JP2660477B2 - シリコン鋳造方法 - Google Patents
シリコン鋳造方法Info
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Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、太陽電池等に使用され
るシリコンの多結晶凝固鋳塊を製造するシリコン鋳造方
法に関し、特に、電磁溶解を用いてその多結晶凝固鋳塊
を連続的に製造する連続鋳造方法に関する。
るシリコンの多結晶凝固鋳塊を製造するシリコン鋳造方
法に関し、特に、電磁溶解を用いてその多結晶凝固鋳塊
を連続的に製造する連続鋳造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】太陽電池等の素材として使用されるシリ
コンの多結晶凝固鋳塊の製造方法として、電磁溶解によ
る連続鋳造方法が、例えば特開平２−３０６９８号公報
により提案されている。電磁溶解によるシリコンの連続
鋳造方法は、誘導コイルと、その中に設置された導電性
の無底るつぼとを使用する。無底るつぼは、軸方向の少
なくとも一部が周方向に複数分割されている。無底るつ
ぼ内に装入された原料シリコンは、誘導コイルによる電
磁誘導により、るつぼ内壁に非接触の状態で溶解する。
そして、無底るつぼ内に原料シリコンを供給しながら、
無底るつぼ内の融液を下方へ徐々に引き下げて凝固させ
ることにより、シリコンの多結晶凝固鋳塊が連続的に製
造される。
コンの多結晶凝固鋳塊の製造方法として、電磁溶解によ
る連続鋳造方法が、例えば特開平２−３０６９８号公報
により提案されている。電磁溶解によるシリコンの連続
鋳造方法は、誘導コイルと、その中に設置された導電性
の無底るつぼとを使用する。無底るつぼは、軸方向の少
なくとも一部が周方向に複数分割されている。無底るつ
ぼ内に装入された原料シリコンは、誘導コイルによる電
磁誘導により、るつぼ内壁に非接触の状態で溶解する。
そして、無底るつぼ内に原料シリコンを供給しながら、
無底るつぼ内の融液を下方へ徐々に引き下げて凝固させ
ることにより、シリコンの多結晶凝固鋳塊が連続的に製
造される。
【０００３】このような電磁誘導によるシリコンの連続
鋳造方法においては、固体の原料シリコンのみを無底る
つぼに入れても誘導発熱は生じない。これは、シリコン
の室温近くでの電気抵抗率が大きいためである。そのた
め、鋳造に際しては、無底るつぼ内の固体の原料シリコ
ンを、自己発熱のみで溶解できる温度まで外部から加熱
する必要がある。
鋳造方法においては、固体の原料シリコンのみを無底る
つぼに入れても誘導発熱は生じない。これは、シリコン
の室温近くでの電気抵抗率が大きいためである。そのた
め、鋳造に際しては、無底るつぼ内の固体の原料シリコ
ンを、自己発熱のみで溶解できる温度まで外部から加熱
する必要がある。
【０００４】無底るつぼ内の固体の原料シリコンを外部
から加熱する手段としては、通常、電磁誘導により自己
発熱するグラファイト等からなる自己発熱体が用いられ
る。即ち、図１に示すように、無底るつぼ１内の原料シ
リコン２上に自己発熱体３を装入し、これを誘導発熱さ
せることにより、無底るつぼ１内の原料シリコンを加熱
する。
から加熱する手段としては、通常、電磁誘導により自己
発熱するグラファイト等からなる自己発熱体が用いられ
る。即ち、図１に示すように、無底るつぼ１内の原料シ
リコン２上に自己発熱体３を装入し、これを誘導発熱さ
せることにより、無底るつぼ１内の原料シリコンを加熱
する。
【０００５】また、無底るつぼ１内の原料シリコン２の
初期溶解においては、その原料シリコン２を保持するた
めにダミーブロック４が用いられる。このダミーブロッ
ク４もグラファイト等の誘導発熱が可能な材料により構
成して、原料シリコン２の外部加熱手段として利用され
ることが多い。
初期溶解においては、その原料シリコン２を保持するた
めにダミーブロック４が用いられる。このダミーブロッ
ク４もグラファイト等の誘導発熱が可能な材料により構
成して、原料シリコン２の外部加熱手段として利用され
ることが多い。
【０００６】ところで、ダミーブロック４の上面は従来
は平坦であった。これは無底るつぼ１内の溶解シリコン
がるつぼ内面に非接触であるため、鋳造開始から鋳造終
了までシリコン鋳塊６の荷重が常にダミーブロック４の
上面にかかり、ダミーブロック４を下降させればこれに
上方のシリコン鋳塊６が追従することから、シリコン鋳
塊６を強制的に引き抜く必要はないと考えられていたか
らである。しかるに、本発明者らの調査によれば、鋳塊
の断面サイズが大きくなると、上面が平坦なダミーブロ
ック４では鋳造途中でシリコン鋳塊６とダミーブロック
４が分離し、シリコン鋳塊６の引き抜きが不可能となる
ことが判明した。これは、鋳塊の大型化に伴ってシリコ
ン凝固時の体積膨張が増大すること、ダミーブロック４
との融着を防止するために離型剤を使用すること、及び
シリコン鋳塊６の汚染を防止するために、ピンチロール
等による鋳塊の直接的な強制引き抜きができないことな
どが原因である。そこで、図１のように、ダミーブロッ
ク４の上面に、溶解シリコンが流入する凹部５を設け
て、シリコン鋳塊６とダミーブロック４を連結すること
を試みた。即ち、図２（Ａ）に示すように、初期溶解し
たシリコンの一部をこの凹部５に侵入させて凝固させる
ことにより、その上のシリコン鋳塊６と結合させる。そ
の結果、ダミーブロック４の引下げ力がシリコン鋳塊６
に伝えられる。つまり、ダミーブロック４はシリコン鋳
塊６に懸下力を発生させる機能も有するようになる。
は平坦であった。これは無底るつぼ１内の溶解シリコン
がるつぼ内面に非接触であるため、鋳造開始から鋳造終
了までシリコン鋳塊６の荷重が常にダミーブロック４の
上面にかかり、ダミーブロック４を下降させればこれに
上方のシリコン鋳塊６が追従することから、シリコン鋳
塊６を強制的に引き抜く必要はないと考えられていたか
らである。しかるに、本発明者らの調査によれば、鋳塊
の断面サイズが大きくなると、上面が平坦なダミーブロ
ック４では鋳造途中でシリコン鋳塊６とダミーブロック
４が分離し、シリコン鋳塊６の引き抜きが不可能となる
ことが判明した。これは、鋳塊の大型化に伴ってシリコ
ン凝固時の体積膨張が増大すること、ダミーブロック４
との融着を防止するために離型剤を使用すること、及び
シリコン鋳塊６の汚染を防止するために、ピンチロール
等による鋳塊の直接的な強制引き抜きができないことな
どが原因である。そこで、図１のように、ダミーブロッ
ク４の上面に、溶解シリコンが流入する凹部５を設け
て、シリコン鋳塊６とダミーブロック４を連結すること
を試みた。即ち、図２（Ａ）に示すように、初期溶解し
たシリコンの一部をこの凹部５に侵入させて凝固させる
ことにより、その上のシリコン鋳塊６と結合させる。そ
の結果、ダミーブロック４の引下げ力がシリコン鋳塊６
に伝えられる。つまり、ダミーブロック４はシリコン鋳
塊６に懸下力を発生させる機能も有するようになる。
【０００７】ダミーブロック４の上面は、シリコン鋳塊
６とダミーブロック４との融着を防止するために離型剤
７で覆われる。
６とダミーブロック４との融着を防止するために離型剤
７で覆われる。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】このようなダミーブロ
ックを使用した従来のシリコン鋳造方法においては、そ
のダミーブロックに起因して次のような問題がある。
ックを使用した従来のシリコン鋳造方法においては、そ
のダミーブロックに起因して次のような問題がある。
【０００９】ダミーブロック４の上面に設けられた凹部
５は、凹部５内で凝固したシリコン８が凹部５から抜き
出ない形状になっている。そのため、鋳造後にシリコン
鋳塊６を取り出すときは、図２（Ｂ）に示すように、凹
部５内の凝固シリコン８とシリコン鋳塊６の間を折って
ダミーブロック４からシリコン鋳塊６が分離される。こ
の分離においては、シリコン鋳塊６に無理な力が加わ
り、シリコン鋳塊６を破壊させるおそれがあった。
５は、凹部５内で凝固したシリコン８が凹部５から抜き
出ない形状になっている。そのため、鋳造後にシリコン
鋳塊６を取り出すときは、図２（Ｂ）に示すように、凹
部５内の凝固シリコン８とシリコン鋳塊６の間を折って
ダミーブロック４からシリコン鋳塊６が分離される。こ
の分離においては、シリコン鋳塊６に無理な力が加わ
り、シリコン鋳塊６を破壊させるおそれがあった。
【００１０】ダミーブロック４が１回使用されると、そ
の凹部５は凝固シリコン８で埋まる。そのため、２回目
以後の使用においては、図２（Ｃ）に示すように、凹部
５内のシリコン８と新たに溶解されたシリコンとを接続
することで、ダミーブロック４とシリコン鋳塊６の結合
が達成される。このとき、ダミーブロック４の温度が低
いと、凹部５内のシリコン８とシリコン鋳塊６の接続が
不完全となり、その接続部にクラックが生じるために、
ダミーブロック４の温度が高くされる。しかし、ダミー
ブロック４の温度が高いと、ダミーブロック４の上面を
覆う離型剤７がその上面から剥がれてしまい、ダミーブ
ロック４とシリコン鋳塊６の分離が困難になる。
の凹部５は凝固シリコン８で埋まる。そのため、２回目
以後の使用においては、図２（Ｃ）に示すように、凹部
５内のシリコン８と新たに溶解されたシリコンとを接続
することで、ダミーブロック４とシリコン鋳塊６の結合
が達成される。このとき、ダミーブロック４の温度が低
いと、凹部５内のシリコン８とシリコン鋳塊６の接続が
不完全となり、その接続部にクラックが生じるために、
ダミーブロック４の温度が高くされる。しかし、ダミー
ブロック４の温度が高いと、ダミーブロック４の上面を
覆う離型剤７がその上面から剥がれてしまい、ダミーブ
ロック４とシリコン鋳塊６の分離が困難になる。
【００１１】本発明の目的は、これらの問題を解決し、
製造された鋳塊に何ら悪影響を及ぼすことなく、その鋳
塊の安定な引き抜きを可能とするシリコン製造方法を提
供することにある。
製造された鋳塊に何ら悪影響を及ぼすことなく、その鋳
塊の安定な引き抜きを可能とするシリコン製造方法を提
供することにある。
【００１２】
【課題を解決するための手段】本発明のシリコン鋳造方
法は、誘導コイル内に、軸方向の少なくとも一部が周方
向に複数分割された導電性の無底るつぼを設置し、該無
底るつぼ内でシリコンをるつぼ内壁に対して非接触の状
態で電磁誘導により溶解し、その融液を下方へ徐々に引
き下げて凝固させる電磁誘導による多結晶シリコンの連
続鋳造において、無底るつぼ内の原料シリコンを初期溶
解する際に該原料シリコンを支持するダミーブロックの
上面に、溶解した原料シリコンが流入し且つそのシリコ
ンが凝固後に上方へ抜けないように下部の断面積を上部
の断面積より大きくした凹部を形成する一方、凹部に流
入し凝固したシリコンを取り出せるようにダミーブロッ
ク上部の少なくとも周方向一部分を側方へ取り外しが可
能な分割片とし、更に該分割片及び分割片を除くダミー
本体の両方を誘導発熱が可能な耐熱導電材により構成し
た組立式のダミーブロックを使用することにより、鋳造
中にダミーブロックとシリコン鋳塊を連結してダミーブ
ロックの下降によりシリコン鋳塊を下方に強制的に引き
抜き、鋳造後にダミー本体から分割片を取り外すことに
よりダミーブロックからシリコン鋳塊を分離することを
特徴とする。
法は、誘導コイル内に、軸方向の少なくとも一部が周方
向に複数分割された導電性の無底るつぼを設置し、該無
底るつぼ内でシリコンをるつぼ内壁に対して非接触の状
態で電磁誘導により溶解し、その融液を下方へ徐々に引
き下げて凝固させる電磁誘導による多結晶シリコンの連
続鋳造において、無底るつぼ内の原料シリコンを初期溶
解する際に該原料シリコンを支持するダミーブロックの
上面に、溶解した原料シリコンが流入し且つそのシリコ
ンが凝固後に上方へ抜けないように下部の断面積を上部
の断面積より大きくした凹部を形成する一方、凹部に流
入し凝固したシリコンを取り出せるようにダミーブロッ
ク上部の少なくとも周方向一部分を側方へ取り外しが可
能な分割片とし、更に該分割片及び分割片を除くダミー
本体の両方を誘導発熱が可能な耐熱導電材により構成し
た組立式のダミーブロックを使用することにより、鋳造
中にダミーブロックとシリコン鋳塊を連結してダミーブ
ロックの下降によりシリコン鋳塊を下方に強制的に引き
抜き、鋳造後にダミー本体から分割片を取り外すことに
よりダミーブロックからシリコン鋳塊を分離することを
特徴とする。
【００１３】本発明のシリコン鋳造方法に使用されるダ
ミーブロックの例を図３〜図６に示す。
ミーブロックの例を図３〜図６に示す。
【００１４】図３のダミーブロック１０は、円柱状のダ
ミー本体１１とその上部に組み合わされた一対の分割片
１２，１２とからなる。分割片１２，１２は、合体して
ダミー本体１１と同一外径の円筒体を形成し、下部がダ
ミー本体１１の小径部１１ｂに嵌合し、下端部内面に設
けた突起１２ａ，１２ａが周溝１１ｃに嵌合することに
よって、ダミー本体１１と連結されている。
ミー本体１１とその上部に組み合わされた一対の分割片
１２，１２とからなる。分割片１２，１２は、合体して
ダミー本体１１と同一外径の円筒体を形成し、下部がダ
ミー本体１１の小径部１１ｂに嵌合し、下端部内面に設
けた突起１２ａ，１２ａが周溝１１ｃに嵌合することに
よって、ダミー本体１１と連結されている。
【００１５】ダミー本体１１に連結された分割片１２，
１２はその上部内面側に凹部１３を形成する。そして、
凹部１３の上部内径Ｄ1 が下部内径Ｄ2 より小さくなる
ように、分割片１２，１２の上端部内面には突起１２
ｂ，１２ｂが設けられている。
１２はその上部内面側に凹部１３を形成する。そして、
凹部１３の上部内径Ｄ1 が下部内径Ｄ2 より小さくなる
ように、分割片１２，１２の上端部内面には突起１２
ｂ，１２ｂが設けられている。
【００１６】初期溶解したシリコンは、凹部１３に流入
して凝固する。凹部１３は上部内径Ｄ1 が下部外径Ｄ2
より小さいので、凹部１３内で凝固したシリコンは凹部
１３から抜けない。従って、ダミーブロック１０とシリ
コン鋳塊２０が確実に結合される。
して凝固する。凹部１３は上部内径Ｄ1 が下部外径Ｄ2
より小さいので、凹部１３内で凝固したシリコンは凹部
１３から抜けない。従って、ダミーブロック１０とシリ
コン鋳塊２０が確実に結合される。
【００１７】鋳造後は、分割片１２，１２を分解する。
これにより、凹部１３が側方に開放され、シリコン鋳塊
２０は凹部１３内の凝固シリコンと共にダミーブロック
１０から分離される。従って、シリコン鋳塊２０から凹
部１２内の凝固シリコンを無理に分離する必要がなく、
切断等によりシリコン鋳塊２０に無理な力をかけずにシ
リコン鋳塊２０から凹部１３内の凝固シリコンを分離で
きる。また、使用のたびに凹部１３内から凝固シリコン
が除去されるので、ダミーブロック１０を必要以上に高
温にする必要がなく、ダミーブロック１０の上面（凹部
内面を含む）を覆う離型剤の剥離が防止される。
これにより、凹部１３が側方に開放され、シリコン鋳塊
２０は凹部１３内の凝固シリコンと共にダミーブロック
１０から分離される。従って、シリコン鋳塊２０から凹
部１２内の凝固シリコンを無理に分離する必要がなく、
切断等によりシリコン鋳塊２０に無理な力をかけずにシ
リコン鋳塊２０から凹部１３内の凝固シリコンを分離で
きる。また、使用のたびに凹部１３内から凝固シリコン
が除去されるので、ダミーブロック１０を必要以上に高
温にする必要がなく、ダミーブロック１０の上面（凹部
内面を含む）を覆う離型剤の剥離が防止される。
【００１８】図３のダミーブロック１０は円柱状として
いるが、無底るつぼが角筒状の場合は、その形状に対応
させた角柱状とされる。
いるが、無底るつぼが角筒状の場合は、その形状に対応
させた角柱状とされる。
【００１９】図３のダミーブロック１０における分割片
１２，１２は、筒体を周方向に２分割した構成とされて
いるが、３分割あるいはそれ以上に細分した構造でもよ
く、更に、図４に示すように、ダミーブロック１０の周
方向の一部を置換した構造でもよく、個数としては１〜
４が適当である。
１２，１２は、筒体を周方向に２分割した構成とされて
いるが、３分割あるいはそれ以上に細分した構造でもよ
く、更に、図４に示すように、ダミーブロック１０の周
方向の一部を置換した構造でもよく、個数としては１〜
４が適当である。
【００２０】図３のダミーブロック１０における分割片
１２，１２は、嵌合のみによってダミー本体１１と連結
されているが、図５に示すように、ボルト１４，１４や
ピン等によってダミー本体１１に連結するようにしても
よい。
１２，１２は、嵌合のみによってダミー本体１１と連結
されているが、図５に示すように、ボルト１４，１４や
ピン等によってダミー本体１１に連結するようにしても
よい。
【００２１】シリコン鋳塊２０に食い込む分割片１２，
１２の凸起１２ｂ，１２ｂは、図５に示すように、鋳塊
に引下げ力を伝える下面を傾斜させた先尖状としてもよ
く、また、図６に示すように、その角度θを大きくして
分割時にシリコン鋳塊２０から外れやすいようにしても
よい。
１２の凸起１２ｂ，１２ｂは、図５に示すように、鋳塊
に引下げ力を伝える下面を傾斜させた先尖状としてもよ
く、また、図６に示すように、その角度θを大きくして
分割時にシリコン鋳塊２０から外れやすいようにしても
よい。
【００２２】ダミーブロック１０の材質は、ダミー本体
および分割片ともにグラファイト等が望ましい。即ち、
誘導発熱する耐熱導電材であればよく、Ｍｏ等の高融点
金属でもよい。
および分割片ともにグラファイト等が望ましい。即ち、
誘導発熱する耐熱導電材であればよく、Ｍｏ等の高融点
金属でもよい。
【００２３】
【作用】本発明のシリコン鋳造方法においては、ダミー
ブロックとして、その上面に溶解した原料シリコンが流
入し且つそのシリコンが凝固後に上方へ抜けないように
下部の断面積を上部の断面積より大きくした凹部を形成
したものを使用し、ダミーブロックをシリコン鋳塊に結
合するので、ダミーブロックの下降に伴ってシリコン鋳
塊が下降する。このため、シリコン鋳塊のサイズに関係
なく、しかも、その鋳塊を汚染することなく、安定な引
き抜きが可能となる。凹部に流入し凝固したシリコンを
取り出せるようにダミーブロック上部の少なくとも周方
向一部分を側方へ取り外しが可能な分割片としているの
で、鋳造後にシリコン鋳塊に無理な力を加えることな
く、シリコン鋳塊が凹部内の凝固シリコンと共にダミー
ブロックから分離される。分割片及びダミー本体の両方
を誘導発熱が可能な耐熱導電材により構成しているの
で、ダミーブロック付近におけるシリコン鋳塊の割れが
防止される。本発明者らの調査によると、分割片がダミ
ー本体と同じように発熱せず、ダミーブロックの温度が
不均一となる場合は、ダミーブロック付近においてシリ
コン鋳塊に割れが発生するのである。そして、この割れ
はシリコン鋳塊の歩留りを低下させ、製品コストを高く
する要因となる。
ブロックとして、その上面に溶解した原料シリコンが流
入し且つそのシリコンが凝固後に上方へ抜けないように
下部の断面積を上部の断面積より大きくした凹部を形成
したものを使用し、ダミーブロックをシリコン鋳塊に結
合するので、ダミーブロックの下降に伴ってシリコン鋳
塊が下降する。このため、シリコン鋳塊のサイズに関係
なく、しかも、その鋳塊を汚染することなく、安定な引
き抜きが可能となる。凹部に流入し凝固したシリコンを
取り出せるようにダミーブロック上部の少なくとも周方
向一部分を側方へ取り外しが可能な分割片としているの
で、鋳造後にシリコン鋳塊に無理な力を加えることな
く、シリコン鋳塊が凹部内の凝固シリコンと共にダミー
ブロックから分離される。分割片及びダミー本体の両方
を誘導発熱が可能な耐熱導電材により構成しているの
で、ダミーブロック付近におけるシリコン鋳塊の割れが
防止される。本発明者らの調査によると、分割片がダミ
ー本体と同じように発熱せず、ダミーブロックの温度が
不均一となる場合は、ダミーブロック付近においてシリ
コン鋳塊に割れが発生するのである。そして、この割れ
はシリコン鋳塊の歩留りを低下させ、製品コストを高く
する要因となる。
【００２４】
【実施例】以下に本発明の実施例を説明する。
【００２５】実施例１ 図３のダミーブロックを用いて多結晶シリコンの連続鋳
造を行った。
造を行った。
【００２６】ダミーブロックはグラファイト製で、その
サイズはａ＝２２０ｍｍ、ｂ＝１１０ｍｍ、ｃ＝５５ｍ
ｍ、ｄ＝１５ｍｍ、ｅ＝２０ｍｍ、Ｄ1 ＝１１０ｍｍ、
Ｄ2＝１３０ｍｍとした。初期溶解時は、ダミーブロッ
クの上にシリコンブロックを設置すると共に、シリコン
ブロック上にグラファイトからなる自己発熱体を設置し
て、これらを誘導発熱させた。
サイズはａ＝２２０ｍｍ、ｂ＝１１０ｍｍ、ｃ＝５５ｍ
ｍ、ｄ＝１５ｍｍ、ｅ＝２０ｍｍ、Ｄ1 ＝１１０ｍｍ、
Ｄ2＝１３０ｍｍとした。初期溶解時は、ダミーブロッ
クの上にシリコンブロックを設置すると共に、シリコン
ブロック上にグラファイトからなる自己発熱体を設置し
て、これらを誘導発熱させた。
【００２７】シリコンブロックが溶解した所で粒状原料
を上方から投入し、投入分だけダミーブロックを連続的
に引き下げてシリコン融液が常に同じ高さに位置するよ
うにした。
を上方から投入し、投入分だけダミーブロックを連続的
に引き下げてシリコン融液が常に同じ高さに位置するよ
うにした。
【００２８】初期溶解時に融液はダミーブロックの凹部
内に流入し、ダミーブロックの引下げが進行するにつれ
てその融液は下部から凝固していく。そして、凹部内の
シリコンが凝固することにより、ダミーブロックはシリ
コン鋳塊に引下げ力を伝えることができる。
内に流入し、ダミーブロックの引下げが進行するにつれ
てその融液は下部から凝固していく。そして、凹部内の
シリコンが凝固することにより、ダミーブロックはシリ
コン鋳塊に引下げ力を伝えることができる。
【００２９】引下げ速度2.０ｍｍ／min 、定常時の融液
量５リットルで粒状原料を投入中にダミーブロックを１００
０ｍｍ引き下げた。原料の総投入量は１１３ｋｇとな
り、投入時間は５００分であった。
量５リットルで粒状原料を投入中にダミーブロックを１００
０ｍｍ引き下げた。原料の総投入量は１１３ｋｇとな
り、投入時間は５００分であった。
【００３０】投入終了後は溶解出力を１００分で０％ま
で連続的に減少させ、凝固終了後鋳塊を真空中で８時間
冷却した後、鋳塊を取り出した。
で連続的に減少させ、凝固終了後鋳塊を真空中で８時間
冷却した後、鋳塊を取り出した。
【００３１】鋳塊の取り出しにおいては、ダミーブロッ
クをハンマで軽く打つことにより、ダミー本体から分割
片がはずれ、その後ダミー本体は、何の抵抗もなく鋳塊
から分離でき、離型剤の剥がれは全くなく、鋳塊とダミ
ーブロックの融着のないことが確認できた。
クをハンマで軽く打つことにより、ダミー本体から分割
片がはずれ、その後ダミー本体は、何の抵抗もなく鋳塊
から分離でき、離型剤の剥がれは全くなく、鋳塊とダミ
ーブロックの融着のないことが確認できた。
【００３２】実施例２ 図４のダミーブロックを用いて、実施例１と同様の方法
で初期溶解から冷却までを行った。ダミーブロックのサ
イズはＤ1 ＝３０ｍｍ、Ｄ2 ＝４０ｍｍ、ｄ＝４０ｍｍ
とした。図３のダミーブロックと同様に分割片およびダ
ミー本体を鋳塊から分離することができた。離型剤の剥
がれ、鋳塊とダミーブロックとの融着が見られず、分割
片が単数であっても鋳塊引下げに何ら影響がないことが
分かった。
で初期溶解から冷却までを行った。ダミーブロックのサ
イズはＤ1 ＝３０ｍｍ、Ｄ2 ＝４０ｍｍ、ｄ＝４０ｍｍ
とした。図３のダミーブロックと同様に分割片およびダ
ミー本体を鋳塊から分離することができた。離型剤の剥
がれ、鋳塊とダミーブロックとの融着が見られず、分割
片が単数であっても鋳塊引下げに何ら影響がないことが
分かった。
【００３３】実施例３ 図５のダミーブロックを用いて、実施例１と同様の方法
で初期溶解から冷却までを行った。分割片の引下げ力を
鋳塊に伝える面が傾斜しており、この傾斜角は４５°と
した。また、分割片とダミー本体はボルトで固定されて
おり、ボルトの材質はモリブデンとしたが、セラミック
（アルミナ等）、他の金属でもよい。この場合にも、離
型剤の剥がれや鋳塊とダミーブロックとの融着も見られ
ず、鋳塊引下げおよび鋳塊取り出しに何ら影響がないこ
とが分かった。
で初期溶解から冷却までを行った。分割片の引下げ力を
鋳塊に伝える面が傾斜しており、この傾斜角は４５°と
した。また、分割片とダミー本体はボルトで固定されて
おり、ボルトの材質はモリブデンとしたが、セラミック
（アルミナ等）、他の金属でもよい。この場合にも、離
型剤の剥がれや鋳塊とダミーブロックとの融着も見られ
ず、鋳塊引下げおよび鋳塊取り出しに何ら影響がないこ
とが分かった。
【００３４】実施例４ 図６のダミーブロックを用いて、実施例１と同様の方法
で初期溶解から冷却までを行った。分割片の尖った凸起
の角度が図５のダミーブロックより大きくなっており７
０°とした。この場合にも、離型剤の剥がれや鋳塊とダ
ミーブロックとの融着も見られず、鋳塊引下げおよび鋳
塊取り出しに何ら影響がないことが分かった。
で初期溶解から冷却までを行った。分割片の尖った凸起
の角度が図５のダミーブロックより大きくなっており７
０°とした。この場合にも、離型剤の剥がれや鋳塊とダ
ミーブロックとの融着も見られず、鋳塊引下げおよび鋳
塊取り出しに何ら影響がないことが分かった。
【００３５】
【発明の効果】以上に説明から明らかなように、本発明
のシリコン鋳造方法は、シリコン鋳塊とダミーブロック
を結合するので、シリコン鋳塊を汚染することなく、そ
の安定な引き抜きを可能とする。シリコン鋳塊とダミー
ブロックを結合するにもかかわらず、組立式のダミーブ
ロックを使用して、製造されたシリコン鋳塊を凹部内の
凝固シリコンと共にダミーブロックから分離するので、
分離時にシリコン鋳塊に無理な力がかからず、その破壊
を防ぐことができる。また、ダミーブロックを再使用す
るときに凹部内に溶解シリコンが流入し、凹部内の凝固
シリコンとシリコン鋳塊が完全に接続されるので、ダミ
ーブロックの発熱温度を必要以上に高くする必要がなく
なり、離型剤の剥離によるダミーブロックとシリコン鋳
塊の融着を防ぐことができる。組立式のダミーブロック
を使用するにもかかわらず、ダミーブロックの加熱温度
の不均一によるシリコン鋳塊の割れを防止することがで
きる。
のシリコン鋳造方法は、シリコン鋳塊とダミーブロック
を結合するので、シリコン鋳塊を汚染することなく、そ
の安定な引き抜きを可能とする。シリコン鋳塊とダミー
ブロックを結合するにもかかわらず、組立式のダミーブ
ロックを使用して、製造されたシリコン鋳塊を凹部内の
凝固シリコンと共にダミーブロックから分離するので、
分離時にシリコン鋳塊に無理な力がかからず、その破壊
を防ぐことができる。また、ダミーブロックを再使用す
るときに凹部内に溶解シリコンが流入し、凹部内の凝固
シリコンとシリコン鋳塊が完全に接続されるので、ダミ
ーブロックの発熱温度を必要以上に高くする必要がなく
なり、離型剤の剥離によるダミーブロックとシリコン鋳
塊の融着を防ぐことができる。組立式のダミーブロック
を使用するにもかかわらず、ダミーブロックの加熱温度
の不均一によるシリコン鋳塊の割れを防止することがで
きる。
【図１】従来法を示す模式図である。
【図２】従来法の問題点を説明するための模式図であ
る。
る。
【図３】本発明方法に使用されるダミーブロックの縦断
面図および平面図である。
面図および平面図である。
【図４】別のダミーブロックの縦断面図および平面図で
ある。
ある。
【図５】更に別のダミーブロックの縦断面図である。
【図６】更に別のダミーブロックの縦断面図である。
１０ ダミーブロック １１ ダミー本体 １２ 分割片 １３ 凹部 ２０ シリコン鋳塊
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 庁内整理番号 ＦＩ 技術表示箇所 Ｃ３０Ｂ 35/00 Ｃ３０Ｂ 35/00 (56)参考文献 特開 昭61−52962（ＪＰ，Ａ) 特開 昭53−82622（ＪＰ，Ａ) 特開 平２−22118（ＪＰ，Ａ)
Claims (1)
- 【請求項１】 誘導コイル内に、軸方向の少なくとも一
部が周方向に複数分割された導電性の無底るつぼを設置
し、該無底るつぼ内でシリコンをるつぼ内壁に対して非
接触の状態で電磁誘導により溶解し、その融液を下方へ
徐々に引き下げて凝固させる電磁誘導による多結晶シリ
コンの連続鋳造において、 無底るつぼ内の原料シリコンを初期溶解する際に該原料
シリコンを支持するダミーブロックの上面に、溶解した
原料シリコンが流入し且つそのシリコンが凝固後に上方
へ抜けないように下部の断面積を上部の断面積より大き
くした凹部を形成する一方、凹部に流入し凝固したシリ
コンを取り出せるようにダミーブロック上部の少なくと
も周方向一部分を側方へ取り外しが可能な分割片とし、
更に該分割片及び分割片を除くダミー本体の両方を誘導
発熱が可能な耐熱導電材により構成した組立式のダミー
ブロックを使用することにより、鋳造中にダミーブロッ
クとシリコン鋳塊を連結してダミーブロックの下降によ
りシリコン鋳塊を下方に強制的に引き抜き、鋳造後にダ
ミー本体から分割片を取り外すことによりダミーブロッ
クからシリコン鋳塊を分離することを特徴とするシリコ
ン鋳造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP5098618A JP2660477B2 (ja) | 1993-03-31 | 1993-03-31 | シリコン鋳造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP5098618A JP2660477B2 (ja) | 1993-03-31 | 1993-03-31 | シリコン鋳造方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH06285589A JPH06285589A (ja) | 1994-10-11 |
| JP2660477B2 true JP2660477B2 (ja) | 1997-10-08 |
Family
ID=14224554
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP5098618A Expired - Lifetime JP2660477B2 (ja) | 1993-03-31 | 1993-03-31 | シリコン鋳造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2660477B2 (ja) |
Families Citing this family (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US20090223646A1 (en) * | 2005-11-02 | 2009-09-10 | Norio Yamamoto | Apparatus for melting metal and method for manufacturing metal |
| JP2012041209A (ja) * | 2010-08-16 | 2012-03-01 | Sumco Corp | シリコンの電磁鋳造装置 |
| CN106925734B (zh) * | 2015-12-31 | 2019-12-20 | 宁波创润新材料有限公司 | 引锭头的制造方法 |
Family Cites Families (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5382622A (en) * | 1976-12-29 | 1978-07-21 | Hitachi Shipbuilding Eng Co | Separating of dummy bar head in continuous casting installation |
| US4572812A (en) * | 1984-08-13 | 1986-02-25 | The United States Of America As Represented By The Secretary Of Energy | Method and apparatus for casting conductive and semiconductive materials |
-
1993
- 1993-03-31 JP JP5098618A patent/JP2660477B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH06285589A (ja) | 1994-10-11 |
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