KR20210147073A - 단결정 노의 컴바인더 콘 튜브(Combined Cone Tube) 및 단결정 노 - Google Patents
단결정 노의 컴바인더 콘 튜브(Combined Cone Tube) 및 단결정 노 Download PDFInfo
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Abstract
본 개시는 단결정 노의 컴바인더 콘 튜브 및 단결정 노를 제공하며, 상기 컴바인더 콘 튜브는: 내통, 외통 및 밑통을 포함하며, 상기 외통은 상하로 개구되고, 외통은 내통 외곽에 씌워져 설치되며, 밑통은 외통의 하단부 개구에 설치되고, 상기 밑통은 환형 섀시 및 하통을 포함하며, 상기 내통과 상기 하통은 모두 도추형을 나타내며, 상기 내통의 상단부는 외통의 상단부와 연결되며, 상기 환형 섀시의 외연부는 외통의 하단부와 밀봉 연결되며, 상기 환형 섀시의 내연부는 상기 하통의 상부와 연결되며, 상기 내통의 하단부는 상기 환형 섀시의 상표면과 고정 연결된다.
Description
본 출원은 2020년 8월 10일 중국 특허청에 제출한, 출원번호 제202010795735.3호의 우선권을 주장하며, 그 전체 내용을 참조로서 본 출원에 원용한다.
본 개시는 잉고트 제조 기술의 분야에 관한 것으로, 특히 단결정 노의 컴바인더 콘 튜브 및 단결정 노에 관한 것이다.
마이크로 전자산업 공정이 계속 향상됨에 따라, 실리콘 웨이퍼 재료의 품질에 대한 요구가 더 높아졌고, 좋은 품질은 잉고트 중의 결정 결함을 잘 관리해야 한다는 것을 의미한다. 잉고트 중의 결정체 결함은 주로 두가지 큰 유형으로 나뉘는데, 한 유형은 과포화의 간극이 응집되어 생기는 결함이고, 이 유형의 결함은 MOS 소자 게이트 산화물 완전성(gate oxide integrity, GOI로 약칭함)에 영향을 미치지 않으며; 또 다른 유형은 빈자리가 응집되어 생기는 결함이고, 이 유형의 성장 결함은 GOI의 수율과 큰 관계가 있으며, 자주 보는 베컨시(Vacancy)는 COPs(crystal originated particles), FPD(flow pattern defects), LSTDs(laser scattering tomography defects) 등이 있다. 이러한 결함의 생성은 잉고트의 축방향 온도차(G)와 관련되며, 축방향 온도차(G)는 핫존의 디자인에 따라 조절될 수 있다.
핫존에서는 리풀랙터(Reflector)의 디자인이 중요한데, 이는 잉고트 축방향 온도차(G) 및 잉고트 엣지에서의 축방향 온도차와 잉고트 중심에서의 축방향 온도 차의 차이값(ΔG)의 크기에 직접 영향을 미치며, 더 나아가, 잉고트 중의 결함 유형 및 분포에 영향을 미친다. 풀링 과정에서 관련 기술에서의 리풀랙터(Reflector)의 제한으로 인해, 액면의 다량의 열이 잉고트 표면으로 전달되는 것을 초래하고, 이는 잉고트 엣지 구역의 축방향 온도차가 작아지나, 잉고트 중심 구역의 축방향 온도 차가 거의 변하지 않는 것을 초래하며; 더 나아가, ΔG가 증가하게 되고, V/G 이론에 따르면, 이 때 베컨시는 집적되어 성장하는데, 이는 무결함 성장 구역을 감소시키며, 잉고트의 무결함 성장에 불리하다.
이를 토대로, 본 개시는 관련 기술에서 리풀랙터(Reflector)의 설치가 불합리하여 잉고트 중의 결함 및 분포에 영향을 미치고, 잉고트의 무결함 성장에 불리한 문제를 해결하기 위한 단결정 노의 컴바인더 콘 튜브(Combined Cone Tube) 및 단결정 노를 제공한다.
상술한 기술문제를 해결하기 위하여, 본 개시는 이하 기술방안을 이용한다:
본 개시의 일 측면의 실시예는 단결정 노의 컴바인더 콘 튜브(Combined Cone Tube)를 제공하며, 내통, 외통 및 밑통을 포함하며, 상기 외통은 상하로 개구되고, 상기 외통은 상기 내통 외곽에 씌워져 설치되며, 상기 밑통은 상기 외통의 하단부 개구에 설치되고, 상기 밑통은 환형 섀시 및 하통을 포함하며, 상기 내통과 상기 하통은 모두 도추형을 나타내며, 상기 내통의 상단부는 상기 외통의 상단부와 연결되며, 상기 환형 섀시의 외연부는 상기 외통의 하단부와 밀봉 연결되며, 상기 환형 섀시의 내연부는 상기 하통의 상부와 연결되며, 상기 내통의 하단부는 상기 환형 섀시의 상표면과 고정 연결된다.
선택적으로, 상기 내통과 상기 외통의 재질은 흑연 재료이다.
선택적으로, 상기 환형 섀시와 상기 하통의 재질은 금속 몰리브덴이다.
선택적으로, 상기 내통, 상기 외통과 상기 환형 섀시 사이에 둘러싸여 형성된 공강 내에는 제1 충전체 및 제2 충전체가 설치되어 있으며, 상기 제1 충전체는 상기 제2 충전체 위에 위치하며, 상기 제1 충전체는 열전도 재료로 제조되고, 상기 제2 충전체는 단열 재료로 제조된다.
선택적으로, 상기 환형 섀시와 상기 하통은 일체로 설치된다.
선택적으로, 상기 환형 섀시의 외연부에는 제1 나사산이 형성되어 있고, 상기 외통의 하단부에는 제2 나사산이 형성되어 있으며, 상기 환형 섀시와 상기 외통은 제1 나사산과 제2 나사산을 통해 나사산 배합 연결을 구현한다.
선택적으로, 상기 환형 섀시의 밑면은 원추면을 나타낸다.
본 개시의 또 다른 측면의 실시예는 단결정 노를 더 제공하며, 상기 임의의 한 항에 따른 컴바인더 콘 튜브를 포함한다.
본 개시의 상술한 기술방안의 유익한 효과는 다음과 같다:
본 개시의 실시예에 따른 컴바인더 콘 튜브(Combined Cone Tube)는, 실리콘 용액 표면의 고체, 액체, 가스의 세개의 경계점의 안정성을 유지할 수 있고, 온도 필드의 안정성을 유지할 수 있어, 잉고트의 무결함 성장에 유리하며, 또한 실리콘 용액 표면이 일정한 높이를 초과한 후, 잉고트의 냉각을 가속화시켜, 잉고트로 하여금 결함형 핵이 자라는 온도 구간을 신속하게 통과하게 하여, 최종적으로 높은 품질의 잉고트를 얻을 수 있다.
도 1은 본 개시의 실시예에서 제공하는 컴바인더 콘 튜브(Combined Cone Tube)의 구조 개략도이다.
도 2는 본 개시의 실시예에서 제공하는 밑통의 구조 개략도이다.
도 3은 본 개시의 실시예에서 제공하는 외통의 구조 개략도이다.
도 4는 본 개시의 실시예에서 제공하는 내통의 구조 개략도이다.
도 5는 본 개시의 실시예에서 제공하는 컴바인더 콘 튜브의 사용 개략도이다.
도 2는 본 개시의 실시예에서 제공하는 밑통의 구조 개략도이다.
도 3은 본 개시의 실시예에서 제공하는 외통의 구조 개략도이다.
도 4는 본 개시의 실시예에서 제공하는 내통의 구조 개략도이다.
도 5는 본 개시의 실시예에서 제공하는 컴바인더 콘 튜브의 사용 개략도이다.
본 개시의 실시예의 목적, 기술방안과 우점을 보다 명확히 하기 위하여, 아래에 본 개시의 실시예의 도면을 결부시켜 본 개시의 실시예에 따른 기술방안을 명확하고 완전하게 설명하기로 한다. 설명되는 실시예들은 본 개시의 일부 실시예일 뿐, 전부의 실시예가 아님은 자명한 것이다. 본 개시의 실시예들을 토대로, 해당 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자들이 얻은 모든 기타 실시예들은 모두 본 개시의 보호 범위에 속한다.
도 1 내지 도 4를 참조하면, 도 1은 본 개시의 실시예에서 제공하는 컴바인더 콘 튜브의 구조 개략도이며, 도 2는 본 개시의 실시예가 제공하는 밑통의 구조 개략도이며, 도 3은 본 개시의 실시예가 제공하는 외통의 구조 개략도이며, 도 4는 본 개시의 실시예가 제공하는 내통의 구조 개략도이다. 도 1 내지 도 4에 도시된 바와 같이, 본 개시의 실시예에서의 컴바인더 콘 튜브는 밑통(1), 외통(2) 및 내통(3)을 포함할 수 있으며, 그 중, 외통(2) 내부는 비어있고 또한 상하로 개구되며, 외통(2)은 내통(3) 외곽에 씌워져 설치되며, 밑통(1)은 상기 외통의 하단부 개구에 설치되며; 구체적으로, 밑통(1)은 환형 섀시(11) 및 하통(12)을 포함하며, 내통(3)과 하통(12)은 모두 도추형을 나타내고 또한 상하로 개구되며, 내통(3)의 상단부는 외통(2)의 상단부와 연결되고, 내통(3)의 상단부 개구는 외통(2)의 상단부 개구보다 약간 작아, 내통(3)이 외통(2)의 내부에 설치되는 것을 확보할 수 있고, 내통(3)의 상단부와 외통(2)의 상단부는 구체적으로 접합 또는 볼트로 고정하여 연결할 수 있으며, 여기서 구체적인 연결 방식을 한정하지 않으며; 환형 섀시(11)의 외연부(즉, 외주)는 외통(2)의 하단부와 밀봉 연결되며, 환형 섀시(11)의 내연부(즉, 내주)는 하통(12)의 상부와 연결되며, 내통(3)의 하단부는 환형 섀시(11)의 상표면과 고정 연결되며, 내통(3)은 도추형을 나타내므로, 내통(3)의 하단부와 환형 섀시(11)의 상표면의 접촉점은 환형 섀시(11)의 내주에 근접한다.
본 개시의 실시예에서, 환형 섀시(11)의 외연부에는 제1 나사가 형성되어 있고, 외통(2)의 하단부에는 제2 나사가 형성되어 있으며, 환형 섀시(11)와 외통(2)은 상기 제1 나사와 상기 제2 나사를 통해 나사산 배합 연결을 구현하며; 나사 배합의 방식을 통해 밑통(1)과 외통(2) 사이를 쉽게 분리할 수 있으며, 동시에 단단한 연결을 실현할 수 있어, 불활성 가스의 취입에 의한 덜컹거림을 피면할 수 있다.
도 5를 참조하면, 도 5는 본 개시의 실시예가 제공하는 컴바인더 콘 튜브의 사용 개략도이다. 도 5에 도시된 바와 같이, 사용 과정에서, 컴바인더 콘 튜브는 실리콘 용액 위에 설치되고, 컴바인더 콘 튜브의 내통(3)과 하통(12)는 가스 유동 통로를 형성하며, 불활성 가스는 내통(3)과 하통(12)을 거쳐 실리콘 용액(8)의 표면으로 흘러들어갈 수 있으며, 결정 풀링은 잉고트(5) 성장 과정에서 불활성 가스가 잉고트(5)를 빠르게 냉각시킬 수 있도록 한다. 본 개시의 실시예에서, 밑통(1)의 재질은 반사 단열 재료이고, 더 구체적으로, 밑통(1)의 재질은 금속 몰리브덴이며; 상술한 설계를 통해, 밑통(1)과 하통(12)의 내부에 대해 보온을 진행할 수 있어, 실리콘 용액(8) 상의 고체, 액체, 가스의 세개의 경계점의 안정성을 유지하고, 온도 필드의 안정성을 유지할 수 있으며, 또한 하통(12)은 도추형을 나타내므로, 잉고트(5) 엣지에서의 축방향 온도차와 잉고트 중심에서의 축방향 온도 차의 차이값(ΔG)을 잘 조절하여 이상값에 근접하게 할 수 있으며, 따라서 잉고트(5)의 무결함 성장에 도움을 주며, 금속 몰리브덴 재질의 밑통(1)은 액면이 발산한 열을 효과적으로 반사할 수 있어, 실리콘 용액(8) 액면 및 주변 온도 필드의 안정에 도움을 주며; 선택적으로, 밑통(1)의 환형 섀시(11)의 밑면은 원추면을 나타낼 수 있으며, 즉, 환형 섀시(11)의 밑표면으로부터 실리콘 용액(8) 표면까지의 거리는 외연부(외주)로부터 내연부(내주)까지 점점 커지며, 따라서 환형 섀시(11)로 하여금 액면이 발산한 열을 잉고트(5)와 실리콘 용액(8)의 고정 경계 위치로 반사하도록 하며, 진일보하여 그 온도의 안정성을 보장하며, 밑통의 하통(12)은 그 내부를 통과하는 잉고트(5)의 부분의 온도를 일정하게 유지할 수 있고, 밑통(1)에 대응하는 높이 위치에 안정적인 온도 필드를 형성하여, 잉고트(5)의 축방향 온도차(G)의 일정함을 보장하며, 해당 높이 위치에서의 잉고트(5)의 무결함 성장에 도움을 준다.
본 개시의 실시예에서, 내통(3)과 외통(2)의 재질은 열전도 재료이고, 더 구체적으로, 내통(3)과 외통(2)의 재질은 흑연 재료이며, 열전도 재료인 내통(3)과 외통(2)은 내통(3)의 내부에 위치한 잉고트(5)가 해당 높이 부위에서 빠르게 냉각되도록 도와주며, 즉 내통(3)의 내부에 위치한 잉고트(5)의 부분의 열은 내통(3)과 외통(2)을 통해 밖으로 빠르게 흩어져, 잉고트(5)로 하여금 결함형 핵이 자라는 온도 구간을 신속하게 통과하게 하고, 잉고트(5) 중의 결함 성장을 효과적으로 억제하며, 따라서 잉고트(5)의 결함 성장을 감소시킨다.
본 개시의 실시예에서, 내통(3), 외통(2)과 환형 섀시(11) 사이에 둘러싸여 형성된 공강 내에는 충전체(4)가 설치되어 있고, 충전체(4)는 제1 충전체(41) 및 제2 충전체(42)를 포함하며, 그 중, 제1 충전체(41)는 제2 충전체(42) 위에 위치하며, 제1 충전체(41)는 열전도 재료로 제조되고, 상기 제2 충전체(42)는 단열 재료로 제조되며; 즉, 내통(3), 외통(2)과 환형 섀시(11) 사이에 둘러싸여 형성된 공강 내부는 두부분으로 나뉘고, 상부에는 제1 충전체(41)가 충전되며, 해당 높이 위치에서 잉고트(5)의 온도를 빠르게 냉각시키는 것을 필요로 하므로, 제1 충전체(41)는 열전도 재료를 이용하여, 흑연 재료를 이용한 내통(3)과 외통(2)을 배합하여, 잉고트(5)의 열을 외부로 빠르게 전달하며; 하부에는 제2 충전체(42)가 충전되며, 해당 높이 위치에서 잉고트(5)의 온도를 일정하게 유지하는 것을 필요로 하므로, 제2 충전체(42)는 단열 재료를 이용하며, 제2 충전체(42)는 아래에서 위로의 열전달을 막을 수 있을뿐만 아니라, 또한 안에서 밖으로의 연절달도 막을 수 있어, 열 외산을 감소시킨다.
본 개시의 실시예에서, 환형 섀시(11)와 하통(12)은 일체로 설치되고, 둘이 일체로 설치되는 것은 둘 사이에 상대적 운동이 발생하지 않는 것을 보장하며, 이는 실리콘 용액(8)의 액면 검출의 정확성을 제고시키는데 도움을 준다.
본 개시의 실시예에 따른 컴바인더 콘 튜브는, 실리콘 용액 표면 고체, 액체, 가스의 세개의 경계점의 안정성을 유지하고, 온도 필드의 안정성을 유지할 수 있어, 잉고트의 무결함 성장에 유리하며, 또한 실리콘 용액 표면이 일정한 높이를 초과한 후, 잉고트의 냉각을 가속화시켜, 잉고트로 하여금 결함형 핵이 자라는 온도 구간을 신속하게 통과하게 하여, 최종적으로 높은 품질의 잉고트를 얻을 수 있다.
본 개시의 또 다른 측면의 실시예는 단결정 노를 더 제공하며, 상기 단결정 노는 상기 실시예에 따른 컴바인더 콘 튜브를 포함한다. 상술한 실시예에서의 컴바인더 콘 튜브는 실리콘 용액 표면 고체, 액체, 가스의 세개의 경계점의 안정성을 유지하고, 온도 필드의 안정성을 유지할 수 있어, 잉고트의 무결함 성장에 유리하며, 또한 실리콘 용액 표면이 일정한 높이를 초과한 후, 잉고트의 냉각을 가속화시켜, 잉고트로 하여금 결함형 핵이 자라는 온도 구간을 신속하게 통과하게 하여, 최종적으로 높은 품질의 잉고트를 얻을 수 있으므로, 본 개시의 실시예에서의 단결정 노도 대응하게 상술한 유익한 효과를 가지므로, 중복을 피하기 위해, 여기서 더 이상 기술하지 않기로 한다.
도 5에 도시된 바와 같이, 선택적인 단결정 노는 도가니 및 도가니 바로 위에 위치하는 컴바인더 콘 튜브를 포함하고, 도가니는 흑연 도가니(6)와 석영 도가니(7)를 포함하며, 도가니는 실리콘 용액(8)을 수용하며, 컴바인더 콘 튜브는 실리콘 용액(8) 표면으로터 일정 높이로 떨어져 있으며, 컴바인더 콘 튜브 중의 하통(12)의 하단부 개구는 잉고트(5)가 그 내부로 통과하는 것을 허용하도록 잉고트(5)의 직경보다 약간 크다.
상술한 바는 본 개시의 부분 실시형태이고, 지적해야 할 것은, 해당 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면, 본 개시에 따른 원리를 벗어나지 않는 전제하에서 여러가지 개선과 윤색을 진행할수 있으며, 이러한 개선 또는 윤색은 모두 본 개시의 보호 범위에 포함되어야 한다.
Claims (8)
- 단결정 노의 컴바인더 콘 튜브(Combined Cone Tube)에 있어서,
내통, 외통 및 밑통을 포함하며, 상기 외통은 상하로 개구되고, 상기 외통은 상기 내통 외곽에 씌워져 설치되며, 상기 밑통은 상기 외통의 하단부 개구에 설치되고, 상기 밑통은 환형 섀시 및 하통을 포함하며, 상기 내통과 상기 하통은 모두 도추형이고, 상기 내통의 상단부는 상기 외통의 상단부와 연결되며, 상기 환형 섀시의 외연부는 상기 외통의 하단부와 밀봉 연결되며, 상기 환형 섀시의 내연부는 상기 하통의 상부와 연결되며, 상기 내통의 하단부는 상기 환형 섀시의 상표면과 고정 연결되는 단결정 노의 컴바인더 콘 튜브. - 제1항에 있어서,
상기 내통과 상기 외통의 재질은 흑연 재료인 단결정 노의 컴바인더 콘 튜브. - 제1항에 있어서,
상기 환형 섀시와 상기 하통의 재질은 금속 몰리브덴인 단결정 노의 컴바인더 콘 튜브. - 제1항에 있어서,
상기 내통, 상기 외통과 상기 환형 섀시 사이에 둘러싸여 형성된 공강 내에는 제1 충전체 및 제2 충전체가 설치되어 있으며, 상기 제1 충전체는 상기 제2 충전체 위에 위치하며, 상기 제1 충전체는 열전도 재료로 제조되고, 상기 제2 충전체는 단열 재료로 제조되는 단결정 노의 컴바인더 콘 튜브. - 제1항에 있어서,
상기 환형 섀시와 상기 하통은 일체로 설치된 단결정 노의 컴바인더 콘 튜브. - 제1항에 있어서,
상기 환형 섀시의 외연부에는 제1 나사산이 형성되어 있고, 상기 외통의 하단부에는 제2 나사산이 형성되어 있으며, 상기 환형 섀시와 상기 외통은 제1 나사산과 제2 나사산을 통해 나사산 배합 연결을 구현하는 단결정 노의 컴바인더 콘 튜브. - 제1항에 있어서,
상기 환형 섀시의 밑면은 원추면을 나타내는 단결정 노의 컴바인더 콘 튜브. - 단결정 노에 있어서,
제1항 내지 제7항 중 어느 한 항에 따른 컴바인더 콘 튜브를 포함하는 단결정 노.
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