JP2012521950A - 細シリコンロッド用接触型クランプ装置 - Google Patents

Abstract

シリコン蒸着反応器内で、細シリコンロッドを組み込みシリコンロッドと電気的に接触させる接触型クランプ装置が開示されており、細シリコンロッドの一端を支えるロッドホルダーを備えた接触型クランプ装置である。前記ロッドホルダーは、細シリコンロッドを支える支持スペースの周りに配置された少なくとも３個の接触要素を備えている。各接触要素は、電気的機械的に前記細シリコンロッドと接触するように前記支持スペース方向に面する接触面を形成し、隣り合った接触要素の前記接触面は間隔をおいて位置している。

Description

本発明は、シリコン蒸着反応器内で、細シリコンロッドを組み込みシリコンロッドと電気的に接触させる接触型クランプ装置に関するものであり、細シリコンロッドの各端部を支える一般的にグラファイトからなるロッドホルダーを備えた接触型クランプ装置に関する。

半導体技術および光起電技術において、高純度シリコンロッドを生産すること、例えば蒸着反応器内、特に化学蒸着反応器内でのシーメンス方法によるものが知られている。この方法に関しては、細シリコンロッドをまず反応器に入れ、その後、蒸着反応の間、シリコンがシリコンロッドに蒸着する。通常、細シリコンロッドは接触型クランプ装置によって支えられ、一方のハンドで所望の方向にシリコンロッドを支え、他方のハンドで電気的接触を供給している。析出プロセスの間、所定電圧の電流を流し、細シリコンロッドに蒸気または気体状のシリコンが蒸着する温度にまで、抵抗加熱によりシリコンロッドを加熱するために電気的接触が必要となる。蒸着温度は、９００〜１３４０°Ｃであり、一般的には１１００〜１２００°Ｃである。この蒸着温度は、上限値を超えると細シリコンロッドが破壊されたり溶けてしまう危険性を帯びるので、上限値を超えないようにすべきである。

もしもシリコンロッドが破壊されたり溶けたりしたら一般的には蒸着を停止しなければならず、損傷した細シリコンロッドを新しいものと交換するために、シリコン蒸着反応器を十分に冷却した後シリコン蒸着反応器を開けなければならない。このためには、シリコン蒸着反応器をまず冷却する必要があり、また反応器を開ける前にガスを交換しなければならず、かなりの時間を要することになり、大幅に生産性が低下する。さらに、原料の損失も生じる。

ドイツ公報ＤＥ１１８７０９８Ａには、上述したタイプのシリコンロッド製造装置および方法が記載されている。そこで記載されている方法を実施するために使用される装置は、主にガラス製または石英製の反応容器を備えており、反応容器において２個の細シリコンロッドが自立型で、純炭素製またはグラファイト製のロッドホルダーに支えられている。細シリコンロッドの上部の各自由端部において、各ロッドホルダー、細シリコンロッドおよびブリッジを通して電流回路を形成するために、さらに上述の抵抗加熱を促進するために、シリコンロッドはシリコンまたは純炭素の導電性ブリッジを介して互いに接続している。

反応容器は反射体シリンダで囲まれているか、あるいは発熱抵抗体によって囲まれている。細シリコンロッドが反応容器内に組み込まれると、シリコンロッドは上述の抵抗加熱によって、さらに任意の付加的な加熱要素によって、蒸着温度まで加熱される。蒸着温度に到達した後、四塩化ケイ素またはトリクロロシラン等のシリコン含有気体と、水素等の他の気体との混合物が反応容器に導入される。または、シリコン含有気体としてモノシランまたはヨウ化ケイ素を使用することができる。

細シリコンロッドを被覆する最新の設備においては、２本以上の細シリコンロッドを互いに隣接して配置し同時に被覆を行っている。この場合、隣接した細シリコンロッド同士は常に導電性ブリッジによって互いに接続しており、基部でロッドホルダーによって電流源に接続されている。

抵抗加熱を利用して細シリコンロッドを電気的に加熱する場合には、所定温度を超えないように注意しなければならない。特に、細シリコンロッドを析出温度まで加熱して析出プロセスに入った最初の数時間のあいだ注意を払わなければならない。しかし、それでもロッドホルダーによって問題が生じてしまう。

ロッドホルダーは通常グラファイトからなり、円錐状の先細り形状であり、細シリコンロッドが上部から挿入される止まり孔のある支持スペースを有していることがある。これによりロッドホルダーと細シリコンロッドとはテーパー接続されている。挿入された細シリコンロッドは通常、径が６〜１０ｍｍの円形断面または矩形断面を呈している。支持スペースのテーパー部は、ロッドホルダーと細シリコンロッドとの充分な機械的電気的接触を提供するように、かなり精密に製造しなければならず、製造費が高くなる。

ロッドホルダーは、加熱のときにある種の耐久性を補償するように、また機械的ストレスを減らすように、止まり孔の領域に一定の範囲でスリットを備えていてもよい。

特にロッドホルダーによるシリコンロッドの電気的接触は重要である。細シリコンロッドが矩形断面を有する場合には、シリコンロッドのエッジに沿って電気的機械的接触が形成される。そして、接触面が極端に狭くなり、エッジ上の機械的ひずみにより容易に損傷を引き起こす。さらに、エッジに沿って電気的接触抵抗が高くなる。しかしながら、円形断面を有する細シリコンロッドに関しては、電気的機械的接触が、細シリコンロッドの全周に沿った円周ラインに沿って形成される。

加熱プロセスの初期の段階で特に、接触加熱領域がグラファイトとシリコンとの接触点で生じ、機械的ストレスにより細シリコンロッドが溶融または損傷する可能性がある。これにより、上述した好ましくない結果が引き起こされる、すなわち、加熱プロセスを中断し、新たにシリコン蒸着反応器を複雑な手順に対応させなければならない。

特に接触加熱領域が広くなり、すなわちロッドの径の約１／４を超えた場合や、円形断面の細シリコンロッドの全周にわたって接触加熱が見いだされる場合には、細シリコンロッドが損傷してしまう。

本発明により解決されるべき問題点は、上述した問題点を克服する細シリコンロッド用接触型クランプ装置を提供することである。

本発明により解決されるべき問題点は、請求項１に記載の接触型クランプ装置により解決される。さらに、本発明の実施例は、従属請求項から導かれるものである。

接触型クランプ装置は、特にシリコン蒸着反応器内で、細シリコンロッドを組み込みシリコンロッドと電気的に接触させるものであり、細シリコンロッドの一端部を支えるロッドホルダーを備え、ロッドホルダーは、細いシリコンロッドを支える支持スペースの周りに配置された少なくとも３個の接触要素を備え、各接触要素は、電気的機械的に細シリコンロッドと接触するように支持スペース方向に面する接触面を形成し、隣り合った接触要素の接触面は間隔をおいて位置している。

これにより、所定数の電気的機械的接触面を細シリコンロッドを把持するロッドホルダーに形成することができ、その電気的機械的接触面は細シリコンロッドの形状に一致している。接触面間の距離が、起こりうる接触加熱領域の“移動（travelling）”を防止し、細シリコンロッドが溶融したり損傷したりする危険性を減らしている。

従来のテーパー接続を使用する場合と比較して、形成された接触面を介することにより、かなり大きな電流を流すことができるため、より高温に到達することを可能にし、特に細シリコンロッドをより速く昇温させることができる。さらに、グラファイトの断面積が小さくなるためグラファイト材がより高温になり、グラファイトとシリコンとの間の強い機械的抵抗性のある接続を実現できる。

接触面は、細シリコンロッドの縦軸に一致するロッドホルダーの縦軸に平行に伸びており、好ましくはシリコンロッドの実質的な領域にわたり接触するようになっている。そのため、接触面はストライプ状であり、特に、細シリコンロッドの外形に一致させることができる。ここで、ストライプ状接触面とは、本質的に細シリコンロッドの周囲より狭い幅を有し、全ての接触面の幅の合計が細シリコンロッドの周囲より小さくなるような幅を有する接触面と理解されるべきである。全ての接触面の幅の合計は、細シリコンロッドの周囲の約半分に等しいかそれよりも小さい。

本発明の一実施例において、接触要素は互いに移動可能であり、特に支持スペース側に移動可能である。これにより、細シリコンロッドの一端をまず支持スペース内に自由に差し込み、その後、接触要素を互いの接触要素側に相対移動させることにより、支持スペース内において接触面によって細シリコンロッドの一端を固定して締め付けることが可能となる。その結果。支持スペース内において細シリコンロッドの機械的電気的に良好な接触が達成できる。

本発明の一実施例において、接触要素は細シリコンロッドの下端部で、細シリコンロッドと、ぴったりと嵌合及び／または圧力ばめされて、接触している。
本発明の他の実施例において、接触要素は下端部で、細シリコンロッドと圧力ばめで接触している。

ロッドホルダーは、基部要素と接触要素を有するクランプ要素とからなる２つの部分に設計されているという利点がある。基部要素は再利用することができる一方、クランプ要素は消耗品要素としてみられ、各新規細シリコンロッドに対して新しいクランプ要素が使用されるべきである。これは、シリコン成長過程でシリコンロッドが絶え間なく太くなるにつれてシリコンロッドがクランプ要素まで成長するため、クランプ要素は、シリコンとの強力な結合によって損傷するという事実による。クランプ要素は、容易に交換できるようにするために、基部要素とぴったりと嵌合させ、さらにわずかに圧力ばめによって基部要素と接合している。もちろんロッドホルダーも多構成要素からなっていてもよい、すなわち、２つ以上の構成要素からなっていてもよい。

一実施例において、基部要素は、テーパー状の受け台からなり、特に円錐状にテーパーした受け台からなる。そしてクランプ要素は受け台に対応したテーパー状の外形を有している。このように設計することにより、一方では、各要素を互いに自動的にセンタリングすることが可能となり、他方では、クランプ要素を凹部に挿入する場合またはクランプ要素を凹部から取り出す場合に、クランプ要素を容易に取り扱うことが可能となる。基部要素の受け台のテーパーとクランプ要素のテーパー状外形は、クランプ要素が受け台側に移動すると接触要素が相寄るように移動し、支持スペースを狭くするような寸法であることが好ましい。接触要素が相寄る移動は、接触要素の接触面に対して垂直に移動することが好ましい。これにより、受け台にクランプ要素を挿入したときに、支持スペースに受け入れられる細シリコンロッドを自動的にクランプする（締め付ける）ことができる。その結果、高い接触圧を有するくさび効果が起こり、接触要素と細シリコンロッドとの間の接触抵抗を減少させることができる。

実質的な領域にわたって締め付ける（クランプする）ことにより機械的ひずみを減少することになり、細シリコンロッドが倒れる危険性を減らすことができる。まず最初にクランプ要素を受け台に緩やかに挿入することができる。その結果として支持スペースはまだ狭くなっていない。そして細シリコンロッドを支持スペースに容易に導入し、細シリコンロッドを締め付ける（クランプする）ために、クランプ要素を受け台に最終的に深く押し込むだけでよい。ここで、特に、締め付ける（クランプする）ためには、クランプ要素と基部要素以外にさらに他の要素を付加する必要がなく、装置構成が単純になるという利点がある。さらに、蒸着反応器に挿入する各要素部分が小さくなり、蒸着温度の加熱が促進される。付加的な要素は汚染の原因になりうるか、または蒸着プロセスにおいて、定期的に交換及び／または洗浄されねばならない程度に汚染される。

安定した明確な締め付け（クランプ）を得るためには、接触要素が接触面に対して垂直に移動することが有利になる。これはクランプ要素及び／または受け台を対応するようにデザインすることによって達成することができる。安定した明確な締め付け（クランプ）を達成するためには、接触要素の接触面を細シリコンロッドの外形に合わせて、実質的な領域にわたって細シリコンロッドに接触させることも可能である。例えば、丸形の細シリコンロッドに対する接触面は、細いロッドの曲率に対応する一曲面を示し、一方、角形の細いロッドに対する接触面は実質的な領域にわたって伸びる接触面を示す。

一実施例において、接触要素は、細シリコンロッドの対称的な接触を実現するために、支持スペースのまわりに等間隔で配置されている。矩形の断面積を有する細シリコンロッドに対する第一の例では、クランプ要素は、例えば、９０°毎に分配されている狭い接触面を有する４個の細い接触要素からなっている。第二の例では、円形の断面積を有する細シリコンロッドに対するクランプ要素は、例えば、互いに１２０°毎に分配され、細シリコンロッドの曲率に対応する曲率をもつ狭い接触面を有する３個の細い接触要素からなっている。

特定の一実施例において、接触要素は、少なくとも挿入される前に、連結要素によって互いに接続されている別体の要素である。この別体の要素は、締め付け（クランプ）に有利な柔軟性を有している、一方、連結要素によって、接触要素を使用する前に接触要素を一体のものとして取り扱うことができる。各接触要素間の連結要素は、各接触要素間で相対的に移動できるように、柔軟性を備えており、及び／または所定の切断点を有している。接触要素及び連結要素は、一体的にグラファイト材から形成される、例えば機械加工により形成される。

一実施例によれば、基部要素に取り付けられるクランプリングを備え、接触要素を受ける受け台はクランプリングと基部要素との間に形成され、クランプリングを基部要素に取り付けたときに、接触要素が互いに移動し特に支持スペース側に移動することができるような寸法に受け台は形成されている。このようなクランプリングは必要に応じて基部本体における接触要素の安定性を向上させることができ、細シリコンロッドを締め付ける（クランプする）力を大きくすることができる。クランプリングは、例えば螺合により基部要素に取り付けることができる、またはクィック−リリース機構により基部要素に締め付けられていてもよい。ここでは、クランプリングは、接触要素の動きを確保するために、例えば接触要素のテーパー状外形に適合するテーパー状の内壁を備えた開口部を有している。クランプリングは導電性である必要はないが、充分に堅固で耐熱性の材料で構成されるべきである。

本発明による接触型クランプ装置は、シリコン蒸着反応器内のプロセスコントロールに良い影響を与えることができる。なぜなら、シラン蒸気または気体が細シリコンロッドの加熱プロセスの開始時にすでに供給されているからである。より高い温度領域への供給されたシランの蒸着の結果として、接触面を介して、加熱プロセスの最初から特に接触面の領域に高温を達成することができる。そして、このことが、この領域における細シリコンロッドに微少な損傷がもし存在していたならば、自己回復作用につながる。

図１は、矩形の断面積を有する細シリコンロッドを挿入したロッドホルダーの平面図である。 図２は、図１に示すロッドホルダーの側面図である。 図３は、細シリコンロッドを挿入したときの図２に示すロッドホルダーの側面図である。 図４は、細シリコンロッドを除いた場合の図１に示すロッドホルダーのIV−IV線断面図である。 図５は、円形断面積を有する細シリコンロッドを挿入した、ドリルチャック式に設計された他のロッドホルダーを示す平面図である。 図６は、図５に示すロッドホルダーのVI−VI線断面図である。 図７は、さらに他のロッドホルダーを示す平面図である。 図８は、図７に示すロッドホルダーのVIII−VIII線断面図である。

以下に、図面を参照しながら種々の実施例により本発明についてより詳細に述べる。
ここで使用される用語である、「上部（頂部）」、「下部（底部）」、「右」及び「左」は、図面での表現に対応させたものであり、好ましい位置・方向を示しているが、これらの用語により本発明が限定されるものではない。
図１は、第１の実施例によるロッドホルダー１の平面図である。ロッドホルダー１は例えばグラファイトからなり、矩形の断面積を有する細シリコンロッド２を挿入した状態で示されている。図２及び図３はそれぞれ図１に示すロッドホルダー１の側面図を示しており、図２は、細シリコンロッド２が挿入されていないときのロッドホルダーを示し、図３は、細シリコンロッド２を挿入したときのロッドホルダーを示している。図４は、図１に示すロッドホルダーのIV−IV線断面図であり、簡略化して細シリコンロッドを省略している。

このようなロッドホルダー１は、前述したように細シリコンロッドに電気的接触して、蒸着プロセスの間、より太いシリコンロッドを生成し、基本的には細シリコンロッドを自立させた状態で保持する目的のために、シリコン蒸着反応器（図示せず）内で使用される。基本的に自立した状態というのは、細シリコンロッドの一端部がロッドホルダーに受け入れられ保持され、一方、細シリコンロッドの大部分はロッドホルダーから突出しプロセスガス雰囲気中にさらされていると理解されるべきである。
ロッドホルダー、ロッドホルダーに受け入れられた細シリコンロッド、および細シリコンロッド２の対応する自由端において対応する導電性の連結部とを介して電気回路を形成するように、ロッドホルダーは対をなして配置されている。既述したように、細シリコンロッド２を析出温度まで加熱するために、電気供給と連動して、この電気回路により細シリコンロッド２の抵抗加熱が可能となる。

図４に示されるように、ロッドホルダーは、それぞれ別体の要素として設計されている基部要素７とクランプ要素８とを備えている。クランプ要素８は細シリコンロッドを受け入れ細シリコンロッドと電気的に接触するために使用され、また、蒸着プロセスの間、細シリコンロッドと接触するため使い捨てで使用される。基部要素７は、クランプ要素８を受け入れクランプ要素８を固定するために使用される、また、細シリコンロッド２との間は距離があるので、蒸着プロセスの間、複数回使用される。

基部要素は基本的に円柱状の形状であり、上端部は円錐状に形成されている。円錐状の上端部は凹所を有し、凹所は基部方向に向かって下方にテーパー状になっている。凹所は基部要素の円柱部に伸びている。

クランプ要素８は、下方基部３と、この下方基部から上方に向かって伸びる４個の接触要素４.１，４.２，４.３，４.４とを備えている。基部３の下面は、ぴったり合って入り込むように基部要素７の凹所に対応して形成されている。上面は、平面状に形成されている。凹所のテーパー状とこれに対応する基部３の形状とにより、各要素は、クランプ要素８が基部要素に挿入されるときに自動的にセンタリングされる。基部３は、平面状の上面を備え、この上面に接して傾斜した部分を有している。この傾斜部の傾きは基部要素７のテーパー部の傾きと一致している。

接触要素４.１，４.２，４.３，４.４は、基部３の上面から伸びており、各接触要素は側面から見ると、通常、直角三角形の形をしている（図４）。接触要素は、直角を挟む一辺が基部３の上面に平行となり、他の一辺が垂直となるように配置されている。接触要素４.１，４.２，４.３，４.４は、半径方向に面の中心方向に向けられ、各要素の間に支持スペースを形成するように距離をおいて位置している。接触要素４.１，４.２，４.３，４.４は、互いに９０°の等しい角度で配置され、基部の上面に対して垂直な接触要素の一辺の各々が、支持スペースの内側に位置するように配置されている。接触要素４.１，４.２，４.３，４.４の斜辺の各々は、外方に向いて傾斜を形成しており、この傾斜は基部要素７のテーパー部の傾斜と同じである。三角形状の自由上端部は、この部分で接触要素が容易に損傷したり細シリコンロッド２を損傷したりすることを避けるために、図４に示されるように、尖頭部が切り取られている。

接触要素４.１，４.２，４.３，４.４は、ロッドホルダーの長手軸Ａに平行に伸びる内周面に沿ってストライプ状接触面を形成している。図１から図３に明らかに示されるように、接触面は、支持スペースに受け入れられる矩形の断面積を有する細シリコンロッドのエッジ面に沿って各エッジ面幅の中心において、細シリコンロッドと接触する。接触面の幅は各々、最大で細シリコンロッド２のエッジ面幅の５０％に相当することが好ましい。

図５は、円形断面積を有する細シリコンロッド３を受ける受け部を有するドリルチャック式に設計された他のロッドホルダー６を示す平面図である。図６は、図５に示すロッドホルダー６のVI−VI線断面図である。ロッドホルダー６及び細シリコンロッド３は前述した方法と同様に受け部に挿入される。

図６に明らかに示されるように、ロッドホルダー６は、前述した基部要素に対応する基部要素７と、前述したクランプ要素に対応するクランプ要素８とからなっている。クランプ要素８は、クランプ要素８以外にクランプリング９を備えるクランプ装置（図示せず）の一部である。クランプ要素８は、細シリコンロッド３に電気的機械的に接触するために使用され、また、蒸着プロセスの間、細シリコンロッドと接触するため使い捨てで使用される。基部要素７は、クランプ要素８を受け入れクランプ要素８を固定するために使用され、また、細シリコンロッド２との間は距離があるので、蒸着プロセスの間、複数回使用される。クランプリング９は、以下に述べるように、クランプ要素８を基部要素に対してクランプするために使用される。また、クランプリング９は、細シリコンロッド２との間は距離があるので、蒸着プロセスの間、複数回使用される。
基部要素７は基本的に円柱状であり、その上面はクランプ要素８を置けるように通常平らな上になっている。

クランプ要素は３個の接触要素５.１, ５.２, ５.３を備え、各接触要素は上述した接触要素と同様に、側面から見ると、通常、直角三角形の形をしている。各接触要素５.１,
５.２, ５.３は、直角を挟む一辺が基部要素７の上面に平行となり、他の一辺が垂直となるように配置されている。接触要素５.１，５.２，５.３は、半径方向に面の中心方向に向けられ、各要素の間に支持スペースを形成するように位置している。接触要素５.１，５.２，５.３は、互いに１２０°の等しい角度で配置され、基部の上面に対して垂直な接触要素の一辺の各々が、支持スペースの内側に位置するように配置されている。接触要素５.１，５.２，５.３の斜辺の各々は、外方に向いて傾斜を形成しており、この傾斜は基部要素７のテーパー部の傾斜と同じである。３個の接触要素５.１，５.２，５.３はこのようにコーン状の外形輪郭を形成している。三角形状の自由上端部は、ここでも、図５に示されるように、尖頭部が切り取られている。

接触要素５.１，５.２，５.３は、ロッドホルダーの長手軸Ａに平行に伸びる内周面に沿ってストライプ状接触面を形成している。支持スペースに受け入れられる細シリコンロッド３にぴったりと接触するように、接触面は丸くなっており、丸型細シリコンロッド３の形に一致している。接触面は、最大で細シリコンロッドの周囲の５０％に接触する。
接触要素５.１，５.２，５.３は、互いに接近するような動きが可能であり、少なくとも挿入される前に、連結要素によって互いに接続されている別体の要素である。

クランプリング９は、基本的に開口部１０を有する基部と基部に垂直な周囲側部とを有するカップ形状をしている。クランプリング９は使用するときには、ひっくり返して使用される、すなわち、図６に示すように、クランプリングの側壁を下方に向けて使用する。側壁は、基部本体にクランプリング９を乗せるために、基部本体７上の固定手段に対応して組み合わせられる固定手段を内周面に沿って備えている。側壁上の内ねじと基部本体上の外ねじ、または簡易着脱式またはバイオネット式ファスナー用の対応する要素が締め具の例として考えられる。その他の締め具も勿論可能である。

外部方向に向いている接触要素５.１，５.２，５.３の傾斜に対応する傾斜を有する開口部１０の内壁が中央にくるように、開口部１０が形成されている。図６に示すように、接触要素５.１，５.２，５.３の一部は、クランプリング９と基部要素７との間に受け入れられ、残りの部分は、クランプリングの中央開口部１０を通って外方に伸びている。そして、中央開口部の傾斜部は、接触要素５.１，５.２，５.３の外方を向いている傾斜部と係合している。このような係合により、接触要素５.１，５.２，５.３は、互いに接近するような動きが可能であり、細シリコンロッド３を支持する支持スペースを小さくすることができ、支持する細シリコンロッド３を固定してクランプすることができる。図６には、クランプリング９が接触要素５上に組み込まれ、軸方向かつ基部要素７の方向の動きによるドリルチャックと同様に、クランプリング９が、細シリコンロッド３（図示せず）の下端部の周囲で接触要素５.１，５.２，５.３を押圧する状態が示されている。この目的のために、図６に示すように、クランプリング９はねじ止めによって基部要素７に接合されている。または、クランプリング９は、簡易着脱機構を用いた手段により基部要素７にクランプされている。

本実施例においては、クランプリングを備えた３個の接触要素を示しているが、代わりに、挿入される細シリコンロッドの形状に対応した４個またはそれ以上の接触要素を使用することができる。もちろん、３個または図示された４個の接触要素以上の接触要素を用いて、クランプリングを使用しない場合も可能である。

本実施例によれば、ロッドホルダー１と細シリコンロッド２，３との間の電気的機械的接触面の数は、長手方向にストライプ状で電気的機械的に細シリコンロッド２に接触する４個の接触要素４.１，４.２，４.３，４.４をロッドホルダー１上に形成する（図１）ことで最小化することができる、あるいは、３個の接触要素５.１，５.２，５.３をロッドホルダー６上に形成する（図４）ことによって最小化することができる。４個の接触要素４は、互いに９０°の角度で配置され、３個の接触要素５.１，５.２，５.３は、互いに１２０°の角度で配置されている。

接触要素４，５は狭い接触面を形成して、細シリコンロッド２，３と、図１及び図２に示すように細シリコンロッドの下端部で形状一致型で接触するか、または図４及び図５に示すように形状一致及び圧力ばめ方式で接触している。
ロッドホルダー１は、２ピース型として設計することができ、図示されているように基部要素７とクランプ要素８とから構成されるか、または単一形として設計することも可能である。

本発明においては、一方で、細シリコンロッド２，３とロッドホルダー１との間に所定数の狭い電気的機械的接触面を形成し、他方では、接触要素４，５の接触面と細シリコンロッド２，３との間の距離を増やすことによって、接触面の許容誤差の問題によって生じる可能性のある接触熱領域の“移動（travelling）”を阻止することができる。

特に、矩形の断面積を有する細シリコンロッド２では、細シリコンロッドの角部に沿った接触が避けられる。
その結果、実質的な大電流を流すことができ、細シリコンロッド２，３のより高い温度を達成し、急速な加熱を促進することができる。さらに、グラファイトが直径が小さいので、すなわち、形成された接触面が狭いので、材料は高温になり、グラファイトとシリコン間のより強固な機械的弾性的な結合が起こる。

本発明に係る接触型クランプ装置は、細シリコンロッド２，３の加熱プロセスの開始時には既にシラン蒸気と水蒸気とが同時に導入されているときに、蒸着反応器内で好適に使用することができる。
これは、加熱プロセスの開始時に既にロッドホルダー１と細シリコンロッド２，３との接触面が高温度であるために可能となり、導入されたシラン蒸気または気体がより高温領域に蒸着し、それが細シリコンロッド２，３の自己回復につながるという結果になる。これは安定性の向上という結果をもたらす。

図７は、他の変形例である円形細シリコンロッド１３用のロッドホルダー１６の平面図であり、図８は、このロッドホルダー１６の図７におけるＶＩＩＩ−ＶＩＩＩ線断面図であり、細シリコンロッドは省略されている。細シリコンロッド１６は、円形細シリコンロッド１３用であり、上述した方法と同様に挿入される。

図８に明確に示されるように、ロッドホルダー１６は、上述した要素に対応する基部要素１７とクランプ要素１８とからなっている。基部要素１７は円柱形状で下部と上部とに円錐状のリセス２０を備えている。このリセスは、基部要素の中心面に関して鏡面対称であり、その結果基部要素１７は、基本的にその断面においてＨ字状の形状となる。基部要素１７は、ロッドホルダー１６の縦軸Ａに関して回転対称である。

下部リセス２０は、接触要素を反応器側に受け入れるために使用され、これによって基部要素１７が反応器に受け入れられ、またこれによって基部要素の電気的接触が生じる。これに相当するサポートと電気的接続は、反応器内において他の方法によっても実現可能であり、その結果、下部リセス２０は省略することも可能である。上部リセス２０は、以下に説明するように、クランプ要素１８を受け入れるために使用される。

クランプ要素１８は、３個の別体からなる接触要素２５からなり、互いに連結ランド部２６を介してつながっている。図７の平面図から明らかなように、接触要素２５は、連結ランド部２６を介して互いに等しい角度間隔で配置され、それぞれ共通する中心に向かって放射状に伸びている。

接触要素２５の放射状内方に面する面（内面）２８は各面の間に、細シリコンロッド用の支持スペース３０を形成している。図７から明らかなように、接触要素２５の内面２８は細シリコンロッドの曲率に一致している。内面２８は、ロッドホルダー１６の中心縦軸Ａ方向に真っすぐで、中心縦軸Ａに平行に伸びている。

図７にみられるように、接触要素２５の側面３２は、半径方向にそって接触要素２５の幅が増加するように、鋭角で配向している。しかしながら、側面は、クランプ要素１６の中心縦軸Ａの方向に平行になっている。したがって、接触要素２５の半径方向外側に面する面（外面）３４は、内面２８よりも広くなっている。

外面３４は、図７の平面図に示されるように、リセス２０に合わせた曲率を備えている。さらに、外面３４は、図８に示されるように、内面２８に対して、接触要素２５が底部に向かってテーパー状になるように、鋭角で配向している。外面３４は、リセス２０のテーパー部の傾きに対応する傾きを有している。当業者は、クランプ要素１８がリセス２０の方に押されると、接触要素２５が互いに中心縦軸Ａ方向に押されることを認識するであろう。

連結ランド部２６は、隣接する接触要素２５の間に伸び、接触要素２５の上部領域と下部領域とにそれぞれ１個の連結ランド部がある。連結ランド部は、接触要素を互いに予め決められた所定角度関係で保持するために設けられている。接触要素２５が互いに接近するように移動するときに、連結ランド部は変形し、必要であれば所定の切断点で切断される。このように、連結ランド部は主として、接触要素２５を基部本体１７に挿入する前に、接触要素２５を互いに所定位置関係に維持するという目的を果たしている。挿入のときにはこの位置関係が変化するが、これは連結ランド部の柔軟性によって達成されるか、または連結ランド部を破断、すなわち所定の切断点で切断することによって達成される。接触要素２５と連結ランド部２６とは、同一の材質によりまたは異なる材質により、別々に形成してもよいし一体的に形成してもよい。

図面では、連結ランド部２６が接触要素２５の側面３２の間に設けられているが、接触要素２５をリセス２０に挿入するときには接触要素２５間の相対的な動きを可能にし、挿入前には接触要素２５を互いに所定の位置関係に保持することのできるその他の連結部を設けてもよいと理解されるべきである。このようにして、接触要素２５の内面２８間に伸び、同時に接触要素２５間の支持スペース３０の下部境界としての役目を果たす、例えば星型の連結要素が設けられる。また、接触要素２５間にいっさい連結部を設けないこともまた可能である。接触要素２５の取り扱いを簡略化するため、特にこれらが互いに連結されていないときに、例えば基部要素１７のリセス２０に接触要素２５用のガイドを設けてもよい。これらのガイドは、一個の接触要素を受け入れガイドできるように所定の角度関係で設けられる。

さらに、図７及び図８の実施例において、３個以上の接触要素２５、例えば矩形の断面積を有する細シリコンロッド用に４個の接触要素を備えていてもよい。この場合には接触要素２５の内面２８は、湾曲せず平面状に形成される。一般的に、接触面として機能する接触要素の内面２８は細シリコンロッドの接触面に一致すると理解されるべきである。接触要素２５と基部要素１７とは、通常グラファイトからなる接触要素を少なくとも備え、導電性材料で形成されている。

以上、本発明の好ましい実施例について詳述したが、本発明はこれらの実施例に限定されない。特に、異なる実施例の要素の組み合わせや交換も含まれる。例えば、図７及び図８の実施例では、クランプリング９と組み合わせて使用することができる。

Claims (17)

1. シリコン蒸着反応器内で、細シリコンロッドを組み込みシリコンロッドと電気的に接触させる接触型クランプ装置であり、細シリコンロッドの一端部を支えるロッドホルダー（１；６，１６）を備える接触型クランプ装置において、
   前記ロッドホルダー（１；６；１６）は、細いシリコンロッド（２；３；１３）を支える支持スペース（３０）の周りに配置された少なくとも３個の接触要素（４；５；２５）を備え、各接触要素は、電気的機械的に細シリコンロッド（２；３；１３）と接触するように支持スペース方向に面する接触面（２８）を形成し、隣り合った接触要素（４；５，２５）の前記接触面（２８）は間隔をおいて位置していることを特徴とする接触型クランプ装置。
2. 接触面（２８）は、ロッドホルダー（１；６；１６）の縦軸（Ａ）に平行に伸びていることを特徴とする請求項１記載の接触型クランプ装置。
3. 接触面（２８）はストライプ状であることを特徴とする請求項１または２記載の接触型クランプ装置。
4. 接触要素（４；５；２５）は互いに移動可能であり、特に支持スペース（３０）側に移動可能であることを特徴とする請求項１乃至３のいずれか１項に記載の接触型クランプ装置。
5. 接触要素（４；５；２５）の接触面（２８）は、所定の面積にわたって細シリコンロッドと接触するように、細シリコンロッド（２；３，１３）の形状に一致していることを特徴とする請求項１乃至４のいずれか１項に記載の接触型クランプ装置。
6. ロッドホルダー（１；６；１６）は、少なくとも１つの基部要素（７；１７）と接触要素（４；５；２５）を有する少なくとも１つのクランプ要素（８；１８）とからなる少なくとも２つの要素を有することを特徴とする請求項１乃至５のいずれか１項に記載の接触型クランプ装置。
7. 基部要素（１７）は、テーパー状、特に円錐状にテーパーした受け台（２０）からなり、クランプ要素（１８）は受け台に対応したテーパー状の外形を有していることを特徴とする請求項６記載の接触型クランプ装置。
8. 基部要素（１７）の受け台（２０）のテーパーとクランプ要素（１８）のテーパー状外形は、クランプ要素（１８）が受け台（２０）側に移動すると接触要素（２５）が相寄るように移動し、支持スペース（３０）を狭くするような寸法であることを特徴とする請求項７記載の接触型クランプ装置。
9. 接触要素（５；２５）は、接触要素の接触面（２８）に対して垂直に移動することを特徴とする請求項４または８記載の接触型クランプ装置。
10. 接触要素（４；５；２５）は、支持スペース（３０）のまわりに等間隔で配置されていることを特徴とする請求項１乃至９のいずれか１項に記載の接触型クランプ装置。
11. 接触要素（２５）は、少なくとも使用前に連結要素（２６）によって互いに接続された別体の要素であることを特徴とする請求項１乃至１０のいずれか１項に記載の接触型クランプ装置。
12. 接触要素間の連結要素（２６）は、各接触要素（２５）間で相対的に移動できるように、柔軟性を備えており、及び／または所定の切断点を有していることを特徴とする請求項１１記載の接触型クランプ装置。
13. 接触要素（２５）及び連結要素（２６）は、一体的に形成されることを特徴とする請求項１１または１２記載の接触型クランプ装置。
14. 基部要素（７）に固定されるクランプリング（９）を備え、接触要素（５）を受ける受け台はクランプリング（９）と基部要素（７）との間に形成され、受け台はクランプリング（９）を基部要素（７）に取り付けたときに、接触要素（５）が互いに移動し特に支持スペース側に移動することができるような寸法に形成されていることを特徴とする請求項５または１３記載の接触型クランプ装置。
15. クランプリング（９）は、螺合により基部要素（７）に取り付けられるか、またはクィック−リリース機構により基部要素（７）に締め付けられていることを特徴とする請求項１４記載の接触型クランプ装置。
16. クランプリング（９）は、接触要素（５）のテーパー状外形に一致するテーパー状の内壁を備えた開口部（１０）を有していることを特徴とする請求項１４または１５記載の接触型クランプ装置。
17. 接触要素（４；５；２５）は、ロッドホルダー（１；６；１６）に受け入れられた細シリコンロッド（２；３；１３）と接触面（２８）を介して、ぴったりと嵌合及び／または圧力ばめされて接触していることを特徴とする請求項１乃至１６のいずれか１項に記載の接触型クランプ装置。

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