(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
単結晶インゴットの直径を測定する直径測定センサと、
前記直径測定センサからの測定データから短周期ノイズを除去するローパスフィルタと、
前記ノイズが除去されたデータを現在データとして、引上速度を制御することで単結晶インゴットの直径を制御するＡＤＣセンサと、を含み、
前記ローパスフィルタは、抵抗（Ｒ)とキャパシタ（Ｃ)を含む回路であり、
前記ローパスフィルタの伝達関数は、下記数式で表され、
前記ローパスフィルタの時定数（τf）は、ＲＣ（但し、Ｒは抵抗（Ｒ）の抵抗値、Ｃはキャパシタ（Ｃ）のキャパシタンス値）であり、１〜１５秒である
Ｖｏｕｔ（ｓ）＝（１／（ＲＣｓ＋１））Ｖｉｎ（ｓ）
単結晶インゴットの直径制御システム。
【請求項２】
前記ローパスフィルタは、前記測定データから短周期ノイズまたはスパイクノイズを除去する
ことを特徴とする請求項１に記載の単結晶インゴットの直径制御システム。
【請求項３】
前記短周期の範囲は３〜２０秒であり、
前記スパイクノイズの周期は０.７５〜５秒である
ことを特徴とする請求項２に記載の単結晶インゴットの直径制御システム。
【請求項４】
前記短周期ノイズを除去した後引上速度を制御する時は、データ平均値個数(AVE)を考
慮してインゴットの直径を制御する
ことを特徴とする請求項１に記載の単結晶インゴットの直径制御システム。
【請求項５】
請求項１ないし４のいずれか１項に記載の単結晶インゴットの直径制御システムを含む
ことを特徴とする単結晶インゴットの成長装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、単結晶インゴットの直径制御システムおよびこれを含む単結晶インゴットの成長装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
半導体を製造するためにはウェハを製造する必要があり、またウェハを製造するためには、まず単結晶シリコンをインゴット(ingot)形態に成長させなければならないが、この時チョクラルスキー法(czochralski method、以下、「CZ法」)を用いることができる。
【０００３】
一方、シリコン単結晶インゴットの高品質を達成するために、引上速度を多様な変数により補正したり、直径を制御するために、周辺装置に各種センサを設置し、設置されたセンサによって均一な直径が具現されるようにする。この時、引上速度と直径を制御するために、装置外部に設置されたCCDカメラセンサ、ADC(automatic diameter control)センサなどを利用し、センサから得られた情報、直径と引上速度を制御するためにPID制御部(Proportional Integral Derivative controller)が用いられている。
【０００４】
CZ法で単結晶インゴットを成長させる制御システムは、引上速度を実際に変化させることができるモータ作動部を備え、モータ作動部は、モニタリングにより読み込んだ現在変化量とPID制御部を介して演算されたターゲット(目標)の引上速度を相互一致させる役割をする。
【０００５】
従来技術によれば、CCDカメラまたはADCセンサを利用して単結晶の直径を測定した後、測定直径値(Present Value; PV)が所望の目標直径値(Set Value; SV)と差(error)がある場合、補正された直径値(Manipulated Value; MV)を利用して、直径および引上速度を基準値に接近させることが基本原理である。従って、直径変化による引上速度の制御であるいえる。
【０００６】
前記PID制御のP,I,D値は、比例、積分、微分の成分からなり、P,I,D値の設定に応じて各成分の出力強度が決定される。
【０００７】
一方、PID制御の重要部分は、PID制御部での実際値の認識方法にある。直径を制御するために直径を認識するセンサから伝達される値のサンプリング速度、周期および方式に応じて、制御に大きい影響を及ぼすことになる。また、すべてのRAWデータを全体処理するのか、それとも平均化するのか、または、サンプリングする場合はどのような周期でサンプリングするのか等と多くの変数が伴う。
【０００８】
また、P,I,D定数値のチューニング(tuning)前にセンサから伝達される情報の合理的な前処理が必要である。
【０００９】
一方、このようなシリコン単結晶成長工法によって無欠陥または極低欠陥の高品質シリコン単結晶を得るためには、引上速度Vと単結晶の軸方向の温度勾配Gの比であるV/Gによって決定されるターゲットの引上速度に対して、実際の引上速度を精密に制御することが大変重要である。
【００１０】
実際の引上速度がターゲットの引上速度より大きい場合には、FPD(Flow Pattern Defect)のような空孔(Vacancy)欠陥が現れ、逆に引上速度が低い場合にはOISF(Oxidation induced Stacking Fault)領域が結晶周辺に発生し、実際の引上速度がより低速である場合、LDP(Large Dislocation Pit)のような格子間原子(Interstitial)欠陥が現れることになる。OISFのような欠陥は、最近縮小されたデザインルール(Design rule)によるDRAMやフラッシュメモリに用いられるRTPウェハのような高品質のウェハを製造する時、致命的な品質低下を誘発することになる。従って、無欠陥領域である残留空孔(Pv)領域と残留格子間原子(Pi)領域のみを含む高品質の単結晶を製造するためには、引上速度の精密制御が不可欠である。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１１】
本発明は、単結晶インゴットの直径および引上速度を精密に制御できる単結晶インゴットの直径制御システムおよびこれを含む単結晶インゴットの成長装置を提供しようとする。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
本発明の単結晶インゴットの直径制御システムは、単結晶インゴットの直径を測定する直径測定センサと、前記直径測定センサからの測定データから短周期ノイズを除去するローパスフィルタ(Low-Pass Filter: LPF)と、前記ノイズが除去されたデータを現在データとして引上速度を制御することで単結晶インゴットの直径を制御するADC(automatic diameter control)センサと、を含むことができる。
【００１３】
また、本発明の単結晶インゴットの成長装置は、前記単結晶インゴットの直径制御システムを含むことができる。
【発明の効果】
【００１４】
本発明の単結晶インゴットの直径制御システムおよびこれを含む単結晶インゴットの成長装置によれば、引上速度を精密に制御して単結晶インゴットの直径を精密に制御することができる。
【００１５】
また、本発明によれば、単結晶インゴットの直径に対するRAWデータをセンシングした後、ローパスフィルタによって前処理過程を経ることで、短周期ノイズを除去することができる。例えば、本発明によれば、短周期、例えば６秒周期の測定誤差信号(短周期ノイズ: PN)を除去することができ、ノードによる６秒/４ごとに発生するスパイクノイズ(SN)を除去でき、約６秒とそれ以下の残りのノイズ信号も除去することができる。
【００１６】
また、本発明によれば、ローパスフィルタによって短周期信号の振幅を減少させることで、単結晶インゴットの直径を精密に制御することができる。例えば、実際の引上速度(Actual Pull Speed)の変動幅を既存より約５０%以上減少させることができる。また、本発明によれば、直径の変動幅を既存より約３０%以上減少させることができる。また、本発明によれば、ターゲットの直径を精密に制御することができる。
【００１７】
また、本発明によれば、振幅を減少させるために、データ平均値個数(AVE)を制御することができる。本発明によれば、AVEが適用された場合に振幅がより減少したことが分かる。
【００１８】
また、本発明によれば、ADCデジタルフィルタ(digital filter)の下部ポイント(lower point)と上部ポイント(upper point)の範囲が増加して情報の損失を防止することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１９】
【図１】実施例に係る単結晶インゴットの直径制御システムを含む単結晶インゴットの成長装置の例示図。
【図２】実施例に係る単結晶インゴットの直径制御システムにおけるデータサンプリングの例示図。
【図３】実施例に係る単結晶インゴットの直径制御システムにおける直径に対するRAWデータの例示図。
【図４】実施例に係る単結晶インゴットの直径制御システムで採用するLPF回路の例示図。
【図５】実施例に係る単結晶インゴットの直径制御システムを適用した時に制御された直径の例示図。
【図６】実施例に係る単結晶インゴットの直径制御システムを適用した時に制御された直径の例示図。
【図７】従来技術によるインゴットの長さ別の引上速度制御の例示図。
【図８】実施例に係る単結晶インゴットの直径制御システムを適用した時の引上速度制御の例示図。
【発明を実施するための形態】
【００２０】
実施例の説明において、各ウェハ、装置、チャック、部材、部、領域または面などが、各ウェハ、装置、チャック、部材、部、領域または面などの「上」または「下」に形成されると記載される場合、「上」と「下」は「直接」または「他の構成要素を介在して」形成されるものも含む。
また、各構成要素の「上」または「下」に対する基準は、図面を基準として説明する。なお、図面における各構成要素の大きさは、説明の便宜を図り誇張図示される場合もあるが、実際に適用される大きさを意味するものではない。
【００２１】
(実施例)
図１は、実施例に係る単結晶インゴットの直径制御システムを含む単結晶インゴットの成長装置の例示図である。
【００２２】
まず、実施例に係る単結晶製造方法が適用される単結晶成長装置について説明する。
【００２３】
実施例に係るシリコン単結晶成長装置は、チャンバ１１０、ルツボ１２０、ヒータ１３０、引上手段１５０等を含むことができる。
【００２４】
例えば、実施例に係る単結晶成長装置は、チャンバ１１０と、前記チャンバ１１０の内部に設けられ、シリコン融液(M)を収容するルツボ１２０と、前記チャンバ１１０の内部に設けられ、前記ルツボ１２０を加熱するヒータ１３０と、シードSが一端に連結された引上手段１５０とを含むことができる。
【００２５】
前記チャンバ１１０は、半導体などの電子部品素材として用いられるシリコンウェハ用の単結晶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。
【００２６】
前記チャンバ１１０の内壁には、ヒータ１３０の熱が前記チャンバ１１０の側壁部に放出されないようにする輻射断熱体１４０を設置することができる。
【００２７】
前記ルツボ１２０は、シリコン融液を収容できるように前記チャンバ１１０の内部に設けられ、石英材質からなることができる。前記ルツボ１２０の外部には、ルツボ１２０を支持できるように黒鉛からなるルツボ支持台１２５を設けることができる。
【００２８】
前記ルツボ支持台１２５は、回転軸１２７上に固定設置されてこの回転軸１２７によって回転され、前記ルツボ１２０を回転および昇降運動させながら固液界面が同じ高さを維持するようにする。
【００２９】
前記ヒータ１３０は、ルツボ１２０を加熱するようにチャンバ１１０の内部に設けることができる。例えば、前記ヒータ１３０は、ルツボ支持台１２５を取り囲む円筒形状を有することができる。このようなヒータ１３０は、ルツボ１２０内に搭載された高純度の多結晶シリコンの塊り溶融させてシリコン融液にすることになる。
【００３０】
前記ヒータ１３０は、電源１３４により電力が供給され、前記電源１３４と前記ヒータ１３０との間にはパワーを変更させるための電極１３２が介在され、前記ヒータ１３０の温度はヒータ温度センサ(Heater temperature sensor)１３６により測定される。
【００３１】
実施例は、チャンバ１１０内部の融液対流を調整することにより乱流制御とインゴットの 成長品質を改善するためにマグネット１７０を設けることができる。例えば、３００mmインゴットの成長に水平型超伝導マグネットを用いることができるが、これに限定されるものではない。
【００３２】
前記引上手段１５０はインゴットIGを引上および回転させることができる。
【００３３】
実施例は、シリコン単結晶インゴットを成長させるための製造方法としては、単結晶であるシードSをシリコン融液に浸漬した後、ゆっくり引き上げながら結晶を成長させるCZ法を採用することができる。
【００３４】
この方法によれば、 シード結晶から細長い結晶を成長させるネッキング工程と、結晶を直径方向に成長させて目標直径とするショルダーリング工程と、一定の直径を有する結晶に成長させるボディグローイング(body growing)工程と、一定の長さにボディグローイングが進んだ後、結晶の直径を徐々に減少させて最終的に溶融シリコンと分離させるテーリング(tailing)工程を順に経ることで、単結晶インゴットの成長が完了する。
【００３５】
実施例は、単結晶インゴットの直径および引上速度を精密に制御できる単結晶インゴットの直径制御システムおよびこれを含む単結晶インゴットの成長装置を提供しようとする。
【００３６】
このために、実施例に係る単結晶インゴットの直径制御システム２００は、単結晶インゴットIGの直径を測定する直径測定センサ２１０と、前記直径測定センサ２１０からの測定データから短周期ノイズを除去するローパスフィルタ２２０と、ノイズが除去されたデータを現在データとして引上速度の制御によって単結晶インゴットの直径を制御するADCセンサ(Automatic Diameter Control)２３０を含むことができる。
【００３７】
前記直径測定センサ２１０は、単結晶インゴットIGの直径に対するRAWデータをセンシングするように設けられ、赤外線センサ(IR sensor)、CCDカメラまたは高温計(pyrometer)中の少なくとも一つを含むことができるが、これに限定されるものではない。
【００３８】
前記直径測定センサ２１０のアナログ電流値は、A/Dコンバータによりデジタル値に変換され、変換されたデータをフィルタリングした後、データを一定周期毎に平均化して、この数値をPID(Proportional Integral Derivative controller)制御部で「現在値」として用いることができる。
【００３９】
実施例では、現在値と目標値の偏差と、前記偏差の変化をPID制御部で演算して、単結晶引上速度を調節するための変化量を出力することができる。単結晶の引上速度の変化に応じて単結晶の直径は変化し、このような演算が繰り返し行われることで、均一な直径制御を実行することができる。
【００４０】
図２は、実施例に係る単結晶インゴットの直径制御システムにおけるデータサンプリングの例示図である。
【００４１】
実施例は、PIDコントローラーを含み、 PIDコントローラーはADCセンサ(Automatic Diameter Control)２３０により測定されたデータを利用して単結晶引上速度に対するPID(Proportional-Integral-Derivative)ロジックを演算することができる。
【００４２】
この時、PIDコントローラーによって行われる単結晶直径に係る測定データをリーディングする段階では、図２に図示されたように、あらかじめ設定されたサンプリング周期(Sampling Time)とサンプリング個数(Sampling numbers)に応じてデジタルRAWデータ(Digital raw data)をサンプリング(点線ボックス)するデータ前処理過程が実施される。
【００４３】
図２で、測定データのリーディング間隔(Reading Interval)は、例えば、０.２秒に設定され、サンプリング周期(Sampling Time)は、例えば１.４秒に設定され、サンプリング個数(Sampling numbers)は、例えば５個に設定される。
【００４４】
サンプリングされたデータは、平均化過程を経てPID演算ロジックに用いられる。PID演算過程ではサンプリングされた測定値と目標値の偏差および/または偏差変化を演算して単結晶引上に関与する引上手段のモータ速度などを変化させることで、単結晶の引上速度を制御することができる。
【００４５】
図３は、実施例に係る単結晶インゴットの直径制御システムにおける直径に対するRAWデータの例示図である。
【００４６】
具体的に、図３は直径に対するRAWデータとして、単結晶インゴット成長中RAWデータに高周波(短周期)ノイズが含まれた例示図である。
【００４７】
実施例は、シードの回転周期による測定誤差信号を除去しようとする。例えば１０rpmでシードを回転させる場合、回転一周期は６秒(６０sec/１０)が必要とされ、回転周期による短周期測定誤差を除去しようとする。
【００４８】
また、実施例は、Si単結晶を１００方向に成長させる場合１１０方向にノード(node)が発生し、４つのノードが発生するのでスパイク信号が発生する。例えば、１００面方向に成長するSi単結晶に４つのノードが発生し、発生したノードが１０rpmで回転する場合、スパイク信号は６/４秒(周期/４)に一回ずつ発生する。また、実施例は、回転周期(約６秒)とその以下のノイズ信号などを除去しようとする。
【００４９】
例えば、図３は直径RAWデータ(Diameter raw data)として、リーディング間隔(Reading Interval)を０.２秒にしてサンプリングした例であり、６秒の周期的ノイズ(PN)と、６秒/４周期のスパイクノイズ(spike type noise)(SN)が制御許容範囲である、１００ptに比べて約１００pt以上超過しており、非常に大きい揺れが発生している。
【００５０】
前記スパイクノイズ(SN)は、単結晶インゴットの結晶方向によるノードによって、インゴットが回転しながら発生し、例えば１回転に４回(６秒/４回毎)スパイクノイズが発生し得る。
【００５１】
このような高周波(短周期)ノイズはADC制御に悪影響を及ぼす。例えば、このような短周期ノイズは、ADCデジタルフィルタの下部ポイントと上部ポイントを狭く持っていくしかないようにし、これは約５０%以上の正常な情報切り捨てる結果を招来し、結局ADC制御器に誤った情報が提供されるので、ADC制御器の誤動作を招来することになる。
【００５２】
実施例によれば、単結晶インゴットの直径に対するRAWデータをセンシングした後、ローパスフィルタによって前処理過程を経ることで、短周期ノイズを除去することができる。
【００５３】
図４は実施例に係る単結晶インゴットの直径制御システムで採用するLPF回路の例示図であり、図５は実施例に係る単結晶インゴットの直径制御システムを適用した時に制御された直径の例示図である。
【００５４】
例えば、実施例によれば、短周期、例えば６秒周期の測定誤差信号(短周期ノイズ:PN)を除去することができ、ノードによる６秒/４ごとに発生するスパイクノイズ(SN)を除去でき、約６秒とそれ以下の残りのノイズ信号も除去することができる。
【００５５】
例えば、シード回転(Seed Rotation)速度が１０rpmで、インゴットのノードが４つであれば、１分(６０秒)に４０個のノード周期性を持つことになり、ノードの１周期は６０秒/４０１.５秒)の周期を持つ。
【００５６】
このような場合、S/R(Seed Rotation)の速度に応じて短周期が決定され、例えば短周期の範囲(Range)は約３秒〜約２０秒となり、スパイク信号周期は約０.７５秒〜約５秒となるが、これに限定されるものではない。
【００５７】
【数１】
0005639719.tif 000002
【００５８】
数学式１はローパスフィルタに対する伝達関数であり、ローパスフィルタの時定数(τf)はRC(但し、Rは抵抗値、Cはキャパシタンス値)と表現することができる。
【００５９】
実施例で、R値の増加で時定数を増加させると、既存信号のドロップ(Drop)現象を発生させる。これに、R値はADカードの負荷抵抗の約０.５%以内に制御できるが、これに限定されるものではない。例えば、負荷抵抗が１MΩであれば、LPFのRは５kΩ以下である。
【００６０】
これによって、実施例でローパスフィルタの時定数(τf)の範囲は約１秒〜約１５秒であり、ローパスフィルタの時定数(τf)値として１秒ないし９.６秒の値を例示するが、これに限定されるものではない。
【００６１】
例えば、R１が１０００Ωで、C１が１０００μFである場合、時定数(τf１)は１.０secの値を有し、R２が１０００Ωで、C１が３２００μFである場合、時定数(τf２)は３.２secの値を有し、R３が３０００Ωで、C３が３２００μFである場合、時定数(τf３)は９.６secの値を有することができる。
【００６２】
【数２】
0005639719.tif 000003
【００６３】
【数３】
0005639719.tif 000004
【００６４】
数学式２は入力振幅に対する式であり、数学式３は出力振幅に対する式として、実施例の適用により短周期信号の振幅(Amplitude)が減少することになる。
【００６５】
例えば、図５によれば、ローパスフィルタを適用すると、時定数(τf)が３.２secの値を有する場合、６秒の短周期測定誤差信号(短周期ノイズ:PN)を除去することができ、ノードによって６秒/４ごとに発生するスパイクノイズ(SN)を除去でき、約６秒とそれ以下の残りのノイズ信号も除去することができる。
【００６６】
また、実施例によれば、ローパスフィルタによって短周期信号の振幅を減少させることで、単結晶インゴットの直径を精密に制御することができる。
【００６７】
例えば、実際の引上速度の変動幅を既存より約５０%以上減少させることができる。
【００６８】
また、実施例によれば、直径の変動幅を既存より約３０%以上減少させることができる。
【００６９】
また、実施例によれば、ターゲットの直径を精密に制御することができる。例えば、既存の３００mmインゴットに対するターゲットの直径が約３０８mmに設定されたとすれば、実施例の適用によってターゲットの直径が約３０６mmに減少し、ターゲットの直径をより精密に制御することができる。
【００７０】
一方、従来技術によれば、移動平均フィルタ(Moving Average Filter)を利用してRAWデータの散布(分布)が減少するが、このような効果は非周期的なノイズ(Ranmdom Noise)に対して除去効果があったが、周期的なノイズに対してはノイズ除去効果がなかった。そこで、実施例により周期的なノイズを除去する必要がある。
【００７１】
図６は、実施例に係る単結晶インゴットの直径制御システムを適用した時に制御された直径の例示図である。
【００７２】
実施例によれば、振幅を減少させるためにデータ平均値個数(AVE)を制御することができる。
【００７３】
例えば、実施例では、ローパスフィルタを利用して短周期かつスパイク性ノイズであり、６秒とそれ以下に現れるノイズをハードウェア的(hardware)的に除去した後、データを処理する時データ平均値個数(AVE)、サンプリングタイムなどを考慮することで、精密な直径制御が可能となる。
【００７４】
前記データ平均値個数(AVE)は、センシングされるデータの正倍数(exact multiple)を使用してサンプリングデータの個数を設定することができるが、これに限定されるものではない。
【００７５】
例えば、シード回転周期とデータ平均値個数(AVE)の関係は正倍数であってもよく、半周期(正倍数+周期/２)の関係であってもよい。
【００７６】
例えば、データ平均値個数(AVE)=((周期の倍数+周期/２)/RAWデータ測定間隔)と定義することができる。周期は６０秒/シードの目標速度(target rpm)とすることができる。
【００７７】
例えば、データ平均値個数(AVE)は(６秒倍数+３秒)/０.２であるが、これに限定されるものではない。
【００７８】
実施例によれば、AVEが適用された場合に振幅がより減少したことが分かる。すなわち、実施例によれば、サンプリング個数を正倍数または半周期の関係である場合、単結晶の回転と共に強く発生する信号を効果的に周期的に除去することができる。
【００７９】
実施例で、AVE値は１０５〜１９５の範囲を有することができるが、これに限定されるものではない。一方、AVEが大き過ぎると直径の測定エラーが除去されるが、ADC制御器の対応速度を遅くし、AVEが小さすぎるとADC制御器の対応速度は速くなるが、直径の測定エラーは除去できない問題がある。
【００８０】
実施例によれば、データ平均値個数(AVE)の制御によって振幅が３０倍ないし７０倍以上に減少される。例えば、ローパスフィルタを適用し、時定数(τf)が３.２secの値を有し、AVE値が１０５である場合、振幅が約３８倍以上減少され、定数(τf)が３.２secの値を有し、AVE値が１９５である場合、振幅が約７１倍以上減少される。
【００８１】
また、実施例によれば、ADCデジタルフィルタの下部ポイントと上部ポイントの範囲が増加して情報の損失を防止することができる。
【００８２】
例えば、既存ではADCデジタルフィルタの下部ポイントと上部ポイントの範囲が５/５に設定されて非常に狭くなることで、多くの正常情報を切り捨てる問題があった。そこで、実施例によれば、ADCデジタルフィルタの下部ポイントと上部ポイントの範囲を約１０/１０にして情報損失を除去でき、これによって、長周期信号はそのまま通過して正常信号を生かすことができる。
【００８３】
実施例で、前記ADCデジタルフィルタの下部ポイントと上部ポイントの範囲は、情報損失を除去するために時定数によって変わり、約６/６〜８０/８０に設定できるが、これに限定されるものではない。
【００８４】
図７は従来技術によるインゴットの長さ別の引上速度(PS)制御の例示図であり、図８は実施例に係る単結晶インゴットの直径制御システムを適用した時の引上速度制御の例示図である。
【００８５】
図７および図８には引上速度のRAWデータに対する値が表示されておらず、引上速度上限(UPS)、引上速度下限(LPS)、ターゲットの引上速度(TPS)および平均引上速度(APS)のみが表現されている。X軸はインゴットの長さ(length)であるが、これに限定されるものではなく、インゴット固化率(%)であってもよく、Y軸は引上速度(PS、rpm)を表す。
【００８６】
従来技術によれば、インゴットの長さ別の引上速度に関しては、引上速度上限(UPS)と引上速度下限(LPS)を基準としてターゲットの引上速度(TPS)が設定されているが、平均引上速度(APS)がターゲットの引上速度(TPS)に及ばないと、引上速度上限(UPS)と引上速度下限(LPS)の範囲から逸脱する場合が多く存在することがわかる。
【００８７】
反面、実施例に係る単結晶インゴットの直径制御システムを適用した時は、平均引上速度(APS)がターゲットの引上速度(TPS)と実質的に一致するプロフィールが現れることがわかる。
【００８８】
実施例に係る単結晶インゴットの直径制御システムを適用した時、ターゲットの引上速度に対する実際の引上速度の精密制御が効果的に具現されることを確認ことができる。このような精密制御によれば、P-band、FPD(Flow Pattern Defect)、LDP(Large Dislocation Pit)のような欠陥がなくボディ全領域にわたり無欠陥領域(Pv/Pi)を有するシリコン単結晶インゴットを製造することができる。
【００８９】
実施例に係る単結晶インゴットの直径制御システムおよびこれを含む単結晶インゴットの成長装置によれば、引上速度を精密に制御して単結晶インゴットの直径を精密に制御することができる。
【００９０】
実施例によれば、単結晶インゴットの直径に対するRAWデータをセンシングした後、ローパスフィルタによって前処理過程を経ることで、短周期ノイズを除去することができる。例えば、実施例によれば、短周期例えば、６秒周期の測定誤差信号(短周期ノイズ:PN)を除去することができ、ノードによって６秒/４ごとに発生するスパイクノイズ(SN)を除去でき、約６秒とそれ以下の残りのノイズ信号も除去することができる。
【００９１】
また、実施例によれば、ローパスフィルタによって短周期信号の振幅を減少させることで、単結晶インゴットの直径を精密に制御することができる。例えば、実際の引上速度の変動幅を既存より約５０%以上減少させることができる。また、実施例によれば、直径の変動幅を既存より約３０%以上減少させることができる。また、実施例によれば、ターゲットの直径を精密に制御することができる。
【００９２】
また、実施例によれば、振幅を減少させるためにデータ平均値個数(AVE)を制御することができる。実施例によれば、AVEが適用された場合に振幅がより減少したことができる。
【００９３】
また、実施例によれば、ADC(analog digital converter)デジタルフィルタの下部ポイントと上部ポイントの範囲が増加して情報の損失を防止することができる。
【００９４】
以上の実施例で説明された特徴、構造、効果などは、少なくとも１つの実施例に組合せることができ、必ず１つの実施例に限定されるものではない。また、各実施例に例示した特徴、構造、効果などは、当業者であれば、別の実施例に組合せたり変形して実施可能であり、このような組合と変形も本発明の範囲内に含まれるものであると解釈されるべきである。
【００９５】
また、以上では実施例を中心に本発明を説明したが、これは例示であり、本発明はこれらの実施例に限定されるものではなく、当業者であれば、本発明の本質的な特性を逸脱しない範囲で、以上に例示されていない多様な変形と応用が可能であることは自明である。例えば、実施例に具体的に開示された各構成要素は、変形して実施可能であり、このような変形と応用に係る差異点も、添付された特許請求の範囲の範囲内に含まれるものであると解釈されるべきである。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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