JP4570570B2 - 薄板製造装置および薄板製造方法 - Google Patents

Description

本発明は、薄板製造装置および薄板製造方法に関する。

太陽電池用多結晶シリコンの製造方法および製造装置として、たとえば国際公開第２００４／００３２６４号パンフレット（特許文献１）に、薄板製造方法および薄板製造装置が開示されている。特許文献１に開示の薄板製造方法では、坩堝内のシリコン融液中に下地板の表層部を浸し、その下地板表面上にシリコン融液を凝固させることにより、薄板を製造する。そして、薄板を下地板と分離した後に、薄板の周縁部を切断する。当該方法において、下地板を装置外から随時搬入し、薄板が作製された下地板を当該装置外に随時搬出することにより、連続的に薄板を製造することが可能であることが開示されている。

また、特許文献１に開示の薄板製造装置は、坩堝内のシリコン融液中に下地板の表層部を浸し、その下地板表面上にシリコン融液を凝固させることにより、薄板を製造する装置である。当該装置は、下地板の表層部に付着している薄板を下地板と分離する分離装置と、下地板から分離された薄板の周縁部を切断する切断装置とを備えている。当該装置において、シリコン融液の量が減少した場合には、新規原料の追装を行なうことにより、当該装置の可動日数を増加して、薄板の生産量を増加することが可能であることが開示されている。

また、特開２００５−１８７２３０号公報（特許文献２）では、酸化物単結晶の製造方法および酸化物単結晶の製造装置が開示されている。当該製造装置は、二重るつぼと、加熱手段と、結晶引き上げ手段とを備え、原料の供給部と単結晶作製部とを区切っていることを特徴とする。また、当該製造方法では、原料の供給工程と単結晶作製工程とを並行して行なっている。
国際公開第２００４／００３２６４号パンフレット 特開２００５−１８７２３０号公報

しかしながら、特許文献１に開示の薄板製造方法および薄板製造装置では、薄板作製時に、薄板の欠け、または割れによる落下物や、下地板側面に成長したバリなどの落下物が発生する場合がある。この落下物は、ある確率でシリコン融液中に落ち、融液に数分浮いた状態になる。この状態が生じると、落下物と次に浸漬する下地板とが接触するおそれがある。落下物と下地板とが接触すると、下地板に落下物が付着してしまい、薄板の作製が困難になる。よって、落下物がシリコン融液に浮いている間は、薄板の作製が困難であるという問題がある。

また、新規原料を追装する際、新規原料がシリコン融液に溶解する間は、この新規原料が融液に浮いた状態になる。この状態は、落下物が生じる場合と同様に、薄板の作製が困難であるという問題がある。

また、特許文献２に開示の酸化物単結晶の製造方法および酸化物単結晶の製造装置では、原料の供給部と単結晶作製部とを区切っているので、新規原料を追装する際における薄板の作製が困難となることは解消できる。しかしながら、薄板作製箇所に落下物がある場合については言及されていない。よって、落下物が生じた際の対応については、上記特許文献１と同様の問題がある。

本発明は、上記問題点を解決するためになされたものであり、薄板を製造する際に、落下物などにより浮遊物が発生する場合であっても、薄板の製造に影響を及ぼさない薄板製造装置および薄板製造方法を提供することを目的とする。

本発明の薄板製造装置によれば、融液に下地板の表層部を浸漬し、前記下地板の表面に前記融液が凝固することにより形成される薄板を付着させる浸漬処理により薄板を製造する薄板製造装置であって、坩堝と、浸漬装置と、可動板とを備えている。坩堝は、融液を内部に保持し、一方端と、一方端と対向する他方端と、一方端と他方端とを接続する側壁とを有する。浸漬装置は、坩堝内の融液に下地板を浸漬する。可動板は、融液の浮遊物を移動する。可動板は、坩堝の側壁の内周面に沿った形状であり、坩堝の一方端から他方端まで融液の液面に沿った方向に移動可能である。

上記薄板製造装置において好ましくは、少なくとも坩堝に対向する側にスリットが形成されている。

上記薄板製造装置において好ましくは、可動板の温度を制御する制御手段をさらに備えている。

本発明の薄板製造方法によれば、融液に下地板の表層部を浸漬し、下地板の表面に融液が凝固することにより形成される薄板を付着させる浸漬処理により薄板を製造する方法であって、確認工程と、除去工程と、浸漬工程とを備えている。確認工程は、融液中に浮遊物があるかを確認する。除去工程は、確認工程において浮遊物があると確認された場合に、融液を内部に保持する坩堝内で可動板を用いて浮遊物を除去する。浸漬工程は、融液に下地板を浸漬する。除去工程は、坩堝の一方端において可動板の一部を融液に浸漬する工程と、坩堝の一方端から他方端へ可動板を融液に浸漬した状態で移動する工程とを含む。

上記薄板製造方法において好ましくは、坩堝内に融液の原料を追装する追装工程をさらに備えている。追装工程は、原料を追装する領域と下地板を浸漬させる領域とを区切る位置に、可動板を融液に浸漬する工程を含む。

上記薄板製造方法において好ましくは、可動板の温度を制御する制御工程をさらに備えている。

本発明の薄板製造装置によれば、可動板により融液の浮遊物を移動することができるので、浮遊物を下地板と接触しないように移動することができる。よって、薄板に浮遊物が付着しないので、浮遊物が発生する場合であっても、薄板の製造に影響を及ぼさない。

本発明の薄板製造方法によれば、除去工程において可動板により融液の浮遊物を除去することができる。よって、浮遊物が発生する場合であっても、薄板の製造に影響を及ぼさない。

以下、図面に基づいて本発明の実施の形態を説明する。なお、以下の図面において同一または相当する部分には同一の参照符号を付し、その説明は繰り返さない。

（実施の形態１）
図１および図２を参照して、本発明の実施の形態１における薄板製造装置について説明する。図１は、本発明の実施の形態１における薄板製造装置の概略図である。図２は、本発明の実施の形態１における浸漬装置を省略した薄板製造装置であり、（Ａ）は上面図であり、（Ｂ）は側面図である。実施の形態１における薄板製造装置１００は、融液に下地板の表層部を浸漬し、下地板の表面に融液が凝固することにより形成される薄板を付着させる浸漬処理により薄板を製造する薄板製造装置である。

図１に示すように、薄板製造装置１００は、坩堝１０１と、浸漬装置１２０と、可動板１０５とを備えている。坩堝１０１は、融液１０２を内部に保持している。浸漬装置１２０は、坩堝１０１内の融液１０２に下地板１０４を浸漬する。可動板１０５は、融液１０２の浮遊物を移動する。

実施の形態１では、坩堝１０１は、主室内に配置されている。主室内は反応性の高い原料を溶解可能とするために、たとえば真空排気できる部材または不活性ガスを充填できる部材を備えていることが好ましい。たとえばＡｒ（アルゴン）などの不活性ガスが導入され、大気圧よりもやや低い圧力（たとえば７００Ｔｏｒｒ）、すなわち負圧に保たれる。たとえば、不活性ガスとしてＡｒガスを用いた場合には、排気に際し、フィルタ等を通してシリコン酸化物やその他の塵芥を除去し、循環使用する。

また、主室内には、融液１０２の原料の追装機構（図示せず）を有してもよい。追装機構としては、たとえば追装用坩堝などを用いることができる。

坩堝１０１の形状は、内部に融液１０２を保持できれば特に限定されないが、たとえば図１および図２に示すように、上方に開口部を有する直方体形状とすることができる。

融液１０２は、薄板の材料であれば、特にこれに特に限定されないが、薄板の用途から、金属材料および半導体材料のうち少なくとも一方を含んでいることが好ましい。たとえば融液１０２として、シリコン、ゲルマニウム、ガリウム、ひ素、インジウム、硼素、アンチモン、亜鉛、すずなどの半導体材料や、アルミニウム、ニッケル、鉄などの金属材料や、樹脂等を使用することができる。実施の形態１における融液１０２は、たとえばシリコン融液を用いている。

加熱手段１０３は、融液１０２の温度を維持するため、坩堝１０１の周囲の全部または一部に配置することが好ましい。加熱手段１０３は、特に限定されないが、たとえば抵抗加熱、誘導加熱、または赤外線加熱などの金属または半導体原料を融解する一般的な方法を用いることが可能である。

可動板１０５は、融液１０２上に浮遊物が生じた場合などに、薄板の製造に邪魔にならない位置に移動させるための部材である。可動板１０５は、図１および図２（Ａ）に示すように、坩堝１０１内を水平方向（図１および図２（Ａ）における矢印Ｓ１の方向、すなわち融液１０２の液面に沿った方向）および上下方向（図１および図２（Ａ）における矢印Ｓ２の方向、すなわち融液１０２の液面に対して垂直な（または交差する）方向）に自在に移動可能である。そのため、坩堝１０１の一方端から他方端まで移動可能な形状とすることが好ましい。

具体的には、可動板１０５の長さは坩堝１０１の上面から融液１０２の液面高さまでの距離よりも長くしており、坩堝１０１の上面から融液１０２の液面高さまでの距離の１．２倍以上２．０倍以下とすることが好ましい。この範囲内とすることによって、浮遊物の移動を容易とする。

また、たとえば可動板１０５は平面形状が四角形状（あるいは任意の平面形状）の板状体であってもよい。また、可動板１０５は、図２（Ａ）で示される方向から見た場合（融液１０２の液面に対して垂直な方向から見た場合）、図２に示されるように直線状に延びるように形成されていてもよいが、屈曲していてもよい。たとえば、坩堝１０１の側壁の内周面が屈曲部を有するような場合に、その坩堝の側壁の内周面の形状に沿ったように屈曲していてもよい。

また、可動板１０５の厚みは、１ｃｍ以上１０ｃｍ以下とすることが好ましい。１ｃｍ以上とすることによって、可動板１０５が欠け・割れを起こす恐れを減らすことができる。１０ｃｍ以下とすることによって、可動板支持棒１０６への負担を減らすことができる。

また、可動板１０５の材質は、高温の融液１０２中への浸漬により損傷し難い十分な耐熱性を有していることが好ましい。たとえば、融液１０２としてシリコンを用いる場合には、耐熱性の観点から可動板１０５の材料としてカーボンを用いることが好ましい。

また、可動板１０５の坩堝１０１の側壁との間隙のうちもっとも狭い間隙は１ｃｍ以上１０ｃｍ以下とすることが好ましい。１ｃｍ以上とすることによって、可動板１０５と坩堝１０１の側壁との接触を防止できる。１０ｃｍ以下とすることによって、融液１０２中の浮遊物を効果的に移動できる。

可動板支持棒１０６は、図２（Ａ）および図２（Ｂ）に示すように、可動板１０５を支持している部材である。可動板支持棒１０６は、可動板１０５と接続されている。そのため、可動板支持棒１０６は、図１および図２（Ａ）に示すように、水平方向（図１および図２（Ａ）における矢印Ｓ１の方向）および鉛直方向（図１および図２（Ａ）における矢印Ｓ２の方向）に自在に移動可能である。

また、可動板支持棒１０６の材質は、熱伝導の小さい物質を用いることが好ましい。可動板１０５が高温となる場合に、その熱が可動板支持棒１０６に伝わることにより生じる故障を防止することができるからである。可動板支持棒１０６の材質として耐熱性があり、熱伝導が小さいという観点から、アルミナなどのセラミックスを用いることが好ましい。

浸漬装置１２０は、特に限定されないが、たとえばガイドレールを使用する機構、回転体を使用する機構、またはロボットアームのような構造を使用する機構などを用いることができる。実施の形態１の浸漬装置１２０は、たとえば図１に示すようなガイドレールを使用する機構を用いている。具体的には、浸漬装置１２０は、たとえば下地板１０４と、水平動作レール１１０と、スライド体１１１と、昇降機構１１２と、懸垂支柱１１３と、回転機構１１４と、回転支柱１１５と、台座支柱部１１６と、台座１１７とを備えている。

具体的には、浸漬装置１２０は、水平動作レール１１０に沿って動作（走行）するスライド体１１１に取り付けられた昇降機構１１２を備え、この昇降機構１１２には懸垂支柱１１３、懸垂支柱１１３に設置された回転機構１１４、回転機構１１４によって動作（回転）する回転支柱１１５、および台座支柱部１１６が吊り下げられている。台座支柱部１１６には下地板１０４を保持する台座１１７が接続されている。なお、水平動作レール１１０は、特に限定されないが、たとえば水平方向にまっすぐのびる軌道を形成していてもよいし、融液１０２の上で台座１１７が融液１０２に近づくように、坩堝１０１上で浅いＵ字状の軌道を形成していてもよい。

台座１１７は中央部に、下地板１０４と係合する係合溝１１７ａを有している。下地板１０４は、裏面に畝状突起１０４ａを有し、その畝状突起１０４ａと台座１１７の係合溝１１７ａとが係合し、両者は一体化されている。下地板１０４における台座１１７と対向する表面と反対の表面１０４ｂは、薄板を製造する面であり、平坦としている。

下地板１０４の材質は、高温の融液１０２中への浸漬により損傷し難い十分な耐熱性を有していることが好ましい。たとえば、融液１０２としてシリコン融液を用いる場合には、耐熱性の観点から下地板１０４の材料としてカーボンを用いることが好ましい。

なお、融液１０２としてシリコン融液を用いる場合には、シリコン融液は１４００℃〜１５００℃の高温であり、またシリコンの蒸着もあるので、水平動作レールなどの浸漬装置１２０を保護するため、断熱性または冷却された遮蔽板を坩堝１０１上に配置することが好ましい。

次に、図１〜図３を参照して、実施の形態１における薄板製造方法について説明する。図３は、本発明の実施の形態１における薄板製造方法を示すフローチャートである。実施の形態１における薄板製造方法は、融液に下地板の表層部を浸漬し、下地板の表面に融液が凝固することにより形成される薄板を付着させる浸漬処理により薄板を製造する方法である。

具体的には、実施の形態１における薄板製造方法は、薄板製造装置１００を用いて薄板を製造している。図３に示すように、まず、準備工程（Ｓ１）を実施する。準備工程（Ｓ１）では、薄板製造装置１００を稼動可能とする。

詳細には、準備工程（Ｓ１）では、融液１０２を坩堝１０１内に保持させて、加熱手段１０３により所定の温度に加熱するなどして、薄板製造装置１００を稼動可能とする工程を実施する。この際、可動板１０５は、不純物が融液１０２に混入することを防止するため、矢印Ｓ２に沿って坩堝１０１の上方に配置して融液１０２に浸漬しない状態に（好ましくは融液１０２と離れた位置に配置）しておく。

次に、融液１０２中に浮遊物があるかを確認する確認工程（Ｓ１０）を実施する。たとえば、本発明による薄板製造方法を繰返し実施している場合など、先に実施された薄板の製造プロセスにおいて、下地板１０４を融液１０２から引き上げるときに薄板の欠けまたは割れ、または下地板１０４の側壁および後面に凝固した凝固片が融液１０２に落ちることがある。これら落下物は融液１０２中に浮遊物として浮いてしまう。確認工程（Ｓ１０）では、この浮遊物の有無を確認する。具体的には、主室内にたとえばＣＣＤカメラなどのカメラを設置して、融液１０２を監視することによって浮遊物の有無を確認する。なお、後述する浸漬工程（Ｓ３０）を実施する際にも、同様に浮遊物は生じ得る。

融液１０２中に浮遊物があると確認された場合であって、次に浸漬する下地板１０４と浮遊物が接触する可能性がある場合には、確認工程（Ｓ１０）においてＹＥＳと判断される。この場合には、後述する融液１０２を内部に保持する坩堝１０１内で可動板１０５を用いて浮遊物を除去する除去工程（Ｓ２０）が実施される。一方、融液１０２中に浮遊物がないと確認された場合および浮遊物があると確認された場合であって次に浸漬する下地板１０４と浮遊物が接触する可能性がない場合には、確認工程（Ｓ１０）においてＮＯと判断される。この場合には、後述する融液１０２に下地板１０４を浸漬する浸漬工程（Ｓ３０）が実施される。

除去工程（Ｓ２０）では、たとえば図２（Ａ）に示すように、可動板１０５を融液１０２において矢印Ｓ１の方向に沿って移動させることにより、浮遊物を坩堝１０１の端部側に移動させる。この結果、浸漬工程（Ｓ３０）を行なう際に、融液１０２に浸漬する下地板１０４と浮遊物とが接触することを防止できる。浮遊物を除去することができれば除去の方法は特に限定されず、たとえば可動板１０５の全部または一部を融液１０２に浸漬した状態で動かすことにより除去することができる。

除去工程（Ｓ２０）は、坩堝１０１の一方端において可動板１０５の一部を融液１０２に浸漬する工程と、坩堝１０１の一方端から他方端へ可動板１０５を融液１０２に浸漬した状態で移動する工程とを含むことが好ましい。この結果、浮遊物は坩堝１０１内の他方端に移動することができる。

可動板１０５の速度は特に限定されないが、浮遊物をより確実に除去するために、１ｃｍ／ｓ〜１０ｃｍ／ｓとすることが好ましい。

なお、除去工程（Ｓ２０）において「除去」とは、浸漬工程（Ｓ３０）を行なう際に下地板１０４と接触しない位置に浮遊物を移動する（たとえば坩堝１０１の端部へ移動させる、あるいは坩堝１０１の外部へ浮遊物を除去する）場合と、浮遊物を溶解するなどして浮遊物の存在を消滅させる場合の両方を含む。

次に、融液１０２に下地板１０４を浸漬する浸漬工程（Ｓ３０）を実施する。浸漬工程（Ｓ３０）は、下地板１０４を水平方向（図１および図２（Ａ）における矢印Ｓ１の方向）および上下方向（図１および図２（Ａ）における矢印Ｓ２の方向）に移動させるとともに、回転をさせる。水平方向の移動は、水平動作レール１１０に沿って、スライド体１１１を移動させることにより、昇降機構１１２と懸垂支柱１１３に吊り下がっている機構全体を水平方向に移動させて行なう。上下（昇降）方向の移動は、昇降機構１１２が懸垂支柱１１３に吊り下がっている機構全体を上下方向に移動することにより行なわれる。回転動作は、回転機構１１４によって行なわれる。

具体的には、下地板１０４を水平方向に移動させて、坩堝１０１内の融液１０２の上方に配置できるように水平動作レール１１０を走行させる。そして、融液１０２の上から昇降機構１１２と懸垂支柱１１３に吊り下がっている機構全体を下降させることにより、下地板１０４の表層部が融液１０２に浸漬される。この結果、下地板１０４の表面１０４ｂに融液１０２中のシリコンが付着される。次いで、昇降機構１１２を上昇して、下地板１０４を融液１０２から離脱する。この間、水平方向の移動と昇降動作と下地板傾斜動作とは、互いに独立した制御機構によって動作される。この結果、下地板１０４は任意の軌道および傾斜状態にて融液１０２に浸漬され、融液１０２内を移動し、融液１０２から離脱される。制御機構として、たとえば、パソコンにより、水平方向（図１および図２（Ａ）における矢印Ｓ１の方向）移動指令と昇降動作移動指令と、傾斜動作指令とをそれぞれプログラミングし、それをコントローラに送信しておくことにより、プログラム通りの任意の軌道を実現することができる。さらに、制御機構は、連続的に薄板を作製すると液面が徐々に下降し、原料を追装すると液面が上昇するため、浸漬装置１２０には液面位置に合わせて下地板１０４の浸漬軌道を調節できる機能を備えていることが好ましい。

なお、水平方向移動と、昇降動作移動と、傾斜動作とは、それぞれの動作に１つのモータを割り当てられ、合計３つのモータによって個別に駆動される。上記プログラムは、融液１０２の液面の変動および下地板１０４の板厚の変動に対して所定の厚さのシリコン薄膜が得られるように、上記３つの独立した移動（動作）を制御する。

そして、融液１０２から離脱した後に下地板１０４は水平方向に移動され（水平運動になり）、坩堝１０１から離れた位置でシリコンが付着した下地板を台座１１７から外す。このシリコンが付着した下地板からシリコンを分離することにより、シリコン薄膜を製造することができる。なお、シリコンが付着した下地板を冷却してから下地板１０４とシリコン薄膜に分離することが好ましい。また、形状を整えるために、シリコン薄板の周辺を切断してもよい。

次に、確認工程（Ｓ１０）、除去工程（Ｓ２０）、および浸漬工程（Ｓ３０）を順次実施する。これにより、連続的に薄板を製造することができる。融液１０２に浮遊物がないときには、融液１０２内に不純物が混入するおそれを無くすために、矢印Ｓ２に沿って可動板１０５を移動させて、融液１０２と離れた位置に配置することが好ましい。

また、実施の形態１における薄板製造方法では、坩堝１０１内に融液１０２の原料を追装する追装工程をさらに備えている。追装工程は、原料を追装する領域と下地板１０４を浸漬させる領域とを区切る位置において、可動板１０５を融液１０２に浸漬する工程を含んでいる。

具体的には、図２（Ａ）および図２（Ｂ）を参照して、可動板１０５を融液１０２内における区切る位置に配置する。そして、下地板１０４を浸漬させる領域では、工程（Ｓ１０〜Ｓ３０）を実施することにより、連続して薄板の製造を続ける。一方、原料を追装する領域では、シリコン融液の原料を追装して、加熱手段１０３により溶解して融液１０２とする。これにより、融液１０２が薄板の製造に伴って減少しても、薄板の製造を中止せずに融液１０２を増やすことができる。そのため、薄板作製と原料追装を並行して行なっている。

なお、浮遊物および新規原料が溶解するために要する時間は、大きさや形状により大きく影響されるが、たとえば、新規の原料として約１ｃｍ角の粒状のシリコンを追装する場合には、約１０分程度を要する。そのため、可動板１０５がない場合には約１０分間、薄板の製造を中止する必要があるが、実施の形態１では連続して薄板を製造している。

以上説明したように、本発明の実施の形態１における薄板製造装置１００は、融液１０２に下地板１０４の表層部を浸漬し、下地板１０４の表面１０４ｂに融液１０２が凝固することにより形成される薄板を付着させる浸漬処理により薄板を製造する薄板製造装置であって、融液１０２を内部に保持する坩堝１０１と、坩堝１０１内の融液１０２に下地板１０４を浸漬する浸漬装置１２０と、融液１０２の浮遊物を移動する可動板１０５とを備えている。可動板１０５により融液１０２に生じる浮遊物を下地板と接触しないように移動することによって、薄板を製造する下地板１０４に浮遊物が付着しない。そのため、可動板１０５により、浮遊物の溶解を待たずに薄板を連続して製造することができ、生産性を向上することができる。よって、落下物などにより浮遊物が発生する場合であっても、薄板の製造に影響を及ぼさない。

また、可動板１０５がない薄板製造装置において浮遊物が生じる場合には、浮遊物が溶解するまでは薄板の製造を中止する必要があり、薄板の製造を中止しない場合には、薄板に浮遊物が付着して、歩留まりが悪くなる。本発明の実施の形態１における薄板製造装置によれば、可動板１０５により、薄板に浮遊物が付着しないので、歩留まりが高い。よって、落下物などにより浮遊物が発生する場合であっても、薄板の製造に影響を及ぼさない。

本発明の実施の形態１における薄板製造方法は、融液１０２に下地板１０４の表層部を浸漬し、下地板１０４の表面１０４ｂに融液１０２が凝固することにより形成される薄板を付着させる浸漬処理により薄板を製造する方法であって、融液１０２中に浮遊物があるかを確認する確認工程（Ｓ１０）と、確認工程（Ｓ１０）において浮遊物があると確認された場合に、融液１０２を内部に保持する坩堝１０１内で可動板１０５を用いて浮遊物を除去する除去工程（Ｓ２０）と、融液１０２に下地板１０４を浸漬する浸漬工程（Ｓ３０）とを備えている。確認工程（Ｓ１０）において浮遊物を除去する必要があると判断されると、除去工程（Ｓ２０）において可動板１０５により浮遊物を除去することができる。そのため、薄板を製造する下地板１０４に浮遊物が付着しないので、浮遊物の溶解を待たずに薄板を連続して製造することができ、生産性を向上することができる。また、歩留まりを向上できる。よって、落下物などにより浮遊物が発生する場合であっても、薄板の製造に影響を及ぼさない。

上記薄板製造方法において好ましくは、除去工程（Ｓ２０）は、坩堝１０１の一方端において可動板１０５の一部を融液１０２に浸漬する工程と、坩堝１０１の一方端から他方端へ可動板１０５を融液１０２に浸漬した状態で移動する工程とを含む。これにより、融液１０２の液面のほとんどの領域を可動板１０５が移動できるので、浮遊物をより確実に除去することができる。そのため、歩留まりをさらに向上することができる。

上記薄板製造方法において好ましくは、坩堝１０１内に融液１０２の原料を追装する追装工程をさらに備え、追装工程は、原料を追装する領域と下地板１０４を浸漬させる領域とを区切る位置に、可動板１０５を融液１０２に浸漬する工程を含む。これにより、薄板作製と原料追装を並行して行なうことができる。よって、薄板の生産性をさらに向上することができる。

（実施の形態２）
図４は、本発明の実施の形態２における浸漬装置を省略した薄板製造装置を示す概略図である。図４を参照して、本発明の実施の形態２における薄板製造装置を説明する。図４を参照して、本発明の実施の形態２における薄板製造装置の構成は、基本的には本発明の実施の形態１における薄板製造装置と同様の構成を備えるが、可動板の形状において、図１および図２に示した薄板製造装置１００と異なる。

詳細には、図４に示すように、可動板２０５は少なくとも坩堝２０１に対向する側にスリットが形成されている。可動板２０５のスリット幅は０．１ｃｍ以上１ｃｍ以下とするのが好ましい。０．１ｃｍ以上とすることによって、融液２０２の液揺れを防ぐ効果が大きくなるからである。１ｃｍ以下とすることによって、浮遊物をより確実に除去できるからである。可動板２０５の長さ、厚み、材質、および可動板２０５と坩堝２０１とのもっとも狭い間隙については実施の形態１と同様であるので、その説明は繰り返さない。

実施の形態２における薄板製造方法は、実施の形態１と同様であるので、その説明は繰り返さない。

以上説明したように、本発明の実施の形態２における薄板製造装置によれば、可動板２０５は、少なくとも坩堝２０１に対向する側にスリットが形成されている。これにより、可動板２０５を動かす際に生じる液揺れを軽減することができる。液揺れを小さくすると、製造できる薄板の板厚分布が小さくなり、表面形状が汚れることを防止できる。よって、浮遊物の除去を行なうとともに、融液２０２の液揺れの発生を軽減して製造する薄板の品質を向上できる。

なお、可動板２０５は実施の形態２ではスリットを含む形状としているが、融液２０２の液揺れを防止するとともに浮遊物を除去できる観点から、たとえば可動板２０５は、穴（たとえば直径０．１ｃｍ〜１ｃｍの細孔）があいている穴あき形状、またはメッシュ形状とすることも可能である。

（実施の形態３）
図５は、本発明の実施の形態３における浸漬装置を省略した薄板製造装置を示す概略図である。図５を参照して、本発明の実施の形態３における薄板製造装置を説明する。図５を参照して、本発明の実施の形態３における薄板製造装置の構成は、基本的には本発明の実施の形態１における薄板製造装置と同様であるが、可動板の温度を制御する制御手段をさらに備える点において、図１に示した薄板製造装置１００と異なる。

実施の形態３の薄板製造装置では、可動板の温度を制御する制御手段は、加熱手段３０３Ｂとしている。加熱手段３０３Ｂは、可動板３０５のみを加熱するための部材である。

加熱手段３０３Ｂは、特に限定されないが、たとえば坩堝３０１内に保持される融液３０２を加熱する加熱手段３０３Ａと同様のものを用いることができる。具体的には、加熱手段３０３Ｂは、たとえば抵抗加熱、誘導加熱、または赤外線ランプ加熱などを用いることが可能である。

実施の形態３における薄板製造方法は、基本的には実施の形態１における薄板製造方法と同様の構成を備えるが、可動板の温度を制御する制御工程をさらに備える点において、実施の形態１における薄板製造方法と異なる。

実施の形態３では、制御工程は加熱手段３０３Ｂを用いて行なう。具体的には、確認工程（Ｓ１０）においてＹＥＳと判断されて、除去工程（Ｓ２０）を実施する際に、除去工程（Ｓ２０）を実施する前段階において、可動板３０５を加熱手段３０３Ｂにより加熱する。加熱手段３０３Ｂにより可動板３０５の温度を制御して、融液３０２に浮く浮遊物や新規原料を溶かす時間を制御することができる。また、新規原料を大量に追装するときは融液３０２の温度を低下させずに、融液３０２の温度を比較的短時間で所定の温度に回復保持することが可能となる。

たとえば、加熱手段３０３Ｂにより可動板３０５の温度を融液３０２の浮遊物の融点以上とすることによって、可動板３０５が浮遊物と接触する際に浮遊物を溶解する。これにより、浮遊物を除去する時間を短くする制御を行なうことができる。

なお、可動板３０５を融液３０２に挿入することにより融液３０２の温度が下がる場合には、坩堝３０１の周囲に配置されている加熱手段３０３Ａで融液３０２を加熱することができる。

その他の工程については、実施の形態１における薄板製造方法と同様であるので、その説明は繰り返さない。

以上説明したように、本発明の実施の形態３における薄板製造装置によれば、可動板３０５の温度を制御する制御手段をさらに備えている。制御手段により、融液３０２に浮く浮遊物や新規原料を溶かす時間を制御することが可能となる。また、融液３０２の温度を比較的短時間で所定の温度に回復保持することが可能となる。よって、坩堝３０１内の融液３０２の温度を維持でき、薄板の生産性をさらに向上することができる。

実施の形態３における薄板製造方法によれば、可動板３０５の温度を制御する制御工程をさらに備えている。可動板３０５の温度を制御することにより、融液３０２に浮く浮遊物や新規原料を溶かす時間を制御することが可能となる。また、融液３０２の温度に変動が生じた場合には、比較的短時間で所定の温度に回復保持することが可能となる。坩堝３０１内の融液３０２の温度が大きく変動しないので、元の浸漬時の温度に戻して安定させるために多くの時間を要しない。よって、坩堝３０１の温度は安定したままであるため、連続して薄板作製を行なうことができる。

今回開示した上記実施の形態はすべての点で例示であって、制限的なものではない。本発明の技術的範囲は特許請求の範囲によって画定され、また特許請求の範囲の記載と均等の意味および範囲内でのすべての変更を含むものである。

本発明の薄板製造装置および薄板製造方法を用いることにより、たとえば高品質のシリコン薄板を長時間連続して大量に安定生産することができる。このため、シリコン薄板を安価に大量に供給することができ、たとえば太陽光発電用シリコン薄板の製造などに広範囲に用いられることが期待される。

本発明の実施の形態１における薄板製造装置の概略図である。 本発明の実施の形態１における浸漬装置を省略した薄板製造装置であり、（Ａ）は上面図であり、（Ｂ）は側面図である。 本発明の実施の形態１における薄板製造方法を示すフローチャートである。 本発明の実施の形態２における浸漬装置を省略した薄板製造装置を示す概略図である。 本発明の実施の形態３における浸漬装置を省略した薄板製造装置を示す概略図である。

符号の説明

１００ 薄板製造装置、１０１，２０１，３０１ 坩堝、１０２，２０２，３０２ 融液、１０３，３０３Ａ，３０３Ｂ 加熱手段、１０４ 下地板、１０４ａ 畝状突起、１０４ｂ 表面、１０５，２０５，３０５ 可動板、１０６ 可動板支持棒、１１０ 水平動作レール、１１１ スライド体、１１２ 昇降機構、１１３ 懸垂支柱、１１４ 回転機構、１１５ 回転支柱、１１６ 台座支柱部、１１７ 台座、１１７ａ 係合溝、１２０ 浸漬装置、Ｓ１，Ｓ２ 矢印。

Claims (8)

1. 融液に下地板の表層部を浸漬し、前記下地板の表面に前記融液が凝固することにより形成される薄板を付着させる浸漬処理により薄板を製造する薄板製造装置であって、
   前記融液を内部に保持し、一方端と、前記一方端と対向する他方端と、前記一方端と前記他方端とを接続する側壁とを有する坩堝と、
   前記坩堝内の前記融液に前記下地板を浸漬する浸漬装置と、
   前記融液の浮遊物を移動する可動板とを備え、
   前記可動板は、前記坩堝の前記側壁の内周面に沿った形状であり、前記坩堝の前記一方端から前記他方端まで前記融液の液面に沿った方向に移動可能である、薄板製造装置。
2. 前記可動板は、少なくとも前記坩堝に対向する側にスリットが形成されている、請求項１に記載の薄板製造装置。
3. 前記可動板の温度を制御する制御手段をさらに備える、請求項１または２に記載の薄板製造装置。
4. 前記浸漬装置と異なり、かつ前記可動板を移動させるための可動板支持部材をさらに備える、請求項１〜３のいずれかに記載の薄板製造装置。
5. 融液に下地板の表層部を浸漬し、前記下地板の表面に前記融液が凝固することにより形成される薄板を付着させる浸漬処理により薄板を製造する方法であって、
   前記融液中に浮遊物があるかを確認する確認工程と、
   前記確認工程において浮遊物があると確認された場合に、前記融液を内部に保持する坩堝内で可動板を用いて前記浮遊物を除去する除去工程と、
   前記融液に前記下地板を浸漬する浸漬工程とを備え、
   前記除去工程は、前記坩堝の一方端において前記可動板の一部を前記融液に浸漬する工程と、前記坩堝の前記一方端から他方端へ前記可動板を前記融液に浸漬した状態で移動する工程とを含む、薄板製造方法。
6. 前記坩堝内に前記融液の原料を追装する追装工程をさらに備え、
   前記追装工程は、前記原料を追装する領域と前記下地板を浸漬させる領域とを区切る位置に、前記可動板を前記融液に浸漬する工程を含む、請求項５に記載の薄板製造方法。
7. 前記可動板の温度を制御する制御工程をさらに備える、請求項５または６に記載の薄板製造方法。
8. 前記移動する工程では、前記下地板を浸漬する浸漬装置と異なる可動板支持部材により前記可動板を移動する、請求項５〜７のいずれかに記載の薄板製造方法。

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