JP2000290096A - 結晶シリコン製造装置 - Google Patents
結晶シリコン製造装置Info
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- Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
- Y02E10/00—Energy generation through renewable energy sources
- Y02E10/50—Photovoltaic [PV] energy
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- Crystals, And After-Treatments Of Crystals (AREA)
- Photovoltaic Devices (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】 シリコン融液の冷却時間が短縮され、シリコ
ン融液の冷却の際に安定で一様な温度勾配をシリコン融
液に付与することができる結晶シリコン製造装置を提供
する事である。 【解決手段】 チャンバー２内にシリコン融液３を収容
するルツボ４と、前記ルツボ４を載置してルツボ４内の
シリコン融液３を冷却する冷却板５と、前記ルツボ４お
よび冷却板５を包囲する複数の断熱部材で形成された包
囲部６とを備え、前記チャンバー２内に不活性ガスを流
入するためのガス流入口８を具備した結晶シリコン製造
装置において、前記複数の断熱部材のうちの前記冷却板
５の下方に配置する断熱部材は移動することが可能な可
動断熱部材６ａであり、該可動断熱部材６ａを移動し
て、前記包囲部６の一部に開口を形成する断熱部材移動
装置９を備えたことを特徴とする。
ン融液の冷却の際に安定で一様な温度勾配をシリコン融
液に付与することができる結晶シリコン製造装置を提供
する事である。 【解決手段】 チャンバー２内にシリコン融液３を収容
するルツボ４と、前記ルツボ４を載置してルツボ４内の
シリコン融液３を冷却する冷却板５と、前記ルツボ４お
よび冷却板５を包囲する複数の断熱部材で形成された包
囲部６とを備え、前記チャンバー２内に不活性ガスを流
入するためのガス流入口８を具備した結晶シリコン製造
装置において、前記複数の断熱部材のうちの前記冷却板
５の下方に配置する断熱部材は移動することが可能な可
動断熱部材６ａであり、該可動断熱部材６ａを移動し
て、前記包囲部６の一部に開口を形成する断熱部材移動
装置９を備えたことを特徴とする。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、シリコン融液を冷
却して一方向に徐々に凝固する結晶シリコン製造装置に
関するものである。
却して一方向に徐々に凝固する結晶シリコン製造装置に
関するものである。
【０００２】
【従来の技術】多結晶シリコン太陽電池は、今日最も多
く製造されている太陽電池である。多結晶シリコン太陽
電池の発電素子（ソーラー・セル）では、多結晶シリコ
ン基板の品質がその性能を大きく左右する。そのため、
その品質を向上させるべく、その製造において様々な改
良がなされてきた。
く製造されている太陽電池である。多結晶シリコン太陽
電池の発電素子（ソーラー・セル）では、多結晶シリコ
ン基板の品質がその性能を大きく左右する。そのため、
その品質を向上させるべく、その製造において様々な改
良がなされてきた。
【０００３】太陽電池の最も重要な性能は、エネルギー
変換効率である。このエネルギー変換効率は、基板が有
する結晶粒界および結晶粒内の結晶の配向性に大きく左
右される。これらは、ソーラー・セル内のキャリアの寿
命の短縮や移動度の低下の原因となって、エネルギー変
換効率を低下させるためである。そのため、エネルギー
変換効率を向上させるためには、多結晶シリコンの製造
において、その結晶粒界をできるだけ少なくすること、
言い換えると、結晶粒径ができるだけ大きな結晶粒に成
長させること、そして、その結晶粒内の配向性を向上さ
せることが重要である。
変換効率である。このエネルギー変換効率は、基板が有
する結晶粒界および結晶粒内の結晶の配向性に大きく左
右される。これらは、ソーラー・セル内のキャリアの寿
命の短縮や移動度の低下の原因となって、エネルギー変
換効率を低下させるためである。そのため、エネルギー
変換効率を向上させるためには、多結晶シリコンの製造
において、その結晶粒界をできるだけ少なくすること、
言い換えると、結晶粒径ができるだけ大きな結晶粒に成
長させること、そして、その結晶粒内の配向性を向上さ
せることが重要である。
【０００４】多結晶シリコンを製造する方法で代表的な
ものに、一方向凝固法がある。この方法では、ルツボに
収容した原料の固体シリコンをヒーターにより加熱し
て、シリコン融液とし、次いで、ルツボを載置した冷却
板に冷媒として、通常、不活性ガスまたは水を流して、
シリコン融液内にルツボの底部から上部方向への正の温
度勾配を付与し、シリコン融液を底部から徐々に冷却・
凝固して、結晶を上方へと成長させていく。この方法に
よれば、太陽電池用ウェーハとして十分な数ｍｍ以上の
結晶粒径を有する多結晶シリコンインゴットが得られる
ことが知られている。
ものに、一方向凝固法がある。この方法では、ルツボに
収容した原料の固体シリコンをヒーターにより加熱し
て、シリコン融液とし、次いで、ルツボを載置した冷却
板に冷媒として、通常、不活性ガスまたは水を流して、
シリコン融液内にルツボの底部から上部方向への正の温
度勾配を付与し、シリコン融液を底部から徐々に冷却・
凝固して、結晶を上方へと成長させていく。この方法に
よれば、太陽電池用ウェーハとして十分な数ｍｍ以上の
結晶粒径を有する多結晶シリコンインゴットが得られる
ことが知られている。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】ところで、上記の一方
向凝固法において、シリコン融液を冷却するのに長時間
かかるという問題があった。また、シリコンインゴット
の製造において、シリコン融液の冷却の際には、安定で
一様な温度勾配をシリコン融液に付与することが常に課
題となっている。
向凝固法において、シリコン融液を冷却するのに長時間
かかるという問題があった。また、シリコンインゴット
の製造において、シリコン融液の冷却の際には、安定で
一様な温度勾配をシリコン融液に付与することが常に課
題となっている。
【０００６】本発明は、上述した事情に鑑みてなされた
もので、シリコン融液の冷却時間が短縮され、シリコン
融液の冷却の際に安定で一様な温度勾配をシリコン融液
に付与することができる結晶シリコン製造装置を提供す
る事を目的とする。
もので、シリコン融液の冷却時間が短縮され、シリコン
融液の冷却の際に安定で一様な温度勾配をシリコン融液
に付与することができる結晶シリコン製造装置を提供す
る事を目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
の本発明は、以下の構成を採用した。請求項１に記載の
結晶シリコン製造装置は、チャンバー内にシリコン融液
を収容するルツボと、前記ルツボを載置してルツボ内の
シリコン融液を冷却する冷却板と、前記ルツボおよび冷
却板を包囲する複数の断熱部材で形成された包囲部とを
備え、前記チャンバー内に不活性ガスを流入するための
ガス流入口を具備した結晶シリコン製造装置において、
前記複数の断熱部材のうちの前記冷却板の下方に配置す
る断熱部材は移動することが可能な可動断熱部材であ
り、該可動断熱部材を移動して、前記包囲部の一部に開
口を形成する断熱部材移動装置を備えたことを特徴とす
る。
の本発明は、以下の構成を採用した。請求項１に記載の
結晶シリコン製造装置は、チャンバー内にシリコン融液
を収容するルツボと、前記ルツボを載置してルツボ内の
シリコン融液を冷却する冷却板と、前記ルツボおよび冷
却板を包囲する複数の断熱部材で形成された包囲部とを
備え、前記チャンバー内に不活性ガスを流入するための
ガス流入口を具備した結晶シリコン製造装置において、
前記複数の断熱部材のうちの前記冷却板の下方に配置す
る断熱部材は移動することが可能な可動断熱部材であ
り、該可動断熱部材を移動して、前記包囲部の一部に開
口を形成する断熱部材移動装置を備えたことを特徴とす
る。
【０００８】この結晶シリコン製造装置においては、断
熱部材移動装置によって可動断熱部材を移動させて包囲
部の一部に開口を形成することができる。そして、チャ
ンバーと包囲部との間の空間に充填された不活性ガス
が、開口を通って冷却板の下方に流入する。この不活性
ガスは、冷却板を介してシリコン融液を冷却する。従っ
て、シリコン融液の冷却速度が向上する。さらには、可
動断熱部材の移動量を調整して開口の大きさを調節する
ことにより、シリコン融液の冷却速度を制御することが
できる。また、ガス供給口からの不活性ガスの流入量を
調整することによっても、冷却速度の制御が可能であ
る。
熱部材移動装置によって可動断熱部材を移動させて包囲
部の一部に開口を形成することができる。そして、チャ
ンバーと包囲部との間の空間に充填された不活性ガス
が、開口を通って冷却板の下方に流入する。この不活性
ガスは、冷却板を介してシリコン融液を冷却する。従っ
て、シリコン融液の冷却速度が向上する。さらには、可
動断熱部材の移動量を調整して開口の大きさを調節する
ことにより、シリコン融液の冷却速度を制御することが
できる。また、ガス供給口からの不活性ガスの流入量を
調整することによっても、冷却速度の制御が可能であ
る。
【０００９】請求項２に記載の結晶シリコン製造装置
は、請求項１に記載の結晶シリコン製造装置において、
前記冷却板の周縁に配置して、該冷却板とともに前記包
囲部内を前記ルツボを含む包囲部内上部と前記ルツボを
含まない包囲部内下部とに仕切る仕切部材を備えたこと
を特徴とする。
は、請求項１に記載の結晶シリコン製造装置において、
前記冷却板の周縁に配置して、該冷却板とともに前記包
囲部内を前記ルツボを含む包囲部内上部と前記ルツボを
含まない包囲部内下部とに仕切る仕切部材を備えたこと
を特徴とする。
【００１０】この結晶シリコン製造装置においては、仕
切部材によって包囲部内下部内の不活性ガスがルツボを
有する包囲部内上部に回り込まないので、シリコン融液
に付与された一方向の温度勾配を包囲部内下部に流入さ
れた不活性ガスが乱すことが防止される。
切部材によって包囲部内下部内の不活性ガスがルツボを
有する包囲部内上部に回り込まないので、シリコン融液
に付与された一方向の温度勾配を包囲部内下部に流入さ
れた不活性ガスが乱すことが防止される。
【００１１】請求項３に記載の結晶シリコン製造装置
は、請求項１または請求項２に記載の結晶シリコン製造
装置において、前記冷却板が、前記チャンバー外から冷
媒を導入する冷媒供給管に連結された冷媒供給口と、前
記チャンバー外へ冷媒を排出する冷媒排出管に連結され
た冷媒排出口と、前記冷却板内部に冷媒を収容可能な中
空部とを備えたことを特徴とする。
は、請求項１または請求項２に記載の結晶シリコン製造
装置において、前記冷却板が、前記チャンバー外から冷
媒を導入する冷媒供給管に連結された冷媒供給口と、前
記チャンバー外へ冷媒を排出する冷媒排出管に連結され
た冷媒排出口と、前記冷却板内部に冷媒を収容可能な中
空部とを備えたことを特徴とする。
【００１２】この結晶シリコン製造装置においては、開
口から流入した不活性ガスによる冷却に加えて、冷却版
に流された冷媒がシリコン融液の熱を運び出すので、シ
リコン融液の冷却速度が向上する。
口から流入した不活性ガスによる冷却に加えて、冷却版
に流された冷媒がシリコン融液の熱を運び出すので、シ
リコン融液の冷却速度が向上する。
【００１３】請求項４に記載の結晶シリコン製造装置
は、請求項１から請求項３のいずれかに記載の結晶シリ
コン製造装置において、前記開口が形成されていないと
きは前記包囲部外に配置する冷却部材と、該冷却部材を
前記開口が形成されたときに該開口から挿入して前記冷
却板に接近させる冷却部材移動装置とを備えたことを特
徴とする。
は、請求項１から請求項３のいずれかに記載の結晶シリ
コン製造装置において、前記開口が形成されていないと
きは前記包囲部外に配置する冷却部材と、該冷却部材を
前記開口が形成されたときに該開口から挿入して前記冷
却板に接近させる冷却部材移動装置とを備えたことを特
徴とする。
【００１４】この結晶シリコン製造装置においては、冷
却部材を開口から挿入して冷却板に近接させるので、冷
却部材により包囲部内からの熱輻射を受けて包囲部内を
冷却するとともに、その開口から流入した不活性ガスが
冷却部材により冷却され、その冷却された不活性ガスが
冷却板に接気するので、冷却板を介してシリコン融液を
冷却することができる。従って、シリコン融液の冷却速
度が向上する。
却部材を開口から挿入して冷却板に近接させるので、冷
却部材により包囲部内からの熱輻射を受けて包囲部内を
冷却するとともに、その開口から流入した不活性ガスが
冷却部材により冷却され、その冷却された不活性ガスが
冷却板に接気するので、冷却板を介してシリコン融液を
冷却することができる。従って、シリコン融液の冷却速
度が向上する。
【００１５】
【発明の実施の形態】以下、本発明に係る結晶シリコン
製造装置の第一の実施形態を図１から図４を参照して説
明する。結晶シリコン製造装置１は、チャンバー２内に
シリコン融液３を収容するルツボ４と、そのルツボ４が
載置されるとともにチャンバー２外から冷媒が流入され
てルツボ４内のシリコン融液３を冷却する冷却板５と、
ルツボ４および冷却板５を包囲する複数の断熱部材で形
成された包囲部６と、ルツボ４の周囲を囲むルツボ断熱
部材１２と、包囲部６内でルツボ４の上方に配置された
上部ヒーター７ａと、下方に配置された下部ヒーター７
ｂと、チャンバー２内に不活性ガスを流入するためのガ
ス流入口８と、複数の断熱部材の一部である可動断熱部
材６ａを移動する断熱部材移動装置９と、冷却板５の周
縁に配置して包囲部６内を冷却板５の上側の包囲部内上
部１０ａと下側の包囲部内下部１０ｂとに仕切る断熱材
料の仕切部材１１と、チャンバー２の壁部２ａには二重
構造をなして冷却水を循環させる壁中空部２ｂとを備え
ている。
製造装置の第一の実施形態を図１から図４を参照して説
明する。結晶シリコン製造装置１は、チャンバー２内に
シリコン融液３を収容するルツボ４と、そのルツボ４が
載置されるとともにチャンバー２外から冷媒が流入され
てルツボ４内のシリコン融液３を冷却する冷却板５と、
ルツボ４および冷却板５を包囲する複数の断熱部材で形
成された包囲部６と、ルツボ４の周囲を囲むルツボ断熱
部材１２と、包囲部６内でルツボ４の上方に配置された
上部ヒーター７ａと、下方に配置された下部ヒーター７
ｂと、チャンバー２内に不活性ガスを流入するためのガ
ス流入口８と、複数の断熱部材の一部である可動断熱部
材６ａを移動する断熱部材移動装置９と、冷却板５の周
縁に配置して包囲部６内を冷却板５の上側の包囲部内上
部１０ａと下側の包囲部内下部１０ｂとに仕切る断熱材
料の仕切部材１１と、チャンバー２の壁部２ａには二重
構造をなして冷却水を循環させる壁中空部２ｂとを備え
ている。
【００１６】断熱部材移動装置９は、図２に示されたよ
うに、可動断熱部材６ａを支持する支持棒１５と、この
支持棒１５が固定された支持台１６と、この支持台１６
を支持する支持柱１７と、この支持柱１７が固定される
エンドプレート１８と、このエンドプレート１８に固定
されたモーター１９を備える。モーター１９はピニオン
１９ａを有し、支持台１６の備えるラック１６ａと噛み
合っている。
うに、可動断熱部材６ａを支持する支持棒１５と、この
支持棒１５が固定された支持台１６と、この支持台１６
を支持する支持柱１７と、この支持柱１７が固定される
エンドプレート１８と、このエンドプレート１８に固定
されたモーター１９を備える。モーター１９はピニオン
１９ａを有し、支持台１６の備えるラック１６ａと噛み
合っている。
【００１７】冷却板５は、図３および図６に示されたよ
うに、冷媒供給口５ａと冷媒排出口５ｂと前記冷却板内
部に冷媒を収容可能な中空部５ｃとを備え、該中空部５
ｃには厚さ方向に平行に複数の支柱５ｄが設けられてい
る。また、冷媒供給口５ａにはチャンバー２外部から冷
媒を供給する冷媒供給管５ｅがつながれている。
うに、冷媒供給口５ａと冷媒排出口５ｂと前記冷却板内
部に冷媒を収容可能な中空部５ｃとを備え、該中空部５
ｃには厚さ方向に平行に複数の支柱５ｄが設けられてい
る。また、冷媒供給口５ａにはチャンバー２外部から冷
媒を供給する冷媒供給管５ｅがつながれている。
【００１８】上記構成の結晶シリコン製造装置を用い
て、結晶シリコンを製造する場合には、まず、ルツボ４
内に原料のチップ状の固体シリコン３ａを収容する。次
に、雰囲気ガスとして不活性ガス、通常アルゴンガスを
チャンバー２上部のガス流入口８からチャンバー２内に
流入する。そして、ルツボ４内の固体シリコン３ａを上
部ヒーター７ａ、下部ヒーター７ｂにより加熱溶融して
シリコン融液３とした後、両ヒーターをＯＦＦにする。
て、結晶シリコンを製造する場合には、まず、ルツボ４
内に原料のチップ状の固体シリコン３ａを収容する。次
に、雰囲気ガスとして不活性ガス、通常アルゴンガスを
チャンバー２上部のガス流入口８からチャンバー２内に
流入する。そして、ルツボ４内の固体シリコン３ａを上
部ヒーター７ａ、下部ヒーター７ｂにより加熱溶融して
シリコン融液３とした後、両ヒーターをＯＦＦにする。
【００１９】その後、チャンバー２の壁中空部２ｂ内に
冷却水の循環、断熱部材移動装置９による可動断熱部材
６ａの移動、冷却板５への冷媒供給管５ｅを通して不活
性ガス、通常アルゴンガスの流入が行われ、シリコン融
液３の冷却が開始される。こうして、シリコン融液３
は、冷却板５と接するルツボ４の底から冷却される。シ
リコン融液３は、ルツボ４の底から上方へ付与された正
の温度勾配に沿って、一方向に凝固結晶化されていく。
冷却水の循環、断熱部材移動装置９による可動断熱部材
６ａの移動、冷却板５への冷媒供給管５ｅを通して不活
性ガス、通常アルゴンガスの流入が行われ、シリコン融
液３の冷却が開始される。こうして、シリコン融液３
は、冷却板５と接するルツボ４の底から冷却される。シ
リコン融液３は、ルツボ４の底から上方へ付与された正
の温度勾配に沿って、一方向に凝固結晶化されていく。
【００２０】次に、上記構成の結晶シリコン製造装置の
作用および効果について説明する。上記結晶シリコン製
造装置１では、ルツボ４および上部ヒーター７ａ、下部
ヒーター７ｂを囲む断熱材料からなる包囲部６を備えら
れているので、両ヒーターによる加熱を効率的に行れる
とともに、高温の両ヒーターおよびルツボ４からチャン
バー２の壁部２ａを守られる。
作用および効果について説明する。上記結晶シリコン製
造装置１では、ルツボ４および上部ヒーター７ａ、下部
ヒーター７ｂを囲む断熱材料からなる包囲部６を備えら
れているので、両ヒーターによる加熱を効率的に行れる
とともに、高温の両ヒーターおよびルツボ４からチャン
バー２の壁部２ａを守られる。
【００２１】また、チャンバー２の壁部２ａに壁中空部
２ｂが備えられているので、そこに冷却水を流すことに
よって、固体シリコン３ａの溶融後のチャンバー２およ
びその内部の冷却が効率的に行われる。すなわち、壁部
２ａが冷却水により直接冷却されるともに、チャンバー
２内のアルゴンガスが冷却され、冷却された壁部２ａお
よび包囲部に比較して低温のアルゴンガスによって内部
が冷却される。
２ｂが備えられているので、そこに冷却水を流すことに
よって、固体シリコン３ａの溶融後のチャンバー２およ
びその内部の冷却が効率的に行われる。すなわち、壁部
２ａが冷却水により直接冷却されるともに、チャンバー
２内のアルゴンガスが冷却され、冷却された壁部２ａお
よび包囲部に比較して低温のアルゴンガスによって内部
が冷却される。
【００２２】断熱部材移動装置は、ピニオン１６ａとラ
ック１９ａとによりモーター１９により、支持台１６を
昇降することにより、その支持台１６に固定された支持
棒１５を介して可動断熱部材６ａを昇降する。チャンバ
ー２に固定されたスペースカラー２０は、可動断熱部材
６ａを上昇させたときの支持台１６のストッパーであ
り、セットカラー１６ａは下降のときのストッパーであ
る。この結晶シリコン製造装置１は、断熱部材移動装置
９が備えられているので、可動断熱部材６ａを移動させ
て包囲部６の一部に開口１３を形成することができ、壁
部２ａと包囲部６との間の包囲部外空間１４に充填され
ていた前記低温のアルゴンガスが、その開口１３を通っ
て包囲部内下部１０ｂに流入される。この低温のアルゴ
ンガスは、冷却板５に接して冷却するので、冷却板５に
よるシリコン融液３の冷却速度が向上する。
ック１９ａとによりモーター１９により、支持台１６を
昇降することにより、その支持台１６に固定された支持
棒１５を介して可動断熱部材６ａを昇降する。チャンバ
ー２に固定されたスペースカラー２０は、可動断熱部材
６ａを上昇させたときの支持台１６のストッパーであ
り、セットカラー１６ａは下降のときのストッパーであ
る。この結晶シリコン製造装置１は、断熱部材移動装置
９が備えられているので、可動断熱部材６ａを移動させ
て包囲部６の一部に開口１３を形成することができ、壁
部２ａと包囲部６との間の包囲部外空間１４に充填され
ていた前記低温のアルゴンガスが、その開口１３を通っ
て包囲部内下部１０ｂに流入される。この低温のアルゴ
ンガスは、冷却板５に接して冷却するので、冷却板５に
よるシリコン融液３の冷却速度が向上する。
【００２３】尚、可動断熱部材６ａの移動量を調整して
開口１３の大きさを調節することにより、シリコン融液
３の冷却速度をコントロールすることができる。また、
アルゴンガスの流入量を調整することによっても、冷却
速度のコントロールが可能である。
開口１３の大きさを調節することにより、シリコン融液
３の冷却速度をコントロールすることができる。また、
アルゴンガスの流入量を調整することによっても、冷却
速度のコントロールが可能である。
【００２４】また、仕切部材１１によって、包囲部内下
部１０ｂ内のアルゴンガスがルツボ４を有する包囲部内
上部１０ａに回り込まない構成にされているので、低温
のアルゴンガスがシリコン融液３内に付与された一方向
の温度勾配を乱すことが防止される。
部１０ｂ内のアルゴンガスがルツボ４を有する包囲部内
上部１０ａに回り込まない構成にされているので、低温
のアルゴンガスがシリコン融液３内に付与された一方向
の温度勾配を乱すことが防止される。
【００２５】さらに、冷却板５が中空部５ｃに支柱５ｄ
を備えられているので、熱伝導率が高く、加熱および冷
却効率が向上している。
を備えられているので、熱伝導率が高く、加熱および冷
却効率が向上している。
【００２６】次に、第二の実施形態について、図５を参
照して説明する。上述の第一の実施形態と同等な部材に
対しては、同符号を付してその説明を省略する。図５に
示す第二の実施形態では、第一の実施形態の結晶シリコ
ン製造装置１において、開口１３から挿入して冷却板５
に接触させる冷却部材２１と、この冷却部材２１を移動
する冷却部材移動装置（図示しない）とを備えているこ
とが特徴である。ルツボ４の周囲や冷却板５の下方に
は、温度計２８、２８、・・・により温度がモニターさ
れる。
照して説明する。上述の第一の実施形態と同等な部材に
対しては、同符号を付してその説明を省略する。図５に
示す第二の実施形態では、第一の実施形態の結晶シリコ
ン製造装置１において、開口１３から挿入して冷却板５
に接触させる冷却部材２１と、この冷却部材２１を移動
する冷却部材移動装置（図示しない）とを備えているこ
とが特徴である。ルツボ４の周囲や冷却板５の下方に
は、温度計２８、２８、・・・により温度がモニターさ
れる。
【００２７】可動断熱部材は、複数の断熱部材２６、２
７からなる。また、冷却部材２１は、先端に冷却部２１
ａを備え、その冷却部２１ａの中空部２１ｂにチャンバ
ー外部から冷却水を流入するための流入管２１ｃが接続
されている。
７からなる。また、冷却部材２１は、先端に冷却部２１
ａを備え、その冷却部２１ａの中空部２１ｂにチャンバ
ー外部から冷却水を流入するための流入管２１ｃが接続
されている。
【００２８】上記構成の結晶シリコン製造装置では、可
動断熱部材２６、２７がその端部２６ａ、２７ａを支点
として図中矢印Ａのように回転して、開口１３を形成す
る。次に、冷却部材移動装置により、冷却部材２１がそ
の開口１３から挿入され、冷却板５に接触される。次い
で、冷却部２１ａへ冷却水を流す。
動断熱部材２６、２７がその端部２６ａ、２７ａを支点
として図中矢印Ａのように回転して、開口１３を形成す
る。次に、冷却部材移動装置により、冷却部材２１がそ
の開口１３から挿入され、冷却板５に接触される。次い
で、冷却部２１ａへ冷却水を流す。
【００２９】従って、冷却板５は、第一の実施形態と同
様に、包囲部外空間１４から開口１３を通って包囲部内
下部１０ｂに流入される低温のアルゴンガスにより冷却
されるとともに、冷却部材２１によっても冷却されるの
で、シリコン融液３の冷却速度がさらに向上する。
様に、包囲部外空間１４から開口１３を通って包囲部内
下部１０ｂに流入される低温のアルゴンガスにより冷却
されるとともに、冷却部材２１によっても冷却されるの
で、シリコン融液３の冷却速度がさらに向上する。
【００３０】冷却部材２１の冷却部２１ａに、図６に示
すように、フィン２９を設けると、冷却効果がさらに高
められる。
すように、フィン２９を設けると、冷却効果がさらに高
められる。
【００３１】
【発明の効果】以上詳細に説明したように、本発明に係
る結晶シリコン製造装置によれば、以下のような効果を
奏する。
る結晶シリコン製造装置によれば、以下のような効果を
奏する。
【００３２】請求項１に記載の結晶シリコン製造装置に
よれば、断熱部材移動装置によって可動断熱部材を移動
させて包囲部の一部に開口を形成することができる。そ
して、チャンバーと包囲部との間の空間に充填された不
活性ガスが、開口を通って冷却板の下方に流入する。こ
の不活性ガスは、冷却板を介してシリコン融液を冷却す
る。従って、シリコン融液の冷却速度が向上するという
効果が得られる。さらには、可動断熱部材の移動量を調
整して開口の大きさを調節することにより、シリコン融
液の冷却速度を制御することができるという効果が得ら
れる。
よれば、断熱部材移動装置によって可動断熱部材を移動
させて包囲部の一部に開口を形成することができる。そ
して、チャンバーと包囲部との間の空間に充填された不
活性ガスが、開口を通って冷却板の下方に流入する。こ
の不活性ガスは、冷却板を介してシリコン融液を冷却す
る。従って、シリコン融液の冷却速度が向上するという
効果が得られる。さらには、可動断熱部材の移動量を調
整して開口の大きさを調節することにより、シリコン融
液の冷却速度を制御することができるという効果が得ら
れる。
【００３３】請求項２に記載の結晶シリコン製造装置に
よれば、仕切部材によって包囲部内下部内の不活性ガス
がルツボを有する包囲部内上部に回り込まないので、シ
リコン融液に付与された一方向の温度勾配を包囲部内下
部に流入された不活性ガスが乱すことが防止されるとい
う効果が得られる。
よれば、仕切部材によって包囲部内下部内の不活性ガス
がルツボを有する包囲部内上部に回り込まないので、シ
リコン融液に付与された一方向の温度勾配を包囲部内下
部に流入された不活性ガスが乱すことが防止されるとい
う効果が得られる。
【００３４】請求項３に記載の結晶シリコン製造装置に
よれば、開口から流入した不活性ガスによる冷却に加え
て、冷却版に流された冷媒がシリコン融液の熱を運び出
すので、シリコン融液の冷却速度が向上するという効果
が得られる。
よれば、開口から流入した不活性ガスによる冷却に加え
て、冷却版に流された冷媒がシリコン融液の熱を運び出
すので、シリコン融液の冷却速度が向上するという効果
が得られる。
【００３５】請求項４に記載の結晶シリコン製造装置に
よれば、冷却部材により包囲部内からの熱輻射を受けて
包囲部内を冷却するとともに、開口から流入した不活性
ガスが冷却部材により冷却され、その冷却された不活性
ガスが冷却板に接気するので、冷却板を介してシリコン
融液を冷却することができ、シリコン融液の冷却速度が
向上するという効果が得られる。
よれば、冷却部材により包囲部内からの熱輻射を受けて
包囲部内を冷却するとともに、開口から流入した不活性
ガスが冷却部材により冷却され、その冷却された不活性
ガスが冷却板に接気するので、冷却板を介してシリコン
融液を冷却することができ、シリコン融液の冷却速度が
向上するという効果が得られる。
【図１】 本発明の第一の実施形態である結晶シリコン
製造装置の概略構成図である。
製造装置の概略構成図である。
【図２】 図１の結晶シリコン製造装置の断熱部材移動
装置の概略構成図である。
装置の概略構成図である。
【図３】 図１の結晶シリコン製造装置の冷却板の内部
構造を示す図である。
構造を示す図である。
【図４】 図３の冷却板の支柱の位置を示す図である。
【図５】 本発明の第二の実施形態である結晶シリコン
製造装置の概略構成図である。
製造装置の概略構成図である。
【図６】 図５における冷却部材の他の実施形態であ
る。
る。
１ 結晶シリコン製造装置 ２ チャンバー ２ａ 壁部 ２ｂ 壁中空部 ３ シリコン融液 ４ ルツボ ５ 冷却板 ６ 包囲部 ６ａ 可動断熱部材 ８ ガス流入口 ９ 断熱部材移動装置 １０ａ 包囲部内上部 １０ｂ 包囲部内下部 １１ 仕切部材 １３ 開口 ２１ 冷却部材 ２６ 可動断熱部材 ２９ フィン
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き Ｆターム(参考） 4G077 AA02 AA08 BA04 CD10 EG18 EG24 EG25 EH07 MB14 MB24 MB26 MB33 5F051 CB01
Claims (4)
- 【請求項１】 チャンバー内にシリコン融液を収容する
ルツボと、前記ルツボを載置してルツボ内のシリコン融
液を冷却する冷却板と、前記ルツボおよび冷却板を包囲
する複数の断熱部材で形成された包囲部とを備え、前記
チャンバー内に不活性ガスを流入するためのガス流入口
を具備した結晶シリコン製造装置において、 前記複数の断熱部材のうちの前記冷却板の下方に配置す
る断熱部材は移動することが可能な可動断熱部材であ
り、該可動断熱部材を移動して、前記包囲部の一部に開
口を形成する断熱部材移動装置を備えたことを特徴とす
る結晶シリコン製造装置。 - 【請求項２】 請求項１に記載の結晶シリコン製造装置
において、 前記冷却板の周縁に配置して、該冷却板とともに前記包
囲部内を前記ルツボを含む包囲部内上部と前記ルツボを
含まない包囲部内下部とに仕切る仕切部材を備えたこと
を特徴とする結晶シリコン製造装置。 - 【請求項３】 請求項１または請求項２に記載の結晶シ
リコン製造装置において、 前記冷却板が、前記チャンバー外から冷媒を導入する冷
媒供給管に連結された冷媒供給口と、前記チャンバー外
へ冷媒を排出する冷媒排出管に連結された冷媒排出口
と、前記冷却板内部に冷媒を収容可能な中空部とを備え
たことを特徴とする結晶シリコン製造装置。 - 【請求項４】 請求項１から請求項３のいずれかに記載
の結晶シリコン製造装置において、 前記開口が形成されていないときは前記包囲部外に配置
する冷却部材と、該冷却部材を前記開口が形成されたと
きに該開口から挿入して前記冷却板に接近させる冷却部
材移動装置とを備えたことを特徴とする結晶シリコン製
造装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP10179699A JP3964070B2 (ja) | 1999-04-08 | 1999-04-08 | 結晶シリコン製造装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP10179699A JP3964070B2 (ja) | 1999-04-08 | 1999-04-08 | 結晶シリコン製造装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2000290096A true JP2000290096A (ja) | 2000-10-17 |
| JP3964070B2 JP3964070B2 (ja) | 2007-08-22 |
Family
ID=14310126
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP10179699A Expired - Lifetime JP3964070B2 (ja) | 1999-04-08 | 1999-04-08 | 結晶シリコン製造装置 |
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| Country | Link |
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-
1999
- 1999-04-08 JP JP10179699A patent/JP3964070B2/ja not_active Expired - Lifetime
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