多結晶シリコン製造方法
【課題】多結晶シリコン析出後の回収に於いて、電極ユニットなどの材質からの汚染を防ぎ、回収するシリコンの収量を十分に確保できる多結晶シリコン製造方法を提供する。
【解決手段】反応炉内で加熱された上下方向に沿うシリコン芯棒に原料ガスを接触させることにより前記シリコン芯棒の表面に多結晶シリコンを析出させる多結晶シリコン製造方法であって、導電材からなる芯棒保持部の上端部に形成された保持孔に、前記シリコン芯棒の下端部を挿入し、挿入された前記シリコン芯棒を前記保持孔の内面に対して押圧して固定する固定手段を、その一部が前記芯棒保持部の前記外面から突出するように設けておき、前記シリコン芯棒の表面に前記多結晶シリコンを析出させ、前記固定手段の形状に応じて形成される前記多結晶シリコンの凸部よりも上方で、前記シリコン芯棒とともに前記多結晶シリコンを切断する。
【解決手段】反応炉内で加熱された上下方向に沿うシリコン芯棒に原料ガスを接触させることにより前記シリコン芯棒の表面に多結晶シリコンを析出させる多結晶シリコン製造方法であって、導電材からなる芯棒保持部の上端部に形成された保持孔に、前記シリコン芯棒の下端部を挿入し、挿入された前記シリコン芯棒を前記保持孔の内面に対して押圧して固定する固定手段を、その一部が前記芯棒保持部の前記外面から突出するように設けておき、前記シリコン芯棒の表面に前記多結晶シリコンを析出させ、前記固定手段の形状に応じて形成される前記多結晶シリコンの凸部よりも上方で、前記シリコン芯棒とともに前記多結晶シリコンを切断する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は加熱したシリコン芯棒の表面に多結晶シリコンを析出させて多結晶シリコンのロッドを製造する多結晶シリコン製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
一般に、半導体材料となる高純度の多結晶シリコンの製造方法として、シーメンス法が知られている。シーメンス法は、クロロシランと水素との混合ガスからなる原料ガスを加熱したシードに接触させ、その表面に原料ガスの熱分解および水素還元によって生じた多結晶シリコンを析出させる製造方法である。この製造方法を実施する装置として、密閉した反応炉の炉底に設置された電極ユニットに多数のシリコン芯棒（スタータフィラメント）を立設した多結晶シリコン反応炉が用いられている（特許文献１参照）。
【０００３】
従来、反応炉において、上下方向に沿って設けられた２本の棒状のシリコン芯棒と、これらシリコン芯棒の上端同士を接続する連結部材とによりΠ字状に形成されたシード組立体が固定されている。このシード組立体は、電極ユニットを通じて電流が供給されてジュール熱が発生することにより、高温に加熱される。電極ユニットはカーボン等の導電材からなる芯棒保持部を備え、反応炉の底部に固定されて、シリコン芯棒の下端部を保持している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開平５−２１３６９７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
この方法の場合、多結晶シリコンは、シリコン芯棒や連結部材を覆うように析出する一方、シリコン芯棒を立設固定している電極ユニットの芯棒保持部にもシリコン芯棒からの熱の影響等により付着する。シリコン芯棒上に析出したシリコンは、シリコン芯棒と共に切断（折る場合も含む）されて回収される。このように多結晶シリコンを回収する際に、電極ユニットの芯棒保持部を切断してしまうと電極ユニットを形成するカーボン等の不純物が多結晶シリコンに取り込まれたり付着したりしてしまうおそれがあるため、電極ユニットの芯棒保持部を切断しないように多結晶シリコンを切断しなければならない。一方で、回収する多結晶シリコンの収量を十分に確保するため、多結晶シリコンを電極ユニットの芯棒保持部の上端近傍で切断することが求められる。
【０００６】
しかしながら、上述したように、多結晶シリコンは電極ユニットの表面にも付着するため、電極ユニットおよびシリコン芯棒が多結晶シリコンによって厚く覆われた場合、電極ユニットの上端位置を正確に確認することは困難である。このため、電極ユニットを切断してしまって電極ユニットの一部が回収した多結晶シリコンに取り込まれたり付着したりすることで、汚染を招いたりするおそれがある。また、電極ユニットの上端から離れた位置で切断する場合、多結晶シリコンの収量を十分に確保できないという問題があった。
【０００７】
本発明は、このような事情に鑑みてなされたもので、多結晶シリコン析出後の回収に於いて、電極ユニットなどの材質からの汚染を防ぎ、回収するシリコンの収量を十分に確保できる多結晶シリコン製造方法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】
【０００８】
上記目的を達成するために本発明は、反応炉内で加熱された上下方向に沿うシリコン芯棒に原料ガスを接触させることにより前記シリコン芯棒の表面に多結晶シリコンを析出させる多結晶シリコン製造方法であって、導電材からなる芯棒保持部の上端部に形成された保持孔に、前記シリコン芯棒の下端部を挿入し、挿入された前記シリコン芯棒を前記保持孔の内面に対して押圧して固定する固定手段を、その一部が前記芯棒保持部の外面から突出するように設けておき、前記シリコン芯棒の表面に前記多結晶シリコンを析出させ、前記固定手段の形状に応じて形成される前記多結晶シリコンの凸部よりも上方で、前記シリコン芯棒とともに前記多結晶シリコンを切断する。
【０００９】
この発明によれば、シリコン芯棒を固定する固定手段の一部が芯棒保持部の外面から突出しているので、芯棒保持部およびシリコン芯棒を覆うように析出した多結晶シリコンの表面にも、固定手段の位置に応じたところに凸部が形成される。したがって、多結晶シリコン析出後の外形から電極ユニット（芯棒保持部）の上端位置を推測でき、適切な位置で多結晶シリコンを切断し、回収することができる。
【００１０】
この多結晶シリコン製造方法において、前記固定手段は、前記芯棒保持部の前記外面から前記保持孔の内部に連通するねじ穴に螺合する固定ねじであってもよい。また、前記固定手段は、前記保持孔の開口部に嵌入される嵌入部と、この嵌入部から伸びる突出部とを有する略Ｌ字状の楔部材であってもよい。
【００１１】
この多結晶シリコン製造方法において、前記芯棒保持部の前記外面からの前記固定手段の突出長さは１０ｍｍ以上であることが好ましい。固定手段の突出長さを１０ｍｍとした場合、析出した多結晶シリコンに明確な凸部が形成され、電極ユニットの上端の位置をより正確に推測することができ、切断時の電極ユニットの取り込みや付着を確実に防止することができる。
【発明の効果】
【００１２】
本発明の多結晶シリコン製造方法によれば、析出した多結晶シリコンの表面に電極ユニットの上端に備えられた固定手段の位置に凸部を形成することができるので、多結晶シリコン回収時の切断をする際に、凸部の位置より電極ユニット（芯棒保持部）の上端部位置を正確に推測することができることから、予め決められた位置で正確に切断することが可能となり、電極ユニットの取り込みや付着を防止するとともに、できるだけ多くの多結晶シリコンの収量を確保して、多結晶シリコンの製造をすることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】反応炉のベルジャを一部切欠いた斜視図である。
【図２】図１に示す反応炉の概略断面図である。
【図３】図２に示す反応炉中の電極ユニットおよびシード組立体を示す図である。
【図４】図３のＩＶ−ＩＶ線に沿う断面図である。
【図５】析出した多結晶シリコンの形状を示す側面図である。
【図６】芯棒保持部における支持構造の一例を示す部分断面図である。
【図７】シリコン芯棒の固定構造の一例を示す部分断面図である。
【図８】シリコン芯棒の固定構造の別の例を示す部分断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
以下、本発明の多結晶シリコン製造方法の一実施形態について、図面に基づいて説明する。
図１は多結晶シリコン製造装置の全体図である。多結晶シリコン製造装置の反応炉１０は、炉底を構成する底板部１２と、この底板部１２上に脱着自在に取り付けられた釣鐘形状のベルジャ１４とを具備している。底板部１２の上面はほぼ平坦な水平面に形成される。ベルジャ１４は、全体として釣鐘形状をしていて、天井がドーム型であって、その内部空間は中央部が最も高く外周部が最も低く形成されている。また、底板部１２及びベルジャ１４の壁はジャケット構造（図示略）とされ、冷却水によって冷却される。
【００１５】
底板部１２には、多結晶シリコンの種棒（シード）となるシリコン芯棒２０が取り付けられる電極ユニット３０と、クロロシランガスと水素ガスとを含む原料ガスを炉内に噴出するための噴出ノズル（ガス供給口）１６と、反応後のガスを炉外に排出するためのガス排出口１８とがそれぞれ複数設けられている。
【００１６】
原料ガスの噴出ノズル１６は、各シリコン芯棒２０に対して均一に原料ガスを供給するように、反応炉１０の底板部１２の上面のほぼ全域に分散して適宜の間隔をあけながら複数設置されている。これら噴出ノズル１６は、反応炉１０の外部の原料ガス供給源５０に接続されている。また、ガス排出口１８は、底板部１２の上の外周部付近に周方向に適宜の間隔をあけて複数設置され、外部の排ガス処理系５２に接続されている。電極ユニット３０には、電源回路５４が接続されている。
【００１７】
シリコン芯棒２０は、下端部が電極ユニット３０内に差し込まれた状態に固定され、上方に延びて立設されている。各シリコン芯棒２０の上端部には、二本のシリコン芯棒２０を対として連結する連結部材２２が取り付けられている。この連結部材２２は、その両端に形成された円筒状の貫通孔２２ａを、各シリコン芯棒２０の上端に形成された円柱状のボス部２０ａに係合させている（図３参照）。この連結部材２２もシリコン芯棒２０と同じシリコンによって形成されている。二本のシリコン芯棒２０とこれらを連結する連結部材２２とによって、全体としてΠ字状をなすシード組立体２４が構成されている。シード組立体２４は、電極ユニット３０が反応炉１０の中心から同心円状に配置されていることにより、全体としてほぼ同心円状に配置されている。
【００１８】
電極ユニット３０についてより具体的には、図２に示すように、反応炉１０内に、１本のシリコン芯棒２０を保持する電極ユニット３０（３０Ａ）と、２本のシリコン芯棒２０を保持する電極ユニット３０（３０Ｂ）とが配設されている。各シード組立体２４は、複数個の電極ユニット３０Ａ，３０Ｂの間をまたぐように複数組設けられている。これら電極ユニット３０Ａ，３０Ｂは、１個の電極ユニット３０Ａ、複数個の電極ユニット３０Ｂ、１個の電極ユニット３０Ａの順に並べられ、複数のシード組立体２４を直列に接続している。つまり、一つのシード組立体２４の両シリコン芯棒２０は、隣接する異なる電極ユニット３０Ａ，３０Ｂによってそれぞれ保持されている。
【００１９】
つまり、電極ユニット３０Ａにはシード組立体２４の２本のシリコン芯棒２０のうちの１本が保持され、電極ユニット３０Ｂには２組のシード組立体２４のシリコン芯棒２０が１本ずつ保持されている。そして、列の両端の電極ユニット３０Ａに接続された電源ケーブルを通じて、電流が流れるように構成されている。
【００２０】
このように構成される多結晶シリコン製造装置において、各電極ユニット３０からシリコン芯棒２０に通電することにより、シリコン芯棒２０を電気抵抗による発熱状態とする。さらに、各シリコン芯棒２０は、隣接するシリコン芯棒２０からの輻射熱を受けて加熱される。そして、ジュール熱と輻射熱とが相乗して高温状態となったシリコン芯棒２０の表面で、原料ガスが反応して、多結晶シリコンが析出する。
【００２１】
ここで、電極ユニット３０（３０Ａ，３０Ｂ）にシリコン芯棒２０を保持する構造について説明する。
電極ユニット３０Ａは、図３に示すように、反応炉１０の底板部１２に形成された貫通孔１２ａ内に挿入状態に設けられたホルダ部３２と、ホルダ部３２の上部に取り付けられてシリコン芯棒２０を保持する芯棒保持部３４とを備えている。同様に、電極ユニット３０Ｂは、反応炉１０の底板部１２に形成された貫通孔１２ａ内に挿入状態に設けられたホルダ部３３と、ホルダ部３３の上部に取り付けられてシリコン芯棒２０を保持する芯棒保持部３４とを備えている。
【００２２】
芯棒保持部３４は、シリコン芯棒２０が挿入される保持孔３４ａが上端部に形成され、外周面に螺条が形成された略円柱状の部材であり、導電材（たとえばカーボン）から形成されている。ホルダ部３２，ホルダ部３３は、導電材から形成され、その上部には芯棒保持部３４を螺合させる雌ネジ穴３２ａ，３３ａが形成されている。この雌ネジ穴３２ａ，３３ａに螺合した芯棒保持部３４に対して、ナット３５が取り付けられている。
【００２３】
図４に示すように、芯棒保持部３４の保持孔３４ａは、上下方向に対して交差する水平方向の断面が四つの角部を有する矩形である。この保持孔３４ａにおいて対向する２つの角部に、外面から連通するねじ穴３４ｂが保持孔３４ａに直交して形成されている。これら２つのねじ穴３４ｂのうちの一方に、シリコン芯棒２０を固定する固定ねじ３６が螺合されている。
【００２４】
固定ねじ３６は芯棒保持部３４と同じくカーボン製であり、その一端部に＋形状または−形状のドライバー工具溝が形成されている。また、この固定ねじ３６は、シリコン芯棒２０を固定した状態で芯棒保持部３４の外面から突出する長さを有している。固定ねじ３６の芯棒保持部３４の外面からの突出長さＬは、たとえば１０ｍｍ以上であることが好ましい。
【００２５】
なお、芯棒保持部３４は熱伝導率が高く電気抵抗率が低い押出成形カーボン材を切削して形成されることが好ましく、固定ねじ３６は、シリコン芯棒２０を固定するため、シリコン芯棒２０の押さえ付け時の強度や芯棒保持部３４との嵌合性が必要なため、芯棒保持部よりも、硬さやかさ比重が大きく、熱伝導率が低いものを使用している。
【００２６】
保持孔３４ａに挿入されるシリコン芯棒２０は、保持孔３４ａよりも小さい略矩形断面を有する棒状部材である。したがって、シリコン芯棒２０は、芯棒保持部３４に対して、保持孔３４ａとの寸法差の範囲で移動可能であり、図４に示すように、固定ねじ３６が締め込まれて固定ねじ３６の先端部がシリコン芯棒２０の角部（稜線）を保持孔３４ａの内面Ｆ，Ｇに向けて押圧することにより、固定ねじ３６に対向する保持孔３４ａの内面Ｆ，Ｇに押しつけられて固定され、この２面の接触によってシリコン芯棒２０と芯棒保持部３４とが電気的に導通する。なお、固定ねじ３６は、いずれのねじ穴３４ｂにも螺合させてもよく、両方のねじ穴３４ｂにそれぞれ螺合させてもよい。
【００２７】
この芯棒保持部３４において、固定ねじ３６によってシリコン芯棒２０が保持孔３４ａの内面Ｆ，Ｇに押圧されることにより、シリコン芯棒２０の熱が内面Ｆ，Ｇを通じて芯棒保持部３４に伝えられる。このため、芯棒保持部３４においては、シリコン芯棒２０が当接する内面Ｆ，Ｇ側で高温となりやすく、この芯棒保持部３４において、固定ねじ３６によってシリコン芯棒２０が保持孔３４ａの内面Ｆ，Ｇに押圧されることにより、電流は電極ユニット３０を通じてシリコン芯棒２０に通電され、シリコン芯棒２０は加熱される。そしてシリコン芯棒２０の熱が芯棒保持部３４にも伝えられる。反応初期段階においては通電による電流値も小さいが、シリコンの析出を促進させるため、シリコン芯棒２０の径が太くなるにつれ電流値を上げていくと、シリコン芯棒２０の表面積も増えることより、シリコン芯棒２０からの輻射熱も増える（析出したシリコンへの通電による自己加熱も増える。）ため、その熱の影響により芯棒保持部３４の上部表面にも多結晶シリコンが析出するようになる。一方、固定ねじ３６にも輻射熱の影響でシリコンの析出が進むが、芯棒保持部３４上部でのシリコンの析出も進むことで、固定ねじ３６の上面側の方がその下面側よりも輻射熱の影響が大きく、固定ねじ３６下面側よりも上面側に多結晶シリコンが析出しやすくなり、下端部に比べて突出割合が増す。さらに芯棒保持部３４表面にシリコンの析出が進んで固定ねじ３６周辺もシリコンで覆われた場合（図５参照）、析出するシリコンは固定ねじ３６の位置を反映しながら、固定ねじ３６の上面側（上部）がその下面側（下部）よりも突出する形状を呈する状態となり、シリコン析出後には凸部が形成されるものと判断される。さらにシリコンの析出が進むことにより固定ねじ３６上面側への輻射熱が増し、固定ねじ３６下面よりも温度が上がりやすくなることで、固定ねじ３６下面側よりも上面側に多結晶シリコンが析出しやすくなり、下端部に比べて突出割合が増す。これにより、さらに芯棒保持部３４表面にシリコンの析出が進んでシリコンで覆われた場合（図５参照）、芯棒保持部３４の上部側が熱の影響により優先的にシリコンの析出が進むが、シリコン芯棒２０の上部側が下部側よりも突出する形状を呈する状態となり、シリコン析出後には固定ねじ３６の位置に対応する凸部が形成されるものと思われる。
【００２８】
このように構成された多結晶シリコン製造装置の反応炉１０内において、電極ユニット３０を通じてシリコン芯棒２０に電力を供給し、加熱状態のシリコン芯棒２０に原料ガスを接触させることにより、シリコン芯棒２０の表面に多結晶シリコンＳを析出させることができる。多結晶シリコンＳは、図５に示すように、シリコン芯棒２０や連結部材２２を覆うように析出する一方、シリコン芯棒２０を立設固定している電極ユニット３０の芯棒保持部３４にもシリコン芯棒からの熱の影響等により付着する。シリコン芯棒２０上に析出した多結晶シリコンＳは、シリコン芯棒２０と共に切断されて回収される。このように多結晶シリコンＳを回収する際に、電極ユニット３０を切断してしまうと電極ユニット３０を形成するカーボン等の不純物が多結晶シリコンＳに取り込まれたり付着したりしてしまうおそれがあるため、電極ユニット３０を切断しないように多結晶シリコンＳを切断しなければならない。一方で、回収する多結晶シリコンＳの収量を十分に確保するため、多結晶シリコンＳを電極ユニット３０の上端近傍で切断することが求められる。このため、芯棒保持部３４の上端のやや上方を水平方向に切断する。
【００２９】
このとき、芯棒保持部３４の上端や固定ねじ３６周辺は、析出した多結晶シリコンＳに厚く覆われているため、芯棒保持部３４の上面部を判別しにくい状態となっている。しかしながら、芯棒保持部３４の外面から固定ねじ３６が突出していることにより、この位置が析出後の多結晶シリコンＳの突出位置に反映され、多結晶シリコンＳの外面に凸部Ｐとなって形成される。したがって、多結晶シリコンＳの凸部Ｐを基準にして芯棒保持部３４の上端位置を推測し、芯棒保持部３４の上方で多結晶シリコンＳを切断できる。
【００３０】
特に、上述したように、芯棒保持部３４の固定ねじ３６においては、多結晶シリコンＳ析出時において、芯棒保持部３４外面より一定の長さにおいて突出していることや、固定ねじ３６を固定しているシリコン芯棒２０からの熱の伝達や熱伝導率の違いにより、芯棒保持部３４よりも多結晶シリコンが析出しやすくなっているかと思われるが、多結晶シリコンＳの外面に凸部Ｐがはっきりと形成されている。したがって、凸部Ｐの位置を基準として芯棒保持部３４の上面位置を容易に推測できることより、正確に切断位置を特定することができる。
【００３１】
以上説明したように、本発明の多結晶シリコン製造方法によれば、シリコン芯棒２０を固定する固定ねじ３６が芯棒保持部３４の外面から突出している状態で多結晶シリコンＳを析出させることにより、突出した固定ねじ３６の位置が多結晶シリコンＳの外形に反映して凸部Ｐが形成されるので、多結晶シリコンに覆われた芯棒保持部３４の上端位置を正確に推測でき、芯棒保持部３４を切断することによる汚染を防止し、回収する多結晶シリコンＳの収量を確保することができる。
【００３２】
なお、本発明は前記実施形態の構成のものに限定されるものではなく、細部構成においては、本発明の趣旨を逸脱しない範囲において種々の変更を加えることが可能である。たとえば、シリコン芯棒が断面矩形である場合、ねじ穴は前記実施形態のように対向する２カ所に限らず、保持孔の角部全て（４カ所）にねじ穴が設けられていてもよい。この場合、固定ねじは少なくともいずれか１カ所のねじ穴に螺合してシリコン芯棒を固定するが、複数のねじ穴に固定ねじを取り付けてもよい。また、取り付けた固定ねじの全てがシリコン芯棒の固定に寄与している必要はない。
【００３３】
また、前記実施形態の電極ユニット３０Ａにおいては、芯棒保持部３４はホルダ部３２の雌ネジ穴３２ａに螺合してナット３５を取り付けられることにより支持されているが、芯棒保持部の支持構造はこのようなものに限定されない。
たとえば、図６に示す芯棒保持部４０は、前記実施形態と同様にシリコン芯棒２０が挿入される保持孔４０ａが上部４０ｂに形成されているが、前記実施形態とは異なり外周面に螺条が形成されておらず、下部４０ｃの外径が上部４０ｂの外径よりも大きい段付円柱状に形成されている。保持孔４０ａに挿入されたシリコン芯棒２０は、芯棒保持部４０の上部に水平方向に設けられたねじ穴４０ｄに螺合して、芯棒保持部４０の外面から突出する固定ねじ３６によって固定されている。
【００３４】
この芯棒保持部４０を支持するホルダ本体４１は、芯棒保持部４０の下部４０ｃが回転可能な状態で挿入保持される円筒状の保持孔４１ａを有し、外周面には雄ねじが形成されている。この雄ねじに螺合するナット部材４２は、内向きフランジ４２ａを上端部に有している。この内向きフランジ４２ａの中心に形成された貫通孔４２ｂは、芯棒保持部４０の上部４０ｂを通過させるが下部４０ｃを通過させない内径を有している。なお、ホルダ本体４１の保持孔４１ａは、芯棒保持部４０の下部４０ｃの高さよりも深さが浅く、芯棒保持部４０の上端部をホルダ本体４１の上端面から突出させるように形成されている。
【００３５】
つまり、図６に示す構造によれば、ホルダ本体４１の保持孔４１ａに芯棒保持部４０の下部４０ｃを挿入し、ナット部材４２をホルダ本体４１に締結することにより、芯棒保持部４０を底板部１２に対して回転可能に支持させることができる。
【００３６】
また、固定ねじ３６の位置は、前記実施形態のように芯棒保持部３４の上端のテーパ部分に限らず、図７に示すようにテーパ部分より下方の円柱部分であってもよい。この場合も、固定ねじ３６の芯棒保持部３４の外面からの突出長さＬは、１０ｍｍ以上であることが好ましい。突出長さが１０ｍｍ以下であると固定ねじ３６の先端部が析出するシリコンで覆われやすくなり、凸部Ｐが形成されにくくなる。
【００３７】
また、固定ねじ３６を用いる代わりに、図８に示すように、保持孔３４ａの開口部に嵌入される嵌入部４３ａと、この嵌入部４３ａから伸びる突出部４３ｂとを有する略Ｌ字状の楔部材４３を用いてシリコン芯棒２０を芯棒保持部３４に固定してもよい。この場合、先端よりも基端が太く形成された嵌入部４３を、保持孔３４ａとシリコン芯棒２０との間に押し込むことにより、保持孔３４ａに対してシリコン芯棒２０を固定することができる。また、突出部４３ｂの芯棒保持部３４の外面からの突出長さＬも、１０ｍｍ以上であることが好ましい。
【００３８】
また、固定ねじ３６は、ドライバー工具溝が形成される形状としたが、固定ねじ３６の突出側の先端に固定ねじ３６のねじ径よりも径が大きい先端形状を設けて、一体型とした固定ねじを用いてもよい。
【実施例】
【００３９】
多結晶シリコン製造方法において、図６に示す構造を用いて、芯棒保持部の外面から突出する固定手段の突出長さＬ（図４参照）を変化させて多結晶シリコンをほぼ同じ反応時間で析出させ、凸部Ｐが形成されるかどうかを確認した。突出長さＬを１０ｍｍ，１２ｍｍとした場合、凸部Ｐが明確に視認でき、この凸部Ｐの位置を基準として所定の寸法で多結晶シリコンロッドを切断したところ、芯棒保持部の上方で切断でき、不純物の混入を防止できた。一方、突出長さＬを７ｍｍとした場合、検査した６４本中５本については凸部Ｐの有無が不明確であり、芯棒保持部の位置を特定することは困難であった。
【符号の説明】
【００４０】
１０ 反応炉
１２ 底板部
１２ａ 貫通孔
１４ ベルジャ
１６ 噴出ノズル（ガス供給口）
１８ ガス排出口
２０ シリコン芯棒
２０ａ ボス部
２２ 連結部材
２２ａ 貫通孔
２４ シード組立体
３０（３０Ａ，３０Ｂ） 電極ユニット
３２ ホルダ部
３３ ホルダ部
３２ａ，３３ａ 雌ネジ穴
３４，４０ 芯棒保持部
３４ａ，４０ａ 保持孔
３４ｂ，４０ｄ ねじ穴
３５ ナット
３６ 固定ねじ（固定手段）
４０ｂ 上部
４０ｃ 下部
４１ ホルダ本体
４１ａ 保持孔
４２ ナット部材
４２ａ 内向きフランジ
４２ｂ 貫通孔
４３ 楔部材（固定手段）
４３ａ 嵌入部
４３ｂ 突出部
５０ 原料ガス供給源
５２ 排ガス処理系
５４ 電源回路
Ｌ 突出長さ
Ｐ 凸部
【技術分野】
【０００１】
本発明は加熱したシリコン芯棒の表面に多結晶シリコンを析出させて多結晶シリコンのロッドを製造する多結晶シリコン製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
一般に、半導体材料となる高純度の多結晶シリコンの製造方法として、シーメンス法が知られている。シーメンス法は、クロロシランと水素との混合ガスからなる原料ガスを加熱したシードに接触させ、その表面に原料ガスの熱分解および水素還元によって生じた多結晶シリコンを析出させる製造方法である。この製造方法を実施する装置として、密閉した反応炉の炉底に設置された電極ユニットに多数のシリコン芯棒（スタータフィラメント）を立設した多結晶シリコン反応炉が用いられている（特許文献１参照）。
【０００３】
従来、反応炉において、上下方向に沿って設けられた２本の棒状のシリコン芯棒と、これらシリコン芯棒の上端同士を接続する連結部材とによりΠ字状に形成されたシード組立体が固定されている。このシード組立体は、電極ユニットを通じて電流が供給されてジュール熱が発生することにより、高温に加熱される。電極ユニットはカーボン等の導電材からなる芯棒保持部を備え、反応炉の底部に固定されて、シリコン芯棒の下端部を保持している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開平５−２１３６９７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
この方法の場合、多結晶シリコンは、シリコン芯棒や連結部材を覆うように析出する一方、シリコン芯棒を立設固定している電極ユニットの芯棒保持部にもシリコン芯棒からの熱の影響等により付着する。シリコン芯棒上に析出したシリコンは、シリコン芯棒と共に切断（折る場合も含む）されて回収される。このように多結晶シリコンを回収する際に、電極ユニットの芯棒保持部を切断してしまうと電極ユニットを形成するカーボン等の不純物が多結晶シリコンに取り込まれたり付着したりしてしまうおそれがあるため、電極ユニットの芯棒保持部を切断しないように多結晶シリコンを切断しなければならない。一方で、回収する多結晶シリコンの収量を十分に確保するため、多結晶シリコンを電極ユニットの芯棒保持部の上端近傍で切断することが求められる。
【０００６】
しかしながら、上述したように、多結晶シリコンは電極ユニットの表面にも付着するため、電極ユニットおよびシリコン芯棒が多結晶シリコンによって厚く覆われた場合、電極ユニットの上端位置を正確に確認することは困難である。このため、電極ユニットを切断してしまって電極ユニットの一部が回収した多結晶シリコンに取り込まれたり付着したりすることで、汚染を招いたりするおそれがある。また、電極ユニットの上端から離れた位置で切断する場合、多結晶シリコンの収量を十分に確保できないという問題があった。
【０００７】
本発明は、このような事情に鑑みてなされたもので、多結晶シリコン析出後の回収に於いて、電極ユニットなどの材質からの汚染を防ぎ、回収するシリコンの収量を十分に確保できる多結晶シリコン製造方法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】
【０００８】
上記目的を達成するために本発明は、反応炉内で加熱された上下方向に沿うシリコン芯棒に原料ガスを接触させることにより前記シリコン芯棒の表面に多結晶シリコンを析出させる多結晶シリコン製造方法であって、導電材からなる芯棒保持部の上端部に形成された保持孔に、前記シリコン芯棒の下端部を挿入し、挿入された前記シリコン芯棒を前記保持孔の内面に対して押圧して固定する固定手段を、その一部が前記芯棒保持部の外面から突出するように設けておき、前記シリコン芯棒の表面に前記多結晶シリコンを析出させ、前記固定手段の形状に応じて形成される前記多結晶シリコンの凸部よりも上方で、前記シリコン芯棒とともに前記多結晶シリコンを切断する。
【０００９】
この発明によれば、シリコン芯棒を固定する固定手段の一部が芯棒保持部の外面から突出しているので、芯棒保持部およびシリコン芯棒を覆うように析出した多結晶シリコンの表面にも、固定手段の位置に応じたところに凸部が形成される。したがって、多結晶シリコン析出後の外形から電極ユニット（芯棒保持部）の上端位置を推測でき、適切な位置で多結晶シリコンを切断し、回収することができる。
【００１０】
この多結晶シリコン製造方法において、前記固定手段は、前記芯棒保持部の前記外面から前記保持孔の内部に連通するねじ穴に螺合する固定ねじであってもよい。また、前記固定手段は、前記保持孔の開口部に嵌入される嵌入部と、この嵌入部から伸びる突出部とを有する略Ｌ字状の楔部材であってもよい。
【００１１】
この多結晶シリコン製造方法において、前記芯棒保持部の前記外面からの前記固定手段の突出長さは１０ｍｍ以上であることが好ましい。固定手段の突出長さを１０ｍｍとした場合、析出した多結晶シリコンに明確な凸部が形成され、電極ユニットの上端の位置をより正確に推測することができ、切断時の電極ユニットの取り込みや付着を確実に防止することができる。
【発明の効果】
【００１２】
本発明の多結晶シリコン製造方法によれば、析出した多結晶シリコンの表面に電極ユニットの上端に備えられた固定手段の位置に凸部を形成することができるので、多結晶シリコン回収時の切断をする際に、凸部の位置より電極ユニット（芯棒保持部）の上端部位置を正確に推測することができることから、予め決められた位置で正確に切断することが可能となり、電極ユニットの取り込みや付着を防止するとともに、できるだけ多くの多結晶シリコンの収量を確保して、多結晶シリコンの製造をすることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】反応炉のベルジャを一部切欠いた斜視図である。
【図２】図１に示す反応炉の概略断面図である。
【図３】図２に示す反応炉中の電極ユニットおよびシード組立体を示す図である。
【図４】図３のＩＶ−ＩＶ線に沿う断面図である。
【図５】析出した多結晶シリコンの形状を示す側面図である。
【図６】芯棒保持部における支持構造の一例を示す部分断面図である。
【図７】シリコン芯棒の固定構造の一例を示す部分断面図である。
【図８】シリコン芯棒の固定構造の別の例を示す部分断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
以下、本発明の多結晶シリコン製造方法の一実施形態について、図面に基づいて説明する。
図１は多結晶シリコン製造装置の全体図である。多結晶シリコン製造装置の反応炉１０は、炉底を構成する底板部１２と、この底板部１２上に脱着自在に取り付けられた釣鐘形状のベルジャ１４とを具備している。底板部１２の上面はほぼ平坦な水平面に形成される。ベルジャ１４は、全体として釣鐘形状をしていて、天井がドーム型であって、その内部空間は中央部が最も高く外周部が最も低く形成されている。また、底板部１２及びベルジャ１４の壁はジャケット構造（図示略）とされ、冷却水によって冷却される。
【００１５】
底板部１２には、多結晶シリコンの種棒（シード）となるシリコン芯棒２０が取り付けられる電極ユニット３０と、クロロシランガスと水素ガスとを含む原料ガスを炉内に噴出するための噴出ノズル（ガス供給口）１６と、反応後のガスを炉外に排出するためのガス排出口１８とがそれぞれ複数設けられている。
【００１６】
原料ガスの噴出ノズル１６は、各シリコン芯棒２０に対して均一に原料ガスを供給するように、反応炉１０の底板部１２の上面のほぼ全域に分散して適宜の間隔をあけながら複数設置されている。これら噴出ノズル１６は、反応炉１０の外部の原料ガス供給源５０に接続されている。また、ガス排出口１８は、底板部１２の上の外周部付近に周方向に適宜の間隔をあけて複数設置され、外部の排ガス処理系５２に接続されている。電極ユニット３０には、電源回路５４が接続されている。
【００１７】
シリコン芯棒２０は、下端部が電極ユニット３０内に差し込まれた状態に固定され、上方に延びて立設されている。各シリコン芯棒２０の上端部には、二本のシリコン芯棒２０を対として連結する連結部材２２が取り付けられている。この連結部材２２は、その両端に形成された円筒状の貫通孔２２ａを、各シリコン芯棒２０の上端に形成された円柱状のボス部２０ａに係合させている（図３参照）。この連結部材２２もシリコン芯棒２０と同じシリコンによって形成されている。二本のシリコン芯棒２０とこれらを連結する連結部材２２とによって、全体としてΠ字状をなすシード組立体２４が構成されている。シード組立体２４は、電極ユニット３０が反応炉１０の中心から同心円状に配置されていることにより、全体としてほぼ同心円状に配置されている。
【００１８】
電極ユニット３０についてより具体的には、図２に示すように、反応炉１０内に、１本のシリコン芯棒２０を保持する電極ユニット３０（３０Ａ）と、２本のシリコン芯棒２０を保持する電極ユニット３０（３０Ｂ）とが配設されている。各シード組立体２４は、複数個の電極ユニット３０Ａ，３０Ｂの間をまたぐように複数組設けられている。これら電極ユニット３０Ａ，３０Ｂは、１個の電極ユニット３０Ａ、複数個の電極ユニット３０Ｂ、１個の電極ユニット３０Ａの順に並べられ、複数のシード組立体２４を直列に接続している。つまり、一つのシード組立体２４の両シリコン芯棒２０は、隣接する異なる電極ユニット３０Ａ，３０Ｂによってそれぞれ保持されている。
【００１９】
つまり、電極ユニット３０Ａにはシード組立体２４の２本のシリコン芯棒２０のうちの１本が保持され、電極ユニット３０Ｂには２組のシード組立体２４のシリコン芯棒２０が１本ずつ保持されている。そして、列の両端の電極ユニット３０Ａに接続された電源ケーブルを通じて、電流が流れるように構成されている。
【００２０】
このように構成される多結晶シリコン製造装置において、各電極ユニット３０からシリコン芯棒２０に通電することにより、シリコン芯棒２０を電気抵抗による発熱状態とする。さらに、各シリコン芯棒２０は、隣接するシリコン芯棒２０からの輻射熱を受けて加熱される。そして、ジュール熱と輻射熱とが相乗して高温状態となったシリコン芯棒２０の表面で、原料ガスが反応して、多結晶シリコンが析出する。
【００２１】
ここで、電極ユニット３０（３０Ａ，３０Ｂ）にシリコン芯棒２０を保持する構造について説明する。
電極ユニット３０Ａは、図３に示すように、反応炉１０の底板部１２に形成された貫通孔１２ａ内に挿入状態に設けられたホルダ部３２と、ホルダ部３２の上部に取り付けられてシリコン芯棒２０を保持する芯棒保持部３４とを備えている。同様に、電極ユニット３０Ｂは、反応炉１０の底板部１２に形成された貫通孔１２ａ内に挿入状態に設けられたホルダ部３３と、ホルダ部３３の上部に取り付けられてシリコン芯棒２０を保持する芯棒保持部３４とを備えている。
【００２２】
芯棒保持部３４は、シリコン芯棒２０が挿入される保持孔３４ａが上端部に形成され、外周面に螺条が形成された略円柱状の部材であり、導電材（たとえばカーボン）から形成されている。ホルダ部３２，ホルダ部３３は、導電材から形成され、その上部には芯棒保持部３４を螺合させる雌ネジ穴３２ａ，３３ａが形成されている。この雌ネジ穴３２ａ，３３ａに螺合した芯棒保持部３４に対して、ナット３５が取り付けられている。
【００２３】
図４に示すように、芯棒保持部３４の保持孔３４ａは、上下方向に対して交差する水平方向の断面が四つの角部を有する矩形である。この保持孔３４ａにおいて対向する２つの角部に、外面から連通するねじ穴３４ｂが保持孔３４ａに直交して形成されている。これら２つのねじ穴３４ｂのうちの一方に、シリコン芯棒２０を固定する固定ねじ３６が螺合されている。
【００２４】
固定ねじ３６は芯棒保持部３４と同じくカーボン製であり、その一端部に＋形状または−形状のドライバー工具溝が形成されている。また、この固定ねじ３６は、シリコン芯棒２０を固定した状態で芯棒保持部３４の外面から突出する長さを有している。固定ねじ３６の芯棒保持部３４の外面からの突出長さＬは、たとえば１０ｍｍ以上であることが好ましい。
【００２５】
なお、芯棒保持部３４は熱伝導率が高く電気抵抗率が低い押出成形カーボン材を切削して形成されることが好ましく、固定ねじ３６は、シリコン芯棒２０を固定するため、シリコン芯棒２０の押さえ付け時の強度や芯棒保持部３４との嵌合性が必要なため、芯棒保持部よりも、硬さやかさ比重が大きく、熱伝導率が低いものを使用している。
【００２６】
保持孔３４ａに挿入されるシリコン芯棒２０は、保持孔３４ａよりも小さい略矩形断面を有する棒状部材である。したがって、シリコン芯棒２０は、芯棒保持部３４に対して、保持孔３４ａとの寸法差の範囲で移動可能であり、図４に示すように、固定ねじ３６が締め込まれて固定ねじ３６の先端部がシリコン芯棒２０の角部（稜線）を保持孔３４ａの内面Ｆ，Ｇに向けて押圧することにより、固定ねじ３６に対向する保持孔３４ａの内面Ｆ，Ｇに押しつけられて固定され、この２面の接触によってシリコン芯棒２０と芯棒保持部３４とが電気的に導通する。なお、固定ねじ３６は、いずれのねじ穴３４ｂにも螺合させてもよく、両方のねじ穴３４ｂにそれぞれ螺合させてもよい。
【００２７】
この芯棒保持部３４において、固定ねじ３６によってシリコン芯棒２０が保持孔３４ａの内面Ｆ，Ｇに押圧されることにより、シリコン芯棒２０の熱が内面Ｆ，Ｇを通じて芯棒保持部３４に伝えられる。このため、芯棒保持部３４においては、シリコン芯棒２０が当接する内面Ｆ，Ｇ側で高温となりやすく、この芯棒保持部３４において、固定ねじ３６によってシリコン芯棒２０が保持孔３４ａの内面Ｆ，Ｇに押圧されることにより、電流は電極ユニット３０を通じてシリコン芯棒２０に通電され、シリコン芯棒２０は加熱される。そしてシリコン芯棒２０の熱が芯棒保持部３４にも伝えられる。反応初期段階においては通電による電流値も小さいが、シリコンの析出を促進させるため、シリコン芯棒２０の径が太くなるにつれ電流値を上げていくと、シリコン芯棒２０の表面積も増えることより、シリコン芯棒２０からの輻射熱も増える（析出したシリコンへの通電による自己加熱も増える。）ため、その熱の影響により芯棒保持部３４の上部表面にも多結晶シリコンが析出するようになる。一方、固定ねじ３６にも輻射熱の影響でシリコンの析出が進むが、芯棒保持部３４上部でのシリコンの析出も進むことで、固定ねじ３６の上面側の方がその下面側よりも輻射熱の影響が大きく、固定ねじ３６下面側よりも上面側に多結晶シリコンが析出しやすくなり、下端部に比べて突出割合が増す。さらに芯棒保持部３４表面にシリコンの析出が進んで固定ねじ３６周辺もシリコンで覆われた場合（図５参照）、析出するシリコンは固定ねじ３６の位置を反映しながら、固定ねじ３６の上面側（上部）がその下面側（下部）よりも突出する形状を呈する状態となり、シリコン析出後には凸部が形成されるものと判断される。さらにシリコンの析出が進むことにより固定ねじ３６上面側への輻射熱が増し、固定ねじ３６下面よりも温度が上がりやすくなることで、固定ねじ３６下面側よりも上面側に多結晶シリコンが析出しやすくなり、下端部に比べて突出割合が増す。これにより、さらに芯棒保持部３４表面にシリコンの析出が進んでシリコンで覆われた場合（図５参照）、芯棒保持部３４の上部側が熱の影響により優先的にシリコンの析出が進むが、シリコン芯棒２０の上部側が下部側よりも突出する形状を呈する状態となり、シリコン析出後には固定ねじ３６の位置に対応する凸部が形成されるものと思われる。
【００２８】
このように構成された多結晶シリコン製造装置の反応炉１０内において、電極ユニット３０を通じてシリコン芯棒２０に電力を供給し、加熱状態のシリコン芯棒２０に原料ガスを接触させることにより、シリコン芯棒２０の表面に多結晶シリコンＳを析出させることができる。多結晶シリコンＳは、図５に示すように、シリコン芯棒２０や連結部材２２を覆うように析出する一方、シリコン芯棒２０を立設固定している電極ユニット３０の芯棒保持部３４にもシリコン芯棒からの熱の影響等により付着する。シリコン芯棒２０上に析出した多結晶シリコンＳは、シリコン芯棒２０と共に切断されて回収される。このように多結晶シリコンＳを回収する際に、電極ユニット３０を切断してしまうと電極ユニット３０を形成するカーボン等の不純物が多結晶シリコンＳに取り込まれたり付着したりしてしまうおそれがあるため、電極ユニット３０を切断しないように多結晶シリコンＳを切断しなければならない。一方で、回収する多結晶シリコンＳの収量を十分に確保するため、多結晶シリコンＳを電極ユニット３０の上端近傍で切断することが求められる。このため、芯棒保持部３４の上端のやや上方を水平方向に切断する。
【００２９】
このとき、芯棒保持部３４の上端や固定ねじ３６周辺は、析出した多結晶シリコンＳに厚く覆われているため、芯棒保持部３４の上面部を判別しにくい状態となっている。しかしながら、芯棒保持部３４の外面から固定ねじ３６が突出していることにより、この位置が析出後の多結晶シリコンＳの突出位置に反映され、多結晶シリコンＳの外面に凸部Ｐとなって形成される。したがって、多結晶シリコンＳの凸部Ｐを基準にして芯棒保持部３４の上端位置を推測し、芯棒保持部３４の上方で多結晶シリコンＳを切断できる。
【００３０】
特に、上述したように、芯棒保持部３４の固定ねじ３６においては、多結晶シリコンＳ析出時において、芯棒保持部３４外面より一定の長さにおいて突出していることや、固定ねじ３６を固定しているシリコン芯棒２０からの熱の伝達や熱伝導率の違いにより、芯棒保持部３４よりも多結晶シリコンが析出しやすくなっているかと思われるが、多結晶シリコンＳの外面に凸部Ｐがはっきりと形成されている。したがって、凸部Ｐの位置を基準として芯棒保持部３４の上面位置を容易に推測できることより、正確に切断位置を特定することができる。
【００３１】
以上説明したように、本発明の多結晶シリコン製造方法によれば、シリコン芯棒２０を固定する固定ねじ３６が芯棒保持部３４の外面から突出している状態で多結晶シリコンＳを析出させることにより、突出した固定ねじ３６の位置が多結晶シリコンＳの外形に反映して凸部Ｐが形成されるので、多結晶シリコンに覆われた芯棒保持部３４の上端位置を正確に推測でき、芯棒保持部３４を切断することによる汚染を防止し、回収する多結晶シリコンＳの収量を確保することができる。
【００３２】
なお、本発明は前記実施形態の構成のものに限定されるものではなく、細部構成においては、本発明の趣旨を逸脱しない範囲において種々の変更を加えることが可能である。たとえば、シリコン芯棒が断面矩形である場合、ねじ穴は前記実施形態のように対向する２カ所に限らず、保持孔の角部全て（４カ所）にねじ穴が設けられていてもよい。この場合、固定ねじは少なくともいずれか１カ所のねじ穴に螺合してシリコン芯棒を固定するが、複数のねじ穴に固定ねじを取り付けてもよい。また、取り付けた固定ねじの全てがシリコン芯棒の固定に寄与している必要はない。
【００３３】
また、前記実施形態の電極ユニット３０Ａにおいては、芯棒保持部３４はホルダ部３２の雌ネジ穴３２ａに螺合してナット３５を取り付けられることにより支持されているが、芯棒保持部の支持構造はこのようなものに限定されない。
たとえば、図６に示す芯棒保持部４０は、前記実施形態と同様にシリコン芯棒２０が挿入される保持孔４０ａが上部４０ｂに形成されているが、前記実施形態とは異なり外周面に螺条が形成されておらず、下部４０ｃの外径が上部４０ｂの外径よりも大きい段付円柱状に形成されている。保持孔４０ａに挿入されたシリコン芯棒２０は、芯棒保持部４０の上部に水平方向に設けられたねじ穴４０ｄに螺合して、芯棒保持部４０の外面から突出する固定ねじ３６によって固定されている。
【００３４】
この芯棒保持部４０を支持するホルダ本体４１は、芯棒保持部４０の下部４０ｃが回転可能な状態で挿入保持される円筒状の保持孔４１ａを有し、外周面には雄ねじが形成されている。この雄ねじに螺合するナット部材４２は、内向きフランジ４２ａを上端部に有している。この内向きフランジ４２ａの中心に形成された貫通孔４２ｂは、芯棒保持部４０の上部４０ｂを通過させるが下部４０ｃを通過させない内径を有している。なお、ホルダ本体４１の保持孔４１ａは、芯棒保持部４０の下部４０ｃの高さよりも深さが浅く、芯棒保持部４０の上端部をホルダ本体４１の上端面から突出させるように形成されている。
【００３５】
つまり、図６に示す構造によれば、ホルダ本体４１の保持孔４１ａに芯棒保持部４０の下部４０ｃを挿入し、ナット部材４２をホルダ本体４１に締結することにより、芯棒保持部４０を底板部１２に対して回転可能に支持させることができる。
【００３６】
また、固定ねじ３６の位置は、前記実施形態のように芯棒保持部３４の上端のテーパ部分に限らず、図７に示すようにテーパ部分より下方の円柱部分であってもよい。この場合も、固定ねじ３６の芯棒保持部３４の外面からの突出長さＬは、１０ｍｍ以上であることが好ましい。突出長さが１０ｍｍ以下であると固定ねじ３６の先端部が析出するシリコンで覆われやすくなり、凸部Ｐが形成されにくくなる。
【００３７】
また、固定ねじ３６を用いる代わりに、図８に示すように、保持孔３４ａの開口部に嵌入される嵌入部４３ａと、この嵌入部４３ａから伸びる突出部４３ｂとを有する略Ｌ字状の楔部材４３を用いてシリコン芯棒２０を芯棒保持部３４に固定してもよい。この場合、先端よりも基端が太く形成された嵌入部４３を、保持孔３４ａとシリコン芯棒２０との間に押し込むことにより、保持孔３４ａに対してシリコン芯棒２０を固定することができる。また、突出部４３ｂの芯棒保持部３４の外面からの突出長さＬも、１０ｍｍ以上であることが好ましい。
【００３８】
また、固定ねじ３６は、ドライバー工具溝が形成される形状としたが、固定ねじ３６の突出側の先端に固定ねじ３６のねじ径よりも径が大きい先端形状を設けて、一体型とした固定ねじを用いてもよい。
【実施例】
【００３９】
多結晶シリコン製造方法において、図６に示す構造を用いて、芯棒保持部の外面から突出する固定手段の突出長さＬ（図４参照）を変化させて多結晶シリコンをほぼ同じ反応時間で析出させ、凸部Ｐが形成されるかどうかを確認した。突出長さＬを１０ｍｍ，１２ｍｍとした場合、凸部Ｐが明確に視認でき、この凸部Ｐの位置を基準として所定の寸法で多結晶シリコンロッドを切断したところ、芯棒保持部の上方で切断でき、不純物の混入を防止できた。一方、突出長さＬを７ｍｍとした場合、検査した６４本中５本については凸部Ｐの有無が不明確であり、芯棒保持部の位置を特定することは困難であった。
【符号の説明】
【００４０】
１０ 反応炉
１２ 底板部
１２ａ 貫通孔
１４ ベルジャ
１６ 噴出ノズル（ガス供給口）
１８ ガス排出口
２０ シリコン芯棒
２０ａ ボス部
２２ 連結部材
２２ａ 貫通孔
２４ シード組立体
３０（３０Ａ，３０Ｂ） 電極ユニット
３２ ホルダ部
３３ ホルダ部
３２ａ，３３ａ 雌ネジ穴
３４，４０ 芯棒保持部
３４ａ，４０ａ 保持孔
３４ｂ，４０ｄ ねじ穴
３５ ナット
３６ 固定ねじ（固定手段）
４０ｂ 上部
４０ｃ 下部
４１ ホルダ本体
４１ａ 保持孔
４２ ナット部材
４２ａ 内向きフランジ
４２ｂ 貫通孔
４３ 楔部材（固定手段）
４３ａ 嵌入部
４３ｂ 突出部
５０ 原料ガス供給源
５２ 排ガス処理系
５４ 電源回路
Ｌ 突出長さ
Ｐ 凸部
【特許請求の範囲】
【請求項１】
反応炉内で加熱された上下方向に沿うシリコン芯棒に原料ガスを接触させることにより前記シリコン芯棒の表面に多結晶シリコンを析出させる多結晶シリコン製造方法であって、導電材からなる芯棒保持部の上端部に形成された保持孔に、前記シリコン芯棒の下端部を挿入し、挿入された前記シリコン芯棒を前記保持孔の内面に対して押圧して固定する固定手段を、その一部が前記芯棒保持部の外面から突出するように設けておき、前記シリコン芯棒の表面に前記多結晶シリコンを析出させ、前記固定手段の形状に応じて形成される前記多結晶シリコンの凸部よりも上方で、前記シリコン芯棒とともに前記多結晶シリコンを切断することを特徴とする多結晶シリコン製造方法。
【請求項２】
前記固定手段は、前記芯棒保持部の前記外面から前記保持孔の内部に連通するねじ穴に螺合する固定ねじであることを特徴とする請求項１に記載の多結晶シリコン製造方法。
【請求項３】
前記固定手段は、前記保持孔の開口部に嵌入される嵌入部と、この嵌入部から伸びる突出部とを有する略Ｌ字状の楔部材であることを特徴とする請求項１に記載の多結晶シリコン製造方法。
【請求項４】
前記芯棒保持部の前記外面からの前記固定手段の突出長さは１０ｍｍ以上であることを特徴とする請求項１から３のいずれかに記載の多結晶シリコン製造方法。
【請求項１】
反応炉内で加熱された上下方向に沿うシリコン芯棒に原料ガスを接触させることにより前記シリコン芯棒の表面に多結晶シリコンを析出させる多結晶シリコン製造方法であって、導電材からなる芯棒保持部の上端部に形成された保持孔に、前記シリコン芯棒の下端部を挿入し、挿入された前記シリコン芯棒を前記保持孔の内面に対して押圧して固定する固定手段を、その一部が前記芯棒保持部の外面から突出するように設けておき、前記シリコン芯棒の表面に前記多結晶シリコンを析出させ、前記固定手段の形状に応じて形成される前記多結晶シリコンの凸部よりも上方で、前記シリコン芯棒とともに前記多結晶シリコンを切断することを特徴とする多結晶シリコン製造方法。
【請求項２】
前記固定手段は、前記芯棒保持部の前記外面から前記保持孔の内部に連通するねじ穴に螺合する固定ねじであることを特徴とする請求項１に記載の多結晶シリコン製造方法。
【請求項３】
前記固定手段は、前記保持孔の開口部に嵌入される嵌入部と、この嵌入部から伸びる突出部とを有する略Ｌ字状の楔部材であることを特徴とする請求項１に記載の多結晶シリコン製造方法。
【請求項４】
前記芯棒保持部の前記外面からの前記固定手段の突出長さは１０ｍｍ以上であることを特徴とする請求項１から３のいずれかに記載の多結晶シリコン製造方法。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【公開番号】特開２０１２−８２１２８（Ｐ２０１２−８２１２８Ａ）
【公開日】平成２４年４月２６日（２０１２．４．２６）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−２０２４５２（Ｐ２０１１−２０２４５２）
【出願日】平成２３年９月１５日（２０１１．９．１５）
【出願人】（０００００６２６４）三菱マテリアル株式会社 (4,417)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２４年４月２６日（２０１２．４．２６）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年９月１５日（２０１１．９．１５）
【出願人】（０００００６２６４）三菱マテリアル株式会社 (4,417)
【Ｆターム（参考）】
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