(57)【要約】【課題】安価に、一方向凝固性の良好な組織を有する多結晶シリコンインゴットを得るための鋳型及びそれを用いた多結晶シリコンの製造方法を提供する。【解決手段】底部と側部とを有するとともに、内部にシリコン融液を保持・凝固させる鋳型１であって、鋳型１の内側の表面と鋳型１の外側の表面との間に一定の温度差を付与したとき、側部を通過する単位時間・単位面積当たりの熱量Ｑｓ１と、底部を通過する単位時間・単位面積当たりの熱量Ｑｂ１との間に、Ｑｓ１＜Ｑｂ１の関係が成り立つ。【選択図】図１
2006282495.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
底部と側部とを有するとともに、内部にシリコン融液を保持・凝固させる鋳型であって、
前記鋳型の内側の表面と該鋳型の外側の表面との間に一定の温度差を付与したとき、
前記側部を通過する単位時間・単位面積当たりの熱量Ｑｓ１と、
前記底部を通過する単位時間・単位面積当たりの熱量Ｑｂ１との間に、
Ｑｓ１＜Ｑｂ１の関係が成り立つ鋳型。
【請求項２】
前記熱量Ｑｓ１は、前記鋳型の開口部側の方が前記底部側よりも小さい請求項１に記載の鋳型。
【請求項３】
底面部材から成る底部と、前記底面部材の外周部に立設した側面部材から成る側部と、を有するとともに、内部にシリコン融液を保持・凝固させる鋳型であって、
前記側面部材の内面と該側面部材の外面との間に一定の温度差ΔＴを付与したときに、該側面部材を通過する単位時間、単位面積当たりの熱量Ｑｓ２と、
前記底面部材の内面と該底面部材の外面との間に前記温度差ΔＴを付与したときに、該底面部材を通過する単位時間、単位面積当たりの熱量Ｑｂ２との間に、
Ｑｓ２＜Ｑｂ２の関係が成り立つ鋳型。
【請求項４】
前記熱量Ｑｓ２は、前記鋳型の開口部側の方が前記底部側よりも小さい請求項３に記載の鋳型。
【請求項５】
前記側面部材の熱伝導率λｓと、前記底面部材の熱伝導率λｂとの間に
λｓ＜λｂの関係が成り立つ請求項３又は請求項４に記載の鋳型。
【請求項６】
前記側面部材の厚みｄｓと、前記底面部材の厚みｄｂとの間に
ｄｓ＞ｄｂの関係が成り立つ請求項３から請求項５のいずれか一項に記載の鋳型。
【請求項７】
前記側面部材は、前記底面部材の外周部と当接する箇所に、スリット構造が設けられている請求項３から請求項６のいずれか一項に記載の鋳型。
【請求項８】
前記底面部材の外周部と前記側面部材との間に、前記底面部材よりも熱伝導率の小さい介在部材が設けられている請求項３から請求項７のいずれか一項に記載の鋳型。
【請求項９】
内側の表面に離型材が形成されて成るとともに、
前記離型材は、前記側部における厚みｔｓと、前記底部における厚みｔｂとの間に、
ｔｓ＞ｔｂの関係が成り立つ請求項１から請求項８のいずれか一項に記載の鋳型。
【請求項１０】
請求項１から請求項９のいずれか一項に記載の鋳型の内部にシリコン融液を保持・凝固させて製造する多結晶シリコンインゴットの製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、太陽電池用シリコン基板などに用いられる多結晶シリコンインゴットを製造するのに適した鋳型及びこれを用いた多結晶シリコンインゴットの製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
太陽電池はクリーンな石油代替エネルギー源として小規模な家庭用から大規模な発電システムまでの広い分野でその実用化が期待されている。これらは使用原料の種類によって結晶系、アモルファス系、化合物系などに分類され、なかでも現在市場に流通しているものの多くは結晶系シリコン太陽電池である。この結晶系シリコン太陽電池はさらに単結晶型と多結晶型に分類されている。単結晶シリコン太陽電池は基板の品質が良いために変換効率の高効率化が容易であるという長所を有する反面、基板の製造コストが高いという短所を有する。
【０００３】
これに対して多結晶シリコン太陽電池は従来から市場に流通してきたが、近年、環境問題への関心が高まる中でその需要は増加しており、より低コストで高い変換効率が求められている。こうした要求に対処するためには多結晶シリコン基板の低コスト化、高品質化が必要であり、高品質のシリコンインゴットを歩留良く製造することが求められている。
【０００４】
多結晶シリコン太陽電池に用いる多結晶シリコン基板は一般に鋳造法と呼ばれる方法で製造される。この鋳造法は、離型材を塗布した石英などからなる鋳型内に高温で加熱溶解させたシリコン融液を注湯して鋳型底部より一方向凝固させたり、シリコン原料を鋳型内に入れて一旦溶解した後、再び底部より一方向凝固させたりして、シリコンインゴットを形成する方法である。このシリコンインゴットの端部を除去し、所望の大きさに切断して切り出し、切り出したシリコンインゴットを所望の厚みにスライスして太陽電池を形成するための多結晶シリコン基板を得る。
【０００５】
このような特性に優れた多結晶シリコンインゴットを得るためには、一様な凝固速度、一様な成長方向で、シリコン融液を冷却固化させることが理想とされる。鋳型内でシリコン融液を冷却固化する多結晶シリコンの鋳造法においては、融液の抜熱を鋳型底部から行い、シリコンの結晶を鋳型底部から上方へ向けて一方向に成長させることが好ましい。シリコン結晶が鋳型側部から鋳型中央に向けて成長した一方向性の悪いシリコンインゴットでは、固化したシリコン結晶に取り囲まれるように内部に取り残されたシリコン融液が固化する際に凝固膨張するため、周囲のシリコン結晶が割れてしまう問題がある。また、鋳型上面を常時加熱し融液が内部に取り残されないように凝固させれば、前述のシリコンインゴットの割れの問題は回避できるが、鋳型側部から成長したシリコン結晶と、鋳型底部から成長したシリコン結晶の境界部分では、結晶品質が低下したり、凝固偏析現象によって融液から排斥される不純物が、前述の境界部分に集中するなどして、インゴット品質が低下する問題がある。
【０００６】
そのため、一方向凝固組織を有するシリコンインゴットを鋳造するために、様々な鋳造装置や鋳造方法が公開されている。
【０００７】
従来におけるシリコン鋳造装置を図１２に示す。
【０００８】
この鋳造装置は、加熱機能を有する上部室１０１と、冷却機能を有する下部室１０２とを断熱材による隔壁１０３で仕切られ、この隔壁１０３の中央部に上部室１０１と下部室１０２の間を鋳型１０８が通過するための連通経路１０５が配置されている。また、鋳型１０８は、断熱材１１０と熱伝導性が良い材質から成る置台１０６を介して昇降機１０７に置載されている。また、連通経路１０５の周囲を囲む位置に冷却板１１１が設置されている（例えば、特許文献１参照）。
【０００９】
図１２において、上部室１０１で鋳型１０８内のシリコン１０９を溶解し、凝固の進行に伴って、置台１０６の上に置載された鋳型１０８が、昇降機１０７により、冷却板１１１に囲まれた連通経路１０５に下降されて、熱伝導率が良い置台１０６を冷却域に露出することによって、鋳型底部からシリコン融液の冷却を可能としている。
【００１０】
このように、置台１０６の下降量や下降速度、また断熱材１１０厚みや上部室１０１内の温度や、冷却板１１１の温度をコントロールすることにより、凝固速度や固液界面の温度勾配を制御している。
【特許文献１】特開２００２−２９３５２６公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１１】
上述した図１２に示すような凝固装置を用いれば、凝固速度：Ｘ（ｍ／ｓ）と、固液共存域の温度勾配：Ｇ（Ｋ／ｓ）をそれぞれ独立に制御して、Ｇ／Ｘ比が大きくなるように調整できるので、鋳型底部から上方にかけて、凝固方向が一様な柱状組織を有するシリコンインゴットを得られるようになるが、装置が大型、複雑化し、装置導入の初期投資に費用が嵩らむことになり、製造コストの増加を招く。
【００１２】
また、凝固中に置台を昇降機によって、昇降移動をするので、駆動シリンダー部のリークが懸念される。
【００１３】
また、冷却域に通じる、鋳型移動口のサイズを容易に改造したり、変更することができないので、種々のインゴットサイズに柔軟に対応できなかったりするという課題が残る。
【００１４】
また、特許文献１の実施形態の事例に記載されているように、従来の鋳型は、シリカなどの一体成型品を用いることが多い。このような一体成型鋳型は、鋳型の底と側面が同質材料から成るので、冷却板からの負の熱は、殆ど抵抗なく鋳型側面に伝熱される。このような鋳型を用いた場合、上述したような凝固速度や温度勾配を独立に制御可能とする特別な一方向凝固炉を用いない限り、鋳型の側壁に近い部分の凝固組織は底面に垂直な柱状組織が成長し、鋳型底部の全領域から、上部に向けて柱状組織を有する一方向凝固多結晶シリコンインゴットを得るのは難しくなる。
【００１５】
本発明は係る事情に鑑み、安価に、一方向凝固性の良好な組織を有する多結晶シリコンインゴットを得るための鋳型及びそれを用いた多結晶シリコンの製造方法を提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【００１６】
以上の目的を解決するために、本発明の請求項１に係る鋳型は、底部と側部とを有するとともに、内部にシリコン融液を保持・凝固させる鋳型であって、前記鋳型の内側の表面と該鋳型の外側の表面との間に一定の温度差を付与したとき、前記側部を通過する単位時間・単位面積当たりの熱量Ｑｓ１と、前記底部を通過する単位時間・単位面積当たりの熱量Ｑｂ１との間に、Ｑｓ１＜Ｑｂ１の関係が成り立つようにした。
【００１７】
本発明の請求項２に係る鋳型は、本発明の請求項１に記載の鋳型であって、前記熱量Ｑｓ１は、前記鋳型の開口部側の方が前記底部側よりも小さくなるようにした。ここで、本文中、側面部及び／又は側面部材の下端を０％、側面部及び／又は側面部材の上端を１００％としたときに、５０％未満の領域における放熱量の平均をＱｓｂ１、Ｑｓｂ２、５０％以上１００％の領域における放熱量の平均をＱｓｔ１、Ｑｓｔ２とした。
【００１８】
本発明の請求項３に係る鋳型は、底面部材から成る底部と、前記底面部材の外周部に立設した側面部材から成る側部と、を有するとともに、内部にシリコン融液を保持・凝固させる鋳型であって、前記側面部材の内面と該側面部材の外面との間に一定の温度差ΔＴを付与したときに、該側面部材を通過する単位時間、単位面積当たりの熱量Ｑｓ２と、前記底面部材の内面と該底面部材の外面との間に前記温度差ΔＴを付与したときに、該底面部材を通過する単位時間、単位面積当たりの熱量Ｑｂ２との間に、Ｑｓ２＜Ｑｂ２の関係が成り立つようにした。
【００１９】
本発明の請求項４に係る鋳型は、前記熱量Ｑｓ２は、前記鋳型の開口部側の方が前記底部側よりも小さくなるようにした。
【００２０】
本発明の請求項５に係る鋳型は、請求項３又は請求項４に記載の鋳型であって、前記側面部材の熱伝導率λｓと、前記底面部材の熱伝導率λｂとの間にλｓ＜λｂの関係が成り立つようにした。
【００２１】
本発明の請求項６に係る鋳型は、請求項３から請求項５のいずれか一項に記載の鋳型であって、前記側面部材の厚みｄｓと、前記底面部材の厚みｄｂとの間にｄｓ＞ｄｂの関係が成り立つようにした。
【００２２】
本発明の請求項７に係る鋳型は、請求項３から請求項６のいずれか一項に記載の鋳型であって、前記側面部材は、前記底面部材の外周部と当接する箇所に、スリット構造が設けられているようにした。
【００２３】
本発明の請求項８に係る鋳型は、請求項３から請求項７のいずれか一項に記載の鋳型であって、前記底面部材の外周部と前記側面部材との間に、前記底面部材よりも熱伝導率の小さい介在部材が設けられているようにした。
【００２４】
本発明の請求項９に係る鋳型は、請求項１から請求項８のいずれか一項に記載の鋳型であって、内側の表面に離型材が形成されて成るとともに、前記離型材は、前記側部における厚みｔｓと、前記底部における厚みｔｂとの間に、ｔｓ＞ｔｂの関係が成り立つようにした。
【００２５】
本発明の請求項１０に係る多結晶シリコンインゴットの製造方法は、請求項１から請求項９のいずれか一項に記載の鋳型の内部にシリコン融液を保持・凝固させて製造するようにした。
【発明の効果】
【００２６】
以上のように、本発明の鋳型は、底部と側部とを有するとともに、内部にシリコン融液を保持・凝固させる鋳型であって、前記鋳型の内側の表面と該鋳型の外側の表面との間に一定の温度差を付与したとき、前記側部を通過する単位時間・単位面積当たりの熱量Ｑｓ１と、前記底部を通過する単位時間・単位面積当たりの熱量Ｑｂ１との間に、Ｑｓ１＜Ｑｂ１の関係が成り立つようにした。
【００２７】
又は、本発明の鋳型は、底面部材から成る底部と、前記底面部材の外周部に立設した側面部材から成る側部と、を有するとともに、内部にシリコン融液を保持・凝固させる鋳型であって、前記側面部材の内面と該側面部材の外面との間に一定の温度差ΔＴを付与したときに、該側面部材を通過する単位時間、単位面積当たりの熱量Ｑｓ２と、前記底面部材の内面と該底面部材の外面との間に前記温度差ΔＴを付与したときに、該底面部材を通過する単位時間、単位面積当たりの熱量Ｑｂ２との間に、Ｑｓ２＜Ｑｂ２の関係が成り立つようにした。
【００２８】
このような本発明の鋳型を用いることによって、鋳型側面からの抜熱量が抑制されるため、鋳型側面から結晶が成長することを抑制でき、一方向凝固性が大いに改善できる。したがって、鋳型側面から成長したシリコン結晶と鋳型底面から成長したシリコン結晶の境界部分で、結晶品質が低下したり、凝固偏析現象によって融液中へ排斥される不純物が前述の境界部分に集中したりするなどして多結晶シリコンインゴット品質が低下する問題を抑制することができる。
【００２９】
また、側面からの抜熱を抑制しつつ、底面からの抜熱を促進させることにより、鋳型内のシリコン融液を鋳型底部から冷却固化させることができるため、従来に比べシリコン融液の冷却固化時間が長くなることなく、一方向性の良い高品質の多結晶シリコンインゴットを得ることが可能となる。
【００３０】
さらに、凝固界面が凹面になるのを防止することができ、多結晶シリコンインゴット上端での最終凝固の不均一性がなくなるためシリコンの凝固膨張による残留応力が生じにくく、インゴットのクラック発生を抑制することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３１】
以下、図面を参照して本発明の実施の形態を説明する。
【００３２】
図１は、本発明の鋳型を説明する図であり、図１（ａ）は、鋳型の一例を示す斜視図であり、図１（ｂ）は図１（ａ）のＡ−ａ矢視方向の断面図である。
【００３３】
図１（ａ）に示されるように、鋳型１を構成する鋳型部材は、鋳型１の底部を構成する底面部材２と鋳型１の側部を構成する側面部材３とからなる。側面部材３は、図１（ａ）に示されるように四つの面からなる角筒型形状であってもよいし、加えて角にＲ形状があってもよく、また円筒形状であっても構わない。さらに、この側面部材３は一体型構造であってもよいし、四枚の部材を組み合わせた組立構造であっても構わない。
【００３４】
これらの鋳型部材を組み立てるには、例えば、底面部材２と側面部材３は、ボルト（不図示）などで固定することによって分割可能に組み立てられたり、底面部材２と側面部材３が丁度嵌まる枠部材（不図示）などで固定したりすることによって分割可能に組み立てられる。
【００３５】
鋳型部材の材質としては、石英、溶融シリカなどの二酸化珪素や黒鉛など、耐熱性に富む材質を用いることができる。
【００３６】
鋳型１の内表面には、離型材４を含む層が設けられている。このような離型材４によって、鋳型１の内部のシリコン融液を凝固した後に鋳型１の内壁とシリコンインゴットとが融着することがなく、シリコンインゴットにひびや割れを発生させることなく取り出すことができる。このような離型材の層としては、窒化珪素、炭化珪素、酸化珪素などの各粉体、又は混合粉を適当な有機バインダーと溶剤とから構成される溶液中に混合・攪拌してスラリーとした離型材を、へらや刷毛、スプレーなどを用いて鋳型１の内面に塗布・乾燥して被覆したものを用いることができる。乾燥方法としては、自然乾燥又は、ホットプレート、オーブンなどの従来周知の方法を用いることができる。バインダーには、ＰＶＡ（ポリビニルアルコール）、ＰＶＢ（ポリビニルブチラール）、ＭＣ（メチルセルロース）、ＣＭＣ（カルボキシメチルセルロース）、ＥＣ（エチルセルロース）、ＨＰＣ（ヒドロキシフ゜ロピルセルロース）、ワックスなどが一般的に使用される。また、有機バインダー溶液を混合してスラリー状にした離型材を被覆するような場合、その後の加熱で有機バインダーの熱分解性生成物がシリコン融液中に混入することを防止するために、前述の乾燥処理の後脱脂処理が行われる。鋳型１の内表面への離型材の塗布は、スラリーを塗布するだけではなく、プラズマ溶射等を用いて直接、離型材４の層を設けても良い。
【００３７】
図２に本発明の鋳型を適用可能な、多結晶シリコンインゴット鋳造用のシリコン鋳造装置を示す。（図中、１は鋳型、２は底面部材、３は側面部材、４は離型材、５は断熱材、６は鋳型加熱手段、７は冷却手段、１０はシリコン融液である。）
鋳型１の内部はシリコン融液が保持され、凝固させて多結晶シリコンインゴットを得ることができる。このようなシリコン融液は、外部の溶融坩堝（不図示）内で溶融させたシリコンを注湯するようにしてもよいし、この鋳型１の内部にシリコン原料を保持して外部から加熱溶融してシリコン融液とするようにしてもよい。
【００３８】
鋳型１の側部には、外周を囲繞するように鋳型断熱材５が設けられる。この鋳型断熱材５を設ける目的は、シリコン融液を鋳型１に保持したときに、鋳型１の側部からの抜熱を抑制し、後述する鋳型加熱手段６と冷却手段７とによる一方向凝固を行いやすくするためである。鋳型断熱材５としては、グラファイトフェルトなどカーボンを主成分とする材質が望ましく、特にその表面をカーボンの粉体でコーティング処理を行ったものを用いれば、シリコン融液が付着したときに、劣化するという問題を減少させることができるので望ましい。
【００３９】
鋳型１の上方には鋳型加熱手段６が配置される。この鋳型加熱手段６により鋳型１の内部に保持したシリコン融液に対し上部から熱を供給することによって、その凝固を制御し、一方向凝固を行うことができる。具体的には、例えば、抵抗加熱式のヒーターや誘導加熱式のコイルなどを用いることができる。
【００４０】
そして、鋳型１の下方には冷却手段７が設けられている。冷却手段７は鋳型１の内部に保持したシリコン融液１０に対して、その下方から抜熱するという作用を有しており、上述の鋳型加熱手段６によって同時に加熱することによって、シリコン融液１０の下部から上部へと向けて一方向凝固を行うことができる。冷却手段７としては、例えばステンレス（ＳＵＳ）などの金属板を用いることができ、内部に水などの冷媒を循環させるなどして、鋳型１の内部のシリコン融液から効果的に抜熱できるように構成されている。
【００４１】
以下、本発明に係る鋳型の詳細な構成について説明する。
【００４２】
本発明に係る鋳型は、図１（ｂ）に示すように鋳型１の内側の表面と鋳型１の外側の表面との間に一定の温度差ΔＴを付与したとき、側部を通過する単位時間・単位面積当たりの熱量Ｑｓ１と、底部を通過する単位時間・単位面積当たりの熱量Ｑｂ１との間に、Ｑｓ１＜Ｑｂ１の関係が成り立つように構成されている。
【００４３】
このような本発明の鋳型によれば、図２に示すような多結晶シリコンインゴットの鋳造工程、すなわち、鋳型１内でシリコン融液１０を冷却固化する工程中又は固化した高温のシリコンの結晶を冷却する工程中に、鋳型１の内表面から外表面に向けて単位時間、単位面積当たりに放熱される熱量において、側部を通って放熱される熱量よりも底部を通って放熱される熱量の方が大きくすることができる。
【００４４】
これによって、鋳型１の側部からの抜熱量が抑制され、鋳型１の内側面から結晶が成長せずに一方向凝固性が大いに改善できるため、鋳型１の内側面から成長したシリコン結晶と鋳型１の内底面から成長したシリコン結晶の境界部分で、結晶が微細化して品質が低下する問題や、凝固偏析現象によって融液から排斥される不純物が前述の境界部分に集中するなどしてインゴット品質が低下するといった問題を抑制することができる。また、底面からの抜熱を促進し、鋳型１内のシリコン融液を鋳型１の内底面から冷却固化させることができるため、シリコン融液の冷却固化時間が長くなることなく、一方向性の良い高品質のシリコンインゴットを得ることが可能となる。また、凝固界面が凹面になるのを防止することができ、シリコンインゴット上端での最終凝固の不均一性がなくなるためシリコンの凝固膨張による残留応力が生じにくく、インゴットのクラック発生を抑制することができる。
【００４５】
この場合、特に側部を通過する単位時間・単位面積当たりの熱量Ｑｓ１は、鋳型の開口部側の方が底部側よりも小さくした方が好ましい。図４は本発明に係る鋳型の一例で、１は鋳型、２は底面部材、３は側面部材、４は離型材、Ｔ１は内面側温度、Ｔ２は外面側温度、Ｑｂ１は底面部材を通過する単位時間・単位面積あたりの熱量、Ｑｓｔ１は開口部側の鋳型側部を通過する単位時間・単位面積あたりの熱量、Ｑｓｂ１は底部側の鋳型側部を通過する単位時間・単位面積あたりの熱量である。
【００４６】
このように、鋳型１の内側の表面と鋳型１の外側の表面との間に一定の温度差Δｔを付与したとき、側部の開口部側および底部側を通過する単位時間・単位面積当たりの熱量Ｑｓｔ１、Ｑｓｂ１のうち、鋳型の開口部側の熱量Ｑｓｔ１の方が底部側の熱量Ｑｓｂ１よりも小さいようにした。
【００４７】
この結果、開口部側の熱量Ｑｓｔ１と底部側の熱量Ｑｓｂ１の差異により、鋳型の側部において、底部側からの一方向性の抜熱を促進させることができる。さらに、鋳型底部における熱量Ｑｂ１は、鋳型側部の熱量Ｑｓ１よりも抜熱量が少ないため、ここでも鋳型底部から開口部にかけての一方向性を確保できるため、これらの相乗作用によって、底部からの冷却を促し、一方向性凝固をより促進させることができるからである。それゆえ、上述の効果に加え、より高品質なインゴットを短時間で得ることができる。以降、説明簡略化のために、上記の作用効果を抜熱バランスがよいと呼ぶこととする。
【００４８】
例えば、シリカ等を鋳型部材として使用した場合、溶融シリカ（熱伝導率：約０．６〜１．０Ｗ・ｍ−１・Ｋ−１）の気孔率を変化させることによって上記構成を得ることができる。
【００４９】
さらに、炭素繊維強化炭素材料（熱伝導率：約１１０〜１７０Ｗ・ｍ−１・Ｋ−１）を使用した場合は、炭素繊維の織り込み方を変化させることによって、熱伝導率を変化させることも可能である。
【００５０】
上述のように、本発明の鋳型は、鋳型形状として存在している場合の、所定条件における側部を通過する熱量Ｑｓ１と、底部を通過する熱量Ｑｂ１とを規定している。このようにすることで、結晶シリコンインゴットの鋳造工程における、底部と側部とから放熱される熱量を正確に最適化することができる。そこで、鋳型がこのような規程を満たしているかどうか確認するためには、鋳型形状で測定を行う必要があり、実際に鋳型を作製するに当たっては、次に示すような構成とすることでより簡略化することができる。
【００５１】
図３に本発明に係る側面部材及び底面部材を熱が通過する様子を示す模式的な概念図を示す。図３（ａ）は側面部材又は底面部材で熱が通過する様子を示し、図３（ｂ）は、図３（ａ）の部材を組み立てて鋳型としたときに鋳型内部から外部へと熱が通過する様子を示す。図中、２は底面部材、３は側面部材、３ａは開口部側の側面部材、３ｂは底部側の側面部材、Ｔ１は内面側温度、Ｔ２は外面側温度、Ｑｂ２は底面部材を通過する単位時間・単位面積あたりの熱量、Ｑｓ２は側面部材を通過する単位時間・単位面積あたりの熱量、Ｑｓｔ２は開口部側の側面部材を通過する単位時間・単位面積あたりの熱量、Ｑｓｂ２は底部側の側面部材を通過する単位時間・単位面積あたりの熱量である。
【００５２】
図３に示すように、側面部材３の内面と外面との間に一定の温度差ΔＴを付与したときに、側面部材３を通過する単位時間、単位面積当たりの熱量Ｑｓ２と、底面部材２の内面と外面との間に側面部材３に付与したのと同じ温度差ΔＴを付与したときに、底面部材２を通過する単位時間、単位面積当たりの熱量Ｑｂ２との間に、Ｑｓ２＜Ｑｂ２の関係が成り立つようにすれば、多結晶シリコンインゴットの鋳造工程に上述した機能を有する本発明の鋳型を構成することができるのでより一層望ましい。すなわち、鋳型形状に組み立てる以前の、側面部材３、底面部材２の状態の場合で、本発明の鋳型を構成することができるかどうかを判断することができるというメリットがある。
【００５３】
以上のような構成を有する本発明の鋳型を実現するためには、以下に示す方法を用いることが効果的である。なお、以下に示す方法の一つに限らず、複数の方法を同時に併用することが望ましい。
【００５４】
まず、鋳型１の側部を構成する側面部材３及び底部を構成する底面部材２を選択する場合において、側面部材３の熱伝導率λｓと、底面部材２の熱伝導率λｂとの間にλｓ＜λｂの関係が成り立つような材質を選択することが望ましい。このようにすれば、底部から放熱される熱量が側部から放熱される熱量よりも大きくなる本発明の構成を形成する効果が高い。
【００５５】
このような側面部材３と底面部材２としては、例えば、二酸化珪素を主成分とする材質から選択する場合、側面部材３を溶融シリカ（熱伝導率：約０．６〜１．０Ｗ・ｍ−１・Ｋ−１）とし、底面部材２を石英ガラス（熱伝導率：約２．５Ｗ・ｍ−１・Ｋ−１）とすればよく、ガスバーナーによる溶接などを用いて鋳型１の形状に組み立てることができる。また、炭素系の材料を主成分とする材質から選択する場合、底面部材２を黒鉛（熱伝導率：約１１０〜１７０Ｗ・ｍ−１・Ｋ−１）とし、側面部材３を炭素繊維強化炭素材料（熱伝導率：約１〜３０Ｗ・ｍ−１・Ｋ−１）とすればよい。このように同じ成分の材質から選択することが、部材同士の溶接が容易である等の理由から望ましい。
【００５６】
また、側面部材３の厚みｄｓと、底面部材２の厚みｄｂとの間にｄｓ＞ｄｂの関係が成り立つようにすることで、底部から放熱される熱量が側部から放熱される熱量よりも大きくなる本発明の構成を形成する効果が高い。実際の厚みは、鋳造の工程で用いるシリコン融液、シリコンインゴットを安定して保持できる厚みとすればよく、例えば、溶融シリカを用いて構成する場合、側面部材３の厚みｄｓ、底面部材２の厚みｄｂは４ｍｍ以上とし、上述のｄｓ＞ｄｂとなるような範囲から選択すればよい。なお、ｄｓとｄｂのそれぞれの厚みの上限は２０ｍｍとすればよい。これ以上の厚みだと部材の取り扱いが不便となるためである。
【００５７】
なお、側面部材３の厚みｄｓと底面部材２の厚みｄｂとの間には、１．２ｄｂ＜ｄｓ＜３ｄｂの関係が成り立つようにすることが望ましい。側面部材３の厚みｄｓが底面部材２の厚みｄｂの１．２倍以下では、側面と底面の抜熱量の差が小さく、十分な一方向性の良いシリコンインゴットを得ることが難しく、一方、側面部材３の厚みｄｓが底面部材２の厚みｄｂの３倍以上では、鋳型１の側面部材３の厚みが必要以上に厚くなり、取り扱いが不便になるためである。
【００５８】
また、上述のように底面部材２と側面部材３の熱伝導率を変えた材質を用いて構成する場合、厚みの差を組み合わせることによってさらに効果を奏する。例えば、底面部材２は厚みｄｂを小さくするとともに熱伝導率λｂの高い材質を用い、側面部材３は厚みを大きくするとともに熱伝導率λｓの低い材質を用いるようにすれば、鋳型１の底部から放熱される熱量が鋳型１の側部から放熱される熱量よりも大きくする効果がより一層高くなる。
【００５９】
ここで、側面部材を通過する単位時間・単位面積当たりの熱量Ｑｓ２は、鋳型の開口部側の方が底部側よりも小さくした方が好ましい。図５に本発明に係る一実施形態を示す鋳型を示す。図５において、１は鋳型、２は底面部材、３は側面部材、３ａは開口部側の側面部材、３ｂは底部側の側面部材、４は離型材である。
【００６０】
図中、側面部材３は、開口部側に設けられた側面部材３ａと底部側に設けられた側面部材３ｂとから構成されているが、これに限定されることなく、通過する熱量の異なる複数種類の側面部材３を用いてもよい。
【００６１】
より好ましい形態として、図３に示すように、開口部側の側面部材３ａ、底部側の側面部材３ｂの内面と外面との間に一定の温度差ΔＴを付与したときに、開口部側の側面部材３ａ、底部側の側面部材３ｂを通過する単位時間、単位面積当たりの熱量Ｑｓｔ２、Ｑｓｂ２とすると、Ｑｓｔ２＜Ｑｓｂ２の関係を有していることが好ましい。
【００６２】
そして、底面部材２の内面と外面との間に側面部材３に付与したのと同じ温度差ΔＴを付与したとき、底面部材２を通過する単位時間、単位面積当たりの熱量Ｑｂ２との間で、Ｑｓ２＜Ｑｂ２の関係が成立しているため、Ｑｓｔ２＜Ｑｓｂ２＜Ｑｂ２の関係が成り立つようにすれば、多結晶シリコンインゴットの鋳造工程に上述した機能を有する本発明の鋳型を構成することができるのでより一層望ましい。
【００６３】
上述した、側面部材３の開口部側と、底部側とで抜熱量を変化させた鋳型１を実現するためには、以下に示す方法を用いることが効果的である。なお、以下に示す方法の一つに限らず、複数の方法を同時に併用することが望ましい。
【００６４】
第一の方法として、側面部材３の熱伝導率を変化させることが挙げられる。鋳型１の側部を構成する開口部側の側面部材３ａ、底部側の側面部材３ｂ及び底部を構成する底面部材２を選択する場合において、開口部側の側面部材３ａの熱伝導率λｓｔと、底部側の側面部材３ｂの熱伝導率λｓｂと、底面部材２の熱伝導率λｂとの間にλｓｔ＜λｓｂ＜λｂの関係が成り立つような材質を選択することが望ましい。このようにすれば、底部から放熱される熱量が側部から放熱される熱量よりも大きく、抜熱バランスの適した鋳型を効果的に作製することができる。図５に示すような鋳型１開口部側の側面部材３ａ、底部側の側面部材３ｂと底面部材２としては、例えば、二酸化珪素を主成分とする材質から選択する場合、開口部側の側面部材３ａ、底部側の側面部材３ｂを熱伝導率が異なる２種類の溶融シリカ（熱伝導率：約０．６〜１．０Ｗ・ｍ−１・Ｋ−１）とし、底面部材２を石英ガラス（熱伝導率：約２．５Ｗ・ｍ−１・Ｋ−１）とすればよく、ガスバーナーによる溶接などを用いて鋳型１の形状に組み立てることができる。そして、炭素系の材料を主成分とする材質から選択する場合、底面部材２を黒鉛（熱伝導率：約１１０〜１７０Ｗ・ｍ−１・Ｋ−１）とし、開口部側の側面部材３ａ、底部側の側面部材３ｂを熱伝導率が異なる２種類の炭素繊維強化炭素材料（熱伝導率：約１〜３０Ｗ・ｍ−１・Ｋ−１）とすればよい。このように、同じ成分の材質から選択することが、部材同士の溶接が容易である等の理由から望ましい。また、炭素系の材料を主成分とする材質から選択した場合には、ボルト（不図示）などで固定してもよい。
【００６５】
第二の方法として鋳型部材の厚みを変化させることが挙げられる。鋳型１の開口部側の側面部材３ａの最大厚みｄｓｔと、底部側の側面部材３ｂの最大厚みｄｓｂと、底面部材２の厚みｄｂとの間にｄｓｔ＞ｄｓｂ＞ｄｂの関係が成り立つようにすることで、底部から放熱される熱量が側部から放熱される熱量よりも大きくなる本発明の構成を形成する効果が高い。実際の厚みは、鋳造の工程で用いるシリコン融液、シリコンインゴットを安定して保持できる厚みとすればよく、例えば、溶融シリカを用いて構成する場合、開口部側の側面部材３ａの最大厚みｄｓｔと、底部側の側面部材３ｂの最大厚みｄｓｂ、底面部材２の厚みｄｂは４ｍｍ以上とし、上述のｄｓｔ＞ｄｓｂ＞ｄｂとなるような範囲から選択すればよい。なお、ｄｓｔとｄｓｂとｄｂのそれぞれの厚みの上限は２０ｍｍとすればよい。これ以上の厚みだと部材の取り扱いが不便となるためである。
【００６６】
第三の方法として、上述した方法を組み合わせ、さらに効果を向上させることができる。例えば、底面部材２は厚みｄｂを小さくするとともに熱伝導率λｂの高い材質を用い、開口部側の側面部材３ａ、底部側の側面部材３ｂは厚みを大きくするとともに熱伝導率λｓｔ、λｓｂの低い材質を用いるようにすれば、鋳型１の底部から放熱される熱量が鋳型１の側部から放熱される熱量よりも大きくする効果がより一層高くすることができる。このような、複数の組み合わせによる場合であっても、開口部側の熱量Ｑｓｔ２、底部側の熱量Ｑｓｂ２は、上述した各々の領域で複数の部材の熱伝導率を各々の体積と比較すれば各部材を通過する熱量を算出することができる。
【００６７】
図６に本発明に係る他の実施形態を示す鋳型を示す。図６において、１は鋳型、２は底面部材、３は側面部材、３ａは開口部側の側面部材、３ｂは底部側の側面部材、４は離型材、である。また、図６において、Ｄｓｔは開口部側の側面部材の厚み、Ｄｓｂは底部側の側面部材の厚み、Ｈｓｔは開口部側の側面部材の高さ、Ｈｓｂは底部側の側面部材の高さである。図中、側面部材３は、開口部側に設けられた側面部材３ａと底部側に設けられた側面部材３ｂとから構成されているが、これに限定されることなく、熱量の異なる複数種類の側面部材３を用いてもよい。
【００６８】
図６に示される側面部材の構造であれば、開口部側の側面部材３ａの鋳型内面側の下部分を切り抜いて、底部側の側面部材３ｂを組み込んでも構造であるため、鋳型側部の上部は開口部側の側面部材３ａからなり、鋳型側部の下部は開口部側の側面部材３ａと底部側の側面部材３ｂとから構成される。このため、図６に示される側面部材の構造であれば、Ｑｓｔ２＜Ｑｓｂ２≦Ｑｂ２であってもよく、多結晶シリコンインゴットの鋳造工程に上述した機能を有する本発明の鋳型を構成することができるのでより一層望ましい。Ｑｓｂ２＝Ｑｂ２の場合、鋳型側部の下部は開口部側の側面部材３ａと底部側の側面部材３ｂとから構成されるため、鋳型側部の下部における熱量は、鋳型底面部材２における熱量Ｑｂ２よりも小さくすることが可能である。
【００６９】
この結果、上述の効果に加え、鋳型１内部のシリコン融液は、その冷却過程において、抜熱バランスを制御することができる。
【００７０】
また、図６の場合であっても、熱伝導率、厚みについて、上述した関係式λｓｔ＜λｓｂ≦λｂ、ｄｓｔ＞ｄｓｂ≧ｄｂを満たすことができる。したがって、底部側の側面部材３ｂを石英ガラス、黒鉛とし、開口部側の側面部材３ａを溶融シリカ、炭素繊維強化炭素材料を使用することもできる。
【００７１】
さらに、開口部側の側面部材３ａの最大厚みをＤｓｔ、最大高さをＨｓｔ、底部側の側面部材３ｂの最大厚みをＤｓｂ、最大高さをＨｓｂとしたとき、厚みの比Ｄｓｂ／Ｄｓｔは０．６以下とすることが望ましい。この範囲内であれば、鋳型底面からの抜熱と鋳型側面からの抜熱のバランスが一層良くなるため、上述した効果を向上することができる。
【００７２】
しかしながら、この範囲より大きい場合、鋳型側面からの抜熱がＤｓｂ／Ｄｓｔ≦０．６の場合と比較して大きくなり、上述した抜熱バランスが不十分になるおそれがある。
【００７３】
一方、高さの比Ｈｓｂ／Ｈｓｔは０．７以下とすることが望ましい。この範囲内であれば、鋳型側面からの抜熱を適度に保つことができ、鋳型底面からの抜熱と鋳型側面からの抜熱のバランスを一層向上させ、上述した効果をさらに得ることができる。しかしながら、この範囲より大きい場合、鋳型側面からの抜熱が促進されるため、上述した抜熱バランスが不十分になるおそれがある。
【００７４】
また、開口部側の側面部材３ａの厚みに関しては、脆弱性の観点より２ｍｍ以上有することが好ましい。
【００７５】
そして、図７（ａ）、（ｂ）は本発明の鋳型に係る側面部材の一実施形態を示す概略図を示す。図中、３ａは開口部側の側面部材、３ｂは底部側の側面部材である。側面部材３を鋳型内面方向から見た場合、図７（ａ）のように開口部側の側面部材３ａの幅と底部側の側面部材３ｂの幅が同じであっても良く、図７（ｂ）のように底部側の側面部材３ｂの幅が開口部側の側面部材３ａの幅よりも小さくても構わない。これらの鋳型１の作製には、上述したように、ガスバーナーで溶接したり、ボルトによって固定すれば鋳型１を組み立てることができる。
【００７６】
さらに、鋳型１の内側の表面に形成される離型材４としては、側部における離型材４の層の厚みｔｓと、底部における離型材４の層の厚みｔｂとの間に、ｔｓ＞ｔｂの関係が成り立つように形成することが望ましい。このようにすれば、底部から放熱される熱量が側部から放熱される熱量よりも大きくなる本発明の構成を形成する効果が高い。上述したように、離型材４の層は、離型材の粉末を混合したスラリーを鋳型１の内面に塗布・乾燥して被覆することによって得ることができるが、この離型材のスラリーを塗布・乾燥する回数を多くすることによって離型材４の層の厚みを増加させることができる。
【００７７】
そして、離型材のスラリーの塗布は、鋳型１を組み立てた状態で塗布・乾燥させることによって離型材４の層を形成してもよいし、底面部材２と側面部材３の状態で塗布・乾燥して離型材４の層を形成させてから組み立てるようにしてもよい。またあらかじめ離型材４の層を形成してから、組み立てを行い、さらにスラリーを塗布・乾燥させても構わない。
【００７８】
離型材４の層の厚みは、鋳造の工程で用いるシリコン融液、シリコンインゴットを安定して離型できる厚みとすればよく、例えば、窒化珪素と二酸化珪素を混合した離型材４を用いて構成する場合、側面部材３に設ける離型材４の層の厚みｔｓ、底面部材２に設ける離型材４の層の厚みｔｂは０．３ｍｍ以上とし、上述のｔｓ＞ｔｂとなるような範囲から選択すればよい。なお、離型材４の層の厚みｔｓとｔｂのそれぞれの厚みの上限は２ｍｍ、より好ましくは１．５ｍｍとすればよい。これ以上の厚みだと離型材４の層そのものの強度が低下し、鋳造中に離型材層が剥離してシリコン融液内に混入するなどの問題が生じる恐れがあるためである。
【００７９】
以上のようにして本発明に係る鋳型を形成することができる。以下、図を用いてさらに好ましい構成について説明する。
【００８０】
上述したように、底面部材２と側面部材３を用いて本発明の鋳型１を構成する場合、底面部材２から外部へ流れる熱量を大きくしているため、底面部材２と側面部材３との接続部において、凝固組織は側面部から成長が進行して底面に垂直な柱状組織が成長しがちとなる。
【００８１】
そこで、側面部材３と底面部材２との相互の部材間における熱の移動量を規制するようにするとよい。これによって、底面部材２と側面部材３の熱伝導率の差が大きくなり、冷却手段７による側部から底部を介して逃げる熱量や、逆に側部から底部へ流入する熱量を抑制することができ、短時間で一方向性の良いシリコン結晶を成長させることができるため、高品質のシリコンインゴットを低コストで得ることができる。
【００８２】
なお、具体的な方法としては、側面部材３の外周部と底面部材２とが当接する箇所において実質的に熱伝導に寄与する接触面積を減少させたり、側面部材３の外周部と底面部材２とが当接する箇所との間に熱伝導率が低い部材を介在させたりすることによって実現することができる。
【００８３】
次に、熱移動量を規制する構造の実施態様の一例について説明する。図８は本発明の鋳型に係る熱移動量を規制する構造に関して好ましい実施形態を示す図であり、（ａ）は鋳型部材の展開図、（ｂ）は斜視図である。図８に示すように、底面部材２の外周部が当接する側面部材３の内面部に、櫛形スリット８に例示されるスリット構造を設けた構成となっている。これによって、側面部材３の外周部と底面部材２とが当接する箇所との実質的に接触する面積を減少させることができ、鋳型１の側部から鋳型１の底部を介在して逃げる熱量を抑制することができる。この櫛形スリット８について図９を用いて詳細に説明する。櫛形スリット８は、図９中に示す記号Ｈ、Ｌ１、Ｌ２で規定される凹凸形状を基本ユニットとして、底辺に少なくとも１箇所以上、好ましくは底辺の全域に加工することが望ましい。図中のＨの長さは底面部材２の厚みと同寸法、もしくは底面部材２の厚みから１ｍｍ程度短くするのが望ましい。Ｈの長さを底面部材２の厚み以上にすると、シリコン融液が漏れる可能性が高くなるので好ましくない。また、Ｈの長さを底面部材２の厚みより１ｍｍより小さくすると、底面部材２と側面部材３との接触部での界面抵抗が小さくなり、冷却手段７により側部から底部を介在して逃げる熱量を抑制するという本発明の目的に合わないので好ましくない。このように底面部材２の外周部が当接する側面部材３の内面部に、櫛形スリット８を設けることによって、底面部材２と側面部材３との接触部の実質的に熱伝導に寄与する接触面積が減少し、熱抵抗が増長されるので、側部から底部を介して逃げる熱量を制御することが可能となる。その結果、鋳型１の底面と側面とのコーナー部における凝固方向の一様性を改善することができる。また、鋳型１側部の温度低下を抑えられるので、鋳型１の側部から結晶成長を抑制して一方向凝固性の改善に寄与するものとなる。また、側面部材３の底辺に櫛形スリット８を加工すればよいので、多大な製造コストも必要としない。
【００８４】
なお、図中のＬ１およびＬ２の長さは特に限定しないが、Ｌ１とＬ２が略同寸法で、各寸法が１ｍｍ〜２ｍｍであるように加工すると、鋳型１の底面部材２と側面部材３との安定性が保たれるとともに、相互の部材間の熱伝導が一様となるので好ましい。
【００８５】
また、櫛形スリット８の形状は何ら限定されることなく、底面部材２と側面部材３が接触する部位と、接触しない部位が交互に配列されていれば、本発明の効果を有効に奏しうる。例えば、図１０の（ａ）に示すように、スリット構造を鋸歯状スリット８ａに加工したり、また、図１０の（ｂ）に示すように、斜め矩形状スリット８ｂに加工したりしても構わない。
【００８６】
次に、熱移動量を規制する構造の実施態様の別の例について説明する。図１１に本発明の鋳型１のその他の実施形態を示す。（ａ）は縦断面図であり、（ｂ）はＢ−ｂ矢視方向の断面図である。図１１に示される例では、底面部材２の外周部と側面部材３との間に、底面部材２よりも熱伝導率の小さい介在部材９が設けられ、側面部材３と底面部材２との相互の部材間における熱の移動量を規制するようにすることができる。
【００８７】
この介在部材９は、底面部材２よりも熱伝導率が小さく、熱的劣化が小さいものであれば特に限定はされないが、加工性がよく比較的安価な部材を用いるのが好ましい。具体的には、例えば、底面部材２を石英ガラス（熱伝導率：約２．５Ｗ・ｍ−１・Ｋ−１）で構成した場合には、底面部材２よりも熱伝導率が低い溶融シリカ（熱伝導率：約０．６〜１．０Ｗ・ｍ−１・Ｋ−１）を用いることができる。また、熱伝導率の低い多孔質セラミックス等を好適に利用することができる。なお、介在部材９の厚み（底面部材２と側面部材３との間隔に該当）は、介在部材９自身の熱伝導率によって変わり、熱伝導率が小さいときは厚みを小さくすることができる。具体的には、上述の溶融シリカを用いた場合、４ｍｍ以上とすることが望ましい。なお、上限は材質にかかわらず８ｍｍ以下とすることが望ましいが、これは底面部材２の外周部に位置する介在部材９の領域が厚くなりすぎると、この領域からは抜熱性が悪いため、形成されるシリコンインゴットの一方向凝固性が悪化する可能性があるからである。
【００８８】
また、この介在部材９の表面に充分な量の離型材４を塗布しておけば、介在部材９を挟み込んだ箇所からシリコン融液が漏洩することを防止できる。
【００８９】
このように底面部材２と側面部材３が当接する底面部材２の外周部に熱伝導率の小さい介在部材９を設置することによって、底面部材２と側面部材３との接触部の熱抵抗が増長されるので、鋳型１の底面部材２と側面部材３を独立させることにより、側部から底部を介して逃げる熱量を制御することが可能となり、鋳型１の底面と側面とのコーナー部における凝固方向の一様性の悪さを改善することができ、また、鋳型１側部の温度低下を抑えられるので、鋳型１の側部から結晶成長を抑制して一方向凝固性の改善に寄与するものとなる。
【００９０】
以上説明したような本発明の鋳型の内部にシリコン融液を保持・凝固させて製造する本発明の多結晶シリコンインゴットの製造方法は、鋳型側面からの抜熱量が抑制されるため、鋳型側面から結晶が成長することを抑制でき、形成される多結晶シリコンインゴットの一方向凝固性が大いに改善できる。したがって、鋳型側面から成長したシリコン結晶と鋳型底面から成長したシリコン結晶の境界部分で、結晶品質が低下したり、凝固偏析現象によって融液中へ排斥される不純物が前述の境界部分に集中したりするなどして多結晶シリコンインゴット品質が低下する問題を抑制することができる。
【００９１】
また、鋳型側面からの抜熱を抑制しつつ、鋳型底面からの抜熱を促進させることにより、鋳型内のシリコン融液を鋳型底部から冷却固化させることができるため、従来に比べシリコン融液の冷却固化時間が長くなることなく、一方向性の良い高品質の多結晶シリコンインゴットを得ることが可能となる。
【００９２】
さらに、凝固界面が凹面になるのを防止することができ、多結晶シリコンインゴット上端での最終凝固の不均一性がなくなるため、シリコンの凝固膨張による残留応力が生じにくく、インゴットのクラック発生を抑制することができる。
【００９３】
なお、本発明の実施形態は上述の例にのみ限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲内において種々変更を加え得る。
【００９４】
鋳型の内側の表面と外側の表面との間に一定の温度差を付与したとき、側部を通過する単位時間・単位面積当たりの熱量Ｑｓ１と、底部を通過する単位時間・単位面積当たりの熱量Ｑｂ１との間に、Ｑｓ１＜Ｑｂ１の関係が成り立つもの、側部の開口部側を通過する単位時間・単位面積当たりの熱量Ｑｓｔ１と、側部の底部側を通過する単位時間・単位面積当たりの熱量Ｑｓｂ１と、底部を通過する単位時間・単位面積当たりの熱量Ｑｂ１との間に、Ｑｓｔ１＜Ｑｓｂ１＜Ｑｂ１の関係が成り立つものであれば、本発明に係る鋳型としての効果を奏するものであり、上述した材質や構造に限るものではない。
【図面の簡単な説明】
【００９５】
【図１】本発明の鋳型に係る一実施形態を示す図であり、（ａ）は斜視図、（ｂ）は（ａ）のＡ−ａ方向の断面図である。
【図２】本発明の鋳型を適用可能な、多結晶シリコンインゴット鋳造用のシリコン鋳造装置の断面模式図である。
【図３】本発明の鋳型に係る側面部材及び底面部材を熱が通過する様子を示す模式的な概念図である。
【００９６】
（ａ）本発明に係る側面部材又は底面部材で熱が通過する様子を示している。
【００９７】
（ｂ）本発明に係る図３（ａ）の部材を組み立てて鋳型としたときに鋳型内部から外部へと熱が通過する様子を示している。
【図４】本発明の鋳型に係る一例を示す断面図である。
【図５】本発明の鋳型に係る一実施形態を示す断面図である。
【図６】本発明の鋳型に係る他の実施形態を示す断面図である。
【図７】（ａ）、（ｂ）は本発明の鋳型に係る側面部材の一実施形態を示す概略図である。
【図８】本発明の鋳型に係る好ましい実施形態を示す図であり、（ａ）は展開図、（ｂ）は斜視図である。
【図９】本発明の鋳型に係る側面部材の一実施形態を示す概略図である。
【図１０】本発明の鋳型に係る好ましい実施形態を示す図であり、（ａ）、（ｂ）は本発明の鋳型に係る側面部材の他の実施形態を示す概略図である。
【図１１】本発明に係る鋳型の他の実施形態を示す図であり、（ａ）は縦断面図、（ｂ）は（ａ）のＢ−ｂ方向の断面図である。
【図１２】従来のシリコン鋳造装置を示す断面模式図である。
【符号の説明】
【００９８】
１：鋳型
２：底面部材
３：側面部材
３ａ：開口部側の側面部材
３ｂ：底部側の側面部材
４：離型材
５：鋳型断熱材
６：鋳型加熱手段
７：冷却手段
８：スリット構造の一例である櫛形スリット
８ａ：スリット構造の一例である鋸歯状スリット
８ｂ：スリット構造の一例である斜め矩形状スリット
９：介在部材
１０：シリコン融液
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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