KR20230158387A - Apparatus for Manufacturing Calcium Fluoride Single Crystal with Appropriate Temperature Distribution - Google Patents

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KR20230158387A
KR20230158387A KR1020220153059A KR20220153059A KR20230158387A KR 20230158387 A KR20230158387 A KR 20230158387A KR 1020220153059 A KR1020220153059 A KR 1020220153059A KR 20220153059 A KR20220153059 A KR 20220153059A KR 20230158387 A KR20230158387 A KR 20230158387A
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calcium fluoride
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crucible
fluoride single
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전수종
최혁진
김희호
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Abstract

적정한 온도 분포를 갖는 불화 칼슘 단결정 제조장치를 개시한다.
본 실시예의 일 측면에 의하면, 불화 칼슘 융액으로부터 불화 칼슘 단결정을 성장시키는 불화 칼슘 단결정 제조장치에 있어서, 상기 불화 칼슘 단결정 제조장치 내 각 구성이 배치될 수 있는 공간을 제공하는 챔버와 상기 챔버 내 구비되고, 장입되는 불화 칼슘 융액을 저장하는 외부 도가니와 상기 외부 도가니로부터 상기 외부 도가니에 저장되는 불화 칼슘 융액을 유입받는 내부 도가니와 상기 외부 도가니가 융점 이상의 온도를 유지할 수 있도록. 상기 외부 도가니로 열을 공급하는 히터와 상기 챔버 내 최외곽에 구현되어, 상기 외부 도가니 및 상기 내부 도가니의 온도를 유지시키는 제1 단열부와 융액을 불화 칼슘 단결정으로 성장시키는 시드와 상기 내부 도가니의 상부에 배치되어, 상기 시드에 의해 성장하는 단결정이 기 설정된 온도 분포를 갖도록 하는 제2 단열부 및 상기 불화 칼슘 단결정 제조장치 내 각 구성의 동작을 제어하는 제어부를 포함하는 것을 특징으로 하는 불화 칼슘 단결정 제조장치를 제공한다.Disclosed is a device for manufacturing calcium fluoride single crystals having an appropriate temperature distribution.
According to one aspect of the present embodiment, in the calcium fluoride single crystal manufacturing apparatus for growing a calcium fluoride single crystal from a calcium fluoride melt, the calcium fluoride single crystal manufacturing apparatus includes a chamber providing a space in which each component in the calcium fluoride single crystal manufacturing apparatus can be placed, and a chamber provided in the chamber. So that the external crucible that stores the calcium fluoride melt that is charged, the inner crucible that receives the calcium fluoride melt that is stored in the external crucible from the outer crucible, and the outer crucible can maintain a temperature above the melting point. A heater that supplies heat to the external crucible, a first insulating part implemented at the outermost part of the chamber to maintain the temperature of the external crucible and the internal crucible, a seed that grows the melt into a calcium fluoride single crystal, and the internal crucible A calcium fluoride single crystal comprising a second insulating part disposed at the upper part so that the single crystal grown by the seed has a preset temperature distribution, and a control part that controls the operation of each component in the calcium fluoride single crystal manufacturing apparatus. Manufacturing equipment is provided.

Description

적정한 온도 분포를 갖는 불화 칼슘 단결정 제조장치{Apparatus for Manufacturing Calcium Fluoride Single Crystal with Appropriate Temperature Distribution}Apparatus for Manufacturing Calcium Fluoride Single Crystal with Appropriate Temperature Distribution}

본 실시예는 내부가 적정한 온도 분포를 가지며 고품질의 광학특성을 갖는 불화 칼슘 단결정을 제조하는 장치에 관한 것이다.This embodiment relates to a device for manufacturing a calcium fluoride single crystal with an appropriate internal temperature distribution and high-quality optical properties.

이 부분에 기술된 내용은 단순히 본 실시예에 대한 배경 정보를 제공할 뿐 종래기술을 구성하는 것은 아니다.The content described in this section simply provides background information for this embodiment and does not constitute prior art.

불화 칼슘 단결정체는 넓은 파장대역, 특히 극자외선(EUV: Extra Ultra Violet) 파장대역에 걸쳐 높은 투과율, 저굴절률, 저분산 특성 및 우수한 화학적 안정성을 갖는다. 이에, 불화 칼슘 단결정체는 렌즈 또는 프리즘 등 다양한 광학구성으로 구현되어 사용되고 있다. 통상적으로 불화 칼슘 단결정체는 브릿지만법을 이용하여 성장한다. 하지만, 대구경 불화 칼슘 성장을 위해서는 초크랄스키법에 의헤 제조된다.Calcium fluoride single crystals have high transmittance, low refractive index, low dispersion characteristics, and excellent chemical stability over a wide wavelength band, especially the extreme ultraviolet (EUV: Extra Ultra Violet) wavelength band. Accordingly, calcium fluoride single crystals are implemented and used in various optical configurations such as lenses or prisms. Typically, calcium fluoride single crystals are grown using the Bridgeman method. However, for large-diameter calcium fluoride growth, it is manufactured by the Czochralski method.

초크랄스키법은 도가니 내에 장입된 불화 칼슘 융액에 일정 방향으로 회전하는 시드(Seed)를 접촉시킨 후, 시드를 서서히 인상시키며 결정을 성장시키는 방법이다. 시드가 인상하며 불화 칼슘 융액은 결정으로 성장한다. The Czochralski method is a method of growing a crystal by bringing a seed rotating in a certain direction into contact with a calcium fluoride melt charged in a crucible and then slowly pulling the seed up. The seed is raised and the calcium fluoride melt grows into crystals.

한편, 전술한 방법과 같이 불화 칼슘 융액이 불화 칼슘 단결정으로 제조됨에 있어, 상당한 시간이 소요된다. 그에 따라 불화 칼슘 융액 내에서 플루오린 기체(F2)가 기화되는데, 그로 인해 금속 성분과 외부 불순물이 결합하는 문제가 발생하게 된다. 불순물의 대표적인 예로서, 산소(O2)가 있다. 산소가 금속 성분과 결합하여 산소 성분이 불화 칼슘 단결정 내 존재하게 될 경우, 단결정의 광학 특성, 예를 들어 투과율은 현저히 떨어지는 문제를 야기하게 된다.On the other hand, when calcium fluoride melt is manufactured into calcium fluoride single crystals as in the above-described method, a considerable amount of time is required. Accordingly, fluorine gas (F 2 ) is vaporized in the calcium fluoride melt, which causes the problem of metal components and external impurities combining. A representative example of an impurity is oxygen (O 2 ). When oxygen combines with a metal component and exists in a calcium fluoride single crystal, the optical properties of the single crystal, such as transmittance, are significantly reduced.

종래부터 불화 칼슘 융액에 불순물이 결합되는 것을 방지하고자 하는 다양한 시도가 진행되어 왔으나, 대부분이 방지율이 충분치 못한 문제가 있었다.Various attempts have been made to prevent impurities from combining in calcium fluoride melts, but most of them have had problems with insufficient prevention rates.

본 발명의 일 실시예는, 플루오린 기체의 배출과 그로 인한 불순물의 결합을 방지함으로써, 고품질의 광학특성을 갖는 불화 칼슘 단결정을 제조하는 불화 칼슘 단결정 제조장치를 제공하는 데 일 목적이 있다.The purpose of one embodiment of the present invention is to provide a calcium fluoride single crystal manufacturing apparatus that produces calcium fluoride single crystals with high quality optical properties by preventing the emission of fluorine gas and the resulting combination of impurities.

또한, 본 발명의 일 실시예는, 장치 내부의 온도가 적정한 분포를 가짐으로써, 고품질의 광학특성을 갖는 불화 칼슘 단결정을 제조하는 불화 칼슘 단결정 제조장치를 제공하는 데 일 목적이 있다.Another object of the present invention is to provide a calcium fluoride single crystal production device that produces calcium fluoride single crystals with high-quality optical properties by maintaining an appropriate temperature distribution inside the device.

본 실시예의 일 측면에 의하면, 불화 칼슘 융액으로부터 불화 칼슘 단결정을 성장시키는 불화 칼슘 단결정 제조장치에 있어서, 상기 불화 칼슘 단결정 제조장치 내 각 구성이 배치될 수 있는 공간을 제공하는 챔버와 상기 챔버 내 구비되고, 장입되는 불화 칼슘 융액을 저장하는 외부 도가니와 상기 외부 도가니로부터 상기 외부 도가니에 저장되는 불화 칼슘 융액을 유입받는 내부 도가니와 상기 외부 도가니가 융점 이상의 온도를 유지할 수 있도록. 상기 외부 도가니로 열을 공급하는 히터와 상기 챔버 내 최외곽에 구현되어, 상기 외부 도가니 및 상기 내부 도가니의 온도를 유지시키는 제1 단열부와 융액을 불화 칼슘 단결정으로 성장시키는 시드와 상기 내부 도가니의 상부에 배치되어, 상기 시드에 의해 성장하는 단결정이 기 설정된 온도 분포를 갖도록 하는 제2 단열부 및 상기 불화 칼슘 단결정 제조장치 내 각 구성의 동작을 제어하는 제어부를 포함하는 것을 특징으로 하는 불화 칼슘 단결정 제조장치를 제공한다.According to one aspect of the present embodiment, in the calcium fluoride single crystal manufacturing apparatus for growing a calcium fluoride single crystal from a calcium fluoride melt, the calcium fluoride single crystal manufacturing apparatus includes a chamber providing a space in which each component in the calcium fluoride single crystal manufacturing apparatus can be placed, and a chamber provided in the chamber. An external crucible that stores the calcium fluoride melt that is charged, an inner crucible that receives the calcium fluoride melt that is stored in the outer crucible from the outer crucible, and the outer crucible can maintain a temperature above the melting point. A heater that supplies heat to the external crucible, a first insulating part implemented at the outermost part of the chamber to maintain the temperature of the external crucible and the internal crucible, a seed that grows the melt into a calcium fluoride single crystal, and the internal crucible A calcium fluoride single crystal comprising a second insulating part disposed at the upper part to ensure that the single crystal grown by the seed has a preset temperature distribution, and a control part to control the operation of each component in the calcium fluoride single crystal manufacturing apparatus. Manufacturing equipment is provided.

본 실시예의 일 측면에 의하면, 상기 제2 단열부는 내부가 빈 원통형으로 구현되는 것을 특징으로 한다.According to one aspect of this embodiment, the second heat insulating part is characterized in that it is implemented in a cylindrical shape with an empty interior.

본 실시예의 일 측면에 의하면, 상기 제2 단열부는 자신의 내부를 관통하여 상기 시드가 승·하강할 수 있도록 배치되는 것을 특징으로 한다.According to one aspect of this embodiment, the second insulation part is arranged to allow the seed to rise and fall through its interior.

본 실시예의 일 측면에 의하면, 상기 제2 단열부는 성장할 단결정보다 큰 직경을 갖는 것을 특징으로 한다.According to one aspect of this embodiment, the second heat insulating part is characterized in that it has a larger diameter than the single crystal to be grown.

본 실시예의 일 측면에 의하면, 상기 제2 단열부는 성장하는 단결정이 자신의 내부에서 성장하도록 하는 것을 특징으로 한다.According to one aspect of this embodiment, the second heat insulating part is characterized in that it allows the growing single crystal to grow within it.

본 실시예의 일 측면에 의하면, 불화 칼슘 융액으로부터 불화 칼슘 단결정을 성장시키는 불화 칼슘 단결정 제조장치에 있어서, 상기 불화 칼슘 단결정 제조장치 내 각 구성이 배치될 수 있는 공간을 제공하는 챔버와 상기 챔버 내 구비되고, 장입되는 불화 칼슘 융액을 저장하는 외부 도가니와 상기 외부 도가니로부터 상기 외부 도가니에 저장되는 불화 칼슘 융액을 유입받는 내부 도가니와 상기 외부 도가니가 융점 이상의 온도를 유지할 수 있도록. 상기 외부 도가니로 열을 공급하는 히터와 상기 챔버 내 최외곽에 구현되어, 상기 외부 도가니 및 상기 내부 도가니의 온도를 유지시키는 제1 단열부와 융액을 불화 칼슘 단결정으로 성장시키는 시드와 상기 내부 도가니의 상부에 배치되어, 상기 시드에 의해 성장하는 단결정이 기 설정된 온도 분포를 갖도록 하는 제2 단열부와 상기 제2 단열부를 가열하는 제2 단열부 히터 및 상기 불화 칼슘 단결정 제조장치 내 각 구성의 동작을 제어하는 제어부를 포함하는 것을 특징으로 하는 불화 칼슘 단결정 제조장치를 제공한다.According to one aspect of the present embodiment, in the calcium fluoride single crystal manufacturing apparatus for growing a calcium fluoride single crystal from a calcium fluoride melt, the calcium fluoride single crystal manufacturing apparatus includes a chamber providing a space in which each component in the calcium fluoride single crystal manufacturing apparatus can be placed, and a chamber provided in the chamber. An external crucible that stores the calcium fluoride melt that is charged, an inner crucible that receives the calcium fluoride melt that is stored in the outer crucible from the outer crucible, and the outer crucible can maintain a temperature above the melting point. A heater that supplies heat to the external crucible, a first insulating part implemented at the outermost part of the chamber to maintain the temperature of the external crucible and the internal crucible, a seed that grows the melt into a calcium fluoride single crystal, and the internal crucible A second insulation unit disposed at the top to allow the single crystal grown by the seed to have a preset temperature distribution, a second insulation unit heater for heating the second insulation unit, and the operation of each component in the calcium fluoride single crystal manufacturing apparatus Provided is a calcium fluoride single crystal manufacturing device characterized by including a control unit for controlling.

본 실시예의 일 측면에 의하면, 상기 제2 단열부 히터는 상기 제2 단열부와 동일한 높이에 위치하는 것을 특징으로 한다.According to one aspect of this embodiment, the second insulation unit heater is located at the same height as the second insulation unit.

본 실시예의 일 측면에 의하면, 상기 제2 단열부 히터는 상기 제2 단열부보다 상대적으로 큰 직경을 갖는 것을 특징으로 한다.According to one aspect of this embodiment, the second insulating portion heater is characterized in that it has a relatively larger diameter than the second insulating portion.

본 실시예의 일 측면에 의하면, 상기 제2 단열부 히터는 상기 제2 단열부의 외곽에 기 설정된 간격만큼 떨어져 배치되는 것을 특징으로 한다.According to one aspect of the present embodiment, the second insulation unit heater is disposed at a predetermined distance apart from the outside of the second insulation unit.

본 실시예의 일 측면에 의하면, 상기 제2 단열부 히터는 상기 제2 단열부가 기 설정된 온도 분포를 갖도록 가열하는 것을 특징으로 한다.According to one aspect of this embodiment, the second insulation unit heater heats the second insulation unit to have a preset temperature distribution.

이상에서 설명한 바와 같이 본 실시예의 일 측면에 따르면, 플루오린 기체의 배출과 그로 인한 불순물의 결합을 방지함으로써, 고품질의 광학특성을 갖는 불화 칼슘 단결정을 제조할 수 있는 장점이 있다.As described above, according to one aspect of this embodiment, there is an advantage in producing a calcium fluoride single crystal with high-quality optical properties by preventing the emission of fluorine gas and the resulting combination of impurities.

또한, 본 실시예의 일 측면에 따르면, 장치 내부의 온도가 적정한 분포를 가짐으로써, 플루오린 기체의 배출과 그로 인한 불순물의 결합을 방지함으로써, 고품질의 광학특성을 갖는 불화 칼슘 단결정을 제조할 수 있는 장점이 있다.In addition, according to one aspect of this embodiment, by having an appropriate temperature distribution inside the device, it is possible to manufacture a calcium fluoride single crystal with high-quality optical properties by preventing the emission of fluorine gas and the resulting combination of impurities. There is an advantage.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 불화 칼슘 단결정 제조장치의 구성을 도시한 단면도이다.
도 2는 본 발명의 제1 실시예에 따른 내부 도가니의 구조를 도시한 도면이다.
도 3은 본 발명의 제2 실시예에 따른 내부 도가니의 구조를 도시한 도면이다.
도 4는 본 발명의 제3 실시예에 따른 내부 도가니의 구조를 도시한 도면이다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 내부 불화 칼슘 단결정 제조장치 내로 유입되는 불활성 기체의 흐름을 예시한 도면이다.
도 6은 본 발명의 다른 일 실시예에 따른 불화 칼슘 단결정 제조장치의 구성을 도시한 단면도이다.
도 7은 본 발명의 다른 일 실시예에 따른 불화 칼슘 단결정 제조장치 내 제2 단열부 히터의 배치를 도시한 도면이다.
도 8은 본 발명의 일 실시예 또는 본 발명의 다른 일 실시예에 따른 불화 칼슘 단결정 제조장치 내 온도 분포를 도시한 도면이다.
도 9는 본 발명의 또 다른 일 실시예에 따른 불화 칼슘 단결정 제조장치의 구성을 도시한 단면도이다.Figure 1 is a cross-sectional view showing the configuration of a calcium fluoride single crystal manufacturing apparatus according to an embodiment of the present invention.
Figure 2 is a diagram showing the structure of an internal crucible according to the first embodiment of the present invention.
Figure 3 is a diagram showing the structure of an internal crucible according to a second embodiment of the present invention.
Figure 4 is a diagram showing the structure of an internal crucible according to a third embodiment of the present invention.
Figure 5 is a diagram illustrating the flow of inert gas flowing into the internal calcium fluoride single crystal production apparatus according to an embodiment of the present invention.
Figure 6 is a cross-sectional view showing the configuration of a calcium fluoride single crystal manufacturing apparatus according to another embodiment of the present invention.
Figure 7 is a diagram showing the arrangement of the second insulation heater in the calcium fluoride single crystal manufacturing apparatus according to another embodiment of the present invention.
Figure 8 is a diagram showing the temperature distribution within the calcium fluoride single crystal manufacturing apparatus according to one embodiment of the present invention or another embodiment of the present invention.
Figure 9 is a cross-sectional view showing the configuration of a calcium fluoride single crystal manufacturing apparatus according to another embodiment of the present invention.

본 발명은 다양한 변경을 가할 수 있고 여러 가지 실시 예를 가질 수 있는 바, 특정 실시 예들을 도면에 예시하고 상세하게 설명하고자 한다. 그러나, 이는 본 발명을 특정한 실시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다. 각 도면을 설명하면서 유사한 참조부호를 유사한 구성요소에 대해 사용하였다.Since the present invention can make various changes and have various embodiments, specific embodiments will be illustrated in the drawings and described in detail. However, this is not intended to limit the present invention to specific embodiments, and should be understood to include all changes, equivalents, and substitutes included in the spirit and technical scope of the present invention. While describing each drawing, similar reference numerals are used for similar components.

제1, 제2, A, B 등의 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 상기 구성요소들은 상기 용어들에 의해 한정되어서는 안 된다. 상기 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다. 예를 들어, 본 발명의 권리 범위를 벗어나지 않으면서 제1 구성요소는 제2 구성요소로 명명될 수 있고, 유사하게 제2 구성요소도 제1 구성요소로 명명될 수 있다. 및/또는 이라는 용어는 복수의 관련된 기재된 항목들의 조합 또는 복수의 관련된 기재된 항목들 중의 어느 항목을 포함한다.Terms such as first, second, A, and B may be used to describe various components, but the components should not be limited by the terms. The above terms are used only for the purpose of distinguishing one component from another. For example, a first component may be named a second component, and similarly, the second component may also be named a first component without departing from the scope of the present invention. The term and/or includes any of a plurality of related stated items or a combination of a plurality of related stated items.

어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "연결되어" 있다거나 "접속되어" 있다고 언급된 때에는, 그 다른 구성요소에 직접적으로 연결되어 있거나 또는 접속되어 있을 수도 있지만, 중간에 다른 구성요소가 존재할 수도 있다고 이해되어야 할 것이다. 반면에, 어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "직접 연결되어" 있다거나 "직접 접속되어" 있다고 언급된 때에서, 중간에 다른 구성요소가 존재하지 않는 것으로 이해되어야 할 것이다.When a component is said to be "connected" or "connected" to another component, it is understood that it may be directly connected to or connected to the other component, but that other components may exist in between. It should be. On the other hand, when it is mentioned that a component is “directly connected” or “directly connected” to another component, it should be understood that there are no other components in between.

본 출원에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시 예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 출원에서 "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다. The terms used in this application are only used to describe specific embodiments and are not intended to limit the invention. Singular expressions include plural expressions unless the context clearly dictates otherwise. In this application, terms such as "include" or "have" should be understood as not precluding the existence or addition possibility of features, numbers, steps, operations, components, parts, or combinations thereof described in the specification. .

다르게 정의되지 않는 한, 기술적이거나 과학적인 용어를 포함해서 여기서 사용되는 모든 용어들은 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해서 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미를 가지고 있다.Unless otherwise defined, all terms used herein, including technical or scientific terms, have the same meaning as generally understood by a person of ordinary skill in the technical field to which the present invention pertains.

일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 것과 같은 용어들은 관련 기술의 문맥 상 가지는 의미와 일치하는 의미를 가지는 것으로 해석되어야 하며, 본 출원에서 명백하게 정의하지 않는 한, 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되지 않는다.Terms defined in commonly used dictionaries should be interpreted as having a meaning consistent with the meaning in the context of the related technology, and unless explicitly defined in the present application, should not be interpreted in an ideal or excessively formal sense. No.

또한, 본 발명의 각 실시예에 포함된 각 구성, 과정, 공정 또는 방법 등은 기술적으로 상호간 모순되지 않는 범위 내에서 공유될 수 있다.Additionally, each configuration, process, process, or method included in each embodiment of the present invention may be shared within the scope of not being technically contradictory to each other.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 불화 칼슘 단결정 제조장치의 구성을 도시한 단면도이다.Figure 1 is a cross-sectional view showing the configuration of a calcium fluoride single crystal manufacturing apparatus according to an embodiment of the present invention.

도 1을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 불화 칼슘 단결정 제조장치(100)는 챔버(110), 제1 단열부(115), 외부 도가니(120), 내부 도가니(125), 도가니 지지부(130), 도가니 이동부(135), 히터(140), 시드(145), 시드 지지부(150), 시드 이동부(155), 제2 단열부(160) 및 제어부(미도시)를 포함한다. Referring to Figure 1, the calcium fluoride single crystal manufacturing apparatus 100 according to an embodiment of the present invention includes a chamber 110, a first insulation part 115, an external crucible 120, an internal crucible 125, and a crucible support part. (130), a crucible moving part 135, a heater 140, a seed 145, a seed support part 150, a seed moving part 155, a second insulation part 160, and a control part (not shown). .

불화 칼슘 단결정 제조장치(100, 이하에서 '제조장치'라 약칭함)는 장입되는 불화 칼슘 융액(이하에서 '융액'이라 약칭함)을 불화 칼슘 단결정으로 결정화시키되, 필연적으로 유입될 수밖에 없는 불순물과 융액의 접촉을 최소화한다. 이에 따라, 제조장치(100)에 의해 제조된 불화 칼슘 단결정은 내부에 불순물을 포함하지 않음에 따라 고품질의 광학특성을 가질 수 있다. 여기서, 불화 칼슘은 불화 마그네슘(MgF2), 불화 스트론튬(SrF2) 또는 불화 바륨(BaF2) 등 플루오린 원소와 알칼리토금속이 결합된 결합물로 대체될 수 있다.The calcium fluoride single crystal manufacturing device (100, hereinafter abbreviated as 'manufacturing device') crystallizes the charged calcium fluoride melt (hereinafter abbreviated as 'melt') into calcium fluoride single crystals, but removes impurities and impurities that are inevitably introduced. Minimize contact with melt. Accordingly, the calcium fluoride single crystal manufactured by the manufacturing apparatus 100 does not contain impurities therein and can therefore have high-quality optical characteristics. Here, calcium fluoride can be replaced with a combination of a fluorine element and an alkaline earth metal, such as magnesium fluoride (MgF 2 ), strontium fluoride (SrF 2 ), or barium fluoride (BaF 2 ).

통상적으로, 융액으로부터 기화하는 플루오린 기체의 배출을 방지하기 위해, 제조장치(100) 내로 불활성 기체가 주입된다. 주입되는 불활성 기체의 대표적인 예로는 아르곤(Ar) 가스가 존재한다. 불활성 기체는 플루오린 기체가 제조장치(100) 외부로 배출되려는 방향과 반대방향으로 주입되며, 플루오린 기체의 배출을 방해한다. 이때, 제조장치(100)는 후술할 내부 도가니(125)의 구조를 가짐에 따라, 불활성 기체의 주입을 이용하여 플루오린 기체의 배출을 보다 우수하게 방해할 수 있다. 이에 따라, 기화된 플루오린 기체가 다시 융액과 결합하도록 할 수 있는 동시에, 불순물이 융액에 결합되는 것을 최대한 방지할 수 있다. Typically, an inert gas is injected into the manufacturing apparatus 100 to prevent the discharge of fluorine gas vaporizing from the melt. A representative example of the injected inert gas is argon (Ar) gas. The inert gas is injected in a direction opposite to the direction in which the fluorine gas is discharged out of the manufacturing device 100, and prevents the discharge of the fluorine gas. At this time, since the manufacturing device 100 has the structure of the internal crucible 125, which will be described later, it is possible to better prevent the discharge of fluorine gas by using the injection of an inert gas. Accordingly, the vaporized fluorine gas can be combined with the melt again, and at the same time, it is possible to prevent impurities from combining with the melt as much as possible.

또한, 제조장치(100)는 융액이 저장된 공간과 단결정이 성장한 공간에 명확한 온도분포를 가짐으로써, 단결정의 품질을 향상시킬 수 있다.In addition, the manufacturing device 100 can improve the quality of the single crystal by having a clear temperature distribution in the space where the melt is stored and the space where the single crystal is grown.

챔버(110)는 제조장치(100)의 구성이 배치될 수 있는 공간을 내부에 포함한다. 이에 따라, 챔버(110)는 제조장치(100)의 구성이 배치될 수 있도록 하여, 제조장치(100)의 구성을 외력으로부터 보호한다. 챔버(110)는 열전도율이 낮은 소재로 구현되어, 챔버(110) 외부와 내부의 열교환을 차단할 수 있다.The chamber 110 includes a space inside where the components of the manufacturing apparatus 100 can be placed. Accordingly, the chamber 110 allows the components of the manufacturing device 100 to be placed and protects the components of the manufacturing device 100 from external forces. The chamber 110 is made of a material with low thermal conductivity, so heat exchange between the outside and inside of the chamber 110 can be blocked.

챔버(110)의 최상단의 일부분은 개방되어, 시드(145)가 시드 이동부에 의해 승·하강할 수 있도록 하며, 챔버(110) 내부로 불활성 기체가 유입될 수 있도록 한다.A portion of the uppermost part of the chamber 110 is open to allow the seed 145 to be raised and lowered by the seed moving part and to allow inert gas to flow into the chamber 110.

제1 단열부(115)는 챔버(110) 내 최외곽에 구현되어, 외부 도가니(120) 및 내부 도가니(125)의 온도가 균일하게 유지될 수 있도록 한다. 제1 단열부(115)는 내부가 빈 원통형으로 구현되며, 챔버(110)의 높이방향으로 최하단의 높이는 적어도 외부 도가니(120)의 최하단부보다 낮게 형성되며, 최상단의 높이는 적어도 외부 도가니(120)의 최상단부보다 높게 형성된다. 특히, 제1 단열부(115)의 최상단의 높이는 제1 단열부(115)의 최상단과 융액이 장입되는 외부 도가니(120)의 바닥면까지의 높이차이가 적어도 내부 도가니(125)의 높이보다 크도록 형성된다. The first insulation unit 115 is implemented at the outermost part of the chamber 110 to ensure that the temperatures of the external crucible 120 and the internal crucible 125 are maintained uniformly. The first insulation portion 115 is implemented as a cylindrical shape with an empty interior, and the height of the lowest end in the height direction of the chamber 110 is formed to be at least lower than the lowest end of the external crucible 120, and the height of the uppermost end is at least that of the external crucible 120. It is formed higher than the top. In particular, the height of the top of the first insulation portion 115 is such that the height difference between the top of the first insulation portion 115 and the bottom of the outer crucible 120 into which the melt is charged is at least greater than the height of the inner crucible 125. It is formed as follows.

제1 단열부(115)의 최상단에는 챔버(110)의 중심부를 향해 돌출된 돌출부(117)가 형성된다. 제1 단열부(115)에 돌출부(117)가 형성됨에 따라, 도 2 내지 4를 참조하여 후술할 내부 도가니(125) 내 날개부(218)가 돌출부(117) 상에 안착하며 내부 도가니(125)가 지지되는 동시에, 날개부(218)와 돌출부(117)가 기화되는 플루오린 기체의 배출을 방지한다. 날개부(218)가 돌출부(117) 상에 안착하며 챔버(110)의 높이방향으로는 틈을 형성하지 않기 때문에, 융액으로부터 기화된 플루오린 기체가 배출되는 것을 방지할 수 있다.A protrusion 117 that protrudes toward the center of the chamber 110 is formed at the top of the first insulation portion 115. As the protrusion 117 is formed in the first insulation portion 115, the wing portion 218 within the inner crucible 125, which will be described later with reference to FIGS. 2 to 4, is seated on the protrusion 117 and the inner crucible 125 ) is supported, and at the same time, the wings 218 and the protrusions 117 prevent the discharge of vaporized fluorine gas. Since the wings 218 are seated on the protrusions 117 and do not form a gap in the height direction of the chamber 110, it is possible to prevent fluorine gas vaporized from the melt from being discharged.

외부 도가니(120)는 장입되는 융액을 저장하며, 히터(140)로부터 열을 제공받아 융액이 응고되지 않도록 불화 칼슘의 융점 이상의 온도를 유지한다. 외부 도가니(120)는 열 전도율이 우수한 소재로 구현되어, 히터(140)로부터 공급되는 열을 받아 도가니(120) 내부 온도가 상승하며 융액의 융점 이상의 온도를 유지한다. 이에 따라, 외부 도가니(120)는 장입되는 융액을 저장하며, 저장하는 과정에서 장입된 융액이 응고하지 않도록 한다.The external crucible 120 stores the charged melt and receives heat from the heater 140 to maintain a temperature above the melting point of calcium fluoride to prevent the melt from solidifying. The external crucible 120 is made of a material with excellent thermal conductivity, receives heat supplied from the heater 140, increases the internal temperature of the crucible 120, and maintains the temperature above the melting point of the melt. Accordingly, the external crucible 120 stores the charged melt and prevents the charged melt from solidifying during the storage process.

내부 도가니(125)는 외부 도가니(120)에 저장된 융액을 유입받아, 시드(145)가 융액으로부터 불화 칼슘 단결정을 성장시킬 수 있도록 한다.The inner crucible 125 receives the melt stored in the outer crucible 120, allowing the seed 145 to grow a calcium fluoride single crystal from the melt.

제조장치(100)는 내부 도가니(125)와 외부 도가니(120)를 모두 포함한다. 외부 도가니(120)는 후술할 도가니 이동부(135)에 의해 승·하강하거나 및 회전한다. 다만, 외부 도가니(120)가 승·하강하거나 회전하는 과정에서 미세한 진동이 필연적으로 발생할 수밖에 없다. 외부 도가니(120) 내 장입된 융액으로부터 시드(145)에 의해 직접 단결정이 성장할 경우, 외부 도가니(120)에 발생하는 진동에 의해 성장하는 단결정의 품질이 저하되는 문제가 발생하게 된다. 이러한 문제를 방지하고자, 내부 도가니(125)는 외부 도가니(120)에 저장된 융액은 유입받으면서, 외부 도가니(120)외 물리적으로 연결되어 있지 않음에 따라 외부 도가니(125)에 필연적으로 발생하게 되는 진동이 내부 도가니(125)로 전달되지 않게 된다. 내부 도가니(125)는 외부 도가니(120)와 물리적으로 연결은 되지 않으면서 외부 도가니(120)로부터 융액을 유입받음으로써 성장할 단결정의 품질을 향상시킨다.The manufacturing device 100 includes both an internal crucible 125 and an external crucible 120. The external crucible 120 is raised, lowered, and rotated by the crucible moving unit 135, which will be described later. However, subtle vibrations inevitably occur during the process of raising/lowering or rotating the external crucible 120. When a single crystal is grown directly from the melt charged in the external crucible 120 by the seed 145, a problem occurs in which the quality of the growing single crystal is deteriorated due to vibration occurring in the external crucible 120. In order to prevent this problem, the internal crucible 125 receives the melt stored in the external crucible 120, but is not physically connected to the external crucible 120, so that vibration inevitably occurs in the external crucible 125. It is not transmitted to this internal crucible (125). The internal crucible 125 is not physically connected to the external crucible 120, but receives melt from the external crucible 120, thereby improving the quality of the single crystal to be grown.

내부 도가니(125)는 시드(145)가 자신의 내부로 하강할 수 있는 구조를 가짐에 따라, 외부 도가니(120)에서 자신의 내부로 유입된 융액과 시드(145)가 접촉할 수 있도록 한다. The inner crucible 125 has a structure that allows the seed 145 to descend into the inner crucible 125, allowing the seed 145 to contact the melt flowing into the inner crucible 120 from the outer crucible 120.

한편, 내부 도가니(125)는 도 2 내지 4를 참조하여 후술할 구조를 가짐에 따라, 외부 도가니(120)의 회전에 따라 유동하는 융액의 흐름을 상쇄할 수 있으며, 챔버(110) 내로 주입되는 불활성 기체가 기 설정된 경로를 따라 흐르도록 함으로써 플루오린 기체의 외부로의 배출을 최소화할 수 있다. 이에 대한 내용은 도 2 내지 4를 참조하여 후술한다. Meanwhile, the inner crucible 125 has a structure that will be described later with reference to FIGS. 2 to 4, so that it can offset the flow of melt flowing according to the rotation of the outer crucible 120 and injected into the chamber 110. By allowing the inert gas to flow along a preset path, the emission of fluorine gas to the outside can be minimized. Details on this will be described later with reference to FIGS. 2 to 4.

도가니 지지부(130)는 외부 도가니(120)를 지지한다. 도가니 지지부(130)는 외부 도가니(120)의 단면적보다 넓은 면적을 가지며, 자신의 상단으로 외부 도가니(120)를 지지한다. 도가니 지지부(130)는 자신의 상단에 외부 도가니(120)를 지지함으로써, 평시에도 안정적으로 외부 도가니(120)가 배치되어 있도록 함과 동시에, 외부 도가니(120)가 후술할 도가니 이동부(135)로부터 외력을 직접 받아 이동하는 것이 아닌 도가니 지지부(130)의 이동으로 간접적으로 이동할 수 있도록 한다.The crucible support 130 supports the external crucible 120. The crucible supporter 130 has a larger area than the cross-sectional area of the external crucible 120, and supports the external crucible 120 with its upper end. The crucible supporter 130 supports the external crucible 120 on its top, thereby ensuring that the external crucible 120 is stably placed even in normal times, and at the same time, the external crucible 120 moves the crucible moving unit 135, which will be described later. Instead of moving by receiving an external force directly from the crucible, it can be moved indirectly by moving the crucible support portion 130.

도가니 이동부(135)는 도가니 지지부(130)의 일면과 접촉하며, 도가니 지지부(130)를 승·하강시키거나 회전시킨다. 도가니 이동부(135)는 도가니 지지부(130)의 일면, 특히, 외부 도가니(120)가 안착된 면의 반대면과 접촉하며, 도가니 지지부(130)를 승·하강시키거나 회전시킨다. 도가니 이동부(135)에 의해 도가니 지지부가 승·하강하거나 회전하며, 도가니 지지부(130)와 함께 외부 도가니(120)도 승·하강하거나 회전하게 된다. The crucible moving part 135 contacts one surface of the crucible support part 130 and raises/lowers or rotates the crucible support part 130. The crucible moving part 135 contacts one surface of the crucible support part 130, particularly the surface opposite to the surface on which the external crucible 120 is seated, and raises/lowers or rotates the crucible support part 130. The crucible support part is raised/lowered or rotated by the crucible moving part 135, and the external crucible 120 is also raised/lowered or rotated together with the crucible support part 130.

히터(140)는 외부 도가니(120)로 열을 공급한다. 히터(140)는 내부가 빈 원통형으로 구현되어, 외부 도가니(120)의 외곽에 배치되어 외부 도가니(120)로 열을 공급한다. 히터(140)는 외부 도가니(120)가 융점 이상의 온도를 유지할 수 있도록 한다. The heater 140 supplies heat to the external crucible 120. The heater 140 is implemented as a cylindrical shape with an empty interior, and is placed on the outside of the external crucible 120 to supply heat to the external crucible 120. The heater 140 allows the external crucible 120 to maintain a temperature above the melting point.

히터(140)는 외부 도가니(120)와 간격을 두고 배치되어, 외부 도가니(120)와 히터(140) 간에 불활성 기체가 유동할 수 있도록 한다. The heater 140 is disposed at a distance from the external crucible 120 to allow inert gas to flow between the external crucible 120 and the heater 140.

시드(145)는 시드 이동부(155)에 의해 승·하강하며, 융액을 불화 칼슘 단결정으로 성장시킨다. 시드(145)는 시드 이동부(155)에 의해 챔버(110)의 최상단 개방된 부분으로 하강하며 융액의 표면과 접촉하게 되며, 접촉 후 시드 이동부(155)에 의해 회전하는 동시에 서서히 승강하며 단결정을 성장시킨다. The seed 145 is raised and lowered by the seed moving part 155, and the melt is grown into a calcium fluoride single crystal. The seed 145 descends to the uppermost open part of the chamber 110 by the seed moving part 155 and comes into contact with the surface of the melt. After contact, it rotates by the seed moving part 155 and slowly rises to form a single crystal. grow.

시드 지지부(150)는 시드(145)와 시드 이동부(155)를 물리적으로 연결시키며, 시드(145)가 승·하강과정에서 흔들리지 않도록 지지한다. The seed support unit 150 physically connects the seed 145 and the seed moving unit 155, and supports the seed 145 so that it does not shake during the raising and lowering process.

시드 이동부(155)는 시드(145)를 승·하강시키는 동시에 회전시킨다. 시드 이동부(155)는 시드(145)에 의해 단결정이 성장할 수 있도록 시드(145)를 승·하강시키는 동시에 회전시킨다.The seed moving unit 155 raises and lowers the seed 145 and rotates it at the same time. The seed moving unit 155 raises and lowers the seed 145 and rotates it at the same time so that a single crystal can be grown by the seed 145.

제2 단열부(160)는 내부 도가니(125)의 상부에 배치되어, 시드(145)에 의해 성장하는 단결정이 기 설정된 온도 분포를 갖도록 한다. 단결정이 우수한 광학 품질을 갖기 위해서는, 단결정의 하부로부터 상부(시드에 근접한 방향)로 갈수록 온도가 감소하는 분포를 가져야 한다. 다만, 성장하는 단결정의 길이가 길어질수록, 열의 대류 또는 복사가 진행하며 단결정의 온도가 균일해지는 현상이 발생하거나 전체적으로 온도가 상승하는 현상이 발생할 수 있다. 또한, 성장하는 단결정으로 히터(140)로부터 방출되는 열이나 히터에 의해 가열된 외부 도가니(120)로부터 열이 공급되며 온도가 원치 않게 상승하는 현상이 발생할 수 있다.The second insulation unit 160 is disposed on the upper part of the internal crucible 125 so that the single crystal grown by the seed 145 has a preset temperature distribution. In order for a single crystal to have excellent optical quality, it must have a distribution in which the temperature decreases from the bottom of the single crystal to the top (closer to the seed). However, as the length of the growing single crystal increases, convection or radiation of heat progresses and the temperature of the single crystal may become uniform or the overall temperature may increase. Additionally, as heat emitted from the heater 140 or heat supplied from the external crucible 120 heated by the heater is supplied to the growing single crystal, an unwanted increase in temperature may occur.

전술한 현상을 방지하기 위해, 제2 단열부(160)가 배치된다. 제2 단열부(160)는 내부가 빈 원통형으로 구현되며, 직경은 성장할 단결정보다 크게 구현된다. 제2 단열부(160)는 자신의 내부를 관통하여 시드(145)가 승·하강할 수 있도록 배치됨에 따라, 성장하는 단결정이 자신의 내부에 위치할 수 있도록 한다. 또한, 제2 단열부(160)의 최하단은 융액과 접촉하지 않는 선에서 외부 도가니(120)의 상부 끝단보다 낮은 높이까지 위치하며, 제2 단열부(160)의 (높이방향으로의) 길이는 성장하는 단결정의 (높이방향으로의) 길이보다 길게 구현될 수 있다. 이에 따라, 제2 단열부(160)는 전술한 열의 대류, 복사 또는 공급을 최대한 차단한다. 제2 단열부(160)가 배치되며, 성장하는 단결정은 기 설정된 온도 분포를 최대한 유지할 수 있어, 우수한 광학 품질을 가질 수 있다. In order to prevent the above-described phenomenon, the second heat insulating portion 160 is disposed. The second insulation portion 160 is implemented as a cylindrical shape with an empty interior, and has a diameter larger than that of the single crystal to be grown. The second insulation portion 160 is disposed so that the seed 145 can rise and fall through its interior, thereby allowing the growing single crystal to be located within its interior. In addition, the lowest end of the second insulating part 160 is located at a level lower than the upper end of the external crucible 120 at a line that does not contact the melt, and the length (in the height direction) of the second insulating part 160 is It can be implemented to be longer than the length (in the height direction) of the growing single crystal. Accordingly, the second insulation unit 160 blocks convection, radiation, or supply of the above-mentioned heat as much as possible. The second heat insulating part 160 is disposed, and the growing single crystal can maintain a preset temperature distribution as much as possible and have excellent optical quality.

제어부(미도시)는 제조장치(100) 내 각 구성의 동작을 제어한다.The control unit (not shown) controls the operation of each component within the manufacturing device 100.

제어부(미도시)는 도가니 이동부(135)의 이동을 제어한다. 시드(145)가 융액으로부터 단결정을 성장시킬 경우, 제어부(미도시)는 성장된 단결정 양만큼 감소한 융액이 내부 도가니(125)로 유입되도록 도가니 이동부(135)를 제어한다. 융액은 외부 도가니(120)에 장입되어 저장되고 있으며, 내부 도가니(125)는 제1 단열부(115)의 돌출부(117)에 안착되어 고정되어 있다. 제어부(미도시)는 외부 도가니(120)가 상승하도록 도가니 이동부(135)를 제어하여, 단결정이 성장하며 감소한만큼 융액이 내부 도가니(125)로 유입될 수 있도록 한다. 제어부(미도시)는 단결정의 성장속도(시드의 상승속도)에 따라 감소하는 융액의 양과 내부 도가니(125)로 유입되는 융액의 양이 일치하도록 도가니 이동부(135)를 제어한다.The control unit (not shown) controls the movement of the crucible moving unit 135. When the seed 145 grows a single crystal from the melt, the control unit (not shown) controls the crucible moving unit 135 so that the melt reduced by the amount of the grown single crystal flows into the internal crucible 125. The melt is charged and stored in the external crucible 120, and the internal crucible 125 is seated and fixed on the protrusion 117 of the first insulating part 115. The control unit (not shown) controls the crucible moving unit 135 so that the external crucible 120 rises, allowing melt to flow into the internal crucible 125 as the single crystal grows and decreases. The control unit (not shown) controls the crucible moving unit 135 so that the amount of melt decreasing according to the growth rate of the single crystal (seed rising speed) matches the amount of melt flowing into the internal crucible 125.

전술한 동작과 무관하게, 제어부(미도시)는 도가니 지지부(130)를 회전시키도록 도가니 이동부(135)를 제어한다. 전술한 대로, 융액으로부터 단결정이 성장하기까지 상당한 시간이 소요된다. 이에, 융액이 외부 도가니(120)에 그대로 장입되어 있을 경우, 융액이 응고하거나 결정화할 가능성도 존재한다. 이를 방지하기 위해, 제어부(미도시)는 도가니 지지부(130)를 상승시키는 동작과는 무관하게 도가니 지지부(130)를 기 설정된 방향으로 지속적으로 회전시킨다. 도가니 지지부(130)의 회전에 따라 외부 도가니(120)도 함께 회전하며, 외부 도가니(120) 내 융액도 기 설정된 방향으로 지속적으로 회전할 수 있다. 융액이 지속적으로 유동(회전)하며 응고 또는 결정화되지 않을 수 있다.Regardless of the above-described operation, the control unit (not shown) controls the crucible moving unit 135 to rotate the crucible support unit 130. As mentioned above, it takes a considerable amount of time for a single crystal to grow from a melt. Accordingly, when the melt is charged as is into the external crucible 120, there is a possibility that the melt may solidify or crystallize. To prevent this, the control unit (not shown) continuously rotates the crucible supporter 130 in a preset direction regardless of the operation of raising the crucible supporter 130. As the crucible supporter 130 rotates, the outer crucible 120 also rotates, and the melt in the outer crucible 120 may also continuously rotate in a preset direction. The melt flows (rotates) continuously and may not solidify or crystallize.

제어부(미도시)는 시드 이동부(155)의 동작을 제어한다. 제어부(미도시)는 시드(145)가 내부 도가니(125)로 유입된 융액의 표면까지 하강하도록 시드 이동부(155)를 제어한다. 시드(145)가 내부 도가니(125)로 유입된 융액의 표면까지 하강한 경우, 시드(145)에 의해 단결정이 성장할 수 있도록 제어부(미도시)는 시드 이동부(155)를 제어하여 시드(145)를 상승시킨다. A control unit (not shown) controls the operation of the seed moving unit 155. The control unit (not shown) controls the seed moving unit 155 so that the seed 145 descends to the surface of the melt introduced into the internal crucible 125. When the seed 145 descends to the surface of the melt flowing into the internal crucible 125, the control unit (not shown) controls the seed moving unit 155 to allow the single crystal to grow by the seed 145. ) increases.

전술한 동작과는 무관하게, 제어부(미도시)는 시드(145)가 기 설정된 방향과 반대방향으로 지속적으로 회전하도록 시드 이동부(155)를 제어한다. 특히, 제어부(미도시)는 시드(145)가 내부 도가니(125)로 유입된 융액의 표면과 접촉하며 단결정을 성장시키기 위해 상승하는 과정에서, 기 설정된 방향과 반대방향으로 지속적으로 회전하도록 시드 이동부(155)를 제어한다. Regardless of the above-described operation, the control unit (not shown) controls the seed moving unit 155 so that the seed 145 continuously rotates in a direction opposite to the preset direction. In particular, the control unit (not shown) moves the seed 145 so that it continuously rotates in the direction opposite to the preset direction while the seed 145 is in contact with the surface of the melt flowing into the internal crucible 125 and rises to grow a single crystal. Controls unit 155.

제어부(미도시)는 제조장치(100) 내 기타 구성이 전술한 동작을 수행하도록 제어한다.The control unit (not shown) controls other components in the manufacturing apparatus 100 to perform the above-described operations.

도 2는 본 발명의 제1 실시예에 따른 내부 도가니의 구조를 도시한 도면이다.Figure 2 is a diagram showing the structure of an internal crucible according to the first embodiment of the present invention.

도 2를 참조하면, 본 발명의 제1 실시예에 따른 내부 도가니(125)는 상단부(210), 날개부(218), 중간부(220), 하단부(230a) 및 유입공(240)을 포함한다.Referring to Figure 2, the internal crucible 125 according to the first embodiment of the present invention includes an upper part 210, a wing part 218, a middle part 220, a lower part 230a, and an inlet hole 240. do.

상단부(210)는 내부에 복수의 관통공(214)을 포함하며, 단면적이 하단부를 향할수록 작아지도록 경사를 갖는다. The upper end 210 includes a plurality of through holes 214 therein, and is inclined so that the cross-sectional area becomes smaller toward the lower end.

상단부(210)는 상단부(210) 내에 복수의 관통공(214)을 포함함으로써, 챔버(110)의 개방된 부분으로 유입되는 불활성 기체가 관통공(214)을 거쳐 내부 도가니(125) 외부로 배출될 수 있도록 한다. 융액은 관통공(245) 및 유입공(240)으로부터, 중간부(220)의 일 부분까지만 유입된다. 상단부(210)에는 기체가 유동할 수 있는 공간이 형성되며, 챔버(110)의 개방된 부분으로 유입되는 불활성 기체는 관통공(214)을 거쳐 내부 도가니(125) 외부로 배출될 수 있다.The upper part 210 includes a plurality of through holes 214 within the upper part 210, so that the inert gas flowing into the open part of the chamber 110 is discharged to the outside of the internal crucible 125 through the through hole 214. make it possible The melt flows from the through hole 245 and the inlet hole 240 only to a portion of the middle portion 220. A space through which gas can flow is formed at the upper end 210, and the inert gas flowing into the open part of the chamber 110 can be discharged to the outside of the internal crucible 125 through the through hole 214.

상단부(210)는 개방된 상부(최상단)를 가지며, 단면적이 하단부(230a)를 향할수록 작아지는 형태로 경사를 갖는다. 상단부(210)는 개방된 상부를 가지며, 상부에서 불활성 기체와 시드(145)가 유입될 수 있도록 한다. 이때, 상단부(210)는 전술한 경사를 가짐에 따라, 상대적으로 많은 양의 불활성 기체가 보다 원활히 상단부(210) 내로 유입될 수 있도록 한다.The upper part 210 has an open upper part (top end) and is inclined in such a way that the cross-sectional area becomes smaller toward the lower part 230a. The upper part 210 has an open top and allows inert gas and seeds 145 to flow in from the top. At this time, the upper part 210 has the above-described slope, allowing a relatively large amount of inert gas to flow more smoothly into the upper part 210.

상단부(210)는 하단부(230a)로부터 먼 끝단에 내부 도가니(125)의 중심으로부터 멀어지는 방향으로 돌출된 날개부(218)를 포함한다. 날개부(218)는 상단부(210)는 하단부(230a)로부터 먼 끝단에서 둘레 방향으로 모든 부분으로 돌출되어 형성된다. 날개부(218)가 전술한 방향으로 돌출되어 형성됨에 따라, 제1 단열부(115)의 돌출부(117)에 안착될 수 있다. 날개부(218)는 둘레방향으로 모든 부분으로 돌출되어 형성됨에 따라, 돌출부(117)와 접촉하는 면적이 증가하며 안정적으로 내부 도가니(125)가 제1 단열부(115) 상에 지지될 수 있도록 한다. The upper portion 210 includes a wing portion 218 protruding in a direction away from the center of the inner crucible 125 at an end distal from the lower portion 230a. The upper part 210 of the wing part 218 is formed so as to protrude in all parts in the circumferential direction from the end farthest from the lower part 230a. As the wing portion 218 is formed to protrude in the above-mentioned direction, it can be seated on the protrusion 117 of the first heat insulating portion 115. As the wing portion 218 is formed to protrude from all parts in the circumferential direction, the area in contact with the protrusion 117 increases and the inner crucible 125 can be stably supported on the first insulation portion 115. do.

중간부(220)는 경사없이 연직방향으로 단면적이 균일한 형태를 가지며, 하단부(230a)를 거쳐 유입된 융액이 위치할 수 있도록 한다. The middle portion 220 has a uniform cross-sectional area in the vertical direction without any inclination, and allows melt flowing in through the lower portion 230a to be located.

중간부(220)는 내부에 복수의 관통공(225a)을 포함한다. 중간부(220)는 관통공(225a)을 포함함으로써, 융액이 중간부(220) 내 얼마만큼의 높이까지 유입되었는지 외부에서 확인할 수 있도록 한다. 관통공(225a)는 중간부(220) 내 무작위로 형성될 수 있으나, 외부에서 유입된 융액의 높이를 보다 원활히 확인할 수 있도록, 도 2에 도시된 바와 같이 기 설정된 간격마다 높이방향을 기준으로 일렬로 형성될 수 있다.The middle portion 220 includes a plurality of through holes 225a therein. The middle part 220 includes a through hole 225a, so that the height of the melt has flowed into the middle part 220 can be confirmed from the outside. The through holes 225a may be formed randomly in the middle portion 220, but in order to more easily check the height of the melt introduced from the outside, they are aligned in the height direction at preset intervals as shown in FIG. 2. It can be formed as

하단부(230a)는 단면적이 하단부를 향할수록 작아지도록 경사를 가지며, 내부에 복수의 관통공(235)을 포함한다. The lower end portion 230a is inclined so that the cross-sectional area becomes smaller toward the lower end, and includes a plurality of through holes 235 therein.

하단부(230a)도 상단부(210)와 동일한 각도로 경사를 갖는다. 하단부(230a)에 경사가 형성됨에 따라 외부 도가니(120)의 회전에 따라 함께 회전하는 융액의 유동성을 상쇄시킨다. 전술한 대로, 외부 도가니(120)는 도가니 이동부(135)의 회전에 따라 기 설정된 방향으로 회전한다. 반면, 중간부(220)까지 유입되어 융액으로부터 단결정을 성장시키는 시드(145)는 기 설정된 방향의 반대방향으로 회전하며 상승한다. 이에 따라, 외부 도가니(120)의 회전에 따라 융액이 지속적으로 기 설정된 방향으로 회전하는 상태를 갖는다면, 시드(145)로부터 원활한 단결정의 성장은 곤란하며, 성장하더라도 품질에 악영향이 발생할 수 있다. 이를 방지하기 위해, 하단부(230a)는 전술한 각도로 경사를 가짐으로써 융액의 유동성(회전)을 상쇄시킨다.The lower part 230a also has an inclination at the same angle as the upper part 210. As the slope is formed in the lower part 230a, the fluidity of the melt that rotates with the rotation of the external crucible 120 is canceled out. As described above, the external crucible 120 rotates in a preset direction according to the rotation of the crucible moving part 135. On the other hand, the seed 145 that flows into the middle portion 220 and grows a single crystal from the melt rotates in the opposite direction to the preset direction and rises. Accordingly, if the melt continues to rotate in a preset direction as the external crucible 120 rotates, it is difficult to grow a single crystal smoothly from the seed 145, and even if it grows, a negative effect on quality may occur. To prevent this, the lower part 230a is inclined at the above-mentioned angle to offset the fluidity (rotation) of the melt.

한편, 하단부(230a)는 복수의 관통공(235)을 포함한다. 하단부(230a)가 복수의 관통공(235)을 포함함으로써, 외부 도가니(120)로부터 융액의 유입율을 향상시킨다. 특히, 하단부(230a)는 전술한 각도로의 경사를 갖기 때문에, 관통공(235)을 거치며 보다 원활하게 융액이 유입될 수 있다.Meanwhile, the lower part 230a includes a plurality of through holes 235. Since the lower part 230a includes a plurality of through holes 235, the inflow rate of melt from the external crucible 120 is improved. In particular, since the lower end portion 230a has an inclination at the angle described above, melt can flow more smoothly through the through hole 235.

하단부(230a)의 하부(최하단)에는 기 설정된 면적을 갖는 유입공(240)이 형성된다. 유입공(240)이 하단부(230a)의 하부에 형성됨에 따라, 외부 도가니(120)에 장입되어 저장되고 있는 융액이 하단부(230)로 유입될 수 있다.An inlet hole 240 having a preset area is formed at the lower part (lowest end) of the lower part 230a. As the inlet hole 240 is formed in the lower part of the lower part 230a, the melt charged and stored in the external crucible 120 can flow into the lower part 230.

도 3은 본 발명의 제2 실시예에 따른 내부 도가니의 구조를 도시한 도면이다.Figure 3 is a diagram showing the structure of an internal crucible according to a second embodiment of the present invention.

도 3을 참조하면, 본 발명의 제2 실시예에 따른 내부 도가니(125)는 동일한 상단부(210)를 포함하되, 상이한 구조의 관통공(225b)을 갖는 중간부(220) 및 관통공을 포함하지 않는 하단부(230b)를 포함한다. Referring to Figure 3, the internal crucible 125 according to the second embodiment of the present invention includes the same upper part 210, but includes a middle part 220 and a through hole having a through hole 225b of a different structure. It includes a lower part (230b) that is not used.

중간부(220)는 복수의 관통공(225b)을 포함한다. 다만, 관통공(225b)은 높이방향으로 길게 형성된 하나의 관통공이 기 설정된 간격마다 형성된 형태를 갖는다. 하나의 관통공이 높이방향으로 길게(기 설정된 기준치 이상의 길이를 갖는 상태) 형성됨에 따라, 융액이 중간부(220) 내 얼마만큼의 높이까지 유입되었는지 외부에서 보다 정확히 확인할 수 있도록 한다. 높이방향으로 복수의 관통공이 간격마다 형성된 경우라면, 높이방향으로 관통공이 형성되지 않은 위치에서는 융액의 높이를 정확히 확인하기 곤란하지만, 하나의 관통공이 높이 방향으로 길게 형성됨에 따라 매 시점마다 융액의 높이를 확인할 수 있다.The middle portion 220 includes a plurality of through holes 225b. However, the through hole 225b has a shape in which a single through hole is formed long in the height direction at predetermined intervals. As one through hole is formed long in the height direction (having a length greater than a preset standard value), it is possible to more accurately check from the outside to what height the melt has flowed into the middle portion 220. In the case where a plurality of through holes are formed at intervals in the height direction, it is difficult to accurately check the height of the melt at a location where no through holes are formed in the height direction. However, as one through hole is formed long in the height direction, the height of the melt is determined at each time point. You can check.

한편, 하단부(230b)는 관통공을 포함하지 않을 수 있다. 이에 따라, 융액의 유입율은 다소 감소할 수 있지만, 융액의 유동성(회전)을 상쇄율은 보다 향상될 수 있다.Meanwhile, the lower part 230b may not include a through hole. Accordingly, the inflow rate of the melt may be slightly reduced, but the offset rate for the fluidity (rotation) of the melt may be further improved.

도 4는 본 발명의 제3 실시예에 따른 내부 도가니의 구조를 도시한 도면이다.Figure 4 is a diagram showing the structure of an internal crucible according to a third embodiment of the present invention.

도 4를 참조하면, 본 발명의 제3 실시예에 따른 내부 도가니(125)는 동일한 상단부(210) 및 중간부(220)를 포함하되, 상이한 구조의 하단부(230c)를 포함한다. Referring to FIG. 4, the internal crucible 125 according to the third embodiment of the present invention includes the same upper part 210 and middle part 220, but includes a lower part 230c of a different structure.

본 발명의 제3 실시예에 따른 내부 도가니(125)는 본 발명의 제1 실시예에 따른 내부 도가니(125)의 상단부(210) 및 중간부(220)와 동일한 상단부 및 중간부를 포함하거나, 본 발명의 제2 실시예에 따른 내부 도가니(125)의 상단부(210) 및 중간부(220)와 동일한 상단부 및 중간부를 포함할 수 있다.The internal crucible 125 according to the third embodiment of the present invention includes the same upper end and middle part as the upper end 210 and the middle part 220 of the internal crucible 125 according to the first embodiment of the present invention, or It may include the same upper and middle portions as the upper and middle portions 210 and 220 of the internal crucible 125 according to the second embodiment of the invention.

다만, 하단부(230c)는 하단부(230b)와 마찬가지로 관통공을 포함하지 않을 수 있으며, 하단부(230a) 및 하단부(230b)보다 상대적으로 높이가 작도록 형성될 수 있다. 하단부(230c)의 높이가 낮아짐에 따라, 내부 도가니(125)와 외부 도가니(120)의 간 간격은 벌어지게 되어, 외부 도가니(120)로 상대적으로 많은 양의 융액이 장입되어 저장될 수 있다. 따라서, 본 발명의 제3 실시예에 따른 내부 도가니(125)는 외부 도가니(120)로 상대적으로 많은 양의 융액이 저장되어야 하는, 상대적으로 큰 단결정을 성장시키는데 적합할 수 있다.However, the lower portion 230c may not include a through hole like the lower portion 230b, and may be formed to have a relatively smaller height than the lower portions 230a and 230b. As the height of the lower part 230c decreases, the gap between the inner crucible 125 and the outer crucible 120 increases, so that a relatively large amount of melt can be charged and stored in the outer crucible 120. Accordingly, the internal crucible 125 according to the third embodiment of the present invention may be suitable for growing a relatively large single crystal in which a relatively large amount of melt must be stored in the external crucible 120.

도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 내부 불화 칼슘 단결정 제조장치 내로 유입되는 불활성 기체의 흐름을 예시한 도면이다.Figure 5 is a diagram illustrating the flow of inert gas flowing into the internal calcium fluoride single crystal production apparatus according to an embodiment of the present invention.

도 5를 참조하면, 챔버(110)의 개방된 부분으로 불활성 기체가 챔버(110) 내로 유입된다. 챔버(110) 내로 유입된 불활성 기체는 내부 도가니(125)를 향하게 되며, 내부 도가니(125) 내 관통공(214)을 거쳐 내부 도가니(125) 외부로 배출된다. 내부 도가니(125) 외부로 배출되는 불활성 기체는 외부 도가니(120)와 히터(140) 사이의 공간으로 진행하며 도가니 이동부(135)와 챔버(110) 간에 형성되는 틈으로 배출된다. 불활성 기체는 챔버(110) 내에 유입되어 전술한 흐름으로 흐르게 된다. Referring to FIG. 5, inert gas flows into the chamber 110 through the open portion of the chamber 110. The inert gas flowing into the chamber 110 is directed to the inner crucible 125 and is discharged to the outside of the inner crucible 125 through the through hole 214 in the inner crucible 125. The inert gas discharged outside the internal crucible 125 proceeds into the space between the external crucible 120 and the heater 140 and is discharged through a gap formed between the crucible moving part 135 and the chamber 110. The inert gas is introduced into the chamber 110 and flows in the above-described flow.

불활성 기체가 내부 도가니(125)의 형태에 따라 전술한 흐름으로 흐르며 플루오린 기체의 챔버 외부로의 배출을 최대한 방지할 수 있다. 불활성 기체가 챔버(110)의 개방된 부분으로부터 내부 도가니(125)를 향하는 방향으로의 흐름이 형성되며, 내부 도가니(125)로 유입된 융액 내에서 기화되는 플루오린 기체가 챔버 외부로 배출되는 것을 최대한 방지할 수 있다. 또한, 불활성 기체가 내부 도가니(125) 내 관통공(214)을 거쳐 내부 도가니(125) 외부로 배출되어, 외부 도가니(120)와 히터(140) 사이의 공간으로 진행하는 흐름이 형성되며, 외부 도가니(120)에 장입되어 저장되어 있는 융액 내에서 기화되는 플루오린 기체가 챔버 외부로 배출되는 것 또한 방지될 수 있다. 특히, 외부 도가니(120)에 장입되어 저장되어 있는 융액 내에서 기화되는 플루오린 기체는 전술한 불활성 기체의 흐름과 함께 돌출부(117) 및 날개부(218)의 구조적 특징으로 보다 확실하게 배출이 방지될 수 있다.The inert gas flows in the above-described flow according to the shape of the internal crucible 125, and discharge of fluorine gas to the outside of the chamber can be prevented as much as possible. A flow of inert gas is formed from the open part of the chamber 110 toward the inner crucible 125, and the fluorine gas vaporized in the melt introduced into the inner crucible 125 is discharged to the outside of the chamber. This can be prevented as much as possible. In addition, the inert gas is discharged to the outside of the inner crucible 125 through the through hole 214 in the inner crucible 125, forming a flow that progresses to the space between the outer crucible 120 and the heater 140, and forming a flow through the outer crucible 125. Fluorine gas vaporized in the melt charged and stored in the crucible 120 can also be prevented from being discharged to the outside of the chamber. In particular, the fluorine gas vaporized in the melt charged and stored in the external crucible 120 is more reliably prevented from being discharged due to the structural features of the protrusion 117 and wings 218 along with the flow of the inert gas described above. It can be.

도 6은 본 발명의 다른 일 실시예에 따른 불화 칼슘 단결정 제조장치의 구성을 도시한 단면도이고, 도 7은 본 발명의 다른 일 실시예에 따른 불화 칼슘 단결정 제조장치 내 제2 단열부 히터의 배치를 도시한 도면이다.Figure 6 is a cross-sectional view showing the configuration of a calcium fluoride single crystal manufacturing apparatus according to another embodiment of the present invention, and Figure 7 is an arrangement of the second insulation heater in the calcium fluoride single crystal manufacturing apparatus according to another embodiment of the present invention. This is a drawing showing.

도 6을 참조하면, 본 발명의 다른 일 실시예에 따른 불화 칼슘 단결정 제조장치(100)는 본 발명의 일 실시예에 따른 불화 칼슘 단결정 제조장치의 구성에 제2 단열부 히터(170)를 더 포함한다. Referring to FIG. 6, the calcium fluoride single crystal manufacturing apparatus 100 according to another embodiment of the present invention adds a second insulation heater 170 to the structure of the calcium fluoride single crystal manufacturing apparatus according to an embodiment of the present invention. Includes.

제2 단열부 히터(170)는 높이방향으로 제2 단열부(160)와 동일한 높이에 위치하되, 제2 단열부(160)의 외곽에 기 설정된 간격만큼 떨어져 배치되어 제2 단열부(160)를 가열한다. The second insulation unit heater 170 is located at the same height as the second insulation unit 160 in the height direction, but is disposed at a predetermined distance apart from the outside of the second insulation unit 160 to form the second insulation unit 160. heat.

제2 단열부 히터(170)는 제2 단열부(160)보다 상대적으로 큰 직경을 가짐에 따라, 제2 단열부(160)의 외곽에 기 설정된 간격만큼 떨어져 배치된다. 제2 단열부 히터(170)는 성장하는 단결정이 기 설정된 온도 분포를 가질 수 있도록 제2 단열부(160)로 열을 가한다. 제2 단열부(160)는 성장하는 단결정이 기 설정된 온도 분포(단결정의 하부로부터 상부로 갈수록 온도가 감소하는 분포)를 갖도록 배치되는 구성이다. 다만, 제2 단열부(160)는 열의 대류, 복사 또는 외부포부터의 공급을 차단하는 구성일 뿐, 적극적으로 성장하는 단결정의 온도를 조정할 수 있는 구성에 해당하지는 않는다. 제2 단열부 히터(170)는 제2 단열부(160)가 기 설정된 온도 분포를 갖도록 제2 단열부(160)를 가열함으로써, 성장하는 단결정이 기 설정된 온도 분포를 가질 수 있도록 한다. 특히, 제2 단열부 히터(170)는 제2 단열부(160)의 높이 별로 온도 구배를 달리하여 제2 단열부(160)에 열을 가할 수 있다.As the second insulation unit heater 170 has a relatively larger diameter than the second insulation unit 160, it is disposed at a predetermined distance away from the outer edge of the second insulation unit 160. The second insulation unit heater 170 applies heat to the second insulation unit 160 so that the growing single crystal can have a preset temperature distribution. The second insulation unit 160 is arranged so that the growing single crystal has a preset temperature distribution (a distribution in which the temperature decreases from the bottom to the top of the single crystal). However, the second insulation unit 160 is only a configuration that blocks convection, radiation, or supply of heat from an external cell, and does not correspond to a configuration that can adjust the temperature of the actively growing single crystal. The second insulation unit heater 170 heats the second insulation unit 160 so that the second insulation unit 160 has a preset temperature distribution, so that the growing single crystal can have a preset temperature distribution. In particular, the second insulation unit heater 170 may apply heat to the second insulation unit 160 by varying the temperature gradient according to the height of the second insulation unit 160.

도 8은 본 발명의 일 실시예 또는 본 발명의 다른 일 실시예에 따른 불화 칼슘 단결정 제조장치 내 온도 분포를 도시한 도면이다.Figure 8 is a diagram showing the temperature distribution within the calcium fluoride single crystal manufacturing apparatus according to one embodiment of the present invention or another embodiment of the present invention.

도 8을 참조하면, 본 발명의 일 실시예 또는 본 발명의 다른 일 실시예에 따른 불화 칼슘 단결정 제조장치(100)는 제2 단열부(160)를 포함하거나, 제2 단열부(!60)와 제2 단열부 히터(170)를 포함함으로써, 융액이 저장되고 있는 공간(외부 도가니 및 내부 도가니 일부)과 단결정이 성장하는 공간의 온도 차이를 명확히 형성할 수 있다. 이에 따라, 성장하는 단결정이 기 설정된 온도 분포를 가질 수 있다. Referring to FIG. 8, the calcium fluoride single crystal manufacturing apparatus 100 according to one embodiment of the present invention or another embodiment of the present invention includes a second insulation unit 160 or a second insulation unit (!60). By including the second insulator heater 170, a temperature difference between the space where the melt is stored (part of the outer crucible and the inner crucible) and the space where the single crystal is grown can be clearly formed. Accordingly, the growing single crystal may have a preset temperature distribution.

도 9는 본 발명의 또 다른 일 실시예에 따른 불화 칼슘 단결정 제조장치의 구성을 도시한 단면도이다.Figure 9 is a cross-sectional view showing the configuration of a calcium fluoride single crystal manufacturing apparatus according to another embodiment of the present invention.

도 9를 참조하면, 본 발명의 또 다른 일 실시예에 따른 불화 칼슘 단결정 제조장치(900)는 본 발명의 일 실시예에 따른 불화 칼슘 단결정 제조장치(100)의 구성 내 내부 도가니를 포함하지 않으며, 열 전도부(910)를 더 포함할 수 있다.Referring to FIG. 9, the calcium fluoride single crystal manufacturing apparatus 900 according to another embodiment of the present invention does not include an internal crucible in the structure of the calcium fluoride single crystal manufacturing apparatus 100 according to an embodiment of the present invention. , may further include a heat conduction portion 910.

제조장치(900)는 내부 도가니를 포함하지 않는다. 이에 따라, 융액은 외부 도가니(120)로 장입되어 저장되며, 도가니 이동부(135)는 도가니 지지부(!30) 및 외부 도가니(120)를 승·하강없이 기 설정된 방향으로 회전만 시킨다. Manufacturing device 900 does not include an internal crucible. Accordingly, the melt is charged and stored in the external crucible 120, and the crucible moving part 135 only rotates the crucible support part !30 and the external crucible 120 in a preset direction without raising or lowering.

시드(145)는 시드 이동부(155)에 의해 외부 도가니(120)에 장입되어 저장된 융액의 표면과 접촉할 수 있을 때까지 하강하거나 그로부터 상승한다. The seed 145 is charged into the external crucible 120 by the seed moving unit 155 and descends or rises therefrom until it can contact the surface of the stored melt.

한편, 제2 단열부(160)와 히터(140) 양단과 모두 접촉하는 열 전도부(910)가 배치된다. 열 전도부(910)는 열 전도율이 기 설정된 기준치 이상을 갖는 소재로 구현되며, 일 끝단으로는 히터(140)와 접촉하며 다른 일 끝단으로는 제2 단열부(160)와 접촉한다. 이에 따라, 열 전도부(910)는 제2 단열부(160)가 일정한 온도를 가질 수 있도록 한다. 제2 단열부(160)가 기 설정된 온도 분포를 가질 수 있도록 하기 위해, 열 전도부(910)는 제2 단열부(160)와 접촉함에 있어, 제2 단열부(160)의 (최)하단에 접촉할 수 있다. 히터(140)로부터 발생하는 열은 열 전도부(910)를 거쳐 제2 단열부(160)로 전달되되, 제2 단열부(160)의 하단으로부터 전달됨으로써 제2 단열부(160)가 자연스레 기 설정된 온도 분포를 가질 수 있다. 제2 단열부(160)가 기 설정된 온도 분포를 가짐에 따라, 성장하는 단결정 역시, 기 설정된 온도 분포를 가질 수 있다.Meanwhile, a heat conduction part 910 is disposed in contact with both ends of the second insulation part 160 and the heater 140. The heat conduction part 910 is implemented with a material having a heat conductivity higher than a preset standard value, and contacts the heater 140 at one end and contacts the second insulation part 160 at the other end. Accordingly, the heat conduction unit 910 allows the second insulation unit 160 to have a constant temperature. In order for the second insulation unit 160 to have a preset temperature distribution, the heat conduction unit 910 is in contact with the second insulation unit 160, and is located at the (most) bottom of the second insulation unit 160. can be contacted. The heat generated from the heater 140 is transferred to the second insulation unit 160 through the heat conduction unit 910, and is transferred from the bottom of the second insulation unit 160, so that the second insulation unit 160 naturally It can have a set temperature distribution. As the second insulation unit 160 has a preset temperature distribution, the growing single crystal may also have a preset temperature distribution.

제어부(미도시)는 제조장치(900) 내 각 구성의 동작을 제어한다. 한편, 외부 도가니(120)가 융점 이상의 온도를 유지한다는 전제 하에서, 제어부(미도시)는 열 전도부(910)를 거치며 열을 전달받는 제2 단열부(160)가 기 설정된 온도 분포를 갖도록 히터(140)를 제어할 수 있다.The control unit (not shown) controls the operation of each component within the manufacturing device 900. Meanwhile, under the premise that the external crucible 120 maintains a temperature above the melting point, the control unit (not shown) operates the heater (not shown) so that the second insulation unit 160, which receives heat through the heat conduction unit 910, has a preset temperature distribution. 140) can be controlled.

이에 따라, 제조장치(900)는 우수한 광학 성능을 갖는 단결정을 성장시킬 수 있다.Accordingly, the manufacturing device 900 can grow a single crystal with excellent optical performance.

이상의 설명은 본 실시예의 기술 사상을 예시적으로 설명한 것에 불과한 것으로서, 본 실시예가 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 본 실시예의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위에서 다양한 수정 및 변형이 가능할 것이다. 따라서, 본 실시예들은 본 실시예의 기술 사상을 한정하기 위한 것이 아니라 설명하기 위한 것이고, 이러한 실시예에 의하여 본 실시예의 기술 사상의 범위가 한정되는 것은 아니다. 본 실시예의 보호 범위는 아래의 청구범위에 의하여 해석되어야 하며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 기술 사상은 본 실시예의 권리범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.The above description is merely an illustrative explanation of the technical idea of the present embodiment, and those skilled in the art will be able to make various modifications and variations without departing from the essential characteristics of the present embodiment. Accordingly, the present embodiments are not intended to limit the technical idea of the present embodiment, but rather to explain it, and the scope of the technical idea of the present embodiment is not limited by these examples. The scope of protection of this embodiment should be interpreted in accordance with the claims below, and all technical ideas within the equivalent scope should be interpreted as being included in the scope of rights of this embodiment.

100, 900: 불화 칼슘 단결정 제조장치
110: 챔버
115: 단열부
120: 외부 도가니
125: 내부 도가니
130: 도가니 지지부
135: 도가니 이동부
140: 히터
145: 시드
150: 시드 지지부
155: 시드 이동부
160: 제2 단열부
170: 제2 단열부 히터
210: 상단부
214, 225, 235: 관통공
218: 날개부
220: 중간부
230: 하단부
240: 유입공
910: 열 전도부100, 900: Calcium fluoride single crystal manufacturing device
110: chamber
115: insulation part
120: external crucible
125: Internal crucible
130: Crucible support
135: Crucible moving part
140: heater
145: seed
150: seed support part
155: Seed moving part
160: second insulation part
170: Second insulation heater
210: upper part
214, 225, 235: Through hole
218: wing part
220: middle part
230: lower part
240: Inlet hole
910: heat conduction unit

Claims (10)

불화 칼슘 융액으로부터 불화 칼슘 단결정을 성장시키는 불화 칼슘 단결정 제조장치에 있어서,
상기 불화 칼슘 단결정 제조장치 내 각 구성이 배치될 수 있는 공간을 제공하는 챔버;
상기 챔버 내 구비되고, 장입되는 불화 칼슘 융액을 저장하는 외부 도가니;
상기 외부 도가니로부터 상기 외부 도가니에 저장되는 불화 칼슘 융액을 유입받는 내부 도가니;
상기 외부 도가니가 융점 이상의 온도를 유지할 수 있도록. 상기 외부 도가니로 열을 공급하는 히터;
상기 챔버 내 최외곽에 구현되어, 상기 외부 도가니 및 상기 내부 도가니의 온도를 유지시키는 제1 단열부;
융액을 불화 칼슘 단결정으로 성장시키는 시드;
상기 내부 도가니의 상부에 배치되어, 상기 시드에 의해 성장하는 단결정이 기 설정된 온도 분포를 갖도록 하는 제2 단열부; 및
상기 불화 칼슘 단결정 제조장치 내 각 구성의 동작을 제어하는 제어부
를 포함하는 것을 특징으로 하는 불화 칼슘 단결정 제조장치.In the calcium fluoride single crystal manufacturing apparatus for growing calcium fluoride single crystals from calcium fluoride melt,
A chamber providing a space where each component in the calcium fluoride single crystal manufacturing apparatus can be placed;
An external crucible provided in the chamber and storing the charged calcium fluoride melt;
an inner crucible that receives the calcium fluoride melt stored in the outer crucible from the outer crucible;
So that the external crucible can maintain a temperature above the melting point. a heater supplying heat to the external crucible;
a first insulation portion implemented at the outermost part of the chamber to maintain the temperatures of the external crucible and the internal crucible;
A seed that grows the melt into a calcium fluoride single crystal;
a second insulation portion disposed on an upper portion of the inner crucible to allow the single crystal grown by the seed to have a preset temperature distribution; and
A control unit that controls the operation of each component in the calcium fluoride single crystal manufacturing device
A calcium fluoride single crystal manufacturing device comprising: 제1항에 있어서,
상기 제2 단열부는,
내부가 빈 원통형으로 구현되는 것을 특징으로 하는 불화 칼슘 단결정 제조장치.According to paragraph 1,
The second insulation part,
A calcium fluoride single crystal manufacturing device characterized by a hollow cylindrical interior. 제1항에 있어서,
상기 제2 단열부는,
자신의 내부를 관통하여 상기 시드가 승·하강할 수 있도록 배치되는 것을 특징으로 하는 불화 칼슘 단결정 제조장치.According to paragraph 1,
The second insulation part,
A calcium fluoride single crystal manufacturing device, characterized in that it is arranged so that the seed can rise and fall through its interior. 제3항에 있어서,
상기 제2 단열부는,
성장할 단결정보다 큰 직경을 갖는 것을 특징으로 하는 불화 칼슘 단결정 제조장치.According to paragraph 3,
The second insulation part,
A calcium fluoride single crystal manufacturing device characterized by having a diameter larger than the single crystal to be grown. 제4항에 있어서,
상기 제2 단열부는,
성장하는 단결정이 자신의 내부에서 성장하도록 하는 것을 특징으로 하는 불화 칼슘 단결정 제조장치.According to paragraph 4,
The second insulation part,
A calcium fluoride single crystal manufacturing device characterized in that the growing single crystal grows within itself. 불화 칼슘 융액으로부터 불화 칼슘 단결정을 성장시키는 불화 칼슘 단결정 제조장치에 있어서,
상기 불화 칼슘 단결정 제조장치 내 각 구성이 배치될 수 있는 공간을 제공하는 챔버;
상기 챔버 내 구비되고, 장입되는 불화 칼슘 융액을 저장하는 외부 도가니;
상기 외부 도가니로부터 상기 외부 도가니에 저장되는 불화 칼슘 융액을 유입받는 내부 도가니;
상기 외부 도가니가 융점 이상의 온도를 유지할 수 있도록. 상기 외부 도가니로 열을 공급하는 히터;
상기 챔버 내 최외곽에 구현되어, 상기 외부 도가니 및 상기 내부 도가니의 온도를 유지시키는 제1 단열부;
융액을 불화 칼슘 단결정으로 성장시키는 시드;
상기 내부 도가니의 상부에 배치되어, 상기 시드에 의해 성장하는 단결정이 기 설정된 온도 분포를 갖도록 하는 제2 단열부;
상기 제2 단열부를 가열하는 제2 단열부 히터; 및
상기 불화 칼슘 단결정 제조장치 내 각 구성의 동작을 제어하는 제어부
를 포함하는 것을 특징으로 하는 불화 칼슘 단결정 제조장치.In the calcium fluoride single crystal manufacturing apparatus for growing calcium fluoride single crystals from calcium fluoride melt,
A chamber providing a space where each component in the calcium fluoride single crystal manufacturing apparatus can be placed;
An external crucible provided in the chamber and storing the charged calcium fluoride melt;
an inner crucible that receives the calcium fluoride melt stored in the outer crucible from the outer crucible;
So that the external crucible can maintain a temperature above the melting point. a heater supplying heat to the external crucible;
a first insulation unit implemented at the outermost part of the chamber to maintain the temperatures of the external crucible and the internal crucible;
A seed that grows the melt into a calcium fluoride single crystal;
a second insulation portion disposed on an upper portion of the inner crucible to allow the single crystal grown by the seed to have a preset temperature distribution;
a second insulation unit heater that heats the second insulation unit; and
A control unit that controls the operation of each component in the calcium fluoride single crystal manufacturing device
A calcium fluoride single crystal manufacturing device comprising: 제6항에 있어서,
상기 제2 단열부 히터는,
상기 제2 단열부와 동일한 높이에 위치하는 것을 특징으로 하는 불화 칼슘 단결정 제조장치.According to clause 6,
The second insulation heater,
A calcium fluoride single crystal manufacturing device, characterized in that it is located at the same height as the second insulation part. 제6항에 있어서,
상기 제2 단열부 히터는,
상기 제2 단열부보다 상대적으로 큰 직경을 갖는 것을 특징으로 하는 불화 칼슘 단결정 제조장치.According to clause 6,
The second insulation heater,
A calcium fluoride single crystal manufacturing device, characterized in that it has a relatively larger diameter than the second heat insulating part. 제7항에 있어서,
상기 제2 단열부 히터는,
상기 제2 단열부의 외곽에 기 설정된 간격만큼 떨어져 배치되는 것을 특징으로 하는 불화 칼슘 단결정 제조장치.In clause 7,
The second insulation heater,
A calcium fluoride single crystal manufacturing device, characterized in that it is disposed at a predetermined distance apart from the outside of the second heat insulating part. 제6항에 있어서,
상기 제2 단열부 히터는,
상기 제2 단열부가 기 설정된 온도 분포를 갖도록 가열하는 것을 특징으로 하는 불화 칼슘 단결정 제조장치.According to clause 6,
The second insulation heater,
A calcium fluoride single crystal manufacturing device, characterized in that the second insulation unit is heated to have a preset temperature distribution.
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