)【特許権者】

【識別番号】511028928

【氏名又は名称】エスケー シルトロン カンパニー リミテッド

(74)【代理人】

【識別番号】100095407

【弁理士】

【氏名又は名称】木村 満

(74)【代理人】

【識別番号】100109449

【弁理士】

【氏名又は名称】毛受 隆典

(74)【代理人】

【識別番号】100132883

【弁理士】

【氏名又は名称】森川 泰司

(74)【代理人】

【識別番号】100148633

【弁理士】

【氏名又は名称】桜田 圭

(74)【代理人】

【識別番号】100147924

【弁理士】

【氏名又は名称】美恵 英樹

(72)【発明者】

【氏名】キム、ソン−ヒョク

(72)【発明者】

【氏名】ナ、クヮン−ハ

(72)【発明者】

【氏名】チャン、ヒョン−ス

【審査官】 今井 淳一

(56)【参考文献】

【文献】 米国特許第０４６５０５４０（ＵＳ，Ａ）

【文献】 特開２００３−３３２３１８（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００４−２１７４６９（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開平１０−０２９８９４（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｃ３０Ｂ ２９／０６

Ｃ３０Ｂ １５／００

Ｃ３０Ｂ １５／２０

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

インゴットの成長工程が行われる空間を提供するチャンバーの内部を観察するためのビューポートであって、
前記チャンバーの一側に配置され、前記チャンバーの内部と連結された第１ホールを有するボディ部と、
前記ボディ部の前記第１ホールに挿入されて前記チャンバーの封止状態を維持し、前記チャンバーの内部の光を透過するウィンドウと、
前記ウィンドウに向けてガスを噴射するウィンドウパージと、
を含み、
前記ウィンドウは、
第２ホールを有するウィンドウボディと、
前記ウィンドウボディの前記第２ホールに介在されたガラスと、を含み、
前記ウィンドウパージは、
前記ボディ部と前記ウィンドウボディとの間に結合され、前記ボディ部の前記第１ホールと接続される第３ホールを備えるパージボディと、
前記パージボディの一側にガスを注入するガス噴射部と、
前記ガス噴射部から両側に分岐され、前記ボディ部と前記ウィンドウボディとの間に沿って延長形成され、前記注入されたガスの移動を案内するガス案内部と、
前記ガス案内部と接続されて前記ガス噴射部の反対側である前記パージボディの他側で前記ガラスに向かって、前記案内されたガスを噴射するガス噴出口と、を含むことを特徴とする、インゴットの成長工程を観察するためのビューポート。

【請求項2】

前記ボディ部の上側には前記ウィンドウパージがフランジで結合されることを特徴とする、請求項１に記載のインゴットの成長工程を観察するためのビューポート。

【請求項3】

前記ウィンドウパージの上側には前記ウィンドウがフランジで結合されることを特徴とする、請求項２に記載のインゴットの成長工程を観察するためのビューポート。

【請求項4】

前記ガス噴出口は、複数個で設けられることを特徴とする、請求項１に記載のインゴットの成長工程を観察するためのビューポート。

【請求項5】

前記ガス噴出口は、広い面積にガスを噴射できるように横方向に延長された形状を有することを特徴とする、請求項１に記載のインゴットの成長工程を観察するためのビューポート。

【請求項6】

前記ウィンドウパージには、前記噴射されたガスを分岐する傾斜した突出部がさらに備えられていることを特徴とする、請求項１に記載のインゴットの成長工程を観察するためのビューポート。

【請求項7】

インゴットの成長工程が行われる空間を提供し、密閉されたチャンバーと、
前記チャンバーの内部に配置され、シリコンメルトを収容する石英るつぼと、
前記シリコンメルトにシードを浸漬し、回転し及び引き上げて前記インゴットを成長させる引き上げ手段と、
前記チャンバーの一側に設置されて、前記チャンバーの内部の工程状況を観察できるように内部の光を透過するビューポートと、を含み、
前記ビューポートは、前記チャンバーの一側に配置され、前記チャンバーの内部と連結された第１ホールが備えられているボディ部と、前記ボディ部の前記第１ホールに挿入されて前記チャンバーの封止状態を維持し、チャンバーの内部の光を透過するウィンドウと、前記ウィンドウに向けてガスを噴射するウィンドウパージと、
を含み、
前記ウィンドウは、
第２ホールを有するウィンドウボディと、
前記ウィンドウボディの前記第２ホールに介在されたガラスと、を含み、
前記ウィンドウパージは、
前記ボディ部と前記ウィンドウボディとの間に結合され、前記ボディ部の前記第１ホールと接続される第３ホールを備えるパージボディと、
前記パージボディの一側にガスを注入するガス噴射部と、
前記ガス噴射部から両側に分岐され、前記ボディ部と前記ウィンドウボディとの間に沿って延長形成され、前記注入されたガスの移動を案内するガス案内部と、
前記ガス案内部と接続されて前記ガス噴射部の反対側である前記パージボディの他側で前記ガラスに向かって、前記案内されたガスを噴射するガス噴出口と、を含むことを特徴とする、インゴット成長装置。

【請求項8】

前記ビューポートを介して前記インゴットの成長工程の状況を測定するセンサ部をさらに含むことを特徴とする、請求項７に記載のインゴット成長装置。

【請求項9】

前記センサ部は、前記シリコンメルトから成長するインゴットの直径を測定する直径測定センサ部であることを特徴とする、請求項８に記載のインゴット成長装置。

【請求項10】

前記ウィンドウパージにガスを供給するガス供給部と、前記ガス供給部と前記ウィンドウパージを連結するガスラインとをさらに含むことを特徴とする、請求項７に記載のインゴット成長装置。

【請求項11】

前記シリコンメルトには、アンチモン（Ｓｂ）がドーパントとして含有されていることを特徴とする、請求項７に記載のインゴット成長装置。

【請求項12】

前記ガス供給部と連結されて、前記インゴットの成長工程に応じてガス注入圧力を調節する制御部をさらに含み、
前記制御部は、メルト工程及びドーパント投入時において前記ガス注入圧力を増加させることを特徴とする、請求項１０に記載のインゴット成長装置。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、インゴットの成長を観察するためのビューポートと、これを含むインゴット成長装置に関するものである。

【背景技術】

【0002】

一般的にウェハの材料となるシリコン単結晶インゴットはチョクラルスキー法（ＣＺ法）により製造される。

【0003】

ＣＺ法とは、石英るつぼにシリコンを入れて石英るつぼを加熱し、シリコンを溶融させた後、種結晶（seed crystal）をシリコン融液に接触させた状態で回転しながら徐々に引き上げて、種単結晶の表面から融液を固体に凝固させることにより、所定の直径を有するインゴットを成長させる方法である。

【0004】

このようなインゴットを成長させる装置はチャンバーの内部に構成され、前記チャンバーは、半導体などの電子部品の素材として使用されるウェハ用インゴットを成長させるための所定の工程が行われる空間を提供する。

【0005】

そして、前記チャンバーは、汚染物質の流入防止及び内部雰囲気を維持するために封止されているので、チャンバーの内部で成長するインゴットを観察するために、チャンバーの一側には別途のビューポート（view port）が設置される。

【0006】

このようなビューポートを介してインゴットの成長を肉眼で観察できるだけではなく、直径測定センサやメルトギャップ（Ｍ／Ｇ）測定センサなどは、成長するインゴットの直径とメルトギャップのような工程データを測定することができる。

【0007】

以後、上記のようにリアルタイムで測定された工程データを考慮してインゴットの引き上げ速度やヒータパワーなどの工程条件が決定されるので、チャンバーの内部の工程データを正確に測定することはインゴットの品質を決定する重要な要素となる。

【0008】

ところが、前記チャンバーの内部の石英るつぼから発生するガスまたは気化したドーパントによって、ビューポートのガラスが汚染される問題点が発生する。

【0009】

特に、気化したドーパントはガラスの下面を不透明に汚染させるので、チャンバーの内部を観察することが難しいだけではなく、ビューポートを介して測定された直径などの工程データに誤差が生じることになる。

【0010】

このような誤差を防止するためにセンサの移動速度、感度調節などを実施する方案が提示されたが、誤差改善の効果は微々たるものであった。

【0011】

したがって、このような不正確な工程データにより工程条件が決定されて、成長したインゴットの品質が低下する問題が発生する。

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0012】

本発明は、上記のような問題点を解決するためのものであって、ウィンドウの汚染を防止してインゴットの成長を正確に観察できるようにするビューポートと、これを含むインゴット成長装置を提案することを目的とする。

【課題を解決するための手段】

【0013】

本実施例におけるインゴットの成長工程を観察するためのビューポートは、インゴットの成長工程が行われる空間を提供するチャンバーの内部を観察するためのビューポートであって、前記チャンバーの一側に配置され、前記チャンバーの内部と連結されたホールが備えられているボディ部と、前記ボディ部のホールに挿入されて前記チャンバーの封止状態を維持し、チャンバーの内部の光を透過するウィンドウと、前記ボディ部の側面に設置されて、前記ウィンドウに外部空気の接近を遮断するようにエアカーテンを形成するウィンドウパージと、を含むことを特徴とする。

【0014】

本実施例におけるインゴット成長装置は、インゴットの成長工程が行われる空間を提供し、密閉されたチャンバーと、前記チャンバーの内部に配置され、シリコンメルトを収容する石英るつぼと、前記シリコンメルトにシードを浸漬し、回転し及び引き上げて前記インゴットを成長させる引き上げ手段と、前記チャンバーの一側に設置されて、前記チャンバーの内部の工程状況を観察できるように内部の光を透過するビューポートと、を含み、前記ビューポートは、前記チャンバーの一側に配置され、前記チャンバーの内部と連結されたホールが備えられているボディ部と、前記ボディ部のホールに挿入されて前記チャンバーの封止状態を維持し、チャンバーの内部の光を透過するウィンドウと、前記ボディ部の側面に設置されて、前記ウィンドウへの外部空気の接近を遮断するようにガスを噴射してエアカーテンを形成するウィンドウパージと、を含むことを特徴とする。

【発明の効果】

【0015】

提案される本実施例は、ビューポートのガラス汚染を遮断できるだけではなく、汚染されたビューポートのガラスを自ら洗浄できる長所がある。

【0016】

このようなビューポートを介してチャンバーの内部で成長するインゴットを明確に観察することができる。

【0017】

また、ビューポートを介して、成長するインゴットの直径などのチャンバーの内部の工程データを正確に測定することができる。

【0018】

したがって、正確に測定された工程データによりインゴットの成長工程条件を決定することで、高品質のインゴットを生産できる長所がある。

【図面の簡単な説明】

【0019】

【図1】インゴット成長装置の概略的な様子を示す図である。

【図2】ターゲット直径測定値と一般的なインゴット成長装置の直径測定値との差を示すグラフと、ターゲット引き上げ速度と一般的なインゴット成長装置の平均引き上げ速度との差を示すグラフである。

【図3】本発明の第１実施例に係る、ウィンドウパージが装着されたインゴット成長装置の断面を概略的に示す図である。

【図4】本発明の第２実施例に係る、効果的なエアカーテンを形成するビューポートに対する平面を示す図である。

【図5】本発明の第２実施例に係る、ウィンドウパージを上側からみた断面斜視図である。

【図6】本発明の第２実施例に係る、ウィンドウパージを側面からみた断面斜視図である。

【図7】本発明の第２実施例に係る、ウィンドウパージの側面図である。

【図8】本発明の第３実施例に係る、ウィンドウパージの分離斜視図である。

【発明を実施するための形態】

【0020】

以下では、本実施例について添付される図面を参照して詳しく説明する。但し、本実施例が開示する事項から本実施例が有する発明の思想の範囲が定められることがあり、本実施例が有する発明の思想は、提案される実施例に対して構成要素の追加、削除、変更などの実施変形を含むといえる。

【0021】

図１は、インゴット成長装置の概略的な様子を示す。

【0022】

一般的なインゴット成長装置の構成は、チャンバー１０の内部に配置され、チャンバー１０は封止（sealing）されているので、チャンバー１０の内部で成長するインゴット（ＩＧ）を観察するためにはビューポート（view port）１００を備えなければならない。

【0023】

前記ビューポート１００は、チャンバー１０の内部の工程状況を観察するためにチャンバー１０の一側に設置され、光を透過し、チャンバー１０の封止状態（sealing）を維持できるようにウィンドウが構成される。

【0024】

このようなウィンドウ１１０を介して肉眼でインゴットの成長工程を観察することができ、チャンバー１０の外部には、センサが設けられて、ウィンドウ１１０を介してインゴットの直径のような工程状況を測定して工程データ（raw data）に出力することができる。

【0025】

このような工程データに基づいて引き上げ速度のような工程条件が決定されるので、正確な工程データを測定することはインゴットの品質に大きな影響を及ぼすことになる。

【0026】

特に、工程状況中において、インゴットの直径が均一であるか否かはインゴットの品質を決定する重要な要素であるので、ビューポート１００を介して、成長するインゴットの直径を正確に測定してこそ均一な直径のインゴットを生産することができる。

【0027】

前記チャンバー１０の内部の工程状況として判断される要素としては、インゴットの直径だけではなく、熱遮蔽体４０とシリコンメルト（Ｓ）との高さの差であるメルトギャップ（Ｍ／Ｇ）などもこれに該当するが、以下では説明の便宜のために、工程状況は成長するインゴットの直径として説明する。

【0028】

一方、インゴットを成長させる工程進行中に、ビューポート１００のウィンドウ１１０が不透明に汚染される可能性がある。

【0029】

特に、アンチモン（Ｓｂ）ドーパントを含有するシリコンメルトからインゴットを成長させる工程中においては、気化したアンチモンがウィンドウ１１０に吸着して、チャンバー１０の内部を全く観察できないほどウィンドウ１１０が白っぽく汚染される場合がある。そして、白っぽく汚染されたウィンドウ１１０を介して測定された直径データは、実際のインゴットの直径と誤差を持つことになる。

【0030】

図２は、ターゲット直径測定値と一般的なインゴット成長装置の直径測定値との差を示すグラフと、ターゲット引き上げ速度と一般的なインゴット成長装置の平均引き上げ速度との差を示すグラフである。

【0031】

インゴットの直径を測定して工程データ（raw data）に出力するセンサ２００としては、赤外線センサ（ＩＲ sensor）、ＣＣＤカメラまたは高温計（pyrometer）のような多様なセンサを使用することができ、出力された工程データを分析して引き上げ速度（Ｐ／Ｓ）を変更することにより、インゴットの直径を制御する制御部として、ＡＤＣセンサ（Automatic Diameter Control）２００を使用することができる。

【0032】

本実施例では、直径を測定したデータとしてＡＤＣ値を使用し、このようなＡＤＣ値を測定し、これにより直径を制御するセンサ及び制御部は、ＡＤＣセンサ部２００として説明するが、本発明がこれに限定されるものではないことは言うまでもない。

【0033】

図２を参照すると、インゴットのボディグローイング工程（body growing）初期には、ターゲットＡＤＣ値（ADC SP Target）とインゴット成長装置で測定されたＡＤＣ値（ADC SP Act.）との差が少なく、ＡＤＣ値に応じて制御される平均引き上げ速度（Avg. P/S）もターゲット引き上げ速度（Target P/S）と差がほとんどないことが分かる。

【0034】

ここで、ターゲットとは、工程前に予め設計されて、これを基に工程を行う目標値を意味する。即ち、工程中にセンシングされるＡＤＣ値とターゲットＡＤＣ値を比較して引き上げ速度を制御することになり、制御された引き上げ速度がターゲット引き上げ速度に近づけると、直径が均質な良質のインゴットが生産される。

【0035】

ところが、ボディグローイング工程の後半部に行くほどターゲットＡＤＣ値と測定されたＡＤＣ値との差（ｙ）が急激に増加することにより、ターゲット引き上げ速度と平均引き上げ速度との差（ｘ）も増加することが分かる。

【0036】

このように生産されたインゴットの場合、後半部に行くほど直径が揺動するので、インゴットの品質が低下する問題が発生する。

【0037】

上記のような問題点を解決するために、本実施例のインゴット成長装置に設置されたビューポート１００は、自らウィンドウの汚染を防止及び除去できるように構成される。

【0038】

＜第１実施例＞

【0039】

図３は、本発明の第１実施例に係る、ウィンドウパージが装着されたインゴット成長装置の断面を概略的に示す。

【0040】

図３を参照すると、本実施例のインゴット成長装置は、チャンバー１０と、シリコンメルトを収容する石英るつぼ２０と、前記石英るつぼ２０を加熱するためのヒータ３０と、前記シリコンメルトに接してインゴットを引き上げるシード（seed）を固定するためのシードチャック（seed chuck）７０と、前記シードチャック７０を昇降及び回転させる引き上げ手段と、前記石英るつぼ２０の上側でシリコンメルトとメルトギャップ（Ｍ／Ｇ）を形成する熱遮蔽体４０と、前記チャンバー１０の内部に不活性ガスを供給して不活性ガスの流れと雰囲気を制御する不活性ガス注入部５０とを含む。

【0041】

そして、本実施例のインゴット成長装置は、前記チャンバー１０の内部を観察するためのビューポート１００を含み、前記チャンバー１０の外部からビューポート１００を介してインゴットの直径を測定し、測定されたデータにより引き上げ速度を制御することにより、インゴットの直径を制御するＡＤＣセンサ部２００をさらに含む。

【0042】

特に、前記ビューポート１００は、チャンバー１０に配置され、チャンバー１０の内部を観察できるようにホールが備えられているボディ部１２０と、前記ボディ部１２０の上部に配置され、光を透過してチャンバー１０の内部を観察できるようにするウィンドウ１１０と、前記ガスを噴射してウィンドウ１１０の汚染を防止するウィンドウパージ１３０とを含む。

【0043】

より具体的に、前記ボディ部１２０は、チャンバー１０の上側に装着されて、内部の工程状況を観察できるようにするホールが備えられている管で構成することができる。例えば、成長するインゴットのメニスカス（meniscus）に向かうように、チャンバー１０の上部から上側に延長され、内径が４５ｃｍほど形成された円筒形状の管で構成することができる。

【0044】

そして、前記ボディ部１２０の上側にはウィンドウホールが備えられており、前記ウィンドウのホールには、光を透過できる透明な材質のガラス１１１が挿入されたウィンドウ１１０を設けることができる。

【0045】

前記ガラス１１１は、ガラスだけではなく、光を透過できる多様な材質で構成されてもよいが、熱に強く、インゴットを汚染させない石英ガラスで構成されることが好ましい。

【0046】

そして、前記ボディ部１２０とウィンドウ１１０との間には、ウィンドウ１１０に汚染物質が接近することを防ぐために不活性ガスを噴射するウィンドウパージ（window purge）１３０が介在される。

【0047】

前記ウィンドウパージ１３０には、ガス噴射部１３１が含まれているので、ガラス１１１の下側に不活性ガスを噴射することで、ガラス１１１に汚染物質が流入されることを防止し、外部空気と断熱するエアカーテンを形成することができる。

【0048】

前記ガス噴射部１３１は、ウィンドウパージ１３０の一側のどこにでも配置することができる。例えば、図３に示されたように、前記チャンバー１０の上部に対向する方向の前記ウィンドウパージ１３０に配置することができるが、これに限定されるものではない。

【0049】

また、前記ガス噴射部１３１は、図示されたものと異なり、前記チャンバー１０の上部側の前記ウィンドウパージ１３０に配置することもできる。

【0050】

即ち、前記ガス噴射部１３１は、前記チャンバー１０の形状及び前記ビューポート１００の形状に応じて、前記ガラス１１１に不活性ガスを噴射するための最適の位置に配置することができる。

【0051】

また、前記ガス噴射部１３１は、ノズルの角度を調節してガラス１１１に向けてガスを噴射することで、ガラス１１１に吸着した汚染物質を除去することもできる。

【0052】

一方、上記では前記ビューポート１００をウィンドウ１１０と、ボディ部１２０、及びウィンドウパージ１３０にそれぞれ区分して説明したが、一体型に構成することも可能である。

【0053】

例えば、前記チャンバー１０の上部から延長された円筒形状の管の内部のホールにガラスが挿入され、円筒形状の管の側面にガス噴射部が装着されて、ガラスに向けてガスを噴射する構造に形成することも可能である。

【0054】

但し、本実施例では、前記チャンバー１０の封止状態を維持するために、前記ウィンドウパージ１３０とウィンドウ１１０はフランジ（flange）で構成される。

【0055】

例えば、前記ウィンドウパージ１３０は、ホールを備えたパージボディ１３２がボディ部１２０の上部にパージＯリング（O-ring）１３３が介在されるように配置され、前記ウィンドウ１１０は、ホールを備えたウィンドウボディ１１２がパージボディ１３２の上部にウィンドウＯリング１１３が介在されるように配置される。このとき、ウィンドウボディ１１２のホールに介在されたガラス１１１の周りには、ガスケットとＯリングがさらに配置されて、ビューポート１００のホールを完全に密閉することができる。

【0056】

そして、前記ウィンドウ１１０と、ボディ部１２０、及びウィンドウパージ１３０のそれぞれには、複数個のネジ溝が設けられ、前記ネジ溝にボルト１４０が締結されることで、ウィンドウ１１０と、ボディ部１２０、及びウィンドウパージ１３０は堅固に結合される。

【0057】

即ち、本実施例では、チャンバー１０の封止状態を維持するために、ボディ部１２０の上側にウィンドウパージ１３０をフランジで結合し、ウィンドウパージ１３０の上側にウィンドウ１１０をフランジで結合したが、本実施例がこれに限定されるものではないことは言うまでもない。

【0058】

一方、前記ガス噴射部１３１にガスを供給するために、前記ガス供給部１７０がガスライン１５０を介してガス噴射部１３１と連結されて不活性ガスを供給する。

【0059】

このとき、前記ガスライン１５０には、ガスバルブ１６０とガスフローメーター（gas flow meter）が設置されて、ガス供給圧力を調節し噴射されたガス流量を確認して、適切なガス供給圧力と噴射された総ガス流量を制御することができる。

【0060】

例えば、前記ウィンドウパージ１３０から噴射されるガスは不活性ガスとして、アルゴンガス（Ar gas）を使用することができ、前記アルゴンガスの供給圧力は、約２．５ないし２．８（kg/cm2）の間で形成される。そして、総噴射されたガス流量は、２０（lpm）以下であることが好ましい。

【0061】

前記ガス供給部１７０は、前記ウィンドウパージ１３０のみにガスを供給するように別に構成することも可能であるが、設備の便宜のために、既存の不活性ガス注入部５０に不活性ガスを供給するラインを分岐してガスライン１５０を構成することも可能である。

【0062】

前述した本発明の第１実施例により、前記ガラスの汚染を防止し、吸着した汚染物質を除去することで、チャンバーの内部の工程状況を正確に観察及び測定することができ、正確に測定されたデータにより工程条件を制御することで、高品質のインゴットを生産できる長所がある。

【0063】

一方、前記ビューポート１００は、前述したように、メニスカスに向かうために傾いて延長される。このとき、インゴットが成長する上部チャンバー１１側ビューポート１００の側面をビューポート１００の上部とし、これに対向する下部チャンバー１０側ビューポート１００の側面をビューポート１００の下部と称する。

【0064】

このように傾いているビューポート１００に効果的なエアカーテンを形成するためには、ビューポート１００の上部からビューポート１００の下部にガスを噴射することが好ましい。

【0065】

また、前記チャンバー１０の内部において不活性ガスの流れは、インゴットが成長する上部チャンバー１１から下部チャンバー１０に流れるので、このようなガスの流れを妨げないようにするためにもガス噴射部１３１はビューポート１００の上部から下部にガスを噴射することが良い。

【0066】

即ち、前記ガス噴射部１３１は、上部チャンバー１１とビューポート１００との間（ビューポート１００の上部）に設置されて、ビューポート１００の下部に向けてガスを噴射すると、ガラス１１１に汚染物質が接近することを効果的に遮断することができる。

【0067】

ところが、前記上部チャンバー１１とビューポート１００との間には空間が狭くて、前記ガス噴射部１３１とガスライン１５０を構成することが難しい場合がある。

【0068】

＜第２実施例＞

【0069】

本発明の第２実施例は、第１実施例においてウィンドウパージ１３０の構造のみが変形されたものであるため、上記説明と共通する部分は説明を省略する。

【0070】

本発明の第２実施例におけるビューポート１００は、ビューポート１００の下部にガス噴射部１３１が設置されるが、設置された部分に対向するビューポート１００の上部からガスを噴射するウィンドウパージ１３０で構成されるので、効果的なエアカーテンを形成することができる。

【0071】

図４は、本発明の第２実施例に係る、上側から下側にガスを噴射してエアカーテンを形成するビューポートに対する平面を示し、図５は、ウィンドウパージを上側からみた断面斜視図を示し、図６は、ウィンドウパージを側面からみた断面斜視図を示し、図７は、ウィンドウパージの側面図である。

【0072】

図４ないし図７を参照すると、前記ウィンドウパージ１３０は、フランジに形成されるが、フランジを成す前記パージボディ１３２の内部には、供給されたガスが移動する通路であるガス案内部１３４が設けられ、前記ガス案内部１３４とパージボディ１３２との間には、移動したガスを噴射するガス噴出口１３５が設けられる。

【0073】

これにより、前記ガス噴射部１３１がパージボディ１３２の一側から内部にガスを供給すると、供給されたガスはガス案内部１３４に沿ってガス噴出口１３５に移動し、前記ガス噴出口１３５から移動したガスが噴出されてエアカーテンを形成することができる。

【0074】

即ち、前記パージボディ１３２において、ガスを噴射しようとする位置にガス噴出口１３５が形成され、前記ガス噴射部１３１と前記ガス噴出口１３５がガス案内部１３４を介して連結されると、前記ガス噴射部１３１がガスを供給する位置に関係なく所望の位置からガスを噴射できることになる。

【0075】

本実施例では、前記ガス噴射部１３１がビューポート１００の下部側パージボディ１３２に装着され、前記ガス噴出口１３５は、ビューポート１００の上部側パージボディ１３２に設けられ、前記ガス噴射部１３１とガス噴出口１３５は、パージボディ１３２に沿って形成されたガス案内部１３４を介して連結されるように構成される。

【0076】

このような構成により、前記ビューポート１００の下部側から噴射されたガスは、ガス案内部１３４に沿って移動してビューポート１００の上部側から噴射される。

【0077】

このとき、前記ガス噴出口１３５は、エアカーテンの面積を広げるために、複数個で構成することができ、図示されたものと異なり、横方向に延長されたホール形状に構成することもできる。

【0078】

前述した第２実施例の構造により、ウィンドウパージは効果的にエアカーテンを形成することができるので、ガラスの汚染を遮断し、チャンバーの内部のガスの流れを妨げない長所がある。

【0079】

一方、前記ガス供給部１７０は、制御部１９０に連結される。

【0080】

前記制御部１９０は、前記ガス供給部１７０から噴射されるガス供給圧力を工程に応じて制御することができる。

【0081】

例えば、汚染物質が集中的に発生するインゴット成長工程時期であるメルト工程、ドーパント投入時などにガス供給圧力を増加させることができる。

【0082】

＜第３実施例＞

【0083】

図８は、本発明の第３実施例に係る、ウィンドウパージの分離斜視図を示す。

【0084】

本発明の第３実施例も、第１実施例においてウィンドウパージ１３０の構造のみが変形されたものであるため、上記説明と共通する部分は説明を省略する。

【0085】

本発明の第３実施例は、前記ガス噴出口１３５とガラス１１１の下面の間に傾斜した突出部１３６を配置して、ガス噴出口１３５から噴出されたガスが前記傾斜した突出部１３６を経て分岐するようにすることで、ガラス１１１の下側水平面に均一かつ密にエアカーテンを形成しようとするものである。

【0086】

より具体的に、本発明の第３実施例におけるウィンドウパージは、ガスを噴射する第１ウィンドウパージ１３０と、その下面に結合された第２ウィンドウパージ１８０で構成される。

【0087】

前記第１ウィンドウパージ１３０には、ガスを供給するガス噴射部１３１と、供給されたガスを案内するガス案内部１３４、案内されたガスを垂直方向に噴射するガス噴出口１３５、及び噴出されたガスを分岐する傾斜した突出部１３６で構成される。

【0088】

前記第１ウィンドウパージ１３０の下面には、第２ウィンドウパージ１８０が結合されるが、傾斜した突出部１３６と所定の間隔を置くように結合されて、噴出されたガスが間隔を介してガラス１１１の下側に噴射されるようにする。

【0089】

即ち、前記ガス噴出口１３５から垂直方向に噴出されたガスは、前記第２ウィンドウパージ１８０のボディ１８１に詰まって、傾斜した突出部１３６とボディ１８１との間の所定の間隔に分岐した後噴射されて、均一かつ密なエアカーテンを形成することができる。

【0090】

このような第３実施例の構造により、ガラス１１１の下側に均一かつ密なエアカーテンを形成することで、より効果的にガラス１１１の下面における汚染を防止することができる。

【0091】

（付記）
（付記１）
インゴットの成長工程が行われる空間を提供するチャンバーの内部を観察するためのビューポートであって、
前記チャンバーの一側に配置され、前記チャンバーの内部と連結されたホールを有するボディ部と、
前記ボディ部のホールに挿入されて前記チャンバーの封止状態を維持し、前記チャンバーの内部の光を透過するウィンドウと、
前記ウィンドウに向けてガスを噴射するウィンドウパージと、
を含むことを特徴とする、インゴットの成長工程を観察するためのビューポート。

【0092】

（付記２）
前記ボディ部の上側には前記ウィンドウパージがフランジで結合されることを特徴とする、付記１に記載のインゴットの成長工程を観察するためのビューポート。

【0093】

（付記３）
前記ウィンドウパージの上側には前記ウィンドウがフランジで結合されることを特徴とする、付記２に記載のインゴットの成長工程を観察するためのビューポート。

【0094】

（付記４）
前記ウィンドウパージは、前記ボディ部の上側に結合され、前記ボディ部のホールと連結されたパージホールが備えられているパージボディと、前記パージボディの一側からガスを噴射してエアカーテンを形成するガス噴射部とを含むことを特徴とする、付記２に記載のインゴットの成長工程を観察するためのビューポート。

【0095】

（付記５）
前記ガス噴射部は、ガスの噴射方向を調節できるガスノズルを含むことを特徴とする、付記４に記載のインゴットの成長工程を観察するためのビューポート。

【0096】

（付記６）
前記パージボディには、前記ガス噴射部から供給されたガスの移動通路となるガス案内部が設けられ、前記ガス案内部とパージボディとの間には、前記移動したガスを噴射するガス噴出口が設けられていることを特徴とする、付記４に記載のインゴットの成長工程を観察するためのビューポート。

【0097】

（付記７）
前記ガス噴出口は、複数個で設けられることを特徴とする、付記６に記載のインゴットの成長工程を観察するためのビューポート。

【0098】

（付記８）
前記ガス噴出口は、広い面積にガスを噴射できるように横方向に延長された形状を有することを特徴とする、付記６に記載のインゴットの成長工程を観察するためのビューポート。

【0099】

（付記９）
前記ウィンドウパージには、前記噴射されたガスを分岐する傾斜した突出部がさらに備えられていることを特徴とする、付記１に記載のインゴットの成長工程を観察するためのビューポート。

【0100】

（付記１０）
インゴットの成長工程が行われる空間を提供し、密閉されたチャンバーと、
前記チャンバーの内部に配置され、シリコンメルトを収容する石英るつぼと、
前記シリコンメルトにシードを浸漬し、回転し及び引き上げて前記インゴットを成長させる引き上げ手段と、
前記チャンバーの一側に設置されて、前記チャンバーの内部の工程状況を観察できるように内部の光を透過するビューポートと、を含み、
前記ビューポートは、前記チャンバーの一側に配置され、前記チャンバーの内部と連結されたホールが備えられているボディ部と、前記ボディ部のホールに挿入されて前記チャンバーの封止状態を維持し、チャンバーの内部の光を透過するウィンドウと、前記ウィンドウに向けてガスを噴射するウィンドウパージと、を含むことを特徴とする、インゴット成長装置。

【0101】

（付記１１）
前記ビューポートを介して前記インゴットの成長工程の状況を測定するセンサ部をさらに含むことを特徴とする、付記１０に記載のインゴット成長装置。

【0102】

（付記１２）
前記センサ部は、前記シリコンメルトから成長するインゴットの直径を測定する直径測定センサ部であることを特徴とする、付記１１に記載のインゴット成長装置。

【0103】

（付記１３）
前記ウィンドウパージにガスを供給するガス供給部と、前記ガス供給部と前記ウィンドウパージを連結するガスラインとをさらに含むことを特徴とする、付記１０に記載のインゴット成長装置。

【0104】

（付記１４）
前記シリコンメルトには、アンチモン（Ｓｂ）がドーパントとして含有されていることを特徴とする、付記１０に記載のインゴット成長装置。

【0105】

（付記１５）
前記ガス供給部と連結されて、前記インゴットの成長工程に応じてガス注入圧力を調節する制御部をさらに含むことを特徴とする、付記１３に記載のインゴット成長装置。

【0106】

（付記１６）
インゴットの成長工程が行われる空間を提供するチャンバーの内部を観察するためのビューポートであって、
前記チャンバーの密閉状態を維持しながら前記チャンバーの内部を観察できるウィンドウと、前記ウィンドウに向けてガスを噴射してウィンドウの汚染を防止するウィンドウパージと、を含むことを特徴とする、インゴットの成長工程を観察するためのビューポート。

【産業上の利用可能性】

【0107】

本発明は、ウェハの生産のためのインゴット成長装置と、これに使用されるビューポートに関するものであるため、産業上の利用可能性がある。

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】