KR20200088597A - 단열 부재 및 이를 포함하는 단결정 잉곳 성장 장치 - Google Patents

단열 부재 및 이를 포함하는 단결정 잉곳 성장 장치 Download PDF

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Abstract

실시 예는 제1면과 제2면을 포함하는 상면을 포함하는 하단부, 제1면과 제2면을 포함하고 하단부의 상면에 대향하는 하면을 포함하는 상단부, 및 하단부의 상면과 상단부의 하면 사이에 배치되는 스페이서를 포함하고, 하단부의 제2면의 높이는 하단부의 제1면의 높이보다 크고, 상단부의 제2면의 높이는 상단부의 제1면의 높이보다 작고, 하단부의 제1면은 상단부의 제2면에 대향하고, 하단부의 제2면은 상단부의 제1면에 대향하고, 스페이서는 하단부의 제1면과 상단부의 제2면 사이 또는 하단부의 제2면과 상단부의 제1면 사이에 배치된다.

Description

단열 부재 및 이를 포함하는 단결정 잉곳 성장 장치{HEAT INSULATING MEMBER AND APPARATUS FOR GROWING MONOCRYSTALLINE INGOT INCLUDING THE SAME}
실시 예는 단열 부재 및 이를 포함하는 단결정 잉곳 성장 장치에 관한 것이다.
쵸크랄스키법에 의한 단결정 잉곳의 성장 방법은 씨드를 침지하는 공정(dipping 공정), 전위를 제거하기 위한 넥킹(necking) 공정, 잉곳의 직경을 확장하는 숄더링(shouldering) 공정, 일정한 직경을 갖는 단결정을 성장시키는 바디(body) 공정, 및 단결정의 직경을 축소해가면서 성장시키는 테일링(tailing) 공정을 포함할 수 있다.
단결정 잉곳의 성장 환경에서 일정한 단결정을 만들기 위해서는 단결정이 성장하면서 상승하는 도가니의 위치에 맞추어 히터의 파워를 제어해야 한다.
또한 단결정 잉곳 성장을 위한 도가니의 최초 위치와 히터 간의 거리 또는/및 멜트 갭(melt gap)은 단결정 성장에 영향을 미친다. 여기서 멜트 갭은 단결정 잉곳 성장 장치의 열 차폐부의 하단부와 실리콘 용융액의 표면(또는 자유 표면) 사이의 간격을 의미할 수 있다.
실리콘 단결정 잉곳의 품질 향상과 생산성 증가를 위하여 상기 멜트 갭을 일정하게 유지되어야 하고, 이를 위하여 도가니의 최초 위치가 조정될 수 있다.
실시 예는 교체가 간단하고, 높이 조절이 용이하고, 열 손실을 막고, 하단부와 상단부 사이의 틈새에 불활성 기체에 의한 산화물이 생성되는 것을 방지할 수 있는 단열 부재, 및 이를 포함하는 단결정 잉곳 성장를 제공한다.
실시 예에 따른 단결정 잉곳 성장 장치용 단열 부재는 제1면과 제2면을 포함하는 상면을 포함하는 하단부; 제1면과 제2면을 포함하고 상기 하단부의 상면에 대향하는 하면을 포함하는 상단부; 및 상기 하단부의 상기 상면과 상기 상단부의 상기 하면 사이에 배치되는 스페이서를 포함하고, 상기 하단부의 상기 제2면의 높이는 상기 하단부의 상기 제1면의 높이보다 크고, 상기 상단부의 상기 제2면의 높이는 상기 상단부의 상기 제1면의 높이보다 작고, 상기 하단부의 상기 제1면은 상기 상단부의 상기 제2면에 대향하고, 상기 하단부의 상기 제2면은 상기 상단부의 상기 제1면에 대향하고, 상기 스페이서는 상기 하단부의 상기 제1면과 상기 상단부의 상기 제2면 사이 또는 상기 하단부의 상기 제2면과 상기 상단부의 상기 제1면 사이에 배치된다.
상기 하단부는 중앙에 제1 관통 홀을 포함하고, 상기 하단부의 상기 상면은 상기 하단부의 내측면의 상단과 상기 하단부의 외측면의 상단 사이에 배치되고, 상기 상단부는 중앙에 제2 관통 홀을 포함하고, 상기 상단부의 상기 하면은 상기 상단부의 내측면의 하단과 상기 상단부의 외측면의 하단 사이에 배치될 수 있다.
상기 하단부의 상기 제1면은 상기 하단부의 상기 외측면과 접하고, 상기 하단부의 상기 제2면은 상기 하단부의 상기 내측면과 접하고, 상기 상단부의 상기 제1면은 상기 상단부의 상기 내측면과 접하고, 상기 상단부의 상기 제2면은 상기 상단부의 상기 외측면과 접할 수 있다.
상기 하단부의 상기 제1면은 상기 하단부의 상기 내측면과 접하고, 상기 하단부의 상기 제2면은 상기 하단부의 상기 외측면과 접하고, 상기 상단부의 상기 제1면은 상기 상단부의 상기 외측면과 접하고, 상기 상단부의 상기 제2면은 상기 상단부의 상기 내측면과 접할 수 있다.
상기 하단부는 상기 하단부의 상기 제1면과 상기 하단부의 상기 제2면을 연결하는 제3면을 더 포함하고, 상기 상단부는 상기 상단부의 상기 제1면과 상기 상단부의 상기 제2면을 연결하는 제3면을 더 포함하고, 상기 하단부의 상기 제3면과 상기 상단부의 상기 제3면은 수평 방향으로 서로 오버랩될 수 있다.
상기 스페이서는 상기 하단부의 상기 제1면과 상기 상단부의 상기 제2면 사이에 배치되고, 상기 하단부의 상기 제1면과 상기 하단부의 상기 제2면 사이의 제1 단차는 상기 스페이서의 두께보다 클 수 있다.
상기 스페이서는 상기 하단부의 상기 제2면과 상기 상단부의 상기 제1면 사이에 배치되고, 상기 상단부의 상기 제1면과 상기 상단부의 상기 제2면 사이의 제2 단차는 상기 스페이서의 두께보다 클 수 있다.
상기 하단부의 상기 제3면은 상기 상단부의 상기 제3면과 접할 수 있다.
상기 스페이서의 가로 방향의 길이는 상기 스페이서의 세로 방향의 길이보다 크고, 상기 세로 방향은 상기 하단부의 상기 내측면에서 상기 하단부의 상기 외측면으로 향하는 방향이고, 상기 가로 방향은 상기 세로 방향과 수직인 방향일 수 있다.
상기 스페이서는 서로 이격되는 복수의 스페이서들을 포함할 수 있다.
상기 스페이서의 하면은 상기 하단부의 상기 제1면에 접하고, 상기 스페이서의 상면은 상기 상단부의 상기 제2면에 접할 수 있다.
상기 스페이서의 하면은 상기 하단부의 상기 제2면에 접하고, 상기 스페이서의 상면은 상기 상단부의 상기 제1면에 접할 수 있다.
상기 하단부의 상기 제1면과 상기 제2면 각각은 링 형상이고, 상기 상단부의 상기 제1면과 상기 제2면 각각은 링 형상일 수 있다.
실시 예에 따른 단결정 잉곳 성장 장치는 챔버; 상기 챔버 내에 배치되고 단결정 잉곳의 성장을 위한 용융액을 수용하기 위한 도가니; 상기 도가니를 가열하기 위한 히터; 상기 챔버 내의 상기 도가니 아래에 배치되는 하부 단열 부재; 상기 하부 단열 부재 상에 배치되는 측부 단열 부재; 및 상기 측부 단열 부재 상에 배치되는 상부 단열 부재를 포함하고, 상기 상부 단열 부재는 상술한 단결정 잉곳 성장용 단열 부재일 수 있다.
실시 예는 교체가 간단하고, 높이 조절이 용이하고, 열 손실을 막고, 하단부와 상단부 사이의 틈새에 불활성 기체에 의한 산화물이 생성되는 것을 방지할 수 있다.
도 1은 실시 예에 따른 단결정 잉곳 성장 장치의 단면도를 나타낸다.
도 2a는 도 1의 상부 단열 부재의 분리 사시도를 나타낸다.
도 2b는 도 2a의 상부 단열 부재의 하단부의 사시도이다.
도 3은 도 2a의 상부 단열 부재의 결합 사시도이다.
도 4a는 도 3의 상부 단열 부재의 제1 점선 부분의 AB 방향의 단면도를 나타낸다.
도 4b는 도 3의 상부 단열 부재의 제2 점선 부분의 CD 방향의 단면도를 나타낸다.
도 5a는 다른 실시 예에 따른 상부 단열 부재의 도 3의 제1 점선 부분의 AB 방향의 단면도를 나타낸다.
도 5b는 다른 실시 예에 따른 상부 단열 부재의 도 3의 제2 점선 부분의 CD 방향의 단면도를 나타낸다.
도 6은 또 다른 실시 예에 따른 상부 단열 부재의 도 3의 제1 점선 부분의 AB 방향의 단면도를 나타낸다.
도 7은 또 다른 실시 예에 따른 상부 단열 부재의 도 3의 제1 점선 부분의 AB 방향의 단면도를 나타낸다.
이하 상기의 목적을 구체적으로 실현할 수 있는 본 발명의 실시 예를 첨부한 도면을 참조하여 설명한다.
실시 예의 설명에 있어서, 각 element의 " 상(위) 또는 하(아래)(on or under)"에 형성되는 것으로 기재되는 경우에 있어, 상(위) 또는 하(아래)(on or under)는 두 개의 element가 서로 직접(directly)접촉되거나 하나 이상의 다른 element가 상기 두 개의 element 사이에 배치되어(indirectly) 형성되는 것을 모두 포함한다. 또한 "상(위) 또는 하(아래)(on or under)"으로 표현되는 경우 하나의 element를 기준으로 위쪽 방향뿐만 아니라 아래쪽 방향의 의미도 포함할 수 있다.
또한, 이하에서 이용되는 “제1” 및 “제2”, “상/상부/위” 및 “하/하부/아래” 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. 또한 동일한 참조 번호는 도면의 설명을 통하여 동일한 요소를 나타낸다.
또한, 이상에서 기재된 "포함하다", "구성하다", 또는 "가지다" 등의 용어는, 특별히 반대되는 기재가 없는 한, 해당 구성 요소가 내재될 수 있음을 의미하는 것이므로, 다른 구성 요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성 요소를 더 포함할 수 있는 것으로 해석되어야 한다. 또한 이상에서 기재된 "대응하는" 등의 용어는 "대향하는" 또는 "중첩되는" 의미들 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.
도 1은 실시 예에 따른 단결정 잉곳 성장 장치(100)의 단면도를 나타낸다.
도 1을 참조하면, 단결정 잉곳 성장 장치(100)는 챔버(chamber, 110), 도가니(120), 히터(130), 하부 단열 부재(152), 측부 단열 부재(154), 및 상부 단열 부재(156)를 포함할 수 있다.
단결정 잉곳 성장 장치는 도가니 지지부(125), 케이블(cable, 52), 열 차폐부(160), 및 냉각부(180) 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.
챔버(110)는 반도체 등의 전자 부품 소재로 사용되는 실리콘 웨이퍼용 단결정(single crystal) 잉곳(ingot)의 성장이 이루어지는 공간이다.
예컨대, 챔버(110)는 서로 연결되는 몸체 챔버(body chamber), 돔 챔버(dome chamber), 및 풀 챔버(pull chamber)를 포함할 수 있다.
몸체 챔버 내에는 도가니(120)가 설치될 수 있고, 돔 챔버는 몸체 챔버의 상단에서 덮개부를 형성할 수 있다. 예컨대, 몸체 챔버와 돔 챔버는 다결정 실리콘을 실리콘 단결정 잉곳으로 성장시키기 위한 환경을 제공하는 곳으로, 내부에 수용 공간을 갖는 원통일 수 있다. 풀 챔버는 돔 챔버 상단에 위치하고, 성장된 실리콘 단결정 잉곳을 인상하기 위한 공간일 수 있다.
도가니(120)는 챔버(110)의 내부에 설치되며, 고온으로 용융된 실리콘 용융액(19)을 수용할 수 있고, 그 재질은 석영일 수 있으나 이에 한정되는 것은 아니다.
도가니 지지부(125)는 도가니(120) 아래에 배치되며, 도가니(120)를 지지할 수 있다.
도 1에는 도시되지 않았지만, 도가니 지지부(125)는 도가니(120)의 외주면을 감싸며 도가니(120)를 지지할 수 있는 도가니 지지대를 포함할 수 있고, 도가니 지지대의 재질은 흑연일 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.
도가니 지지부(125)는 도가니 지지대, 및 도가니(120)를 회전시킬 수 있고, 도가니(120)를 상승 또는 하강시킬 수 있다.
히터(130)는 도가니(120)의 외측면 주위를 둘러싸도록 챔버(110) 내부에 설치될 수 있고, 도가니(120)를 가열할 수 있다. 이러한 히터(130)는 도가니(120) 내에 적재된 고순도의 다결정 실리콘 덩어리를 용융하여 실리콘 용융액(19)으로 만들 수 있다.
하부 단열 부재(152)는 도가니(120) 하부에 위치할 수 있고, 챔버(110) 내부의 열이 챔버(110) 하부로 빠져나가는 것을 차단할 수 있다. 예컨대, 하부 단열 부재(152)는 히터(130)와 챔버(110)의 바닥 사이에 위치할 수 있고, 히터(130)의 열이 외부로 누출되는 것을 차단할 수 있다.
하부 단열 부재(152)는 적어도 하나의 하부 단열재를 포함할 수 있다. 예컨대, 하부 단열 부재(152)는 복수의 단열재들(152a, 152b,152c)을 포함할 수 있다. 예컨대, 복수의 단열재들(152a, 152b,152c)은 상하 방향으로 배치 또는 배열될 수 있다.
측부 단열 부재(154)는 도가니(120)의 측부에 위치할 수 있고, 챔버(110) 내부의 열이 챔버(110) 측부로 빠져나가는 것을 차단할 수 있다.
예컨대, 측부 단열 부재(154)는 히터(130)와 챔버(110)의 측벽 사이에 위치할 수 있고, 히터(130)의 열이 외부로 누출되는 것을 차단할 수 있다.
측부 단열 부재(154)는 하부 단열 부재(152) 상에 배치되는 적어도 하나의 측부 단열재를 포함할 수 있다. 예컨대, 측부 단열 부재(154)는 복수의 측부 단열재들(9A,9B,9C,9D)을 포함할 수 있다. 복수의 측부 단열재들(9A,9B,9C,9D)은 히터(130)의 주위를 감싸도록 배열 또는 배치될 수 있다.
상부 단열 부재(156)는 측부 단열 부재(154) 상에 배치될 수 있고, 열 차폐부(160) 주위를 감싸도록 배치될 수 있다.
예컨대, 상부 단열 부재(156)는 열 차폐부(160)와 챔버(110)의 측벽 사이에 위치할 수 있고, 챔버(110) 내부의 열이 외부로 누출되는 것을 차단할 수 있다.
도 1에는 도시되지 않았지만, 단결정 잉곳 성장 장치(100)는 케이블(52)을 인상(引上)할 수 있도록 도가니(120) 상부에 설치 또는 배치되는 인상 수단을 더 포함할 수 있다. 케이블(52)의 일단에는 시드 척(seed chuck, 미도시)이 연결될 수 있고, 시드 척에는 종자 결정이 결합될 수 있다.
종자 결정은 넥킹 공정을 위하여 도가니(120) 내의 실리콘 용융액(19)에 디핑(dipping)될 수 있다.
도가니 지지부(125)에 의하여 도가니(120)가 회전 운동을 할 수 있고, 인상 수단에 의하여 종자 결정이 결합된 케이블(52)이 인상될 수 있고, 케이블(52)이 인상됨에 따라 도가니(120)에 수용된 실리콘 용융액(19)으로부터 실리콘 단결정이 성장될 수 있다.
열 차폐부(160)는 챔버(110) 내의 도가니(120) 상부에 배치되고, 실리콘 용융액(19)으로부터 성장되는 실리콘 단결정 잉곳으로 복사되는 열을 차단할 수 있다. 또한 열 차폐부(160)는 히터(130)로부터 발생하는 불순물(예컨대, CO gas)이 성장하는 실리콘 단결정 잉곳으로 침투하는 것을 방지할 수 있다.
또한 열 차폐부(160)는 지지부(148)에 결합될 수 있고, 지지부(148)에 의하여 지지될 수 있다.
지지부(148)는 상부 단열 부재(156) 상에 배치될 수 있고, 상부 단열 부재(156)에 의하여 지지될 수 있다. 예컨대, 지지부(148)의 하부 또는 하면은 상부 단열 부재(156)의 상부 또는 상단에 접촉, 결합 또는 고정될 수 있다.
예컨대, 지지부(148)는 원통형, 원반형 또는 중앙에 관통 홀을 갖는 형상일 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다. 예컨대, 지지부(148)는 챔버(110)의 측벽의 내면과 접촉, 결합, 또는 고정될 수 있다.
열 차폐부(160)는 지지부(148)에 접촉, 결합, 또는 고정될 수 있다.
예컨대, 열 차폐부(160)의 일단, 상부, 또는 상단은 지지부(148)의 일단 또는 지지부(148)의 내주면 또는 내측면에 인접하는 지지부(148)의 상면의 일 영역에 접촉, 결합, 또는 고정될 수 있다. 또한 지지부(148)의 타단 또는 외측면(또는 외주면)은 챔버(110)의 측벽의 내면에 접촉, 결합, 또는 고정될 수 있다.
단결정 성장 장치(100)는 열차폐부(160)의 하단에 결합 또는 고정되고, 도가니(120) 내에 수용된 용융액(19) 상에 배치되는 측정봉(170)을 더 포함할 수 있다. 예컨대, 측정봉(170)은 멜트 갭(MG) 측정시의 기준 역할을 할 수 있다. 즉 멜트 갭(MG)은 열 차폐부(160)에 결합된 측정봉(170)과 용융액(19) 사이의 거리일 수 있다.
도 2a는 도 1의 상부 단열 부재(156)의 분리 사시도를 나타내고, 도 2b는 도 2a의 상부 단열 부재(156)의 하단부(156A)의 사시도이고, 도 3은 도 2a의 상부 단열 부재(156)의 결합 사시도이고, 도 4a는 도 3의 상부 단열 부재(156)의 제1 점선 부분(11)의 AB 방향의 단면도를 나타내고, 도 4b는 도 3의 상부 단열 부재(156)의 제2 점선 부분(12)의 CD 방향의 단면도를 나타낸다.
도 2a 내지 도 4b를 참조하면, 상부 단열 부재(156)는 하단부(156A), 하단부(156A) 상에 배치되는 상단부(156B), 및 하단부(156A)와 상단부(156B) 사이에 배치되는 적어도 하나의 스페이서(spacer, 157)를 포함할 수 있다.
여기서 상부 단열 부재는 "단열 부재" 또는 단열재로 대체하여 표현될 수 있고, 스페이서(157)는 "이격 부재", "블록(block)", 또는 "이격 블록"으로 대체하여 표현될 수도 있다.
하단부(156A)는 중앙에 마련되는 개구, 관통 홀, 또는 중공을 포함할 수 있다. 예컨대, 하단부(156A)의 형상은 원통, 링 형상, 또는 튜브(tube) 형상을 가질 수 있다.
하단부(156A)의 형상은 일정한 직경을 갖는 원형일 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니며, 다른 실시 예에서는 다각형 또는 타원형일 수도 있다.
하단부(156A)의 상면은 하단부(156A)의 내측면(6B)의 상단과 하단부(156A)의 외측면(6C)의 상단 사이에 배치될 수 있다.
하단부(156A)의 상면(6A)은 서로 높이가 다른 제1면(6A1)과 제2면(6A2)을 포함할 수 있다. 예컨대, 하단부(156A)의 제2면(6A2)의 높이는 하단부(156A)의 제1면(6A1)의 높이보다 클 수 있다.
하단부(156A)의 상면(6A)은 제1면(6A1), 및 제1면(6A1)과 제1 단차를 갖는 제2면(6A2)을 포함할 수 있다. 여기서 제1 단차는 제1 수직 방향으로의 제1면(6A1)과 제2면(6A2) 사이의 거리(H1)일 수 있고, 제1 수직 방향은 하단부(156A)의 하면에서 상면으로 향하는 방향일 수 있다.
예컨대, 하단부(156A)의 제1면(6A1)은 하단부(156A)의 외측면(6C)과 접할 수 있고, 하단부(156A)의 제2면(6A2)은 하단부(156A)의 내측면(6B)과 접할 수 있다.
하단부(156A)의 하면을 기준으로 하단부(156A)의 제2면(6A2)의 높이는 하단부(156A)의 제1면(6A1)의 높이보다 클 수 있다. 예컨대, 하단부(156A)의 하면에서 하단부(156A)의 제2면(6A2)까지의 거리는 하단부(156A)의 하면에서 하단부(156A)의 제1면(6A1)까지의 거리보다 클 수 있다.
하단부(156A)는 제1면(6A1)과 제2면(6A2)을 연결하는 제3면(6A3)을 더 포함할 수 있다. 예컨대, 제3면(6A3)과 제1면(6A1) 사이의 내각, 또는/및 제3면(6A3)과 제2면(6A2) 사이의 내각은 직각일 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니며, 다른 실시 예에서는 양자 사이의 내각은 예각 또는 둔각일 수도 있다.
예컨대, 하단부(156A)의 제1면(6A1)과 제2면(6A2) 각각은 링 형상일 수 있다.
상단부(156B)는 중앙에 마련되는 개구, 관통 홀, 또는 중공을 포함할 수 있다. 상단부(156B)의 개구, 관통 홀, 또는 중공은 하단부(156A)의 개구, 관통 홀, 또는 중공에 대응 또는 대향할 수 있다.
예컨대, 상단부(156B)의 형상은 원통, 링 형상, 또는 튜브 형상을 가질 수 있다.
예컨대, 상단부(156B)의 관통 홀의 직경은 하단부(156A)의 관통 홀의 직경과 동일할 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니며, 다른 실시 예에서는 양자는 서로 다를 수도 있다.
상단부(156B)의 형상은 일정한 직경을 갖는 원형일 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니며, 다른 실시 예에서는 다각형 또는 타원형일 수도 있다.
상단부(156B)의 하면(5A)은 상단부(156B)의 내측면(5B)의 하단과 상단부(156B)의 외측면(5C)의 하단 사이에 배치될 수 있다.
상단부(156B)의 하면(5A)은 높이가 서로 다른 제1면(5A1)과 제2면(5A2)을 포함할 수 있다.
상단부(156B)의 하면(5A)은 제1면(5A1), 및 제1면(5A1)과 제2 단차를 갖는 제2면(5A2)을 포함할 수 있다. 여기서 제2 단차는 수직 방향으로의 제1면(5A1)과 제2면(5A2) 사이의 거리(H2)일 수 있고, 제2 수직 방향은 상단부(156B)의 상면에서 하면으로 향하는 방향일 수 있다. 예컨대,제1 수직 방향과 제2 수직 방향은 서로 평행할 수 있다.
예컨대, 상단부(156B)의 제1면(5A1)은 상단부(156A)의 내측면(5B)과 접할 수 있고, 상단부(156B)의 제2면(5A2)은 상단부(156B)의 외측면(5C)과 접할 수 있다.
하단부(156A)의 하면을 기준으로 상단부(156B)의 제2면(5A2)의 높이는 상단부(156B)의 제1면(5A1)의 높이보다 작을 수 있다. 예컨대, 상단부(156B)의 상면에서 제1면(5A1)까지의 거리는 상단부(156B)의 상면에서 제2면(5A2)까지의 거리보다 작을 수 있다.
상단부(156B)는 제1면(5A1)과 제2면(5A2)을 연결하는 제3면(5A3)을 더 포함할 수 있다. 예컨대, 제3면(5A3)과 제1면(5A1) 사이의 내각, 또는/및 제3면(5A3)과 제2면(5A2) 사이의 내각은 직각일 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니며, 다른 실시 예에서는 양자 사이의 내각은 예각 또는 둔각일 수도 있다.
상단부(156B)의 제1면(5A1)은 하단부(156A)의 제2면(5A2)에 대응 또는 대향할 수 있다. 또한 상단부(156B)의 제2면(5A2)은 하단부(156A)의 제1면(6A1)에 대응 또는 대향할 수 있다.
예컨대, 상단부(156B)의 제1면(5A1)과 제2면(5A2) 각각은 링 형상일 수 있다.
적어도 하나의 스페이서(157)는 하단부(156A)의 제1면(6A1)과 상단부(156B)의 제2면(5A2) 사이에 배치될 수 있다.
예컨대, 적어도 하나의 스페이서(157)는 서로 이격되는 복수의 스페이서들(30-1 내지 30-4)을 포함할 수 있다.
스페이서들(30-1 내지 30-4) 각각은 다면체 형상을 갖는 블록 형태일 수 있으며, 하단부(156A)의 제1면(6A1)과 상단부(156B)의 제2면(5A2)에 접할 수 있다.
적어도 하나의 스페이서(157)는 하단부(156A)의 상면과 상단부의 하면을 서로 이격시킬 수 있다. 예컨대, 적어도 하나의 스페이서(157)는 하단부(156A)의 제1면(6A1)과 상단부(156B)의 제2면(5A2)을 서로 이격시킬 수 있고, 하단부(156A)의 제2면(6A2)과 상단부(156B)의 제1면(5A1)을 서로 이격시킬 수 있다.
또한 하단부(156A)의 제3면(6A3)과 상단부(156B)의 제3면(5A3)은 수평 방향으로 서로 오버랩될 수 있다. 여기서 수평 방향은 제1 수직 방향 또는 제2 수직 방향과 수직이고, 하단부(156A) 또는 상단부(156B)의 내측면(6B, 5B)에서 외측면(6C, 5C)을 향하는 방향일 수 있다.
또한 예컨대, 하단부(156A)의 제3면(6A3)의 적어도 일부는 상단부(156B)의 제3면(5A3)과 접촉할 수 있다.
제1 단차(H1)는 적어도 하나의 스페이서(157)의 두께(H3)보다 클 수 있다(H1>H3). 이때 스페이서(157)의 두께(H3)는 제1 수직 방향으로의 스페이서(157)의 길이 또는 스페이서(157)의 하면에서 상면까지의 거리일 수 있다.
H1이 H3보다 크기 때문에, 스페이서(157)에 의하여 하단부(156A)와 상단부(156B) 사이에 틈이 생기지 않으며, 스페이서(157)가 배치되지 않는 하단부(156A)와 상단부(156B) 사이의 공간으로 열 또는/및 단결정 성장시 사용되는 불활성 기체가 빠져나가는 것을 방지할 수 있다.
예컨대, 제2 단차(H2)는 제1 단차(H1)와 동일하거나 또는 클 수 있으나(H2≥H1), 이에 한정되는 것은 아니다. 다른 실시 예에서는 H2 < H1일 수도 있다.
스페이서(157)의 가로 방향의 길이(B1)는 스페이서(157)의 세로 방향의 길이(B2)보다 클 수 있다(B1>B2). 여기서 세로 방향의 길이는 상단부(또는 하단부)의 내측면에서 외측면으로 향하는 방향일 수 있고, 가로 방향은 세로 방향과 수직인 방향일 수 있다. 이는 스페이서(157)에 의하여 상단부(156B)와 하단부(156A)가 안정적으로 결합 또는 지지되기 위함이다.
예컨대, 스페이서(157)의 두께는 1mm ~ 10mm일 수 있고, 가로 방향의 길이(B1)는 1mm ~ 500mm일 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.
또한 하단부(156A)는 제1 몸체(20A) 및 제1 몸체(20A)의 상부 또는 상면으로부터 돌출되는 제1 돌출부(20B)를 포함할 수 있다. 예컨대, 제1 몸체(20A)는 원통 또는 링 형상을 가질 수 있으며, 제1 돌출부(20B)는 원통 또는 링 형상을 가질 수 있다.
제1 돌출부(20B)는 제1 몸체(20A)의 상부 또는 상면으로부터 상부 방향으로 돌출될 수 있다.
제1 돌출부(20B)는 하단부(156A)의 내측면(6B)과 접할 수 있고, 하단부(156A)의 외측면(6C)으로부터 이격될 수 있다.
또한 상단부(156B)는 제2 몸체(21A) 및 제2 몸체(21A)의 하부 또는 하면으로부터 돌출되는 제2 돌출부(21B)를 포함할 수 있다. 예컨대, 제2 몸체(21A)는 원통 또는 링 형상을 가질 수 있으며, 제2 돌출부(21B)는 원통 또는 링 형상을 가질 수 있다.
제2 돌출부(21B)는 제2 몸체(21A)의 상부 또는 상면으로부터 하부 방향으로 돌출될 수 있다.
제2 돌출부(21B)는 상단부(156A)의 외측면(5C)과 접할 수 있고, 상단부(156B)의 내측면(5B)으로부터 이격될 수 있다.
하단부(156A)의 제1 돌출부(20B)는 상단부(156B)의 제2 몸체(21A)의 하면과 대응 또는 대향할 수 있고, 상단부(156B)의 제2 돌출부(21B)는 하단부(156A)의 제1 몸체(20A)의 상면과 대응 또는 대향할 수 있다.
적어도 하나의 스페이서(157)는 제2 돌출부(21B)와 제1 몸체(20A)의 상면 사이에 배치될 수 있고, 제2 돌출부(21B)와 제1 몸체(20A)의 상면에 접할 수 있다.
제2 수직 방향으로 제2 돌출부(21B)와 스페이서(157)는 서로 오버랩될 수 있다. 또한 수평 방향으로 제1 돌출부(20B)와 제2 돌출부(21B)는 서로 오버랩될 수 있다.
제1 돌출부(20B)의 돌출된 길이(H1)는 스페이서(157)의 두께(H3)보다 클 수 있다(H1>H3).
또한 예컨대, 제2 돌출부(21B)의 돌출된 길이(H2)는 제1 돌출부(20B)의 돌출된 길이(H1)와 동일하거나 클 수 있다(H2≥H1). 다른 실시 예에서는 제2 돌출부(21B)의 돌출된 길이(H2)는 제1 돌출부(20B)의 돌출된 길이(H1)보다 작을 수도 있다.
도 4a는 도시되지 않았지만, 스페이서(157)의 하면에서는 제1 돌기가 형성될 수 있고, 하단부(156A)의 제1면(6A1)에는 제1 돌기와 결합되기 위한 제1 홈이 형성될 수 있다.
또한 스페이서(157)의 상면에는 제2 돌기가 형성될 수 있고, 상단부(156B)의 제2면(5A2)에는 제2 돌기와 결합되기 위한 제2 홈이 형성될 수 있다.
또 다른 실시 예에서는 스페이서(157)의 하면에 제1홈이 형성되고, 하단부(156A)의 제1면(6A1)에는 제1홈과 결합되기 위한 제1 돌기가 형성될 수 있고, 스페이서(157)의 상면에는 제2홈이 형성되고, 상단부(156B)의 제2면(5A2)에는 제2홈과 결합되기 위한 제2 돌기가 형성될 수도 있다.
도 5a는 다른 실시 예에 따른 상부 단열 부재(156-1)의 도 3의 제1 점선 부분(11)의 AB 방향의 단면도를 나타내고, 도 5b는 다른 실시 예에 따른 상부 단열 부재(156-1)의 도 3의 제2 점선 부분(12)의 CD 방향의 단면도를 나타낸다.
도 5a 및 도 5b에 도시된 상부 단열 부재(156-1)는 도 3의 상부 단열 부재(156)의 변형 예로서, 제1 돌출부의 위치와 제2 돌출부의 위치, 및 스페이서(157A)의 위치가 도 3의 실시 예와 다를 수 있다. 도 5a와 도 5b에서 도 4a와 도 4b와 동일한 도면 부호는 도 4a와 도 4b와 동일한 구성을 나타내고, 동일한 구성에 대해서는 설명의 간략하게 하거나 생략한다.
상부 단열 부재(156-1)는 하단부(156A1), 하단부(156B1) 상에 배치되는 상단부(156B1), 및 하단부(156A1)와 상단부(156B1) 사이에 배치되는 적어도 하나의 스페이서(157A)를 포함할 수 있다.
하단부(156A1)과 상단부(156B1)의 형상은 도 2a 내지 도 3의 하단부(156A)와 상단부(156B)의 설명이 적용되거나 또는 유추 적용될 수 있다.
하단부(156A1)의 상면(6A)은 제1면(6A1), 및 제1면(6A1)과 제1 단차(H11)를 갖는 제2면(6A2)을 포함할 수 있다. 하단부(156A1)는 제1면(6A1)과 제2면(6A2)을 연결하는 제3면(6A3)을 더 포함할 수 있다.
상단부(156B1)의 하면(5A)은 제1면(5A1), 및 제1면(5A1)과 제2 단차(H21)를 갖는 제2면(5A2)을 포함할 수 있다. 상단부(156B1)는 제1면(5A1)과 제2면(5A2)을 연결하는 제3면(5A3)을 더 포함할 수 있다.
적어도 하나의 스페이서(157A)는 하단부(156A1)의 제2면(6A2)과 상단부(156B1)의 제1면(5A1) 사이에 배치될 수 있다. 이것이 도 4a의 스페이서(157)와 다른 점이다.
예컨대, 적어도 하나의 스페이서(157A)는 하단부(156A1)의 제2면(6A2)과 상단부(156B1)의 제1면(5A1)에 접할 수 있다.
적어도 하나의 스페이서(157A)는 하단부(156A1)의 상면과 상단부(156B1)의 하면을 서로 이격시킬 수 있다. 예컨대, 적어도 하나의 스페이서(157A)는 하단부(156A1)의 제1면(6A1)과 상단부(156B1)의 제2면(5A2)을 서로 이격시킬 수 있고, 하단부(156A1)의 제2면(6A2)과 상단부(156B1)의 제1면(5A1)을 서로 이격시킬 수 있다.
또한 하단부(156A1)의 제3면(6A3)과 상단부(156B1)의 제3면(5A3)은 수평 방향으로 서로 오버랩될 수 있다. 또한 예컨대, 하단부(156A1)의 제3면(6A3)의 적어도 일부는 상단부(156B1)의 제3면(5A3)과 접촉할 수 있다.
제2 단차(H21)는 적어도 하나의 스페이서(157A)의 두께(H3)보다 클 수 있다(H21>H3). 이때 스페이서(157A)의 두께(H3)는 제1 수직 방향으로의 스페이서(157A)의 길이 또는 스페이서(157A)의 하면에서 상면까지의 거리일 수 있다.
H21이 H3보다 크기 때문에, 스페이서(157A)에 의하여 하단부(156A1)와 상단부(156B1) 사이에 틈이 생기지 않으며, 스페이서(157A)가 배치되지 않는 하단부(156A1)와 상단부(156B1) 사이의 공간으로 열이 빠져나가는 것을 방지할 수 있다.
예컨대, 제1 단차(H11)는 제2 단차(H21)와 동일하거나 또는 클 수 있으나(H11≥H21), 이에 한정되는 것은 아니다. 다른 실시 예에서는 H11 < H21일 수도 있다.
스페이서(157A)의 형상 및 크기는 도 3의 스페이서(157)에 대한 설명이 적용되거나 또는 유추 적용될 수 있다.
또한 하단부(156A1)는 제1 몸체(20A1) 및 제1 몸체(20A1)의 상부 또는 상면으로부터 돌출되는 제1 돌출부(20B1)를 포함할 수 있다. 제1 몸체(20A1)와 제1 돌출부(20B1)의 형상은 도 4a와 도 4b의 제1 몸체(20A)와 제1 돌출부(20B)에 대한 설명이 적용되거나 유추 적용될 수 있다.
또한 상단부(156B1)는 제2 몸체(21A1) 및 제2 몸체(21A1)의 하부 또는 하면으로부터 돌출되는 제2 돌출부(21B1)를 포함할 수 있다. 제2 몸체(21A1)와 제2 돌출부(21B1)의 형상은 도 4a와 도 4b의 제2 몸체(21A)와 제2 돌출부(21B)에 대한 설명이 적용되거나 유추 적용될 수 있다.
적어도 하나의 스페이서(157A)는 제1 돌출부(20B1)와 제2 몸체(21A1)의 상면 사이에 배치될 수 있고, 제1 돌출부(20B1)와 제2 몸체(21A1)의 상면에 접할 수 있다.
제1 수직 방향으로 제1 돌출부(20B1)와 스페이서(157A)는 서로 오버랩될 수 있다. 또한 수평 방향으로 제1 돌출부(20B1)와 제2 돌출부(21B1)는 서로 오버랩될 수 있다.
제2 돌출부(21B1)의 돌출된 길이(H21)는 스페이서(157A)의 두께(H3)보다 클 수 있다(H21>H3).
또한 예컨대, 제1 돌출부(20B1)의 돌출된 길이(H11)는 제2 돌출부(21B1)의 돌출된 길이(H21)와 동일하거나 클 수 있다(H11≥H21). 다른 실시 예에서는 제1 돌출부(20B1)의 돌출된 길이(H11)는 제2 돌출부(21B1)의 돌출된 길이(H21)보다 작을 수도 있다(H11<H21).
도 5a는 도시되지 않았지만, 다른 실시 예에 따른 스페이서(157A)의 하면에는 제1 돌기(또는 제1홈)가 형성될 수 있고, 하단부(156A1)의 제2면(6A2)에는 제1 돌기(또는 제1홈)와 결합되기 위한 제1홈(또는 제1 돌기)이 형성될 수 있다.
또한 스페이서(157A)의 상면에는 제2 돌기(또는 제2홈)가 형성될 수 있고, 상단부(156B1)의 제1면(5A1)에는 제2 돌기(또는 제2홈)와 결합되기 위한 제2 홈(또는 제2 돌기)이 형성될 수도 있다.
도 6은 또 다른 실시 예에 따른 상부 단열 부재(156-2)의 도 3의 제1 점선 부분(11)의 AB 방향의 단면도를 나타낸다.
도 6을 참조하면, 상부 단열 부재(156-2)는 하단부(156A2), 하단부(156A2) 상에 배치되는 상단부(156B2), 및 하단부(156A2)와 상단부(156B2) 사이에 배치되는 적어도 하나의 스페이서(157B)를 포함할 수 있다.
예컨대, 하단부(156A2)의 제1면(6A1)은 하단부(156A2)의 내측면(6B)과 접할 수 있고, 하단부(156A2)의 제2면(6A2)은 하단부(156A2)의 외측면(6C)과 접할 수 있고, 상단부(156B2)의 제1면(5A1)은 상단부(156B2)의 외측면(5C)과 접할 수 있고, 상단부(156B)의 제2면(5A2)은 상단부(156B2)의 내측면(5B)과 접할 수도 있다.
즉 하단부(156A2)는 제1 몸체(22A) 및 제1 돌출부(22B)를 포함할 수 있고, 상단부(156B2)는 제2 몸체(23A) 및 제2 돌출부(23B)를 포함할 수 있다.
하단부(156A2)의 제1 돌출부(22B)는 하단부(156A)의 외측면(6C)과 접할 수 있고, 하단부(156A2)의 내측면(6B)으로부터 이격될 수 있고, 상단부(156B2)의 제2 돌출부(23B)는 상단부(156B2)의 내측면(5B)과 접할 수 있고, 상단부(156B2)의 외측면(5C)으로부터 이격될 수 있다.
스페이서(157B)는 하단부(156A2)의 제2면(6A2)과 상단부(156B2)의 제1면(5A1) 사이에 배치될 수 있다.
도 4a 및 도 4b에서 설명한 하단부의 제1면 내지 제3면들, 상단부의 제1면 내지 제3면들, 및 하단부의 제1 돌출부와 상단부의 제2 돌출부, 및 스페이서에 대한 설명은 도 6의 하단부(156A2)의 제1면 내지 제3면들, 상단부(156B2)의 제1면 내지 제3면들, 및 하단부(156A2)의 제1 돌출부(22B)와 상단부(156B2)의 제2 돌출부(23B), 및 스페이서(157B)에 적용되거나 또는 유추 적용될 수 있다.
도 7은 또 다른 실시 예에 따른 상부 단열 부재(156-3)의 도 3의 제1 점선 부분(11)의 AB 방향의 단면도를 나타낸다.
도 7을 참조하면, 상부 단열 부재(156-3)는 하단부(156A3), 하단부(156A3) 상에 배치되는 상단부(156B3), 및 하단부(156A3)와 상단부(156B3) 사이에 배치되는 적어도 하나의 스페이서(157C)를 포함할 수 있다.
하단부(156A3)는 제1 몸체(24A) 및 제1 돌출부(24B)를 포함할 수 있고, 상단부(156B3)는 제2 몸체(25A) 및 제2 돌출부(25B)를 포함할 수 있다.
스페이서(157C)는 하단부(156A3)의 제1면(6A1)과 상단부(156B3)의 제2면(5A2) 사이에 배치될 수 있다.
도 4a 및 도 4b, 및 도 6에서 설명한 하단부의 제1면 내지 제3면들, 상단부의 제1면 내지 제3면들, 및 하단부의 제1 돌출부와 상단부의 제2 돌출부, 및 스페이서에 대한 설명은 도 7의 하단부(156A3)의 제1면 내지 제3면들, 상단부(156B3)의 제1면 내지 제3면들, 및 하단부(156A3)의 제1 돌출부(24B)와 상단부(156B3)의 제2 돌출부(25B), 및 스페이서(157C)에 적용되거나 또는 유추 적용될 수 있다.
일반적으로 단열재들 사이 산화물이 증착되어 단열 부재의 전체 높이(D1, 도 1 참조)가 달라질 수 있다. 즉 단열재들 사이의 공간에 산화물이 형성될 수 있고, 이로 인하여 단열 부재의 전체 높이가 증가될 수 있고, 이러한 단열 부재의 전체 높이의 변화로 인하여 상부 단열 부재(156) 상에 배치된 열 차폐부(160)의 위치가 변경될 수 있고, 이로 인하여 도가니(120)의 최초 위치, 및 멜트 갭이 영향을 받을 수 있다.
이러한 산화물이 증착 등의 이유로 달라진 단열 부재의 전체 높이를 조정하기 위해서는 높이가 다른 단열재로 교체해야 되는데, 이를 위해서는 높이가 다른 많은 수의 단열재들이 필요하고, 단결정 잉곳의 성장을 위한 1회의 런(run) 마다 매번 단열재를 교체해야 한다. 이로 인하여 많은 수의 단열재들을 보관 및 관리해야 하는 문제가 발생될 수 있고, 공정 수행의 어려움, 공정 시간과 공정 비용의 증가가 초래될 수 있다. 또한 높이 차이가 큰 단열재로 교체할 때, 단결정 성장 환경에 변화를 줄 수 있고, 이로 인하여 단결정 품질이 변화될 수도 있다.
공간을 작게 차지하며, 단열 부재의 전체 높이를 조절하기 위해서, 실시 예에 따른 상부 단열 부재(156)는 쐐기 형태, 또는 다면체, 예컨대, 육면체 형태의 스페이서(157)를 구비할 수 있다.
실시 예에 따른 스페이서(157)에 의하여 상부 단열 부재(156)의 높이(D2, 도 1)가 조절 또는 변경될 수 있고, 이로 인하여 단열 부재 전체의 높이가(D1)가 조정 또는 변경될 수 있다.
스페이서(157)는 교체가 간단하기 때문에, 상부 단열 부재(156)의 높이 조절이 용이하고, 부피가 작기 때문에 보관 및 관리가 용이하다.
또한 스페이서(157)는 가로 방향의 길이(B1)가 세로 방향의 길이(B2)보다 크기 때문에, 상단부(156B)의 무게를 물리적으로 충분히 감당할 수 있어 상단부(156B)를 안정적으로 지지할 수 있다.
또한 하단부(156A)의 제1 돌출부(20B)의 제1 단차(H1)가 스페이서(157)의 두께(H3)보다 크기 때문에, 스페이서(157)가 배치되지 않는 하단부(156A)와 상단부(156B) 사이의 공간 또는 틈이 제1 돌출부(20B)에 의하여 밀봉될 수 있다.
실시 예는 하단부(156A)와 상단부(156B) 사이의 공간 또는 틈 사이로 열, 및/또는 단결정 성장시에 사용하는 불활성 기체가 빠져나가는 것을 방지할 수 있어, 열 손실을 막고, 하단부(156A)와 상단부(156B) 사이의 틈새에 불활성 기체에 의한 산화물이 생성되는 것을 방지할 수 있다.
이상에서 실시 예들에 설명된 특징, 구조, 효과 등은 본 발명의 적어도 하나의 실시 예에 포함되며, 반드시 하나의 실시 예에만 한정되는 것은 아니다. 나아가, 각 실시 예에서 예시된 특징, 구조, 효과 등은 실시 예들이 속하는 분야의 통상의 지식을 가지는 자에 의해 다른 실시 예들에 대해서도 조합 또는 변형되어 실시 가능하다. 따라서 이러한 조합과 변형에 관계된 내용들은 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.

Claims (14)

  1. 제1면과 제2면을 포함하는 상면을 포함하는 하단부;
    제1면과 제2면을 포함하고 상기 하단부의 상면에 대향하는 하면을 포함하는 상단부; 및
    상기 하단부의 상기 상면과 상기 상단부의 상기 하면 사이에 배치되는 스페이서를 포함하고,
    상기 하단부의 상기 제2면의 높이는 상기 하단부의 상기 제1면의 높이보다 크고, 상기 상단부의 상기 제2면의 높이는 상기 상단부의 상기 제1면의 높이보다 작고,
    상기 하단부의 상기 제1면은 상기 상단부의 상기 제2면에 대향하고, 상기 하단부의 상기 제2면은 상기 상단부의 상기 제1면에 대향하고,
    상기 스페이서는 상기 하단부의 상기 제1면과 상기 상단부의 상기 제2면 사이 또는 상기 하단부의 상기 제2면과 상기 상단부의 상기 제1면 사이에 배치되는 단결정 잉곳 성장 장치용 단열 부재.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 하단부는 중앙에 제1 관통 홀을 포함하고, 상기 하단부의 상기 상면은 상기 하단부의 내측면의 상단과 상기 하단부의 외측면의 상단 사이에 배치되고,
    상기 상단부는 중앙에 제2 관통 홀을 포함하고, 상기 상단부의 상기 하면은 상기 상단부의 내측면의 하단과 상기 상단부의 외측면의 하단 사이에 배치되는 단결정 잉곳 성장 장치용 단열 부재.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 하단부의 상기 제1면은 상기 하단부의 상기 외측면과 접하고, 상기 하단부의 상기 제2면은 상기 하단부의 상기 내측면과 접하고,
    상기 상단부의 상기 제1면은 상기 상단부의 상기 내측면과 접하고, 상기 상단부의 상기 제2면은 상기 상단부의 상기 외측면과 접하는 단결정 잉곳 성장 장치용 단열 부재.
  4. 제2항에 있어서,
    상기 하단부의 상기 제1면은 상기 하단부의 상기 내측면과 접하고, 상기 하단부의 상기 제2면은 상기 하단부의 상기 외측면과 접하고,
    상기 상단부의 상기 제1면은 상기 상단부의 상기 외측면과 접하고,
    상기 상단부의 상기 제2면은 상기 상단부의 상기 내측면과 접하는 단결정 잉곳 성장 장치용 단열 부재.
  5. 제2항에 있어서,
    상기 하단부는 상기 하단부의 상기 제1면과 상기 하단부의 상기 제2면을 연결하는 제3면을 더 포함하고, 상기 상단부는 상기 상단부의 상기 제1면과 상기 상단부의 상기 제2면을 연결하는 제3면을 더 포함하고,
    상기 하단부의 상기 제3면과 상기 상단부의 상기 제3면은 수평 방향으로 서로 오버랩되는 단결정 잉곳 성장 장치용 단열 부재.
  6. 제2항에 있어서,
    상기 스페이서는 상기 하단부의 상기 제1면과 상기 상단부의 상기 제2면 사이에 배치되고,
    상기 하단부의 상기 제1면과 상기 하단부의 상기 제2면 사이의 제1 단차는 상기 스페이서의 두께보다 큰 단결정 잉곳 성장 장치용 단열 부재.
  7. 제2항에 있어서,
    상기 스페이서는 상기 하단부의 상기 제2면과 상기 상단부의 상기 제1면 사이에 배치되고,
    상기 상단부의 상기 제1면과 상기 상단부의 상기 제2면 사이의 제2 단차는 상기 스페이서의 두께보다 큰 단결정 잉곳 성장 장치용 단열 부재.
  8. 제5항에 있어서,
    상기 하단부의 상기 제3면은 상기 상단부의 상기 제3면과 접하는 단결정 잉곳 성장 장치용 단열 부재.
  9. 제2항에 있어서,
    상기 스페이서의 가로 방향의 길이는 상기 스페이서의 세로 방향의 길이보다 크고, 상기 세로 방향은 상기 하단부의 상기 내측면에서 상기 하단부의 상기 외측면으로 향하는 방향이고, 상기 가로 방향은 상기 세로 방향과 수직인 방향인 단결정 잉곳 성장 장치용 단열 부재.
  10. 제2항에 있어서,
    상기 스페이서는 서로 이격되는 복수의 스페이서들을 포함하는 단결정 잉곳 성장 장치용 단열 부재.
  11. 제6항에 있어서,
    상기 스페이서의 하면은 상기 하단부의 상기 제1면에 접하고, 상기 스페이서의 상면은 상기 상단부의 상기 제2면에 접하는 단결정 잉곳 성장 장치용 단열 부재.
  12. 제7항에 있어서,
    상기 스페이서의 하면은 상기 하단부의 상기 제2면에 접하고, 상기 스페이서의 상면은 상기 상단부의 상기 제1면에 접하는 단결정 잉곳 성장 장치용 단열 부재.
  13. 제2항에 있어서,
    상기 하단부의 상기 제1면과 상기 제2면 각각은 링 형상이고,
    상기 상단부의 상기 제1면과 상기 제2면 각각은 링 형상인 단결정 잉곳 성장 장치용 단열 부재.
  14. 챔버;
    상기 챔버 내에 배치되고 단결정 잉곳의 성장을 위한 용융액을 수용하기 위한 도가니;
    상기 도가니를 가열하기 위한 히터;
    상기 챔버 내의 상기 도가니 아래에 배치되는 하부 단열 부재;
    상기 하부 단열 부재 상에 배치되는 측부 단열 부재; 및
    상기 측부 단열 부재 상에 배치되는 상부 단열 부재를 포함하고,
    상기 상부 단열 부재는 상기 제1항 내지 제13항 중 어느 한 항에 기재된 단결정 잉곳 성장용 단열 부재인 단결정 잉곳 성장 장치.
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Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH0717791A (ja) * 1993-06-30 1995-01-20 Hitachi Ltd 単結晶引上装置
KR20130072770A (ko) * 2011-12-22 2013-07-02 주식회사 엘지실트론 단결정 잉곳 성장장치
KR101467688B1 (ko) * 2013-07-08 2014-12-01 주식회사 엘지실트론 단결정 잉곳 제조장치
JP2015124127A (ja) * 2013-12-27 2015-07-06 株式会社Sumco 単結晶の引上げ方法

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH0717791A (ja) * 1993-06-30 1995-01-20 Hitachi Ltd 単結晶引上装置
KR20130072770A (ko) * 2011-12-22 2013-07-02 주식회사 엘지실트론 단결정 잉곳 성장장치
KR101467688B1 (ko) * 2013-07-08 2014-12-01 주식회사 엘지실트론 단결정 잉곳 제조장치
JP2015124127A (ja) * 2013-12-27 2015-07-06 株式会社Sumco 単結晶の引上げ方法

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