JPH1143318A - 溶解装置 - Google Patents
溶解装置Info
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- JPH1143318A JPH1143318A JP19836897A JP19836897A JPH1143318A JP H1143318 A JPH1143318 A JP H1143318A JP 19836897 A JP19836897 A JP 19836897A JP 19836897 A JP19836897 A JP 19836897A JP H1143318 A JPH1143318 A JP H1143318A
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- Japan
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- nozzle
- raw material
- heating means
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 溶解装置の構造と機構に起因して鋳造装置が
複雑化し、大型化するという問題があった。 【解決手段】 るつぼ１ａ内に投入された原料を加熱手
段２で加熱して溶解させる溶解装置であって、このるつ
ぼ１ａの底部に出湯口を有するノズル４を設け、このノ
ズル４内の原料を加熱する第２の加熱手段６を設け、こ
の第２の加熱手段６で上記ノズル４内の原料を溶解をさ
せ、これによりるつぼ１ａ内の融液を出湯させる。な
お、ノズル４内の原料が凝固している間は、るつぼ１ａ
内の原料はノズル４内の凝固している原料で出湯が阻止
され、融液は流出しない。
複雑化し、大型化するという問題があった。 【解決手段】 るつぼ１ａ内に投入された原料を加熱手
段２で加熱して溶解させる溶解装置であって、このるつ
ぼ１ａの底部に出湯口を有するノズル４を設け、このノ
ズル４内の原料を加熱する第２の加熱手段６を設け、こ
の第２の加熱手段６で上記ノズル４内の原料を溶解をさ
せ、これによりるつぼ１ａ内の融液を出湯させる。な
お、ノズル４内の原料が凝固している間は、るつぼ１ａ
内の原料はノズル４内の凝固している原料で出湯が阻止
され、融液は流出しない。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は溶解装置に関し、特
にシリコンなどの半導体材料を鋳造するための鋳造装置
などに用いられる溶解装置に関する。
にシリコンなどの半導体材料を鋳造するための鋳造装置
などに用いられる溶解装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】従来、シリコンなどの半導体材料を鋳造
する鋳造装置としては、図２に示すようなものがあっ
た。図２において、２１は鋳造室、２２はシリコンなど
の半導体材料（不図示）を加熱して溶解させるための溶
解装置、２３は溶解した半導体材料を凝固させるための
凝固用るつぼで主として構成される凝固装置である。
する鋳造装置としては、図２に示すようなものがあっ
た。図２において、２１は鋳造室、２２はシリコンなど
の半導体材料（不図示）を加熱して溶解させるための溶
解装置、２３は溶解した半導体材料を凝固させるための
凝固用るつぼで主として構成される凝固装置である。
【０００３】鋳造室２１内は、半導体材料に不純物が混
入しないように真空に保たれる。この鋳造室２１内に溶
解装置２２と凝固装置２３を設け、この溶解装置２２
に、この溶解装置２２を所定角度まで傾動させて出湯で
きるようにするための傾動機構（不図示）を設けると共
に、凝固装置２３を溶解装置２２の下部から凝固状態を
制御するためのヒータ２４が設けられた位置まで搬送す
るための搬送機構２５を設け、凝固装置２３が鋳造室２
１内で上下動および水平移動できるようにしたものであ
る。
入しないように真空に保たれる。この鋳造室２１内に溶
解装置２２と凝固装置２３を設け、この溶解装置２２
に、この溶解装置２２を所定角度まで傾動させて出湯で
きるようにするための傾動機構（不図示）を設けると共
に、凝固装置２３を溶解装置２２の下部から凝固状態を
制御するためのヒータ２４が設けられた位置まで搬送す
るための搬送機構２５を設け、凝固装置２３が鋳造室２
１内で上下動および水平移動できるようにしたものであ
る。
【０００４】この鋳造装置では、鋳造室２１内を真空に
維持して溶解装置２２内に投入されたシリコン原料を溶
解装置２２内で加熱して溶解した後に、この溶解装置２
２を所定角度に傾斜させて、凝固装置２３内に注湯し
て、徐冷用ヒータ２４が設けられた凝固位置へ搬送して
凝固させていた。
維持して溶解装置２２内に投入されたシリコン原料を溶
解装置２２内で加熱して溶解した後に、この溶解装置２
２を所定角度に傾斜させて、凝固装置２３内に注湯し
て、徐冷用ヒータ２４が設けられた凝固位置へ搬送して
凝固させていた。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】ところが、この従来の
鋳造装置では、溶解装置２２を所定角度に傾けて凝固装
置２３内に注湯することから、溶解装置２２を傾動させ
る機構が必要になると共に、溶解装置２２の近傍にこの
溶解装置２２が傾動するためのスペースが必要であり、
鋳造装置全体が複雑化し、大型化するという問題があっ
た。
鋳造装置では、溶解装置２２を所定角度に傾けて凝固装
置２３内に注湯することから、溶解装置２２を傾動させ
る機構が必要になると共に、溶解装置２２の近傍にこの
溶解装置２２が傾動するためのスペースが必要であり、
鋳造装置全体が複雑化し、大型化するという問題があっ
た。
【０００６】また、この従来の鋳造装置では、溶解装置
２２を所定角度に傾動させて凝固装置２３内に注湯する
ものの、溶解装置２２内に融液が大量に存在する状態で
注湯する時と溶解装置２２内に融液が殆ど存在しない状
態で注湯する時とでは、融液の落下位置が異なることか
ら、溶解装置２２内の融液量と融解装置２２の傾動角度
に応じて、溶解装置２２を水平移動させながら注湯しな
ければならず、溶解装置２２の水平移動機構と水平移動
するためのスペースが必要で、鋳造装置が複雑化し、大
型化するという問題があった。
２２を所定角度に傾動させて凝固装置２３内に注湯する
ものの、溶解装置２２内に融液が大量に存在する状態で
注湯する時と溶解装置２２内に融液が殆ど存在しない状
態で注湯する時とでは、融液の落下位置が異なることか
ら、溶解装置２２内の融液量と融解装置２２の傾動角度
に応じて、溶解装置２２を水平移動させながら注湯しな
ければならず、溶解装置２２の水平移動機構と水平移動
するためのスペースが必要で、鋳造装置が複雑化し、大
型化するという問題があった。
【０００７】本発明は、このような従来装置の問題点に
鑑みてなされたものであり、溶解装置の構造と機構に起
因して鋳造装置が複雑化し、大型化するという従来装置
の問題点を解消した溶解装置を提供することを目的とす
る。
鑑みてなされたものであり、溶解装置の構造と機構に起
因して鋳造装置が複雑化し、大型化するという従来装置
の問題点を解消した溶解装置を提供することを目的とす
る。
【０００８】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明に係る溶解装置では、るつぼ内に投入された
原料を加熱手段で加熱して溶解させる溶解装置におい
て、前記るつぼの底部に出湯口を有するノズルを設け、
このノズル内の原料を加熱する第２の加熱手段を設け、
この第２の加熱手段で前記ノズル内の原料を溶解させて
前記るつぼ内の融液を出湯させる。
に、本発明に係る溶解装置では、るつぼ内に投入された
原料を加熱手段で加熱して溶解させる溶解装置におい
て、前記るつぼの底部に出湯口を有するノズルを設け、
このノズル内の原料を加熱する第２の加熱手段を設け、
この第２の加熱手段で前記ノズル内の原料を溶解させて
前記るつぼ内の融液を出湯させる。
【０００９】また、本発明に係る溶解装置では、前記ノ
ズルを前記るつぼの底部から垂下するように設けること
が望ましい。
ズルを前記るつぼの底部から垂下するように設けること
が望ましい。
【００１０】さらに、本発明に係る溶解装置では、前記
加熱手段が抵抗加熱式の加熱手段から成り、前記第２の
加熱手段が誘導加熱式の加熱手段から成ることが望まし
い。
加熱手段が抵抗加熱式の加熱手段から成り、前記第２の
加熱手段が誘導加熱式の加熱手段から成ることが望まし
い。
【００１１】
【発明の実施の形態】以下、本発明を添付図面に基づき
詳細に説明する。図１は、本発明に係る溶解装置の一実
施形態を示す断面図であり、１（１ａ、１ｂ）はるつ
ぼ、２は加熱手段、３（３ａ、３ｂ）は断熱壁、４はる
つぼの底部に突出して設けられたノズル、６は第２の加
熱手段である。
詳細に説明する。図１は、本発明に係る溶解装置の一実
施形態を示す断面図であり、１（１ａ、１ｂ）はるつ
ぼ、２は加熱手段、３（３ａ、３ｂ）は断熱壁、４はる
つぼの底部に突出して設けられたノズル、６は第２の加
熱手段である。
【００１２】るつぼ１は、シリコンなどの半導体材料を
加熱溶解して融液を凝固用るつぼ（不図示）に注湯する
ものであり、内側に設けられた石英るつぼ１ａと外側に
設けられたグラファイトるつぼ１ｂから成る。なお、石
英るつぼ１ａで溶解されて凝固用るつぼ（不図示）に注
湯されて凝固したシリコン材料は、例えば太陽電池用シ
リコン基板材料などに用いられる。石英るつぼ１ａは、
投入されたシリコンなどの半導体材料を溶解するもので
あり、耐火強度と半導体材料中に不純物が拡散しないこ
とを考慮して石英製のものなどが用いられる。石英るつ
ぼ１ａは高温になると軟化して形を保てないため、グラ
ファイトるつぼ１ｂにより石英るつぼ１ａを保持する。
るつぼ１の大きさは、溶解する半導体材料の量などによ
って決められる。
加熱溶解して融液を凝固用るつぼ（不図示）に注湯する
ものであり、内側に設けられた石英るつぼ１ａと外側に
設けられたグラファイトるつぼ１ｂから成る。なお、石
英るつぼ１ａで溶解されて凝固用るつぼ（不図示）に注
湯されて凝固したシリコン材料は、例えば太陽電池用シ
リコン基板材料などに用いられる。石英るつぼ１ａは、
投入されたシリコンなどの半導体材料を溶解するもので
あり、耐火強度と半導体材料中に不純物が拡散しないこ
とを考慮して石英製のものなどが用いられる。石英るつ
ぼ１ａは高温になると軟化して形を保てないため、グラ
ファイトるつぼ１ｂにより石英るつぼ１ａを保持する。
るつぼ１の大きさは、溶解する半導体材料の量などによ
って決められる。
【００１３】るつぼ１（１ａ、１ｂ）の外周部には、加
熱手段２が設けられている。この加熱手段２は、抵抗加
熱式のヒーターや誘導加熱式のコイルなどから成る。抵
抗加熱式の方が誘導加熱式に比べて設備費が安いことか
ら、この加熱手段２は抵抗加熱式の加熱手段であること
が望ましい。
熱手段２が設けられている。この加熱手段２は、抵抗加
熱式のヒーターや誘導加熱式のコイルなどから成る。抵
抗加熱式の方が誘導加熱式に比べて設備費が安いことか
ら、この加熱手段２は抵抗加熱式の加熱手段であること
が望ましい。
【００１４】石英るつぼ１ａの底部には、ノズル４が突
出して設けられている。このノズル４は、先端部に細い
出湯口４ａを有し、全体が筒状に形成されている。この
ノズル４も石英などから成り、通常は石英るつぼ１ａと
一体に形成される。なお、石英るつぼ１ａとは、別体に
形成して、石英るつぼ１ａの底部に取り付けるようにて
もよい。このノズル４は、後述するように、石英るつぼ
１ａ内の融液の出湯を制御するために設けるものであ
り、その機能を果たせばよく、形状や大きさに制限はな
い。ノズル４の外周部には、上下両端が開口した筒状の
グラファイトサセプタ５が設けられている。このグラフ
ァイトサセプタ５は、グラファイトるつぼ１ｂと同様
に、石英ノズル４を保持するために設ける。
出して設けられている。このノズル４は、先端部に細い
出湯口４ａを有し、全体が筒状に形成されている。この
ノズル４も石英などから成り、通常は石英るつぼ１ａと
一体に形成される。なお、石英るつぼ１ａとは、別体に
形成して、石英るつぼ１ａの底部に取り付けるようにて
もよい。このノズル４は、後述するように、石英るつぼ
１ａ内の融液の出湯を制御するために設けるものであ
り、その機能を果たせばよく、形状や大きさに制限はな
い。ノズル４の外周部には、上下両端が開口した筒状の
グラファイトサセプタ５が設けられている。このグラフ
ァイトサセプタ５は、グラファイトるつぼ１ｂと同様
に、石英ノズル４を保持するために設ける。
【００１５】ノズル４とグラファイトサセプタ５の外周
部には、第２の加熱手段６が設けられている。この第２
の加熱手段６は、誘導加熱式のコイルなどから成る。ノ
ズル４を誘導加熱する場合は、グラファイトサセプタ５
に誘導電流を流す。すなわち、この場合は、グラファイ
トサセプタ５がヒーターとして機能する。このノズル４
は石英るつぼ１内の融液の出湯を制御するために設ける
ものであり、ノズル４内の容積も小さく、比較的短時間
に正確な温度に原料を溶解させる必要があることから、
この第２の加熱手段６は誘導加熱式の加熱手段であるこ
とが望ましい。
部には、第２の加熱手段６が設けられている。この第２
の加熱手段６は、誘導加熱式のコイルなどから成る。ノ
ズル４を誘導加熱する場合は、グラファイトサセプタ５
に誘導電流を流す。すなわち、この場合は、グラファイ
トサセプタ５がヒーターとして機能する。このノズル４
は石英るつぼ１内の融液の出湯を制御するために設ける
ものであり、ノズル４内の容積も小さく、比較的短時間
に正確な温度に原料を溶解させる必要があることから、
この第２の加熱手段６は誘導加熱式の加熱手段であるこ
とが望ましい。
【００１６】るつぼ１と加熱手段２の周囲には、保温と
断熱のためにグラファイトなどから成る断熱壁３ａ、３
ｂが設けられている。るつぼ１上部の断熱壁３ｂは、る
つぼ１内に原料を供給するために、開閉するように形成
されている。
断熱のためにグラファイトなどから成る断熱壁３ａ、３
ｂが設けられている。るつぼ１上部の断熱壁３ｂは、る
つぼ１内に原料を供給するために、開閉するように形成
されている。
【００１７】次に、融液の出湯の制御方法を説明する。
まず、石英るつぼ１ａ内に原料を供給する。この場合、
ノズル４内にも原料が充填されるように供給する。次
に、ヒーターに通電して加熱手段２を駆動して、石英る
つぼ１ａ内の原料を所定温度に加熱して溶解する。この
とき、第２の加熱手段６は駆動せず、ノズル４の出湯口
４ａに近い原料は低温に保って、石英るつぼ１ａからノ
ズル４内の原料の隙間に流れ込む融液がそこで凝固する
ようにする。これで、石英るつぼ１ａ内の融液は、石英
るつぼ１ａから流れ落ちることはなく、石英るつぼ１ａ
内に保持される。
まず、石英るつぼ１ａ内に原料を供給する。この場合、
ノズル４内にも原料が充填されるように供給する。次
に、ヒーターに通電して加熱手段２を駆動して、石英る
つぼ１ａ内の原料を所定温度に加熱して溶解する。この
とき、第２の加熱手段６は駆動せず、ノズル４の出湯口
４ａに近い原料は低温に保って、石英るつぼ１ａからノ
ズル４内の原料の隙間に流れ込む融液がそこで凝固する
ようにする。これで、石英るつぼ１ａ内の融液は、石英
るつぼ１ａから流れ落ちることはなく、石英るつぼ１ａ
内に保持される。
【００１８】石英るつぼ１ａ内の融液を出湯するとき
は、誘導加熱コイルに通電して第２の加熱手段６を駆動
してグラファイトサセプタを加熱する。そうすると、ノ
ズル４内の原料が溶解して流れ出し、続いて石英るつぼ
１ａ内の融液が流れ出す。
は、誘導加熱コイルに通電して第２の加熱手段６を駆動
してグラファイトサセプタを加熱する。そうすると、ノ
ズル４内の原料が溶解して流れ出し、続いて石英るつぼ
１ａ内の融液が流れ出す。
【００１９】この場合、ノズル４の出湯口４ａは石英る
つぼ１ａの底部から垂下するように設けられていること
から、石英るつぼ１ａ内で溶解された融液は石英るつぼ
１ａ内の融液の残量に係わらず、常に石英るつぼ１ａの
真下の同じ位置に落下する。
つぼ１ａの底部から垂下するように設けられていること
から、石英るつぼ１ａ内で溶解された融液は石英るつぼ
１ａ内の融液の残量に係わらず、常に石英るつぼ１ａの
真下の同じ位置に落下する。
【００２０】
【発明の効果】以上のように、本発明に係る溶解装置に
よれば、るつぼの底部に出湯口を有するノズルを設け、
このノズル内の原料を加熱する第２の加熱手段を設け、
この第２の加熱手段でノズル内の原料を溶解させてるつ
ぼ内の融液を出湯させることから、溶解装置を傾動させ
たり、移動させることなく所定の位置に固定したまま所
定の位置に融液を落下させることができ、もって溶解装
置の支持機構が極めて簡略化されると共に、鋳造装置を
小型化できる。
よれば、るつぼの底部に出湯口を有するノズルを設け、
このノズル内の原料を加熱する第２の加熱手段を設け、
この第２の加熱手段でノズル内の原料を溶解させてるつ
ぼ内の融液を出湯させることから、溶解装置を傾動させ
たり、移動させることなく所定の位置に固定したまま所
定の位置に融液を落下させることができ、もって溶解装
置の支持機構が極めて簡略化されると共に、鋳造装置を
小型化できる。
【図１】本発明に係る溶解装置の一実施形態を示す図で
ある。
ある。
【図２】従来の溶解装置を用いた鋳造装置を示す図であ
る。
る。
１（１ａ、１ｂ）………るつぼ、２………加熱手段、３
（３ａ、３ｂ）………断熱壁、４………ノズル、６……
…第２の加熱手段
（３ａ、３ｂ）………断熱壁、４………ノズル、６……
…第２の加熱手段
フロントページの続き (72)発明者 白沢 勝彦 滋賀県八日市市蛇溝町長谷野1166番地の６ 京セラ株式会社滋賀工場内
Claims (3)
- 【請求項１】 るつぼ内に投入された原料を加熱手段で
加熱して溶解させる溶解装置において、前記るつぼの底
部に出湯口を有するノズルを設け、このノズル内の原料
を加熱する第２の加熱手段を設け、この第２の加熱手段
で前記ノズル内の原料を溶解させて前記るつぼ内の融液
を出湯させることを特徴とする溶解装置。 - 【請求項２】 前記ノズルを前記るつぼの底部から垂下
するように設けたことを特徴とする請求項１に記載の溶
解装置。 - 【請求項３】 前記加熱手段が抵抗加熱式の加熱手段か
ら成り、前記第２の加熱手段が誘導加熱式の加熱手段か
ら成ることを特徴とする請求項１に記載の溶解装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP19836897A JPH1143318A (ja) | 1997-07-24 | 1997-07-24 | 溶解装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP19836897A JPH1143318A (ja) | 1997-07-24 | 1997-07-24 | 溶解装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH1143318A true JPH1143318A (ja) | 1999-02-16 |
Family
ID=16389954
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP19836897A Pending JPH1143318A (ja) | 1997-07-24 | 1997-07-24 | 溶解装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH1143318A (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2005205491A (ja) * | 2003-12-24 | 2005-08-04 | Kyocera Corp | 鋳造装置、これを用いた多結晶シリコンインゴットの鋳造方法、多結晶シリコンインゴット、多結晶シリコン基板、並びに太陽電池素子 |
| US7556764B2 (en) | 2005-11-09 | 2009-07-07 | Heraeus Shin-Etsu America, Inc. | Silica vessel with nozzle and method of making |
| JP2015135209A (ja) * | 2014-01-17 | 2015-07-27 | トヨタ自動車株式会社 | 金属溶融装置 |
-
1997
- 1997-07-24 JP JP19836897A patent/JPH1143318A/ja active Pending
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2005205491A (ja) * | 2003-12-24 | 2005-08-04 | Kyocera Corp | 鋳造装置、これを用いた多結晶シリコンインゴットの鋳造方法、多結晶シリコンインゴット、多結晶シリコン基板、並びに太陽電池素子 |
| US7556764B2 (en) | 2005-11-09 | 2009-07-07 | Heraeus Shin-Etsu America, Inc. | Silica vessel with nozzle and method of making |
| JP2015135209A (ja) * | 2014-01-17 | 2015-07-27 | トヨタ自動車株式会社 | 金属溶融装置 |
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