(57)【要約】本発明は、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ものである。  本発明の薄板製造装置は、基板（２）をるつぼ（６）内の融液（５）に浸漬させて基板表面に薄板を形成する薄板製造装置であって、るつぼの移動機構を有し、基板浸漬機構（４）と干渉せずに原料を追加するものである。また、本発明の薄板製造方法は、浸漬位置とは異なる位置において、るつぼ内の固体原料を加熱溶解するものである。  本発明により、生産規模を拡大させ、製造効率を大きく高めることができ、単位面積当たりの製造コストを画期的に低下させることができる。
2004025000.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
基板（２）をるつぼ（６）内の融液（５）に浸漬させて前記基板表面に薄板を形成する薄板製造装置において、前記るつぼの移動機構を有することを特徴とする薄板製造装置。
【請求項２】
前記るつぼ内に追加原料を投入する、原料投入機構（１１１）を有することを特徴とする請求項１に記載の薄板製造装置。
【請求項３】
るつぼ移動機構は、前記基板を前記融液に浸漬させる場所に前記るつぼの位置合せをする位置合せ機構（１００８）を有することを特徴とする請求項１に記載の薄板製造装置。
【請求項４】
前記るつぼの移動時において、前記融液がこぼれないように前記るつぼの移動速度および／または速度変化を制御する機構を有することを特徴とする請求項１に記載の薄板製造装置。
【請求項５】
前記るつぼ移動機構と前記るつぼとの間に断熱機構（１００３）を有することを特徴とする請求項１に記載の薄板製造装置。
【請求項６】
前記るつぼ移動機構と前記るつぼとの間に冷却機構（１００５）を有することを特徴とする請求項１に記載の薄板製造装置。
【請求項７】
前記原料投入機構は、前記基板を前記融液に浸漬させる基板浸漬機構（４）とは異なる位置に設置されていることを特徴とする請求項１に記載の薄板製造装置。
【請求項８】
前記るつぼが、前記基板浸漬機構が基板を融液に浸漬させる浸漬位置に位置するときに前記薄板の形成を行ない、前記るつぼが前記浸漬位置とは異なる場所に位置するときに前記追加原料の前記るつぼへの投入を行なうことを特徴とする請求項１に記載の薄板製造装置。
【請求項９】
前記基板浸漬機構を有する主室（１０１）と独立した雰囲気を保持することができる副室（９）内において前記追加原料の前記るつぼへの投入を行なうことを特徴とする請求項１に記載の薄板製造装置。
【請求項１０】
前記副室が前記原料投入機構を有することを特徴とする請求項９に記載の薄板製造装置。
【請求項１１】
前記原料投入機構が、原料投入室と、前記原料投入室内部の雰囲気を前記副室内の雰囲気と同じにするための置換機構と、前記原料投入室と前記副室との間を仕切る仕切り機構とを有することを特徴とする請求項９に記載の薄板製造装置。
【請求項１２】
前記るつぼを少なくとも２つ有することを特徴とする請求項１に記載の薄板製造装置。
【請求項１３】
１つの前記副室内に複数の前記るつぼを並置させることができることを特徴とする請求項１２に記載の薄板製造装置。
【請求項１４】
前記るつぼ移動機構を前記るつぼと同数有することを特徴とする請求項１２に記載の薄板製造装置。
【請求項１５】
前記原料投入機構を前記るつぼと同数有することを特徴とする請求項１４に記載の薄板製造装置。
【請求項１６】
前記副室を前記るつぼと同数有することを特徴とする請求項１５に記載の薄板製造装置。
【請求項１７】
基板浸漬機構に保持された基板をるつぼ内の融液に浸漬させることにより前記基板表面に薄板を形成する薄板製造方法において、
前記浸漬位置とは異なる位置において、前記るつぼ内の固体原料を加熱溶解することを特徴とする薄板製造方法。
【請求項１８】
前記加熱溶解する場所は主室と独立した雰囲気を保持することができる副室内であることを特徴とする請求項１７に記載の薄板製造方法。
【請求項１９】
追加原料を前記るつぼに投入する工程を有することを特徴とする請求項１７に記載の薄板製造方法。
【請求項２０】
前記浸漬位置で前記薄板を作製する工程と、
前記るつぼを原料投入位置（１１０）に移動させる工程と、
前記追加原料を前記るつぼに投入する工程と、
前記るつぼを浸漬位置に移動させる工程と、
を有することを特徴とする請求項１７に記載の薄板製造方法。
【請求項２１】
前記浸漬位置で一のるつぼを用いて前記薄板を作製する工程と、
前記一のるつぼを一の原料投入位置に移動させる工程と、
前記追加原料を前記一のるつぼに投入する工程と、
前記一のるつぼを前記浸漬位置に移動させる工程と、
前記浸漬位置で前記一のるつぼとは異なる他の一のるつぼを用いて前記薄板を作製する工程と、
前記他の一のるつぼを前記一の原料投入位置とは異なる他の一の原料投入位置に移動させる工程と、
前記追加原料を前記他の一のるつぼに投入する工程と、
前記他の一のるつぼを前記浸漬位置に移動させる工程と、
を有することを特徴とする請求項１７に記載の薄板製造方法。
【請求項２２】
前記一のるつぼを用いて前記薄板を作製する工程を行っているときに、
前記追加原料を前記他の一のるつぼに投入する工程と、
前記他の一のるつぼに投入された追加原料を加熱溶解する工程と、
前記他の一のるつぼ内に保持されている融液の温度を安定させる工程と、
の少なくともいずれか一つの工程を行うことを特徴とする請求項２１に記載の薄板製造方法。
【請求項２３】
前記一のるつぼを前記浸漬位置に移動させる工程を行なっているときに、
前記一のるつぼとは異なる他の一のるつぼを前記一の原料投入位置とは異なる他の一の原料投入位置に移動させる工程を行なうことを特徴とする請求項２１に記載の薄板製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】  本発明は、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ものである。
【背景技術】  従来の、薄板製造装置の１つとして、たとえば、特開２００１−２４７３９６号公報に開示される「結晶シートの製造方法およびその製造装置ならびに太陽電池」が挙げられる。
この「結晶シートの製造装置」は、結晶シートが形成されるべき主表面を有する基板と、融液を保持する容器と、基板の主表面が融液に接触した後、融液から離れるように基板を移動させるために基板を保持する可動部材と、可動部材を冷却するための冷却手段とを備える。
このように構成された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。
図８に示すように、上記「結晶シートの製造装置」において、主室８０１の内部には、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８０４により、るつぼ８０９内の原料を融点以上に加熱出来る。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、原料投入ポート８０６を設け、原料の追加投入を行なう構造になっている。
しかしながら、上記従来の技術における、「結晶シートの製造方法およびその製造装置ならびに太陽電池」においては、基板８０３を融液８０８に浸漬するための可動部材８０２と、原料を追加するための原料投入ポート８０６が主室８０１内に隣接されているため、原料を追加する際、基板８０３や可動部材８０２に干渉しやすく、作業性が悪い。また、可動部材８０２と原料投入ポート８０６の干渉をさけるために、これらの設置位置を離そうとすると、るつぼ８０９のサイズを大きくする必要があり、供給電力の増加という問題が新たに発生する。さらに、るつぼサイズ大型化によって、融液量も増加するため、融液の熱容量が増加する。そのため、融液の設定温度を変更した後、融液温度が設定温度に安定するまでの時間（融液温度安定時間）が増加し、その結果生産性が悪化するという問題が生じる。
従来の薄板製造装置の別の例として、たとえば、特開２００３−５９８４９号公報に開示される「薄板製造装置および薄板製造方法」が挙げられる。
この薄板製造装置は、水平方向、垂直方向に移動可能で、基板を傾動させる機構を備えた基板搬送機構を有し、融液に浸漬する基板を自由な軌道で移動させることができる。しかし、原料投入機構についての詳細は記載されておらず、原料投入時における基板浸漬機構と原料投入機構との干渉の改善や、融液の設定温度を変更した後、融液温度が設定温度に安定するまでの時間（融液温度安定時間）の短縮という課題については解決されていない。
【発明の開示】
本発明の薄板製造装置は、基板をるつぼ内の融液に浸漬させて基板表面に薄板を作製する薄板製造装置であって、るつぼの移動機構を備えることを特徴とする。
るつぼ移動機構を備えることにより、薄板を作製するときはるつぼを浸漬位置に置き、追加原料の溶解を行なうときは浸漬位置と異なる位置にるつぼを移動させることが可能となるので、基板浸漬機構と干渉せずに原料を追加できる。また、るつぼサイズを大型化する必要が無いため、大型化した際に比べて、消費電力を低減でき、融液温度安定時間を短縮できる。
また本発明の薄板製造装置は、るつぼ内に追加原料を投入する、原料投入機構を備えることを特徴とする。
原料投入機構を備えることにより、装置を稼動させたまま、薄板の作製により消費された原料を追加することができる。
また本発明の薄板製造装置のるつぼ移動機構は、基板を融液に浸漬させる場所に、るつぼの位置合せをする位置合せ機構を有することを特徴とする。
位置合せ機構を用いてるつぼの位置を浸漬位置に正確に合わせることにより、基板を融液に浸漬させる基板浸漬機構がるつぼ壁と干渉せずに薄板を作製することができる。
また本発明の薄板製造装置は、るつぼの移動時において、るつぼ内から融液がこぼれないようにるつぼの移動速度および／または速度変化を制御する機構を有することを特徴とする。
るつぼの移動速度が十分にゆっくりであ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。移動の速度変化のみを制御しても同じ効果が得られる。また、るつぼの移動速度がある程度速い場合、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。
また本発明の薄板製造装置は、るつぼ移動機構とるつぼとの間に断熱機構を有することを特徴とする。
断熱機構を有することで、高温に保持されたるつぼからの熱によってるつぼ移動機構の温度が高くなり過ぎないようにでき、るつぼ移動機構を連続稼動できる。
また本発明の薄板製造装置は、るつぼ移動機構とるつぼとの間に冷却機構を有することを特徴とする。
冷却機構を有することで、高温に保持されたるつぼからの熱によってるつぼ移動機構の温度が高くなり過ぎないようにでき、るつぼ移動機構を連続稼動できる。
また本発明の薄板製造装置は、原料投入機構が基板を融液に浸漬させる基板浸漬機構とは異なる位置に設置されていることを特徴とする。
原料投入機構を基板浸漬機構とは異なる位置に設けることで、原料投入機構と基板浸漬機構とが干渉せずに装置を稼動させることができる。
また本発明の薄板製造装置は、基板浸漬機構が基板を融液に浸漬させる浸漬位置にるつぼが位置するときに薄板の形成を行ない、るつぼが浸漬位置とは異なる場所に位置するときに追加原料のるつぼへの投入を行なうことを特徴とする。
薄板の形成と追加原料の投入を異なる位置で行なうことで、基板浸漬機構と干渉せずに原料を追加できる。
また本発明の薄板製造装置は、基板浸漬機構を有する主室と独立した雰囲気を保持することができる副室内において追加原料のるつぼへの投入を行なうことを特徴とする。
追加原料の投入、溶解を、基板浸漬機構がある主室とは異なる室内で行なうことで、原料溶解時に発生する粉体が基板浸漬機構およびその周辺に付着することによる汚染を防止することができる。
また本発明の薄板製造装置は、副室が原料投入機構を有することを特徴とする。
追加原料投入機構を副室に設けることで、主室内に設けた基板浸漬機構に干渉せずに追加原料を投入できる。
また本発明の薄板製造装置は、原料投入機構が、原料投入室と、原料投入室内部の雰囲気を副室内の雰囲気と同じにするための置換機構と、原料投入室と副室との間を仕切る仕切り機構とを有することを特徴とする。
仕切り機構によって副室と仕切られた原料投入室内に追加原料を仕込み、原料投入室内の空気を副室内と同じ雰囲気に置換することで、空気の混入により副室内の雰囲気を乱すことなく追加原料を投入できる。
また本発明の薄板製造装置は、るつぼを少なくとも２つ有することを特徴とする。
るつぼを少なくとも２つ有することにより薄板製造に要するタクトタイムを短縮できる。
また本発明の薄板製造装置は、るつぼ移動機構をるつぼと同数有することを特徴とする。
複数のるつぼに対して同数のるつぼ移動機構を設けることにより、るつぼの移動に関する設定が自由にできる。
また本発明の薄板製造装置は、原料投入機構をるつぼと同数有することを特徴とする。
複数のるつぼに対して同数の原料投入機構を設けることにより、るつぼへの追加原料の投入に関する設定が自由にできる。
また本発明の薄板製造装置は、１つの副室内に複数のるつぼを並置させることができる。
複数のるつぼを１つの副室内に並置することで、装置構成が簡単になり、コストを低減できる。
また本発明の薄板製造装置は、副室をるつぼと同数有することを特徴とする。
副室をるつぼと同数設けることにより、追加原料の投入、溶解、温度安定化の工程を主室とは独立した雰囲気で行いつつ、主室で浸漬動作を継続することが可能となり、追加原料溶解時に発生する粉体が基板浸漬機構に付着することによる汚染を防止できる。
さらに、本発明の薄板製造方法は、基板浸漬機構に保持された基板をるつぼ内の融液に浸漬させることにより基板表面に薄板を形成する薄板製造方法であって、浸漬位置とは異なる位置において、るつぼ内の固体原料を加熱溶解することを特徴とする。
このような方法を採ることにより基板浸漬機構に熱的な影響を与えずに固体原料の初期ベーキングや溶解を行なうことができる。
また本発明の薄板製造方法は、固体原料を加熱溶解する場所は主室と独立した雰囲気を保持することができる副室内であることを特徴とする。
このような方法を採ることにより、固体原料の初期溶解時や初期ベーキング時に発生する粉体が基板浸漬機構に付着することによる汚染を防止できる。
また本発明の薄板製造方法は、追加原料をるつぼに投入する工程を有することを特徴とする。
このような方法を採ることにより、初期にるつぼに充填する固体原料の量が不足していた場合にも、基板浸漬機構と干渉せずに原料追加ができる。
また本発明の薄板製造方法は、浸漬位置で薄板を作製する工程と、るつぼを原料投入位置に移動させる工程と、追加原料をるつぼに投入する工程と、るつぼを浸漬位置に移動させる工程と、を有することを特徴とする。
このような方法を採ることにより、薄板の製造が長時間連続して可能となる。
また本発明の薄板製造方法は、浸漬位置で一のるつぼを用いて薄板を作製する工程と、一のるつぼを一の原料投入位置に移動させる工程と、追加原料を一のるつぼに投入する工程と、一のるつぼを浸漬位置に移動させる工程と、浸漬位置で一のるつぼとは異なる他の一のるつぼを用いて薄板を作製する工程と、他の一のるつぼを一の原料投入位置とは異なる他の一の原料投入位置に移動させる工程と、追加原料を他の一のるつぼに投入する工程と、他の一のるつぼを浸漬位置に移動させる工程と、を有することを特徴とする。
このような方法を採ることにより、複数のるつぼを用いて連続して薄板の製造ができる。
また本発明の薄板製造方法は、一のるつぼを用いて薄板を作製する工程を行っているときに、追加原料を他の一のるつぼに投入する工程と、他の一のるつぼに投入された追加原料を加熱溶解する工程と、他の一のるつぼ内に保持されている融液の温度を安定させる工程と、の少なくともいずれか一つの工程を行うことを特徴とする。
このような方法を採ることにより、薄板の製造に要するタクトタイムを短縮できる。
また本発明の薄板製造方法は、一のるつぼを浸漬位置に移動させる工程を行なっているときに、一のるつぼとは異なる他の一のるつぼを一の原料投入位置とは異なる他の一の原料投入位置に移動させる工程を行なうことを特徴とする。
このような方法を採ることにより、薄板の製造に要するタクトタイムをさらに短縮できる。
【図面の簡単な説明】  図１〜図６は、本発明の薄板製造装置の概略図である。
図７Ａ〜図７Ｃは、比較例および本発明における実施の形態１〜５でのタクト比較表である。
図８は、従来装置の概略図である。
図９は、基板浸漬機構の概略図である。
図１０は、るつぼ移動機構の概略図である。
【発明を実施するための最良の形態】  以下、この発明に基いた各実施形態における薄板製造装置について、図を参照しながら説明する。
（基板浸漬機構）
主室１０１には、シリコンの融液５を収納するるつぼ６と、基板２を移送しシリコン融液５に浸漬する基板浸漬機構４を備える。この基板浸漬機構４には、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どのような機構を用いてもよい。図９に示す基板浸漬機構９０１は、水平動作レール９０２に沿って動作するスライド体９０３に取付けられた昇降機構９１０を備え、この昇降機構９１０には懸垂支柱９１１と、懸垂支柱９１１に設置された回転機構９１２と、回転機構９１２によって動作される回転支柱９１４と、回転支柱９１４の先端に取付けた支持支柱９１５を有し、懸垂支柱９１１の末端と支持支柱９１５の末端を結ぶ位置に、基板２が装着される台座９１６を有する。基板２の水平方向の移送は、水平動作レール９０２に沿ってスライド体９０３が移動することにより昇降機構９１０と懸垂支柱９１１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われる。基板２の上下方向の移送は、昇降機構９１０が懸垂支柱９１１以下に吊り下がっている機構全体を昇降することで行う。基板２の回転動作は、回転機構９１２によって行われる。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うことができる。
次に、基板浸漬機構９０１による基板２の動作サイクルを、図９を用いて説明する。
基板２は、台座９１６が基板交換位置６０６の位置にて台座９１６に装着される。台座９１６に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るようにして装着する。この際、基板２表面は天頂方向を向いている。その位置で、図示しないヒータ等を用いて基板温度を調整してもよい。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９０７を浸漬前位置とする。次いで、浸漬前位置である位置９０７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。本実施形態では、基板２が融液５に突入し、脱出するまでの中間位置である位置９０８にるつぼ中央が位置するように位置合せを実施した。なお、位置９０８は、必ずしもるつぼ中央と一致する必要は無い。基板２が融液５に浸漬される際に、るつぼ壁と干渉しない限り、基板２表面に薄板を作製することが可能である。ただし、浸漬する位置とるつぼ位置の関係によって、作製される薄板の品質は異なる。これは、融液５には水平面内温度分布が存在し、たとえば、るつぼの中央付近と壁付近とでは融液の温度が異なるためである。そのため、水平方向についてはるつぼ移動機構と位置合せ機構を用いて、垂直方向についてはるつぼ昇降機構を用いて、毎回るつぼを同じ位置に合わせることが望ましい。上記のように、基板２を浸漬する際のるつぼ６の位置を、基板浸漬位置と称する。
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、交換位置９０６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。
基板２を交換するときの、基板２の姿勢は、本実施の形態では表面を天頂方向に向けたが、横向きや下向きなど、どの方向を向いていても構わない。また、図９において、動作サイクル９０９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、本実施の形態では説明の便宜上、浸漬前位置を位置９０７と定義したが、基板の交換位置９０６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。
上記動作の設定は、通常は、パソコン等により、水平方向移動指令と昇降動作移動指令、回転動作指令をそれぞれプログラミングし、そ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。
シリコン融液は１４００〜１５００℃の高温であり、またシリコンの蒸着やＳｉＯｘ粉等の付着もあるので、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（図示せず）をるつぼ６上に、基板浸漬機構４や基板動作と干渉しない位置に配置することが望ましい。
基板２は、シリコン薄板を製造する場合には、耐熱性等の観点からカーボンを使用するのが好ましい。基板２の表面に等間隔に凹凸を形成して結晶成長核の発生位置を制御することで、より結晶粒径の大きな多結晶薄板を製造することができる。
主室１０１内は少なくとも外気と遮断されていればよいのであるが、減圧下あるいは、ヘリウム、窒素、アルゴンなどの不活性雰囲気であることが好ましい。
本実施の形態において、融液５からの凝固成長により、薄板の結晶状態としては、温度などの条件によって、単結晶、多結晶、非晶質、結晶質と非晶質が混在した物質となることが考えられる。
さらに、融液５として、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、すずなどの半導体材料、または、アルミニウム、ニッケル、鉄などの金属材料を使用することが可能である。
（るつぼ移動機構）
次に、るつぼ移動機構について、図１０を用いて説明する。
本実施形態による溶解炉は、るつぼ移動機構１００１をるつぼ６からの熱移動から保護するための冷却機構１００５、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１００４、るつぼ６からるつぼ移動機構１００１への熱移動を抑制するための断熱機構１００３、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、溶解、保温するための加熱機構７から構成される。
この溶解炉全体が、るつぼ移動機構１００１上に設置され、るつぼ移動機構と一体化して移動する。
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。加熱機構７は、加熱を行うための電力導入機構１００６を有する。
本実施形態では、るつぼ移動機構１００１は、台車１００２を有し、外部から押引することでレール１００７上を横行することが可能である。るつぼ移動機構１００１は、レール１００７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１００７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など、どのような機構を用いても構わない。
るつぼ移動機構１００１により、るつぼ６が浸漬位置に移動されたときに位置合せを行う位置合せ機構１００８を設置することが望ましい。位置合せ機構１００８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などによる位置決めなど、どのような機構を用いても良い。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異なることを防止できる。
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う機構１００９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、投入原料をるつぼ６外にこぼすことなく原料投入することが可能となる。
断熱機構１００３には、具体的には、耐熱性を持ち熱伝導率が低いアルミナなどのセラミックス製のブロックや耐熱シートなどを用いることができる。また、るつぼ５から断熱機構１００３への熱伝導率をさらに小さくするために、断熱機構１００３とるつぼ６の底部との接触面積が小さくなるように、複数の小さなブロックを散在させてもよい。
冷却機構１００５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１００１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。
また、るつぼ移動機構１００１は、基板２と融液５が接触する融液面の位置を制御するために、溶解炉全体を昇降する、るつぼ昇降機構１０１０を有することが望ましい。るつぼ昇降機構１０１０は、たとえばネジ式昇降機、シリンダー式昇降機などを採用できる。
るつぼの移動、昇降速度は、十分にゆっくりであ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。移動の速度変化のみを制御しても同じ効果が得られる。また、るつぼの移動速度がある程度速い場合、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。要するに、最初は徐々に加速して高速移動し、最後には徐々に減速するように制御するのがよい。
ここで、本実施の形態においては、るつぼおよび加熱機構を水平方向に移動させることにより、融液原料をるつぼ内に投入する際、基板浸漬機構に干渉しないようにし、作業性を向上させているが、るつぼ移動機構はるつぼ、加熱機構等を上下方向に移動させるものであってもよい。
（実施の形態１）
図１で示すように、浸漬前の基板２が、副室８から矢印Ｓ１に沿って主室１０１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１０１から副室９へ搬出される。
るつぼ６およびその加熱機構７は、矢印Ｓ３に沿って水平方向に、原料投入位置１１０まで移動可能である。
るつぼ６は、その外周囲に沿って配置された加熱機構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が加熱機構７で加熱されるのに伴って融解したうえで融液５となる。
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、固体原料の初期融解を原料投入位置１１０で行い、融解完了後、るつぼ６および加熱機構７を基板浸漬位置まで、水平方向に移動させる。これにより、作業性の向上および、基板浸漬機構４に対する汚染を軽減することが出来る。ここで、基板浸漬機構４に対する汚染とは、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、ＳｉＯｘ粉等が発生し、基板浸漬機構４に付着する。基板浸漬機構４およびその周辺にＳｉＯｘ粉等が付着することにより、基板浸漬時にトラブルが発生しやすくなる。
基板の浸漬を連続的に行うことにより、融液５の液量が所定量まで減少した時に、るつぼ６および加熱機構７を原料投入位置１１０まで移動させ、原料投入機構１１１から、追加原料１２をるつぼ６内に追加し、融液５の温度を安定させた後、再び基板浸漬位置まで、るつぼ移動機構１００１を用いてるつぼ６および加熱機構７を移動させ、基板の浸漬を再開する。これにより、融液原料の追加を、基板浸漬機構４に干渉させずに行うことが出来る。
本実施の形態においては、原料投入機構１１１を気密性のあるチャンバー構造とし、主室１０１と原料投入機構１１１との間にゲートバルブなどを設けてもよい。ゲートバルブを閉じた状態で装置外から原料投入機構１１１に追加原料１２を入れ、混入した空気を真空ポンプ等を用いて排出し、主室１０１内と同じ不活性雰囲気にすることで、主室１０１に外気を持ち込まないようにできる。あるいは、主室１０１と原料投入機構１１１との間にゲートバルブなど何ら仕切りがない構成にしてもよい。この場合、主室１０１内を大気圧より高い圧力にすることで、装置外から追加原料１２を入れるときに空気の混入を避けることができる。
（実施の形態２）
図２に示したように、追加原料の融解および追加を行う原料投入位置２１０を、基板の浸漬を行う主室２０１と独立した副室２１４内に設置している。主室２０１と副室２１４間の、るつぼおよび加熱機構の移動は、ゲートバルブ２１３を通して行う。また、融液原料の追加は、副室２１４に隣接した原料投入機構２１１より行う。
基板の浸漬を行う主室２０１と、融液原料の融解を行う副室２１４を、ゲートバルブ２１３にて独立させることにより、基板浸漬機構に対する、原料の融解時の汚染を無くすことが出来る。また、基板の搬送や基板浸漬機構等にトラブルが発生した場合に、るつぼおよび加熱機構を副室２１４内に移動させることにより、融液を保持したまま、トラブルの復旧作業が行え、生産性のロスを低減することが出来る。
ここで、本実施の形態においては、るつぼおよび加熱機構を水平方向に移動させることにより、融液原料の融解時に基板浸漬機構への汚染を無くし、基板浸漬機構におけるトラブル復旧時の生産性のロスを低減させているが、副室２１４を主室２０１の下側に設置し、るつぼおよび加熱機構を上下方向に移動させてもよい。
（実施の形態３）
図３に示したように、基板２の浸漬を行う主室３０１と、仕切り機構であるゲートバルブ３１３によって仕切られた、副室３１４内に、原料投入位置を２箇所（３１０ａ、３１０ｂ）設置し、それぞれの個所にるつぼ（６ａ、６ｂ）および加熱機構（７ａ、７ｂ）を備えている。２組のるつぼ（６ａ、６ｂ）および加熱機構（７ａ、７ｂ）は、それぞれ原料投入位置３１０ａと主室３０１間、および原料投入位置３１０ｂと主室３０１間をそれぞれ移動可能である。
次に、２個のるつぼ（６ａ、６ｂ）および加熱機構（７ａ、７ｂ）を用いて、基板２の浸漬を連続的に行う方法を説明する。まず、副室３１４内の原料投入位置３１０ａおよび原料投入位置３１０ｂにて固体原料の融解を行う。融液の温度が安定した後、原料投入位置３１０ａのるつぼ６ａおよび加熱機構７ａを、ゲートバルブ３１３を通して、主室３０１内の基板浸漬位置まで移動させる。基板２の浸漬を連続的に行うことにより、融液５ａの液量が所定量まで減少した時に、るつぼ６ａおよび加熱機構７ａを、主室３０１から、ゲートバルブ３１３を通して、副室３１４内の原料投入位置３１０ａに移動させる。次に原料投入位置３１０ｂのるつぼ６ｂおよび加熱機構７ｂを、ゲートバルブ３１３を通して、主室３０１内の基板浸漬位置まで移動させ、基板２の浸漬を再開する。基板２の浸漬を行っている間に、原料投入位置３１０ａのるつぼ６ａ内に、原料投入機構３１１ａより、追加原料１２ａを追加投入し、加熱溶解し、融液５ａの温度を安定させる。基板２の浸漬を行っているるつぼ６ｂ内の融液５ｂの液量が所定量まで減少したら、るつぼ６ｂおよび加熱機構７ｂを原料投入位置３１０ｂに移動させ、原料投入位置３１０ａのるつぼ６ａおよび加熱機構７ａを再度主室３０１内の基板浸漬位置まで移動させ、基板２の浸漬を再開する。基板２の浸漬を行っている間に、原料投入位置３１０ｂのるつぼ６ｂ内に、原料投入機構３１１ｂより追加原料１２ｂを追加投入し、加熱溶解し、融液５ｂの温度を安定させる。これらの動作を繰り返し行うことにより、基板２の浸漬を連続的に行うことが出来る。
これにより、副室の数、および副室雰囲気制御機構を増設することなく、簡易にるつぼ数を増加し、浸漬を中断する時間を短縮できる。
また、基板の浸漬を行う主室３０１と、融液原料の融解を行う副室３１４を、ゲートバルブ３１３にて独立させることにより、基板浸漬機構に対する、原料の融解時の汚染を無くすことが出来る。また、基板の搬送や基板浸漬機構等にトラブルが発生した場合に、るつぼおよび加熱機構を副室３１４内に移動させることにより、融液を保持したまま、トラブルの復旧作業が行え、生産性のロスを低減することが出来る。
（実施の形態４）
図４に示したように、２箇所の原料投入位置４１０ａおよび４１０ｂに対し、仕切り機構であるゲートバルブ４１３ａおよび４１３ｂ、副室４１４ａおよび４１４ｂを独立に設置している。
原料投入位置４１０ａおよび４１０ｂと主室４０１間の移動において、原料投入位置４１０ａに対しては、副室４１４ａおよびゲートバルブ４１３ａを通して行い、原料投入位置４１０ｂに対しては、副室４１４ｂおよびゲートバルブ４１３ｂを通して行う。るつぼ１つに対し、副室とゲートバルブを１セットずつ有するため、追加原料の投入、加熱溶解、温度安定を行っている副室の雰囲気を、主室と独立にすることが可能となり、追加した追加原料の融解時に、主室４０１側への汚染を無くすことが出来る。また、実施の形態３と同様の動作を行うことにより、基板の浸漬を連続して行うことが出来る。
基板の浸漬を行なう主室４０１と、融液原料の融解を行なう副室４１４ａ、４１４ｂを、ゲートバルブ４１３ａ、４１３ｂにて独立させることにより、原料の融解時に基板浸漬機構に対する汚染をなくすことができる。また、基板の搬送や基板浸漬機構等にトラブルが発生した場合に、るつぼおよび加熱機構を副室４１４ａ、４１４ｂ内に移動させることにより、融液を保持したまま、トラブルの復旧作業が行なえ、生産性のロスを低減させることができる。
（実施の形態５）
図５に示したように、２個のるつぼ６ａ、６ｂおよび加熱機構７ａ、７ｂの原料投入位置５１０ａ、５１０ｂと基板浸漬位置を同一軸上に配置している。この配置を採用することにより、２つのるつぼ６ａ、６ｂが同時に移動を行っても、物理的に干渉することが無いため、るつぼ６ａおよび加熱機構７ａを、主室５０１から、ゲートバルブ５１３ａを通して、副室５１４ａ内の原料投入位置５１０ａに移動させると同時に、融液５ｂを保持した、副室５１４ｂ内の原料投入位置５１０ｂにあるるつぼ６ｂおよび加熱機構７ｂを、ゲートバルブ５１３ｂを通して、主室５０１内に移動させることが出来る。このように、２個のるつぼ６ａ、６ｂおよび加熱機構７ａ、７ｂを同時に移動させることにより、さらに生産性を向上させることが出来る。
また、基板の浸漬を行う主室５０１と、融液原料の融解を行う副室５１４ａ、５１４ｂを、ゲートバルブ５１３ａ、５１３ｂにて独立させることにより、基板浸漬機構に対する、原料の融解時の汚染を無くすことが出来る。また、基板の搬送や基板浸漬機構等にトラブルが発生した場合に、るつぼおよび加熱機構を副室５１４ａ、５１４ｂ内に移動させることにより、融液を保持したまま、トラブルの復旧作業が行え、生産性のロスを低減することが出来る。
（薄板の生産に要するタクト）
ここで、実施の形態１〜５の生産性について、図７Ａ〜図７Ｃに示したタクト表を用いて図８に示す従来の装置を用いた場合（比較例）の生産性と比較する。
融液が所定量まで減少する時間      ：Ｘ秒
上記時間内の薄板作製枚数          ：Ｗ枚
原料追加と融解に必要な時間        ：Ｙ秒
融液温度の安定に必要な時間        ：Ｚ秒
るつぼ移動時間                    ：Ａ秒
ゲートバルブ開閉時間              ：Ｂ秒
とすると、それぞれの形態におけるタクト（薄板１枚作成に要する時間）は、
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
と表せる。ここで実施の形態１および比較例はゲートバルブを有しないため、図７Ａにおいてゲートバルブ開閉時間（Ｂ秒）が０の場合として表せる。
ただし、実施の形態３〜４の場合、（Ｘ＋Ａ）＞（Ｂ＋Ｙ＋Ｚ）である必要がある。また、実施の形態５の場合、（Ｘ）＞（Ｂ＋Ｙ＋Ｚ）である必要がある。
（実施の形態６）
図６に示したように、基板の浸漬を行う主室６０１に対して、原料投入位置６１０ａ、６１０ｂ、６１０ｃ、副室６１４ａ、６１４ｂ、６１４ｃ、仕切り機構であるゲートバルブ６１３ａ、６１３ｂ、６１３ｃ、原料投入機構６１１ａ、６１１ｂ、６１１ｃを独立に３個ずつ配置している。
実施の形態３〜４の場合、（Ｘ＋Ａ）＞（Ｂ＋Ｙ＋Ｚ）である必要がある。また、実施の形態５の場合、（Ｘ）＞（Ｂ＋Ｙ＋Ｚ）である必要がある。この関係が成り立たない場合、すなわち、融液が所定量まで減少する時間よりも、原料を追加した後、融液の温度を安定させる時間の方が長い場合には、予備のるつぼおよび加熱機構を２個以上有することにより、基板の浸漬を連続して行うことが可能となる。
るつぼ数が２個以上の場合も、実施の形態３〜４と同様の考え方でタクト計算が可能である。るつぼ数をＮ個（ただし、Ｎ＞１）とすると、実施の形態６におけるタクトは、
形態６        ：（Ｘ＋２Ａ）／Ｗ
と表せる。
ただし、（（Ｘ＋２Ａ）×（Ｎ−２）＋（Ｘ＋Ａ））＜（Ｂ＋Ｙ＋Ｚ）である必要がある。るつぼ数Ｎは、上式を十分満たす値に設定することが望ましい。
また、基板の浸漬を行う主室６０１と、融液原料の融解を行う副室６１４ａ、６１４ｂ、６１４ｃを、ゲートバルブ６１３ａ、６１３ｂ、６１３ｃにて独立させることにより、基板浸漬機構に対する、原料の融解時の汚染を無くすことが出来る。また、基板の搬送や基板浸漬機構等にトラブルが発生した場合に、るつぼおよび加熱機構を副室６１４ａ、６１４ｂ、６１４ｃ内に移動させることにより、融液を保持したまま、トラブルの復旧作業が行え、生産性のロスを低減することが出来る。
【実施例１】  実施の形態１で説明した薄板製造装置を用い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４００ｍｍφの高純度カーボン製のるつぼ６にチャージした。装置内を７．０×１０−３Ｐａまで減圧後、アルゴンガスを導入して常圧にした。続いて、原料投入位置１１０において、加熱機構７である誘導加熱コイルでるつぼ６の温度を１５５０℃に保持し、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。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、約５５ｋＷであった。
これに対して、図８に示す従来の装置では、可動部材８０２に取り付けられた基板８０３と原料投入ポート８０６との干渉を防ぐために、るつぼ８０９の直径は６００ｍｍφ必要である。この際、融液８０８を１４１０℃に保持しているときの投入電力は、約１２０ｋＷであった。
このように、るつぼ移動機構を有することで、るつぼの小型化が可能となり、投入電力を少なくすることが可能である。
次に、シリコンの融液５を保持したまま、るつぼ６、および加熱機構７である誘導加熱コイルを、基板浸漬位置まで水平方向に、３０ｍｍ／秒の速度で、１８００ｍｍ移動させた。台車１００２の移動は、台車１００２に取り付けた駆動モーターの回転力を台車１００２の車輪に伝達し、レール１００７上を自走させることで行なった。位置合せ機構１００８である車輪止めをあらかじめ基板浸漬位置にるつぼ６が位置するように設置してあり、るつぼ移動機構１００１によるるつぼの水平移動は車輪止めに台車１００２が接触することで停止した。冷却機構１００５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１００１を略室温に保持した。るつぼ６は断熱機構１００３であるアルミナブロックの上に乗せてある。
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。
基板の浸漬を５０分の間に３００回繰り返した後、るつぼ６、および加熱機構７である誘導加熱コイルを、基板浸漬位置から、原料投入位置１１０まで、３０ｍｍ／秒の速度で移動させた。るつぼ移動機構１００１によるるつぼの水平移動は機構１００９である車輪止めに台車１００２が接触することで停止した。
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１１１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。るつぼ６を原料投入位置１１０に移動させ、原料投入機構１１１の該ゲートバルブを開けた後、原料投入機構１１１より、るつぼ６内に、シリコン結晶質原料１０ｋｇを追加し、加熱機構７である誘導加熱コイルにてるつぼ６の温度を１５５０℃に保持した。追加した原料が完全に融解するまで約３０分を要した。その後、シリコンの融液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。
これに対して、図８に示す従来の装置では、るつぼ８０９の直径は６００ｍｍφ必要であり、シリコン融液の量が多いため、シリコンの融液８０８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２５分間であった。
このように、るつぼ移動機構を有することで、るつぼの小型化が可能となり、融液温度安定時間を短くすることが可能である。
その後、再び基板浸漬位置まで、るつぼ６および加熱機構７である誘導加熱コイルを移動させ、基板の浸漬を行った。
本実施例におけるタクトを、実施の形態５で示した数式で表すと、
（Ｘ＋Ｙ＋Ｚ＋２Ａ）／Ｗ
となり、本実施例における具体的な数値をそれぞれあてはめると、Ｘ＝３０００秒、Ｗ＝３００枚、Ｙ＝１８００秒、Ｚ＝６００秒、Ａ＝６０秒となるので、タクトは、
（３０００＋１８００＋６００＋２×６０）／３００＝１８．４秒／枚
であった。
したがって、本実施例における１時間あたりの薄板の生産枚数は約１９６枚／時となり、投入電力約５５ｋＷを生産枚数で除した薄板１枚あたりの消費電力量は、約０．２８ｋＷｈ／枚であった。
これに対して、図８に示す従来の装置では、融液温度安定に要する時間が多いため、タクトは２１．０秒／枚で、１時間あたりの薄板の生産枚数は約１７１枚／時となり、投入電力約１２０ｋＷを生産枚数で除した１枚あたりの消費電力量は約０．７０ｋＷｈ／枚であった。
このように、るつぼ移動機構を有することで、るつぼの小型化が可能となり、タクトの短縮と、薄板１枚あたりの消費電力量の低減により、生産性を向上することが可能である。
（比較例１）
図８に示す、従来装置を用いて、シリコン薄板を作製した。質量６７．５ｋｇのシリコン結晶質原料（純度６−Ｎｉｎｅ）を直径６００ｍｍφの高純度カーボン製のるつぼ８０９にチャージした。装置内を７．０×１０−３Ｐａまで減圧後、アルゴンガスを導入して常圧にした。続いて、ヒータ８０４でるつぼ８０９の温度を１５５０℃に保持し、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８０８とした。その後、シリコンの融液８０８を１４１０℃に保った。融液８０８を１４１０℃に保持しているときの投入電力は、約１２０ｋＷであり、るつぼサイズ大型化のため、実施例１による電力（約５５ｋＷ）に比べて、大きな値となった。
次に、シリコンの融液８０８を保持したまま、るつぼ８０９を上昇し、基板８０３の表面を融液８０８に浸漬した。
基板８０３は、２００×２００ｍｍの大きさのグラファイト製の基板を、装置上部から連続的に可動部材８０２に投入し、可動部材８０２の回転により、基板をシリコンの融液８０８に浸漬させ、続いて上方へ基板を取出し、シリコン薄板を作製した。
基板の浸漬を５０分の間に３００回繰り返した後、るつぼ８０９を３０ｍｍ、３０ｍｍ／秒の速度で下降させた。
原料投入機構８０６を通じて、るつぼ８０９内に、シリコン結晶質原料１０ｋｇを追加し、ヒータ８０４にてるつぼ８０９の温度を１５５０℃に保持した。追加した原料が完全に融解するまで約３０分を要した。その後、シリコンの融液８０８の設定温度を１４１０℃にし、融液温度安定を待ったところ、融液温度が安定するまでに約２５分間かかった。
その後、再び基板浸漬位置まで、るつぼ８０９およびヒータ８０４を移動させ、基板の浸漬を行った。
本実施例におけるタクトを、実施の形態５で示した数式で表すと、
（Ｘ＋Ｙ＋Ｚ＋２Ａ）／Ｗ
となり、本実施例における具体的な数値をそれぞれあてはめると、Ｘ＝３０００秒、Ｗ＝３００枚、Ｙ＝１８００秒、Ｚ＝１５００秒、Ａ＝１秒となるので、タクトは、
（３０００＋１８００＋１５００＋２×１）／３００＝２１．０秒／枚
であった。
（薄板の生産に要するタクト）
実施例１に比べて比較例１では融液温度安定に要する時間が長いため、比較例１ではタクトは２１．０秒／枚、１時間あたりの薄板の生産枚数は約１７１枚／時となり、投入電力約１２０ｋＷを生産枚数で除した薄板１枚あたりの消費電力量は約０．７０ｋＷｈ／枚であった。これに対し実施例１ではタクトは１８．４秒／枚であり、薄板１枚あたりの消費電力量は約０．２８ｋＷｈ／枚であった。
このように、るつぼ移動機構を有することで、るつぼの小型化が可能となり、生産性を向上することが可能である。
【実施例２】  実施の形態２で説明した薄板製造装置を用いてシリコン薄板を作製した。副室２１４内にて、質量３０．０ｋｇのシリコン結晶質原料（純度６−Ｎｉｎｅ）を直径４００ｍｍφの高純度カーボン製のるつぼ６にチャージした。副室２１４内を７．０×１０−３Ｐａまで減圧後、アルゴンガスを導入して常圧にした。続いて、原料投入位置２１０において、加熱機構７である誘導加熱コイルでるつぼ６の温度を１５５０℃に保持し、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。その後、シリコンの融液５を１４１０℃に保った。
次に主室２０１内を７．０×１０−３Ｐａまで減圧後、アルゴンガスを導入して常圧にした。ゲートバルブ２１３を１０秒かけて開け、主室２０１内の基板浸漬位置まで、るつぼ６と誘導加熱コイルを、３０ｍｍ／秒の速度で、１８００ｍｍ移動させた。
基板２の浸漬を５０分間継続し、３００回繰り返した後、るつぼ６、および加熱機構７である誘導加熱コイルを、基板浸漬位置から、原料投入位置２１０まで、３０ｍｍ／秒の速度で移動させた。その後、ゲートバルブ２１３を１０秒かけて閉じ、原料投入機構２１１より、るつぼ６内に、シリコン結晶質原料１０ｋｇを追加し、誘導加熱コイルにてるつぼ６の温度を１５５０℃に保持した。追加した原料１２が完全に融解するまで約３０分を要した。その後、シリコンの融液５の温度を１４１０℃にし、１０分間保持した。
その後、ゲートバルブ２１３を１０秒かけて開き、再び基板浸漬位置まで、るつぼ６および誘導加熱コイルを移動させ、基板２の浸漬を行った。
本実施例におけるタクトを、実施の形態５で示した数式で表すと、
（Ｘ＋Ｙ＋Ｚ＋２Ａ＋２Ｂ）／Ｗ
となり、本実施例における具体的な数値をそれぞれあてはめると、Ｘ＝３０００秒、Ｗ＝３００枚、Ｙ＝１８００秒、Ｚ＝６００秒、Ａ＝６０秒、Ｂ＝１０秒となるので、タクトは、
（３０００＋１８００＋６００＋２×６０＋２×１０）／３００＝１８．５秒／枚
であった。
したがって、１時間あたりの薄板の生産枚数は約１９５枚／時であり、投入電力約１２０ｋＷを生産枚数で除した薄板１枚あたりの消費電力量は約０．２８ｋＷｈ／枚であった。
これに対して、比較例１によるタクトは２１．０秒／枚、薄板１枚あたりの消費電力量は約０．７０ｋＷｈ／枚である。このように、るつぼ移動機構を有することで、るつぼの小型化が可能となり、タクトの短縮と薄板１枚あたりの消費電力量の低減により生産性を向上することが可能である。
【実施例３】  実施の形態３で説明した薄板製造装置を用いてシリコン薄板を作製した。副室３１４内において、原料投入位置３１０ａおよび原料投入位置３１０ｂそれぞれにて、質量３０．０ｋｇのシリコン結晶質原料（純度６−Ｎｉｎｅ）を直径４００ｍｍφの高純度カーボン製のるつぼ６ａ、６ｂにチャージした。副室３１４内を７．０×１０−３Ｐａまで減圧後、アルゴンガスを導入して常圧にした。続いて、原料投入位置３１０ａおよび３１０ｂにおいて、加熱機構７ａ、７ｂである誘導加熱コイルでるつぼ６ａ、６ｂの温度を１５５０℃に保持し、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５ａ、５ｂとした。その後、シリコンの融液５ａ、５ｂを１４１０℃に保った。
次に主室３０１内を７．０×１０−３Ｐａまで減圧後、アルゴンガスを導入して常圧にした。ゲートバルブ３１３を１０秒かけて開け、まず、原料投入位置３１０ａのるつぼ６ａと加熱機構７ａである誘導加熱コイルを、主室３０１内の基板浸漬位置まで、３０ｍｍ／秒の速度で、１８００ｍｍ移動させた。
基板２の浸漬を５０分間継続し、３００回繰り返した後、るつぼ６ａおよび加熱機構７ａである誘導加熱コイルを、基板浸漬位置から、原料投入位置３１０ａまで、３０ｍｍ／秒の速度で移動させた。その後、原料投入位置３１０ｂのるつぼ６ｂおよび加熱機構７ｂである誘導加熱コイルを、基板浸漬位置まで３０ｍｍ／秒の速度で、１８００ｍｍ移動させ、基板２の浸漬を再開した。その間に、原料投入機構３１１ａより、原料投入位置３１０ａのるつぼ６ａ内に、シリコン結晶質原料１０ｋｇを追加し、加熱機構７ａである誘導加熱コイルにてるつぼ６ａの温度を１５５０℃に保持した。追加した原料１２ａが完全に融解するまで約３０分を要した。その後、シリコンの融液５ａの温度を１４１０℃にし、１０分間保持した。
基板２の浸漬をさらに５０分間継続し、３００回繰り返した後（通算６００回）、るつぼ６ｂ、および加熱機構７ｂである誘導加熱コイルを、基板浸漬位置から、原料投入位置３１０ｂまで、３０ｍｍ／秒の速度で移動させた。その後、原料投入位置３１０ａのるつぼ６ａおよび加熱機構７ａである誘導加熱コイルを、基板浸漬位置まで３０ｍｍ／秒の速度で移動させ、基板２の浸漬を再開した。基板２の浸漬を行う間に、原料投入機構３１１ｂより、原料投入位置３１０ｂのるつぼ６ｂ内に、シリコン結晶質原料１０ｋｇを追加し、加熱機構７ｂである誘導加熱コイルにてるつぼ６ｂの温度を１５５０℃に保持した。その後、シリコンの融液５ｂの温度を１４１０℃にし、１０分間保持した。
本実施例におけるタクトを、実施の形態５で示した数式で表すと、
（Ｘ＋２Ａ）／Ｗ
となり、本実施例における具体的な数値をそれぞれあてはめると、Ｘ＝３０００秒、Ｗ＝３００枚、Ａ＝６０秒となるので、タクトは、
（３０００＋２×６０）／３００＝１０．４秒／枚
であった。
したがって、１時間あたりの薄板の生産枚数は約３４６枚／時であり、投入電力約１１０ｋＷを生産枚数で除した薄板１枚あたりの消費電力量は約０．３２ｋＷｈ／枚であった。
これに対して、比較例１によるタクトは２１．０秒／枚、薄板１枚あたりの消費電力量は約０．７０ｋＷｈ／枚である。このように、るつぼ移動機構を有することで、るつぼの小型化が可能となり、タクトの短縮と薄板１枚あたりの消費電力量の低減により生産性を向上することが可能である。
【実施例４】  実施の形態４で説明した薄板製造装置を用いてシリコン薄板を作製した。副室４１４ａおよび副室４１４ｂ内において、それぞれ、原料投入位置４１０ａおよび原料投入位置４１０ｂにて、質量３０．０ｋｇのシリコン結晶質原料（純度６−Ｎｉｎｅ）を直径４００ｍｍφの高純度カーボン製のるつぼ６ａ、６ｂにチャージした。副室４１４ａおよび副室４１４ｂ内を７．０×１０−３Ｐａまで減圧後、アルゴンガスを導入して常圧にした。続いて、原料投入位置４１０ａおよび４１０ｂにおいて、加熱機構７ａ、７ｂである誘導加熱コイルでるつぼ６ａ、６ｂの温度を１５５０℃に保持し、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５ａ、５ｂとした。その後、シリコンの融液５ａ、５ｂを１４１０℃に保った。
次に主室４０１内を７．０×１０−３Ｐａまで減圧後、アルゴンガスを導入して常圧にした。ゲートバルブ４１３ａを５秒かけて開け、まず、原料投入位置４１０ａのるつぼ６ａと加熱機構７ａである誘導加熱コイルを、主室４０１内の基板浸漬位置まで、３０ｍｍ／秒の速度で、１８００ｍｍ移動させた。
基板２の浸漬を５０分間継続し、３００回繰り返した後、るつぼ６ａおよび加熱機構７ａである誘導加熱コイルを、基板浸漬位置から、原料投入位置４１０ａまで、３０ｍｍ／秒の速度で移動させた。その後、ゲートバルブ４１３ａを５秒かけて閉じると同時に、ゲートバルブ４１３ｂを５秒かけて開けた。原料投入位置４１０ｂのるつぼ６ｂおよび加熱機構７ｂである誘導加熱コイルを、基板浸漬位置まで３０ｍｍ／秒の速度で、１８００ｍｍ移動させ、基板２の浸漬を再開した。その間に、原料投入機構４１１ａより、原料投入位置４１０ａのるつぼ６ａ内に、シリコン結晶質原料１０ｋｇを追加し、加熱機構７ａである誘導加熱コイルにてるつぼ６ａの温度を１５５０℃に保持した。追加した原料１２ａが完全に融解するまで約３０分を要した。その後、シリコンの融液５ａの温度を１４１０℃にし、１０分間保持した。
基板２の浸漬をさらに５０分間継続し、３００回繰り返した後（通算６００回）、るつぼ６ｂおよび加熱機構７ｂである誘導加熱コイルを、基板浸漬位置から、原料投入位置４１０ｂまで、３０ｍｍ／秒の速度で移動させた。その後、ゲートバルブ４１３ｂを５秒かけて閉じると同時に、ゲートバルブ４１３ａを開け、原料投入位置４１０ａのるつぼ６ａおよび加熱機構７ａである誘導加熱コイルを、基板浸漬位置まで３０ｍｍ／秒の速度で移動させ、基板２の浸漬を再開した。基板２の浸漬を行う間に、原料投入機構４１１ｂより、原料投入位置４１０ｂのるつぼ６ｂ内に、シリコン結晶質原料１０ｋｇを追加し、加熱機構７ｂである誘導加熱コイルにてるつぼ６ｂの温度を１５５０℃に保持した。その後、シリコンの融液５ｂの温度を１４１０℃にし、１０分間保持した。
本実施例におけるタクトを、実施の形態５で示した数式で表すと、
（Ｘ＋２Ａ）／Ｗ
となり、本実施例における具体的な数値をそれぞれあてはめると、Ｘ＝３０００秒、Ｗ＝３００枚、Ａ＝６０秒となるので、タクトは、
（３０００＋２×６０）／３００＝１０．４秒／枚
であった。
したがって、１時間あたりの薄板の生産枚数は約３４６枚／時であり、投入電力約１１０ｋＷを生産枚数で除した薄板１枚あたりの消費電力量は約０．３２ｋＷｈ／枚であった。
これに対して、比較例１によるタクトは２１．０秒／枚、薄板１枚あたりの消費電力量は約０．７０ｋＷｈ／枚である。このように、るつぼ移動機構を有することで、るつぼの小型化が可能となり、タクトの短縮と薄板１枚あたりの消費電力量の低減により生産性を向上することが可能である。
【実施例５】  実施の形態５で説明した薄板製造装置を用いてシリコン薄板を作製した。副室５１４ａおよび副室５１４ｂ内において、それぞれ、原料投入位置５１０ａおよび原料投入位置５１０ｂにて、質量３０．０ｋｇのシリコン結晶質原料（純度６−Ｎｉｎｅ）を直径４００ｍｍφの高純度カーボン製のるつぼ６ａ、６ｂにチャージした。副室５１４ａおよび副室５１４ｂ内を７．０×１０−３Ｐａまで減圧後、アルゴンガスを導入して常圧にした。続いて、原料投入位置５１０ａおよび５１０ｂにおいて、加熱機構７ａ、７ｂである誘導加熱コイルでるつぼ６ａ、６ｂの温度を１５５０℃に保持し、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５ａ、５ｂとした。その後、シリコンの融液５ａ、５ｂを１４１０℃に保った。
次に主室５０１内を７．０×１０−３Ｐａまで減圧後、アルゴンガスを導入して常圧にした。ゲートバルブ５１３ａを５秒かけて開け、まず、原料投入位置５１０ａのるつぼ６ａと加熱機構７ａである誘導加熱コイルを、主室５０１内の基板浸漬位置まで、３０ｍｍ／秒の速度で、１８００ｍｍ移動させた。
基板２の浸漬を５０分継続して、３００回繰り返した後、ゲートバルブ５１３ｂを５秒かけて開け、基板浸漬位置にあるるつぼ６ａおよび加熱機構７ａである誘導加熱コイルを、原料投入位置５１０ａまで、３０ｍｍ／秒の速度で移動させると同時に、原料投入位置５１０ｂにあるるつぼ６ｂおよび加熱機構７ｂである誘導加熱コイルを、基板浸漬位置まで、３０ｍｍ／秒の速度で、１８００ｍｍ移動させ、浸漬を再開した。原料投入位置５１０ａにるつぼ６ａおよび加熱機構７ａである誘導加熱コイルを移動した後、ゲートバルブ５１３ａを５秒かけて閉じ、原料投入機構５１１ａより、原料投入位置５１０ａのるつぼ６ａ内に、シリコン結晶質原料１０ｋｇを追加し、加熱機構７ａである誘導加熱コイルにてるつぼ６ａの温度を１５５０℃に保持した。追加した原料１２ａが完全に融解するまで約３０分を要した。その後、シリコンの融液５ａの温度を１４１０℃にし、１０分間保持した。
基板２の浸漬をさらに５０分間継続し、３００回繰り返した後（通算６００回）、ゲートバルブ５１３ａを開け、基板浸漬位置にあるるつぼ６ｂおよび加熱機構７ｂである誘導加熱コイルを、原料投入位置５１０ｂまで、３０ｍｍ／秒の速度で移動させると同時に、原料投入位置５１０ａにあるるつぼ６ａおよび加熱機構７ａである誘導加熱コイルを、基板浸漬位置まで、３０ｍｍ／秒の速度で移動させ、浸漬を再開した。原料投入位置５１０ｂにるつぼ６ｂおよび加熱機構７ｂである誘導加熱コイルを移動した後、ゲートバルブ５１３ｂを５秒かけて閉じ、原料投入機構５１１ｂより、原料投入位置５１０ｂのるつぼ６ｂ内に、シリコン結晶質原料１０ｋｇを追加し、加熱機構７ｂである誘導加熱コイルにてるつぼ６ｂの温度を１５５０℃に保持した。その後、シリコンの融液５ｂの温度を１４１０℃にし、１０分間保持した。
本実施例におけるタクトを、実施の形態５で示した数式で表すと、
（Ｘ＋Ａ）／Ｗ
となり、本実施例における具体的な数値をそれぞれあてはめると、Ｘ＝３０００秒、Ｗ＝３００枚、Ａ＝６０秒となるので、タクトは、
（３０００＋６０）／３００＝１０．２秒／枚
であった。
したがって、１時間あたりの薄板の生産枚数は約３５３枚／時であり、投入電力約１１０ｋＷを生産枚数で除した薄板１枚あたりの消費電力量は約０．３１ｋＷｈ／枚であった。
これに対して、比較例１によるタクトは２１．０秒／枚、薄板１枚あたりの消費電力量は約０．７０ｋＷｈ／枚である。このように、るつぼ移動機構を有することで、るつぼの小型化が可能となり、タクトの短縮と薄板１枚あたりの消費電力量の低減により生産性を向上することが可能である。
【実施例６】  実施の形態６で説明した薄板製造装置を用いてシリコン薄板を作製した。副室６１４ａ、副室６１４ｂ、副室６１４ｃ内において、それぞれ、原料投入位置６１０ａ、原料投入位置６１０ｂ、原料投入位置６１０ｃにて、質量３０．０ｋｇのシリコン結晶質原料（純度６−Ｎｉｎｅ）を直径４００ｍｍφの高純度カーボン製のるつぼ６ａ、６ｂ、６ｃにチャージした。副室６１４ａ、６１４ｂ、６１４ｃ内を７．０×１０−３Ｐａまで減圧後、アルゴンガスを導入して常圧にした。続いて、原料投入位置６１０ａ、６１０ｂ、６１０ｃにおいて、加熱機構７ａ、７ｂ、７ｃである誘導加熱コイルでるつぼ６ａ、６ｂ、６ｃの温度を１５５０℃に保持し、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５ａ、５ｂ、５ｃとした。その後、シリコンの融液５ａ、５ｂ、５ｃを１４１０℃に保った。
次に主室６０１内を７．０×１０−３Ｐａまで減圧後、アルゴンガスを導入して常圧にした。ゲートバルブ６１３ａを５秒かけて開け、まず、原料投入位置６１０ａのるつぼ６ａと加熱機構７ａである誘導加熱コイルを、主室６０１内の基板浸漬位置まで、３０ｍｍ／秒の速度で、１８００ｍｍ移動させた。
基板２の浸漬を２５分継続して、１５０回繰り返した後、るつぼ６ａおよび加熱機構７ａである誘導加熱コイルを、基板浸漬位置から、原料投入位置６１０ａまで、３０ｍｍ／秒の速度で移動させた。その後、ゲートバルブ６１３ａを５秒かけて閉じると同時に、ゲートバルブ６１３ｂを５秒かけて開けた。原料投入位置６１０ｂのるつぼ６ｂおよび加熱機構７ｂである誘導加熱コイルを、基板浸漬位置まで３０ｍｍ／秒の速度で、１８００ｍｍ移動させ、基板２の浸漬を再開した。その間に、原料投入機構６１１ａより、原料投入位置６１０ａのるつぼ６ａ内に、シリコン結晶質原料５ｋｇを追加し、加熱機構７ａである誘導加熱コイルにてるつぼ６ａの温度を１５５０℃に保持した。追加した原料１２ａが完全に融解するまで約２０分を要した。その後、シリコンの融液５ａの温度を１４１０℃にし、１０分間保持した。
基板２の浸漬をさらに２５分継続して、１５０回繰り返した後（通算３００回）、るつぼ６ｂおよび加熱機構７ｂである誘導加熱コイルを、基板浸漬位置から、原料投入位置６１０ｂまで、３０ｍｍ／秒の速度で移動させた。その後、ゲートバルブ６１３ｂを５秒かけて閉じると同時に、ゲートバルブ６１３ｃを５秒かけて開け、原料投入位置６１０ｃのるつぼ６ｃおよび加熱機構７ｃである誘導加熱コイルを、基板浸漬位置まで３０ｍｍ／秒の速度で、１８００ｍｍ移動させ、基板２の浸漬を再開した。基板２の浸漬を行う間に、原料投入機構６１１ｂより、原料投入位置６１０ｂのるつぼ６ｂ内に、シリコン結晶質原料５ｋｇを追加し、加熱機構７ｂである誘導加熱コイルにてるつぼ６ｂの温度を１５５０℃に保持した。その後、シリコンの融液５ｂの温度を１４１０℃にし、１０分間保持した。
基板２の浸漬をさらに２５分継続して、１５０回繰り返した後（通算４５０回）、るつぼ６ｃおよび加熱機構７ｃである誘導加熱コイルを、基板浸漬位置から、原料投入位置６１０ｃまで、３０ｍｍ／秒の速度で移動させた。その後、ゲートバルブ６１３ｃを５秒かけて閉じると同時に、ゲートバルブ６１３ａを開け、原料投入位置６１０ａのるつぼ６ａおよび加熱機構７ａである誘導加熱コイルを、基板浸漬位置まで３０ｍｍ／秒の速度で移動させ、基板２の浸漬を再開した。基板２の浸漬を行う間に、原料投入機構６１１ｃより、原料投入位置６１０ｃのるつぼ６ｃ内に、シリコン結晶質原料５ｋｇを追加し、加熱機構７ｃである誘導加熱コイルにてるつぼ６ｃの温度を１５５０℃に保持した。その後、シリコンの融液５ｃの温度を１４１０℃にし、１０分間保持した。
本実施例におけるタクトを、実施の形態６で示した数式で表すと、
（Ｘ＋２Ａ）／Ｗ
となり、本実施例における具体的な数値をそれぞれあてはめると、Ｘ＝１５００秒、Ｗ＝１５０枚、Ａ＝６０秒となるので、タクトは、
（１５００＋２×６０）／１５０＝１０．８秒／枚
であった。
したがって、１時間あたりの薄板の生産枚数は約３３３枚／時であり、投入電力約１６５ｋＷを生産枚数で除した薄板１枚あたりの消費電力量は約０．５０ｋＷｈ／枚であった。
これに対して、比較例１によるタクトは２１．０秒／枚、薄板１枚あたりの消費電力量は約０．７０ｋＷｈ／枚である。このように、るつぼ移動機構を有することで、るつぼの小型化が可能となり、タクトの短縮と薄板１枚あたりの消費電力量の低減により生産性を向上することが可能である。
【産業上の利用可能性】  この発明における薄板製造装置によれば、融液原料の融解、および得られた融液を保持するるつぼを移動可能にし、さらに、基板浸漬機構を有する主室と独立した副室を設置し、副室内にて、融液原料の融解、融液の保持を行うことにより、原料をるつぼ内に追加投入する際に、作業性を向上させることが出来る。
さらに、るつぼを２個以上用いて、１つを基板の浸漬に使用する間に、残りを融液原料の追加および融解に使用し、交互に交換することにより、連続して薄板の製造が可能となり、生産性を大きく向上させることが可能となる。
【図１】
2004025000.tif 000003
【図２】
2004025000.tif 000004
【図３】
2004025000.tif 000005
【図４】
2004025000.tif 000006
【図５】
2004025000.tif 000007
【図６】
2004025000.tif 000008
2004025000.tif 000009
2004025000.tif 000010
【図８】
2004025000.tif 000011
【図９】
2004025000.tif 000012
【図１０】
2004025000.tif 000013
【手続補正書】
【提出日】平成16年3月26日(2004.3.26)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】請求項７
【補正方法】変更
【補正の内容】
【請求項７】
原料投入機構は、前記基板を前記融液に浸漬させる基板浸漬機構（４）とは
異なる位置に設置されていることを特徴とする請求項１に記載の薄板製造装置。
【手続補正２】
【補正対象書類名】図面
【補正対象項目名】図２
【補正方法】変更
【補正の内容】
【図２】
2004025000.tif 000014
【国際調査報告】
2004025000.tif 000015
2004025000.tif 000016
2004025000.tif 000017
2004025000.tif 000018