KR20220092012A - 원료공급용 호퍼, 원료공급방법 및 원료공급시스템 - Google Patents

원료공급용 호퍼, 원료공급방법 및 원료공급시스템 Download PDF

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Abstract

본 발명은 원료의 투입시 발생하는 분진을 최소로 할 수 있는 원료공급용 호퍼, 원료공급방법 및 원료공급시스템을 제안한다. 상기 원료공급용 호퍼는, 상부 호퍼 및 하부 호퍼로 분리 및 결합할 수 있도록 고안되었고, 1차 원료 투입 단계에서는 누워있는 하부 호퍼에 원료를 투입하고, 이어 상부 호퍼 및 하부 호퍼를 결합한 후 세운 상태에서 2차 원료 투입 단계를 수행함으로써, 원료의 투입 시 발생하는 분진의 양을 최소로 하였다.

Description

원료공급용 호퍼, 원료공급방법 및 원료공급시스템 {A hopper, a method and a system for supply a raw material}
본 발명은 원료공급용 호퍼에 관한 것으로, 특히, 분할되어 있어 원료의 투입 시 발생하는 분진을 최소로 할 수 있는 원료공급용 호퍼, 원료를 상기 원료공급용 호퍼에 분할하여 투입함으로써 원료 투입 시 발생하는 분진을 최소로 할 수 있는 원료공급방법 및 원료공급을 수행하는 원료공급시스템에 관한 것이다.
반도체 집적회로에 사용되는 실리콘 웨이퍼(wafer)를 만들기 위해서는 실리콘 단결정 잉곳 (silicon crystal ingot)이 먼저 생성되어야 한다. 실리콘 단결정의 기본적인 재료는 천연 규석(SiO2)에서 추출한 다결정 실리콘(Poly silicon)이다. 단결정 성장장치는, 고체 상태의 다결정 실리콘을 도가니(crucible) 내부로 투입한 후, 도가니를 가열하여 액체 상태의 실리콘 용액을 만들고, 시드(seed)인 단결정 실리콘(crystal silicon)을 실리콘 용액에 넣어 회전시킴과 동시에 일정한 속도로 끌어올림으로써 단결정 잉곳을 제조한다. 시드의 회전 속도와 끌어올리는 속도에 의해 잉곳의 직경이 결정되고, 결국 웨이퍼의 직경도 더불어 결정된다.
단결정 성장장치에 공급하는 고체 상태의 원료인 다결정 실리콘의 공급 방법은 공급하는 고체 원료의 형태에 따라 다양하다. 예를 들면, 부정형 칩 형태의 고체 원료는 도가니의 중앙 상부에서 하부로 낙하시키고, 입자 형태의 고체 원료는 도가니의 중앙 또는 경사진 가장자리의 상부에서 직하 또는 비스듬하게 낙하시키며, 그리고 봉 형상의 고체 원료는 도가니의 중앙 상부에서 하부로 서서히 공급하면서 녹이는 방법이 주로 사용된다.
도 1은 종래의 리차지관의 예이다.
도 1을 참조하면, 대한민국 공개특허(10-2020-0026247)에서 제안하는 리차지관(recharge tube)은, 고체 원료인 다결정 실리콘(40)을 수용하는 원통 부재(10)와 원통 부재의 하부의 개구부를 개폐하는 원뿔 상의 밸브(20)를 구비한다. 하부가 밸브로 폐쇄된 원통 부재(10)의 내부에 다결정 실리콘(40)을 채운(charge) 후 리차지관을 도가니(30)의 상부로 이동하여 밸브(20)를 개방하여 원통 부재(10) 내부에 채워진 고체의 다결정 실리콘(40)을 도가니(30) 내부로 자유낙하(화살표 참조) 시킨다. 다결정 실리콘(40)의 오염을 방지하기 위해 원통 부재(10), 밸브(20) 및 도가니(30)는 석영(quartz) 재질로 이루어지는 것이 일반적이다.
종래의 리차지관을 구성하는 원통 부재(10)의 내부에 다결정 실리콘(40)을 채울 때, 낙하하는 다결정 실리콘(40)과 원통 부재(10)의 내벽(하부 포함)과의 충돌 및 이미 채워진 다른 다결정 실리콘(40)과의 충돌에 의해 분진이 발생하는 문제가 있다. 특히 원통 부재(10) 및 밸브(20)가 단단한 재질의 석영으로 제조된다는 점과 많은 양의 다결정 실리콘을 채울 수 있도록 원통 부재(10)의 깊이를 길게 하려고 한다는 점을 감안하며, 원통 부재(10)의 내부로 투하되는 다결정 실리콘(40)과 밸브(20)와의 충돌 강도가 강하게 됨에 따라 발생하는 분진이 증가하게 되는 단점은 충분히 예상할 수 있다. 다결정 실리콘(40)을 원통 부재(10)에 채울 때 발생하는 분진은, 도가니(30)에서 용융되지 않거나 산화되는 등 단결정 성장에 부정적인 영향을 미쳐 단결정 생산성이 저하되도록 하는 문제를 발생시킨다.
최근 실리콘 단결정의 생산성 향상을 위하여 다결정 실리콘을 도가니에 재 충전(recharge)할 것을 요구한다. 이러한 요구를 만족시키기 위해서, 1차적으로 다결정 실리콘을 도가니에 투입한 리차지관을 다결정 실리콘 충전 스테이지 (charge stage)로 이동시켜야 하고, 이어 추가로 투입될 다결정 실리콘을 충전한 후, 다결정 실리콘이 재충전 된 리차지관을 도가니의 상부로 다시 이동하여 도가니의 내부로 다결정 실리콘을 재투하한다.
상술한 바와 같이, 종래의 리차지관을 이용한 재충전 과정에서도 분진이 발생하게 될 것이고, 다결정 실리콘의 재충전의 횟수만큼 분진이 추가로 발생하게 되어, 단결정 성장의 생산성은 그 만큼 더 악화될 것이다.
본 발명이 해결하고자 하는 기술적 과제는, 원료의 투입시 발생하는 분진을 최소로 할 수 있는 원료공급용 호퍼를 제안하는 것에 있다.
본 발명이 해결하고자 하는 다른 기술적 과제는, 원료의 투입시 발생하는 분진을 최소로 할 수 있는 원료공급방법을 제안하는 것에 있다.
본 발명이 해결하고자 하는 또 다른 기술적 과제는, 원료의 투입시 발생하는 분진을 최소로 할 수 있는 원료공급시스템을 제안하는 것에 있다.
상기 기술적 과제를 달성하기 위한 본 발명에 따른 원료공급용 호퍼는, 상부 호퍼, 하부 호퍼 및 밸브를 포함한다. 상기 상부 호퍼는 양쪽 단부가 개방되고 일정 두께 및 일정 길이를 가진다. 상기 하부 호퍼는 양쪽 단부가 개방되고 일정 두께 및 일정 길이를 가진다. 상기 밸브는 결합한 상기 상부 호퍼 및 상기 하부 호퍼의 개방된 일단에 설치된다. 상기 상부 호퍼와 상기 하부 호퍼가 결합할 때, 상기 상부 호퍼의 상부 접촉부분과 상기 하부 호퍼의 하부 접촉부분이 서로 접하여 내부에 비어 원통형의 비어 있는 공간을 형성하며, 상기 밸브는 상기 원통형의 비어 있는 공간 내부 및 외부를 이동하면서, 상기 일단을 개방하거나 폐쇄한다.
상기 다른 기술적 과제를 달성하기 위한 본 발명에 따른 원료공급방법은, 청구항 제1항에 기재된 원료공급용 호퍼에 원료를 공급하는 방법으로, 상기 상부 호퍼와 상기 하부 호퍼를 분리하는 단계. 길이 방향으로 놓인 상기 하부 호퍼에 원료를 투입하는 1차 원료 투입 단계, 비어 있는 상기 상부 호퍼와 원료가 투입된 하부 호퍼를 결합하는 단계, 결합한 원료공급용 호퍼를 수직 또는 일정한 경사로 세우는 호퍼 자세조정단계 및 자세가 조정된 상기 원료공급용 호퍼의 개방된 입구에 원료를 투입하는 2차 원료 투입단계를 수행한다.
상기 또 다른 기술적 과제를 달성하기 위한 본 발명에 따른 원료공급시스템은, 호퍼 이송장치, 호퍼 분리장치, 호퍼 결합장치 및 원료 공급장치를 포함한다. 상기 호퍼 이송장치는 상부 호퍼와 하부 호퍼가 결합한 상태의 원료공급용 호퍼를 도가니의 상부로 이송하거나 도가니의 상부에 위치하는 상기 원료공급용 호퍼를 호퍼 분리 & 결합 스테이지로 이송한다. 상기 호퍼 분리장치는 호퍼 분리 & 결합 스테이지로 이송된 상기 원료공급용 호퍼를 상기 상부 호퍼 및 상기 하부 호퍼로 분리한다. 상기 호퍼 결합장치는 상기 호퍼 분리장치에 의해 서로 분리된 상기 상부 호퍼 및 원료가 채워진 상기 하부 호퍼를 결합한다. 상기 원료 공급장치는 길이 방향으로 놓인 상기 하부 호퍼의 비어 있는 공간에 상기 원료를 공급하거나, 수직 또는 일정한 경사로 세워진 원료공급용 호퍼의 개방된 입구에 상기 원료를 공급한다.
상술한 바와 같이, 본 발명에 따른 원료공급용 호퍼, 원료공급방법 및 원료공급시스템은 종래 관 형태의 호퍼가 가지는 원재료의 충진 과정에서 자유 낙하에 의한 충돌과 호퍼 내벽의 충돌 문제를 최소화할 수 있으며, 호퍼의 충격 피로도를 감소시켜 크랙 등의 2차 사고를 예방할 수 있는 장점이 있다.
도 1은 종래의 리차지관의 예이다.
도 2는 본 발명에 따른 원료공급용 호퍼의 일 실시 예이다.
도 3은 원료공급용 호퍼에 원료를 채우는 과정을 설명한다.
도 4는 본 발명에 따른 원료공급방법의 일 실시 예이다.
도 5는 도 4에 도시된 원료공급방법을 실시하는 원료공급시스템의 일 실시 예이다.
본 발명과 본 발명의 동작상의 이점 및 본 발명의 실시에 의하여 달성되는 목적을 충분히 이해하기 위해서는 본 발명의 예시적인 실시 예를 설명하는 첨부 도면 및 첨부 도면에 기재된 내용을 참조하여야만 한다.
이하 첨부한 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시 예를 설명함으로써, 본 발명을 상세히 설명한다. 각 도면에 제시된 동일한 참조부호는 동일한 부재를 나타낸다.
도 2는 본 발명에 따른 원료공급용 호퍼의 일 실시 예이다.
도 2를 참조하면, 본 발명에 따른 원료공급용 호퍼(200)는, 상부 호퍼(210), 하부 호퍼(220) 및 밸브(230)를 포함한다. 도 2의 상부에는 상부 호퍼(210)와 하부 호퍼(220)가 분리되어 있는 상태를 나타내고, 도 2의 하부에는 상부 호퍼(210)와 하부 호퍼(220)가 서로 결합한 상태(200)를 각각 나타낸다.
도 2에 도시된 도면의 위치 및 설명의 편의를 위해, 상부 호퍼(210) 및 하부 호퍼(220)로 구분하였지만, 본 발명에 따른 원료공급용 호퍼(200)가 2개의 호퍼로 구분된다는 점을 분명하게 하기 위한 것으로, 제1호퍼(210) 또는 제2호퍼(220) 등 서로 구분되는 의미를 포함한다면 용어에 따른 이해의 오류는 없을 것이다. 원료공급용 호퍼(200)의 비어 있는 내부에 투입되는 원료의 예로는 다결정 실리콘이 있는데, 이해의 편의를 돕기 위해 원료(240)로 가정하고 설명한다.
이하에서는 이해의 편의를 위해 상부 호퍼(210)와 하부 호퍼(220)가 서로 대칭되는 형태를 가지는 것으로 설명하지만, 실시 예에 따라서는 상부 호퍼(210)와 하부 호퍼(220)의 크기 또는 용적을 다르게 할 수 있으며, 후술하겠지만, 1차 원료 투입 단계에 사용되는 호퍼 예를 들면 하부 호퍼(220)의 용적을 상부 호퍼(210)에 비해 크게 할 수도 있고 그 반대로 할 수도 있다.
상부 호퍼(210)는 단면이 반원이고 양쪽 면이 개방된 일정 두께 및 일정 길이를 가지는 상부 바디(211) 및 상부 바디(211)에 형성된 돌출부(212)를 포함한다. 돌출부(212)는, 상부 호퍼(210)와 하부 호퍼(220)의 결합 시 상부 바디(211)와 후술하는 하부 바디(212)가 서로 접촉하는 부분(이하 상부 접촉부분)에 형성되며, 'ㄴ'자 형태를 가지도록 하는 것이 바람직하다.
하부 호퍼(220)는 단면이 반원이고 양쪽 면이 개방된 일정 두께 및 일정 길이를 가지는 하부 바디(221) 및 하부 바디(221)에 형성된 수납부(222)를 포함한다. 수납부(222)는 상부 호퍼(210)와 하부 호퍼(220)의 결합 시 상부 바디(211)의 상부 접촉부분과 서로 접촉하는 부분(이하 하부 접촉부분)에 형성되며, 상부 바디(211)에 형성된 돌출부(212)가 삽입되어 고정되기 때문에 돌출부(212)의 형태에 대응되는 형태인 'ㄴ'자 형태의 홈으로 구현할 수 있다.
도 2를 참조하면, 상부 호퍼(210)의 돌출부(212)가 하부 호퍼(220)의 수납부(222)에 삽입되는 부분의 길이를 d1(d one)이라고 할 때, 수납부(222)의 외면의 홈의 길이는 d1과 동일하지만, 내부의 비어 있는 공간의 길이는 d1보다 긴 d2(d two)로 구현하는 것이 바람직하다. 추가되는 비어 있는 공간은 점선으로 구분하였다.
도 2의 좌측 상부에 도시된 상부에서 하부로 진행하다가 우측으로 굴절된 붉은색 화살표를 참조하면, 상부 호퍼(210)를 하부 호퍼(220)에 삽입하기 위해서는 돌출부(212)와 수납부(222)의 입구를 정렬한 후, 상부 호퍼(210)를 하부 호퍼(220) 방향으로 수직 하강하도록 하고, 일단 돌출부(212)가 수납부(222)의 내부로 삽입된 후에는, 돌출부(212)를 수납부(222)의 비어 있는 공간으로 수평 이동시킴으로써 상부 호퍼(210)가 하부 호퍼(220)를 고정한다는 것을 알 수 있다.
본 발명에 따른 원료공급용 호퍼(200)는 원료(240)가 투하되는 도가니(미도시)의 상부에 위치해야 하는데, 도 2에 도시된 것과 같이 누워있는 형태가 아니라 세워진 형태로 도가니의 상부에 위치하여야 만 내부를 채운 원료가 도가니로 자유낙하 할 수 있게 될 것이다. 따라서, 세워진 상태의 원료공급용 호퍼(200)가 도가니 위에서 서로 분리되지 않도록 돌출부(212)와 수납부(222)의 방향이 결정되어야 할 것이다. 예를 들면, 상부 호퍼(210)에 형성된 돌출부(212)의 'ㄴ'자 종단이 하부 방향을 향하도록 함으로써, 원료공급용 호퍼(200)가 세워진 상태일 때 상부 호퍼(210)와 하부 호퍼(220)가 돌출부(212)에 가해지는 중력에 의해 분리되지 않도록 하는 것이 바람직하다.
밸브(230)는 상부 호퍼(210)와 하부 호퍼(220)가 서로 접합하였을 때, 양쪽의 개방된 부분 중 일단에 설치되어 원료공급용 호퍼(200)의 길이 방향으로 이동함으로써 원료공급용 호퍼(200)의 일단을 폐쇄하거나 개방한다. 원료공급용 호퍼(200)에 원료를 채울 때에는 원료공급용 호퍼(200)의 일단을 폐쇄하고, 원료공급용 호퍼(200)에 채워진 원료를 도가니로 투하할 때에는 원료공급용 호퍼(200)의 일단을 개방하게 될 것이다.
도 2의 하부에 도시된 원료공급용 호퍼(200)는 상부 호퍼(210)가 하부 호퍼(220)에 삽입 고정되었을 때를 나타내는데, 상부 호퍼(210)의 돌출부(212)가 삽입 & 고정되는 하부 호퍼(220)의 수납부(222)의 위치를 점선으로 표시하여 이를 확인할 수 있도록 하였다.
도 2의 우측에는 상부 호퍼(210)의 돌출부(212)와 하부 호퍼(220)의 수납부(222)가 대응한다는 것을 설명하는 도면이 도시되어 있다.
반원형태의 단면을 가지는 상부 호퍼(210)와 하부 호퍼(220)가 서로 결합할 때, 두 군데의 상부 접촉부분과 두 군데의 하부 접촉부분이 서로 접촉하게 될 것이다. 따라서, 돌출부(212) 및 수납부(222)는 상부 접촉부분 및 하부 접촉부분 중 한 곳에 각각 설치되는 것도 가능하지만, 두 군데의 상부 접촉부분과 두 군데의 하부 접촉부분 각각에 모두 설치되는 것이 바람직하다. 돌출부(212) 및 수납부(222)의 개수도 실시 예에 따라 다양하게 결정될 수 있지만, 적어도 하나는 설치해야 할 것이다.
도 3은 원료공급용 호퍼에 원료를 채우는 과정을 설명한다.
도 3을 참조하면, 원료공급용 호퍼(200)를 구성하는 상부 호퍼(210)와 하부 호퍼(220)를 분리한 후, 누워있는 하부 호퍼(220)의 비어 있는 공간에 원료(240-1)를 투입한다. (도 3의 좌측 참조) 이를 1차 원료 투입이라고 가정한다. 도 3에는 분리된 상부 호퍼(210)가 분리된 하부 호퍼(220)의 상부에 위치하여, 하부 호퍼(220)에 원료(240-1)를 투입할 때 방해가 되는 것 같이 도시되어 있지만, 실제의 공정에서는, 분리된 상부 호퍼(210)가 원료(240-1)를 채우는 과정 중의 하부 호퍼(220)와 상당한 거리 떨어져 있도록 하기 때문에 원료(240-1)를 채우는 과정을 방해하지는 않게 된다.
도 3을 참조하면, 누워있는 하부 호퍼(220)의 비어 있는 공간에 원료(240-1)를 투입한 후, 상부 호퍼(210) 및 하부 호퍼(220)를 결합하여 수직으로 또는 일정한 경사를 가지도록 세운다. 당연한 말이지만, 밸브(230)가 하부 방향에 위치하도록 원료공급용 호퍼(200)를 세우면, 원료공급용 호퍼(200)에 미리 투입한 원료(240-1)가 밸브(230) 방향으로 이동하게 되기 때문에, 미리 투입한 원료(240-1)가 원료공급용 호퍼(200)로부터 유출되지 않을 것이다.
누워있는 하부 호퍼(220)에만 원료(240-1)를 채웠기 때문에, 상부 호퍼(210)와 하부 호퍼(220)를 결합했을 때 생성되는 공간의 일부에만 원료(240-1)가 채워지게 될 것이다. 따라서, 상부 호퍼(210)와 하부 호퍼(220)를 결합하였을 때 형성되는 비어 있는 공간에 원료(240-2)를 추가로 투입해서 비어 있는 공간을 채우는 작업을 수행하게 되는데(도 3의 우측 참조), 이를 2차 원료 투입이라고 가정한다. 2차 원료 투입은 세워진 원료공급용 호퍼(200)의 개방된 입구에 원료(240-2)를 투입하게 될 것이다. 이해를 돕기 위해, 도 3에서 1차로 투입되는 원료의 부재 번호(240-1)와 2차로 투입되는 원료의 부재 번호(240-2)를 구분하였다.
도 3에 도시된 도면으로부터 쉽게 이해할 수 있듯이, 본 발명에 따른 원료공급용 호퍼(200)는 두 차례의 원료 투입 과정을 통해, 종래에 원료를 투입할 때 발생하였던 분진을 최소로 할 수 있도록 고안되었다.
도 3의 좌측에 도시된 도면을 참조하면, 1차 원료 투입 시에는 누워 있는 하부 호퍼(220)의 넓은 개방 공간에 원료(240-1)를 투입하기 때문에, 하부 호퍼(220)에 공급하는 원료(240-1)와 하부 호퍼(220)의 상부와의 거리를 최소로 할 수 있어, 하부 호퍼(220)의 개방된 상부에서 낙하하는 원료(240-1)가 하부 호퍼(220)의 내면과 충돌하는 길이가 최소가 되므로, 결국 충돌에 의한 분진도 최소한으로 발생하게 될 것이다. 특히, 하부 호퍼(220)에 원료(240-1)를 채울 때, 사전에 분진을 제거한 원료(240-1)를 하부 호퍼(220)에 투입함으로써 분진의 발생을 최대로 억제할 수 있다.
도 3의 우측에 도시된 도면을 참조하면, 2차 원료 투입 시에는 똑바로 또는 비스듬하게 세워진 원료공급용 호퍼(200)의 개방된 입구에서 원료(240-2)를 낙하하게 되는데, 원료공급용 호퍼(200)의 하부에는 1차 원료 투입 단계에서 투입해 놓은 원료(240-1)가 위치하므로, 2차로 투입되는 원료(240-2)는 미리 투입해 놓은 원료(240-1)의 상부로 낙하하게 될 것이다.
상술한 바와 같이, 본 발명에 따른 원료공급용 호퍼(200)를 단단한 석영 재질로 구현하였고, 동일한 거리를 낙하하여 충돌한다고 가정한다. 이러한 가정하에, 2차로 낙하하는 원료(240-2)가 밸브(230)와 직접 충돌할 때 발생하는 분진의 양은 동일 재질의 원료(240-1, 240-2)가 서로 충돌할 때 발생하는 분진의 양에 비해 많을 것이 분명하다. 예를 들면, 다결정 실리콘끼리의 충돌시 발생하는 분진은 다결정 실리콘과 석영 재질의 밸브(230)와 충돌할 때 발생하는 분진의 양보다 적게 되는 것은 당연하다.
도 1에 도시된 종래의 리차지관은 세워진 상태에서 원료를 채울 수밖에 없어, 최초로 투입되는 원료는 리차지관을 구성하는 밸브와 반드시 직접 충돌하게 되어 충돌 시 발생하는 분진의 양을 감소시킬 수 없는 단점이 있다는 점에 대해서는 이미 설명하였다.
도 4는 본 발명에 따른 원료공급방법의 일 실시 예이다.
도 3 및 도 4를 참조하면, 본 발명에 따른 원료공급방법(400)은, 도 2에 도시된 원료공급용 호퍼(200)를 이용하여 수행할 수 있는 것으로, 상부 호퍼(210)와 하부 호퍼(220)를 분리하는 단계(410), 하부 호퍼(220)에 원료(240-1)를 투입하는 1차 원료 투입 단계(420), 상부 호퍼(210)와 하부 호퍼(220)를 결합하는 단계(430), 결합한 원료공급용 호퍼를 수직 또는 일정한 경사로 세우는 호퍼 자세조정단계(440) 및 결합한 원료공급용 호퍼(200)의 개방된 입구에 원료(240-2)를 투입하는 2차 원료 투입단계(450)를 수행한다.
도 3 및 도 4에 도시된 원료공급용 호퍼에 원료를 채우는 과정은 외기로부터 독립된 공간에서 진행하는 것이 바람직하다.
도 5는 도 4에 도시된 원료공급방법을 실시하는 원료공급시스템의 일 실시 예이다.
도 5를 참조하면, 본 발명에 따른 원료공급시스템(500)은, 호퍼 이송장치(510), 호퍼 분리장치(520), 호퍼 결합장치(530) 및 원료 공급장치(540)를 포함한다.
호퍼 이송장치(510)는 상부 호퍼(210)와 하부 호퍼(220)가 결합한 상태의 원료공급용 호퍼(200)를 도가니의 상부로 이송하거나 도가니의 상부에 위치하는 원료공급용 호퍼(200)를 호퍼 분리 & 결합 스테이지(미도시)로 이송한다.
호퍼 분리장치(520)는 호퍼 분리 & 결합 스테이지로 이송된 원료공급용 호퍼(200)를 상부 호퍼(210) 및 하부 호퍼(220)로 분리한다.
호퍼 결합장치(530)는 호퍼 분리 & 결합 스테이지로 이송된 서로 분리된 상부 호퍼(210) 및 원료(240-1)이 채워진 하부 호퍼(220)를 결합한다.
원료 공급장치(540)는 분리된 하부 호퍼(220)의 비어 있는 공간에 원료(240-1)를 공급하거나, 도가니 위에 세워진 원료공급용 호퍼(200)의 개방된 입구에 원료(240-2)를 공급한다. 원료 공급장치(540)는 외기로부터 독립된 공간에 설치되어 작업을 수행하도록 하는 것이 바람직하다.
이상에서는 본 발명에 대한 기술사상을 첨부 도면과 함께 서술하였지만 이는 본 발명의 바람직한 실시 예를 예시적으로 설명한 것이지 본 발명을 한정하는 것은 아니다. 또한, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 기술자라면 누구나 본 발명의 기술적 사상의 범주를 이탈하지 않는 범위 내에서 다양한 변형 및 모방 가능함은 명백한 사실이다.
210: 상부 호퍼
211: 상부 바디 212: 돌출부
220: 하부 호퍼
212: 하부 바디 222: 수납부
230: 밸브

Claims (14)

  1. 양쪽 단부가 개방되고 일정 두께 및 일정 길이를 가지는 상부 호퍼;
    양쪽 단부가 개방되고 일정 두께 및 일정 길이를 가지는 하부 호퍼; 및
    결합한 상기 상부 호퍼 및 상기 하부 호퍼의 개방된 일단에 설치되는 밸브를 포함하며,
    상기 상부 호퍼와 상기 하부 호퍼가 결합할 때, 상기 상부 호퍼의 상부 접촉부분과 상기 하부 호퍼의 하부 접촉부분이 서로 접하여 내부에 비어 원통형의 비어 있는 공간을 형성하며,
    상기 밸브는 상기 원통형의 비어 있는 공간 내부 및 외부를 이동하면서, 상기 일단을 개방하거나 폐쇄하는 원료공급용 호퍼.
  2. 제1항에서,
    상기 상부 접촉부분에는 적어도 하나의 돌출부가 형성되고,
    상기 하부 접촉부분에는 적어도 하나의 수납부가 형성되며,
    상기 돌출부와 상기 수납부가 결합하여 상기 상부 호퍼 및 상기 하부 호퍼를 결합하는 원료공급용 호퍼.
  3. 제2항에서,
    상기 돌출부는 'ㄴ'자 형태를 가지고 상기 상부 접촉부분의 외부로 돌출되며,
    상기 수납부는 'ㄴ'자 형태를 가지고 상기 하부 접촉부분의 내부로 홈의 형태로 형성되는 원료공급용 호퍼.
  4. 제3항에서,
    상기 돌출부의 'ㄴ'자의 종단부가 상기 밸브 방향을 향하도록 설치되는 원료공급용 호퍼.
  5. 제3항에서,
    상기 'ㄴ'자 형태의 돌출부의 상기 수납부에 삽입되는 부분의 길이는 상기 수납부의 입구의 길이와 동일하고,
    상기 수납부의 내부는 상기 'ㄴ'자 형태의 돌출부의 상기 수납부에 삽입되는 부분의 길이보다 긴 원료공급용 호퍼.
  6. 제1항에서,
    상기 상부 호퍼, 상기 하부 호퍼 및 상기 밸브의 재질은 석영인 원료공급용 호퍼.
  7. 청구항 제1항에서,
    상기 원통형의 비어 있는 공간 내부에 채우는 원료는 다결정 실리콘인 원료공급용 호퍼.
  8. 청구항 제1항에 기재된 원료공급용 호퍼에 원료를 공급하는 방법으로,
    상기 상부 호퍼와 상기 하부 호퍼를 분리하는 단계;
    길이 방향으로 놓인 상기 하부 호퍼에 원료를 투입하는 1차 원료 투입 단계;
    비어 있는 상기 상부 호퍼와 원료가 투입된 하부 호퍼를 결합하는 단계;
    결합한 원료공급용 호퍼를 수직 또는 일정한 경사로 세우는 호퍼 자세조정단계; 및
    자세가 조정된 상기 원료공급용 호퍼의 개방된 입구에 원료를 투입하는 2차 원료 투입단계를 수행하는 원료공급방법.
  9. 제8항에서, 상기 1차 원료 투입단계 및 상기 2차 원료 투입단계는,
    외기로부터 독립된 공간에서 수행하는 원료공급방법.
  10. 제8항에서, 상기 1차 원료투입단계에서 투입되는 원료는,
    투입되기 전에 포함된 분진을 제거한 원료인 원료공급방법.
  11. 제8항에서,
    상기 원료는 다결정 실리콘인 원료공급방법.
  12. 상부 호퍼와 하부 호퍼가 결합한 상태의 원료공급용 호퍼를 도가니의 상부로 이송하거나 도가니의 상부에 위치하는 상기 원료공급용 호퍼를 호퍼 분리 & 결합 스테이지로 이송하는 호퍼 이송장치;
    호퍼 분리 & 결합 스테이지로 이송된 상기 원료공급용 호퍼를 상기 상부 호퍼 및 상기 하부 호퍼로 분리하는 호퍼 분리장치;
    상기 호퍼 분리장치에 의해 서로 분리된 상기 상부 호퍼 및 원료가 채워진 상기 하부 호퍼를 결합하는 호퍼 결합장치; 및
    길이 방향으로 놓인 상기 하부 호퍼의 비어 있는 공간에 상기 원료를 공급하거나, 수직 또는 일정한 경사로 세워진 원료공급용 호퍼의 개방된 입구에 상기 원료를 공급하는 원료 공급장치를
    포함하는 원료공급시스템.
  13. 제12항에서, 상기 원료 공급장치는,
    외기로부터 독립된 공간에 설치되는 원료공급시스템.
  14. 제12항에서,
    상기 원료는 다결정 실리콘인 원료공급시스템.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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