CN113993814A - 棒状体、夹具、拆卸方法及硅棒的制造方法 - Google Patents

Abstract

本发明的棒状体(10)在将与底板(101)共同形成反应器(100)的盖(103)从形成反应器(100)的底板(101)提起并从底板(101)拆下时使用，具有：第一部位(11)，插入配置在底板(101)的周围的底板侧孔(102a)中；以及第二部位(12)，插入配置在盖(103)的周围与底板侧孔(102a)相向的位置处的盖侧孔(104a)中。

Description

棒状体、夹具、拆卸方法及硅棒的制造方法

技术领域

本发明涉及一种在制造硅棒时所使用的棒状体、夹具、反应器的盖的拆卸方法以及硅棒的制造方法。

背景技术

高纯度多晶硅作为通过半导体用的柴氏拉晶法(Czochralskimethod，CZ法)或浮区法(FZ法)生产单晶硅的原料有用，作为通过太阳能电池用的单向凝固法的铸造法多晶硅的原料也有用。

多晶硅通常通过西门子法(Siemens process)生产。在西门子法中，将含硅气体与氢气投入反应器中，所投入的含硅气体与氢气在反应器内被通电加热的硅芯线上反应，在硅芯线上析出多晶硅。作为含硅气体，使用单硅烷(SiH₄)或三氯甲硅烷(SiHCl₃)。

最通常的反应器包括能够冷却的金属制的底板与钟罩型的外壳，设置了在底板立设硅芯线的大量电极、导入原料气体的导入口、以及排出反应器内的气体的排出口。

硅芯线通常由两根竖直棒和一根水平桥接棒组装成匚字形，设置于反应器的底板的电极以倒U字状垂直立设。通过使多晶硅析出到硅芯线上，多晶硅随着时间推移在该硅芯线的直径方向上生长。多晶硅达到指定的直径后结束反应。通常将结束生长的硅棒(多晶硅)冷却至室温。由此获得的倒U字形硅棒的高度为数米，一根硅棒的重量为数十千克。

将硅棒冷却至室温后，将硅棒从反应器取出。由于西门子法不是连续工艺，而是分批工艺，故而反应器需要在析出结束后暂时停止运行，打开反应器，将所获得的硅棒从反应器取出。反应器的打开通常通过将钟罩状的反应器的盖缓慢地向上方提起来进行。硅棒从反应器的取出是将倒U字的硅棒逐个提起，使其移动到反应器外，放置于载台等上运出。

关于将硅棒从反应器取出的技术，例如专利文献1至专利文献3中有所揭示。专利文献1及专利文献2中揭示了如下技术：将反应器的盖缓慢地向上方提起，将竖直立于反应器的底板上的倒U字状的硅棒逐个或多个一起从反应器的底板取出。专利文献3中揭示了如下技术：通过将保护壁设置于反应器的周围，在打开反应器后硅棒翻倒的情形时，能够防止硅棒向保护壁的外侧飞散。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：US2012/0237678(2012年9月20日公开)

专利文献2：US2010/0043972(2010年2月25日公开)

专利文献3：WO2015/039841(2015年3月26日公开)

发明内容

[发明所要解决的问题]

在硅芯线的表面上使多晶硅生长为直径100mm～200mm左右粗细的步骤中，根据反应器的底板上的硅芯线的配置，存在多晶硅以硅芯线为中心而非对称地生长的情况。在该情形时，硅棒的重心会偏离支撑硅棒的电极的中心的竖直方向。在多晶硅的析出中，硅棒为1000℃以上，具有延展性及软化性，因此即使硅棒的重心偏离电极的中心的竖直方向，也能够保持自立。

然而，在反应结束后，在冷却硅棒的过程中，如果硅棒为800℃以下，那么硅棒的延展性或软化性消失，因此如果硅棒的重心偏离电极的中心的竖直方向，那么硅棒内会产生应变。产生了应变的硅棒会因冷却时或冷却后少许的振动而在反应器内从根部倒下，视情形而存在倒在反应器的盖的内壁上的情况。

针对此种现象，上文所述的现有技术存在以下问题。专利文献1及专利文献2所揭示的技术是在硅棒在反应器内竖直立起的状态时取出硅棒的技术。因此，专利文献1及专利文献2所揭示的技术无法用于在硅棒倒在内壁上的状态下提起反应器的盖而打开反应器的作业。

另外，在硅棒倒在反应器的盖的内壁上的状态下提起反应器的盖的情形时，认为在提起盖时，倒在反应器的盖的内壁上的硅棒的重量会导致盖左右摇动。在该情形时，专利文献3所揭示的技术中，左右摇动的盖被设置于反应器的周围的保护壁卡住，而无法进一步将盖提起。因此，在硅棒倒在反应器的盖的内壁的状态下提起反应器的盖的情形时，必须将保护壁撤去。因此，专利文献3所揭示的技术也无法用于在硅棒倒在内壁上的状态下提起反应器的盖而打开反应器的作业。

本发明是鉴于所述现有的问题点而完成，其目的在于即使在硅棒与反应器的盖的内壁接触的情形时也提起盖而打开反应器。

[解决问题的技术手段]

为了解决所述课题，本发明的一实施方案的棒状体，其特征在于所述棒状体在将与所述底板共同形成所述反应器的盖从形成将硅棒直立容纳的反应器的底板提起并从所述底板拆下时使用，且具有：第一部位，插入配置在所述底板的周围的底板侧孔中；以及第二部位，插入配置在所述盖的周围与所述底板侧孔相向的位置处的盖侧孔中。

另外，本发明的一实施方案的拆卸方法，其特征在于是用于从形成将硅棒直立容纳的反应器的底板拆下与所述底板共同形成所述反应器的盖的拆卸方法，且包括：插入步骤，将棒状体插入配置在所述底板的周围的底板侧孔、和配置在所述盖的周围与所述底板侧孔相向的位置处的盖侧孔中；以及提起步骤，在将所述棒状体插入所述底板侧孔以及所述盖侧孔中的状态下提起所述盖。

进一步地，本发明的一实施方案的硅棒的制造方法，其特征在于包括从形成将硅棒直立容纳的反应器的底板拆下与所述底板共同形成所述反应器的盖的拆卸步骤，所述拆卸步骤包括：插入步骤，将棒状体插入配置在形成容纳硅棒的反应器的底板的周围的底板侧孔、和在所述盖的周围与所述底板侧孔相向配置形成的盖侧孔中；以及提起步骤，在将所述棒状体插入所述底板侧孔以及所述盖侧孔中的状态下提起所述盖。

[发明的效果]

根据本发明的一实施方案，即使在硅棒与反应器的内壁接触的情形时，也能够提起盖而打开反应器。

附图说明

图1是表示在将本发明的实施方式的棒状体插入底板侧孔及盖侧孔中的状态下，将反应器的盖从反应器的底板拆下的情况的侧视图。

图2是表示将所述棒状体插入底板侧孔及盖侧孔中的状态的截面图。

图3是表示所述反应器存在突起部的情形的侧视图。

图4是对本发明的实施方式的变形例1进行说明的图，且是对棒状体的夹具的大致结构进行说明的截面图。

图5是表示将所述夹具安装于反应器的盖的状态下反应器的俯视图的一部分。

图6是对本发明的实施方式的变形例2进行说明的图，且是表示棒状体的变形例的截面图。

图7是表示在将本发明的实施方式的保护结构体配置于反应器的周围的状态下，将反应器的盖从反应器的底板拆下的情况的侧视图。

图8是所述保护结构体的俯视图。

具体实施方式

以下，对本发明的实施方式进行详细说明。此外，为了方便说明，对于实施方式的变形例中具有与实施方式所示的构件相同的功能的构件标注相同的符号，并适当省略其说明。此外，在实施方式中，为了方便，在反应器100中，将盖103侧设为上侧，将底板101侧设为下侧，来表示上下方向。此外，以下所示的上下方向是为了方便说明，并非将本发明的实施限定在该些方向。

(反应器的结构)

基于图1，对反应器100的大致结构进行说明。图1是表示在将本发明的实施方式1的棒状体10插入底板侧孔102a及盖侧孔104a中的状态下，将反应器100的盖103从反应器100的底板101拆下的情况的侧视图。图1中示出反应器100将盖103从底板101稍微提起的状态。

反应器100是通过西门子法(Siemens process)使多晶硅析出到设置于内部的硅芯线而生成硅棒110的装置。反应器100包括底板101以及盖103。

底板101为金属制，为大致圆形。以包围底板101的周围的方式在底板101设置了底板侧法兰102。在底板侧法兰102上，朝向底板101的周向以大致相等的间隔设置了多个底板侧孔102a。底板侧孔102a以上下方向上贯通底板侧法兰102的方式设置。另外，在底板101设置了用于立设硅芯线的大量电极105。硅芯线通常由两根竖直棒和一根水平桥接棒组装成匚字形，在电极105中相对于底板101垂直地以倒U字状立设。如上文所述，通过使多晶硅析出到硅芯线而生成硅棒110。此外，为了将图简化，图1中仅图示出一组硅棒110以及电极105。

盖103为金属制，且为钟罩型形状。在盖103的下部以包围盖103的周围的方式设置了盖侧法兰104。在盖侧法兰104上，朝向盖103的周向以大致相等的间隔设置了多个盖侧孔104a。盖侧孔104a以上下方向上贯通盖侧法兰104的方式设置，配置于与底板侧孔102a相向的位置。

此外，也可以利用原本设置于底板侧法兰102以及盖侧法兰104的螺栓孔作为底板侧孔102a以及盖侧孔104a。由此，可省略在底板101以及盖103上新设置底板侧孔102a以及盖侧孔104a的步骤。通过以设置于底板侧法兰102的螺栓孔与设置于盖侧法兰104的螺栓孔相向的方式，使底板101与盖103的下端抵接，并使螺栓穿过该螺栓孔加以紧固，而可将反应器100密封。

(棒状体)

基于图1及图2对棒状体10进行说明。图2是对图1中由双点划线所包围的部分进行说明的截面图，且是表示将棒状体10插入底板侧孔102a以及盖侧孔104a中的状态的截面图。在图2中，由虚线L1围成的图表示将盖103提起之前的状态，由虚线L2围成的图表示将盖103从底板101稍微提起的状态。在将与底板101共同形成反应器100的盖103从形成将硅棒110直立容纳的反应器100的底板101提起并从底板101拆下时，使用棒状体10(全倒导件)。

棒状体10如图2的L1所示，具有：第一部位11，插入配置在底板101的周围的底板侧孔102a中；以及第二部位12，插入配置在盖103的周围与底板侧孔102a相向的位置处的盖侧孔104a中。在棒状体10上，在第一部位11的下端部侧以自由拆装的方式设置有以包围棒状体10的周围的方式沿着棒状体10的轴方向延伸的防脱部13。如图2的L2所示，防脱部13的棒状体10的径向长度w2大于底板侧孔102a的直径w1。

另外，如图1所示，在棒状体10插入底板侧孔102a以及盖侧孔104a的状态下，底板101距棒状体10的上端的高度h2优选高于底板101距直立的硅棒110的上端的高度h1，特别优选高度h2比所述高度h1高200mm～500mm。

(盖的拆卸方法)

对用于从形成将硅棒110直立容纳的反应器100的底板101拆下与底板101共同形成反应器100的盖103的拆卸方法的一例进行说明。

首先，在配置于底板101的周围的底板侧孔102a和配置于盖103的周围与底板侧孔102a相向的位置处的盖侧孔104a中插入棒状体10(插入步骤)。在该插入步骤中，在将棒状体10插入所述底板侧孔102a与盖侧孔104a中时，以未安装防脱部13的状态插入到棒状体10的第一部位11的下端部侧，插入后，在棒状体10安装相同构件。另外，在插入步骤中，相对于底板101以及盖103的周向隔开大致相等的间隔，在至少两处以上进行棒状体10对底板101以及盖103的各周围的插入。通常插入六根棒状体10，优选插入三根，特别优选插入两根。例如，在插入两根棒状体10的情形时，在位于反应器100的直径的两端的底板侧孔102a以及盖侧孔104a中插入棒状体10。

其次，在将棒状体10插入底板侧孔102a以及盖侧孔104a中的状态下，将盖103向上方(图1中的箭头方向)提起(提起步骤)。

在提起盖103时，存在倒在盖103的内壁的硅棒的重量导致盖103左右摇动的问题。具体而言，盖103的左右摇动会导致发生以下等问题：(1)盖103撞到反应器100内直立的硅棒110上导致该硅棒110倾倒；或(2)盖103撞到配置于反应器100的周围的保护壁上，而无法进一步拉起盖103。

但是，通过在将棒状体10插入底板侧孔102a以及盖侧孔104a的状态下提起盖103，而将盖103沿着棒状体10提起，因此能够沿着大致竖直的方向提起盖103。其结果为，即使在硅棒110与反应器100的内壁接触的情形时，也能够防止提起盖103时盖103的左右摇动，而能够将盖103提起至比直立于底板101上的硅棒110更高的位置。

此外，在硅棒110的制造方法中，作为将与底板101共同形成反应器100的盖103拆下的拆卸步骤，而包括所述插入步骤与所述提起步骤，由此能够实现发挥下述效果的硅棒110的制造方法。即，能够实现即使在硅棒110与反应器100的内壁接触的情形时，也能够提起盖103并打开反应器100的硅棒110的制造方法。

(棒状体的设计)

发明人对棒状体10进行各种解析，发现通过基于下述对棒状体10进行设计，能够最佳地防止盖103在提起时的左右摇动。

详细而言，理想的是将棒状体10的直径设为相对于底板侧孔102a以及盖侧孔104a的直径为85％～98％、优选90～95％、特别优选92～94％。如果棒状体10的直径相对于底板侧孔102a以及盖侧孔104a的直径而言过大，那么棒状体10会被底板侧孔102a以及盖侧孔104a卡住，而无法将棒状体10顺利地插入该底板侧孔102a以及盖侧孔104a中，进而无法顺利地提起盖103。如果棒状体10的直径相对于底板侧孔102a以及盖侧孔104a的直径而言过小，那么除了盖103的横向振动幅度会大到容许范围以上以外，棒状体10的强度也变小。

棒状体10的直径并不限于上述，只要盖侧法兰104下表面的左右摇动相对于底板侧法兰102上表面而言在±100mm以内、优选±70mm以内、特别优选±40mm以内，那么并无特别限制。在底板101上直立数十根硅芯线而生长数十根硅棒110的反应器100中，使大量硅芯线立于大量同心圆上生长。如果立于最靠近盖103的圆周上的硅芯线生长为100～200mm粗细的硅棒110，那么硅棒110与盖103的内壁的距离通常为数100mm左右。因此，为了避免盖103与硅棒110接触，要求将盖103的左右摇动控制为±100mm以内。

另外，在考虑棒状体10的弯曲的情形时，理想的是棒状体10的直径为10～50mm、优选15～45mm、特别优选20～40mm。如果棒状体10的直径比10mm细，那么棒状体10的弯曲增大，盖103在提起时的左右摇动增大。如果棒状体10的直径比50mm粗，那么棒状体10变重，作业性变差。关于棒状体10的长度，只要是将盖103提起到反应器100中所生长的硅棒110的上端之上的长度，那么并无特别限制，如上文所述，优选底板101距棒状体10的上端的高度h2比底板101距直立的硅棒110的上端的高度h1高200～500mm。棒状体10的通常的长度为500～3000mm。

(变形例1)

基于图3及图4对本发明的变形例1进行说明。图3是表示反应器100存在突起部106的情形的侧视图。图4是对本发明变形例1进行说明的图，且是对棒状体10的夹具50、夹具60的大致结构进行说明的截面图。

反应器100的盖103的形状可使用各种形状，例如，如图3所示，存在盖103的侧壁面103a(外壁)设置有突起部106的情形。突起部106例如具有作为喷嘴、检查用人孔等突起构造物等的功能。

即使在盖103存在突起部106的情形时，如图3所示，只要距离w3比距离w4长就没有问题。距离w3是底板101的外缘到底板侧孔102a的距离，以及盖102的外壁到盖侧孔104a的距离。距离w4是盖103的外壁到设置于盖103的外壁的突起部106与盖103的外壁相反侧的端部的距离。

但是，在距离w3比距离w4短的情形时，即使要将棒状体10穿过设置于底板侧法兰102的底板侧孔102a以及设置于盖侧法兰104的盖侧孔104a，根据不同位置，棒状体10也会与突起部106相撞。在所述情形时，无法将棒状体10插入底板侧孔102a以及盖侧孔104a中，而无法沿着竖直方向提起盖103。因此，在盖103上设置突起部106且距离w3比距离w4短的情形时，利用夹具50、夹具60。

如图4所示，为了将供棒状体10插入的底板侧孔102a配置于底板101的周围，故而夹具50具有在底板101的周围安装的安装部51，并且形成了作为底板侧孔102a发挥功能的孔50a。另外，在夹具50的下部设置了支撑棒状体10的下端部的支撑部52。在利用夹具50的情形时，通过将安装部51从下方插入形成于底板侧法兰102的底板侧孔102a中，而将夹具50安装于底板侧法兰102，将棒状体10的第一部位11插入作为底板侧孔102a发挥功能的孔50a中。

为了将功棒状体10插入的盖侧孔104a配置于盖103的周围，故而夹具60具有在盖103的周围安装的安装部61，并且形成了作为盖侧孔104a发挥功能的孔60a。在利用夹具60的情形时，通过将安装部61从上方插入形成于盖侧法兰104的盖侧孔104a中，而将夹具60安装于盖侧法兰104，将棒状体10的第二部位12插入作为盖侧孔104a发挥功能的孔60a中。将夹具60的安装例示于图5。图5是表示将夹具60安装于反应器100的盖侧法兰104的状态下反应器100的俯视图的一部分。

另外，在利用夹具50、夹具60的情形时，底板101的外缘距作为底板侧孔102a发挥功能的孔50a的距离、以及盖102的外壁距作为盖侧孔104a发挥功能的孔60a的距离，比盖103的外壁到设置于盖103的外壁的突起部106与盖103的外壁相反侧的端部的距离更长。因此，如果利用夹具50、夹具60，那么能够沿着与盖103的侧壁面103a大致平行且大致竖直方向将棒状体10配置于不会与突起部106相撞的位置。由此，可将盖103提起到硅棒110的上端的上方。

此外，将相对于作为底板侧孔102a发挥功能的孔50a以及作为盖侧孔104a发挥功能的孔60a的直径的棒状体10的直径设计为与相对于底板侧孔102a及盖侧孔104a的直径的棒状体10的直径同样的比率。

(变形例2)

基于图6，对本发明的变形例2进行说明。图6是对本发明实施方式的变形例2进行说明的截面图，且是表示将作为棒状体10的变形例的棒状体10A插入底板侧孔102a以及盖侧孔104a中的状态的截面图。

在盖103的提起步骤中，棒状体10也可使用根据盖103的提起状态变更长度及粗细的棒状体。即，比起所述图1所说明的将底板101距棒状体10的上端的高度h2设计为比底板101距直立的硅棒110的上端的高度h1更高的长条棒状体(棒状体10)而言，准备长度较短的短条棒状体(棒状体10A)，也可与所述长条棒状体分开使用或并用。

详细而言，在所述反应器100中，从底板101拆下盖103时，如果松开固定底板侧法兰102与盖侧法兰104的螺栓，那么在该底板101与盖103之间容易发生错位。另外，从底板101拆下盖103时，也可能存在底板侧法兰102与盖侧法兰104局部牢固地贴合的情况，在该情形时，也存在底板侧法兰102与盖侧法兰104的解离需要施加强力的负载的情况。进而，在最初提起盖103时，将要振动的负载也特别大。因此，在拆卸所述螺栓到最初提起盖103，需要特别提高盖103的位置稳定性，将如上所述短条的棒状体10A与所述长条棒状体分开使用或并用便成为理想的方案。

理想的棒状体10A又粗又短。具体而言，棒状体10A的长度例如为300～400mm。棒状体10A的直径即使在上文所述的相对于所述底板侧孔102a以及盖侧孔104a的直径的范围中，作为特别优选的范围92～97％也是理想的，如果以实际尺寸表示，那么理想的是20～30mm。如图6所示，棒状体10A在第二部位12的上端部侧设置了以包围棒状体10A的周围的方式沿着棒状体10A的轴方向延伸的手持部10A1。此外，由于使用棒状体10A的目的在于提高所述螺栓的拆卸至最初提起盖103的位置稳定性，故而无需设置在所述棒状体10的第一部位11的下端部侧设置的防脱部13。另外，虽然未图示，但在想要在将盖103提起1m左右的状态下进行作业的情形时，也可使用比棒状体10A更长的棒状体。

(保护结构体)

基于图7及图8对保护结构体200进行说明。图7是表示在将本发明的实施方式的保护结构体200配置于反应器100的周围的状态下，将反应器100的盖103从反应器100的底板101拆下的情况的侧视图。图8是保护结构体200的俯视图。

保护结构体200用于在从底板101拆下盖103时防止直立于底板101的硅棒110倒向底板101的外侧而飞散到地上。保护结构体200配置于反应器100的周围。保护结构体200也可仅在硅棒110倒在盖103上的状态下提起盖103的情形时配置于反应器100的周围。如图7及图8所示，保护结构体200包括第一框体201(框体)、第二框体202、多个第三框体203、以及保护壁面204。

第一框体201具有包围容纳硅棒110的反应器100的底板101周围的形状。第一框体201连接于沿着竖直方向延伸的多个第三框体203，且由多个第三框体203支撑于包围底板101周围的位置。

第二框体202沿着水平方向延伸，与多个第三框体203的上端连接。第二框体202由多个第三框体203以沿着水平方向延伸的方式所支撑。多个第三框体203分别连接于第一框体201以及第二框体202，且对第一框体201以及第二框体202进行支撑。

保护壁面204从第一框体201向竖直上方延伸，形成硅棒110的容纳空间210。保护壁面204具有网状结构。

在保护结构体200上，第一框体201与反应器100的底板101之间设置了环状的保护板205。保护板205具有以包围底板101的周围的方式延伸且沿着水平方向扩展的平面。保护板205例如设置于与反应器100的底板侧法兰102的下表面的高度相同的高度的位置。如上所述，在底板101与第一框体201之间设置了保护板205，因此翻倒的硅棒110会飞散到保护板205上。其结果为，通过硅棒110的保护结构体200，能够防止硅棒110飞散到地上。

在保护壁面204形成用于取出容纳于反应器100中的硅棒110的取出窗207。取出窗207通过由两个第四框体208与两个第五框体209包围所形成。第四框体208沿着竖直方向延伸，设置于第一框体201与第二框体202之间。第五框体209沿着水平方向延伸，设置于两个第四框体208之间。如上所述，通过在保护壁面204形成取出窗207，而能够在未解体地设置硅棒110的保护结构体200的情况下，通过取出窗207取出硅棒110。

另外，保护结构体200能够沿着从第一框体201中的多个点P1各点向竖直上方延伸的分割线206进行分割。即，在图8的情形时，能够将保护结构体200分割成六份。由此，例如通过将硅棒110的保护结构体200分割成适于搬运及收纳的大小，而能够高效地组装保护结构体200。

根据以上，在硅棒110的保护结构体200中，从第一框体201向竖直上方延伸而形成硅棒110的容纳空间的保护壁面204具有网状结构。因此，在硅棒110的保护结构体200中，可在防止硅棒110向保护结构体200的外侧飞散的同时，确保从保护结构体200外部向内部的可视性。其结果为，通过硅棒110的保护结构体200，例如能够在确认硅棒110的翻倒状况的同时进行提起反应器100的盖103的作业。

(保护结构体的设计)

高度为数米、一个的重量为数十千克的硅棒110即使受到轻微的冲击也容易破碎，在提起盖103时会因倒向反应器100的外侧的情形时的冲击或倒下的冲击而破碎成分布大的块状或粉状的硅。需要将该些碎片大致全部收集。

发明人进行各种解析，发现通过在反应器100的周边设置了满足下述设计条件的保护结构体200的状态下提起盖103，能够由保护结构体200接住倒下的硅棒110及其破碎物。

(保护壁面的设计)

通常生长的硅棒110为U字状，如果换算成直线状的长度，则为4米至6米，粗细为100～200mm。如果将比重设为2.4g/cm³，那么一根硅棒110的重量为75～460kg，在十八对棒的反应器100中，硅棒110的总重量为1300～8200kg。因此，如果保护结构体200的强度不足，那么存在硅棒110及因其破碎所产生的碎片撞破保护结构体200而对打开作业的作业员造成危害的可能性。

此处，发明人对硅棒110的倒下动作进行了观察，结果发现，硅棒110以如下方式在保护结构体200内飞散。即，(1)硅棒110以硅棒110与电极105的接合部分为起点，向反应器100的外侧缓慢地倒下；(2)缓慢地靠到保护结构体200上，维持棒状或因倾倒的冲击而崩解；(3)被分割成硅块或硅片，在保护结构体200内飞散。

根据所述动作可知，反应器100上的全部硅棒110倒下时，对处于保护结构体200的内表面的一点A(未图示)施加的静压依赖于距保护结构体200与底板侧法兰102的距离L，以及反应器100内的全部硅棒110的重量W。即，如果确定了距离L以及重量W的值，就可以推定出静压的大小。例如，在将保护结构体200的保护壁面204设置于与反应器100的底板侧法兰102的外径相比一米以内的情形时，保护结构体200的保护壁面204受到的静压为硅棒110的总重量的一半以下。

(保护壁面的网)

就提高作业效率的必要性而言，重量越轻，设置的作业越容易，因此优选将保护壁面204设为金属制的网状结构。为了将保护结构体200轻量化，理想的是将保护壁面204的网的大小设为如下：进行生长的硅棒110的崩解测试，求出因崩解所产生的硅片的分布，而能够收集硅片的99％以上。如果网过小，那么从保护结构体200外部向内部的可视性变差，因此具体而言，理想的最佳保护壁面204的网的大小是2～10目，优选3～7目，特别优选3～5目。

另外，理想的是基于上文所述的静压确定保护结构体200的网的金属丝网的粗细程度。具体而言，理想的保护壁面204的金属丝网的粗细程度是16号线～20号线，优选17号线～19号线，特别优选18号线。通过设为所述结构，而能够容许硅棒110的倒下产生的静压。

(分割的设计)

为了确认所析出的硅棒110是否倒在盖103的内壁上，只能从设置于盖103的侧壁面103a的观察窗(未图示)进行确认，或将盖103稍微提起而从其间隙进行确认。因此，在确认了硅棒110倒在盖103的内壁上的情形时，需要中止盖103的提起，并迅速组装保护结构体200，保护结构体200的组装作业需要迅速性。

通过将保护结构体200设为分割结构，所分割的保护结构体200各自的重量进一步变轻，保护结构体200的设置作业变得容易。为了优化保护结构体200的移动性，理想的是在设为分割式时的分割数的选定中，以能够靠人力搬运的重量为目标选定分割数。具体而言，理想的是以所分割的保护结构体200的各重量为80～180kg、优选100～160kg、特别优选120～150kg的方式确定分割数。

对分割形式的保护结构体200的组装例进行说明。以将反应器100的周边以环状包围的方式，使各分割的保护结构体200密接设置，利用快速接头将邻接的分割的保护结构体200的接合部加以固定，而组装一体化的保护结构体200。

(第一框体的设计)

保护结构体200的第一框体201所形成的圆的直径大于反应器100的底板侧法兰102以及盖侧法兰104的外径即可。具体而言，理想的是将第一框体201所形成的圆的直径设为比底板侧法兰102以及盖侧法兰104的外径大0～1000mm、优选200～700mm、特别优选300～600mm的半径。由此，能够在保护结构体200内顺利地提起盖103，而可减小因硅棒110倒在保护壁面204上所受到的对保护壁面204的静压。

另外，因倒在保护结构体200上的冲击而崩解的硅棒110被分割成硅块或硅片，在保护结构体200内飞散。发明人发现，根据所产生的硅片的粒径或保护结构体200的高度不同，存在飞越保护结构体200上的硅块或硅片。

因此，发明人对因硅棒110倒塌的冲击所产生的硅块或硅片的尺寸分布进行了测定。其结果为，明确在长度为数米、直径为100～200mm的硅棒110倒塌破碎的情形时所产生的硅片的最小尺寸为10mm左右以上。为了将此种飞散的硅棒110全部接住，理想的是以保护结构体200的内表面距反应器100的外表面的距离为500mm、优选300mm、特别优选250mm的方式设计第一框体201。

(保护结构体的高度)

保护结构体200的高度比设置于反应器100的反应器室内的地面距未倒塌而直立于反应器100的底板101的硅棒110的上端的高度H(未图示)高即可。如果保护结构体200的高度过度高于高度H，那么在想要将保护结构体200内的硅棒110超过该保护结构体200而取出时，必须过度提高提起的高度，作业性变差而欠佳。

另外，如果保护结构体200的高度过度低于高度H，那么在硅棒110倒向反应器100的外侧时，无法防止因硅棒110的破碎所产生的硅片飞越保护结构体200。因此，理想的是将保护结构体200的高度设为比高度H高-200mm～800mm、优选0mm～500mm、特别优选0mm～200mm的高度。

(硅片的分布的评价方法)

以如下方式进行因硅棒110的崩解所产生的硅片的分布的评价。将反应器100内未倒塌而正常从反应器100取出的硅棒110立于平地上，以该硅棒110的下端为起点使该硅棒110倒下，对因该倒塌所产生硅片的尺寸的重量分布进行测定。为了避免倒下的硅棒110直接接触到地面，而在平地上将要倒下的硅棒110的周边横放铺满其他硅棒110。

(使用保护结构体的情形时的硅棒的制造方法)

对使用保护结构体200的情形时的硅棒的制造方法的一例进行说明。首先，在硅棒110的析出结束后，松开反应器100的底板侧法兰102与盖侧法兰104的螺栓紧固。然后，将棒状体10插入在底板101的周围配置的底板侧孔102a和在盖103的周围与底板侧孔102a相向的位置处配置的盖侧孔104a中。

其次，确认硅棒110是否倒在盖103的内壁上。在硅棒110倒在盖103的内壁上的情形时，将包括具有包围底板101的周围的形状的第一框体201、与从第一框体201向竖直上方延伸且具有网状结构的保护壁面204的保护结构体200设置于反应器100的周围而形成硅棒110的容纳空间210。然后，在将棒状体10插入底板侧孔102a以及盖侧孔104a中的状态下，将盖103向上方提起。

由此，在提起盖103时，可大致不发生横向振动地提起硅棒110倒在盖103的内壁上的状态的盖103，因此能够防止因横向振动导致盖103被保护结构体200卡住。因此，即使在硅棒110倒在盖103的内壁上的状态下，也能够在将保护结构体200设置于反应器100的周围的状态下进行盖103的提起作业。其结果为，能够在防止硅棒110向保护结构体200的外侧飞散的同时进行盖103的提起作业。

另外，由于能够大致不发生横向振动地提起盖103，故而可防止底板101内的硅棒110的多米诺倒塌。另外，不会降低硅棒110的收率，可防止因硅棒110的崩解所产生的硅片向反应器室地面的飞散，从而可避免打开作业的作业员的危险性。进一步地，能够在短时间内结束盖103的打开作业，迅速进行后续的析出反应，生产性提高。

〔总结〕

本发明一实施方案的棒状体的特征在于：其在将与所述底板共同形成所述反应器的盖从形成将硅棒直立容纳的反应器的底板提起并从所述底板拆下时使用，且具有：第一部位，插入配置在所述底板的周围的底板侧孔中；以及第二部位，插入配置在所述盖的周围与所述底板侧孔相向的位置处的盖侧孔中。

根据所述构造，在从底板拆下盖时，在将棒状体的第一部位插入在底板的周围配置的底板侧孔中，且将棒状体的第二部位插入在盖的周围与底板侧孔相向的位置配置的盖侧孔中的状态下，将盖从底板提起。因此，由于盖被沿着棒状体提起，故而可以沿着大致竖直方向的方式提起盖。其结果为，即使在硅棒与反应器的内壁接触的情形时，也能够防止提起盖时盖的左右摇动，而能够提起盖而打开反应器。

由此，可防止盖的横向振动导致在反应器内直立容纳的硅棒的多米诺倒塌，因此可提高硅棒的收率。另外，能够在短时间内结束反应器的打开作业，迅速进行后续的析出反应，因此生产性提高。

另外，本发明一实施方案的夹具为了将供所述棒状体插入的所述底板侧孔配置于所述底板的周围，而可具有安装于所述底板的周围的安装部，并且形成了作为所述底板侧孔发挥功能的孔。

根据所述构造，即使在底板的周围不存在合适的底板侧孔，也可以通过将安装部安装于底板的周围，而利用所述夹具将作为底板侧孔发挥功能的孔配置于底板的周围。

进一步地，所述夹具可在所述夹具的下部包括支撑所述棒状体的下端部的支撑部。

根据所述构造，在将棒状体插入所述夹具时，棒状体的下端部被支撑部所支撑。因此，可防止棒状体从所述夹具落下，而可保持棒状体的插入状态。

另外，所述夹具为了将供所述棒状体插入的所述盖侧孔配置于所述盖的周围，而可具有安装于所述盖的周围的安装部，并且形成了作为所述盖侧孔发挥功能的孔。

根据所述构造，即使在盖的周围不存在合适的盖侧孔，也可以通过将安装部安装于盖的周围，而利用所述夹具将作为盖侧孔发挥功能的孔配置于盖的周围。

进而，所述棒状体可以是将所述第一部位插入在设置于所述底板的法兰形成的所述底板侧孔中，将所述第二部位插入在设置于所述盖的法兰形成的所述盖侧孔中。

根据所述构造，将底板侧孔以及盖侧孔形成于法兰。因此，可在不对反应器附加新的构造的情况下将棒状体插入底板侧孔以及盖侧孔中。

另外，在所述棒状体中，也可以是所述底板的外缘距所述底板侧孔的距离、以及所述盖的外壁距所述盖侧孔的距离，比所述盖的外壁距设置于所述盖的外壁的突起部的与所述盖的外壁相反侧的端部的距离更长。

根据所述构造，底板侧孔以及盖侧孔形成于在盖的外壁设置的突起部的外侧。因此，即使将棒状体插入底板侧孔以及盖侧孔中，该突起部与棒状体也不会接触。其结果为，即使在盖的外壁设置了突起部的情形时，也可以将棒状体插入底板侧孔以及盖侧孔中。

进一步地，所述棒状体可以是将所述棒状体插入所述底板侧孔以及所述盖侧孔中的状态下，所述底板距所述棒状体的上端的高度比所述底板距直立的所述硅棒的上端的高度更高。

根据所述构造，即使在硅棒在反应器内倒向盖的内壁的情形时，也可以在该硅棒的上端露出之前将盖以沿着大致竖直方向的方式提起。其结果为，即使在硅棒在反应器内倒下的情形时，也能够在防止盖的左右摇动的状态下将盖拉起至硅棒的上方。

另外，所述棒状体在比所述第一部位更靠下端部侧的位置，可以以自由拆装的方式设置以包围所述棒状体的周围的方式沿着所述棒状体的轴方向延伸的防脱部，所述防脱部的所述棒状体的径向长度比所述底板侧孔的直径更长。

根据所述构造，棒状体在比第一部位更靠下端部侧的位置设置了以包围棒状体的周围的方式沿着棒状体的轴方向延伸的防脱部。因此，在将棒状体插入底板侧孔以及盖侧孔中的状态下将盖从底板提起时，即使在棒状体被盖拉伸的情形时，也可以防止棒状体从底板侧孔脱落。另外，由于防脱部是以自由拆装的方式设置，故而可在未将防脱部安装于棒状体的状态下将棒状体插入底板侧孔以及盖侧孔中，因此棒状体向底板侧孔以及盖侧孔的插入变得容易。

进一步地，所述棒状体在比所述第二部位更靠上端部侧的位置可设置以包围所述棒状体的周围的方式沿着所述棒状体的轴方向延伸的手持部。

根据所述构造，棒状体在比第二部位更靠上端部侧的位置包括以包围棒状体的周围的方式沿着棒状体的轴方向延伸的手持部。因此，可通过抓住手持部而以单手容易地处理棒状体，从而可提高作业性。

另外，本发明一实施方案的拆卸方法的特征在于：其用于从形成将硅棒直立容纳的反应器的底板拆下与所述底板共同形成所述反应器的盖，且包括：插入步骤，将棒状体插入配置在所述底板的周围的底板侧孔、和配置在所述盖的周围与所述底板侧孔相向的位置处的盖侧孔中；以及提起步骤，在将所述棒状体插入所述底板侧孔以及所述盖侧孔中的状态下提起所述盖。

根据所述构造，通过插入步骤以及提起步骤，而在将棒状体插入配置在底板的周围的底板侧孔、以及配置在盖的周围与底板侧孔相向的位置的盖侧孔中的状态下将盖从底板提起。由此，由于将盖沿着棒状体提起，故而可将盖以沿着大致竖直方向的方式提起。因此，根据所述拆卸方法，即使在硅棒与反应器的内壁接触的情形时，也可防止提起盖时盖的左右摇动。

进一步地，所述拆卸方法中，可相对于所述底板以及所述盖的周向隔开大致相等的间隔，在至少两处以上进行所述棒状体对所述底板以及所述盖的各周围的插入。根据所述构造，可稳定地防止提起盖时盖的左右摇动。

另外，本发明一实施方案的硅棒的制造方法的特征在于包括从形成将硅棒直立容纳的反应器的底板拆下与所述底板共同形成所述反应器的盖的拆卸步骤，且所述拆卸步骤包括：插入步骤，将棒状体插入配置在形成容纳硅棒的反应器的底板的周围的底板侧孔、和在所述盖的周围与所述底板侧孔相向配置形成的盖侧孔中；以及提起步骤，在将所述棒状体插入所述底板侧孔以及所述盖侧孔中的状态下提起所述盖。

根据所述构造，在所述硅棒的制造方法中，通过包括插入步骤以及提起步骤的拆卸步骤，而在将棒状体插入配置在底板的周围的底板侧孔、以及配置在盖的周围与底板侧孔相向的位置的盖侧孔中的状态下，将盖从底板提起。由此，由于将盖沿着棒状体提起，故而可将盖以沿着大致竖直方向的方式提起。因此，根据所述硅棒的制造方法，即使在硅棒与反应器的内壁接触的情形时，也可防止提起盖时盖的左右摇动。

进而，所述硅棒的制造方法可以是在所述插入步骤中，相对于所述底板以及所述盖的周向隔开大致相等的间隔，在至少两处以上进行所述棒状体对所述底板以及所述盖的各周围的插入。根据所述构造，可稳定地防止提起盖时盖的左右摇动。

本发明并不限定于上述实施方式，可在权利要求所示的范围内进行各种变更，将不同的变形例所分别揭示的技术手段适当组合所获得的实施方式也包含于本发明的技术范围内。

[符号的说明]

10、10A：棒状体

11：第一部位

12：第二部位

50、60：夹具

51、61：安装部

100：反应器

101：底板

102：底板侧法兰

102a：底板侧孔

103：盖

103a：侧壁面(外壁)

104：盖侧法兰

104a：盖侧孔

105：电极

106：突起部

110：硅棒

200：保护结构体

201：第一框体(框体)

204：保护壁面

205：保护板

206：分割线

207：取出窗

210：容纳空间

Claims (13)

1.一种棒状体，其特征在于，所述棒状体在将与所述底板共同形成所述反应器的盖从形成将硅棒直立容纳的反应器的底板提起并从所述底板拆下时使用，且具有：

第一部位，插入配置在所述底板的周围的底板侧孔中；以及

第二部位，插入配置在所述盖的周围与所述底板侧孔相向的位置处的盖侧孔中。

2.一种夹具，其特征在于，具有安装部，所述安装部安装于所述底板的周围，用于将权利要求1所述的棒状体插入的所述底板侧孔配置于所述底板的周围，并且

形成了作为所述底板侧孔发挥功能的孔。

3.根据权利要求2所述的夹具，其特征在于，在所述夹具的下部包括支撑部，所述支撑部支撑所述棒状体的下端部。

4.一种夹具，其特征在于，具有安装部，所述安装部安装于所述盖的周围，用于将权利要求1所述的棒状体插入的所述盖侧孔配置于所述盖的周围，并且

形成了作为所述盖侧孔发挥功能的孔。

5.根据权利要求1所述的棒状体，其特征在于，所述第一部位插入在设置于所述底板的法兰形成的所述底板侧孔中，

所述第二部位插入在设置于所述盖的法兰形成的所述盖侧孔中。

6.根据权利要求1所述的棒状体，其特征在于，所述底板的外缘距所述底板侧孔的距离、以及所述盖的外壁距所述盖侧孔的距离，比所述盖的外壁距设置于所述盖的外壁的突起部与所述盖的外壁相反的一侧的端部的距离更长。

7.根据权利要求1所述的棒状体，其特征在于，在将所述棒状体插入所述底板侧孔以及所述盖侧孔中的状态下，所述底板距所述棒状体的上端的高度比所述底板距直立的所述硅棒的上端的高度更高。

8.根据权利要求7所述的棒状体，其特征在于，在比所述第一部位更靠下端部侧的位置，以自由拆装的方式设置防脱部，所述防脱部以包围所述棒状体的周围的方式沿着所述棒状体的轴方向延伸，

所述防脱部的所述棒状体的径向长度比所述底板侧孔的直径更长。

9.根据权利要求1所述的棒状体，其特征在于，在比所述第二部位更靠上端部侧的位置设置手持部，所述手持部以包围所述棒状体的周围的方式沿着所述棒状体的轴方向延伸。

10.一种拆卸方法，其特征在于，所述拆卸方法用于从形成将硅棒直立容纳的反应器的底板拆下与所述底板共同形成所述反应器的盖，且包括：

插入步骤，将棒状体插入配置在所述底板的周围的底板侧孔、和配置在所述盖的周围与所述底板侧孔相向的位置处的盖侧孔中；以及

提起步骤，在将所述棒状体插入所述底板侧孔以及所述盖侧孔中的状态下提起所述盖。

11.根据权利要求10所述的拆卸方法，其特征在于，相对于所述底板以及所述盖的周向隔开大致相等的间隔，在至少两处以上进行所述棒状体对所述底板以及所述盖的各周围的插入。

12.一种硅棒的制造方法，其特征在于，包括从形成将硅棒直立容纳的反应器的底板拆下与所述底板共同形成所述反应器的盖的拆卸步骤，

所述拆卸步骤包括：

插入步骤，将棒状体插入配置在形成容纳硅棒的反应器的底板的周围的底板侧孔、和在所述盖的周围与所述底板侧孔相向配置形成的盖侧孔中；以及

提起步骤，在将所述棒状体插入所述底板侧孔以及所述盖侧孔中的状态下提起所述盖。

13.根据权利要求12所述的硅棒的制造方法，其特征在于，在所述插入步骤中，相对于所述底板以及所述盖的周向隔开大致相等的间隔，在至少两处以上进行所述棒状体对所述底板以及所述盖的各周围的插入。

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