JP2009196830A - Apparatus for manufacturing deposited plate and method for manufacturing deposited plate - Google Patents

Apparatus for manufacturing deposited plate and method for manufacturing deposited plate Download PDF

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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide an apparatus for manufacturing a deposited plate and a method for manufacturing a deposited plate, by which adverse influences on the productivity by a substance that interferes with a dipping track into the melt of a cooling material in a melt. <P>SOLUTION: When a radiation thermometer 50 detects a surface temperature of a melt 23, a controlling device 45 determines whether a substance is present or not that interferes with a dipping track into the melt 23 of a cooling substrate 25 in the melt 23 based on changes in the surface temperature of the melt 23. Specifically, when a change in the surface temperature of the melt 23 is equal to or larger than a preliminarily determined change width and the state continues over a predetermined period, the controlling device 45 judges that a substance which interferes with the dipping track into the melt 23 of the cooling substrate 25 is present in the melt 23. When the controlling device 45 judges that a substance which interferes with the dipping track into the melt 23 of the cooling substrate 25 is present in the melt 23, the device stops dipping of the cooling substrate 25 into the melt 23. <P>COPYRIGHT: (C)2009,JPO&INPIT

Description

本発明は、析出板製造装置および析出板製造方法に関する。   The present invention relates to a precipitation plate manufacturing apparatus and a precipitation plate manufacturing method.

半導体素子などの製造においては、シリコン層を形成する工程が重要であり、このようなシリコン層は、たとえばインゴットを、バンドソー等で小さなブロックに切断し、さらにワイヤソーまたは内周刃法などでスライスすることによって製造する方法がある。   In the manufacture of a semiconductor element or the like, a process of forming a silicon layer is important. For example, such a silicon layer is obtained by cutting an ingot into small blocks with a band saw or the like, and further slicing with a wire saw or an inner peripheral blade method. There is a manufacturing method.

このような製造方法は、シリコンインゴットを得るための鋳造工程に加え、所定のブロックサイズに切断する工程と、高いコストを要するスライシング工程が必要なこと、またこの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こと等、製造コスト低減を図るうえで大きな障害になっている。   Such a manufacturing method requires not only a casting process for obtaining a silicon ingot, but also a process of cutting into a predetermined block size and a slicing process that requires high cost. In this slicing process, a wire or an inner peripheral blade is cut. This is a major obstacle to reducing manufacturing costs, such as causing material loss that exceeds the thickness.

このような問題を解決する従来技術として、スライシング工程を省略し、溶融シリコンに冷却体基板を浸漬させ、冷却体の生成面にシリコンを付着、凝固析出させるシリコン層を製造する方法が提案されている。   As a conventional technique for solving such a problem, there has been proposed a method of manufacturing a silicon layer in which a slicing step is omitted, a cooling body substrate is immersed in molten silicon, and silicon is deposited and solidified and deposited on a generation surface of the cooling body. Yes.

図6は従来のシリコン製造に用いられる析出板製造装置1の構成を簡略化して示す図であり、図7は析出板製造装置1におけるシリコン製造の概要を説明する図である。以下図6および図7を参照し、溶融シリコンに冷却体を浸漬させ、冷却体の生成面にシリコンを付着、凝固析出させるシリコン製造方法を説明する。   FIG. 6 is a diagram showing a simplified configuration of a deposition plate manufacturing apparatus 1 used for conventional silicon manufacturing, and FIG. 7 is a diagram for explaining an outline of silicon manufacturing in the deposition plate manufacturing apparatus 1. Hereinafter, a silicon manufacturing method in which a cooling body is immersed in molten silicon, and silicon is adhered and solidified and precipitated on the generation surface of the cooling body will be described with reference to FIGS.

析出板製造装置1は、チャンバ2によって形成される処理空間3内に溶解炉4が配置される。溶解炉4には坩堝5が備えられ、坩堝5内にはシリコンを加熱溶解した溶湯6が収容される。また、処理空間3内には、冷却体7を溶湯6に浸漬させる浸漬手段8が設けられる。   In the deposition plate manufacturing apparatus 1, a melting furnace 4 is disposed in a processing space 3 formed by a chamber 2. The melting furnace 4 is provided with a crucible 5, and a molten metal 6 obtained by heating and melting silicon is accommodated in the crucible 5. In the processing space 3, immersion means 8 for immersing the cooling body 7 in the molten metal 6 is provided.

浸漬手段8は、不図示の搬送装置によって、チャンバ2の1側壁に形成される冷却体搬入口9を通して処理空間3内に搬入された冷却体7を保持することができる。浸漬手段8は、保持する冷却体7を、矢符12で示される方向、すなわち冷却体搬入口9付近から坩堝5に収容される溶湯6の上方位置まで搬送し、溶湯6に浸漬させ、冷却体7の表面にシリコンを凝固析出させる。その後、浸漬手段8は、冷却体7と冷却体7の表面に生成されたシリコン層11を、溶湯6から引き上げ、さらに溶湯6の上方位置から離反させる矢符13で示す方向、すなわち冷却体搬入口9が形成される1側壁に対向する側壁に形成される冷却体搬出口10方向へ向けて搬送し、冷却体搬出口10を通して不図示の搬送装置へ受け渡す。制御装置14は、析出板製造装置1の各部の動作を制御する。   The dipping means 8 can hold the cooling body 7 carried into the processing space 3 through a cooling body carry-in port 9 formed on one side wall of the chamber 2 by a transfer device (not shown). The dipping means 8 conveys the cooling body 7 to be held in the direction indicated by an arrow 12, that is, from the vicinity of the cooling body carry-in port 9 to a position above the molten metal 6 accommodated in the crucible 5 and is immersed in the molten metal 6 to cool it. Silicon is solidified and deposited on the surface of the body 7. Thereafter, the dipping means 8 pulls the cooling body 7 and the silicon layer 11 formed on the surface of the cooling body 7 from the molten metal 6 and further moves away from the upper position of the molten metal 6, that is, in the direction indicated by the arrow 13. It conveys toward the cooling body carry-out port 10 formed in the side wall opposite to the one side wall in which the opening 9 is formed, and passes it through the cooling body carry-out port 10 to a conveyance device (not shown). The control device 14 controls the operation of each part of the deposition plate manufacturing apparatus 1.

以上の一連のシリコン製造の動作を複数回繰返すと、溶解炉4に備わる坩堝5に収容される溶湯6が減少し、層状シリコン11の製造に支障が出る。その場合、一旦層状シリコン11の製造を停止し、図示しないシリコンの溶解材料追加装置によって、析出板製造装置1の外部から追加のシリコンを、坩堝5内へ導入して溶解し、減少分の溶湯を補充する。   When the above series of silicon manufacturing operations are repeated a plurality of times, the amount of the molten metal 6 accommodated in the crucible 5 provided in the melting furnace 4 is reduced, and the manufacturing of the layered silicon 11 is disturbed. In this case, the production of the layered silicon 11 is temporarily stopped, and additional silicon is introduced from the outside of the precipitation plate manufacturing apparatus 1 into the crucible 5 and melted by a silicon melting material adding apparatus (not shown), and the molten metal for the reduced amount is melted. Replenish.

このような従来技術で用いられる方法では、冷却体7が、溶解したシリコンの溶湯6内に浸漬され、その後溶湯6外に引き上げられるので、冷却体7の表面に析出した層状シリコン11は、析出およびその後の冷却過程における急激な温度変化により大きな内部応力を内包することが避けられない。   In such a method used in the prior art, the cooling body 7 is immersed in the molten silicon melt 6 and then pulled out of the molten metal 6, so that the layered silicon 11 deposited on the surface of the cooling body 7 is deposited. And it is inevitable that large internal stress is included due to a rapid temperature change in the subsequent cooling process.

そしてシリコン層のサイズがある値以上の場合、冷却体表面に析出したシリコン層の内部に発生した大きな応力は、シリコン層を破壊してしまう場合がある。   When the size of the silicon layer is greater than a certain value, the large stress generated in the silicon layer deposited on the surface of the cooling body may destroy the silicon layer.

近年では、製造効率を向上するために多数個取りが主流となっており、半導体素子なども可能な限り大きなサイズで製造し、その後個別に分割する傾向がある。   In recent years, multi-cavity has become mainstream in order to improve manufacturing efficiency, and semiconductor devices and the like tend to be manufactured in as large a size as possible and then divided individually.

したがって、シリコン層もサイズが大きくなり、内部応力による破壊が大きな問題となる。   Therefore, the silicon layer is also increased in size, and destruction due to internal stress becomes a serious problem.

特許文献1および特許文献2記載の析出板製造装置は、析出後に冷却体を引き上げ、坩堝から離反する方向へ移動する際に落下物を受容する落下物受容手段を設け、さらに、その落下物を再投入している。   The precipitation plate manufacturing apparatus described in Patent Document 1 and Patent Document 2 is provided with falling object receiving means for receiving the falling object when the cooling body is pulled up after the precipitation and moving in the direction away from the crucible. Re-injected.

特許文献3記載の単結晶成長装置では、容器の底部中央に光透過性が高い窓を形成し、光学温度計を窓に臨ませて、検出した光学信号を電気信号に変換して温度表示をするようにしている。溶融液が固化すると温度が低下するので、温度が低下するとヒータ出力を上げて、固化浮遊物の生成を防止している。   In the single crystal growth apparatus described in Patent Document 3, a window having high light transmittance is formed at the center of the bottom of the container, an optical thermometer is faced to the window, and the detected optical signal is converted into an electrical signal to display the temperature. Like to do. When the melt is solidified, the temperature is lowered, and when the temperature is lowered, the heater output is increased to prevent the formation of solidified floating substances.

特開2006−49439号公報JP 2006-49439 A 特開2007−73635号公報JP 2007-73635 A 特開平10−167880号公報JP-A-10-167880

特許文献1,2記載の析出板製造装置では、坩堝の外側に落下する落下物を受容することで、落下物の生産に対する悪影響を抑えてはいるが、冷却体の溶湯中への浸漬軌道と干渉する物のひとつである溶湯中に落下した浮遊物への対策は講じられていない。   In the precipitation plate manufacturing apparatus described in Patent Literatures 1 and 2, the fallen object that falls to the outside of the crucible is received to suppress adverse effects on the production of the fallen object. No measures have been taken against suspended solids falling into the molten metal, which is one of the interfering items.

溶湯中に落下した浮遊物は、チャンバ内をカメラなどで撮影し、その映像を目視で確認し、浮遊物がある場合は、装置を止めるように操作する必要がある。このような監視方法では、連続運転が困難である。   It is necessary to photograph the inside of the chamber with a camera or the like for the suspended matter that has fallen into the molten metal, and visually check the image. With such a monitoring method, continuous operation is difficult.

放射エネルギーを利用している特許文献3記載の単結晶成長装置では、固化されると融液状態時に表示される温度よりも高い温度が表示される。これは固化時の放射率(εs)と融液時の放射率(εl)とが異なり、放射率を融液時の放射率εl(<εs)で設定しており、放射エネルギーがεT(T:温度)に比例することによる。 In the single crystal growth apparatus described in Patent Document 3 using radiant energy, when solidified, a temperature higher than the temperature displayed in the melt state is displayed. This is different from the emissivity at the time of solidification (εs) and the emissivity at the time of melt (εl), the emissivity is set as the emissivity at the time of melt εl (<εs), and the radiant energy is εT 4 ( (T: temperature)

ところが、冷却体の溶湯中への浸漬軌道と干渉する物のひとつである溶湯中に落下した浮遊物を、放射エネルギーを利用して温度換算後に判別しようとすると、溶湯の表示温度よりも浮遊物のほうが低い温度で表示される場合があり、従来技術である高い温度が表示されるという記載と一致しない。   However, if you try to determine the suspended matter that has fallen into the molten metal, which is one of the things that interfere with the orbital immersion of the cooling body in the molten metal, after converting the temperature using radiant energy, the suspended matter will exceed the displayed temperature of the molten metal. May be displayed at a lower temperature, which is inconsistent with the prior art description that a higher temperature is displayed.

本発明の目的は、溶湯中の冷却体の溶湯中への浸漬軌道と干渉する物による生産性に対する悪影響を防止することができる析出板製造装置および析出板製造方法を提供することである。   The objective of this invention is providing the precipitation plate manufacturing apparatus and precipitation plate manufacturing method which can prevent the bad influence with respect to productivity by the thing which interferes with the immersion track | orbit in the molten metal in the molten metal.

本発明は、溶解対象物を加熱して溶湯にし、該溶湯を収容する溶解炉と、析出板生成の原板である冷却体を、溶湯の上方位置へ搬送し、溶湯中へ浸漬し、溶湯中から引き上げて溶湯の上方位置から離反する方向へ搬送する浸漬手段とを備え、溶解対象物を冷却体の表面に凝固析出させて析出板を製造する析出板製造装置であって、
溶湯の表面からの放射エネルギーを検出する検出手段と、
前記放射エネルギーの変化に基づいて、冷却体の溶湯中への浸漬軌道と干渉する物の有無を判断する判断手段と、
判断手段の判断結果に応じて、浸漬手段の動作を制御する制御手段とを有し、
前記判断手段は、前記放射エネルギーの変化が、予め定める変化幅以上であり、かつその状態が予め定める期間継続したときに、冷却体の溶湯中への浸漬軌道と干渉する物が有るものと判断し、
前記制御手段は、冷却体の溶湯中への浸漬軌道と干渉する物が有ると判断されたときは、冷却体の溶湯中への浸漬を停止することを特徴とする析出板製造装置である。
The present invention heats the object to be melted to form a molten metal, a melting furnace for housing the molten metal, and a cooling body that is a master plate for producing a precipitation plate is transported to an upper position of the molten metal, immersed in the molten metal, And a dipping means for transporting in a direction away from the upper position of the molten metal, and a precipitation plate manufacturing apparatus for manufacturing a precipitation plate by solidifying and depositing the object to be melted on the surface of the cooling body,
Detection means for detecting radiant energy from the surface of the molten metal;
Judgment means for judging the presence or absence of an object that interferes with the immersion trajectory of the cooling body in the molten metal based on the change in the radiant energy;
Control means for controlling the operation of the immersion means according to the judgment result of the judgment means,
The determination means determines that there is an object that interferes with the immersion trajectory of the cooling body into the molten metal when the change in the radiant energy is equal to or greater than a predetermined change width and the state continues for a predetermined period. And
When it is determined that there is an object that interferes with the orbital immersion of the cooling body in the molten metal, the control means stops the immersion of the cooling body in the molten metal.

また本発明は、前記検出手段は、前記放射エネルギーを温度換算することを特徴とする。   Moreover, the present invention is characterized in that the detection means converts the radiant energy into a temperature.

また本発明は、前記検出手段は、放射温度計で構成されることを特徴とする。
また本発明は、前記検出手段は、サーモグラフィーで構成されることを特徴とする。
In the invention, it is preferable that the detection means is a radiation thermometer.
In the invention, it is preferable that the detection means is constituted by thermography.

また本発明は、前記判断手段は、前記放射エネルギーの増加が、予め定める変化幅以上であり、かつその状態が予め定める期間継続した後、前記放射エネルギーの変化が、予め定める変化幅以下であり、かつその状態が予め定める期間継続したときに、冷却体の溶湯中への浸漬軌道と干渉する物が無いものと判断し、
前記制御手段は、冷却体の溶湯中への浸漬を停止したのちに冷却体の溶湯中への浸漬軌道と干渉する物が無いと判断されたときは、冷却体の溶湯中への浸漬を再開することを特徴とする。
According to the present invention, the determination means is configured such that the increase in the radiant energy is equal to or greater than a predetermined change width, and after the state continues for a predetermined period, the change in the radiant energy is equal to or less than the predetermined change width. And, when the state continues for a predetermined period, it is judged that there is nothing that interferes with the immersion orbit in the molten metal of the cooling body,
The control means resumes the immersion of the cooling body in the molten metal when it is determined that there is no interference with the immersion path of the cooling body in the molten metal after the immersion of the cooling body in the molten metal is stopped. It is characterized by doing.

また本発明は、前記判断手段は、前記放射エネルギーの減少が、予め定める変化幅以上であり、かつその状態が予め定める期間継続した後、前記放射エネルギーが増加し、前記放射エネルギーの増加が、予め定める変化幅以上になった後、前記放射エネルギーが減少し、前記放射エネルギーの減少が、予め定める変化幅以下であり、かつその状態が予め定める期間継続したときに、冷却体の溶湯中への浸漬軌道と干渉する物が無いものと判断し、
前記制御手段は、冷却体の溶湯中への浸漬を停止したのちに冷却体の溶湯中への浸漬軌道と干渉する物が無いと判断されたときは、冷却体の溶湯中への浸漬を再開することを特徴とする。
In the present invention, the determination means may be configured such that, after the decrease in the radiant energy is equal to or greater than a predetermined change width and the state continues for a predetermined period, the radiant energy is increased, and the increase in the radiant energy is When the radiant energy decreases after the predetermined change width is exceeded, the decrease in the radiant energy is equal to or less than the predetermined change width, and the state continues for a predetermined period, into the molten metal of the cooling body. Judge that there is nothing that interferes with the immersion orbit of
The control means resumes the immersion of the cooling body in the molten metal when it is determined that there is no interference with the immersion path of the cooling body in the molten metal after the immersion of the cooling body in the molten metal is stopped. It is characterized by doing.

また本発明は、前記判断手段は、現在の放射エネルギーと、現在よりも過去の所定期間の放射エネルギーの平均値との差を、放射エネルギーの変化として算出することを特徴とする。   In the invention, it is preferable that the determination unit calculates a difference between the current radiant energy and an average value of radiant energy in a predetermined period before the present as a change in radiant energy.

また本発明は、前記判断手段は、放射エネルギーを温度換算することを特徴とする。
また本発明は、溶解対象物を溶解炉で加熱して溶湯にし、析出板生成の原板である冷却体を、溶解炉に収容される溶湯の上方位置へ搬送し、溶湯中へ浸漬し、溶湯中から引き上げて溶湯の上方位置から離反する方向へ搬送することによって、溶解対象物を冷却体の表面に凝固析出させて析出板を製造する析出板製造方法であって、
溶湯の表面からの放射エネルギーを検出する検出工程と、
判断手段によって前記放射エネルギーの変化に基づいて、冷却体の溶湯中への浸漬軌道と干渉する物の有無を判断する判断工程と、
制御手段によって判断手段の判断結果に応じて、浸漬手段の動作を制御する制御工程とを有し、
前記判断工程では、前記放射エネルギーの変化が、予め定める変化幅以上であり、かつその状態が予め定める期間継続したときに、冷却体の溶湯中への浸漬軌道と干渉する物が有るものと判断し、
前記制御工程では、冷却体の溶湯中への浸漬軌道と干渉する物が有ると判断されたときは、冷却体の溶湯中への浸漬を停止することを特徴とする析出板製造方法である。
In the invention, it is preferable that the determination unit converts the radiant energy into a temperature.
In addition, the present invention heats the object to be melted in a melting furnace to form a molten metal, transports a cooling body, which is an original plate for producing a precipitation plate, to a position above the molten metal accommodated in the melting furnace, immerses it in the molten metal, It is a precipitation plate manufacturing method for manufacturing a precipitation plate by solidifying and precipitating the object to be melted on the surface of the cooling body by pulling up from the inside and conveying it in a direction away from the upper position of the molten metal,
A detection process for detecting radiant energy from the surface of the molten metal;
A determination step of determining the presence or absence of an object that interferes with the immersion trajectory of the cooling body in the molten metal based on the change in the radiant energy by the determination means;
A control step of controlling the operation of the immersion means according to the judgment result of the judgment means by the control means,
In the determination step, when the change in the radiant energy is equal to or greater than a predetermined change width and the state continues for a predetermined period, it is determined that there is an object that interferes with the immersion track of the cooling body in the molten metal. And
In the control step, when it is determined that there is an object that interferes with the immersion trajectory of the cooling body in the molten metal, the precipitation plate manufacturing method is characterized in that the immersion of the cooling body in the molten metal is stopped.

本発明によれば、検出手段が、溶湯の表面からの放射エネルギーを検出すると、判断手段が、前記放射エネルギーの変化に基づいて、冷却体の溶湯中への浸漬軌道と干渉する物の有無を判断する。制御手段は、判断手段の判断結果に応じて、浸漬手段の動作を制御する。   According to the present invention, when the detection means detects the radiant energy from the surface of the molten metal, the determination means determines whether there is an object that interferes with the immersion track of the cooling body in the molten metal based on the change in the radiant energy. to decide. The control means controls the operation of the dipping means according to the determination result of the determination means.

判断手段は、前記放射エネルギーの変化が、予め定める変化幅以上であり、かつその状態が予め定める期間継続したときに、冷却体の溶湯中への浸漬軌道と干渉する物が有るものと判断する。制御手段は、冷却体の溶湯中への浸漬軌道と干渉する物が有ると判断されたときは、冷却体の溶湯中への浸漬を停止する。   The determination means determines that there is an object that interferes with the immersion orbit of the cooling body into the molten metal when the change in the radiant energy is equal to or greater than a predetermined change width and the state continues for a predetermined period. . When it is determined that there is an object that interferes with the orbital immersion of the cooling body in the molten metal, the control means stops the immersion of the cooling body in the molten metal.

これにより、冷却体の溶湯中への浸漬軌道と干渉する物のひとつである浮遊物の付着による不良品の発生を防ぎ、溶湯中の浮遊物による生産性に対する悪影響を防止することができる。さらに、判断手段および制御手段によって連続運転も可能となる。   Thereby, generation | occurrence | production of the inferior goods by adhesion of the floating substance which is one of the things which interfere with the immersion track | orbit in the molten metal of a cooling body can be prevented, and the bad influence with respect to productivity by the floating substance in a molten metal can be prevented. Furthermore, continuous operation is also possible by the judging means and the control means.

また本発明によれば、前記検出手段として、放射エネルギーを温度換算することにより人間が見慣れた温度表示ができ、たとえばメンテナンス時に冷却体の溶湯中への浸漬軌道と干渉する物の有無を確認しやすい状況で検出ができる。   Further, according to the present invention, as the detection means, a temperature display familiar to human beings can be obtained by converting the radiant energy into a temperature. For example, during maintenance, the presence or absence of an object that interferes with the immersion track of the cooling body in the molten metal is confirmed. It can be detected in an easy situation.

また本発明によれば、前記検出手段として、放射温度計またはサーモグラフィーを用いることが可能で、容易に温度検出ができる。   Further, according to the present invention, a radiation thermometer or a thermography can be used as the detection means, and the temperature can be easily detected.

また本発明によれば、判断手段は、前記放射エネルギーの増加が、予め定める変化幅以上であり、かつその状態が予め定める期間継続した後、前記放射エネルギーの変化が、予め定める変化幅以下であり、かつその状態が予め定める期間継続したときに、冷却体の溶湯中への浸漬軌道と干渉する物が無いものと判断する。   Further, according to the present invention, the determination means is configured such that the increase in the radiant energy is equal to or greater than a predetermined change width, and after the state continues for a predetermined period, the change in the radiant energy is equal to or less than the predetermined change width. When it exists and the state continues for a predetermined period, it is determined that there is no object that interferes with the immersion track of the cooling body in the molten metal.

また本発明によれば、判断手段は、前記放射エネルギーの減少が、予め定める変化幅以上であり、かつその状態が予め定める期間継続した後、前記放射エネルギーが増加し、放射エネルギーの増加が、予め定める変化幅以上になった後、放射エネルギーが減少し、前記放射エネルギーの減少が、予め定める変化幅以下であり、かつその状態が予め定める期間継続したときに、溶湯中に冷却体の溶湯中への浸漬軌道と干渉する物のひとつである浮遊物が無いものと判断する。   Further, according to the present invention, the determination means has a decrease in the radiant energy that is equal to or greater than a predetermined change width, and after the state continues for a predetermined period, the radiant energy increases, and the radiant energy increases. When the radiant energy decreases after the predetermined change width is exceeded, the decrease in the radiant energy is equal to or less than the predetermined change width, and the state continues for a predetermined period, the molten metal of the cooling body in the melt. It is judged that there is no suspended matter that is one of the things that interfere with the immersion track inside.

制御手段は、冷却体の溶湯中への浸漬を停止したのちに溶湯中に冷却体の溶湯中への浸漬軌道と干渉する物が無いと判断されたときは、冷却体の溶湯中への浸漬を再開する。   When it is determined that there is nothing in the molten metal that interferes with the immersion path of the cooling body after the immersion of the cooling body in the molten metal is stopped, the control means immerses the cooling body in the molten metal. To resume.

これにより、冷却体の溶湯中への浸漬を速やかに再開することができるので、装置の長時間の停止を防ぎ、溶湯中の冷却体の溶湯中への浸漬軌道と干渉する物による生産性に対する悪影響を防止することができる。   Thereby, since the immersion of the cooling body in the molten metal can be resumed promptly, it is possible to prevent the apparatus from being stopped for a long time, and to improve productivity due to an object that interferes with the immersion track of the cooling body in the molten metal in the molten metal. Adverse effects can be prevented.

また本発明によれば、判断手段は、現在の放射エネルギーと、現在よりも過去の所定期間の放射エネルギーの平均値との差を、放射エネルギーの変化として算出する。
これにより、放射エネルギーの変化を容易に、かつ速やかに算出することができる。
Further, according to the present invention, the determination means calculates the difference between the current radiant energy and the average value of the radiant energy in a predetermined period before the present as the change in radiant energy.
Thereby, the change of radiant energy can be calculated easily and rapidly.

また本発明によれば、前記判断手段として、放射エネルギーを温度換算することにより人間が見慣れた温度表示ができ、たとえばメンテナンス時に冷却体の溶湯中への浸漬軌道と干渉する物の有無を確認しやすい状況で検出ができる。   Further, according to the present invention, as the judgment means, a temperature display familiar to human beings can be obtained by converting the radiant energy into a temperature. For example, during maintenance, the presence or absence of an object that interferes with the immersion track of the cooling body in the molten metal is confirmed. It can be detected in an easy situation.

また本発明によれば、検出工程で、検出手段によって前記放射エネルギーを検出すると、判断工程で、判断手段によって前記放射エネルギーの変化に基づいて、溶湯中の冷却体の溶湯中への浸漬軌道と干渉する物の有無を判断する。制御工程では、制御手段によって判断手段の判断結果に応じて、浸漬手段の動作を制御する。   Further, according to the present invention, when the radiant energy is detected by the detecting means in the detecting step, the deciding step and the immersing trajectory of the cooling body in the molten metal in the molten metal based on the change of the radiant energy by the determining means. Determine if there are any interfering objects. In the control step, the operation of the immersion means is controlled by the control means according to the determination result of the determination means.

判断工程では、放射エネルギーの変化が、予め定める変化幅以上であり、かつその状態が予め定める期間継続したときに、溶湯中に冷却体の溶湯中への浸漬軌道と干渉する物が有るものと判断する。制御工程では、溶湯中に冷却体の溶湯中への浸漬軌道と干渉する物が有ると判断されたときは、冷却体の溶湯中への浸漬を停止する。   In the determination step, when the change in radiant energy is equal to or greater than a predetermined change width and the state continues for a predetermined period, there is an object in the molten metal that interferes with the immersion track of the cooling body in the molten metal. to decide. In the control step, when it is determined that there is an object in the molten metal that interferes with the immersion track of the cooling body in the molten metal, the immersion of the cooling body in the molten metal is stopped.

これにより、冷却体の溶湯中への浸漬軌道と干渉する物のひとつである浮遊物の付着による不良品の発生を防ぎ、溶湯中の浮遊物による生産性に対する悪影響を防止することができる。   Thereby, generation | occurrence | production of the inferior goods by adhesion of the floating substance which is one of the things which interfere with the immersion track | orbit in the molten metal of a cooling body can be prevented, and the bad influence with respect to productivity by the floating substance in a molten metal can be prevented.

図1は、本発明の実施の一形態である析出板製造装置20の構成を簡略化して示す図であり、図2は、図1に示す析出板製造装置20による析出板製造の概要を示す図である。   FIG. 1 is a diagram showing a simplified configuration of a precipitation plate manufacturing apparatus 20 according to an embodiment of the present invention, and FIG. 2 shows an outline of precipitation plate manufacturing by the precipitation plate manufacturing apparatus 20 shown in FIG. FIG.

析出板製造装置20は、溶解対象物を溶解炉で加熱して溶湯にし、析出板生成の原板である冷却体基板を、溶湯中へ浸漬し、溶湯中から引き上げて、溶解対象物を冷却体基板の表面に凝固析出させて析出板を製造することに用いられる。本実施の形態では、溶解対象物としてシリコンを用い、冷却体基板の表面上にシリコンを凝固析出させて析出板である層状シリコンを製造する場合について例示する。   The precipitation plate manufacturing apparatus 20 heats the object to be melted in a melting furnace to make a molten metal, immerses the cooling body substrate, which is the original plate for producing the precipitation plate, into the molten metal, pulls it up from the molten metal, and cools the object to be melted to the cooling body. It is used for producing a precipitation plate by solidifying and precipitating on the surface of the substrate. In the present embodiment, a case where silicon is used as the object to be dissolved and silicon is solidified and deposited on the surface of the cooling body substrate to produce layered silicon that is a deposition plate will be described.

析出板製造装置20は、大略、チャンバ21と、チャンバ21が形成する内部空間である処理空間22内に設けられ、溶解対象物であるシリコンを加熱して溶湯23にし、該溶湯23を収容する溶解炉24と、層状シリコン生成の原板である冷却体基板25を、溶湯23の上方位置へ搬送し、溶湯23中へ浸漬し、溶湯23中から引き上げて溶湯23の上方位置から離反する方向へ搬送する浸漬装置26と、冷却体基板25が溶湯上方位置から離反する方向へ搬送される搬送経路途中に設けられ、冷却体基板25から離脱して落下する落下物である層状シリコン27の破片を受容する落下物受容手段28と、落下物受容手段28によって受容される層状シリコン27の破片を溶解炉24内へ移動させる落下物再投入手段29とを含んでいる。   The deposition plate manufacturing apparatus 20 is generally provided in a chamber 21 and a processing space 22 that is an internal space formed by the chamber 21. The deposition plate manufacturing apparatus 20 heats silicon that is an object to be melted into a molten metal 23 and accommodates the molten metal 23. A melting furnace 24 and a cooling body substrate 25 which is an original plate for generating layered silicon are conveyed to a position above the molten metal 23, immersed in the molten metal 23, pulled up from the molten metal 23, and away from the upper position of the molten metal 23. A piece of layered silicon 27, which is a fallen object that falls off the cooling body substrate 25, is provided in the transportation path where the immersion apparatus 26 to be transported and the cooling body substrate 25 are transported in a direction away from the upper position of the molten metal. It includes falling object receiving means 28 for receiving, and falling object re-introducing means 29 for moving debris of the layered silicon 27 received by the falling object receiving means 28 into the melting furnace 24.

チャンバ21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21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)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21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21内部の処理空間22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。 The chamber 21 has a substantially rectangular parallelepiped appearance and is a hollow structure. The chamber 21 is provided with a heat insulating and fireproof structure, although a heat insulating material such as alumina (Al 2 O 3 ) is lined, although not shown in a steel casing. The chamber 21 is provided with an unillustrated evacuation unit and an inert gas supply unit, and the processing space 22 inside the chamber 21 can be maintained in a vacuum atmosphere or an inert gas atmosphere.

またチャンバ21の一方の側壁21aには、チャンバ21の外部にある不図示の搬送装置と、処理空間22内にある浸漬装置26との間で、冷却体基板25を受渡しするための冷却体搬入口31が形成される。この冷却体搬入口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21と同様に雰囲気調整が可能に構成され、冷却体搬入口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21まで搬送された冷却体基板25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冷却体搬入口31を通して浸漬装置26へ渡される。   Also, on one side wall 21 a of the chamber 21, a cooling body is loaded to deliver the cooling body substrate 25 between a transfer device (not shown) outside the chamber 21 and an immersion device 26 in the processing space 22. A mouth 31 is formed. The cooling body carry-in port 31 is provided with an openable / closable door (not shown), and further provided with a sub chamber chamber outside the door. The sub chamber is configured so that the atmosphere can be adjusted in the same manner as the chamber 21, and a door that can be opened and closed is provided on the side opposite to the cooling body carry-in port 31. Therefore, the cooling body substrate 25 transported to the chamber 21 by the transport device is first transported into the sub chamber chamber opened to the atmosphere, and after adjusting the atmosphere in the sub chamber chamber, it is further transported by the transport means provided in the sub chamber chamber. It passes to the immersion device 26 through the cooling body inlet 31.

チャンバ21の前記一方の側壁21aに対向する他方の側壁21bには、チャンバ21の外部にある不図示のもう一つの搬送装置と、処理空間22内にある浸漬装置26との間で、冷却体基板25を受渡しするための冷却体搬出口34が形成される。この冷却体搬出口34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、冷却体搬入口31の場合と同様にして、浸漬装置26ともう一つの搬送手段との間で層状シリコン27を有する冷却体基板25が受渡しされる。   On the other side wall 21b facing the one side wall 21a of the chamber 21, a cooling body is provided between another transfer device (not shown) outside the chamber 21 and an immersion device 26 in the processing space 22. A cooling body outlet 34 for delivering the substrate 25 is formed. The cooling body outlet 34 is also provided with an openable / closable door and a sub chamber chamber outside thereof, and in the same manner as in the cooling body inlet 31, between the immersion device 26 and another conveying means. The cooling body substrate 25 having the layered silicon 27 is delivered.

溶解炉24は、高周波誘導溶解炉であり、溶解対象物であるシリコンが投入され溶解されてその溶湯23が収容される坩堝32と、坩堝32のまわりに巻きまわされる高周波誘導コイル33と、坩堝32と高周波誘導コイル33とを収容する炉体容器35と、不図示の高周波電源とを含む。   The melting furnace 24 is a high-frequency induction melting furnace, in which silicon as a melting object is charged and melted, a crucible 32 in which the molten metal 23 is accommodated, a high-frequency induction coil 33 wound around the crucible 32, and a crucible 32 and a high-frequency power supply (not shown).

坩堝32は、たとえばグラファイト製の有底円筒状容器である。炉体容器35は、たとえば耐火煉瓦から成り、坩堝32とほぼ相似形の有底円筒状容器である。炉体容器35と坩堝32および高周波誘導コイル33との間は、図では空隙であるけれども、実際にはここに断熱性および絶縁性の耐火物などが充填される。溶解炉24は、処理空間22内であって、チャンバ21の底板21c上に設置される。溶解炉24は、高周波電源から高周波誘導コイル33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32および坩堝32内のシリコンに誘導電流が発生し、自ら発熱することを利用する装置である。   The crucible 32 is a bottomed cylindrical container made of graphite, for example. The furnace body container 35 is a bottomed cylindrical container that is made of, for example, refractory bricks and is substantially similar to the crucible 32. The space between the furnace body container 35 and the crucible 32 and the high-frequency induction coil 33 is a gap in the figure, but is actually filled with a heat insulating and insulating refractory. The melting furnace 24 is installed on the bottom plate 21 c of the chamber 21 in the processing space 22. The melting furnace 24 is a device that utilizes the fact that an induction current is generated in the graphite crucible 32 and the silicon in the crucible 32 by flowing a high-frequency current from a high-frequency power source to the high-frequency induction coil 33 and generates heat by itself.

浸漬装置26は、冷却板基板25を保持する保持ヘッド36と、保持ヘッド36が装着されて鉛直方向に延びて設けられる垂直アーム37と、垂直アーム37を鉛直方向に移動させる鉛直駆動部38と、垂直アーム37および保持ヘッド36を水平方向に移動させる水平駆動部39と、鉛直駆動部38および水平駆動部39が搭載される台車部40と、台車部40が案内されて水平方向に走行する軌道部材41とを含む。   The dipping device 26 includes a holding head 36 that holds the cooling plate substrate 25, a vertical arm 37 that is provided with the holding head 36 and extends in the vertical direction, and a vertical drive unit 38 that moves the vertical arm 37 in the vertical direction. The horizontal drive unit 39 that moves the vertical arm 37 and the holding head 36 in the horizontal direction, the cart unit 40 on which the vertical drive unit 38 and the horizontal drive unit 39 are mounted, and the cart unit 40 are guided to travel in the horizontal direction. Track member 41.

軌道部材41は、たとえば金属製の細長い部材であり、処理空間22内において前記一方の側壁21aと他方の側壁21bとの両者に隣接する側壁に装着され、坩堝32の上方空間を、冷却体搬入口31から冷却体搬出口34に向って延びるように設けられる。   The track member 41 is an elongated member made of, for example, metal, and is attached to the side wall adjacent to both the one side wall 21a and the other side wall 21b in the processing space 22, and the space above the crucible 32 is carried into the cooling body. It is provided so as to extend from the port 31 toward the cooling body outlet 34.

水平駆動部39は、軌道部材41に形成されるたとえば溝状の軌道に案内されて台車部40を水平方向へ進退自在に移動させる。   The horizontal drive unit 39 is guided by, for example, a groove-shaped track formed on the track member 41 to move the carriage unit 40 so as to be able to advance and retract in the horizontal direction.

鉛直駆動部38は、垂直アーム37と垂直アーム37に装着される保持ヘッド36とを鉛直方向、すなわち坩堝32の上方に位置するときには、坩堝32に収容される溶湯23に近接離反するように移動させることができる。   The vertical drive unit 38 moves so as to approach and separate from the molten metal 23 accommodated in the crucible 32 when the vertical arm 37 and the holding head 36 attached to the vertical arm 37 are positioned in the vertical direction, that is, above the crucible 32. Can be made.

垂直アーム37に装着される保持ヘッド36は、ハンドリング機構を有し、ハンドリング機構の動作により冷却体基板25を把持し、また解放することができる。   The holding head 36 attached to the vertical arm 37 has a handling mechanism, and can hold and release the cooling substrate 25 by the operation of the handling mechanism.

したがって、浸漬装置26は、以下の動作をすることができる。浸漬装置26は、水平駆動部39の動作によって、垂直アーム37と保持ヘッド36とが、台車部40とともに冷却体搬入口31近傍まで移動し、冷却体搬入口31を通して冷却体基板25を受取って保持ヘッド36で保持し、再び水平駆動部39の動作によって、図2中矢符42で示す方向である冷却体搬入口31から坩堝32上方位置へ向って移動する。さらに浸漬装置26は、鉛直駆動部38の動作によって、垂直アーム37を下降させて保持ヘッド36に保持される冷却体基板25を坩堝32に収容される溶湯23中へ浸漬し、シリコンを冷却体基板25の表面に凝固析出させた後、再度鉛直駆動部38の動作によって垂直アーム37を上昇させて冷却体基板25を溶湯23から引き上げ、図2中矢符43で示す方向である坩堝32上方位置から冷却体搬出口34へ向って移動し、冷却体搬出口34を通して冷却体基板25を引渡す。   Therefore, the immersion device 26 can perform the following operations. In the immersion device 26, the vertical arm 37 and the holding head 36 move together with the carriage unit 40 to the vicinity of the cooling body inlet 31 by the operation of the horizontal driving unit 39, and receive the cooling body substrate 25 through the cooling body inlet 31. It is held by the holding head 36 and moved again from the cooling body carry-in port 31, which is the direction indicated by the arrow 42 in FIG. Further, the dipping device 26 lowers the vertical arm 37 by the operation of the vertical driving unit 38 to immerse the cooling body substrate 25 held by the holding head 36 into the molten metal 23 accommodated in the crucible 32, and silicon is cooled by the cooling body. After solidifying and precipitating on the surface of the substrate 25, the vertical arm 37 is raised again by the operation of the vertical drive unit 38 to lift the cooling body substrate 25 from the molten metal 23, and the position above the crucible 32 in the direction indicated by the arrow 43 in FIG. To the cooling body carry-out port 34, and the cooling body substrate 25 is delivered through the cooling body carry-out port 34.

落下物受容手段28は、カーボンまたは石英から成る平面形状が矩形の台板状部材である。なお、落下物受容手段28は、落下物を受容する部分のみがカーボンまたは石英から成るように形成されてもよい。このように落下物を受容する部分が、カーボンまたは石英で形成されることによって、落下した層状シリコン27の破片に対する重金属等の不純物混入を避けることができるので、製造される析出板の品質を高品位に保つことができる。   The fallen object receiving means 28 is a base plate-like member having a rectangular planar shape made of carbon or quartz. The falling object receiving means 28 may be formed such that only the part that receives the falling object is made of carbon or quartz. In this way, the portion that receives the fallen object is formed of carbon or quartz, so that it is possible to avoid contamination of impurities such as heavy metals with respect to the fallen pieces of the layered silicon 27, so that the quality of the produced precipitation plate is improved. It can be kept in dignity.

落下物再投入手段29は、落下物受容手段28の落下物受容面28aが溶解炉24へ近づくにつれて下方に傾斜するように、落下物受容手段28を傾動させる傾動手段である。傾動手段29は、たとえば直動装置29aと不図示の電動機とで構成される。直動装置29aは、ロッド先端に設けられるピンが、落下物受容手段28に設けられる軸受44に支持され、ロッドを退縮させた状態で、落下物受容手段28の受容面28aが水平になるように位置決めされてチャンバ21に装着される。このことによって、傾動手段29は、直動装置29aのロッドを伸長させたとき、落下物受容手段28を前述のように傾斜させることができる。   The falling object re-introducing means 29 is a tilting means for tilting the falling object receiving means 28 so that the falling object receiving surface 28a of the falling object receiving means 28 is inclined downward as it approaches the melting furnace 24. The tilting means 29 includes, for example, a linear motion device 29a and an electric motor (not shown). In the linear motion device 29a, the pin provided at the tip of the rod is supported by the bearing 44 provided in the fallen object receiving means 28 so that the receiving surface 28a of the fallen object receiving means 28 becomes horizontal when the rod is retracted. And mounted in the chamber 21. Thus, the tilting means 29 can tilt the fallen object receiving means 28 as described above when the rod of the linear motion device 29a is extended.

析出板製造装置20には、さらに制御装置45が備えられる。制御装置45は、たとえば中央処理装置(CPU)を備える処理回路であり、溶解炉24の電源、浸漬装置26の各駆動部、落下物再投入手段である傾動手段29などに電気的に接続され、制御装置45のメモリ部に予めストアされる装置全体の動作制御プログラムに従って、析出板製造に係る装置の全体動作を制御する。   The deposition plate manufacturing apparatus 20 is further provided with a control device 45. The control device 45 is a processing circuit including, for example, a central processing unit (CPU), and is electrically connected to the power source of the melting furnace 24, each drive unit of the immersion device 26, the tilting means 29 that is a falling object re-introducing means, and the like. The overall operation of the apparatus relating to the deposition plate manufacturing is controlled according to the operation control program for the entire apparatus stored in advance in the memory unit of the control device 45.

本発明では、溶湯23の冷却体の溶湯中への浸漬軌道と干渉する物のひとつである浮遊物を検出するために放射温度計50を設け、放射エネルギーを温度換算して溶湯23表面の温度変化を測定する。放射温度計の放射率は、溶湯の放射率で設定しておき、固体浮遊物が発生しても、固体浮遊物の放射率に変更しない。これは、固体浮遊物が発生した時でも、溶湯の放射率で設定しておくことにより、固体浮遊物が有るときと無いときとで温度差がはっきりでるからである。   In the present invention, a radiation thermometer 50 is provided to detect a suspended matter that is one of the objects that interfere with the orbit of the molten metal 23 in the molten body, and the temperature of the surface of the molten metal 23 is calculated by converting the radiant energy into a temperature. Measure changes. The emissivity of the radiation thermometer is set in accordance with the emissivity of the molten metal, and even if a solid suspended matter is generated, the emissivity of the solid suspended matter is not changed. This is because even when solid suspended matter is generated, the temperature difference between the presence and absence of solid suspended matter becomes clear by setting the emissivity of the molten metal.

放射温度計50は、溶湯23の放射エネルギーを測定できるように、チャンバ21外で坩堝32の上方に設ける。放射温度計50と坩堝23とを結ぶ仮想線とチャンバ21が交わる位置においては、検出窓51が設けられる。検出窓51は、たとえば石英やサファイアガラスや耐熱ガラスで構成される。   The radiation thermometer 50 is provided above the crucible 32 outside the chamber 21 so that the radiation energy of the molten metal 23 can be measured. A detection window 51 is provided at a position where the imaginary line connecting the radiation thermometer 50 and the crucible 23 and the chamber 21 intersect. The detection window 51 is made of, for example, quartz, sapphire glass, or heat resistant glass.

溶融した状態のシリコンの放射エネルギーの温度換算と、層状シリコンの破片や不純物などの固体浮遊物の放射エネルギーの温度換算とは明らかに異なる温度となるので、放射温度計50で溶湯23の温度を測定した場合、浮遊物の有無を温度差で検出することができる。   Since the temperature conversion of the radiant energy of silicon in a molten state and the temperature conversion of the radiant energy of solid suspended matter such as layered silicon fragments and impurities become clearly different temperatures, the temperature of the molten metal 23 is adjusted by the radiation thermometer 50. When measured, the presence or absence of suspended matter can be detected by the temperature difference.

なお、溶湯23の表面状態などの影響により放射温度計50の測定結果としては、溶融した状態のシリコンの温度よりも、冷却体の溶湯中への浸漬軌道と干渉する物のひとつである固体浮遊物の温度のほうが高く測定されるときと、低く測定されるときがある。以下に2つの場合について述べる。   The measurement result of the radiation thermometer 50 due to the influence of the surface condition of the molten metal 23 is a solid floating that is one of the things that interfere with the immersion trajectory of the cooling body in the molten metal rather than the temperature of the molten silicon. There are times when the temperature of an object is measured higher and when it is measured lower. Two cases are described below.

本実施形態においては、溶湯23の表面状態などの影響により放射温度計50の測定結果としては、溶融した状態のシリコンの温度よりも、冷却体の溶湯中への浸漬軌道と干渉する物のひとつである固体浮遊物の温度のほうが高いものとして測定される場合についての処理を以下に述べる。   In this embodiment, the measurement result of the radiation thermometer 50 due to the influence of the surface state of the molten metal 23 is one of the objects that interfere with the immersion track of the cooling body in the molten metal rather than the temperature of the molten silicon. The processing for the case where the temperature of the solid suspended matter is measured as being higher will be described below.

制御装置45は、放射温度計50によって溶湯23の温度を連続的に測定させ、垂直アーム37が坩堝32の上方まで移動し、冷却体基板25を下降させる前の状態で、過去の溶湯23の平均温度と、現在の溶湯23の温度とを比較する。このとき、現在の温度と過去の平均温度との差が第1閾値以上であれば、冷却体の溶湯中への浸漬軌道と干渉する物のひとつである浮遊物が溶湯23中に存在するものと判断する。   The control device 45 continuously measures the temperature of the molten metal 23 with the radiation thermometer 50, moves the vertical arm 37 to above the crucible 32, and lowers the cooling body substrate 25. The average temperature is compared with the current temperature of the molten metal 23. At this time, if the difference between the current temperature and the past average temperature is equal to or greater than the first threshold value, suspended matter that is one of the objects that interfere with the immersion trajectory of the cooling body in the molten metal is present in the molten metal 23. Judge.

浮遊物が溶湯23中に存在すると判断した場合は、垂直アーム37による冷却体基板25の下降を停止し、待機状態とする。放射温度計50による溶湯23の温度測定は、浮遊物の有無、垂直アーム37の動作停止にかかわらず連続的に行われる。   When it is determined that the floating substance exists in the molten metal 23, the lowering of the cooling body substrate 25 by the vertical arm 37 is stopped, and the standby state is set. The temperature measurement of the molten metal 23 by the radiation thermometer 50 is continuously performed regardless of the presence or absence of suspended matter and the operation stop of the vertical arm 37.

浮遊物が、層状シリコンの破片であった場合、再溶融したことを確認した後に冷却体基板25の下降を再開する。再溶融したことの確認は、浮遊物検出後、放射温度計50によって測定した溶湯23の温度が、第2閾値以下でかつ所定時間以上であれば、再溶融したものと判断する。   When the floating material is a fragment of layered silicon, the cooling body substrate 25 resumes descending after confirming remelting. The confirmation of remelting is determined as having been remelted if the temperature of the molten metal 23 measured by the radiation thermometer 50 is equal to or lower than the second threshold value and equal to or longer than a predetermined time after detection of suspended solids.

シリコンの破片は、ある程度の時間が経過すると坩堝32内で再溶融するので、再溶融した後の溶湯23の温度は、所定の温度以下で一定の温度となる。したがって、第2閾値としては、溶融状態の温度近傍の温度を設定すればよい。   Since the silicon fragments remelt in the crucible 32 after a certain period of time, the temperature of the molten metal 23 after remelting becomes a constant temperature below a predetermined temperature. Therefore, a temperature in the vicinity of the molten state temperature may be set as the second threshold value.

以下では、浮遊物の検出および浸漬装置26の動作制御について詳細に説明する。
放射温度計50による溶湯23の温度測定は、予め溶湯23の表面を複数の領域に分割し、分割した領域毎の平均温度を、その領域の溶湯23温度とする。
Below, the detection of floating substances and the operation control of the immersion device 26 will be described in detail.
In the temperature measurement of the molten metal 23 by the radiation thermometer 50, the surface of the molten metal 23 is divided into a plurality of regions in advance, and the average temperature for each divided region is set as the molten metal 23 temperature in that region.

図3は、温度測定領域を分割した分割領域の例を示す図である。全体領域Sは、坩堝32を上方から見たときの開口であり、溶湯23の表面全体を示す領域である。全体領域Sの中に、分割領域S1〜S3を設定し、分割領域内のみの測定値を出力すればよい。分割領域は、全体領域を全てカバーする必要はなく、全体領域の一部であってもよい。   FIG. 3 is a diagram illustrating an example of a divided region obtained by dividing the temperature measurement region. The entire area S is an opening when the crucible 32 is viewed from above, and is an area showing the entire surface of the molten metal 23. The divided areas S1 to S3 may be set in the entire area S, and the measurement values only in the divided areas may be output. The divided area does not need to cover the entire area, and may be a part of the entire area.

温度測定にあたって領域を分割する理由は、以下の通りである。
溶湯23の表面全体の面積に対して浮遊物が占める面積は、非常に小さいものである。したがって、溶湯23の表面全体の平均値を用いて浮遊物を検出しようとした場合、浮遊物がある状態の平均値と、浮遊物が無い状態の平均値とでは、値の差がほとんど見られないことになる。
The reason for dividing the region in the temperature measurement is as follows.
The area occupied by the suspended matter with respect to the area of the entire surface of the molten metal 23 is very small. Therefore, when trying to detect the suspended matter using the average value of the entire surface of the molten metal 23, there is almost no difference in the value between the average value with the suspended matter and the average value without the suspended matter. There will be no.

浮遊物による影響を検出可能とするには、平均値を算出する対象となる領域の面積を小さくし、浮遊物がある状態の平均値と、無い状態の平均値との差を大きくすることが重要である。   In order to be able to detect the effects of floating objects, it is necessary to reduce the area of the area for which the average value is calculated, and to increase the difference between the average value with and without the floating object. is important.

以下では、1つの分割領域S1での処理を例として説明するが、分割領域S2およびS3でも以下の処理と同様の処理を並行して行っている。   In the following, processing in one divided region S1 will be described as an example, but processing similar to the following processing is performed in parallel in divided regions S2 and S3.

図4は、浮遊物の有無を判断する処理を説明するための図である。
図4に示したグラフは、縦軸が温度(℃)を示し、横軸が時間(秒)を示す。縦軸の温度は、分割領域S1内の平均温度であり、以下では単に「温度」という。
FIG. 4 is a diagram for explaining a process for determining the presence or absence of a suspended matter.
In the graph shown in FIG. 4, the vertical axis represents temperature (° C.), and the horizontal axis represents time (seconds). The temperature on the vertical axis is the average temperature in the divided region S1, and is simply referred to as “temperature” below.

放射温度計50によって連続的に温度を測定しておき、溶融状態の温度として期間Aの平均温度Taを算出する。Taは、現在の測定値が得られると現在よりも過去の期間Aの温度を用いてTaを算出するので、新たな測定値が得られるごとにTaを算出し、更新する。   The temperature is continuously measured by the radiation thermometer 50, and the average temperature Ta of the period A is calculated as the molten state temperature. When Ta obtains the current measurement value, Ta is calculated using the temperature in the period A that is earlier than the current time, so Ta is calculated and updated each time a new measurement value is obtained.

さらに、現在の温度Tpと過去の平均温度Taとの差であるΔT(=|Tp−Ta|)、ΔT’(=Tp−Ta)を算出し、ΔTと第1閾値TH1とを比較する。浮遊物が無い場合は、ΔTはほぼゼロに近い値となるので、ΔTがTH1以上となることはない。   Further, ΔT (= | Tp−Ta |) and ΔT ′ (= Tp−Ta), which are differences between the current temperature Tp and the past average temperature Ta, are calculated, and ΔT is compared with the first threshold value TH1. When there is no floating substance, ΔT becomes a value substantially close to zero, and therefore ΔT does not exceed TH1.

落下などにより分割領域S1内に浮遊物が発生するとTpが急激に上昇する(ΔT’>0)。このとき、ΔTが大きくなり、ある時点でΔTがTH1以上となる。さらに、浮遊物が存在すると、ΔTがTH1以上となった状態が所定期間B以上継続することになる。   When suspended matter is generated in the divided region S1 due to dropping or the like, Tp rapidly increases (ΔT ′> 0). At this time, ΔT becomes large, and ΔT becomes equal to or higher than TH1 at a certain time. Further, if there is a suspended matter, the state where ΔT is equal to or higher than TH1 continues for a predetermined period B or longer.

これらのことから、放射温度計50による温度測定結果に基づき、ΔT≧TH1である期間がB以上継続した場合、分割領域S1内に浮遊物が存在するものと判断することができる。   From these facts, based on the temperature measurement result by the radiation thermometer 50, when the period of ΔT ≧ TH1 continues for B or more, it can be determined that the suspended matter exists in the divided region S1.

TH1は、測定条件や装置の構造などによって適宜設定すればよく、たとえば10〜20℃である。また、期間Aおよび期間Bも、測定条件や装置の構造などによって適宜設定すればよく、たとえば期間Aは5〜10秒間であり、期間Bは0.3〜1.0秒間である。   TH1 may be set as appropriate depending on the measurement conditions and the structure of the apparatus, and is, for example, 10 to 20 ° C. The period A and the period B may be set as appropriate depending on the measurement conditions, the structure of the apparatus, and the like. For example, the period A is 5 to 10 seconds, and the period B is 0.3 to 1.0 seconds.

浸漬装置26の動作制御については、通常、垂直アーム37が坩堝32の上方まで移動し、冷却体基板25を下降させる前に下降してもよいかどうか、すなわち、浮遊物が存在するかどうかを判断する。   Regarding the operation control of the dipping device 26, it is usually determined whether the vertical arm 37 moves to the upper side of the crucible 32 and can be lowered before the cooling body substrate 25 is lowered, that is, whether there is a floating substance. to decide.

上記のように、浮遊物の有無の判断を連続的に行い、その判断結果を所定間隔ごとに更新しておく。制御装置45は、冷却体基板25を下降させる前に、浮遊物の有無の判断結果を参照し、浮遊物が無ければ冷却体基板25を下降させ、浮遊物があれば下降を停止して待機状態とする。   As described above, the determination of the presence or absence of suspended matter is continuously performed, and the determination result is updated at predetermined intervals. Before lowering the cooling body substrate 25, the control device 45 refers to the determination result of the presence or absence of floating substances. If there are no floating substances, the control apparatus 45 lowers the cooling body substrate 25, and if there are floating objects, it stops the lowering and waits. State.

浮遊物が検出された後には、再溶融したことも判断し、冷却体基板25の下降を再開する必要がある。   After the floating substance is detected, it is also determined that the material has been melted again, and it is necessary to resume the lowering of the cooling body substrate 25.

浮遊物を検出した後も放射温度計50による温度測定は継続しており、ΔTの算出も継続される。浮遊物が再溶融し始めるとΔTが再び小さくなり、再溶融が終わるとΔTがほぼゼロ(ΔTが第2閾値TH2以下)となる。さらに、分割領域S1内の浮遊物が全て再溶融すると、ΔTがTH2以下となった状態が所定期間C以上継続することになる。   The temperature measurement by the radiation thermometer 50 is continued after detecting the suspended matter, and the calculation of ΔT is also continued. When the suspended matter starts to remelt, ΔT decreases again, and when the remelting ends, ΔT becomes substantially zero (ΔT is equal to or less than the second threshold value TH2). Furthermore, when all the suspended matters in the divided region S1 are remelted, the state where ΔT is equal to or lower than TH2 continues for a predetermined period C or longer.

これらのことから、放射温度計50による温度測定結果に基づき、ΔT≦TH2である期間がC以上継続した場合、分割領域S1内に浮遊物が存在しないものと判断することができる。   From these facts, based on the temperature measurement result by the radiation thermometer 50, when the period of ΔT ≦ TH2 continues for C or more, it can be determined that there is no floating substance in the divided region S1.

期間Cも、測定条件や装置の構造などによって適宜設定すればよく、たとえば0.3〜1.0秒間である。   The period C may be set as appropriate depending on the measurement conditions and the structure of the apparatus, and is, for example, 0.3 to 1.0 seconds.

浸漬装置26の動作制御については、冷却体基板25の下降を停止して待機状態となったのち、下降を再開するために、浮遊物の有無の判断結果を所定間隔ごとに参照する。   Regarding the operation control of the dipping device 26, after the cooling body substrate 25 stops being lowered and enters a standby state, the determination result of the presence / absence of floating substances is referred to at predetermined intervals in order to resume the lowering.

一方で、上記のように、浮遊物の有無の判断は連続的に行われており、待機状態で参照しようとする判断結果は、所定期間ごとに更新されている。待機状態で参照したときの判断結果が、浮遊物無しの結果であった場合、冷却体基板25の下降を再開し、浸漬を行う。   On the other hand, as described above, the determination of the presence or absence of suspended matter is continuously performed, and the determination result to be referred to in the standby state is updated every predetermined period. When the determination result when referred to in the standby state is a result of no floating matter, the cooling body substrate 25 is resumed to be dipped and immersed.

分割領域S2およびS3でも浮遊物の有無の判断が並行して行われているので、分割領域の制御装置45は、冷却体基板25を下降させる前に全ての分割領域の判断結果を参照し、いずれか1つの分割領域でも浮遊物があった場合は、下降を停止する。また、待機状態では、全ての分割領域の判断結果を参照し、全ての分割領域で浮遊物が無い場合に下降を再開する。   Since the determination of the presence or absence of suspended solids is also performed in parallel in the divided areas S2 and S3, the divided area control device 45 refers to the determination results of all the divided areas before lowering the cooling body substrate 25. If there is a suspended matter in any one of the divided areas, the descent is stopped. In the standby state, the determination result of all the divided areas is referred to, and the descent is resumed when there is no floating substance in all the divided areas.

次に、溶湯23の表面状態などの影響により放射温度計50の測定結果としては、溶融した状態のシリコンの温度よりも、冷却体の溶湯中への浸漬軌道と干渉する物のひとつである固体浮遊物の温度のほうが低いものとして測定される場合についての処理を以下に述べる。   Next, as a measurement result of the radiation thermometer 50 due to the influence of the surface state of the molten metal 23, the solid which is one of the objects that interfere with the immersion trajectory of the cooling body in the molten metal rather than the temperature of the molten silicon. The process for the case where the temperature of the suspended matter is measured as lower is described below.

制御装置45は、放射温度計50によって溶湯23の温度を連続的に測定させ、垂直アーム37が坩堝32の上方まで移動し、冷却体基板25を下降させる前の状態で、過去の溶湯23の平均温度と、現在の溶湯23の温度とを比較する。このとき、現在の温度と過去の平均温度との差が第1閾値以上であれば、浮遊物が溶湯23中に存在するものと判断する。   The control device 45 continuously measures the temperature of the molten metal 23 with the radiation thermometer 50, moves the vertical arm 37 to above the crucible 32, and lowers the cooling body substrate 25. The average temperature is compared with the current temperature of the molten metal 23. At this time, if the difference between the current temperature and the past average temperature is equal to or greater than the first threshold value, it is determined that the suspended matter is present in the molten metal 23.

浮遊物が溶湯23中に存在すると判断した場合は、垂直アーム37による冷却体基板25の下降を停止し、待機状態とする。放射温度計50による溶湯23の温度測定は、浮遊物の有無、垂直アーム37の動作停止にかかわらず連続的に行われる。   When it is determined that the floating substance exists in the molten metal 23, the lowering of the cooling body substrate 25 by the vertical arm 37 is stopped, and the standby state is set. The temperature measurement of the molten metal 23 by the radiation thermometer 50 is continuously performed regardless of the presence or absence of suspended matter and the operation stop of the vertical arm 37.

浮遊物が、層状シリコンの破片であった場合、再溶融したことを確認した後に冷却体基板25の下降を再開する。   When the floating material is a fragment of layered silicon, the cooling body substrate 25 resumes descending after confirming remelting.

再溶融したことの確認は、浮遊物検出後、放射温度計50によって測定した溶湯23の温度が上昇し、第3閾値を一旦超えた後、温度が下がってから、第2閾値以下でかつ所定時間以上であれば、再溶融したものと判断する。   Confirmation of remelting is performed after the suspended matter is detected, after the temperature of the molten metal 23 measured by the radiation thermometer 50 rises and once exceeds the third threshold, the temperature drops and then falls below the second threshold and is predetermined. If it is more than the time, it is determined that the material has been remelted.

シリコンの破片は、ある程度の時間が経過すると坩堝32内で再溶融するので、再溶融した後の溶湯23の温度は、所定の温度以下で一定の温度となる。したがって、第2閾値としては、溶融状態の温度近傍の温度を設定すればよい。   Since the silicon fragments remelt in the crucible 32 after a certain period of time, the temperature of the molten metal 23 after remelting becomes a constant temperature below a predetermined temperature. Therefore, a temperature in the vicinity of the molten state temperature may be set as the second threshold value.

図5は、浮遊物の有無を判断する処理を説明するための図である。
図5に示したグラフは、縦軸が温度(℃)を示し、横軸が時間(秒)を示す。縦軸の温度は、分割領域S1内の平均温度であり、以下では単に「温度」という。
FIG. 5 is a diagram for explaining a process for determining the presence or absence of a suspended matter.
In the graph shown in FIG. 5, the vertical axis represents temperature (° C.), and the horizontal axis represents time (seconds). The temperature on the vertical axis is the average temperature in the divided region S1, and is simply referred to as “temperature” below.

放射温度計50によって連続的に温度を測定しておき、溶融状態の温度として期間Aの平均温度Taを算出する。Taは、現在の測定値が得られると現在よりも過去の期間Aの温度を用いてTaを算出するので、新たな測定値が得られるごとにTaを算出し、更新する。   The temperature is continuously measured by the radiation thermometer 50, and the average temperature Ta of the period A is calculated as the molten state temperature. When Ta obtains the current measurement value, Ta is calculated using the temperature in the period A that is earlier than the current time, so Ta is calculated and updated each time a new measurement value is obtained.

さらに、現在の温度Tpと過去の平均温度Taとの差であるΔT(=|Tp−Ta|)、ΔT’(=Tp−Ta)を算出し、ΔTと第1閾値TH1とを比較する。浮遊物が無い場合は、ΔTはほぼゼロに近い値となるので、ΔTがTH1以上となることはない。なお、本実施形態における閾値TH1は、前述の閾値TH1と同じ値である。   Further, ΔT (= | Tp−Ta |) and ΔT ′ (= Tp−Ta), which are differences between the current temperature Tp and the past average temperature Ta, are calculated, and ΔT is compared with the first threshold value TH1. When there is no floating substance, ΔT becomes a value substantially close to zero, and therefore ΔT does not exceed TH1. Note that the threshold value TH1 in the present embodiment is the same value as the above-described threshold value TH1.

落下などにより分割領域S1内に浮遊物が発生すると、浮遊状態によっては、Tpが急激に下降する(ΔT’<0)。このとき、ΔTが大きくなり、ある時点でΔTがTH1以上となる。さらに、浮遊物が存在すると、ΔTがTH1以上となった状態が所定期間B以上継続することになる。   When a suspended matter is generated in the divided region S1 due to a drop or the like, Tp rapidly decreases depending on the suspended state (ΔT ′ <0). At this time, ΔT becomes large, and ΔT becomes equal to or higher than TH1 at a certain time. Further, if there is a suspended matter, the state where ΔT is equal to or higher than TH1 continues for a predetermined period B or longer.

これらのことから、放射温度計50による温度測定結果に基づき、ΔT≧TH1である期間がB以上継続した場合、分割領域S1内に浮遊物が存在するものと判断することができる。   From these facts, based on the temperature measurement result by the radiation thermometer 50, when the period of ΔT ≧ TH1 continues for B or more, it can be determined that the suspended matter exists in the divided region S1.

TH1は、測定条件や装置の構造などによって適宜設定すればよく、たとえば10〜20℃である。また、期間Aおよび期間Bも、測定条件や装置の構造などによって適宜設定すればよく、たとえば期間Aは5〜10秒間であり、期間Bは0.3〜1.0秒間である。   TH1 may be set as appropriate depending on the measurement conditions and the structure of the apparatus, and is, for example, 10 to 20 ° C. The period A and the period B may be set as appropriate depending on the measurement conditions, the structure of the apparatus, and the like. For example, the period A is 5 to 10 seconds, and the period B is 0.3 to 1.0 seconds.

浸漬装置26の動作制御については、通常、垂直アーム37が坩堝32の上方まで移動し、冷却体基板25を下降させる前に下降してもよいかどうか、すなわち、浮遊物が存在するかどうかを判断する。   Regarding the operation control of the dipping device 26, it is usually determined whether the vertical arm 37 moves to the upper side of the crucible 32 and can be lowered before the cooling body substrate 25 is lowered, that is, whether there is a floating substance. to decide.

上記のように、浮遊物の有無の判断を連続的に行い、その判断結果を所定間隔ごとに更新しておく。制御装置45は、冷却体基板25を下降させる前に、浮遊物の有無の判断結果を参照し、浮遊物が無ければ冷却体基板25を下降させ、浮遊物があれば下降を停止して待機状態とする。   As described above, the determination of the presence or absence of suspended matter is continuously performed, and the determination result is updated at predetermined intervals. Before lowering the cooling body substrate 25, the control device 45 refers to the determination result of the presence or absence of floating substances. If there are no floating substances, the control apparatus 45 lowers the cooling body substrate 25, and if there are floating objects, it stops the lowering and waits. State.

浮遊物が検出された後には、再溶融したことも判断し、冷却体基板25の下降を再開する必要がある。   After the floating substance is detected, it is also determined that the material has been melted again, and it is necessary to resume the lowering of the cooling body substrate 25.

浮遊物を検出した後も放射温度計50による温度測定は継続しており、ΔTとΔT’の算出も継続される。浮遊物が再溶融し始めるとΔT’は大きくなり(ΔT’<0からΔT’=0を経由してΔT’>0となり)、やがてΔTが第3閾値TH3以上になる。その後、ΔTとΔT’は再び小さくなり、再溶融が終わるとΔTがほぼゼロ(ΔTが第2閾値TH2以下)となる。さらに、分割領域S1内の浮遊物が全て再溶融すると、ΔTがTH2以下となった状態が所定期間C以上継続することになる。   The temperature measurement by the radiation thermometer 50 is continued after detecting the suspended matter, and the calculation of ΔT and ΔT ′ is also continued. When the suspended matter starts to melt again, ΔT ′ increases (ΔT ′ <0 to ΔT ′> 0 via ΔT ′ = 0), and ΔT eventually becomes equal to or greater than the third threshold value TH3. Thereafter, ΔT and ΔT ′ become smaller again, and when remelting is finished, ΔT becomes substantially zero (ΔT is equal to or less than the second threshold value TH2). Furthermore, when all the suspended matters in the divided region S1 are remelted, the state where ΔT is equal to or lower than TH2 continues for a predetermined period C or longer.

これらのことから、放射温度計50による温度測定結果に基づき、ΔT≦TH2である期間がC以上継続した場合、分割領域S1内に浮遊物が存在しないものと判断することができる。   From these facts, based on the temperature measurement result by the radiation thermometer 50, when the period of ΔT ≦ TH2 continues for C or more, it can be determined that there is no floating substance in the divided region S1.

期間Cも、測定条件や装置の構造などによって適宜設定すればよく、たとえば0.3〜1.0秒間である。   The period C may be set as appropriate depending on the measurement conditions and the structure of the apparatus, and is, for example, 0.3 to 1.0 seconds.

浸漬装置26の動作制御については、冷却体基板25の下降を停止して待機状態となったのち、下降を再開するために、浮遊物の有無の判断結果を所定間隔ごとに参照する。   Regarding the operation control of the dipping device 26, after the cooling body substrate 25 stops being lowered and enters a standby state, the determination result of the presence / absence of floating substances is referred to at predetermined intervals in order to resume the lowering.

一方で、上記のように、浮遊物の有無の判断は連続的に行われており、待機状態で参照しようとする判断結果は、所定期間ごとに更新されている。待機状態で参照したときの判断結果が、浮遊物無しの結果であった場合、冷却体基板25の下降を再開し、浸漬を行う。   On the other hand, as described above, the determination of the presence or absence of suspended matter is continuously performed, and the determination result to be referred to in the standby state is updated every predetermined period. When the determination result when referred to in the standby state is a result of no floating matter, the cooling body substrate 25 is resumed to be dipped and immersed.

分割領域S2およびS3でも浮遊物の有無の判断が並行して行われているので、分割領域の制御装置45は、冷却体基板25を下降させる前に全ての分割領域の判断結果を参照し、いずれか1つの分割領域でも浮遊物があった場合は、下降を停止する。また、待機状態では、全ての分割領域の判断結果を参照し、全ての分割領域で浮遊物が無い場合に下降を再開する。   Since the determination of the presence or absence of suspended solids is also performed in parallel in the divided areas S2 and S3, the divided area control device 45 refers to the determination results of all the divided areas before lowering the cooling body substrate 25. If there is a suspended matter in any one of the divided areas, the descent is stopped. In the standby state, the determination result of all the divided areas is referred to, and the descent is resumed when there is no floating substance in all the divided areas.

以上のように、放射温度計50による温度測定結果に基づいて、冷却体の溶湯中への浸漬軌道と干渉する物のひとつである浮遊物の有無を判断することが可能で、浮遊物がある場合には、冷却体基板を溶湯に浸漬させずに待機することができる。さらに、浮遊物が再溶融したことを判断し、速やかに浸漬を再開することもできる。したがって、浮遊物の付着による不良品の発生や装置の長時間の停止などを防ぎ、溶湯中の浮遊物による生産性に対する悪影響を防止することができる。   As described above, based on the temperature measurement result by the radiation thermometer 50, it is possible to determine the presence or absence of a floating substance that is one of the objects that interfere with the orbital immersion of the cooling body in the molten metal. In this case, it is possible to stand by without immersing the cooling body substrate in the molten metal. Furthermore, it is possible to determine that the suspended matter has been remelted and to quickly resume the immersion. Therefore, it is possible to prevent generation of defective products due to adhesion of floating substances and long-time stoppage of the apparatus, and to prevent adverse effects on productivity due to floating substances in the molten metal.

さらに、制御装置45が、冷却体の溶湯中への浸漬軌道と干渉する物のひとつである浮遊物の有無の判断および浸漬装置26の動作制御を行うので、浮遊物の監視や装置の停止、再開操作を人間が行う必要がなく、連続運転が可能である。   Furthermore, since the control device 45 performs the determination of the presence or absence of suspended matter that is one of the objects that interfere with the immersion trajectory of the cooling body in the molten metal and the operation control of the immersion device 26, the suspended matter is monitored and the device is stopped. There is no need for a human to perform the restart operation, and continuous operation is possible.

本発明の実施の一形態である析出板製造装置20の構成を簡略化して示す図である。It is a figure which simplifies and shows the structure of the precipitation plate manufacturing apparatus 20 which is one Embodiment of this invention. 図1に示す析出板製造装置20による析出板製造の概要を示す図である。It is a figure which shows the outline | summary of the precipitation plate manufacture by the precipitation plate manufacturing apparatus 20 shown in FIG. 温度測定領域を分割した分割領域の例を示す図である。It is a figure which shows the example of the division area which divided | segmented the temperature measurement area. 浮遊物が落下したときに温度が高くなった場合の浮遊物の有無を判断する処理を説明するための図である。It is a figure for demonstrating the process which judges the presence or absence of a floating substance when temperature rises when a floating substance falls. 浮遊物が落下したときに温度が低くなった場合の浮遊物の有無を判断する処理を説明するための図である。It is a figure for demonstrating the process which judges the presence or absence of a floating body when temperature falls when a floating body falls. 従来のシリコン製造に用いられる析出板製造装置1の構成を簡略化して示す図である。It is a figure which simplifies and shows the structure of the precipitation plate manufacturing apparatus 1 used for the conventional silicon manufacture. 析出板製造装置1におけるシリコン製造の概要を説明する図である。It is a figure explaining the outline | summary of the silicon manufacture in the precipitation plate manufacturing apparatus.

符号の説明Explanation of symbols

20 析出板製造装置
21 チャンバ
23 溶湯
24 溶解炉
25 冷却体基板
26 浸漬装置
27 層状シリコン
28 落下物受容手段
29 落下物再投入手段
32 坩堝
33 第1高周波誘導コイル
45 制御装置
50 放射温度計
51 検出窓
DESCRIPTION OF SYMBOLS 20 Precipitation plate manufacturing apparatus 21 Chamber 23 Molten metal 24 Melting furnace 25 Cooling body substrate 26 Immersion apparatus 27 Layered silicon 28 Falling object receiving means 29 Falling object re-introducing means 32 Crucible 33 First high frequency induction coil 45 Control apparatus 50 Radiation thermometer 51 Detection window

Claims (9)

溶解対象物を加熱して溶湯にし、該溶湯を収容する溶解炉と、析出板生成の原板である冷却体を、溶湯の上方位置へ搬送し、溶湯中へ浸漬し、溶湯中から引き上げて溶湯の上方位置から離反する方向へ搬送する浸漬手段とを備え、溶解対象物を冷却体の表面に凝固析出させて析出板を製造する析出板製造装置であって、
溶湯の表面からの放射エネルギーを検出する検出手段と、
前記放射エネルギーの変化に基づいて、冷却体の溶湯中への浸漬軌道と干渉する物の有無を判断する判断手段と、
判断手段の判断結果に応じて、浸漬手段の動作を制御する制御手段とを有し、
前記判断手段は、前記放射エネルギーの変化が、予め定める変化幅以上であり、かつその状態が予め定める期間継続したときに、冷却体の溶湯中への浸漬軌道と干渉する物が有るものと判断し、
前記制御手段は、冷却体の溶湯中への浸漬軌道と干渉する物が有ると判断されたときは、冷却体の溶湯中への浸漬を停止することを特徴とする析出板製造装置。
The object to be melted is heated to form a molten metal, a melting furnace for storing the molten metal, and a cooling body that is an original plate for generating a precipitation plate are transported to a position above the molten metal, immersed in the molten metal, and pulled up from the molten metal to be melted. Dipping means for conveying in a direction away from the upper position of, and a precipitation plate production apparatus for producing a precipitation plate by solidifying and depositing the object to be melted on the surface of the cooling body,
Detection means for detecting radiant energy from the surface of the molten metal;
Judgment means for judging the presence or absence of an object that interferes with the immersion trajectory of the cooling body in the molten metal based on the change in the radiant energy;
Control means for controlling the operation of the immersion means according to the judgment result of the judgment means,
The determination means determines that there is an object that interferes with the immersion trajectory of the cooling body into the molten metal when the change in the radiant energy is equal to or greater than a predetermined change width and the state continues for a predetermined period. And
The said control means stops the immersion in the molten metal of a cooling body, when it is judged that there exists an object which interferes with the immersion track | orbit in the molten metal of a cooling body, The precipitation plate manufacturing apparatus characterized by the above-mentioned.
前記検出手段は、前記放射エネルギーを温度換算することを特徴とする請求項1記載の析出板製造装置。   The deposition plate manufacturing apparatus according to claim 1, wherein the detection unit converts the radiant energy into a temperature. 前記検出手段は、放射温度計で構成されることを特徴とする請求項1または2記載の析出板製造装置。   The deposition plate manufacturing apparatus according to claim 1, wherein the detection unit includes a radiation thermometer. 前記検出手段は、サーモグラフィーで構成されることを特徴とする請求項1または2記載の析出板製造装置。   The deposition plate manufacturing apparatus according to claim 1, wherein the detection unit is configured by thermography. 前記判断手段は、前記放射エネルギーの増加が、予め定める変化幅以上であり、かつその状態が予め定める期間継続した後、前記放射エネルギーの変化が、予め定める変化幅以下であり、かつその状態が予め定める期間継続したときに、冷却体の溶湯中への浸漬軌道と干渉する物が無いものと判断し、
前記制御手段は、冷却体の溶湯中への浸漬を停止したのちに冷却体の溶湯中への浸漬軌道と干渉する物が無いと判断されたときは、冷却体の溶湯中への浸漬を再開することを特徴とする請求項1〜4のいずれか1つに記載の析出板製造装置。
The determination means is configured such that after the increase in the radiant energy is equal to or greater than a predetermined change width and the state continues for a predetermined period, the change in the radiant energy is equal to or less than a predetermined change width and the state is When continuing for a predetermined period, it is judged that there is no object that interferes with the immersion orbit of the cooling body in the molten metal,
The control means resumes the immersion of the cooling body in the molten metal when it is determined that there is no interference with the immersion path of the cooling body in the molten metal after the immersion of the cooling body in the molten metal is stopped. The deposition plate manufacturing apparatus according to any one of claims 1 to 4, wherein
前記判断手段は、前記放射エネルギーの減少が、予め定める変化幅以上であり、かつその状態が予め定める期間継続した後、前記放射エネルギーが増加し、前記放射エネルギーの増加が、予め定める変化幅以上になった後、前記放射エネルギーが減少し、前記放射エネルギーの減少が、予め定める変化幅以下であり、かつその状態が予め定める期間継続したときに、冷却体の溶湯中への浸漬軌道と干渉する物が無いものと判断し、
前記制御手段は、冷却体の溶湯中への浸漬を停止したのちに冷却体の溶湯中への浸漬軌道と干渉する物が無いと判断されたときは、冷却体の溶湯中への浸漬を再開することを特徴とする請求項1〜5のいずれか1つに記載の析出板製造装置。
The determination means is that the decrease in the radiant energy is greater than or equal to a predetermined change width, and after the state continues for a predetermined period, the radiant energy increases, and the increase in the radiant energy is greater than or equal to a predetermined change width. After that, when the radiant energy decreases, the decrease in the radiant energy is equal to or less than a predetermined change width, and the state continues for a predetermined period, it interferes with the immersion trajectory in the molten metal of the cooling body. Judge that there is nothing to do,
The control means resumes the immersion of the cooling body in the molten metal when it is determined that there is no interference with the immersion path of the cooling body in the molten metal after the immersion of the cooling body in the molten metal is stopped. The precipitation plate manufacturing apparatus according to any one of claims 1 to 5, wherein
前記判断手段は、現在の放射エネルギーと、現在よりも過去の所定期間の放射エネルギーの平均値との差を、放射エネルギーの変化として算出することを特徴とする請求項1〜6のいずれか1つに記載の析出板製造装置。   The said determination means calculates the difference of the present radiant energy and the average value of the radiant energy of the past predetermined period from the present as a change of radiant energy, The any one of Claims 1-6 characterized by the above-mentioned. The deposition plate manufacturing apparatus described in 1. 前記判断手段は、放射エネルギーを温度換算することを特徴とする請求項1〜7のいずれか1つに記載の析出板製造装置。   The precipitation plate manufacturing apparatus according to claim 1, wherein the determination unit converts the radiant energy into a temperature. 溶解対象物を溶解炉で加熱して溶湯にし、析出板生成の原板である冷却体を、溶解炉に収容される溶湯の上方位置へ搬送し、溶湯中へ浸漬し、溶湯中から引き上げて溶湯の上方位置から離反する方向へ搬送することによって、溶解対象物を冷却体の表面に凝固析出させて析出板を製造する析出板製造方法であって、
溶湯の表面からの放射エネルギーを検出する検出工程と、
判断手段によって前記放射エネルギーの変化に基づいて、冷却体の溶湯中への浸漬軌道と干渉する物の有無を判断する判断工程と、
制御手段によって判断手段の判断結果に応じて、浸漬手段の動作を制御する制御工程とを有し、
前記判断工程では、前記放射エネルギーの変化が、予め定める変化幅以上であり、かつその状態が予め定める期間継続したときに、冷却体の溶湯中への浸漬軌道と干渉する物が有るものと判断し、
前記制御工程では、冷却体の溶湯中への浸漬軌道と干渉する物が有ると判断されたときは、冷却体の溶湯中への浸漬を停止することを特徴とする析出板製造方法。
The object to be melted is heated in a melting furnace to form a molten metal, and a cooling body, which is an original sheet for producing a precipitation plate, is transported to a position above the molten metal accommodated in the melting furnace, immersed in the molten metal, and pulled up from the molten metal to be melted. A precipitation plate manufacturing method for manufacturing a precipitation plate by solidifying and precipitating the object to be melted on the surface of the cooling body by conveying in a direction away from the upper position of
A detection process for detecting radiant energy from the surface of the molten metal;
A determination step of determining the presence or absence of an object that interferes with the immersion trajectory of the cooling body in the molten metal based on the change in the radiant energy by the determination means;
A control step of controlling the operation of the immersion means according to the judgment result of the judgment means by the control means,
In the determination step, when the change in the radiant energy is equal to or greater than a predetermined change width and the state continues for a predetermined period, it is determined that there is an object that interferes with the immersion track of the cooling body in the molten metal. And
In the control step, when it is determined that there is an object that interferes with the orbit of immersion of the cooling body into the molten metal, the immersion plate manufacturing method is characterized by stopping the immersion of the cooling body into the molten metal.
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