シリコンインゴットの電磁鋳造装置
【課題】電磁鋳造法による連続鋳造の際に、チャンバー内で自然対流する雰囲気ガスに起因して、溶融シリコンが金属不純物で汚染されることを防止できるシリコンインゴットの電磁鋳造装置を提供する。
【解決手段】チャンバー１内に配置した無底冷却ルツボ７にシリコン原料１１を装入し、誘導コイル８からの電磁誘導加熱によりシリコン原料１１を融解させ、この溶融シリコン１２を冷却ルツボ７から引き下げながら凝固させてシリコンインゴット３を連続鋳造する電磁鋳造装置において、チャンバー１の側壁の上部と下部に連結され、冷却ルツボ７の上方の雰囲気ガスを導入して冷却ルツボ７の下方に送り出す通気管１５を備え、この通気管１５の経路に集塵機２０および磁選機２１を設ける。
【解決手段】チャンバー１内に配置した無底冷却ルツボ７にシリコン原料１１を装入し、誘導コイル８からの電磁誘導加熱によりシリコン原料１１を融解させ、この溶融シリコン１２を冷却ルツボ７から引き下げながら凝固させてシリコンインゴット３を連続鋳造する電磁鋳造装置において、チャンバー１の側壁の上部と下部に連結され、冷却ルツボ７の上方の雰囲気ガスを導入して冷却ルツボ７の下方に送り出す通気管１５を備え、この通気管１５の経路に集塵機２０および磁選機２１を設ける。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、太陽電池用基板の素材であるシリコンインゴットを連続鋳造するための電磁鋳造装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、ＣＯ2排出による地球温暖化問題やエネルギー資源の枯渇問題が深刻化しており、それらの問題の対応策の一つとして、無尽蔵に降りそそぐ太陽光エネルギーを活用する太陽光発電が注目されている。太陽光発電は、太陽電池を使用して太陽光エネルギーを直接電力に変換する発電方式であり、太陽電池の基板には、多結晶のシリコンウェーハを用いるのが主流である。
【０００３】
太陽電池用の多結晶シリコンウェーハは、一方向性凝固のシリコンインゴットを素材とし、このインゴットをスライスして製造される。このため、太陽電池の普及を図るには、シリコンウェーハの品質を確保するとともに、コストを低減する必要があり、その前段階で、高品質のシリコンインゴットを安価に製造することが要求される。この要求に対応できる方法として、例えば、特許文献１に開示されるように、電磁誘導を利用した連続鋳造方法（以下、「電磁鋳造法」ともいう）が実用化されている。
【０００４】
図６は、電磁鋳造法で用いられる従来の代表的な電磁鋳造装置の構成を模式的に示す図である。同図に示すように、電磁鋳造装置はチャンバー１を備える。チャンバー１は、内部を外気から隔離し鋳造に適した不活性ガス雰囲気に維持する二重壁構造の水冷容器である。チャンバー１の上壁には、開閉可能なシャッター２を介し、図示しない原料供給装置が連結されている。チャンバー１は、不活性ガス導入口５が設けられ、下部の側壁に排気口６が設けられている。
【０００５】
チャンバー１内には、無底冷却ルツボ７、誘導コイル８およびアフターヒーター９が配置されている。冷却ルツボ７は、融解容器としてのみならず、鋳型としても機能し、熱伝導性および導電性に優れた金属（例えば、銅）製の角筒体で、チャンバー１内に吊り下げられている。この冷却ルツボ７は、上部を残して周方向で複数の短冊状の素片に分割され、内部を流通する冷却水によって強制冷却される。
【０００６】
誘導コイル８は、冷却ルツボ７を囲繞するように、冷却ルツボ７と同芯に周設され、図示しない電源装置に接続されている。アフターヒーター９は、冷却ルツボ７の下方に冷却ルツボ７と同芯に複数連設され、冷却ルツボ７から引き下げられるシリコンインゴット３を加熱して、その軸方向に適切な温度勾配を与える。
【０００７】
また、チャンバー１内には、原料供給装置に連結されたシャッター２の下方に原料導入管１０が取り付けられている。シャッター２の開閉に伴って、粒状や塊状のシリコン原料１１が原料供給装置から原料導入管１０内に供給され、冷却ルツボ７内に装入される。
【０００８】
チャンバー１の底壁には、アフターヒーター９の真下に、インゴット３を抜き出すための引出し口４が設けられ、この引出し口４はガスでシールされている。インゴット３は、引出し口４を貫通して下降する支持台１４によって支えられながら引き下げられる。
【０００９】
冷却ルツボ７の真上には、プラズマトーチ１３が昇降可能に設けられている。プラズマトーチ１３は、図示しないプラズマ電源装置の一方の極に接続され、他方の極は、インゴット３側に接続されている。このプラズマトーチ１３は、下降させた状態で冷却ルツボ７内に挿入される。
【００１０】
このような電磁鋳造装置を用いた電磁鋳造法では、冷却ルツボ７にシリコン原料１１を装入し、誘導コイル８に交流電流を印加するとともに、下降させたプラズマトーチ１３に通電を行う。このとき、冷却ルツボ７を構成する短冊状の各素片が互いに電気的に分割されていることから、誘導コイル８による電磁誘導に伴って各素片内で渦電流が発生し、冷却ルツボ７の内壁側の渦電流が冷却ルツボ７内に磁界を発生させる。これにより、冷却ルツボ７内のシリコン原料１１は電磁誘導加熱されて融解し、溶融シリコン１２が形成される。また、プラズマトーチ１３とシリコン原料１１、さらには溶融シリコン１２との間にプラズマアークが発生し、そのジュール熱によっても、シリコン原料１１が加熱されて融解し、電磁誘導加熱の負担を軽減して効率良く溶融シリコン１２が形成される。
【００１１】
溶融シリコン１２は、冷却ルツボ７の内壁の渦電流に伴って生じる磁界と、溶融シリコン１２の表面に発生する電流との相互作用により、溶融シリコン１２の表面の内側法線方向に力（ピンチ力）を受けるため、冷却ルツボ７と非接触の状態に保持される。冷却ルツボ７内でシリコン原料１１を融解させながら、溶融シリコン１２を支える支持台１４を徐々に下降させると、誘導コイル８の下端から遠ざかるにつれて誘導磁界が小さくなることから、発熱量およびピンチ力が減少し、さらに冷却ルツボ７からの冷却により、溶融シリコン１２は外周部から凝固が進行する。そして、支持台１４の下降に伴ってシリコン原料１１を連続的に装入し、融解および凝固を継続することにより、溶融シリコン１２が一方向に凝固し、インゴット３を連続鋳造することができる。
【００１２】
鋳造中は、チャンバー１内を不活性ガス雰囲気に維持するため、チャンバー１の上部の不活性ガス導入口５から不活性ガスが逐次供給され、チャンバー１内に充満する。チャンバー１内の不活性ガスは、チャンバー１の下部側壁の排気口６から逐次排出される。このとき、プラズマトーチ１３からのプラズマアークにより溶融シリコン１２からＳｉＯ（シリコン酸化物）が激しく蒸発しており、このＳｉＯガスは不活性ガスとともに排気口６から排出される。
【００１３】
このような電磁鋳造装置によれば、溶融シリコン１２と冷却ルツボ７との接触が軽減されるため、その接触に伴う冷却ルツボ７からの不純物汚染が防止され、高品質のインゴット３を得ることができる。しかも、連続鋳造であることから、安価にインゴット３を製造することが可能になる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１４】
【特許文献１】国際公開ＷＯ０２／０５３４９６号パンフレット
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１５】
上述した電磁鋳造装置では、チャンバー１内の雰囲気温度は、インゴット３が存在する中心部で高く、チャンバー１の側壁に近づくほど低くなり、同じ中心部でも溶融シリコン１２が存在する上方ほど高くなる。この温度差に起因し、チャンバー１内には、図６中の実線矢印で示すように、雰囲気ガスの自然対流が発生する。具体的には、インゴット３の外周とアフターヒーター９の内周との間を上昇し、最上段のアフターヒーター９の上端と冷却ルツボ７の下端との隙間を抜けて冷却ルツボ７の外側をさらに上昇した後、チャンバー１の側壁近傍を下降する雰囲気ガスの対流が発生する。このように対流して冷却ルツボ７の外側を上昇する雰囲気ガスの一部は、図６中の点線矢印で示すように、冷却ルツボ７の真上にも流入する。
【００１６】
すると、対流する雰囲気ガス中に金属不純物が含まれていた場合、その不純物が雰囲気ガスの流れに伴って冷却ルツボ７の真上まで運ばれ、冷却ルツボ７内に落下して溶融シリコン１２中に混入することがある。この場合、溶融シリコン１２が金属不純物で汚染されることから、この溶融シリコン１２から鋳造されたインゴット３は品質が低下する。金属不純物は、例えば、アフターヒーター９の構成部材にＦｅやＣｒを含有する耐熱合金を採用する場合に、雰囲気ガスがアフターヒーター９に沿って上昇する過程で雰囲気ガス中に取り込まれ易い。
【００１７】
本発明は、上記の問題に鑑みてなされたものであり、電磁鋳造法によりシリコンインゴットを連続鋳造する際に、チャンバー内で自然対流する雰囲気ガスに起因して、溶融シリコンが金属不純物で汚染されることを防止できるシリコンインゴットの電磁鋳造装置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】
【００１８】
本発明者らは、上記目的を達成するため、鋳造時にチャンバー内で自然対流する雰囲気ガスの流れに着目して鋭意検討を重ね、種々の試験を行った。その結果、自然対流に伴い金属不純物を含んで冷却ルツボの上方に達した雰囲気ガスから金属不純物を除去するか、またはその金属不純物を含む雰囲気ガスを強制排気することにより、対流する雰囲気ガスに起因した溶融シリコンの不純物汚染を防止できることを知見し、本発明を完成させた。
【００１９】
本発明の要旨は、下記の（１）および（２）に示すシリコンインゴットの電磁鋳造装置にある。
【００２０】
（１）チャンバー内に配置した導電性を有する無底冷却ルツボにシリコン原料を装入し、無底冷却ルツボを囲繞する誘導コイルからの電磁誘導加熱によりシリコン原料を融解させ、この溶融シリコンを無底冷却ルツボから引き下げながら凝固させてシリコンインゴットを連続鋳造する電磁鋳造装置において、チャンバーの側壁の上部と下部に連結され、無底冷却ルツボの上方の雰囲気ガスを導入して無底冷却ルツボの下方に送り出す通気管を備え、この通気管の経路に集塵機を設けたことを特徴とするシリコンインゴットの電磁鋳造装置である。
【００２１】
上記（１）の電磁鋳造装置では、さらに、前記通気管の経路に磁選機を設けたり、前記通気管の経路に送風機を設ける構成とすることが好ましい。
【００２２】
（２）チャンバー内に配置した導電性を有する無底冷却ルツボにシリコン原料を装入し、無底冷却ルツボを囲繞する誘導コイルからの電磁誘導加熱によりシリコン原料を融解させ、この溶融シリコンを無底冷却ルツボから引き下げながら凝固させてシリコンインゴットを連続鋳造する電磁鋳造装置において、チャンバーの側壁の上部に連結され、無底冷却ルツボの上方の雰囲気ガスを導入して排出する上部排気管を備え、チャンバーの側壁の下部に連結され、無底冷却ルツボの下方の雰囲気ガスを導入して排出する下部排気管を備えたことを特徴とするシリコンインゴットの電磁鋳造装置である。
【発明の効果】
【００２３】
本発明のシリコンインゴットの電磁鋳造装置によれば、冷却ルツボの下方で雰囲気ガスが対流し、この雰囲気ガスに金属不純物が含まれる場合であっても、その雰囲気ガスから金属不純物を除去して低減することができ、またはその金属不純物を含む雰囲気ガスを強制排気することができるため、対流する雰囲気ガスに起因した溶融シリコンの不純物汚染を防止することが可能になる。
【図面の簡単な説明】
【００２４】
【図１】第１実施形態の電磁鋳造装置の構成を模式的に示す図である。
【図２】第１実施形態の電磁鋳造装置の変形例の構成を模式的に示す図である。
【図３】第２実施形態の電磁鋳造装置の構成を模式的に示す図である。
【図４】比較のために用いた電磁鋳造装置の構成を模式的に示す図である。
【図５】本発明例および比較例でのシリコンインゴットにおけるＦｅ濃度の測定結果を示す図である。
【図６】電磁鋳造法で用いられる従来の代表的な電磁鋳造装置の構成を模式的に示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００２５】
以下に、本発明のシリコンインゴットの電磁鋳造装置について、その実施形態を第１実施形態と第２実施形態に区分して詳述する。
【００２６】
＜第１実施形態＞
図１は、第１実施形態の電磁鋳造装置の構成を模式的に示す図である。同図に示す本発明の第１実施形態の電磁鋳造装置は、前記図６に示す電磁鋳造装置の構成を基本とし、それと同じ構成には同一の符号を付し、重複する説明は適宜省略する。
【００２７】
図１に示すように、第１実施形態の電磁鋳造装置は、チャンバー１の側壁の上部と下部に連結された通気管１５を有する。この通気管１５の上下の各端は、冷却ルツボ７の上方に相当する位置と、冷却ルツボ７の下方に相当する位置にそれぞれ開口している。図１では、チャンバー１の中心軸を間に挟む両側にそれぞれ通気管１５を設けた例を示しているが、通気管１５の設置は１箇所のみでもよいし、３箇所以上でも構わない。
【００２８】
第１実施形態の電磁鋳造装置では、各通気管１５の経路に集塵機２０が設けられている。集塵機２０としては、サイクロン方式やフィルター方式や電気集塵方式などの集塵機を採用できる。さらに各通気管１５の経路には、集塵機２０とともに磁選機２１が併設されている。磁選機２１としては、マグネットフィルターやマグネットバーや電磁石などを用いた磁選機を採用できる。
【００２９】
なお、チャンバー１内に不活性ガスを導入するための不活性ガス導入口５は、チャンバー１の上壁に設けられ、この不活性ガス導入口５には不活性ガス導入管１７が接続されている。チャンバー１内の雰囲気ガスを排出するための排気口６は、前記図６に示す電磁鋳造装置と同様にチャンバー１の下部の側壁に設けられ、この排気口６には排気管１６が接続されている。図１では、便宜上、排気口６をチャンバー１の底壁に設けた状態を示している。排気管１６を通じた排気口６からの雰囲気ガスの排気量は、排気管１６に設置した図示しない流量調整弁によって調整される。
【００３０】
このような構成の第１実施形態の電磁鋳造装置を用いた電磁鋳造において、チャンバー１内で冷却ルツボ７の上方に存在する雰囲気ガスは、図１中の実線矢印で示すように、その一部が、ここに開口する通気管１５の上端から通気管１５内に導入され、通気管１５内を下降した後、冷却ルツボ７の下方に相当するチャンバー１の下部内に送り出され、通気管１５に導入されなかった残りが、チャンバー１の側壁近傍を下降する。
【００３１】
通気管１５を通じてチャンバー１の下部内に導入された雰囲気ガス、およびチャンバー１の側壁近傍を下降した雰囲気ガスは、最終的には排気口６からチャンバー１の外部に排出されるが、大半はチャンバー１内で自然対流する。すなわち、チャンバー１内の下部に存在する雰囲気ガスは、図１中の実線矢印で示すように、上下に隣接するアフターヒーター９同士の隙間を抜けてアフターヒーター９の内側に進入し、そのままインゴット３の外周とアフターヒーター９の内周との間を上昇した後、最上段のアフターヒーター９の上端と冷却ルツボ７の下端との隙間を抜けて冷却ルツボ７の外側に到達する。そして、冷却ルツボ７の外側に到達した雰囲気ガスは、さらに上昇し、その一部が通気管１５に導入され、残りがチャンバー１の側壁近傍を再び下降する。このような雰囲気ガスの自然対流が発生する。
【００３２】
その際、対流する雰囲気ガスに金属不純物が含まれる場合、通気管１５に導入された雰囲気ガスが集塵機２０を経る過程で金属不純物が集塵機２０に捕捉されて除去され、この浄化された雰囲気ガスがチャンバー１の下部に送り出される。このとき、集塵機２０による不純物除去が完全でない場合でも、集塵機２０を経た雰囲気ガスがさらに磁選機２１を経ることにより、金属不純物が磁選機２１に選択的に捕捉されるため、効果的に金属不純物を除去することができる。
【００３３】
したがって、本発明の第１実施形態の電磁鋳造装置によれば、対流する雰囲気ガスに金属不純物が含まれる場合であっても、磁冷却ルツボ７の上方に達した雰囲気ガスが通気管１５に導入され、集塵機２０により、場合によってはさらには磁選機２１により、その雰囲気ガスから金属不純物が除去され、この浄化された雰囲気ガスがチャンバー１の下部に送り出されるという循環が繰り返されるため、チャンバー１内の雰囲気ガスに含まれる金属不純物を低減することができ、これに伴い、冷却ルツボ７の真上に運ばれる金属不純物の量を著しく抑制することが可能になる。その結果、対流する雰囲気ガスに起因した溶融シリコン１２の不純物汚染を防止することができ、品質に優れたインゴット３を製造することができる。
【００３４】
図２は、第１実施形態の電磁鋳造装置の変形例の構成を模式的に示す図である。同図に示す電磁鋳造装置は、前記図１に示す電磁鋳造装置において、各通気管１５の経路に送風機２２を付加した構成である。送風機２２としては、ファンやブロアを採用できる。前記図１に示す電磁鋳造装置では、通気管１５での雰囲気ガスの流れを自然対流に頼っているが、図２に示す電磁鋳造装置では、送風機２２の設置により、そのガス流れを強制的に形成することができ、その結果として集塵機２０や磁選機２１による金属不純物の除去を効率良く行える。
【００３５】
＜第２実施形態＞
図３は、第２実施形態の電磁鋳造装置の構成を模式的に示す図である。同図に示す本発明の第２実施形態の電磁鋳造装置は、前記図１に示す第１実施形態の電磁鋳造装置と比較し、以下の点で構成が相違する。
【００３６】
図３に示すように、第２実施形態の電磁鋳造装置は、前記図１に示す電磁鋳造装置における通気管１５に代え、チャンバー１の上部の側壁に連結された上部排気管２３を有し、チャンバー１の下部の側壁に連結された下部排気管２４を有する。上部排気管２３は冷却ルツボ７の上方に相当する位置に開口し、チャンバー１の上部に存在する雰囲気ガスを導入して排出する。一方、下部排気管２４は冷却ルツボ７の下方に相当する位置に開口し、チャンバー１の下部に存在する雰囲気ガスを導入して排出する。上部排気管２３および下部排気管２４のそれぞれを通じた雰囲気ガスの排気量は、それぞれに設置した図示しない流量調整弁によって調整される。
【００３７】
図３では、チャンバー１の中心軸を間に挟む両側にそれぞれ上部排気管２３および下部排気管２４を設けた例を示しているが、これらの排気管２３、２４の設置は１箇所のみでもよいし、３箇所以上でも構わない。
【００３８】
このような構成の第２実施形態の電磁鋳造装置を用いた電磁鋳造において、チャンバー１内で冷却ルツボ７の上方に存在する雰囲気ガスは、図３中の実線矢印で示すように、その一部が、ここに開口する上部排気管２３内に導入されて外部に排出され、上部排気管２３に導入されなかった残りが、チャンバー１の側壁近傍を下降する。
【００３９】
チャンバー１の側壁近傍を下降しチャンバー１の下部に達した雰囲気ガスは、最終的にはチャンバー１の底壁の排気口６からも外部に排出されるが、大半はチャンバー１内で自然対流する。すなわち、チャンバー１内の下部に存在する雰囲気ガスは、図３中の実線矢印で示すように、その一部が、ここに開口する下部排気管２４内に導入されて外部に排出され、下部排気管２４に導入されなかった残りが、上下に隣接するアフターヒーター９同士の隙間を抜けてアフターヒーター９の内側に進入し、そのままインゴット３の外周とアフターヒーター９の内周との間を上昇した後、最上段のアフターヒーター９の上端と冷却ルツボ７の下端との隙間を抜けて冷却ルツボ７の外側に到達する。そして、冷却ルツボ７の外側に到達した雰囲気ガスは、さらに上昇し、その一部が上部排気管２３から排出され、残りがチャンバー１の側壁近傍を再び下降する。このような雰囲気ガスの自然対流が発生する。
【００４０】
したがって、本発明の第１実施形態の電磁鋳造装置によれば、対流する雰囲気ガスに金属不純物が含まれる場合であっても、冷却ルツボ７の上方に達した雰囲気ガスが上部排気管２３を通じて強制排気されるため、チャンバー１内の雰囲気ガスに含まれる金属不純物を低減することができ、これに伴い、冷却ルツボ７の真上に運ばれる金属不純物の量を著しく抑制することが可能になる。その結果、対流する雰囲気ガスに起因した溶融シリコン１２の不純物汚染を防止することができ、品質に優れたインゴット３を製造することができる。
【実施例】
【００４１】
本発明の電磁鋳造装置による効果を確認するため、構成の異なる種々の電磁鋳造装置を用いてシリコンインゴットを電磁鋳造した。用いた電磁鋳造装置は、本発明例１では前記図１に示す装置で集塵機および磁選機のうちの集塵機のみを設けたもの、本発明例２では前記図１に示す装置、本発明例３では前記図２に示す装置、本発明例４では前記図３に示す装置とした。集塵機としてはサイクロン方式のものを採用し、磁選機としてはマグネットフィルターを用いたものを採用し、送風機としてはファンを採用した。
【００４２】
製造した各インゴットにおいて、固化率が０％、１０％、３０％、５０％、７０％および９０％のときに対応する位置からそれぞれサンプルウェーハを採取し、各サンプルウェーハ中のＦｅ濃度を測定する試験を行った。ここでいう固化率とは、装入したシリコン原料の総重量に対する固化したインゴットの重量の比率を表わし、インゴットの下端（連続鋳造の最初の位置）からの長さに対応する。また、比較のために、下記の図４に示す電磁鋳造装置を用いてシリコンインゴットを連続鋳造し、このインゴットからも同様にサンプルウェーハを採取してＦｅ濃度を測定した。
【００４３】
図４は、比較のために用いた電磁鋳造装置の構成を模式的に示す図である。同図に示す比較例で用いた電磁鋳造装置は、前記図１に示す本発明例１〜３で用いた電磁鋳造装置と比較し、チャンバー１の側壁の上部と下部に連結された通気管１５を有する点で共通するが、その通気管１５に集塵機、磁選機および送風機のいずれも有しない点で相違する。
【００４４】
図５は、本発明例および比較例でのシリコンインゴットにおけるＦｅ濃度の測定結果を示す図である。同図に示すＦｅ濃度は、比較例の試験で得られたＦｅ濃度のうちで最小のＦｅ濃度を１０（基準）として指数化した相対値である。同図に示す結果から、単に通気管のみを有する電磁鋳造装置を用いた比較例と比べ、本発明例１〜４のいずれもＦｅ濃度が低減し、溶融シリコンの不純物汚染を防止できることが明らかになった。
【産業上の利用可能性】
【００４５】
本発明のシリコンインゴットの電磁鋳造装置によれば、冷却ルツボの下方で対流する雰囲気ガスに金属不純物が含まれる場合であっても、その雰囲気ガスから金属不純物を除去して低減することができ、またはその金属不純物を含む雰囲気ガスを強制排気することができ、対流する雰囲気ガスに起因して溶融シリコンが金属不純物で汚染されるのを防止することが可能になる。したがって、本発明の連続鋳造方法は、品質に優れた太陽電池用のシリコンインゴットを製造することができる点で極めて有用である。
【符号の説明】
【００４６】
１：チャンバー、 ２：シャッター、 ３：シリコンインゴット、
４：引出し口、 ５：不活性ガス導入口、 ６：排気口、
７：無底冷却ルツボ、 ８：誘導コイル、 ９：アフターヒーター、
１０：原料導入管、 １１：シリコン原料、 １２：溶融シリコン、
１３：プラズマトーチ、 １４：支持台、 １５：通気管、
１６：排気管、 １７：不活性ガス導入管、
２０：集塵機、 ２１：磁選機、 ２２：送風機、
２３：上部排気管、 ２４：下部排気管
【技術分野】
【０００１】
本発明は、太陽電池用基板の素材であるシリコンインゴットを連続鋳造するための電磁鋳造装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、ＣＯ2排出による地球温暖化問題やエネルギー資源の枯渇問題が深刻化しており、それらの問題の対応策の一つとして、無尽蔵に降りそそぐ太陽光エネルギーを活用する太陽光発電が注目されている。太陽光発電は、太陽電池を使用して太陽光エネルギーを直接電力に変換する発電方式であり、太陽電池の基板には、多結晶のシリコンウェーハを用いるのが主流である。
【０００３】
太陽電池用の多結晶シリコンウェーハは、一方向性凝固のシリコンインゴットを素材とし、このインゴットをスライスして製造される。このため、太陽電池の普及を図るには、シリコンウェーハの品質を確保するとともに、コストを低減する必要があり、その前段階で、高品質のシリコンインゴットを安価に製造することが要求される。この要求に対応できる方法として、例えば、特許文献１に開示されるように、電磁誘導を利用した連続鋳造方法（以下、「電磁鋳造法」ともいう）が実用化されている。
【０００４】
図６は、電磁鋳造法で用いられる従来の代表的な電磁鋳造装置の構成を模式的に示す図である。同図に示すように、電磁鋳造装置はチャンバー１を備える。チャンバー１は、内部を外気から隔離し鋳造に適した不活性ガス雰囲気に維持する二重壁構造の水冷容器である。チャンバー１の上壁には、開閉可能なシャッター２を介し、図示しない原料供給装置が連結されている。チャンバー１は、不活性ガス導入口５が設けられ、下部の側壁に排気口６が設けられている。
【０００５】
チャンバー１内には、無底冷却ルツボ７、誘導コイル８およびアフターヒーター９が配置されている。冷却ルツボ７は、融解容器としてのみならず、鋳型としても機能し、熱伝導性および導電性に優れた金属（例えば、銅）製の角筒体で、チャンバー１内に吊り下げられている。この冷却ルツボ７は、上部を残して周方向で複数の短冊状の素片に分割され、内部を流通する冷却水によって強制冷却される。
【０００６】
誘導コイル８は、冷却ルツボ７を囲繞するように、冷却ルツボ７と同芯に周設され、図示しない電源装置に接続されている。アフターヒーター９は、冷却ルツボ７の下方に冷却ルツボ７と同芯に複数連設され、冷却ルツボ７から引き下げられるシリコンインゴット３を加熱して、その軸方向に適切な温度勾配を与える。
【０００７】
また、チャンバー１内には、原料供給装置に連結されたシャッター２の下方に原料導入管１０が取り付けられている。シャッター２の開閉に伴って、粒状や塊状のシリコン原料１１が原料供給装置から原料導入管１０内に供給され、冷却ルツボ７内に装入される。
【０００８】
チャンバー１の底壁には、アフターヒーター９の真下に、インゴット３を抜き出すための引出し口４が設けられ、この引出し口４はガスでシールされている。インゴット３は、引出し口４を貫通して下降する支持台１４によって支えられながら引き下げられる。
【０００９】
冷却ルツボ７の真上には、プラズマトーチ１３が昇降可能に設けられている。プラズマトーチ１３は、図示しないプラズマ電源装置の一方の極に接続され、他方の極は、インゴット３側に接続されている。このプラズマトーチ１３は、下降させた状態で冷却ルツボ７内に挿入される。
【００１０】
このような電磁鋳造装置を用いた電磁鋳造法では、冷却ルツボ７にシリコン原料１１を装入し、誘導コイル８に交流電流を印加するとともに、下降させたプラズマトーチ１３に通電を行う。このとき、冷却ルツボ７を構成する短冊状の各素片が互いに電気的に分割されていることから、誘導コイル８による電磁誘導に伴って各素片内で渦電流が発生し、冷却ルツボ７の内壁側の渦電流が冷却ルツボ７内に磁界を発生させる。これにより、冷却ルツボ７内のシリコン原料１１は電磁誘導加熱されて融解し、溶融シリコン１２が形成される。また、プラズマトーチ１３とシリコン原料１１、さらには溶融シリコン１２との間にプラズマアークが発生し、そのジュール熱によっても、シリコン原料１１が加熱されて融解し、電磁誘導加熱の負担を軽減して効率良く溶融シリコン１２が形成される。
【００１１】
溶融シリコン１２は、冷却ルツボ７の内壁の渦電流に伴って生じる磁界と、溶融シリコン１２の表面に発生する電流との相互作用により、溶融シリコン１２の表面の内側法線方向に力（ピンチ力）を受けるため、冷却ルツボ７と非接触の状態に保持される。冷却ルツボ７内でシリコン原料１１を融解させながら、溶融シリコン１２を支える支持台１４を徐々に下降させると、誘導コイル８の下端から遠ざかるにつれて誘導磁界が小さくなることから、発熱量およびピンチ力が減少し、さらに冷却ルツボ７からの冷却により、溶融シリコン１２は外周部から凝固が進行する。そして、支持台１４の下降に伴ってシリコン原料１１を連続的に装入し、融解および凝固を継続することにより、溶融シリコン１２が一方向に凝固し、インゴット３を連続鋳造することができる。
【００１２】
鋳造中は、チャンバー１内を不活性ガス雰囲気に維持するため、チャンバー１の上部の不活性ガス導入口５から不活性ガスが逐次供給され、チャンバー１内に充満する。チャンバー１内の不活性ガスは、チャンバー１の下部側壁の排気口６から逐次排出される。このとき、プラズマトーチ１３からのプラズマアークにより溶融シリコン１２からＳｉＯ（シリコン酸化物）が激しく蒸発しており、このＳｉＯガスは不活性ガスとともに排気口６から排出される。
【００１３】
このような電磁鋳造装置によれば、溶融シリコン１２と冷却ルツボ７との接触が軽減されるため、その接触に伴う冷却ルツボ７からの不純物汚染が防止され、高品質のインゴット３を得ることができる。しかも、連続鋳造であることから、安価にインゴット３を製造することが可能になる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１４】
【特許文献１】国際公開ＷＯ０２／０５３４９６号パンフレット
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１５】
上述した電磁鋳造装置では、チャンバー１内の雰囲気温度は、インゴット３が存在する中心部で高く、チャンバー１の側壁に近づくほど低くなり、同じ中心部でも溶融シリコン１２が存在する上方ほど高くなる。この温度差に起因し、チャンバー１内には、図６中の実線矢印で示すように、雰囲気ガスの自然対流が発生する。具体的には、インゴット３の外周とアフターヒーター９の内周との間を上昇し、最上段のアフターヒーター９の上端と冷却ルツボ７の下端との隙間を抜けて冷却ルツボ７の外側をさらに上昇した後、チャンバー１の側壁近傍を下降する雰囲気ガスの対流が発生する。このように対流して冷却ルツボ７の外側を上昇する雰囲気ガスの一部は、図６中の点線矢印で示すように、冷却ルツボ７の真上にも流入する。
【００１６】
すると、対流する雰囲気ガス中に金属不純物が含まれていた場合、その不純物が雰囲気ガスの流れに伴って冷却ルツボ７の真上まで運ばれ、冷却ルツボ７内に落下して溶融シリコン１２中に混入することがある。この場合、溶融シリコン１２が金属不純物で汚染されることから、この溶融シリコン１２から鋳造されたインゴット３は品質が低下する。金属不純物は、例えば、アフターヒーター９の構成部材にＦｅやＣｒを含有する耐熱合金を採用する場合に、雰囲気ガスがアフターヒーター９に沿って上昇する過程で雰囲気ガス中に取り込まれ易い。
【００１７】
本発明は、上記の問題に鑑みてなされたものであり、電磁鋳造法によりシリコンインゴットを連続鋳造する際に、チャンバー内で自然対流する雰囲気ガスに起因して、溶融シリコンが金属不純物で汚染されることを防止できるシリコンインゴットの電磁鋳造装置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】
【００１８】
本発明者らは、上記目的を達成するため、鋳造時にチャンバー内で自然対流する雰囲気ガスの流れに着目して鋭意検討を重ね、種々の試験を行った。その結果、自然対流に伴い金属不純物を含んで冷却ルツボの上方に達した雰囲気ガスから金属不純物を除去するか、またはその金属不純物を含む雰囲気ガスを強制排気することにより、対流する雰囲気ガスに起因した溶融シリコンの不純物汚染を防止できることを知見し、本発明を完成させた。
【００１９】
本発明の要旨は、下記の（１）および（２）に示すシリコンインゴットの電磁鋳造装置にある。
【００２０】
（１）チャンバー内に配置した導電性を有する無底冷却ルツボにシリコン原料を装入し、無底冷却ルツボを囲繞する誘導コイルからの電磁誘導加熱によりシリコン原料を融解させ、この溶融シリコンを無底冷却ルツボから引き下げながら凝固させてシリコンインゴットを連続鋳造する電磁鋳造装置において、チャンバーの側壁の上部と下部に連結され、無底冷却ルツボの上方の雰囲気ガスを導入して無底冷却ルツボの下方に送り出す通気管を備え、この通気管の経路に集塵機を設けたことを特徴とするシリコンインゴットの電磁鋳造装置である。
【００２１】
上記（１）の電磁鋳造装置では、さらに、前記通気管の経路に磁選機を設けたり、前記通気管の経路に送風機を設ける構成とすることが好ましい。
【００２２】
（２）チャンバー内に配置した導電性を有する無底冷却ルツボにシリコン原料を装入し、無底冷却ルツボを囲繞する誘導コイルからの電磁誘導加熱によりシリコン原料を融解させ、この溶融シリコンを無底冷却ルツボから引き下げながら凝固させてシリコンインゴットを連続鋳造する電磁鋳造装置において、チャンバーの側壁の上部に連結され、無底冷却ルツボの上方の雰囲気ガスを導入して排出する上部排気管を備え、チャンバーの側壁の下部に連結され、無底冷却ルツボの下方の雰囲気ガスを導入して排出する下部排気管を備えたことを特徴とするシリコンインゴットの電磁鋳造装置である。
【発明の効果】
【００２３】
本発明のシリコンインゴットの電磁鋳造装置によれば、冷却ルツボの下方で雰囲気ガスが対流し、この雰囲気ガスに金属不純物が含まれる場合であっても、その雰囲気ガスから金属不純物を除去して低減することができ、またはその金属不純物を含む雰囲気ガスを強制排気することができるため、対流する雰囲気ガスに起因した溶融シリコンの不純物汚染を防止することが可能になる。
【図面の簡単な説明】
【００２４】
【図１】第１実施形態の電磁鋳造装置の構成を模式的に示す図である。
【図２】第１実施形態の電磁鋳造装置の変形例の構成を模式的に示す図である。
【図３】第２実施形態の電磁鋳造装置の構成を模式的に示す図である。
【図４】比較のために用いた電磁鋳造装置の構成を模式的に示す図である。
【図５】本発明例および比較例でのシリコンインゴットにおけるＦｅ濃度の測定結果を示す図である。
【図６】電磁鋳造法で用いられる従来の代表的な電磁鋳造装置の構成を模式的に示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００２５】
以下に、本発明のシリコンインゴットの電磁鋳造装置について、その実施形態を第１実施形態と第２実施形態に区分して詳述する。
【００２６】
＜第１実施形態＞
図１は、第１実施形態の電磁鋳造装置の構成を模式的に示す図である。同図に示す本発明の第１実施形態の電磁鋳造装置は、前記図６に示す電磁鋳造装置の構成を基本とし、それと同じ構成には同一の符号を付し、重複する説明は適宜省略する。
【００２７】
図１に示すように、第１実施形態の電磁鋳造装置は、チャンバー１の側壁の上部と下部に連結された通気管１５を有する。この通気管１５の上下の各端は、冷却ルツボ７の上方に相当する位置と、冷却ルツボ７の下方に相当する位置にそれぞれ開口している。図１では、チャンバー１の中心軸を間に挟む両側にそれぞれ通気管１５を設けた例を示しているが、通気管１５の設置は１箇所のみでもよいし、３箇所以上でも構わない。
【００２８】
第１実施形態の電磁鋳造装置では、各通気管１５の経路に集塵機２０が設けられている。集塵機２０としては、サイクロン方式やフィルター方式や電気集塵方式などの集塵機を採用できる。さらに各通気管１５の経路には、集塵機２０とともに磁選機２１が併設されている。磁選機２１としては、マグネットフィルターやマグネットバーや電磁石などを用いた磁選機を採用できる。
【００２９】
なお、チャンバー１内に不活性ガスを導入するための不活性ガス導入口５は、チャンバー１の上壁に設けられ、この不活性ガス導入口５には不活性ガス導入管１７が接続されている。チャンバー１内の雰囲気ガスを排出するための排気口６は、前記図６に示す電磁鋳造装置と同様にチャンバー１の下部の側壁に設けられ、この排気口６には排気管１６が接続されている。図１では、便宜上、排気口６をチャンバー１の底壁に設けた状態を示している。排気管１６を通じた排気口６からの雰囲気ガスの排気量は、排気管１６に設置した図示しない流量調整弁によって調整される。
【００３０】
このような構成の第１実施形態の電磁鋳造装置を用いた電磁鋳造において、チャンバー１内で冷却ルツボ７の上方に存在する雰囲気ガスは、図１中の実線矢印で示すように、その一部が、ここに開口する通気管１５の上端から通気管１５内に導入され、通気管１５内を下降した後、冷却ルツボ７の下方に相当するチャンバー１の下部内に送り出され、通気管１５に導入されなかった残りが、チャンバー１の側壁近傍を下降する。
【００３１】
通気管１５を通じてチャンバー１の下部内に導入された雰囲気ガス、およびチャンバー１の側壁近傍を下降した雰囲気ガスは、最終的には排気口６からチャンバー１の外部に排出されるが、大半はチャンバー１内で自然対流する。すなわち、チャンバー１内の下部に存在する雰囲気ガスは、図１中の実線矢印で示すように、上下に隣接するアフターヒーター９同士の隙間を抜けてアフターヒーター９の内側に進入し、そのままインゴット３の外周とアフターヒーター９の内周との間を上昇した後、最上段のアフターヒーター９の上端と冷却ルツボ７の下端との隙間を抜けて冷却ルツボ７の外側に到達する。そして、冷却ルツボ７の外側に到達した雰囲気ガスは、さらに上昇し、その一部が通気管１５に導入され、残りがチャンバー１の側壁近傍を再び下降する。このような雰囲気ガスの自然対流が発生する。
【００３２】
その際、対流する雰囲気ガスに金属不純物が含まれる場合、通気管１５に導入された雰囲気ガスが集塵機２０を経る過程で金属不純物が集塵機２０に捕捉されて除去され、この浄化された雰囲気ガスがチャンバー１の下部に送り出される。このとき、集塵機２０による不純物除去が完全でない場合でも、集塵機２０を経た雰囲気ガスがさらに磁選機２１を経ることにより、金属不純物が磁選機２１に選択的に捕捉されるため、効果的に金属不純物を除去することができる。
【００３３】
したがって、本発明の第１実施形態の電磁鋳造装置によれば、対流する雰囲気ガスに金属不純物が含まれる場合であっても、磁冷却ルツボ７の上方に達した雰囲気ガスが通気管１５に導入され、集塵機２０により、場合によってはさらには磁選機２１により、その雰囲気ガスから金属不純物が除去され、この浄化された雰囲気ガスがチャンバー１の下部に送り出されるという循環が繰り返されるため、チャンバー１内の雰囲気ガスに含まれる金属不純物を低減することができ、これに伴い、冷却ルツボ７の真上に運ばれる金属不純物の量を著しく抑制することが可能になる。その結果、対流する雰囲気ガスに起因した溶融シリコン１２の不純物汚染を防止することができ、品質に優れたインゴット３を製造することができる。
【００３４】
図２は、第１実施形態の電磁鋳造装置の変形例の構成を模式的に示す図である。同図に示す電磁鋳造装置は、前記図１に示す電磁鋳造装置において、各通気管１５の経路に送風機２２を付加した構成である。送風機２２としては、ファンやブロアを採用できる。前記図１に示す電磁鋳造装置では、通気管１５での雰囲気ガスの流れを自然対流に頼っているが、図２に示す電磁鋳造装置では、送風機２２の設置により、そのガス流れを強制的に形成することができ、その結果として集塵機２０や磁選機２１による金属不純物の除去を効率良く行える。
【００３５】
＜第２実施形態＞
図３は、第２実施形態の電磁鋳造装置の構成を模式的に示す図である。同図に示す本発明の第２実施形態の電磁鋳造装置は、前記図１に示す第１実施形態の電磁鋳造装置と比較し、以下の点で構成が相違する。
【００３６】
図３に示すように、第２実施形態の電磁鋳造装置は、前記図１に示す電磁鋳造装置における通気管１５に代え、チャンバー１の上部の側壁に連結された上部排気管２３を有し、チャンバー１の下部の側壁に連結された下部排気管２４を有する。上部排気管２３は冷却ルツボ７の上方に相当する位置に開口し、チャンバー１の上部に存在する雰囲気ガスを導入して排出する。一方、下部排気管２４は冷却ルツボ７の下方に相当する位置に開口し、チャンバー１の下部に存在する雰囲気ガスを導入して排出する。上部排気管２３および下部排気管２４のそれぞれを通じた雰囲気ガスの排気量は、それぞれに設置した図示しない流量調整弁によって調整される。
【００３７】
図３では、チャンバー１の中心軸を間に挟む両側にそれぞれ上部排気管２３および下部排気管２４を設けた例を示しているが、これらの排気管２３、２４の設置は１箇所のみでもよいし、３箇所以上でも構わない。
【００３８】
このような構成の第２実施形態の電磁鋳造装置を用いた電磁鋳造において、チャンバー１内で冷却ルツボ７の上方に存在する雰囲気ガスは、図３中の実線矢印で示すように、その一部が、ここに開口する上部排気管２３内に導入されて外部に排出され、上部排気管２３に導入されなかった残りが、チャンバー１の側壁近傍を下降する。
【００３９】
チャンバー１の側壁近傍を下降しチャンバー１の下部に達した雰囲気ガスは、最終的にはチャンバー１の底壁の排気口６からも外部に排出されるが、大半はチャンバー１内で自然対流する。すなわち、チャンバー１内の下部に存在する雰囲気ガスは、図３中の実線矢印で示すように、その一部が、ここに開口する下部排気管２４内に導入されて外部に排出され、下部排気管２４に導入されなかった残りが、上下に隣接するアフターヒーター９同士の隙間を抜けてアフターヒーター９の内側に進入し、そのままインゴット３の外周とアフターヒーター９の内周との間を上昇した後、最上段のアフターヒーター９の上端と冷却ルツボ７の下端との隙間を抜けて冷却ルツボ７の外側に到達する。そして、冷却ルツボ７の外側に到達した雰囲気ガスは、さらに上昇し、その一部が上部排気管２３から排出され、残りがチャンバー１の側壁近傍を再び下降する。このような雰囲気ガスの自然対流が発生する。
【００４０】
したがって、本発明の第１実施形態の電磁鋳造装置によれば、対流する雰囲気ガスに金属不純物が含まれる場合であっても、冷却ルツボ７の上方に達した雰囲気ガスが上部排気管２３を通じて強制排気されるため、チャンバー１内の雰囲気ガスに含まれる金属不純物を低減することができ、これに伴い、冷却ルツボ７の真上に運ばれる金属不純物の量を著しく抑制することが可能になる。その結果、対流する雰囲気ガスに起因した溶融シリコン１２の不純物汚染を防止することができ、品質に優れたインゴット３を製造することができる。
【実施例】
【００４１】
本発明の電磁鋳造装置による効果を確認するため、構成の異なる種々の電磁鋳造装置を用いてシリコンインゴットを電磁鋳造した。用いた電磁鋳造装置は、本発明例１では前記図１に示す装置で集塵機および磁選機のうちの集塵機のみを設けたもの、本発明例２では前記図１に示す装置、本発明例３では前記図２に示す装置、本発明例４では前記図３に示す装置とした。集塵機としてはサイクロン方式のものを採用し、磁選機としてはマグネットフィルターを用いたものを採用し、送風機としてはファンを採用した。
【００４２】
製造した各インゴットにおいて、固化率が０％、１０％、３０％、５０％、７０％および９０％のときに対応する位置からそれぞれサンプルウェーハを採取し、各サンプルウェーハ中のＦｅ濃度を測定する試験を行った。ここでいう固化率とは、装入したシリコン原料の総重量に対する固化したインゴットの重量の比率を表わし、インゴットの下端（連続鋳造の最初の位置）からの長さに対応する。また、比較のために、下記の図４に示す電磁鋳造装置を用いてシリコンインゴットを連続鋳造し、このインゴットからも同様にサンプルウェーハを採取してＦｅ濃度を測定した。
【００４３】
図４は、比較のために用いた電磁鋳造装置の構成を模式的に示す図である。同図に示す比較例で用いた電磁鋳造装置は、前記図１に示す本発明例１〜３で用いた電磁鋳造装置と比較し、チャンバー１の側壁の上部と下部に連結された通気管１５を有する点で共通するが、その通気管１５に集塵機、磁選機および送風機のいずれも有しない点で相違する。
【００４４】
図５は、本発明例および比較例でのシリコンインゴットにおけるＦｅ濃度の測定結果を示す図である。同図に示すＦｅ濃度は、比較例の試験で得られたＦｅ濃度のうちで最小のＦｅ濃度を１０（基準）として指数化した相対値である。同図に示す結果から、単に通気管のみを有する電磁鋳造装置を用いた比較例と比べ、本発明例１〜４のいずれもＦｅ濃度が低減し、溶融シリコンの不純物汚染を防止できることが明らかになった。
【産業上の利用可能性】
【００４５】
本発明のシリコンインゴットの電磁鋳造装置によれば、冷却ルツボの下方で対流する雰囲気ガスに金属不純物が含まれる場合であっても、その雰囲気ガスから金属不純物を除去して低減することができ、またはその金属不純物を含む雰囲気ガスを強制排気することができ、対流する雰囲気ガスに起因して溶融シリコンが金属不純物で汚染されるのを防止することが可能になる。したがって、本発明の連続鋳造方法は、品質に優れた太陽電池用のシリコンインゴットを製造することができる点で極めて有用である。
【符号の説明】
【００４６】
１：チャンバー、 ２：シャッター、 ３：シリコンインゴット、
４：引出し口、 ５：不活性ガス導入口、 ６：排気口、
７：無底冷却ルツボ、 ８：誘導コイル、 ９：アフターヒーター、
１０：原料導入管、 １１：シリコン原料、 １２：溶融シリコン、
１３：プラズマトーチ、 １４：支持台、 １５：通気管、
１６：排気管、 １７：不活性ガス導入管、
２０：集塵機、 ２１：磁選機、 ２２：送風機、
２３：上部排気管、 ２４：下部排気管
【特許請求の範囲】
【請求項１】
チャンバー内に配置した導電性を有する無底冷却ルツボにシリコン原料を装入し、無底冷却ルツボを囲繞する誘導コイルからの電磁誘導加熱によりシリコン原料を融解させ、この溶融シリコンを無底冷却ルツボから引き下げながら凝固させてシリコンインゴットを連続鋳造する電磁鋳造装置において、
チャンバーの側壁の上部と下部に連結され、無底冷却ルツボの上方の雰囲気ガスを導入して無底冷却ルツボの下方に送り出す通気管を備え、
この通気管の経路に集塵機を設けたことを特徴とするシリコンインゴットの電磁鋳造装置。
【請求項２】
さらに、前記通気管の経路に磁選機を設けたことを特徴とする請求項１に記載のシリコンインゴットの電磁鋳造装置。
【請求項３】
さらに、前記通気管の経路に送風機を設けたことを特徴とする請求項１または２に記載のシリコンインゴットの電磁鋳造装置。
【請求項４】
チャンバー内に配置した導電性を有する無底冷却ルツボにシリコン原料を装入し、無底冷却ルツボを囲繞する誘導コイルからの電磁誘導加熱によりシリコン原料を融解させ、この溶融シリコンを無底冷却ルツボから引き下げながら凝固させてシリコンインゴットを連続鋳造する電磁鋳造装置において、
チャンバーの側壁の上部に連結され、無底冷却ルツボの上方の雰囲気ガスを導入して排出する上部排気管を備え、
チャンバーの側壁の下部に連結され、無底冷却ルツボの下方の雰囲気ガスを導入して排出する下部排気管を備えたことを特徴とするシリコンインゴットの電磁鋳造装置。
【請求項１】
チャンバー内に配置した導電性を有する無底冷却ルツボにシリコン原料を装入し、無底冷却ルツボを囲繞する誘導コイルからの電磁誘導加熱によりシリコン原料を融解させ、この溶融シリコンを無底冷却ルツボから引き下げながら凝固させてシリコンインゴットを連続鋳造する電磁鋳造装置において、
チャンバーの側壁の上部と下部に連結され、無底冷却ルツボの上方の雰囲気ガスを導入して無底冷却ルツボの下方に送り出す通気管を備え、
この通気管の経路に集塵機を設けたことを特徴とするシリコンインゴットの電磁鋳造装置。
【請求項２】
さらに、前記通気管の経路に磁選機を設けたことを特徴とする請求項１に記載のシリコンインゴットの電磁鋳造装置。
【請求項３】
さらに、前記通気管の経路に送風機を設けたことを特徴とする請求項１または２に記載のシリコンインゴットの電磁鋳造装置。
【請求項４】
チャンバー内に配置した導電性を有する無底冷却ルツボにシリコン原料を装入し、無底冷却ルツボを囲繞する誘導コイルからの電磁誘導加熱によりシリコン原料を融解させ、この溶融シリコンを無底冷却ルツボから引き下げながら凝固させてシリコンインゴットを連続鋳造する電磁鋳造装置において、
チャンバーの側壁の上部に連結され、無底冷却ルツボの上方の雰囲気ガスを導入して排出する上部排気管を備え、
チャンバーの側壁の下部に連結され、無底冷却ルツボの下方の雰囲気ガスを導入して排出する下部排気管を備えたことを特徴とするシリコンインゴットの電磁鋳造装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【公開番号】特開２０１２−２５６００（Ｐ２０１２−２５６００Ａ）
【公開日】平成２４年２月９日（２０１２．２．９）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１０−１６３７５１（Ｐ２０１０−１６３７５１）
【出願日】平成２２年７月２１日（２０１０．７．２１）
【出願人】（３０２００６８５４）株式会社ＳＵＭＣＯ (1,197)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２４年２月９日（２０１２．２．９）
【国際特許分類】
【出願日】平成２２年７月２１日（２０１０．７．２１）
【出願人】（３０２００６８５４）株式会社ＳＵＭＣＯ (1,197)
【Ｆターム（参考）】
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