JP2007106640A - 板状基板製造装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 簡単な構成で生成された板状基板の落下を防止し、歩留改善効果を得ることができる板状基板製造装置を提供する。
【解決手段】 たとえばシリコンなどの半導体材料の融液２４に下地基板２１を搬送しながら浸漬し、下地基板２１の成長面３５上にシリコンを凝固成長させて板状基板２７を製造する板状基板製造装置２０には、下地基板２１の搬送方向前方側の端部２１ａおよび搬送方向後方側の端部２１ｂに、落下基板受部材４５が設けられる。この落下基板受部材４５は、下地基板２１の成長面３５上に生成され下地基板２１の成長面３５から離脱して落下する板状基板２７を受取ることができる。
【選択図】 図１

Description

本発明は、板状基板製造装置に関する。

近年、地球環境に対する負荷を軽減するべく、化石燃料を用いる火力発電以外の風力発電、波力発電などの発電方法が種々試みられている。なかでも最も注目され、実用化の先端に位置付けられているのが太陽電池による発電であり、この太陽電池には、その素材として多結晶シリコンが用いられている。

太陽電池に用いられる多結晶シリコンの板状基板を製造する従来の代表的な技術として、不活性ガス雰囲気中でリン（Ｐ）またはボロン（Ｂ）等のドーパントを添加した高純度シリコンを坩堝中で加熱溶融させ、この融液を鋳型に流し込んで冷却して多結晶インゴットを作製し、多結晶インゴットをワイヤソーまたは内周刃法などでスライスする方法がある。多結晶インゴットから板状基板を製造する方法では、多結晶シリコンインゴットの鋳造工程、スライシング工程など多数の工程を要すること、またスライシング工程でワイヤまたは内周刃の厚み分以上の材料ロスを生じるなど、生産効率、歩留、コスト面において改善課題が多い。

この問題を解決する従来技術として、金属または半導体材料を加熱溶解している坩堝に、下地基板を浸漬させ、かつ連続的に引上げて下地基板の表面に金属または半導体材料を凝固成長させて板状基板を生成する方法が提案されている。この方法によれば、鋳造およびスライシング工程を要することなく、金属または半導体材料の融液からダイレクトに板状基板を作製することができるので、生産効率が向上される。

しかしながら、この板状基板の製造方法においても、下地基板を融液に浸漬して金属または半導体材料を下地基板の表面に凝固成長させた後、下地基板を融液から引上げ、下地基板と下地基板の表面上に生成された板状基板とを、製造装置内において、また製造装置外へ搬出するべく搬送する途中において、生成した板状基板が下地基板から離脱して落下するという問題がしばしば生じ、歩留低下の原因となっている。

この板状基板が下地基板から落下するという問題を解決する従来技術として、下地基板が、板状基板の成長面と、その成長面の周辺部とが異なる基板部材で構成され、周辺部に凹部を有する下地基板が提案されている（特許文献１参照）。

図９は、従来技術における下地基板１と下地基板１の表面上に生成される板状基板２との構成を示す断面図である。従来技術の下地基板１は、板状基板の主たる成長面３を有する第１下地基板４と、成長面３の周辺部を構成し、第１下地基板４とは異なる部材からなる第２および第３下地基板５，６とを含む。特に、下地基板４，５，６が板状基板２を生成するべく坩堝中の融液に浸漬される進行方向である搬送方向（図９中矢符７で示す方向）の前方側に設けられる第２下地基板５には、前方に臨んで突出するように形成される凸部８ａと、凸部８ａが形成されることによって生じる凹部８ｂとが形成される。

なお、第１下地基板４は保持基板９に保持され、保持基板９は不図示の搬送浸漬手段に装着される。搬送浸漬手段による保持基板９の搬送方向７への移動と鉛直方向への移動とによって、保持基板９に保持される第１下地基板４が、融液中へ浸漬され、かつ引上げられて搬送される。

下地基板１を、たとえばシリコンの融液に浸漬し、その後引上げて板状基板２を生成するとき、シリコンは、成長面３の表面上で凝固成長するとともに、第２下地基板５の凸部８ａに巻付くようにして凹部８ｂへも回込んで凝固成長する。したがって、生成される板状基板２の搬送方向７に平行な断面形状は、成長面３の付近では平坦な形状であり、当該平坦部分に連なって形成される搬送方向７の前方側部分において鉤型（この鉤型部分を参照符２ａで表す）となる。この第２下地基板５の凹凸部８ｂ，８ａに巻付いて鉤型部分２ａが形成されることによって、板状基板２は、第２下地基板５の凸部８ａによって保持されるので、落下が防止される。

このように、第１下地基板４とは異なり凹凸部８ｂ，８ａが形成される第２下地基板５を用いて板状基板２に鉤型部分２ａを形成することによって、生成された板状基板２の落下防止の目的がある程度達成される。しかしながら、第２下地基板５の凹凸部８ｂ，８ａに巻付くように固着した鉤型部分２ａを板状基板２の平坦部分と一体に下地基板４，５，６から取り外すことは難しいという問題がある。

また、図１０は、従来技術の下地基板１を用いた板状基板２生成の概要を示す図である。坩堝１１中に収容されるシリコンの融液１２に対して、保持基板９に保持される下地基板１を矢符１３に示すように斜め下方に向けて浸漬し、かつ矢符１４に示すように斜め上方へ引上げて、下地基板１にシリコンを凝固成長させて板状基板２を生成する。

近年、限りある資源の節減が唱えられており、また装置コンパクト化の要請から板状基板２の厚みが薄くなる傾向にある。板状基板２は、その厚みが薄くなるのに伴って、その絶対強度が低下し、割れが発生し易くなる。したがって、板状基板２に鉤型部分２ａを形成することによって、下地基板１による板状基板２の保持を図ったとしても、板状基板２が、平坦部分の重さに耐えることができずに、鉤型部分２ａを残して割れを生じて落下し、歩留を充分に改善することができないという問題がある。

特開２００４−２６２７３２号公報

本発明の目的は、簡単な構成で生成された板状基板の落下を防止し、歩留改善効果を得ることができる板状基板製造装置を提供することである。

本発明は、金属または半導体材料の融液に下地基板を予め定める１方向である搬送方向に搬送しながら浸漬し、下地基板の表面上に金属または半導体材料を凝固成長させて板状基板を製造する板状基板製造装置であって、
下地基板の搬送方向前方側の端部および搬送方向後方側の端部に、下地基板の表面上に生成され下地基板の表面から離脱して落下する板状基板を受ける落下基板受部材が設けられることを特徴とする板状基板製造装置である。

また本発明は、落下基板受部材は、融液に対する撥液性を有する素材によって形成されることを特徴とする。

また本発明は、下地基板の搬送方向前方側の端部に設けられる落下基板受部材には、
下地基板の搬送方向前方側の端面に沿って延び、下地基板の表面上に生成される板状基板を保護する保護部材が、設けられることを特徴とする。

また本発明は、下地基板の搬送方向後方側の端部に設けられる落下基板受部材は、下地基板を臨む側の面が凸状に形成されることを特徴とする。

また本発明は、落下基板受部材は、下地基板に着脱可能に装着されることを特徴とする。

また本発明は、下地基板を保持する保持基板を含み、落下基板受部材は、保持基板に着脱可能に装着されることを特徴とする。

本発明によれば、金属または半導体材料の融液に下地基板を予め定める１方向である搬送方向に搬送しながら浸漬し、下地基板の表面上に金属または半導体材料を凝固成長させて板状基板を製造する板状基板製造装置には、下地基板の搬送方向前方側の端部および搬送方向後方側の端部に、下地基板の表面上に生成され下地基板の表面から離脱して落下する板状基板を受ける落下基板受部材が設けられる。このような落下基板受部材を設けるという簡単な構成で、坩堝に収容される融液から下地基板を引上げて搬送する過程において、下地基板の表面上に生成した板状基板が下地基板から離脱しても、落下基板受部材で板状基板を受止め、落下しないように保持することができるので、板状基板の落下損傷による不良品の発生を未然に防止し、歩留の向上を実現することができる。また本発明の落下基板受部材は、従来の下地基板に付加される落下防止機能部材に比べて、その形状および寸法をコンパクトな大きさにできるので、そのことによって坩堝形状および装置形状まで一層コンパクトにすることができ、エネルギー効率のよい装置を実現することができる。

また本発明によれば、落下基板受部材は、融液に対する撥液性を有する素材によって形成される。ここで、融液に対する撥液性とは、融液が付着しにくく、またたとえ付着したとしても付着部における凝固成長がきわめて緩慢であることをいう。落下基板受部材を融液に対する撥液性を有する素材で形成することによって、落下基板受部材の表面に融液材料が付着しにくく、また凝固成長することが生じにくいので、メインテナンスフリーで繰返し使用することが可能になる。

また本発明によれば、下地基板の搬送方向前方側の端部に設けられる落下基板受部材には、下地基板の搬送方向前方側の端面に沿って延び、下地基板の表面上に生成される板状基板を保護する保護部材が、設けられる。下地基板が融液中へ浸漬されて移動されるとき、また融液から引上げられて搬送されるとき、保護部材が、融液中の浮遊物や不純物、また坩堝の縁部分に落下した板状基板の破片などを、移動方向の前方で排除するので、下地基板の表面上で生成された板状基板が、上記浮遊物および落下した板状基板の破片などの異物と接触することを防止できる。このように、板状基板と異物との接触が防止されることによって、板状基板の損傷および割れの発生が防止されるので、歩留向上効果を得ることができる。

また本発明によれば、下地基板の搬送方向後方側の端部に設けられる落下基板受部材は、下地基板を臨む側の面が凸状に形成される。落下基板受部材は、下地基板が融液に浸漬され、その後引上げられるとき、下地基板と共に動作し、融液をすくい上げるので、その固着成長が起こり易い。この現象は、特に下地基板の搬送方向後方側の端部に設けられる落下基板受部材において発生し易い。そこで、下地基板の搬送方向後方側の端部に設けられる落下基板受部材の下地基板を臨む側の面を凸状として鉛直方向下方に向って傾斜する傾斜面を有するように形成することによって、落下基板受部材がすくい上げた融液を下方へ容易に滴下させることができるので、固着成長が起こることを防止し、メインテナンスフリーで落下基板受部材の繰返し使用が可能になる。

また本発明によれば、落下基板受部材は下地基板に着脱可能に装着されるので、下地基板および落下基板受部材のメンテナンスを容易にすることができる。

また本発明によれば、下地基板を保持する保持基板を含み、落下基板受部材は保持基板に着脱可能に装着されるので、下地基板の構成を単純にすることができ、下地基板のロードアンロードの機構も単純化することができる。また下地基板の構成を単純化してシンプルな形状とすることによって、再加工が容易になり、加工費をコストダウンすることができる。

図１は本発明の実施の第１形態である板状基板製造装置２０の構成を簡略して示す側面方向から見た断面図であり、図２は図１に示す板状基板製造装置２０に備わる下地基板２１まわりの構成を簡略化して示す断面図であり、図３は図２に示す下地基板２１まわりの下面図である。

板状基板製造装置２０は、大略、チャンバ２２と、チャンバ２２が形成する内部空間である処理空間２３内に設けられて金属または半導体材料の融液２４を収容する坩堝２５と、坩堝２５の周囲に巻きまわされるコイル２６と、板状基板２７を生成する原板となる下地基板２１と、下地基板２１を保持し、かつ予め定める１方向である搬送方向へ搬送し、搬送途上において下地基板２１を融液２４中に浸漬し、引上げる不図示の搬送浸漬手段とを含んで構成される。この板状基板製造装置２０は、下地基板２１を搬送方向（図１中に示す矢符２８方向）に搬送しながら融液２４に浸漬し、下地基板２１の表面上に金属または半導体材料を凝固成長させて板状基板２７を製造することに用いられる。本実施形態では、半導体材料であるシリコンの融液から、板状のシリコン基板を製造する事例について説明する。

チャンバ２２は、外観が大略直方体形状を有し、内部が中空の構造体である。チャンバ２２は、たとえば鋼製の躯体に図示を省くけれども、アルミナ（Ａｌ_２Ｏ_３）などの断熱材が内張りされて、断熱かつ耐火構造を備える。このチャンバ２２には、不図示の真空排気手段と不活性ガス供給手段とが付設され、これらによって、チャンバ２２の処理空間２３を真空雰囲気または不活性ガス雰囲気に保つことができる。

チャンバ２２の一方の側壁２２ａ、すなわち下地基板２１の搬送方向２８における上流側にあたる側壁２２ａには、チャンバ２２の外部にある不図示の搬送装置と、処理空間２３内の前記搬送浸漬手段との間で、下地基板２１を受渡しするための搬入口３１が形成される。この搬入口３１には、不図示の開閉自在の扉が設けられ、扉の外方にはさらに副室チャンバが設けられる。この副室チャンバは、チャンバ２２と同様に雰囲気調整が可能に構成され、搬入口３１と反対側には開閉自在の扉が設けられる。したがって、搬送装置でチャンバ２２まで搬送された下地基板２１は、まず大気開放された副室チャンバ内へ搬入され、副室チャンバ内を雰囲気調整した後、さらに副室チャンバ内に備わる搬送手段によって搬入口３１を通して搬送浸漬手段へ渡される。

チャンバ２２の前記一方の側壁２２ａに対向する他方の側壁２２ｂには、搬入口３１と対向する位置に下地基板２１と板状基板２７とをチャンバ２２の外部へ搬出するための搬出口３２が形成される。この搬出口３２にも、開閉自在の扉とその外方に副室チャンバが設けられる。板状基板２７が生成された下地基板２１は、搬出口３２から副室チャンバを介してもう１つの搬送手段に受渡しされる。

シリコンの融液２４を収容する坩堝２５は、たとえばグラファイト製の有底容器である。坩堝２５は、処理空間２３内の下部であって、チャンバ２２の底板２２ｃ上に設けられる。坩堝２５のまわりには、坩堝２５の外壁面上に設けられる耐火物３３を介して、コイル２６が巻きまわされる。コイル２６は、高周波誘導コイルであり、高周波制御電源に接続される。高周波制御電源からコイル２６に高周波電流を流すことによって、グラファイト製の坩堝２５および坩堝２５内のシリコンおよびその融液２４に誘導電流が発生し、発熱する。融液２４の温度は、たとえば放射温度計などの温度センサによって検出され、その検出出力が高周波制御電源に与えられ、高周波電源の制御によって、板状基板２７の生成に適した温度になるように調整される。

本発明の板状基板製造装置２０は、下地基板２１まわりの構成に特徴を有する。融液２４に浸漬されて板状基板２７を生成する原板となる下地基板２１は、たとえばグラファイトまたは石英などからなり、外観がやや扁平な直方体形状を有する。搬送浸漬手段に保持された状態で鉛直下方に臨む下地基板２１の下面３５に融液２４が凝固成長して板状基板２７が生成される。以後、下地基板２１の下面３５を成長面３５と呼ぶことがある。

本実施形態では、成長面３５は、平面から見た形状が矩形に形成される。成長面３５には、成長面３５の４つの辺を構成する縁に沿って、辺とほぼ平行に延びて、仕切溝３６が形成される。ただし、仕切溝３６は、各辺の中央部付近において局所的に溝が途切れるように形成され、この溝が途切れた部分を繋ぎ部３７と呼ぶ。成長面３５に仕切溝３６を形成することによって、凝固成長する板状基板２７のバリの成長を抑え、また生成された後の板状基板２７の成長面３５からの剥離を容易にする。

繋ぎ部３７は、成長面３５において仕切溝３６の内側で融液２４が凝固成長して生成される板状基板２７と、仕切溝３６の外側で融液２４が凝固成長して生成される端材３８とを、繋ぐ部分となる。板状基板２７と端材３８とは、下地基板２１から一体として剥離し回収されるけれども、繋ぎ部３７の幅が狭隘なので繋ぎ部３７で破壊することもある。しかしながら、繋ぎ部３７が壊れても、仕切溝３６の内側に生成される板状基板２７が損壊することなく回収できるので、歩留を大きく阻害することがない。

下地基板２１は、成長面３５の反対側の面３９（便宜上裏面３９と呼ぶ）に、裏面３９から突出して、搬送方向２８に平行な断面形状が楔状に形成される係合凸部４０が形成される。

板状基板製造装置２０には、搬送浸漬手段に接続される部材であって下地基板２１を保持する保持基板４１が含まれる。保持基板４１には、搬送方向２８に平行な断面において、係合凸部４０に対応する形状に係合凹部４２が形成される。下地基板２１は、係合凸部４０が、保持基板４１の係合凹部４２に係合されることによって保持される。また係合凸部４０と係合凹部４２とは、離脱可能に構成される。すなわち、下地基板２１は保持基板４１に対して着脱自在であり、このことによって、下地基板２１は、搬送浸漬手段と他の搬送手段との間で受渡しされる。

上記のように、保持基板４１が搬送浸漬手段に接続されるので、保持基板４１に保持される下地基板２１が、搬送浸漬手段によって、搬送方向２８に搬送されるとともに、搬送途上において融液２４へ浸漬され、引上げられる。

板状基板製造装置２０には、下地基板２１の搬送方向前方側の端部２１ａおよび搬送方向後方側の端部２１ｂに、下地基板２１の成長面３５上に生成され、下地基板２１の成長面３５から離脱して落下する板状基板２７を受ける落下基板受部材４５が設けられる。本実施形態では、搬送方向前方側の端部２１ａに２個の落下基板受部材４５（これらを第１および第２落下基板受部材４５ａ，４５ｂと呼ぶ）が設けられ、搬送方向後方側の端部２１ｂに２個の落下基板受部材４５（これらを第３および第４落下基板受部材４５ｃ，４５ｄと呼ぶ）が設けられる。

落下基板受部材４５は、側面から見た形状が略Ｕ字状を有し、融液２４に対する撥液性を有する素材、たとえばボロンナイトライド（窒化ホウ素：ＢＮ）または窒化ケイ素（ＳｉＮ）などで形成される。ＢＮまたはＳｉＮは、溶融シリコンが付着しにくく、また付着した場合であっても、付着部分においてシリコンが凝固成長しにくいという特徴がある。

略Ｕ字状の形状を有する落下基板受部材４５は、搬送方向２８に延びる装着部４６と、装着部４６に連なり約９０度屈曲した方向である鉛直下方に延びる連接部４７と、連接部４７に連なり約９０度屈曲した方向であって装着部４６と平行な方向へ延びる基板受部４８とを含んで構成される。第１〜第４落下基板受部材４５ａ，４５ｂ，４５ｃ，４５ｄにおける個々の装着部４６、連接部４７、基板受部４８を表す場合には、各落下基板受部材４５に対応する同じアルファベットを数字の後に付して表す。なお、落下基板受部材４５、装着部４６、連接部４７、基板受部４８を総称する場合には、アルファベットを省いて表す。

落下基板受部材４５の基板受部４８は、延びる方向の先端部すなわち遊端部へ向かうほど、その幅が狭くなる形状に形成される。このことによって、基板受部４８と下地基板２１の成長面３５との間に対する融液２４の浸透を促進することができる。

落下基板受部材４５は、装着部４６の下面を下地基板２１の裏面３９に当接し、また連接部４７の内面を下地基板２１の端面に当接するように配置して、下地基板２１に装着される。この落下基板受部材４５の下地基板２１に対する装着は、ねじ止めによって着脱可能に行われる。すなわち、装着部４６に貫通孔４９が形成され、落下基板受部材４５を上記配置にするとき、下地基板２１の裏面３９における貫通孔４９に対応する位置に、雌ねじ部５０が形成される。ねじ部材５１を貫通孔４９に挿通し、雌ねじ部５０に螺合させることによって、落下基板受部材４５が下地基板２１に装着される。逆に、ねじ部材５１を緩めることによって、落下基板受部材４５を下地基板２１から取り外すことができる。

落下基板受部材４５の鉛直方向の寸法は、落下基板受部材４５が下地基板２１に装着された状態で、基板受部４８の下地基板２１を臨む側の面と、下地基板２１の成長面３５との離隔距離Ｇ１が、本実施形態では２〜５ｍｍになるように設定される。これは、厚さ０．１５〜０．４０ｍｍの板状基板２７の生成を阻害しない範囲として選定される。ただし、上記離隔距離Ｇ１の値は、２〜５ｍｍに限定されるものではなく、生成する板状基板２７の厚さ、板状基板２７の素材となる融液２４の材料の相違、またそれに伴う融液２４の温度等によって、適宜設定されることが好ましい。

なお、搬送方向２８に直交する方向におけるそれぞれ２個の落下基板受部材４５の配置は、板状基板２７の搬送方向２８に直交する方向である幅方向の寸法に応じて、板状基板２７を安定して保持できる位置に適宜配置される。また幅方向における落下基板受部材４５の配置個数は、２個に限定されることなく、３個以上であってもよい。

本実施形態の板状基板製造装置２０は、下地基板２１の搬送方向後方側の端部２１ｂに設けられる第３および第４落下基板受部材４５ｃ，４５ｄの基板受部４８ｃ，４８ｄに特徴を有する。図４は、第３落下基板受部材４５ｃの基板受部４８ｃを図３の切断面線ＩＶ−ＩＶから見た図である。第３および第４落下基板受部材４５ｃ，４５ｄの基板受部４８ｃ，４８ｄは、下地基板２１を臨む側の面５５が凸状に形成される。図４では、第３落下基板受部材４５ｃの基板受部材４８ｃを代表例として示す。

落下基板受部材４５の基板受部４８は、下地基板２１が融液２４に浸漬され、その後引上げられる下地基板２１と共に動作し、融液２４をすくい上げるので、その過程において融液２４が急激に冷却されて固着成長が起こり易い。この現象は、特に下地基板２１の搬送方向後方側の端部２１ｂに設けられる第３および第４落下基板受部材４５ｃ，４５ｄにおいて発生し易い。そこで、第３および第４落下基板受部材４５ｃ，４５ｄの基板受部４８ｃ，４８ｄの下地基板２１を臨む側の面５５を凸状とし、鉛直方向下方に向って傾斜する傾斜面５５ａ，５５ｂを有するように形成することによって、第３および第４落下基板受部材４５ｃ，４５ｄの基板受部４８ｃ，４８ｄがすくい上げた融液２４を下方へ容易に滴下させることができる。

このことによって、第３および第４落下基板受部材４５ｃ，４５ｄに融液２４が付着しにくくなり、融液２４の固着成長が起こることを防止できるので、第３および第４落下基板受部材４５ｃ，４５ｄを常に清浄な状態に保ち、第３および第４落下基板受部材４５ｃ，４５ｄをメインテナンスフリーで繰返し使用することが可能になる。なお、基板受部４８の下地基板２１に臨む面を凸状に形成するのは、第３および第４落下基板受部材４５ｃ，４５ｄに限定されるものではなく、第１および第２落下基板受部材４５ａ，４５ｂの基板受部４８ａ，４８ｂも同じ構成としてもよい。

図５は、下地基板２１から離脱した板状基板２７が落下基板受部材４５で受取られている状態を示す図である。下地基板２１の表面上に生成された板状基板２７は、融液２４から引上げられて搬送される途上において自然冷却されるけれども、この冷却過程において、下地基板２１と板状基板２７との熱膨張率の差などに起因して、板状基板２７が下地基板２１から剥離して離脱することがある。

しかしながら、板状基板製造装置２０によれば、下地基板２１には落下基板受部材４５が設けられているので、落下基板受部材４５が、下地基板２１から離脱した板状基板２７を受取ることができる。このことによって、板状基板２７の端材３８の一部が落下することがあっても、板状基板２７の本体を落下させることなく良品として回収することができるので、歩留を向上することができる。

図２および図３に戻って、本実施形態の板状基板製造装置２０には、下地基板２１の搬送方向前方側の端部２１ａに設けられる第１および第２落下基板受部材４５ａ，４５ｂに、下地基板２１の搬送方向前方側の端面５６に沿って延び、下地基板２１の成長面３５上に生成される板状基板２７を保護する保護部材５７が、設けられる。

保護部材５７は、落下基板受部材４５と同様のＢＮまたはＳｉＮなどからなる平板状部材である。保護部材５７の平面寸法は、下地基板２１の搬送方向前方側の端面５６の寸法とほぼ同じ程度、または下地基板２１の厚さ方向に下地基板２１よりも少し大きくなるように形成されることが好ましい。平板状の保護部材５７は、保護部材５７の一方の面から突出するように設けられる支持部材５８によって第１および第２落下基板受部材４５ａ，４５ｂに装着される。なお、保護部材５７と、支持部材５８と、第１および第２落下基板受部材４５ａ，４５ｂとは、一体的に形成される１つの部材で構成されてもよい。

下地基板２１を坩堝２５に収容される融液２４中へ浸漬し、融液２４中で移動し、融液２４から引上げるとき、保護部材５７は、常に下地基板２１の前を移動することになる。融液２４には、定期的にシリコンの供給が行われるので、供給されたシリコンペレットの中には、未溶解の状態で浮遊するものもある。この浮遊物に、下地基板２１の成長面３５上で成長中の、または成長後の板状基板２７が接触することによって、傷を生じたり、場合によっては、き裂または割れを発生したりすることがある。

しかしながら、保護部材５７を設けることによって、下地基板２１が融液２４に浸漬され、また浸漬移動される過程において、保護部材５７が、上記浮遊物および融液２４中の不純物等を進行方向または横方向に排除するので、下地基板２１上に生成される板状基板２７が浮遊物および不純物に接触することから保護する。保護部材５７を設けることによって、板状基板２７の損傷が防止され、品質の安定した板状基板２７を製作することが可能になる。

また、坩堝２５の縁には、下地基板２１から離脱して落下した板状基板２７の破片、端材３８、板状基板２７のバリ等が散在することがあり、これらが、下地基板２１上で生成され下地基板２１とともに融液２４から引上げられる途中の板状基板２７に触れ、板状基板２７の一部が損壊または全面に割れが発生したりする。保護部材５７は、下地基板２１の搬送方向前方にあって、坩堝２５の縁に散在する板状基板２１の破片、端材３８、板状基板２７のバリ等の異物を排除しながら搬送方向２８へ移動するので、下地基板２１に密着した状態、または下地基板２１から離脱して落下基板受部材４５で保持されている状態の板状基板２７が、上記異物に接触しないように保護することができる。このことによって、板状基板２７の損傷が防止されるので、歩留を向上することができる。

図６は本発明の実施の第２形態である板状基板製造装置に備わる下地基板６１まわりの構成を簡略化して示す断面図であり、図７は図６に示す下地基板６１まわりの下面図である。本実施形態の板状基板製造装置は、下地基板６１まわりを除いて、実施の第１形態の板状基板製造装置２０と同じに構成されるので、全体構成図を省くとともに、実施の第１形態の板状基板製造装置２０に対応する部分については、同一の参照符号を付して説明を省略する。

本実施形態の板状基板製造装置において注目すべきは、下地基板６１の落下基板受部材４５が装着されるべき部分に、切欠部６２がそれぞれ形成され、該切欠部６２に落下基板受部材４５の連接部４７が係合するようにして装着されることである。このように、下地基板６１に形成される切欠部６２に落下基板受部材４５を係合するようにして装着することによって、落下基板受部材４５が一層安定に装着されるとともに、下地基板６１まわりの搬送方向の寸法をわずかにコンパクト化することができる。

図８は、本発明の実施の第３形態である板状基板製造装置に備わる下地基板２１まわりの構成を簡略化して示す断面図である。本実施形態の板状基板製造装置は、下地基板２１まわりを除いて、実施の第１形態の板状基板製造装置２０と同じに構成されるので、全体構成図を省くとともに、実施の第１形態の板状基板製造装置２０に対応する部分については、同一の参照符号を付して説明を省略する。

本実施形態の板状基板製造装置において注目すべきは、落下基板受部材６５が、保持基板４１に着脱可能に装着されることである。なお、本実施形態では、下地基板２１まわりの下面図を省くけれども、落下基板受部材６５は、実施の第１および第２形態と同様に、下地基板２１の搬送方向前方側端部に２個、搬送方向後方側端部に２個が設けられる。

本実施形態の落下基板受部材６５は、その基本形状が、実施の第１および第２形態の落下基板受部材４５と同様に略Ｕ字状であり、装着部６６、連接部６７および基板受部６８を有する。ただし、落下基板受部材６５は、保持基板４１に装着され、下地基板２１の成長面３５へ回込むことができる大きさに形成されるので、装着部６６、連接部６７および基板受部６８の寸法が、第１および第２形態の落下基板受部材４５のそれらに比べて長くなるように形成される。

落下基板受部材６５は、装着部６６の下面を保持基板４１の上面４１ａに当接し、装着部６６に連なる連接部６７が鉛直下方に延び、連接部６７に連なり装着部６６と平行な方向に延びる基板受部６８が下地基板２１の成長面３５を臨む位置へ回込むように配置されて、保持基板４１に装着される。この落下基板受部材６５の保持基板４１に対する装着は、ねじ止めによって着脱可能に行われる。

すなわち、装着部６６に貫通孔６９が形成され、落下基板受部材６５を上記配置にするとき、保持基板４１の上面４１ａにおける貫通孔６９に対応する位置に、雌ねじ部７０が形成される。ねじ部材５１を貫通孔６９に挿通し、雌ねじ部７０に螺合させることによって、落下基板受部材６５が保持基板４１に装着される。逆に、ねじ部材５１を緩めることによって、落下基板受部材６５を保持基板４１から取り外すことができる。

本実施形態の板状基板製造装置によれば、落下基板受部材６５が、下地基板２１ではなく保持基板４１に着脱可能に装着されるので、下地基板２１の構成を単純にすることができ、下地基板２１のロードアンロードの機構も単純化することができる。また、下地基板２１の構成が単純化されてシンプルな形状になるので、下地基板２１の再加工が容易になり、加工費のコストダウンを実現することができる。

以上に述べたように、本実施の形態では、融液の材料がシリコンである場合について例示するけれども、融液の材料はシリコンに限定されることなく、他の半導体材料、たとえばガリウム−ヒ素などであってもよく、また金属材料であってもよい。

本発明の実施の第１形態である板状基板製造装置２０の構成を簡略して示す側面方向から見た断面図である。 図１に示す板状基板製造装置２０に備わる下地基板２１まわりの構成を簡略化して示す断面図である。 図２に示す下地基板２１まわりの下面図である。 第３落下基板受部材４５ｃの基板受部４８ｃを図３の切断面線ＩＶ−ＩＶから見た図である。 下地基板２１から離脱した板状基板２７が落下基板受部材４５で受取られている状態を示す図である。 本発明の実施の第２形態である板状基板製造装置に備わる下地基板６１まわりの構成を簡略化して示す断面図である。 図６に示す下地基板６１まわりの下面図である。 本発明の実施の第３形態である板状基板製造装置に備わる下地基板２１まわりの構成を簡略化して示す断面図である。 従来技術における下地基板１と下地基板１の表面上に生成される板状基板２との構成を示す断面図である。 従来技術の下地基板１を用いた板状基板２生成の概要を示す図である。

符号の説明

２０ 板状基板製造装置
２１，６１ 下地基板
２２ チャンバ
２４ 融液
２５ 坩堝
２６ コイル
２７ 板状基板
３５ 成長面
３６ 仕切溝
３７ 繋ぎ部
３８ 端材
４１ 保持基板
４５，６５ 落下基板受部材
５７ 保護部材
６２ 切欠部

Claims (6)

1. 金属または半導体材料の融液に下地基板を予め定める１方向である搬送方向に搬送しながら浸漬し、下地基板の表面上に金属または半導体材料を凝固成長させて板状基板を製造する板状基板製造装置であって、
   下地基板の搬送方向前方側の端部および搬送方向後方側の端部に、下地基板の表面上に生成され下地基板の表面から離脱して落下する板状基板を受ける落下基板受部材が設けられることを特徴とする板状基板製造装置。
2. 落下基板受部材は、
   融液に対する撥液性を有する素材によって形成されることを特徴とする請求項１記載の板状基板製造装置。
3. 下地基板の搬送方向前方側の端部に設けられる落下基板受部材には、
   下地基板の搬送方向前方側の端面に沿って延び、下地基板の表面上に生成される板状基板を保護する保護部材が、設けられることを特徴とする請求項１または２記載の板状基板製造装置。
4. 下地基板の搬送方向後方側の端部に設けられる落下基板受部材は、
   下地基板を臨む側の面が凸状に形成されることを特徴とする請求項１〜３のいずれか１つに記載の板状基板製造装置。
5. 落下基板受部材は、下地基板に着脱可能に装着されることを特徴とする請求項１〜４のいずれか１つに記載の板状基板製造装置。
6. 下地基板を保持する保持基板を含み、
   落下基板受部材は、保持基板に着脱可能に装着されることを特徴とする請求項１〜４のいずれか１つに記載の板状基板製造装置。
   
   

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