KR20100085299A

KR20100085299A - 폴리실리콘 정제로

Info

Publication number: KR20100085299A
Application number: KR1020090004502A
Authority: KR
Inventors: 백병근; 송원섭
Original assignee: 백병근
Priority date: 2009-01-20
Filing date: 2009-01-20
Publication date: 2010-07-29

Abstract

본 발명은 폴리실리콘 정제로에 관한 것으로서, 내부에 수용공간이 형성되고, 상부가 개방된 탱크와, 상기 탱크 상부에 설치되어 상기 탱크의 내부를 개폐하는 상부캡과, 상기 탱크 내에 설치되고, 내부에 정제하고자 하는 폴리실리콘이 수용되는 도가니와, 상기 도가니의 외면 중 상단부에 설치되는 제1 가열부와, 상기 도가니의 외면 중 중간부에 설치되는 제2 가열부 및 상기 도가니의 외면 중 하단부에 설치되는 제3 가열부를 포함하고, 상기 도가니의 상단부와 중간부 및 하단부를 각각 다른온도로 가열하는 가열수단과, 상기 탱크와 상기 도가니 사이에 개재되는 절연체 및 상기 탱크 내부 중 상기 도가니의 하부에 설치되어 상기 도가니의 하부를 냉각시키는 냉각수단을 포함하되, 상기 가열수단은 상기 도가니의 하부에 위치한 폴리실리콘부터 상기 도가니의 상부에 위치한 폴리실리콘 순으로 응고될 수 있도록 상기 제1 가열부의 온도가 상기 제2 가열부의 온도보다 높게 설정되며, 상기 제2 가열부의 온도가 상기 제3 가열부의 온도보다 높게 설정되는 것을 특징으로 하는 폴리실리콘 정제로를 제공한다.

상기와 같은 본 발명에 따르면, 도가니의 중간부를 가열하는 제2 가열부 및 제2 가열부의 온도보다 낮은 온도로 도가니의 하단부를 가열하는 제3 가열부 및 도가니 하부를 냉각시키는 냉각수단을 설치하고, 도가니의 하부에 위치한 폴리실리콘부터 도가니의 상부에 위치한 폴리실리콘 순으로 응고되도록 하여 불순물이 폴리실리콘의 상부로 이동되도록 함으로써 폴리실리콘 응고 후 불순물이 집중된 상부를 제거하는 것만으로 응고된 폴리실리콘의 순도를 현저하게 향상시켜 폴리실리콘의 불량률을 저하시키고 생산효율 또한 현저하게 향상시킬 수 있는 효과가 있다.

폴리실리콘, 도가니, 탱크

Description

폴리실리콘 정제로{Refine furnace for poly Silicon}

본 발명은 폴리실리콘 정제로에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 도가니의 상부를 가열하는 제1 가열부와, 제1 가열부의 온도보다 낮은 온도로 도가니의 중간부를 가열하는 제2 가열부 및 제2 가열부의 온도보다 낮은 온도로 도가니의 하단부를 가열하는 제3 가열부 및 도가니 하부를 냉각시키는 냉각수단을 설치하고, 도가니의 하부에 위치한 폴리실리콘부터 도가니의 상부에 위치한 폴리실리콘 순으로 응고되도록 하여 불순물이 폴리실리콘의 상부로 이동되도록 함으로써 폴리실리콘 응고 후 불순물이 집중된 상부를 제거하는 것만으로 응고된 폴리실리콘의 순도를 현저하게 향상시켜 폴리실리콘의 불량률을 저하시키고 생산효율 또한 현저하게 향상시킬 수 있는 폴리실리콘 정제로에 관한 것이다.

일반적으로 폴리실리콘이라 함은 태양 전지에서 광 에너지를 전기 에너지로 전환시키는 역할을 하는 작은 실리콘 결정체들로 이루어진 물질로서, 태양광 발전 및 반도체(메모리) 소재가 되는 원재료로 사용된다.

이러한 폴리실리콘을 정제하여 잉곳을 형성하고, 이 잉곳을 얇게 잘라 웨이퍼(Wafer)를 만들며 웨이퍼를 이용하여 반도체 및 태양광 발전용 모듈(Module)을 제조하게 된다.

여기서, 폴리실리콘을 정제하여 잉곳을 형성하는 경우 최소 99.9999%의 순도가 요구된다.

그러나, 종래의 폴리실리콘 정제로는 도가니 내에서 용융된 폴리실리콘을 단일의 가열수단으로 응고시킴으로써 폴리실리콘이 도가니 내의 수용된 위치에 따라 폴리실리콘의 온도에 편차가 발생되어 온도편차에 따라 폴리실리콘이 불규칙적으로 응고되면서 폴리실리콘에 포함된 불순물이 어느 일방향으로 이동되지 않고 폴리실리콘 내부에서 응고되어 폴리실리콘의 순도가 현저하게 저하될 뿐 아니라 이에 따라 폴리실리콘의 불량률이 상승하여 생산효율 또한 현저하게 저하되는 문제점이 발생되었고, 양산 적용에 있어서 한계점으로 작용하였다.

따라서, 종래의 폴리실리콘 정제로의 문제점인 불순물에 따른 폴리실리콘의 순도가 저하되는 것을 방지하여 폴리실리콘의 불량률을 줄이고 생산효율을 현저하게 향상시킬 수 있는 폴리실리콘 정제로에 대한 요구가 높아지고 있다.

본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로서, 본 발명의 목적은 도가니의 상부를 가열하는 제1 가열부와, 제1 가열부의 온도보다 낮은 온도로 도가니의 중간부를 가열하는 제2 가열부 및 제2 가열부의 온도보다 낮은 온도로 도가니의 하단부를 가열하는 제3 가열부 및 도가니 하부를 냉각시키는 냉각수단을 설치하고, 도가니의 하부에 위치한 폴리실리콘부터 도가니의 상부에 위치한 폴리실리콘 순으로 응고되도록 하여 불순물이 폴리실리콘의 상부로 이동되도록 함으로써 폴리실리콘 응고 후 불순물이 집중된 상부를 제거하는 것만으로 응고된 폴리실리콘의 순도를 현저하게 향상시켜 폴리실리콘의 불량률을 저하시키고 생산효율 또한 현저하게 향상시킬 수 있는 폴리실리콘 정제로를 제공함에 있다.

그리고, 탱크 일측에 탱크 내부의 공기를 외부로 배출함과 동시에 진공상태가 되도록 하는 베큠부를 설치함으로써 탱크 내부의 공기를 외부로 배출하는 경우 탱크 내부에 발생되는 불순물을 공기와 함께 외부로 배출시켜 폴리실리콘에 정제되는 불순물의 양을 절감하고, 이에 따라 폴리실리콘의 순도를 향상시킬 수 있는 폴리실리콘 정제로를 제공함에 있다.

또한, 상부캡 일측에 관통설치되는 가스주입관을 통해 불순물과 반응하는 반응가스를 주입함으로써 주입된 반응가스에 의해 폴리실리콘 내에 포함된 불순물을 제거하여 폴리실리콘의 순도를 보다 향상시킬 수 있는 폴리실리콘 정제로를 제공함에 있다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 일측면에 따르면, 웨이퍼 제조에 사용되는 폴리실리콘을 정제하는 폴리실리콘 정제로에 있어서, 내부에 수용공간이 형성되고, 상부가 개방된 탱크와, 상기 탱크 상부에 설치되어 상기 탱크의 내부를 개폐하는 상부캡과, 상기 탱크 내에 설치되고, 내부에 정제하고자 하는 폴리실리콘이 수용되는 도가니와, 상기 도가니의 외면 중 상단부에 설치되는 제1 가열부와, 상기 도가니의 외면 중 중간부에 설치되는 제2 가열부 및 상기 도가니의 외면 중 하단부에 설치되는 제3 가열부를 포함하고, 상기 도가니의 상단부와 중간부 및 하단부를 각각 다른온도로 가열하는 가열수단과, 상기 탱크와 상기 도가니 사이에 개재되는 절연체 및 상기 탱크 내부 중 상기 도가니의 하부에 설치되어 상기 도가니의 하부를 냉각시키는 냉각수단을 포함하되, 상기 가열수단은 상기 도가니의 하부에 위치한 폴리실리콘부터 상기 도가니의 상부에 위치한 폴리실리콘 순으로 응고될 수 있도록 상기 제1 가열부의 온도가 상기 제2 가열부의 온도보다 높게 설정되며, 상기 제2 가열부의 온도가 상기 제3 가열부의 온도보다 높게 설정되는 것을 특징으로 하는 폴리실리콘 정제로를 제공한다.

그리고, 상기 가열수단은 상기 제1 가열부와 상기 제2 가열부 및 제3 가열부가 분리형성되며, 상기 제1 가열부에 공급되는 전압이 상기 제2 가열부에 공급되는 전압보다 높게 공급되고, 상기 제2 가열부에 공급되는 전압이 상기 제3 가열부에 공급되는 전압보다 높게 공급되는 것이 바람직하다.

또한, 상기 가열수단은 상기 제1 가열부와 상기 제2 가열부 및 제3 가열부가 관체형상으로 일체로 형성되되, 상기 제2 가열부의 단면적은 상기 제1 가열부의 단면적보다 작게 형성되고, 상기 제3 가열부의 단면적은 상기 제2 가열부의 단면적보다 작게 형성될 수 있다.

아울러, 상기 탱크는 일측에 내부의 공기를 외부로 배출시켜 내부를 진공상태가 되도록 하는 베큠부가 설치되는 것이 바람직하다.

또한, 상기 탱크의 상부에 관통설치되어 상기 도가니 내부에 가스를 주입하는 가스주입관이 더 설치될 수 있다.

그리고, 탱크 일측에 탱크 내부의 공기를 외부로 배출함과 동시에 진공상태가 되도록 하는 베큠부를 설치함으로써 탱크 내부의 공기를 외부로 배출하는 경우 탱크 내부에 발생되는 불순물을 공기와 함께 외부로 배출시켜 폴리실리콘에 정제되 는 불순물의 양을 절감하고, 이에 따라 폴리실리콘의 순도를 향상시킬 수 있는 효과가 있다.

또한, 상부캡 일측에 관통설치되는 가스주입관을 통해 불순물을 반응하는 반응가스를 주입함으로써 반응가스에 의해 폴리실리콘 내에 포함된 불순물을 반응하여 폴리실리콘의 순도를 보다 향상시킬 수 있는 효과가 있다.

이하에서 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 일실시예를 상세하게 설명하도록 한다.

도1은 본 발명의 일실시예에 따른 폴리실리콘 정제로의 단면도이고, 도2는 본 발명의 일실시예에 따른 가열수단을 도시한 사시도이다.

도1에서 보는 바와 같이 본 발명의 일실시예에 따른 폴리실리콘 정제로(1)는 탱크(10)와, 상부캡(20)과, 도가니(30)와, 가열수단(40)과, 절연체(50)과, 냉각수단(60) 및 상하구동수단(70)을 포함하여 구성된다.

탱크(10)는 대략 원통형상으로 형성되고, 탱크(10)의 측벽이 이중벽으로 형성되며, 이중벽 사이에는 PCW(Process cooling water)관이 설치되어 있다. PCW관(11)은 탱크(10)의 외벽이 후술하는 가열수단(40)에 의해 가열되는 것을 방지하는 역할을 한다.

또한, 탱크(10)는 일측에 내부의 공기를 외부로 배출시켜 내부를 진공상태가 되도록 하는 베큠부(12)가 설치된다.

이러한 베큠부(12)는 탱크(10) 내부의 공기를 외부로 배출하는 경우 탱크(10) 내부에 발생된 불순물 또한 공기와 함께 외부로 배출시키는 역할을 한다. 이때, 도면에 도시되어 있진 않지만 공기를 외부로 강제 배출시키기 위해 펌프가 사용될 수 있다.

상부캡(20)은 탱크(10)의 상부에 설치되고, 탱크(10)의 내부를 외부로 노출되도록 하거나 밀폐되도록 개폐하는 역할을 한다.

그리고 본 발명의 일실시예에서는 실린더 및 구동모터(미도시)를 이용하여 상부캡(20)을 상하이동되도록 함으로써 탱크(10)의 내부를 개폐하도록 구성되어 있으나, 상부캡(20)을 탱크(10) 일측에 힌지결합하여 탱크(10)의 내부를 개폐할 수 있음은 물론이다.

아울러, 상부캡(20)은 일측에 가스주입관(21)이 관통결합되어 있다.

가스주입관(21)은 후술하는 도가니(30) 내부에 Hl₂(Cl₂) 및 수증기와 같은 반응가스를 주입하는 역할을 한다.

여기서 사용되는 반응가스는 보론(Boron)과 같은 도핑(Doping)용 가스로서, 폴리실리콘 내에 포함된 불순물과 반응하여 제거되도록 하는 역활 및 웨이퍼(Wafer)의 타입을 결정하도록 하는 역할을 한다.

도가니(30)는 크게 원통형의 외통(31)과 내통(32)으로 형성되고, 내부에 폴리실리콘 조각을 수용하는 역할을 한다.

외통(31)은 그래파이트 재질 즉, 흑연재질로 형성되며, 후술하는 가열수단(40)으로부터 발생되는 열을 내통(32)에 전달하는 역할을 한다.

내통(32)은 석영재질로 형성됨이 바람직하며, 내부에 폴리실리콘 조각을 수용하고 외통(31)으로부터 전달되는 열에 의해 폴리실리콘 조각이 정제되는 정제공간을 제공하는 역할을 한다.

여기서, 석영은 다른 광물들과 달리 화학적으로 매우 순수한 것으로, 폴리실리콘의 순도를 향상시키기 위해 상기한 바와 같이 순수한 석영이 사용됨이 바람직하다.

가열수단(40)은 도가니(30)의 상단부를 가열하는 제1 가열부(41)와, 도가니(30)의 중간부를 가열하는 제2 가열부(42)와, 도가니(30)의 하단부를 가열하는 제3 가열부(43)를 포함하여 구성되며, 도가니(30)를 가열하여 도가니(30) 내부에 수용된 폴리실리콘이 정제되도록 열에너지를 제공하는 역할을 한다.

본 발명의 일실시예에서는 제1 가열부(41)와, 제2 가열부(42) 및 제3 가열부(43)는 각각 분리형성되고, 도2에서 보는 바와 같이 가열면적을 확장시키기 위해 복수번 절곡형성되며, 도가니(30)의 외주면을 둘러싸도록 설치된다.

이러한 제1 가열부(41)와, 제2 가열부(42) 및 제3 가열부(43)는 그 크기 및 형상이 동일하게 형성되나, 제1 가열부(41)와, 제2 가열부(42) 및 제3 가열부(43)에 전압이 다르게 공급되어 제1 가열부(41)와, 제2 가열부(42) 및 제3 가열부(43)로부터 각각 다른 온도의 열이 발생되는데, 가열수단(40)의 동작은 후술하는 폴리실리콘 정제로(1)의 동작설명에서 상세하게 설명하도록 한다.

절연체(50)는 도가니(30)와 탱크(10)사이에 개재되어 가열수단(40)으로부터 발생하는 열이 외부로 방출되는 것을 방지하는 역할을 하며, 그 재질의 예로 그라파이트(Graphite) 사용될 수 있다.

냉각수단(60)은 탱크 내부 중 도가니(30)의 하단부에 설치되고, 도가니의 하부를 냉각하는 역할을 하는 것으로서, 냉각수단(60)의 구체적인 구성설명은 도3에서 상세하게 설명하도록 한다.

상하구동수단(70)은 일단부가 냉각수단(60)의 하부에 결합되고 상하방향으로 이동되는 로드를 갖는 실린더(71)와, 상기 실린더(71)에 구동력을 제공하는 구동수단(72)을 포함하여 구성되며, 도가니(30)에 폴리실리콘을 인입하거나 응고된 폴리실리콘을 도가니(30)로부터 인출하기 위해 냉각수단(60)을 상방으로 이동시킴과 동시에 냉각수단(60)이 도가니(30)를 밀어올려 도가니(30)가 탱크(10) 내부로부터 상방으로 이동되도록 하는 역할을 한다.

도3은 본 발명의 일실시예에 따른 냉각수단의 횡단면도이다.

도3에서 보는 바와 같이 본 발명의 일실시예에 따른 냉각수단(60)은 헬륨가스나 냉각수가 흐르는 냉각관로(61a)가 설치된 냉각판(61)이 9개이상으로 분할설치되고, 각 냉각판에 설치된 냉각관로의 사이즈 및 헬륨가스나 냉각수의 공급압력을 별도로 제어하여 도가니의 하부를 냉각시킨다.

이와 같이 냉각판(61)을 9개이상 분할설치하여 냉각관로(61a) 사이즈 및 헬륨가스나 냉각수의 공급압력을 별도로 제어하는 이유는 냉각관로(61a)의 사이즈 및 냉각수의 공급압력을 동일하게 제어하는 경우 가열수단(40)에 의해 가열되는 도가니(30)는 단면적 중 외곽부분의 온도가 가장 높고 중앙부분이 온도가 가장 낮아지는 온도편차가 발생되어 폴리실리콘 응고시 단면적상 온도가 균일하게 제어되지 않으므로 도가니(30)의 단면적 중 중앙부분의 온도와 외곽부분의 온도가 균일하도록 각 냉각관로(61a)의 사이즈 및 냉각수의 공급압력을 별도로 제어함으로써 폴리실리콘의 정제효율을 향상시키기 위함이다.

도4는 본 발명의 일실시예에 따른 폴리실리콘 정제로의 반응상태를 도시한 그래프이다.

상기와 같은 구성을 갖는 본 발명의 일실시예에 따른 폴리실리콘 정제로(1)의 동작을 첨부된 도4를 참조하여 상세하게 설명하면 다음과 같다.

먼저, 상하구동수단(70)을 구동하여 도가니(30)가 탱크(10) 상부로 이동되도록 하고, 도가니(30)의 이동이 완료되면 작업자는 도가니(30)를 탱크(10)로부터 외부로 인출하고, 도가니(30) 내부에 폴리실리콘 조각을 인입한다.

이후, 작업자는 폴리실리콘 조각이 인입된 도가니(30)를 냉각수단(60) 상부에 위치시키고, 상하구동수단(70)을 구동하여 도가니(30)가 탱크(10) 내부로 유입되도록 하며, 상부캡(20)으로 탱크(10) 상부를 폐쇄하여 탱크(10) 내부가 밀폐되도록 한다.

탱크(10) 내부가 밀폐되면 베큠부(12)를 구동하여 탱크(10) 내부의 공기를 외부로 배출시켜 진공상태가 되도록 함과 동시에 탱크(10) 내부의 먼지 및 불순물 의 일부를 공기와 함께 외부로 배출시킨다.

다음, 도가니(30)가 가열될 수 있도록 제1 가열부(41), 제2 가열부(42) 및 제3 가열부(43)에 전압을 공급하여 도가니(30)를 가열한다.

이후, 도가니(30) 내부에 수용되고 가열수단(40)에 의해 가열되는 폴리실리콘은 도4에서 보는 바와 같이 정제구간, 반응구간, 제1 냉각구간, 서냉 및 응고구간, 제2 냉각구간를 거치면서 응고된다.

이때, 정제구간과 반응구간 사이에 가스주입관(21)을 통해 도가니(30) 내부로 반응가스가 주입되며 반응구간에서 반응가스와 불순물이 반응하면서 분순물의 일부가 제거된다.

그리고, 제1 냉각구간, 서냉 및 응고구간, 제2 냉각구간의 경우 제1, 2, 3 가열부(41,42,43)로 공급되는 전압의 크기를 살펴보면 제1 가열부(41)의 공급전압 > 제2 가열부(42)의 공급전압 > 제3 가열부(43)의 공급전압순으로 공급된다.

또한, 제1 냉각구간, 서냉 및 응고구간, 제2 냉각구간에서는 냉각수단(60)이 구동되어 도가니(30)의 하부를 냉각시키므로 도가니(30)의 상부와 도가니(30)의 하부에 온도편차가 발생된다.

즉, 각 가열부(41,42,43)로 공급되는 전압 및 냉각수단(60)에 따라 제1 가열부(41)와 제2 가열부(42) 및 제3 가열부(43)로부터 발생되는 열의 온도 또한 제1 가열부(41)가 가장 크며, 다음으로 제2 가열부(42), 마지막으로 제3 가열부(43)의 온도가 낮게 발생된다.

따라서, 제1, 2, 3 가열부(41,42,43)와 각각 대응되는 도가니(30)의 상단부, 중간부, 하부의 온도 또한 상단부의 온도가 가장 높고, 다음으로 중간부, 마지막으로 하단부의 온도가 낮게 형성됨으로써 도가니(30)의 하단부에 위치한 폴리실리콘, 도가니(30)의 중간부에 위치한 폴리실리콘, 도가니(30)의 상단부에 위치한 폴리실리콘 순으로 응고된다.

이와 같이 도가니(30)의 하단부로부터 상방으로 폴리실리콘을 응고시키는 이유는 폴리실리콘 내에 포함된 불순물을 정제상태인 폴리실리콘의 상부로 이동시킴으로써 폴리실리콘의 외주면방향으로 불순물을 집중시키고, 폴리실리콘 내부의 불순물이 정제되도록 하여 폴린실리콘의 순도를 향상시키기 위함이다.

폴리실리콘이 완전히 응고되면, 상부캡(20)을 개방하고 상하구동수단(70)을 구동하여 도가니(30)를 상방으로 이동시킨다.

도가니(30)가 상방으로 이동되면 작업자는 도가니(30)를 탱크(10)로부터 외부로 인출하며, 도가니(30) 내부에 응고된 폴리실리콘을 인출하고 불순물이 집중된 폴리실리콘의 상부를 제거한다.

도5는 본 발명의 다른 실시예에 따른 폴리실리콘 정제로의 단면도이다.

도5의 실시예는 기본적인 구성은 도1 내지 도4의 실시예와 동일하나 제1 가열부(41')와 제2 가열부(42') 및 제3 가열부(43')가 관체의 형상으로 일체형성된 것이다.

도5에 따르면 제1 가열부(41')의 단면적은 제2 가열부(42')의 단면적보다 작게 형성되며, 제2 가열부(42')의 단면적은 제3 가열부(43')의 단면적보다 작게 형 성되며, 폴리실리콘을 냉각시키는 경우 제1 가열부(41')와 제2 가열부(42') 및 제3 가열부(43')에 일정한 전압을 공급한다.

즉, 각 가열부의 단면적에 따라 각 가열부로부터 발생되는 열 또한 전압 대비 단면적이 가장 작은 제1 가열부(41')에서 가장 많이 발생되며, 다음으로 제2 가열부(42'), 마지막으로 단면적이 가장 큰 제3 가열부(43')에서 가장 적은 열이 발생된다.

따라서, 제1, 2, 3 가열부(41', 42', 43')와 각각 대응되는 도가니(30)의 상단부, 중간부, 하부의 가열온도 또한 도가니(30)의 상단부의 온도가 가장 높고, 다음으로 중간부, 마지막으로 하단부의 온도가 낮게 형성됨으로써 도가니(30)의 하단부에 위치한 폴리실리콘, 도가니(30)의 중간부에 위치한 폴리실리콘, 도가니(30)의 상단부에 위치한 폴리실리콘 순으로 응고된다.

이후의 동작설명은 전술한 도1 내지 도3의 실시예와 동일하므로 그 설명은 생략토록 한다.

비록 본 발명이 상기 언급된 바람직한 실시예와 관련하여 설명되어졌지만, 발명의 요지와 범위로부터 벗어남이 없이 다양한 수정이나 변형을 하는 것이 가능하다. 따라서 첨부된 특허청구의 범위는 본 발명의 요지에서 속하는 이러한 수정이나 변형을 포함할 것이다.

도1은 본 발명의 일실시예에 따른 폴리실리콘 정제로의 단면도,

도2는 본 발명의 일실시예에 따른 가열수단을 도시한 사시도,

도3은 본 발명의 일실시예에 따른 냉각수단의 횡단면도,

도4는 본 발명의 일실시예에 따른 폴리실리콘 정제로의 반응상태를 도시한 그래프,

도5는 본 발명의 다른 실시예에 따른 폴리실리콘 정제로의 단면도.

<주요도면부호에 관한 설명>

1 : 폴리실리콘 정제로 10 : 탱크

11 : PCW관 12 : 베큠부

20 : 상부캡 21 : 실린더

21 : 가스주입관 30 : 도가니

31 : 외통 32 : 내통

40 : 가열수단 41 : 제1 가열부

42 : 제2 가열부 43 : 제3 가열부

50 : 절연체 60 : 냉각수단

61 : 냉각판 61a : 냉각관로

70 : 상하구동수단 71 : 실린더

72 : 구동수단

Claims

웨이퍼 제조에 사용되는 폴리실리콘을 정제하는 폴리실리콘 정제로에 있어서,

내부에 수용공간이 형성되고, 상부가 개방된 탱크와;

상기 탱크 상부에 설치되어 상기 탱크의 내부를 개폐하는 상부캡과;

상기 탱크 내에 설치되고, 내부에 정제하고자 하는 폴리실리콘이 수용되는 도가니와;

상기 도가니의 외면 중 상단부에 설치되는 제1 가열부와, 상기 도가니의 외면 중 중간부에 설치되는 제2 가열부 및 상기 도가니의 외면 중 하단부에 설치되는 제3 가열부를 포함하고, 상기 도가니의 상단부와 중간부 및 하단부를 각각 다른온도로 가열하는 가열수단과;

상기 탱크와 상기 도가니 사이에 개재되는 절연체; 및

상기 탱크 내부 중 상기 도가니의 하부에 설치되어 상기 도가니의 하부를 냉각시키는 냉각수단을 포함하되,

상기 가열수단은 상기 도가니의 하부에 위치한 폴리실리콘부터 상기 도가니의 상부에 위치한 폴리실리콘 순으로 응고될 수 있도록 상기 제1 가열부의 온도가 상기 제2 가열부의 온도보다 높게 설정되며, 상기 제2 가열부의 온도가 상기 제3 가열부의 온도보다 높게 설정되는 것을 특징으로 하는 폴리실리콘 정제로.
제1항에 있어서,

상기 가열수단은 상기 제1 가열부와 상기 제2 가열부 및 제3 가열부가 분리형성되며, 상기 제1 가열부에 공급되는 전압이 상기 제2 가열부에 공급되는 전압보다 높게 공급되고, 상기 제2 가열부에 공급되는 전압이 상기 제3 가열부에 공급되는 전압보다 높게 공급되는 것을 특징으로 하는 폴리실리콘 정제로.
제1항에 있어서,

상기 가열수단은 상기 제1 가열부와 상기 제2 가열부 및 제3 가열부가 관체형상으로 일체로 형성되되,

상기 제2 가열부의 단면적은 상기 제1 가열부의 단면적보다 작게 형성되고, 상기 제3 가열부의 단면적은 상기 제2 가열부의 단면적보다 작게 형성되는 것을 특징으로 하는 폴리실리콘 정제로.
제1항에 있어서,

상기 탱크는 일측에 내부의 공기를 외부로 배출시켜 내부를 진공상태가 되도록 하는 베큠부가 설치되는 것을 특징으로 하는 폴리실리콘 정제로.
제1항에 있어서,

상기 탱크의 상부에 관통설치되어 상기 도가니 내부에 가스를 주입하는 가스주입관이 더 설치되는 것을 특징으로 하는 폴리실리콘 정제로.