(57)【要約】【課題】シリコン芯棒の基端部まで十分に多結晶シリコンを析出させる。【解決手段】反応炉１内で加熱された上下方向に沿うシリコン芯棒４に原料ガスを供給することによりシリコン芯棒４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装置であって、シリコン芯棒４を保持するカーボン製の電極３０と、冷却媒体を流通させる冷却流路２７が内部に形成され、反応炉１の底板部２に形成された貫通孔１６内に挿入支持され、電極３０を保持する電極ホルダ２０と、を有し、電極３０は、シリコン芯棒４の下端部を保持する柱状の芯棒保持部３１と、この芯棒保持部３１と電極ホルダ２０との間に介在され、芯棒保持部３１の下端部を挿入状態に保持する凹部３２ａを有するヒートキャップ３２と、芯棒保持部３１を貫通させる貫通孔３３ａを有しヒートキャップ３２の上面３２ｂを覆うリング板状のキャッププロテクタ３３と、を備える。【選択図】図３
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【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供給することにより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装置であって、
前記シリコン芯棒を保持するカーボン製の電極と、
冷却媒体を流通させる冷却流路が内部に形成され、前記反応炉の底板部に形成された貫通孔内に挿入支持され、前記電極を保持する電極ホルダとを有し、
前記電極は、
前記シリコン芯棒の下端部を保持する柱状の芯棒保持部と、
この芯棒保持部と前記電極ホルダとの間に介在され、前記芯棒保持部の下端部を挿入状態に保持する凹部を有するヒートキャップと、
前記芯棒保持部を貫通させる貫通孔を有し前記ヒートキャップの上面を覆うリング板状のキャッププロテクタとを備えることを特徴とする多結晶シリコン製造装置。
【請求項２】
前記芯棒保持部の外周面に雄ねじが設けられているとともに、この雄ねじに螺合する雌ねじが前記ヒートキャップの前記凹部および前記キャッププロテクタの前記貫通孔の内周面に設けられてい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装置。
【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装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、この種の多結晶シリコン製造装置としては、シーメンス法によるものが知られている。このシーメンス法による多結晶シリコン製造装置では、反応炉内にシリコン芯棒からなるシードを多数配設して加熱しておき、この反応炉にクロロシランガスと水素ガスとを含む原料ガスを供給して加熱したシリコン芯棒に接触させ、その表面に原料ガスの熱分解及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。
【０００３】
このような多結晶シリコン製造装置において、シリコン芯棒は、反応炉の底板部に配設した電極に立設状態に固定され、該電極からシリコン芯棒に通電して、その抵抗によってシリコン芯棒を発熱させ、下方から噴出される原料ガスをシリコン芯棒表面に接触させて多結晶シリコンのロッドを形成するようになっている。このシリコン芯棒を保持する電極は、反応炉の内底面のほぼ全域にわたって分散するように複数設けられる。たとえば特許文献１に記載されるように、蒸着装置（反応炉）の台板４（底板部）の貫通孔内に、環状の絶縁材に囲まれた状態に電流リード部２が固定され、この電流リード部２に電極ホルダ６が取り付けられ、この電極ホルダ６の上端部に各グラファイト電極１４が保持されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開平０８−４５８４７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
炉内で原料ガスが反応してシリコン芯棒表面に多結晶シリコンが析出する過程においては、反応を継続することによって析出した多結晶シリコンの重量は数十ｋｇにも達するため、自重によって剥がれる落ちることがある。この場合、剥がれ落ちた多結晶シリコンが反応炉の炉底に損傷を与えたり、電極と炉底との間を短絡させたりするため、反応の継続が困難となる。
【０００６】
特に、特許文献１に記載の装置では、電流リード部２を冷却しているので、電極ホルダ６も冷却される。このように電極ホルダ６が冷却されると、グラファイト電極１４も低温となってキャリヤ部材１５（シリコン芯棒）の基端部の温度が低くなり、この部分の多結晶シリコンの析出が不十分となる。
【０００７】
本発明は、このような事情に鑑みてなされたもので、シリコン芯棒の基端部まで十分に多結晶シリコンを析出させることができる多結晶シリコン製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】
【０００８】
上記目的を達成するために本発明の多結晶シリコン製造装置は、反応炉内で加熱されたシリコン芯棒に原料ガスを供給することにより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装置であって、前記シリコン芯棒を上下方向に保持するカーボン製の電極と、冷却媒体を流通させる冷却流路が内部に形成され、前記反応炉の底板部に形成された貫通孔内に挿入固定され、前記電極を保持する電極ホルダと、を有し、前記電極は、前記シリコン芯棒の下端部を保持する柱状の芯棒保持部と、この芯棒保持部と前記電極ホルダとの間に介在され、前記芯棒保持部の下端部を挿入状態に保持する凹部を有するヒートキャップと、前記芯棒保持部を貫通させる貫通孔を有し前記ヒートキャップの上面を覆うリング板状のキャッププロテクタと、を備える。
【０００９】
この発明によれば、芯棒保持部と電極ホルダとの間にヒートキャップが介在しているので、芯棒保持部が電極ホルダから冷却されにくい。これによりシリコン芯棒の表面全体から芯棒保持部の下端部まで多結晶シリコンが析出しやすい。したがって、芯棒保持部に析出した多結晶シリコンにより、シリコン芯棒に析出した多結晶シリコンを下方から強固に支持できる。この場合、キャッププロテクタにはシリコンが析出するが、このキャッププロテクタによりヒートキャップの上面が覆われているので、多結晶シリコンがヒートキャップに付着するのを防止でき、ヒートキャップ等の電極構成部材の再利用が容易となる。
【００１０】
この多結晶シリコン製造装置において、前記芯棒保持部の外周面に雄ねじが設けられているとともに、この雄ねじに螺合する雌ねじが前記ヒートキャップの前記凹部および前記キャッププロテクタの前記貫通孔の内周面に設けられていることが好ましい。
この場合、芯棒保持部に対してヒートキャップおよびキャッププロテクタがダブルナットとして機能するので、芯棒保持部をヒートキャップに確実に固定できる。
【発明の効果】
【００１１】
本発明の多結晶シリコン製造装置によれば、芯棒保持部が高温に保たれるので、多結晶シリコンを芯棒保持部の下端部まで析出させることができ、析出した多結晶シリコンを強固に支持し、脱落を防止できる。この場合、多結晶シリコンが電極上にまで析出しても、キャッププロテクタがヒートキャップの上面を覆っていることから、ヒートキャップに多結晶シリコンが付着するのを防止できるので、処理の度に電極全体を交換せず、少なくともヒートキャップについては再利用可能であり、作業性および生産性の向上を図ることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【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に示す反応炉の１本用電極を示す拡大断面図である。
【図４】析出した多結晶シリコンからなるシリコンロッドの下部形状を示す断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
以下、本発明の多結晶シリコン製造装置の一実施形態について、図面に基づいて説明する。
図１は本発明が適用される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１は、炉底を構成する底板部２と、この底板部２上に脱着自在に取り付けられた釣鐘形状のベルジャ３とを具備している。底板部２の上面はほぼ平坦な水平面に形成される。ベルジャ３は、全体として釣鐘形状をしていて、天井がドーム型であるので、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２及びベルジャ３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ようになっている。
【００１４】
底板部２には、シリコン芯棒４が取り付けられる複数の電極ユニット５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）６と、反応後のガスを炉外に排出するためのガス排出口７とがそれぞれ複数設けられている。
【００１５】
原料ガスの噴出ノズル６は、各シリコン芯棒４に対して均一に原料ガスを供給することができるように、反応炉１の底板部２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６は、反応炉１の外部の原料ガス供給源８に接続されている。また、ガス排出口７は、底板部２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９に接続されている。電極ユニット５には、電源回路１０が接続されている。底板部２はジャケット構造とされ、その内部に冷却流路（図示せず）が形成されている。
【００１６】
また、シリコン芯棒４は、下端部が電極ユニット５内に差し込まれた状態に固定されることにより、上方に延びて立設されており、そのうちの二本ずつを対として連結するように、上端部に１本の短尺の連結部材１２が取り付けられている。この連結部材１２もシリコン芯棒４と同じシリコンによって形成される。これら二本のシリコン芯棒４とこれらを連結する連結部材１２とによって、全体としてΠ字状となるようにシード組み立て体１３が組み立てられる。これらシード組み立て体１３は、電極ユニット５が反応炉１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。
【００１７】
より具体的には、図２に示すように、反応炉１内に、前記電極ユニット５として、１本のシリコン芯棒４を保持する１本用電極ユニット５Ａと、２本のシリコン芯棒４を保持する２本用電極ユニット５Ｂとが配設されている。
【００１８】
これら１本用電極ユニット５Ａと２本用電極ユニット５Ｂとは、図２に示すように、３組のシード組み立て体１３を一つのユニットとして直列に接続するように、そのユニットの列の端から、１個の１本用電極ユニット５Ａ、２個の２本用電極ユニット５Ｂ、１個の１本用電極ユニット５Ａの順に並べられている。この場合、各シード組み立て体１３は、４個の電極ユニット５Ａ，５Ｂの間をまたぐように３組設けられている。一つのシード組み立て体１３の両シリコン芯棒４は、隣接する異なる電極によってそれぞれ保持されている。
【００１９】
つまり、１本用電極ユニット５Ａにはシード組み立て体１３の２本のシリコン芯棒４のうちの１本が保持され、２本用電極ユニット５Ｂには、２組のシード組み立て体１３のシリコン芯棒４が１本ずつ保持されている。そして、列の両端の１本用電極ユニット５Ａに電源ケーブルが接続されて電流が流れるようになっている。
【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５（５Ａ，５Ｂ）からシリコン芯棒４に通電してシリコン芯棒４を抵抗発熱状態とするとともに、各シリコン芯棒４どうしの間でも、隣接するシリコン芯棒４からの輻射熱を受けて加熱され、それらが相乗して高温状態となり、この高温状態のシリコン芯棒４の表面に接触した原料ガスが反応して多結晶シリコンを析出する。
【００２１】
次に、１本用電極ユニット５Ａについて説明する。図３に示すように、１本のシリコン芯棒４を保持している電極ユニット５Ａは、反応炉１の底板部２に形成した貫通孔１６内に挿入状態に設けられた電極ホルダ２０と、該電極ホルダ２０の上端部に設けられシリコン芯棒４を保持する電極３０とから構成されている。
【００２２】
電極ホルダ２０は、図３に示すように、ステンレスから形成された棒状の部材であり、貫通孔１６内に上下方向に沿って挿入されたストレート状のロッド部２０ａの上端部に、該ロッド部２０ａよりも径が大きく内部に空間を有する中空円盤状の拡径部２０ｂと、該拡径部２０ｂの上面からさらに上方に突出するねじ軸部２０ｃとが一体に形成されている。また、ロッド部２０ａの下方には、底板部２から突出する位置におねじ部２０ｄが形成されている。
【００２３】
電極ホルダ２０は中空に形成されており、その内部に、電極ホルダ２０の内径よりも小さい外径を有し、電極ホルダ２０の内部を外周側の空間と内周側（中心部）の空間とに隔てる内筒２１が、電極ホルダ２０と同軸状に備えられている。内筒２１の上端は電極ホルダ２０の上端内面に当接しており、この上端部には該内筒２１の内外を連通する開口部２１ａが形成されている。これにより、電極ホルダ２０の内部には、ロッド部２０ａからねじ軸部２０ｃにかけて、この内筒２１と電極ホルダ２０との間に形成された外周側流路２７Ａと、内筒２１内に形成された内周側流路２７Ｂとが開口部２１ａによって連通されてなる冷却流路２７が形成されている。この冷却流路２７には、冷却媒体が流通される。
なお、内筒２１の外周面には、おねじ部２０ｄに対応する位置において電極ホルダ２０の内周面と内筒２１の外周面との間隔を確保する板状のスペーサ２１ｂが、内筒２１の軸線方向に沿って延設されている。
【００２４】
冷却流路２７において、冷却媒体は、図３に矢印で示すように、電極ホルダ２０の下端部に設けられた流入口２７ａを通じて、外周側流路２７Ａに流入し、上方へと流通する。そして、冷却媒体は、拡径部２０ｂの内部空間に対応する位置において内筒２１に略直交するように内筒２１の外周面に設けられたリング板２１ｃによって誘導されて、拡径部２０ｂ内を流通する。その後、ねじ軸部２０ｃの内部すなわち電極３０近傍に到達する。冷却媒体は、外周側流路２７Ａ内を電極ホルダ２０の上端部内面に接触するまで充満すると、内筒２１の上端部に設けられた開口部２１ａから内筒２１内へと流入し、内筒２１の内部すなわち内周側流路２７Ｂを下方へ向けて流通し、内筒２１の下端部に設けられた流出口２７ｂから電極ホルダ２０の外部へと流出する。つまり、冷却媒体は、外周側流路２７Ａを流通する間に比較的低温の拡径部２０ｂを冷却した後、比較的高温の電極３０近傍を冷却して、内周側流路２７Ｂを通じて電極ホルダ２０から排出される。
【００２５】
このような冷却流路２７を有する電極ホルダ２０を挿入状態としている底板部２の貫通孔１６は、下部がストレート部１６Ａ、上部が上方に向けて漸次拡径するテーパ部１６Ｂとされている。ストレート部１６Ａは、その内径が電極ホルダ２０のロッド部２０ａの外径よりも大きく形成されている。これにより、該ロッド部２０ａの周囲にリング状の空間が形成されている。テーパ部１６Ｂは、例えば垂直軸に対して５〜１５°の傾斜角に形成されている。テーパ部１６Ｂの上端開口部には、このテーパ部１６Ｂの最大内径よりもさらに拡径した座ぐり部１５が形成されている。
【００２６】
貫通孔１６の内周面と電極ホルダ２０のロッド部２０ａとの間に、環状絶縁材２４が電極ホルダ２０を囲むように設けられている。この環状絶縁材２４は、例えばポリテトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ）、パーフルオロアルコキシアルカン（ＰＦA）に代表されるフッ素系樹脂等の高融点の絶縁樹脂により形成され、貫通孔１６のストレート部１６Ａに挿入されるつば付きスリーブ２５と、貫通孔１６のテーパ部１６Ｂに配置されるコーン部材２６との二つの部材から構成されている。例えば、環状絶縁材２４の材料として用いられるＰＴＦＥは、融点（ＡＳＴＭ規格：Ｄ７９２）３２７℃、曲げ弾性率（ＡＳＴＭ規格：Ｄ７９０）０．５５ＧＰａ、引っ張り弾性率（ＡＳＴＭ規格：Ｄ６３８）０．４４〜０．５５ＧＰａ、線膨張係数（ＡＳＴＭ規格：Ｄ６９６）１０×１０−５／℃である。
【００２７】
コーン部材２６は、その外面が貫通孔１６のテーパ部１６Ｂの内周面と同じ傾斜角度のテーパ状に形成され、底板部２の上方から貫通孔１６に挿入されてそのテーパ部１６Ｂの内面に当接している。このコーン部材２６の上端部の上面には、電極ホルダ２０の拡径部２０ｂの下面が当接している。なお、拡径部２０ｂは、その外径がコーン部材２６の最大外径すなわち上端部の上面の外径に対してほぼ等しく設定されており、コーン部材２６（環状絶縁材２４）の上面全体を覆っている。
コーン部材２６の外周面および上端面の内周部には、それぞれＯリング２３が設けられている。これらＯリング２３によって、コーン部材２６と電極ホルダ２０および底板部２との間の気密性すなわち反応炉１の貫通孔１６における気密性が保持される。
【００２８】
つば付きスリーブ２５は、その下端部に一体に形成されたつば部２５ａが反応炉１の底板部２の裏面に当接するように、ストレート部１６Ａに挿入されている。つば部２５ａは、電極ホルダ２０のおねじ部２０ｄにねじ込まれたナット２８により、ステンレス製のワッシャ２９を介して、その上面が底板部２の裏面に押圧されている。
このナット２８を締め付けることにより、拡径部２０ｂとナット２８との間隔が小さくなるので、電極ホルダ２０が底板部２に対して下方に引っ張られ、拡径部２０ｂとナット２８との間に環状絶縁部材２４が挟持されるとともに、その挟持力によって貫通孔１６のテーパ部１６Ｂの内周面にコーン部材２６の外周面が押し付けられ、これら環状絶縁材２４と電極ホルダ２０とが底板部２に一体的に固定される。このとき、電極ホルダ２０の拡径部２０ｂの下面の高さ位置（座ぐり部１５の底面からの突出高さ）を確認しながら、拡径部２０ｂの下部が底板部２に接近してこれらの間に電気的短絡が生じないように、ナット２８のねじ込み量が調節される。
【００２９】
この固定状態において、環状絶縁材２４のコーン部材２６の上端部は、貫通孔１６のテーパ部１６Ｂよりわずかに上方に突出して座ぐり部１５内に臨んでいる。このため、コーン部材２６は、その上端部が座ぐり部１５の底面から突出し、かつ座ぐり部１５の上端部よりも突出しないように、上端部の外径がテーパ部１６Ｂの最大内径よりも若干大きく設定されている。
【００３０】
このように底板部２に固定された電極ホルダ２０の上端部に、カーボン製の電極３０が保持されている。電極３０は、シリコン芯棒４の下端部を保持する柱状の芯棒保持部３１と、この芯棒保持部３１と電極ホルダ２０との間に介在され、芯棒保持部３１の下端部を挿入状態に保持する凹部３２ａを有するヒートキャップ３２と、芯棒保持部３１を貫通させる貫通孔３３ａを有し、ヒートキャップ３２の上面３２ｂを覆うリング板状のキャッププロテクタ３３とを備えている。
【００３１】
芯棒保持部３１は、カーボンから形成された略円柱状の部材であり、外周面に雄ねじ３１ａを有するとともに、その先端部には上方へ向かって縮径するテーパ部３１ｂが設けられている。雄ねじ３１ａは、ヒートキャップ３２の凹部３２ａの内周面に設けられた雌ねじおよびキャッププロテクタ３３の貫通孔３３ａの内周面に設けられた雌ねじに螺合している。テーパ部３１ｂは、シリコン芯棒４が嵌められる柱状の凹部３１ｃがその先端で開口しているとともに、その側面にはこの凹部３１ｃに連通するねじ穴３１ｄが開口している。このねじ穴３１ｄにはねじ部材３１ｅが螺合し、シリコン芯棒４を凹部３１ｃに固定している。
【００３２】
ヒートキャップ３２は、カーボンから形成された略円柱状の部材であり、上面３２ｂに形成された凹部３２ａに芯棒保持部３１が螺合して保持されているとともに、下面に形成された凹部３２ｃで電極ホルダ２０に保持されている。凹部３２ｃは、電極ホルダ２０のねじ軸部２０ｃの雄ねじに螺合する雌ねじを備え、その端面３２ｄに電極ホルダ２０の上端面が当接している。ヒートキャップ３２は、内部に冷却媒体が流通するねじ軸部２０ｃを凹部３２ｃに当接させることにより、冷却されている。しかしながら、凹部３２ｃの端面３２ｄと凹部３２ａの端面３２ｅとの距離が大きく、両端面３２ｄ，３２ｅ間が離れているので、電極ホルダ２０の冷却作用は芯棒保持部３１までは到達しにくく、芯棒保持部３１が過度に冷却されることはない。
【００３３】
電極ホルダ２０の冷却作用によって芯棒保持部３１が過度に冷却されることを確実に防止するために、ヒートキャップ３２は、たとえば、上面３２ｂから凹部３２ｃの端面３２ｄまでの距離が、凹部３２ｃの雌ねじの有効径の０．８倍〜３．０倍となるように形成される。
【００３４】
キャッププロテクタ３３は、カーボンから形成されたリング板状の部材であり、その中央には、芯棒保持部３１の雄ねじ３１ａに螺合する雌ねじを備える貫通孔３３ａが設けられている。このキャッププロテクタ３３は、貫通孔３３ａがヒートキャップの凹部３２ａと同軸となるようにヒートキャップ３２の上面に配置されている。
【００３５】
芯棒保持部３１は、雄ねじ３１ａの下端部がヒートキャップ３２の凹部３２ａに螺合することにより、ヒートキャップ３２に保持される。さらに、キャッププロテクタ３３がこの雄ねじ３１ａに螺合し、ヒートキャップ３２の上面に押しつけられるように締め込まれる。これにより、これらヒートキャップ３２とキャッププロテクタ３３とが芯棒保持部３１に対してダブルナットとして作用して、雄ねじ３１ａに対するヒートキャップ３２およびキャッププロテクタ３３の螺合が固定されるので、芯棒保持部３１がヒートキャップ３２に確実に保持される。
【００３６】
なお、キャッププロテクタ３３を芯棒保持部３１に螺合させる際に、ヒートキャップ３２に対する締め付け程度を調整することにより、この部分での芯棒保持部３１の曲げ変形をある程度許容し、芯棒保持部３１の折損を抑えることができる。
【００３７】
このように構成される電極３０およびシリコン芯棒４は、多結晶シリコンの析出過程において、ステンレス製の電極ホルダ２０を通じて通電され、抵抗発熱により高温となる。このとき、高温に加熱されるとシリコンを汚染するおそれのあるステンレス製の電極ホルダ２０については冷却される。高温でもシリコンを汚染するおそれのないカーボン製の電極３０については、冷却が不要である。したがって、電極３０においては、電極ホルダ２０によって冷却されるヒートキャップ３２の下部は比較的低温となるが、電極ホルダ２０との間にヒートキャップ３２を介在させて保持されている芯棒保持部３１およびキャッププロテクタ３３は冷却されにくい。特に、シリコン芯棒４を保持している芯棒保持部３１は、ヒートキャップ３２によって電極ホルダ２０から離間しているので、その下端部まで十分に高温状態となる。したがって、多結晶シリコンは、シリコン芯棒４の表面全体で析出してロッド状に成長する。多結晶シリコンは、高温となった芯棒保持部３１の表面でも析出し、この芯棒保持部３１に析出した多結晶シリコンによってシリコンロッド全体が強固に支持され、倒れ等が防止される。
【００３８】
さらに、図４に示すように、芯棒保持部３１の外周面に雄ねじ３１ａが形成されているので、多結晶シリコンがこの雄ねじ３１ａのねじ山の間にも析出することにより、成長した多結晶シリコン（シリコンロッドＳ）が滑り落ちることを効果的に防止できる。また、このシリコンロッドＳは、キャッププロテクタ３３の上面にまで付着することにより、より確実にシリコン芯棒４に保持される。
【００３９】
また、芯棒保持部３１の雄ねじ３１ａがヒートキャップ３２の雌ねじとキャッププロテクタ３３の雌ねじとに螺合して面接触しているとともに、ヒートキャップ３２の上面３２ｂとキャッププロテクタ３３の下面とが面接触していることにより、電流の経路が確保される。したがって、芯棒保持部３１の下端面やヒートキャップ３２の凹部３２ｃの端面３２ｅの加工不良による凹凸により、芯棒保持部３１の下端部とヒートキャップ３２の凹部３２ｃの端面３２ｅとが当接していない場合であっても、シリコン芯棒４を確実に加熱することができる。
【００４０】
また、電極ホルダ２０に芯棒保持部３１を固定するための部材がヒートキャップ３２およびキャッププロテクタ３３の２部品から構成されているので、高温となる上部と冷却される下部との温度差による熱歪が抑えられ、破損が防止される。
【００４１】
以上説明したように、本発明の多結晶シリコン製造装置によれば、冷却媒体によって冷却される電極ホルダ２０とシリコン芯棒４を保持する芯棒保持部３１との間に、カーボン製で冷却不要なヒートキャップ３２が備えられているので、電極ホルダ２０によって芯棒保持部３１が冷却されにくい。したがって、シリコン芯棒４を確実に高温にすることができる。
さらに、芯棒保持部３１に対してヒートキャップ３２およびキャッププロテクタ３３がダブルナット状に螺合することにより、芯棒保持部３１を確実にヒートキャップ３２に固定することができる。
【００４２】
また、芯棒保持部３１の下部まで多結晶シリコンが析出しても、キャッププロテクタ３３に覆われたヒートキャップ３２は多結晶シリコンの付着が少ないので、ヒートキャップ３２の再利用が容易である。また、キャッププロテクタ３３を備えることによって、多結晶シリコンを回収する際にヒートキャップ３２が破損することを防止できる。
【００４３】
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。
【００４４】
たとえば、ヒートキャップの形状は、前記実施形態では略円柱状としたが、四角柱、六角柱等の多角柱状であってもよい。
また、キャッププロテクタの上面は、前記実施形態では平面状としたが、たとえば円錐状等の凹面であってもよい。キャッププロテクタの上面を凹面とした場合、この凹面に囲まれたスペースに熱がこもり温度が上昇しやすいので、芯棒保持部の基端部に十分に多結晶シリコンを析出させることができる。
また、ヒートキャップの外径より大きく、ヒートキャップを覆う大きさのキャッププロテクタを用いることにより、析出した多結晶シリコンがヒートキャップに付着するのを防止でき、ヒートキャップの再利用が容易になる。
また、前記実施形態では１本の電極ホルダの上端部に１本のシリコン芯棒を保持させる構造に本発明を適用する場合について説明したが、上部が二股に分岐した１本の電極ホルダに２本のシリコン芯棒を保持させる構造に本発明を適用することも可能である。
【符号の説明】
【００４５】
１  反応炉
２  底板部
４  シリコン芯棒
１６  貫通孔
２０  電極ホルダ
２７  冷却流路
３０  電極
３１  芯棒保持部
３１ａ  雄ねじ
３２  ヒートキャップ
３２ａ  凹部
３２ｂ  上面
３３  キャッププロテクタ
３３ａ  貫通孔
Ｓ  シリコンロッド
【図１】
2010090024.tif 000003
【図２】
2010090024.tif 000004
【図３】
2010090024.tif 000005
【図４】
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