KR100331552B1 - Czochralski Pullers and Pulling Methods for Manufacturing Monocrystalline Silicon Ingots by Controlling Temperature Gradients at the Center and Edge of an Ingot-Melt Interface - Google Patents
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Abstract
본 발명은 잉곳축에서 온도구배가 2.5 °K/mm 보다 크고, 또한 잉곳의 원통형 가장자리로부터 확산거리에서의 온도구배와 동일하거나 그 이상의 온도구배를 잉곳-용융물 경계에서 얻을 수 있도록 하기 위한 초크랄스키 풀러의 요소들의 개량에 의하여 베이컨시 집괴 및 인터스티셜 집괴들이 없는 무결함 단결정 실리콘 잉곳을 제조하기 위한 초크랄스키 풀러를 개량한다. 잉곳축에서 온도구배가 2.5°K/mm 보다 크고, 또한 잉곳의 원통형 가장자리로부터 확산거리에서의 온도구배와 동일하거나 그 이상의 온도구배를 잉곳-용융물 경계에서 얻을 수 있도록 하는 것에 의하여, 편평하거나 또는 실리콘 용융물에 대하여 볼록한 잉곳-용융물 경계를 얻을 수 있다. 이렇게 인상된 잉곳은 절단되어 점 결함들은 포함할 수 있으나, 베이컨시 집괴들 및 인터스티셜 집괴들이 없는 다수의 무결함 웨이퍼로 된다.The present invention provides a Czochralski for obtaining a temperature gradient greater than 2.5 ° K / mm in the ingot axis, and at the ingot-melt boundary a temperature gradient equal to or greater than the temperature gradient at the diffusion distance from the cylindrical edge of the ingot. Improvements in the elements of the fuller improve the Czochralski puller for the production of defect-free single crystal silicon ingots free of baconic and interstitial agglomerates. The temperature gradient in the ingot axis is greater than 2.5 ° K / mm, and by allowing a temperature gradient equal to or greater than the temperature gradient at the diffusion distance from the cylindrical edge of the ingot to be obtained at the ingot-melt boundary, flat or silicon Convex ingot-melt boundaries can be obtained for the melt. This raised ingot can be cut to include point defects, but result in a large number of defect free wafers without vacancy agglomerates and interstitial agglomerates.
Description
본 발명은 미소전자(microelectronic)소자 제조방법 및 장치로서의 초크랄스키 풀러에 관한 것이며, 보다 상세하게는 잉곳-용융물 경계의 중앙 및 가장자리에서의 온도구배의 조절에 의한 단결정 실리콘 잉곳의 제조를 위한 초크랄스키 풀러 상기 초크랄스키 풀러용 열차단체 및 상기 초크랄스키 풀러의 개량방법에 관한 것이다.TECHNICAL FIELD The present invention relates to a Czochralski puller as a method and apparatus for manufacturing a microelectronic device, and more particularly to a choke for the production of a single crystal silicon ingot by controlling the temperature gradient at the center and the edge of the ingot-melt boundary. Ralski Puller The present invention relates to a train group for the Czochralski puller and a method for improving the Czochralski puller.
집적회로는 소비자에게 광범위하게 사용되고 있으며 상업적으로도 널리 사용되고 있다. 집적회로는 일반적으로 단결정으로부터 제조된다. 집적회로의 집적밀도가 계속적으로 증가됨에 따라 집적회로를 위한 고품질의 단결정 반도체물질을 제공하는 것이 점점 중요하게 된다. 집적회로는 전형적으로 대형 단결정 실리콘 잉곳의 제조, 웨이퍼로의 잉곳 슬라이싱, 웨이퍼상에서의 수많은 미소전자소자 제조공정의 수행 및 패키지화된 개별 집적회로로의 웨이퍼의 절단에 의하여 제조된다. 실리콘 잉곳의 순도 및 결정화도는 그로부터 제조되는 최종 집적회로장치의 성능에 큰 영향을 끼치기 때문에 결함의 수가 감소된 잉곳 및 웨이퍼의 제조를 위한 노력들이 증가되어 왔다.Integrated circuits are widely used by consumers and widely used commercially. Integrated circuits are generally manufactured from single crystals. As the integration density of integrated circuits continues to increase, it becomes increasingly important to provide high quality single crystal semiconductor materials for integrated circuits. Integrated circuits are typically fabricated by fabrication of large single crystal silicon ingots, ingot slicing onto a wafer, performing numerous microelectronic manufacturing processes on the wafer, and cutting the wafer into packaged discrete integrated circuits. Since the purity and crystallinity of silicon ingots have a significant impact on the performance of the final integrated circuit device manufactured therefrom, efforts have been made to manufacture ingots and wafers with a reduced number of defects.
종래의 단결정 실리콘 잉곳을 제조하는 일반적인 방법을 지금부터 설명한다. 이러한 방법의 개략은 울프와 타우버씨에 의하여 1986년 작성된 텍스트북 'Silicon Processing for the VLSI Era, Volume 1, Process Technology '의 1장, 페이지 1-35에 나타나 있으며, 그 상세한 설명을 여기에서 참조한다. 단결정 실리콘의 제조에서 전자급(electronic grade) 다결정은 단결정 실리콘 잉곳으로 전환된다. 쿼차이트와 같은 다결정 실리콘은 전자급 다결정 실리콘으로 정제된다. 정제된 상기 전자급 다결정 실리콘은 초크랄스키(CZ)법 또는 플롯존(FZ)기술을 사용하여 단결정 잉곳으로 성장된다. 본 발명은 CZ 기술을 사용하여 실리콘 잉곳을 제조하는 것과 관련되며, 이하 이 기술에 대하여 살펴본다.A general method of manufacturing a conventional single crystal silicon ingot is now described. An overview of this method is shown in Chapter 1, pages 1-35 of the textbook 'Silicon Processing for the VLSI Era, Volume 1, Process Technology', written in 1986 by Wolf and Tauber, and a detailed description can be found here. do. In the production of single crystal silicon, electronic grade polycrystals are converted to single crystal silicon ingots. Polycrystalline silicon, such as quartz, is refined to electronic grade polycrystalline silicon. Purified electron grade polycrystalline silicon is grown into single crystal ingot using Czochralski (CZ) method or Plotzone (FZ) technique. The present invention relates to the fabrication of silicon ingots using the CZ technique, which is discussed below.
초크랄스키 성장은 경계에서 액상으로부터 원자의 결정성 고상화와 관련있다. 구체적으로, 도가니에 전자급 다결정 실리콘이 충진되고, 이 용융물은 용융된다. 정확한 방향허용치를 갖는 실리콘 시드결정이 상기 실리콘 용융물내로 하향한다. 이어서 시드결정이 축방향으로 제어된 속도로 들어올려진다. 상기 시드결정과 도가니는 일반적으로 인상과정 동안에 서로반대방향으로 회전한다.Czochralski growth is associated with the crystalline solidification of atoms from the liquid phase at the boundary. Specifically, the crucible is filled with electronic polycrystalline silicon, and the melt is melted. Silicon seed crystals with the correct directional tolerance descend into the silicon melt. The seed crystals are then lifted at an axially controlled speed. The seed crystals and crucibles generally rotate in opposite directions during the pulling process.
초기인상속도는 일반적으로 상대적으로 빠르기 때문에 실리콘의 좁은 네크가 형성된다. 이어서, 용융온도가 감소 및 안정화되어짐에 따라 원하는 잉곳 직경이 형성된다. 이러한 직경은 일반적으로 인상속도를 제어함으로써 유지된다. 인상은 용융물이 거의 소진될 때까지 계속되며, 이 때 테일(tail)이 형성된다.The initial lift rate is generally relatively fast, so a narrow neck of silicon is formed. The desired ingot diameter is then formed as the melting temperature is reduced and stabilized. This diameter is generally maintained by controlling the pulling speed. The pulling continues until the melt is almost exhausted, at which point a tail is formed.
도1은 초크랄스키 풀러의 개략도이다. 도1에 도시된 바와 같이, 초크랄스키 풀러(100)는 로(furnace), 결정 인상메카니즘, 환경제어기 및 컴퓨터화된 제어시스템을 포함한다. 상기 초크랄스키 로는 일반적으로 핫존 로(hot zone furnace)로 불린다. 상기 핫존 로는 히터(104), 쿼츠로 만들어진 도가니(106), 흑연으로 만들어진 서셉터(succeptor)(108) 및 도시된 바와 같이 제 1 방향(112)으로 회전하는 회전축(110)을 포함한다.1 is a schematic diagram of Czochralski Fuller. As shown in FIG. 1, Czochralski Fuller 100 includes a furnace, a crystal pulling mechanism, an environmental controller, and a computerized control system. The Czochralski furnace is commonly referred to as a hot zone furnace. The hot zone furnace includes a heater 104, a crucible 106 made of quartz, a susceptor 108 made of graphite, and a rotating shaft 110 that rotates in the first direction 112 as shown.
냉각재킷(cooling jacket) 또는 냉각포트(cooling port)(132)가 수냉(water cooling)과 같은 외부 냉각수단에 의하여 냉각된다. 열차단체(114)가 부가적인 열분포를 제공할 수 있다. 가열팩(heat pack)(102)이 열흡수물질(116)로 충진되어 부가적인 열분포를 제공한다.Cooling jacket or cooling port 132 is cooled by external cooling means such as water cooling. Train group 114 may provide additional heat distribution. Heat pack 102 is filled with heat absorbing material 116 to provide additional heat distribution.
상기 결정 인상메카니즘은 도시된 바와 같이 제 1 방향(112)에 반대되는 제 2 방향(122)으로 회전할 수 있는 결정인상축(120)을 포함한다. 상기 결정인상축(120)은 그 단부에 결정홀더(seed holder)(120a)를 포함한다. 상기 결정홀더(120a)는 시드결정(124)을 잡고 있으며, 도가니(106) 내의용융물(126)로부터 인상되어져 잉곳(128)을 형성한다.The crystal pulling mechanism includes a crystal pulling shaft 120 that can rotate in a second direction 122 opposite to the first direction 112 as shown. The crystal raising shaft 120 includes a seed holder 120a at an end thereof. The crystal holder 120a holds the seed crystal 124 and is pulled from the melt 126 in the crucible 106 to form the ingot 128.
상기 환경 제어시스템은 챔버밀봉체(130), 냉각재킷(132) 및 도시되지 않은 다른 유동 제어기 및 진공 배기시스템을 포함한다. 컴퓨터화된 제어시스템은 상기 히터, 풀러 및 다른 전기적, 기계적 요소들을 제어하기 위해 사용될 수 있다.The environmental control system includes a chamber seal 130, a cooling jacket 132 and other flow controllers and vacuum exhaust systems not shown. Computerized control systems can be used to control the heaters, pullers and other electrical and mechanical elements.
단결정 실리콘 잉곳을 성장시키기 위하여, 상기 시드결정(124)은 실리콘 용융물(126)과 접촉하며, 점차적으로 축방향(상측)으로 인상된다. 단결정 실리콘으로의 상기 실리콘 용융물(126)의 냉각 및 고상화는 잉곳(128)과 용융물(126) 사이의 경계(134)에서 일어난다. 도1에 나타낸 바와 같이, 상기 경계(134)는 상기 용융물(126)에 대하여 오목하다.To grow a single crystal silicon ingot, the seed crystal 124 is in contact with the silicon melt 126 and is gradually pulled in the axial direction (top). Cooling and solidification of the silicon melt 126 to single crystal silicon occurs at the boundary 134 between the ingot 128 and the melt 126. As shown in FIG. 1, the boundary 134 is concave with respect to the melt 126.
실제의 실리콘 잉곳은 불완전함 또는 결함을 포함하기 때문에 이상적인 단결정 잉곳과는 다르다. 이러한 결함들은 집적회로장치를 제조하는 데 바람직하지 않다. 이러한 결함들은 일반적으로 점결함(point defect) 또는 집괴(agglomerates : 3차원 결함)로 분류된다. 점결함은 베이컨시 점결함과 인터스티셜 점결함이라는 두 개의 일반적인 형태가 있다. 베이컨시 점결함에서는 하나의 실리콘 원자가 실리콘 결정격자내에서의 정상적인 위치의 하나로부터 이탈된 것이다. 이러한 베이컨시가 베이컨시 점결함으로 된다. 한편, 원자가 실리콘 결정의 비격자 지점(인터스티셜 사이트)에서 발견되면 이는 인터스티셜 점결함이 된다.Actual silicon ingots differ from ideal single crystal ingots because they contain imperfections or defects. These defects are undesirable for manufacturing integrated circuit devices. These defects are generally classified as point defects or agglomerates (three-dimensional defects). There are two general types of caustics: bacon-sea and interstitial. In bacon point defects, one silicon atom is released from one of its normal positions in the silicon crystal lattice. Such baconcies are caused by baconsea caking. On the other hand, if atoms are found at non-lattice points (interstitial sites) of silicon crystals, they become interstitial point defects.
점결함은 일반적으로 상기 실리콘 용융물(126)과 고상 실리콘인 잉곳(128)사이의 경계(134)에서 형성된다. 그러나, 잉곳(128)이 계속적으로 인상됨에 따라 경계이었던 부분은 냉각되기 시작한다. 냉각 동안, 베이컨시 점결함들과 인터스티셜 점결함들의 확산이 결함들을 서로 합병하여 베이컨시 집괴들 또는 인터스티셜 집괴들을 형성한다. 집괴들은 점결함들의 합병에 기인하여 발생하는 3차원 구조이다. 인터스티셜 집괴는 디스로케이션 결함 또는 디-디펙트(D-defect)라고 불리기도 한다. 집괴들은 때로는 이러한 결함들을 검출하기 위해 사용되는 기술에 따라 명명되기도 한다. 따라서, 베이컨시 집괴는 때때로 COP(Crystal Originated Particles), LST(Laser Scattering Tomography)결함, 또는 FPD(Flow Pattern Defects)라고 불리기도 한다. 인터스티셜 집괴는 또한 L/D(Large/Dislocation) 집괴로도 알려져 있다. 단결정 실리콘에서의 결함에 대한 논의는 울프 및 타우버씨에 의한 전술한 텍스트북의 2장에 제공되어 있으며, 그 상세한 설명을 여기에 참조한다.Point defects are generally formed at the boundary 134 between the silicon melt 126 and the ingot 128 which is solid silicon. However, as the ingot 128 is continually pulled up, the portion that was the boundary begins to cool. During cooling, the spread of bacony defects and interstitial defects merge with the defects to form bacony aggregates or interstitial aggregates. Aggregates are three-dimensional structures that arise due to the merging of point defects. Interstitial agglomerates are also called dislocation defects or D-defects. Aggregates are sometimes named according to the technique used to detect these defects. Thus, bacon agglomerates are sometimes referred to as Crystal Originated Particles (COP), Laser Scattering Tomography (LST) defects, or Flow Pattern Defects (FPD). Interstitial agglomerates are also known as large / dislocation (L / D) agglomerates. A discussion of defects in single crystal silicon is provided in Chapter 2 of the aforementioned textbook by Wolf and Tauber, see details here.
많은 변수(parameter)들이 결함의 숫자가 적은 고순도 잉곳을 성장시키기 위해 제어될 필요가 있다는 것은 잘 알려진 사실이다. 예를 들어, 시드결정의 인상속도 및 핫존 구조에서 온도구배를 제어하는 것이 잘 알려져 있다. 보론코브의 이론에서 V 대 G 의 비(V/G로 언급됨)가 잉곳에서 점결함 농도를 결정하는 것임을 알 수 있으며, 여기에서 V 는 잉곳의 인상속도이며, G 는 잉곳-용융물 경계의 온도구배이다. 보론코브의 이론은 보론코브씨가 저술한 'The Mechanism of Swirl Defects Formation in Silicon'[Journal of Crystal Growth, Vol.59, 1982, pp.625-643]에 상세히 기술되어 있다.It is well known that many parameters need to be controlled to grow high purity ingots with a low number of defects. For example, it is well known to control the temperature gradient in the pulling rate and hot zone structure of seed crystals. Boron Cove's theory shows that the ratio of V to G (referred to as V / G) determines the concentration of point defects in the ingot, where V is the pulling rate of the ingot and G is the temperature gradient at the ingot-melt boundary. to be. Boron Cove's theory is described in detail in Boron Cove's The Mechanism of Swirl Defects Formation in Silicon (Journal of Crystal Growth, Vol. 59, 1982, pp. 625-643).
보론코브 이론의 적용은 1996년 11월 25일부터 29일 사이에 열린 실리콘물질에 대한 향상된 과학기술에 관한 제 2 차 국제 심포지움(Second International Symposium on Advanced Science and Technology of Silicon Material)에서 본 출원의 발명자가 발표한 논문 'Effect of Crystal Defects on Device Characteristics'의 페이지 519에 나타나 있다. 본 출원에서 도2로 재도시된, 논문의 도15에서, V/G 의 함수로써 베이컨시 및 인터스티셜 농도를 도식적으로 표현하였다. 보론코브의 이론은 웨이퍼에서 베이컨시/인터스티셜 혼합의 발생이 V/G에 의해 결정되는 것을 보여준다. 보다 구체적으로는, V/G비가 임계점 이상에서는 베이컨시-풍부 잉곳이 형성되는 반면에, V/G 비가 임계점 이하에서는 인터스티셜-풍부 잉곳이 형성된다.The application of the Boron Cove theory is the inventor of the present application at the Second International Symposium on Advanced Science and Technology of Silicon Material on November 25-29, 1996. It is presented on page 519 of the paper, Effect of Crystal Defects on Device Characteristics. In Figure 15 of the paper, which is shown again in FIG. Boron Cove's theory shows that the occurrence of vacancy / interstitial mixing in the wafer is determined by V / G. More specifically, vacancy-rich ingots are formed when the V / G ratio is above the threshold, while interstitial-rich ingots are formed when the V / G ratio is below the threshold.
물리학자, 재료과학자 및 다른 많은 사람들에 의한 수많은 이론적인 연구나, 초크랄스키 풀러 제작자들에 의한 많은 경험적 연구에도 불구하고 단결정 실리콘 웨이퍼에서 결함밀도를 줄이기 위한 필요성은 계속되고 있다.Despite numerous theoretical studies by physicists, material scientists and many others, and many empirical studies by Czochralski Fuller manufacturers, the need to reduce defect density in single crystal silicon wafers continues.
본 발명은 잉곳축에서의 온도구배가 2.5°K/mm 보다 크고, 또한 잉곳의 원통형 가장자리로부터 확산거리에서의 온도구배와 동일하거나 그 이상의 온도구배를 잉곳-용융물 경계에서 얻을 수 있도록 하기 위한 초크랄스키 풀러의 요소들의 개량에 의하여 베이컨시 집괴 및 인터스티셜 집괴들이 없는 무결함 단결정 실리콘 잉곳을 제조하기 위한 초크랄스키 풀러의 개량방법 및 개량된 초크랄스키 풀러를 제공하는 것을 목적으로 한다. 잉곳축에서의 온도구배가 2.5°K/mm 보다 크고, 또한 잉곳의 원통형 가장자리로부터 확산거리에서의 온도구배와 동일하거나 그 이상의 온도구배를 잉곳-용융물 경계에서 얻을 수 있도록 하는 것에 의하여, 편평하거나 또는 실리콘 용융물에 대하여 볼록한 잉곳-용융물 경계를 얻을 수 있다. 이렇게 인상된 잉곳은 절단되어 점결함들은 포함할 수 있으나, 베이컨시 집괴들 및 인터스티셜 집괴들이 없는 다수의 무결함 웨이퍼로 된다.The present invention is a choral to ensure that the temperature gradient in the ingot axis is greater than 2.5 ° K / mm and that a temperature gradient equal to or greater than the temperature gradient at the diffusion distance from the cylindrical edge of the ingot can be obtained at the ingot-melt boundary. It is an object of the present invention to provide a method of improving the Czochralski puller and an improved Czochralski puller for producing a defect-free single crystal silicon ingot free from baconsea agglomerates and interstitial agglomerates by improving the elements of the ski puller. The temperature gradient in the ingot axis is greater than 2.5 ° K / mm, and by allowing a temperature gradient equal to or greater than the temperature gradient at the diffusion distance from the cylindrical edge of the ingot to be obtained at the ingot-melt boundary, or Convex ingot-melt boundaries can be obtained for the silicon melt. This raised ingot can be cut to include point defects, but result in a large number of defect free wafers without vacancy agglomerates and interstitial agglomerates.
본 발명에 따른 초크랄스키 풀러는 밀봉체 및 실리콘 용융물을 보유하는 상기 밀봉체 내의 도가니를 포함한다. 결정홀더가 상기 밀봉체 내에서 상기 도가니에 인접하게 배치된다. 히터가 상기 밀봉체 내에서 상기 도가니를 둘러싸도록 배치된다. 가열팩이 상기 밀봉체 내에서 상기 히터를 둘러싸도록 배치된다. 열차단체가 상기 도가니와 상기 결정홀더 사이에 배치되고, 냉각재킷이 상기 열차단체와 상기 결정홀더 사이에 배치된다. 상기 결정홀더를 상기 도가니로부터 인상하는 인상수단이 제공되어 그에 의하여 단결정 실리콘 잉곳을 상기 실리콘 용융물로부터 인상토록 한다. 상기 단결정 실리콘 잉곳은 축과 원통형의 가장자리를 갖는다. 상기 실리콘 용융물 및 상기 잉곳은 그들 사이의 잉곳-용융물 경계에 의하여 구분된다.The Czochralski puller according to the present invention comprises a crucible in the seal holding the seal and the silicon melt. A crystal holder is disposed adjacent to the crucible in the seal. A heater is arranged to surround the crucible in the seal. A heat pack is arranged to surround the heater in the seal. A train group is disposed between the crucible and the crystal holder, and a cooling jacket is disposed between the train group and the crystal holder. A pulling means for pulling the crystal holder from the crucible is provided to thereby pull the single crystal silicon ingot from the silicon melt. The single crystal silicon ingot has an axis and a cylindrical edge. The silicon melt and the ingot are separated by an ingot-melt boundary between them.
본 발명의 목적은, 내부열차단하우징벽(inner heat shield housing wall), 외부열차단하우징벽(outer heat shield housing wall), 경사진 열차단하우징바닥(oblique heat shield housing floor) 및 상기 내부열차단하우징벽과 외부열차단하우징벽들 사이에서 연장된 열차단하우징덮개(heat shield housing roof)를 포함하는 링형 열차단하우징(ring-shaped heat shield housing)을 포함하는 초크랄스키 풀러용 열차단체를 제공하는 것이다. 상기 열차단하우징은 그 내부에 절연물질을 포함한다. 지지부재가 초크랄스키 풀러내의 도가니내에서 상기 열차단하우징을 지지하도록 배치된다. 상기 내부열차단하우징벽과 외부열차단하우징벽들은 바람직하게는 수직의 내부열차단벽과 외부열차단벽들이 될 수 있으며, 또한 상기 열차단하우징덮개는 바람직하게는 경사진 열차단하우징덮개가 될 수 있다.An object of the present invention is an inner heat shield housing wall, an outer heat shield housing wall, an oblique heat shield housing floor, and the inner heat shield housing wall. And a ring-shaped heat shield housing comprising a heat shield housing roof extending between the outer and outer heat shield housing walls. . The thermal barrier housing includes an insulating material therein. A support member is arranged to support the thermal barrier housing in a crucible in the Czochralski puller. The inner heat shield housing wall and the outer heat shield housing walls may preferably be vertical inner heat shield walls and outer heat shield walls, and the heat shield housing cover may be preferably an inclined heat shield housing cover.
하나의 실시예에서, 상기 지지부재는 상기 링형 열차단하우징까지 연장되는 적어도 하나의 지지아암(support arm)을 포함한다. 상기 적어도 하나의 지지아암은 중공의 형태가 될 수 있으며, 또한 그 내부에 절연물질을 포함할 수 있다. 다른 하나의 실시예에서, 상기 지지부재는 링형 지지부재가 될 수 있다. 상기 링형 지지부재는 그들 사이에 절연물질을 포함하는 내부지지부재벽과 외부지지부재벽들을 포함할 수 있다. 상기 링형 지지부재는 또한 그 내부에 적어도 하나의 창을 포함할 수 있다. 상기 링형 지지부재는 경사질 수 있다.In one embodiment, the support member includes at least one support arm that extends to the ring thermal barrier housing. The at least one support arm may be hollow, and may include an insulating material therein. In another embodiment, the support member may be a ring-shaped support member. The ring-shaped support member may include an inner support member wall and an outer support member wall including an insulating material therebetween. The ring-shaped support member may also include at least one window therein. The ring support member may be inclined.
본 발명에 따르면, 상기 열차단체의 위치, 상기 열차단체의 배열, 상기 히터의 위치, 상기 냉각재킷의 배열, 상기 도가니의 위치, 상기 가열팩의 배열 및 상기 히터에 적용되는 전력의 적어도 하나가 잉곳축에서의 온도구배가 2.5°K/mm 보다 크고, 또한 잉곳의 원통형 가장자리로부터 확산거리에서의 온도구배와 동일하거나 그 이상의 온도구배를 잉곳-용융물 경계에서 얻을 수 있도록 선택된다. 본 발명의 다른 관점에 따르면, 상기 열차단체의 위치, 상기 열차단체의 배열, 상기 히터의 위치, 상기 냉각재킷의 배열, 상기 도가니의 위치, 상기 가열팩의 배열 및 상기 히터에 적용되는 전력의 적어도 하나가 편평하거나 또는 실리콘 용융물에 대하여 볼록한 잉곳-용융물 경계를 얻을 수 있도록 선택된다.According to the present invention, at least one of the position of the train unit, the arrangement of the train unit, the position of the heater, the arrangement of the cooling jacket, the position of the crucible, the arrangement of the heating pack, and the power applied to the heater are ingots. The temperature gradient on the axis is greater than 2.5 ° K / mm and is selected such that a temperature gradient equal to or greater than the temperature gradient at the diffusion distance from the cylindrical edge of the ingot can be obtained at the ingot-melt boundary. According to another aspect of the invention, at least the position of the train unit, the arrangement of the train unit, the position of the heater, the arrangement of the cooling jacket, the position of the crucible, the arrangement of the heating pack and the power applied to the heater One is chosen to obtain ingot-melt boundaries that are flat or convex to the silicon melt.
상기 기술한 변수(parameter)들 각각은 개별적으로 변경될 수 있다. 예를 들면, 상기 도가니는 도가니 상단과 도가니 바닥을 포함하며, 또한, 상기 열차단체는 열차단 상단과 열차단 바닥을 포함한다. 상기 열차단체의 위치는 바람직하게는 상기 열차단 바닥과 상기 도가니 상단 사이에서의 거리를 변화시키는 것에 의하여 선택될 수 있다.Each of the parameters described above can be changed individually. For example, the crucible includes a crucible top and a crucible bottom, and the train group also includes a heat cut top and a heat cut bottom. The location of the train group may preferably be selected by varying the distance between the thermal barrier floor and the top of the crucible.
상기 열차단체의 배열은 상기 열차단 바닥에 열차단덮개를 제공하는 것에 의하여 선택될 수 있다. 상기 열차단덮개는 바람직하게는 상기 도가니 내에서 내부열차단하우징벽, 외부열차단하우징벽, 경사진 열차단하우징바닥 및 상기 내부열차단하우징벽과 외부열차단하우징벽 사이에서 연장되는 열차단하우징덮개를 포함하는 링형 열차단하우징을 포함한다. 상기 열차단하우징은 바람직하게는 그 내부에 절연물질을 포함한다. 상기 경사진 열차단하우징은 수평으로부터 일정한 각으로 한정되며, 또한 상기 열차단체의 배열은 바람직하게는 이 각에 의하여 선택된다.The arrangement of the train group may be selected by providing a heat shield cover on the heat shield floor. Preferably, the heat shield cover has a heat shield housing cover extending between the inner heat shield housing wall, the outer heat shield housing wall, the inclined heat shield housing floor, and the inner heat shield housing wall and the outer heat shield housing wall in the crucible. It includes a ring-type thermal barrier housing. The thermal barrier housing preferably comprises an insulating material therein. The inclined thermal cut-off housing is defined at a constant angle from horizontal, and the arrangement of the train groups is preferably selected by this angle.
상기 경사진 열차단바닥은 수평과의 사이에 제 1 각을 형성하며, 상기 경사진 열차단하우징덮개는 수평과의 사이에 제 2 각을 형성한다. 상기 내벽의 길이, 상기 제 1 각 및 상기 제 2 각의 적어도 하나는 바람직하게는 상기 축에서의 상기 잉곳-용융물 경계에서의 온도구배가 상기 원통형의 가장자리로부터의 확산거리에서의 온도구배와 동일하거나 그 이상으로 형성되도록 결정되도록 선택된다.The inclined thermal barrier floor forms a first angle between the horizontal and the inclined thermal barrier housing cover, and the inclined thermal barrier housing forms a second angle between the horizontal and the horizontal. At least one of the length of the inner wall, the first angle and the second angle preferably has a temperature gradient at the ingot-melt boundary at the axis equal to a temperature gradient at the diffusion distance from the cylindrical edge. It is chosen to be determined to form more.
상기 히터는 또한 히터 상단과 히터 바닥을 포함하며, 상기 히터의 위치는 바람직하게는 상기 도가니 상단과 상기 히터 상단 사이의 거리를 변화시키는 것에 의하여 선택된다. 상기 히터의 위치 및 상기 도가니의 위치는 또한 상기 밀봉체에 대하여 수직으로 동시적으로 변할 수 있다.The heater also includes a heater top and a heater bottom, the location of the heater being preferably selected by varying the distance between the crucible top and the heater top. The position of the heater and the position of the crucible can also vary simultaneously simultaneously perpendicular to the seal.
상기 냉각재킷 또한 냉각재킷 상단과 냉각재킷 바닥을 포함하며, 상기 냉각재킷의 위치는 바람직하게는 상기 도가니 상단과 상기 냉각재킷 바닥 사이의 거리를 변화시키는 것에 의하여 선택될 수 있다. 상기 가열팩은 상부가열팩하우징과 하부가열팩하우징을 포함하며, 이들 각각은 열흡수물질로 채워진다. 상기 가열팩의 배열은 바람직하게는 상기 상부가열팩하우징으로부터 상기 열흡수물질의 적어도 일부를 제거하는 것에 의하여 선택된다.The cooling jacket also includes a cooling jacket top and a cooling jacket bottom, the location of the cooling jacket preferably being selected by varying the distance between the top of the crucible and the bottom of the cooling jacket. The heating pack includes an upper heating pack housing and a lower heating pack housing, each of which is filled with a heat absorbing material. The arrangement of the heat packs is preferably selected by removing at least some of the heat absorbing material from the upper heat pack housing.
상기 상부가열팩하우징은 적어도 부분적으로는 상기 열흡수물질로 충진되지 않는다. 바람직하게는 상기 열흡수물질의 전부가 상기 상부가열팩하우징으로부터 제거되어 상기 상부가열팩하우징이 상기 열흡수물질이 제거된 상태가 되도록 한다.The upper heating pack housing is not at least partially filled with the heat absorbing material. Preferably all of the heat absorbing material is removed from the upper heat pack housing such that the upper heat pack housing is in a state where the heat absorbing material is removed.
상기 열차단지지부재는 바람직하게는 상기 상부가열팩하우징에 부착되어 상기 도가니내에서 상기 링형 열차단하우징을 지지한다.The thermal barrier support member is preferably attached to the upper heating pack housing to support the ring thermal barrier housing in the crucible.
상기 언급한 변수들은 바람직하게는 잉곳축에서의 온도구배가 2.5°K/mm 보다 크고, 또한 잉곳의 원통형 가장자리로부터 확산거리에서의 온도구배와 동일하거나 그 이상의 온도구배를 잉곳-용융물 경계에서 얻을 수 있도록 함께 변할 수 있다. 특히, 상기 열차단체의 위치, 상기 열차단체의 배열 및 상기 히터의 위치의 적어도 하나가 상기 축에서의 상기 잉곳-용융물 경계에서의 온도구배가 상기 원통형의 가장자리로부터의 확산거리에서의 온도구배와 동일하거나 그 이상으로 형성되도록 선택된다. 계속해서, 상기 냉각재킷의 배열, 상기 도가니의 위치 및 상기 가열팩의 배열의 적어도 하나가 상기 축에서의 상기 잉곳-용융물 경계에서의 온도구배가 2.5°K/mm 보다 크게 형성되도록 선택된다.The above-mentioned parameters are preferably such that the temperature gradient at the ingot axis is greater than 2.5 ° K / mm and a temperature gradient equal to or greater than the temperature gradient at the diffusion distance from the cylindrical edge of the ingot can be obtained at the ingot-melt boundary. Can change together. In particular, at least one of the position of the train piece, the arrangement of the train piece, and the position of the heater is equal to the temperature gradient at the diffusion distance from the edge of the cylinder at the ingot-melt boundary on the axis. Or more than one. Subsequently, at least one of the arrangement of the cooling jacket, the location of the crucible, and the arrangement of the heating pack is selected such that the temperature gradient at the ingot-melt boundary on the axis is greater than 2.5 ° K / mm.
특히, 상기 열차단체의 위치, 상기 열차단체의 배열 및 상기 히터의 위치는 모두 상기 축에서의 상기 잉곳-용융물 경계에서의 온도구배가 상기 원통형 가장자리에서의 온도구배 보다 크게 형성되도록 선택된다. 계속해서, 상기 냉각재킷의 배열, 상기 도가니의 위치, 상기 히터와 상기 도가니 두 개 모두의 위치 및 상기 가열팩의 배열은 모두 상기 축에서의 온도구배가 적어도 상기 원통형 가장자리에서의 온도구배와 동일하거나 그 이상으로 유지되는 한편으로 상기 잉곳-용융물 경계 축에서의 온도구배가 2.5°K/mm 보다 크게 형성되도록 선택된다. 그에 의하여 개량된 초크랄스키 풀러에서 무결함 실리콘 웨이퍼가 형성될 수 있다.In particular, the position of the train assembly, the arrangement of the train assembly and the position of the heater are all selected such that the temperature gradient at the ingot-melt boundary on the axis is greater than the temperature gradient at the cylindrical edge. Subsequently, the arrangement of the cooling jacket, the location of the crucible, the location of both the heater and the crucible, and the arrangement of the heating pack are all such that the temperature gradient on the axis is at least equal to the temperature gradient on the cylindrical edge. While maintained above, the temperature gradient at the ingot-melt boundary axis is chosen to be greater than 2.5 ° K / mm. Thereby a defect free silicon wafer can be formed in the improved Czochralski puller.
도1은 단결정 실리콘 잉곳을 성장시키기 위한 초크랄스키 풀러(puller)를 나타내는 개략도이다.1 is a schematic diagram showing a Czochralski puller for growing a single crystal silicon ingot.
도2는 보론코브(Voronkov) 이론을 도식화한 도면이다.2 is a schematic diagram of the Voronkov theory.
도3A 내지 도3E는 그 중앙에 베이컨시-풍부영역(vacancy-rich region)과, 상기 베이컨시-풍부영역과 웨이퍼 가장자리 사이의 무결함영역(pure region)을 갖는 웨이퍼의 제조를 개략적으로 나타낸 도면들이다.3A-3E schematically illustrate the fabrication of a wafer having a vacancy-rich region at its center and a pure region between the vacancy-rich region and the wafer edge; admit.
도4A 내지 도4E는 집괴(agglomerates)가 없는 웨이퍼의 제조를 개략적으로 나타낸 도면들이다.4A-4E schematically illustrate the fabrication of a wafer free of agglomerates.
도5는 본 발명에 따라 개량된 초크랄스키 풀러와 개량방법을 나타낸 도면이다.5 is a view showing the Czochralski puller and the improved method according to the present invention.
도6은 통상적인 방법에서의 거리의 함수로서의 반경온도구배와 본 발명에따른 거리의 함수로서의 반경온도구배 사이의 비교를 도식적으로 나타낸 도면이다.FIG. 6 is a diagram showing a comparison between a radial temperature gradient as a function of distance in a conventional method and a radial temperature gradient as a function of distance in accordance with the present invention.
도7은 본 발명에 따른 열차단 바닥과 도가니 상부 사이의 거리의 함수로서의 온도구배의 변화에서의 관찰된 경향을 도식적으로 나타낸 도면이다.7 is a diagrammatic representation of the observed tendency in the change of temperature gradient as a function of the distance between the thermal barrier bottom and the crucible top in accordance with the present invention.
도8은 본 발명에 따른 도가니 상부와 히터 상부 사이의 거리의 함수로서의 온도구배의 변화에서의 관찰된 경향을 도식적으로 나타낸 도면이다.8 is a diagram showing the observed tendency in the change of temperature gradient as a function of the distance between the top of the crucible and the top of the heater according to the invention.
도9는 본 발명에 따른 도가니와 밀봉체 사이의 거리의 함수로서의 온도구배의 변화에서의 관찰된 경향을 도식적으로 나타낸 도면이다.9 is a diagram showing the observed tendency in the change of temperature gradient as a function of the distance between the crucible and the seal according to the invention.
도10은 본 발명에 따른 도가니 상부와 냉각재킷 바닥 사이의 거리의 함수로서의 온도구배의 변화에서의 관찰된 경향을 도식적으로 나타낸 도면이다.FIG. 10 is a schematic representation of the observed trend in change in temperature gradient as a function of the distance between the top of the crucible and the bottom of the cooling jacket in accordance with the present invention.
도11은 본 발명에 따른 상부가열팩하우징으로부터 제거된 열흡수물질의 양의 함수로서의 온도구배의 변화에서의 관찰된 경향을 도식적으로 나타낸 도면이다.11 is a diagram showing the observed tendency in the change of temperature gradient as a function of the amount of heat absorbing material removed from the upper heating pack housing according to the present invention.
도12는 본 발명에 따른 조합에서의 변수들의 변화에 대한 단계들을 나타내는 흐름도이다.12 is a flow chart showing the steps for change of variables in the combination according to the present invention.
도13은 도5의 열차단체를 확대하여 도시한 도면이다.FIG. 13 is an enlarged view of the train group of FIG.
도14A 내지 도14D는 본 발명에 따른 열차단체의 실시예들의 부분절개 사시도이다.14A to 14D are partial cutaway perspective views of embodiments of a train group according to the present invention.
※도면의 주요부분에 대한 부호의 설명※ Explanation of symbols for main parts of drawing
100 : 초크랄스키 풀러 102 : 가열팩100: Czochralski Fuller 102: Heating Pack
104 : 히터 106 : 도가니104: heater 106: crucible
108 : 서셉터 110 : 회전축108: susceptor 110: rotation axis
112 : 제1방향 114 : 열차단체112: first direction 114: train group
116 : 열흡수물질 120 : 결정인상축116: heat absorbing material 120: crystal lift axis
120a : 결정홀더 122 : 제2방향120a: crystal holder 122: second direction
124 : 시드결정 126 : 용융물124: seed crystal 126: melt
128 : 잉곳 130 : 챔버밀봉체128: ingot 130: chamber sealing body
132 : 냉각재킷 134 : 경계132: cooling jacket 134: boundary
200 : 초크랄스키 풀러 202 : 가열팩하우징200: Czochralski Fuller 202: heating pack housing
202a : 상부가열팩하우징 202b : 하부가열팩하우징202a: Upper heating pack housing 202b: Lower heating pack housing
204 : 히터 206 : 도가니204: heater 206: crucible
208 : 서셉터 210 : 회전축208: susceptor 210: rotation axis
212 : 제1방향 214 : 열차단체212 first direction 214 train group
216 : 열흡수물질 220 : 결정인상축216: heat absorbing material 220: crystal raising axis
220a : 결정홀더 222 : 제2방향220a: crystal holder 222: second direction
424 : 시드결정 226 : 용융물424 seed crystal 226 melt
228 : 잉곳 230 : 챔버밀봉체228: ingot 230: chamber sealing body
232 : 냉각재킷 234 : 열차단덮개232: cooling jacket 234: heat shield cover
236 : 공기 238 : 경계236 air 238 boundary
1310 : 내부열차단하우징벽 1320 : 외부열차단하우징벽1310: Internal thermal blocking housing wall 1320: External thermal blocking housing wall
1330 : 열차단하우징바닥 1340 : 열차단하우징덮개1330: thermal insulation housing bottom 1340: thermal insulation housing cover
1350 : 지지부재 1360 : 절연물질1350: support member 1360: insulating material
1410 : 지지아암 1410' : 중공의 지지아암1410: support arm 1410 ': hollow support arm
1420 : 링형 지지부재 1420' : 중공의 링형 지지부재1420: ring support member 1420 ': hollow ring support member
1430 : 창 1440 : 중공의 링형 지지아암1430 window 1440 hollow ring support arm
1450 : 절연물질1450: insulating material
이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 나타내는 첨부한 도면을 참조하여 상세히 설명한다. 한편, 본 발명은 많은 다른 형태로 구현될 수 있으며, 이하에서 언급될 실시예들로 한정되는 것은 아니다.Hereinafter, with reference to the accompanying drawings showing a preferred embodiment of the present invention will be described in detail. On the other hand, the present invention can be implemented in many different forms, not limited to the embodiments to be described below.
< 개관 : 베이컨시-풍부 및 무결함 웨이퍼 ><Overview: Baconsea-rich and Defective Wafers>
도3A 내지 도3E를 참조하여, (1) 그 중앙에 형성되며, 베이컨시 집괴를 포함하는 베이컨시-풍부영역 및 (2) 상기 베이컨시-풍부영역과 상기 웨이퍼 가장자리 사이에 위치하며 베이컨시 집괴 및 인터스티셜 집괴가 없는 무결함영역(pure region)을 갖는 세미-무결함 웨이퍼의 제조에 대한 개관을 설명한다. 도3A에 나타낸 바와 같이, 이러한 베이컨시-풍부 웨이퍼의 제조는 보론코브(Voronkov)의 이론으로부터 시작한다. 보론코브의 이론은 도3A에 도식적으로 표시되어 있다. 가장자리(E)로부터 시작하여 중앙(C)에서 끝나는 선에 나타낸 바와 같이, V/G로 표현되는 잉곳 용융물 표면에서 온도구배에 대한 인상속도의 비가, '지점 a'로 표시된 가장자리(E)로부터의 확산거리에서의 (V/G)1보다 크고, 중앙(C)에서의 (V/G)2보다 작게 유지된다면, 그 중앙에 베이컨시-풍부영역 및 상기 베이컨시-풍부영역과 웨이퍼 가장자리 사이에 무결함영역을 갖는 세미-무결함 웨이퍼가 제조될 수 있다는 것이 본 발명에 따라 밝혀졌다. 특히, V/G는 잉곳에서 웨이퍼를 가로지르는 반경방향으로 변화할 것이며, 일반적으로 웨이퍼의 중앙과 가장자리에서의 다른 열적 특성에 기인하여 웨이퍼 중앙으로부터 가장자리로 감에 따라 감소할 것이다. 따라서, 주어진 웨이퍼는 도3A에 나타낸 바와 같이 그 중앙(C)으로부터 가장자리(E)에 이르기 까지 반경방향 V/G범위를 갖는다.Referring to Figures 3A-3E, (1) a vacancy-rich region formed at the center thereof, including vacancy agglomeration, and (2) located between the vacancy-rich region and the edge of the wafer, the vacancy agglomeration is performed. And an overview of the fabrication of semi-defective wafers having a pure region free of interstitial agglomerates. As shown in Figure 3A, the fabrication of such vacancy-rich wafers begins with the theory of Boronkov. Boron Cove's theory is shown schematically in FIG. 3A. As shown in the line starting from the edge E and ending at the center C, the ratio of the pulling rate to the temperature gradient on the surface of the ingot melt expressed in V / G, from the edge E denoted as point a. If greater than (V / G) 1 at diffusion distance and less than (V / G) 2 at center (C), between the vacancy-rich region and between the vacancy-rich region and the wafer edge It has been found in accordance with the present invention that semi-defective wafers having defect free areas can be produced. In particular, the V / G will change radially across the wafer in the ingot and will generally decrease as it goes from the center of the wafer to the edge due to other thermal properties at the center and edge of the wafer. Thus, a given wafer has a radial V / G range from its center C to its edge E, as shown in Figure 3A.
실리콘 잉곳 및 웨이퍼의 제조에서의 최대 관심은 웨이퍼에서 베이컨시 또는 인터스티셜의 집괴(agglomerates)의 형성에 있다. 집괴들은 용융물로부터 잉곳의 제작 초기 동안에 형성되는 점결함의 합병에 기인하여 형성되는 것으로 알려져 있다. 상기 점결함 농도는 일반적으로 상기 실리콘 잉곳과 실리콘 용융물 사이의 경계에서의 조건에 의해 결정된다. 이어서, 잉곳이 더욱 인상됨에 따라, 확산 및 냉각이 집괴를 형성하기 위한 점결함의 합병을 결정한다.The greatest interest in the fabrication of silicon ingots and wafers lies in the formation of agglomerates of bacon or interstitial in the wafer. Agglomerates are known to be formed due to merging of point defects that are formed during the initial production of ingots from the melt. The point defect concentration is generally determined by the conditions at the boundary between the silicon ingot and the silicon melt. Then, as the ingot is further pulled up, diffusion and cooling determine the merging of point defects to form agglomerates.
도3B에 나타낸 바와 같이, 본 발명에 따르면, 각 점결함이 그 이하에서 집괴로 합병되지 않는 임계 베이컨시 점결함 농도 [V]*및 임계 인터스티셜 점결함 농도 [I]*가 존재한다는 것이 알려졌다. 본 발명에 따르면, 만약 점결함의 농도가 웨이퍼의 주변영역에서 이러한 임계 농도 이하로 유지된다면 베이컨시-풍부영역이 웨이퍼의 중앙에 형성되고, 웨이퍼의 가장자리와 상기 베이컨시-풍부영역 사이에 무결함영역이 형성된다는 것이 밝혀졌다.As shown in Fig. 3B, according to the present invention, it is known that there is a critical baconic point defect concentration [V] * and a critical interstitial point defect concentration [I] * in which each point defect does not merge into agglomerates below it. According to the present invention, if the concentration of point defects is kept below this threshold concentration in the peripheral region of the wafer, a vacancy-rich region is formed in the center of the wafer, and a defect free region between the edge of the wafer and the vacancy-rich region. It is found that this is formed.
따라서, 도3B에 나타낸 바와 같이, 베이컨시 농도는 그 중앙(C) 근처를 제외하고 웨이퍼를 가로질러 임계 베이컨시 농도 [V]*이하로 유지된다. 따라서, 도3C에 나타낸 바와 같이, 베이컨시-풍부영역 [V]이 그 중앙에 형성되며, 베이컨시-풍부영역 [V]의 외곽으로부터 웨이퍼 가장자리의 영역은 베이컨시 집괴가 없으며, [P]로 표시된다(순수 또는 무결함).Thus, as shown in Fig. 3B, the vacancy concentration is maintained below the critical vacancy concentration [V] * across the wafer except near its center C. Thus, as shown in Fig. 3C, a vacancy-rich region [V] is formed at the center thereof, and the region of the wafer edge from the outside of the vacancy-rich region [V] is free of vacancy aggregation and becomes [P]. Displayed (pure or flawless).
인터스티셜에 대하여 다시 도3B를 참조하면, 인터스티셜 농도는 웨이퍼의 중앙으로부터 지점(a)에 대응하는, 웨이퍼의 가장자리(E)로부터 확산거리(L1)에 이르기 까지 상기 임계 인터스티셜 농도 [I]*이하로 유지된다. 웨이퍼의 확산거리(L1)와 가장자리(E) 사이에서, 비록 상기 인터스티셜 농도가 초기에 잉곳-용융물 경계에서 상기 임계 농도 [I]*이상인 경우라도, 확산에 의해 인터스티셜 베이컨시는 잉곳으로부터 확산되어 나가고 결정성장 동안에 집괴를 형성하지 않는다. 상기 확산거리(L1)는 8인치 웨이퍼에서는 대개 2.5 내지 3cm이다. 따라서, 도3C에 나타낸 바와 같이, 그 중앙에 베이컨시-풍부영역 [V]과, 상기 베이컨시-풍부영역과 가장자리 사이에 무결함 영역 [P]을 갖는 세미-무결함 웨이퍼가 형성된다. 바람직하게는, 상기 무결함영역 [P]은 웨이퍼 면적의 적어도 36%, 보다 바람직하게는 웨이퍼 면적의 적어도 60 %가 된다.Referring back to FIG. 3B for the interstitial, the interstitial concentration is from the center of the wafer to the diffusion distance L 1 from the edge E of the wafer, corresponding to point a. It is kept below the concentration [I] * . Between the diffusion distance L 1 and the edge E of the wafer, even if the interstitial concentration is initially above the critical concentration [I] * at the ingot-melt boundary, the interstitial baconism by diffusion It diffuses out of the ingot and does not form agglomerates during crystal growth. The diffusion distance L 1 is usually 2.5 to 3 cm on 8 inch wafers. Thus, as shown in Fig. 3C, a semi-defective wafer having a vacancy-rich region [V] at the center and a defect-free region [P] between the vacancy-rich region and the edge is formed. Preferably, the defect free area [P] is at least 36% of the wafer area, more preferably at least 60% of the wafer area.
도3C에서의 웨이퍼를 형성하기 위하여, V/G는 지점(a)에서 (V/G)1보다 크며, 중앙(C)에서 (V/G)2와 같거나 보다 적도록 유지되어야 한다. V/G의 비율을 상기 두 임계값 사이에서 유지되도록 하기 위해서는, 두 개의 열적 고려를 하여야 한다. 첫째로, 웨이퍼의 중앙(C) 으로부터 웨이퍼의 확산거리(a)에 이르는 반경방향 온도구배 G가 이들 임계값내에서 유지되어야 한다. 따라서, 중앙에서의 V/G는 베이컨시 집괴를 베이컨시-풍부영역내로 억제하기 위하여 (V/G)2에 근접해야 한다. 더욱이, 가장자리로부터의 확산거리(L1)에서의 V/G는 인터스티셜 집괴를 방지하기 위하여 (V/G)1보다 크게 유지되어야 한다. 따라서, 상기 로의 핫존은 웨이퍼의 중앙으로부터 웨이퍼의 확산거리에 이르기 까지 V/G가 (V/G)2와 (V/G)1사이에서 유지되도록 G의 변화가 유지되게 설계되어야 한다.In order to form the wafer in FIG. 3C, V / G must be greater than (V / G) 1 at point (a) and remain equal to or less than (V / G) 2 at center (C). In order to maintain the ratio of V / G between these two thresholds, two thermal considerations must be taken into account. First, the radial temperature gradient G from the center C of the wafer to the diffusion distance a of the wafer must be maintained within these thresholds. Therefore, the V / G at the center should be close to (V / G) 2 in order to suppress vacancy agglomeration into the vacancy-rich region. Moreover, the V / G at the diffusion distance L 1 from the edge should be kept larger than (V / G) 1 to prevent interstitial agglomeration. Thus, the hot zone of the furnace should be designed such that the change in G is maintained so that V / G is maintained between (V / G) 2 and (V / G) 1 from the center of the wafer to the diffusion distance of the wafer.
두 번째의 고려는, 웨이퍼가 시드(seed)로부터 시작하여 테일(tail)에서 끝날 때 까지 용융물로부터 인상됨에 따라 G가 축방향으로 변화될 것이라는 것이다. 특히, 잉곳의 증가하는 열량, 용융물의 감소하는 열량 및 다른 열적 고려는 일반적으로 잉곳이 용융물로부터 인상될 때 G를 감소시킬 것이다. 따라서, V/G를 상기 제 1 및 제 2 임계비 사이에서 유지하기 위해서는 인상속도 프로파일은 잉곳이 핫존 로내에서의 실리콘 용융물로부터 인상되어짐에 따라 조정되어진다.A second consideration is that G will change in the axial direction as the wafer is pulled out of the melt until it starts at the seed and ends at the tail. In particular, the increasing calories of the ingot, the decreasing calories of the melt and other thermal considerations will generally reduce the G when the ingot is pulled out of the melt. Thus, in order to maintain V / G between the first and second critical ratios, the pulling rate profile is adjusted as the ingot is pulled from the silicon melt in the hot zone furnace.
잉곳이 인상됨에 따라 V/G를 제어함에 의하여, 베이컨시 집괴는 도3D에 나타낸 바와 같이 잉곳의 축(A)에 근접하는 베이컨시-풍부영역 [V]로 제한할 수 있다. 인터스티셜 집괴는 형성되지 않으며, 베이컨시-풍부영역 [V] 바깥의 잉곳 영역은 순수 또는 무결함을 나타내는 [P]로 표시된다. 또한, 도3D에 나타낸 바와 같이, 이것은 베이컨시 집괴를 포함하며 그 중앙에 위치하는 베이컨시-풍부영역 [V]과 베이컨시 집괴 및 인터스티셜 집괴가 없으며, 상기 베이컨시-풍부영역과 웨이퍼 가장자리 사이에 위치하는 무결함영역을 갖는 복수개의 세미-무결함 웨이퍼를 생산한다. 상기 베이컨시-풍부영역 [V]의 직경은 각 웨이퍼에서 동일하다. 단일 잉곳으로부터 형성된 상기 복수개의 웨이퍼에 대한 확인은, 일반적으로 모든 웨이퍼상에 표시되는 알파뉴메릭(alphanumeric) 코드인 도3D에서 표시된 'ID'인 ID수로 파악될 수 있다. 이러한 18개의 기호는 단일 잉곳으로부터 나오는 모든 웨이퍼를 구별할 수가 있다.By controlling V / G as the ingot is pulled up, the baconish agglomerate can be limited to the bacony-rich region [V] proximate to the axis A of the ingot as shown in FIG. 3D. No interstitial agglomerates were formed, and the ingot region outside the vacancy-rich region [V] is represented by [P] indicating pure or flawless. In addition, as shown in FIG. 3D, this includes bacony agglomerates and is free of bacony-rich regions [V] and bacony agglomerates and interstitial agglomerates, which are located at the center thereof. A plurality of semi-defective wafers are produced with defect-free regions located in between. The diameter of the vacancy-rich region [V] is the same in each wafer. The identification of the plurality of wafers formed from a single ingot can be identified by the number of IDs, 'ID', shown in FIG. 3D, which is an alphanumeric code that is typically displayed on all wafers. These 18 symbols can distinguish all wafers coming from a single ingot.
도3E는 V/G를 잉곳이 용융물로부터 인상될 때 상기 두 임계비 사이에서 유지되도록 사용되는 인상속도 프로파일을 나타낸다. 일반적으로 G는 잉곳이 용융물로부터 인상됨에 따라 감소되기 때문에, V/G를 상기 두 임계비 사이로 유지시키기 위하여는 인상속도 V는 또한 일반적으로 감소된다. 예상되는 공정 변수들을 허용하기 위해서는 바람직하게는 V/G는 상기 제 1 및 제 2 임계비 사이의 중간에 유지되어진다. 따라서, 바람직하게는 공정변수를 허용하기 위하여 경계영역(guard band)이 유지된다.3E shows the pulling rate profile used to maintain V / G between the two critical ratios when the ingot is pulled out of the melt. Since G generally decreases as the ingot is pulled out of the melt, the pulling speed V also generally decreases to keep V / G between the two critical ratios. In order to allow for the expected process variables, V / G is preferably kept in the middle between the first and second threshold ratios. Thus, a guard band is preferably maintained to allow for process variables.
도4A 내지 도4E들은 도3A 내지 도3E들에 대응하며, 본 발명에 따른 무결함 실리콘 잉곳들 및 웨이퍼들을 형성하기 위한 인상속도 프로파일의 조절을 나타낸다. 도4A에 나타낸 바와 같이, 만일 V/G가 웨이퍼 중앙 C와 웨이퍼의 가장자리 E로부터의 확산거리(a) 사이에서의 긴밀한 허용범위 내로 유지된다면, 웨이퍼 전체에 걸쳐 인터스티셜 집괴들과 마찬가지로 베이컨시 집괴들의 형성을 방지할 수 있다. 따라서, 도4B에 나타낸 바와 같이, 웨이퍼의 중앙 C(잉곳의 축 A)에서 V/G의 비는 베이컨시 집괴들을 형성하는 임계비 (V/G)2보다 낮게 유지된다. 유사하게, V/G는 인터스티셜 집괴들을 형성하는 임계비 (V/G)1보다 높게 유지된다. 따라서, 인터스티셜 집괴들 및 베이컨시 집괴들이 없는 도4C의 무결함 실리콘 [P]이 형성된다. 한 셋트의 웨이퍼들과 함께 무결함 잉곳이 도4D에 나타나 있다. 무결함 실리콘을 위한 인상속도 프로파일이 도4E에 나타나 있다.4A-4E correspond to FIGS. 3A-3E and illustrate adjustment of the pulling rate profile for forming defect free silicon ingots and wafers according to the present invention. As shown in Fig. 4A, if V / G is maintained within the tight tolerance between the wafer center C and the diffusion distance a from the edge E of the wafer, the baconci like the interstitial agglomerates throughout the wafer. The formation of aggregates can be prevented. Thus, as shown in Fig. 4B, the ratio of V / G at the center C (axis A of the ingot) of the wafer is kept lower than the critical ratio (V / G) 2 which forms the vacancy agglomerates. Similarly, V / G remains higher than the critical ratio (V / G) 1 that forms interstitial agglomerates. Thus, the defect free silicon [P] of FIG. 4C is formed without interstitial agglomerates and vacancy agglomerates. A flawless ingot with a set of wafers is shown in Figure 4D. The pulling rate profile for the defect free silicon is shown in Figure 4E.
< 개관 : 개량된 초크랄스키 풀러 및 열차단체><Overview: Improved Czochralski Fuller and Train Group>
도5를 참조하여 본 발명에 따른 개량된 초크랄스키 풀러가 기술될 것이다. 도5에 나타낸 바와 같이, 개량된 초크랄스키 풀러(200)는 로, 결정인상 메카니즘, 환경제어기 및 컴퓨터화된 제어시스템을 포함한다. 상기 초크랄스키 로는 일반적으로 핫존 로로 불린다. 상기 핫존 로는 히터(204), 쿼츠로 만들어진 도가니(206), 흑연으로 만들어진 서셉터(208) 및 도시된 바와 같이 제 1 방향(212)으로 회전하는 회전축(210)을 포함한다.With reference to Fig. 5, an improved Czochralski puller according to the present invention will be described. As shown in FIG. 5, the improved Czochralski puller 200 includes a furnace, crystal raising mechanism, environmental controller and computerized control system. The Czochralski furnace is generally referred to as a hot zone furnace. The hot zone furnace includes a heater 204, a crucible 206 made of quartz, a susceptor 208 made of graphite, and a rotating shaft 210 that rotates in the first direction 212 as shown.
냉각 재킷 또는 냉각포트(232)가 수냉과 같은 외부 냉각수단에 의하여 냉각된다. 열차단체(214)가 부가의 열분포를 제공할 수 있다. 가열팩(202)은 그 내부에 열흡수물질(216)을 포함하며 부가의 열분포를 제공한다.The cooling jacket or cooling port 232 is cooled by external cooling means such as water cooling. Train group 214 may provide additional heat distribution. The heat pack 202 includes heat absorbing material 216 therein and provides additional heat distribution.
상기 결정인상 메카니즘은 도시된 바와 같이 제 1 방향(212)에 반대되는 제 2 방향(222)으로 회전할 수 있는 결정인상축(220)을 포함한다. 상기 결정인상축(220)은 그 단부에 결정홀더(220a)를 포함한다. 상기 결정홀더(220a)는 시드결정(224)을 잡고 있으며, 도가니(206) 내의 용융물(226)로부터 인상되어져 잉곳(228)을 형성한다.The crystallisation mechanism includes a crystallisation shaft 220 that can rotate in a second direction 222 opposite to the first direction 212 as shown. The crystal raising shaft 220 includes a crystal holder 220a at an end thereof. The crystal holder 220a holds the seed crystal 224 and is pulled from the melt 226 in the crucible 206 to form the ingot 228.
상기 환경 제어시스템은 챔버밀봉체(230), 냉각재킷(232) 및 도시되지 않은 다른 유동 제어기 및 진공 배기시스템을 포함한다. 컴퓨터화된 제어시스템은 상기 히터, 풀러 및 다른 전기적, 기계적 요소들을 제어하기 위해 사용될 수 있다.The environmental control system includes a chamber seal 230, a cooling jacket 232 and other flow controllers and vacuum exhaust systems not shown. Computerized control systems can be used to control the heaters, pullers and other electrical and mechanical elements.
단결정 실리콘 잉곳을 성장시키기 위하여, 상기 시드결정(224)은 실리콘 용융물(226)과 접촉하고, 그리고 상기 도가니로부터 상기 결정홀더를 인상하기 위한 결정인상축(220) 또는 다른 통상의 수단들에 의하여 점차적으로 축방향(상방)으로 인상된다. 단결정 실리콘으로의 상기 실리콘 용융물(226)의 냉각 및 고상화는 잉곳(228)과 용융물(226) 사이의 경계(238)에서 일어난다.In order to grow a single crystal silicon ingot, the seed crystal 224 is in contact with the silicon melt 226, and gradually by a crystal lift shaft 220 or other conventional means for pulling the crystal holder out of the crucible. In the axial direction (upward). Cooling and solidification of the silicon melt 226 to single crystal silicon occurs at the boundary 238 between the ingot 228 and the melt 226.
본 발명에 따르면, 상기 열차단체(214)의 위치, 상기 열차단체(214)의 배열, 상기 히터(204)의 위치, 상기 냉각재킷(232)의 배열, 상기 도가니(206)의 위치, 상기 가열팩(202)의 배열 및 상기 히터(204)에 적용되는 전력의 적어도 하나가 지점(A)로 표시되는 잉곳축에서의 온도구배가 2.5°K/mm 보다 크고, 또한 지점(B)로 표시되는 잉곳의 원통형 가장자리로부터 확산거리에서의 온도구배와 동일하거나 그 이상의 온도구배를 잉곳-용융물 경계에서 얻을 수 있도록 선택된다. 달리 말하면, 이들 변수들은, 도5에 나타낸 바와 같이, 편평하거나 또는 실리콘 용융물(226)에 대하여 볼록한 잉곳-용융물 경계(238)를 얻을 수 있도록 조절될 수 있다.According to the present invention, the position of the train unit 214, the arrangement of the train unit 214, the position of the heater 204, the arrangement of the cooling jacket 232, the position of the crucible 206, the heating The temperature gradient at the ingot axis, where at least one of the arrangement of the pack 202 and the power applied to the heater 204 is represented by point A, is greater than 2.5 ° K / mm and is also represented by point B A temperature gradient equal to or greater than the temperature gradient at the diffusion distance from the cylindrical edge of the ingot is chosen so that it can be obtained at the ingot-melt boundary. In other words, these variables may be adjusted to obtain ingot-melt boundaries 238 that are flat or convex with respect to the silicon melt 226, as shown in FIG. 5.
우선, 잉곳축에서의 온도구배가 2.5°K/mm 보다 크고, 또한 잉곳의 원통형 가장자리로부터 확산거리에서의 온도구배와 동일하거나 그 이상의 온도구배를 잉곳-용융물 경계에서 얻는 것에 대한 중요성의 이론적 논의를 먼저 기술한다. 계속해서, 변경될 수 있는 상기 각 변수들의 고려에 대하여 기술한다. 마지막으로, 상기 변수들을 함께 변화시키는 것을 기술한다.First, a theoretical discussion of the importance of obtaining a temperature gradient at the ingot-melt boundary that is greater than 2.5 ° K / mm in the ingot axis and is equal to or greater than the temperature gradient at the diffusion distance from the cylindrical edge of the ingot Describe first. Subsequently, consideration of each of the above variables that can be changed is described. Finally, changing the above variables together is described.
<이론적 논의>Theoretical Discussion
무결함 실리콘의 제조에 대한 논의를 요약하고, 그리고 도4B를 다시 참조하면, 무결함 실리콘을 얻기 위하여는, 도4B의 지점(C)와 지점(E)로부터의 거리(L1)에 대응하는, 상기 잉곳-용융물 경계에서의 반경(r)과 축(z) 온도구배가 상기 잉곳의 축으로부터 상기 잉곳의 원통형 가장자리로부터의 확산거리까지에 걸쳐 [V]*및 [I]*의 사이에서 유지되어야 한다. 따라서, 하기 수학식 1 및 수학식 2가 성립한다.Summarizing the discussion of the manufacture of defect-free silicon, and referring again to FIG. 4B, in order to obtain the defect-free silicon, corresponding to the distance L 1 from point C and point E of FIG. A radius (r) and axis (z) temperature gradient at the ingot-melt boundary is maintained between [V] * and [I] * from the axis of the ingot to the diffusion distance from the cylindrical edge of the ingot. Should be. Therefore, Equations 1 and 2 below hold.
상기 축과 상기 원통형 가장자리로부터의 확산거리 사이에서의 V/G의 편차를 하기 수학식 3으로 정의하면 하기의 결과가 수학식 4로 구하여진다.If the deviation of V / G between the axis and the diffusion distance from the cylindrical edge is defined by Equation 3 below, the following result is obtained by Equation 4.
△G'를 하기 수학식 5로 정의한다.ΔG 'is defined by the following equation.
계속해서, 수학식 4에서 △V/G를 최소화하기 위하여는, 하기의 수학식 6 및 수학식 7이 유지되어야 한다.In order to minimize ΔV / G in Equation 4, Equations 6 and 7 below must be maintained.
상기 수학식 5 및 수학식 6을 결합하면, 하기의 수학식 8이 얻어진다.When the above equations 5 and 6 are combined, the following equation 8 is obtained.
환언하면, 수학식 8은 상기 잉곳-용융물 경계에서 축에서의 온도구배가 적어도 상기 잉곳-용융물 경계에서 상기 원통형의 가장자리로부터 확산거리에서의 온도구배와 동일하거나 그 이상이어야 한다는 것을 뜻한다. 환언하면, 수학식 7은 상기 잉곳-용융물 경계에서의 온도구배가 그 축(중앙)에서 온도구배 2.5°K/mm 보다 커야 한다는 것을 뜻한다.In other words, Equation 8 means that the temperature gradient at the axis at the ingot-melt boundary must be at least equal to or greater than the temperature gradient at the diffusion distance from the cylindrical edge at the ingot-melt boundary. In other words, Equation 7 means that the temperature gradient at the ingot-melt boundary must be greater than the temperature gradient 2.5 ° K / mm at that axis (center).
수학식 7은 인상속도(V)의 하한이 대략 0.4mm/min.이기 때문에 실험적 관찰에 기초하여 얻어졌다. 이 속도 이하에서의 인상속도에서는 상기 잉곳이 상기 결정홀더로부터 떨어질 수 있다. 더욱이, (V/G)2의 실질적 하한은 0.16mm/°K이다. 따라서, 상기 축에서의 온도구배는 2.5°K/mm 보다 커야 한다.Equation 7 was obtained based on experimental observation because the lower limit of the pulling speed V was approximately 0.4 mm / min. At the pulling speed below this speed, the ingot may fall away from the crystal holder. Moreover, the substantial lower limit of (V / G) 2 is 0.16 mm / ° K. Therefore, the temperature gradient on the axis should be greater than 2.5 ° K / mm.
본 발명에 따르면, 상기 잉곳-용융물 경계에서의 온도구배가 대략 상기 축(도5에서의 지점(A)에 대응)에서의 약 2.5°K/mm 보다 크고, 그리고 또한 상기 원통형 가장자리로부터의 확산거리(도5에서의 지점(B)에 대응)에서의 온도구배와 동일하거나 그 이상인 경우, 도5의 잉곳-용융물 경계(238)는 도5에서 나타낸 바와 같이 편평하거나 또는 실리콘 용융물(226)에 대하여 볼록하게 될 수 있다.According to the invention, the temperature gradient at the ingot-melt boundary is approximately greater than about 2.5 ° K / mm at the axis (corresponding to point A in FIG. 5), and also the diffusion distance from the cylindrical edge. If equal to or greater than the temperature gradient at (corresponding to point B in FIG. 5), the ingot-melt boundary 238 of FIG. 5 may be flat as shown in FIG. 5 or with respect to the silicon melt 226. Can be convex.
정성적으로, 상기 잉곳 중앙에 비하여 상기 잉곳 가장자리에서 가장자리 냉각 효과를 보충하는 것 이상으로의 증가된 가열에 의하여 무결함 실리콘이 얻어질 수 있음을 확인하였다. 더욱이, 상기 중앙에서의 특정의 최소 온도구배가 또한 유지되어야 한다. 이들 임계치들이 모두 만족하는 경우, 무결함 실리콘이 얻어질 수 있다.Qualitatively, it has been found that defect free silicon can be obtained by increased heating beyond compensating edge cooling effects at the ingot edge compared to the center of the ingot. Moreover, a certain minimum temperature gradient at the center must also be maintained. If all of these thresholds are met, defect free silicon can be obtained.
본 발명에 따르면, 열 흐름의 전개로부터, 상기 도가니(206) 내에서의 상기 용융물(226)으로부터 잉곳(228)으로 흐르는 열에 비하여 상기 용융물(226)으로부터 공기(236)으로 보다 많은 열이 흘러야 한다는 것이 밝혀졌다. 달리 말하면, 액체/고체 경계를 가로지르는 열에 비하여 액체/공기 경계를 가로질러서 보다 많은 열이 흘러야 한다. 이러한 바람직한 흐름을 달성하기 위하여는 상기 히터(204)로부터 부가적인 열이 공기(236)를 경유하여 상기 잉곳(228)의 가장자리에까지 도달하여야 한다.According to the present invention, more heat must flow from the melt 226 to the air 236 as compared to the heat flowing from the melt 226 to the ingot 228 in the crucible 206 from the development of heat flow. It turned out. In other words, more heat must flow across the liquid / air boundary as compared to heat across the liquid / solid boundary. In order to achieve this desirable flow additional heat from the heater 204 must reach the edge of the ingot 228 via air 236.
도6은 상기 잉곳의 중앙(축)(C)으로부터 상기 가장자리(E)까지의 거리(D)의 함수로서의 반경구배(G)를 나타내고 있다. 실선으로 나타낸, 본 발명에 따른 상기 잉곳-용융물 경계에서의 상기 중앙(C)에서의 상기 잉곳-용융물 경계에서의 상기 온도구배는 상기 원통형 가장자리(E)로부터의 확산거리(L1)에서의 온도구배와 동일하거나 그 이상이다. 이는 도6에서 점선으로 나타낸, 일반적으로 상기 잉곳의 중앙(C)에서 보다 상기 가장자리(E)로부터의 확산거리에서 훨씬 큰, 통상의 온도구배와 대조된다.FIG. 6 shows the radial gradient G as a function of the distance D from the center (axis) C of the ingot to the edge E. FIG. The temperature gradient at the ingot-melt boundary at the center C at the ingot-melt boundary according to the invention, represented by the solid line, is the temperature at the diffusion distance L 1 from the cylindrical edge E. Is equal to or greater than the gradient. This is in contrast to a typical temperature gradient, indicated by the dashed line in FIG. 6, which is generally much greater at the diffusion distance from the edge E than at the center C of the ingot.
<변수 조절><Variable adjustment>
상기에서 기술한 바와 같이, 본 발명에 따르면, 상기 열차단체(214)의 위치, 상기 열차단체(214)의 배열, 상기 히터(204)의 위치, 상기 냉각재킷(232)의 위치, 상기 도가니(206)의 위치, 상기 가열팩(202)의 배열 및 상기 히터(204)에 적용되는 전력의 적어도 하나가 잉곳축에서 온도구배가 2.5°K/mm 보다 크고, 또한 잉곳의 원통형 가장자리로부터 확산거리에서의 온도구배와 동일하거나 그 이상의 온도구배를 잉곳-용융물 경계에서 얻을 수 있도록 선택된다. 이하의 설명에서는 지금까지 G2로 표현되던 상기 잉곳 축에서의 온도구배를 G중앙으로 칭한다. 이들 변수들 각각의 선택을 이하에서 기술한다. 각 변수들의 실제값들은 개량되는 초크랄스키 풀러의 모델 및 제조업자들에 따라 달라질 수 있음은 당업자에게는 이해될 수 있을 것이다. 더욱이, 주어진 초크랄스키 풀러에 대하여는 다중의 셋트의 변수들이 상기한 결과를 수득할 수 있을 것이다.As described above, according to the present invention, the position of the train unit 214, the arrangement of the train unit 214, the position of the heater 204, the position of the cooling jacket 232, the crucible ( At least one of the location of the 206, the arrangement of the heating pack 202 and the power applied to the heater 204 has a temperature gradient greater than 2.5 ° K / mm at the ingot axis and at a diffusion distance from the cylindrical edge of the ingot. A temperature gradient equal to or greater than is chosen so that it can be obtained at the ingot-melt boundary. In the following description, the temperature gradient in the ingot axis, which has been expressed as G 2 so far, is referred to as G center . The selection of each of these variables is described below. It will be appreciated by those skilled in the art that the actual values of each variable may vary depending on the model and manufacturer of the Czochralski Fuller being improved. Moreover, for a given Czochralski Fuller, multiple sets of variables may yield the above results.
상기 열차단체(214)의 위치의 선택을 이하에서 기술한다. 도5에 나타낸 바와 같이, 상기 도가니(206)는 도가니 상단과 도가니 하단을 포함하며, 상기 열차단체(214)는 열차단 상단과 열차단 바닥을 포함한다. 상기 열차단체의 위치는 상기 열차단 바닥과 상기 도가니 상단 사이의 거리를 변화시키는 것에 의하여 선택된다. 이 거리는 도5에서 a로 표시된다. 도7은 거리(a)의 함수로서의 △G' 및 G중앙의 변화에서의 관찰된 경향을 도식적으로 나타낸다. 도시된 바와 같이, 이들 두 양들에서의 비선형적인 관계가 있을 수 있다.The selection of the position of the train group 214 is described below. As shown in FIG. 5, the crucible 206 includes a crucible top and a crucible bottom, and the train group 214 includes a heat cut top and a heat cut bottom. The location of the train group is selected by varying the distance between the thermal barrier floor and the top of the crucible. This distance is indicated by a in FIG. Figure 7 graphically shows the observed trends in changes in ΔG 'and G centers as a function of distance a. As shown, there may be a non-linear relationship in these two quantities.
상기 열차단체(214)의 배열에서의 개량을 이하에서 기술한다. 도5에 나타낸 바와 같이, 통상의 열차단체가 열차단바닥에서 열차단덮개(234)의 추가에 의하여 개량된다. 상기 열차단덮개(234)는 바람직하게는 카본페라이트(carbon ferrite)와 같은 열보존물질로 충진된다. 상기 열차단덮개(234)의 물리적 차원들은 또한 이하에서 상술되는 바와 같이 변형될 수 있다.The improvement in arrangement of the train group 214 is described below. As shown in Fig. 5, the ordinary train body is improved by the addition of a heat shield cover 234 at the heat shield floor. The heat shield 234 is preferably filled with a heat preservation material such as carbon ferrite. The physical dimensions of the thermal barrier 234 can also be modified as detailed below.
상기 히터(204)의 위치의 변경을 이하에서 기술한다. 도5에 나타낸 바와 같이, 상기 히터(204)는 히터 상단과 히터 바닥을 포함한다. 상기 히터의 위치는 상기 도가니 상단과 상기 히터 상단 사이의 거리를 변화시키는 것에 의하여 변화된다. 이 거리를 도5에 b로 나타내었다. 거리(a)의 함수로서의 G중앙및 △G'의 변화에서의 관찰된 경향을 도8에 나타내었다.The change of the position of the heater 204 is described below. As shown in Figure 5, the heater 204 includes a heater top and a heater bottom. The position of the heater is changed by varying the distance between the top of the crucible and the top of the heater. This distance is shown by b in FIG. The observed trends in changes in G center and ΔG ′ as a function of distance a are shown in FIG. 8.
본 발명에 따르면, 상기 히터(204)의 위치 및 상기 도가니(206)의 위치들 또한 동시적으로 상기 밀봉체(230)에 대하여 수직으로 변화될 수 있다. 특히, 상기 도가니 상단과 상기 히터 상단 사이의 거리(b)의 변화 후에 상기 도가니(206)와 상기 밀봉체(230) 사이의 거리(d)가 변화될 수 있다. 도9는 상기 거리(b)가 일정하게 유지되는 동안에 거리(d)의 함수로서의 △G' 및 G중앙의 변화에서의 관찰된 경향을 도식적으로 나타낸다.According to the present invention, the position of the heater 204 and the positions of the crucible 206 may also be changed perpendicularly to the seal 230 at the same time. In particular, the distance d between the crucible 206 and the seal 230 may be changed after the change of the distance b between the top of the crucible and the top of the heater. Fig. 9 diagrammatically shows the observed tendency in the change of ΔG 'and G center as a function of the distance d while the distance b is kept constant.
냉각재킷 위치의 변경을 이하에서 기술한다. 도5에 나타낸 바와 같이,상기 냉각재킷(232)은 냉각재킷 상단과 냉각재킷 바닥을 포함한다. 본 발명에 따르면, 상기 냉각재킷의 위치는 상기 도가니 상단과 상기 냉각재킷 바닥 사이의 거리를 변화시키는 것에 의하여 변화된다. 이 거리는 도5에 c로 나타내었다. 도10은 거리(c)의 함수로서의 G중앙및 △G'의 변화에서의 관찰된 경향을 도식적으로 나타낸다.The change of the cooling jacket position is described below. As shown in Figure 5, the cooling jacket 232 includes a cooling jacket top and a cooling jacket bottom. According to the invention, the position of the cooling jacket is varied by varying the distance between the top of the crucible and the bottom of the cooling jacket. This distance is shown by c in FIG. Figure 10 graphically shows the observed trends in change of G center and ΔG 'as a function of distance c.
본 발명에 따르면, 상기 가열팩물질(216)의 변경이 또한 제공된다. 특히, 도5에 나타낸 바와 같이, 상기 가열팩하우징(202)은 상부가열팩하우징(202a)과 하부가열팩하우징(202b)을 포함한다. 열흡수물질(216), 일반적으로 카본페라이트가 상기 상부가열팩하우징(202a)로부터 제거될 수 있다. 하나의 구체적인 실시예에서, 열흡수물질이 상기 상부가열팩하우징(202a) 전체로부터 제거된다. 도11은 △G', G중앙및 상기 상부가열팩하우징(202a)로부터 제거된 열흡수물질(216)의 양의 변화에서의 관찰된 경향을 도식적으로 나타낸다.According to the invention, a modification of the heat pack material 216 is also provided. In particular, as shown in FIG. 5, the heat pack housing 202 includes an upper heat pack housing 202a and a lower heat pack housing 202b. Heat absorbing material 216, generally carbon ferrite, may be removed from the top heating pack housing 202a. In one specific embodiment, heat absorbing material is removed from the entire upper heat pack housing 202a. FIG. 11 shows graphically the observed trends in changes in the amount of heat absorbing material 216 removed from ΔG ′, G center, and the upper heat pack housing 202a.
<변수들의 조합의 변화><Change in combination of variables>
상기한 바와 같이, 상기 초크랄스키 풀러의 변수들 각각은 개별적으로 비선형적으로 G중앙및 △G'를 변화시킨다. 따라서, △G' ≤ 0 및 G중앙≥ 2.5를 얻기 위하여는 상기 변수들의 모두를 변화시키는 데 시행착오 및/또는 시뮬레이션이 사용될 수 있다.As noted above, each of the Czochralski Fuller's variables individually varies nonlinearly G center and ΔG ′. Thus, trial and error and / or simulation can be used to change all of these variables to obtain ΔG ′ ≦ 0 and G center ≧ 2.5.
본 발명에 따르면, 초크랄스키 풀러를 개량하는 데 하기의 단계들이 수행될 수 있다. 도12를 참조하면, 블록(1200)에서, 상기 열차단체 위치(a), 상기 열차단체 설계 및 상기 히터 위치(b)의 적어도 하나가 상기 잉곳-용융물 경계에서의 상기 축에서의 상기 온도구배가 상기 원통형 가장자리로부터의 확산거리에서의 온도구배와 동일하거나 그 이상으로 형성되도록 선택된다. 특히, 상기 열차단체(214)의 위치(a), 상기 열차단체(214)의 배열 및 상기 히터의 위치(b)들은 모두 △G'를 최소화시키도록 선택된다. 불행히도, 이 공정 동안에, 상기 축에서의 온도구배(G중앙) 또한 감소될 수 있다.According to the invention, the following steps can be carried out to improve the Czochralski puller. 12, at block 1200, at least one of the train piece location a, the piece design and the heater location b is such that the temperature gradient at the axis at the ingot-melt boundary is And selected to be equal to or greater than the temperature gradient at the diffusion distance from the cylindrical edge. In particular, the position (a) of the train assembly 214, the arrangement of the train assembly 214 and the position (b) of the heater are all selected to minimize ΔG '. Unfortunately, during this process, the temperature gradient (G center ) on the axis can also be reduced.
계속해서, 블록(1210)에서, 상기 냉각재킷(232)의 위치(c), 상기 가열팩(202)내의 열흡수물질(216)의 양 및 상기 도가니(206)의 위치(d)의 적어도 하나는 상기 축에서의 상기 잉곳-용융물 경계에서의 온도구배가 2.5°K/mm 보다 크게 형성되도록 개량된다. 특히, 상기 냉각재킷의 거리(c), 열흡수물질의 양 및 상기 도가니의 거리(d)들은 모두 G중앙을 최대화시키도록 선택된다.Subsequently, at block 1210, at least one of position c of the cooling jacket 232, amount of heat absorbing material 216 in the heat pack 202, and position d of the crucible 206. Is improved such that the temperature gradient at the ingot-melt boundary on the axis is formed larger than 2.5 ° K / mm. In particular, the distance c of the cooling jacket, the amount of heat absorbing material and the distance d of the crucible are all selected to maximize the center of G.
불행히도, 블록(1210)에서의 G중앙의 최대화는 △G'를 증가시키는 원인이 될 수 있다. 따라서, 블록(1220)에서, △G'가 0보다 작거나 같은지의 여부를 확인하는 시험이 수행된다. 만일 그렇다면, 상기 초크랄스키 풀러는 최적화된다. 만일 그렇지 않다면, 계속해서 블록(1230)에서 상기 히터 전력을 감소시키고, △G'가 대략 0보다 작아질 때까지 블록(1200) 및 블록(1210)의 공정들이 다시 수행된다.Unfortunately, maximizing the G center in block 1210 can cause ΔG ′ to increase. Thus, at block 1220, a test is performed to see whether ΔG 'is less than or equal to zero. If so, the Czochralski puller is optimized. If not, then continue to reduce the heater power at block 1230 and the processes of block 1200 and block 1210 are performed again until ΔG ′ is less than approximately zero.
<열차단체의 상세한 설계><Detailed Design of Train Groups>
도5의 상기 열차단체(214)의 설계가 초크랄스키 풀러의 성능에 깊은 영향을 줄 수 있다. 따라서, 상기 열차단체(214)의 상세한 설계가 이하에서 기술될 것이다.The design of the train assembly 214 of FIG. 5 can have a profound effect on the performance of the Czochralski puller. Therefore, the detailed design of the train group 214 will be described below.
도13은 도5의 열차단체(214)와 상기 열차단체(214)를 둘러싸는 요소들의 확대도이다. 도13에 나타낸 바와 같이, 상기 열차단체(214)는 바람직하게는 상기 도가니(206)내에서 링형 열차단덮개 또는 열차단하우징(234)을 포함한다. 상기 링형 열차단하우징(234)은 카본-코팅된 실리콘카바이드를 포함할 수 있으며, 바람직하게는 내부열차단하우징벽(1310), 외부열차단하우징벽(1320), 경사진 열차단하우징바닥(1330) 및 역시 바람직하게 경사진 열차단하우징덮개(1340)를 포함할 수 있다. 상기 열차단하우징은 그 내부에 카본페라이트와 같은 절연물질(1360)을 포함한다. 지지부재(1350)가 상기 도가니(206)내에서 상기 링형 열차단하우징(234)을 지지한다. 상기 지지부재(1350)는 또한 카본-코팅된 실리콘카바이드를 포함할 수 있다.FIG. 13 is an enlarged view of the train group 214 and elements surrounding the train group 214 of FIG. As shown in FIG. 13, the train unit 214 preferably includes a ring-shaped heat shield or heat shield housing 234 within the crucible 206. As shown in FIG. The ring-type thermal barrier housing 234 may include carbon-coated silicon carbide, and preferably, an internal heat shield housing wall 1310, an external heat shield housing wall 1320, and an inclined thermal barrier housing bottom 1330. And also preferably may include an inclined heat shield housing cover (1340). The thermal barrier housing includes an insulating material 1360 such as carbon ferrite therein. A support member 1350 supports the ring thermal barrier housing 234 in the crucible 206. The support member 1350 may also include carbon-coated silicon carbide.
도13에 나타낸 바와 같이, 상기 내부열차단벽(1310) 및 외부열차단벽(1320)들은 각각 바람직하게는 수직의 내부열차단벽과 외부열차단벽들이 될 수 있다. 상기 열차단하우징바닥(1330) 및 열차단하우징덮개(1340)는 바람직하게는 각각 수평에 대하여 각도(α) 및 각도(β)를 루며, 경사지게 된다.As shown in FIG. 13, the inner heat shielding wall 1310 and the outer heat shielding wall 1320 may be preferably vertical inner heat shielding walls and outer heat shielding walls, respectively. The heat shield housing bottom 1330 and the heat shield housing cover 1340 are preferably inclined at an angle α and an angle β with respect to the horizontal, respectively.
본 발명에 따르면, 상기 잉곳(228)의 가장자리에 비하여 상기 잉곳(228)의 중앙에서의 온도구배를 변화시키기 위하여 상기 링형 열차단하우징(234)의물리적 차원들의 대부분이 변화될 수 있다. 변화될 수 있는 상기 변수들 중에는 상기 열차단하우징바닥(1330)의 각도(α), 상기 열차단하우징덮개(1340)의 각도(β), 상기 내부열차단벽(1310)의 길이(a), 상기 내부열차단벽(1310)과 외부열차단벽(1320) 간의 거리(b), 상기 외부열차단벽(1320)의 길이(c), 상기 도가니(206)와 상기 외부열차단벽(1320) 간의 거리(d) 및 상기 도가니 상단과 상기 경사진 열차단하우징바닥(1330) 간의 거리(e)들이 있다.According to the present invention, most of the physical dimensions of the ring thermal barrier housing 234 can be varied to change the temperature gradient at the center of the ingot 228 relative to the edge of the ingot 228. Among the variables that can be changed, the angle α of the thermal barrier housing 1330, the angle β of the thermal barrier housing 1340, the length a of the internal thermal barrier wall 1310, and The distance b between the internal heat blocking wall 1310 and the external heat blocking wall 1320, the length c of the external heat blocking wall 1320, and the distance d between the crucible 206 and the external heat blocking wall 1320. And distances e between the top of the crucible and the inclined thermal barrier housing 1330.
일반적으로, 상기 링형 열차단하우징(234)은 그 내부에 절연물질(1360)을 포함한다. 상기 절연물질(1360)은 상기 잉곳(228)에 대하여 상기 히터(204)로부터의 열을 절연한다. 상기 절연물질(1360)은 또한 상기 잉곳(228)으로부터 방사되는 열을 보존한다.In general, the ring thermal barrier housing 234 includes an insulating material 1360 therein. The insulating material 1360 insulates heat from the heater 204 with respect to the ingot 228. The insulating material 1360 also preserves heat radiated from the ingot 228.
특히, 각도(α)가 증가하고, 다른 변수들이 동일할 때, 상기 링형 열차단하우징 내부열차단하우징벽(1310)과 열차단하우징바닥(1330)이 교차하는 지점(x)에서의 온도는 증가할 수 있다. 상기 잉곳(228)에 근접한 지점(y)의 온도 또한 상기 잉곳(228)으로부터의 증가된 열방사에 의하여 증가할 수 있다. 더욱이, 길이(a)가 길이(c)에 비하여 증가하는 경우, 상기 잉곳으로부터의 보다 많은 열보존이 일어나서 지점(x)에서의 온도가 증가할 수 있고, 지점(b)에서의 온도가 증가할 수 있으나, 상기 잉곳(228)의 중앙에서의 온도구배는 감소할 수 있다. 대조적으로, 각도(β)가 증가하는 경우, 상기 잉곳의 중앙에서의 온도구배는 증가할 수 있다.In particular, when the angle α is increased and other variables are the same, the temperature at the point x at which the ring-shaped thermal barrier housing internal heat shield housing wall 1310 and the thermal barrier housing floor 1330 intersect may increase. Can be. The temperature of the point y close to the ingot 228 may also be increased by increased heat radiation from the ingot 228. Furthermore, if length a increases compared to length c, more heat retention from the ingot may occur, resulting in an increase in temperature at point x and an increase in temperature at point b. The temperature gradient at the center of the ingot 228 may be reduced. In contrast, when the angle β increases, the temperature gradient at the center of the ingot may increase.
도13에서 d로 표시된, 상기 도가니(206)에 대한 상기 열차단하우징(234)의위치는 또한 상기 초크랄스키 풀러의 성능에 영향을 줄 수 있다. 특히, d가 감소함에 따라, 상기 잉곳으로부터의 열방사에 의한 보다 많은 열보존이 일어날 수 있으며, 그에 의하여 지점(x)과 지점(y)에서의 온도가 증가할 수 있다. 더욱이, 상기 잉곳(228)의 중앙과 가장자리 사이에서의 온도구배의 차이는 감소될 수 있으며, 또한 상기 잉곳의 중앙에서의 온도는 감소할 수 있다. 마지막으로, 도13에서 e로 나타낸, 상기 열차단하우징(234)과 상기 도가니(206) 사이의 축상의 거리 또한 변화될 수 있다. 특히, 상기 도가니(206)에 대하여 상기 열차단하우징(234)이 상방으로 이동함에 따라, 그에 의하여 상기 거리(e)가 감소하고, 상기 잉곳의 중앙에서의 온도구배는 증가할 수 있으며, 또한 상기 잉곳의 중앙과 상기 잉곳의 가장자리 사이에서의 온도구배 간의 차이 역시 증가할 수 있다.The location of the thermal barrier housing 234 relative to the crucible 206, indicated by d in FIG. 13, may also affect the performance of the Czochralski puller. In particular, as d decreases, more heat preservation may occur due to heat radiation from the ingot, thereby increasing the temperature at points x and y. Moreover, the difference in temperature gradient between the center and the edge of the ingot 228 can be reduced, and the temperature at the center of the ingot can also be reduced. Finally, the axial distance between the thermal barrier housing 234 and the crucible 206, indicated by e in FIG. 13, can also be varied. In particular, as the thermal barrier housing 234 moves upward with respect to the crucible 206, the distance e is thereby decreased, and the temperature gradient at the center of the ingot can be increased. The difference between the temperature gradient between the center of the ingot and the edge of the ingot can also increase.
바람직하게, 이들 변수들의 전부는 상기 잉곳의 원통형 가장자리로부터의 확산거리(도5에서 지점(B)로 표시됨)에서의 온도구배와 동일하거나 그 이상의 온도구배가 상기 축에서의 상기 잉곳-용융물 경계(도5에서 지점(A)로 표시됨)에서 형성되도록 변화될 수 있다.Preferably, all of these variables have a temperature gradient equal to or greater than the temperature gradient at the diffusion distance from the cylindrical edge of the ingot (indicated by point B in FIG. 5) at the ingot-melt boundary in the axis ( 5 may be changed to form at point A).
따라서, 이들 변수들의 전부는 잉곳축에서의 온도구배가 2.5°K/mm 보다 크고, 또한 잉곳의 원통형 가장자리로부터 확산거리에서의 온도구배와 동일하거나 그 이상의 온도구배를 잉곳-용융물 경계에서 얻을 수 있도록 변화될 수 있다.Thus, all of these variables are such that the temperature gradient in the ingot axis is greater than 2.5 ° K / mm and that a temperature gradient equal to or greater than the temperature gradient at the diffusion distance from the cylindrical edge of the ingot can be obtained at the ingot-melt boundary. Can be changed.
도14A 내지 도14D에는 역시 상기 초크랄스키 풀러의 열적 특성들에 영향을 줄 수 있는 상기 지지부재(1350)의 다양한 배열이 나타나 있다. 도14A내지 도14D는 열차단체(214)의 부분절개 사시도이다. 도14A에 나타낸 바와 같이, 상기 지지부재(1350)는 하나 또는 그 이상의 지지아암(1410)들을 포함할 수 있다. 달리, 도14B에 나타낸 바와 같이, 상기 지지부재(1350)는 링형 지지부재(1420)가 될 수 있다. 상기 링형 지지부재(1420)는 그 내부에 하나 또는 그 이상의 창(1430)들을 포함할 수 있다. 상기 창(1430)들은 개구가 될 수 있으며, 또는 쿼츠창(quartz window)이 될 수 있다. 상기 링형 지지부재는 도시한 바와 같이 경사질 수 있다.14A-14D show various arrangements of the support member 1350 that may also affect the thermal characteristics of the Czochralski puller. 14A to 14D are partial cutaway perspective views of the train body 214. As shown in FIG. 14A, the support member 1350 may include one or more support arms 1410. Alternatively, as shown in FIG. 14B, the support member 1350 may be a ring support member 1420. The ring support member 1420 may include one or more windows 1430 therein. The windows 1430 may be openings, or may be quartz windows. The ring-shaped support member may be inclined as shown.
도14C에 나타낸 바와 같이, 상기 지지아암(1410)들은 그 내부에 절연물질(1440)을 포함하는 중공의 지지아암(1410')들이 될 수 있다. 유사하게, 도14D에 나타낸 바와 같이, 상기 링형 지지부재(1420)는 그 내부에 절연물질(1450)을 포함하는 중공의 링형 지지부재(1420')가 될 수 있다. 상기 지지부재가 도시된 바와 같이 상기 링형 열차단하우징(234)에 그 외부벽에서 부착될 필요가 없음은 또한 이해될 수 있을 것이다. 더욱이, 상기 부착위치는 그 외부벽들과 내부벽들 사이에서 변경될 수 있다.As shown in Figure 14C, the support arms 1410 may be hollow support arms 1410 'that include an insulating material 1440 therein. Similarly, as shown in FIG. 14D, the ring support member 1420 may be a hollow ring support member 1420 ′ that includes an insulating material 1450 therein. It will also be appreciated that the support member need not be attached to its ring-shaped thermal barrier housing 234 at its outer wall as shown. Moreover, the attachment position can be changed between its outer walls and inner walls.
중공의 지지부재(1410') 및 (1420')들을 각각 제조하기 위한 상기 지지부재(1410) 및 (1420)내에서의 절연물질의 부가는 상기 잉곳(228)로부터 상기 히터(204)를 절연할 수 있으며, 또한 상기 잉곳 표면으로부터의 빠른 열전달을 제공한다. 따라서, 상기 잉곳의 중앙에서의 온도구배들은 증가할 수 있으며, 상기 잉곳의 중앙과 상기 잉곳 가장자리 사이에서의 온도구배들의 차이 또한 감소할 수 있다.The addition of insulating material within the support members 1410 and 1420 to manufacture hollow support members 1410 'and 1420', respectively, will insulate the heater 204 from the ingot 228. Can also provide fast heat transfer from the ingot surface. Thus, the temperature gradients at the center of the ingot may increase, and the difference in temperature gradients between the center of the ingot and the edge of the ingot may also decrease.
잉곳축에서의 온도구배가 2.5°K/mm 보다 크고, 또한 잉곳의 원통형 가장자리로부터 확산거리에서의 온도구배와 동일하거나 그 이상의 온도구배를 잉곳-용융물 경계에서 얻을 수 있도록 초크랄스키 풀러를 개량했을 때, α, a 및 c의 조절이 상기 원통형의 가장자리로부터의 확산거리에서의 온도구배 보다 더 큰 상기 잉곳-용융물 경계에서의 온도구배를 형성하는 것을 조절할 수 있음이 밝혀졌다. 더욱이, β의 조절 및 상기 지지아암내에의 절연물질의 제공이 상기 축상에서의 온도구배를 조절할 수 있다. 따라서, 상기 열차단체(214)의 설계에 있어서, ΔG'를 감소시키기 위하여 α, a 및 c는 증가될 수 있다. 그 다음에, 충분히 높은 G중앙을 얻기 위하여 β가 증가될 수 있으며 또한 절연물질이 더 가해질 수 있다. 상기 링형 열차단하우징의 하나의 구체적인 설계는 125mm의 길이(c)의 외부열차단하우징벽(1320), 55mm의 길이(a)의 내부열차단하우징벽(1310), 7.4mm의 거리(d) 및 5°의 각도(α)를 포함한다.The Czochralski puller has been modified so that a temperature gradient in the ingot axis is greater than 2.5 ° K / mm and a temperature gradient equal to or greater than the temperature gradient at the diffusion distance from the cylindrical edge of the ingot can be obtained at the ingot-melt boundary. It has been found that the adjustment of α, a and c can control the formation of a temperature gradient at the ingot-melt boundary that is larger than the temperature gradient at the diffusion distance from the cylindrical edge. Moreover, the adjustment of β and the provision of an insulating material in the support arm can control the temperature gradient on the axis. Therefore, in the design of the train group 214, α, a and c can be increased to reduce ΔG '. Then, β can be increased and more insulating material can be added to obtain a sufficiently high G center . One specific design of the ring thermal barrier housing includes an external heat shield housing wall 1320 having a length (c) of 125 mm, an internal heat shield housing wall 1310 of a length (a) of 55 mm, a distance d of 7.4 mm, and An angle α of 5 °.
따라서, 본 발명에 따르면, 하나의 실리콘 잉곳으로부터 제조된 복수개의 무결함 단결정 실리콘 웨이퍼를 생산할 수 있으며, 상기 각 무결함 실리콘 웨이퍼에는 베이컨시 집괴 및 인터스티셜 집괴가 존재하지 않는다.Thus, according to the present invention, it is possible to produce a plurality of defect-free single crystal silicon wafers made from one silicon ingot, and each of the defect-free silicon wafers is free of vacancy and interstitial agglomerates.
따라서, 잉곳-용융물 경계에서의 온도구배에 대한 인상속도의 비를 상부 하부 경계 사이에 유지시킴으로써 집괴 결함들이 웨이퍼 중앙의 베이컨시-풍부영역으로 억제될 수 있으며, 또는 제거되어 무결함 실리콘 웨이퍼를 생산할 수도 있게 된다는 효과가 있다.Thus, by maintaining the ratio of the pulling rate to temperature gradient at the ingot-melt boundary between the upper and lower boundaries, agglomerate defects can be suppressed into the vacancy-rich region at the center of the wafer, or removed to produce a defect free silicon wafer. It has the effect of being able to.
이상에서 본 발명은 기재된 구체예에 대해서만 상세히 설명되었지만 본 발명의 기술사상 범위 내에서 다양한 변형 및 수정이 가능함은 당업자에게 있어서 명백한 것이며, 이러한 변형 및 수정이 첨부된 특허청구범위에 속함은 당연한 것이다.Although the present invention has been described in detail only with respect to the described embodiments, it will be apparent to those skilled in the art that various modifications and variations are possible within the technical scope of the present invention, and such modifications and modifications are within the scope of the appended claims.
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