JP2002145695A - Apparatus for manufacturing crystal silicon - Google Patents
Apparatus for manufacturing crystal siliconInfo
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Abstract
Description
【０００１】[0001]
【発明の属する技術分野】本発明は、シリコン融液を冷
却して一方向に徐々に凝固させる結晶シリコン製造装置
に関するものである。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an apparatus for manufacturing crystalline silicon in which a silicon melt is cooled and gradually solidified in one direction.
【０００２】[0002]
【従来の技術】多結晶シリコン太陽電池は、今日最も多
く製造されている太陽電池である。多結晶シリコン太陽
電池の発電素子（ソーラー・セル）の最も重要な性能
は、エネルギー変換効率である。このエネルギー変換効
率は、基板が有する結晶粒界および結晶粒内の結晶の配
向性に大きく左右される。これらは、ソーラー・セル内
のキャリアの寿命の短縮や移動度の低下の原因となっ
て、エネルギー変換効率を低下させるためである。その
ため、エネルギー変換効率を向上させるためには、多結
晶シリコンの製造において、その結晶粒界をできるだけ
少なくする、言い換えると、結晶粒径をできるだけ大き
な結晶粒に成長させること、そして、その結晶粒内の配
向性を向上させることが重要である。2. Description of the Related Art Polycrystalline silicon solar cells are the most widely manufactured solar cells today. The most important performance of a polycrystalline silicon solar cell power generation element (solar cell) is energy conversion efficiency. This energy conversion efficiency largely depends on the crystal grain boundaries of the substrate and the orientation of crystals in the crystal grains. These are for shortening the life of carriers in the solar cell and for lowering the mobility, thereby lowering the energy conversion efficiency. Therefore, in order to improve the energy conversion efficiency, in the production of polycrystalline silicon, the grain boundaries are reduced as much as possible, in other words, the crystal grain size is grown to be as large as possible. It is important to improve the orientation of the.
【０００３】多結晶シリコンを製造する方法で代表的な
ものに、一方向凝固法がある。この方法では、ルツボを
配置したチャンバー内にアルゴンガス等の不活性ガスを
充満させておき、ルツボに収容した原料の固体シリコン
をルツボの上下に配置した加熱手段により加熱してシリ
コン融液とし、次いで、ルツボの下方の加熱手段の作動
を停止するとともに、該ルツボの底部に不活性ガスを吹
き付けるようにしながら流通させ、シリコン融液内にル
ツボの底部から上部方向へ正の温度勾配を付与して、シ
リコン融液を底部から徐々に冷却・凝固させることによ
り、結晶を上方へと成長させていく。この方法によれ
ば、太陽電池用ウェハとして十分な数ミリ以上の結晶粒
径を有する多結晶シリコンインゴットが得られることが
知られている。A typical method for producing polycrystalline silicon is a one-way solidification method. In this method, the chamber in which the crucible is arranged is filled with an inert gas such as argon gas, and solid silicon as a raw material contained in the crucible is heated by heating means arranged above and below the crucible to form a silicon melt, Next, the operation of the heating means below the crucible is stopped, and an inert gas is blown to the bottom of the crucible to circulate so that a positive temperature gradient is applied from the bottom of the crucible to the top in the silicon melt. Then, the silicon melt is gradually cooled and solidified from the bottom to grow the crystal upward. According to this method, it is known that a polycrystalline silicon ingot having a crystal grain size of several millimeters or more, which is sufficient for a solar cell wafer, can be obtained.
【０００４】[0004]
【発明が解決しようとする課題】ところで、上記の一方
向凝固法において、シリコンの加熱溶融時、かなりの高
温（１０００℃以上）となっているので、そのシリコン
と、炉内の主要構成部品であるカーボン材とが不活性ガ
スを介して高温反応し、ＳｉＣガスが発生する。このＳ
ｉＣガスは、シリコン融液が急冷されると、成長してＳ
ｉＣ結晶となり、炉内の周囲に有害物として付着するこ
とから、シリコンインゴットを製造後に炉内に付着した
ＳｉＣ結晶を清掃しなければならなかった。By the way, in the above-described directional solidification method, when silicon is heated and melted, the temperature is considerably high (1000 ° C. or higher). A certain carbon material reacts at a high temperature via an inert gas to generate SiC gas. This S
The iC gas grows and becomes S
Since it becomes an iC crystal and adheres as a harmful substance around the inside of the furnace, the SiC crystal adhered to the inside of the furnace after manufacturing the silicon ingot had to be cleaned.
【０００５】本発明は、上記事情に鑑み、ＳｉＣガスが
結晶化することを防止し、炉内に有害物が付着すること
のない結晶シリコン製造装置を提供するのを目的とす
る。SUMMARY OF THE INVENTION In view of the above circumstances, an object of the present invention is to provide an apparatus for manufacturing crystalline silicon which prevents crystallization of SiC gas and prevents harmful substances from adhering in a furnace.
【０００６】[0006]
【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
に本発明においては、以下の手段を採用した。すなわ
ち、本発明では、チャンバー内に、シリコン融液を収容
するルツボと、そのルツボを載置する載置台と、ルツボ
および載置台を包囲する包囲炉と、ルツボ内に収容した
固体シリコンを加熱してシリコン融液を生成する加熱部
と、包囲炉内に不活性ガスを供給するガス流入ノズルと
を備えた結晶シリコン製造装置において、包囲炉内を流
通するガスを排気する排気ポートがチャンバーおよび包
囲炉の壁を貫通して設けられていることを特徴とする。Means for Solving the Problems To solve the above problems, the present invention employs the following means. That is, in the present invention, in the chamber, a crucible for containing the silicon melt, a mounting table for mounting the crucible, an enclosing furnace for surrounding the crucible and the mounting table, and heating the solid silicon contained in the crucible. In a crystalline silicon manufacturing apparatus having a heating unit for producing a silicon melt by heating and a gas inflow nozzle for supplying an inert gas into the surrounding furnace, an exhaust port for exhausting gas flowing through the surrounding furnace includes a chamber and an surrounding port. It is characterized by being provided through the wall of the furnace.
【０００７】包囲炉内に流入したアルゴンガス等の不活
性ガスは、シリコンとの反応によるＳｉＣガスを生成し
たとしても、包囲炉内に直接接続された排気ポートから
排気されるので、ＳｉＣガスが包囲炉内に滞留せず、そ
のＳｉＣガスを確実に除去することができる。The inert gas such as argon gas which has flowed into the surrounding furnace is exhausted from the exhaust port directly connected to the surrounding furnace even if it generates SiC gas by reaction with silicon. The SiC gas can be reliably removed without staying in the surrounding furnace.
【０００８】また、本発明では、前記排気ポートは、包
囲炉の周方向に間隔をおいて複数設けられるとともに、
包囲炉の壁に対して周方向の一方向に傾斜して配管され
ていることを特徴とする。冷却時、包囲炉内に流入した
ＳｉＣガスが、傾斜する排気ポートにより旋回流を形成
しながら排気されることとなり、包囲炉内での滞留を効
果的に防止して、ＳｉＣガスの排気を極めて良好に行う
ことができる。In the present invention, a plurality of the exhaust ports are provided at intervals in a circumferential direction of the surrounding furnace.
The piping is characterized by being inclined in one circumferential direction with respect to the wall of the surrounding furnace. At the time of cooling, the SiC gas flowing into the surrounding furnace is exhausted while forming a swirling flow by the inclined exhaust port, thereby effectively preventing the stagnation in the surrounding furnace and exhausting the SiC gas extremely. Can be performed well.
【０００９】[0009]
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を、図
面に基づいて説明する。結晶シリコン製造装置１は、図
１及び図２に示すように、チャンバー２内に、シリコン
融液３を収容するルツボ４と、そのルツボ４を載置する
載置台５と、ルツボ４および載置台５を包囲する包囲炉
６と、包囲炉６内でルツボ４の上方位置および下方位置
に各々配置され、固体シリコン３ａを加熱してシリコン
融液３を生成する上加熱部７ａ，下加熱部７ｂとが設け
られている。Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings. As shown in FIGS. 1 and 2, the crystalline silicon manufacturing apparatus 1 includes a crucible 4 containing a silicon melt 3 in a chamber 2, a mounting table 5 for mounting the crucible 4, a crucible 4 and a mounting table And an upper heating section 7a and a lower heating section 7b which are disposed at positions above and below the crucible 4 in the surrounding furnace 6 and heat the solid silicon 3a to generate a silicon melt 3. Are provided.
【００１０】チャンバー２を構成する壁の内部には中空
部２ａが形成され、そこに冷却水を流すことによって、
個体シリコン３ａの溶融後のチャンバー２およびその内
部の冷却を効率的に行えるようになっている。載置台５
は断熱材５ａを介しルツボ４を載置している。[0010] A hollow portion 2a is formed inside the wall constituting the chamber 2, and by flowing cooling water therethrough,
The cooling of the chamber 2 after melting of the solid silicon 3a and the inside thereof can be efficiently performed. Mounting table 5
Puts the crucible 4 via the heat insulating material 5a.
【００１１】包囲炉６は、図２に示すように、複数の断
熱材により天板部６１と底板部６２とそれらの周囲を囲
む側板部６３とを有して形成され、例えば正面から見て
図１に示す如き円筒状で、かつ側面から見て図２に示す
ように四角の形状をなしている。該包囲炉６を囲むチャ
ンバー２も、図１に示すように正面から見ると円筒状に
形成され、包囲炉６との隙間を小さなものとしている。
また、包囲炉６の下部には支持部６４が相対向して設け
られ、この支持部６４上にチルプレート８を介し載置台
５を支持している。包囲炉６の天板部６１には、この天
板部６１を貫通して流入ノズル２０が配管されている。
流入ノズル２０は不活性ガスであるアルゴンガスを包囲
炉６内に流入させるものであり、チャンバー２の外部に
設置され、昇降機構２０ａの駆動により、シリコン融液
３に対する距離を変更できるようになっている。As shown in FIG. 2, the surrounding furnace 6 is formed of a plurality of heat insulating materials having a top plate 61, a bottom plate 62, and side plates 63 surrounding the periphery thereof. It has a cylindrical shape as shown in FIG. 1 and a square shape as shown in FIG. 2 when viewed from the side. The chamber 2 surrounding the surrounding furnace 6 is also formed in a cylindrical shape when viewed from the front as shown in FIG.
Further, support portions 64 are provided opposite to each other at a lower portion of the surrounding furnace 6, and the mounting table 5 is supported on the support portions 64 via the chill plate 8. The inflow nozzle 20 is piped through the top plate 61 of the surrounding furnace 6 so as to penetrate the top plate 61.
The inflow nozzle 20 is for injecting argon gas, which is an inert gas, into the surrounding furnace 6, is installed outside the chamber 2, and can change the distance to the silicon melt 3 by driving the elevating mechanism 20 a. ing.
【００１２】上加熱部７ａおよび下加熱部７ｂは、ルツ
ボ４の長さ方向に沿って複数配設されたヒータで構成さ
れている。また、下加熱部７ｂは、チルプレート８より
下方位置にあって、かつ包囲炉６の支持部６４の間に配
設されている。The upper heating section 7a and the lower heating section 7b are composed of a plurality of heaters arranged along the length of the crucible 4. The lower heating section 7 b is located below the chill plate 8 and is disposed between the support sections 64 of the surrounding furnace 6.
【００１３】そして、包囲炉６には載置台５の下方位置
に下開口９が形成され、その下開口９を開閉する下部開
閉機構１０を有している。この下部開閉機構１０は、下
開口９を開閉するシャッター１１と、このシャッター１
１を包囲炉６の底板部６２の底面に沿い互いに離間する
方向に開動作させるアクチュエータ１２とを具備し、固
体シリコン３ａの加熱時、アクチュエータ１２の駆動に
よりシャッター１１が下開口９を閉じた状態にしてお
き、シリコン融液３の冷却時、アクチュエータ１２の駆
動を解除し、シャッター１１を開くようにしている。こ
のシャッター１１も断熱機能を果たせるようカーボンで
形成されている。A lower opening 9 is formed in the surrounding furnace 6 below the mounting table 5 and has a lower opening / closing mechanism 10 for opening and closing the lower opening 9. The lower opening and closing mechanism 10 includes a shutter 11 for opening and closing the lower opening 9,
And an actuator 12 for opening the opening 1 in a direction away from each other along the bottom surface of the bottom plate portion 62 of the surrounding furnace 6, wherein the shutter 11 closes the lower opening 9 by driving the actuator 12 when the solid silicon 3 a is heated. When the silicon melt 3 is cooled, the drive of the actuator 12 is released and the shutter 11 is opened. The shutter 11 is also formed of carbon so as to perform a heat insulating function.
【００１４】包囲炉６のシャッター１１の下方位置に吸
熱板１３が設けられている。吸熱板１３は、包囲炉６内
の輻射熱を吸熱するためのものであって、チャンバー２
の下部において下開口９およびシャッター１１と対向す
る位置に取付けられ、カーボンで形成されている。ま
た、吸熱板１３は、チャンバー２内を流通する冷却水用
の冷却水路１４を形成している。即ち、吸熱板１３はチ
ャンバー２の底面と適宜の空間をもって配置されてお
り、冷却水路１４は、チャンバー２内の中空部２ａ及び
チャンバー２の底面と吸熱板１３との間の空間によりチ
ャンバー２内全体を包囲するように形成されている。な
お、チャンバー２の底部にはチャンバー２及び吸熱板１
３を貫通する冷却ノズル２１が設けられている。冷却ノ
ズル２１は、シリコン融液３の冷却時、アルゴンガスを
チルプレート８に向けて吹き付けるように包囲炉６内に
下方から流入する。A heat absorbing plate 13 is provided at a position below the shutter 11 of the surrounding furnace 6. The heat absorbing plate 13 is for absorbing the radiant heat in the surrounding furnace 6, and
It is attached to a position facing the lower opening 9 and the shutter 11 at a lower portion of the, and is formed of carbon. Further, the heat absorbing plate 13 forms a cooling water passage 14 for cooling water flowing in the chamber 2. That is, the heat absorbing plate 13 is arranged with an appropriate space with the bottom surface of the chamber 2, and the cooling water passage 14 is formed inside the chamber 2 by the hollow portion 2 a in the chamber 2 and the space between the bottom surface of the chamber 2 and the heat absorbing plate 13. It is formed so as to surround the whole. The chamber 2 and the heat absorbing plate 1 are provided at the bottom of the chamber 2.
3 is provided. When cooling the silicon melt 3, the cooling nozzle 21 flows into the surrounding furnace 6 from below so as to blow argon gas toward the chill plate 8.
【００１５】さらに、包囲炉６には、図２に示すよう
に、側板部６３の上部に上開口１５が設けられ、この上
開口１５を開閉する上部開閉機構１６をも有している。
この上部開閉機構１６は、側板部６３の外面にヒンジを
介し開閉可能に取付けられた開閉扉１７と、この開閉扉
１７にピポット継手１９を介し連結されたアクチュエー
タ１８とを具備している。そして、固体シリコン３ａの
加熱時には、開閉扉１７が図２に示す実線の如く側板部
６３の上開口１５を閉じた状態にしておき、シリコン融
液３の冷却時、アクチュエータ１８の駆動により、開閉
扉１７を鎖線に示す如く開くようにしている。Further, as shown in FIG. 2, the surrounding furnace 6 is provided with an upper opening 15 above the side plate portion 63, and also has an upper opening / closing mechanism 16 for opening and closing the upper opening 15.
The upper opening / closing mechanism 16 includes an opening / closing door 17 mounted on the outer surface of the side plate 63 via a hinge so as to be openable and closable, and an actuator 18 connected to the opening / closing door 17 via a pivot joint 19. When the silicon silicon 3a is heated, the opening / closing door 17 keeps the upper opening 15 of the side plate 63 closed as shown by the solid line in FIG. The door 17 is opened as shown by a chain line.
【００１６】またさらに、包囲炉６およびチャンバー２
の上部には排気ポート２２が配管されている。この排気
ポート２２は、シリコン融液３の冷却時、下方から包囲
炉６内にアルゴンガスが流入したとき、そのガスＡが包
囲炉６内に滞留するのを防ぐよう、包囲炉６およびチャ
ンバー２内のガスＡを吸引するためのものであって、図
１，図３に示すように、包囲炉６の側板部６３を貫通し
て配管された四本の包囲炉用ポート部２２ａ，２２ｂ
と、チャンバー２内の前記上開口１５に臨む位置に配管
された二本のチャンバー用ポート部２２ｃとからなって
いる。本例の包囲炉用ポート部２２ａ，２２ｂは、図３
に示すように、包囲炉６の周囲に沿い適宜の角度でそれ
ぞれ同一方向に傾斜して配管され、またチャンバー用ポ
ート部２２ｂも包囲炉用ポート部２２ａに準じた角度で
傾斜して配管されている。なお、図１において、２３は
観察用のビューポート、２４は温度センサー、２５は
上，下加熱部７ａ，７ｂの配線類を通すポートである。Furthermore, the surrounding furnace 6 and the chamber 2
An exhaust port 22 is provided in the upper part of the pipe. The exhaust port 22 serves to prevent the gas A from staying in the surrounding furnace 6 when the argon gas flows into the surrounding furnace 6 from below when the silicon melt 3 is cooled. 1 and 3, four surrounding furnace port portions 22a, 22b which are piped through the side plate 63 of the surrounding furnace 6 as shown in FIGS.
And two chamber port portions 22c piped at a position facing the upper opening 15 in the chamber 2. The surrounding furnace port portions 22a and 22b of this example are shown in FIG.
As shown in the figure, the pipes are inclined at an appropriate angle along the circumference of the surrounding furnace 6 in the same direction, and the chamber port 22b is also piped at an angle similar to the angle of the surrounding furnace port 22a. I have. In FIG. 1, reference numeral 23 denotes a view port for observation, reference numeral 24 denotes a temperature sensor, and reference numeral 25 denotes a port through which wires of the upper and lower heating units 7a and 7b pass.
【００１７】上記構成の結晶シリコン製造装置１を用い
て、結晶シリコンを製造する場合には、まず、ルツボ４
内に原料のチップ状の固体シリコン３ａを収容する。こ
のとき、下部開閉機構１０のシャッター１１が図１に示
す如く下開口９を閉じると共に、上部開閉機構１６の開
閉扉１７が包囲炉６の上開口１５を閉じておく。次い
で、包囲炉６内に流入ポート２０からアルゴンガスを流
入し、所定圧のガス雰囲気に保ち、その状態で上加熱部
７ａ，下加熱部７ｂをオンして包囲炉６内を昇温させ、
溶融温度に達した時点でルツボ４内の固体シリコン３ａ
が溶融することにより、シリコン融液３が生成される。
因みに、シリコンの溶解温度は１４８０℃である。そし
て、シリコン融液３が生成されると、このシリコン融液
３を冷却することにより、シリコンが凝固して結晶化さ
れることとなる。When crystal silicon is manufactured by using the crystal silicon manufacturing apparatus 1 having the above structure, first, the crucible 4 is manufactured.
A chip-shaped solid silicon 3a as a raw material is accommodated therein. At this time, the shutter 11 of the lower opening / closing mechanism 10 closes the lower opening 9 as shown in FIG. 1 and the opening / closing door 17 of the upper opening / closing mechanism 16 closes the upper opening 15 of the surrounding furnace 6. Next, an argon gas flows into the surrounding furnace 6 from the inflow port 20 and is maintained at a gas atmosphere of a predetermined pressure. In this state, the upper heating unit 7a and the lower heating unit 7b are turned on to raise the temperature of the surrounding furnace 6,
When the melting temperature is reached, the solid silicon 3a in the crucible 4
Is melted to generate a silicon melt 3.
Incidentally, the melting temperature of silicon is 1480 ° C. Then, when the silicon melt 3 is generated, the silicon is solidified and crystallized by cooling the silicon melt 3.
【００１８】上記冷却に際し、ルツボ４内のシリコン融
液３を下部から上方へ一方向に凝固させるため、上加熱
部７ａを作動状態のままとして下加熱部７ｂの作動を停
止した後、下部開閉機構１０によりシャッター１１を開
くと、包囲炉６内の熱が下開口９から吸熱板１３に吸熱
される。これにより、包囲炉６内はシリコンの溶融温度
から１０００℃程度まで降下する。At the time of the above cooling, in order to solidify the silicon melt 3 in the crucible 4 in one direction from the lower part to the upper part, the operation of the lower heating part 7b is stopped while the upper heating part 7a is kept operating, and then the lower part is opened and closed. When the shutter 11 is opened by the mechanism 10, heat in the surrounding furnace 6 is absorbed by the heat absorbing plate 13 through the lower opening 9. As a result, the temperature in the surrounding furnace 6 drops from the melting temperature of silicon to about 1000 ° C.
【００１９】また上記冷却時、チャンバー２の中空部２
ａには冷却水が流通していることにより、包囲炉６内の
熱が吸熱板１３からチャンバー２，チャンバー２内の冷
却水に伝わる。この場合、冷却ポート２１によりアルゴ
ンガスが下方から流入し、チルプレート８側を冷却しな
がら上昇する一方、包囲炉内のアルゴンガスが包囲炉用
ポート部２２ａ，２２ｂから排気されることにより、包
囲炉６内の熱をアルゴンガスとともに排出する。At the time of cooling, the hollow portion 2 of the chamber 2
Since the cooling water flows through a, heat in the surrounding furnace 6 is transmitted from the heat absorbing plate 13 to the cooling water in the chambers 2 and 2. In this case, the argon gas flows from below through the cooling port 21 and rises while cooling the chill plate 8 side, while the argon gas in the surrounding furnace is exhausted from the surrounding furnace port portions 22a and 22b, thereby surrounding the surrounding furnace. The heat in the furnace 6 is discharged together with the argon gas.
【００２０】そうして包囲炉６内の下部が１０００℃以
下に降下すると、ルツボ４内のシリコン融液３が凝固し
始める。このシリコン融液３が凝固し始めると、上加熱
部７ａの作動も停止することにより、ルツボ４内のシリ
コン融液３が下部から上部にかけて徐々に凝固する。さ
らに、上部開閉機構１６の開閉扉１７を開き、包囲炉６
内の熱を上開口１５からもチャンバー２と包囲炉６との
間の空間に放散させることにより、包囲炉６内の全体が
アルゴンガスの吸熱によって冷却される。この場合、包
囲炉６内のガスが上開口１５からチャンバー２内に流入
するが、チャンバー２内の空間を経由してチャンバー用
ポート部２２ｃから排気される。When the lower portion of the surrounding furnace 6 falls below 1000 ° C., the silicon melt 3 in the crucible 4 starts to solidify. When the silicon melt 3 starts to solidify, the operation of the upper heating unit 7a is also stopped, so that the silicon melt 3 in the crucible 4 gradually solidifies from the lower part to the upper part. Further, the opening / closing door 17 of the upper opening / closing mechanism 16 is opened, and the surrounding furnace 6 is opened.
By dissipating the internal heat from the upper opening 15 to the space between the chamber 2 and the surrounding furnace 6, the entire inside of the surrounding furnace 6 is cooled by the endothermic heat of the argon gas. In this case, the gas in the surrounding furnace 6 flows into the chamber 2 from the upper opening 15, but is exhausted from the chamber port 22 c via the space in the chamber 2.
【００２１】本実施形態においては、シリコン融液３の
冷却時、冷却ポート２１から包囲炉６内に流入したガス
が吸熱しながら上昇するが、図３に示す矢印Ａの如く、
包囲炉用ポート部２２ａ，２２ｂから排気するので、包
囲炉６内でＳｉＣガスが発生しても、ＳｉＣガスが包囲
内６に滞留せず、そのＳｉＣガスを確実に除去すること
ができる。In this embodiment, when the silicon melt 3 is cooled, the gas flowing into the surrounding furnace 6 from the cooling port 21 rises while absorbing heat, but as shown by an arrow A in FIG.
Since the gas is exhausted from the surrounding furnace ports 22a and 22b, even if SiC gas is generated in the surrounding furnace 6, the SiC gas does not stay in the surrounding 6 and the SiC gas can be reliably removed.
【００２２】また冷却時、上部開閉機構１６によって包
囲炉６の上開口１５が開くと、包囲炉６内のガスが上開
口１５からチャンバー２内に流入するが、チャンバー２
内の上開口１５に臨む位置にもチャンバー用ポート部２
２ｃが配管されているので、図３に示す矢印Ｂの如く、
チャンバー２内に流入したＳｉＣガスをもチャンバー用
ポート部２２ｃから確実に排気し、かつ除去することが
できる。When the upper opening 15 of the surrounding furnace 6 is opened by the upper opening / closing mechanism 16 during cooling, gas in the surrounding furnace 6 flows into the chamber 2 from the upper opening 15.
The chamber port 2 is also located at a position facing the upper opening 15 in the chamber.
Since 2c is piped, as shown by arrow B in FIG.
The SiC gas flowing into the chamber 2 can also be reliably exhausted and removed from the chamber port 22c.
【００２３】したがって、シリコン融液３の冷却時、包
囲炉６内に発生したＳｉＣガスを除去することができる
ばかりでなく、包囲炉６からチャンバー２内に流入した
ＳｉＣガスをも除去するので、冷却時にＳｉＣガスが結
晶化するのを防ぎ、従来技術のように周辺に有害物とし
て付着するのを防止することができる。これにより、多
結晶シリコンインゴットを製造する度に清掃する手間等
を省くこともできる。Therefore, when the silicon melt 3 is cooled, not only the SiC gas generated in the surrounding furnace 6 can be removed, but also the SiC gas flowing into the chamber 2 from the surrounding furnace 6 can be removed. Crystallization of the SiC gas during cooling can be prevented, and it can be prevented from adhering as a harmful substance to the surroundings as in the prior art. Thereby, it is possible to save time and labor for cleaning each time a polycrystalline silicon ingot is manufactured.
【００２４】しかも、包囲炉用ポート部２２ａ，２２ｂ
が包囲炉６の周囲に沿いそれぞれ同一方向に傾斜して配
管されると共に、チャンバー用ポート２２ｃも同様に傾
斜して配管されているので、これら各ポート部２２ａ，
２２ｂ，２２ｃにより、包囲炉６，チャンバー２内のガ
スが図３の矢印Ａの如く、旋回流となって排気されるこ
ととなり、包囲炉６内でのガスの滞留を効果的に防止し
て、ＳｉＣガスの排気を極めて良好に行うことができ
る。Moreover, the surrounding furnace ports 22a, 22b
Are arranged in the same direction along the circumference of the surrounding furnace 6, and the chamber ports 22c are similarly arranged in an inclined manner.
The gas in the surrounding furnace 6 and the chamber 2 is exhausted as a swirling flow as shown by an arrow A in FIG. 3 by the baffles 22b and 22c, thereby effectively preventing the gas from staying in the surrounding furnace 6. , SiC gas can be evacuated extremely well.
【００２５】なお、図示実施形態において、排気ポート
としての包囲炉用ポート部２２ａ，２２ｂ，およびチャ
ンバー用ポート部２２ｃの傾斜角度がそれぞれ異なるよ
うに示したが、ＳｉＣガスを除去し得る角度であれば図
示例に限定されるものではない。また、チャンバー２と
包囲炉６とを正面視円筒状に形成して、両者の隙間を小
さなものとするようにしているが、円筒状に限らず、角
筒状等、両者を相似形の断面形状にすればよい。In the illustrated embodiment, the inclination angles of the surrounding furnace port portions 22a and 22b as the exhaust ports and the chamber port portion 22c are shown to be different from each other. However, the inclination angles may be such that the SiC gas can be removed. However, the present invention is not limited to the illustrated example. Further, the chamber 2 and the surrounding furnace 6 are formed in a cylindrical shape when viewed from the front, so that the gap between them is made small. What is necessary is just to shape.
【００２６】[0026]
【発明の効果】以上述べたように、本発明によれば、、
包囲炉に直接排気ポートを接続したので、シリコン融液
の冷却時に包囲炉内でＳｉＣガスが発生しても、そのＳ
ｉＣガスを確実に除去することによって冷却時にＳｉＣ
ガスが包囲炉内で結晶化することを防ぎ、周辺に有害物
として付着するのを防止することができ、シリコンイン
ゴットを製造する度に清掃する等の手間を省くこともで
きる効果がある。As described above, according to the present invention,
Since the exhaust port is connected directly to the surrounding furnace, even if SiC gas is generated in the surrounding furnace during cooling of the silicon melt, the S
By reliably removing the iC gas, the SiC
This has the effect of preventing the gas from crystallizing in the surrounding furnace, preventing the gas from adhering to the surroundings as a harmful substance, and eliminating the need for cleaning each time a silicon ingot is manufactured.
【００２７】また、包囲炉の周方向に間隔をおいて、か
つ包囲炉の壁に対して周方向の一方向に傾斜して複数の
排気ポートを配管した構成とすれば、包囲炉内のガスを
旋回流としながら排気することができ、包囲炉内でのガ
スの滞留を効果的に防止して、ＳｉＣガスの排気を極め
て良好に行うことができる効果がある。Further, if a plurality of exhaust ports are provided at intervals in the circumferential direction of the surrounding furnace and inclined in one circumferential direction with respect to the wall of the surrounding furnace, a plurality of exhaust ports are provided. Can be exhausted while turning the gas as a swirling flow, and there is an effect that gas can be effectively prevented from staying in the surrounding furnace and the SiC gas can be exhausted extremely well.
【図１】 本発明による結晶シリコン製造装置の一実施
形態を示す正断面図である。FIG. 1 is a front sectional view showing one embodiment of a crystalline silicon manufacturing apparatus according to the present invention.
【図２】 図１の側断面図である。FIG. 2 is a side sectional view of FIG.
【図３】 排気ポートの配置例を示す図１のＸ−Ｘ線断
面に相当する一部を省略した平断面図である。FIG. 3 is a plan sectional view showing an example of the arrangement of exhaust ports, with a part corresponding to a section taken along line XX of FIG. 1 being omitted;
１ 結晶シリコン製造装置 ２ チャンバー ３ シリコン融液 ４ ルツボ ５ 載置台 ６ 包囲炉 ９ 下開口 １０ 下部開閉機構 １１ シャッター １２ アクチュエータ １３ 吸熱板 １５ 上開口 １６ 上部開閉機構 １７ 開閉扉 １８ アクチュエータ ２２ 排気ポート ２２ａ，２２ｂ 包囲炉用ポート部 ２２ｃ チャンバー用ポート部 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Crystal silicon manufacturing apparatus 2 Chamber 3 Silicon melt 4 Crucible 5 Placement table 6 Surrounding furnace 9 Lower opening 10 Lower opening / closing mechanism 11 Shutter 12 Actuator 13 Heat absorbing plate 15 Upper opening 16 Upper opening / closing mechanism 17 Opening / closing door 18 Actuator 22 Exhaust port 22a, 22b Port for surrounding furnace 22c Port for chamber
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 続橋 浩司 埼玉県大宮市北袋町１丁目297番地 三菱 マテリアル株式会社総合研究所内 (72)発明者 矢野尾 明仁 新潟県長岡市城岡２−４−１ 玉川マシナ リー株式会社長岡工場内 Ｆターム(参考） 4G077 AA02 BA04 CD04 CD08 EG18 EG21 HA06 MB08 MB23 MB26 5F051 AA02 BA11 BA14 CB01 CB29 ──────────────────────────────────────────────────続 き Continuing on the front page (72) Inventor Koji Suzuhashi 1-297 Kitabukuro-cho, Omiya City, Saitama Prefecture Mitsubishi Materials Research Institute (72) Inventor Akihito Yano 2-4-1 Shirooka, Nagaoka City, Niigata Prefecture Tamagawa Machinery Co., Ltd. Nagaoka Plant F-term (reference) 4G077 AA02 BA04 CD04 CD08 EG18 EG21 HA06 MB08 MB23 MB26 5F051 AA02 BA11 BA14 CB01 CB29
Claims (2)
るルツボと、そのルツボを載置する載置台と、ルツボお
よび載置台を包囲する包囲炉と、ルツボ内に収容した固
体シリコンを加熱してシリコン融液を生成する加熱部
と、包囲炉内に不活性ガスを供給するガス流入ノズルと
を備えた結晶シリコン製造装置において、包囲炉内を流
通するガスを排気する排気ポートがチャンバーおよび包
囲炉の壁を貫通して設けられていることを特徴とする結
晶シリコン製造装置。1. A crucible for containing a silicon melt in a chamber, a mounting table for mounting the crucible, an surrounding furnace for surrounding the crucible and the mounting table, and heating the solid silicon contained in the crucible by heating In a crystalline silicon manufacturing apparatus provided with a heating unit for generating a silicon melt and a gas inflow nozzle for supplying an inert gas into the surrounding furnace, an exhaust port for exhausting a gas flowing through the surrounding furnace includes a chamber and an surrounding furnace. Characterized by being provided through a wall of a crystal silicon.
隔をおいて複数設けられるとともに、包囲炉の壁に対し
て周方向の一方向に傾斜して配管されていることを特徴
とする請求項１記載の結晶シリコン製造装置。2. The exhaust port is provided in a plurality at intervals in a circumferential direction of the surrounding furnace, and is piped so as to be inclined in one circumferential direction with respect to a wall of the surrounding furnace. The crystalline silicon manufacturing apparatus according to claim 1.
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