KR101564782B1

KR101564782B1 - 다결정 실리콘 제조 장치

Info

Publication number: KR101564782B1
Application number: KR1020090025028A
Authority: KR
Inventors: 도시히데 엔도; 마사유키 데바카리; 도시유키 이시이; 마사아키 사카구치
Original assignee: 미쓰비시 마테리알 가부시키가이샤
Priority date: 2008-03-27
Filing date: 2009-03-24
Publication date: 2015-10-30
Also published as: US8187382B2; KR20090103760A; JP2009256188A; JP5481886B2; EP2105408A1; US20090241838A1; DE602009000391D1; EP2105408B1; CN101544372A; CN101544372B

Abstract

(과제) 전극 수를 늘리지 않고, 많은 실리콘 심봉을 유지한다.

(해결 수단) 반응로의 저판부 (2) 에 배치 형성된 복수의 전극에, 상하 방향으로 연장되는 실리콘 심봉 (4) 을 각각 세워서 설치해 두고, 반응로 내에 원료 가스를 공급함과 함께, 실리콘 심봉 (4) 에 전극으로부터 통전시킴으로써 실리콘 심봉 (4) 을 발열시켜, 그 실리콘 심봉 (4) 의 표면에 원료 가스에 의해 다결정 실리콘을 석출시키는 장치에 있어서, 복수의 전극 중 적어도 일부는, 실리콘 심봉 (4) 을 2 개 유지하는 2 개용 전극 (5B) 으로 이루어짐과 함께, 그 2 개용 전극 (5B) 은, 저판부 (2) 에 형성된 관통공 (25) 내에 삽입 상태로 형성된 전극 홀더 (26) 와, 그 전극 홀더 (26) 의 상단부에 상호 간격을 두고 형성된 1 쌍의 심봉 유지부 (27) 를 가지고, 전극 홀더 (26) 의 내부에는, 냉각 매체가 유통되는 냉각 유로 (40) 가 형성되고, 저판부 (2) 를 관통하는 전극 홀더 (26) 의 하단부에, 냉각 유로 (40) 에 연통하는 냉각 배관이 접속되어 있다.

Description

다결정 실리콘 제조 장치{POLYCRYSTALLINE SILICON MANUFACTURING APPARATUS}

본 발명은 가열된 실리콘 심봉 (芯棒) 의 표면에 다결정 실리콘을 석출시켜 다결정 실리콘의 로드를 제조하는 다결정 실리콘 제조 장치에 관한 것이다.

종래, 이러한 종류의 다결정 실리콘 제조 장치로는 지멘스법에 의한 것이 알려져 있다. 이 지멘스법에 의한 다결정 실리콘 제조 장치에서는, 밀폐된 반응로 내에 실리콘 시드를 다수 배치 형성하여 가열해 두고, 이 반응로에 클로로실란 가스와 수소 가스의 혼합 가스로 이루어지는 원료 가스를 공급하여 가열된 실리콘 심봉에 접촉시켜서, 그 표면에 원료 가스의 열 분해 및 수소 환원에 의해 다결정 실리콘을 석출시키는 구성으로 된다.

이와 같은 다결정 실리콘 제조 장치에 있어서, 시드가 되는 실리콘 심봉은, 반응로 내저부에 배치 형성된 전극에 세워서 설치된 상태로 고정되고, 그 전극으로부터 실리콘 심봉에 통전시켜, 그 저항에 의해 실리콘 심봉을 발열시키고, 하방으로부터 분출되는 원료 가스를 실리콘 심봉 표면에 접촉시켜 다결정 실리콘의 로드를 형성하도록 되어 있다. 이 실리콘 심봉을 유지하는 전극은, 반응로 내저면 의 거의 전역에 걸쳐서 분산되도록 복수 형성되어 있고, 각 전극은, 특허 문헌 1 에 기재된 바와 같이, 반응로 저판부의 관통공 내에 고리형의 절연재에 둘러싸인 상태로 형성되어 있다.

특허 문헌 1 : 일본 공개특허공보 2007-107030호

그런데, 상기 서술한 다결정 실리콘 제조 장치에 있어서, 그 생산성을 향상시키기 위해서는 보다 높은 밀도로 실리콘 심봉을 반응로 내에 설치하는 것이 유리하다. 그러나, 보다 많은 실리콘 심봉을 반응로 내에 설치하기 위해서는 보다 많은 관통공을 저판부에 형성할 필요가 있고, 이 관통공이 많아질수록 저판부의 강도가 저하되어, 저판부 변형의 원인이 되기 쉽다. 또, 개개의 전극에는 통전용 전원 케이블이나 전극 내부의 냉각용 냉각 배관이 접속되지만, 보다 많은 전극을 반응로 내에 설치한다는 것은, 반응로의 하방에 많은 케이블이나 배관이 밀집함으로써 그 유지보수시의 작업성을 저해시키는 원인이 된다.

본 발명은 이와 같은 사정을 감안하여 이루어진 것으로, 반응로의 저판부를 관통하는 전극 수를 늘리지 않고, 많은 실리콘 심봉을 유지할 수 있는 다결정 실리콘 제조 장치의 제공을 목적으로 한다.

상기 목적을 달성하기 위해서 본 발명의 다결정 실리콘 제조 장치는, 반응로의 저판부에 배치 형성된 복수의 전극에, 상하 방향으로 연장되는 실리콘 심봉을 각각 세워서 설치해 두고, 반응로 내에 원료 가스를 공급함과 함께, 상기 실리콘 심봉에 상기 전극으로부터 통전시킴으로써 실리콘 심봉을 발열시켜, 그 실리콘 심봉의 표면에 상기 원료 가스에 의해 다결정 실리콘을 석출시키는 다결정 실리콘 제조 장치에 있어서, 상기 복수의 전극 중 적어도 일부는, 상기 실리콘 심봉을 2 개 유지하는 2 개용 전극으로 됨과 함께, 그 2 개용 전극은, 상기 저판부에 형성된 관통공 내에 삽입 상태로 형성된 전극 홀더와, 그 전극 홀더의 상단부에 상호 간격을 두고 형성된 1 쌍의 심봉 유지부를 가지고, 상기 전극 홀더의 내부에는 냉각 매체가 유통되는 냉각 유로가 형성되고, 상기 저판부를 관통하는 상기 전극 홀더의 하단부에, 상기 냉각 유로에 연통하는 냉각 배관이 접속되어 있는 것을 특징으로 한다.

즉, 이 다결정 실리콘 제조 장치에 있어서는, 1 개용 전극과 2 개용 전극을 구비하고 있고, 이 2 개용 전극에 의해 실리콘 심봉을 2 개씩 유지하고 있는 만큼 모든 것을 1 개씩 유지하는 구조에 비해 반응로의 저판부를 관통하는 전극 수를 줄일 수 있어, 반응로의 저판부에 형성해야 할 관통공이나 그 하방에 형성되는 전원 케이블 및 냉각 배관도 줄일 수 있다.

또, 본 발명의 다결정 실리콘 제조 장치에 있어서, 상기 실리콘 심봉은, 연결 부재에 의해 그 상단부를 2 개씩 연결 상태로 하여 이루어지는 시드 조립체로서 구축됨과 함께, 상기 2 개용 전극에 있어서의 양 심봉 유지부에는 2 세트의 시드 조립체의 실리콘 심봉이 1 개씩 유지되고, 이들 심봉 유지부 사이가 상기 전극 홀더를 경유하여 전기적 접속 상태로 되는 것을 특징으로 한다.

이 다결정 실리콘 제조 장치에 있어서는, 2 개용 전극에 있어서, 2 세트의 시드 조립체의 실리콘 심봉을 1 개씩 유지시킴으로써, 이들 양 시드 조립체가 전극 홀더를 경유하여 직렬로 접속되게 된다. 나머지 실리콘 심봉은, 각각 1 개용 전극에 유지시켜도 되고, 새롭게 2 개용 전극을 경유하여 다른 시드 조립체를 접속 해도 된다. 이와 같이, 복수의 시드 조립체를 직렬 상태로 접속할 때의 중계점으로서 2 개용 전극을 이용함으로써, 그 중계점이 되는 전극에는 전원 케이블이 불필요해져, 저판부 하방의 전원 케이블을 더욱 줄일 수 있다.

또, 본 발명의 다결정 실리콘 제조 장치에 있어서, 한 쌍의 상기 1 개용 전극과, 이들 1 개용 전극의 사이에 배치된 상기 2 개용 전극에 의해, 복수 세트의 상기 시드 조립체가 1 유닛으로서 직렬 접속 상태로 지지할 수 있게 됨과 함께, 이들 시드 조립체에 전류를 공급하는 전원 회로가 상기 1 개용 전극 및 2 개용 전극에 각각 접속되어, 상기 1 유닛으로의 전류 공급과 그 1 유닛을 복수로 분할하여 이루어지는 분할 유닛마다에 대한 전류 공급을 전환할 수 있게 되어 있는 구성으로 해도 된다.

저온시에는 저항이 큰 실리콘 심봉에 대해, 그 성장 상태에 따라 통전시키는 유닛을 전환하는 등의 제어가 가능하여, 신속하고 효율적으로 가열할 수 있다.

본 발명의 다결정 실리콘 제조 장치에 의하면, 2 개용 전극을 구비함으로써, 모든 실리콘 심봉을 1 개씩 유지하는 구조에 비해 반응로의 저판부를 관통하는 전극 수를 줄일 수 있어, 반응로의 저판부에 형성해야 하는 관통공을 줄일 수 있다. 따라서, 저판부를 강 (剛) 구조로 유지한 채, 많은 실리콘 심봉을 세워서 설치하는 것이 가능해져, 다결정 실리콘의 생산성을 높일 수 있다. 또, 반응로의 하방에 형성되는 전원 케이블이나 냉각 배관도 줄일 수 있으므로, 그 유지보수 작업성도 향상시킬 수 있다.

이하, 본 발명의 다결정 실리콘 제조 장치의 실시 형태에 대해 도면에 기초하여 설명한다.

도 3 은 본 발명이 적용되는 다결정 실리콘 제조 장치의 제 1 실시 형태를 나타내는 전체도이다. 이 다결정 실리콘 제조 장치의 반응로 (1) 는, 노 바닥을 구성하는 저판부 (2) 와, 이 저판부 (2) 상에 자유롭게 탈착할 수 있도록 장착된 조종 (釣鐘) 형상의 벨자 (3; bell jar) 를 구비하고 있다. 이 경우, 저판부 (2) 의 상면은 대략 평탄한 수평면이지만, 벨자 (3) 는 전체적으로 조종 형상을 하고 있고, 천정이 돔형으로 형성되어 있다. 또, 저판부 (2) 및 벨자 (3) 의 벽은 재킷 구조로 되어, 냉각수에 의해 냉각되도록 되어 있다.

저판부 (2) 에는, 생성되는 다결정 실리콘의 종봉 (시드) 이 되는 실리콘 심봉 (4) 이 장착되는 복수의 전극 (5A, 5B) 과, 클로로실란 가스와 수소 가스를 함유하는 원료 가스를 노 내에 분출하기 위한 분출 노즐 (가스 공급구 ; 6) 과, 반응 후의 가스를 노 밖으로 배출하기 위한 배기구 (7) 가 각각 복수 형성되어 있다.

이 경우, 원료 가스의 분출 노즐 (6) 은, 각 실리콘 심봉 (4) 에 대해 균일하게 원료 가스를 공급할 수 있도록, 반응로 (1) 의 저판부 (2) 상면의 거의 전역에 분산되어 적절한 간격을 두면서 복수 설치되어 있고, 각각 반응로 (1) 외부의 원료 가스 공급원 (8) 에 접속되어 있다. 또, 배기구 (7) 는, 저판부 (2) 상의 외주부 부근에 둘레 방향으로 적절한 간격을 두고 복수 설치되고, 외부의 배기 가스 처리계 (9) 에 접속되어 있다. 또한, 도 3 중 부호 10 은 전극 (5A, 5B) 에 접속된 전원 회로를 나타낸다.

또, 실리콘 심봉 (4) 은, 하단부가 전극 (5A, 5B) 내에 삽입된 상태로 고정됨으로써, 상방으로 연장되어 세워서 설치되어 있고, 그 중의 2 개씩을 쌍으로 하여 연결하도록, 상단부에 1 개의 길이가 짧은 연결 부재 (12) 가 장착되어 있다. 이 연결 부재 (12) 도 실리콘 심봉 (4) 과 동일한 실리콘에 의해 형성된다. 이들 2 개의 실리콘 심봉 (4) 과 이들을 연결하는 연결 부재 (12) 에 의해, 전체적으로 역 U 자 형상 또는 П 자 형상이 되도록 시드 조립체 (13) 가 조립되고, 이들 시드 조립체 (13) 는, 전극 (5A, 5B) 이 반응로 (1) 의 중심으로부터 동심원상으로 배치되어 있음으로써, 전체적으로 거의 동심원상으로 배치되어 있다.

이 실리콘 심봉 (4) 을 유지하고 있는 전극 (5A, 5B) 으로는, 도 2 에 나타내는 바와 같이, 1 개의 실리콘 심봉 (4) 을 유지하는 1 개용 전극 (5A) 과, 2 개의 실리콘 심봉 (4) 을 유지하는 2 개용 전극 (5B) 이 배치 형성되어 있다.

1 개용 전극 (5A) 은, 반응로 (1) 의 저판부 (2) 에 형성된 관통공 (21) 내에 삽입 상태로 형성된 전극 홀더 (22) 와, 그 전극 홀더 (22) 의 상단부에 형성된 심봉 유지부 (23) 를 구비하는 구성으로 되어 있다. 전극 홀더 (22) 는 스테인리스강 등의 도전재로 형성되고, 심봉 유지부 (23) 는 카본 등에 의해 형성되어 있다. 이들 전극 홀더 (22) 및 심봉 유지부 (23) 는 각각 봉 형상으로 형성되어 있고, 전극 홀더 (22) 의 상단부에 심봉 유지부 (23) 가 동축 상에 나선 결합되어, 너트 부재 (24) 에 의해 고정되어 있다.

2 개용 전극 (5B) 은, 도 1 에 확대하여 나타내는 바와 같이, 반응로 (1) 의 저판부 (2) 에 형성된 관통공 (25) 내에 삽입 상태로 형성된 전극 홀더 (26) 와, 그 전극 홀더 (26) 의 상단부에 형성된 심봉 유지부 (27) 를 구비하는 구성으로 되어 있는 점은 1 개용 전극 (5A) 과 동일한 구성이지만, 전극 홀더 (26) 가 상단부에서 두 갈래상으로 분기되어 있고, 그 양단부에 각각 심봉 유지부 (27) 가 형성되어 있다.

전극 홀더 (26) 는, 스테인리스강 등의 도전재에 의해 형성되고, 전체적으로 봉 형상을 이루는 로드부 (31) 와, 그 로드부 (31) 의 상단에 직교하도록 형성된 아암부 (32) 가 일체로 형성된 구성으로 되어 있다. 로드부 (31) 는, 그 길이 방향의 도중 위치에 확경부 (33) 가 일체로 형성됨과 함께, 그 확경부 (33) 의 하방 위치의 외주에는 수나사부 (34) 가 형성되어 있다.

한편, 이 전극 홀더 (26) 를 삽입 상태로 하고 있는 저판부 (2) 의 관통공 (25) 에는, 그 관통공 (25) 의 상단 개구부에 스폿 페이싱부 (36) 가 형성되어 있다. 그 스폿 페이싱부 (36) 의 하방에, 상방을 향하여 점차 확경되는 테이퍼부 (35) 가 형성되어 있다. 그리고, 이 관통공 (25) 의 내주면과 전극 홀더 (26) 의 로드부 (31) 사이에 고리형 절연재 (37) 가 전극 홀더 (26) 를 둘러싸도록 형성되고, 로드부 (31) 의 확경부 (33) 와 수나사부 (34) 에 나선 결합된 너트 부재 (38) 사이에서 단단히 조여짐으로써 저판부 (2) 에 고정되어 있다.

또, 아암부 (32) 는, 로드부 (31) 의 상단에서 좌우 방향으로 각각 수평으로 연장됨으로써, 로드부 (31) 에 대해 직교하고, 그 로드부 (31) 와 함께 전체적으로 T 자를 이루도록 형성되어 있고, 그 좌우 양단부에 각각 암나사 구멍 (39) 이 수직으로 형성되어 있다. 이 로드부 (31) 와 아암부 (32) 가 T 자 형상을 이루고 있음으로써, 저판부 (2) 에 지지되는 로드부 (31) 와 심봉 유지부 (27) 가 수평 방향으로 이간되어, 그 사이의 응력을 완화할 수 있게 되어 있다. 또, 이 전극 홀더 (26) 내는, 그 로드부 (31) 로부터 아암부 (32) 의 암나사 구멍 (39) 의 주위를 경유하도록 냉각 매체를 유통시키는 냉각 유로 (40) 가 형성되어 있다.

한편, 심봉 유지부 (27) 는, 카본 등에 의해 원주상으로 형성되고, 그 외주부에 전극 홀더 (26) 의 암나사 구멍 (39) 에 나선 결합되는 수나사부 (41) 가 형성되고, 상단부에 실리콘 심봉 (4) 을 삽입 상태로 고정시키는 구멍 (42) 이 축심을 따라 형성되어 있다. 그리고, 수나사부 (41) 가 전극 홀더 (26) 의 암나사 구멍 (39) 에 나선 결합되고, 너트 부재 (43) 에 의해 고정되도록 되어 있고, 상단부의 구멍 (42) 에 삽입된 실리콘 심봉 (4) 을 고정 나사 (44) 에 의해 고정시키는 구성이다.

그리고, 이들 1 개용 전극 (5A) 과 2 개용 전극 (5B) 은, 도 2 에 나타내는 바와 같이, 예를 들어 3 세트의 시드 조립체 (13) 를 하나의 유닛으로서 직렬로 접속 하도록, 그 유닛 열의 단으로부터, 1 개의 1 개용 전극 (5A), 2 개의 2 개용 전극 (5B), 1 개의 1 개용 전극 (5A) 의 순서로 나열되어 있다. 이 경우, 각 시드 조립체 (13) 는, 1 개용 전극 (5A) 에서 2 개용 전극 (5B), 2 개용 전극 (5B) 에서 2 개용 전극 (5B), 2 개용 전극 (5B) 에서 1 개용 전극 (5A) 으로 빠져 나가도록 3 세트가 직렬로 연결되어 있고, 1 개의 시드 조립체 (13) 의 양 실리콘 심봉 (4) 은, 인접 상태가 상이한 전극에 의해 각각 유지되어 있다. 즉, 1 개용 전극 (5A) 에는 시드 조립체 (13) 의 2 개의 실리콘 심봉 (4) 중 1 개가 유지되고, 2 개용 전극 (5B) 에는, 2 세트의 시드 조립체 (13) 의 실리콘 심봉 (4) 이 1 개씩 유지되고 있다. 그리고, 열 양단의 1 개용 전극 (5A) 에 전원 케이블 (45) 이 접속되어, 도 2 의 쇄선 화살표로 나타내는 바와 같이 전류가 흐르게 되어 있고, 이 때, 2 개용 전극 (5B) 에 있어서는, 양 심봉 유지부 (27) 사이가 아암부 (32) 를 경유하여 전류가 흐르는 구성이다.

또한, 도 1 에 있어서, 부호 (46) 는 재킷 구조로 된 저판부 (2) 의 냉각 유로를 나타내고, 도 2 에 있어서, 부호 (47) 는 전극 홀더 내의 냉각 유로에 냉각수를 공급하는 급수관, 부호 48 은 전극 홀더 내를 경유한 냉각수의 배수관을 나타내고 있다.

이와 같이 구성되는 다결정 실리콘 제조 장치에 있어서, 각 전극 (5A, 5B) 으로부터 실리콘 심봉 (4) 에 통전시켜 실리콘 심봉 (4) 을 저항 발열 상태로 함과 함께, 각 실리콘 심봉 (4) 끼리의 사이에서도 인접하는 실리콘 심봉 (4) 으로부터의 복사열을 받아 가열되어, 그것들이 상승 (相乘) 하여 고온 상태가 되고, 이 고온 상태의 실리콘 심봉 (4) 의 표면에 접촉한 원료 가스가 반응하여 다결정 실리콘을 석출하는 것이다.

이 경우에, 전극을 2 종류로 하고, 실리콘 심봉 (4) 을 2 개씩 유지하는 2 개용 전극 (5B) 을 형성함으로써, 전부를 1 개씩 유지하는 경우에 비해 반응로 (1) 의 저판부 (2) 를 관통하는 전극 수를 줄일 수 있고, 그 만큼, 반응로 (1) 의 저판부 (2) 에 형성되는 관통공도 줄일 수 있어, 저판부 (2) 를 강 구조로 유지할 수 있다. 반대로 말하면, 적은 전극 수로 많은 실리콘 심봉 (4) 을 유지할 수 있으므로, 반응로 (1) 내에 많은 실리콘 심봉 (4) 을 설치할 수 있어, 생산성을 높일 수 있다. 또, 전극 수가 적기 때문에, 저판부 (2) 의 하방에 배치되는 냉각 배관인 급수관 (47) 및 배수관 (48) 이나 전원 케이블 (45) 도 줄일 수 있어, 그 유지보수 작업성이 향상되는 것이다.

도 4 는, 반응로 (1) 의 저판부 (2) 상에서의 각 전극의 배치예를 나타낸 것으로, 1 개용 전극 (5A) 및 2 개용 전극 (5B) 모두 32 개씩 배치되고, 이들 전극 (5A, 5B) 에 의해, 합계 96 개의 실리콘 심봉이 유지되도록 되어 있다. 이들 전극 (5A, 5B) 을 삽입하는 관통공은 저판부 (2) 에 64 개 형성되게 된다. 이에 대하여, 전부를 1 개용 전극 (5A) 으로 한 경우에는 96 개의 관통공이 필요하게 되어, 2 개용 전극 (5B) 을 조합함으로써 관통공의 수는 3 분의 2 로 감소된다. 또, 저판부 (2) 의 하방에서 각 전극의 하단부에 배치되는 냉각 배관 등의 수도 삭감된다.

또한, 본 발명은 상기 제 1 실시 형태의 구성의 것에 한정되는 것이 아니고, 세부 구성에 있어서는, 본 발명의 취지를 일탈하지 않는 범위에 있어서 여러 변경을 추가할 수 있다. 예를 들어, 도 2 에 나타내는 예에서는, 1 개용 전극과 2 개용 전극을 2 개씩 사용하고, 3 세트의 시드 조립체를 직렬 접속하여 1 유닛으로 했지만, 중간 위치의 2 개용 전극을 많게 하여, 4 세트의 시드 조립체 이상으로 1 유닛을 구성하도록 해도 된다. 또, 상기 제 1 실시 형태에서는 2 개용 전극에 는 전원 케이블을 접속하지 않는 예로 했지만, 도 5 에 나타내는 제 2 실시 형태와 같이, 2 개용 전극 (5B) 에도 전원 케이블 (45) 를 접속하고, 1 유닛을 복수 (도 5 의 예에서는 두 개) 로 분할하여 전기적 접속 상태로 해도 된다. 이 경우, 실리콘 심봉 (4) 은, 운전 초기에는 전기 저항이 크고, 실리콘 심봉 (4) 의 직경이 증대될수록 전기 저항이 낮아지므로, 그 실리콘 심봉 (4) 직경의 증대에 따라 전원 회로 (50) 에서 전류의 공급 경로를 전환하도록 구성하여, 1 유닛을 모두 직렬 상태로 전류를 공급하는 형태, 복수로 분할하여 그 분할 유닛마다 전류를 공급하는 형태 중 어느 것을 선택할 수 있도록 해도 된다.

본 발명에서는, 상기 제 1 실시 형태에 있어서의 1 개용 전극, 도 5 에 나타내는 제 2 실시 형태의 1 개용 전극 및 2 개용 전극과 같이 실리콘 심봉에 외부로부터 전류를 공급하는 부분뿐만 아니라, 제 1 실시 형태에 있어서의 2 개용 전극과 같이 실리콘 심봉끼리를 전기적으로 접속하는 부분도 포함하여 전극이라고 칭하고 있다.

도 1 은 본 발명의 다결정 실리콘 제조 장치의 제 1 실시 형태에 있어서의 전극 부분의 단면도이다.

도 2 는 도 1 의 전극을 사용하여 실리콘 심봉을 직렬 접속한 상태를 나타내는 모델도이다.

도 3 은 다결정 실리콘 제조 장치의 제 1 실시 형태에 있어서의 전체 구성을 나타내는 종단면도이다.

도 4 는 도 3 의 다결정 실리콘 제조 장치에 있어서의 저판부 상의 전극의 배치예를 나타내는 평면도이다.

도 5 는 본 발명의 제 2 실시 형태에 있어서의 전체 구성을 나타내는 종단면도이다.

*부호의 설명*

1 반응로 2 저판부

3 벨자 4 실리콘 심봉

5A 1 개용 전극 5B 2 개용 전극

6 분출 노즐 7 배기구

8 원료 가스 공급원 9 배기 가스 처리계

10 전원 회로 12 연결 부재

13 시드 조립체 21 관통공

22 전극 홀더 23 심봉 유지부

24 너트 부재 25 관통공

26 전극 홀더 27 심봉 유지부

31 로드부 32 아암부

33 확경부 34 수나사부

35 테이퍼부 36 스폿 페이싱부

37 고리형 절연재 38 너트 부재

39 암나사 구멍 40 냉각 유로

41 수나사부 42 구멍

43 너트 부재 44 고정 나사

45 전원 케이블 46 냉각 유로

47 급수관 48 배수관

50 전원 회로

Claims

반응로의 저판부에 배치 형성된 복수의 전극에, 상하 방향으로 연장되는 실리콘 심봉을 각각 세워서 설치해 두고, 반응로 내에 원료 가스를 공급함과 함께, 상기 실리콘 심봉에 상기 전극으로부터 통전시킴으로써 실리콘 심봉을 발열시켜, 그 실리콘 심봉의 표면에 상기 원료 가스에 의해 다결정 실리콘을 석출시키는 다결정 실리콘 제조 장치에 있어서,

상기 복수의 전극 중 적어도 일부는, 상기 실리콘 심봉을 2 개 유지하는 2 개용 전극으로 됨과 함께, 그 2 개용 전극은, 상기 저판부에 형성된 관통공 내에 삽입 상태로 형성된 전극 홀더와, 그 전극 홀더의 상단부에 상호 간격을 두고 형성된 1 쌍의 심봉 유지부를 가지고,

상기 전극 홀더의 내부에는, 냉각 매체가 유통되는 냉각 유로가 형성되고, 상기 저판부를 관통하는 상기 전극 홀더의 하단부에, 상기 냉각 유로에 연통하는 냉각 배관이 접속되어 있는 것을 특징으로 하는 다결정 실리콘 제조 장치.
제 1 항에 있어서,

상기 실리콘 심봉은, 그 상단부를 2 개씩 연결 상태로 하여 이루어지는 시드 조립체로서 구축됨과 함께, 상기 2 개용 전극에 있어서의 양 심봉 유지부에는, 2 세트의 시드 조립체의 실리콘 심봉이 1 개씩 유지되고, 이들 심봉 유지부 사이가 상기 전극 홀더를 경유하여 전기적 접속 상태로 되는 것을 특징으로 하는 다결정 실리콘 제조 장치.
제 2 항에 있어서,

1 쌍의 1 개용 전극과, 이들 1 개용 전극의 사이에 배치된 상기 2 개용 전극에 의해, 복수 세트의 상기 시드 조립체가 1 유닛으로서 직렬 접속 상태로 지지할 수 있게 됨과 함께, 이들 시드 조립체에 전류를 공급하는 전원 회로가 상기 1 개용 전극 및 2 개용 전극에 각각 접속되어, 상기 1 유닛에 대한 전류 공급과 그 1 유닛을 복수로 분할하여 이루어지는 분할 유닛마다로의 전류 공급을 전환할 수 있도록 되어 있는 것을 특징으로 하는 다결정 실리콘 제조 장치.