KR20210099771A - 잉곳 성장장치 - Google Patents

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이창윤
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에스케이실트론 주식회사
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    • C30—CRYSTAL GROWTH
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    • C30B15/00—Single-crystal growth by pulling from a melt, e.g. Czochralski method
    • C30B15/20—Controlling or regulating
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C30—CRYSTAL GROWTH
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Abstract

잉곳 성장장치는 내부에 도가니가 수용되는 도가니 공간이 형성된 메인 챔버와, 메인 챔버 상부에 배치되고 잉곳을 냉각하기 위한 가스가 도입되는 가스 도입구가 제공된 인상 챔버와; 잉곳을 인상하는 인상기구와; 가스 도입구로 도입된 가스가 잉곳의 외둘레로 유도하기 위해 상기 인상 챔버 내부에 수용된 복수개 가스 가이드와; 복수개 가스 가이드가 수직 방향으로 서로 이격되게 펼쳐지거나 상측으로 모아지도록 상기 복수개 가스 가이드의 일부 또는 전부를 승강시키는 적어도 하나의 와이어와; 와이어를 감거나 푸는 와이어 구동기구를 포함한다.

Description

잉곳 성장장치{Ingot grower}
본 발명은 잉곳 성장장치에 관한 것이다.
잉곳 성장장치는 실리콘 잉곳을 성장시키는 장치로서, 잉곳 성장장치는 도가니에 폴리실리콘을 장입하고, 이를 발열체에 의해 가열하여 용융시키고, 용융 결과 형성된 실리콘 융액에 종자 결정을 접촉시킨 후, 계면에서 결정화가 일어나도록 하여 종자 결정을 회전 및 인상시킬 수 있고, 원하는 직경을 가진 실리콘 잉곳을 성장시킬 수 있다.
잉곳 성장장치의 일 예는 대한민국 공개특허공보 10-2011-0087429 A(2011년08월03일 공개)에 개시되어 있고, 이러한 잉곳 성장장치는 단결정 잉곳을 냉각하기 위한 냉각 물질이 통과하는 유로가 형성된 냉각관과, 냉각관의 하단부로부터 하측 방향으로 연장되고 하방으로 갈수록 직경이 점차 감소되는 연장부를 포함하고, 단결정 잉곳은 냉각관을 관통하여 승강되고, 단결정 잉곳은 냉각관을 통과하는 동안 냉각될 수 있다.
잉곳 성장장치의 다른 예는 대한민국 등록특허공보 10-1385997 B1(2014년 04월16일 공고)에 개시된 단결정 제조장치일 수 있고, 메인챔버 위에 연설된 인상챔버의 상부에 단결정 봉을 인상하는 인상기구가 마련되고, 인상챔버의 상부에 마련된 가스도입구로부터 아르곤 가스 등의 불활성가스가 도입되고, 이러한 불활성 가스는 인상챔버 및 메인 챔버의 내부로 유동된 후 가스유출구로 배출되는 구성이 개시된다. 대한민국 등록특허공보 10-1385997 B1(2014년 04월16일 공고)에 개시된 단결정 제조장치는 메인챔버의 내부에 인상 중인 단결정 봉을 둘러싸게 배치된 냉각통 및 냉각통의 하방으로 연신된 냉각 보조부재를 더 포함할 수 있고, 냉각통 및 냉각보조부재는 인상 중인 단 결정봉을 효율 좋게 냉각하여 인상속도를 높일 수 있다.
상기한 선행문헌에 개시된 잉곳 성장장치는 잉곳 중 용융 실리콘 융액에 근접한 영역이 주로 냉각되는 단점이 있다.
대한민국 공개특허공보 10-2011-0087429 A(2011년08월03일 공개) 대한민국 등록특허공보 10-1385997 B1(2014년 04월16일 공고)
본 발명은 잉곳 중 인상 챔버의 하부에 위치하는 영역과 인상 챔버의 상부에 위치하는 영역 각각을 보다 신속하고 고르게 냉각할 수 있어 잉곳의 인상속도를 향상시킬 수 있는 잉곳 성장장치를 제공하는데 그 목적이 있다.
본 발명의 다른 목적은 잉곳을 냉각하기 위한 가스가 잉곳과 접촉되는 횟수를 최대화할 수 있는 잉곳 성장장치를 제공하는데 있다.
본 발명의 실시 예에 따른 잉곳 성장장치는 내부에 도가니가 수용되는 도가니 공간이 형성된 메인 챔버와; 메인 챔버 상부에 배치되고 잉곳을 냉각하기 위한 가스가 도입되는 가스 도입구가 제공된 인상 챔버와; 잉곳을 인상하는 인상기구와; 가스 도입구로 도입된 가스가 잉곳의 외둘레로 유도하기 위해 인상 챔버 내부에 수용된 복수개 가스 가이드와; 복수개 가스 가이드가 수직 방향으로 서로 이격되게 펼쳐지거나 상측으로 모아지도록 복수개 가스 가이드의 일부 또는 전부를 승강시키는 적어도 하나의 와이어와; 와이어를 감거나 푸는 와이어 구동기구를 포함할 수 있다.
복수개 가스 가이드 각각의 최소 내경은 잉곳의 외경 보다 클 수 있다.
복수개 가스 가이드 각각의 외둘레는 상기 인상챔버의 내둘레면과 이격될 수 있다.
복수개 가스 가이드 각각은 상하 방향으로 중공된 개구부가 형성된 중공 통체일 수 있다. 중공 통체의 상부는 하부 보다 넓을 수 있다.
복수개 가스 가이드는 중 하측에 위치하는 로어 가스 가이드가 상측에 위치하는 어퍼 가스 가이드 보다 더 큰 잉곳 성장장치.
로어 가스 가이드의 최소 내경은 어퍼 가스 가이드의 최대 외경 보다 작을 수 있다.
로어 가스 가이드의 내부에는 어퍼 가스 가이드가 삽입되어 수용되는 공간이 형성될 수 있다.
복수개 가스 가이드가 펼쳐졌을 때, 로어 가스 가이드의 내둘레면과 어퍼 가스 가이드의 내둘레면 사이에는 가스가 로어 가스 가이드의 내측으로 유입되는 틈이 형성될 수 있다.
복수개 가스 가이드는 도넛 형상이고, 석영 재질일 수 있다.
와이어 구동기구는 와이어가 연결된 드럼과; 드럼을 회전시키는 드럼 회전기구를 포함할 수 있다.
잉곳 성장장치는 인상기구 및 와이어 구동기구를 제어하는 컨트롤러를 포함할 수 있다.
본 발명의 실시 예에 따르면, 가스 도입구로 유입된 가스가 잉곳의 외둘레로 다수회 모아질 수 있어, 잉곳이 보다 신속하고 집중적으로 냉각될 수 있고, 잉곳의 인상 속도가 상승될 수 있다.
또한, 어퍼 가스 가이드의 내부를 통과한 가스 및 어퍼 가이드의 외둘레 외측을 통과한 가스 각각이 로어 가스 가이드의 내부를 통과할 수 있고, 가스가 최대한 잉곳의 외둘레면로 모아질 수 있고, 잉곳의 냉각 성능이 높다.
도 1은 본 발명의 실시 예에 따른 인상 챔버를 통과하는 가스가 잉곳을 냉각할 때의 단면도,
도 2는 도 1에 도시된 가스 가이드가 상측으로 모두 모아졌을 때의 단면도,
도 3은 본 발명의 실시 예에 따른 가스 가이드의 평면도,
도 4는 본 발명의 실시 예에 따른 가스 가이드의 사시도,
도 5는 도 1에 도시된 복수개 가스 가이드가 확대 도시된 단면도이다.
도 6은 본 발명의 실시 예에 따른 잉곳 성장장치의 제어 블록도이다.
이하에서는 본 발명의 구체적인 실시 예를 도면과 함께 상세히 설명하도록 한다.
도 1은 본 발명의 실시 예에 따른 인상 챔버를 통과하는 가스가 잉곳을 냉각할 때의 단면도이고, 도 2는 도 1에 도시된 가스 가이드가 상측으로 모두 모아졌을 때의 단면도이며, 도 3은 본 발명의 실시 예에 따른 가스 가이드의 평면도이고, 도 4는 본 발명의 실시 예에 따른 가스 가이드의 사시도이며, 도 5는 도 1에 도시된 복수개 가스 가이드가 확대 도시된 단면도이다.
잉곳 성장장치는 메인 챔버(1)와, 메인 챔버(1) 위에 배치된 인상 챔버(2)를 포함할 수 있다.
메인 챔버(1)의 내부에는 도가니(11)가 수용되는 도가니 공간(S1)이 형성될 수 있다. 도가니 공간(S1)에는 도가니(11)를 가ž하는 히터(12)가 수용될 수 있고, 히터(12)는 도가니(11)의 외둘레 주변에서 도가니(11)를 가열할 수 있다.
메인 챔버(1)는 복수개 부재의 결합체로 구성될 수 있다. 메인 챔버(1)는 로어 메인 챔버(14)와, 로어 메인 챔버(14)의 상측에 배치된 어퍼 메인 챔버(16)을 포함할 수 있다. 메인 챔버(1)는 도가니 공간(S1)에 배치되고 잉곳(3)이 관통되는 관통공(19)이 형성된 이너 챔버(18)를 포함할 수 있다.
인상 챔버(2)는 메인 챔버(1)의 위에 상하 방향으로 길게 배치될 수 있다. 인상 챔버(2)의 내부에는 잉곳(3)이 수용될 수 있는 인상 공간(S2)이 형성될 수 있다.
잉곳 성장장치는 메인 챔버(1) 또는 인상 챔버(2)에 장착된 냉각관(17)을 더 포함할 수 있다. 냉각관(17)는 이너 챔버(18)의 위에 위치되게 배치될 수 있다. 냉각관(17)에는 물 등의 냉매가 통과할 수 있는 냉매 유로가 형성될 수 있다. 냉각관(17)는 잉곳(3) 중 도가니(11) 위로 상승된 부분을 냉각하도록 설치될 수 있고, 인상챔버(2)의 상단 보다 인상 챔버(2)의 하단에 더 근접하게 배치될 수 있다.
냉각관(17)은 수직 방향으로 긴 중공형의 원통 형상일 수 있고, 그 하단은 도가니(11)를 향할 수 있다. 잉곳(3)에서 방출된 열은 냉각관(17)으로 흡열될 수 있고, 냉각관(17)은 위치 고정인 상태에서 잉곳(3)의 방열을 도울 수 있다.
잉곳 성장장치는 인상 챔버(2) 내 잉곳(3)을 냉각하기 위한 가스(C)를 인상 공간(S2)을 공급할 수 있다.
잉곳(3)을 냉각하기 위한 가스(C)는 저온의 불활성 가스가 인 것이 바람직하고, 일 예로 아르곤(Ar)일 수 있다. 그러나, 인상 공간(S2)으로 공급되는 가스가 아르곤인 것에 한정되지 않고, 저온의 가스의 경우 적용 가능함은 물론이다.
잉곳(3)을 냉각하기 위한 가스(C)는 인상 챔버(2)의 외부에 배치된 가스 공급기(미도시)에서 인상 챔버(2)의 인상 공간(S2)로 유입될 수 있다.
인상 챔버(2)에는 잉곳(3)을 냉각하기 위한 가스(C)가 인상공간(S2)으로 도입되기 위한 가스 도입구(22)가 제공될 수 있다. 가스 도입구(22)는 인상 챔버(2)의 상부에 적어도 하나 형성될 수 있고, 복수개 형성될 수 있다.
가스 공급기에서 공급된 가스(C)는 인상 챔버(2)의 인상 공간(S2)를 통해 하측 방향으로 유동될 수 있고, 인상 공간(S2)은 가스(C)가 잉곳(3)을 냉각시킬 수 있는 냉각 공간일 수 있다.
잉곳 성장장치는 잉곳(3)을 인상하는 인상기구(4)를 포함할 수 있다. 인상기구(4)는 잉곳(3)을 회전시킴과 아울러 인상시키도록 구성될 수 있다. 인상기구(4)는 인상 챔버(2)의 상부에 배치될 수 있다.
인상기구(4)는 인상 챔버(2)의 인상 공간(S2)으로 연장된 케이블(42)을 포함할 수 있다. 인상기구(4)는 케이블(42)에 연결되어 시드를 잡는 시드 척(44)을 더 포함할 수 있다.
인상기구(4)는 케이블(42)이 감기거나 풀리는 케이블 구동기구(46)를 더 포함할 수 있다. 케이블 구동기구(46)는 케이블(42)이 감기는 케이블 드럼(47)과, 케이블 드럼(47)을 정,역 회전시키는 모터 등의 드럼 로터(48)을 포함할 수 있다.
잉곳(3)의 상단(3A)은 시드 척(44)에 근접할 수 있고, 인상기구(4)의 상승 모드시, 잉곳(3)은 전체적으로 원기둥 형상을 형성하면서 인상 챔버(2) 내부의 상측을 향해 점차 상승될 수 있고, 잉곳(3)의 일부는 도 1에 도시된 바와 같이, 인상 챔버(2) 내부에 수용될 수 있다.
잉곳(3)의 외둘레(3B)는 인상 챔버(2)의 내둘레(2A)와 이격될 수 있고, 잉곳(3)의 외둘레(3B)와 인상 챔버(2)의 내둘레(2A) 사이에는 잉곳(3)을 냉각하기 위한 가스가 통과하는 통로(P)가 형성될 수 있다. 가스 도입구(22)로 유입된 가스(C)는 이러한 통로(P)를 통과하면서 잉곳(3)을 냉각시킬 수 있다.
잉곳 성장장치는 인상 챔버(2) 내부에 수용된 복수개 가스 가이드(5)를 포함할 수 있고, 복수개 가스 가이드(5)는 가스 도입구(22)로 도입된 가스(C)를 잉곳(3)의 외둘레(3B)로 유도하도록 배치될 수 있다.
복수개 가스 가이드(5)는 잉곳(3)의 외둘레(3B)와 인상 챔버(2)의 내둘레(2A) 사이에 위치된 상태에서, 가스(C)가 잉곳(3)의 외둘레(3B)로 유도되게 가스(C)를 안내할 수 있다.
복수개 가스 가이드(5)는 가스(C)가 잉곳(3)의 외둘레(3B)로 복수 회 유도되게 배치되는 것이 바람직하고, 복수개 가스 가이드(5)는 수직방향으로 서로 이격되게 배치되는 것이 바람직하다.
통로(P)는 가스 가이드(5)에 의해 내측 통로(P1)과, 외측 통로(P2)로 구분될 수 있다. 내측 통로(P1)는 가스 가이드(5)의 내둘레(5A) 내측에 형성된 통로로 정의될 수 있고, 외측 통로(P2)는 가스 가이드(5)의 외둘레(5B)와 인상 챔버(2)의 내둘레(2A) 사이에 형성된 통로로 정의될 수 있다.
통로(P)는 가스 가이드(5)를 기준으로 내측 통로(P1)와 외측 통로(P2)로 나뉠 수 있다.
통로(P)를 통과하는 가스(C)는 복수개 가스 가이드(5)의 내측 통로(P1)를 최대한 통과하는 것이 바람직하고, 잉곳(3)의 외둘레(3B)를 다수회 냉각시키는 것이 바람직하다.
복수개 가스 가이드(5)는 도 1에 도시된 바와 같이, 하측 방향으로 서로 이격되게 펼쳐질 수 있고, 도 2에 도시된 바와 같이, 상측 방향으로 모아질 수 있다. 복수개 가스 가이드(5)는 서로 연결된 상태에서 하측 방향으로 펼쳐지거나 상측으로 모아질 수 있다.
이를 위해, 잉곳 성장장치는 복수개 가스 가이드(5)가 수직 방향(Z)으로 서로 이격되게 펼쳐지거나 상측으로 모아지도록 복수개 가스 가이드(5)를 이동시킬 수 있는 적어도 하나의 와이어(6)를 포함할 수 있다. 적어도 하나의 와이어(6)는 복수개 가스 가이드(5)의 일부 또는 전부를 승강시킬 수 있다.
와이어(6)는 최소 2개 제공될 수 있고, 복수개 와이어(6)는 가스 가이드(5)의 원주 방향으로 서로 이격된 상태에서, 복수개 가스 가이드(5)가 하측 방향으로 서로 이격되게 펼쳐지게 하거나 복수개 가스 가이드(5)가 상측으로 점차 포개지면서 모아지게 할 수 있다.
복수개 가스 가이드(5)는 복수개 가스 가이드(5)가 최대한 펼쳐졌을 때를 기준으로, 하측 가스 가이드(51)와, 상측 가스 가이드(55)를 포함할 수 있다. 복수개 가스 가이드(5)는 하측 가스 가이드(51)와, 상측 가스 가이드(55) 뿐만 아니라 하측 가스 가이드(51)와 상측 가스 가이드(55) 사이에 위치하는 적어도 하나의 중간 가스 가이드(52)(53)(54)를 더 포함할 수 있다.
이하, 복수개 가스 가이드(5)가 하측 가스 가이드(51)와, 복수개 중간 가스 가이드(52)(53)(54) 및 상측 가스 가이드(55)를 포함하는 것으로 설명한다. 그러나, 본 발명은 복수개 가스 가이드(5)가 하측에 위치하는 하측 가스 가이드와, 하측 가스 가이드 위에 위치하는 상측 가스 가이드의 2개만을 포함하는 것도 가능하고, 하측 가스 가이드(51)와, 하나의 중앙 가스 가이드와, 상측 가스 가이드(55)를 포함하는 것도 가능함은 물론이다.
와이어(6)의 하단에는 복수개 가스 가이드(5) 중 하측 가스 가이드(51)를 리프팅시킬 수 있는 가스 가이드 리프터(61)가 제공될 수 있다. 와이어(6)가 상승되어 가스 가이드 리프터(61)를 상승시키면, 가스 가이드 리프터(61)는 하측 가스 가이드(51)를 상측 방향으로 리프트시킬 수 있다.
복수개 가스 가이드(5)의 각각에는 와이어(6)가 관통되는 와이어 관통공(56, 도 5 참조)이 형성될 수 있다.
와이어(6)는 와이어 관통공(56)를 관통한 상태에서, 상측 방향으로 올려지거나 하측 방향으로 하강될 수 있다. 즉, 와이어(6)는 복수개 가스 가이드 중(51)(52)(53)(54)(55) 하측 가스 가이드(51)를 리프팅시킬 수 있는 리프팅 와이어일 수 있다.
복수개 가스 가이드(5)의 각각은 인접한 타 가스 가이드와 커넥팅 와이어(8, 도 5 참조)로 연결될 수 있다. 커넥팅 와이어(8)의 일단은 인접한 한 쌍의 가스 가이드 중 상측에 위치하는 어퍼 가스 가이드에 연결될 수 있다. 커넥팅 와이어(8)의 타단은 인접한 한 쌍의 가스 가이드 중 하측에 위치하는 로어 가스 가이드에 연결될 수 있다.
커넥팅 와이어(8)는 복수개 가스 가이드(5)가 펼쳐졌을 때, 로어 가스 가이드가 어퍼 가스 가이드에 매달리도록 로어 가스 가이드를 지지할 수 있고, 로어 가스 가이드와 어퍼 가스 가이드의 사이에는 가스(C)가 통과할 수 있는 틈(G)이 형성될 수 있다.
복수개 가스 가이드(5) 각각은 전체적으로 도넛 형상일 수 있다. 복수개 가스 가이드(5)는 열에 잘 견딜 수 있는 재질로 형성되는 것이 바람직하고, 일 예로 석영 재질일 수 있다.
도 5에 도시된 바와 같이, 복수개 가스 가이드(5) 각각의 최소 내경(D1)은 잉곳(3)의 외경(D2) 보다 클 수 있다. 복수개 가스 가이드(5) 각각의 최소 내경(D1)은 복수개 가스 가이드(5) 각각의 내둘레(5A) 하단의 내경으로 정의될 수 있다.
복수개 가스 가이드(5) 각각은 잉곳(3)과 이격된 상태에서 잉곳(3)의 외둘레(3B)로 가스를 안내할 수 있고, 복수개 가스 가이드(5)의 내둘레(5A)와 잉곳(3)의 외둘레(3B) 사이에는 가스(C)가 통과할 수 있는 내측 통로(P1)가 형성될 수 있다.
내측 통로(P1)는 하측으로 갈수록 점차 협소해지는 형상일 수 있고, 복수개 가스 가이드(5)의 내둘레(5A)와 잉곳(3)의 외둘레(3B) 사이의 간격은 하측으로 갈수록 점차 작아질 수 있다.
복수개 가스 가이드(5) 각각은 상하 방향으로 중공된 개구부(S3, 도 3 및 도 4 참조)가 형성된 중공 통체일 수 있다.
개구부(S3)는 가스 가이드(5)의 내둘레(5A) 내측에 형성된 가스 통로를 형성할 수 있다.
복수개 가스 가이드(5) 각각의 외둘레(5B)는 인상 챔버(2)의 내둘레(2A)과 수평 방향(X)으로 이격될 수 있다. 복수개 가스 가이드(5) 각각의 외둘레(5B)와 인상 챔버(2)의 내둘레(2A) 사이에는 가스(C) 중 가스 가이드(5)의 내측 통로(P1)로 유입되지 않는 가스가 통과하는 외측 통로(P2)를 형성할 수 있다.
가스 가이드(5)는 중공 통체의 상부가 중공 통체의 하부 보다 넓을 수 있다. 개구부(S3)의 단면 형상은 사다리꼴 형상일 수 있고, 개구부(S3)는 가스 가이드(5)의 하부로 갈수록 그 단면적이 점차 좁아지게 형성될 수 있다.
복수개 가스 가이드(5) 중 일부는 냉각관(17)의 내측에 수용될 수 있고, 복수개 가스 가이드(5) 중 크기가 가장 큰 가스 냉각관의 최대 외경은 냉각관(17)의 내경 보다 작을 수 있다.
복수개 가스 가이드(5)는 냉각관(17)과 간섭되지 않은 상태에서, 가스를 잉곳(3)의 외둘레(3B)로 유도할 수 있다.
도 5를 참조하면, 복수개 가스 가이드(5)는 중 하측에 위치하는 로어 가스 가이드가 로어 가스 가이드의 상측에 위치하는 어퍼 가스 가이드 보다 더 클 수 있다. 예를 들면, 하측 가스 가이드(51)는 하측 가스 가이드(51)에 가장 인접한 타 가스 가이드(52) 보다 크게 형성될 수 있다. 상측 가스 가이드(55)는 상측 가스 가이드(55)에 가장 인접한 타 가스 가이드(54) 보다 작게 형성될 수 있다.
로어 가스 가이드의 상승시, 로어 가스 가이드의 내둘레(5A)는 어퍼 가스 가이드의 외둘레(5B)에 접촉될 수 있고, 로어 가스 가이드가 어퍼 가스 가이드에 접촉된 상태에서 로어 가스 가이드가 상승되면, 로어 가스 가이드는 어퍼 가스 가이드를 상측 방향으로 밀어 올리면서 리프팅시킬 수 있다.
이를 위해, 로어 가스 가이드의 최소 내경(D1)은 어퍼 가스 가이드의 최대 외경(D3) 보다 작을 수 있다.
로어 가스 가이드의 내부에는 어퍼 가스 가이드가 삽입되어 수용되는 공간이 형성될 수 있다. 이러한 공간은 로어 가스 가이드에 의해 형성된 개구부(S3)로 정의될 수 있다.
복수개 가스 가이드(5)가 펼쳐졌을 때, 로어 가스 가이드의 내둘레면과 어퍼 가스 가이드의 내둘레면 사이에는 가스가 로어 가스 가이드의 내측으로 유입되는 틈(G)이 형성될 수 있다.
잉곳 성장장치는 와이어(6)를 감거나 푸는 와이어 구동기구(7)를 포함할 수 있고, 와이어(6)는 와이어 구동기구(7)에 연결된 상태에서 와이어 구동기구(7)에 감기거나 와이어 구동기구(7)에서 풀릴 수 있다.
와이어 구동기구(7)는 와이어(6)가 연결된 드럼(72)과; 드럼(72)을 회전시키는 드럼 회전기구(74)를 포함할 수 있다.
와이어 구동기구(7)는 최하측 가스 가이드(51)의 높이에 따라 잉곳(3)을 냉각할 수 잇는 시작 위치를 조절할 수 있다.
도 6은 본 발명의 실시 예에 따른 잉곳 성장장치의 제어 블록도이다.
잉곳 성장장치는 인상기구(4) 및 와이어 구동기구(7)를 제어하는 컨트롤러(9)를 포함할 수 있다.
잉곳 성장장치는 사용자 등의 조작자(이하, 조작자라 칭함)가 각종 조작 명령을 입력할 수 있는 입력부(10)를 더 포함할 수 있다.
조작자가 입력부(10)를 통해 잉곳 제조 명령을 입력하면, 컨트롤러(9)는 히터(12) 및 인상기구(4)를 제어할 수 있고, 잉곳(3)의 생성시 와이어 구동기구(7)를 제어할 수 있다.
컨트롤러(9)는 인상기구(4)에 의한 잉곳(3)의 인상시, 잉곳(3)의 상부가 인상 챔버(2)의 인상 공간(S2) 하부에 위치할 때부터 복수개 가스 가이드(5)가 잉곳(2)의 외둘레 주변에 위치되게 하는 것이 바람작하고, 이를 위해, 와이어 구동기구(7)를 하강모드로 제어하는 것이 바람직하다.
컨트롤러(9)는 인상기구(4)에 의한 잉곳(3)의 상승 개시시점에 와이어 구동기구(7)를 하강모드로 제어하는 것이 가능하고, 인상기구(4)에 의한 잉곳(3)의 상승 개시 이전에 와이어 구동기구(7)를 하강모드로 제어하는 것도 가능하다.
컨트롤러(9)는 잉곳(3)의 상부가 인상 챔버(2)의 인상 공간(S2) 상부에 위치할 때까지 와이어 구동기구(7)를 상승모드로 전환하지 않고 유지하는 것이 바람직하고, 가스는 다수의 가스 가이드(5)에 의해 잉곳(3)의 외둘레(3B)에 복수회 유도될 수 있고, 잉곳(3)은 상부부터 하부까지 전체가 신속하게 냉각될 수 있다.
잉곳(3)은 인상 공간(S2)의 설정 높이까지 상승되면, 성장 완료된 것으로 판단될 수 있고, 컨트롤러(9)는 복수개 가스 가이드(5)가 상측으로 모아질 수 있도록 와이어 구동기구(7)를 상승모드로 제어할 수 있고, 와이어 구동기구((7)는 와이어(6)을 상측으로 잡아당겨 복수개 가스 가이드(5)가 상측으로 모을 수 있다.
잉곳 성장장치에 의해 성장 완료된 잉곳(3)은 잉곳 커터에 의해 커팅되는 잉곳 커팅 공정이 실시될 수 있고, 잉곳 성장장치에서 성장 완료된 잉곳(3)의 커팅을 위해, 인상 챔버(2)는 메인 챔버(1)와 분리될 수 있고, 인상 챔버(2)가 메인 챔버(1)가 분리된 후, 인상기구(4)는 잉곳(3)을 하강시킬 수 있으며, 잉곳 커터는 성장 완료된 잉곳(3)을 커팅할 수 있다. 잉곳 커터에 의한 잉곳(3)의 커팅 공정시, 복수개 가스 가이드(5)는 상측으로 모아진 상태이므로, 잉곳(3)의 커팅을 방해하지 않을 수 있다.
이상의 설명은 본 발명의 기술 사상을 예시적으로 설명한 것에 불과한 것으로서, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 본 발명의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위에서 다양한 수정 및 변형이 가능할 것이다.
따라서, 본 발명에 개시된 실시 예들은 본 발명의 기술 사상을 한정하기 위한 것이 아니라 설명하기 위한 것이고, 이러한 실시 예에 의하여 본 발명의 기술 사상의 범위가 한정되는 것은 아니다.
본 발명의 보호 범위는 아래의 청구범위에 의하여 해석되어야 하며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 기술 사상은 본 발명의 권리범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.
1: 메인 챔버 2: 인상 챔버
3: 잉곳 4: 인상기구
5: 가스 가이드 6: 와이어
7: 와이어 구동기구 9: 컨트롤러

Claims (11)

  1. 내부에 도가니가 수용되는 도가니 공간이 형성된 메인 챔버와;
    상기 메인 챔버 상부에 배치되고 잉곳을 냉각하기 위한 가스가 도입되는 가스 도입구가 제공된 인상 챔버와;
    상기 잉곳을 인상하는 인상기구와;
    상기 가스 도입구로 도입된 가스가 상기 잉곳의 외둘레로 유도하기 위해 상기 인상 챔버 내부에 수용된 복수개 가스 가이드와;
    상기 복수개 가스 가이드가 수직 방향으로 서로 이격되게 펼쳐지거나 상측으로 모아지도록 상기 복수개 가스 가이드의 일부 또는 전부를 승강시키는 적어도 하나의 와이어와;
    상기 와이어를 감거나 푸는 와이어 구동기구를 포함하는 잉곳 성장장치.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 복수개 가스 가이드 각각의 최소 내경은 상기 잉곳의 외경 보다 큰 잉곳 성장장치.
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 복수개 가스 가이드 각각의 외둘레는 상기 인상 챔버의 내둘레면과 이격된 잉곳 성장장치.
  4. 제 1 항에 있어서,
    상기 복수개 가스 가이드 각각은 상하 방향으로 중공된 개구부가 형성된 중공 통체이고,
    상기 중공 통체의 상부는 하부 보다 넓은 잉곳 성장장치.
  5. 제 1 항에 있어서,
    상기 복수개 가스 가이드는 중 하측에 위치하는 로어 가스 가이드는 상측에 위치하는 어퍼 가스 가이드 보다 더 큰 잉곳 성장장치.
  6. 제 5 항에 있어서,
    상기 로어 가스 가이드의 최소 내경은 상기 어퍼 가스 가이드의 최대 외경 보다 작은 잉곳 성장장치.
  7. 제 1 항에 있어서,
    상기 로어 가스 가이드의 내부에는 상기 어퍼 가스 가이드가 삽입되어 수용되는 공간이 형성된 잉곳 성장장치.
  8. 제 1 항에 있어서,
    상기 복수개 가스 가이드가 펼쳐졌을 때, 상기 로어 가스 가이드의 내둘레면과 상기 어퍼 가스 가이드의 내둘레면 사이에는 가스가 상기 로어 가스 가이드의 내측으로 유입되는 틈이 형성된 잉곳 성장장치.
  9. 제 1 항에 있어서,
    상기 복수개 가스 가이드는 도넛 형상이고, 석영 재질인 잉곳 성장장치.
  10. 제 1 항에 있어서,
    상기 와이어 구동기구는
    상기 와이어가 연결된 드럼과;
    상기 드럼을 회전시키는 드럼 회전기구를 포함하는 잉곳 성장장치.
  11. 제 1 항에 있어서,
    상기 인상기구 및 와이어 구동기구를 제어하는 컨트롤러를 포함하는 잉곳 성장장치.
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