KR20130072770A - 단결정 잉곳 성장장치 - Google Patents

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KR20130072770A
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박경태
박일준
손민수
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주식회사 엘지실트론
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Abstract

본 발명은 상부에 가스공급유로가 형성되고 하부에 배기유로가 형성된 챔버; 상기 챔버 내부에 마련되어 실리콘 용융액이 채워지는 석영 도가니; 상기 석영 도가니를 하부에서 지지하며 회전축에 결합되어 회전 가능하도록 마련되는 흑연 도가니; 상기 흑연 도가니의 외측에 인접하게 배치되어 상기 실리콘 용융액을 가열하는 히터; 상기 챔버 내주면을 둘러싸도록 배치되어 상기 히터의 열이 외부로 방출되는 것을 차단하는 단열부; 성장한 단결정 잉곳을 둘러싸도록 배치되어 상기 히터로부터의 열전달을 차단하는 열쉴드 및 상기 챔버 내부에서 상기 열쉴드의 높이를 가변적으로 조절할 수 있도록 마련되는 높이 조절부를 포함하는 단결정 잉곳 성장장치를 제공한다.
본 발명에 따른 단결정 잉곳 성장장치에 따르면, 첫째, 하부 조립체와 상부 조립체의 치합부분 형상을 동일하게 제작하여 제고 보유량을 감소시킬 수 있고, 둘째, 재고 보유량이 감소함에 따라서 유지보수 비용을 절감할 수 있으며, 셋째, 체결 부분의 형상 개선을 통하여 열 팽창에 의한 집중을 분산시킬 수 있기 때문에 높이 조절부의 자재 수명을 증대시킬 수 있는 효과가 있다.

Description

단결정 잉곳 성장장치{Apparatus of growing a single silicon ingot}
본 발명은 단결정 잉곳 성장장치에 관한 것으로서, 단결정 실리콘 잉곳의 성장, 절단, 연마 및 세척공정을 통하여 웨이퍼를 제작하는 단결정 잉곳 성장장치에 관한 것이다.
일반적으로 반도체 소자 제조용 재료로서 광범위하게 사용되고 있는 웨이퍼(wafer)는 단결정 실리콘 잉곳(ingot)을 웨이퍼 형태로 얇게 절단하는 슬라이싱 공정, 원하는 웨이퍼의 두께로 연마하면서 평탄도를 개선하는 래핑 공정(lapping), 웨이퍼 내부의 손상층 제거를 위한 식각 공정(etching), 표면 경면화 및 평탄도를 향상시키기 위한 폴리싱 공정(polishing), 웨이퍼 표면의 오염물질을 제거하기 위한 세정 공정(cleaning) 등의 단계를 거쳐 웨이퍼로 생산된다.
여기서, 상기 단결정 실리콘 잉곳은 일반적으로 쵸크랄스키법(Czochralski method)에 따라 성장되어 제조된다.
이 방법은 챔버 내의 도가니에서 다결정 실리콘을 용융시키고, 용융된 실리콘에 단결정인 종자 결정(seed crystal)을 담근 후, 이를 서서히 상승시키면서 원하는 지름의 실리콘 단결정 잉곳으로 성장시키는 방법이다.
단결정 잉곳 성장장치는, 원통으로 형성되는 챔버, 이러한 챔버 내부에 설치되어 실리콘 융액이 수용되는 도가니, 이러한 도가니를 가열하는 발열체, 성장된 단결정 잉곳을 냉각시키기 위한 냉각수가 순환되는 수냉관, 도가니로 전달되는 열이 챔버 외부로 방출되는 것을 차단하는 단열재 및 실리콘 융액에서 수냉관 측으로 전달되는 열을 차단하는 열쉴드 등을 포함한다.
이러한 단결정 잉곳 성장장치에서, 종자 결정은 도가니 내의 실리콘 융액과 접촉된 상태에서, 서서히 끌어 올려짐으로써 단결정 잉곳으로 성장된다. 단결정 잉곳 성장장치에서는 실리콘 융액의 오염을 방지하기 위해 실리콘(Si)을 포함하는 석영(SiO2) 도가니를 사용한다. 도가니의 실리콘 융액 접촉면에서는 고열에 의해 도가니로부터 산소가 용해되어 도가니의 벽을 타고 융액 표면으로 이동하게 된다. 또한 챔버의 상부에서 주입되는 아르곤 등의 불활성 기체는 실리콘 융액 표면에서 발생하는 SiO2 기체를 포함하여 열쉴드의 외측면과 발열체 사이의 공간을 지나 하부로 배출된다.
그러나 이러한 단결정 잉곳 성장장치는 열쉴드의 높이를 조절하는 높이 조절부가 구비되는데, 이때 높이 조절부의 상부와 하부의 형상이 상이하여 상부와 하부를 각각 유지보수용 재고로 보유해야만 하는 한계가 있다.
본 발명은 이와 같은 문제점을 해결하기 위한 단결정 잉곳 성장장치에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 높이 조절부에 상부 조립체와 하부 조립체의 치합부분을 동일하게 제작하여 유지보수 비용을 절감시킬 수 있는 단결정 잉곳 성장장치를 제공하는데 그 목적이 있다.
이와 같은 목적을 수행하기 위한 본 발명은 상부에 가스공급유로가 형성되고 하부에 배기유로가 형성된 챔버; 상기 챔버 내부에 마련되어 실리콘 용융액이 채워지는 석영 도가니; 상기 석영 도가니를 하부에서 지지하며 회전축에 결합되어 회전 가능하도록 마련되는 흑연 도가니; 상기 흑연 도가니의 외측에 인접하게 배치되어 상기 실리콘 용융액을 가열하는 히터; 상기 챔버 내주면을 둘러싸도록 배치되어 상기 히터의 열이 외부로 방출되는 것을 차단하는 단열부; 성장한 단결정 잉곳을 둘러싸도록 배치되어 상기 히터로부터의 열전달을 차단하는 열쉴드 및 상기 챔버 내부에서 상기 열쉴드의 높이를 가변적으로 조절할 수 있도록 마련되는 높이 조절부를 포함하는 단결정 잉곳 성장장치를 제공한다.
상기 높이 조절부는 복수개의 조립체로 구성되며, 수직방향으로 상기 열쉴드의 높이에 대응하여 적어도 두 개 이상이 조립될 수 있다.
상기 높이조절부는 상기 단열부의 내측에서 중공의 원통형상으로 형성되는 하부 조립체와, 상기 하부 조립체의 상면과 치합하여 결합되는 상부 조립체를 포함할 수 있다.
상기 하부 조립체는 상기 상부 조립체와 치합되도록 상면의 외주면으로부터 수직방향으로 연장되도록 돌출되는 외측 체결단과, 상기 외측 체결단으로부터 내측에 돌출되는 내측 체결단을 포함할 수 있다.
상기 외측 체결단과 상기 내측 체결단은 상기 하부 조립체의 상면에서 서로 다른 각도 범위에 주기적으로 교차하는 패턴으로 배치될 수 있다.
상기 각도 범위는 상기 하부 조립체의 상면에서 각각 동일한 각도로 짝수개씩 형성될 수 있다.
상기 외측 체결단과 상기 내측 체결단은 상기 하부 조립체의 상면에서 서로 동일한 각도 범위 내에서 나란히 형성되되 단속적인 패턴으로 배치될 수 있다.
상기 하부 조립체와 상기 상부 조립체는 동일한 구조를 갖을 수 있다.
상기 하부 조립체는 수직방향으로 높이가 다른 복수개로 이루어지며, 상기 열쉴드의 높이에 대응하여 하나 또는 복수개의 조합으로 조립될 수 있다.
상기 높이조절부는 상기 하부 조립체와 상기 상부 조립체 내부에 열 차폐 기능을 갖도록 각각 단열부재가 구비될 수 있다.
본 발명에 따른 단결정 잉곳 성장장치에 따르면,
첫째, 하부 조립체와 상부 조립체의 치합부분 형상을 동일하게 제작하여 제고 보유량을 감소시킬 수 있고,
둘째, 재고 보유량이 감소함에 따라서 유지보수 비용을 절감할 수 있으며,
셋째, 체결 부분의 형상 개선을 통하여 열 팽창에 의한 집중을 분산시킬 수 있기 때문에 높이 조절부의 자재 수명을 증대시킬 수 있는 효과가 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 단결정 잉곳 성장장치를 나타내는 단면도이다.
도 2는 도 1에 나타낸 단결정 잉곳 성장장치를 부분적으로 나타내는 부분단면도이다.
도 3은 도 1에 나타낸 단결정 잉곳 성장장치에 포함되는 높이 조절부를 나타내는 사시도이다.
도 4는 본 발명의 다른 실시예에 따른 단결정 잉곳 성장장치에 포함되는 높이 조절부를 나타내는 사시도이다.
도 5는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 단결정 잉곳 성장장치에 포함되는 높이 조절부를 나타내는 사시도이다.
이하 첨부된 도면을 참조하면서 본 발명에 따른 바람직한 실시예를 상세히 설명하기로 한다. 이에 앞서 본 명세서 및 청구범위에 사용된 용어나 단어는 통상적이거나 사전적인 의미로 한정해서 해석되어서는 아니 되며, 발명자는 그 자신의 발명을 가장 최선의 방법으로 설명하기 위해 용어의 개념을 적절하게 정의할 수 있다는 원칙에 입각하여, 본 발명의 기술적 사상에 부합하는 의미와 개념으로 해석되어야만 한다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 단결정 잉곳 성장장치(100)를 나타내는 단면도이고, 도 2는 도 1에 나타낸 단결정 잉곳 성장장치(100)를 부분적으로 나타내는 부분단면도이며, 도 3은 도 1에 나타낸 단결정 잉곳 성장장치(100)에 포함되는 높이 조절부(170)를 나타내는 사시도이다.
도 1 내지 도 3을 참조하면, 본 발명에 따른 단결정 잉곳 성장장치(100)는 외형을 형성하는 챔버(110)와, 상기 챔버(110) 내부에 마련되는 석영 도가니(120)와, 상기 석영도가니(120)를 하부에서 지지하며 회전축(132)에 결합되어 회전 가능하도록 마련되는 흑연 도가니(130)와, 상기 석영 도가니(120) 내부에 저장되는 실리콘 용융액(Si)을 가열하는 히터(140)와, 상기 히터(140)의 열이 외부로 전달되는 것을 차단하는 단열부(150)와, 성장한 단결정 잉곳(I)을 둘러싸도록 배치되어 상기 히터(140)로부터의 열전달을 차단하는 열쉴드(160) 및 상기 챔버(110) 내부에서 상기 열쉴드(160)의 높이를 가변적으로 조절할 수 있도록 마련되는 높이 조절부(170)를 포함한다.
상기 챔버(110)는 상부에 가스공급유로(111)가 형성되고, 하부에 배기유로(112)가 형성되며, 다결정 실리콘을 실리콘 단결정 잉곳(I)으로 성장시키기 위한 환경을 제공하는 곳으로써 원통형으로 형성되어 내부에는 수용공간(미도시)이 형성된다.
또한 상기 챔버(110)에는 적어도 하나 이상의 가스 분사수단(미도시)과, 압력계(미도시)와, 유량조절수단(미도시) 등이 배치된다.
그리고 상기 흑연 도가니(130)를 하부로부터 지지하는 지지수단(131)이 마련된다. 상기 지지수단(131)은 상기 흑연 도가니(130)를 지지하는 지지부재(133)와 상기 흑연 도가니(130)의 하측 중앙으로 연결되는 상기 회전축(132) 마련된다. 이때 상기 지지부재(133)는 구동모터(미도시)에 의해서 상기 회전축(132)을 통하여 회전 및 승하강 작동이 이루어진다.
상기 석영 도가니(120)와 상기 흑연 도가니(130)는 상기 챔버(110)의 중앙 영역에 위치하며, 상기 실리콘 용융액(Si)이 내부에 수용될 수 있도록 전체적으로 하방으로 오목한 형상을 갖는다.
상기 석영 도가니(120)와 상기 흑연 도가니(130)의 측방향에는 상기 석영 도가니(120)와 상기 흑연 도가니(130)를 향하여 열을 방출하는 히터(140)가 위치하고, 상기 단열부(150)는 상기 히터(140)와 상기 챔버(110)의 내벽 사이에 배치되는 것이 바람직하다.
이때 상기 단열부(150)는 상기 히터(140)의 위치에 대응하여 상측 및 하측에 상기 챔버(110)의 내벽을 따라서 복수개 설치될 수 있다.
상기 열쉴드(160)는 상기 챔버(110)의 내벽으로부터 상기 실리콘 용융액(Si)과 상기 실리콘 용융액(Si)으로부터 성장된 단결정 잉곳(I)의 경계면을 향하여 연장된다.
여기서 상기 단열부(150)의 단부와 상기 경계면 사이를 통하여 아르곤 등의 가스가 유동할 수 있도록 상기 열쉴드(160)의 단부가 상기 경계면과 이격되는 범위 내에서 연장되도록 형성된다.
또한 상기 열쉴드(160)는 상기 챔버(110)의 내부 공간에서 상기 실리콘 용융액(Si)이 가열되고 상기 실리콘 용융액(Si)으로부터 단결정 잉곳(I)이 성장되는 가열챔버(113)와, 상기 단결정 잉곳(I)이 냉각되는 냉각 챔버(114)로 구획하도록 배치된다.
그리고 실리콘 단결정 잉곳(I)의 이동 수단(미도시)은 시드(10)를 이동시킬 수 있다. 즉, 도시된 바와 같이 이동 수단은 시드에 연결되는 시드 케이블(미도시)과, 상기 실리콘 단결정 잉곳(I)을 상승시키기 위한 동력을 제공하는 구동모터(미도시)를 포함한다. 상기 구동모터에 의하여 상기 시드 케이블을 상승시키고, 상기 시드를 이동시킬 수 있다.
여기서 상기 열쉴드(160)는 상기 높이 조절부(170)의 상단으로부터 상기 성장된 단결정 잉곳(I)의 하단 방향으로 연장되는데, 이때 상기 높이 조절부(170)는 수직방향으로 높이가 가변적으로 조절 가능하도록 형성된다.
상기 높이 조절부(170)는 중공의 원통형상으로 형성되는 하부 조립체(175)와, 상기 하부 조립체(175)의 상면에서 치합하여 결합되는 상부 조립체(171)를 포함한다.
상기 하부 조립체(175)는 상기 단열부(150)의 상방향 또는 측방향에 배치되고, 상기 상부 조립체(171)는 상기 하부 조립체(175)의 상측에 체결된다.
따라서 상기 상부 조립체(171)의 상단에 상기 열쉴드(160)가 결합되어 상기 하부 조립체(175)와 상기 상부 조립체(171)의 높이에 따라서 상기 열쉴드(160)의 높이 조절이 가능하게 이루어진다.
또한 상기 상부 조립체(171)와 상기 하부 조립체(175)는 서로 다른 높이를 갖도록 형성되는 것이 바람직하며, 높이가 다른 복수개의 상부 조립체(171) 또는 하부 조립체(175)를 더 구비하여 상기 열쉴드(160)의 높이에 대응하도록 상기 높이 조절부(170)의 높이를 가변적으로 설치할 수 있다.
게다가 상기 상부 조립체(171)와 하부 조립체(175)는 내부에 단열부재(미도시)가 충진된다. 따라서 상기 단열부재는 상기 열쉴드(160)와 같이 상기 가열챔버(113) 내부의 열이 외부로 전달되는 것을 방지하는 열차폐제 기능을 가지며, 이와 동시에 상기 열쉴드(160)의 높이를 가변적으로 조절할 수 있는 기능을 갖는다. 또한 상기 단열부재는 상기 상부 조립체(171)와 하부 조립체(175) 내부에 충진되는 방식뿐만 아니라, 단열 기능을 갖는 구조체가 삽입되는 방식으로 구비될 수도 있다.
여기서 상기 상부 조립체(171)와 상기 하부 조립체(175)는 조립 시 서로 결합되는 부분이 동일한 형상을 가지며, 조립 시 서로 맞물리도록 상하방향으로 조립되기 때문에 이하에서는 상기 하부 조립체(175)의 형상에 대하여 상세하게 설명한다.
상기 하부 조립체(175)는 상면에 돌기 형상의 체결단(176)이 돌출되도록 형성된다. 이때 상기 체결단(176)은 상기 하부 조립체(175)의 상면 상에서 수평방향으로 외측에 돌출되는 외측 체결단(178)과 내측에 돌출되는 내측 체결단(177)을 포함한다.
보다 상세하게는 상기 하부 조립체(175)의 상면 두께를 이등분(二等分)하여, 외측에 상기 외측 체결단(178)이 돌출되고, 내측에 상기 내측 체결단(177)이 돌출되는 것이 바람직하며, 또한 상기 하부 조립체(175)의 상면 두께를 똑같이 나누지 않고 두께가 다르게 이분(二分)하도록 형성될 수도 있음은 물론이다.
따라서 도 3과 같이, 상기 외측 체결단(178)과 상기 내측 체결단(177)은 이등분 된 선을 따라서 지그재그 방향에 배치되며, 도면에 도시된 바와 같이, 90ㅀ 각도 범위 내에 상기 외측 체결단(178) 또는 내측 체결단(177)이 각각 하나씩 형성되어 한 쌍의 내측 체결단(177) 및 외측 체결단(178)이 각각 대향하는 위치에 배치된다.
이로써 상기 하부 조립체(175)의 상면 상에서 360ㅀ 각도 범위에는 90ㅀ 각도 범위마다 주기적으로 상기 내측 체결단(177) 및 상기 외측 체결단(178)이 교차하는 패턴으로 형성된다.
그러면 상기 하부 조립체(175)의 상면과 상기 상부 조립체(171)의 하면이 동일한 형상을 갖도록 형성되기 때문에, 각각의 상기 외측 체결단(178) 및 내측 체결단(177)으로부터 돌출된 부분과 돌출되지 않은 부분이 서로 결합되면서 체결이 이루어진다.
따라서 상기 하부 조립체(175)와 상부 조립체(171)의 형상이 동일하기 때문에 상기 상부 조립체(171)와 하부 조립체(175)의 재고 보유량을 절반으로 감소시킬 수 있는 효과를 기대할 수 있다.
도 4는 본 발명의 다른 실시예에 따른 단결정 잉곳 성장장치(200)에 포함되는 높이 조절부(270)를 나타내는 사시도이다.
도 4에 도시된 본 발명의 다른 실시예에 따른 단결정 잉곳 성장장치(200)는 전기한 본 발명의 일 실시예에 따른 단결정 잉곳 성장장치(100)와 동일한 구조를 갖되, 상기 높이 조절부(270)의 형상에 변화가 따른다. 따라서 상기 높이 조절부(270)의 형상 변화에 따른 차이점을 설명하면 다음과 같다.
상기 높이 조절부(270) 역시 중공의 원통형상으로 형성되는 하부 조립체(275)와, 상기 하부 조립체(275)의 상면과 치합하여 결합되는 상부 조립체(271)를 포함한다.
또한 상기 상부 조립체(271)와 상기 하부 조립체(275)는 서로 동일한 형상을 가지며, 조립 시 서로 맞물리도록 상하방향으로 조립되기 때문에 이하에서는 상기 하부 조립체(275)의 형상에 대하여 상세하게 설명한다.
상기 하부 조립체(275)는 상면에 돌기 형상의 체결단(276)이 돌출되도록 형성된다. 이때 상기 체결단(276)은 상기 하부 조립체(275)의 상면 상에서 수평방향으로 외측에 돌출되는 외측 체결단(278)과 내측에 돌출되는 내측 체결단(277)을 포함한다.
여기서 도 4와 같이, 상기 외측 체결단(278)과 상기 내측 체결단(277)은 이분 된 선을 따라서 지그재그 방향에 배치되며, 도면에 도시된 바와 같이, 45ㅀ 각도 범위 내에 상기 외측 체결단(278) 또는 내측 체결단(277)이 순차적으로 각각 하나씩 형성되어 한 쌍의 내측 체결단(277) 및 외측 체결단(278)이 각각 대향하는 위치에 배치된다.
이로써 상기 하부 조립체(275)의 상면 상에서 360ㅀ 각도 범위에는 45ㅀ 각도 범위마다 주기적으로 상기 내측 체결단(277) 및 상기 외측 체결단(278)이 교차하는 패턴으로 형성된다.
그러면 상기 하부 조립체(275)의 상면과 상기 상부 조립체(271)의 하면이 동일한 형상을 갖도록 형성되기 때문에 각각의 상기 외측 체결단(278) 및 내측 체결단(277)에서 돌출된 부분과 돌출되지 않은 부분이 각각 결합되면서 체결이 이루어진다.
따라서 상기 하부 조립체(275)와 상부 조립체(271)의 형상이 동일하기 때문에 상기 상부 조립체(271)와 하부 조립체(275)의 재고 보유량을 절반으로 감소시킬 수 있을 뿐만아니라, 체결 시 접촉 면적이 확대됨에 따라서 열전달 효과가 증대된다.
도 5는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 단결정 잉곳 성장장치(300)에 포함되는 높이 조절부(370)를 나타내는 사시도이다.
도 5에 도시된 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 단결정 잉곳 성장장치(300)는 전기한 본 발명의 일 실시예에 따른 단결정 잉곳 성장장치(100)와 동일한 구조를 갖되, 상기 높이 조절부(370)의 형상에 변화가 따른다. 따라서 상기 높이 조절부(370)의 형상 변화에 따른 차이점을 설명하면 다음과 같다.
상기 높이 조절부(370) 역시 중공의 원통형상으로 형성되는 하부 조립체(375)와, 상기 하부 조립체(375)의 상면과 치합하여 결합되는 상부 조립체(371)를 포함한다.
또한 상기 상부 조립체(371)와 상기 하부 조립체(375)는 서로 동일한 형상을 가지며, 조립 시 서로 맞물리도록 상하방향으로 조립되기 때문에 이하에서는 상기 하부 조립체(375)의 형상에 대하여 상세하게 설명한다.
상기 하부 조립체(375)는 상면에 돌기 형상의 체결단(376)이 돌출되도록 형성된다. 이때 상기 체결단(376)은 상기 하부 조립체(375)의 상면 상에서 수평방향으로 외측에 돌출되는 외측 체결단(378)과 내측에 돌출되는 내측 체결단(377)을 포함한다.
여기서 도 5와 같이, 상기 외측 체결단(378)과 상기 내측 체결단(377)은 이분 된 선을 중심으로 나란히 배치되며, 도면에 도시된 바와 같이, 90ㅀ 각도 범위 내에 상기 외측 체결단(378) 및 내측 체결단(377)이 동시에 돌출되거나 또는 돌출되지 않도록 형성되어 한 쌍의 내측 체결단(377) 및 외측 체결단(378)이 서로 대향하는 위치에 배치된다.
이로써 상기 하부 조립체(375)의 상면 상에서 360ㅀ 각도 범위에는 90ㅀ 각도 범위마다 나란히 돌출되도록 형성되며, 단속적인 패턴으로 형성된다.
그러면 상기 하부 조립체(375)의 상면과 상기 상부 조립체(371)의 하면이 동일한 형상을 갖도록 형성되기 때문에 각각의 상기 외측 체결단(378) 및 내측 체결단(377)으로부터 돌출된 부분과 돌출되지 않은 부분이 결합되면서 체결이 이루어진다.
따라서 상기 하부 조립체(375)와 상부 조립체(371)의 형상이 동일하기 때문에 상기 상부 조립체(371)와 상기 하부 조립체(375)의 재고 보유량을 절반으로 감소시킬 수 있을 뿐만아니라, 상기 하부 조립체(375)와 상부 조립체(371)의 가공성이 용이하여 비용 및 제조시간을 절감시킬 수 있는 효과가 있다.
이하에서는 도면을 참조하여 본 발명의 일 실시예에 따른 단결정 잉곳 성장장치(100)의 작용효과에 대하여 설명한다. 이하에서 전기한 참조부호와 동일한 참조부호는 동일한 구성요소를 나타낸다.
도 1 내지 도 3을 참조하면, 상기 상부 조립체(171)와 상기 하부 조립체(175)는 체결구조에 따른 형상이 동일한 형상으로 제작되어 상기 높이 조절부(170)의 재고 보유량을 절감시키는데 그 목적이 있다.
따라서 상기 하부 조립체(175)와 상기 상부 조립체(171)는 상기 하부조립체(175)의 외측면과 상기 상부 조립체(171)의 내측면 간에 형성되는 지름 차이로 인한 결합이 아니고, 상기 하부 조립체(175)와 상부 조립체(171) 간에 상기 외측 체결단(178)과 상기 내측 체결단(177)을 동시에 구비하여, 단순히 암수 결합구조가 아닌 동일한 패턴형상에 따른 체결구조를 갖는다.
이는 상기 외측 체결단(178) 또는 내측 체결단(177) 만으로도 체결이 이루어질 수 있음은 물론이며, 체결구조를 보다 견고하게 개선하기 위하여 상기 외측 체결단(178) 및 내측 체결단(177)을 동시에 구비한 구조로 형성된다.
또한 상기 외측 체결단(178) 또는 내측 체결단(177)이 돌출된 제1각도 범위 이 후의 제2각도 범위에는 돌출되지 않도록 형성하여, 상기 상부 조립체(171)의 제1각도 범위에 형성되는 상기 외측 체결단(178) 또는 내측 체결단(177)이 상기 하부 조립체(171)의 제2각도 범위에 형성된 빈 공간에 삽입됨으로써 상기 높이 조절부(170)의 체결이 완성된다.
따라서 상기 상부 조립체(171)와 상기 하부 조립체(175)를 구분하여 재고를 보유할 필요가 없어지고, 이에 따른 재고 보유비가 감소하게 되며, 형상 개선을 통하여 열 팽창에 의한 집중을 분산시킬 수 있기 때문에 상기 높이 조절부(170)의 자재 수명을 증대시킬 수 있는 효과가 기대된다.
본 발명은 도면에 도시된 실시예를 참고로 설명되었으나 이는 예시적인 것에 불과하며, 본 기술 분야의 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 다른 실시예가 가능하다는 점을 이해할 것이다. 따라서 본 발명의 진정한 기술적 보호 범위는 첨부된 특허청구범위의 기술적 사상에 의하여 정해져야 할 것이다.
100, 200, 300 : 단결정 잉곳의 성장장치
110 : 챔버 120 : 석영 도가니
130 : 흑연 도가니 140 : 히터
150 : 단열부 160 : 열쉴드
170, 270, 370 : 높이 조절부

Claims (10)

  1. 상부에 가스공급유로가 형성되고 하부에 배기유로가 형성된 챔버;
    상기 챔버 내부에 마련되어 실리콘 용융액이 채워지는 석영 도가니;
    상기 석영 도가니를 하부에서 지지하며 회전축에 결합되어 회전 가능하도록 마련되는 흑연 도가니;
    상기 흑연 도가니의 외측에 인접하게 배치되어 상기 실리콘 용융액을 가열하는 히터;
    상기 챔버 내주면을 둘러싸도록 배치되어 상기 히터의 열이 외부로 방출되는 것을 차단하는 단열부;
    성장한 단결정 잉곳을 둘러싸도록 배치되어 상기 히터로부터의 열전달을 차단하는 열쉴드; 및
    상기 챔버 내부에서 상기 열쉴드의 높이를 가변적으로 조절할 수 있도록 마련되는 높이 조절부;
    를 포함하는 단결정 잉곳 성장장치.
  2. 청구항 1에 있어서,
    상기 높이 조절부는,
    복수개의 조립체로 구성되며, 수직방향으로 상기 열쉴드의 높이에 대응하여 적어도 두 개 이상이 조립되는 단결정 잉곳 성장장치.
  3. 청구항 1에 있어서,
    상기 높이조절부는,
    상기 단열부의 내측에서 중공의 원통형상으로 형성되는 하부 조립체와, 상기 하부 조립체의 상면과 치합하여 결합되는 상부 조립체를 포함하는 단결정 잉곳 성장장치.
  4. 청구항 3에 있어서,
    상기 하부 조립체는,
    상기 상부 조립체와 치합되도록 상면의 외주면으로부터 수직방향으로 연장되도록 돌출되는 외측 체결단과, 상기 외측 체결단으로부터 내측에 돌출되는 내측 체결단을 포함하는 단결정 잉곳 성장장치.
  5. 청구항 4에 있어서,
    상기 외측 체결단과 상기 내측 체결단은 상기 하부 조립체의 상면에서 서로 다른 각도 범위에 주기적으로 교차하는 패턴으로 배치되는 단결정 잉곳 성장장치.
  6. 청구항 5에 있어서,
    상기 각도 범위는 상기 하부 조립체의 상면에서 각각 동일한 각도로 짝수개씩 형성되는 단결정 잉곳 성장장치.
  7. 청구항 4에 있어서,
    상기 외측 체결단과 상기 내측 체결단은 상기 하부 조립체의 상면에서 서로 동일한 각도 범위 내에서 나란히 형성되되 단속적인 패턴으로 배치되는 단결정 잉곳 성장장치.
  8. 청구항 4 내지 청구항 7 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 하부 조립체와 상기 상부 조립체는 동일한 구조를 갖는 단결정 잉곳 성장장치.
  9. 청구항 4 내지 청구항 7 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 하부 조립체는,
    수직방향으로 높이가 다른 복수개로 이루어지며, 상기 열쉴드의 높이에 대응하여 하나 또는 복수개의 조합으로 조립되는 단결정 잉곳 성장장치.
  10. 청구항 4 내지 청구항 7 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 높이조절부는,
    상기 하부 조립체와 상기 상부 조립체 내부에 열 차폐 기능을 갖도록 각각 단열부재가 구비되는 단결정 잉곳 성장장치.
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