(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
シリコン製品を製造するための流動床リアクターであって、前記流動床リアクターが、
反応室を画定する、ハウジングと、
種粒子が前記反応室に入ることを可能にする、前記ハウジングによって画定された、粒子入口と、
シリコン含有プロセスガスが前記反応室に入ることを可能にする、前記ハウジングによって画定された、ガス入口と、
前記反応室を加熱することにより前記シリコン含有プロセスガスを分解して前記種粒子上にシリコンを成長させて前記シリコン製品を生成するための加熱装置と、
前記シリコン製品が前記反応室を出ることを可能にする、前記ハウジングによって画定された、排出出口と、
前記シリコン製品を前記流動床リアクターから選択的に分注するための、前記ハウジングに接続されたドームバルブであって、
前記反応室と連通して前記シリコン製品が前記流動床リアクターから出ることを可能にする通過通路を画定する、バルブ本体と、
前記通過通路内において前記バルブ本体と連結される弁座であって、弁座から前記シリコン製品が前記通過通路に入る開口部を画定する、弁座と、
半球状の形態を有し前記通過通路内に回転可能に配置されたドーム形本体であって、シール表面及び前記シール表面から離間された内表面を有する、ドーム形本体と、
不活性ガスである膨張ガスで膨張することによって前記ドーム形本体の前記シール表面と係合して前記通過通路をシールすることで前記シリコン含有プロセスガスが前記流動床リアクターから流出することを防止する膨張式シールと、を有するドームバルブとを有し、
前記ドーム形本体が前記通過通路内において閉位置と開位置との間で回転可能であり、前記閉位置では、前記ドーム形本体の前記シール表面が前記弁座と係合して前記通過通路の一次シールを形成することにより、前記流動床リアクターからの前記シリコン製品の選択的分注が防止され、かつ前記開位置では、前記弁座によって画定される前記開口部が前記ドーム形本体の前記シール表面によって少なくとも部分的に塞がれないことにより、前記流動床リアクターからの前記シリコン製品の選択的分注が可能になる、流動床リアクター。
【請求項２】
前記バルブ本体が前記閉位置にあり、かつ前記膨張式シールが前記ドーム形本体の前記シール表面と係合する際に前記ドームバルブが、バルブ漏れ分類のＡＮＳＩ／ＦＣＩ  ７０−２  １９７６（Ｒ１９８２）規格によって規定されるクラスＶＩシールの前記通過通路を与える、請求項１に記載の流動床リアクター。
【請求項３】
前記弁座、前記バルブ本体、及び前記ドーム形本体が、シリコン、セメントカーバイド、及びこれらの組み合わせの群から選択される非汚染性材料で構成される、請求項１又は２に記載の流動床リアクター。
【請求項４】
流動床リアクターからシリコン製品を選択的に分注するために前記流動床リアクターに接続されるドームバルブであって、前記流動床リアクターがハウジングを有し、前記ハウジングが前記シリコン製品を生成するための反応室を画定するとともに前記シリコン製品が前記反応室から出ることを可能にする排出出口を画定し、前記ドームバルブが、
前記反応室と連通して前記シリコン製品が前記流動床リアクターから出ることを可能にする通過通路を画定する、バルブ本体と、
前記通過通路内において前記バルブ本体と連結される弁座であって、弁座から前記シリコン製品が前記通過通路に入る開口部を画定する、弁座と、
半球状の形態を有し、かつ前記通過通路内に回転可能に配置されたドーム形本体であって、シール表面及び前記シール表面から離間された内表面を有する、ドーム形本体と、
不活性ガスである膨張ガスで膨張することによって前記ドーム形本体の前記シール表面と係合して前記通過通路をシールすることで前記シリコン含有プロセスガスが前記流動床リアクターから流出することを防止する膨張式シールと、を有し、
前記ドーム形本体が前記通過通路内において閉位置と開位置との間で回転可能であり、前記閉位置では、前記ドーム形本体の前記シール表面が前記弁座と係合して前記通過通路の一次シールを形成することにより、前記流動床リアクターからの前記シリコン製品の選択的分注が防止され、かつ前記開位置では、前記弁座によって画定される前記開口部が前記ドーム形本体の前記シール表面によって少なくとも部分的に塞がれないことにより、前記流動床リアクターからの前記シリコン製品の選択的分注が可能になり、
前記通過通路を画定する前記弁座、前記ドーム形本体、及び前記バルブ本体の中の少なくとも１つが、前記シリコン製品の汚染を防止するために非汚染性材料で構成される、ドームバルブ。
【請求項５】
前記弁座、前記バルブ本体、及び前記ドーム形本体が、シリコン、セメントカーバイド、及びこれらの組み合わせの群から選択される前記非汚染性材料で構成される、請求項４に記載のドームバルブ。
【請求項６】
容器の隔室からシリコン製品を選択的に分注するためのドームバルブであって、前記ドームバルブが、
前記容器の前記隔室と連通して前記シリコン製品が前記容器から出ることを可能にする通過通路を画定する、バルブ本体と、
前記通過通路内において前記バルブ本体と連結される弁座であって、シリコン製品が弁座を通って前記通過通路に入る開口部を画定する、弁座と、
半球状の形態を有し、かつ前記通過通路内に回転可能に配置されたドーム形本体であって、シール表面及び前記シール表面から離間された内表面を有し、かつ前記内表面が凹状となっている、ドーム形本体と、
不活性ガスである膨張ガスで膨張することによって前記ドーム形本体の前記シール表面と係合して前記通過通路をシールすることでガスが前記容器の前記隔室に流入することを防止する膨張式シールと、を有し、
前記ドーム形本体が前記通過通路内において閉位置と開位置との間で回転可能であり、前記閉位置では、前記ドーム形本体の前記シール表面が前記弁座と係合して前記通過通路の一次シールを形成することにより、前記容器の前記隔室からの前記シリコン製品の選択的分注が防止され、かつ前記開位置では、前記弁座によって画定される前記開口部が前記ドーム形本体の前記シール表面によって少なくとも部分的に塞がれないことにより、前記容器の前記隔室からの前記シリコン製品の選択的分注が可能になり、
前記通過通路を画定する前記弁座、前記ドーム形本体、及び前記バルブ本体の中の少なくとも１つが、前記シリコン製品の汚染を防止するために非汚染性材料で構成される、ドームバルブ。
【請求項７】
前記弁座、前記バルブ本体、及び前記ドーム形本体が、シリコン、セメントカーバイド、及びこれらの組み合わせの群から選択される前記非汚染性材料で構成される、請求項６に記載のドームバルブ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
（関連出願の相互参照）
本出願は、参照により援用する２０１１年６月１６日出願の米国仮特許出願第６１／４９７，７８５号に基づく優先権及びそのすべての利益を主張するものである。
【０００２】
（発明の分野）
本発明は、一般的にはドームバルブに関する。より詳細には、本発明は、シリコン製品を選択的に分注するために使用されるドームバルブに関する。
【背景技術】
【０００３】
シリコン製品を分注するためのバルブの使用は当該技術分野では周知のものである。通常、シリコン製品の入った容器には、バタフライバルブ、ボールバルブ、又はスライドゲートバルブといった従来のバルブが接続される。こうした従来のバルブは開位置と閉位置との間で動作する。従来のバルブが開位置にある場合にはシリコン製品は分注され、従来のバルブが閉位置にある場合にはシリコン製品は容器内に保持される。従来のバルブは、シリコン製品の粒子が従来のバルブのシール表面と接触する際に詰まりを生じやすい。より詳細には、シリコン粒子は従来のバルブ内部で詰まる可能性があり、従来のバルブが開位置と閉位置との間で動作することが妨げられる。
【０００４】
一般的には、不純物によるシリコン製品の汚染が制限されるように高純度のシリコン製品を製造することが望ましい。そのため、高純度のシリコンの製造においては、シリコン製品が曝される環境条件が注意深く制御される。一般的には、従来のバルブでは、シリコン製品が従来のバルブと接触するためにシリコン製品に不純物が導入される可能性がある。より詳細には、従来のバルブは、ステンレス鋼などの金属でできている。シリコン製品は研磨性を有しており、従来のバルブの動作時にシリコン製品が従来のバルブを擦るために従来のバルブの金属が剥離しうる。従来のバルブから剥離した金属にシリコン製品が接触されることにより、シリコン製品が汚染され、シリコン製品の純度が低下しうる。高純度のシリコン製品では、１パート・パー・ビリオン・アトミック（ｐｐｂａ）（原子数で１０億分の１）の低い汚染レベルでもシリコン製品の有用性に影響を及ぼしうる。
【０００５】
例えば従来のバルブが、流動床リアクターに接続される場合では、流動床リアクターにより生成されるシリコン製品が従来のバルブと直接物理的に接触するか、又は大気を介して接触し、このことがシリコン製品の不純物の一因となりそれによりシリコン製品が汚染されうる。化学エッチングなどの方法を使用してシリコン製品の表面をきれいにして表面の不純物を除去することができるが、これらの方法では処理のコストが大幅に嵩む。したがって、シリコン製品の汚染は避けられなければならない。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
上記に述べたように、従来のバルブは詰まりを生じうることから、バルブが開位置と閉位置との間を行き来することが妨げられる。従来のバルブが流動床リアクターに接続されて詰まりを生じた場合には、流動床リアクターの修理を行わなければならず、これによりシリコン製品を製造するための製造時間の増大につながる。更に、従来のバルブの修理を行うためには、流動床リアクターを停止させなければならず、これにより流動床リアクターの反応室内の構成部品の熱サイクルを生じる。反応室のハウジング、加熱エレメント、及び電極などのグラファイト及び石英でできた反応室内の構成部品の熱サイクルは、これらの構成部品の早期の破損につながりうる。更に、従来の流動床リアクターが修理される際、既に生成されたシリコン製品が、詰まった従来のバルブを掃除する作業者との接触によって汚染される怖れがある。したがって、容器からシリコン製品を分注するための改良されたバルブを提供するチャンスが存在する。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
ドームバルブは、容器の隔室からシリコン製品を選択的に分注する。ドームバルブは、前記容器の前記隔室と連通してシリコン製品が容器から出ることを可能にする通過通路を画定するバルブ本体を有する。ドームバルブは、そこからシリコン製品が前記通過通路に入る開口部を画定する弁座を更に有する。ドームバルブは、半球状の形態を有するドーム形本体を更に有する。ドーム形本体はシール表面を有する。ドーム形本体は、閉位置と開位置との間で回転可能である。
【０００８】
閉位置では、ドーム形本体の前記シール表面が前記弁座と係合して前記通過通路の一次シールを形成することにより、流動床リアクターからの前記シリコン製品の選択的分注が防止される。開位置では、弁座によって画定される開口部がドーム形本体の前記シール表面によって少なくとも部分的に塞がれないことにより、流動床リアクターからのシリコン製品の選択的分注が可能になる。
【０００９】
したがって、ドームバルブは、ドームバルブが詰まりを生じるリスクを最小限に抑えつつ、シリコン製品を選択的に分注することができる。更に、シリコン製品がドームバルブの通過通路を通過する際にシリコン製品とドームバルブとの間の相互干渉が低減されることにより、シリコン製品が汚染されるリスクが低減される。
【００１０】
本発明の他の利点は、付属の図面と併せて考えた場合に直ちに認識されであろうし、同様に以下の詳細な説明を参照することでより深い理解がなされるであろう。図中、
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】流動床リアクターの概略図である。
【図２】ドーム形本体を有するドームバルブを示す、流動床リアクターとともに使用されるドームバルブの断面斜視図である。
【図３】ドーム形本体が閉位置にあり、シリコン製品を保持しているドームバルブの断面斜視図である。
【図４】ドーム形本体が部分的な開位置にあり、シリコン製品を分注しているドームバルブの断面斜視図である。
【図５】閉位置にあるドーム形本体を有している、流動床リアクターとともに使用されるドームバルブの斜視図である。
【図６】ドーム形本体が部分的な開位置にあるドームバルブの斜視図である。
【図７】ドームバルブに連結されたシール保持板を有するドームバルブの斜視図である。
【図８】ドーム形本体と係合した膨張式シールを示す、ドーム形本体及び保持板の部分断面図である。
【図９】ドーム形本体から離間された膨張式シールを示す、ドーム形本体及び保持板の部分断面図である。
【図１０】シリコン製品が入った貯蔵ホッパーに接続されたドームバルブの断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
図面を参照すると、複数の図を通じて同様の符合が対応する部品を示し、ドームバルブが２０として一般的に示されている。ドームバルブ２０は、固体処理バルブとしても知られ、球形ドームバルブ又は球形ディスクバルブと呼ばれる場合もある。少なくとも１つのドームバルブ２０が、容器からシリコン製品２２を選択的に分注するためにシリコン製品２２が入った容器に接続される。容器は、複数のドームバルブ２０を有しうることは理解されるであろう。
【００１３】
図１を参照すると、容器は、流動床リアクター２４であってよい。下記に詳細に述べられるように、流動床リアクター２４では通常、種粒子上にシリコンを成長させることによりシリコン製品２２を製造する。しかしながら、シリコン製品２２は、任意の適当な方法により製造することができることは理解されるであろう。ドームバルブ２０は、流動床リアクター２４からシリコン製品２２を選択的に分注するために流動床リアクター２４に接続されている。ドームバルブ２０は、下記に述べるような流動床リアクター以外にも貯蔵ホッパー又は任意の種類のリアクターなどの任意の容器に接続することができることは理解されるであろう。そのような場合、ドームバルブ２０では、シリコン製品２２を容器の隔室から選択的に分注する。
【００１４】
一般的に、流動床リアクター２４では、シリコン製品２２に付与される不純物の量を制限しながらシリコン製品２２を製造する。本明細書において一般的に使用される用語としての不純物とは、シリコン製品２２中のその存在が望ましくない元素又は化合物として定義される。例えば、問題となる不純物としては一般的にアルミニウム、ヒ素、ホウ素、リン、鉄、ニッケル、銅、クロム、及びこれらの組み合わせが挙げられる。一般的に、堆積されるシリコン製品２２中に存在する不純物を制限することによってシリコン製品２２の高い純度が得られる。本明細書において使用される用語としての高純度とは、シリコン製品２２の不純物含有量が１，０００パーツ・パー・ビリオン・アトミック（（ｐｐｂａ）（原子数で１０億分の１，０００））以下であることを意味する。しかしながら、シリコン製品２２の製造分野では、順次低くなる不純物含有量に基づいて製造されうる公知のシリコン製品２２の間には更なる差異が存在することは理解されるであろう。
【００１５】
高純度を有するものとしてシリコン製品２２を特徴付けるための上記の閾値は不純物含有量の上限を与えるものであるが、上記に記載した閾値よりも不純物含有量が大幅に低いものであってもシリコン製品２２は高純度であるものとして特徴付けることができる。詳細には、シリコン製品２２は、不純物含有量が３パーツ・パー・ビリオン・アトミック（原子数で１０億分の３）以下、あるいは５００パーツ・パー・トリリオン・アトミック（原子数で１兆分の５００）以下であってもよいが、それでもなお高純度のシリコン製品２２とみなすことができる。
【００１６】
流動床リアクター２４は、任意の好適なタイプの流動床リアクターであってよい。本発明に適した流動床リアクターの一例としては、本願に援用する米国特許第７，９２７，９８４号に述べられるものがある。流動床リアクター２４は、ハウジング２６を有している。ハウジング２６は、流動床リアクター２４の反応室３０を画定する少なくとも１つの壁２８を有している。ハウジング２６の壁２８は、種粒子が反応室３０に入ることができるような少なくとも１つの粒子入口３１も画定している。種粒子は、異なる位置において反応室３０に注入することができる。例えば、種粒子は、ガスディストリビュータ又はプロセスガス入口３４の付近か、又は流動床リアクター２４のフリーボード部分の上方で注入することができる。ハウジング２６の壁２８は、種粒子を流動化するために少なくとも１種類のプロセスガスを反応室３０内に導入するためのプロセスガス入口３４を画定してもよい。別の言い方をすれば、ガス入口３４は、プロセスガスを反応室３０に流入させるものである。ハウジングの壁２８は、反応ガスをストリッピングして粒子２２を冷却するための水素を加えるためのガス入口３６を更に画定している。
【００１７】
一般的に、種粒子が反応室３０に入れられた後に流動化される。種粒子は通常シリコンで構成される。種粒子の供給源は、当該技術分野では周知のものである。例えば、種粒子は、顆粒状多結晶シリコンの機械的摩耗により、又はシーメンスリアクター中で生成される多結晶シリコンを粉砕することにより得ることができる。
【００１８】
通常、プロセスガスは、少なくとも１種類の流動化プロセスガス及び少なくとも１種類の反応物質プロセスガスを含んでいる。流動化プロセスガスは、反応室３０内の種粒子を流動化するために用いられ、反応プロセスガスの希釈剤として機能する。反応プロセスガスは、種粒子上にシリコンを成長させるために用いられる。流動化プロセスガスと反応プロセスガスとは、同じものであってもよいことは理解されるであろう。例えば、流動化プロセスガスを、種粒子を流動化し、種粒子上にシリコンを成長させるために使用することができる。通常、流動化プロセスガスは、水素、アルゴン、ヘリウム、窒素、又はこれらの組み合わせを含む。一般的に、流動化プロセスガスはシリコンを含む。より詳細には、反応プロセスガスは、水素及びシリコンモノマーを含む。固相シリコンを形成することが可能な任意のシリコン系前駆物質をモノマーとして使用することができる（例えばトリクロロシラン、シラン、ジクロロシラン、トリブロモシラン、四ヨウ化ケイ素、及びこれらの組み合わせ）。好ましい実施形態では、シリコンモノマーは、シラン及びトリクロロシランの群から選択することができる。
【００１９】
流動床リアクター２４のハウジング２６は、エッチングガスを反応室３０内に導入することを可能にする少なくとも１つのエッチングガス入口３２を画定してもよい。また、エッチングガスは、プロセスガスとともにガス入口３４から反応室３０内に導入することもできる。エッチングガスは、一般的にテトラクロロシランを含む。エッチングガスは、窒素及びアルゴンなどの希釈用ガス、又は種粒子上のシリコンの成長に影響しない他の任意のガスを必要に応じて更に含んでもよい。理論によって束縛されることを望むものではないが、エッチングガスは、流動床リアクター２４の壁２８の近くの反応を堆積モードではなくエッチモードに進めるものと考えられる。局所的なエッチモードにより、流動床リアクター２４の壁２８上のシリコン堆積物が防止、かつ／又は除去される。
【００２０】
流動床リアクター２４はシーメンスリアクターと一体化することが可能であり、これにより流動床リアクター２４の反応室３０内で用いられるエッチングガス及び／又はプロセスガスが、シーメンスリアクターからのベントガスから得ることができる。別の言い方をすれば、エッチングガス及び／又はプロセスガスは、シーメンスリアクターからのベントガス流の全体又は一部を含みうる。シーメンスリアクターからのベントガス流を、更なるシラン及び／又はトリクロロシランを添加することによって反応プロセスガスで補充することが可能であることは理解されるであろう。更に、シーメンスリアクターからのベントガス流を、流動化プロセスガスで補充することもできる。シーメンスリアクターからのベントガス流を流動床リアクター２４内に直接供給することで、流動床リアクター２４に供給する熱が少なくて済むことにより、エネルギー節約の効果を得ることができる。
【００２１】
一般的には、加熱装置を使用して、シリコンを含んだプロセスガスを分解するのに充分な温度にまで反応室３０を加熱する。反応室３０を加熱することにより、反応室３０内の種粒子が加熱されることになる。種粒子は、堆積温度にまで加熱される。反応室３０の加熱は、任意の適当な方法によって行うことができる。例えば、流動床リアクター２４は、抵抗加熱、マイクロ波エネルギー、高周波誘導加熱、又は赤外線放射を利用して反応室３０を加熱することができる。一般的に、堆積温度は、約９００〜約１４１０、より一般的には約９５０〜約１３００、更により一般的には約９５０〜約１２５０℃である。
【００２２】
反応室３０は、運転中に加圧することもできる。別の言い方をすれば、反応室３０は、標準的な大気圧よりも高い圧力を有しうる。反応室３０内部の圧力は、通常、少なくとも０．２ＭＰａ（２ａｔｍ）、より一般的には約０．５１〜約１．５２ＭＰａ（約５〜約１５ａｔｍ）、更により一般的には約０．５１〜約０．８１ＭＰａ（約５〜約８ａｔｍ）である。当業者であれば、この上限値は化学的性質に基づいた例示的なものであり、限定的なものではない場合があることは認識されるところであるが、反応室３０内の圧力が１．５２ＭＰａ（１５ａｔｍ）を上回ることは実用的ではない場合がある。
【００２３】
堆積温度に達すると、反応プロセスガスシリコンの分解が生じる。シリコンを含む反応プロセスガスの分解によって、反応室３０内において種粒子上にシリコンが成長してシリコン製品２２が生成する。より詳細には、シラン及び／又はトリクロロシランの分解によって種粒子の表面上にシリコンが堆積することによりシリコン製品２２が生成する。
【００２４】
一般的に、シリコン製品２２はビーズ状である。通常、シリコン製品２２は、真球度が０．５よりも大きいビーズ状である。シリコン製品２２は、ザウター平均粒径が約０．５〜約４、より一般的には約０．６〜約１．６ｍｍである。しかしながら、シリコン製品２２は上記に述べたようなビーズではなく、真球度が約０．１〜約０．５の薄片でもありうることは理解されるであろう。シリコン製品２２が薄片である場合、薄片は一般的には約１００〜約１，０００、より一般的には約３００〜約７００、更により一般的には約３００〜約５００ミクロンである。シリコン製品２２は形成された後、流動床リアクター２４の反応室３０から取り出される。このため、流動床リアクター２４のハウジング２６は、シリコン製品２２が反応室３０から出ることを可能にする排出出口を画定している。一般的には、第１のパイプ部分３８が、流動床リアクター２４のハウジング２６から延びる。第１のパイプ部分３８は、シリコン製品２２を流動床リアクター２４の反応室３０から取り出すことを可能にする排出出口と連通した中空の内部を有している。
【００２５】
上記に述べたように、ドームバルブ２０は、流動床リアクター２４からシリコン製品２２を選択的に分注するためにハウジング２６に接続されている。より詳細には、ドームバルブ２０は、第１のパイプ部分３８に接続されている。一般的には、ドームバルブ２０は、下記に詳述するような開位置及び閉位置を有している。ドームバルブ２０は、閉位置にある場合にシリコン製品２２を保持し、開位置にある場合にシリコン製品２２を分注する。
【００２６】
図２を参照すると、ドームバルブ２０は、通過通路４２を画定するバルブ本体４０を有している。通過通路４２は、反応室３０と連通することでシリコン製品２２が流動床リアクター２４から出ることを可能にしている。第１のパイプ部分３８が存在する場合、通過通路４２は、第１のパイプ部分３８の中空の内部と連通する。通過通路４２は、約５０〜約２００、より一般的には約５０〜約１５０、更により一般的には約７５〜約１００ｍｍの直径Ｄ１を有している。
【００２７】
ドームバルブ２０は、通過通路４２内においてバルブ本体４０と連結された弁座４４を更に有している。弁座４４はバルブ本体４０に連結され、通過通路４２内に延びている。受座保持リング４５は、通過通路４２内において弁座４４をバルブ本体４０に固定するためのバルブ本体４０に対する連結部であることができる。例えば、受座保持リング４５は、バルブ本体４０に対して弁座４４を押し付ける又は挟むことができる。一般的に、受座保持リング４５は、受座保持リング４５とバルブ本体４０との間に弁座４４が配置された状態でバルブ本体４０にボルト留めされる。弁座４４は、受座保持リング４５に不可欠であることは理解されるであろう。
【００２８】
弁座４４は、そこから製品２２がドームバルブ２０の通過通路４２に入る開口部を画定している。弁座４４によって画定される開口部は、通過通路４２の直径Ｄ１よりも小さい通過直径Ｄ２を有している。一般的に、弁座４４によって画定される通過直径Ｄ２は、約２５〜約１５０、より一般的には約５０〜約１００、更により一般的には約５０〜約７５ｍｍである。
【００２９】
通過直径Ｄ２は通過通路４２の直径Ｄ１よりも小さいことから、弁座４４は、研磨性を有するシリコン製品２２とより長時間の接触に曝される。このため、弁座４４の摩耗を最小限に抑えてシリコン製品２２との接触に弁座４４が耐えうるように弁座４４を硬質の材料で形成することが望ましい。弁座４４の摩耗が制限されることにより、シリコン製品２２の弁座４４の材料による汚染が防止される。弁座４４の材料は、ロックウェルＡのスケールで一般的に８３．５よりも高い、より一般的には約８３．５〜約９４．２、更により一般的には約８４．０〜約９１．０、よりいっそう一般的には約８６．０〜約９０の硬度を有する。
【００３０】
ドームバルブ２０は、半球状の形態を有するドーム形本体４６を更に有している。図３及び４を参照すると、ドーム形本体４６は、通過通路４２内において閉位置と開位置との間で回転可能に配置されている。ドーム形本体４６は、シール表面４８及びシール表面４８から離間された内表面５０を有している。閉位置では、ドーム形本体４６のシール表面４８は、弁座４４と係合して通過通路４２の一次シールを形成する。更に、閉位置では、ドーム形本体４６は、弁座４４によって画定される開口部の通過直径Ｄ２を完全に遮断する。図３に示されるように、ドーム形本体４６が閉位置にある場合に形成される一次シールは、流動床リアクター２４からシリコン製品２２が選択的に分注されることを防止する。また、図４に示されるように、ドーム形本体４６が開位置にある場合、弁座４４によって画定される開口部は、流動床リアクター２４からシリコン製品２２が選択的に分注されるようにドーム形本体４６によって少なくとも部分的に塞がれていない。別の言い方をすれば、開位置では、ドーム形本体４４は、弁座４４によって画定される開口部の通過直径Ｄ２を完全には遮断しないドーム形本体４６が開位置にある場合、弁座４４によって画定される開口部は、シリコン製品２２を開口部に通過させる一方で部分的に塞がれうる。更に、ドーム形本体４６が開位置にある場合、弁座４４によって画定される開口部は、ドーム形本体４６によってまったく塞がれない場合もある。例えば、ドーム形本体４６は、それぞれが弁座４４によって画定される開口部の異なる径を与える複数の予め設定された開位置を有しうる。別の言い方をすれば、弁座４４によって画定される開口部の径は、複数の予め設定された位置のどの位置にドーム形本体４６があるかを変えることによって変化させることができる。弁座４４によって画定される開口部の径を制御することにより、流動床リアクター２４からのシリコン製品２２の選択的分注の速度が制御される。
【００３１】
一般的に、ドーム形本体４６はその一部分が除去されている点を除き、球状である。別の言い方をすれば、ドーム形本体４６は、中空の球の一部分と似ている。より詳細には、ドーム形本体４６のシール表面４８は、弁座４４と係合するように凸状となっている。ドーム形本体４６のシール表面４８は、ドーム形本体４６が開位置と閉位置との間で回転する際に弁座４４に沿って摺動する。ドーム形本体４６の内表面５０は、内表面５０によって通過通路４２が塞がれることを防止するように凸状となっており、ドーム形本体４６のシール面４８は凸状となっている。しかしながら、内表面５０は、通過通路４２を塞がないよう、完全な凹状である必要はない。例えば、内表面５０の外周部は、内表面５０の中央部が平坦な凹状であってもよく、また、内表面５０が完全に平坦であってもよい。内表面５０の外周部を凹状とすることにより、ドーム形本体４６が弁座４４に沿って摺動する際に、付着したシリコン製品２２を切り進むことにより、通過通路４２内に付着しうるシリコン製品２２をすべて除去する助けともなる。
【００３２】
通過通路４２は、バルブ本体４０から通過通路４２内に延びる弁座４４によってわずかに塞がれるが、通常は、ドーム形本体４６が完全に開位置にある場合には、ドーム形本体４６が通過通路４２を塞くことはない。より詳細には、弁座４４は、ドーム形本体４６が通過通路４２を塞ぐことを防止することができる。通過通路４２は、ドーム本体の内表面５０がシール表面４８と平行であるためにドーム形本体４６によって塞がれることはない。ドーム形本体４６の内表面５０の平行な形状により、ドーム形本体４６はドームバルブ２０の通過直径の外側にその全体が位置することになる。別の言い方をすれば、ドーム形本体４６の内表面５０は凹状となっており、このため、内表面５０が弁座４４によって画定される開口部と位置がずれるように動く。したがって、ドーム形本体４６の内表面５０は、シリコン製品２２が分注される際にシリコン製品２２との干渉を生じない。
【００３３】
ドームバルブ２０は、一端がドーム形本体４６に連結され、他端がバルブ本体４０を貫通して延びるシャフト５２を有してもよい。別の言い方をすれば、バルブ本体４０には、シャフト５２をバルブ本体４２に貫通させるための穴が画定されている。ドーム形本体４６は、通常、内表面５０から延びる２本の脚部５３を有している。２本の脚部５３の少なくとも一方はバルブ本体４０に連結されている。２本の脚部５３の他方はシャフト５２に連結されている。あるいは、２本の脚部５３は両方ともシャフト５２に連結される。一般的には、シャフト５２を回転させてドーム形本体４６を開位置と閉位置との間で回転させる。シャフト５２は任意の適当な手段によって回転させることが可能であることは理解されるであろう。例えば、必ずしも必要ではないが、ドームバルブ２０は、図５及び６に示されるようなシャフト５２を回転させるためのベーンアクチュエータ５４のようなアクチュエータ５４を有してもよい。バネ復帰式アクチュエータなどの他の一般的なバルブ用アクチュエータシステムの使用も可能であることは理解されるであろう。第１のソレノイドバルブ５６を、アクチュエータ５４の動作を制御するためにアクチュエータ５４と連通することができる。しかしながら、アクチュエータ５４は任意の適当な手段によって動作させることができる。
【００３４】
ドームバルブ２０は、バルブ本体４２により画定される穴の内部に配置されるブッシング５８を更に有してもよいブッシング５８は、外部のガスの侵入を防ぐ一方でシャフト５２が回転することを可能にするようにシャフト５２の周囲をシールしている。ブッシング５８は、ブッシング５８のシール性能を高めるためのＯリングを更に含んでもよい。Ｏリングは、Ｖｉｔｏｎ（登録商標）ゴムのようなフルオロポリマーエラストマーを通常含んでいる。ドームバルブ２０は、図５及び６に示されるように、通過通路４２内におけるドーム形本体４６の位置を示すための指示ビーコン６０を更に含んでもよい。別の言い方をすれば、指示ビーコン６０は、ドーム形本体４６が開位置又は閉位置のいずれにあるかを示すものである。
【００３５】
ドーム形本体４６のシール表面４８と弁座４４との係合により形成される一次シールは、ガスがドームバルブ２０を通過することを防ぐのには一般的には適していない。例えば、プロセスガスが、ドームバルブ２０を通って反応室３０から逃げる可能性がある。更に、流動床リアクター２４の周囲の大気中の酸素などの流動床リアクター２４の外側の外部ガスが、ドームバルブ２０を通って反応室３０内に侵入する可能性がある。外部ガスは、反応室３０内に汚染物質を導入することにより、生成するシリコン製品２２の純度に影響を与える怖れがある。更に、外部ガスが酸素である場合には、反応室３０内のプロセスガスと望ましくない反応を行うことにより流動床リアクター２４の破損を生じうる。
【００３６】
したがって、図７及び８に示されるように、ドームバルブ２０は、弁座４４の代わりにドーム形本体４６のシール表面４８と係合して通過通路４２をシールするための膨張式シール６２を更に有することができる。通過通路４２をシールする以外に、膨張式シール６２は、反応室３０内のプロセスガス又は反応室３０の外側の外部ガスなどのガスがドームバルブ２０を通過することを防止する。別の言い方をすれば、膨張式シール６２は、流動床リアクター２４から反応ガスが逃げることを防止するものである。膨張式シール６２は、酸素などの反応室の外側の外部ガスが反応室３０に入ることを更に防止する。シリコン製品２２が容器内にある場合、膨張式シール６２は外部ガスが容器の隔室に侵入することを防止する。ドームバルブ２０の膨張式シール６２は、ドーム形本体４６が閉位置にあり、膨張式シール６２がドーム形本体４６のシール表面４８と係合する際に、通過通路４２に、バルブ漏れ分類のＡＮＳＩ／ＦＣＩ  ７０−２  １９７６（Ｒ１９８２）規格によって規定されるクラスＶＩシールを少なくとも与えるものである。
【００３７】
図７及び１０を参照すると、ドームバルブ２０は、バルブ本体４０に連結されたシール保持板６４を更に有してもよい。シール保持板６４は膨張式シール６２を収容しており、膨張式シール６２はシール保持板６４から膨張することができる。この実施形態では、シール保持板６４の開口径がドームバルブ２０の入口直径Ｄ２を規定している。シール保持板６４は、バルブ本体４０に対して別の構成要素とすることができる。別の言い方をすれば、シール保持板６４がバルブ本体４０と機械的に連結されるようにシール保持板６４をバルブ本体４０とは別の構成要素とすることができる。例えば、シール保持板６４は、ボルトによってバルブ本体４０に連結することができる。しかしながら、シール保持板６４は、任意の適当な方法によってバルブ本体４０に連結することができることは理解されるであろう。シール保持板６４をバルブ本体４０と一体にすることができることも理解されるであろう。シール保持板６４がバルブ本体４０に対して別の構成要素である場合、プレートガスケット６５をシール保持板６４とバルブ本体４０との間に配置して通過通路４２の陽圧シールを与えることができる。
【００３８】
図８及び９を参照すると、膨張式シール６２は、シール保持板６４から延びてドーム形本体４６のシール表面４８と係合するように膨張可能である。別の言い方をすれば、膨張式シール６２は、シール保持板６４から膨張してドーム形本体４６のシール表面４８と係合する。膨張式シール６２とドーム形本体４６のシール表面４８との係合によって通過通路４２がシールされる。受座保持リング４５に膨張式シール６２を支持するために切欠きが形成されてもよい。別の言い方をすれば、膨張式シール６２は受座保持リング４５の切欠きの中に受座保持リング４５と接触させて置くことができる。
【００３９】
第２のソレノイドバルブ６８及びシール保持板６４にチューブ５７を連結して膨張式シール６２の膨張及び収縮を行うことができる。膨張式シール６２は、通常、エラストマー材料、好ましくはフルオロポリマーエラストマーを含んでいる。適当なフルオロポリマーエラストマーの一例としてはＶｉｔｏｎ（登録商標）ゴムがある。一般的に、シール保持板６４は、膨張式シール６２と連通する少なくとも１本の経路６６を画定する。膨張式シール６２内の圧力を調節することによって、ドーム形本体４６のシール表面４８との係合状態と、シール表面４８との非係合状態との間で膨張式シール６２を動作させる。別の言い方をすれば、膨張式シール６２内の圧力を高めることにより膨張式シール６２をドーム形本体４６のシール表面４８と係合状態となるように膨張させる。あるいは、膨張式シール６２内の圧力を低下させることにより、膨張式シール６２をドーム形本体４６のシール表面４８との係合状態から収縮させる。
【００４０】
膨張式シール６２内の圧力は、通常、シール保持板６４の経路６６から膨張式シール６２内に膨張ガスを導入することにより増大させられる。膨張式シール６２内の圧力は経路６６から膨張ガスを抜くことにより低下させられ、したがって膨張ガスは膨張式シール６２から除去される。膨張液を膨張ガスの代替物として使用することも可能であることは理解されるであろう。通常、圧力調節装置を使用して経路６６及び膨張式シール６２内の膨張ガスの圧力を制御することができる。しかしながら、経路６６及び膨張式シール６２内の圧力は任意の適当な方法によって制御することができる。図７に示されるように、ドームバルブ２０は、経路６６及び膨張式シール６２と連通した別の第２のソレノイドバルブ６８を有してもよい。第２のソレノイドバルブ６８は、経路６６及び膨張式シール６２内の圧力をそれぞれ増大及び低下させるために開位置と閉位置との間で動作可能である。膨張ガスを第２のソレノイドバルブ６８から経路６６に移送するために、チューブ５７によって第２のソレノイドバルブ６８をシール保持板６４の経路６６に連結することもできる。
【００４１】
膨張液が用いられる場合には、膨張ガスと同様にして使用される。一般的には、経路６６及び膨張式シール６２内の膨張ガスは不活性ガスである。別の言い方をすれば、膨張ガスは、膨張式シール６２が破裂した場合に流動床リアクター２４の動作に影響を及ぼしうる空気などの酸化性ガスは含まない。このため、膨張ガスは、反応室３０中に用いられるプロセスガスに応じて選択される。より詳細には、膨張ガスは、膨張式シール６２が破損し、膨張ガスが反応室３０内のプロセスガスと混合した場合にプロセスガスとの望ましくない化学反応を防止するように選択される。一般的には、膨張ガスは、アルゴン、ヘリウム、水素、及び窒素の群から選択される。より一般的には、膨張ガスは非反応性であり、好ましくは膨張ガスは窒素である。
【００４２】
図１を参照すれば、流動床リアクター２４において更なるドームバルブ２０を使用することもできることは理解されるであろう。例えば、上記に述べたドームバルブ２０を、第１のドームバルブ２０Ａ及び第１のドームバルブ２０Ａから離間された第２のドームバルブ２０Ｂとすることができる。複数のバルブ２０Ａ、２０Ｂは互いから一定の距離で離間されている。一般的には、複数のバルブ２０Ａ、２０Ｂ間の距離は、ドームバルブ２０Ａ、２０Ｂのそれぞれによって保持されるシリコン製品２２の体積に基づいて決定される。第１及び第２のドームバルブ２０Ａ、２０Ｂを用いたこのような実施形態では、第１のドームバルブ２０Ａは第１のパイプ部分３８に接続される。第２のパイプ部分７２が、第１のドームバルブ２０Ａの第１のパイプ部分３８とは反対側に接続され、第２のドームバルブ２０Ｂが第２のパイプ部分７２に接続される。別の言い方をすれば、第１及び第２のドームバルブ２０Ａ、２０Ｂは互いに直列に配置される。第２のドームバルブ２０Ｂが膨張式シール６２を有するような第１及び第２のドームバルブ２０Ａ、２０Ｂを直列に配置することにより、反応室３０内にプロセスガスを維持しつつ反応室３０から製品を取り出す負担が軽減される。
【００４３】
一般的には、第１及び第２のドームバルブ２０Ａ、２０Ｂのそれぞれの通過通路４２は互いに連通している。第１及び第２のドームバルブ２０Ａ、２０Ｂの間に第２のパイプ部分７２によって保持室が与えられることで、第２のドームバルブ２０Ｂが保持室からシリコン製品２２を選択的に分注する前に、反応室３０の外部においてシリコン製品２２の更なる冷却が行われる。ガス入口３６を使用してシリコン製品２２に水素を添加して反応ガスをストリッピングし、シリコン製品２２を冷却することができる。
【００４４】
別の言い方をすれば、シリコン製品２２が第１及び第２のドームバルブ２０Ａ、２０Ｂの間の第２のパイプ部分７２の中空の内部に保持されることにより、プロセスガスの存在する部分の外側でシリコン製品２２を冷却させることができる。第２のパイプ部分７２内におけるシリコン製品２２の冷却は、ガス入口３６から導入される水素によって第１のパイプ部分３８内において行われるシリコン製品２２の冷却に加えて行われるものであることは理解されるであろう。このため、シリコン製品２２は第２のパイプ部分７２内において更なる冷却を行う必要がない。
【００４５】
一般的には、第１のドームバルブ２０Ａはシール保持板６４又は膨張式シール６２を有していないため、第１のドームはシリコン製品２２のような固体のみを保持し、ガスは第１のドームバルブ２０Ａを通過することができる。更に、第２のドームバルブ２０Ｂは、固体を保持するとともにプロセスガス又は反応室３０の外側の大気中のガスなどのガスが反応室３０に流入することを防止するためのシール保持板６４及び膨張式シール６２を通常、有している。しかしながら、第１及び第２のドームバルブ２０Ｂの両方がシール保持板６４及び膨張式シール６２を有してもよく、又は両方がこれらを有さずともよいことは理解されるであろう。使用されるパイプの数を単純に増やし、各ドームバルブ２０を互いに直列に相互連結することにより任意の数のドームバルブ２０を使用することができることも理解されるであろう。
【００４６】
上記に述べたように、不純物によるシリコン製品２２の汚染を防止することが有益である。必ずしも必要ではないが、ドームバルブ２０は、ドームバルブ２０は、ドームバルブ２０と接触するシリコン製品２２が高い純度を維持するように非汚染性材料で形成することができる。別の言い方をすれば、ドームバルブ２０が非汚染性材料で形成されているために、シリコン製品２２がドームバルブ２０と接触する際にシリコン製品２２に不純物を与えることがない。一般的には、通過通路４２を画定する弁座４４、ドーム形本体４６、及びバルブ本体４０のそれぞれは、シリコン製品２２の汚染を防止するために非汚染性材料を備える。
【００４７】
一般的には、非汚染性材料は、シリコン、セメントカーバイド、及びこれらの組み合わせから選択される。より一般的には、非汚染性材料は、多結晶性シリコン、シリコンカーバイドなどのシリコン系材料、及びセメントタングステンカーバイドなどの非シリコン系材料、並びにこれらの組み合わせの群から選択される。シリコン系材料は、チョクラルスキー又はフロートゾーン法により得られる高純度のドープされていない単結晶インゴットで形成することができることは理解されるであろう。弁座４４の非汚染性材料としてシリコンを使用することの更なる利点としては、シリコンが弁座４４の硬度の要求条件を満たすことである。一般的には、弁座４４がシリコンを含む場合、弁座４４は、約９００〜約１０５０、より一般的には約９５０〜約１０００ビッカースの硬度を有する。弁座４４がセメントカーバイドを含む場合、弁座４４は、ロックウェルＡスケールで、一般的には約８３．５〜約９４．２、より一般的には約８６．０〜約９０．０の硬度を有する。一般的には、シリコンよりもセメントカーバイドが通常は丈夫であることから弁座４４はセメントカーバイドで形成される。
【００４８】
非汚染性材料は、シリコン製品２２と接触するドームバルブ２０の窪み部分において他の材料と結合させることができる。例えば弁座４４の材料を別の材料内に圧入して弁座４４を形成することができる。別の言い方をすれば、弁座４４は、非汚染性材料が第２の材料内に圧入された複数の材料で構成することができる。このような実施形態では、第２の材料は、第１の材料を保持するのに適した任意の種類の金属であってよい。更に、ドームバルブ２０の、シリコン製品２２と接触する部分は、ドームバルブ２０がシリコン製品２２を汚染することを防止するためのスプレーコーティングを含みうる。スプレーコーティングは、サイズに合わせて非汚染性材料を塗布することが困難なシリコン系非汚染性材料から作製されていないドームバルブ２０の各領域を処理するうえで有用である。スプレーコーティングは、スプレーコーティングを非汚染性材料に接着させるための火炎スプレーコーティングであってもよい。例えば、スプレーコーティングは、プラズマ又はＨＶＯＦ（高速酸素燃料）スプレー法により塗布することができる。スプレーコーティングは、一般的にはセメントカーバイド、アルミナ、及びシリコンカーバイドの群から選択される。より一般的には、スプレーコーティングは、コバルト結合剤を含むタングステンカーバイドである。
【００４９】
一般的には、ドーム形本体４６及び弁座４４は、シール表面４８が弁座４４と確実に嵌合するのに必要な公差範囲内で製造される。しかしながら、ドーム形本体４６のシール表面４８が弁座４４と確実に嵌合するのに必要な公差範囲を維持しながら非汚染性材料からドーム形本体４６及び弁座４４を製造することは困難をともないうる。このため、弁座４４をドーム形本体４６に対して調節可能なものにして、非汚染性材料から製造されるドーム形本体４６及び弁座４４の、必要な公差範囲の外側となる寸法のばらつきを補償することができる。別の言い方をすれば、弁座４４をドーム形本体４６に対してこのように調節できることで、弁座４４及びドーム形本体４６を製造するための必要な公差範囲が広がり、弁座４４及びドーム形本体４６を非汚染性材料から製造することが可能になる。座席保持リング４５と弁座４４との間にシム７３を挿入することにより、ドーム形本体４６のシール表面４８に近づく方向に弁座４４を調節することができる。更に、弁座４４とバルブ本体４０との間にシム７３を挿入することでバルブ本体４０から遠ざかる方向に弁座４４を調節することができる。更に、シール保持板６５が存在する場合には、シム７３をシール保持板６５とバルブ本体４０との間に配置することでバルブ本体４０に対して膨張式シール６２を調節することができる。
【００５０】
通常、シム７３はシリコン製品２２に暴露されない。しかしながら、シムガスケットを使用してシリコン製品２２がシム７３と接触することを防止することもできる。シム７３は、バルブ本体４０に対する弁座４４の望ましい所望の調節量に概ね等しい厚さを有する。通常、弁座４４は、少なくとも０．３２ｃｍ（０．１２５インチ）だけ調節可能である。しかしながら、シム７３を使用してドーム形本体４６に対して弁座４４の任意の所望の調節を行うことができることは理解されるであろう。
【００５１】
ドームバルブ２０は、更に、ドームバルブ２０からのシリコン製品２２の流れを方向付けるための漏斗又は傾斜面を有しうる。ドームバルブ２０自体と同様、漏斗は非汚染性材料で通常は形成される。ソーラー用途では、シリコンの温度が各ポリマーの軟化温度よりも低いものとして、色素をいっさい含まないポリマー材料を使用することができる。例えば、漏斗の非汚染性材料は、通常、超高分子量ポリエチレンである。更に、第１及び第２のドームバルブ２０Ａ、２０Ｂを相互連結する第１及び第２のパイプ部分３８、７２は、第１及び第２のパイプ部分３８、７２がシリコン製品２２を汚染することを防止するための内張りを有してもよい。内張りに適した材料としては、高純度結晶性シリコン及びシリコンカーバイドコーティングされたグラファイトが挙げられる。
【００５２】
上記に触れたように、ドームバルブ２０は、貯蔵ホッパー７４のような任意の容器、又は上記に述べた流動床リアクター２４以外の任意の種類の反応室に接続することができる。このような実施形態では、ドームバルブ２０は、上記に述べたのと同様にして動作する。図１０を参照すると、ドームバルブ２０が貯蔵ホッパー７４に接続されている。貯蔵ホッパー７４は、シリコン製品２２を貯蔵するための隔室７６を画定している。例えば、シリコン製品２２は、上記に述べた流動床リアクター２４から出た後で貯蔵ホッパー７４内に入れることができる。ドームバルブ２０は貯蔵ホッパー７４に直接接続することもできることは理解されるであろう。また、ドームバルブ２０は、貯蔵ホッパー７４に接続され、貯蔵ホッパー７４から延びる第１のパイプ部分に接続することもできる。更に、上記に述べた流動床リアクター２４とまったく同様に、複数のドームバルブ２０を貯蔵ホッパー７４に互いに直列に接続することができる。
【実施例】
【００５３】
第１の試験ドームバルブ、第２の試験ドームバルブ、及び第３の試験ドームバルブを上記の説明文にしたがって製造する。第１の試験ドームバルブでは、弁座、ドーム形本体、シャフト、及びブッシングをセメントタングステンカーバイドで作製する。第１の試験ドームバルブのバルブ本体は、通過通路に、コバルト結合剤を含んだタングステンカーバイドを含むスプレーコーティングを施した３１６Ｌステンレス鋼である。
【００５４】
第２の試験ドームバルブでは、弁座、受座保持板、ドーム形本体を本質的なチョクラルスキーシリコンで作製する。第２の試験ドームバルブのシャフト及びブッシングはセメントタングステンカーバイドで作製する。第２の試験ドームバルブのバルブ本体は、通過通路に、コバルト結合剤を含んだタングステンカーバイドを含むスプレーコーティングを施した３１６Ｌステンレス鋼である。
【００５５】
第３の試験ドームバルブでは、ステンレス鋼の受座保持板で被覆した３１６ステンレス鋼充填ＰＴＦＥで弁座を作製する。第３の試験ドームバルブのシャフト、ブッシング、及びドーム形本体は、３１６ステンレス鋼で作製する。第３の試験ドームバルブのバルブ本体及び受座保持板は、３１６ステンレス鋼である。第３の試験ドームバルブの通過通路及びドーム形本体には、コバルト結合剤を含んだタングステンカーバイドを含むスプレーコーティングを施す。第３の試験ドームバルブは、耐摩耗性コーティング及び耐摩耗性ポリマーのみを用いた市販のドームバルブである。第３の試験ドームバルブの例としては、オハイオ州ミルフォード所在のロト・ディスク社（Roto Disc Company）より販売されるものがある。
【００５６】
第１、第２、及び第３の試験ドームバルブのそれぞれは、シリコン製品を方向付けるための漏斗を有している。漏斗は色素充填剤をいっさい含まない超高分子量ポリエチレンで作製する。
【００５７】
シリコン製品は、第１及び第２の試験ドームバルブをシリコン製品が通過する前には既知の初期表面純度を有している。シリコン製品の第１の試料を第１の試験ドームバルブに通過させる。シリコン製品の第２の試料を第２の試験ドームバルブに通過させる。シリコン製品の第３の試料を第３の試験ドームバルブに通過させる。第１、第２、及び第３の試験ドームバルブの対応する１つに通過させた第１、第２、及び第３の試料について表面純度を結果として得る。結果としての表面純度は、高純度のフッ化水素酸を用いた気相分解技術（vapor phase digestion technique）を用い、高解像度誘導結合プラズマ質量分析装置で続く元素分析を行って得る。高純度多結晶性シリコン材料に対する表面純度分析についてのこうした技術は当該技術分野では周知のものである。第１、第２、及び第３の試料の初期表面純度及び結果的に得られた表面純度を下記表１に示す。
【００５８】
【表１】
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【００５９】
表１に示されるように、セメントタングステンカーバイドで形成された弁座及びドーム形本体を有する第１の試験ドームバルブを通過させた第１の試料、並びに真性チョクラルスキーシリコンで形成された弁座及びドーム形本体を有する第２の試験ドームバルブを通過させた第２の試料はいずれも、第３の試験ドームバルブを通過させたシリコン製品の結果的な表面純度と比較して、シリコン製品の結果的な表面純度の大幅な改善を示している。結果的な表面純度のこのような改善は、セメントタングステンカーバイド及び真性チョクラルスキーシリコン材料の使用と直接関連しているものと考えられる。
【００６０】
以上、本発明を代表的な実施形態を参照しながら説明したが、本発明の範囲を逸脱することなく、本発明に様々な変更を行い、均等物を本発明の要素に置き換えることが可能であることは当業者であれば理解されるところであろう。更に、本発明の本質的な範囲から逸脱することなく、特定の条件又は材料を本発明の教示に適合させるような多くの改変を行うことが可能である。したがって、本発明は、本発明を実施するために検討した最良の態様として開示された特定の実施形態に限定されるものではなく、本発明は付属の特許請求の範囲に含まれるすべての実施形態を含むものとする。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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