KR101644315B1 - 가스 주입 구조 및 이를 구비한 잉곳 성장 장치 - Google Patents

Abstract

가스 주입 구조가 제공된다. 본 발명의 예시적인 실시예에 따른 가스 주입 구조는 통형의 챔버 내부로 가스를 주입하기 위한 가스 주입 구조로서, 챔버 외주면에 형성된 가스 주입구; 가스 주입구와 연결되며, 챔버의 내주면과 외주면 사이에 챔버의 내주면 둘레를 따라 형성된 링형의 가스 확산부; 가스 확산부의 내주면으로부터 챔버의 내주면으로 연장된 링형의 가스 배출부를 포함한다.

Description

가스 주입 구조 및 이를 구비한 잉곳 성장 장치{GAS INJECTION STRUCTURE AND INGOT GROWING APPARATUS HAVING THE SAME}

본 발명은 가스 주입 구조 및 이를 구비한 잉곳 성장 장치에 관한 것이다.

일반적으로 단결정 잉곳(Ingot)은 초크랄스키(Czochralski) 결정 성장법(CZ 법)으로 제조된다. 보다 구체적으로, 핫죤 영역에 설치되는 도가니에 폴리 실리콘 등의 고체 원료를 충전하고 전열히터로 가열 및 용융시켜 융액(Melt)을 만든 다음, 단결정 시드(seed)를 시드 커넥터에 매달아 융액에 접촉시킨 후 서서히 회전 및 인상시킨다. 그러면 시드 커넥터에는 네크부(neck part), 직경이 증가하는 숄더부(shoulder part), 직경이 일정한 원기둥 형태의 바디부(body part)의 순서로 인상되고, 마지막으로 직경이 감소하는 테일부(tail part)를 끝으로 하는 단결정 잉곳이 얻어진다.

상기와 같은 방법으로 단결정 잉곳을 성장시키기 위한 잉곳 성장 장치는 냉각수단이 구비된 메인 챔버, 메인 챔버 내부에 설치되고 폴리 실리콘(Hot Melt)을 용융시키는 석영도가니, 석영도가니를 지지하는 흑연도가니, 석영도가니와 흑연도가니를 지지하는 페데스탈, 도가니를 가열하는 전열히터, 전열히터로 대전력(大電力)을 공급하는 전원공급수단, 도가니 및 페데스탈을 지지ㆍ회전ㆍ상승ㆍ하강시키는 구동축 및 구동수단, 메인챔버(Main Chamber) 상부에 설치되는 돔챔버(Dome Chamber), 돔챔버에 설치되는 게이트밸브 및 뷰포트, 돔챔버 상부에 설치되는 풀챔버(Pull Chamber), 풀챔버에 설치되는 잉곳(Ingot) 인상 케이블 및 인상 수단(Seed Mechanism)을 포함하여 구성된다. 또한 잉곳 성장 장치는 풀 챔버, 돔 챔버 및 메인 챔버 내부를 진공 상태로 유지하기 위한 진공수단, 잉곳을 냉각시키기 위한 냉각수단 및 잉곳 성장에 필요한 상태를 감지하는 감지수단, 각종 감지 수단을 제어하기 위한 제어수단 및 계측 수단 등을 포함할 수 있다.

이 때, 잉곳 성장 장치는 잉곳을 성장 시키는 과정에서 챔버 내부에 진공이 유지되도록 하며 챔버 내부가 진공인 상태에서 챔버 내부로 가스, 예를 들어 아르곤 가스를 투입하여 공정 압력을 유지 시키고 잉곳이 냉각되도록 한다.

이 때, 잉곳 성장 장치의 챔버 내부로 유입되는 가스가 챔버 내부의 일 위치에서 한 방향으로만 유입되면 가스가 주입되는 일 위치에 가까운 곳부터 냉각이 이루어지기 때문에 챔버 내부에서 가스가 주입되는 위치가 한 곳으로 치우쳐져 있는 경우 챔버 내부의 잉곳의 냉각이 균일하게 이루어지지 않는다.

본 발명의 일 실시예는 챔버 내부로 가스의 유입이 균일하게 이루어질 수 있는 가스 주입 구조 및 이를 구비한 잉곳 성장 장치를 제공하고자 한다.

본 발명의 일 실시예는 챔버 내부에서 잉곳의 냉각이 균일하게 이루어질 수 있도록 하는 가스 주입 구조를 갖는 잉곳 성장 장치를 제공하고자 한다.

본 발명의 일 측면에 따르면, 통형의 제1 챔버 및 상기 제1 챔버 하부에 위치되는 제2 챔버 사이로 가스를 주입하기 위한 링형의 몸체를 포함하는 가스 주입 구조로서,상기 링형의 몸체는 상기 몸체 외측면에 형성된 가스 주입구; 상기 가스 주입구와 연결되고, 상기 몸체의 내주면과 외주면 사이에 상기 몸체의 내주면 둘레를 따라 형성되는 링형의 가스 확산부 및 상기 가스 확산부의 내주면으로부터 상기 몸체의 내주면으로 연장된 링형의 가스 배출부를 포함하고, 상기 몸체의 일측면은 상기 제1 챔버의 일측면에 접하되, 상기 몸체의 일 측면에 접한 상기 제1 챔버의 일측면이 상기 가스 배출부의 일측면을 형성하는 가스 주입 구조가 제공된다.

이 때, 상기 가스 주입구는 상기 몸체의 외주면에 복수 개로 형성될 수 있다.

이 때, 상기 가스 주입구는 상기 몸체의 연장 방향에 대하여 경사지게 배열될 수 있다.

이 때, 상기 가스 확산부는 상기 몸체의 연장 방향을 따라 연장된 형태로 이루어질 수 있다.

이 때, 상기 가스 확산부는 상기 내주면 및 상기 외주면과 나란하게 배열될 수 있다.

이 때, 상기 가스 배출부의 폭은 상기 가스 확산부의 폭보다 작을 수 있다.

이 때, 상기 가스 배출부는 상기 가스 확산부의 일 단부로부터 상기 챔버의 내주면 방향으로 상기 챔버의 연장 방향에 수직하게 연장된 형태로 이루어질 수 있다.

본 발명의 다른 측면에 따르면, 베이스; 상기 베이스 상에 설치되되, 원료물질을 수용하는 도가니와 상기 도가니를 가열시켜 상기 원료물질을 용융시키는 히터를 포함하는 메인 챔버; 상기 도가니의 상부에 설치되며, 전술한 가스 주입 구조가 형성된 돔 챔버 및 상기 돔 챔버의 상부에 설치되는 풀 챔버를 포함하는, 잉곳 성장 장치가 제공된다.

이 때, 상기 돔 챔버는 통형의 상부 돔 챔버; 상기 상부 돔 챔버 하부에 위치되는 통형의 하부 돔 챔버 및 상기 상부 돔 챔버 및 상기 하부 돔 챔버 사이에 위치되며 상기 가스 주입 구조를 구비한 링형의 몸체를 포함할 수 있다.

이 때, 상기 몸체의 일 측면은 상기 상부 돔 챔버의 일 측면에 접하되, 상기 몸체의 일 측면에 접한 상기 돔 챔버의 일 측면이 상기 가스 배출부의 일 측면을 형성할 수 있다.

본 발명의 일 실시예에 따른 가스 주입 구조는 가스가 통형의 챔버 내부로 유입될 때 챔버의 내주면을 따라 형성된 링형의 가스 배출부를 통하여 균일하게 주입될 수 있다.

본 발명의 일 실시예에 따른 가스 주입 구조를 구비한 잉곳 성장 장치는 돔 챔버 내부로 가스가 균일하게 주입될 수 있다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 가스 주입 구조가 형성된 돔 챔버를 구비한 잉곳 성장 장치의 측면도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 가스 주입 구조가 형성된 돔 챔버의 부분 단면도이다.
도 3은 도 2에서 A 부분의 확대도이다.
도 4는 도 2에서 B-B 단면도로서, 가스 배출부를 통하여 챔버 내부로 배출되는 가스의 이동 경로를 나타낸 도면이다.

이하, 첨부한 도면을 참고로 하여 본 발명의 실시예에 대하여 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 상세히 설명한다. 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시예에 한정되지 않는다. 도면에서 본 발명을 명확하게 설명하기 위해서 설명과 관계없는 부분은 생략하였으며, 명세서 전체를 통하여 동일 또는 유사한 구성요소에 대해서는 동일한 참조부호를 붙였다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 잉곳 성장 장치의 측면도이다. 이하에서는 도면을 참조하여 본 발명의 일 실시예에 따른 가스 주입 구조를 구비한 잉곳 성장 장치를 보다 상세히 설명하도록 한다.

도 1을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 잉곳 성장 장치(1)는 베이스(10), 메인 챔버(20), 돔 챔버(30), 풀 챔버(40), 지주부(2), 제 1 내지 제 3 실린더(62, 72, 82)를 포함한다.

베이스(10)는 잉곳 성장 장치(1)가 놓이는 바닥면에 설치되어 잉곳 성장 장치(1)를 지지하는 구성이다. 베이스(10)는 복수의 프레임이 결합된 형태로 이루어질 수 있다.

도 1을 참조하면, 베이스(10) 상에는 메인 챔버 지지대(12)가 설치되며, 메인 챔버 지지대(12) 상에는 메인 챔버(20)가 설치된다.

메인 챔버(20)는 원통형으로 이루어지며, 상부 메인 챔버(22) 및 하부 메인 챔버(24)로 이루어질 수 있다. 메인 챔버(20) 내에는 원료 물질을 수용하는 도가니와 상기 도가니를 가열시켜 원료 물질을 용융시키는 히터가 설치될 수 있다.

한편, 본 발명의 일 실시예에 따른 잉곳 성장 장치(1)는 베이스(10)의 측부에 지주부(2)가 설치된다. 지주부(2)는 바닥면으로부터 상측 방향으로 수직하게 연장된 구조물로 형성될 수 있다.

본 발명의 일 실시예에 따르면, 지주부(2)에는 메인 챔버(20) 일측에 설치되어 메인 챔버(20)를 이동시키는 메인 챔버 구동부(60)가 설치될 수 있다.

메인 챔버 구동부(60)는 제 1 실린더(62), 제 1 가이드(64), 제 1 가이드 레일(66) 및 제 1 지지대(68)를 포함할 수 있다.

보다 상세히, 지주부(2)의 하부측에는 제 1 실린더(62)가 설치된다. 제 1 실린더(62)의 연장 바는 상측 방향으로 연장가능하도록 형성된다.

이 때, 본 발명의 일 실시예에 따르면, 제 1 실린더(62)는 파워 실린더일 수 있다. 파워 실린더는 전기의 공급에 의하여 연장 바가 신축될 수 있는 실린더이다. 파워 실린더는 모터와 기어를 이용하여 연장 바를 신축시킬 수 있으며, 파워 실린더 자체에 리미트 센서를 부착할 수 있다.

한편, 제 1 실린더(62)의 연장 바의 단부에는 제 1 가이드(64)가 결합된다. 제 1 가이드(64)는 지주부(2)의 측면에 형성된 제 1 가이드 레일(66)을 따라 상하 방향으로 이동가능하도록 형성된다.

한편, 제 1 가이드(64)에는 제 1 지지대(68)가 결합된다. 제 1 지지대(68)는 제 1 힌지부(65)에 의하여 제 1 가이드(64)에 회전가능하게 결합된다. 제 1 지지대(68)는 제 1 가이드(64)로부터 횡방향으로 연장된 바형 부재로 이루어질 수 있다.

본 발명의 일 실시예에 따르면, 제 1 지지대(68)의 단부 하측면에는 메인 챔버 고정 부재(69)가 설치되어 제 1 지지대(68)의 단부 하측면이 메인 챔버(20) 상에 놓여진 상태에서 상부 메인 챔버(22)를 제 1 지지대(68)의 단부 하측면에 고정할 수 있도록 형성된다. 메인 챔버 고정 부재는 고리 형태로 이루어져 작업자가 수동으로 상부 메인 챔버를 고리 형태의 메인 챔버 고정 부재에 고정할 수 있는 형태로 이루어질 수 있으나, 메인 챔버 고정 부재의 형태가 이에 제한되는 것은 아니다.

본 발명의 일 실시예에 따른 잉곳 성장 장치(1)는 제 1 지지대(68)의 단부 하측면에 상부 메인 챔버(22)가 고정된 상태에서 제 1 실린더(62)를 작동시켜 상부 메인 챔버(22)를 상하 방향으로 이동시키거나, 또는 상부 메인 챔버(22)를 횡방향으로 회전이동 시킬 수 있다.

한편, 도 1에서 알 수 있는 바와 같이, 메인 챔버(20) 상부에는 돔 챔버(30)가 형성된다. 돔 챔버(30)는 하부가 돔 형태로 이루어지며 돔 형태의 상부는 통형상으로 이루어질 수 있다. 돔 챔버(30)에는 가스를 주입하기 위한 가스 주입부(90)가 위치될 수 있다. 가스 주입부(90)에 대한 상세한 설명은 후술한다.

한편, 본 발명의 일 실시예에 따르면, 지주부(2)에는 돔 챔버(30)를 이동시키기 위한 돔 챔버 구동부(70)가 설치될 수 있다.

도 1을 참조하면, 돔 챔버 구동부(70)는 제 2 실린더(72), 제 2 가이드(74), 제 2 가이드 레일(76) 및 제 2 지지대(78)를 포함할 수 있다.

보다 상세히, 돔 챔버 구동부(70)의 제 2 실린더(72)는 메인 챔버 구동부(60)의 제 1 실린더(62)와 나란하게 지주부(2)의 하부측에 위치될 수 있다.

제 2 실린더(72)의 연장 바는 상측 방향으로 연장가능하도록 형성된다. 이 때, 본 발명의 일 실시예에 따르면, 제 2 실린더(72)로서 제 1 실린더(62)와 동일하게 파워 실린더를 이용할 수 있다.

이 때, 제 2 실린더(72)의 연장 바의 단부에는 제 2 가이드(74)가 결합된다. 제 2 가이드(74)는 지주부(2)의 측면에 형성된 제 2 가이드 레일(76)을 따라 상하 방향으로 이동가능하도록 형성된다.

한편, 제 2 가이드(74)에는 제 2 지지대(78)가 결합된다. 제 2 지지대(78)는 제 2 가이드(74)에 형성된 제 2 힌지부(75)에 의하여 제 2 가이드(74)에 대하여 회전가능하게 결합된다. 이 때, 제 2 지지대(78)의 일 단부는 돔 챔버(30)에 결합된다.

이에 따라, 제 2 가이드(74)가 제 2 실린더(72)에 의하여 상하 방향으로 이동하면 제 2 가이드(74)에 결합된 돔 챔버(30)가 상하 방향으로 이동할 수 있다. 또한, 제 2 지지대(78)가 제 2 가이드(74)를 중심으로 회전하면 제 2 가이드(74)를 중심으로 돔 챔버(30)를 횡 방향으로 회전이동시킬 수 있다.

도 1을 참조하면, 돔 챔버(30) 상부에는 풀 챔버(40)가 형성된다. 풀 챔버(40)는 상하 방향으로 연장된 관형 부재로 형성될 수 있다.

풀 챔버(40)의 상단부에는 잉곳을 인상시키기 위한 잉곳 인상 모듈(50)이 설치된다. 잉곳 인상 모듈(50)은 시드 메커니즘(seed mechanism)이라고도 칭해지는데, 시드 케이블 및 시드 케이블을 이동시키기 위한 드럼, 지지 롤러, 구동 모터 및 감속기 등을 포함할 수 있다. 잉곳 인상 모듈(50)의 구조는 공지된 구조로 이루어질 수 있으므로, 그에 대한 상세한 설명은 생략하도록 한다.

한편, 본 발명의 일 실시예에 따르면, 지주부(2)에는 풀 챔버(40)를 이동시키기 위한 풀 챔버 구동부(80)가 설치될 수 있다.

도 1을 참조하면, 풀 챔버 구동부(80)는 제 3 실린더(82), 제 3 가이드(84), 제 3 가이드 레일(86) 및 제 3 지지대(88)를 포함할 수 있다.

보다 상세히, 풀 챔버 구동부(80)의 제 3 실린더(82)는 지주부(2)의 상부측에 위치될 수 있다. 제 3 실린더(82)의 연장 바는 하측 방향으로 연장가능하도록 형성될 수 있다.

이 때, 본 발명의 일 실시예에 따르면, 제 3 실린더(82)로서 제 1 실린더(62) 및 제 2 실린더(72)와 동일하게 파워 실린더를 이용할 수 있다.

이 때, 제 3 실린더(82)의 연장 바의 단부에는 제 3 가이드(84)가 결합된다. 제 3 가이드(84)는 지주부(2)의 측면에 형성된 제 3 가이드 레일(86)을 따라 상하 방향으로 이동가능하도록 형성된다.

한편, 제 3 가이드(84)에는 제 3 지지대(88)가 결합된다. 제 3 지지대(88)는 제 3 가이드(84)에 형성된 제 3힌지부(85)에 의하여 제 3 가이드(84)에 회전가능하게 결합된다. 이 때, 제 3 지지대(88)의 일 단부는 풀 챔버(40)에 결합된다.

이에 따라, 제 3 가이드(84)가 제 3 실린더(82)에 의하여 상하 방향으로 이동하면, 제 3 가이드(84)에 결합된 풀 챔버(40)가 상하 방향으로 이동할 수 있다.

또한, 제 3 지지대(88)가 제 3 가이드(84)에 대하여 회전하면 제 3 가이드(84)를 중심으로 풀 챔버(40)를 횡방향으로 회전이동 시킬 수 있다.

이하 도면을 달리하여 본 발명의 일 실시예에 따른 가스 주입 구조에 대하여 보다 상세히 설명한다.

도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 가스 주입 구조가 형성된 돔 챔버의 부분 단면도이다. 도 3은 도 2에서 A 부분의 확대도이다. 도 4는 도 2에서 B-B 단면도로서, 가스 배출부를 통하여 챔버 내부로 배출되는 가스의 이동 경로를 나타낸 도면이다.

도 2 내지 도 4를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 가스 주입 구조는 통형의 챔버 내부로 가스를 주입하기 위한 구조이다. 본 발명의 일 실시예에 따르면, 가스 주입 구조는 잉곳 성장 장치(1)의 돔 챔버(30)에 형성되어 돔 챔버(30) 내부로 가스를 주입할 수 있다. 이 때, 본 실시예에서는 가스 주입 구조가 돔 챔버(30)에 설치되어 돔 챔버(30) 내부로 가스를 주입하는 구조로 예시되었으나, 본 발명의 예시적인 실시예에 따른 가스 주입 구조는 통형으로 이루어진 챔버 내부로 가스를 균일하게 주입할 수 있도록 하기 위한 구조로서 다양한 장치에 적용될 수 있다.

보다 상세히, 도 2 및 3을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 가스 주입 구조는 가스 주입구(93), 가스 확산부(95) 및 가스 배출부(97)를 포함하는 가스 주입부(90)로 형성될 수 있다.

가스 주입구(93)는 통형의 돔 챔버(30) 외주면(96)에 형성된다. 이 때, 본 발명의 일 실시예에 따르면, 가스 주입구(93)는 돔 챔버(30)의 외주면(96)에 복수 개로 형성될 수 있다. 가스 주입구(93)는 돔 챔버(30)의 외주면(96)과 내주면(94) 사이로 가스를 주입시킬 수 있는 관형 부재로 형성될 수 있다. 이 때, 돔 챔버(30) 내부로 공급되는 가스는 아르곤 가스일 수 있다. 본 실시예에서는 2개의 가스 주입구(93)가 도 2에 도시된 바와 같이 180도 간격으로 돔 챔버(30)의 양 측부에 위치된다.

도 2에서 볼 때 상하 방향을 돔 챔버(30)의 연장 방향이라고 규정할 경우, 가스 주입구(93)는 돔 챔버(30)의 연장 방향에 대하여 상측 방향으로 경사지게 배열된다. 이에 따라, 가스가 돔 챔버(30)의 외측부로부터 내측으로 유입될 때 상측 방향으로 경사지게 유입되도록 형성된다. 이와 같이 가스 주입구(93)를 돔 챔버의 연장 방향에 대하여 상측 방향으로 경사지게 배열하는 것은 가스가 보다 원활하게 돔 챔버(30) 내부로 유입될 수 있도록 하기 위함이다.

가스 주입구(93)의 외측 단부는 도시되지 아니한 가스 공급원으로부터 가스가 공급될 수 있도록 돔 챔버(30)의 외부로 돌출되도록 형성되며, 가스 주입구(93)의 내측 단부는 돔 챔버(30)의 내주면(94)과 외주면(96) 사이에 형성되는 가스 확산부(95)의 일측과 연결된다.

가스 확산부(95)는 챔버의 내주면(94)과 외주면(96) 사이에 챔버의 내주면(94) 둘레를 따라 링형으로 형성된 공간으로 이루어진다. 도 3에서 볼 때, 가스 확산부(95)는 돔 챔버(30)의 연장 방향으로 연장되되 소정의 높이(h)를 갖도록 형성되며, 가스 확산부(95)의 내주면(99)이 돔 챔버(30)의 내주면(94)과 나란하게 배열된다.

이에 따라 가스 주입구(93)를 통하여 주입된 가스는 도 4에서 알 수 있는 바와 같이 가스 확산부(95)에서 돔 챔버(30)의 내주면(94) 둘레를 따라 이동하여 퍼지게 된다. 가스 주입구(93)를 통하여 주입된 가스가 가스 확산부(95)에서 돔 챔버의 내주면(94) 둘레를 따라 용이하게 퍼질 수 있도록 가스 확산부의 폭(t2) 및 높이(h)가 실험적으로 선택될 수 있다.

한편, 도 3에서 볼 때, 가스 확산부(95)의 상단부에는 가스 배출부(97)가 연결된다.

가스 배출부(97)는 가스 확산부(95)에서 돔 챔버(30)의 내주면(94) 둘레를 따라 균일하게 퍼진 가스가 돔 챔버(30)의 내주면(94)으로 균일하게 배출될 수 있도록 가스 확산부(95)의 내주면(99) 상단부로부터 돔 챔버의 내주면(94)으로 연장된 링형의 공간으로 형성된다.

이 때, 가스 배출부(97)는 가스 확산부(95)의 내주면(99) 상단부로부터 돔 챔버(30)의 내주면(94) 방향으로 돔 챔버(30)의 연장 방향에 수직하게 연장된 형태로 이루어 질 수 있다.

이 때, 본 발명의 일 실시예에 따르면, 도 3에서 볼 때, 가스 배출부(97)의 폭(t1)은 가스 확산부(t2)의 폭보다 작게 형성될 수 있다. 일 예로서 가스 배출부(97)의 폭은 0.1mm~0.5mm로 형성될 수 있으며, 가스 확산부(95)의 폭은 1~5mm 정도로 이루어질 수 있다. 그러나, 가스 배출부(97)의 폭 및 가스 확산부(95)의 폭이 이에 제한된 것은 아니다.

이와 같이 가스 배출부(97)의 폭(t1)이 가스 확산부(95)의 폭(t2)보다 작게 형성됨으로써 가스 확산부(95)에서 돔 챔버 내주면(94) 둘레로 퍼진 가스가 도 4에 도시된 바와 같이 가스 배출부(97)를 통하여 돔 챔버(30)의 내주면(94) 내측으로 보다 균일하게 주입될 수 있다.

한편, 본 발명의 일 실시예에 따른 가스 주입 구조는 돔 챔버(30)에 일체로 형성된 구조로 이루어지거나, 또는 돔 챔버(30)를 구성하는 상부 돔 챔버(34)와 하부 돔 챔버(32) 사이에 결합된 링형의 몸체(92)로 이루어질 수 있다.

본 실시예에서는 돔 챔버에 설치되는 가스 주입 구조가 링형의 몸체(92)로 이루어져 상부 돔 챔버(34)와 하부 돔 챔버(32) 사이에 배치된다. 이와 같이 링형의 몸체(92)에 가스 주입 구조를 형성하여 상부 돔 챔버(34)와 하부 돔 챔버(32) 사이에 배치되도록 하는 것은 가스 주입구(93), 가스 확산부(95) 및 가스 배출부(97)로 이루어지는 가스 주입 구조를 돔 챔버 내부에 형성하기 용이하도록 하기 위함이다.

보다 상세히, 도 2 및 3을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 가스 주입 구조를 포함하는 링형의 몸체(92)는 내측면이 돔 챔버(30)의 내주면(94)의 일부를 형성하고, 외측면이 돔 챔버(30)의 외주면(96)의 일부를 형성하도록 형성되며, 가스 배출부(97)의 상단면이 개방된 형태로 이루어질 수 있다.

본 발명의 일 실시예에 따르면, 가스 주입 구조를 포함하는 링형의 몸체(92)의 가스 배출부(97)의 상단면이 개방되어 있음으로써 가스 주입 구조를 포함하는 링형의 몸체(92)를 가공하는 것이 용이해 질 수 있다.

가스 주입 구조를 포함하는 링형의 몸체(92)는, 도 3에서 알 수 있는 바와 같이 돔 챔버(30)의 연장 방향으로 하부 돔 챔버(32)의 상단면(33)에 예를 들어, 용접에 의하여 결합될 수 있다.

또한 가스 주입 구조를 포함하는 링형의 몸체(92)의 상단부에는 돔 챔버(30)의 연장 방향으로 상부 돔 챔버(34)의 하단면(35)이 결합될 수 있다.

이에 따라 상부 돔 챔버(34)의 하단면(35)이 가스 주입 구조의 가스 배출부(97)의 내측 일면을 형성한다. 본 발명의 일 실시예에 따른 가스 주입 구조를 포함하는 돔 챔버(30)는 상부 돔 챔버(34)와 하부 돔 챔버(32) 사이에 가스 주입 구조를 포함하는 링형의 몸체(92)를 결합시킴으로써 보다 용이하게 가스 주입 구조를 형성할 수 있다.

이상에서 설명한 바와 같이 본 발명의 일 실시예에 따른 가스 주입 구조를 포함하는 잉곳 성장 장치(1)는 돔 챔버(30) 내부로 가스를 균일하게 주입할 수 있음으로써 돔 챔버(30) 내부의 온도 분포가 돔의 중심부를 중심으로 균일해질 수 있으며, 이에 따라 돔 챔버(30) 내부에서 성장하는 잉곳의 냉각이 균일하게 이루어질 수 있다.

이상에서 본 발명의 일 실시예에 대하여 설명하였으나, 본 발명의 사상은 본 명세서에 제시되는 실시 예에 제한되지 아니하며, 본 발명의 사상을 이해하는 당업자는 동일한 사상의 범위 내에서, 구성요소의 부가, 변경, 삭제, 추가 등에 의해서 다른 실시 예를 용이하게 제안할 수 있을 것이나, 이 또한 본 발명의 사상범위 내에 든다고 할 것이다.

1 잉곳 성장 장치 2 지주부
10 베이스 12 메인 챔버 지지대
20 메인 챔버 22 상부 메인 챔버
24 하부 메인 챔버 30 돔 챔버
40 풀 챔버 50 잉곳 인상 모듈
60 메인 챔버 구동부 62 제 1 파워 실린더
64 제 1 가이드 65 제 1 힌지부
66 제 1 가이드 레일 68 제 1 지지대
69 메인 챔버 고정 부재 70 돔 챔버 구동부
72 제 2 파워 실린더 74 제 2 가이드
75 제 2 힌지부 76 제 2 가이드 레일
78 제 2 지지대 80 풀 챔버 구동부
82 제 3 파워 실린더 84 제 3 가이드
85 제 3 힌지부 86 제 3 가이드 레일
88 제 3 지지대 90 가스 주입부
92 몸체 93 가스 주입구
94 내주면 95 가스 확산부
96 외주면 97 가스 배출부

Claims (10)

1. 통형의 제1 챔버 및 상기 제1 챔버 하부에 위치되는 제2 챔버 사이로 가스를 주입하기 위한 링형의 몸체를 포함하는 가스 주입 구조로서,
   상기 링형의 몸체는
   상기 몸체 외측면에 형성된 가스 주입구;
   상기 가스 주입구와 연결되고, 상기 몸체의 내주면과 외주면 사이에 상기 몸체의 내주면 둘레를 따라 형성되는 링형의 가스 확산부 및
   상기 가스 확산부의 내주면으로부터 상기 몸체의 내주면으로 연장된 링형의 가스 배출부를 포함하고,
   상기 몸체의 일측면은 상기 제1 챔버의 일측면에 접하되, 상기 몸체의 일 측면에 접한 상기 제1 챔버의 일측면이 상기 가스 배출부의 일측면을 형성하는 가스 주입 구조.
2. 제 1 항에 있어서,
   상기 가스 주입구는 상기 몸체의 외주면에 복수 개로 형성되는 가스 주입 구조.
3. 제 1 항에 있어서,
   상기 가스 주입구는 상기 몸체의 연장 방향에 대하여 경사지게 배열되는 가스 주입 구조.
4. 제 1 항에 있어서,
   상기 가스 확산부는 상기 몸체의 연장 방향을 따라 연장된 형태로 이루어지는 가스 주입 구조.
5. 제 1 항에 있어서,
   상기 가스 확산부는 상기 내주면 및 상기 외주면과 나란하게 배열되는 가스 주입 구조.
6. 제 1 항에 있어서,
   상기 가스 배출부의 폭은 상기 가스 확산부의 폭보다 작은 가스 주입 구조.
7. 제 1 항에 있어서,
   상기 가스 배출부는 상기 가스 확산부의 일 단부로부터 상기 챔버의 내주면 방향으로 상기 챔버의 연장 방향에 수직하게 연장된 형태로 이루어지는 가스 주입 구조.
8. 베이스;
   상기 베이스 상에 설치되되, 원료물질을 수용하는 도가니와 상기 도가니를 가열시켜 상기 원료물질을 용융시키는 히터를 포함하는 메인 챔버;
   상기 도가니의 상부에 설치되며, 제 1 항 내지 제 7항 중 어느 한 항에 따른 가스 주입 구조가 형성된 돔 챔버;
   상기 돔 챔버의 상부에 설치되는 풀 챔버를 포함하는, 잉곳 성장 장치.
9. 제 8 항에 있어서,
   상기 돔 챔버는
   통형의 상부 돔 챔버;
   상기 상부 돔 챔버 하부에 위치되는 통형의 하부 돔 챔버 및
   상기 상부 돔 챔버 및 상기 하부 돔 챔버 사이에 위치되며 상기 가스 주입 구조를 구비한 링형의 몸체를 포함하는, 잉곳 성장 장치.
10. 제 9항에 있어서,
    상기 몸체의 일 측면은 상기 상부 돔 챔버의 일 측면에 접하되,
    상기 몸체의 일 측면에 접한 상기 돔 챔버의 일 측면이 상기 가스 배출부의 일 측면을 형성하는, 잉곳 성장 장치.

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