TW200415801A - Film producing device and film producing method - Google Patents

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TW200415801A
TW200415801A TW092125041A TW92125041A TW200415801A TW 200415801 A TW200415801 A TW 200415801A TW 092125041 A TW092125041 A TW 092125041A TW 92125041 A TW92125041 A TW 92125041A TW 200415801 A TW200415801 A TW 200415801A
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Yasunobu Nishitani
Shuji Goma
Hirozumi Gokaku
Kozaburo Yano
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Sharp Kk
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    • C30CRYSTAL GROWTH
    • C30BSINGLE-CRYSTAL GROWTH; UNIDIRECTIONAL SOLIDIFICATION OF EUTECTIC MATERIAL OR UNIDIRECTIONAL DEMIXING OF EUTECTOID MATERIAL; REFINING BY ZONE-MELTING OF MATERIAL; PRODUCTION OF A HOMOGENEOUS POLYCRYSTALLINE MATERIAL WITH DEFINED STRUCTURE; SINGLE CRYSTALS OR HOMOGENEOUS POLYCRYSTALLINE MATERIAL WITH DEFINED STRUCTURE; AFTER-TREATMENT OF SINGLE CRYSTALS OR A HOMOGENEOUS POLYCRYSTALLINE MATERIAL WITH DEFINED STRUCTURE; APPARATUS THEREFOR
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    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C30CRYSTAL GROWTH
    • C30BSINGLE-CRYSTAL GROWTH; UNIDIRECTIONAL SOLIDIFICATION OF EUTECTIC MATERIAL OR UNIDIRECTIONAL DEMIXING OF EUTECTOID MATERIAL; REFINING BY ZONE-MELTING OF MATERIAL; PRODUCTION OF A HOMOGENEOUS POLYCRYSTALLINE MATERIAL WITH DEFINED STRUCTURE; SINGLE CRYSTALS OR HOMOGENEOUS POLYCRYSTALLINE MATERIAL WITH DEFINED STRUCTURE; AFTER-TREATMENT OF SINGLE CRYSTALS OR A HOMOGENEOUS POLYCRYSTALLINE MATERIAL WITH DEFINED STRUCTURE; APPARATUS THEREFOR
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Description

200415801 玖、發明說明: 【發明所屬之技術領域】 本發明與一種薄板製造裝置及薄板製造方法有關,更具 體而s ’與一種碎薄板製造裝置及石夕薄板製造方法有關。 【先前技術】 先前之薄板製造裝置之一例如可舉日本專利特開 2001-247396號公報揭示之「結晶薄層製造方法及其製造裝 置以及太陽電池」。 該「結晶薄層之製造裝置」具有··基板,其係具有應形 成結晶薄層之主表面者;容器,其係保持熔液者;可動構 件,其係基板主表面接觸熔液後,為了移動基板離開熔液 而保持基板者;及冷卻機構,其係冷卻可動構件之用者。 如此構成之結晶薄層之製造裝置可藉冷卻機構冷卻之可 動構件,冷卻形成結晶薄層之基板主表面,將結晶薄層凝 固成長於基板主表面。 如圖8所示,上述「結晶薄層之製造裝置」之構造為於主 室801内部設置隔熱材料構成之加熱室’以使用電阻加熱之 加熱器804,可將坩堝8〇9内之原料加熱至熔點以上。由'於 繼續進行結晶薄層之製作,熔液之液量減少,故設置原料 投入口 806,以進行原料之追加投入。 然而,上述先前技術之「結晶薄層製造方法及其製造裝 置以及太陽電池」’因將基板803浸於熔液8〇8用之可動構件 8〇2,與追加原料用之原料投入口 8〇6鄰接於主室8〇1内,故 追加原料時易干擾基板8〇3及可動構件8〇2,故作業性不佳 87974 200415801 。又為了避免可動構件802與原料投入口 806之干擾,欲分 開此等設置位置時,需加大坩堝809之尺寸,產生增加供電 力之新問題。此外,因甜螞尺寸加大致溶液量亦增加,故 少谷液之熱容量增加。因此,變更溶液之設定溫度後溶液溫 度穩定至設定溫度之時間(熔液溫度穩定時間μ曾加,結果產 生生產性惡化之問題。 先前之薄板製造裝置之其他例,例如可舉日本專利特開 2003_59849號公報揭示之「薄板製造裝置及薄板製造方法」。 孩薄板製造裝置具有基板輸送機構,其係具有可向水平 万向、垂直方向移動,傾動基板之機構者,可使浸於熔液 之基板自由移動於軌道上。惟並未記述有關原料投入機構 之詳細情形,未解決投入原料時基板浸潰機構與投入原料 機構义干擾之改善,及變更熔液設定溫度後,熔液溫度穩 定土设定溫度之時間(熔液溫度穩定時間)之縮短之課題。 【發明内容】 本發明之薄板製造裝置係將基板浸於坩堝内之熔液,於 板表面製作薄板者,其特徵為具有掛瑪之移動機構。 存由於具有坩堝移動機構,在製作薄板時可將坩堝移動至 與浸潰位置不同之位置’故不與基板浸潰機構干擾追加原 =。又因無需加大坩堝尺寸,故比加大尺寸者可減低消耗 電力,並可縮短熔液溫度穩定時間。 本發明之薄板製造裝置之特徵為具有投入原料機構, 其係將追加原料投入坩堝内者。 、〃有叙入原料機構故可邊運轉裝置邊追加製作薄板時 87974 200415801 消耗之原料。 又本么明之薄板製造裝置之坩堝移動機構,其特徵為具 有定位機構,其係將_之位置定位於將基板浸於溶液處。 由於用定位機構將坩堝之位置正確定位於浸潰位置,故 可使將基板戌於熔液之基板浸潰機構不與坩堝壁干擾,製 作薄板。 又本發明之薄板製造裝置之特徵為具有控制機構,俾在 移動㈣時’控制掛褐之移動速度及/或速度變化,避免溶 液溢出。 -之私動速度若十分緩忮則因僅控制移動速度即可使 熔液不溢出坩堝内,故無需清除溢出之熔液,可連續運轉 裝置。僅控制制移動之速度變化亦可得同樣效果。又掛竭 之移動速度相當程度快時,可同時控制移動速度及速度變 化,避免溶液溢出㈣内,並可縮短移動㈣所需時間。 又本發明之薄板製造裝置之特徵為於坩堝移動機構與掛 禍之間,具有隔熱機構。 因具有隔熱機構,故可避免因保持高溫之坩渦之熱致坩 堝移動機構之溫度過高,得連續運轉㈣移動機構。 又本發明之薄板製造裝置之特徵為料堝移動機構與掛 堝之間,具有冷卻機構。 因具有冷卻機構,故可避免因保持高溫之掛渦之熱致掛 堝移動機構之溫度過高,得連續運轉㈣移動機構。 又本發明之薄板製造裝置之絲 氧罝 < 特歛為原料投入機構係設於 與將基板浸人熔液之基板浸潰機構不同之位置。 87974 200415801 因將原料投人機構設於與基板浸潰機構不同之位置,故 可免原料&人機構與基板浸潰機構干擾,運轉裝置。 又本發明之薄板製造裝置之特徵為㈣位於基板浸潰機 構將基板浸人熔液之浸潰位置時進行薄板之形成,掛瑪位 於與浸潰位置不同處之位置時,進行料加原料投入上述 坩堝。 、因在不同位置進行薄板之形成與追加原料之投人,故可 避免與基板浸潰機構干擾,追加原料。 主心月《薄板製造裝置《特徵為於可於與具有基板浸 >貝機構之主室保持獨立氣氛之副室内,進行將追加原料投 入坩堝。 因於與具有基板浸潰機構之主室不同之副室内,進行追 ::料投入、溶解,故可防止原料溶解時產生之粉體附著 於基板浸潰機構及其周邊之污染。 構。本發明《薄板製造裝置之特徵為副室具有原料投入機 ^副室設有追加原料投人機構,故可避免干擾於設在主 至之基板浸潰機構,投入追加原料。 原=發:《薄板製造裝置之特徵為原料投入機構具有: 副室二人!";更換機構,其係使原料投人室内部之氣氛與 氣氛相同者;及隔開機構,其係隔開原料投入室 轉甽室之間者。 由於將追加原料投入由隔開機構隔開副室之原料投入室 原料投入至内之空氣更換為與副室内相同之氣氛,故 87974 200415801 可避免因7氣混人擾亂副室内氣氛,投人追加原料。 之間歇時間 時間 、泰月之薄板製造裝置之特徵為具有至少2個坩堝 因具有至少2個掛瑪,故可縮短薄板製造所需 又本發明之薄板製造裝置之特徵為具有與㈣同數之掛 瑪移動機構。 由於對複數坩螞設同數之掛網移動機構,故能自由設定 有關坩堝之移動。 同數之原 又本發明之薄板製造裝置之特徵為具有與掛堝 料投入機構。 因對複數坩堝設同數之原料投入機構,故能自由設定有 關向掛堝之追加原料之投入。 又本發明之薄板製造裝置可則個副室内並置複數掛褐。 由於將複數掛堝並置於_副室内,故裝置結構簡單,可 以減低成本。 同數之副 又本發明之薄板製造裝置之特徵為具有與掛堝 室 由於設與㈣同數之副室,故可邊在與主室獨立之氣氛 進行追加原料之投人、溶解、溫度穩定化之步驟,邊於主 :繼續浸潰動作,而可防止追加原料熔解時產生之粉體附 著於基板浸潰機構之污染。 此外’本發明之薄板製造方法,其係將保料基板浸清 機構之基板浸人㈣㈣液,於基板表面形成薄板,其特 徵為於與浸潰位置不同之位置’加熱溶解掛瑪内之固體原 87974 -10- 200415801 料。 由採取此種方法即可避免基板浸潰機構受熱影響,進行 固體原料之初期烘焙及熔解。 又本1明·^薄板製造方法之特徵為加熱熔解處為副室, 其係可與主室保持獨立氣氛之副室内。 、a由採取此種方法即可防止固體原料初_解時及初期烘 丈口時產生 < 粉體附著於基板浸潰機構之污染。 又本發明《薄板製造方法之特徵為具有將追加原料投入 掛碼之步驟。 :採取此種方法’即使初期填充於㈣之固體原料量不 日,,可避免與基板浸漬機構干擾,追加原料。 又本發明之薄板製造方法 作以. ^<特欲為具有.於浸漬位置製 ' v%,將坩堝移動至原料投入位置之步驟;將追 加原料投入坩堝之步酽· $將追 乂驟,及將坩堝移動至浸潰位 由採取此種方法,肋7互土 罝<步知 裡万忐即可長時間連續製造薄板。 又本發明之薄板製 化万法讀徵為具有··於浸清位冒用 一個坩堝製作薄板之步 /、置用 入#. 4…將一個坩堝移動至一個原料投 乂置之y ,將追加斥 、力原科投入一個坩堝之步驟;將一個 坩堝移動至浸潰位置之 肝個 ^ 称,於次潰位置用盎一個祕说了 同之其他一個掛碼製m α不 至與—個原料投入將其一移動 酽·监:上 J其他一個原料投入位置之步 知,將追加原料投人其他—㈣ 掛螞移動至浸潰位置之”。 及將其他一個 由採取此種方法,即 用複數坩堝連續製造薄板。 87974 -11 - 200415801 又本發明之薄板製造方法之特徵為 個步驟:用一個坩奶· 、、 彳至少任何一 仙坩堝製作上述薄板時, 他一個坩堝之步驟;加 °原枓投入其 料之步驟;及#定保#、q 個㈣之追加原 由採取此種方法,gI7叮Λ。 又…、:縮短製造薄板所需間歇時間。 又本發明之薄板_皮 、 至消~ w 1 法(特徵為進㈣—個_移動 …位置<步驟時,進行將與—個 = 位置之步驟。原⑻ 又人位置不同之其他-個原料投入 間。11種万法’即可更縮短製造薄板所需間歇時間時 【實施方式】 以下’邊參考圖說明依本發明之各實施形態之 裝置。 衣化 (基板浸潰機構) 主室⑻具有··㈣6,其係收容料液5者;及基板浸潰 機構4,其係移送基板2浸潰於石夕溶液5者。該基板浸潰機構 4可用··使用導軌之機構、使用旋轉體之機構、使用如機械 手臂構造<機構等任何機構。圖9所示基板浸潰機構卯丨具 有昇降機構910,其係裝於沿水平動作軌道902動作之滑動 體903者,該昇降機構910具有··懸垂支柱911 ;旋轉機構912 ,其係設置於懸垂支柱911者;旋轉支柱914,其係由旋轉 機構912動作者;及支持支柱915,其係裝於旋轉支柱914前 端者;於連接懸垂支柱911末端與支持支柱915末端之位置 87974 -12- 200415801 具有安裝基板2之台座916。基板2之水平方向之移送係由 滑動體903沿水平動作軌道9〇2移動,使昇降機構91〇與懸垂 支柱911以下所垂吊之機構全部水平動作而進行。基板2上 下方向之移送係由昇降機構91〇昇降懸垂支柱91丨以下所垂 吊之機構全部而進行。基板2之旋轉動作係由旋轉機構912 進行。由旋轉動作之控制可決定基板2向熔液5之進入角度 脫出角度。上述水平、上下、旋轉動作可彼此獨立進行。 其次,用圖9說明依基板浸潰機構9〇1之基板2之動作循環。 基板2係台座916位於基板交換位置9〇6時,裝於台座916 。於台座916形成凹型蟻溝,於基板2形成凸型蟻溝,嵌合 雙方之蟻溝滑動安裝。亦可於其位置,用未圖示之加熱器 等調整基板溫度。然後,基板2邊順時針方向旋轉邊向右移 動。以位置907為浸潰前位置。其次,邊從浸潰前位置之位 置907向左回,將基板2表面浸於熔液5,取出於基板2表面 製作薄板。於本實施形態,使坩堝中央位於將基板2突入熔 液5,至脫出之中間位置之位置9〇8,實施定位。又位置9⑽ 並無一定要與坩堝中央一致之必要。基板2浸入熔液5時, 只要不與坩堝壁干擾,即可於基板2表面製作薄板。但依浸 潰之位置與坩堝位置之關係,所製作之薄板品質不同。此 乃因熔液5存在水平面内溫度分布,例如坩堝中央附近與壁 附近熔液 < 溫度不同之故。因此,有關水平方向用坩堝移 動機構與定位機構,有關垂直方向則用昇降機構,每次將 坩堝足位於同位置為宜。如上述,浸潰基板2時之坩堝6之 位置稱為基板浸潰位置。 87974 -13- 200415801 淳板製成後,薄板成長之基板2,更邊回左方邊旋轉,以 基板2表面向天頂方向之形態,回至交換位置9〇6。炊後, 將形成薄板之基板2滑動推出,同時裝上新基板2。 ^換基板2時之基板2之姿勢,於本實施形態係使表面向 了'、万向,惟検向或向下等’向任一方向均可。又圖9係動 ::循㈣9為順時針方向’惟反時針方向,或至途中為順時 •而仗途中為反時針方向,或至途中為反時針而從途 順時:::之任T方向均可。又本實施形態為了方便說明 將/又/貝岫位置疋義為位置907,惟基板2從基板之交換位 置906突入熔液5止之任何位置均可。 上 通常上述動作之設定係以個人電腦等,將水平方向移動 指令與昇降動作移動指令、旋轉動作指令分別程式化,將 其傳送至控制器,俾照程式實現任意軌道。 ㈣液係1400〜15〇〇°C之高溫,又因亦有石夕之装鍍及 SK)X粉等之附著,故為了保護基板浸潰機構4,最好將隔熱 性或經冷卻之遮蔽板(未圖示),配置於坩堝6上,與基板浸 潰機構4及基板動作不干擾之位置。 基板2係在製造矽薄板時,從耐熱性等觀點以使用碳為宜 。由於基板2表面以等間隔形成凹凸控制結晶成長核之發生 位置,即可製造結晶粒徑更大之多晶薄板。 王罜101内至少與外氣隔絕即可,惟最好在減壓下,或氦 、氮、氬等非活性氣氛。 於本實施形態,由熔液5之凝固成長,薄板之結晶狀態係 依溫度等條件’可考慮成為單晶、多曰曰口、非晶質、結晶質 87974 -14- 200415801 與非晶質混合之物質。 此外’熔液5可使用石夕、鍺、鎵、坤、錮、磷、硼、銻、 鋅、錫等半導體材料,或鋁、鎳、鐵等金屬材料。 (坩蝸移動機構) 其次,用圖10說明坩蝸移動機構。 依本男她形怨之熔解爐包括··冷卻機構丨〇〇5,其係從坩 堝熱移動保護坩堝移動機構ι〇〇ι之用者,·耐熱性熱液洩 漏谷為1〇04 ’其係因掛蜗破裂致發生未預期之熱液茂漏時 具有充分容積俾接收熔液者;隔熱機構1〇〇3,其係抑制從_ 掛禍6向㈣移動機構刚之熱移動之用者;掛則,其係 保持溶液5者;及加熱機構7,其係加熱、熔解、保溫_5 將該溶解爐整體設置於掛瑪移動機構咖上,與掛瑪
動機構成為一體移動。 W 加熱機構7使用發熱加熱器或高頻線圈等,任一機構均 。加熱機構7具有進行加熱用之電力導人機構刪。
於本實施形態,掛禍移動機構1〇〇1具有台車驗 邵推拉即可橫行於軌道1〇〇7上。 ⑶ _ 甘螞移動機構1001亦可 有自仃於軌道1007上之機構。又亦 i酋1007你m .、 叹置輸送帶以代替. ,吏用·旋轉移動輸送帶之機構;或册 之坩堝移動機構之機構;自行於輸/ " ^^ 機構。 上之機構;等任 最好設置定位機構1008 進行定位。定位機構1〇〇8 以便在坩堝 具體而言, 6移動至浸潰位置時 例如可使用依車輪 87974 -15- 200415801 阻擋器、或光測感器或觸摸測感器等之定位等,任何機構 由此,可使坩堝6每次停於同一位置,即使重複移動坩堝 ’亦可防止製作薄板之品質發生差異。 又最好設置定位機構丨0 0 9,以便在坩堝6移動至原料投入 位置時進行定位。由此,在進行投人原料時可使㈣6確實 位於原料投入機構,避免投入之原料溢出坩堝6外投入原料: 具體而言,隔熱機構1003可使用具有耐熱性熱傳導率低 之氧化銘等嶋塊或耐熱片。又為了更減小㈣6向隔熱 機構1003之熱性熱傳導率,亦可散布複數小塊,以滅小隔 熱機構1003與坩堝6底部之接觸面積。 阴 冷卻機構1005可使用具有耐熱性熱傳導率高之铜等金屬 製冷卻塊或冷卻管等。坩堝移動機構1〇〇1本身具有冷卻機 構亦可。冷媒亦可使用氦等氣體,惟以具有冷卻能之水及 油等液體為宜。冷卻機構連接未圖示之可撓管,循環供給 以未圖示之熱交換器冷卻之冷媒。 又坩堝移動機構1001為了控制基板2與熔液5接觸之熔液 面位置’最好具有昇㈣_整體之料昇降機構刪 缸筒式昇降 掛堝昇降機構1010例如可採用螺旋式昇降機 機等。 因掛禍之移動 貝1J僅控制移動速 昇降速度只要十分緩慢 度,即可避免溶液溢出㈣,故無需清除溢峰液,可使 裝置連續運轉。僅控制移動之速度變化亦可獲得同樣效果 。又坩禍之移動速度相當程度快時’同時控制移動:度及 速.度變化’即可避免溶液溢出鄭並可縮短移動掛:所 87974 -16- 200415801 最後緩慢 而争間主要,最好起初缓慢加速以高速移動 減速加以控制。 ,在此,於本實施形態,向水平方向移動掛禍及加熱機構 俾在將熔液原料投入坩堝内時’避免干擾基板浸潰機構 “作業性’惟掛塥移動機構亦可為向上下方向移動掛瑪 、加熱機構等者。 (實施形態1) 如圖1所^,浸潰前之基板2從副室8沿箭矢^投入主室 1〇1内邵’裝於基板浸潰機構4,浸於熔液5。浸入熔液5之 基板3係從基板浸潰機構取下,沿箭矢邮主室⑻向副室9 坩堝6及其加熱機構7可沿箭矢S3向水平方向,移動至原 料投入位置110。 增、 掛:6可^其外周圍配置之加熱機構7調整為所需溫度 4奋万、坩堝6之原料隨著加熱機構7加熱坩堝6熔解後成 熔液5。 其次’說明本實施形態之薄板製造方法。首先,於原料 投入位置110進行固體原料之初期溶解,溶解完成後,向水 平万向移動㈣6及其加熱機構7至基板浸潰位置。由此, 可提高作業性及減輕對基板浸潰機構4之污染。在此,所謂 對基板浸潰機構4之污染係例如據液5使时熔液時,石夕結 印八原料:W解時,I生Sl〇xS等,附料基板浸潰機構4。 由s1〇j等附著於基板浸潰機構4及其周邊,在基板浸潰時 容易發生故障。 87974 -17- 200415801 由連續進行基板之浸潰,熔液5之液量減少至一定量時, 移動掛瑪6及加熱機構7至原料投入位置110,從原料投入機 構111將追加原料12追加於坩堝6内,穩定熔液5之溫度後, 再用掛禍移動機構1 〇〇丨移動坩堝6及加熱機構7至基板浸潰 位置,再開始基板之浸潰。由此,可避免干擾基板浸潰機 構4進行熔液原料之追加。 於本實施形態,亦可將原料投入機構丨丨丨形成氣密性之原 料投入室構造,於主室101與原料投入機構lu之間設閘閥 等。以關閉閘閥之狀態從裝置外將追加原料12加於原料投 入機構hi,用真空泵等排出混入之空氣,形成與主室ι〇ι 内相同之非活性氣氛,即可避免外氣進入主室1〇1。亦可構 成王1: 101與原料投入機構i丨i之間無閘閥等任何隔開之結 構。此時,將主室1〇1内形成高於大氣壓之壓力,即可避免 從裝置外加入追加原料i 2時混入空氣。 (實施形態2) 如圖2所示,將進行追加原料之熔解及追加之原料投入位 置210,設置於與進行基板浸潰之主室2〇1獨立之副室2叫 。主室2(H與副室214間之_及加熱機構之移動係經間闕 入 213進行。又熔液原料之追加係由鄰接副室214之 機構211進行。 又 又,丞极乏王室201,與進行熔解澤 原料之^214獨立,即引肖除熔解原料時對基板浸潰相 之污染。又餘輸以絲浸潰機構等發生㈣時,、 埸及加熱機構移動至副室214内,即可保持溶液下進行故 87974 -18- 200415801 之復原作業,而可減低生產性之損失。
機構故障復原時之生產性損失,惟功 ζ偁了染,減低基板浸潰 惟亦可將副室214設於主室 201下側’向上下方向移動掛堝及加熱機構。 (實施形態3) 如圖3所示,於進行浸潰基板2之主室2(Η,與以隔開機構 之閘閥313隔開之副室314内,設置2處(31〇a、31〇b)原料投 入位置,各處具有坩堝(6a、6b)及加熱機構(7a、7b)。2組 鲁 坩堝(6a、6b)及加熱機構(7a、7b),分別可在原料投入位置 31〇a與主室301間,及原料投入位置31〇b與主室3〇1間移動。 其次,說明用2個坩堝(6a、6b)及加熱機構(7a、7b),連 續進行浸潰基板2之方法。首先,於副室314内之原料投入 位置310a及原料投入位置310b進行熔解固體原料。熔液溫 度穩定後,經閘閥313移動原料投入位置31〇a之坩堝6a及加 熱機構7a至主室301内之基板浸潰位置。由連續進行浸潰基 板2,致熔液5a之液量減少至一定量時,從主室3〇1經閘閥 魯 313移動坩堝6a及加熱機構7a至副室314内之原料投入位置 、 3 10a。其次,經閘閥313移動原料投入位置3 10b之坩堝6b及 加熱機構7b至主室301内之基板浸潰位置,再開始基板2之 浸潰。在進行基板2之浸潰中,以原料投入機構3 11 a將追加 原料12a追加投入原料投入位置31〇a之坩堝6a内,加熱熔解 ,穩定熔液5a之溫度。進行浸潰基板2之坩堝6b内之熔液5b 之液量減少至一定量時,移動坩堝6b及加熱機構7b至原料 87974 -19- 200415801 投入位置310b,再度移動原料投入位置31〇a之坩堝6a及加 熱機構7a至主室301内之基板浸潰位置,再開始基板2之浸 潰。在進行基板2之浸潰中,以原料投入機構3丨lb將追加原 料12b追加投入原料投入位置3i〇b之甜堝6b内,加熱溶解, 穩定溶液5b之溫度。由重複此等動作,即可連續進行基板2 之浸潰。 由此,無需增設副室數及副室氣氛控制機構,簡易增加 坩堝數,而可縮短中斷浸潰之時間。 又由於以閘閥3 1 3將進行基板浸潰之主室3〇 1與進行溶液 原料之熔解之副室3 14獨立,故可消除熔解原料時對基板浸 >貝機構之污染。又基板之輸送及基板浸潰機構等發生故障 時,移動坩堝及加熱機構至副室314内,即可在保持熔液下 進行故障之復原作業,而可減低生產性之損失。 (實施形態4) 如圖4所示,對2處原料投入位置““及“补,獨立設置 隔開機構之閘閥413a及413b、副室414a及414b。 在原料投入位置41〇a及410b與主室401間移動時,對原料 投入位置41〇a,經副室414a及閘閥4na進行,而對原料投 入位置41〇b,則、經副室414b及閉闕4m進行。因對i個掛瑪 分別具有…副室與閘閥’故可使進行追加原料投入、加熱 熔解、溫度穩疋之副室之氣氛,與主室獨立,在追加之追 力:原料炼解時’可消除對主室彻侧之冷染。又由進行與實 施形態3同樣之動作,即可連續進行基板之浸潰。 由於以閑間413a、413b使進行基板浸潰之主室4〇1與,與 87974 -20 - 200415801 進行丨谷液原料溶解之副室4 14a、4 14b獨立,即可消除原料 熔解時對基板浸潰機構之污染。又基板輸送或基板浸潰機 構等發生故障時,將坩堝及加熱機構移動至副室4丨4a、414b 内’即可保持熔液下進行故障之復原作業,而可減低生產 性之損失。 (實施形態5) 如圖5所示’將2個坩堝6a、讣及加熱機構、%之原料 投入位置51〇a、5 10b與基板浸潰位置配置於同一軸上。由 採用此配置,即使2個坩堝6a、6b同時進行移動,亦因無物 理上之干擾,故可將坩堝仏及加熱機構&,從主室1經閘 閥5 13a,移動至副室5 14a内之原料投入位置5丨〇a,同時將 保持丨谷液5b之副室514b内之原料投入位置51〇b之坩堝的及 加熱機構7b,經閘閥513b,移動至主室5〇1内。由於如此同 時移動2個坩堝6a、6b及加熱機構7a、7b,故更可提高生產 性。 又由於以閘閥513a、513b使進行基板浸潰之主室5〇1與, 與進行熔液原料熔解之副室514a、514b獨立,故可消除原 料烙解時對基板浸潰機構之污染。又基板輸送或基板浸潰 钱構等喬生故卩早時,將掛瑪及加熱機構移動至副室5 1仏、 514b内,即可保持熔液下進行故障之復原作業,而可減低 生產性之損失。 (生產薄板所需之間歇時間) 茲就實施形態1〜5之生產性,用圖7A〜圖7C所示間歇時 間表與使用圖8所示先前之裝置時(比較例)之生產性比較。 87974 -21 - Y秒 z秒 A秒 B秒 設熔液減少至一定量之時間 上述時間内之薄板製作枚數 原料追加與熔解所需時間 溶解溫度之穩定所需時間 坩堝移動時間 閘閥開閉時間
時’各形悲之間歇時間(製作1枚薄板所需時間)可以 形態 1 ·· (X+Y+Z+2A)/W
形態2 : (X+Y+Z+2A+2B)/W
形態 3 〜4 : (X+2A)/W
形態5 : (X+A)/W 比較例 ··(X+Y+Z+2A)/W 表示。玆因實施形態1及比較例未具閘閥,故可於圖7A做為 閘閥開閉時間(B秒)為0之情形表示。 但形態3〜4之情形時,需要(X+A)>(B+Y+Z)。又實施形 態5之情形時,需要(X)>(B+Y+Z)。
(實施形態6) 如圖6所示,對進行基板浸潰之主室601,獨立配置各3 個原料投入位置 610a、610b、610c、副室 614a、614b > 614c 、隔開機構之閘閥613a、613b、613c、原料投入機構61 la 、611b 、 611c 。 實施形態3〜4之情形時,需要(X+A)>(B+Y+Z)。又實施 形態5之情形時,需要(X)>(B+Y+Z)。此關係不成立時,即 追加原料後穩定熔液溫度之時間,長於熔液減少至一定量 87974 -22- 200415801 、、1時由於具有2個以上預備掛瑪及加熱機構,故可連 續進行基板之浸潰。 坩堝數有2個以上時,亦可與實施形態3〜4同樣之想法計 异間歇時間。坩堝數有N個(但N> 1)時,實施形態ό之間歇時 間可以
形態 6 : (X+2A)/W 表不 〇 但需要((乂+2八)\(12) + (乂+八))<(3+丫+2)。坩堝數1^最好 p又足為充分滿^__L述之值。 又由於以閘閥61 3 a、61 3 b、613 c使進行基板浸潰之主室 601與,與進行熔液原料熔解之副室61乜、61仆、61乜獨立 ’故可消除原料熔解時對基板浸潰機構之污染。又基板輸 送或基板浸潰機構等發生故障時,將坩堝及加熱機構移動 至副室614a、614b、614c内,即可保持'j:容液下進行故障之 復原作業,而可減低生產性之損失。 (實施例1) 用實施形態1說明之薄板製造裝置製作矽薄板。將質量 30.0 kg之矽晶質原料(純度6-Nine)填充於直徑400 mm0之 高純度碳製坩堝6。將裝置内減壓至7.0X 10_3Pa後,導入氬 氣形成常壓。接著,於原料投入位置110,以加熱機構7之 感應加熱線圈保持坩堝6之溫度於1550°C,加熱熔解秒晶質 原料為矽熔液5。然後,保持矽熔液5於1410°C。保持熔液5 於1410°C時投入電力約為55 kW。 針對此,圖8所示先前之裝置,為了防止裝於可動構件8〇2 87974 -23- 200415801 4基板803與原料投入口 8〇6之干擾,坩渦8〇9之直徑需為 600 。此時,保持熔液808於141 0°C時之投入電力約為 120 kW。 由於如此具有坩堝移動機構,故可使坩堝小型化,而可 減少投入電力。 其/人,在保持矽熔液5下,向水平方向以3〇 秒之速度 移動坩堝6及加熱機構7之感應加熱線圈18〇〇。台車low <移動係以裝於台車1002之驅動馬達之旋轉力傳遞給台車 1002之車輪,自行於軌道1〇〇7上進行。設置定位機構 之車輪阻擋器使坩堝6預先位於基板浸潰位置,依坩堝移動 機構1001<坩堝之水平移動係因台車1〇〇2接觸車輪阻擋器 而停止。冷卻機構1005使用彎成多層之銅管,冷媒係以3〇l/ 分將水循環,以裝置外部之冷凝器熱交換,俾將坩堝移動 機構1〇〇1大致保持於室溫。坩堝6係置於隔熱機構1〇〇3之氧 化鋁塊上。 由副室8投入尺寸20〇X200 mm之石墨製基板2,以基板浸 潰機構4將基板浸於矽熔液5。浸潰後,從副室9取出浸潰後 之基板3,獲得矽薄板。 在50分鐘内重複基板浸潰3〇〇次後,從基板浸潰位置將坩 堝6及加熱機構7之感應加熱線圈以3〇 mm/秒之速度移動至 原料投入位置110。依坩堝移動機構1〇〇1之坩堝之水平移動 係因台車1 〇〇2接觸機構1 〇〇9之車輪阻擋器而停止。 將10 kg之矽晶質追加原料12放入具有能隔開氣密室與 王罜101間之閘閥之原料投入機構丨丨丨,以真空泵排出空氣 87974 -24- 200415801 後,將氬氣放入該室。移動坩堝6至原料投入位置110。開 啟原料投入機構111之該閘閥後,由原料投入機構111,將 10kg之石夕晶質原料追加於掛禍6内,以加熱機構7之感應加 熱線圈將坩堝6之溫度保持於1550°C。至追加之原料完全熔 解約需30分鐘。然後,使矽熔液5之設定溫度為1410°C,等 待熔液溫度之穩定結果,熔液溫度之穩定所需時間約為10 分鐘。 針對此,圖8所示先前之裝置,坩堝809之直徑需600 mm 0,因矽熔液量多,故使矽熔液808之設定溫度為1410°C, 等待熔液溫度之穩定結果,熔液溫度之穩定所需時間約為 2 5分鐘。 由於如此具有坩堝移動機構,故可使坩堝小型化,縮短 熔液溫度之穩定時間。 然後,再移動坩堝6及加熱機構7之感應加熱線圈至基板 浸潰位置,進行基板之浸潰。
將本實施例之間歇時間以實施形態5所示數式表示即成為 (X+Y+Z+2A)/W 將本實施例之具體數據分別代入時,因X=3000秒、W=300 枚、Y=1800秒、Z=600秒、A=60秒,故間歇時間為 (3 000+1800 + 600 + 2 X 60)/300=1 8.4秒/枚 故本實施例之每小時薄板之生產枚數約為196枚/小時, 以生產枚數除投入電力約55 kW之每1枚薄板之消耗電力約 為 0.28 kWh/枚。 針對此,圖8所示先前之裝置,因熔液溫度之穩定所需時 87974 -25- 200415801 間多,故間歇時間為21 ·0秒/枚,每小時薄板之生產枚數約 為171枚/小時,以生產枚數除投入電力約120 kW之每1枚薄 板之消耗電力約為0.70 kWh/枚。 由於如此具有坩堝移動機構,故可使坩堝小型化,縮短 間歇時間,及因每枚薄板之消耗電力減低,故可提高生產 性。 (比較例1) 用圖8所示先前裝置製作矽薄板。將質量67.5 kg之矽晶質 原料(純度6-Nine)填充於直徑600 mm 0之高純度碳製坩堝 8〇9。將裝置内減壓至7.0 X l(T3Pa後,導入氬氣形成常壓。 接著,以加熱器804保持坩堝809之溫度於1550°C,加熱熔 解矽晶質原料為矽熔液808。然後,保持矽熔液808於1410 °C。保持熔液808於1410°C時投入電力約為120 kW,因坩堝 尺寸大型化,故比依實施例1之電力(約55 kW),成為較大 之值。 其次,保持矽熔液808下,使坩渦809昇起,將基板803 表面浸於溶液8 0 8。 基板803係從裝置上部連續將尺寸200X200 mm之石墨製 基板,投入可動構件802,由可動構件802之旋轉將基板浸 於矽熔液808,接著向上取出基板,製成矽薄板。 在50分鐘内重複基板浸潰300次後,以30 mm/秒之速度降 落坩堝809。 經原料投入機構806—將10 kg之矽晶質原料追加於坩塥 809内,以加熱器804將坩堝809之溫度保持於1550°C。至追 87974 -26- 200415801 加之原料完全熔解約需30分鐘。然後,使矽熔液8〇8之設定 溫度為1410°C,等待熔液溫度之穩定結果,至熔液溫度之 素€、足所需時間約為2 5分鐘。 然後,再移動坩堝809及加熱器8〇4至基板浸潰位置,進 行基板之浸潰。
將本實施例之間歇時間以實施形態5所示數式表示即成為 (X+Y+Z+2A)/W 將本貝如例之具體數據分別代入時,因χ = ⑼秒、 枚、Y=1800秒、z=1500秒、A=1秒,故間歇時間為 (3000+1800+1500+2 X 1)/300=21.0秒/枚 (生產薄板所需間歇時間) 與實施例1比較,因比較例丨熔液溫度之穩定所需時間較 長,故比較例1之間歇時間為21 · 〇秒/枚,每小時之薄板生產 枚數約171枚/小時,以生產枚數除投入電力約丨2〇 kw之每i 枚薄板之消耗電力約為〇·7〇 kWh/枚。針對此,實施例1之 間歇時間為1 8 · 4秒/枚’每1枚薄板之消耗電力約為〇. 2 $ kWh/枚。 由於如此具有坩堝移動機構,故可使坩堝小型化,而可 提高生產性。 (實施例2) 用實施形態2說明之薄板製造裝置製作矽薄板。於副室 214内,將質量30.0 kg之矽晶質原料(純度卜Nine)填充於直 徑400 mm0之高純度碳製坩堝6。將副室214内減壓至7.0X 10_3Pa後,導入氬氣形成常壓。接著,於原料投入位置210 87974 -27· 200415801
,以加熱機構7之感應加熱線圈保持掛竭6之溫度於i55〇°C ,加熱熔解矽晶質原料為矽熔液5。然後,保持矽熔液於141〇 °C。 其次,將主室201内減壓至7·ΟΧ1〇·3ρμ^,導入氬氣形成 常壓。打開閘閥213十秒鐘,將坩堝6與感應加熱線圈以3〇 mm/秒速度,移動1800 mm至主室201内之基板浸潰位置。 繼續基板2之浸潰50分鐘,重複3〇〇次後,從基板浸潰位 置將坩堝6及加熱機構7之感應加熱線圈以3〇 mm/秒之速度 移動至原料投入位置210。然後,關閉閘閥213十秒鐘,從 原料投入機構211將矽晶質原料1〇 kg追加於掛堝6内,以感 應加熱線圈將坩堝6之溫度保持於i550°C。至追加之原料12 %全熔解約需30分鐘。然後,使矽熔液5之溫度為141(rc, 保持10分鐘。 然後’打開閘閥213十秒鐘,再移動坩堝6與感應加熱線 圈至基板浸潰位置,進行基板2之浸潰。 將本實施例之間歇時間以實施形態5所示數式表示即成為
(X+Y+Z+2A+2B)/W 將本貫施例之具體數據分別代入時,因χ=3〇〇〇秒、W=300 枚、Y=1800秒、z=600秒、A=60秒、B = 10秒,故間歇時間為 (3000+1800 + 600+2 X 60 + 2 X 10)/300=18.5秒/枚 故每小時薄板之生產枚數約為195枚/小時,以生產枚數 除投入電力約120 kW之每1枚薄板之消耗電力約為0.28 kWh/枚。 針對此,依比較例1之間歇時間為21.0秒/枚,每1枚薄板 87974 -28- 200415801 之消耗電力約為〇·7〇 kWh/始。、人上, 牧由於如此具有坩堝移動機構 ’故可使坩堝小型化,由間歇陆問、 田间歌時間 < 縮短與每1枚薄板之消 耗電力減低可提高生產性。 (實施例3) 用實施形態3說明之薄板製造裝置製作矽薄板。於副室 3 14内,分別於原料投入位置31(^及原料投入位置η叽,將 貝里30.0 kg之矽晶質原料(純度6-Nine)填充於直徑4〇〇 必 < 鬲純度碳製坩堝6a、6b。將副室314内減壓至7〇χ l(T3Pa後,導入氬氣形成常壓。接著,於原料投入位置3i〇a 及310b,以加熱機構7a、7b之感應加熱線圈保持坩堝以、 6b又溫度於1550°C,加熱熔解矽晶質原料為矽熔液5 a、5b 。然後’保持>5夕溶液5 a、5b於141 〇°C。 其次,將主室301内減壓至7.〇xi〇-3pa後,導入氬氣形成 常壓。打開閘閥3 13十秒鐘,先將原料投入位置3丨〇a之坩堝 6a與加熱機構7a之感應加熱線圈,以30 mm/秒速度,移動 1800 mm至主室301内之基板浸潰位置。 繼續基板2之浸潰50分鐘,重複300次後,從基板浸潰位 置將坩堝6a及加熱機構7a之感應加熱線圈,以30 mm/秒之 速度移動至原料投入位置310a。然後,將原料投入位置31〇b 之坩堝6b與加熱機構7b之感應加熱線圈,以30 mm/秒速度 ,移動1800 mm至基板浸潰位置,再開始基板2之浸潰。在 其期間,從原料投入機構3 11a將矽晶質原料10 kg追加於原 料投入位置310a之坩堝6内,以加熱機構7a之感應加熱線圈 將坩堝6a之溫度保持於1550°C。至追加之原料12a完全熔解 87974 -29- 200415801 約需30分鐘。然後,使矽熔液5&之溫度為141〇°c,保持1〇 分鐘。 更繼續基板2之浸潰50分鐘,重複300次後(總計600次), 從基板浸潰位置將坩堝6b及加熱機構7b之感應加熱線圈, 以30 mm/秒之速度移動至原料投入位置3 1〇b。然後,將原 料投入位置3 10a之掛瑪6a與加熱機構7a之感應加熱線圈, 以30 mm/秒速度,移動至基板浸潰位置,再開始基板2之浸 潰。在進行基板2之浸潰期間,將矽晶質原料1〇 kg追加於 原料投入位置310b之坩堝6b内,以加熱機構7b之感應加熱 線圈將坩堝6b之溫度保持於155(rc。然後,使矽熔液讣之 溫度為1410°C,保持10分鐘。
將本實施例之間歇時間以實施形態5所示數式表示即成為 (X+2A)/W 將本實施例之具體數據分別代入時,因χ==3〇〇〇秒、w=3〇〇 枚、A=60秒,故間歇時間為 (3000+2 X 60)/300= 10.4秒/枚 時,以生產枚數 耗電力約為0.32 故每小時薄板之生產枚數約為 除投入電力約110 kW之每1枚薄板之消 kWh/枚。 耗電力減低可提高生產性 (實施例4) 針對此’依比較例1之間歇時間為21〇秒/枚,每1枚薄板 之消耗電力約為0.70 kWh/枚。由於如此具有掛螞移動機 ’故可使掛螞小型化’由間歇時間之縮短與每i枚薄板之消 87974 -30 - 200415801 用實施形態4說明之薄板製造裝置製作矽薄板。於副室 414a及副室414b内,分別於原料投入位置41〇a及原料投入 位置410b,將質量3〇.〇 kg之矽晶質原料(純度6-Nine)填充於 直徑400 mm0之高純度碳製坩堝6a、6b。將副室414a及副 室414b内減壓至7.0 X l〇_3Pa後,導入氬氣形成常壓。接著 ,於原料投入位置410a及410b,以加熱機構7a、7b之感應 · 加熱線圈保持坩堝6a、6b之溫度於1550°C,加熱熔解矽晶 質原料為石夕溶液5 a、5b。然後,保持石夕溶液5 a、5b於1410 °C。 · 其次,將主室401内減壓至7.0Xl(T3pa後,導入氬氣形成 常壓。打開閘閥413a十秒鐘,先將原料投入位置410a之坩 堝6a與加熱機構7a之感應加熱線圈,以30 mm/秒速度,移 動1800 mm至主室401内之基板浸潰位置。 繼續基板2之浸潰50分鐘,重複300次後,從基板浸潰位 置將掛塥6a及加熱機構7a之感應加熱線圈,以30 mm/秒之 速度移動至原料投入位置410a。然後,關閉閘閥413a五秒 鐘,同時打開閘閥413b五秒鐘。將原料投入位置410b之坩 ® 堝6b與加熱機構7b之感應加熱線圈,以30 mm/秒速度,移 、 動1800 mm至基板浸潰位置,再開始基板2之浸潰。在其期 間,從原料投入機構411a將矽晶質原料l〇kg追加於原料投 入位置410a之坩堝6a内,以加熱機構7a之感應加熱線圈將 坩堝6a之溫度保持於1550°C。至追加之原料12a完全熔解約 需30分鐘。然後,使矽熔液5a之溫度為1410°C,保持10分 鐘0 87974 -31 - 200415801 更繼續基板2之浸潰50分鐘,重複300次後(總計6〇〇次), k基板度潰位置將坩堝6b及加熱機構7b之感應加熱線圈, 以30 mm/秒之速度移動至原料投入位置4丨〇b。然後,關閉 閘閥41313五秒鐘,同時打開閘閥4138,將原料投入位置41(^ 之坩堝6a與加熱機構7a之感應加熱線圈,以3〇 mm/秒速度 ,移動至基板浸潰位置,再開始基板2之浸潰。在進行基板 , 2之浸潰期間,從原料投入機構4Ub將矽晶質原料1〇kg追加 於原料投入位置410b之坩堝6b内,以加熱機構几之感應加 熱線圈將坩堝6b之溫度保持於155(rc。然後,使矽熔液讣 · 之溫度為1410°C,保持1〇分鐘。
將本實施例之間歇時間以實施形態5所示數式表示即成為 (X+2A)/W 將本實施例之具體數據分別代入時,因χ==3〇〇〇秒、w=3〇〇 牧、A=60秒,故間歇時間為 (3000 + 2 X 60)/300= 10.4秒 /牧 故每小時薄板之生產枚數約為346牧/小時,以生產枚數 除投入電力約m kw之每i牧薄板之消耗電力約為〇 32鲁 kWh/枚。 針對此,依比較例1之間歇時間為21〇秒/枚,每丨枚薄板 之消耗電力約為0.70 kWh/枚。由於如此具有掛堝移動機構. ’故可使㈣小型化’由間歇時間之縮短與每i枚薄板之消 耗電力減低可提高生產性。 (實施例5) 用實施形態5說明之薄板製造裝置製㈣薄板。於副室 87974 -32- 200415801 514a及副室514b内,分別於原料投入位置51如及原料投入 位置510b,將質量30.0 kg之矽晶質原料(純度6_Nine)填充於 直徑400 mm0之高純度碳製坩堝6a、6b。將副室514a及副 室5 14b内減壓至7.0 X l〇_3pa後,導入氬氣形成常壓。接著 ’於原料投入位置510a及510b,以加熱機構7a、7b之感應 加熱線圈保持坩堝6a、6b之溫度於155CTC,加熱熔解矽晶 質原料為矽熔液5 a、5b。然後,保持矽熔液5 a、5b於1410 t:。 其次’將主室501内減壓至7·〇χι〇-3ρμ^,導入氬氣形成 常壓。打開閘閥513a五秒鐘,先將原料投入位置51〇a之坩 堝6a與加熱機構7a之感應加熱線圈,以3〇秒速度,移 動1800 mm至主室501内之基板浸潰位置。 繼續基板2之浸潰50分鐘,重複3〇〇次後,從基板浸潰位 置將坩堝6a及加熱機構7a之感應加熱線圈,以3〇 mm/秒之 速度移動至原料投入位置5 1 〇a。同時,將原料投入位置5 1 〇b 之坩堝6b與加熱機構7b之感應加熱線圈,以3〇 mm/秒速度 ,移動1800 mm至基板浸潰位置,再開始浸潰。將坩堝以 及加熱機構7a之感應加熱線圈移動至原料投入位置5丨⑽後 ,關閉閘閥513a五秒鐘,從原料投入機樣5Ua將矽晶質原 料10 kg追加於原料投入位置5i〇a之坩堝6a内,以加熱機構 7a之感應加熱線圈將坩堝以之溫度保持於155(rc。至追加 之原料12 a元全落解約需3 〇分鐘。然後,使石夕溶液$ a之溫度 為1410°C,保持10分鐘。 更繼續基板2之浸潰50分鐘,重複3〇〇次後(總計6〇〇次), 87974 -33- 200415801 打開閘閥5 1 3a,將基板浸潰位置之坩堝6b及加熱機構7b之 感應加熱線圈,以30 mm/秒之速度移動至原料投入位置 510b ’同時,將原料投入位置51〇a之坩堝6a與加熱機構7a 之感應加熱線圈,以3 0 mm/秒速度,移動至基板浸潰位置 ’再開始浸潰。將原料投入位置510a之坩堝6a與加熱機構 7a之感應加熱線圈,移動至原料投入位置510b後,關閉閘 閥513b五秒鐘,從原料投入機構511b將矽晶質原料1〇]^追 加於原料投入位置5 1 〇b之掛竭6b内,以加熱機構7b之感應 加熱線圈將坩堝6b之溫度保持於1550°C。然後,使矽熔液 5b之溫度為l41〇°C,保持1〇分鐘。
將本實施例之間歇時間以實施形態5所示數式表示即成為 (X+A)/W 將本實施例之具體數據分別代入時,因x=3〇〇〇秒、w=3〇〇 枚、A=60秒,故間歇時間為 (3000 + 60)/300=10.2秒 /枚 故每小時薄板之生產枚數約為353枚/小時,以生產枚數 除投入電力約110kW之每1枚薄板之消耗電力約為0.31 kWh/枚。 針對此,依比較例1之間歇時間為21·〇秒/枚,每i枚薄板 之消耗電力約為0.70 kWh/枚。由於如此具有坩堝移動機構 ,故可使坩堝小型化,由間歇時間之縮短與每丨枚薄板之消 耗電力減低可提高生產性。 (實施例6) 用實施形態6說明之薄板製造裝置製作矽薄板。於副室 87974 -34- 200415801 614a及副室614b内,分別於原料投入位置61〇&、原料投入 位置610b、原料投入位置61〇c,將質量3〇 〇kg之碎晶質原 料(純度6-Nine)填充於直徑400 mm0之高純度碳製坩堝以 、613、6。。將副室614&、61413、610(:内減壓至7〇><1〇-31^ 後,導入氬氣形成常壓。接著,於原料投入位置6丨〇a、6丨〇b 、610c,以加熱機構7a、7b、7c之感應加熱線圈保持坩堝 , 6a、6b、6c之溫度於1550 °C,加熱熔解矽晶質原料為矽熔 液5a、5b、5c。然後,保持矽熔液5 a、5b、允於⑷代。 其次,將主室601内減壓至7.0xl〇_3pa後,導入氬氣形成 鲁 常壓。打開閘閥613a五秒鐘,先將原料投入位置6丨〇a之掛 堝6a與加熱機構7a之感應加熱線圈,以3〇 mm/秒速度,移 動1800 mm至主室601内之基板浸潰位置。 繼續基板2之浸潰5 0分鐘,重複15 〇次後,從基板浸潰位 置將坩堝6a及加熱機構7a之感應加熱線圈,以30 mm/秒之 速度移動至原料投入位置610a。然後,關閉閘閥613a五秒 鐘,同時,打開閘閥613b五秒鐘。將原料投入位置61 〇b之 掛堝6b及加熱機構7b之感應加熱線圈,以30 mm/秒速度, 鲁 移動1800 mm至基板浸潰位置,再開始基板2之浸潰。在其 · 期間,從原料投入機構611 a將矽晶質原料5kg追加於原料投 % 入位置610a之坩堝6a内,以加熱機構7a之感應加熱線圈將 坩堝6a之溫度保持於1550°C。至追加之原料12a完全熔解約 需20分鐘。然後,使矽熔液5a之溫度為1410°C,保持10分 名童〇 更繼續基板2之浸潰25分鐘,重複150次後(總計300次), 87974 -35 - 200415801 從基板浸潰位置將坩堝6b及加熱機構7b之感應加熱線圈, 以30 mm/秒之速度移動至原料投入位置61 〇b。然後,關閉 閘閥613b五秒鐘,同時,打開閘閥613c五秒鐘,將原料投 入位置610c之坩堝6c與加熱機構7c之感應加熱線圈,以30 mm/秒速度,移動1800 mm至基板浸潰位置,再開始基板2 之浸潰。在進行基板2之浸潰期間,從原料投入機構6 lib將 矽晶質原料5kg追加於原料投入位置610b之坩堝6b内,以加 熱機構7b之感應加熱線圈將坩堝6b之溫度保持於1550。(:。 然後,使矽熔液5b之溫度為1410°C,保持10分鐘。 更繼續基板2之浸潰25分鐘,重複150次後(總計450次), 從基板浸潰位置將坩堝6b及加熱機構7b之感應加熱線圈, 以30 mm/秒之速度移動至原料投入位置610c。然後,關閉 閘閥613c五秒鐘,同時,打開閘閥613a五秒鐘,將原料投 入位置610a之掛瑪6a與加熱機構7a之感應加熱線圈,以3〇 mm/秒速度,移動至基板浸漬位置,再開始基板2之浸潰。 在進行基板2之浸潰期間,從原料投入機構611c將矽晶質原 料5 kg追加於原料投入位置610c之掛竭6c内,以加熱機構7C 之感應加熱線圈將坩堝6c之溫度保持於1550°C。然後,使 矽熔液5c之溫度為1410°C,保持10分鐘。
將本實施例之間歇時間以實施形態6所示數式表示即成為 (X+2A)/W 將本實施例之具體數據分別代入時,因x=l 500秒、50 枚、A=60秒’故間歇時間為 (1500+2 X 60)/15 0= 10.8秒/枚 87974 -36- 200415801 故每小時薄板之生產枚數約為333枚/小時,以生產枚數 除投入電力約165 kW之每1枚薄板之消耗電力约為〇.5〇 kWh/牧。 針對此,依比較例1之間歇時間為21 ·0秒/枚,每1枚薄板 之消耗電力約為0.70 kWh/枚。由於如此具有坩堝移動機構 ’故可使坩堝小型化,由間歇時間之縮短與每1枚薄板之消 1 耗電力減低可提高生產性。 產業上之可利用性 依本發明之薄板製造裝置,由於使熔液原料之熔解及保 _ 持所得溶液之掛堝為可移動,此外,設置具有基板浸潰機 構之主室與獨立之副室,於副室内進行熔液原料之熔解、 熔液之保持,故可在將原料追加投入坩堝内時,提高作業 性。 此外,由於用2個以上坩堝,在使用丨個於基板之浸潰期 間,使用另1個於熔液原料之追加及熔解,交互交換,故可 連續製造薄板,可以大為提高生產性。 【圖式簡單說明】 圖1〜圖6係本發明之薄板製造裝置示意圖。 . 圖 圖7C係比車父例及本發明之實施形態1〜5之間歇* 時間比較圖。 圖8係先前裝置之示意圖。 圖9係基板浸潰機構之示意圖。 圖10係坩堝移動機構之示意圖。 【圖式代表符號說明】 87974 -37- 200415801 2、3、803…基板 4…基板浸潰機構 5、 5a、5b、5c、808···矽熔液 6、 6a、6b、809···掛瑪 7、 7a、7b…加熱機構 8、 9、214、314、414a、414b、514a、514b、614a、614b 、614c···副室 12、12a…追加原料 101、201、301、401、501、601 …主室 110、 210、31〇a、31〇b、410a、410b、510a、510b、610a 、610b、610c···原料投入位置 111、 211、311a、611a、611b、611c···原料投入機構 213、313、413a、413b、513a、513b、613a、613b、613c …閘閥 802…可動構件 804…加熱器 806…原料投入口 901…基板浸潰機構 902…水平動作軌道 903…滑動體 906…基板交換位置 907…浸潰前位置 908…中間位置 9 0 9…動作循環 87974 -38- 200415801 910、1010…坩堝昇降機構 911…懸垂支柱 912···旋轉機構 914···旋轉支柱 915···支持支柱 916…台座 1001…坩堝移動機構 1002···台車 1003…隔熱機構 1004…耐熱性熱液洩漏容器 1005…冷卻機構 1006···電力導入機構 1007…軌道 1008、1009···定位機構 39- 87974

Claims (1)

  1. 200415801 拾、申請專利範園: 、薄板製&裝置’其係使基板浸入掛堝内熔液而於上 迟基板表面形成薄板者,其特徵為具有上述坩堝之移動 機構。 2_如申凊專利範圍第丨項之薄板製造裝置,其中具有原料投 入機構,其係將追加原料投入上述坩堝内者。 3·如申凊專利範園第丨項之薄板製造裝置,其中坩堝移動機 構-、有足位機構,其係將上述掛瑪定位於使上述基板浸 潰於上述熔液之處者。 4·如申請專利範圍第丨項之薄板製造裝置,其中具有在移動 上述坩堝時,控制上述坩堝之移動速度及/或速度變化, 避免上述熔液溢出之機構。 5·如申請專利範圍第丨項之薄板製造裝置,其中於上述坩堝 移動機構與上述坩堝之間,具有隔熱機構。 6.如申請專利範圍第丨項之薄板製造裝置,其中於上述坩堝 移動機構與上述掛堝之間,具有冷卻機構。 7·如申請專利範圍第丨項之薄板製造裝置,其中上述原料投 入機構叹於與使上述基板浸入上述、熔液之基板浸潰機構 不同之位置。 8 ·如申请專利範圍第1項之薄板製造裝置,其中上述坩堝位 於上述基板浸潰機構使基板浸入溶液之浸潰位置時進行 上述薄板之形成,上述坩堝位於與上述浸潰位置不同處 時’進行上述追加原料投入上述坩堝。 9·如申請專利範圍第1項之薄板製造裝置,其中於可與具有 87974 200415801 上述基板浸漬機構之主室保持獨 上述追加原科投入上述坩堝。 立氣氣之副室内 進行 10·如申請專利範 有上述原科投 圚第9項之薄板製造裝置 入機構。 其甲上述副室具 11 ·如_請專利範園第9項 入;〃板氣以裝置,其中上述原料投 :構:有··原料投入室;更換機構,其係使上述原料 ::室内部之氣氛與上述副室内之氣氛相同者;及隔開 幾係隔開上述原料投入室與上述副室之間者。 .…青專利範圍第!項之薄板製造裝置,其中具有至少2 個上述坩堝。 13.如申請專利範園第12項之薄板製造裝置,其中可使複數 上述掛堝並置於1個上述副室内。 14·如中請專利_第12項之薄板製造裝置,其中與上述掛 禍具有同數上述坩堝移動機構。 15. 如申請專利範圍第14項之薄板製造裝置,其中與上述坩 禍具有同數上述原料投入機構。 16. 如申請專利範圍第15項之薄板製造裝置,其中與上述坩 堝具有同數上述副室。 一種薄板製造方法,其係藉由使保持於基板浸潰機構之 基板浸入坩堝内熔液,於上述基板表面形成薄板者,其 特徵在於: 於與上述浸潰位置不同之位置,加熱熔解上述坩堝内之 固體原料。 Μ.如申請專利範圍第17項之薄板製造方法,其中上述加熱 87974 2〇〇4158〇1 熔解處為副室内,其係可與主室保持獨立氣氛者。 19·如申請專利範圍第17項之薄板製造方法,其中具有將追 加原料投入上述掛禍之步驟。 、 2〇.如申請專利範圍第17項之薄板製造方法,其中具有: 於上述浸潰位置製作上述薄板之步驟; 使上述坩堝移動至原料投入位置之步驟; 將上述追加原料投入上述坩堝之步驟;及 使上述掛瑪移動至浸潰位置之步驟。 21·如申請專利範圍第17項之薄板製造方法,其中具有: 於上述浸潰位置用—個㈣製作上述薄板之步驟; 使上述一個坩堝移動至一個原料投入位置之步驟; 將上述追加原料投入上述一個坩堝之步驟:f 使上述一個坩堝移動至上述浸漬位置之步驟. 位置用與上述一個掛螞不同之其他-個掛 碼1作上述薄板之步驟; 二上:其他一個堦螞移動至與上述-個原料投入位置 、问<其他一個原料投入位置之步驟; 加原料投入上述其他一個掛螞之步驟,·及 ㈣至上述浸潰位置之步评。 22·如申請專利範園第21項之薄板製造方法,^ 至少任何-個步驟: ,、中進订下列 7 7]^ Jl it : 仃用上述一個坩堝製作上述薄板之步 原料扠入上逑其他一個坩堝之步驟; 加熱椒解投入上逑其他一個坩堝之追加原料之步驟; 87974 200415801 使保持於上述其他一個坩堝内之熔液溫度穩定之步驟。 23·如申請專利範圍第h項之薄板製造方法,其中進行使上 述一個掛禍移動至上述浸潰位置之步驟時,進行使與上 述一個坩堝不同之其他一個坩堝移動 ’、 投入a逆 ^ 之與上述一個原料 仅置不同(其他一個原料投入位
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Families Citing this family (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2009054769A (ja) * 2007-08-27 2009-03-12 Sharp Corp 薄板製造装置および薄板製造方法
WO2014001886A1 (en) 2012-06-27 2014-01-03 Rgs Development B.V. Film of polycrystalline semiconductor material, method of making same and orienting/undercooling molds therefor, and electronic device
WO2014001888A1 (en) 2012-06-27 2014-01-03 Rgs Development B.V. Film of polycrystalline semiconductor material, method of making same and undercooling molds therefor, and electronic device

Family Cites Families (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP3656821B2 (ja) * 1999-09-14 2005-06-08 シャープ株式会社 多結晶シリコンシートの製造装置及び製造方法
JP4121697B2 (ja) * 1999-12-27 2008-07-23 シャープ株式会社 結晶シートの製造方法およびその製造装置
JP3788907B2 (ja) * 2000-12-05 2006-06-21 シャープ株式会社 結晶シート製造装置および結晶シート製造方法
JP3973852B2 (ja) * 2001-03-26 2007-09-12 神鋼電機株式会社 半導体基材製造装置
JP4039057B2 (ja) * 2001-12-27 2008-01-30 神鋼電機株式会社 析出用基板
JP4061913B2 (ja) * 2002-01-31 2008-03-19 神鋼電機株式会社 析出板製造装置

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