特許 6356243 ポリシリコン製造装置

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】6356243

(24)【登録日】2018年6月22日

(45)【発行日】2018年7月11日

(54)【発明の名称】ポリシリコン製造装置

(51)【国際特許分類】

   C01B 33/035 20060101AFI20180702BHJP

   C23C 16/24 20060101ALI20180702BHJP

   C23C 16/44 20060101ALI20180702BHJP

【ＦＩ】

   C01B33/035

   C23C16/24

   C23C16/44 Z

【請求項の数】18

【全頁数】15

(21)【出願番号】特願2016-533122(P2016-533122)

(86)(22)【出願日】2014年11月19日

(65)【公表番号】特表2017-501301(P2017-501301A)

(43)【公表日】2017年1月12日

(86)【国際出願番号】KR2014011142

(87)【国際公開番号】WO2015076564

(87)【国際公開日】20150528

【審査請求日】2016年5月20日

(31)【優先権主張番号】10-2013-0141533

(32)【優先日】2013年11月20日

(33)【優先権主張国】KR

(73)【特許権者】

【識別番号】501014658

【氏名又は名称】ハンワ ケミカル コーポレイション

(74)【代理人】

【識別番号】100108453

【弁理士】

【氏名又は名称】村山 靖彦

(74)【代理人】

【識別番号】100110364

【弁理士】

【氏名又は名称】実広 信哉

(74)【代理人】

【識別番号】100133400

【弁理士】

【氏名又は名称】阿部 達彦

(72)【発明者】

【氏名】キュ・ハク・パク

(72)【発明者】

【氏名】スン・ウン・パク

(72)【発明者】

【氏名】ジャ・スン・パク

(72)【発明者】

【氏名】ヒ・ドン・イ

【審査官】 塩谷 領大

(56)【参考文献】

【文献】 国際公開第２０１１／１１６９９０（ＷＯ，Ａ１）

【文献】 韓国公開特許第１０−２０１３−０１０４０４１（ＫＲ，Ａ）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｃ０１Ｂ ３３／００−３３／１９３

Ｃ２３Ｃ １６／００−１６／５６

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

基板と反応器カバーを含む反応チャンバーと、
絶縁部材を媒介として前記基板に貫通設置され、電源に連結される少なくとも一対の電極と、
電極チャックにより前記一対の電極のそれぞれに結合し、上端が互いに連結される少なくとも一対のフィラメントと、
前記基板上で前記一対の電極のそれぞれの上面と側面を囲む電極カバー、および前記電極カバーの上面を覆うカバーシールドを備えたカバー組立体と、
を含み、
前記カバーシールドは、黒鉛を含む炭素系物質で形成されるポリシリコン製造装置。

【請求項2】

前記電極は、前記電極チャックにかみ合わさる突出部を上面に形成し、
前記電極カバーは、前記突出部を収容する開口部を形成し、前記電極の上面の上に配置される水平カバーと、水平カバーの周縁で水平カバーと垂直に連結される垂直カバーとを含む、請求項１に記載のポリシリコン製造装置。

【請求項3】

前記水平カバーと前記垂直カバーは、個別交換が可能な分離型で構成される、請求項２に記載のポリシリコン製造装置。

【請求項4】

前記電極カバーは、溶融シリカ（ｆｕｓｅｄ ｓｉｌｉｃａ、ＳｉＯ_２）、窒化ケイ素（Ｓｉ_３Ｎ_４）、アルミナ（Ａｌ_２Ｏ_３）、ジルコニア（ＺｒＯ_２）、マグネシア（ＭｇＯ）、およびムライト（３Ａｌ_２Ｏ_３・２ＳｉＯ_２）からなる群より選択されたいずれか一つを含む、請求項２に記載のポリシリコン製造装置。

【請求項5】

前記カバーシールドは、前記突出部を収容する開口部を形成し、前記水平カバーより大きい直径を有する円板形状で形成される、請求項２に記載のポリシリコン製造装置。

【請求項6】

前記カバーシールドは、前記突出部を収容する開口部を形成し、前記水平カバーの上面を覆う第１シールドと、第１シールドの周縁と連結され、前記垂直カバーの外面を覆う第２シールドとを含む、請求項２に記載のポリシリコン製造装置。

【請求項7】

前記第１シールドと前記第２シールドは、個別交換が可能な分離型で構成される、請求項６に記載のポリシリコン製造装置。

【請求項8】

前記カバーシールドは、ポリシリコンの製造後に新品に交換されるか、またはポリシリコン蒸着に影響を与えない限度内で反復使用される、請求項１に記載のポリシリコン製造装置。

【請求項9】

基板と反応器カバーを含む反応チャンバーと、
絶縁部材を媒介として前記基板に貫通設置され、電源に連結される少なくとも一対の電極と、
電極チャックにより前記一対の電極のそれぞれに結合し、上端が互いに連結される少なくとも一対のフィラメントと、
前記基板上で前記電極の上面と側面を囲む電極カバーと、
を含み、
前記電極チャックは、前記電極カバーの上面を覆う下側端部を含み、
前記電極チャックは、黒鉛を含む炭素系物質で形成されるポリシリコン製造装置。

【請求項10】

前記電極は、前記電極チャックにかみ合わさる突出部を上面に形成し、
前記電極カバーは、前記突出部を収容する開口部を形成し、前記電極の上面の上に配置される水平カバーと、水平カバーの周縁で水平カバーと垂直に連結される垂直カバーとを含む、請求項９に記載のポリシリコン製造装置。

【請求項11】

前記水平カバーと前記垂直カバーは、個別交換が可能な分離型で構成される、請求項１０に記載のポリシリコン製造装置。

【請求項12】

前記電極カバーは、溶融シリカ（ｆｕｓｅｄ ｓｉｌｉｃａ、ＳｉＯ_２）、窒化ケイ素（Ｓｉ_３Ｎ_４）、アルミナ（Ａｌ_２Ｏ_３）、ジルコニア（ＺｒＯ_２）、マグネシア（ＭｇＯ）、およびムライト（３Ａｌ_２Ｏ_３・２ＳｉＯ_２）からなる群より選択されたいずれか一つを含む、請求項１０に記載のポリシリコン製造装置。

【請求項13】

前記電極チャックは、前記フィラメントの端部を固定させるチャックパートと、チャックパートの下に連結されるシールドパートとを含み、
前記シールドパートの直径は、前記チャックパートの最大直径より大きく、前記電極カバーの直径と同一であるかまたはこれより大きい、請求項１０乃至１２のいずれか一項に記載のポリシリコン製造装置。

【請求項14】

前記シールドパートの周縁で前記シールドパートと垂直に連結され、前記垂直カバーの外面を覆う補助シールドをさらに含む、請求項１３に記載のポリシリコン製造装置。

【請求項15】

前記補助シールドは、黒鉛を含む炭素系物質で形成され、
前記補助シールドは、前記シールドパートに着脱可能な方式で組み立てられる、請求項１４に記載のポリシリコン製造装置。

【請求項16】

前記電極チャックは、前記フィラメントを固定させる上側端部と、上側端部と前記下側端部を連結する単一傾斜の側面とを含み、
前記下側端部の直径は、前記電極カバーの直径と同一であるかまたはこれより大きい、請求項１０乃至１２のいずれか一項に記載のポリシリコン製造装置。

【請求項17】

前記下側端部の周縁で前記下側端部と垂直に連結され、前記垂直カバーの外面を覆う補助シールドをさらに含む、請求項１６に記載のポリシリコン製造装置。

【請求項18】

前記補助シールドは、黒鉛を含む炭素系物質で形成され、
前記補助シールドは、前記下側端部に着脱可能な方式で組み立てられる、請求項１７に記載のポリシリコン製造装置。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、ポリシリコン製造装置に関し、より詳しくは、電極カバーを備えたポリシリコン製造装置に関する。

【背景技術】

【0002】

ポリシリコン（ｐｏｌｙｓｉｌｉｃｏｎまたはｐｏｌｙｃｒｙｓｔａｌｌｉｎｅ ｓｉｌｉｃｏｎ）は、半導体産業と太陽光発電産業などで基礎原料として使用される成分である。このようなポリシリコンの製造方法のうち、化学気相蒸着（ｃｈｅｍｉｃａｌ ｖａｐｏｒ ｄｅｐｏｓｉｔｉｏｎ、ＣＶＤ）反応器を用いたシーメンス（Ｓｉｍｅｎｓ）析出法が知られている。

【0003】

シーメンス析出法によるポリシリコン製造装置は、基板上に結合された反応器カバーと、基板に貫通設置される少なくとも一対の電極と、電極チャックによりそれぞれの電極に結合するフィラメントと、一対のフィラメントの上端を連結する連結ロッドとを含む。一対の電極は、電源と連結され、絶縁素材のブッシング（ｂｕｓｈｉｎｇ）とスペースリングにより基板と絶縁される。

【0004】

電源から供給された電力は、電極、電極チャック、フィラメント、および連結ロッドを通って再びフィラメント、電極チャック、および電極を通じて電源に行くようになる。このような電力印加時、シリコン素材のフィラメントが１，０００℃以上の温度で抵抗発熱を起こし、高圧条件で６０〜８０時間程度シラン系原料ガスと水素を注入すればフィラメント表面にシリコンが多結晶の形態で析出される。

【0005】

この過程で電極を水冷（ｗａｔｅｒ ｃｏｏｌｉｎｇ）などの方法で冷却しているが、電極チャックと接する電極の上部温度は８００℃以上に上昇するようになる。したがって、電極の上部表面とスペースリングにシリコンが蒸着されて電極と基板の絶縁特性が低下する。また、フィラメントの下部では電極を通じた熱損失が発生する。

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0006】

本発明の目的は、電極とスペースリングにシリコンが蒸着されないようにすることによって、電極と基板の絶縁特性を維持し、電極を通じたフィラメントの熱損失を抑制し、メインテナンス費用を低めることができるポリシリコン製造装置を提供することにある。

【課題を解決するための手段】

【0007】

本発明の一実施形態に係るポリシリコン製造装置は、基板と反応器カバーを含む反応チャンバーと、絶縁部材を媒介として基板に貫通設置され、電源に連結される少なくとも一対の電極と、電極チャックにより一対の電極のそれぞれに結合し、上端が互いに連結される少なくとも一対のフィラメントと、基板上で一対の電極のそれぞれの上面と側面を囲む電極カバー、および電極カバーの上面を覆うカバーシールドを備えたカバー組立体と、を含む。

【0008】

電極は、電極チャックにかみ合わさる突出部を上面に形成することができる。電極カバーは、突出部を収容する開口部を形成し、電極の上面の上に配置される水平カバーと、水平カバーの周縁で水平カバーと垂直に連結される垂直カバーとを含むことができる。

【0009】

水平カバーと垂直カバーは、個別交換が可能な分離型で構成されてもよい。電極カバーは、溶融シリカ（ｆｕｓｅｄ ｓｉｌｉｃａ、ＳｉＯ_２）、窒化ケイ素（Ｓｉ_３Ｎ_４）、アルミナ（Ａｌ_２Ｏ_３）、ジルコニア（ＺｒＯ_２）、マグネシア（ＭｇＯ）、およびムライト（３Ａｌ_２Ｏ_３・２ＳｉＯ_２）からなる群より選択されたいずれか一つを含むことができる。

【0010】

カバーシールドは、突出部を収容する開口部を形成し、水平カバーより大きい直径を有する円板形状で形成されてもよい。

【0011】

また、カバーシールドは、突出部を収容する開口部を形成し、水平カバーの上面を覆う第１シールドと、第１シールドの周縁と連結され、垂直カバーの外面を覆う第２シールドとを含むことができる。第１シールドと第２シールドは、個別交換が可能な分離型で構成されてもよい。

【0012】

カバーシールドは、黒鉛を含む炭素系物質で形成されてもよい。カバーシールドは、ポリシリコンの製造後に新品に交換されるか、またはポリシリコン蒸着に影響を与えない限度内で反復使用されてもよい。

【0013】

本発明の他の一実施形態に係るポリシリコン製造装置は、基板と反応器カバーを含む反応チャンバーと、絶縁部材を媒介として基板に貫通設置され、電源に連結される少なくとも一対の電極と、電極チャックにより一対の電極のそれぞれに結合し、上端が互いに連結される少なくとも一対のフィラメントと、基板上で電極の上面と側面を囲む電極カバーと、を含み、電極チャックは、電極カバーの上面を覆う下側端部を含む。

【0014】

電極は、電極チャックにかみ合わさる突出部を上面に形成することができる。電極カバーは、突出部を収容する開口部を形成し、電極の上面の上に配置される水平カバーと、水平カバーの周縁で水平カバーと垂直に連結される垂直カバーとを含むことができる。

【0015】

水平カバーと垂直カバーは、個別交換が可能な分離型で構成されてもよい。電極カバーは、溶融シリカ（ｆｕｓｅｄ ｓｉｌｉｃａ、ＳｉＯ_２）、窒化ケイ素（Ｓｉ_３Ｎ_４）、アルミナ（Ａｌ_２Ｏ_３）、ジルコニア（ＺｒＯ_２）、マグネシア（ＭｇＯ）、およびムライト（３Ａｌ_２Ｏ_３・２ＳｉＯ_２）からなる群より選択されたいずれか一つを含むことができる。

【0016】

電極チャックは、フィラメントの端部を固定させるチャックパートと、チャックパートの下に連結されるシールドパートとを含むことができる。シールドパートの直径は、チャックパートの最大直径より大きく形成されてもよく、電極カバーの直径と同一であるかまたはこれより大きく形成されてもよい。

【0017】

ポリシリコン製造装置は、補助シールドをさらに含むことができる。補助シールドは、シールドパートの周縁でシールドパートと垂直に連結され、垂直カバーの外面を覆うことができる。電極チャックと補助シールドは、黒鉛を含む炭素系物質で形成されてもよく、補助シールドは、シールドパートに着脱可能な方式で組み立てられてもよい。

【0018】

また、電極チャックは、フィラメントを固定させる上側端部と、上側端部と下側端部を連結する単一傾斜の側面とを含むことができる。下側端部の直径は、電極カバーの直径と同一であるかまたはこれより大きく形成されてもよい。

【0019】

ポリシリコン製造装置は、補助シールドをさらに含むことができる。補助シールドは、下側端部の周縁で下側端部と垂直に連結され、垂直カバーの外面を覆うことができる。電極チャックと補助シールドは、黒鉛を含む炭素系物質で形成されてもよく、補助シールドは、下側端部に着脱可能な方式で組み立てられてもよい。

【発明の効果】

【0020】

本発明の実施形態によれば、電極カバーによりポリシリコン製造過程で電極とスペースリング表面にポリシリコンが蒸着されないため、電極と基板の絶縁特性を高く維持することができる。そして、カバーシールドまたは電極チャックの下側端部が電極カバーの上面を覆って電極カバーの洗浄作業を省略することができるため、ポリシリコン製造装置のメインテナンス費用を大幅に低めることができる。

【図面の簡単な説明】

【0021】

【図1】本発明の第１実施形態に係るポリシリコン製造装置の断面図である。

【図2】図１に示したポリシリコン製造装置の部分拡大図である。

【図3】図２に示したカバー組立体の分解斜視図である。

【図4】本発明の第２実施形態によるポリシリコン製造装置の部分拡大図である。

【図5】本発明の第３実施形態に係るポリシリコン製造装置の部分拡大図である。

【図6】本発明の第４実施形態に係るポリシリコン製造装置の部分拡大図である。

【図7】本発明の第４実施形態に係るポリシリコン製造装置の部分拡大図である。

【図8】本発明の第５実施形態に係るポリシリコン製造装置の部分拡大図である。

【図9】本発明の第５実施形態に係るポリシリコン製造装置の部分拡大図である。

【図10】本発明の第６実施形態に係るポリシリコン製造装置の部分拡大図である。

【図11】本発明の第６実施形態に係るポリシリコン製造装置の部分拡大図である。

【図12】本発明の第７実施形態に係るポリシリコン製造装置の部分拡大図である。

【図13】本発明の第７実施形態に係るポリシリコン製造装置の部分拡大図である。

【発明を実施するための形態】

【0022】

以下、添付図面を参照して本発明の実施形態について本発明が属する技術分野における通常の知識を有する者が容易に実施することができるように詳しく説明する。本発明は、多様な異なる形態に実現することができ、ここで説明する実施形態に限定されない。

【0023】

図１は、本発明の第１実施形態に係るポリシリコン製造装置の断面図であり、図２は、図１に示したポリシリコン製造装置の部分拡大図である。

【0024】

図１と図２を参照すると、ポリシリコン製造装置１００は、発熱可能なシリコンフィラメントが備えられた化学気相蒸着（ＣＶＤ）反応器からなる。具体的に、ポリシリコン製造装置１００は、反応チャンバー１０、少なくとも一対の電極２０、少なくとも一対のフィラメント３０、および複数のカバー組立体４０を含む。

【0025】

反応チャンバー１０は、基板１１（またはベースプレート）と、基板１１上に設置される反応器カバー１２から構成される。反応器カバー１２は、鐘（ｂｅｌｌ）形状であってもよく、内部に冷却流体が流れる二重壁構造からになってもよい。反応器カバー１２は、図示されていないガス密閉型フランジにより基板１１上に組立設置される。

【0026】

基板１１には、ガス流入口１３とガス排出口１４が形成される。ガス流入口１３を通じて反応チャンバー１０内部にシラン系原料ガス（例えば、トリクロロシラン（ｔｒｉｃｈｌｏｒｏｓｉｌａｎｅ、ＳｉＨＣｌ_３）が流入し、ＣＶＤ反応を経たガスはガス排出口１４を通じて反応チャンバー１０外部に排出される。また、基板１１には、電極２０設置のための複数の開口部が形成される。

【0027】

基板１１と電極２０は全て金属で製作されるため、電極２０は絶縁部材５０を媒介として基板１１に貫通設置されて基板１１と絶縁状態を維持する。絶縁部材５０は、ブッシング（ｂｕｓｈｉｎｇ）５１とスペースリング（ｓｐａｃｅ ｒｉｎｇ）５２で構成されてもよい。

【0028】

ブッシング５１は、基板１１の開口部で電極２０を囲む円筒形リングであり、４フッ化エチレン樹脂のような耐熱樹脂で形成されてもよい。スペースリング５２は、基板１１上で電極２０を囲む円筒形リングであり、セラミックで形成されてもよい。ブッシング５１とスペースリング５２は、それぞれ基板１１の面方向および基板１１の厚さ方向に沿って電極２０と基板１１を分離絶縁させる。

【0029】

電極２０は、スペースリング５２の上にフランジ２１を形成したＴ字形断面を有することができ、電極２０上面に電極チャック６０とかみ合わさるための突出部２２を形成することができる。電極チャック６０は、フィラメント３０の端部を固定させ、電極２０の突出部２２に結合してフィラメント３０を電極２０に固定させる機能を果たす。電極チャック６０は、黒鉛のような導電材質で形成され、電極２０とフィラメント３０を電気的に連結させる。

【0030】

一対のフィラメント３０が一対の電極２０のそれぞれに設置される。一対のフィラメント３０は、反応チャンバー１０内部で基板１１に垂直に位置し、上端に固定された連結ロッド３１により電気的に連結される。フィラメント３０と連結ロッド３１はシリコンで形成される。一対のフィラメント３０と一つの連結ロッド３１から構成された１セットのロッドフィラメント３５は、反応チャンバー１０内に複数個が備えられる。

【0031】

図１では２セットのロッドフィラメント３５を例に挙げて示したが、実際の反応チャンバー１０内部にはこれより多数のロッドフィラメント３５が位置する。

【0032】

一対の電極２０は、電源２９に連結され、１セットのロッドフィラメント３５が一つの電気回路を形成する。したがって、電極２０を通じてフィラメント３０に電流を流せばフィラメント３０と連結ロッド３１は１０００℃以上の高温で抵抗発熱し、高圧条件で６０時間以上シラン系原料ガスと水素を注入すれば発熱されたフィラメント３０と連結ロッド３１表面にシリコンが多結晶の形態で析出される。つまり、フィラメント３０と連結ロッド３１表面にポリシリコンが形成される。

【0033】

電極２０は、水冷（ｗａｔｅｒ ｃｏｏｌｉｎｇ）などの方法で冷却されてポリシリコン製造過程でフィラメント３０より低い温度を維持する。そのために電極２０内部に冷却水が循環するチャンネル（図示せず）が形成されてもよい。

【0034】

カバー組立体４０は、複数の電極２０のそれぞれに設置されてポリシリコン製造過程で電極２０を覆って保護する。カバー組立体４０は、基板１１と電極チャック６０の間に位置し、電極チャック６０の下の電極２０を反応チャンバー１０の内部空間から隔離させる。

【0035】

図３は、図２に示したカバー組立体の分解斜視図である。図２と図３を参照すると、カバー組立体４０は、基板１１上で電極２０の上面と側面を囲む電極カバー４１と、電極カバー４１の上面を覆うカバーシールド４５から構成される。

【0036】

電極カバー４１は、突出部２２を収容する開口部４１１を形成し、電極２０の上面の上に配置される水平カバー４２と、水平カバー４２の周縁で水平カバー４２と垂直に連結され、電極２０のフランジ２１とスペースリング５２を囲む円筒形状の垂直カバー４３で構成されてもよい。

【0037】

水平カバー４２は、電極２０の上面と接したり一定の距離を維持することができ、垂直カバー４３は、電極２０のフランジ２１およびスペースリング５２と一定の距離を維持する。電極カバー４１が電極２０と一定の距離を維持する場合、熱伝導率を低めることができる。

【0038】

水平カバー４２と垂直カバー４３は、一体形で構成されてもよく、分離型で構成されてもよい。分離型の場合、水平カバー４２と垂直カバー４３は着脱可能な方式で組み立てられ、ポリシリコン製造装置１００の補修過程で個別交換が可能である。図２と図３では分離型電極カバー４１を例に挙げて示した。

【0039】

電極カバー４１は、絶縁体で形成されて基板１１および電極２０のすべてと絶縁状態を維持する。電極カバー４１は、絶縁特性に優れ、ポリシリコンの純度に影響を与えず、反応チャンバー１０内部の高温（約１０００℃乃至１２００℃）で安定し、加工が容易でなければならない。

【0040】

このような事項を考慮する時、電極カバー４１は、溶融シリカ（ｆｕｓｅｄ ｓｉｌｉｃａ、ＳｉＯ_２）、窒化ケイ素（Ｓｉ_３Ｎ_４）、アルミナ（Ａｌ_２Ｏ_３）、ジルコニア（ＺｒＯ_２）、マグネシア（ＭｇＯ）、およびムライト（３Ａｌ_２Ｏ_３・２ＳｉＯ_２）のうちのいずれか一つを含むことができる。

【0041】

電極カバー４１によりポリシリコン製造過程で電極２０とスペースリング５２表面にポリシリコンが蒸着されないため、電極２０と基板１１の絶縁特性を高く維持することができる。また、従来、電極２０の再使用のために電極２０に付着されたポリシリコンを除去する処理過程（ポリシリコンエッチング過程）を省略することができ、処理過程で電極２０が損傷する問題も防止することができる。

【0042】

カバーシールド４５は、電極カバー４１の上に配置されて電極カバー４１の上面を覆う。カバーシールド４５は、突出部２２が収容される開口部４５１を形成し、電極カバー４１より大きい直径を有する円板形状で形成されてもよい。

【0043】

絶縁特性と高温安定性が高い前述の素材で製造される電極カバー４１は、比較的に高価の部品であり、周辺温度により電極カバー４１表面にポリシリコンが蒸着されると、使用後に電極カバー４１を洗浄する過程が必要となる。つまり、電極カバー４１は、消耗性部品でなく、再使用可能な部品であるが、再使用のためには毎度洗浄作業が要求され、洗浄による費用が発生する。

【0044】

カバーシールド４５は、電極カバー４１より安価であり、ポリシリコン純度に影響を与えない物質で形成される。例えば、カバーシールド４５は、黒鉛を含む炭素系物質で形成されてもよい。カバーシールド４５が電極カバー４１の上で電極カバー４１より大きい直径の円板形状で形成されることによって、電極カバー４１の代わりにカバーシールド４５表面にポリシリコンが蒸着される。

【0045】

カバーシールド４５は、消耗性部品であり、使用後に新たなカバーシールド４５に代替されたり、ポリシリコン蒸着に影響を与えない限り、複数回使用が可能である。このようなカバーシールド４５により電極カバー４１の洗浄作業を省略することができるため、ポリシリコン製造装置１００のメインテナンス費用を大幅に低めることができる。

【0046】

図４は、本発明の第２実施形態によるポリシリコン製造装置の部分拡大図である。

【0047】

図４を参照すると、第２実施形態のポリシリコン製造装置は、カバーシールド４５ａが第１シールド４６と第２シールド４７で構成されることを除いては、前述した第１実施形態と同一の構成からなる。第１実施形態と同一の部材については同一の図面符号を使用する。

【0048】

第１シールド４６は、突出部２２を収容する開口部を形成し、水平カバー４２の上面を覆う。第２シールド４７は、第１シールド４６の周縁で第１シールド４６と垂直に連結され、垂直カバー４３の外面を覆う。第１シールド４６と第２シールド４７は、一体形で構成されてもよい。

【0049】

第２シールド４７は、基板１１と通電しないように基板１１と距離をおいて位置し、ポリシリコンが蒸着される可能性が高い垂直カバー４３の上部を覆う。

【0050】

図５は、本発明の第３実施形態に係るポリシリコン製造装置の部分拡大図である。

【0051】

図５を参照すると、第３実施形態のポリシリコン製造装置は、第１シールド４６と第２シールド４７が分離型で構成されることを除いては、前述した第２実施形態と同一の構成からなる。第２実施形態と同一の部材については同一の図面符号を使用する。

【0052】

第１シールド４６と第２シールド４７は、着脱可能な方式で組み立てられ、カバーシールド４５ｂは使用後に個別交換が可能である。ポリシリコン製造過程で第２シールド４７より第１シールド４６の表面にポリシリコンがさらに多く蒸着されてもよく、この場合、カバーシールド４５ｂの使用後に第１シールド４６のみを新しいものに交換して第２シールド４７に組み立てることができる。

【0053】

図６と図７は、本発明の第４実施形態に係るポリシリコン製造装置の部分拡大図である。

【0054】

図６と図７を参照すると、第４実施形態のポリシリコン製造装置は、別途のカバーシールドなしに電極チャック６０ａが電極カバー４１の上面を覆う構造で形成されたことを除いては、前述した第１実施形態と同一の構成からなる。第１実施形態と同一の部材については同一の図面符号を使用する。

【0055】

電極チャック６０ａは、電極カバー４１の上面を覆う下側端部６１を含む。つまり、電極チャック６０ａの下側端部６１は、電極カバー４１と同一であるかまたはこれより大きい直径で形成されて電極カバー４１の上面を覆う。第４実施形態で電極チャック６０ａは、フィラメント３０の端部を固定させるチャックパート６２と、チャックパート６２の下に連結され、電極カバー４１の上面を覆うシールドパート６３とを含む。

【0056】

シールドパート６３は、チャックパート６２の最大直径より大きい直径で形成され、電極カバー４１と同一であるかまたはこれより大きい直径で形成されて電極カバー４１の上面を覆う。図６ではシールドパート６３の直径が電極カバー４１の直径と同一である場合を示し、図７ではシールドパート６３の直径が電極カバー４１の直径より大きい場合を示した。

【0057】

電極チャック６０ａは、通常、黒鉛を含む炭素系物質で形成され、消耗性部品であって、ポリシリコン製造装置１００の使用後に新品に交換されるか、またはポリシリコン蒸着に影響を与えない限り複数回使用される。したがって、カバーシールドを別途の部品で製作せずに電極チャック６０ａにシールドパート６３を一体で形成することができる。第４実施形態の構成は、前述した第１実施形態乃至第３実施形態に比べてカバーシールドを別途に製作する煩わしさを避けることができる。図８と図９は、本発明の第５実施形態に係るポリシリコン製造装置の部分拡大図である。

【0058】

図８と図９を参照すると、第５実施形態のポリシリコン製造装置は、補助シールド７０をさらに含むことを除いては、前述した第４実施形態と同一の構成からなる。第４実施形態と同一の部材については同一の図面符号を使用する。

【0059】

補助シールド７０は、電極チャック６０ｂのシールドパート６３周縁でシールドパート６３と垂直に連結され、垂直カバー４３の外面を覆う。補助シールド７０は、シールドパート６３に着脱可能な方式で組み立てられてもよく、この場合、補助シールド７０の個別交換が可能である。補助シールド７０は、電極チャック６０ｂと同一の黒鉛で形成される。

【0060】

補助シールド７０は、基板１１と通電しないように基板１１と距離をおいて位置し、ポリシリコンが蒸着される可能性が高い垂直カバー４３の上部を覆う。

【0061】

図１０と図１１は、本発明の第６実施形態に係るポリシリコン製造装置の部分拡大図である。

【0062】

図１０と図１１を参照すると、第６実施形態のポリシリコン製造装置は、チャックパートとシールドパートの区分なしに電極チャック６０ｃが単一傾斜の側面を有することを除いては、前述した第４実施形態と同一の構成からなる。第４実施形態と同一の部材については同一の図面符号を使用する。

【0063】

電極チャック６０ｃは、フィラメント３０を固定させる上側端部６４と、電極２０の突出部２２に結合し、電極カバー４１の上面を覆う下側端部６１と、上側端部６４と下側端部６１を連結する単一傾斜の側面６５とを含む。下側端部６１は、上側端部６４より大きい直径で形成され、電極カバー４１の直径と同一であるかまたはこれより大きい直径で形成されて電極カバー４１の上面を覆う。

【0064】

電極チャック６０ｃは、円錐の一部を除去した形状で形成され、単純な外形を有することによって加工を容易にすることができる。図１０では電極チャック６０ｃの下側端部６１直径が電極カバー４１の直径と同一な場合を示し、図１１では電極チャック６０ｃの下側端部６１直径が電極カバー４１の直径より大きい場合を示した。

【0065】

図１２と図１３は、本発明の第７実施形態に係るポリシリコン製造装置の部分拡大図である。

【0066】

図１２と図１３を参照すると、第７実施形態のポリシリコン製造装置は、補助シールド７０をさらに含むことを除いては、前述した第６実施形態と同一の構成からなる。第６実施形態と同一の部材については同一の図面符号を使用する。

【0067】

補助シールド７０は、電極チャック６０ｄの下側端部６１周縁で電極チャック６０ｄと垂直に連結され、垂直カバー４３の外面を覆う。補助シールド７０は、電極チャック６０ｄに着脱可能な方式で組み立てられてもよく、この場合、補助シールド７０の個別交換が可能である。補助シールド７０は、電極チャック６０ｄのような黒鉛で形成される。

【0068】

補助シールド７０は、基板１１と通電しないように基板１１と距離をおいて位置し、ポリシリコンが蒸着される可能性の高い垂直カバー４３の上部を覆う。

【0069】

前述した実施形態によれば、電極カバー４１によりポリシリコン製造過程で電極２０とスペースリング５２表面にポリシリコンが蒸着されないため、電極２０と基板１１の絶縁特性を高く維持することができる。そして、カバーシールド４５、４５ａ、４５ｂまたは電極チャック６０ａ、６０ｂ、６０ｃ、６０ｄの下側端部が電極カバー４１の上面を覆って電極カバー４１の洗浄作業を省略することができるため、ポリシリコン製造装置１００のメインテナンス費用を大幅に低めることができる。

【0070】

以上で、本発明の好ましい実施形態について説明したが、本発明はこれに限定されるのではなく、特許請求の範囲と発明の詳細な説明および添付図面の範囲内で多様に変形して実施することが可能であり、これも本発明の範囲に属するのは当然である。

【符号の説明】

【0071】

１００…ポリシリコン製造装置
１０…反応チャンバー
１１…基板
１２…反応器カバー
２０…電極
３０…フィラメント
４０…カバー組立体
４１…電極カバー
４５、４５ａ、４５ｂ…カバーシールド
５１…ブッシング
５２…スペースリング
６０ａ、６０ｂ、６０ｃ、６０ｄ…電極チャック

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】

【図11】

【図12】

【図13】