문맥 (context)
반도체소자의 기판에는 주로써 고순도의 실리콘 단결정이 사용되고 있다. 실리콘 단결정의 제조의 하나로 쵸크랄 스키법(Czochralski method : CZ법이 있다)이 있다. CZ법에 있어서는 일례로서 도 8에 도시한 바와 같이, 반도체단결정제조장치의 챔버(1) 내에 설치한 석영도가니(5)에 실리콘 다결정을 충진하고, 석영도가니(5)의 주위에 설치된 히터(6)에 의해 실리콘 다결정을 가열용융하여 융액(4)로 한 위, 시드 처크(14)에 부착된 종자결정을 융액(4)에 침적하고, 시드 처크(14) 및 석영도가니(5)를 동일 방향 또는 역방향에 회전시키면서 시드 처크(14)를 인상하는 것으로서 실리콘 단결정(9)가 성장한다. 그리고, 도 8에 있어서 단열통(7)은 단열재로 구성되어 있다.
석영도가니(5)에 충진한 실리콘 다결정이 용해하면, 융액(4)와 석영도가니(5)와의 반응에 의해 융액면으로 부터는 SIO 가스가 발생, 증발한다. 이 SIO가스가 석영도가니(5)의 내면이나 인상중의 단결정(9)의 표면, 챔버(1)의 내벽 등에 아몰포스의 상태로 응축,부착하고 이것이 융액(4) 내에 떨어지면, 성장중의 단결정에 부착하고 전위가 발생하여 효율을 악화시킨다.
또, 히터(6)이나 흑연도가니(3), 단열통(7)이 고온으로 가열되면 CO, CO2 등의 가스가 발생하고, 이것이 융액(4) 내에 침입하면 성장중의 단결정의 C 농도가 높게 된다. 이와 같은 문제를 해결하기 위해, Ar 등의 불활성 가스를 사용하여, 증발물, 반응생성물을 노외로 배출하고 있다.
즉, 동일도면 도(8)에 화살표로 나타난 바와 같이 챔버(1)의 상부로부터 도입된 불활성 가스는 단결정(9)에 따라 흘러내린 후, 융액면에서 석영도가니(5)의 내벽에 따라 상승하고, 흑연도가니(3)와 히터(6)의 간격 또는 히터(6)와 단열통(7)과의 간격을 흘러내려서 챔버(1)의 저부의 배기구, 외부의 배기관을 경유하여, 증발을 반응생성물과 함께 노외로 배출된다.
그러나 도 8에 도시한 구조의 경우 증발물, 반응생성물은 불활성 가스 등과 함께 노외로 운반되는 도중에 흑연도가니(3)나 히터(6), 단열통(7) 등에 부착된다. 흑연도가니(3)에는 증발한 SiO를 함유한 불활성 가스가 접촉하고, SIO와 흑연이 반응하는 것에 의해 SiC화가 촉진된다. 이 때문에 형성된 SiC와 흑연과의 열팽창률이 차이에 의해, 흑연도가니(3)는 사용횟수가 증가함에 따라 변형해 버린다. 한편, 히터(6)에 대해서도 증발한 SiO를 함유한 불활성 가스가 접촉되고, SiO와 흑연이 반응하는 것에 의해, 고온이 되는 히터(6)의 중앙부나 슬릿 종단부가 빠르게 두께가 감소한다. 그 결과 융액(4)의 온도분포가 변화하고, 단결정의 품질, 예를 들면 산소농도에 악영향을 끼친다.
그래서 상기와 같은 불합리를 해결하기 위해, 하기 특허문헌(1)에서는 도9에 도시한 바와 같이 히터(6)가 외주면에 근접하여, 내통(히트 실드)(11)을 마련함과 동시에 단열통(7)의 내주면을 피복하는 외통(히트 실드(12))를 마련하고, 이들 내통(11)과 외통(12)의 사이를 배기 통로하여 불활성 가스를 배기하도록 하고 있다.
이 구성에 의하면 동일도면 도(9)에 화살표에서 나타낸 바와 같이, 챔버(1)의 상부에서 도입한 Ar가스는 복사스크린(10)의 하단과 융액(4)과의 간격을 통과한 후, 석영 단지(4)의 내면에 따라 상승하고, 내통(11)과 외통(12)의 간격을 따라 흘러서 노외로 배출된다.
이와 같이 융액(4)에서 발생하는 SiO 등의 가스가 흑연도가니(3), 히터(6)과 접촉되지 않기 위해, 흑연도가니(3) 및 히터(6)의 SiC화를 지연시키는 것이 가능하게 되었고, 이를 흑연단지(3) 및 히터(6)의 내용수명이 대폭으로 연장한다.
또, 하기 특허문헌 2에는 히터의 외측에 단열재를 마련하고, 이 단열재의 외측에 배기관을 마련한 구조의 단결정 제조장치가 기재되어있다.
또, 하기 특허문헌 3에는 히터의 외측에 단열재를 마련하고, 이 단열재를 관통하도록 배기관을 마련한 구조의 단결정제조장치가 기재되어있다.
특허문헌 1: 특개평7-223894호공보
특허문헌 2: 특개평9-2892호공보
특허문헌 3: 특개2001-10893호공보
지시문 (instruction)
주어진 원문을 읽고 필요한 정보를 파악하여, 원문에 근거해 질문에 답하라.
질문 (question)
특허문헌(1)에 제시된 구조에서 내통(히트 실드(11))과 외통(히트 실드(12))은 각각 어떤 위치에 마련되어 있으며, 이들 사이의 공간은 어떤 역할을 수행하는가?
추론 과정 (compact_reasoning)
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1과제 해석
task_interpretation특허문헌(1)의 구성요소인 내통과 외통의 위치 관계 및 그 사이 공간의 기능을 파악해야 한다.
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2정보 추출
information_extraction내통과 외통의 설치 위치와 사이 공간의 용도에 관한 정보를 추출한다.
- 히터(6)가 외주면에 근접하여, 내통(히트 실드)(11)을 마련함과 동시에 단열통(7)의 내주면을 피복하는 외통(히트 실드(12))를 마련하고
- 이들 내통(11)과 외통(12)의 사이를 배기 통로하여 불활성 가스를 배기하도록 하고 있다.
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3근거 선택
evidence_selection내통은 히터 외주면에, 외통은 단열통 내주면에 위치하며, 그 사이는 배기 통로임을 확인한다.
- 히터(6)가 외주면에 근접하여, 내통(히트 실드)(11)을 마련함과 동시에 단열통(7)의 내주면을 피복하는 외통(히트 실드(12))를 마련하고
- 이들 내통(11)과 외통(12)의 사이를 배기 통로하여 불활성 가스를 배기하도록 하고 있다.
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4논리 통합
logical_integration내통과 외통의 배치 관계를 통해 형성된 공간이 불활성 가스의 배기 통로로 기능함을 통합한다.
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5결론 도출
conclusion_formulation내통은 히터 외주면에, 외통은 단열통 내주면에 위치하며, 두 구성요소 사이의 공간은 불활성 가스를 배기하는 통로 역할을 한다.
- 히터(6)가 외주면에 근접하여, 내통(히트 실드)(11)을 마련함과 동시에 단열통(7)의 내주면을 피복하는 외통(히트 실드(12))를 마련하고, 이들 내통(11)과 외통(12)의 사이를 배기 통로하여 불활성 가스를 배기하도록 하고 있다.
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6답변 생성
answer_generation질문에 명시된 위치와 기능을 결합하여 최종 답변을 작성한다.
최종 답변 (final_answer)
내통(히트 실드(11))은 히터(6)의 외주면에 근접하여 마련되고, 외통(히트 실드(12))은 단열통(7)의 내주면을 피복하도록 마련된다. 이들 내통과 외통 사이의 공간은 불활성 가스를 배기하는 배기 통로 역할을 수행한다.
핵심 해석 (core_interpretation)
특허문헌 1의 구조에서 내통(히트 실드)은 히터의 외주면에 근접하여 마련되고 외통은 단열통의 내주면을 피복하며 이들 사이는 불활성 가스를 배기하는 배기 통로로 기능한다.