(57)【要約】 【課題】  容器内に貯留されて薄板原料となる融液の液面の位置を一定に保ち、長期にわたって安定した品質の薄板を製造することができる薄板製造装置を提供する。【解決手段】  薄板製造装置１では、シリコンの融液２を坩堝３内に貯留し、下地基板４の結晶生成面を坩堝３内の融液２に浸漬して、シリコンを下地基板４の結晶生成面で凝固成長させて薄板であるシリコンウエハを製造するに際し、坩堝３内に貯留される融液２の量が減少して液面高さが低下したとき、容器位置調整手段１８が、融液２の液面の位置が重力方向において一定になるように坩堝３の位置を調整する。また、容器位置調整手段１８によって融液２の液面高さを調整することができない限界位置を、容器位置検出手段１９が検出できるように構成される。【選択図】      図２
2006008483.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
金属または半導体材料の融液を容器内に貯留し、薄板の原板である下地基板の結晶生成面を容器内の融液に浸漬し、金属または半導体材料を下地基板の結晶生成面で凝固成長させて薄板を製造する薄板製造装置において、
容器内に貯留される金属または半導体材料の融液の重量に応じて、融液の液面の位置が重力方向において一定になるように容器の位置を調整する容器位置調整手段と、
容器位置調整手段によって調整される容器の重力方向における位置を検出する容器位置検出手段とを含むことを特徴とする薄板製造装置。
【請求項２】
容器位置調整手段は、
弾性を有する素材から成り容器を支持する弾性支持部材と、
弾性支持部材を挟持し容器を保持する容器保持部材とを含むことを特徴とする請求項１記載の薄板製造装置。
【請求項３】
容器内に貯留される融液の重量変化量に対応する液面高さの変位量と、容器内に貯留される融液の重量変化量に対応する弾性支持部材の重力方向の弾性変形量とが、等しくなるように構成されることを特徴とする請求項２記載の薄板製造装置。
【請求項４】
弾性支持部材が、
コイルばね部材であることを特徴とする請求項２または３記載の薄板製造装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、金属または半導体材料の融液から薄板を製造する薄板製造装置および薄板製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、地球環境に対する負荷を軽減するべく、化石燃料を用いる火力発電以外の、風力発電、波力発電などの発電方法が種々試みられている。なかでも最も注目され、実用化の先端に位置付けられているのが太陽電池による発電であり、この太陽電池には、その素材として多結晶シリコンウエハが用いられている。
【０００３】
太陽電池に用いられる多結晶シリコンウエハの代表的な製造方法の１つは、不活性ガス雰囲気中でリン（Ｐ）またはボロン（Ｂ）等のドーパントを添加した高純度シリコンを坩堝中で加熱溶融させ、この融液を鋳型に流し込んで冷却し、得られた多結晶シリコンのインゴットをバンドソー等で小さなブロックに切断し、さらにワイヤーソー等でスライス加工してシリコンウエハとするものである。
【０００４】
このような製造方法では、多結晶シリコンインゴットを得るための鋳造工程に加え、ウエハ外形ブロックサイズに切断する工程と、ウエハ厚さにスライス加工する工程、さらに洗浄工程、乾燥工程等が必要である。また、厚さ０．３ｍｍのウエハを得るべくスライス加工する際に、０．２〜０．３ｍｍの切り代が、切断粉として失われてしまうので、シリコン材料の利用効率、すなわち歩留が悪く、太陽電池の製造コスト低減を図る上で大きな障害となっている。
【０００５】
このような問題を解決する先行技術の一つに、たとえば溶融シリコンから直接シリコンシートすなわちシリコンの薄板を製造するものがある（たとえば、特許文献１参照）。特許文献１におけるシリコンシートの製造は、本体装置の回転軸まわりに転動可能に備えられる基板保持体に保持されるシリコンシート生成基板を、容器内に貯留されるシリコン融液に浸漬し、シリコンシート生成基板の表面に付着したシリコンを凝固成長させた後、引上げることによって、シリコンシートを製造するものである。特許文献１に提案される製造方法によれば、鋳造工程、スライス工程等を必要としないので、生産効率を向上し、コスト低減に寄与することができる。
【０００６】
しかしながら、特許文献１に開示される技術には、以下のような問題がある。シリコンシート生成基板の表面に凝固成長するシリコンシートの品質は、シリコンシート生成基板が、容器内に貯留される融液に対して浸漬される深さに大きく影響を受ける。したがって、シリコンシートの品質安定化のためには、シリコンシート生成基板が融液に対して浸漬される深さを一定に保つことが必要とされる。換言すれば、本体装置に備えられる基板保持体の配置設定が同一であるとき、容器内に貯留される融液の液面高さを一定にすることが必要とされる。特許文献１には、容器内に貯留される融液の液面高さを一定にする技術が何ら開示されていない。
【０００７】
このような問題を解決する先行技術に、処理対象物の融液の液面に対してグリーンレーザ光を照射し、その反射光を検出して液面高さを算出し、算出した液面高さ位置情報に応じて溶解装置を昇降して高さを調整し、浸漬物に対する液面の相対高さを一定に維持することのできる装置がある（特許文献２参照）。
【０００８】
しかしながら、特許文献２に開示されるグリーンレーザ光を融液面に照射して液面高さを検出する方法は、融液面が穏やかであれば有効な手段であるけれども、坩堝内における溶融原料の対流または装置振動などに起因して融液面に発生する波の影響を受けるので、グリーンレーザ光の反射位置が安定せず、融液面高さの検出精度が悪くなるという問題がある。
【０００９】
【特許文献１】特開２００２−３３８２２５号公報
【特許文献２】特開２００３−２１４６６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
本発明の目的は、容器内に貯留されて薄板原料となる融液の液面の位置を一定に保ち、長期にわたって安定した品質の薄板を製造することができる薄板製造装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
本発明は、金属または半導体材料の融液を容器内に貯留し、薄板の原板である下地基板の結晶生成面を容器内の融液に浸漬し、金属または半導体材料を下地基板の結晶生成面で凝固成長させて薄板を製造する薄板製造装置において、
容器内に貯留される金属または半導体材料の融液の重量に応じて、融液の液面の位置が重力方向において一定になるように容器の位置を調整する容器位置調整手段と、
容器位置調整手段によって調整される容器の重力方向における位置を検出する容器位置検出手段とを含むことを特徴とする薄板製造装置である。
【００１２】
また本発明は、容器位置調整手段が、
弾性を有する素材から成り容器を支持する弾性支持部材と、
弾性支持部材を挟持し容器を保持する容器保持部材とを含むことを特徴とする。
【００１３】
また本発明は、容器内に貯留される融液の重量変化量に対応する液面高さの変位量と、容器内に貯留される融液の重量変化量に対応する弾性支持部材の重力方向の弾性変形量とが、等しくなるように構成されることを特徴とする。
また本発明は、弾性支持部材が、コイルばね部材であることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１４】
本発明によれば、薄板製造装置には、容器内に貯留される金属または半導体材料の融液の重量に応じて、融液の液面の位置が重力方向において一定になるように容器の位置を調整する容器位置調整手段が備えられる。このことによって、容器内に貯留される融液の液面の位置が一定に保たれ、融液に対して浸漬される下地基板の浸漬条件を同一にすることができるので、高い品質の薄板を連続して安定的に製造することができる。
【００１５】
また薄板製造装置には、容器位置調整手段によって調整される容器の重力方向における位置を検出する容器位置検出手段が備えられる。容器位置調整手段が、融液の液面の位置を一定になるように調整できる限界位置を予め定め、該限界位置を容器位置検出手段で検出できるように設定しておくことによって、液面の位置が変動した不適な製造条件下において下地基板を融液に浸漬することを防止できる。容器が前記限界位置に達したことは、容器内に貯留される融液の残量が、同一の浸漬条件で薄板を製造できる規定量以下となる閾値まで減少し、容器内へ薄板原料を補充する必要があることを意味する。したがって、該限界位置を容器位置検出手段で検出することによって、薄板の製造を中断して容器内へ薄板原料を追加するべきタイミングを正確に知ることができる。
【００１６】
また本発明によれば、容器位置調整手段が、弾性を有する素材から成り容器を支持する弾性支持部材を含むので、容器内に貯留される融液の重量変化に対応する弾性支持部材の弾性変形を利用することによって、簡単な構成で、融液の液面の位置が重力方向において一定になるように容器の位置を調整することが可能になる。
【００１７】
また本発明によれば、容器内に貯留される融液の重量変化量に対応する液面高さの変位量と、容器内に貯留される融液の重量変化量に対応する弾性支持部材の重力方向の弾性変形量とが、等しくなるように構成される。このように、弾性支持部材の弾性を利用することによって、複雑な調整機構を設けることなく、高い精度で融液の液面の位置を一定に保つことができる。
【００１８】
また本発明によれば、弾性支持部材が、安価かつ入手が容易で耐久性に優れるコイルばね部材で構成されるので、汎用性の高い薄板製造装置を実現することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１９】
図１は、本発明の実施の一形態である薄板製造装置１の構成をチャンバ５の天板が除かれた状態で示す平面図であり、図２は図１に示す切断面線ＩＩ−ＩＩから見た断面図である。
【００２０】
薄板製造装置１は、金属または半導体材料の融液２を容器３内に貯留し、薄板製造に用いる基板である下地基板４を容器３内の融液２に浸漬し、金属または半導体材料を融液２に浸漬される下地基板４の表面で凝固成長させて薄板を製造することに用いられる。ここでは、融液２として半導体材料であるシリコンの融液について例示する。すなわち、本実施の形態の薄板製造装置１は、溶融シリコンから薄板状のシリコンウエハを製造することに用いられる。
【００２１】
薄板製造装置１は、大略、チャンバ５と、下地基板４をチャンバ５内へ装入する第１および第２基板装入部６，７と、シリコンの融液２を貯留する容器３である坩堝３と、坩堝３内の融液２または薄板原料を加熱する加熱手段８と、下地基板４を坩堝３内の融液２に対して浸漬し引上げる浸漬動作部９と、チャンバ５内へ装入された下地基板４が一旦載置される浸漬前基板置台１０と、下地基板４を浸漬前基板置台１０から浸漬動作部９へ移送する浸漬前基板移載部１１と、融液２に浸漬後引上げた下地基板４を浸漬動作部９から受取り移送する浸漬後基板移載部１２と、下地基板４が浸漬後基板移載部１２によって一旦載置される浸漬後基板置台１３と、浸漬後の下地基板４を冷却する基板冷却部１４と、浸漬後基板置台１３に載置される下地基板４を基板冷却部１４へと送る基板プッシャ１５と、基板冷却部１４で冷却された下地基板４をチャンバ５から取出す第１および第２基板取出部１６，１７と、容器内に貯留されるシリコン融液２の重量に応じて、融液２の液面の位置が重力方向において一定になるように容器３の位置を調整する容器位置調整手段１８と、容器位置調整手段１８によって調整される容器３の重力方向における位置を検出する容器位置検出手段１９とを含む。
【００２２】
チャンバ５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５は、たとえば鋼製の躯体に図示を省くけれどもアルミナ（Ａｌ２Ｏ３）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５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５の内部空間２１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。
【００２３】
図３および図４は、容器３付近の構成を拡大して示す図である。図３では容器３内に融液２が満たされた状態を示し、図４では容器３内の融液２が減量した状態を示す。
【００２４】
チャンバ５内に設けられて融液２を貯留する坩堝３は、たとえばグラファイト製の有底円筒状容器である。坩堝３は、融液２を貯留する部分を除く外面が、断熱部材２５で被覆される。坩堝３を被覆する断熱部材２５からわずかの間隙をあけて坩堝３の半径方向外方に、坩堝３を周回するように加熱手段８に含まれる高周波誘導コイル８ａが巻きまわされる。高周波誘導コイル８ａは耐火材からなる被覆部材２２に覆われ、被覆部材２２を介してコイル支持部材２６に支持される。またコイル支持部材２６は、高周波誘導コイル８ａを支持した状態でコイル架台２７上に装着され、コイル架台２７が、チャンバ５の底板５ａ上に設けられる基台２３に固設される。
【００２５】
高周波誘導コイル８ａは、チャンバ５外に設けられる不図示の高周波制御電源に接続され、高周波制御電源から高周波電流が流されることによって、坩堝３内のシリコンに交番磁界を印加し、シリコンを溶解するとともにシリコンの融液２を所望の温度に維持することができる。高周波誘導コイル８ａと高周波制御電源とが加熱手段８を構成する。
【００２６】
坩堝３は、基台２３上に設けられる設置板２８の上に容器位置調整手段１８を介して装着される。容器位置調整手段１８は、弾性を有する素材から成り坩堝３を支持する弾性支持部材６１と、弾性支持部材６１を挟持して坩堝３を保持する容器保持部材６２とを含む。本実施の形態では、弾性支持部材６１として、金属製のコイルばね部材が用いられる。
【００２７】
容器保持部材６２は、鋼製の２つの円筒状部材である坩堝受台６３とばね受台６４によって構成される。ばね受台６４が設置板２８上に設けられ、ばね受台６４の上にコイルばね部材６１が設けられ、コイルばね部材６１の上に、すなわちコイルばね部材６１を挟持して坩堝受台６３が設けられる。坩堝３は、坩堝受台６３の上に載置される。このようにして坩堝３が、容器保持部材６２に挟持されるコイルばね部材６１で弾性支持される。
【００２８】
坩堝３の支持のために設けられるコイルばね部材６１の数は、特に限定されるものではなく、坩堝３が水平面に対して平衡するように選定されれば良い。ただし、設けられるコイルばね部材６１のすべてによって定まるばね定数が、以下の条件を満足するように、コイルばね部材６１の種類と設置個数とが選定されることが望ましい。
【００２９】
たとえばコイル部材６１が、４個並列に設けられる場合について例示する。薄板製造に伴う坩堝３内の融液重量の変化量をΔＷとし、坩堝３の融液２を貯留する部分の開口面積をＡとし、薄板原料であるシリコンの密度をρとし、融液重量の変化量ΔＷに対応する坩堝３内における融液２の液面高さの変位量をΔｈとし、４個のコイルばね部材６１のばね定数をそれぞれｋ１，ｋ２，ｋ３，ｋ４とする。
【００３０】
このとき、坩堝３内における融液２の液面高さの変位量Δｈは、下記式（１）で与えられる。また、４個のコイルばね部材６１によって構成される弾性支持体のばね定数Ｋが、各ばね定数の和（＝ｋ１＋ｋ２＋ｋ３＋ｋ４）で与えられるので、下記式（２）を満足するように、コイルばね部材６１を選定することによって、坩堝３内に貯留される融液２の重量変化量ΔＷに対応する液面高さの変位量Δｈと、坩堝３内に貯留される融液２の重量変化量ΔＷに対応するコイルばね部材６１の重力方向の弾性変形量Δｈとが、等しくなるようにすることができる。
Δｈ＝ΔＷ／（Ａ×ρ）                                          …（１）
ΔＷ＝Ｋ×Δｈ                                                  …（２）
【００３１】
このように、コイルばね部材６１の弾性を利用することによって、複雑な調整機構を設けることなく、また特別な調整作業を行うことなく、坩堝３内の融液２の重量変化に対応してその液面の重力方向における位置を高い精度で一定に保つことが可能になる。
【００３２】
また容器位置検出手段１９が、コイル架台２７に装着される。容器位置検出手段１９は、コイル架台２７形成される凹所２８の底部ほぼ中央に坩堝受台６３を臨むようにして形成される貫通孔２９を挿通するようにして設けられる。容器位置検出手段１９は、たとえば近接センサによって実現される。近接センサ１９は、センサ部１９ａとセンサ部１９ａに接続されるケーブル１９ｂとを含んで構成される。センサ部１９ａは、坩堝受台６３を臨むようにして配置され、鋼製の坩堝受台６３の近接離反に伴う磁界変化を検出することによって、その位置、すなわち坩堝受台６３上に載置される坩堝３の重力方向における位置を検出することができる。
【００３３】
薄板の製造が行われると、坩堝３内の融液２が、下地基板４に付着して持ち去られるので、減少する。坩堝３内の融液２が減少して液面高さが低下すると、容器位置調整手段１８によって坩堝３が押上げられて液面の位置が一定になるように調整される。しかしながら、融液２の減少量が大きくなると、容器位置調整手段１８によって押上げ調整をすることができなくなる限界に達する。
【００３４】
したがって、容器位置調整手段１８による液面位置の調整が可能な限界位置を予め定め、該限界位置を近接センサ１９で検出できるように設定し、近接センサ１９による坩堝位置の検出出力を、ケーブル１９ｂを介して薄板製造装置１の動作を制御する不図示の制御手段へ入力するようにしておくことによって、融液２の液面位置が変動した不適な製造条件下において下地基板４を融液２に浸漬することを防止できる。
【００３５】
坩堝３の位置が、容器位置調整手段１８による液面位置の調整可能な限界位置に達したことは、坩堝３内に貯留される融液２の残量が、同一の浸漬条件で薄板を製造できる規定量以下となる閾値まで減少し、坩堝３内へ薄板原料を補充する必要があることを意味する。したがって、該限界位置を近接センサ１９で検出することによって、薄板の製造を中断して坩堝３内へ薄板原料を追加するべきタイミングを正確に知ることができる。
【００３６】
図１および図２に戻って、下地基板４は、坩堝３と同じくチャンバ５内に設けられる浸漬動作部９に保持されて、坩堝３内の融液２に対して浸漬され、また引上げられる。浸漬動作部９は、下地基板４を保持する保持ヘッド３１と、保持ヘッド３１が装着されて垂直方向に延びて設けられる垂直アーム３２と、垂直アーム３２に継手部材３３で連結されて水平方向に延びて設けられる水平アーム３４と、水平アーム３４をその軸線まわりに垂直回転させる垂直回動部３５と、水平および垂直アーム３４，３２ならびに保持ヘッド３１を一体的に水平移動させる水平駆動部３６と、昇降移動させる昇降駆動部３７とを含んで構成される。
【００３７】
保持ヘッド３１は、下地基板４が保持される側に吸引孔が形成されるとともに、不図示の吸引ポンプに配管を介して接続され、吸引ポンプの動作に従って下地基板４を吸着保持するとともに、吸引を停止することによって下地基板４を離脱させることもできる。この浸漬手段９の動作を制御することによって、保持ヘッド３１に吸着保持される下地基板４を、垂直（上下）、水平および回転駆動させることができるので、坩堝３に貯留される融液２中へ所望の深さかつ角度で浸漬させるとともに、浸漬後引上げることが可能になる。
【００３８】
第１および第２基板装入部６，７は、チャンバ５の壁部に形成される第１および第２基板装入孔４１，４２を塞ぎ、開閉自在に設けられる第１および第２装入孔開閉扉４３，４４を介して、チャンバ５に装着される。第１基板装入部６と第２基板装入部７とは、同一に構成されるので、第１基板装入部６について説明し、第２基板装入部７の第１基板装入部６に対応する部分については、同一の参照符号を付して説明を省略する。
【００３９】
第１基板装入部６は、箱型容器状の基板装入副室４５と、第１装入孔開閉扉４３に対向するように配置される基板装入副室４５の室壁４５ａを挿通して摺動可能に設けられる基板装入アーム４６と、基板装入副室４５に付設される不図示の真空排気手段および不活性ガス供給手段とを含む。
【００４０】
基板装入副室４５には、下地基板４を装入することのできる不図示の装入口が形成され、この装入口には、第１装入孔開閉扉４３とは別途、開閉自在の扉が設けられる。基板装入アーム４６は、下地基板４を保持するフォーク状の基板受部４６ａと、基板受部４６ａに連なり、基板装入副室４５の室壁４５ａを挿通して延びるアーム軸部４６ｂとからなり、アーム軸部４６ｂは、室壁４５ａを挿通して摺動することができる。
【００４１】
下地基板４を装入する装入口の扉を開け、下地基板４を基板装入副室４５へ装入し、基板受部４６ａに保持させる。装入口の扉を閉じ、基板装入副室４５をチャンバ５内雰囲気と同一の真空または不活性ガス雰囲気にする。次いで、第１装入孔開閉扉４３を開き、アーム軸部４６ｂをチャンバ５内へ押込むように摺動させることによって、下地基板４をチャンバ５内へ装入することができる。
【００４２】
チャンバ５内へ装入された下地基板４は、浸漬前基板置台１０上に一旦載置される。その後、アーム軸部４６ｂをチャンバ５外へ引出すように摺動させ、第１装入孔開閉扉４３を閉じ、基板装入副室４５内の雰囲気を大気雰囲気とすることによって、再び装入口の扉を開いて次の下地基板４を基板装入副室４５内に装填することができる。
【００４３】
チャンバ５内へ装入された浸漬前の下地基板４が一旦載置される浸漬前基板置台１０は、下地基板４の受渡し高さを調整する上下動作および方向を調整する回転動作が可能に構成される。浸漬前基板移載部１１は、前述の基板装入アーム４６と同様の構成を有し、下地基板４を保持するフォーク状の基板受部１１ａと、基板受部１１ａに連なり、チャンバ５の壁部を挿通して延びるアーム軸部１１ｂとからなり、アーム軸部１１ｂは、チャンバ５の壁部を挿通して摺動することができる。浸漬前基板移載部１１は、下地基板４を、フォーク状の基板受部１１ａで浸漬前基板置台１０から持上げ、アーム軸部１１ｂを摺動させて浸漬動作部９の保持ヘッド３１まで移載する。
【００４４】
浸漬前基板移載部１１から下地基板４を受取った浸漬動作部９は、前述のようにして下地基板４を坩堝３内の融液２へ浸漬し、その後引上げる。
【００４５】
浸漬後基板移載部１２は、浸漬前基板移載部１１と同一の構成を有し、坩堝３に関して浸漬前基板移載部１１と対称になるように配置される。浸漬後基板移載部１２は、浸漬後の下地基板４を、フォーク状の基板受部１２ａで浸漬動作部９から受取り、チャンバ５の壁面を挿通して設けられるアーム軸部１２ｂを摺動させて浸漬後基板置台１３まで移載する。浸漬後基板置台１３は、浸漬後の下地基板４の受渡し高さを調整する上下動作が可能に構成される。
【００４６】
基板プッシャ１５は、浸漬後基板移載部１２の動作方向に対して直交する方向に動作することができるように、チャンバ５の壁部に設けられる。  基板プッシャ１５は、下地基板４に当接させる押板部１５ａと、チャンバ５の壁部を挿通して摺動可能に設けられるアーム軸部１５ｂとを含み、アーム軸部１５ｂを摺動させることによって、浸漬後基板置台１３に載置される下地基板４を基板冷却部１４へ押送することができる。
【００４７】
基板冷却部１４は、浸漬後基板置台１３に隣接し、基板プッシャ１５による下地基板４の押送方向に延びて設けられる。基板冷却部１４は、熱伝導が良い銅等の材質からなるステージであり、ステージ上に載置される下地基板４を搬送する搬送手段を備えるとともに、たとえば水冷配管などの冷却手段を備える。基板冷却部１４は、坩堝３内の融液２に浸漬されることによって昇温した下地基板４を、冷却しながら基板冷却部１４に付設される基板位置調整部４７まで移動させる。基板位置調整部４７は、下地基板４を、第１または第２基板取出部１６，１７へ受渡す受渡し高さを調整する上下動作および方向を調整する回転動作が可能に構成される。
【００４８】
第１および第２基板取出部１６，１７は、チャンバ５の壁部に形成される第１および第２基板取出孔４９，５０を塞ぎ、開閉自在に設けられる第１および第２取出孔開閉扉５１，５２を介して、チャンバ５に装着される。第１基板取出部１６と第２基板取出部１７とは、同一に構成されるので、第１基板取出部１６について説明し、第２基板取出部１７の第１基板取出部１６に対応する部分については、同一の参照符号を付して説明を省略する。
【００４９】
第１基板取出部１６は、箱型容器状の基板取出副室５３と、第１取出孔開閉扉５１に対向するように配置される基板取出副室５３の室壁５３ａを挿通して摺動可能に設けられる基板取出アーム５４と、基板取出副室５３に付設される不図示の真空排気手段および不活性ガス供給手段とを含む。
【００５０】
基板取出副室５３には、下地基板４を取出すことのできる不図示の取出口が形成され、この取出口には、第１取出孔開閉扉５１とは別途、開閉自在の扉が設けられる。基板取出アーム５４は、下地基板４を保持するフォーク状の基板受部５４ａと、基板受部５４ａに連なり、基板取出副室５３の室壁５３ａを挿通して延びるアーム軸部５４ｂとからなり、アーム軸部５４ｂは、室壁５３ａを挿通して摺動することができる。
【００５１】
下地基板４を取出す取出口の扉を閉じ、基板取出副室５３をチャンバ５内雰囲気と同一の真空または不活性ガス雰囲気にする。次いで、第１取出孔開閉扉５１を開き、アーム軸部５４ｂをチャンバ５内へ押込むように摺動させ、基板位置調整部４７に載置される浸漬後の下地基板４を受取る。アーム軸部５４ｂをチャンバ５外へ引出すように摺動させ、下地基板４を基板取出副室５３内へ装入する。第１取出孔開閉扉５１を閉じ、基板取出副室５３内の雰囲気を大気雰囲気とする。取出口の扉を開くことによって、浸漬後の下地基板４を基板取出副室５３から取出すことができる。
【００５２】
以下薄板製造装置１における全体動作を簡単に説明する。なお、薄板製造装置１における薄板製造の全体動作は、不図示の制御手段に備えられるメモリに予め格納される動作制御プログラムを読出し、該動作制御プログラムに従い、制御手段が前述の装置各部に対して動作指示信号を出力することによって実行される。
【００５３】
まず第１または第２の基板装入副室４５内に、下地基板４を装填する。基板装入副室４５内に装填された下地基板４は、下地基板４が装填された方の第１または第２基板装入部６，７によってチャンバ５内の浸漬前基板置台１０に載置される。浸漬前基板置台１０に載置された下地基板４は、浸漬前基板移載部１１によって、浸漬動作部９に備わる保持ヘッド３１に受渡される。
【００５４】
浸漬動作部９は、保持ヘッド３１で保持する下地基板４を、製造するべき薄板の種類ごとに予めプログラミングされている動作指示に従い、所定の浸漬角度、所定の浸漬深さ、所定の浸漬時間浸漬する。この浸漬によって、下地基板４の結晶生成面にシリコン結晶が凝固成長されて薄板が生成される。
【００５５】
浸漬動作部９によって融液２から引上げられた浸漬後の下地基板４は、浸漬後基板移載部１２によって、浸漬動作部９から浸漬後基板置台１３に移載される。浸漬後基板置台１３に載置された下地基板４が、基板プッシャ１５によって、基板冷却部１４へ押送される。基板冷却部１４で冷却されるとともに、基板位置調整部４７まで搬送された下地基板４は、第１または第２基板取出部１６，１７によって、チャンバ５外へ取出される。
【００５６】
以上で一連の薄板製造の動作を終了し、続けて薄板を製造する場合、基板装入副室４５へ下地基板４を装填する動作に戻り、以降の動作を繰返す。
【００５７】
薄板製造装置１においては、坩堝３内の融液２に下地基板４を浸漬し、下地基板４にシリコンを結晶成長させ、その後下地基板４を融液２から引上げることによって、坩堝３内の融液２の量が減少するけれども、容器位置調整手段１８が、融液２の減量に伴う液面高さの低下量に等しい高さだけ、坩堝３を押上げるので、融液２の液面の位置が一定に保たれる。
【００５８】
このように、薄板製造の一連の動作を繰返して下地基板４を融液２に浸漬するに際し、融液２の液面の位置が、常に一定に保たれるので、一定位置にある融液面に対して浸漬動作部９に保持された下地基板４を浸漬し、その浸漬深さを一定に保つことができる。すなわち、下地基板４にシリコンの結晶を凝固成長させるに際し、同じ浸漬条件を実現し、また同じ浸漬動作を行うことができるので、長期にわたり安定した品質の薄板状のシリコンウエハを製造することが可能になる。
【００５９】
また液面高さの低下が、容器位置調整手段１８による調整をすることができなくなる限界まで達するとき、容器位置検出手段１９は、坩堝３が容器位置調整手段１８による調整限界位置にあることを、検出することができる。したがって、容器位置検出手段１９の検出出力に応じて、薄板製造を中断し、坩堝３内へ薄板原料を補充することができるので、融液２の液面の位置が変動した不適な製造条件下における薄板の製造が防止される。
【図面の簡単な説明】
【００６０】
【図１】本発明の実施の一形態である薄板製造装置１の構成をチャンバ５の天板が除かれた状態で示す平面図である。
【図２】図１に示す切断面線ＩＩ−ＩＩから見た断面図であり、
【図３】容器３付近の構成を拡大して示す図である。
【図４】容器３付近の構成を拡大して示す図である。
【符号の説明】
【００６１】
１  薄板製造装置
２  融液
３  坩堝
４  下地基板
５  チャンバ
６  第１基板装入部
７  第２基板装入部
８  加熱手段
９  浸漬動作部
１０  浸漬前基板置台
１１  浸漬前基板移載部
１２  浸漬後基板移載部
１３  浸漬後基板置台
１４  基板冷却部
１５  基板プッシャ
１６  第１基板取出部
１７  第２基板取出部
１８  容器位置調整手段
１９  容器位置検出手段
６１  弾性支持部材
６２  容器保持部材
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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