薄板制造方法和薄板制造装置制造方法及图纸

为了得到能够通过扩大生产规模极大地增加制造效率和显著地降低每单位面积的生产成本的薄板制造方法和制造这种薄板的装置，提供了本发明专利技术的方法和装置，当通过将基片的表层部分浸渍到在主室（１）中设置的坩埚（２）中的硅熔融液（７）中使得硅（５）附着于基片的表面时，通过使用至少一个与主室相邻（１）的副室（３、４）将基片装入到主室中和将基片从主室取出。（*该技术在2023年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及薄板制造方法和薄板制造装置，更具体地，本专利技术涉及制造硅薄板的方法和制造硅薄板的装置。
技术介绍
民用太阳能电池使用硅。虽然单晶硅、多晶硅和非晶态硅的变换效率依次降低，但上述材料容易实现较大的面积，使成本依次降低。这其中，可以以SiH4为原料通过CVD(化学气相沉积)沉积到玻璃、塑料或金属基片上的非晶态硅成本低，而且可容易地增加面积。其变换效率最大为约12％。对于单晶硅，通过CZ(Czochralski)方法制造直径为150mm(6英寸)或200mm(8英寸)的锭块，并且其尺寸可增加，其变换效率可超过15％。对于多晶硅，研究了从液相固化/生长多晶硅的方法或从气相沉积多晶硅的方法。虽然多晶硅类似于非晶态硅可容易地增加面积，但其变换效率处在单晶硅和非晶态硅的变换效率之间。上述各种类型的硅制造方法增加面积，提高变换效率并且降低制造成本。然而，与目前大规模的发电系统如核发电和火力发电相比其单位发电成本还相当高，必需降低其制造成本。专利技术公开本专利技术的目的是提供制造硅薄板的方法和制造这种薄板的装置，所述方法能够通过扩大生产规模显著地增加制造效率，同时保证高质量并大大降低每单位面积的制造成本。本专利技术的薄板制造方法为以下的制造薄板的方法其通过将基片的表层部分浸渍到至少包含金属材料或半导体材料的物质中并使基片表面上的熔融液固化制造硅薄板，所述物质位于在主室中设置的坩埚中。通过至少一个与主室相邻的装入用副室将基片装入主室，并通过至少一个与主室相邻的取出用副室将基片从主室取出。当空气进入具有惰性气体气氛的主室时，如果熔融液为例如硅熔融液，则硅与氧相互反应，由于产生SiOx，引起硅损失和粉末附着于主室的内壁。有可能通过使用如上所述的副室，通过副室装入/取出基片，极大地提高操作效率，同时有效地防止将空气引入到主室中等，并保证高质量。换句话说，当通过副室高效率地将大量基片装入主室/从主室取出时，有可能直接防止空气进入主室。优选在主室和副室之间设置开关设备，用于意外情况发生的场合等中。当在紧急状况时将开关设备关闭，可以减小麻烦程度。因此可以提高生产收率和保证高质量的薄板。例如，可以使用气密门作为开关设备。代表性的气密门为门阀。附着于基片的薄板为例如在基片生长面上固化/生长的多晶硅薄板。以下描述由上述副室和主室彼此组合形成的装置的操作方法。当将基片装入到主室中时，将基片引入到所述副室中同时关闭开关设备，然后使副室的气氛与主室的气氛相同，然后打开开关设备将基片装入主室。当将结合有例如硅薄板的基片从主室取出时，在使副室的气氛与主室的气氛相同之后，打开开关设备，将基片从主室取出进入副室，关闭开关设备，然后取出基片。优选将惰性气体引入到上述主室中，优选主室中气氛的压力不超过大气压力。当如上所述将主室的压力设置为负压时，可容易地保持主室的气密性，可减少惰性气体的使用量和降低制造成本。上述副室由装入用副室和取出用副室构成，通过装入用副室将基片装入到主室中，而通过取出用副室将附着有薄板的基片从主室取出。根据上述方法，可进行设置使得装入基片的流程与附着有例如硅薄板的基片的流程彼此不干扰。“附着有薄板的基片”的表述形式表示将基片浸渍到上述熔融液中浸渍预定时间，使得熔融液在基片的生长面上固化从而形成存在于基片上的薄板的状态。可通过冲击等移动固化薄板，使薄板只是放置在基片上。另外，可使薄板在上述固化之后粘着于基片。更广泛地，当基片的生长面处于熔融液中时，固相可逐渐生长形成薄板。当通过打开/关闭上述开关设备开放和关闭装入用副室和取出用副室以及主室时，装入用副室的开关设备和取出用副室的开关设备的开关定时彼此可同步进行。需要长时间的副室排真空和惰性气体清洗是延长冲程(制造薄板的周期)的主要因素。如上所述使两个副室的操作彼此同步可在操作一个副室所需的操作时间内操作两个副室。在上述主室中，优选将基片安装在浸渍机构上，使得基片的晶体生长表面对向例如用于附着硅薄板的硅熔融液，然后使附着有硅薄板的薄板生长表面在不同于坩埚正上方的位置朝上，以从浸渍机构上一起取出基片与薄板。生长表面对向熔融液用于尽可能防止与薄板生长用表面不同的侧面浸入熔融液并抑制在这些位置上固化的熔融液的数量，从而提高材料的利用效率并降低熔融液污染的程度。另外，将生长面朝上，以防止在转移过程中或由于在取出基片时的冲击使薄板从基片脱落。如上所述，优选在不同于坩埚正上方的位置上将基片安装在浸渍机构上或从浸渍机构上卸下。在不同于坩埚正上方的位置进行安装和卸下可阻止在安装和卸下中由啮合部分落下的细粒子进入坩埚中的熔融液而引起污染。在将上述薄板与基片分离之前，优选使附着有薄板的基片在主室、副室或室外(主室外和副室外)中的至少一个位置冷却。根据上述方法，在到达将基片和薄板彼此分离的分离装置之前将基片充分地冷却，从而使分离装置及其周边设备不因为暴露于高热下而使耐久性等退化。另外，可容易地在分离后处理薄板和基片。当上述坩埚中熔融液的量减少到预定水平时，可停止浸渍机构的操作，以向坩埚中追加原料，在坩埚中的熔融液温度稳定和熔融液面起伏稳定之后浸渍机构重新开始操作。如上所述，可抑制由追加原料引起的熔融液温度的变化和熔融液的摆动。因此，可保持薄板的形状和质量。在上述追加原料过程中，在将原料补充到主室时，可通过与主室相邻的追加用副室将原料补充到主室中。另外，可将多个基片同时引入到上述副室中，以将基片一个接一个地从副室装入到主室中。另外，可将附着有薄板的基片一个接一个地从主室取出到副室中并同时从副室拿出。理所当然，在主室和副室之间可插入开关设备，如门阀。副室需要长时间的排真空和惰性气体清洗是延长周期的显著因素。如上所述将多个基片引入到副室中，使副室中的空气控制操作对冲程的影响减轻。同时将多个上述基片引入到副室中、同时将其从副室转移到主室内的安装待机位置和将其一个接一个地从安装待机位置转移到浸渍机构的安装位置。另外，可将基片一个接一个地从卸下位置转移，以从浸渍机构卸下附着有薄板的基片到主室中的取出待机位置，当在取出待机位置积累预定数目的基片时，从取出待机位置同时取出多个基片。根据上述方法，可单独地进行副室的操作和浸渍机构的操作，以缩短冲程。上述浸渍机构可通过相同的操作卸下附着有薄板的基片和安装将重新附着薄板的基片。根据这一方法，可通过单次作业将基片安装到浸渍机构上和从浸渍机构上卸下，以缩短冲程。本专利技术的另一个薄板制造方法为以下的制造薄板的方法其通过将由浸渍机构保持的基片的表层部分浸渍到坩锅(在主室中设置)中的至少包括金属材料或半导体材料的物质的熔融液中，并使所述熔融液在基片的表面上固化。根据这种薄板制造方法，浸渍机构包括第一基片运输设备，用于在浸渍基片和从熔融液中取出基片的方向上运输基片；第二基片运输设备，其能够沿着不同于第一方向的第二方向运输基片；和基片旋转设备，其能够360°旋转基片。所述浸渍机构可通过控制第一和第二基片运输设备及基片旋转设备的操作使基片的表层部分浸渍在坩锅内的熔融液中。可通过垂直方向的运输设备形成上述第一基片运输设备，可采用第二基片运输设备作为在前进移动方向上运输基片的设备。上述基片旋转设备和上述两个方向上的操作彼此组合，应此可容易地进行可控制的浸渍操作。上述基片旋转设备优选以旋转中心本文档来自技高网...

【技术保护点】
薄板制造方法，其通过将由浸渍机构保持的基片（１１）的表层部分浸渍到设置在主室中的坩埚（２）中的至少包括金属材料或半导体材料的物质的熔融液中，并使所述熔融液在所述基片的表面上固化而制造薄板，其中所述浸渍机构包括第一基片运输设备，用于在将基片浸渍到所述熔融液中和将基片从所述熔融液中取出的方向上运输所述基片；第二基片运输设备，其能够在不同于所述第一方向的第二方向上运输所述基片；和基片旋转设备（７５），其能够３６０°旋转所述基片，通过控制所述第一和第二基片运输设备和所述基片旋转设备的操作将所述基片的表层部分浸渍到所述坩埚中的熔融液中。

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：胡间修二，五角博纯，永井俊昭，矢野光三朗，田所昌宏，中井泰弘，
申请(专利权)人：夏普株式会社，神钢电机株式会社，
类型：发明
国别省市：JP[日本]