KR102295546B1 - 원료 공급 유닛 및 이를 포함하는 실리콘 단결정 잉곳의 성장 장치 - Google Patents

원료 공급 유닛 및 이를 포함하는 실리콘 단결정 잉곳의 성장 장치 Download PDF

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Abstract

실시예는 원료가 채워지는 공간을 가지는 몸체; 상기 몸체를 종방향으로 적어도 2개 이상의 영역으로 구분하는 격벽; 상기 몸체의 상부로부터 내부 영역으로 연장되어 배치되는 로드; 및 상기 로드와 연결되어 상기 몸체의 하부를 개폐하는 밸브를 포함하고, 상기 몸체의 하면은 단차를 가지는 원료 공급 유닛을 제공한다.

Description

원료 공급 유닛 및 이를 포함하는 실리콘 단결정 잉곳의 성장 장치{UNIT FOR SUPPLYING RAW MATERIAL AND APPARATUS FOR GROWING SILICON SINGLE CRYTAL INGOT INCLUDING THE SAME}
실시예는 원료 공급 유닛 및 이를 포함하는 실리콘 단결정 잉곳의 성장 장치에 관한 것으로, 보다 상세하게는 실리콘 단결정 잉곳의 성장 장치에서 도가니에 고르게 원료를 공급하는 공정을 단축하고 공정 안정성을 확보하는 원료 공급 유닛 및 이를 포함하는 실리콘 단결정 잉곳의 성장 장치에 관한 것이다.
반도체 소자나 태양전지 등의 제조에 사용되는 기판은 주로 단결정 웨이퍼이며, 특히 실리콘 단결정 웨이퍼가 많이 사용된다. 이러한 단결정 웨이퍼는 일반적으로 종자결정(시드,seed)으로부터 단결정 잉곳을 성장시키고 이를 얇은 두께로 절단하여 만든다.
단결정 잉곳을 제조하기 위한 단결정 성장장치는 도 1에 도시된 바와 같이, 다결정 원료(S)가 투입되어 용융되는 도가니(20)와, 원료(S)를 용융시켜 실리콘 용융액(L)을 생성하도록 도가니(20)를 가열하는 가열부(30)를 포함하고, 도가니(20)의 상부에 원료 공급 유닛이 구비된다.
원료 공급 유닛은 내부에 공간이 형성되는 몸체(10)의 내부에 폴리 실리콘 등의 원료(S)가 채워지고, 로드(50)의 하부에 밸브(40)가 구비되어 몸체(10)의 하부를 개폐할 수 있다. 챔버(10)는 원료(S)을 도가니(20)에 최초로 투입하거나 실리콘 용융액(L)이 담긴 도가니(20)에 원료(S)를 재충전할 경우에도 사용될 수 있다. 따라서, 원료 공급 유닛은 충전장치로 불리울 수 있다.
원료(S)를 도가니(20)에 공급하기 위하여 몸체(10)는 인상수단(미도시)에 의하여 도가니(20)에 인접하도록 하강할 수 있다.
그러나, 종래의 원료 공급 유닛은 다음과 같은 문제점이 있다.
도 1에 도시된 바와 같이, 몸체(10)의 하부에 밸브(40)가 구비되고, 밸브(40)가 하강될 경우 밸브(40)와 몸체(10)의 사이의 공간을 통하여 원료(S)가 도가니(20)에 구비된 실리콘 용융액(L) 방향으로 주입될 수 있다.
이때, 몸체(10)의 크기를 크게 하면 내부에 채워지는 원료(S)의 양이 증가하여, 도가니에 한꺼번에 많은 양의 원료(S)를 공급할 수 있다. 그러나, 원료 공급 유닛(10)의 하부의 밸브(40)가 열리고 많은 양의 원료 공급 유닛(10) 내부의 원료(S)가 한꺼번에 도가니(20)의 실리콘 용융액(L)에 공급되면, 실리콘 용융액(L)의 표면에서 튐 현상이 발생할 수 있다.
이러한 튐 현상을 방지하기 위하여 원료(S)의 공급 중에 원료 공급 유닛(10)의 하부의 밸브(40)를 닫는 방법을 고려할 수 있으나, 원료 공급 유닛(10)의 하면과 밸브(40)의 사이에서 원료(S)가 충돌하여, 원료 공급 유닛(10)과 밸브(40)의 깨짐이 발생할 수 있다.
따라서, 비교적 내부의 부피가 작은 원료 공급 유닛(10)을 사용하여, 도가니(20)에 원료(S)를 모두 공급한 후 다시 원료 공급 유닛(10)에 원료(S)를 채우고 도가니(20)에 상기의 원료(S)를 다시 채우는 공정을 여러 번 반복할 수 있다.
따라서, 실리콘 다결정 잉곳의 성장 공정에서 원료(S)로서 도가니에 주입된 폴리 실리콘의 용융 후 원료 공급 유닛에 폴리 실리콘을 다시 채운 후 도가니에 다시 공급하므로, 공정이 복잡해지고 공정 시간도 증가할 수 있다.
실시예는 실리콘 다결정 잉곳의 성장 장치 내의 도가니에 원료를 공급하는 공정을 간단히 하고 공정 시간을 줄이고자 한다.
실시예는 원료가 채워지는 공간을 가지는 몸체; 상기 몸체를 종방향으로 적어도 2개 이상의 영역으로 구분하는 격벽; 상기 몸체의 상부로부터 내부 영역으로 연장되어 배치되는 로드; 및 상기 로드와 연결되어 상기 몸체의 하부를 개폐하는 밸브를 포함하고, 상기 몸체의 하면은 단차를 가지는 원료 공급 유닛을 제공한다.
다른 실시예는 원료가 채워지는 공간을 가지는 몸체; 상기 몸체의 상부로부터 내부 영역으로 연장되어 배치되는 로드; 및 상기 로드와 연결되어 상기 몸체의 하부를 개폐하는 밸브를 포함하고, 상기 밸브의 바닥면은 단차를 가지는 원료 공급 유닛을 제공한다.
또 다른 실시예는 챔버; 상기 챔버의 내부에 구비되고 실리콘 용융액을 수용하는 도가니; 상기 도가니를 가열하는 가열부; 상기 도가니의 상부에 구비되는 열차폐재; 상기 도가니에 자기장을 인가하는 자기장 발생 장치; 상기 도가니를 회전시켜 상승시키는 회전축; 및 상기 도가니의 상부에 구비되는 상술한 원료 공급 유닛을 포함하는 실리콘 단결정 잉곳의 성장 장치를 제공한다.
실시예에 따른 원료 공급 유닛 및 이를 포함하는 실리콘 단결정 잉곳의 성장 장치는, 원료 공급 유닛의 몸체의 하면 또는 밸브의 바닥면이 단차 구조를 가져서, 몸체의 일부 영역의 원료를 도가니의 실리콘 용융액에 공급한 후 몸체의 다른 영역의 원료를 도가니의 실리콘 용융액에 공급할 수 있다.
따라서, 종래보다 큰 부피를 가지는 몸체를 사용하여, 일부 영역의 원료 공급 후 다른 영역의 원료를 공급하므로, 원료의 공급 중 원료 공급 유닛의 교체하거나 원료를 원료 공급 유닛에 재충전하지 않을 수 있으므로, 원료 공급 공정을 간단히 하고 공정 시간을 단축할 수 있다.
도 1은 종래의 원료공급 유닛과 실리콘 단결정 잉곳의 성장 장치를 나타낸 도면이고,
도 2는 본 발명에 따른 실리콘 단결정 잉곳의 성장 장치의 일 실시예를 나타낸 도면이고,
도 3은 원료 공급 유닛의 제1 실시예를 나타낸 도면이고,
도 4 및 도 5는 도 3의 원료 공급 장치에서 몸체의 하부를 상세히 나타낸 도면이고,
도 6은 원료 공급 유닛의 제2 실시예의 일부분을 나타낸 도면이고,
도 7은 원료 공급 유닛의 제3 실시예의 일부분을 나타낸 도면이고,
도 8은 원료 공급 유닛의 제4 실시예를 나타낸 도면이고,
도 9 및 도 10은 도 8의 원료 공급 장치에서 밸브의 하부를 상세히 나타낸 도면이고,
도 11은 원료 공급 유닛의 제5 실시예의 일부분을 나타낸 도면이고,
도 12는 원료 공급 유닛의 제6 실시예의 일부분을 나타낸 도면이고,
도 13a 내지 도 13d는 본 발명에 따른 원료 공급 방법의 제1 실시예를 나타낸 도면이고,
도 14a 내지 도 14d는 본 발명에 따른 원료 공급 방법의 제1 실시예를 나타낸 도면이다.
이하, 본 발명을 구체적으로 설명하기 위해 실시 예를 들어 설명하고, 발명에 대한 이해를 돕기 위해 첨부도면을 참조하여 상세하게 설명하기로 한다.
그러나, 본 발명에 따른 실시 예들은 여러 가지 다른 형태로 변형될 수 있으며, 본 발명의 범위가 아래에서 상술하는 실시 예들에 한정되는 것으로 해석되지 않아야 한다. 본 발명의 실시 예들은 당 업계에서 평균적인 지식을 가진 자에게 본 발명을 보다 완전하게 설명하기 위해서 제공되는 것이다.
또한, 이하에서 이용되는 "제1" 및 "제2," "상부" 및 "하부" 등과 같은 관계적 용어들은, 그런 실체 또는 요소들 간의 어떠한 물리적 또는 논리적 관계 또는 순서를 반드시 요구하거나 내포하지는 않으면서, 어느 한 실체 또는 요소를 다른 실체 또는 요소와 구별하기 위해서만 이용될 수도 있다.
도 2는 본 발명에 따른 실리콘 단결정 잉곳의 성장 장치의 일 실시예를 나타낸 도면이다. 이하에서, 도 2를 참조하여 본 발명에 따른 실리콘 단결정 잉곳의 성장 장치의 일 실시예를 설명한다.
본 실시예에 따른 실리콘 단결정 잉곳의 성장 장치(1000)는, 챔버(600)와, 챔버(600)의 내부에 구비되고 실리콘 용융액을 수용하는 도가니(200)와, 도가니(200)를 가열하는 가열부(300)와, 도가니(200)의 상부에 구비되는 열차폐재(650)와, 도가니(200)에 자기장을 인가하는 자기장 발생 장치(미도시)와, 도가니(200)를 회전시켜 상승시키는 회전축(400), 및 도가니(200)의 상부에 구비되는 원료 공급 유닛(100)을 포함할 수 있다.
챔버(600)는 결합하는 위치에 따라 몸체 챔버(body chamber, 610), 돔 챔버(dome chamber, 620), 및 풀 챔버(pull chamber, 630)를 포함할 수 있다.
몸체 챔버(610) 내에는 도가니(200)가 설치될 수 있고, 돔 챔버(620)는 몸체 챔버(610)의 상단에서 덮개부를 형성할 수 있다. 몸체 챔버(610)와 돔 챔버(620)는 다결정 실리콘 원료를 실리콘 단결정 잉곳으로 성장시키기 위한 환경을 제공하는 곳으로, 내부에 수용 공간을 갖는 원통일 수 있다. 풀 챔버(630)는 돔 챔버(620) 상단에 위치하고, 성장된 실리콘 단결정 잉곳을 인상하기 위한 공간일 수 있다.
챔버(600)는 내벽으로부터 수평 방향으로 돌출되는 지지턱(640)과 도가니(200) 상부에 위치한 열차폐재(650)를 가질 수 있다. 예컨대, 지지턱(640)은 풀 챔버(630)의 내벽으로부터 수평 방향으로 돌출될 수 있다. 지지턱(640)은 원료 공급 유닛(100)의 걸림턱(190)을 지지할 수 있다.
원료 공급 유닛(100)의 걸림턱(190)이 챔버(600)의 지지턱(640)에 의하여 지지된 이후에는, 인상수단(500)에 의하여 밸브가 하강하면서 원료 공급 유닛(100)의 몸체의 하부는 점차 개방될 수 있다.
도가니(200)는 몸체 챔버(610) 내부에 배치될 수 있고, 도가니(200) 하부에 위치한 도가니 지지대(210)에 의해 지지될 수 있다. 도가니(200)는 원료가 충전되는 동안에 회전할 수 있는 구조를 가질 수 있다. 가열부(300)은 도가니(200)의 외주면과 이격되도록 몸체 챔버(610) 내에 배치될 수 있다. 가열부(300)에 의해 도가니(200)가 가열됨으로써 도가니(200) 내부의 원료는 실리콘 용융액으로 변화될 수 있다.
단열재(310)는 가열부(300)과 몸체 챔버(610)의 내벽 사이에 설치될 수 있으며, 가열부(300)의 열이 몸체 챔버(610) 외부로 누출되는 것을 차단할 수 있다.
인상수단(500)은 성장하는 대상물 또는 원료 공급 유닛(100)을 고정하고 지지하는 고정부(510)와, 성장된 대상물(예컨대, 단결정 잉곳) 또는 후술할 원료 공급 유닛(100)의 밸브를 상승 또는 하강시키는 인상부(520)를 포함할 수 있다.
고정부(510)는 케이블 타입(cable type) 또는 샤프트(shaft type)일 수 있으며, 일단에는 시드 척(미도시)이 마련될 수 있다. 인상부(520)는 모터 등을 이용하여 고정부(510)에 연결된 성장된 원료 공급 유닛(100) 등을 상승 또는 하강시킬 수 있다.
도가니(200) 내부에 원료 물질을 공급하기 위하여 시드 척(미도시)에는 원료 공급 유닛(100)의 후술하는 로드의 일단이 연결될 수 있다. 원료 공급이 끝나고 원료 공급 유닛(100)이 챔버(600) 내에서 분리된 후, 단결정 성장을 위해서는 시드 척(미도시)에는 시드(seed)가 연결될 수 있다.
원료 공급 유닛의 제1 실시예는 원료가 채워지는 공간을 가지는 몸체; 상기 몸체를 종방향으로 적어도 2개 이상의 영역으로 구분하는 격벽; 상기 몸체의 상부로부터 내부 영역으로 연장되어 배치되는 로드; 및 상기 로드와 연결되어 상기 몸체의 하부를 개폐하는 밸브를 포함하고, 상기 밸브의 바닥면은 플랫(flat)하고, 상기 몸체의 하면은 단차를 가질 수 있다.
몸체의 하면은 서로 다른 높이를 가지는 적어도 2개 이상의 영역을 포함하고, 상기 2개 이상의 영역의 경계는 상기 격벽과 수직 방향으로 중첩될 수 있다.
몸체의 하면의 높이차는 30 밀리미터 내지 70 밀리미터일 수 있다.
몸체의 하면은 제1 높이를 가지는 제1 부분 및 상기 제1 높이보다 큰 제2 높이를 가지는 제2 부분을 포함하고, 상기 제1 부분이 둘러싸는 상기 몸체의 하부의 면적과, 상기 제2 부분이 둘러싸는 상기 몸체의 하부의 면적은 서로 동일할 수 있다.
밸브는 원추 형상이고, 상기 원추 형상은 제1 경사면 및 제2 경사면을 포함하고, 상기 원추 형상의 제1 경사면 및 제2 경사면은 상기 몸체의 제1 부분 및 제2 부분과 각각 수직 방향으로 중첩될 수 있다.
밸브의 바닥면과 상기 제1 경사면이 이루는 제1 각도가, 상기 밸브의 바닥면과 상기 제2 경사면이 이루는 제2 각도보다 크거나 같을 수 있다.
몸체의 하면은 상기 제1 높이를 가지는 제3 부분 및 상기 제2 높이를 가지는 제4 부분을 더 포함하고, 상기 제1 부분과 제3 부분은 상기 몸체의 수평 방향의 중심에 대하여 서로 대칭으로 배치되고, 상기 제2 부분과 제4 부분은 상기 몸체의 수평 방향의 중심에 대하여 서로 대칭으로 배치될 수 있다.
도 3은 원료 공급 유닛의 제1 실시예를 나타낸 도면이다. 이하에서, 도 3을 참조하여 원료 공급 유닛의 제1 실시예를 설명한다.
실시예에 따른 원료 공급 유닛(100)는 원료가 채워지는 공간을 가지는 몸체(110)와, 몸체(110)의 상부로부터 몸체(110)의 내부 영역으로 연장되어 배치되는 로드(140)와, 로드(140)와 연결되어 로드(140)의 하부에 배치되어 몸체(110)의 하부를 개폐하는 밸브(180)를 포함할 수 있다. 그리고, 몸체(110)의 내부에는 몸체(110)를 종방향으로 적어도 2개 이상의 영역으로 구분하는 격벽(160)이 구비될 수 있다.
몸체(110)와 밸브(180)는 내식성, 내구성 및 순도가 높은 석영유리 재질을 포함하여 구성될 수 있다. 몸체(110)는 상면과 하면이 개방되고 내부에 원료(미도시)가 채워지는 공간이 형성되고, 예를 들면 원기둥 형상으로 구비될 수 있다. 몸체(110)의 개방된 상면는 덮개(150)로 닫힐 수 있고, 개방된 하면은 밸브(180)로 닫힐 수 있다. 덮개(150)는 1개 또는 다수개로 이루어지거나 바(bar) 형상이 아니고 십자(+) 등 다양한 형상으로 실시될 수도 있다.
몸체(110)의 상부에는 시드 척(120)등에 로드(140)가 연결될 수 있는데, 이때 로드(140)는 상부 영역에 스토퍼(130)가 구비될 수 있으며, 스토퍼(130)는 로드(140)에 대하여 측면 방향으로 돌출되어 몸체(110)의 상부에 구비되는 덮개(150)와 접촉될 때 인상수단(500)의 동작을 멈추도록 할 수 있다.
도 3의 원료 공급 장치(100)가 도 2의 실리콘 단결정 잉곳의 성장 장치에 공급될 때, 로드(140)는 일단이 실리콘 단결정 잉곳의 성장장치(1000)의 인상수단(500)과 연결되며 원료 공급 유닛(100)의 몸체(110) 내부에 삽입될 수 있다. 예를 들어, 로드(140)는 몸체(110)의 내부 중심에서 수직방향으로 길게 배치되는 봉(bar), 케이블, 로프 등을 포함할 수 있다. 또한, 로드(140)는 내식성, 내열성이 뛰어난 몰리브덴이나, 고열과 압력에 강하도 경도가 큰 텅스텐을 포함하는 금속 합금으로 이루어질 수 있다.
밸브(180)는 원추 형상일 수 있는데, 여기서 원추는 하면이 원형인 원뿔을 뜻할 수 있다. 밸브(180)는 플랫(flat)한 하면과 제1,2 경사면으로 이루어질 수 있는데, 제1,2 경사면은 서로 물리적으로 구분되지는 않되, 후술하는 바와 같이 제1,2 부분에 대한 위치 관계에 따라 구분될 수 있다.
본 실시예에서, 몸체(100)의 하면은 단차 구조를 가지고 있는데, 즉 몸체(110)의 하면이 서로 다른 높이를 가지는 적어도 2개 이상의 영역을 포함할 수 있다. 상기 적어도 2개 이상의 영역의 경계는 상기의 격벽(160)과 수직 방향으로 중첩될 수 있다.
도 3에서, 몸체의 하면은 제1 부분과 제2 부분으로 나뉘는데, 제1 부분과 제2 부분의 높이차(d1)는 30 밀리미터 내지 70 밀리미터일 수 있다.
제1 부분보다 제2 부분이 높게 배치될 수 있는데, 이때의 높이는 예를 들어 도 2의 실리콘 단결정 잉곳의 성장 장치(1000)에서 원료 공급 장치(100) 하부의 임의의 지점으로부터의 높이일 수 있다.
로드(140)의 운동에 의하여 밸브(180)가 하강하면 몸체(110)와 밸브(180)의 제1,2 경사면의 사이에 간격이 발생할 수 있고, 상기의 간격을 통하여 폴리 실리콘 등의 원료가 원료 공급 장치(100)의 하부로 공급될 수 있다. 이때, 상술한 제1 부분과 제2 부분의 높이차(d1)는, 제2 부분과 제2 경사면을 통하여 제2 부분의 상부에 위치한 원료가 모두 공급된 후 제1 부분과 제1 경사면을 통하여 제1 부분의 상부에 위치한 원료가 모두 공급될 수 있도록 한다. 이때, 격벽(160)은 상기의 제1 부분의 상부에 위치한 원료와 제2 부분의 상부에 위치한 원료가 서로 섞이거나 이동하는 것을 방지할 수 있다.
격벽(160)은, 예를 들어 몸체(110)의 단면이 원형일 때, 몸체(110)의 단면을 반원형으로 구분할 수 있으며, 격벽(160)의 내부에는 수직 방향으로 관통 홀이 형성될 수 있어서, 상기의 관통 홀을 통하여 로드(140)가 수직 방향으로 이동할 수 있다.
만약 상기의 높이차(d1)가 30 밀리미터보다 작으면 제2 부분의 상부에 위치한 원료가 모두 하부로 공급되기 이전에 제1 부분의 상부에 위치한 원료가 하부로 공급될 수 있다. 만약 상기의 높이차(d1)가 70 밀리미터보다 크면, 상술한 제1 부분과 제2 부분의 상부에 각각 위치한 원료들의 공급 시간이 너무 분리될 수 있고, 또한 밸브(180)의 수직 방향의 이동 거리가 불필요하게 증가할 수 있다.
도 4 및 도 5는 도 3의 원료 공급 장치에서 몸체의 하부를 상세히 나타낸 도면이다.
도 4는 몸체(110)의 하부의 사시도이고, 도 5는 몸체(110)의 하면도이다. 몸체(110)의 하부는 도시된 바와 같은 단차 구조를 가지는데, 몸체(110)의 횡방향 즉 수평 방향의 단면이 원형일 경우 제1 부분과 제2 부분은 각각 반원의 형상일 수 있고, 도 5에서 제1 부분이 둘러싸는 몸체의 하부의 제1 면적과 제2 부분이 둘러싸는 몸체의 하부의 제2 면적은 서로 동일할 수 있다. 즉, 제1 부분을 통하여 제1 중량의 원료가 도가니(200)로 공급된 후, 제2 부분을 통하여 제2 중량의 원료가 도가니(200)로 공급될 때, 제1 중량과 제2 중량은 서로 동일할 수 있다.
도 6은 원료 공급 유닛의 제2 실시예의 일부분을 나타낸 도면이다. 본 실시예는 도 3의 원료 공급 유닛의 제1 실시예와 동일하되, 다른 구조의 밸브(181)가 구비될 수 있다.
즉, 밸브(181)의 제1 경사면과 바닥면이 이루는 제1 각도(θ1)와 제2 경사면과 바닥면이 이루는 제2 각도(θ2)는 서로 상이할 수 있고, 상세하게는 제1 각도(θ1)가 제2 각도(θ2)보다 더 클 수 있고, 또는 제1 각도(θ1)가 제2 각도(θ2)와 동일할 수도 있다.
그리고, 상기의 제1 각도(θ1)를 이루는 제1 경사면은 몸체의 제1 부분에 수직 방향으로 중첩되고, 상기의 제2 각도(θ2)를 이루는 제2 경사면은 몸체의 제2 부분에 수직 방향으로 중첩된다. 이때, 제2 경사면을 통하여 원료가 하부의 도가니로 모두 공급된 후 제2 경사면을 통하여 원료가 도가니로 공급된다. 그리고, 제2 부분에서 원료가 하부의 도가니로 공급되면, 원료가 도가니로 공급될 때 도가니는 회전을 하므로, 도가니에 저장된 실리콘 용융액의 표면의 전 영역에 원료, 즉 폴리 실리콘이 비교적 고르게 분포할 수 있다. 따라서, 제1 부분에서 원료가 도가니로 공급될 때 비교적 경사각이 큰 제1 경사면을 통하여 원료가 공급되면 원료의 낙하 속도가 상대적으로 커서 원료 공급 시간이 단축될 수 있는데, 이때 실리콘 용융액의 표면에 폴리 실리콘이 분포되어 있으므로, 낙하하는 폴리 실리콘에 의한 실리콘 융액의 튐을 방지할 수 있다.
원료 공급 유닛의 또 다른 실시예에서, 몸체(110)의 하면은 단차 구조를 가지되, 서로 다른 높이를 가지는 2개의 부분을 포함하지 않고, 서로 다른 높이를 가지는 3개의 부분 또는 4개의 부분을 가질 수도 있다.
3개의 부분을 가질 때, 제1 부분 내지 제3 부분이 서로 다른 높이를 가질 수 있고, 또한 상기의 제2 실시예와 같이, 몸체의 하면의 제1 부분 내지 제3 부분에 수직 방향으로 중첩되는 제1 경사면 내지 제3 경사면을 가질 수 있고, 제1 부분으로부터 제3 부분으로 높이가 점차 증가할 때 제1 경사면으로부터 제3 경사면으로 경사각이 점차 증가할 수도 있다.
도 7은 원료 공급 유닛의 제3 실시예의 일부분을 나타낸 도면이며, 몸체(110)의 하부를 도시하고 있다.
상부에는 몸체(110)의 하부의 사시도가 도시되고, 하부에는 몸체(110)의 하면도가 도시된다.
몸체(110)의 하부는 도시된 바와 같은 단차 구조를 가지는데, 몸체(110)의 횡방향 즉 수평 방향의 단면이 원형일 경우 제1 부분 내지 제4 부분은 각각 중심각 90도(°)를 가지는 부채꼴의 형상일 수 있고, 제1 부분 내지 제4 부분이 각각 둘러싸는 몸체의 하부의 제1 면적 내지 제4 면적은 서로 동일할 수 있다. 그리고, 제1 부분의 높이는 제3 부분의 높이와 동일하고, 제2 부분의 높이는 제4 부분의 높이와 동일할 수 있다. 즉, 제1 부분과 제3 부분을 통하여 제1 중량의 원료가 도가니로 공급된 후, 제2 부분 및 제4 부분을 통하여 제2 중량의 원료가 도가니로 공급될 때, 제1 중량과 제2 중량은 서로 동일할 수 있다. 이때, 몸체(110) 내부의 격벽은 몸체(110)의 내부의 공간을을 상기의 제1 부분 내지 제4 부분에 대응하여 4개의 부분으로 구분하도록 구비될 수 있다.
상술한 실시예들에서는 원료 공급 유닛 내의 밸브의 바닥면은 플랫하고 몸체의 하면이 단차 구조를 가지나, 후술하는 실시예들에서는 원료 공급 유닛 내의 밸브의 바닥면이 단차를 가지고 몸체의 하면은 플랫하다.
상세하게는 후술하는 원료 공급 유닛의 실시예들은 원료가 채워지는 공간을 가지는 몸체; 상기 몸체의 상부로부터 내부 영역으로 연장되어 배치되는 로드; 및 상기 로드와 연결되어 상기 몸체의 하부를 개폐하는 밸브를 포함하고, 상기 밸브의 바닥면은 단차를 가질 수 있다.
몸체의 하면은 플랫할 수 있다.
밸브의 바닥면은 서로 다른 높이를 가지는 적어도 2개 이상의 경사면을 포함할 수 있다.
밸브의 바닥면의 높이차는 30 밀리미터 내지 70 밀리미터일 수 있다.
밸브의 바닥면은 제1 높이를 가지는 제1 바닥면 및 상기 제1 높이보다 큰 제2 높이를 가지는 제2 바닥면을 포함하고, 상기 제1 바닥면의 수평 방향의 단면적과, 상기 제2 바닥면의 수평 방향의 단면적은 서로 동일할 수 있다.
밸브는 원추 형상이고, 상기 원추 형상은 제1 경사면 및 제2 경사면을 포함하고, 상기 원추 형상의 제1 경사면 및 제2 경사면은 상기 밸브의 제1 바닥면 및 제2 바닥면과 각각 수직 방향으로 중첩될 수 있다.
제1 바닥면과 상기 제1 경사면이 이루는 제1 각도보다, 상기 제2 바닥면과 상기 제2 경사면이 이루는 제2 각도가 더 작거나 같을 수 있다.
밸브의 바닥면은 제1 높이를 가지는 제3 바닥면 및 상기 제2 높이를 가지는 제4 바닥면을 더 포함하고, 상기 제1 바닥면과 제3 바닥면은 상기 밸브의 수평 방향의 중심에 대하여 서로 대칭으로 배치되고, 상기 제2 바닥면과 제4 바닥면은 상기 밸브의 수평 방향의 중심에 대하여 서로 대칭으로 배치될 수 있다.
밸브의 바닥면은 상기 제2 높이보다 큰 제3 높이를 가지는 제3 바닥면을 더 포함하고, 상기 제1 바닥면과 제2 바닥면 및 제3 바닥면은 동일한 수평 방향의 단면적을 가질 수 있다.
또한, 후술하는 실시예들에 따른 원료 공급 유닛은 모두 도 2에 도시된 실리콘 단결정 잉곳의 성장 장치에 구비될 수 있다.
도 8은 원료 공급 유닛의 제4 실시예를 나타낸 도면이다. 이하에서, 도 8을 참조하여 원료 공급 유닛의 제4 실시예를 설명한다.
본 실시예에 따른 원료 공급 유닛(100)는 원료가 채워지는 공간을 가지는 몸체(110)와, 몸체(110)의 상부로부터 몸체(110)의 내부 영역으로 연장되어 배치되는 로드(140)와, 로드(140)와 연결되어 로드(140)의 하부에 배치되어 몸체(110)의 하부를 개폐하는 밸브(182)를 포함할 수 있다. 그리고, 몸체(110)의 내부에는 몸체(110)를 종방향으로 적어도 2개 이상의 영역으로 구분하는 격벽(160)이 구비될 수 있으며, 이하에서는 도 3에 도시된 제1 실시예와의 차이점을 위주로 설명한다.
몸체(100)의 하면은 단차 구조를 가지지 않고, 몸체(100)의 하면의 단면은 도시된 바와 같이 플랫(flat)할 수 있다.
밸브(182)는 원추 형상일 수 있되, 하면이 단차를 가질 수 있다. 도 8에서 밸브(182)는 제1 부분 및 제2 부분을 가지는 하면 및 제1,2 경사면으로 이루어질 수 있는데, 제1,2 경사면은 서로 물리적으로 구분되지는 않을 수 있다.
밸브(182)의 바닥면은 제1 바닥면과 제2 바닥면으로 나뉘는데, 제1 바닥면과 제2 바닥면의 높이차(d2)는 30 밀리미터 내지 70 밀리미터일 수 있으며, 예를 들면 제1 바닥면보다 제2 바닥면이 높게 배치될 수 있다.
로드(140)의 운동에 의하여 밸브(182)가 하강하면 몸체(110)와 밸브(182)의 제1,2 경사면의 사이에 간격이 발생할 수 있고, 상기의 간격을 통하여 폴리 실리콘 등의 원료가 원료 공급 장치(100)의 하부로 공급될 수 있다. 이때, 상술한 제1 바닥면과 제2 바닥면의 높이차(d2)는, 몸체(110)의 하면과 밸브(182)의 제1 경사면을 통하여 제1 경사면의 상부에 위치한 원료가 모두 공급된 후 몸체(110)의 하면과 제2 경사면을 통하여 제2 경사면의 상부에 위치한 원료가 모두 공급될 수 있도록 한다. 이때, 격벽(160)은 상기의 제1 경사면의 상부에 위치한 원료와 제2 경사면의 상부에 위치한 원료가 서로 섞이거나 이동하는 것을 방지할 수 있다.
도 9 및 도 10은 도 8의 원료 공급 장치에서 밸브의 하부를 상세히 나타낸 도면이다.
도 9는 밸브(182)의 하부의 사시도이고, 도 10은 밸브(182)의 하면도이다. 밸브(182)의 하부는 도시된 바와 같은 단차 구조를 가지는데, 밸브(182)의 횡방향 즉 수평 방향의 단면이 원형일 경우 제1 바닥면과 제2 바닥면은 각각 반원의 형상일 수 있고, 도 10에서 밸브(182)의 하면의 제1 바닥면의 제1 면적과 제2 바닥면의 제2 면적은 서로 동일할 수 있다. 즉, 제1 부분을 통하여 제1 중량의 원료가 도가니(200)로 공급된 후, 제2 부분을 통하여 제2 중량의 원료가 도가니(200)로 공급될 때, 제1 중량과 제2 중량은 서로 동일할 수 있다.
도 11은 원료 공급 유닛의 제5 실시예의 일부분을 나타낸 도면이다. 본 실시예는 도 8의 원료 공급 유닛의 제4 실시예와 동일하되, 다른 구조의 밸브(183)가 구비될 수 있다.
즉, 밸브(183)의 제1 경사면과 제1 바닥면이 이루는 제3 각도(θ3)와 제2 경사면과 제2 바닥면이 이루는 제4 각도(θ4)는 서로 상이할 수 있고, 상세하게는 제3 각도(θ3)보다 제4 각도(θ4)가 더 클 수 있다. 따라서, 밸브(182)의 제1 바닥면과 제2 바닥면의 높이차(d2)보다, 밸브의 제1 경사면의 최고점과 제2 경사면의 최고점의 높이차(d3)가 더 클 수 있다.
이때, 제1 경사면을 통하여 원료가 하부의 도가니로 모두 공급된 후 제2 경사면을 통하여 원료가 도가니로 공급된다. 그리고, 원료가 도가니로 공급될 때 도가니는 회전을 하므로, 제1 경사면에서 원료가 하부의 도가니로 공급되어도 도가니에 저장된 실리콘 용융액의 표면의 전 영역에 원료, 즉 폴리 실리콘이 비교적 고르게 분포할 수 있다. 따라서, 비교적 경사각이 큰 제2 경사면을 통하여 원료가 공급되면 원료의 낙하 속도가 상대적으로 커서 원료 공급 시간이 단축될 수 있는데, 이때 실리콘 용융액의 표면에 폴리 실리콘이 분포되어 있으므로, 낙하하는 폴리 실리콘에 의한 실리콘 융액의 튐을 방지할 수 있다.
원료 공급 유닛의 다른 실시예에서, 밸브(182, 183)의 하면은 단차 구조를 가지되, 서로 다른 높이를 가지는 2개의 부분을 포함하지 않고, 서로 다른 높이를 가지는 3개의 부분 또는 4개의 부분을 가질 수도 있다.
3개의 부분을 가질 때, 제1 부분 내지 제3 부분이 서로 다른 높이를 가질 수 있고, 또한 상기의 제2 실시예와 같이, 제1 바닥면 내지 제3 바닥면에 수직 방향으로 중첩되는 제1 경사면 내지 제3 경사면을 가질 수 있고, 제1 바닥면으로부터 제3 바닥면으로 높이가 점차 증가할 때 제1 경사면으로부터 제3 경사면으로 경사각이 점차 증가할 수도 있다.
도 12는 원료 공급 유닛의 제6 실시예의 일부분을 나타낸 도면이며, 밸브(184)의 하부를 도시하고 있다.
상부에는 밸브(184)의 하부의 사시도가 도시되고, 하부에는 밸브(184)의 하면도가 도시된다.
밸브(184)의 하부는 도시된 바와 같은 단차 구조를 가지는데, 밸브(184)의 횡방향 즉 수평 방향의 단면이 원형일 경우 제1 바닥면 내지 제4 바닥면은 각각 중심각 90도(°)를 가지는 부채꼴의 형상일 수 있고, 제1 경사면 내지 제4 경사면이 각각 둘러싸는 몸체의 하부의 제1 면적 내지 제4 면적은 서로 동일할 수 있다. 즉, 제1 경사면과 제3 경사면을 통하여 제1 중량의 원료가 도가니(200)로 공급된 후, 제2 경사면 및 제4 경사면을 통하여 제2 중량의 원료가 도가니(200)로 공급될 때, 제1 중량과 제2 중량은 서로 동일할 수 있다. 이때, 몸체(110) 내부의 격벽은 몸체(110)의 수평 방향을 상기의 제1 경사면 내지 제4 경사면에 대응하여 4개의 영역으로 구분하도록 구비될 수 있다.
도 13a 내지 도 13d는 본 발명에 따른 원료 공급 방법의 제1 실시예를 나타낸 도면이다.
본 실시예는 도 3에 도시된 원료 공급 유닛의 제1 실시예 등을 사용하여 실리콘 단결정 잉곳의 성장 장치에 원료를 공급하는 방법을 나타낸다. 상세하게는 밸브의 바닥면이 플랫하고, 몸체의 하면이 단차를 가지는 원료 공급 유닛에서 원료를 도가니로 공급하는 방법을 나타낸다.
먼저, 도 13a에 도시된 바와 같이 실리콘 용융액(Si melt)가 담겨진 도가니(200)를 회전하며, 원료 공급 유닛(100)을 실리콘 용융액(Si melt) 방향으로 하강시킨다. 이때, 실리콘 용융액(Si melt)의 표면으로부터 제1 높이(h1)까지 원료 공급 유닛(100)의 하부를 하강시킬 수 있다. 이때, 제1 높이(h1)는 약 150 밀리미터일 수 있고, 몸체(110)의 내부에는 다결정의 폴리 실리콘이 채워진 상태일 수 있고, 몸체(110)의 내부 공간은 수직 방향으로 격벽(미도시)에 의하여 분할된 상태일 수 있다.
도 13b에 도시된 바와 같이 로드(140)의 하강에 따라 밸브(180)가 도가니(200) 방향으로 하강한다. 이때, 몸체(110)의 하면의 제2 부분보다 밸브(180)의 바닥면이 더 낮은 곳으로 하강하게 되면, 몸체(110)의 하면의 제2 부분과 밸브(180)의 제2 경사면의 사이의 공간을 통하여 폴리 실리콘이 낙하할 수 있다. 이때, 밸브(180)의 바닥면은 몸체(110)의 하면의 제2 부분으로부터 제2 높이(h2) 만큼 아래까지 하강할 수 있다. 여기서, 제2 높이(h2)는 30 내지 70 밀리미터일 수 있다. 만약 제2 높이(h2)가 70 밀리미터보다 크면, 몸체(110)의 하면의 제2 부분 상부의 폴리 실리콘이 너무 빠르게 도가니(200)로 낙하하여 실리콘 용융액(Si melt)의 표면에서 튐이 발생할 수 있고, 제2 높이(h2)가 30 밀리미터보다 작으면 밸브(180)의 하면과 몸체(110)의 하면의 제2 부분 사이의 공간이 너무 좁아서 폴리 실리콘의 공급이 원활하지 않을 수 있다.
도 13b에서 폴리 실리콘이 도가니(200)으로 공급되는 동안, 도가니(200) 내의 실리콘 용융액(Si melt)에서 폴리 실리콘이 용융되어 실리콘 용융액(Si melt)의 표면이 상승할 수 있다. 따라서, 도 13b의 공정에서 도가니(200)를 하강하여, 실리콘 용융액(Si melt)의 표면에서의 튐 현상을 방지할 수 있다.
도 13c에 도시된 바와 같이 몸체(100)의 하면의 제2 부분 상부의 폴리 실리콘이 모두 도가니(200)로 공급되면, 도 13d에 도시된 바와 같이 로드(140)의 추가 하강에 따라 밸브(180)가 도가니(200) 방향으로 다시 하강한다. 이때, 몸체(110)의 하면의 제1 부분보다 밸브(180)의 바닥면이 더 낮은 곳으로 하강하게 되면, 몸체(110)의 하면의 제1 부분과 밸브(180)의 제1 경사면의 사이의 공간을 통하여 폴리 실리콘이 낙하할 수 있다. 이때, 밸브(180)의 바닥면은 몸체(110)의 하면의 제1 부분으로부터 제3 높이(h3) 만큼 아래까지 하강할 수 있다. 여기서, 제3 높이(h3)는 30 내지 70 밀리미터일 수 있다. 그리고, 실리콘 용융액(Si melt)의 표면으로부터 원료 공급 유닛(100)의 하부는 제4 높이(h4)에 위치할 수 있다. 이때, 제4 높이(h4)은 약 200 밀리미터일 수 있는데, 도 13a와 비교하여 밸브(180)가 더 낮게 배치되므로, 실리콘 용융액(Si melt)의 표면과 밸브(180)의 하면과의 거리를 충분히 확보하기 위하여 상술한 제4 높이(h4)가 도 13a의 제1 높이(h1)보다 크게 설정할 수 있다.
도 13d에 도시된 공정에서 따라, 몸체(110)의 하면의 제1 부분 상부에 저장된 폴리 실리콘이 모두 도가니(200) 내의 실리콘 용융액(Si melt)에 공급될 수 있다.
도 14a 내지 도 14d는 본 발명에 따른 원료 공급 방법의 제2 실시예를 나타낸 도면이다.
본 실시예는 도 8에 도시된 원료 공급 유닛의 제4 실시예 등을 사용하여 실리콘 단결정 잉곳의 성장 장치에 원료를 공급하는 방법을 나타낸다. 상세하게는 몸체(100)의 하면이 단차를 가지지 않고 플랫하고, 밸브(182)의 바닥면이 단차를 가지는 원료 공급 유닛에서 원료를 도가니로 공급하는 방법을 나타낸다.
먼저, 도 14a에 도시된 바와 같이 실리콘 용융액(Si melt)가 담겨진 도가니(200)를 회전하며, 원료 공급 유닛(100)을 실리콘 용융액(Si melt) 방향으로 하강시킨다. 이때, 실리콘 용융액(Si melt)의 표면으로부터 제5 높이(h5)까지 원료 공급 유닛(100)의 하부를 하강시킬 수 있다. 이때, 제5 높이(h5)는 약 150 밀리미터일 수 있고, 몸체(110)의 내부에는 다결정의 폴리 실리콘이 채워진 상태일 수 있고, 몸체(110)의 내부 공간은 수직 방향으로 격벽(미도시)에 의하여 분할된 상태일 수 있다. 그리고, 밸브(182)의 제1 바닥면은 몸체(110)의 하면과 동일한 높이에 위치할 수 있다.
도 14b에 도시된 바와 같이 로드(140)의 하강에 따라 밸브(182)가 도가니(200) 방향으로 하강한다. 이때, 몸체(110)의 하면의 제1 부분보다 밸브(182)의 제1바닥면이 더 낮은 곳으로 하강하게 되면, 몸체(110)의 하면의 제1 부분과 밸브(182)의 제1 경사면의 사이의 공간을 통하여 폴리 실리콘이 낙하할 수 있다. 이때, 밸브(182)의 제1 바닥면의 제1 부분은 몸체(110)의 하면으로부터 제6 높이(h6) 만큼 아래까지 하강할 수 있다. 여기서, 제6 높이(h6)는 30 내지 70 밀리미터일 수 있다. 만약 제6 높이(h6)가 70 밀리미터보다 크면, 밸브(182)의 제1 바닥면의 상부의 폴리 실리콘이 너무 빠르게 도가니(200)로 낙하하여 실리콘 용융액(Si melt)의 표면에서 튐이 발생할 수 있고, 제6 높이(h6)가 30 밀리미터보다 작으면 밸브(182)의 제1 바닥면의 위의 경사면과 몸체(110)의 하면의 제1 부분과의 사이의 공간이 너무 좁아서 폴리 실리콘의 공급이 원활하지 않을 수 있다.
도 14b에서 폴리 실리콘이 도가니(200)으로 공급되는 동안, 도가니(200) 내의 실리콘 용융액(Si melt)에서 폴리 실리콘이 용융되어 실리콘 용융액(Si melt)의 표면이 상승할 수 있다. 따라서, 도 14b의 공정에서 도가니(200)를 하강하여, 실리콘 용융액(Si melt)의 표면에서의 튐 현상을 방지할 수 있다.
도 14c에 도시된 바와 같이 밸브(182)의 바닥면의 제1 부분 상부의 폴리 실리콘이 모두 도가니(200)로 공급되면, 도 14d에 도시된 바와 같이 로드(140)의 추가 하강에 따라 밸브(182)가 도가니(200) 방향으로 다시 하강한다. 이때, 몸체(110)의 하면보다 밸브(182)의 제2 바닥면이 더 낮은 곳으로 하강하게 되면, 몸체(110)의 하면의 제2 부분과 밸브(182)의 제2 경사면의 사이의 공간을 통하여 폴리 실리콘이 낙하할 수 있다. 이때, 밸브(182)의 제2 바닥면은 몸체(110)의 하면으로부터 제7 높이(h7) 만큼 아래까지 하강할 수 있다. 여기서, 제7 높이(h7)는 30 내지 70 밀리미터일 수 있다. 그리고, 실리콘 용융액(Si melt)의 표면으로부터 원료 공급 유닛(100)의 하부는 제8 높이(h8)에 위치할 수 있다. 이때, 제8 높이(h8)은 약 200 밀리미터일 수 있는데, 도 14a와 비교하여 밸브(182)가 더 낮게 배치되므로, 실리콘 용융액(Si melt)의 표면과 밸브(182)의 바닥면과의 거리를 충분히 확보하기 위하여 상술한 제8 높이(h8)가 도 14a의 제5 높이(h5)보다 크게 설정할 수 있다.
도 14d에 도시된 공정에서 따라, 밸브(182)의 제2 바닥면의 상부에 저장된 폴리 실리콘이 모두 도가니(200) 내의 실리콘 용융액(Si melt)에 공급될 수 있다.
상술한 실시예에 따른 원료 공급 유닛 및 이를 포함하는 실리콘 단결정 잉곳의 성장 장치는, 종래보다 큰 부피를 가지는 몸체를 사용하여, 일부 영역의 원료 공급 후 다른 영역의 원료를 공급하므로, 원료의 공급 중 원료 공급 유닛의 교체하거나 원료를 원료 공급 유닛에 재충전하지 않을 수 있으므로, 원료 공급 공정을 간단히 하고 공정 시간을 단축할 수 있다.
이상과 같이 실시예는 비록 한정된 실시예와 도면에 의해 설명되었으나, 본 발명은 상기의 실시예에 한정되는 것은 아니며, 본 발명이 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이러한 기재로부터 다양한 수정 및 변형이 가능하다.
그러므로, 본 발명의 범위는 설명된 실시예에 국한되어 정해져서는 아니되며, 후술하는 특허청구범위뿐 아니라 이 특허청구범위와 균등한 것들에 의해 정해져야 한다.
100 : 원료 공급유닛 110 : 몸체
120: 시드 척 130: 스토퍼
140: 제1 로드 150: 덮개
160: 격벽 180~184: 밸브
190: 걸림턱 200 : 도가니
300: 가열부 500 : 인상수단
600: 챔버

Claims (16)

  1. 원료가 채워지는 공간을 가지는 몸체;
    상기 몸체를 종방향으로 적어도 2개 이상의 영역으로 구분하는 격벽;
    상기 몸체의 상부로부터 내부 영역으로 연장되어 배치되는 로드; 및
    상기 로드와 연결되어 상기 몸체의 하부를 개폐하는 밸브를 포함하고,
    상기 몸체의 하면은 단차를 가지고,
    상기 몸체의 하면은 서로 다른 높이를 가지는 적어도 2개 이상의 영역을 포함하고, 상기 2개 이상의 영역의 경계는 상기 격벽과 수직 방향으로 중첩되는 원료 공급 유닛.
  2. 삭제
  3. 제1 항에 있어서,
    상기 몸체의 하면의 높이차는 30 밀리미터 내지 70 밀리미터인 원료 공급 유닛.
  4. 제1 항에 있어서,
    상기 몸체의 하면은 제1 높이를 가지는 제1 부분 및 상기 제1 높이보다 큰 제2 높이를 가지는 제2 부분을 포함하는 원료 공급 유닛.
  5. 제4 항에 있어서,
    상기 밸브는 원추 형상이고,
    상기 원추 형상은 제1 경사면 및 제2 경사면을 포함하고,
    상기 원추 형상의 제1 경사면 및 제2 경사면은 상기 몸체의 제1 부분 및 제2 부분과 각각 수직 방향으로 중첩되는 원료 공급 유닛.
  6. 제5 항에 있어서,
    상기 밸브의 바닥면과 상기 제1 경사면이 이루는 제1 각도보다, 상기 밸브의 바닥면과 상기 제2 경사면이 이루는 제2 각도가 더 작거나 같은 원료 공급 유닛.
  7. 제4 항에 있어서,
    상기 몸체의 하면은 상기 제1 높이를 가지는 제3 부분 및 상기 제2 높이를 가지는 제4 부분을 더 포함하고,
    상기 제1 부분과 제3 부분은 상기 몸체의 수평 방향의 중심에 대하여 서로 대칭으로 배치되고, 상기 제2 부분과 제4 부분은 상기 몸체의 수평 방향의 중심에 대하여 서로 대칭으로 배치되는 원료 공급 유닛.
  8. 원료가 채워지는 공간을 가지는 몸체;
    상기 몸체의 상부로부터 내부 영역으로 연장되어 배치되는 로드; 및
    상기 로드와 연결되어 상기 몸체의 하부를 개폐하는 밸브를 포함하고,
    상기 밸브의 바닥면은 단차를 가지고,
    상기 밸브의 바닥면은 제1 높이를 가지는 제1 바닥면 및 상기 제1 높이보다 큰 제2 높이를 가지는 제2 바닥면을 포함하고,
    상기 밸브는 원추 형상이고,
    상기 원추 형상은 제1 경사면 및 제2 경사면을 포함하고,
    상기 원추 형상의 제1 경사면 및 제2 경사면은 상기 밸브의 제1 바닥면 및 제2 바닥면과 각각 수직 방향으로 중첩되는 원료 공급 유닛.
  9. 제8 항에 있어서,
    상기 밸브의 바닥면은 서로 다른 높이를 가지는 적어도 2개 이상의 경사면을 포함하는 원료 공급 유닛.
  10. 제8 항에 있어서,
    상기 밸브의 바닥면의 높이차는 30 밀리미터 내지 70 밀리미터인 원료 공급 유닛.
  11. 삭제
  12. 삭제
  13. 제8 항에 있어서,
    상기 제1 바닥면과 상기 제1 경사면이 이루는 제1 각도보다, 상기 제2 바닥면과 상기 제2 경사면이 이루는 제2 각도가 더 작거나 같은 원료 공급 유닛.
  14. 제8 항에 있어서,
    상기 밸브의 바닥면은 제1 높이를 가지는 제3 바닥면 및 상기 제2 높이를 가지는 제4 바닥면을 더 포함하고,
    상기 제1 바닥면과 제3 바닥면은 상기 밸브의 수평 방향의 중심에 대하여 서로 대칭으로 배치되고, 상기 제2 바닥면과 제4 바닥면은 상기 밸브의 수평 방향의 중심에 대하여 서로 대칭으로 배치되는 원료 공급 유닛.
  15. 제8 항에 있어서,
    상기 밸브의 바닥면은 상기 제2 높이보다 큰 제3 높이를 가지는 제3 바닥면을 더 포함하는 원료 공급 유닛.
  16. 챔버;
    상기 챔버의 내부에 구비되고 실리콘 용융액을 수용하는 도가니;
    상기 도가니를 가열하는 가열부;
    상기 도가니의 상부에 구비되는 열차폐재;
    상기 도가니에 자기장을 인가하는 자기장 발생 장치;
    상기 도가니를 회전시켜 상승시키는 회전축; 및
    상기 도가니의 상부에 구비되는 제1항, 제3항 내지 제10항, 제13항 내지 제15 항 중 어느 한 항의 원료 공급 유닛을 포함하는 실리콘 단결정 잉곳의 성장 장치.
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