JP2008063218A - チューブを製造する方法および装置 - Google Patents
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Abstract
【課題】融液からチューブを引き上げることによってシリコンのような材料から結晶質のチューブを製造する方法を提供する。
【解決手段】坩堝16に供給された材料を加熱要素22,24により溶融して製造した融液は、チューブの形状を定める毛管ギャップを通りメニスカスを形成し、上方の先端区域で凝固しながら、引き上げ手段48によって、矢印50の方向に持ち上げられ、多角形のチューブが製造される。多角形の各々の辺ごとに1つの融液の区域が割り当てられている。各々の辺の温度は別々に制御される。
【選択図】図1
【解決手段】坩堝16に供給された材料を加熱要素22,24により溶融して製造した融液は、チューブの形状を定める毛管ギャップを通りメニスカスを形成し、上方の先端区域で凝固しながら、引き上げ手段48によって、矢印50の方向に持ち上げられ、多角形のチューブが製造される。多角形の各々の辺ごとに1つの融液の区域が割り当てられている。各々の辺の温度は別々に制御される。
【選択図】図1
Description
本発明は、融液からチューブを引き上げることによってシリコンのような材料から結晶質のチューブを製造する方法に関する。融液は、坩堝に供給される材料を加熱要素により溶融することによって、製造され、この融液は、チューブの形状を定める毛管ギャップを通り、高さhのメニスカスを有するギャップを越える。このメニスカスは、チューブの形状に対応する種結晶または製造されるチューブの引き上げられる部分の、その下方の縁部区域に移行する。更に、本発明は、融液からチューブを引き上げるための装置に関する。この装置は、チューブの形状を定めかつ融液が通る毛管ギャップを有する坩堝と、この坩堝に割り当てられた少なくとも1つの加熱要素と、チューブを引き上げる引き上げ手段とを具備し、高さhのメニスカスを有する融液は、毛管ギャップから突出することができる。
このような方法は、EFG法(リボン状結晶成長法)としても知られている。この方法により、多角形の、特に8角形の複数のチューブが、シリコン融液のような融液から引き上げられる。通常の複数の縁間隔は、125cmである。8角形のチューブの複数の辺からは、100×100mmのまたはそれより大きい縁の長さを有する複数のディスクが、レーザによって切り出される。
EFG法を実施する複数の装置は、長い間知られており、包括的に記載されている。この点について、特許文献1または特許文献2ならびにこれらの公報から読み取れる複数の文献を例示する。この場合、特許文献2では、溶融されるシリコン粒子の供給および融液を加熱するための複数の誘導コイルの電磁界が、制御される。
特許文献3は、結晶成長のための装置を制御するためのシステムを開示する。均等な肉厚を有する複数のチューブを引っ張るためには、必要な量の材料を融液に供給するための制御量として、成長する結晶体の実際値が用いられることが提案される。
特許文献4は、EFG法により複数のチューブを引っ張るための装置を記載する。ここでは、この装置は、融液と凝固したチューブとの間の転移の区域に、複数の熱遮蔽物が設けられていることを特徴とする。更に、複数の内側のおよび外側の再加熱要素が組み込まれている。
特許文献5は、複数のチューブおよびファイバのための結晶引き上げ法に関する。複数のチューブの外径を規定の限界に保つために、メニスカスの高さが測定され、メニスカスの高さに従って、温度が制御される。
単結晶を成長させるために、特許文献6および特許文献7では、融液が入っている坩堝が用いられる。この坩堝には、融液が通る複数の流路を有する型が設けられている。複数の流路は、種結晶の場合、型の上方区域に延びている。溶融のためには、坩堝の形状に対応して曲げられた複数のU字形の積層からなる加熱手段が用いられる。これらの積層は、径方向に延びる等温状態を達成するために、複数の部分に分けて設けられている。
非特許文献1は、EFG法による複数のチューブの引き上げを記載する。
明細書の初めの部分に記載されたタイプの方法および装置を、所望の均等な肉厚を有するすなわち厚さの狭い分布を示す複数のチューブが製造されることができるように、改善するという課題が、本発明の基礎になっている。この場合、特に、チューブを引き上げる元になる材料の平均的な使用を減じることが意図される。特に、シリコンからなる複数のウエハの製造中に、ソーラセルの充填度従ってまた高い効率をもたらす複数の厚さを達成できることが意図される。
本発明により、上記課題は、実質的に、明細書の初めの部分に記載されたタイプの方法により、融液の個々の区域における温度を、制御によって、別々に調整することによって解決される。
特に、個々の区域における融液の温度が、各々の区域から毛管ギャップへ流れる融液のメニスカスの高さhに従っておよび/またはこの区域から引き上げられるチューブ部分の肉厚tに従って制御されることが提案されている。
従来の技術とは異なって、以下の制御プロセスが提案される。この制御プロセスに基づいて、厚さの狭い分布を有する複数の再生産可能なチューブが、肉厚の減少を伴って製造されることができ、それ故に、特に、複数のウエハを製造するための複数のシリコンチューブを製造する際に、シリコンの平均的な使用が減少される。従って、チューブは、部分毎にまたはセグメント毎に制御調整される温度を有する溶液から引き上げられる。
本発明では、融液の温度の制御は、メニスカスで、しかも、融液と凝固したチューブ部分との間の転移区域で、材料の溶融点に対応する温度が支配的であるように、なされることができる。特に、材料であるシリコンの温度が、1412℃±2℃であり、温度は、0.1℃ないし2℃の正確度で一定に保たれる。
メニスカスにおける温度を直接に測定する必要がないように、パラメータであるメニスカスの高さhまたは各々の区域またはこの区域の上方におけるチューブの厚さtが、制御量として用いられることが可能である。その目的は、測定された複数の値に従って、その区域における複数の温度を調整するためである。同時に、引き上げ速度を、調整される温度に従って変化することができる。基本的には、引き上げ速度および温度が制御される。
チューブの厚さの測定を引き上げ手段の上方の縁部区域で行なうことは好ましい。
個々の区域における複数の温度の個々の制御は、各々の区域に、別個の加熱要素、好ましくは抵抗加熱要素が割り当てられること、特にこのことによってなされる。これらの加熱要素が、互いに星形結線で接続されていることは好ましい。
しかしながら、全区域に只1つの加熱要素を割り当てる可能性もある。この加熱要素が誘電加熱要素であることは好ましい。すなわち、坩堝は、誘導コイルによって囲繞されている。しかしながら、なされる制御に従って、個々の区域で温度を調節するために、各々の区域における磁界を個々に変化させる。この目的のために、磁界に影響を与える複数のフェライト要素が用いられる。この場合、各々の区域に割り当てられている各々のフェライト要素は、例えばモータによって、径方向に移動されることができる。かくて、容易な処置によって、温度の必要な安定度がメニスカスに支配的であるように溶液の温度を制御する可能性が与えられている。
引き上げ速度に関しては、引き上げ速度が、7mm/minないし24mm/minの間の値に、1mm/minの許容差をもって調整されるほうがよく、引き上げ速度が、好ましくは12mm/minと15mm/minの間にあることが提案されている。
チューブが多角形を有するとき、多角形の各々の辺には、1つの区域が割り当てられている。すなわち、各々の辺の温度は別々に制御される。かくて、8角形の場合には、8つの加熱要素または8つの互いに別々に調整可能なフェライト要素は、誘導加熱要素を用いるとき、用いられる。これに応じて、12角形の場合には、12の加熱要素またはフェライト要素がある。その目的は、温度制御を行なうことができるためである。
抵抗加熱要素が用いられるとき、この抵抗加熱要素がグラファイトからなることは好ましい。複数の溶融温度を調整するために必要な複数の温度を発生させる金属製の抵抗加熱要素も、同様に適切である。
融液の温度は、構造の故に、しばしば直接に測定されない。むしろ、溶融池の壁の温度が、例えば高温計によって、確定される。しかしながら、例えばサーモカップルによって、溶融温度を直接に検知する可能性もある。
メニスカスの高さh、すなわち固相から液相への転移を測定するためには、光学センサが用いられる。特に、画像処理手段を有するCCDカメラが設けられている。この目的のために、溶融池のシェルに、のぞき窓が設けられていてもよい。その目的は、各々の区域で、メニスカスの高さhを確定するためである。
区域から引き出されたチューブ部分の肉厚を、干渉計で、例えばIR干渉計で測定することができる。肉厚およびメニスカスの高さを測定するための複数の測定手は、制御装置に接続される。次に、この制御装置によって、個々の区域のための加熱が制御される。引き上げ速度も、制御装置によって事前設定されることができる。
更に、溶融される材料は、融液から引き出された量に対応する量が、各々の区域に供給されるように、坩堝に供給される。この目的のために、チューブおよび材料の供給は、夫々、フォースセンサに接続される。その目的は、必要な制御を行なうことができるためである。
本発明の教示に基づいて、複数のチューブを製造するための前に知られたEFG法と比較して、1mより大きい、特に1.50mまたはそれより大きい周面と、5.50m好ましくは6mよりも大きい長さを有するチューブを工業的に製造する製造する可能性がある。肉厚は、厚さの狭い分布を有する。特に、100μmと300μmの間の肉厚で、8ないし12%の許容度で製造する可能性がある。引き上げられたチューブがシリコンであるとき、従って、所望の大きさの、特に、最大限156mm(6インチ)の縁の長さ、350μmよりも短く、特に290μmよりも短い肉厚を有する複数のシリコンウエハを製造することができる。それ故に、高い充填率、高い短絡電流密度、およびウエハから製造されかつ多結晶シリコンウエハからなるソーラセルの高い無負荷電圧が生じる。このような高い値は、従来の技術では、本発明では達成可能である再生産可能性をもって、少なくとも工業的には用いられない。
明細書の最初の部分に記載されたタイプの方法は、好ましくは複数の隣接する個々の区域における、融液の温度が、以下のように,すなわち、メニスカスの温度が、毛管ギャップの全長に亘って、一定のまたはほぼその一定の値に保たれおよび/または坩堝の複数の隣接する区域の温度が、別々に、各々の区域から毛管ギャップへ流れる融液のメニスカスの高さhに従っておよび/またはその区域から引き上げられるチューブ部分の肉厚tに従って制御されおよび/または融液から引き上げられるチューブ部分の引き上げ速度が、メニスカスの高さhに従っておよび/またはチューブ部分の肉厚tに従って制御されるように、制御されることを特に特徴とする。
明細書の最初の部分に記載されたタイプの装置は、坩堝のおよび/または融液の、複数の互いに隣接する区域が、1つのまたは複数の加熱要素によって、別々に温度調節可能であることを特徴とする。この場合、各々の区域には、1つの抵抗加熱要素が割り当てられており、複数の抵抗加熱要素が、星形結線で互いに接続されることが可能であることが、特に提案されている。
しかしながら、全区域には、誘導コイルのような誘導加熱要素が割り当てられており、各々の区域には、誘導加熱要素の磁界に影響を与えるフェライト要素が割り当てられており、このフェライト要素が、別々に移動可能である可能性もある。特に、各々のフェライト要素は、モータによって移動可能である。
改善では、各々の区域に、メニスカスの高さhを測定する第1の測定手段が割り当てられており、この測定手段が、特に、接続された画像処理手段を有するCCDカメラであることが提案されている。
肉厚tを測定するための複数のセンサは、融液から十分に間隔をあけて、好ましくは、引き上げ手段のまたはこの引き上げ手段のハウジングに設けられているほうがよい。
本発明は、改善では、区域から引き出されたチューブ部分の肉厚tを測定する第2の測定手段が割り当てられており、この測定手段が、特に、IR干渉計のような干渉計であることを提案する。
第1のおよび/または第2の測定手段、および複数の区域を温度調節する複数の加熱要素は、制御装置に接続されており、この制御装置は、引き上げ手段に接続されているほうがよい。
本発明の方法で製造されるチューブは、このチューブが、周面Uと、長さLと、肉厚tとを有し、但し、U≧100cm、特にU≧150cmであり、L≧550cm、特にL≧600cmであり、100μm≦t≦500μmであることを特徴とする。チューブが12角形を有することは好ましい。
チューブの複数の好ましい肉厚は、厚さの許容差が20%と30%の間にあるとき、250μmと350μmの間にあり、厚さの許容差が8%と12%の間にあるとき、100μmと240μmの間にある。
複数の抵抗加熱要素を、個々の区域を温度調節する複数の加熱要素として用いるとき、本発明の改善では、装置が、金属からなるハウジングによって囲繞されており、ハウジングを金属で製造する可能性は、1つの誘導加熱要素の使用の際には、ありえない。金属製のハウジングの頭部は、チューブを通すための、チューブの形状に対応する開口部を有する。複数の抵抗加熱要素がグラファイトからなるほうがよいことは好ましい。
ハウジングの頭部区域には、肉厚を測定するための複数のセンサが設けられていることは好ましい。
温度を測定するためには、複数の高温計またはサーモカップルのような複数の温度センサが用いられる。複数の高温計によって、坩堝の底の壁が測定される。その目的は、溶融温度自体に逆推理をすることができるためである。
坩堝は環状の形状を有し、外径は、チューブの最大の対角線よりも5%ないし15%大きい。
毛管ギャップは、複数の細い孔またはスリットを介して、坩堝、すなわち、この坩堝にある融液に接続されている。毛管ギャップが多角形を有するとき、多角形の各々の辺には、別々に温度調節が可能である複数の区域のうちの1が割り当てられている。
溶融する材料を坩堝に供給するために、供給手段は、装置の底部を通っており、材料を、転向手段によって、坩堝の個々の区域に亘って均等に分配する。
坩堝の上方には、融液から引き出されたチューブが、複数の絶縁要素によって囲繞されている。その目的は、適切な冷却を可能にするためである。
本発明の多の複数の詳細、利点および特徴は、複数の請求項から、これらの請求項から読み取ることができかつ単独でおよび/または組合せで用いられる複数の特徴からのみならず、図面から見て取れる複数の好ましい実施の形態の以下の記載からも明らかである。
複数の図面で、基本的に、同一の要素には同一の参照符号が用いられる。これらの図面には、EFG法で複数のチューブを引き上げるために用いる複数の装置および装置の詳細が見て取れる。しかしながら、本発明は、多角形の形状を有する複数のチューブに限定されない。むしろ、これらのチューブは、円形形状の断面を有してもよい。
装置10は、図1に示すように、容器とも呼ばれるハウジング12を有する。このハウジングは、底部用絶縁要素14を収容し、この底部用絶縁要素には、環状の坩堝16が設けられている。坩堝16では、供給手段18を通って供給される材料20が、図1および図2夫々の実施の形態では、複数の抵抗加熱要素22,24,26,28によって溶融される。これらの抵抗加熱要素によって、坩堝16の複数の隣接する区域が別々に加熱可能である。このような区分は図5に示されており、区分には、参照符号17,19,21,23,25,27,29,31が付されている。
坩堝16に供給される材料は、球形の、多角形のまたは粉末状の形態を有することができ、ハウジング12の底部および底部用絶縁要素14を貫通する開口部30を通って、吹き込み装置32によって入れられる。転向は、球形の形状を材料側で有しかつ傘の形状に似た要素34によってなされる。それ故に、基本的に粒質物を形成する材料が、錐形要素の表面36に沿って、坩堝16の方向に、すなわち、坩堝の、環状に形成された収容部40の方向に導かれる。この場合、環状の収容部40の全周面に亘っての、粒質物の均等な分配がなされる。
坩堝16の外側区域には、図6から見て取れる、毛管現象を生起するギャップすなわち毛管ギャップ(以下、単にギャップともいう)42が延びている。このギャップは、複数のスリットまたは孔を介して、シリコンの融液41に接続されている。それ故に、融液41はギャップ42に流れ、毛管現象により、頂部側ですなわち上縁で、ギャップから出て、メニスカス44を形成する。このメニスカス44は、チューブ46の引き上げの際に、上方の先端区域で凝固する。それ故に、凝固した先端区域に応じて、チューブ46従ってまたは硬化した複数の部分が、引き上げ手段48によって、矢印50の方向に持ち上げられる。坩堝60に供給される粒質物20の量を、引き出されたチューブ部分の量に正確に調整するために、引き上げ手段48は、ロードセル52に接続されている。ロードセルの測定値は、制御装置54に供給される。
吹き込み装置32には、溶融される材料が、受け器33から適量配分手段35によって供給される(図4)。適量配分手段35は、ロードセル37によって、制御装置54に接続されている。その目的は、溶融される材料の量を、吹き込み装置32によって、坩堝16に正確に供給するためである。材料の量は、融液、すなわち、毛管ギャップ42から引き出される。この量はロードセル52によって確定される。
引き上げ手段48は、種結晶ホルダ49を有する。この種結晶ホルダは、引き上げ工程の始めに、引き上げられるチューブの形状に対応しかつメニスカス44に接触される種結晶を有する。
更に、チューブ46は、坩堝の上方で、絶縁手段58および放射線シールド56によって囲繞される。その目的は、チューブ46の冷却を制御によって行なうためである。
チューブ46が、厚さの狭い分布で、すなわち厚さがチューブの高さに亘ってほぼ一定であるように、再現可能な肉厚を有することが保証されることが意図され、同時に、肉厚が、シリコンのような材料の使用が減じられるように、調節されつつ、引き上げ工程を制御するために、本発明では、融液が、坩堝16で、複数の隣接する区域17,19,21,23,25,27,29,31において、個々に温度調節可能であり、多角形の形状のチューブでは、各々の区域が、多角形の一辺に対応することが提案されている。これに対し、チューブが、円形形状の断面を有するとき、個々に温度調節できる複数の区域が、チューブの幅に適合される。これらの区域では、複数の製造されるソーラセル用の例えばウエハとして用いられるために、チューブから、複数のプレートが切り取られる。
厚さの狭い分布を有する肉厚を再現可能に製造することができるためには、メニスカス44でしかも固相および液相の間の転移区域で、材料の20の溶融点の温度、シリコンの場合には、1412℃の温度が支配的である。この温度は、更に、2℃より低く、特に0.1℃と2℃の間の範囲にある安定性を有しなければならない。
測定を簡単な方法で行なうために、メニスカス44の温度が直接測定されるのではなく、図1に示す実施の形態では、坩堝16の底部の温度が、抵抗加熱要素22,24,26,28を貫通している複数の高温計60,61によって測定される。温度制御は制御装置54によってなされる。この制御装置は、複数の制御可能な給電端子62,64,66,68を介して、抵抗加熱要素22,24,26,28に接続されている。制御装置54へは、個々の区域17,19,21,23,25,27,29,31におけるメニスカス44の、複数の測定された高さhが供給される。その目的は、これらの高さをベースにして、複数の区域17,19,21,23,25,27,29,31における温度を制御するためである。複数の高さhは、複数の光学センサ(測定手段)70,71によって測定される。特に、センサとしては、後置された画像処理手段を有するCCDカメラが用いられる。メニスカス44の複数の高さが変化するとき、これに対応して、加熱要素22,24,26,28の従ってまた融液41の温度も変化される。その目的は、メニスカス44の必要な高さhを再度得るためである。この高さには、チューブ46の肉厚tが、同様に、直接依存する(h=f(t))。
本発明では、従って、溶融温度の従ってまたメニスカス44の温度の制御は、固相から液相への相転移中に、メニスカス44の高さhの確定によってなされる。
補足してまたはその代わりに、チューブ46の厚さtの測定により制御を行なう可能性もある。この目的のために、図1に示すように、複数の干渉計(測定手段)72,74がハウジング12の上縁に設けられている。干渉計72,74夫々は、メニスカス44の高さhを測定するための複数のセンサ70,71と同様に、区域17,19,21,23,25,27,29,31に割り当てられている。チューブ46が、例えば、12角形の形状を有するとき、12辺の夫々には、光学センサ70,71および干渉計72,74が夫々割り当てられている。図5に示すように、8角形のチューブ46の場合、8つの区域17,19,21,23,25,27,29,31が制御可能である。各々の区域は、チューブ46の面92,94に割り当てられている。
図2からは、坩堝16に割り当てられている複数の抵抗加熱要素の、その切欠きが見て取れる。かくて、図2には、2つの加熱要素26,28が示されている。各々の加熱要素26,28は、坩堝の区域を個々に温度調節する。ここでは、基本的には、1つの加熱要素26,28がチューブ46の一辺に割り当てられている。但し、このチューブが多角形を有する場合に限る。12角形のチューブが引き上げられるとき、12の加熱要素が用いられる。これらの加熱要素は、図3の等価回路図に示すように、星形結線で接続されている。次に、複数の外部接続手段66,68が制御装置54に接続されており、これに対し、複数の内部接続手段69は互いに接続されており、アースされている。
図1に示す実施の形態では、ハウジング12は、鋼から構成されており、水で冷却される。メニスカス44を肉眼で検知するためには、温度調節される複数の区域17,19,21,23,25,27,29,31に対応して、ハウジング12に複数の窓76,78が設けられている。
図4の実施の形態は、図1の実施の形態とは、制御によって個々に温度調節される複数の区域17,19,21,23,25,27,29,31が、複数の抵抗加熱要素によってではなく、誘導加熱要素によって加熱される点で異なっている。この目的のためには、装置80は、ハウジング82または容器を有する。この容器は、二重ガラスからなり、誘導コイル84によって囲繞されている。坩堝16従ってまたこの坩堝にある融液41を加熱するために、環状の坩堝16の下方には、熱を発生させるサセプタ86が設けられている。このサセプタ86はグラファイトからなる。この場合、サセプタ86は、通常、絶縁手段87によって囲繞される。絶縁手段は、ガラス製の二重外被からなるハウジング82の底の壁および側壁に沿って延びている。他の場合には、装置80は、図1に対応する原理的な構造を有する。
或る制御工程で、本発明の教示に基づいて、所望の周面において、融液41の複数の区域17,19,21,23,25,27,29,31を別々に温度調節するために、各々の区域17,19,21,23,25,27,29,31には、フェライト材料からなる可動要素88,90が割り当てられている。この可動要素によって、誘導コイル84の磁界が、影響を受けて、その結果、融液41の望ましい加熱は、ギャップ42から出るメニスカス44が、所望の温度、すなわち、シリコンの場合には1412℃の温度を、高い安定度で有するように、なされる。
融液41の温度は、図1と関連する複数の実施の形態では、直接に、しかも坩堝16の温度の確定によって測定される。このことは、同様に、高温計60によってなされる。別々に温度調節される各々の区域17,19,21,23,25,27,29,31には、高温計60が割り当てられている。メニスカス44の高さhおよびチューブ46の肉厚の厚さtの測定は、前もって述べた方式でなされる。
図5では、誘導コイル84には、別々に温度調節される複数の区域17,19,21,23,25,27,29,31に応じて、複数の移動可能なフェライト要素88,90が割り当てられており、これらのフェライト要素88,90の数が、チューブ46の複数の辺、即ち、面92,94の数に対応することが、明示されることが意図される。複数のフェライト要素88,90は、例えば複数のサーボモータによって、チューブ46に対し径方向に移動されることができる。
22 加熱要素
24 加熱要素
41 融液
46 チューブ。
24 加熱要素
41 融液
46 チューブ。
Claims (38)
- 融液(41)からチューブを引き上げることによってシリコンのような材料から結晶質のチューブ(46)を製造する方法であって、前記融液は、坩堝(16)に供給された材料を加熱要素(22,24,26,28,84,86)により溶融することによって、製造され、この融液は、前記チューブの形状を定める毛管ギャップ(42)を通り、高さhのメニスカス(44)を有する前記ギャップを越え、このメニスカスは、前記チューブの形状に対応する種結晶または製造される前記チューブの引き上げられる部分の、その下方の縁部区域に移行する方法において、
前記融液(41)の個々の区域(17,19,21,23,25,27,29,31)における温度を、制御によって、別々に調整することを特徴とする方法。 - 前記複数の隣接する区域(17,19,21,23,25,27,29,31)における前記融液(41)の温度は、各々の区域から前記毛管ギャップ(42)へ流れる前記融液の前記メニスカス(44)の高さhに従っておよび/または前記区域から引き上げられるチューブ部分の肉厚tに従って制御されることを特徴とする請求項1に記載の方法。
- 前記融液(41)の前記個々の区域(17,19,21,23,25,27,29,31)における温度は、前記メニスカスの温度が、前記毛管ギャップの全長に亘って、一定のまたほぼ一定の値に保たれるように、制御されることを特徴とする請求項1または2に記載の方法。
- 前記チューブ(46)は多角形の形状を有し、
この多角形のチューブ(46)の各々の辺には、前記複数の他の区域(17,19,21,23,25,27,29,31)とは別個に温度調節可能である任意の1つの区域が割り当てられることを特徴とする請求項1に方法。 - 各々の区域(17,19,21,23,25,27,29,31)の温度が、抵抗加熱要素(22,24,26,28)のような別個の加熱要素によって、制御されることを特徴とする請求項1に記載の方法。
- 全区域が誘電加熱要素(48)によって温度調節され、各々の区域には、この誘電加熱要素の磁界に影響を与えるフェライト要素(88,90)が割り当てられ、このフェライト要素は、複数の他の要素とは別々に移動可能であることを特徴とする請求項1または2に記載の方法。
- 前記フェライト要素(88,90)は、起動可能なモータによって、前記チューブ(46)に対し径方向に移動されることを特徴とする請求項6に記載の方法。
- 前記メニスカス(44)の高さhは、光学的なセンサ(70,71)によって測定されることを特徴とする請求項2に記載の方法。
- 前記メニスカス(44)の高さhは、CCDカメラ(70,71)およびこれに接続された画像処理手段によって測定されることを特徴とする請求項2に記載の方法。
- 前記融液(41)の温度は、高温計(60,61)またはサーモカップルによって直接または間接に測定されることを特徴とする請求項1に記載の方法。
- 前記肉厚が干渉計(72,74)によって測定されることを特徴とする請求項2に記載の方法。
- 前記複数の区域に割り当てられた前記複数の抵抗加熱要素(22,24,26,28)は、星形結線で接続されることを特徴とする請求項5に記載の方法。
- 前記メニスカス(44)の温度は、前記毛管ギャップ(42)の全長に亘って、≦2℃の正確度で、温度Tに一定に保たれ、但し、T=1,412℃であることを特徴する請求項1に記載の、シリコンからチューブ(46)製造する方法。
- 前記チューブ(46)は、10mm/minと24mm/minの間の引き上げ速度で、1mm/minの許容差で前記融液(41)から引き上げられることを特徴とする請求項1または13に記載の方法。
- 前記チューブ(46)は、10mm/minと15mm/minの間の引き上げ速度で前記融液(41)から引き上げられることを特徴とする請求項14に記載の方法。
- 前記融液(41)の温度は、前記メニスカス(44)の温度が、前記毛管ギャップ(42)の全長に亘って、一定のまたはほぼ一定の値に保たれおよび/または前記坩堝(16)の複数の隣接する区域(17,19,21,23,25,27,29,31)の温度が、別々に、各々の区域から前記毛管ギャップへ流れる前記融液の前記メニスカス(44)の高さhに従っておよび/または前記区域から引き上げられる前記チューブ部分の肉厚tに従って制御されおよび/または前記融液から引き上げられる前記チューブ部分の引き上げ速度が、前記メニスカスの高さhに従っておよび/または前記チューブ部分の肉厚tに従って制御されるように、制御されることを特徴とする請求項1の前提部分に記載の方法。
- 融液(41)からチューブ(46)を引き上げるための装置(10,80)であって、前記チューブの形状を定めかつ前記融液が通る毛管ギャップ(42)を有する坩堝(16)と、この坩堝に割り当てられた少なくとも1つの加熱要素(22,24,28,84,86)と、前記チューブを引き上げる引き上げ手段(48)とを有し、高さhのメニスカス(44)を有する前記融液は、前記毛管ギャップを越えることができてなる装置において、
前記坩堝(16)のおよび/または融液(41)の、複数の互いに隣接する(17,19,21,23,25,27,29,31)は、前記1つのまたは複数の加熱要素(22,24,26,28,84)によって、別々に温度調節可能であることを特徴とする装置。 - 各々の区域(17,19,21,23,25,27,29,31)には、抵抗加熱要素(22,24,26,28)が割り当てられていることを特徴とする請求項17に記載の装置。
- 前記複数の抵抗加熱要素(22,24,26,28)は、星形結線で接続されることを特徴とする請求項18に記載の装置。
- 全区域(17,19,21,23,25,27,29,31)には、誘導加熱要素(84)が割り当てられており、各々の区域には、前記誘導加熱要素の磁界に影響を与える各々のフェライト要素(88,90)が割り当てられており、複数のフェライト要素は、別々に移動可能であることを特徴とする請求項17に記載の装置。
- 前記フェライト要素(88,90)は、モータによって、前記チューブ(46)に対して径方向に移動可能であることを特徴とする請求項20に記載の装置。
- 各々の別々に加熱可能な区域(17,19,21,23,25,27,29,31)には、前記メニスカス(44)の高さhを測定する第1の測定手段(70,71)が割り当てられていることを特徴とする請求項17に記載の装置。
- 前記第1の測定手段(70,71)は、画像処理手段を有するCCDカメラであることを特徴とする請求項22に記載の装置。
- 各々の別々に加熱可能な区域(17,19,21,23,25,27,29,31)には、各区域から引き上げられた前記チューブ部分の肉厚tを測定する第2の測定手段(72,74)が割り当てられていることを特徴とする請求項17に記載の装置。
- 前記第2の測定手段(72,74)は、干渉計であることを特徴とする請求項24に記載の装置。
- 前記第1のおよび/または第2の測定手段(70,71,72,74)と、前記複数の区域(17,19,21,23,25,27,29,31)を温度調節することができる1つの加熱要素(84)または複数の加熱要素(22,24,26,28)とは、制御装置(54)に接続されていることを特徴とする請求項17,22または24に記載の装置。
- 前記制御装置(54)には前記引き上げ手段(48)が接続されていることを特徴とする請求項26に記載の装置。
- 前記毛管ギャップ(42)は、多角形をなし、この多角形の各々の辺には、前記複数の区域(17,19,21,23,25,27,29,31)のうちの1が割り当てられていることを特徴とする請求項17に記載の装置。
- 前記抵抗加熱要素(22,24,26,28)は、グラファイトからなることを特徴とする請求項18に記載の装置。
- 前記坩堝(16)の底部は、高温計(60,61)によって検知可能であることを特徴とする請求項17に記載の装置。
- 前記坩堝(16)は、前記チューブ(46)の最大の対角線より5ないし15%大きい外径を有することを特徴とする請求項17に記載の装置。
- 前記毛管ギャップ(42)は、スリットまたは孔を介して、前記融液(41)に接続されていることを特徴とする請求項17に記載の装置。
- 前記装置は、前記坩堝(16)を囲繞しかつ鋼からなるハウジングを有することを特徴とする請求項17に記載の装置。
- 前記ハウジング(12)は、水で冷却されることを特徴とする請求項17または33に記載の装置。
- 前記チューブ(46)は、周面Uと、長さLと、肉厚tとを有し、但し、U≧100cmであり、L≧550cmであり、100μm≦t≦500μmであることを特徴とする請求項1に記載の方法で製造されるチューブ(46)。
- 前記チューブ(46)は、周面Uおよび/または長さLを有し、但し、U≧150cmであり、L≧600cmであることを特徴とする請求項35に記載のチューブ。
- 前記チューブ(46)は、12角形を有することを特徴とする請求項35または36に記載のチューブ。
- 前記チューブの肉厚tは、100μm≦t≦300μmであることを特徴とする請求項35に記載のチューブ。
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