(57)【要約】【課題】  所望の結晶シートからなる薄板を高い良品率で製造効率良く得ることを可能とする薄板製造装置および薄板製造方法を提供する。【解決手段】  基板を融液に浸漬し、該融液からの結晶成長により該基板の表面に薄板を形成するための薄板製造装置および薄板製造方法である。該融液は、金属材料および／または半導体材料を含有する固体原料をるつぼ内で融解することにより得られ、該薄板製造装置には、該るつぼの直上に位置させることが可能で、該融液から発生するガスの排気機構を設けた遮蔽壁が備えられる。【選択図】        図１
2006342019.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
基板を融液に浸漬し、前記融液からの結晶成長により前記基板の表面に薄板を形成するための薄板製造装置であって、
１または２以上のるつぼと、
前記融液から発生するガスのための排気機構を設けた１または２以上の遮蔽壁と、
を備え、
前記融液が、金属材料および／または半導体材料を含有する固体原料を前記るつぼ内で融解することにより得られ、
前記遮蔽壁が前記るつぼの直上に配置されることによって前記融液から発生するガスの排気が行なわれる、薄板製造装置。
【請求項２】
前記遮蔽壁が２以上の部位に分割可能である、請求項１に記載の薄板製造装置。
【請求項３】
前記遮蔽壁の全部または一部が可動である、請求項１または２に記載の薄板製造装置。
【請求項４】
前記るつぼが水平方向に可動である、請求項１〜３のいずれかに記載の薄板製造装置。
【請求項５】
前記るつぼおよび前記遮蔽壁をそれぞれ２以上有し、１のるつぼを用いて前記浸漬が行なわれるのと同時に、他のるつぼを用いて前記融液の調製が行なわれる、請求項１〜４のいずれかに記載の薄板製造装置。
【請求項６】
前記融液は前記るつぼ内で固体原料を融解させることにより得られ、前記固体原料を前記るつぼ内に追投入するための原料投入機構をさらに有する、請求項１〜５のいずれかに記載の薄板製造装置。
【請求項７】
前記固体原料を前記原料投入機構から前記るつぼ内に追投入するための原料投入位置が、融解位置または浸漬位置と異なる位置に設けられる、請求項６に記載の薄板製造装置。
【請求項８】
前記融解位置と前記浸漬位置とが異なる位置であって、前記融解位置と前記浸漬位置との間で前記るつぼを往復移動させるためのるつぼ移動機構をさらに有する、請求項１〜７のいずれかに記載の薄板製造装置。
【請求項９】
前記遮蔽壁が、前記融解位置と前記浸漬位置との間で、前記るつぼと連動して前記るつぼの直上を移動するための機構を有する、請求項８に記載の薄板製造装置。
【請求項１０】
基板を融液に浸漬し、前記融液からの結晶成長により前記基板の表面に薄板を形成するための薄板製造方法であって、
前記融液から発生するガスのための排気機構を設けた遮蔽壁をるつぼの直上に配置した状態で、融解位置の前記るつぼ内において、金属材料および／または半導体材料を含有する固体原料の融解により融液を調製する融解工程と、
前記基板を、前記融解位置と同一のまたは異なる位置である浸漬位置において前記融液に浸漬する浸漬工程と、
を含む、薄板製造方法。
【請求項１１】
前記浸漬工程の前に、前記遮蔽壁の全部または一部を前記基板の浸漬軌道に干渉しない位置に移動させる、請求項１０に記載の薄板製造方法。
【請求項１２】
前記浸漬工程の前に、前記遮蔽壁のうち前記基板の浸漬軌道に干渉する部分のみを、前記浸漬軌道に干渉しない位置に移動させる、請求項１０または１１に記載の薄板製造方法。
【請求項１３】
前記浸漬工程の後に、前記るつぼ内に固体原料の追投入を行なう追投入工程をさらに含む、請求項１０〜１２のいずれかに記載の薄板製造方法。
【請求項１４】
遮蔽壁が原料投入軌道に干渉しない位置に配置された状態で、前記追投入工程において固体原料を原料投入機構から前記るつぼ内に供給する、請求項１３に記載の薄板製造方法。
【請求項１５】
前記追投入工程の前に、前記遮蔽壁が原料投入軌道に干渉しない位置まで移動される、請求項１４に記載の薄板製造方法。
【請求項１６】
前記融解位置と前記浸漬位置とが異なる位置であって、前記遮蔽壁が、前記融解位置と前記浸漬位置との間の前記るつぼの往復移動に連動して前記るつぼの直上を往復移動する、請求項１０〜１５のいずれかに記載の薄板製造方法。
【請求項１７】
前記るつぼおよび前記遮蔽壁をそれぞれ２以上設け、１のるつぼを用いた浸漬工程と同時に、他のるつぼを用いた融解工程を進行させる、請求項１０〜１６のいずれかに記載の薄板製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、所望の薄板を高い良品率で得ることが可能な薄板製造装置および薄板製造方法に関し、より具体的にはシリコン薄板製造装置およびシリコン薄板製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、たとえば結晶シリコン基板等の薄板の製造においては、高品質な結晶シートを連続的に効率良く得る方法として、結晶シートの原料融液に冷却体を浸漬し、該冷却体の表面に結晶を凝固成長させる方法が検討されている。
【０００３】
たとえば特許文献１には、結晶シートが形成されるべき主表面を有する板状体と、融液を保持する容器と、該板状体の主表面が融液に接触した後、融液から離れるように該板状体を移動させるために該板状体を保持する可動部材と、該可動部材を冷却するための冷却手段とを備えた、結晶シートの製造装置が提案されている。
【０００４】
特許文献１の構成の結晶シートの製造装置では、冷却手段により冷却された可動部材を介して、結晶シートが形成される基板の主表面を冷却し、結晶シートを基板の主表面に凝固成長させることが可能となる。
【０００５】
上記の製造装置における主室には、断熱材で構成した加熱室が設けられており、抵抗加熱を用いたヒータによりるつぼ内の原料を融点以上に加熱できる。結晶シートの作製を継続的に行なうことにより融液の液量が減少するため、上記の製造装置においては、原料投入ポートを設け、原料の追加投入を行なう構造になっている。
【０００６】
しかしながら、上記の結晶シートの製造方法においては、たとえば、原料がシリコンである場合の初期融解および原料追加投入後の融解において、炉内の残留ガスが多い場合や、シリコン原料サイズが小さい（すなわち表面積が大きい）場合は、シリコン固体表面の酸化膜がシリコン融液と反応し多量のＳｉＯx粉を発生させる場合がある。
【０００７】
図８は、従来の薄板製造装置の例を示す概略図である。上記の結晶シートの製造方法においては、基板８０３の薄板成長面に該ＳｉＯx粉が付着することがある。この場合、該ＳｉＯx粉が付着した状態の基板８０３を直接融液に浸漬することにより、基板表面に付着したＳｉＯx粉を起点としてたとえばデンドライト成長等によりシリコンが凝固成長すると考えられる。よって作製される結晶シートの板厚が不均一になり易く、シート形状の制御が困難となって良品率を低下させるという問題がある。
【０００８】
また、融液８０８に浸漬するための可動部材８０２に該ＳｉＯx粉が付着・堆積することにより、可動部材８０２の動作の妨げになるばかりでなく、長時間の使用においては部材の破損の原因ともなる。このため、装置の定期点検や清掃の頻度が高くなるとともに、１回の点検・清掃の所要時間も長くなる。これにより装置稼働時間が減じられ、生産性が低下するという問題もある。
【特許文献１】特開２００１−２４７３９６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
本発明は上記の課題を解決し、不純物粉末の結晶成長面への付着を防止し、所望の結晶シートからなる薄板を高い良品率で製造効率良く得ることを可能とする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。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明は、基板を融液に浸漬し、該融液からの結晶成長により該基板の表面に薄板を形成するための薄板製造装置であって、１または２以上のるつぼと、該融液から発生するガスのための排気機構を設けた１または２以上の遮蔽壁と、を備え、該融液が、金属材料および／または半導体材料を含有する固体原料を該るつぼ内で融解することにより得られ、
該遮蔽壁が該るつぼの直上に配置されることによって該融液から発生するガスの排気が行なわれる薄板製造装置に関する。
【００１１】
本発明の薄板製造装置においては、遮蔽壁が２以上の部位に分割可能であることが好ましい。また、該遮蔽壁の全部または一部が可動であることも好ましい。
【００１２】
本発明の薄板製造装置においては、るつぼが水平方向に可動であることが好ましい。
本発明の薄板製造装置は、るつぼおよび遮蔽壁をそれぞれ２以上有し、１のるつぼを用いて浸漬が行なわれるのと同時に、他のるつぼを用いて融液の調製が行なわれることが好ましい。
【００１３】
本発明の薄板製造装置において融液が該るつぼ内で固体原料を融解させることにより得られ、該薄板製造装置が該固体原料を該るつぼ内に追投入するための原料投入機構をさらに有することが好ましい。
【００１４】
本発明の薄板製造装置においては、固体原料を原料投入機構からるつぼ内に追投入するための原料投入位置が、融解位置または浸漬位置と異なる位置に設けられることが好ましい。
【００１５】
本発明はまた、融解位置と浸漬位置とが異なる位置であって、該融解位置と該浸漬位置との間でるつぼを往復移動させるためのるつぼ移動機構をさらに有する薄板製造装置に関する。
【００１６】
本発明の薄板製造装置においては、遮蔽壁が、融解位置と浸漬位置との間でるつぼと連動して該るつぼの直上を移動するための機構を有することが好ましい。
【００１７】
本発明はまた、基板を融液に浸漬し、該融液からの結晶成長により該基板の表面に薄板を形成するための薄板製造方法であって、該融液から発生するガスのための排気機構を設けた遮蔽壁をるつぼの直上に配置した状態で、融解位置の該るつぼ内において、金属材料および／または半導体材料を含有する固体原料の融解により融液を調製する融解工程と、該基板を、融解位置と同一のまたは異なる位置である浸漬位置において該融液に浸漬する浸漬工程と、を含む薄板製造方法に関する。
【００１８】
本発明の薄板製造方法においては、浸漬工程の前に、遮蔽壁の全部または一部を基板の浸漬軌道に干渉しない位置に移動させることが好ましい。また、該浸漬工程の前に、該遮蔽壁のうち該基板の浸漬軌道に干渉する部分のみを浸漬軌道に干渉しない位置に移動させることも好ましい。
【００１９】
本発明の薄板製造方法は、浸漬工程の後に、るつぼ内に固体原料の追投入を行なう追投入工程をさらに含むことが好ましい。
【００２０】
本発明の薄板製造方法においては、遮蔽壁が原料投入軌道に干渉しない位置に配置された状態で、追投入工程において固体原料が原料投入機構からるつぼ内に供給されることが好ましい。
【００２１】
本発明の薄板製造方法においては、追投入工程の前に、遮蔽壁が原料投入軌道に干渉しない位置まで移動されることが好ましい。
【００２２】
本発明の薄板製造方法においては、融解位置と浸漬位置とが異なる位置であって、遮蔽壁が、該融解位置と該浸漬位置との間のるつぼの往復移動に連動して該るつぼの直上を往復移動することが好ましい。
【００２３】
本発明の薄板製造方法においては、るつぼおよび遮蔽壁をそれぞれ２以上設け、１のるつぼを用いた浸漬工程と同時に、他のるつぼを用いた融解工程を進行させることが好ましい。
【発明の効果】
【００２４】
本発明の薄板製造装置および薄板製造方法によれば、たとえばＳｉＯx粉末等からなる不純物粉末の基板への付着が抑制されることにより、優れた良品率および生産性にて所望の薄板を作製することが可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２５】
本発明に係る薄板製造装置のさらに詳細な実施の態様を、以下に図面を参照しながら説明する。
【００２６】
図１は、本発明に係る薄板製造装置の例を示す概略図である。主室１００１には、金属材料および／または半導体材料を含有する固体原料を融解して得られる融液５を収納するるつぼ６、および移動式のるつぼ加熱機構７、基板２を移送し融液５に浸漬する基板浸漬機構４と、固体原料の融解時に融液から発生するガスや粉等を排気するための可動式の排気機構を設けた遮蔽壁１０１７を備えている。本発明において使用される固体原料は金属材料および／または半導体材料を含有する。半導体材料としては、たとえばシリコン、ゲルマニウム、ガリウム、ひ素、インジウム、リン、硼素、アンチモン、亜鉛、すず等が例示でき、また金属材料としては、アルミニウム、ニッケル、鉄等が例示できる。
【００２７】
主室１００１は、図示しない真空排気装置に接続されており、主室１００１内を真空に引くことができる。また主室１００１には不活性ガスの導入口が設けられており、真空排気後、主室内を、ヘリウム、窒素、アルゴンなどの不活性雰囲気に置換することができる。また不活性ガスは、真空排気後だけでなく、主室１００１内の圧力を常に一定に保つよう流量をコントロールしながら導入しても良い。
【００２８】
図１に示すように、浸漬前の基板２は、副室８から矢印Ｓ１に沿って主室１００１内部に投入され、基板浸漬機構４に装着され、融液５に浸漬される。融液５に浸漬された基板３は、基板浸漬機構から取外され、矢印Ｓ２に沿って主室１００１から副室９へ搬出される。
【００２９】
（基板浸漬機構）
基板は、基板浸漬機構４によって融液５内に浸漬される。基板浸漬機構４には、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、ロボットアームのような構造を使用する機構等を用いることができる。図６は、本発明で使用され得る基板浸漬機構の例を示す概略図である。図６は、ガイドレースを使用する機構を示している。図６に示す基板浸漬機構６００４は、水平動作レール６０２に沿って動作するスライド体６０３に取付けられた昇降機構６１０を備え、この昇降機構６１０には懸垂支柱６１１と、懸垂支柱６１１に設置された回転機構６１２と、回転機構６１２によって動作される回転支柱６１４と、回転支柱６１４の先端に取付けた支持支柱６１５とを有し、懸垂支柱６１１の末端と支持支柱６１５の末端とを結ぶ位置に、基板２が装着される台座６１６を有する。基板２の水平方向の移送は、水平動作レール６０２に沿ってスライド体６０３が移動することにより昇降機構６１０と懸垂支柱６１１以下に吊り下がっている機構全体が水平動作することで行なわれる。基板２の上下方向の移送は、昇降機構６１０が懸垂支柱６１１以下に吊り下がっている機構全体を昇降することで行なう。基板２の回転動作は、回転機構６１２によって行なわれる。回転動作の制御により基板２の融液５への進入角度、脱出角度を決めることができる。上記の水平・上下・回転動作は相互に独立に行なうことができる。
【００３０】
次に、基板浸漬機構６００４による基板２の動作サイクルを、図６を用いて説明する。基板２は、台座６１６が基板交換位置６０６の位置にある状態で該台座６１６に装着される。台座６１６には凹型あり溝が形成され、基板２に凸型あり溝が形成されていることにより、両方のあり溝を嵌め合わせるようにスライドさせて装着する。この際、基板２表面は天頂方向を向いている。その位置で、図示しないヒータを用いて基板温度調整を実施する。その後、基板２は時計回りに回転しながら右方向へ移動する。位置６０７を浸漬前位置とする。次いで、浸漬前の位置６０７から左方向に戻りながら、基板２表面を融液５に浸漬し、取出すことにより、基板２表面に薄板を作製する。
【００３１】
薄板作製後、薄板が成長した基板２は、さらに左方向へ戻りつつ、回転し、基板２表面が天頂方向に向いた形で、基板交換位置６０６まで戻る。その後、薄板が形成された基板２をスライドさせて押出すと同時に、新しい基板２を装着する。
【００３２】
基板２を交換する際の該基板２の方向は、図６に示すように表面を天頂方向に向けていても良いが、横向きや下向きなど、表面がどの方向を向いていても構わない。また、図６において、動作サイクル６０９を時計回りとしたが、反時計回り、もしくは途中まで時計回りで途中から反時計回り、もしくは途中まで反時計回りで途中から時計回り、のいずれでも構わない。また、図６に示す例では説明の便宜上、浸漬前位置を位置６０７と定義したが、基板交換位置６０６から基板２が融液５に突入するまでのどの位置でも構わない。
【００３３】
上記の一連の動作は、通常はパソコン等により設定可能である。すなわち、水平方向移動指令、昇降動作移動指令、および回転動作指令をそれぞれプログラミングし、これをコントローラに送信しておくことで、プログラム通りの任意軌道を実現することができる。
【００３４】
本発明における固体原料としてたとえばシリコンを用いた場合、融液は１４００〜１６００℃の高温である。よって本発明においては、レールなどの基板浸漬機構４を保護するため、断熱性もしくは冷却された遮蔽板１３ａ、１３ｂを、るつぼ６上の基板浸漬機構４の動作と干渉しない位置に配置することが望ましい。
【００３５】
本発明において製造される薄板がたとえばシリコン多結晶薄板である場合の基板２には、耐熱性等の観点からカーボンを使用することが好ましい。また、基板２の表面に等間隔に凹凸を形成することが好ましい。この場合、該凹凸により結晶成長核の発生位置を制御することができるので、より結晶粒径の大きなシリコン多結晶薄板を製造することができる。
【００３６】
本発明においては、融液５からの結晶成長時の温度条件等により、薄板の結晶状態として単結晶、多結晶、非晶質、または結晶質と非晶質とが混在した物質、が形成され得る。
【００３７】
（るつぼ移動機構）
図７は、本発明で使用され得るるつぼ移動機構の例を示す概略図である。本発明においては、典型的には固体原料を加熱融解して融液を得る。融解のために使用される融解炉は、るつぼ移動機構７００１をるつぼ６からの熱移動から保護するための冷却機構７０５、るつぼ割れ等による予期せぬ湯漏れが生じた際にも融液を受けるために十分な容積をもつ耐熱性湯漏れ受け７０４、るつぼ６からるつぼ移動機構７００１への熱移動を抑制するための断熱機構７０３、融液５を保持するるつぼ６、るつぼ６および融液５を加熱、融解、保温するためのるつぼ加熱機構７から構成される。この融解炉全体が、るつぼ移動機構７００１上に設置され、るつぼ移動機構と一体化して移動する。
【００３８】
るつぼ加熱機構７には、発熱ヒータや高周波コイルなど、どのような機構を用いてもよい。るつぼ加熱機構７は、加熱を行なうための電力導入機構７０６を有する。
【００３９】
本発明においては、るつぼ移動機構７００１は、台車７０２を有し、外部から押引することでレール７０７を横行することが可能である。るつぼ移動機構７００１は、レール７０７上を自走するための機構を有しても構わない。また、レール７０７の替わりにコンベヤを設置し、コンベヤを回転させて移動する機構や、コンベヤ上のるつぼ移動機構を押引する機構、コンベヤ上を自走する機構等も採用され得る。
【００４０】
本発明においては、るつぼ移動機構７００１によりるつぼ６が浸漬位置に移動したときに位置合せを行なう位置合せ機構７０８を設置することが望ましい。位置合せ機構７０８には、具体的には、たとえば車輪止め、もしくは光センサーやタッチセンサー等による位置決め手段が採用され得る。これにより、るつぼ６を毎回同じ位置に停止させることが可能となり、るつぼ移動を繰り返しても、作製された薄板の品質が均一となる。
【００４１】
また、るつぼ６が原料投入位置に移動されたときに位置合せを行なうための位置合せ機構７０９を設置することが望ましい。これにより、原料投入を行なう際にるつぼ６を確実に原料投入機構に位置させることができるため、原料をるつぼ６の外にこぼすことなくるつぼ６内に投入することが可能となる。
【００４２】
また、排気位置での停止においても同様に、光センサーやタッチセンサーなどによる位置決めを行なう機構を設けることが望ましい。
【００４３】
断熱機構７０３には、具体的には、耐熱性を持ち熱伝導率が低いアルミナ等のセラミックス製のブロックや耐熱シート等を用いることができる。また、るつぼ５から断熱機構７０３への熱伝導率をさらに小さくするために、断熱機構７０３とるつぼ６の底部との接触面積が小さくなるように、断熱機構７０３とるつぼ６の底部との間に複数の小さなブロックを散在させてもよい。
【００４４】
冷却機構７０５には、耐熱性を持ち熱伝導率が高い銅などの金属製の冷却ブロックや冷却管などを用いることができる。るつぼ移動機構７００１自体が冷却機構を備えていても良い。冷媒としては、ヘリウムなどの気体を用いることもできるが、水や油などの液体が冷却能の点で望ましい。冷却機構７０５には図示しないフレキシブルチューブが接続され、図示しない熱交換器によって冷却された冷媒が循環供給されている。
【００４５】
るつぼ移動機構７００１は、基板２と融液５とが接触する融液面の位置を制御するために、融解炉全体を昇降させることが可能なるつぼ昇降機構７１０を有することが望ましい。るつぼ昇降機構７１０としては、たとえばネジ式昇降機、シリンダー式昇降機等が採用され得る。
【００４６】
るつぼの移動、昇降速度が十分に遅ければ、移動速度のみを制御することによりるつぼ内から融液がこぼれないようにできるので、こぼれた融液の清掃が不要となり、装置の連続稼動が可能となる。また移動時の速度変化のみを制御しても同じ効果が得られる。一方、るつぼの移動速度がある程度速い場合には、移動速度および速度変化をともに制御することで、るつぼ内から融液がこぼれないようにできるとともに、るつぼ移動に要する時間を短縮できる。特に、移動開始時に徐々に加速した後に高速移動させ、移動終了時には徐々に減速するように制御することが好ましい。
【００４７】
（遮蔽壁）
本発明においては、図１に示すように排気機構を設けた遮蔽壁１０１７が、るつぼの直上に位置させることが可能な態様で設けられる。これにより、るつぼ内で生成したＳｉＯx等の不純物粉末の周囲への飛散が防止され、るつぼ直上の排気により除去されるため、主室内面や基板浸漬機構等の汚染が防止され、高品質の薄板を製造することができる。
【００４８】
該遮蔽壁１０１７には排気用の排気口が設けられており、該排気口から排気経路としての配管１０１６が接続されている。遮蔽壁１０１７を可動式とする場合、配管１０１６にはフレキシブルなものを用いることが好ましい。配管１０１６は主室１００１の外へと配管されており、端部にはバルブ１５が接続されている。バルブは開閉式、流量制御式のいずれを用いてもよいが、排気流量をコントロールできる方式を用いる方が発生する粉等の量により排気流量を調整できるためより好ましい。バルブの他端はポンプ１４へと接続されている。
【００４９】
遮蔽壁１０１７には、水平動作および昇降動作を行なえるよう、ガイドレールを使用する機構、ロボットアームのような構造を使用する機構等が採用され得る。図１は、ガイドレールを用いた機構について示しており、昇降モータ１９、水平モータ１８を設けている。
【００５０】
遮蔽壁の形状については、るつぼの上部のみを覆う形状や、るつぼ加熱機構全体を覆う形状等が採用され得る。図１にはるつぼの上部のみを覆う形状について示している。また図１に示すように遮蔽壁の形状を上に凸の形状とする場合、排気時のガスの流れがスムーズになるため、遮蔽壁への粉の付着を軽減できる点で好ましい。
【００５１】
本発明において備えられる遮蔽壁は、その全部または一部が可動であることが好ましい。これにより、たとえば遮蔽壁をるつぼと連動して移動させる場合には、固体原料の融解時および基板の浸漬時に発生するＳｉＯx粉等の不純物粉末による汚染を防止することができる他、たとえば、遮蔽壁が基板の浸漬軌道や固体原料の追投入軌道に干渉しないよう該遮蔽壁を移動させる場合には、基板の浸漬工程の中断を防ぎ、薄板作製を連続して効率良く行なうことができる。また、遮蔽壁が２以上の部位に分割可能な形状とされる場合、たとえば基板の浸漬軌道や固体原料の追投入軌道に干渉する部分の遮蔽壁のみを移動させることが可能であり、設備コスト等において利点を有する。
【００５２】
遮蔽壁１０１７の材質は、本発明で融解する固体原料の融点以上における耐熱性を有するものが望ましいが、融解する固体原料の融点以下の耐熱性しか有しない場合であっても、遮蔽壁部を水冷、ガス冷却等によって冷却すれば使用が可能となる。好ましい遮蔽壁の材質としては、ステンレス等が挙げられる。冷却は、たとえば遮蔽壁１０１７の上面に配管を溶接し、該配管に水を流して水冷する方法等により行なうことができる。
【００５３】
なお本発明においては、るつぼおよび遮蔽壁がそれぞれ少なくとも２つ以上設けられることも好ましい。この場合、１のるつぼにおける基板の浸漬工程と並行して他のるつぼにおける融液の調製を行ない、２以上のるつぼによって融液を順次供給することによって、薄板作製を連続して効率良く行なうことができる。
【００５４】
（薄板製造方法）
図２は、本発明の薄板製造装置の例を示す概略図である。図２を用いて本発明に係る薄板製造方法を説明するが、本発明はこれに限定されない。まず、原料投入機構１１を有する原料投入位置において固体原料の初期投入を行なう。原料投入の完了後、るつぼの直上に遮蔽壁が位置するようにるつぼを移動し、排気機構を設けた遮蔽壁１０１７にてるつぼを遮蔽した状態で、排気しながら固体原料の融解を行なう（融解工程）。この融解工程における排気により主室１００１内の不純物粉末による汚染を軽減することができる。ここでの汚染としては、たとえば、融液５としてシリコン融液を用いた場合、シリコン結晶質原料が融解する際に発生するＳｉＯx粉等が挙げられる。該ＳｉＯx粉が多量に発生した場合、主室１００１内に該ＳｉＯx粉が飛散し、基板浸漬機構４、基板２および主室１００１内壁に付着する。これらの箇所に不純物粉末が付着すると、装置トラブルが発生し易くなるとともに、薄板の結晶成長の制御が困難となる場合があり、良品率の低下を招く。ここで良品率とは、薄板の用途に応じて任意の基準にて決定することができる。たとえば、板厚分布が±７０μｍ以内の薄板を合格品とし、全生産枚数のうちの合格品の枚数の割合を良品率とすることができる。
【００５５】
固体原料の融解が完了した後、得られた融液に基板の浸漬を連続的に行ない薄板を作製する（浸漬工程）。なお、薄板を連続的に作製するためには、浸漬工程の前に、排気機構を設けた遮蔽壁１０１７を基板の浸漬軌道に干渉しない位置へと移動させておくことが好ましい。遮蔽壁が分割可能である場合には、その全部または一部を浸漬軌道に干渉しない位置へと移動させることもでき、該遮蔽壁のうち基板の浸漬軌道に干渉する部分のみを移動しても良い。
【００５６】
連続浸漬を一定時間続けることにより、融液５の液量は所定量まで減少する。この際は、原料投入機構１１から、追加原料１２をるつぼ６内に追加し（追投入工程）、再度、排気機構を設けた遮蔽壁１０１７にてるつぼ６を遮蔽し、排気しながら固体原料の融解を行なう（融解工程）。融液５の温度を安定させた後、基板の浸漬を再開する（浸漬工程）。このサイクルを繰り返すことにより、汚染を軽減した連続の薄板作製が可能となる。
【００５７】
本発明においては、原料投入機構１１を気密性のあるチャンバー構造とし、主室１００１と原料投入機構１１との間にゲートバルブなどを設けてもよい。該ゲートバルブを閉じた状態で装置外から原料投入機構１１に追加原料１２を入れ、混入した空気を真空ポンプ等にて排出し、原料投入機構１１を主室１００１内と同じ不活性雰囲気にすることで、主室１００１に外気を持ち込まないようにできる。
【００５８】
＜実施の形態１＞
本実施の形態においては、図２に示す薄板製造装置を用いて薄板を作製する場合について説明する。図２に示す薄板製造装置において、発生ガス排気機構を設けた遮蔽壁１０１７は、待機位置と、融解および浸漬が行なわれる浸漬位置Ｐ１とを往復移動する機構を有している。待機位置は基板浸漬機構４の動作および原料投入機構１１の動作に干渉しない位置としている。
【００５９】
また、浸漬前の基板２が、副室８から矢印Ｓ１に沿って主室１００１内部に搬入され、基板浸漬機構４に装着されて、融液５に浸漬される。融液５に浸漬された基板３は、基板浸漬機構４から取外され、矢印Ｓ２に沿って主室１００１から副室９へ搬出される。るつぼ６およびるつぼ加熱機構７は、本実施の形態においては固定されている。るつぼ６は、その外周囲に沿って配置されたるつぼ加熱機構７により所望の温度調節が可能である。るつぼ６に収納された原料は、るつぼ６がるつぼ加熱機構７で加熱されるのに伴って融解し、融液５となる。
【００６０】
次に、本実施の形態における薄板の製造方法について説明する。まず、浸漬位置Ｐ１にてるつぼ６に固体原料を充填した後、主室１００１内部の真空引きを行ない、アルゴンガスを導入する。導入完了後、発生ガス排気機構を設けた遮蔽壁１０１７をるつぼ６直上に移動させ、該排気機構による排気を行なう。この排気動作は主室１００１内部にアルゴンを導入しながら行なう。るつぼ加熱機構７にてるつぼ６を加熱し、固体原料の融解を行なう（融解工程）。これにより、基板表面および基板浸漬機構４に対する汚染を軽減することが出来る。
【００６１】
固体原料の融解完了後、遮蔽壁１０１７を待機位置へと移動させ、基板２の浸漬を連続的に行ない（浸漬工程）、薄板を作製するが、融液５の液量が所定量まで減少した時に、発生ガス排気機構を設けた遮蔽壁１０１７を待機位置に移動させる一方、原料投入機構１１から追加原料１２をるつぼ６内に追加する（追投入工程）。追加完了後、再度発生ガス回収機構を設けた遮蔽壁１０１７をるつぼ６直上に移動させ、排気を行ないながら追加原料の融解を行なう（融解工程）。融液５の温度を安定させた後、基板の浸漬を再開する（浸漬工程）。これにより、融液原料の追加を、発生ガス排気機構を設けた遮蔽壁１０１７に干渉させずに行なうことが出来る。このサイクルを繰り返すことにより、連続的に薄板を作製することが可能となる。
【００６２】
＜実施の形態２＞
図３は、本発明の薄板製造装置の別の例を示す概略図である。本実施の形態においては、図３に示す薄板製造装置を用いて薄板を作製する場合について説明する。図３で示すように、本実施の形態においては、発生ガス排気機構を設けた遮蔽壁は中央部の遮蔽壁３０１７ａ，左端部の遮蔽壁３０１７ｂ，右端部の遮蔽壁３０１７ｃの３つの部位からなる分割式の遮蔽壁であり、中央部の遮蔽壁３０１７ａのみ待機位置と融解および浸漬位置とを往復移動する機構を有している。遮蔽壁３０１７ｂ，３０１７ｃはるつぼ６上に固定されており、排気機構である配管３０１６は右端部の遮蔽壁３０１７ｃに接続されている。この遮蔽壁の分割形状や数は、浸漬軌道や原料投入機構に干渉しないよう、各機構の方式、サイズにより最適なものを選べばよい。また、発生ガス排気機構は遮蔽壁の固定部または移動部のいずれに接続してもよいが、本実施の形態に示すように固定側に取付ける方が、融液５から発生するガスを常時排気できるため好ましい。
【００６３】
るつぼ６およびるつぼ加熱機構７は、本実施の形態においては、薄板の製造時にはその位置を移動せず固定されている。
【００６４】
本実施の形態における薄板の製造方法は実施の形態１と同様であるが、発生ガスの排気を原料融解時だけでなく基板の浸漬時も行なうことができる点で異なっている。これにより、さらに基板表面および基板浸漬機構４に対する汚染を軽減することが出来る。
【００６５】
＜実施の形態３＞
図４は、本発明の薄板製造装置の別の例を示す概略図である。本実施の形態においては、図４に示す薄板製造装置を用いて薄板を作製する場合について説明する。図４に示すように、本実施の形態においては、発生ガス排気機構を設けた遮蔽壁４０１７は固定式とされ、浸漬位置Ｐ１と原料投入位置Ｐ２とは異なる位置である排気位置Ｐ３に固定されている。すなわち本実施の形態においては、排気位置Ｐ３が固体原料の融解位置とされる。るつぼ６およびるつぼ加熱機構７は、るつぼ移動機構にて矢印Ｓ４００５に沿って水平方向に浸漬位置Ｐ１と原料投入位置Ｐ２との間を往復移動させることが可能である。
【００６６】
次に、本実施の形態における薄板の製造方法について説明する。まず、原料投入位置Ｐ２にてるつぼに原料を初期充填した後、主室４００１内部の真空引きを行ない、アルゴンガスを導入する。導入完了後、るつぼ移動機構にて、るつぼ６およびるつぼ加熱機構７を発生ガス排気機構を設けた遮蔽壁４０１７の直下である排気位置Ｐ３に移動させ、排気を行なう。この排気動作時は主室４００１内部にアルゴンを導入しながら行なう。るつぼ加熱機構７にてるつぼ６を加熱し、原料の融解を行なう（融解工程）。これにより、基板表面および基板浸漬機構４に対する汚染を軽減することが出来る。
【００６７】
融解完了後、再度るつぼ移動機構にて、るつぼ６およびるつぼ加熱機構７を浸漬位置Ｐ１まで移動させ、基板浸漬機構４にて基板の浸漬を連続的に行ない、薄板を作製する（浸漬工程）。融液５の液量が所定量まで減少したら、るつぼ移動機構を原料投入位置Ｐ２に移動させ、原料投入機構１１から、追加原料１２をるつぼ６内に追加し（追投入工程）、追加完了後、発生ガス排気機構を設けた遮蔽壁４０１７の直下である排気位置Ｐ３に移動させ、排気を行ないながら追加原料の融解を行なう（融解工程）。融液５の温度を安定させた後、浸漬位置Ｐ１に移動させ基板の浸漬を再開する（浸漬工程）。これにより、融液原料の追加を、発生ガス排気機構を設けた遮蔽壁４０１７に干渉させずに行なうことが出来る。このサイクルを繰り返すことにより、連続的に薄板を作製することが可能となる。
【００６８】
＜実施の形態４＞
図５は、本発明の薄板製造装置の別の例を示す概略図である。本実施の形態においては、図５に示す薄板製造装置を用いて薄板を作製する場合について説明する。図５に示すように、本実施の形態においては、主室５００１内にはそれぞれ２個のるつぼ６ａ，６ｂおよびその移動機構と発生ガス排気機構を設けた遮蔽壁５０１７ａ，５０１７ｂを有している。るつぼ６ａ，６ｂおよびるつぼ加熱機構７ａ，７ｂは、るつぼ移動機構にて矢印Ｓ５００５ａ，Ｓ５００５ｂに沿って水平方向に、浸漬位置Ｐ１から排気位置Ｐ３ａ，Ｐ３ｂを経て原料投入位置Ｐ２ａ，Ｐ２ｂとの往復移動が可能である。
【００６９】
次に、本実施の形態における薄板の製造方法について説明する。まず、原料投入位置Ｐ２ａ，Ｐ２ｂにて２個のるつぼにそれぞれ原料を初期充填した後、主室５００１内部の真空引きを行ない、アルゴンガスを導入する。導入完了後、るつぼ移動機構にて、るつぼ６ａ，６ｂおよびるつぼ加熱機構７ａ，７ｂを発生ガス排気機構を設けた遮蔽壁５０１７ａ，５０１７ｂの直下の、本実施の形態における融解位置である排気位置Ｐ３ａ，Ｐ３ｂに移動させ、排気を行なう。この排気動作は主室５００１内部にアルゴンを導入しながら行なう。るつぼ加熱機構７ａ，７ｂにてるつぼ６ａ，６ｂを加熱し、原料の融解を行なう（融解工程）。これにより、基板表面および基板浸漬機構４に対する汚染を軽減することが出来る。
【００７０】
融解完了後、るつぼ移動機構にて、一方のるつぼ６ａおよびるつぼ加熱機構７ａを浸漬位置Ｐ１まで移動させ、基板浸漬機構４にて基板の浸漬を連続的に行ない、薄板を作製する（浸漬工程）。この初期融解後、浸漬位置へ移動するるつぼはどちらか一方で良い。たとえば、るつぼ６ａが浸漬位置へ移動される場合、他方のるつぼ６ｂは排気位置Ｐ３ｂにて待機している。るつぼ６ａ内の融液５ａの液量が所定量まで減少したら、連続浸漬を中断し、るつぼ移動機構を排気位置Ｐ３ａに移動させる。この際に、他方の待機しているるつぼ６ｂを浸漬位置Ｐ１に移動させ、基板浸漬機構４にて基板の浸漬を再開し、連続的に薄板を作製する。るつぼ６ａにおいては、浸漬中に原料投入機構５０１１ａから追加原料１２ａが該るつぼ６ａ内に追加される（追投入工程）。原料の追加完了後、るつぼ６ａを排気位置Ｐ３に移動させ、排気を行ないながら追加原料の融解を行なう（融解工程）。融液５ａの温度を安定させた後、待機する。
一方、るつぼ６ｂ内の融液５ｂの液量が所定量まで減少したら、連続浸漬を中断し、るつぼ移動機構を排気位置Ｐ３ｂに移動させる。この際に、待機しているるつぼ６ａを浸漬位置Ｐ１に移動させ、基板浸漬機構４にて基板の浸漬を再開し、連続的に薄板を作製する（浸漬工程）。
【００７１】
これらの動作により、融液原料の初期融解、追加融解を、発生ガス排気機構を設けた遮蔽壁５０１７ａ，５０１７ｂに干渉させずに行なうことが出来る。また、このサイクルを繰り返すことにより、浸漬の中断を減じて連続的に薄板を作製することが可能となる。
【００７２】
［実施例］
以下、実施例を挙げて本発明をより詳細に説明するが、本発明はこれらに限定されるものではない。
【００７３】
（実施例１）
図２に示す薄板製造装置を用い、実施の形態１において説明される方法にてシリコン薄板を作製した。質量３０．０ｋｇのシリコン結晶質原料（純度６−Ｎｉｎｅ）を直径４００ｍｍの高純度カーボン製のるつぼ６に浸漬位置にて充填し、るつぼ上部に発生ガス排気機構を設けた遮蔽壁１０１７を移動させ蓋をした。装置内を７．０×１０-3Ｐａまで真空引きし、アルゴンガスを導入して常圧にした。続いて、るつぼ加熱機構７としての誘導加熱コイルでるつぼ６の温度を１５００℃に昇温、保持し、シリコン結晶質原料を加熱して融解することによって融液５とした。昇温の際、発生ガス排気機構にて毎分１０リットルの排気を行なうと共に、アルゴンガスを毎分１０リットル導入し、主室内の圧力を常圧に維持した。その後、シリコンの融液５を１４１０℃に保った。該融液５を１４１０℃に保持しているときの投入電力は、約４５ｋＷであった。
【００７４】
次に、発生ガス排気機構の排気を停止し、遮蔽壁１０１７を浸漬機構の浸漬動作に干渉しない位置に移動させた。
【００７５】
副室８より、２００×２００ｍｍの大きさのグラファイト製の基板２を投入し、基板浸漬機構４により、該基板２をシリコンの融液５に浸漬させた。浸漬後、副室９から浸漬後の基板３を取出し、シリコン薄板を得た。
【００７６】
基板の浸漬を３０分の間に１５０回繰り返した後、るつぼ内の融液の深さが初期より２０ｍｍ減少したため、浸漬機構の動作を停止させ、気密性のあるチャンバーおよび主室１０１との間を仕切ることができるゲートバルブを有する原料投入機構１１に、シリコン結晶質の追加原料１２を１０ｋｇ入れ、真空ポンプにて空気を排気した後、アルゴンガスを該チャンバーに入れた。原料投入機構１１の該ゲートバルブを開けた後、原料投入機構１１より、るつぼ６内に、シリコン結晶質原料１０ｋｇを追加した。追加原料投入完了後、再度るつぼ６上部に発生ガス排気機構を設けた遮蔽壁１０１７を移動させ蓋をし、発生ガス排気機構にて毎分１０リットルの排気を行なった。
【００７７】
次に、るつぼ加熱機構７としての誘導加熱コイルにてるつぼ６の温度を１５５０℃に昇温保持した。追加した原料が完全に融解するまで約１５分を要した。その後、融液５の設定温度を１４１０℃にし、融液温度の安定を待ったところ、融液温度安定に要する時間は約１０分間であった。その後、再び発生ガス排気機構の排気を停止し、遮蔽壁１０１７を浸漬機構の浸漬動作に干渉しない位置に移動させ、基板浸漬機構４にて基板の浸漬を再開した。この融解、排気、浸漬のサイクルを繰り返し、シリコン薄板を連続的に作製した。３００枚のシリコン薄板を連続的に作製したところ、良品率は９３％だった。また、作製終了後の主室１００１内部表面および基板浸漬機構４を確認したところ、ＳｉＯx粉の付着は、認められなかった。
【００７８】
（実施例２）
図３に示す薄板製造装置を用い、実施の形態２において説明される方法にてシリコン薄板を作製した。質量３０．０ｋｇのシリコン結晶質原料（純度６−Ｎｉｎｅ）を直径４００ｍｍの高純度カーボン製のるつぼ６に浸漬位置にて充填し、るつぼ上部に発生ガス排気機構を設けた遮蔽壁３０１７ａ，３０１７ｂを固定し、遮蔽壁３０１７ｃを移動させ蓋をした。装置内を７．０×１０-3Ｐａまで真空引きし、アルゴンガスを導入して常圧にした。続いて、るつぼ加熱機構７としての誘導加熱コイルでるつぼ６の温度を１５００℃に昇温、保持し、シリコン結晶質原料を加熱して融解することによってシリコンの融液５とした。昇温の際、発生ガス排気機構にて毎分１０リットルの排気を行なうと共に、アルゴンガスを毎分１０リットル導入し、主室内の圧力を常圧に維持した。その後、シリコンの融液５を１４１０℃に保った。該融液５を１４１０℃に保持しているときの投入電力は、約４５ｋＷであった。次に、遮蔽壁３０１７ａを浸漬機構の浸漬動作に干渉しない位置に移動させた。
【００７９】
副室８より、２００×２００ｍｍの大きさのグラファイト製の基板２を投入し、基板浸漬機構４により、該基板２を融液５に浸漬させた。浸漬後、副室９から浸漬後の基板３を取出し、シリコン薄板を得た。
【００８０】
基板の浸漬を３０分の間に１５０回繰り返した後、るつぼ６内の融液の深さが初期より２０ｍｍ減少したため、浸漬機構の動作を停止させ、気密性のあるチャンバーおよび主室１００１との間を仕切ることができるゲートバルブを有する原料投入機構１１に、シリコン結晶質の追加原料１２を１０ｋｇ入れ、真空ポンプにて空気を排気した後、アルゴンガスを該チャンバーに入れた。原料投入機構１１の該ゲートバルブを開けた後、原料投入機構１１より、るつぼ６内に、シリコン結晶質原料１０ｋｇを追加した。追加原料投入完了後、再度るつぼ上部に発生ガス排気機構を設けた遮蔽壁３０１７ａを移動させ蓋をした。
【００８１】
次に、るつぼ加熱機構７としての誘導加熱コイルにてるつぼ６の温度を１５５０℃に昇温保持した。追加した原料が完全に融解するまで約１５分を要した。その後、融液５の設定温度を１４１０℃にし、融液温度の安定を待ったところ、融液温度安定に要する時間は約１０分間であった。
【００８２】
その後、再び遮蔽壁を基板浸漬機構４の浸漬動作に干渉しない位置に移動させ、基板浸漬機構４にて基板の浸漬を再開した。この融解、排気、浸漬のサイクルを繰り返し、シリコン薄板を連続的に作製した。このサイクルの繰り返しの最中、常時発生ガス排気機構にて排気を行なった。３００枚のシリコン薄板を連続的に作製したところ、良品率は９３%だった。また、作製終了後の主室１００１内部表面および基板浸漬機構４を確認したところ、ＳｉＯx粉の付着は、認められなかった。
【００８３】
（実施例３）
図４に示す薄板製造装置を用い、実施の形態３において説明される方法にてシリコン薄板を作製した。なお本実施例で使用される薄板製造装置は、図７に示すようなるつぼ移動機構を有する。質量３０．０ｋｇのシリコン結晶質原料（純度６−Ｎｉｎｅ）を直径４００ｍｍの高純度カーボン製のるつぼ６に原料投入位置にて充填し、るつぼ６およびるつぼ加熱機構７としての誘導加熱コイルを、排気位置である発生ガス排気機構を設けた遮蔽壁の直下まで水平方向に、３０ｍｍ／秒の速度で、５００ｍｍ移動させた。台車７０２の移動は、該台車７０２に取り付けた駆動モーターの回転力を台車７０２の車輪に伝達し、レール７０７上を自走させることで行なった。浸漬および排気を行なう浸漬位置Ｐ１にるつぼ６が位置するように、あらかじめ位置合せ機構７０８である車輪止めを設置してあり、るつぼ移動機構７００１によるるつぼの水平移動は、位置合せ機構７０８に台車７０２が接触することで停止させた。冷却機構７０５として、銅パイプを幾重にも屈曲させたものを用い、冷媒として水を３０Ｌ／分で循環させ、装置外部のチラーで熱交換することで、るつぼ移動機構７００１を略室温に保持した。るつぼ６は断熱機構７０３であるアルミナブロックの上に乗せてある。
【００８４】
装置内を７．０×１０-3Ｐａまで真空引きした後、アルゴンガスを導入して常圧にした。続いて、るつぼ加熱機構７としての誘導加熱コイルでるつぼ６の温度を１５００℃に昇温、保持し、シリコン結晶質原料を加熱して融解することによってシリコンの融液５とした。昇温の際、発生ガス排気機構にて毎分１０リットルの排気を行なうと共に、アルゴンガスを毎分１０リットル導入し、主室４００１内の圧力を常圧に維持した。その後、シリコンの融液５を１４１０℃に保った。該融液５を１４１０℃に保持しているときの投入電力は、約４５ｋＷであった。
【００８５】
次に、発生ガス排気機構の排気を停止し、融液５を溶融状態に保持したまま、再度、るつぼ６およびるつぼ加熱機構７としての誘導加熱コイルを、浸漬位置まで３０ｍｍ／秒の速度で５００ｍｍ移動させた。
【００８６】
副室８より、２００×２００ｍｍの大きさのグラファイト製の基板２を投入し、基板浸漬機構４により、該基板２をシリコン融液５に浸漬させた。浸漬後、副室９から浸漬後の基板３を取出し、シリコン薄板を得た。
【００８７】
基板の浸漬を３０分の間に１５０回繰り返した後、るつぼ内の融液が初期より２０ｍｍ減少したため、浸漬機構部の動作を停止させた。るつぼ６およびるつぼ加熱機構７としての誘導加熱コイルを融液が減少した状態のまま、原料投入位置まで３０ｍｍ／秒の速度で移動させた。気密性のあるチャンバーおよび主室４００１との間を仕切ることができるゲートバルブを有する原料投入機構１１に、シリコン結晶質の追加原料１２を１０ｋｇ入れ、真空ポンプにて空気を排気した後、アルゴンガスを該チャンバーに入れた。原料投入機構１１の該ゲートバルブを開けた後、原料投入機構１１より、るつぼ６内にシリコン結晶質原料１０ｋｇを追加した。追加原料投入完了後、再度、るつぼ６およびるつぼ加熱機構７としての誘導加熱コイルを、発生ガス排気機構を設けた遮蔽壁４０１７の直下の排気位置まで、水平方向に３０ｍｍ／秒の速度で５００ｍｍ移動させ、発生ガス排気機構にて毎分１０リットルの排気を行ない、１５００℃に昇温、保持し、シリコン結晶質追加原料を加熱して融解することによって融液５とした。昇温の際、発生ガス排気機構にて毎分１０リットルの排気を行なうと共に、アルゴンガスを毎分１０リットル導入し、主室４００１内の圧力を常圧に維持した。その後、シリコンの融液５を１４１０℃に保った。追加した原料が完全に融解するまで約１５分を要した。その後、融液５の設定温度を１４１０℃にし、融液温度の安定を待ったところ、融液温度安定に要する時間は約１０分間であった。
【００８８】
その後、再び発生ガス排気機構の排気を停止し、るつぼ６およびるつぼ加熱機構７としての誘導加熱コイルを、融液５を溶融状態としたまま浸漬位置まで３０ｍｍ／秒の速度で移動させ、基板浸漬機構４にて基板の浸漬を再開した。この融解、排気、浸漬のサイクルを繰り返し、シリコン薄板を連続的に作製した。３００枚のシリコン薄板を連続的に作製したところ、良品率は９３%だった。また、作製終了後の主室内部表面および基板浸漬機構４を確認したところ、ＳｉＯx粉の付着は、認められなかった。
【００８９】
（実施例４）
図５に示す薄板製造装置を用い、実施の形態４において説明した方法にてシリコン薄板を作製した。なお本実施例で使用される薄板製造装置は、図７に示すようなるつぼ移動機構を有している。質量３０．０ｋｇのシリコン結晶質原料（純度６−Ｎｉｎｅ）を２個の直径４００ｍｍの高純度カーボン製のるつぼ６ａ，６ｂに原料投入位置Ｐ２ａ，Ｐ２ｂにて充填し、るつぼ６ａ，６ｂおよびるつぼ加熱機構７ａ，７ｂとしての誘導加熱コイルを、発生ガス排気機構を設けた遮蔽壁５０１７ａ，５０１７ｂの直下の排気位置まで、水平方向に３０ｍｍ／秒の速度で７００ｍｍ移動させた。台車７０２の移動は、台車７０２に取り付けた駆動モーターの回転力を台車７０２の車輪に伝達し、レール７０７上を自走させることで行なった。位置合せ機構７０８である車輪止めをあらかじめ浸漬位置Ｐ１にるつぼ６ａ，６ｂが位置するように設置してあり、るつぼ移動機構７００１によるるつぼの水平移動は車輪止め７０８に台車７０２が接触することで停止させた。また、位置合せ機構７０９であるタッチセンサー（図示せず）を、あらかじめ発生ガス排気機構の遮蔽壁５０１７ａ，５０１７ｂの直下にるつぼ６ａ，６ｂが位置するように設置してある。冷却機構７０５として、銅パイプを幾重にも屈曲させたものを用い、冷媒として水を３０Ｌ／分で循環させ、装置外部のチラーで熱交換することで、るつぼ移動機構７００１を略室温に保持した。るつぼ６ａ，６ｂは断熱機構である断熱機構７０３としてのアルミナブロックの上に乗せてある。
【００９０】
装置内を７．０×１０-3Ｐａまで真空引きし、アルゴンガスを導入して常圧にした。続いて、るつぼ加熱機構７としての誘導加熱コイルでるつぼ６ａの温度を１５００℃に昇温、保持し、シリコン結晶質原料を加熱して融解することによってシリコンの融液５とした。昇温の際、各々の発生ガス排気機構にて毎分１０リットル（計毎分２０リットル）の排気を行なうと共に、アルゴンガスを毎分２０リットル導入し、主室５００１内の圧力を常圧に維持した。その後、シリコンの融液５を１４１０℃に保った。融液５を１４１０℃に保持しているときの投入電力は、どちらも約４５ｋＷであった。
【００９１】
次に、一方の発生ガス排気機構の排気を停止し、排気を停止した直下のるつぼ６ａおよびるつぼ加熱機構７ａとしての誘導加熱コイルを融液状態に保持したまま浸漬位置まで３０ｍｍ／秒の速度で、７００ｍｍ移動させた。この時、もう一方の発生ガス排気機構は毎分１０リットルの排気状態を保持し、アルゴンガスの導入を毎分１０リットルに減らした。
【００９２】
副室８より、２００×２００ｍｍの大きさのグラファイト製の基板２を投入し、基板浸漬機構４により、基板をシリコンの融液５に浸漬させた。浸漬後、副室９から浸漬後の基板３を取出し、シリコン薄板を得た。
【００９３】
基板の浸漬を３０分の間に１５０回繰り返した後、るつぼ内の融液の深さが初期より２０ｍｍ減少したため、浸漬機構部の動作を停止させた。るつぼ６ａ、およびるつぼ加熱機構７ａとしての誘導加熱コイルを、融液が減少した状態のまま原料投入位置Ｐ２ａまで３０ｍｍ／秒の速度で移動させた。るつぼ６ａ、およびるつぼ加熱機構７ａとしての誘導加熱コイルを移動させながら、他方のるつぼ６ｂ、およびるつぼ加熱機構７ｂとしての誘導加熱コイルに対する発生ガス排気機構の排気を停止し、融液５を溶融状態に保持したまま、浸漬位置Ｐ１まで３０ｍｍ／秒の速度で７００ｍｍ移動させ、基板浸漬機構４により、基板２をシリコン融液５に浸漬させた。
【００９４】
るつぼ６ｂにて基板２の浸漬を行なっている間、原料投入位置Ｐ２ａに移動させたるつぼ６ａには追加原料を投入した。気密性のあるチャンバーおよび主室５００１との間を仕切ることができるゲートバルブを有する原料投入機構５０１１ａに、シリコン結晶質の追加原料１２ａを１０ｋｇ入れ、真空ポンプにて空気を排気した後、アルゴンガスを該チャンバーに入れた。原料投入機構５０１１ａのゲートバルブを開けた後、原料投入機構５０１１ａよりるつぼ６内に該追加原料１０ｋｇを投入した。追加原料投入完了後、再度、るつぼ６ａ、およびるつぼ加熱機構７ａとしての誘導加熱コイルを、発生ガス排気機構を設けた遮蔽壁の直下の排気位置まで、水平方向に３０ｍｍ／秒の速度で７００ｍｍ移動させ、発生ガス排気機構にて毎分１０リットルの排気を行ない、１５００℃に昇温、保持し、シリコン結晶質の追加原料を加熱して融解することによってシリコンの融液５とした。昇温の際、発生ガス排気機構にて毎分１０リットルの排気を行なうと共に、アルゴンガスを毎分１０リットル導入し、主室５００１内の圧力を常圧に維持した。その後、シリコンの融液５を１４１０℃に保った。追加した原料が完全に融解するまで約１５分を要した。その後、融液５の設定温度を１４１０℃にし、融液温度の安定を待ったところ、融液温度安定に要する時間は約１０分間であった。
【００９５】
その後、るつぼ６ｂ内の融液の深さが、３０分の間に１５０回浸漬を繰り返した後において初期より２０ｍｍ減少したため、るつぼ６ａ、およびるつぼ加熱機構７ａとしての誘導加熱コイルを、融液５を溶融状態としたまま浸漬位置Ｐ１まで３０ｍｍ／秒の速度で移動させ、基板浸漬機構４にて基板の浸漬を再開した。この融解、排気、浸漬のサイクルを繰り返し、シリコン薄板を連続的に作製した。３００枚のシリコン薄板を連続的に作製したところ、良品率は９３％だった。また、作製終了後の主室内部表面および基板浸漬機構４を確認したところ、ＳｉＯx粉の付着は、認められなかった。
【００９６】
（比較例１）
実施例１と同一の薄板製造装置を用いて、発生ガス排気機構を設けた遮蔽壁１０１７を待機位置に位置させて発生ガス排気機構を用いた排気を行なう操作をしないこと以外は実施例１と同様にして薄板の製造を行なった。すなわち、浸漬位置Ｐ１のるつぼ６に原料を充填した後、主室１００１内部の真空引きを行ない、アルゴンガスを導入した。導入完了後、るつぼ加熱機構７にてるつぼ６を加熱し、原料の融解を行なった。融解完了後、遮蔽壁１０１７を待機位置へと移動させ、基板２の浸漬を連続的に行ない、薄板を作製した。融液５の液量が所定量まで減少した時に、原料投入機構１１から、追加原料１２をるつぼ６内に追加し、追加完了後、追加原料の融解を行なった。融液５の温度を安定させた後、基板２の浸漬を再開した。
【００９７】
この結果、３００枚のシリコン薄板を連続的に作製したところ、良品率は９０％だった。また、作製終了後の主室１００１内部表面および基板浸漬機構４を確認したところ、ＳｉＯx粉の付着が認められた。
【００９８】
実施例および比較例の結果から、排気機構を設けた遮蔽壁をるつぼの直上に設けることによって、たとえばＳｉＯ2粉等の不純物粉末が主室、基板浸漬機構等に付着することを防止でき、作製される薄板の良品率を向上させることが可能であることが分かる。
【００９９】
今回開示された実施の形態および実施例はすべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は上記した説明ではなくて特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。
【産業上の利用可能性】
【０１００】
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って、たとえばシリコン薄板等の所望の薄板を良好な良品率および生産性にて作製することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【０１０１】
【図１】本発明の薄板製造装置の例を示す概略図である。
【図２】本発明の薄板製造装置の例を示す概略図である。
【図３】本発明の薄板製造装置の別の例を示す概略図である。
【図４】本発明の薄板製造装置の別の例を示す概略図である。
【図５】本発明の薄板製造装置の別の例を示す概略図である。
【図６】本発明で使用され得る基板浸漬機構の例を示す概略図である。
【図７】本発明で使用され得るるつぼ移動機構の例を示す概略図である。
【図８】従来の薄板製造装置の例を示す概略図である。
【符号の説明】
【０１０２】
１００１，４００１，５００１  主室、２，３，８０３  基板、４，６００４，９０１  基板浸漬機構、５，５ａ，５ｂ，８０８  融液、６，６ａ，６ｂ，８０９  るつぼ、７，７ａ，７ｂ  るつぼ加熱機構、８，９  副室、１１，５０１１ａ，５０１１ｂ  原料投入機構、１２，１２ａ，１２ｂ  追加原料、１３ａ，１３ｂ  遮蔽板、１４，１４ａ，１４ｂ  ポンプ、１５，１５ａ，１５ｂ  バルブ、１０１６，３０１６，５０１６ａ，５０１６ｂ  配管、１０１７，３０１７ａ，３０１７ｂ，３０１７ｃ，４０１７，５０１７ａ，５０１７ｂ  遮蔽壁、１８  水平モータ、１９  昇降モータ、６０２  水平動作レール、６０３  スライド体、６０６  基板交換位置、６０７  位置、６１０  昇降機構、６１１  懸垂支柱、６１２  回転機構、６１４  回転支柱、６１５  支持支柱、６１６  台座、７００１  るつぼ移動機構、７０２  台車、７０３  断熱機構、７０４  耐熱性湯漏れ受け、７０５  冷却機構、７０６  電力導入機構、７０７  レール、７０８，７０９  位置合せ機構、７１０  るつぼ昇降機構、Ｐ１  浸漬位置、Ｐ２  原料投入位置、Ｐ３  排気位置、Ｓ１，Ｓ２，Ｓ３，Ｓ４，Ｓ２００５，Ｓ３００５，Ｓ４００６，Ｓ５００５ａ，Ｓ５００５ｂ  矢印。
【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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