KR101199562B1 - 다결정 실리콘 잉곳 제조장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 다결정 실리콘 잉곳 제조장치에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 대형 실리콘 잉곳 제조장치에서도 실리콘 원료의 가열 시 균일한 용융이 가능하고, 냉각 시 열충격을 최소화하여 원활한 결정립의 생성이 가능한 다결정 실리콘 잉곳 제조장치의 하부 구조에 관한 것이다. 이를 위하여, 실리콘 원료를 용융하기 위한 도가니와 상기 도가니를 가열하기 위해 둘러싼 히터부와 상기 히터부의 단열을 위해 히터부를 둘러싼 단열부와 상기 도가니의 냉각을 위해 하부에 위치한 냉각부를 포함하여 이루어진 다결정 실리콘 잉곳 제조장치에 있어서, 도가니와, 상기 도가니를 감싸 받치는 도가니 서포터와, 상기 히터부 중에 상기 도가니 서포터의 하부에 위치한 히터와, 상기 히터의 하부에 위치하고 상부에 상기 히터를 수용하는 수용공간이 형성된 열전도 내열 블록과, 상기 단열부 중에 상기 열전도 내열 블록의 하부에 위치한 단열판과, 상기 단열판의 하부에 위치한 냉각판이 포함되어 이루어지는 것을 특징으로 한다.

Description

다결정 실리콘 잉곳 제조장치{MANUFACTURING EQUIPMENT FOR POLYSILICON INGOT}

본 발명은 다결정 실리콘 잉곳 제조장치에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 대형 실리콘 잉곳 제조장치에서도 실리콘 원료의 가열 시 균일한 용융이 가능하고, 냉각 시 열충격을 최소화하여 원활한 결정립의 생성이 가능한 다결정 실리콘 잉곳 제조장치에 관한 것이다.

실리콘 잉곳 제조장치는 태양 전지에 사용되는 실리콘 웨이퍼를 만들기 위한 실리콘 잉곳을 제조하는 장치로서, 도 9에 도시된 바와 같이 석영 및 그라파이트(Graphite)로 이루어진 도가니(10)와, 도가니(10)를 감싸 받치는 도가니 서포터(12)와, 도가니(10) 및 도가니 서포터(12)를 둘러싸는 히터부(20)와, 하부 히터의 아래에 단열판(30)과, 단열판(30)의 하부에 위치한 냉각판(40)으로 구성되고, 이러한 구성을 단열을 단열부(50)가 둘러싸고 있는 것이다.

상기 구성은 진공 분위기의 밀폐된 챔버(60) 내에 형성되어 실리콘 잉곳을 제조한다.

실리콘 잉곳을 제조하는 방법에 대해 간략하게 설명하면 도가니(10)에 실리콘 원료(s)를 충진하고 히터(20)를 통해 도가니(10)를 가열한다. 가열된 도가니(10)에 충진된 실리콘 원료가 용융되고 나면 히터부(20)의 전원을 내린 다음 도가니 서포터(12)에 연결된 이송축(14)을 하강시켜 도가니(10)를 하강시키고, 냉각판(40)을 승강시켜 도가니(10), 도가니 서포터(12), 단열판(30), 냉각판(40)을 밀착 접촉시켜 방향성 결정립이 생성되는 응고 과정을 통해 실리콘을 재결정시켜서 실리콘 잉곳을 제조한다.

이때 히터부(20)에서 도가니(10) 하부의 히터는 도가니(10)의 냉각 시 미리 마련된 이송장치에 의해 제거되어 도가니(10), 도가니 서포터(12), 단열판(30), 냉각판(40)이 서로 접촉되는 것이다.

또는 하부의 히터가 빠지지 않고 히터부(20)의 온도를 끈 상태에서 냉각판(40)의 저온 열이 대류 현상에 의해 도가니(10)를 냉각하게 된다.

제조된 실리콘 잉곳은 챔버(60)의 하부를 열고 단열부 이송축(52)을 통해 내부 구성들을 하강시켜 꺼내게 된다.

최근 다결정 실리콘 잉곳 제조장치가 대형화되면서 실리콘 원료의 용융을 위해 하부 히터의 중요성이 증가되고 있고, 또한 실리콘 잉곳의 두께가 높아지면서 하부로부터의 방향성 결정을 위해 하부 열전달의 필요성이 더욱 중요해지고 있다.

그러나 종래의 다결정 실리콘 잉곳 제조장치는 도가니 하부의 히터를 제거하여야만 냉각판을 도가니 하부로 이동시켜 근접시키거나 접촉시켜 복사 또는 열전도 효과를 얻도록 하였는데, 냉각판이 도가니의 하부에 접촉할 때 일어나는 열충격(Thermal shock)을 조절하기 어려운 문제가 있었다.

또한, 도가니 하부의 히터를 제거하지 않고 냉각하는 경우에는 하부의 단열판에 의해 차폐된 냉각판을 단열판과 함께 이동시켜 대류 현상 등의 방법으로 열전달을 하여야 하기 때문에 실리콘 잉곳의 두께가 두꺼워지게 되면 열전달의 효과가 좋지 않아 실리콘 결정립의 생성에 문제가 있었다.

이에 본 발명은 상기와 같은 종래의 제반 문제점을 해결하기 위해 제안된 것으로, 본 발명의 목적은 다결정 실리콘 잉곳 제조장치의 하부 구조를 개선하여 도가니의 하부를 가열하는 경우 실리콘 원료의 균일한 용융이 가능하고, 냉각하는 경우 열충격을 최소화하여 원활한 결정립의 생성이 가능하게 하는 데에 있다.

본 발명의 다른 목적은 냉각판이 도가니의 하부에 접촉되어 있는 상태에서도 도가니 하부의 히터 온도를 적절히 조절함에 따라 열흡수 속도를 조절할 수 있어서 실리콘 잉곳의 결정이 진행되는 속도를 제어하여 대형화와 두꺼운 실리콘 잉곳의 획득이 가능하게 하는 데에 있다.

본 발명인 다결정 실리콘 잉곳 제조장치는 실리콘 원료를 용융하기 위한 도가니와 상기 도가니를 가열하기 위해 둘러싼 히터부와 상기 히터부의 단열을 위해 히터부를 둘러싼 단열부와 상기 도가니의 냉각을 위해 하부에 위치한 냉각부를 포함하여 이루어진 다결정 실리콘 잉곳 제조장치에 있어서, 도가니와, 상기 도가니를 감싸 받치는 도가니 서포터와, 상기 히터부 중에 상기 도가니 서포터의 하부에 위치한 히터와, 상기 히터의 하부에 위치하고 상부에 상기 히터를 수용하는 수용공간이 형성된 열전도 내열 블록과, 상기 단열부 중에 상기 열전도 내열 블록의 하부에 위치한 단열판과, 상기 단열판의 하부에 위치한 냉각판이 포함되어 이루어지고, 상기 도가니의 가열 시에는, 상기 도가니 서포터, 상기 열전도 내열 블록, 상기 단열판 및 상기 냉각판이 각각 하부로 하강하여 모두 떨어져 접촉하지 않는 상태가 되고, 상기 도가니의 냉각 시에는, 상기 도가니 서포터, 상기 열전도 내열 블록, 상기 단열판 및 상기 냉각판이 각각 상부로 상승하여 서로 밀착하여 접촉되면서 상기 히터는 상기 열전도 내열 블록의 수용공간에 수용되되, 상기 도가니 서포터, 상기 열전도 내열 블록, 상기 단열판 및 상기 냉각판이 서로 밀착하여 접촉하는 시간이 조절됨에 따라 실리콘 결정립이 생성되는 시간 및 속도가 제어된다.

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본 발명은 다결정 실리콘 잉곳 제조장치의 하부 구조를 개선하여 도가니의 하부를 가열하는 경우 실리콘 원료의 균일한 용융이 가능하고, 냉각하는 경우 열충격을 최소화하여 원활한 결정립의 생성이 가능한 효과가 있다.

또한, 냉각판이 도가니의 하부에 접촉되어 있는 상태에서도 도가니 하부의 히터 온도를 적절히 조절함에 따라 열흡수 속도를 조절할 수 있어서 실리콘 잉곳의 결정이 진행되는 속도를 제어하여 대형화와 두꺼운 실리콘 잉곳의 획득이 가능한 효과가 있다.

본 발명에 의한 다결정 실리콘 잉곳 제조장치의 바람직한 실시예를 첨부한 도면에 의거하여 상세히 설명하면 다음과 같다.

하기에서 본 발명을 설명함에 있어 관련된 공지 기능 또는 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명을 생략할 것이다. 그리고 후술되는 용어들은 본 발명에서의 기능을 고려하여 정의된 용어들로서, 이는 사용자, 운용자의 의도 또는 판례 등에 따라 달라질 수 있으며, 이에 따라 각 용어의 의미는 본 명세서 전반에 걸친 내용을 토대로 해석되어야 할 것이다.

먼저 본 발명인 다결정 실리콘 잉곳 제조장치는 실리콘 원료를 용융하기 위한 도가니와 상기 도가니를 가열하기 위해 둘러싼 히터부와 상기 히터부의 단열을 위해 히터부를 둘러싼 단열부와 상기 도가니의 냉각을 위해 하부에 위치한 냉각부를 포함하여 이루어진 다결정 실리콘 잉곳 제조장치에 있어서, 도가니와, 상기 도가니를 감싸 받치는 도가니 서포터와, 상기 히터부 중에 상기 도가니 서포터의 하부에 위치한 히터와, 상기 히터의 하부에 위치하고 상부에 상기 히터를 수용하는 수용공간이 형성된 열전도 내열 블록과, 상기 단열부 중에 상기 열전도 내열 블록의 하부에 위치한 단열판과, 상기 단열판의 하부에 위치한 냉각판이 포함되어 이루어지고, 상기 열전도 내열 블록은,
하강하여 상기 열전도 내열 블록의 상단부가 상기 도가니 서포터의 하부로부터 떨어져 상기 히터가 상기 수용공간으로부터 빠져나오게 되는 것과, 상승하여 상기 히터가 상기 수용공간에 수용되면서 상기 열전도 내열 블록의 상단부가 상기 도가니 서포터의 하부에 밀착하여 접촉되는 것 중 어느 하나로 동작한다.

본 발명의 다른 실시예로 상기 히터는 복수개로 나열될 수 있다.

본 발명의 또 다른 실시예로 상기 열전도 내열 블록의 수용공간은 상기 열전 도 내열 블록의 상단부에 복수개로 형성될 수 있다.

본 발명의 또 다른 실시예로 상기 열전도 내열 블록의 수용공간이 형성되는 내면에 열을 차단하기 위하여 반사성이 뛰어난 절연시트와, 단열을 위한 단열재가 적층되어 이루어진 열반사 단열층이 형성될 수 있다.

한편, 본 발명인 다결정 실리콘 잉곳 제조장치의 다른 실시예로 실리콘 원료를 용융하기 위한 도가니와 상기 도가니를 가열하기 위해 둘러싼 히터부와 상기 히터부의 단열을 위해 히터부를 둘러싼 단열부와 상기 도가니의 냉각을 위해 하부에 위치한 냉각부를 포함하여 이루어진 다결정 실리콘 잉곳 제조장치에 있어서, 도가니와, 상기 도가니를 감싸 받치는 도가니 서포터와, 상기 히터부 중에 상기 도가니 서포터의 하부에 위치한 히터와, 상기 히터가 수용되는 수용공간이 형성되어 상기 히터와 일체로 결합된 열전도 내열 블록과, 상기 단열부 중에 상기 열전도 내열 블록의 하부에 위치한 단열판과, 상기 단열판의 하부에 위치한 냉각판이 포함되어 이루어지고, 상기 열전도 내열 블록은, 하강하여 상기 열전도 내열 블록의 상단부가 상기 도가니 서포터의 하부로부터 떨어지게 되는 것과, 상승하여 상기 열전도 내열 블록의 상단부가 상기 도가니 서포터의 하부에 밀착하여 접촉되는 것 중 어느 하나로 동작한다.

본 발명의 다른 실시예로 상기 히터는 복수개로 나열될 수 있다.

본 발명의 또 다른 실시예로 상기 열전도 내열 블록은 복수개의 열로 형성된 수용공간에 복수개의 히터가 각각 수용되고, 상단부에 상기 수용공간의 열과 교차되는 방향으로 복수개의 교차 부재가 일정 간격으로 덮여 형성될 수 있다.

본 발명의 또 다른 실시예로 상기 열전도 내열 블록의 수용공간이 형성되는 내면에 열을 차단하기 위하여 반사성이 뛰어난 절연시트와, 단열을 위한 단열재가 적층되어 이루어진 열반사 단열층이 형성될 수 있다.

이하 본 발명의 바람직한 일실시예를 설명하기로 한다. 하기 설명은 일실시예일 뿐이고 본 발명은 이것에 국한되지 않는다.

본 발명의 제 1 실시예는 다음과 같다.

도 1은 본 발명인 제 1 실시예의 가열 시 구조를 나타낸 측단면도이다.

석영 또는 그라파이트로 이루어진 도가니(100)와, 도가니(100)를 감싸 받치는 도가니 서포터(120)가 있다. 도가니 서포터(120)는 열전도가 뛰어난 재질로 이루어져 도가니(100)의 가열 및 냉각 시 공정 상 영향을 주지 않는 것으로 판단하여야 한다. 또한 도가니 서포터(120)의 하단부에는 도가니(100)를 승하강하기 위한 복수개의 이송축이 구비되어 있으며, 일부 도면과 설명에는 생략될 수 있다.

도가니(100) 및 도가니 서포터(120)의 하부에는 도가니를 가열하기 위한 히터(200)가 복수개로 나열이 되어 있다. 복수개의 히터가 도가니 하부를 가열하기 때문에 도가니에 충진된 실리콘 원료의 균일한 용융이 가능하다.

히터(200)의 하부에는 도가니(100)의 가열 및 냉각 시 열전도를 위하여 개별 히터(200)가 각각 수용될 수 있는 복수개의 수용공간(320)이 상단부에 형성된 열전도성 내열 블록(300)이 위치한다.

열전도성 내열 블록(300)은 그라파이트가 바람직하고, 열전도성이 뛰어나며 내열성이 강한 재질이여야 한다.

도가니(100)의 가열 시에는 도가니 서포터(120)와 열전도 내열 블록(300)의 사이에 떨어져 위치한 히터(200)가 도가니(100)를 가열한다.

열전도 내열 블록(300)의 하부에는 단열판(400)이 위치하고, 단열판(400)의 하부에는 도가니(100)의 냉각을 위한 냉각판(500)이 위치한다.

따라서 도가니(100)의 가열 시에는 열전도 내열 블록(300)의 하부에 단열판(400)과, 냉각판(500)이 모두 떨어져 접촉하지 않는 상태가 되어 히터(200)를 이용한 가열 시 열손실을 방지하는 단열 효과를 얻게 된다.

도 2는 제 1 실시예의 냉각 시 구조를 나타낸 측단면도이다.

도가니(100)에 충진된 실리콘 원료가 용융되면 도가니(100)의 하부로부터의 방향성 결정립의 생성을 위하여 히터(200)의 온도를 자연스럽게 낮추면서 도가니 서포터(120)의 하단부에 부착된 이송축을 하강시켜 도가니(100)를 하강시키고, 하부의 냉각판(500)의 냉각판 이송축(520)을 상승시킨다.

이때, 냉각판(500)의 상부 단열판(400)과 열전도 내열 블록(300)이 도가니 서포터(120)의 하부에 차례로 밀착 접촉되고, 히터(200)는 열전도 내열 블록(300)의 수용공간(320)에 수용되어 도가니 서포터(120)의 하부에 열전도 내열 블록(200)의 상단부가 밀착하게 된다.

냉각판(500)은 냉각판 이송축(520)으로부터 공급되는 유체 냉매가 흐르는 수냉식을 사용하고, 냉각판(500)의 저온 열이 단열판(400)과 열전도 내열 블록(300)을 통해 도가니 서포터(120)로 전달되어 도가니(100)를 냉각한다.

실리콘 잉곳의 결정립 생성을 위하여 종래에는 도가니 하부의 히터를 빼낸 다음 냉각판을 접촉시킬 수 있었고, 도가니 하부의 히터를 빼내지 않고 냉각시키는 경우에는 하부 히터의 아래에 위치한 냉각판을 통해 대류 현상으로 도가니의 하부를 냉각하여야 하기 때문에 잉곳의 결정 생성 효율이 낮은 문제점이 있었다.

따라서 도가니(100) 하부의 히터(200)를 제거하지 않은 상태에서도 열전도 내열 블록(300)을 직접 접촉시켜 냉각판(500)의 저온 열을 전달하여 열충격에 따른 도가니(100)의 손상을 방지할 수 있을 뿐만 아니라 잉곳의 결정립 생성 조건을 용이하게 제어할 수 있는 효과가 있게 된다.

열전도 내열 블록(300)의 수용공간(320)은 표면에는 열을 차단하기 위하여 반사성이 뛰어난 절연시트(342)와 단열을 위한 단열재(344)가 적층되어 이루어진 열반사 단열층(340)이 형성되어 히터의 남아있는 고온 열이 냉각 시 열전도 내열 블록(300)을 통해 도가니(100)로 전달되는 것을 방지할 수 있다.

도가니(100)가 냉각되어 실리콘 잉곳의 결정립이 생성되는 시간 및 속도는 필요에 따라 히터(200)의 온도, 도가니(100)로부터 냉각판(500)까지의 구성들을 접촉하는 시간, 냉각판(500)의 냉매 온도 등을 제어하여 조절할 수 있다.

단열판(400)은 열전도성이 좋은 내열 재료가 바람직하며, 도가니(100)의 가열 시에는 상부의 열전도 내열 블록(300)과 하부의 냉각판(500)과 떨어져 있어서 히터(200)의 열이 외부로 손실되지 않도록 단열 기능을 하지만, 도가니(100)의 냉각 시에는 상부의 열전도 내열 블록(300)과 하부의 냉각판(500)과 밀착 접촉됨에 따라 냉각판(500)의 저온 열을 신속하게 열전도 내열 블록(300)으로 전달한다.

도 3은 제 1 실시예의 열전도 내열 블록(300)과 히터(200)를 도가니(100)의 하부에서 바라본 평면도이다.

복수개의 히터(200) 사이로 열전도 내열 블록(300)을 상승시켜 히터(200)가 열전도 내열 블록(300)의 수용공간(320)에 수용됨에 따라 도가니(100)의 냉각 시 히터(200)를 제거하지 않고도 냉각판(500)의 저온 열을 열전도 내열 블록(300)을 통해 열충격없이 신속하게 전달할 수 있다.

한편, 도 4에 도시된 바와 같이 제 1 실시예의 다른 실시예로 도가니(100)의 가열 시 열전도 내열 블록(300)의 수용공간(320)에 히터(200)가 수용되고 열전도 내열 블록(300)이 도가니 서포터(120)에 접촉된 상태로 도가니(100)를 가열할 수도 있다.

이때에는 히터(200)의 열이 열전도 내열 블록(300)에 의해 손실될 수 있으나, 잉곳의 양이 작은 경우에는 이와 같은 방식으로 사용할 수도 있다.

가열 후 실리콘 원료의 용융이 종료되면 하부의 단열판(400)과 냉각판(500)을 열전도 내열 블록(300)에 밀착 접촉시켜 결정립의 생성을 통해 실리콘 잉곳을 제조하게 된다.

본 발명의 제 2 실시예는 다음과 같다.

도 5는 제 2 실시예의 가열 시 구조를 나타낸 측단면도이다.

도가니(100), 도가니 서포터(120), 히터(200), 단열판(400) 및 냉각판(500)을 포함한 구성은 제 1 실시예와 같다.

열전도 내열 블록(300)은 도가니 서포터(120)와 단열판(400)의 사이에 위치하고, 히터(100)의 개별 히터가 각각 수용공간(320)에 수용되어 상기 히터와 일체로 형성되어 있다. 열전도 내열 블록(300)의 상단부에는 수용공간(320)의 열과 교 차되는 방향으로 복수개의 교차 부재(360)가 일정한 간격으로 덮여 형성된다.

도 7은 제 2 실시예의 열전도 내열 블록(300)과 히터(200)를 도가니(100)의 하부에서 바라본 평면도이다.

복수개의 히터(200) 사이로 히터(200)가 열전도 내열 블록(300)의 수용공간(320)에 수용되고, 열전도 내열 블록(300)의 상단부에는 수용공간의 열과 교차되는 방향으로 복수개의 교차 부재(360)가 일정한 간격으로 덮여 형성되어 있다.

도가니(100)를 가열할 때에는 열전도 내열 블록(300)의 수용공간(320)에 위치하여 일체로 이루어진 히터(200)를 통해 도가니(100)를 가열한다.

주로 교차 부재(360)가 덮이지 않은 부분을 통해 히터(200)의 열로 가열하며, 교차 부재(360)가 덮인 부분도 일정 부분 열손실이 있지만 열전도성이 좋은 열전도 내열 블록(300)과 같은 재질인 교차 부재(360)를 통해 도가니(100)를 가열하게 된다.

열전도 내열 블록(300)의 하부에는 단열판(400)이 위치하고, 단열판(400)의 하부에는 도가니(100)의 냉각을 위한 냉각판(500)이 위치한다.

따라서 도가니(100)를 가열할 때에는 열전도 내열 블록(300)의 하부에 단열판(400)과, 냉각판(500)이 모두 떨어져 접촉하지 않는 상태가 되어 히터(200)를 이용한 가열 시 열손실을 방지하는 단열 효과를 얻게 된다.

도 6은 제 1 실시예의 냉각 시 구조를 나타낸 측단면도이다.

도가니(100)에 충진된 실리콘 원료가 용융되면 도가니(100)의 하부로부터의 방향성 결정립의 생성을 위하여 히터(200)의 온도를 자연스럽게 낮추면서 도가니 서포터(120)의 하단부에 부착된 이송축을 하강시켜 도가니(100)를 하강시키고, 하부의 냉각판(500)의 냉각판 이송축(520)을 상승시킨다.

이때, 냉각판(500)의 상부에 위치한 단열판(400)과 열전도 내열 블록(300)이 도가니 서포터(120)에 차례로 밀착 접촉되고, 냉각판(500)의 저온 열이 단열판(400)과 열전도 내열 블록(300)을 통해 도가니 서포터(100)로 전달되어 도가니(100)를 냉각한다.

따라서 히터(200)를 제거하지 않은 상태에서 열전도 내열 블록(300)을 직접 접촉시켜 냉각판(500)의 저온 열을 전달하여 열충격에 따른 도가니(100)의 손상을 방지할 수 있을 뿐만 아니라 잉곳의 결정립 생성 조건을 용이하게 제어할 수 있는 효과가 있게 된다.

한편, 도 8에 도시된 바와 같이 제 2 실시예의 다른 실시예로 도가니(100)의 가열 시 히터(200)와 일체로 형성된 열전도 내열 블록(300)이 도가니 서포터(120)에 접촉된 상태로 도가니(100)를 가열할 수도 있다.

이때에는 히터(200)의 열이 열전도 내열 블록(300)에 의해 손실될 수 있으나, 잉곳의 양이 작은 경우에는 이와 같은 방식으로 사용할 수도 있다.

가열 후 실리콘 원료의 용융이 종료되면 단열판(400)과 냉각판(500)을 열전도 내열 블록(300) 하부에 밀착 접촉시켜 결정립의 생성을 통해 실리콘 잉곳을 제조하게 된다.

이와 같이 이루어진 제 1 실시예와 제 2 실시예의 하부 구조 중 어느 하나에 도가니(100)의 상부 및 측부를 둘러싸는 히터와, 상기 히터를 둘러싸는 단열부가 더 포함되어 다결정 실리콘 잉곳 제조장치가 이루어진다.

이상과 같이 본 발명은 다결정 실리콘 잉곳 제조장치의 하부 구조를 개선하여 도가니의 하부를 가열하는 경우 실리콘 원료의 균일한 용융이 가능하고, 냉각하는 경우 열충격을 최소화하여 원활한 결정립의 생성이 가능하고, 또한 냉각판이 도가니의 하부에 접촉되어 있는 상태에서도 도가니 하부의 히터 온도를 적절히 조절함에 따라 열흡수 속도를 조절할 수 있어서 실리콘 잉곳의 결정이 진행되는 속도를 제어하여 대형화와 두꺼운 실리콘 잉곳의 획득이 가능한 효과가 있다.

전술한 본 발명은 비록 한정된 실시예를 도면에 의해 설명되었으나, 본 명세서 및 청구범위에 사용된 용어나 단어는 통상적이거나 사전적인 의미로 한정되어 해석되어서는 아니되며, 본 발명의 기술적 사상에 부합하는 의미와 개념으로 해석되어야만 한다. 따라서, 본 명세서에 기재된 실시예와 도면에 도시된 구성은 본 발명의 일실시예에 불과할 뿐이고 본 발명의 기술적 사상을 모두 대변하는 것은 아니므로, 본 출원시점에 있어서 이들을 대체할 수 있는 다양한 균등물과 변형예들이 있을 수 있음을 이해하여야 한다.

도 1은 본 발명인 제 1 실시예의 가열 시 구조를 나타낸 측단면도.

도 2는 본 발명인 제 1 실시예의 냉각 시 구조를 나타낸 측단면도.

도 3은 본 발명인 제 1 실시예의 열전도 내열 블록과 히터를 나타낸 평면도.

도 4는 제 1 실시예의 다른 실시예를 나타낸 측단면도.

도 5는 본 발명인 제 2 실시예의 가열 시 구조를 나타낸 측단면도.

도 6은 본 발명인 제 2 실시예의 냉각 시 구조를 나타낸 측단면도.

도 7은 본 발명인 제 2 실시예의 열전도 내열 블록과 히터를 나타낸 평면도.

도 8은 제 2 실시예의 다른 실시예를 나타낸 측단면도.

도 9는 종래 다결정 실리콘 잉곳 제조장치의 측단면도.

* 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 *

100 : 도가니 120 : 도가니 서포터

200 : 히터 300 : 열전도 내열 블록

320 : 수용공간 340 : 열반사 단열층

342 : 절연시트 344 : 단열재

360 : 교차 부재 400 : 단열판

500 : 냉각판 520 : 냉각판 이송축

Claims (8)

1. 실리콘 원료를 용융하기 위한 도가니와 상기 도가니를 가열하기 위해 둘러싼 히터부와 상기 히터부의 단열을 위해 히터부를 둘러싼 단열부와 상기 도가니의 냉각을 위해 하부에 위치한 냉각부를 포함하여 이루어진 다결정 실리콘 잉곳 제조장치에 있어서,

   도가니와, 상기 도가니를 감싸 받치는 도가니 서포터와, 상기 히터부 중에 상기 도가니 서포터의 하부에 위치한 히터와, 상기 히터의 하부에 위치하고 상부에 상기 히터를 수용하는 수용공간이 형성된 열전도 내열 블록과, 상기 단열부 중에 상기 열전도 내열 블록의 하부에 위치한 단열판과, 상기 단열판의 하부에 위치한 냉각판이 포함되어 이루어지고,

   상기 도가니의 가열 시에는, 상기 도가니 서포터, 상기 열전도 내열 블록, 상기 단열판 및 상기 냉각판이 각각 하부로 하강하여 모두 떨어져 접촉하지 않는 상태가 되고,

   상기 도가니의 냉각 시에는, 상기 도가니 서포터, 상기 열전도 내열 블록, 상기 단열판 및 상기 냉각판이 각각 상부로 상승하여 서로 밀착하여 접촉되면서 상기 히터는 상기 열전도 내열 블록의 수용공간에 수용되되, 상기 도가니 서포터, 상기 열전도 내열 블록, 상기 단열판 및 상기 냉각판이 서로 밀착하여 접촉하는 시간이 조절됨에 따라 실리콘 결정립이 생성되는 시간 및 속도가 제어되는 것을 특징으로 하는 다결정 실리콘 잉곳 제조장치.
2. 청구항 1에 있어서,

   상기 히터는 복수개로 나열된 것을 특징으로 하는 다결정 실리콘 잉곳 제조장치.
3. 청구항 1 또는 청구항 2에 있어서,

   상기 열전도 내열 블록의 수용공간은 상기 열전도 내열 블록의 상단부에 복수개로 형성된 것을 특징으로 하는 다결정 실리콘 잉곳 제조장치.
4. 청구항 3에 있어서,

   상기 열전도 내열 블록의 수용공간이 형성되는 내면에 열을 차단하기 위하여 반사성이 뛰어난 절연시트와, 단열을 위한 단열재가 적층되어 이루어진 열반사 단열층이 형성된 것을 특징으로 하는 다결정 실리콘 잉곳 제조장치.
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