TW202128559A - 棒狀體、治具、卸除方法及矽棒的製造方法 - Google Patents

Abstract

棒狀體(10)係使用於由形成反應器(100)的底板(101)懸吊起蓋子(103)以從底板卸除蓋子(103)時，其中反應器(100)係用於容置呈直立的矽棒，蓋子(103)係與底板共同形成反應器(100)，棒狀體(10)係具有：第一部位(11)，其係插入至配置於底板(101)之周圍的底板側孔(102a)；第二部位(12)，其係插入至蓋側孔(104a)，蓋側孔(104a)係配置於蓋子(103)之周圍與底板側孔(102a)彼此相對之位置。

Description

棒狀體、治具、卸除方法及矽棒的製造方法

本發明係關於在製造矽棒時所使用的棒狀體、治具、反應器之蓋子的卸除方法以及矽棒的製造方法。

高純度多晶矽係可用作透過柴式法(CZ法)或浮區法(FZ法)來獲得單晶矽的生產原料，並且也可用作太陽能電池用的單向凝固法所得的鑄造法多晶矽的原料。

多晶矽通常係藉由西門子製程(Siemens Process)製造。西門子製程當中，將含矽氣體及氫添加至反應器中，所添加的含矽氣體及氫於反應器內於受到通電加熱的矽芯線上反應，進而在矽芯線上析出多晶矽。作為含矽氣體，使用甲矽烷(SiH₄ )或是三氯矽烷(SiHCl₃ )。

最普遍的反應器係由可冷卻的金屬製的底板及鐘型的外殼所構成，於底板上設置有：多個電極，其用於豎立設置矽芯線；導入口，其用於導入原料氣體；排出口，其用於將反應器內的氣體排出。

矽芯線通常係由2條鉛直桿及1條水平橋接桿組成ㄈ字型，並且以逆U字型垂直地豎立設置於設在反應器之底板上的電極上。藉由使多晶矽析出至矽芯線上，使得多晶矽隨著時間往其矽芯線之直徑方向生長。當多晶矽到達了既定直徑時，使反應結束。結束生長的矽棒(多晶矽)通常會被冷卻到室溫。藉此所獲得的逆U字型矽棒的高度為數公尺，1個矽棒的重量為數十kg。

將矽棒冷卻至室溫之後，從反應器中將矽棒取出。由於西門子製程並非連續製程而是間歇製程，因此當反應器結束析出時必須暫時停止運作，開啟反應器，將所獲得的矽棒從反應器中取出。開啟反應器通常係透過緩慢地將鐘型的反應器之蓋子往上方懸吊起來進行。從反應器取出矽棒係為逐一地將逆U字型的矽棒懸吊起並移動至反應器之外，並放置到載台等上運輸。

關於從反應器取出矽棒的技術，係已揭示於例如專利文獻1至專利文獻3中。專利文獻1及專利文獻2當中，揭示了將反應器之蓋子緩慢懸吊至上方，將鉛直地豎立於反應器之底板上的逆U字型的矽棒，逐一地或是將複數個一併地從反應器之底板上取出之技術。專利文獻3當中，揭示了透過於反應器之周圍設置保護壁，以於反應器在開啟之後，當矽棒發生傾倒時，可防止矽棒往保護壁之外側飛散技術。

[先前技術文獻] [專利文獻] [專利文獻1] US2012/0237678(2012年9月20日公開) [專利文獻2] US2010/0043972(2010年2月25日公開) [專利文獻3] WO2015/039841(2015年3月26日公開)

[發明所欲解決問題] 於矽芯線之表面上，使多晶矽生長成直徑為約100～200mm粗度之步驟當中，取決於反應器之底板中矽芯線之配置，多晶矽可能會以矽芯線為中心而非對稱地生長。於此情形下，矽棒的重心會由支撐矽棒的電極之中心的鉛直方向偏移。於析出多晶矽的過程中，矽棒係為1000℃以上且具有延展性及軟化性，因此即使矽棒之重心由電極之中心的鉛直方向偏移仍可維持自己豎立。

然而，於反應結束後，當在冷卻矽棒的過程中矽棒來到800℃以下時，矽棒的延展性及軟化性就會消失，因此，當矽棒之重心由電極之中心的鉛直方向偏移時，於矽棒中會產生應變。產生了應變的矽棒基於冷卻期間或冷卻過後的輕微震動而於反應器中由根部產生倒塌，於某些情況下可能倒靠在反應器之蓋子的內壁上。

關於如此的現象，上述習知技術存在著以下的問題。專利文獻1及專利文獻2中所揭示的技術係為將處於反應器中為鉛直豎立狀態時的矽棒予以取出的技術。因此，專利文獻1及專利文獻2中所揭示的技術係無法採用至將處於矽棒倒靠於內壁上之狀態下的反應器之蓋子予以懸吊起以開啟反應器的作業中。

此外，當在矽棒倒靠於反應器之蓋子的內壁上的狀態下懸吊起反應器之蓋子的情況下，在懸吊蓋子時，據研判係基於倒靠於反應器之蓋子的內壁的矽棒的重量，使得蓋子橫向搖動。於此情況下，揭示於專利文獻3的技術當中，橫向搖動的蓋子會卡在設置於反應器之周圍的保護壁上，無法進一步懸吊起蓋子。因此，當在矽棒倒靠於反應器之蓋子的內壁上的狀態下懸吊起反應器之蓋子的狀態下，必須撤除保護壁。因此，專利文獻3中所揭示的技術亦無法採用至將處於矽棒倒靠於內壁上狀態的反應器之蓋子予以懸吊起以開啟反應器之作業中。

本發明係有鑑於所述習知問題而完成，其目的為即使在矽棒接觸著反應器之內壁的情況下，仍可懸吊起蓋子而開啟反應器。

[解決問題之手段] 為了解決上述問題，本發明之一態樣之棒狀體的特徵在於，其係使用於由形成反應器的底板懸吊起蓋子以從所述底板卸除所述蓋子時，其中所述反應器係用於容置呈直立的矽棒，所述蓋子係與所述底板共同形成所述反應器，所述棒狀體係具有：第一部位，其係插入至配置於所述底板之周圍的底板側孔；第二部位，其係插入至蓋側孔，所述蓋側孔係配置於所述蓋子之周圍與所述底板側孔彼此相對之位置。

此外，本發明一態樣之卸除方法之特徵為，其係用於從用於形成反應器的底板上卸除蓋子，其中所述反應器係用於容置呈直立的矽棒，且所述蓋子係與所述底板共同形成所述反應器，且包含：插入步驟，將棒狀體插入至：配置於所述底板之周圍的底板側孔；以及配置於所述蓋子之周圍與所述底板側孔彼此相對之位置的蓋側孔；懸吊步驟，於棒狀體插入至所述底板側孔及所述蓋側孔之狀態下，將所述蓋子往上方懸吊。

另外，發明一態樣之矽棒的製造方法係包含：卸除步驟，從用於形成反應器的底板上卸除蓋子，其中所述反應器用於容置呈直立的矽棒，所述蓋子係與所述底板共同形成所述反應器，所述卸除步驟係包含：插入步驟，將棒狀體插入至：配置於用於形成容置矽棒的反應器的底板之周圍的底板側孔；以及配置於所述蓋子之周圍與所述底板側孔彼此相對之位置的蓋側孔；懸吊步驟，於棒狀體插入至所述底板側孔及所述蓋側孔之狀態下，懸吊起所述蓋子。

[發明功效] 根據本發明之一態樣，即使是在矽棒接觸著反應器之內壁的情況下，仍可懸吊起蓋子並開啟反應器。

以下，針對本發明的實施型態進行詳細說明。此外，為了便於說明，對於實施型態之變形例中，具有與實施型態所示組件相同功能的組件，係標示相同的元件符號，並且適度省略其說明。另外，為了方便起見，於實施型態中，在反應器100中係以蓋子103側為上側，以底板101側為下側來表示上下方向。另外，以下所示上下方向係為便於說明，本發明的實施並不受限於此等方向。

(反應器之構成) 根據圖1來說明反應器100的示意性構成。圖1係為表示本發明實施型態之棒狀體10插入至底板側孔102a及蓋側孔104a中的狀態下，從反應器100之底板101卸除反應器100的蓋子103的情況之側面圖。圖1中的反應器100係表示從底板101將蓋子103稍微懸吊起之狀態。

反應器100係為藉由西門子製程(Siemens Process)，於設置於內部的矽芯線上析出多晶矽，以產生矽棒110的裝置。反應器100具備：底板101；蓋子103。

底板101係為金屬製，為大致圓形。於底板101上係以包圍底板101之周圍的方式設置有底板側凸緣102。於底板側凸緣102中係往底板101之圓周方向以大致等間距地設置複數個底板側孔102a。底板側孔102a係設置成沿著上下方向貫穿底板側凸緣102。此外，於底板101係設置有多個電極105，其係用於豎直設置矽芯線。矽芯線通常係由2條鉛直桿及1條水平橋接桿組成ㄈ字型，於電極105中相對於底板101垂直並豎直設置成逆U字型。如上所述，藉由於矽芯線上析出多晶矽來產生矽棒110。另外，為了簡化圖，於圖1中僅示出1組矽棒110及電極105。

蓋子103係為金屬製且為鐘型形狀。於蓋子103之下部係以包圍蓋子103之周圍的方式設置有蓋側凸緣104。於蓋側凸緣104中，蓋側孔104a係複數個且大致等間距地往蓋子103之圓周方向設置。蓋側孔104a係設置成沿著上下方向貫穿蓋側凸緣104，配置於與底板側孔102a彼此相對的位置。

另外，亦可利用原本就設置於底板側凸緣102及蓋側凸緣104中的螺孔，來當作底板側孔102a及蓋側孔104a。藉此，可省略於底板101及蓋子103重新設置底板側孔102a及蓋側孔104a之步驟。藉著使底板101與蓋子103之下端抵接，使得設置於底板側凸緣102的螺孔、設置於蓋側凸緣104的螺孔彼此相對，並且於所述螺孔處透過螺絲來緊固，藉此來密封反應器100。

(棒狀體) 根據圖1及圖2來說明棒狀體10。圖2係為說明圖1中以兩點鏈線圈起部分的剖面圖，係為表示所述棒狀體10插入底板側孔102a及蓋側孔104a中的狀態之剖面圖。於圖2中，以虛線L1所圈起的圖係表示懸吊起蓋子103之前的狀態，以虛線L2所圈起的圖係表示由底板101稍微懸吊起蓋子103的狀態。棒狀體10(全倒導引器)係使用於從底板101卸除蓋子103之時，其中底板101係用於形成容置呈直立的矽棒110的反應器100，蓋子103係與底板101共同形成反應器100。

如圖2所示的L1般，棒狀體10係具有：第一部位11，其係插入至配置於底板101之周圍的底板側孔102a；第二部位12，其係插入至蓋側孔104a，蓋側孔104a係配置於蓋子103之周圍與底板側孔102a彼此相對之位置。棒狀體10當中，於比第一部位11還要下端側處設置有可拆卸的防脫落部13，其係以圍繞棒狀體10之周圍的方式沿著棒狀體10之軸向延伸。如圖2之L2所示，防脫落部13中的棒狀體10徑向上的長度w2係大於底板側孔102a之直徑w1。

此外，較佳地，如圖1所示般將棒狀體10插入底板側孔102a及蓋側孔104a的狀態下的高度h2係大於高度h1，高度h1係為由底板101至直立的矽棒110之上端的高度；高度h2係為由底板101至棒狀體10之上端的高度，尤其是高度h2係以比所述高度h1還要高出200～500mm為較佳。

(卸除蓋子的方法) 說明卸除方法的一例，所述卸除方法係用於：從形成反應器100的底板101上卸除與底板101共同形成反應器100的蓋子103，且反應器100係容置呈直立的矽棒110。

首先將棒狀體10插入至：配置於底板101之周圍的底板側孔102a；以及配置於蓋子103之周圍與底板側孔102a彼此相對之位置的蓋側孔104a(插入步驟)。於此插入步驟當中，於將棒狀體10插入至所述底板側孔102a及蓋側孔104a時，係於比棒狀體10之第一部位11還要下端側處，係以並未裝配著防脫落部13之狀態下來進行插入，於插入之後，於棒狀體10上裝配防脫落部13。此外，於插入步驟當中，將棒狀體10插入底板101及蓋子103的周圍係沿著底板101及蓋子103之圓周方向以大致等間距於至少2處以上來進行。棒狀體10係通常插入6條，較佳為3條，又以插入2條為更佳。例如，當插入2條棒狀體10時，將棒狀體10插入位於反應器100之直徑兩端的底板側孔102a及蓋側孔104a。

接著，於棒狀體10插入至底板側孔102a及蓋側孔104a之狀態下，將蓋子103往上方(圖1中的箭頭方向)懸吊(懸吊步驟)。

於懸吊蓋子103時，會有因倒靠在蓋子103之內壁上的矽棒的重量而使得蓋子103橫向搖動的問題。具體地說，會產生由於蓋子103橫向搖動而使得(1)直立於反應器100內的矽棒110被蓋子103碰到，導致弄倒所述矽棒110；或是(2)蓋子103碰到配置於反應器100之周圍的保護壁，導致無法進一步拉起蓋子103等問題。

然而，於將棒狀體10插入底板側孔102a及蓋側孔104a之狀態下將蓋子103懸吊起，藉此可沿著棒狀體10來懸吊起蓋子103，因此可沿著大致鉛直方向來懸吊起蓋子103。其結果為，即使是在矽棒110接觸到反應器100之內壁的情況下，也能夠防止將蓋子103懸吊起時蓋子103的橫向搖動，並且可將蓋子103懸吊至比起直立於底板101上的矽棒110還要高的位置。

另外，於矽棒110的製造方法當中，作為卸除步驟，即卸除與底板101共同形成反應器100的蓋子103的卸除步驟，其中係包含所述插入步驟及所述懸吊步驟，藉此可實現發揮下述功效的矽棒110的製造方法。即，即使是矽棒110接觸著反應器100之內壁的情況下，也能夠實現可懸吊起蓋子103而開啟反應器100的矽棒110的製造方法。

(棒狀體的設計) 發明人係針對棒狀體10來進行各種的解析，並且發現，藉由對棒狀體10來進行設計，可最佳地防止在懸吊起蓋子103時的橫向搖動。

詳細地說，棒狀體10之直徑係以相對於底板側孔102a及蓋側孔104a之直徑理想上為85%～98%；以90%～95%為較佳；又以92～94%為更佳。當棒狀體10之直徑相對於底板側孔102a及蓋側孔104a之直徑過大時，棒狀體10會卡在底板側孔102a及蓋側孔104a，使得無法圓滑地將棒狀體10插入所述底板側孔102a及蓋側孔104a，進而無法圓滑地懸吊起蓋子103。當棒狀體10之直徑相對於底板側孔102a及蓋側孔104a之直徑過小時，蓋子103的橫向擺動幅度變成允許範圍以上，且棒狀體10的強度變弱。

棒狀體10之直徑並不限於上述，只要是可使蓋側凸緣104之下表面的橫向搖動在相對於底板側凸緣102之上表面±100mm以內，較佳為±70mm以內，更佳為±40mm以內之範圍內即可，並無特別限制。於底板101上使數十條矽芯線直立以使數十條矽棒110生長的反應器100當中，係使多個矽芯線豎立於多個同心圓上生長。當豎立於最靠近蓋子103的矽芯線生長成100～200mm粗度的矽棒110時，矽棒110與蓋子103之內壁之間的距離通常為約數百mm。因此，為了避免蓋子103接觸到矽棒110，要求蓋子103的橫向搖動在±100mm以內。

此外，在考慮到棒狀體10的撓曲的情況下，棒狀體10之直徑理想上為10～50mm；較佳為15～45mm；更佳為20～40mm。當棒狀體10之直徑小於10mm時，棒狀體10的撓曲會變大，懸吊起蓋子103時的橫向搖動也會變大。當棒狀體10之直徑比50mm還粗時，棒狀體10變重，作業性變差。棒狀體10之長度只要是可將蓋子103懸吊起至比在反應器中100生長的矽棒110之上端還要上方的長度即可，並無特別限制，惟，如上所述，由底板101至棒狀體10之上端的高度h2係以比由底板101至直立的矽棒101之上端的高度h1還要高出200～500mm為較佳。棒狀體10的一般長度係為500～3000mm。

(變形例1) 根據圖3及圖4來說明本發明之變形例1。圖3係為表示反應器100具有突起部106時的側面圖。圖4係為用於說明本發明之變形例1的圖，係為說明棒狀體10之治具50、60的示意性構成的剖面圖。

反應器100之蓋子103的形狀係可使用各種形狀，例如，如圖3所示，蓋子103之側壁表面103a(外壁)上可設置有突起部106。突起部106係具有用於例如噴嘴、檢查用人孔等的突起結構等之功能。

即使是於蓋子103具有突起部106時，只要如圖3所示般距離w3比距離w4還要長就沒有問題。距離w3係為由底板101之外緣至底板側孔102a的距離，以及由蓋子102之外壁至蓋側孔104a的距離。距離w4係為由蓋子103之外壁至設置於蓋子103之外壁上的突起部106中蓋子103之外壁的反側之端部的距離。

然而，當距離w3比距離w4還要短時，即便使棒狀體10穿過設置於底板側凸緣102的底板側孔102a及設置於蓋側凸緣104的蓋側孔104a，棒狀體10也會取決於位置而與突起部106碰撞。於此情形下，無法將棒狀體10插入底板側孔102a及蓋側孔104a，無法將蓋子103往鉛直方向懸吊起。因此，當蓋子103設置有突起部106，且距離w3小於距離w4時，使用治具50、60。

如圖4所示般，治具50為了要將供插入棒狀體10的底板側孔102a配置於底板101之周圍，係具有附接於底板101之周圍的附接部51，還形成有用作底板側孔102a的孔50a。此外，於治具50之下部當中，設置有用於支撐棒狀體10之下端的支撐部52。當使用治具50時，藉由將附接部51由下方插入形成於底板側凸緣102的底板側孔102a，來將治具50安裝於底板側凸緣102，棒狀體10之第一部位11係插入至用作底板側孔102a的孔50a。

治具60為了要將供插入棒狀體10的蓋側孔104a配置於蓋子103之周圍，係具有附接於蓋子103之周圍的附接部61，還形成有用作蓋側孔104a的孔60a。當使用治具60時，藉由將附接部61從上方插入至形成於蓋側凸緣104之蓋側孔104a，來將治具60安裝於蓋側凸緣104，棒狀體10之第二部位12係插入至用作蓋側孔104a的孔60a。圖5表示治具60的安裝例。圖5係表示出治具60附接至反應器100之蓋側凸緣104之狀態，係為反應器100之俯視圖的一部分。

此外，於使用治具50、60時，由底板101之外緣至用作底板側孔102a的孔50a的距離、以及由蓋子102之外壁至用作蓋側孔104a的孔60a的距離，此兩者係比由蓋子103之外壁至設置於蓋子103之外壁的突起部106中蓋子103之外壁的反側上之端部的距離還要長。因此，當使用治具50、60時，可將棒狀體10沿著大致平行於蓋子103之側壁表面103a且大致鉛直方向配置於不會碰到突起部106的位置。藉此，可將蓋子103懸吊至矽棒110之上端的上方。

另外，棒狀體10之直徑相對於用作底板側孔102a的孔50a及用作蓋側孔104a的孔60a之直徑的比，係設計成與棒狀體10之直徑相對於底板側孔102a及蓋側孔104a之直徑的比相同。

(變形例2) 根據圖6來說明本發明之變形例2。圖6係為用於說明本發明之實施型態的變形例2的剖面圖，係為表示作為棒狀體10之變形例之棒狀體10A插入至底板側孔102a及蓋側孔104a之狀態的剖面圖。

於懸吊蓋子103的步驟當中，可取決於蓋子103的懸吊狀態而使用經變更長度及粗度的棒狀體10。也就是說，亦可準備長度比起長條棒狀體(棒狀體10)還要短的短型棒狀體(棒狀體10A)，並與所述長條棒狀體分開使用或是組合使用。所述長條棒狀體(棒狀體10)即前述圖1中所說明，設計成由底板101至棒狀體10之上端的高度h2係大於由底板101至直立的矽棒110之上端的高度h1的長條棒狀體。

詳細地說，當於所述反應器100當中從底板101卸除蓋子103時，若卸除用於固定底板側凸緣102及蓋側凸緣104的螺絲時，容易於所述底板101與蓋子103之間產生位置偏移。此外，當由底板101卸除蓋子103時，底板側凸緣102及蓋側凸緣104也可能局部地彼此牢固接合，於此情況下，要將底板側凸緣102與蓋側凸緣104分離可能需要施加很大的負載。再者，在剛開始懸吊蓋子103時，趨於振盪的負載也特別大。因此，由卸除所述螺絲至剛開始懸吊蓋子103之間，必須特別地提高蓋子103的位置穩定性，將此種短型棒狀體10A與所述長條棒狀體分開使用或是組合使用係為理想態樣。

棒狀體10A理想上為粗而短。具體地說，棒狀體10A的長度係為例如300～400mm。關於棒狀體10A之直徑，理想上在前述相對於所述底板側孔102a及蓋側孔104a之直徑的範圍當中，又以92～97%為更佳範圍，若以實際尺寸表示，理想上係為20～30mm。棒狀體10A係如圖6所示般，於比第二部位12還要上端側上係以包圍棒狀體10A之周圍的方式設置有沿著棒狀體10A之軸向延伸的把手部10A1。另外，由於棒狀體10A係基於提升由卸除螺絲至剛開始懸吊蓋子103之間的位置穩定性之目的而使用，因此不一定需要設置配置在比所述棒狀體10之第一部位11還要下端側的防脫落部13。此外，雖未示於圖中，當欲以約1m懸吊起蓋子103之狀態下來進行作業時，可使用比棒狀體10A還要長的棒狀體。

(保護結構體) 根據圖7～圖8來說明保護結構體200。圖7及圖8係為表示本發明實施型態之保護結構體200配置於反應器100之周圍的狀態下，從反應器100之底板101卸除反應器100的蓋子103的情況之側面圖。圖8係為保護結構體200的俯視圖。

保護結構體200係用於從底板101卸除蓋子103時，防止直立於底板101的矽棒110傾倒至底板101之外側並飛散至地板上。保護結構體200係配置於反應器100之周圍。保護結構體200係可僅於矽棒110倒靠在蓋子103上之狀態下將蓋子103懸吊起時，才配置於反應器100之周圍。如圖7及圖8所示，保護結構體200係具備：第一框體201(框體)、第二框體202、複數個第三框體203、保護壁面204。

第一框體201係具有包圍反應器100之底板101的周圍的形狀，所述反應器100係用於容置矽棒110。第一框體201係連接至沿著鉛直方向延伸的複數個第三框體203，藉由複數個第三框體203而被支撐於包圍底板101之周圍的位置。

第二框體202係沿著水平方向延伸，並與複數個第三框體203之上端連接。第二框體202係被複數個第三框體203以沿著水平方向延伸的方式支撐。複數個第三框體203係分別地與第一框體201及第二框體202連接，並支撐第一框體201及第二框體202。

保護壁面204係由第一框體201往鉛直上方延伸，並形成矽棒110的容置空間210。保護壁面204係具有網目結構。

保護結構體200當中，於第一框體201與反應器100之底板101之間係設置有環狀的保護板205。保護板205係以圍繞底板101之周圍的方式延伸，且具有沿著水平方向展開的平面。保護板205可設置於例如反應器100中與底板側凸緣102之下表面的高度相同高度的位置。如上述般，由於保護板205係設置於底板101與第一框體201之間，因此傾倒的矽棒110會飛散至保護板205上。其結果為，藉由矽棒110之保護結構體200，可防止矽棒110往地板飛散。

保護壁面204上形成有用於將容置在反應器100中的矽棒110取出的取出窗207。取出窗207係藉由被2條第四框體208與2條第五框體209包圍而形成。第四框體208係沿著鉛直方向延伸，並設置於第一框體201與第二框體202之間。第五框體209係沿著水平方向延伸，並設置於2條第四框體208之間。如上述般，透過於保護壁面204形成取出窗207，可在不拆解矽棒110的保護結構體200的設置狀態下，藉由取出窗207來取出矽棒110。

此外，保護結構體200係可沿著分割線206分割，分割線206係由第一框體201中的複數的各個點P1往鉛直上方延伸。也就是說，於圖8情況中，保護結構體200係可分割為6個。藉此，可藉由例如在將矽棒110的保護結構體200分割成適合搬運及容置的尺寸，以有效率地組裝保護結構體200。

如上所述，於矽棒110的保護結構體200當中，保護壁面204係具有網目結構，且保護壁面204係由第一框體201往鉛直上方延伸，且形成矽棒110的容置空間。因此，於矽棒110的保護結構體200當中，可一邊防止矽棒110往矽棒110的保護結構體200之外側飛散，一邊也可確保由保護結構體200之外部往內部看的可視度。其結果為，可進行例如一邊確認矽棒110的傾倒狀態，一邊進行將蓋子103從反應器100懸吊起之作業。

(保護結構體之設計) 高度為數m，一個重量為數十kg的矽棒110係即使受到輕的衝擊也容易破碎，將蓋子103懸吊起時往反應器100之外側開始傾倒時的衝擊或是傾倒後的衝擊，使其破裂成大片分布的塊狀或是粉狀的二氧化矽。必須收集起幾乎全部的此等碎片。

發明人進行各種分析，藉由於反應器100之周圍設置符合下述設計條件的保護結構體200，來將蓋子103懸吊起，發現到可藉由保護結構200擋住傾倒的矽棒110及破碎物。

(保護壁面之設計) 一般來說，生長好的矽棒110係為U字形，惟換算成直線狀的長度係為4公尺至6公尺，厚度為100～200mm。當比重為2.4g/cm³ 時，一條矽棒110之重量係為75～460kg，於18組棒反應器當中矽棒110的總重量係為1300～8200kg。因此，當保護結構體200的強度不足時，矽棒110及因其破裂而產生的破片可能會刺穿保護結構體200而可能對開放式作業的作業人員有害。

於此，發明人對矽棒110開始傾倒的表現進行觀察，結果發現到，矽棒110係如下所述般飛散於保護結構體200內。也就是說，(1)矽棒110係以矽棒110與電極105之間的接合部分為起點，往反應器100之外側緩慢傾倒，且(2)緩慢地靠在保護結構體200上，保持棒狀原樣或是因倒靠的衝擊而崩裂，且(3)被分成矽塊或是矽片，並飛散於保護結構體200內。

藉由所述表現，可知，反應器100上所有的矽棒110倒靠時，施加於保護結構體200的內表面某個點A(未示出)的靜壓，係取決於保護結構體200與底板側凸緣102間的距離L、以及反應器100內的所有的矽棒110的重量W。也就是說，只要確定好距離L及重量W的值，即可推算靜壓的大小。例如，當將保護結構體200之保護壁面204設置在比反應器100中底板側凸緣102的外徑的1m以內時，保護結構體200之保護壁面204所受到的靜壓係為矽棒110的總重量的一半以下。

(保護壁面的網目) 由於必須提升作業效率，越是輕量就越容易進行設置作業，因此保護壁面204係以設定成金屬製的網目結構為較佳。為了減輕保護結構體200，保護壁面204的網目的大小理想上係藉由對生長好的矽棒110進行崩裂測試，求出因崩裂而產生的矽片的分布，並設定成可捕獲99%以上的矽片的網目大小。當網目過小時，由保護結構體200外部往內部看的可視度變差，因此，具體地說，保護壁面204的網目的適當大小係為2～10網目，其中以3～7網目為較佳，又以3～5網目為更佳。

此外，理想上根據所述靜壓來決定保護結構體200的網目的絲網的厚度。具體地說，理想上保護壁面204的絲網的粗度係為16號線～20號線，以17號線～19號線為較佳，其中又以18號線為更佳。藉著設定成所述構成，可允許因矽棒110的傾倒所導致的靜壓。

(分割設計) 關於所析出的矽棒110是否倒靠於蓋子103之內壁上，僅有從設置於蓋子103的側壁表面103a的觀察窗(未示出)確認；或是將蓋子103稍微懸吊起由其間隙來確認之方法。因此，當確認到矽棒110往蓋子103之內壁倒靠時，必須停止懸吊起蓋子103，並且迅速地組裝保護結構體200，需要保護結構體200的組裝作業之作業迅速性。

藉由將保護結構體200形成為分割結構，使得經分割的各個保護結構體200的重量更為輕量，進而使得保護結構體200的設置作業更為容易。當為了要提升保護結構體200的移動性而設定為分割式時，在分割數量的選擇上，係以人力可搬運之重量為基準來選擇分割數量為較佳。具體地說，理想上係將分割數量決定成可使得經分割的保護結構體200的各個重量係為80～180kg，其中以100～160kg為較佳，又以120～150kg為更佳。

針對分割形式的保護結構體200的組裝例進行說明。以環狀圍繞反應器100之周邊的方式，使各個經分割的保護結構體200緊密接觸設置，並且藉由快速接頭來固定相鄰的經分割的保護結構體200之接合部，以組裝經一體化的保護結構體200。

(第一框體之設計) 保護結構體200的第一框體201所形成的圓的直徑只要比反應器100之底板側凸緣102及蓋側凸緣104之外徑還要大即可。具體地說，理想上係將第一框體201所形成的圓的直徑，設定成比起底板側凸緣102及蓋側凸緣104之外徑還要大上0～1000mm，較佳為大上200～700mm，更佳為大上300～600mm的半徑。藉此，可於保護結構體200內滑順地懸吊起蓋子103，並且可降低因矽棒110傾靠於保護壁面204而承受的對保護壁面204之靜壓。

此外，因傾倒於保護結構體200上的衝擊而崩裂的矽棒110被分割成矽塊或矽片，飛散於保護結構體200內。申請人發現，取決於所產生的矽片之粒徑或是保護結構體200之高度，可能會有飛過保護結構體200之上方的矽塊或矽片。

因此，發明人測量了因矽棒110倒塌之衝擊所產生的矽塊及矽片的尺寸分布。其結果為發現，長度數m、直徑為100～200mm的矽棒110倒塌破碎時所產生的矽片的最小尺寸為約10mm以上。為了要阻止所有如此飛散的矽棒110，理想上將第一框體201設計為由保護結構體200之內表面至反應器100之外表面間的距離為500mm，以300mm為較佳，又以250mm為更佳。

(保護結構體之高度) 保護結構體200之高度只要是高於高度H即可，高度H(未示出)係為由設置於反應器100的反應器室中的地板至並未倒塌而直立於反應器100之底板101的矽棒110之上端的高度。當保護結構體200的高度高出高度H太多時，當欲將保護結構體200中的矽棒110越過所述保護結構體200而取出時，必須將懸吊高度調整至過高，使得作業性變差並不理想。

此外，當保護結構體200之高度低於高度H太多時，當矽棒110往反應器100之外側倒塌時，便無法阻止矽棒110的破碎所產生的矽片飛越保護結構體200。因此，保護結構體200之高度在理想上係設定為比高度H還要高出-200mm～800mm，以高出0mm～500mm為較佳，又以高出0～200mm之高度為更佳。

(矽片分布的評價方法) 因矽棒110崩塌而產生的矽片分布的評價係如下述方式進行。將於反應器100中並未倒塌而正常地由反應器100中取出的矽棒110豎立於平坦的地板上，對所述矽棒110以矽棒110之下端為起點使其倒塌，測量此倒塌所產生的矽片尺寸的重量分布。為了防止倒塌的矽棒110直接地接觸地板表面，於平坦地板中倒下的矽棒110之周圍處放倒其他的矽棒110並舖滿。

(使用保護結構體時的矽棒的製造方法) 針對使用保護結構體200時的矽棒的製造方法之一例進行說明。首先，結束了析出矽棒110之後，打開反應器100之底板側凸緣102與蓋側凸緣104之間的螺絲緊固。其後，將棒狀體10插入至：配置於底板101之周圍的底板側孔102a；配置於蓋子103之周圍與底板側孔102a彼此相對的位置上的蓋側孔104a。

接著，確認矽棒110是否倒靠於蓋子103之內壁。當矽棒110倒靠於蓋子103之內壁時，將保護結構體200設置於反應器100之周圍，以形成矽棒110的容置空間210，其中，保護結構體200具備：第一框體201，其具有包圍底板101之周圍的形狀；保護壁面204，其具有由第一框體201往鉛直上方延伸，並具有網目結構。其後，於棒狀體10插入至底板側孔102a及蓋側孔104a的狀態下，將蓋子103往上方懸吊。

藉此使得可在懸吊蓋子103時，將處於矽棒110倒靠於蓋子103之內壁的蓋子103的狀態下，以幾乎沒有橫向擺動情況下將其懸吊起，因此可防止因橫向擺動而使得蓋子103卡在保護結構體200上。因此，即使是矽棒110倒靠於蓋子103之內壁的狀態下，仍可在將保護結構體200設置於反應器100之周圍的情況下進行蓋子103的懸吊作業。其結果為，可在防止矽棒100往保護結構體200之外側飛散的情況下進行懸吊蓋子103之作業。

此外，由於可在幾乎沒有橫向擺動的情況下將蓋子103懸吊起，因此可防止底板101當中的矽棒110的骨牌式相繼倒塌。此外，可在不降低矽棒110的產出率情況下，防止因矽棒110的崩裂所產生矽棒往反應室之地板飛散，並可避免開啟作業之作業人員的危險性。另外，可於短時間內結束蓋子103的開啟作業，並可迅速地進行之後的析出反應，以提升生產性。

[總結] 本發明之棒狀體的特徵為，其係使用於由形成反應器的底板懸吊起蓋子以從所述底板卸除所述蓋子時，其中所述反應器係用於容置呈直立的矽棒，所述棒狀體係具有：第一部位，其係插入至配置於底板之周圍的底板側孔；第二部位，其係插入至蓋側孔，所述蓋側孔係配置於蓋子之周圍與底板側孔彼此相對之位置。

根據所述構成，當在從底板上卸除蓋子時，以維持著：棒狀體之第一部位係插入至配置於底板之周圍的底板側孔，棒狀體之第二部位係插入至配置於蓋子之周圍與底板側孔彼此相對的位置上的蓋側孔之狀態下，將蓋子從底板上懸吊起。因此，蓋子係沿著棒狀體而被懸吊起，因而使得蓋子係沿著大致鉛直方向而被懸吊起。其結果為，即使是在矽棒接觸著反應器之內壁的情形下，也能夠防止懸吊起蓋子時蓋子橫向搖動，進而懸吊起蓋子並開啟反應器。

藉此可防止由於蓋子的橫向振動而導致直立容置於反應器內的矽棒產生骨牌式相繼倒塌，因此可提升矽棒的產出率。此外，可於短時間內結束反應器的開啟作業，並且由於可迅速地進行接下來的析出反應因而提升生產率。

此外，發明一態樣之治具可為：為了要將供插入棒狀體的所述底板側孔配置於所述底板之周圍，係具有附接於所述底板之周圍的附接部，還形成有用作所述底板側孔的孔。

根據所述構成，即使於底板之周圍並無適當的底板側孔，也能夠透過於底板之周圍附接上附接部，藉由所述治具將用作底板側孔的孔配置於底板之周圍。

另外，所述治具當中，亦可於所述治具的下部具備用於支撐所述棒狀體之下端部的支撐部。

根據所述構成，當將棒狀體插入至所述治具時，棒狀體之下端部係被支撐部所支撐。因此，可防止棒狀由所述治具掉落，並可維持棒狀體的插入狀態。

此外，由於所述治具當中亦可為：為了將用來使所述棒狀體插入的所述蓋側孔配置於所述蓋子之周圍，係具有附接於所述蓋子之周圍的附接部，並且形成有用作所述蓋側孔的孔。

根據所述構成，即使於蓋子之周圍並無適當的蓋側孔，也能夠藉著於蓋子之周圍附接上附接部，可藉由所述治具來將用作蓋側孔的孔配置於蓋子之周圍。

另外，所述棒狀體當中亦可為：所述第一部位係插入至設置於所述底板的凸緣中所形成的所述底板側孔，所述第二部位係插入設置於所述蓋子的凸緣中所形成的所述蓋側孔。

根據所述構成，於凸緣中形成有底板側孔及蓋側孔。因此，可在並未於反應器上附加新的構成的情況下，將棒狀體插入至底板側孔及蓋側孔。

此外，於所述棒狀體當中，由所述底板之外緣至所述底板側孔的距離、以及由所述蓋子之外壁至所述蓋側孔的距離，此兩者係比由所述蓋子之外壁至設置於所述蓋子之外壁的突起部當中所述蓋子之外壁的反側上的端部的距離還要長。

根據所述構成，底板側孔及蓋側孔係形成於比設置於蓋子之外壁還要外側的突起部還要外側處。因此，即使將棒狀體插入至底板側孔及蓋側孔，所述突起部也不會與棒狀體接觸。其結果為，即使是在蓋子之外壁上設置有突起部時，仍可將棒狀體插入至底板側孔及蓋側孔。

另外，關於棒狀體，在將所述棒狀體插入至所述底板側孔及所述蓋側孔的狀態下，由所述底板至所述棒狀體之上端的高度，係比由所述底板至直立的所述矽棒之上端的高度還要高。

根據所述構成，即使是在當矽棒於反應器內往蓋子之內壁傾倒時，也能夠沿著大致鉛直方向而將蓋子懸吊直到露出所述矽棒之上端。其結果為，即使是在矽棒於反應器內倒塌的情況下，也能夠在防止蓋子的橫向搖動的同時，將蓋子懸吊至矽棒之上方。

此外，所述棒狀體亦可為：於比所述第一部位還要下端部側上，係可拆卸地配置有防脫落部，其係以圍繞所述棒狀體之周圍的方式沿著所述棒狀體之軸向而延伸，且所述防脫落部中於所述棒狀體之徑向上的長度亦可比所述底板側孔之直徑還要長。

根據所述構成，棒狀體當中，於比第一部位還要下端部側上係設置有防脫落部，其係以圍繞所述棒狀體之周圍的方式沿著所述棒狀體之軸向延伸。因此，於棒狀體插入至底板側孔及蓋側孔之狀態下，從底板上將蓋子懸吊起時，即使是棒狀體被蓋子拉扯到，仍可防止棒狀體由底板側孔脫落。此外，由於防脫落部係可拆卸地設置，因此在防脫落部並未裝配於棒狀體的狀態下，可將棒狀體插入至底板側孔及蓋側孔，因此易於將棒狀體插入至底板側孔及側蓋孔。

另外，所述棒狀體亦可為：於比所述第二部位還要上端側係設置有把手部，其係以圍繞所述棒狀體之周圍的方式而沿著所述棒狀體之軸向延伸。

根據所述構成，棒狀體係於比第二部位還要上端側係設置有把手部，其係以圍繞所述棒狀體之周圍的方式而沿著所述棒狀體之軸向延伸。因此，可藉由抓住把手部而以單手容易地操作棒狀體，並且可提升作業性。

此外，發明一態樣之卸除方法的特徵係為，其係用於從用於形成反應器的底板上卸除蓋子，其中所述反應器係用於容置呈直立的矽棒，且所述蓋子係與所述底板共同形成所述反應器，且包含：插入步驟，將棒狀體插入至：配置於所述底板之周圍的底板側孔；以及配置於所述蓋子之周圍與所述底板側孔彼此相對之位置的蓋側孔；懸吊步驟，於棒狀體插入至所述底板側孔及所述蓋側孔之狀態下，將所述蓋子懸吊起。

根據所述構成，藉由插入步驟及懸吊步驟，在棒狀體插入至以下兩者狀態下從底板上將蓋子懸吊起，所述兩者係為：配置於底板之周圍的底板側孔、以及配置於蓋子之周圍處與底板側孔彼此相對的位置上的蓋側孔。藉此使得蓋子會沿著棒狀體而被懸吊起，因而使得蓋子沿著大致鉛直方向而被懸吊起。是以，藉由所述卸除方法，即使是在矽棒接觸著反應器之內壁的情況下，仍可防止懸吊起蓋子時蓋子橫向搖動。

另外，所述卸除方法當中，將所述棒狀體插入至所述底板及所述蓋子的周圍，係沿著所述底板及所述蓋子之圓周方向以大致等間距於至少2處以上來進行。根據所述構成，可穩定地防止在懸吊蓋子時的蓋子橫向搖動。

此外，發明之一態樣的矽棒的製造方法的特徵為，其係包含：卸除步驟，從用於形成反應器的底板上卸除蓋子，其中所述反應器用於容置呈直立的矽棒，所述蓋子係與所述底板共同形成所述反應器，所述卸除步驟係包含：插入步驟，將棒狀體插入至：配置於用於形成容置矽棒的反應器的底板之周圍的底板側孔；以及配置於所述蓋子之周圍處與所述底板側孔彼此相對之位置的蓋側孔；懸吊步驟，於棒狀體插入至所述底板側孔及所述蓋側孔之狀態下，懸吊起所述蓋子。

根據所述構成，於所述矽棒的製造方法當中，藉由包含插入步驟及懸吊步驟的卸除步驟，使得可在將棒狀體插入至以下兩者的狀態下，從底板上將蓋子懸吊起，所述兩者係為：配置於底板之周圍的底板側孔、以及配置於蓋子之周圍處與底板側孔彼此相對的位置上的蓋側孔。藉此可沿著棒狀體懸吊起蓋子，因而可沿著大致鉛直方向來懸吊起蓋子。因此，藉由所述矽棒的製造方法，使得即便是在矽棒接觸著反應器之內壁的情況下仍可防止懸吊起蓋子時的蓋子橫向搖動。

另外，關於所述矽棒的製造方法，於所述插入步驟當中，將所述棒狀體插入所述底板及所述蓋子之周圍，係可沿著所述底板及所述蓋子之圓周方向以大致等間距於至少2處以上來進行。藉由所述構成，可穩定地防止懸吊起蓋子時的蓋子橫向搖動。

本發明並不限於上述實施型態，於請求項所示範圍內可作各種的變更，將於不同變形例當中分別揭示的技術手段進行適當組合所獲得的實施型態亦包含於發明技術範圍內。

10:棒狀體 10A:棒狀體 10A1:把手部 11:第一部位 12:第二部位 13:防脫落部 50:治具 50a:孔 51:附接部 52:支撐部 60:治具 60a:孔 61:附接部 100:反應器 101:底板 102:底板側凸緣 102a:底板側孔 103:蓋子 104:蓋側凸緣 104a:蓋側孔 105:電極 106:突起部 110:矽棒 200:保護結構體 201:第一框體 202:第二框體 203:第三框體 204:保護壁面 205:保護板 206:分割線 207:取出窗 208:第四框體 209:第五框體 210:容置空間 h1:高度 h2:高度 P1:點 w1:(底板側孔)直徑 w2:(防脫落部)長度 w3:距離 w4:距離

［圖1］係為表示本發明實施型態之棒狀體插入至底板側孔及蓋側孔中的狀態下，從反應器之底板卸除反應器的蓋子的情況之側面圖。 ［圖2］係為表示所述棒狀體插入底板側孔及蓋側孔中的狀態之剖面圖。 ［圖3］係為表示所述反應器具有突起部的情況之側面圖。 ［圖4］係為用於說明本發明實施型態之變形例1的圖，係為用於說明棒狀體的治具之示意性構成的剖面圖。 ［圖5］係為反應器的俯視圖的一部分，其表示出所述治具附接至反應器之蓋子的狀態。 ［圖6］係為用於說明本發明實施型態之變形例2的圖，係為表示棒狀體之變形例的剖面圖。 ［圖7］係為表示本發明實施型態之保護結構體配置於反應器之周圍的狀態下，從反應器之底板卸除反應器的蓋子的情況之側面圖。 ［圖8］係為所述保護結構體的俯視圖。

10:棒狀體

13:防脫落部

100:反應器

101:底板

102:底板側凸緣

102a:底板側孔

103:蓋子

104:蓋側凸緣

104a:蓋側孔

105:電極

110:矽棒

h1:高度

h2:高度

Claims (13)

1. 一種棒狀體，其特徵在於，其係使用於由形成反應器的底板懸吊起蓋子以從所述底板卸除所述蓋子時，其中所述反應器係用於容置呈直立的矽棒，所述蓋子係與所述底板共同形成所述反應器，所述棒狀體係具有： 第一部位，其係插入至配置於所述底板之周圍的底板側孔；及 第二部位，其係插入至蓋側孔，所述蓋側孔係配置於所述蓋子之周圍處與所述底板側孔彼此相對之位置。
2. 一種治具，其特徵在於，為了將供插入如請求項1所述之棒狀體的所述底板側孔配置於所述底板之周圍，係具有附接於所述底板之周圍的附接部， 還形成有用作所述底板側孔的孔。
3. 如請求項2所述之治具，其中，於所述治具之下部係具備用於支撐所述棒狀體之下端的支撐部。
4. 一種治具，其特徵在於，為了要將供插入如請求項1所述之棒狀體的蓋側孔配置於所述蓋子之周圍，係具有附接於蓋子之周圍的附接部， 還形成有用作蓋側孔的孔。
5. 如請求項1所述之棒狀體，其中，所述第一部位係插入至設置於所述底板的凸緣中所形成的所述底板側孔， 所述第二部位係插入設置於所述蓋子的凸緣中所形成的所述蓋側孔。
6. 如請求項1所述之棒狀體，其中，由所述底板之外緣至所述底板側孔的距離、以及由所述蓋子之外緣至所述蓋側孔的距離，此兩者係比由所述蓋子之外壁至設置於所述蓋子之外壁上的突起部中所述蓋子之外壁的反側上的端部的距離還要長。
7. 如請求項1所述之棒狀體，其中，於將所述棒狀體插入所述底板側孔及所述蓋側孔的狀態下，由所述底板至所述棒狀體之上端的高度，係比由所述底板至直立的所述矽棒之上端的高度還要高。
8. 如請求項7所述之棒狀體，其中，於比所述第一部位還要下端側係可拆卸地設置有防脫落部，其係以圍繞所述棒狀體之周圍的方式沿著所述棒狀體的軸向延伸， 其中，所述防脫落部中所述棒狀體的徑向上的長度，係比所述底板側孔之直徑還要長。
9. 如請求項1所述之棒狀體，其中，於比所述第二部位還要上端側係設置有把手部，其係以圍繞所述棒狀體之周圍的方式而沿著所述棒狀體之軸向延伸。
10. 一種卸除方法，其特徵在於，其係用於從用於形成反應器的底板上卸除蓋子，其中所述反應器係用於容置呈直立的矽棒，且所述蓋子係與所述底板共同形成所述反應器，且包含： 插入步驟，將棒狀體插入至：配置於所述底板之周圍的底板側孔；以及配置於所述蓋子之周圍處與所述底板側孔彼此相對之位置的蓋側孔； 懸吊步驟，於棒狀體插入至所述底板側孔及所述蓋側孔之狀態下，將所述蓋子往上方懸吊。
11. 如請求項10所述之卸除方法，其中，將所述棒狀體插入所述底板及所述蓋子之周圍，係沿著所述底板及所述蓋子之圓周方向以大致等間距於至少2處以上來進行。
12. 一種矽棒的製造方法，其係包含：卸除步驟，從用於形成反應器的底板上卸除蓋子，其中所述反應器用於容置呈直立的矽棒，所述蓋子係與所述底板共同形成所述反應器， 所述卸除步驟係包含： 插入步驟，將棒狀體插入至：配置於用於形成容置矽棒的反應器的底板之周圍的底板側孔；以及配置於所述蓋子之周圍處與所述底板側孔彼此相對之位置的蓋側孔；及 懸吊步驟，於所述棒狀體插入至所述底板側孔及所述蓋側孔之狀態下，懸吊起所述蓋子。
13. 如請求項12所述之矽棒的製造方法，其中，於所述插入步驟當中，將所述棒狀體插入所述底板及所述蓋子之周圍，係沿著所述底板及所述蓋子之圓周方向以大致等間距於至少2處以上來進行。

Images