特許 6867388 チャンクポリシリコンまたは粒状ポリシリコンを結晶成長チャンバの中に選択的に供給するためのシステム

(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】6867388

(24)【登録日】2021年4月12日

(45)【発行日】2021年4月28日

(54)【発明の名称】チャンクポリシリコンまたは粒状ポリシリコンを結晶成長チャンバの中に選択的に供給するためのシステム

(51)【国際特許分類】

   C30B 29/06 20060101AFI20210419BHJP

   C30B 15/00 20060101ALI20210419BHJP

【ＦＩ】

   C30B29/06 502A

   C30B15/00 Z

【請求項の数】16

【全頁数】20

(21)【出願番号】特願2018-528207(P2018-528207)

(86)(22)【出願日】2016年8月18日

(65)【公表番号】特表2018-525317(P2018-525317A)

(43)【公表日】2018年9月6日

(86)【国際出願番号】US2016047575

(87)【国際公開番号】WO2017031328

(87)【国際公開日】20170223

【審査請求日】2019年8月7日

(31)【優先権主張番号】62/207,773

(32)【優先日】2015年8月20日

(33)【優先権主張国】US

(73)【特許権者】

【識別番号】518112516

【氏名又は名称】グローバルウェーハズ カンパニー リミテッド

【氏名又は名称原語表記】ＧｌｏｂａｌＷａｆｅｒｓ Ｃｏ．，Ｌｔｄ．

(73)【特許権者】

【識別番号】518058627

【氏名又は名称】テベク・インターナショナル・カンパニー・リミテッド

(74)【代理人】

【識別番号】100101454

【弁理士】

【氏名又は名称】山田 卓二

(74)【代理人】

【識別番号】100112911

【弁理士】

【氏名又は名称】中野 晴夫

(72)【発明者】

【氏名】ユン・ソクミン

(72)【発明者】

【氏名】パク・ソンス

(72)【発明者】

【氏名】チ・ジュンファン

(72)【発明者】

【氏名】チェ・ウォンジン

(72)【発明者】

【氏名】チョン・ウィソン

(72)【発明者】

【氏名】イ・ヨンジュン

(72)【発明者】

【氏名】ク・テス

(72)【発明者】

【氏名】キム・ソンジン

【審査官】 神▲崎▼ 賢一

(56)【参考文献】

【文献】 特表２０１４−５１２３３０（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００３−００２７７９（ＪＰ，Ａ）

【文献】 韓国登録特許第１０−１４３７４８８（ＫＲ，Ｂ１）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｃ３０Ｂ ２９／０６

Ｃ３０Ｂ １５／００

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

融液から単結晶インゴットを成長させるための成長チャンバにポリシリコンを供給するポリシリコン供給装置であって、
ポリシリコンを前記成長チャンバに供給するための管と、
粒トレイおよびチャンクトレイのうちの１つを受け取る１つ以上の支持レールと、
前記粒トレイまたは前記チャンクトレイのいずれかに選択的に供給するように前記１つ以上の支持レールの上に配置された供給材料容器と、
を含み、
前記粒トレイまたは前記チャンクトレイは、前記管に対して回転可能であり、ポリシリコンが前記成長チャンバに入ることができる供給位置と、前記粒トレイまたは前記チャンクトレイが交換可能な停止位置と、の間で回転する、ポリシリコン供給装置。

【請求項2】

前記粒トレイと前記チャンクトレイとを更に含み、
前記粒トレイおよび前記チャンクトレイは、前記粒トレイおよび前記チャンクトレイを交換するために、前記ポリシリコン供給装置からそれぞれ取外し可能であり、
前記粒トレイは、第１内側輪郭を有し、前記チャンクトレイは、第２内側輪郭を有し、前記第２内側輪郭は、前記第１内側輪郭より大きい深さを有する、請求項１に記載のポリシリコン供給装置。

【請求項3】

前記粒トレイまたは前記チャンクトレイを更に含み、
前記粒トレイまたは前記チャンクトレイは、前記ポリシリコン供給装置から取外し可能であり、
前記粒トレイまたは前記チャンクトレイは、外側溝を含み、前記外側溝は、前記支持レールと同一の寸法を有し、前記支持レールと噛み合う、請求項１に記載のポリシリコン供給装置。

【請求項4】

前記粒トレイおよび前記チャンクトレイと、
前記粒トレイまたは前記チャンクトレイのいずれかを振動させるバイブレータと、
を更に含み、
前記粒トレイおよび前記チャンクトレイは、前記粒トレイおよび前記チャンクトレイを交換するために、前記ポリシリコン供給装置からそれぞれ取外し可能であり、
前記粒トレイおよび前記チャンクトレイのうちの１つは、前記バイブレータに接続され、
前記バイブレータは、管に対して回転可能であり、
前記バイブレータは、ポリシリコンが前記成長チャンバに入ることができる供給位置と、前記粒トレイおよび前記チャンクトレイが交換可能な停止位置と、の間で回転する、請求項１に記載のポリシリコン供給装置。

【請求項5】

前記バイブレータは、前記支持レールを支持し、
前記ポリシリコン供給装置は、コントローラを更に含み、
前記コントローラは、前記バイブレータによって、第１振動数で前記チャンクトレイを振動させ、かつ、前記バイブレータによって、前記第１振動数より高い第２振動数で前記粒トレイを振動させる、請求項４に記載のポリシリコン供給装置。

【請求項6】

前記粒トレイまたは前記チャンクトレイのうちの１つから出るポリシリコンを前記成長チャンバに供給するように配置された管を更に含む、請求項１に記載のポリシリコン供給装置。

【請求項7】

前記粒トレイおよび前記チャンクトレイのうちの１つは、前記１つ以上の支持レールの中に受けられ、
前記管は、前記ポリシリコン供給装置の中に受けられた前記粒トレイおよび前記チャンクトレイのうちの１つに接触する、請求項１に記載のポリシリコン供給装置。

【請求項8】

前記粒トレイまたは前記チャンクトレイを更に含み、
前記粒トレイまたは前記チャンクトレイは、前記１つ以上の支持レールから取外し可能であり、
前記粒トレイまたは前記チャンクトレイは、前記１つ以上の支持レールを取外し可能に受ける外側部分を含む、請求項１に記載のポリシリコン供給装置。

【請求項9】

前記粒トレイおよび前記チャンクトレイを更に含み、
前記粒トレイおよび前記チャンクトレイは、前記粒トレイおよび前記チャンクトレイを交換するために、前記１つ以上の支持レールから取外し可能であり、
前記粒トレイおよび前記チャンクトレイは、前記１つ以上の支持レールを取外し可能に受ける外側部分をそれぞれ含む、請求項１に記載のポリシリコン供給装置。

【請求項10】

融液から単結晶インゴットを成長させるための成長チャンバにポリシリコンを供給するポリシリコン供給装置であって、
粒トレイと、
前記粒トレイからのポリシリコンの流れを制御するバルブ機構と、
前記粒トレイを受け取る１つ以上の支持レールと、
前記粒トレイに供給するように前記１つ以上の支持レールの上に配置された供給材料容器とを含むポリシリコン供給装置。

【請求項11】

前記バルブ機構は、
前記粒トレイの出口を選択的に塞ぐシールと、
前記出口を塞ぐ封鎖位置と前記シールが前記出口を塞がない開位置との間で前記シールを上下させるように構成された駆動装置と、
前記シールを前記駆動装置に接続するリンケージと、を含み、
前記出口内の粒状ポリシリコンが前記出口との間の封鎖を妨げないように、前記シールは、前記シールと前記粒トレイの前記出口の部分との間の隙間を許容するように形成された、請求項１０に記載のポリシリコン供給装置。

【請求項12】

前記出口は、開口を含み、
前記シールは、
前記出口の前記開口に噛み合う半径を有し、かつ、前記出口の前記開口に対応する傾斜を有する、第１部分と、
前記出口の前記開口より小さい半径を有し、かつ、前記シールが前記封鎖位置にある場合に、少なくとも部分的に前記出口の前記開口内にある、第２部分と、を含み、
前記第２部分の半径と前記出口の前記開口の半径との間の差が、前記隙間を形成する、請求項１１に記載のポリシリコン供給装置。

【請求項13】

ポリシリコン供給装置の粒トレイから、融液から結晶インゴットを成長させる成長チャンバへの、ポリシリコンの流れを制御するバルブ機構であって、
前記粒トレイの出口を選択的に塞ぐシールと、
前記出口を塞ぐ封鎖位置と前記シールが前記出口を塞がない開位置との間で前記シールを上下させるように構成された駆動装置と、
前記シールを前記駆動装置に接続するリンケージと、を含み、
前記出口内の粒状ポリシリコンが前記シールと前記出口との間の封鎖を妨げないように、前記シールは、前記シールと前記粒トレイの前記出口の部分との間の隙間を許容するように形成された、バルブ機構。

【請求項14】

前記出口は、開口を含み、
前記シールは、
前記出口の前記開口に噛み合うように形成された半径を有し、かつ、前記出口の前記開口と同一の傾斜を有する、第１部分と、
前記出口の前記開口より小さい半径を有し、かつ、前記シールが前記封鎖位置にある場合に、少なくとも部分的に前記出口の前記開口内にある、第２部分と、を含み、
前記第２部分の半径と前記出口の前記開口の半径との間の差が、前記隙間を形成する、請求項１３に記載のバルブ機構。

【請求項15】

ポリシリコン供給装置の粒トレイまたはチャンクトレイのいずれか１つから、融液から結晶インゴットを成長させる成長チャンバへの、ポリシリコンの流れを制御する磁気パルスバイブレータであって、
電磁エネルギーの放出によって、前記粒トレイまたは前記チャンクトレイのいずれか１つを振動させる電磁エネルギー源と、
前記電磁エネルギー源に供給される電圧の制御によって、前記粒トレイまたは前記チャンクトレイのいずれか１つの供給速度を制御するコントローラと、
を含む、磁気パルスバイブレータ。

【請求項16】

前記コントローラは、前記電磁エネルギー源によって、第１振動数で前記チャンクトレイを振動させ、かつ、前記電磁エネルギー源によって、前記第１振動数より高い第２振動数で前記粒トレイを振動させる、請求項１５に記載の磁気パルスバイブレータ。

【発明の詳細な説明】

【関連出願の相互参照】

【0001】

この出願は、２０１５年８月２０日に出願された米国仮出願第６２／２０７，７７３の優先権を主張し、その開示全体が参照により本明細書に組み込まれる。

【技術分野】

【0002】

本開示は、一般的に、チョクラルスキー法を使用する半導体結晶成長に関し、特に、チャンク（chunk）ポリシリコンまたは粒状（granular）ポリシリコンなどの資源材料をるつぼ融液へ供給することに関する。

【背景技術】

【0003】

連続的なチョクラルスキー法によって成長するシリコン結晶の製造において、多結晶シリコンは、結晶引上装置のるつぼの中で融解されて、シリコン融液を形成する。次に、種結晶を融液へ降下させ、ゆっくりと引き上げる。種結晶が融液から連続的に成長するに連れて、粒状ポリシリコンなどの固体ポリシリコンが融液に追加されて融液を補充する。融液に追加される追加の固体ポリシリコンの供給速度は、典型的には、製造パラメータを維持するように制御される。バッチ式チョクラルスキー法によって成長するシリコン結晶の製造では、チャンクポリシリコンなどの固体ポリシリコンは、種結晶が成長する間は融液に追加されず、一連の成長プロセスの間に追加される。追加のポリシリコンの供給速度は、製造パラメータを維持するように制御される。

【0004】

るつぼ融液に追加される固体ポリシリコンは、典型的には、粒状ポリシリコンであり、粒状ポリシリコンと共に使用するために最適化されたポリシリコン供給装置を用いて、るつぼ内に供給される。いくつかの事例では、るつぼ融液に追加される固体ポリシリコンは、チャンクポリシリコンである。チャンクポリシリコンは、粒状ポリシリコンより（例えば、少なくとも１つの寸法が）大きいサイズを有する。チャンクポリシリコンは、チャンクポリシリコンと共に使用するために最適化されたポリシリコン供給装置を用いて、るつぼ内に供給される。チャンクポリシリコンまたは粒状ポリシリコンを供給するための、より満足のいく装置および方法が必要とされている。

【0005】

この背景技術のセクションは、以下に記載および／または請求される本開示の様々な態様に関連し得る技術の様々な態様を読者に紹介することを意図するものである。この議論は、本開示の様々な態様のより良好な理解を容易にするための背景情報を読者に提供するのに役立つと考えられる。したがって、これらの記述は、この観点から読まれるべきであり、従来技術の承認として読まれるべきではないことが理解されなければならない。

【発明の概要】

【0006】

一態様は、融液から結晶インゴットを成長させるための成長チャンバにポリシリコンを供給する供給アセンブリを対象とする。供給アセンブリは、粒トレイおよびチャンクトレイのうちの１つを受け取る支持レールを有するハウジングを含む。供給アセンブリは、粒トレイまたはチャンクトレイのいずれかから選択的に供給するように支持レールの上に配置された供給材料容器を更に含む。

【0007】

他の態様によると、バルブ機構は、ポリシリコン供給アセンブリの粒トレイから、融液から結晶インゴットを成長させる成長チャンバへの、ポリシリコンの流れを制御する。バルブ機構は、粒トレイの出口を選択的に塞ぐシールを含む。駆動装置は、出口を塞ぐ封鎖位置とシールが出口を塞がない開位置との間でシールを上下させるように構成されている。リンケージは、シールを駆動装置に接続する。出口内の粒状ポリシリコンがシールと出口との間の封鎖を妨げないように、シールは、シールと粒トレイの出口の部分との間の隙間を許容するように形成されている。

【0008】

他の態様によると、磁気パルスバイブレータは、ポリシリコン供給アセンブリの粒トレイまたはチャンクトレイのいずれか１つから、融液から結晶インゴットを成長させる成長チャンバへの、ポリシリコンの流れを制御する。磁気パルスバイブレータは、粒トレイまたはチャンクトレイのいずれか１つを電磁エネルギーの放出によって振動させる電磁エネルギー源を含む。磁気パルスバイブレータは、電磁エネルギー源に供給される電圧の制御によって、粒トレイまたはチャンクトレイのいずれか１つの供給速度を制御するコントローラを更に含む。

【0009】

更なる態様によると、融液から結晶インゴットを成長させる成長チャンバにポリシリコンを供給する供給アセンブリ用の互換性のある粒トレイは、外側部分を含む。外側部分は、供給アセンブリの支持レールを取外し可能に受ける。互換性のある粒トレイは、供給アセンブリの供給材料容器から粒状ポリシリコンを受け取る内側輪郭を更に含む。粒トレイは、供給システムから取外し可能である。

【0010】

他の態様によると、融液から結晶インゴットを成長させる成長チャンバにポリシリコンを供給する供給アセンブリ用の互換性のあるチャンクトレイは、外側部分を含む。外側部分は、供給アセンブリの支持レールを取外し可能に受ける。互換性のあるチャンクトレイは、供給アセンブリの供給材料容器からチャンクポリシリコンを受け取る内側輪郭を更に含む。チャンクトレイは、供給システムから取外し可能である。

【0011】

上記の態様に関連して言及された特徴の様々な改良が存在する。更なる特徴を上記の態様に組み込むこともできる。これらの改良および追加的な特徴は、個別にまたは任意の組み合わせで存在することができる。例えば、例示された実施形態のいずれかに関して以下に論じられる様々な特徴は、単独で、または任意の組み合わせで、上記の態様のいずれかに組み込まれてもよい。

【図面の簡単な説明】

【0012】

【図1】明確にするためにいくつかの細部を省略した、ポリシリコン供給装置の断面図である。

【図2】明確にするためにいくつかの細部を省略した、図１に示されたポリシリコン供給装置の一部である。

【図3A】粒状ポリシリコンおよび図１に示されたポリシリコン供給装置と共に使用するための粒トレイの斜視図である。

【図3B】図３Ａに示された粒トレイの側面図である。

【図4A】チャンクポリシリコンおよび図１に示されたポリシリコン供給装置と共に使用するためのチャンクトレイの斜視図である。

【図4B】図４Ａに示されたチャンクトレイの逆向きの斜視図である。

【図4C】図４Ａに示されたチャンクトレイの断面図である。

【図5A】図１に示されたバイブレータに接続された、図４Ａに示されたチャンクトレイの斜視図である。

【図5B】図５Ａに示されたチャンクトレイおよびバイブレータの前面の部分断面図である。

【図5C】図５Ａに示されたチャンクトレイおよびバイブレータの平面図である。

【図6A】供給位置にある図１に示されたポリシリコン供給装置の斜視図である。

【図6B】停止位置にある図１に示されたポリシリコン供給装置の斜視図である。

【図7A】開位置にある、図１に示されたポリシリコン供給装置のバルブ機構の部分的な側面模式図である。

【図7B】閉位置にある、図７Ａに示されたバルブ機構の部分的な側面模式図である。

【図8】図２に示された磁気パルスバイブレータに供給される電圧とポリシリコン供給装置によって提供されるポリシリコンの供給速度との間の関係のグラフである。

【0013】

相当する参照符号は、図面のいくつかの図を通して相当する部分を示す。

【発明を実施するための形態】

【0014】

図１を参照すると、一実施形態のポリシリコン供給装置１００は、ホッパー１０２と、互換性トレイ１０６と、バイブレータ１０４と、ガイド管１０８とを含む。ホッパー１０２は、成長チャンバ（図示せず）の中の１つ以上のるつぼに供給されるべきポリシリコンを受け取るように構成されている。留意すべきなのは、いかなるタイプのるつぼおよび成長チャンバも、本開示と調和して使用されてよいことである。ホッパー１０２は、粒状ポリシリコンまたはチャンクポリシリコンを受け取るように構成される。チャンクポリシリコンは、典型的には、３〜４５ミリメートルのサイズ（例えば最大寸法）を有し、粒状ポリシリコンは、典型的には、４００〜１４００ミクロンのサイズを有する。ホッパー１０２は、ポリシリコンを互換性トレイ１０６内に供給する。

【0015】

互換性トレイ１０６は、ホッパー１０２の中に投入された粒状ポリシリコンと共に使用するための粒トレイ３００（図３Ａ）、または、ホッパー１０２の中に投入されたチャンクポリシリコンと共に使用するためのチャンクトレイ４００（図４Ａ）のいずれかであってもよい。互換性トレイ１０６は、ホッパー１０２からポリシリコンを受け取り、バイブレータ１０４によって駆動されると、ポリシリコンをガイド管１０８に供給する。

【0016】

互換性トレイ１０６を使用することにより、粒状ポリシリコンまたはチャンクポリシリコンのいずれかと共に使用するように、ポリシリコン供給装置１００を迅速かつ容易に適合させることができる。互換性トレイ１０６は、取り外され、異なるタイプのポリシリコンと共に使用するように構成された第２互換性トレイと交換されてもよい。例えば、粒トレイ３００は、チャンクトレイ４００の深さに比べて浅い深さ、漏斗部分、実質的に垂直な出口部分、または粒状ポリシリコンと共に使用するのに適した他の特徴などの特徴を有してもよい。チャンクトレイ４００は、粒トレイ３００の深さに比べて大きい深さ、傾斜した側面、傾斜した出口、またはチャンクポリシリコンと共に使用するのに適した他の特徴などの特徴を有してもよい。一のタイプの互換性トレイ１０６を他のタイプのものに切り替えることは、異なるタイプのポリシリコンと共に使用するために、ポリシリコン供給装置１００を変更する。例えば、粒トレイ３００を取り外し、それをチャンクトレイ４００で置き換えることにより、ポリシリコン供給装置１００を、粒状ポリシリコンと共に使用される供給装置からチャンクポリシリコンと共に使用される供給装置に変更する。粒トレイ３００とチャンクトレイ４００とを含む互換性トレイ１０６は、図３Ａ〜４Ｃを参照してより詳細に説明される。

【0017】

ポリシリコン供給装置１００は、互換性トレイ１０６を振動させるバイブレータ１０４を含む。バイブレータ１０４は、磁気パルスを用いて互換性トレイ１０６を振動させる磁気パルスバイブレータである。磁気パルスバイブレータは、図２および図８を参照してより詳細に説明される。代わりに、バイブレータ１０４は、電気機械的または機械的なバイブレータである。例えば、バイブレータ１０４は、往復ピストン、３つまたは４つの駆動されるバー機構、回転電気バイブレータ、または振動を発生させる他の適切なシステムであってもよい。

【0018】

互換性トレイ１０６を振動させることにより、バイブレータ１０４は、ポリシリコンを互換性トレイ１０６から（例えば、ホッパー１０２の反対側の出口を通して）排出させる。互換性トレイ１０６から出たポリシリコンは、ガイド管１０８に入る。バイブレータ１０４の振動と互換性トレイ１０６の振動とを制御することによって、ポリシリコン供給装置１００からのポリシリコンの供給速度が制御される。制御システム（例えば、プログラマブルロジックコントローラ）が、バイブレータ１０４を制御してもよい。

【0019】

ポリシリコン供給装置１００は、ガイド管１０８をも含む。ガイド管１０８は、バイブレータ１０４によって引き起こされる振動に起因して互換性トレイ１０６を出るポリシリコンを受け取るように構成される。ガイド管１０８は、ポリシリコン供給装置１００からのポリシリコンを案内して、チョクラルスキー法を用いてシリコン結晶を生成するのに使用されるるつぼに入れる。シリコン結晶が融液から引き出されるに連れて、るつぼ内の融液中にポリシリコンが添加されるように、ガイド管１０８が配置されてもよい。例えば、ガイド管１０８は、結晶引上装置に対して中心から外れて配置されてもよい。

【0020】

ここで、図２を参照すると、図１に示されているポリシリコン供給装置１００が、より詳細に描かれている。ポリシリコン供給装置１００は、いくつかの実施形態において、バルブ機構２００を含む。バルブ機構２００は、互換性トレイ１０６に嵌まったり外れたりして、ガイド管１０８内へのポリシリコンの流れを止めるように構成されている。例えば、バイブレータ１０４は、オフにされ、または互換性トレイ１０６を振動させないにもかかわらず、ポリシリコン供給装置１００の動きにより、ポリシリコンが互換性トレイ１０６を出てガイド管１０８に入ることがある。バルブ機構２００は、（例えば、プログラマブルロジックコントローラなどの制御システムによって制御されて）嵌められ、シールを互換性トレイ１０６の出口部分に嵌める（例えば、着座させる）。バルブ機構２００のシールは、ポリシリコンが交換可能なトレイ１０６から出てガイド管１０８に入ることを防止する。

【0021】

図２に示すように、ホッパー１０２は、ポリシリコン（例えば、粒状またはチャンクポリシリコン）を互換性トレイ１０６に供給する。この実施形態では、ホッパー１０２は、互換性トレイ１０６の出口と反対側の互換性トレイ１０６の上に配置された出口を含む。この出口は、バイブレータ１０４が互換性トレイ１０６を振動させた場合に、ガイド管１０８にポリシリコンを供給する。バイブレータ１０４による互換性トレイ１０６の振動により、ポリシリコンは、出口から互換性トレイ１０６を出てガイド管１０８に入る。ガイド管１０８は、結晶生成のために使用されるるつぼ内への出口を含み、これにより、ガイド管１０８に入ったポリシリコンがるつぼ内に出る。

【0022】

この実施形態では、バイブレータ１０４は、磁気パルスバイブレータを含む。磁気パルスバイブレータは、互換性トレイ１０６（例えば、粒トレイ３００またはチャンクトレイ４００のいずれか１つ）からるつぼへのポリシリコンの流れを制御する。磁気パルスバイブレータは、粒トレイ３００またはチャンクトレイ４００のいずれか１つを電磁エネルギーの放出によって振動させる電磁エネルギー源を含む。磁気パルスバイブレータは、電磁エネルギー源に供給される電圧の制御によって粒トレイ３００またはチャンクトレイ４００のいずれかの供給速度を制御するコントローラをも含む。

【0023】

一実施形態では、磁気パルスバイブレータは、磁気パルスを用いて、ばね付勢されたテーブルを駆動する。磁気パルスは、例えば、可変の印加振幅および／または可変の印加周波数を有する電圧をコイルに選択的に印加することによって生成される。この結果、コアと相互作用してコアを駆動（例えば、移動または変位）させる磁気パルスが生じる。コアがテーブルに接続され、コイルからの磁気パルスによってコアが変位すると、コアがテーブルを変位させる。ばねまたは他の適切な機構は、テーブルおよび連結されたコアを、コアが磁気パルスによって変位される静止位置に付勢する。コアの移動は、互換性トレイ１０６を駆動する振動を発生させる。例えば、互換性トレイ１０６は、接続されたコアおよびコイルによって駆動されるテーブルに接続されてもよい。

【0024】

磁気パルスバイブレータは、電圧と周波数の両方によって制御されてもよい。電圧と周波数は、関連付けられた制御パラメータであり、相互作用して、磁気パルスバイブレータとポリシリコン供給装置１００の供給速度とを制御する。印加される電圧の振幅を変化させることによって、磁気パルスの強度と、コアおよびテーブルの変位量とが変化する。この制御は、互換性トレイ１０６に印加される振動の強度を決定する。電圧が印加される周波数を変えることによって、互換性トレイ１０６に印加される振動の周波数が制御される。１つ以上の電圧周波数および電圧振幅を使用して、互換性トレイ１０６を振動させて、ポリシリコン供給速度（例えば、１時間当たりのｋｇ単位のポリシリコン）の設定点を満たすことができる。

【0025】

代替的な実施形態では、磁気パルスバイブレータは、互換性トレイ１０６を磁気パルスで直接的に駆動する。例えば、互換性トレイ１０６は、磁気的であり、磁気パルスバイブレータによって生成された磁気パルスによって変位される１つ以上の部分を含んでもよい。

【0026】

次に、図３Ａおよび３Ｂを参照すると、一具体例による粒トレイ３００が示されている。粒トレイ３００は、粒状ポリシリコンと図１および図２に示されているポリシリコン供給装置１００と共に使用するための互換性トレイ１０６の一タイプである。粒トレイ３００は、供給アセンブリの支持レールを取外し可能に受ける外側部分を含み、粒トレイ３００は、ポリシリコン供給装置１００の供給材料容器（例えばホッパー１０２）から粒状ポリシリコンを受け取る内側輪郭を含む。粒トレイ３００の内側輪郭は、チャンクトレイ４００の第２内側輪郭より小さい深さを有する。

【0027】

動作中、粒トレイ３００は、ポリシリコン供給装置１００の供給システムから取り外されてもよい。これにより、ポリシリコン供給装置１００が粒状ポリシリコンではなくチャンクポリシリコンと共に使用される場合に、粒トレイ３００をチャンクトレイ４００に置き換えることが可能になる。ポリシリコン供給装置１００が、粒トレイ３００またはチャンクトレイ４００のいずれかを受けるように寸法決めされた支持レールと空洞とを含むから、粒トレイ３００は、チャンクトレイ４００と互換性がある。粒トレイ３００の外側部分は、ポリシリコン供給装置１００に含まれる供給アセンブリの支持レールを取外し可能に受ける、対向する側面上の２つの外側溝３１２を含む。これにより、粒トレイ３００を取り外してチャンクトレイ４００と交換することができる。図４Ａ〜４Ｃを参照してより詳細に説明するように、チャンクトレイ４００は、粒トレイ３００の外側溝３１２と同じ寸法を有する外側溝を含む。いくつかの実施形態では、粒トレイ３００およびチャンクトレイ４００は、同じ外形寸法を有し、ポリシリコン供給装置１００との相互運用性を容易にする。チャンクトレイ４００も同様に取り除かれて、粒トレイ３００と交換することができる。

【0028】

ここで図３Ａを参照すると、粒トレイ３００は、少なくとも底部３０２と、壁３０６と、漏斗３０８と、出口３１０と、によって形成された内側輪郭を含む。粒トレイ３００の内側輪郭は、ホッパー１０２から粒状ポリシリコンを受け取る。粒状ポリシリコンは、出口３１０と反対側であり漏斗３０８の前にある内側輪郭の一部によって受け取られる。例えば、粒状ポリシリコンを受け取る内側輪郭の部分は、図示のように、実質的に、漏斗３０８に向かって先細りしている円形であってもよい。底部３０２は、壁３０６によって規定される深さだけ、粒トレイ３００の頂面３０４から窪んでいる。壁３０６は、壁３０６と底部３０２との間に形成されたコーナーまたは直角で捕獲される可能性を低減するために、テーパ状、丸みを帯びたものなどであってもよい。粒トレイ３００は、一定の深さを有し、底部３０２は、底部３０２の全体にわたって頂面３０４に対して同じ深さにある。

【0029】

代替的な実施形態では、底部３０２は、漏斗３０８の前にある第１深さの第１部分と、漏斗３０８の後のより大きい深さの第２部分とを含む。第２部分は、出口３１０を含む。この段階的な底部３０２は、粒トレイ３００による粒状ポリシリコンの供給を容易にすることができる。代替的な実施形態では、底部３０２は、他の構成を有する。例えば、底部３０２は、出口３１０に向かって傾斜する傾斜部分を含んでもよい。

【0030】

漏斗３０８は、底部３０２の上に延びた一段高い区域によって形成されている。一段高い区域は、頂面３０４の高さ未満の高さを有する。代替的な実施形態では、漏斗３０８を形成する一段高い区域は、頂面３０４の高さと同じ高さまで延びる。漏斗３０８は、粒トレイ３００がバイブレータ１０４によって振動させされる際に、粒状ポリシリコンの供給を容易にする。例えば、バイブレータ１０４が粒トレイ３００を駆動していない場合、漏斗３０８は、ホッパー１０２を出る粒状ポリシリコンが出口３１０を通って粒トレイ３００から出ることを防止する。漏斗３０８は、粒トレイ３００が振動していない場合、ホッパー１０２からの粒状ポリシリコンの移動を妨げてもよい。

【0031】

粒トレイ３００は、少なくとも頂面３０４と、側部３１４の中に形成された外側溝３１２と、側面３２２と、傾斜側面３２０と、前面３１８と、背面３２４と、底面３２５と、を含む外側表面３１６によって形成された外形寸法を含む。粒トレイ３００の外形寸法および外側表面は、粒トレイ３００をポリシリコン供給装置１００の中に挿入できるような寸法および形状になっている。例えば、頂面３０４と底面３２５とによって形成された粒トレイ３００の高さ；側部３１４によって形成された粒トレイ３００の幅；および前面３１８と背面３２４とによって形成された粒トレイ３００の長さは、ポリシリコン供給装置１００の中の開口部内に嵌まるような寸法とされる。ポリシリコン供給装置１００の中の開口部内に挿入されると、粒トレイ３００は、ホッパー１０２の下に、かつ、バイブレータ１０４の上に、配置される。外側溝３１２は、粒トレイ３００を垂直に位置決めするポリシリコン供給装置１００のガイドレールを受ける。底面３２５は、バイブレータ１０４またはバイブレータ１０４によって駆動される振動テーブルに接触してもよい。代わりに、粒トレイ３００は、ガイドレールと外側溝３１２とによって、バイブレータ１０４の上に支持される。頂面３０４は、ホッパー１０２またはポリシリコン供給装置１００の部分の他の部分に接触していてもよい。

【0032】

外側溝３１２は、側面３２２から延びた側部３１４内に含まれる。側部３１４、外側溝３１２、および側面３２２は、背面３２４から延びている。側面３２２は、前面３１８に向かって先細りになり、傾斜側面３２０を形成している。いくつかの実施形態では、ポリシリコン供給装置１００の中の開口部は、粒トレイ３００が、前面３１８が最初ではなく背面３２４が最初に挿入された場合、完全に挿入されないように寸法決めされる。

【0033】

ここで、図３Ｂを参照すると、側部３１４の中に含まれる外側溝３１２は、背面３２４から前方へ延びている。外側溝３１２は、底面３２５の上に配置されている。代わりに、外側溝３１２は、底面３２５と同じ高さにあってもよい。他の実施形態では、外側溝３１２は、側面３２２、側部３１４、または他の適切な表面から延びるシングルフランジを含む。シングルフランジは、粒トレイ３００がポリシリコン供給装置１００の中に挿入された場合に、ガイドレールの上に配置される。側面３２２は、前面３１８に向かって先細りになり、傾斜部分３２６を含む。更に他の実施形態では、外側溝３１２または他の支持機構（例えばフランジ）は、他の位置（例えば、側面３２２の前端から後方へ延びる位置）に配置されてもよい。

【0034】

底部３０２は、頂面３０４から窪んでいる。壁３０６は、頂面３０４から底部３０２まで下向きに延び、底部３０２と壁３０６との間の接合部で面取りされている。漏斗３０８は、背面３２４と出口３１０との間に配置されている。これにより、ホッパー１０２から粒トレイ３００に入るポリシリコンの流れは、粒トレイ３００から出る前に、漏斗３０８によって形成された狭い部分を通過しなければならない。出口３１０は円形であり、出口３１０の第２部分３２８まで減少する半径を有する面取りされた開口部３２６を有する。第２部分３２８は、一定の半径を有する。図７Ａおよび図７Ｂを参照して説明したように、バルブ機構２００と組み合わされたこれらの特徴は、ポリシリコンが、粒トレイ３００から出て半導体結晶の生成に使用されるるつぼにポリシリコンを供給するためのガイド管１０８内に不注意に入ることを防ぐ。

【0035】

ここで図４Ａ〜４Ｃを参照すると、一実施形態のチャンクトレイ４００は、チャンクポリシリコンと、図１および図２に示されたポリシリコン供給装置１００と共に使用するための互換性トレイ１０６の他のタイプである。チャンクトレイ４００は、粒トレイ３００と同じ外形寸法を有する。これにより、チャンクトレイ４００および粒トレイ３００は、交換可能に、ポリシリコン供給装置１００と共に使用できる。

【0036】

特に図４Ａを参照すると、チャンクトレイ４００は、少なくとも頂面３０４と、側部３１４の中に形成された外側溝３１２と、側面３２２と、傾斜側面３２０と、前面３１８と、背面３２４と、底面３２５とによって形成された外側表面３１６を含む。チャンクトレイ４００の外側表面３１６は、粒トレイ３００の外側表面３１６と同じ寸法および構成を有する。チャンクトレイ４００は、ポリシリコン供給装置１００の供給アセンブリの支持レールを取外し可能に受ける２つの外側溝３１２を含む。外側溝３１２は、チャンクトレイ４００の対向する側面上に配置される。チャンクトレイ４００の外側表面３１６は、図３Ａ〜３Ｂを参照して本明細書で先に説明した粒トレイ３００の外面と同じ機能を果たす。

【0037】

動作中、チャンクトレイ４００は、ポリシリコン供給装置１００の支持レールが溝３１２内に挿入されるように、ポリシリコン供給装置１００の中に挿入される。支持レールは、チャンクトレイ４００を支持する。支持レールおよび溝３１２は、チャンクトレイ４００が取り外され、粒トレイ３００と交換されることを可能にする。

【0038】

ここで図４Ａおよび図４Ｂを参照すると、チャンクトレイ４００は、供給アセンブリ１００の供給材料容器（例えばホッパー１０２）からチャンクポリシリコンを受け取る内側輪郭を含む。チャンクトレイ４００の内側輪郭は、底部４０２と、ボウル４０４と、側面４０６と、壁４０８とによって形成されている。壁４０８は、頂面３０４に対して垂直であり、頂面３０４から下方に延びている。ボウル４０４は、壁４０８から底部４０２に延び、出口４１０の反対側に配置されている。ポリシリコン供給装置１００に挿入されると、ボウル４０４は、ホッパー１０２の出口の下に配置され、ホッパー１０２から出てくるポリシリコンは、ボウル４０４の上からチャンクトレイ４００に入る。ボウル４０４は、概して円形または半円形であり、上から見て、円の一部分（例えば、円の２／３、円の１／２など）の輪郭を有する。ボウル４０４は、ボウル４０４の頂部と壁４０８との間の接合部において第１半径を有する。ボウル４０４は、ボウル４０４と底部４０２との間の接合部において、第１半径より小さい第２半径を有する。ボウル４０４の半径は、第１半径から第２半径まで直線的に減少する。代替的な実施形態では、ボウル４０４は、他の形状を有してもよい。

【0039】

側面４０６は、壁４０８から下方に延び、底部４０２に当たる。また、側面４０６は、ボウル４０４と、ボウル４０４の反対側の壁４０８との間で水平に延びている。側面４０６は、傾斜しており、側面４０６が底部４０２に接近するに連れて、出口４１０に向かって、内向きに延びている。出口４１０は、底部４０２を貫通する円形の開口を有する。底部４０２は、平坦である。代替的な実施形態では、底部４０２は、出口４１０に向かって傾斜している。

【0040】

ここで図４Ｃを参照すると、チャンクトレイ４００の断面が示されている。壁４０８は、頂面３０４から下方に延び、ボウル４０４および側面４０６に当たる。壁４０８、ボウル４０４、および側面４０６は、背面３２４から前面３１８まで延びるチャンクトレイ４００の中心線に向かって漏斗状になっている。ボウル４０４は、チャンクトレイ４００の長さの約３分の１だけ延び、側面４０６は、チャンクトレイ４００の長さの約２／３を有する。側面４０６は、高さが一定の第１部分と、それに続く第２部分とを有し、第２部分は側面４０６が出口４１０に近づくに連れて高さが減少する。この実施形態では、高さは最初に非直線的に減少し、次いで直線的に減少する。代替的な実施形態では、側面４０６、ボウル４０４、壁４０８などは、異なる形状または構成を有してもよい。

【0041】

図３Ａ〜４Ｃを参照すると、チャンクトレイ４００は、（例えば、壁４０８、ボウル４０４、側面４０６、および底部４０２によって形成された）内側輪郭を有する。この内側輪郭は、粒トレイ３００の内側輪郭と異なる。チャンクトレイ４００の内側輪郭は、粒トレイ３００の内側輪郭より大きい深さを有する。チャンクトレイの出口４１０の開口は、底面３２５の上に、粒トレイ３００の出口３１０の開口よりも低く配置されている。さらに、チャンクトレイ４００の壁４０８は、粒トレイ３００の壁３０６より大きい高さを有する。チャンクトレイ４００のより深い輪郭は、チャンクポリシリコンの供給を容易にする。

【0042】

再び図４Ａ〜４Ｃを参照すると、動作中、チャンクトレイ４００の傾斜側面４０６およびボウル４０４は、出口４１０へのポリシリコンの供給を容易にする。ポリシリコンは、ホッパー１０２からボウル４０４に入り、ボウル４０４と、側面４０６と、底部４０２とによって出口４１０に向けて流し込まれる。チャンクトレイ４００は、出口４１０を介してチャンクトレイ４００からポリシリコンを排出させるバイブレータ１０４によって駆動される。

【0043】

粒トレイ３００およびチャンクトレイ４００は、適切にはシリコンからなり、または、多くの割合のシリコンを含む。シリコンの使用は、例えばトレイが砕けた場合に、るつぼ融液の汚染を阻止する。破片が融液に入った場合、トレイがシリコンからなっていると、汚染が最小限に抑えられる。代替的な実施形態では、粒トレイ３００およびチャンクトレイ４００は、ポリテトラフルオロエチレン、石英、または他の適切な材料などの異なる材料から構成されてもよい。例えば、互換性トレイ１０６は、粉砕に耐えるために、石英などの比較的高い硬度を有する１つ以上の材料で構成されてもよい。

【0044】

ここで、図５Ａ〜５Ｃを参照すると、チャンクトレイ４００は、外側溝３１２の中にレール５０１のペアを受け入れることによって、バイブレータ１０４に取外し可能に接続されている。チャンクトレイ４００と共に描かれているが、バイブレータ１０４は、同様に、粒トレイ３００に接続されてもよい。

【0045】

各レール５０１は、バイブレータ１０４のテーブル５０３に接続されている。例えば、各レール５０１は、ブラケット、留め具、または他の適切な部品によって、テーブル５０３に接続される。各レール５０１は、テーブル５０３の上方に延び、テーブル５０３の中心に向かって内向きに延びている。各レール５０１は、テーブル５０３の長さの少なくとも一部にわたって延びる。各レール５０１は、更に、チャンクトレイ４００の過度の挿入を防止する後部停止部５０５を含む。各後部停止部５０５は、各レール５０１からテーブル５０３の中心に向かって内向きに延びている。

【0046】

チャンクトレイ４００がバイブレータ１０４に取り付けられると、各レール５０１は、対応する外側溝３１２内に延びる。各レール５０１は、外側溝３１２によって規定された空間の中の側部３１４内に延びている。側部３１４の外側溝３１２とレール５０１との間の干渉は、チャンクトレイ４００の横方向の動きおよび垂直方向の動きを防止する。チャンクトレイ４００の底面３２５は、テーブル５０３の上に載る。チャンクトレイ４００の背面３２４は、各後部停止部５０５に接触している。背面３２４と各後部停止部５０５との間の干渉は、チャンクトレイ４００の後方への移動を防止する。粒トレイ３００は、一対のレール５０１と、テーブル５０３と、後部停止部５０５とによって、同様に、バイブレータ１０４に接続される。

【0047】

いくつかの実施形態では、チャンクトレイ４００または粒トレイ３００は、カバー３２１で部分的に覆われる。カバー３２１は、頂面３０４の上と、部分的に側面３２２および傾斜側面３２０の上と、に延びてカバー３２１を固定する縁部を含む。

【0048】

ここで、図６Ａおよび図６Ｂを参照すると、バイブレータ１０４および互換性トレイ１０６は、（図６Ａに示された）供給位置と、（図６Ｂに示された）停止位置（parked position）との間で移動可能である。供給位置では、バイブレータ１０４および互換性トレイ１０６は、互換性トレイ１０６の出口がガイド管１０８の上に位置するように配置される。いくつかの実施形態では、ガイド管１０８は、互換性トレイ１０６に接触する。

【0049】

停止位置では、バイブレータ１０４および互換性トレイ１０６は、回転してガイド管１０８から離れる。例えば、停止位置は、供給位置から７０°離れている。停止位置は、互換性トレイ１０６へのアクセスを提供し、これにより、互換性トレイ１０６は、異なる互換性トレイ１０６に置き換えられてもよい。例えば、停止位置では、粒トレイ３００が、チャンクトレイ４００に置き換えられてもよい。

【0050】

動作中、ガイド管１０８は、下げられる。バイブレータ１０４および互換性トレイ１０６は、ポリシリコンをるつぼに供給する前に、停止位置から供給位置に移動される。バイブレータ１０４は、停止位置から供給位置に回転される。一実施形態では、バイブレータ１０４は、モータを用いて回転される。代替的な実施形態では、バイブレータ１０４は、手によって回転される。互換性トレイ１０６は、上述の接続に起因して、バイブレータ１０４と共に回転する。いくつかの実施形態では、ガイド管１０８は、互換性トレイ１０６に接触する。

【0051】

バイブレータ１０４および互換性トレイ１０６が供給位置になると、バイブレータ１０４が起動される。バイブレータ１０４からの振動により、互換性トレイ１０６からのポリシリコンが、ガイド管１０８に出る。ガイド管１０８は、互換性トレイ１０６から出るポリシリコンをるつぼの中へ導く。ホッパー１０２は、互換性トレイ１０６内にポリシリコンを供給して、互換性トレイ１０６から出るポリシリコンを交換する。バイブレータ１０４は、オフにされる。

【0052】

バイブレータ１０４および互換性トレイ１０６は、供給位置から停止位置に移動される。バイブレータ１０４は、供給位置から停止位置に回転される。互換性トレイ１０６は、バイブレータ１０４と共に回転する。いくつかの実施形態では、ガイド管１０８は、バイブレータ１０４が停止位置へ回転された後に上昇される。

【0053】

停止位置にある場合、互換性トレイ１０６は、バイブレータ１０４から取り外されてもよい。例えば、粒トレイ３００がバイブレータ１０４から取り外されてもよい。代替の互換性トレイ１０６が、例えばチャンクトレイ４００が、バイブレータ１０４に接続されてもよい。停止位置は、互換性トレイ１０６の交換を可能にする。

【0054】

いくつかの実施形態では、粒トレイ３００が供給位置から停止位置に移動する前に、
（図７Ａおよび図７Ｂに示された）バルブ機構が使用されて粒トレイの３００の出口３１０を封鎖する。バルブ機構は、供給位置から停止位置への粒トレイ３００の移動に起因して、ポリシリコンが粒トレイ３００から出ることを防ぐ。バルブ機構は、バイブレータ１０４および互換性トレイ１０６と共に回転する。バルブ機構は、粒トレイ３００に取外し可能に接続される。例えば、バルブ機構は、カバー３２１に接続されてもよい。代替的な実施形態では、バルブ機構は、バイブレータ１０４に接続される。

【0055】

バルブ機構２００は、粒トレイ３００の出口３１０を通るポリシリコンの流れを制御する。図７Ａに示すように、バルブ機構２００は、開状態にある。この実施形態のバルブ機構２００は、チャンクトレイ４００と共には使用されない。なぜなら、チャンクポリシリコンの比較的大きいサイズにより、チャンクポリシリコンがチャンクトレイ３００から（例えば、ポリシリコン供給装置１００の移動に起因して）不注意に出ることが防止されるからである。粒状ポリシリコンのより小さいサイズにより、粒状ポリシリコンは、例えば、ポリシリコン供給装置１００の移動によって、出口３１０を通って押し出されまたは移動することができる。バルブ機構２００は、粒トレイ３００の出口３１０を封鎖する。代替的な実施形態では、バルブ機構２００は、粒トレイ３００およびチャンクトレイ４００の両方と併用される。バルブ機構２００は、シール５１２と駆動システム５００とを含む。

【0056】

この実施形態の駆動システム５００は、封鎖位置と開位置との間でシール５１２を移動させるソレノイドである。（図７Ｂに示されているような）封鎖位置では、シール５１２は、出口３１０を塞ぎまたは閉じる。（図７Ａに示されているような）開位置では、シール５１２は、出口３１０を塞がず、材料は比較的自由に流れる。駆動システム５００は、例えば、駆動装置５０２を貫通して延び、シール５１２に接続されたリンケージ５１０に磁界を印加することによって、作動時にシール５１２を上昇させる駆動装置５０２を含む。駆動装置５０２は、リンケージ５１０に磁界を印加するために制御回路によって付勢される一連の巻線であってもよい。磁界により、リンケージ５１０は上方に駆動される。代替的な実施形態では、駆動装置５０２は、カムおよびカムシャフト、油圧アクチュエータ、ラックおよびピニオンなどの直線運動を提供するのとは異なる機械的または電気機械的システムである。リンケージ５１０は、シール５１２を駆動システム５００に接続し、上方に駆動されると、シール５１２を開位置に上昇させる。

【0057】

バルブ機構２００は通常は閉じられている。駆動装置５０２が作動していない場合、重力により、シール５１２は封鎖位置に下がる。いくつかの更なる実施形態では、駆動システム５００は、シール５１２を通常の閉位置に戻すためのばねを含む。代替的な実施形態では、バルブ機構２００は通常は開いている。ばねは、リンケージ５１０とシール５１２とを開位置に維持する。起動されると、駆動装置５０２は、リンケージ５１０を下方に駆動してシール部５１２を封鎖位置に移動させる磁界を、リンケージ５１０に印加する。

【0058】

また、駆動システム５００は、上位置スイッチ５０６と下位置スイッチ５０４とを含む。位置スイッチ５０４、５０６は、それぞれ、リンケージ５１０の頂部５０８と干渉するように配置されたレバーを含む。リンケージ５１０の頂部５０８と上位置スイッチ５０６または下位置スイッチ５０４のうちの１つとの間の干渉により、各スイッチは、シール５１２の開位置および封鎖位置の表示をそれぞれ提供する。

【0059】

シール５１２は、粒トレイ３００の出口３１０および底部３０２と接触するような形状である。シール５１２の形状は、封鎖位置にある場合、出口３１０を塞ぎ、ポリシリコンが出口３１０を通って粒トレイ３００から出ることを防止する。開位置では、シール５１２は、粒トレイ３００に接触しない。シール５１２は、第１セクション５１４と、第２セクション５１６と、第３セクション５１８とを含む。各セクションは、粒トレイ３００の異なる部分（例えば、傾斜部分３２６および第２部分３２８）に対応し、出口３１０の閉塞を容易にする。例えば、出口３１０は上から見ると円形であり、シール５１２の各セクションは上から見ると円形である。

【0060】

ここで図７Ｂを参照すると、封鎖位置にあるとき、シール５１２は、粒トレイ３００の出口３１０を塞ぐ。シール５１２の第３セクション５１８は、出口３１０の第２部分３２８の半径よりも小さい半径を有する。これにより、シール５１２の第３セクション５１８は、出口３１０を封鎖する際、出口３１０の第２部分３２８に入ることができる。シール５１２の第３セクション５１８は、出口３１０の第２部分３２８とのすきまばめ（running fit）、または、しまりばめ（interference fit）などを形成するのに十分な大きさの半径を有してもよい。

【0061】

シール５１２の第２セクション５１６は、第３セクション５１８から第１セクション５１４まで延びている。第２セクション５１６は、第１セクション５１４の比較的大きな半径から第３セクション５１８の比較的小さい半径まで減少する半径を有する。第２セクション５１６の半径は、直線的に減少する。第２セクション５１６の減少する半径は、出口３１０の傾斜部分３２６の減少する半径に一致する。第２セクション５１６の半径は、傾斜部分３２６の半径と同じ割合で減少する。第２セクション５１６の傾斜は、傾斜部分３２６の傾斜に等しい。封鎖位置にあるとき、第２セクション５１６は、出口３１０の傾斜部分３２６に接触している。これにより、出口３１０は封鎖され、ポリシリコンが粒トレイ３００から出ることを防止する。第２セクション５１６の高さは、傾斜部分３２６の高さよりも小さい。第２セクション５１６は、第１セクション５１４で終了する。

【0062】

第１セクション５１４は、第２セクション５１６の最大半径に等しい一定の半径を有する。第１セクション５１４は、セクション５１６から上方に延び、リンケージ５１０に結合されている。第１セクション５１４は、出口３１０の傾斜部分３２６の最大半径よりも小さい半径を有する。これにより、シール５１２が封鎖位置にあるとき、第１セクション５１４と出口３１０の開口との間に隙間５２２が生じる。第１セクション５１４は、少なくとも部分的に、出口３１０の傾斜部分３２６内に延びる。また、第１セクション５１４は、出口３１０の上に延びてもよい。

【0063】

シール５１２と出口３１０との間の隙間５２２は、出口３１０内の粒状ポリシリコンが、シール５１２と出口３１０との接触を阻んで、封鎖の形成を妨げることがないようにする。出口３１０の傾斜部分３２６により、シール５１２が封鎖位置まで動かされる前に、傾斜部分３２６内のポリシリコンは、出口３１０を通過する。傾斜部分３２６は、角度があるためポリシリコンを含まない。したがって、第２セクション５１６は、ポリシリコンが存在しない傾斜部分３２６にのみ接触するので、ポリシリコンは、シール５１２と出口３１０との間の封鎖を妨げることができない。第１セクション５１４は、底部３０２と接触せず、かつ、隙間５２２によって底部３０２から分離される。これにより、底部３０２上のポリシリコンは、シール５１２による出口３１０内の封鎖を妨げない。

【0064】

ここで図７Ａおよび図７Ｂを参照すると、作動時に、駆動システム５００は、シール５１２を上下させて出口３１０に着脱させる。シール５１２は、通常、ポリシリコンが不注意に出口３１０を通って出ないように閉じられている。駆動システム５００は、駆動装置５０２を作動することによって、シール５１２を開位置に持ち上げる。これにより、ポリシリコンは、出口３１０を通って粒トレイ３００から出ることができる。駆動システム５００により、シール機構５１２は、封鎖位置に戻ることができる。シール５１２は、出口３１０の傾斜部分３２６に接触してシールを形成し、ポリシリコンが出口３１０を通って粒トレイ３００から出ることを防止する。

【0065】

リンケージ５１０の頂部５０８がリミットスイッチ５０４、５０６のレバー部分に接触すると、位置スイッチ５０４、５０６が起動される。リンケージ５１０の頂部５０８が上位置スイッチ５０６のレバー部分に接触して移動すると、上位置スイッチ５０６が起動され、シール５１２が開位置にあることを示す。リンケージ５１０の頂部５０８が下位置スイッチ５０４のレバー部分に接触して移動すると、下位置スイッチ５０４が起動され、シール５１２が封鎖位置にあることを示す。

【0066】

ここで図８を参照すると、いくつかの実施形態では、ポリシリコン供給装置１００の供給速度は、磁気パルスバイブレータに供給される電圧の量を変化させることによって制御される。磁気パルスバイブレータに供給される規格化電圧は、磁気パルスバイブレータに供給される電圧に対応する規格化供給速度に関係する。磁気パルスバイブレータに印加される電圧を変化させることによって、ポリシリコン供給装置１００の供給速度を制御することができる。電圧と供給速度との関係に基づいて、磁気パルスバイブレータに所定量の電圧を供給することによって、所望の供給速度を達成することができる。いくつかの更なる実施形態では、磁気パルスバイブレータは、磁気パルスバイブレータに供給される電圧の周波数を変化させることによっても制御される。

【0067】

ここに記載された互換性トレイにより、ポリシリコン供給装置は、粒状ポリシリコンまたはチャンクポリシリコンのいずれかを、チョクラルスキー法を用いてシリコン結晶を生成するためのるつぼに供給することができる。対応するトレイを挿入することによって、ポリシリコン供給装置は、制御された速度の粒状またはチャンクポリシリコンを、シリコン結晶を生成するのに使用されるるつぼに供給することができる。有利には、これにより、ポリシリコン供給装置は、いずれかのポリシリコン源を使用することができる。例えば、１つの供給源（例えば、チャンクポリシリコン）のみが利用可能である場合、対応するトレイがポリシリコン供給装置に挿入され、結晶生成のパラメータ（例えば、ポリシリコン供給速度）に従って、るつぼにポリシリコンが供給される。供給問題やサプライチェーンの問題が原因で、１つの供給源しか利用できない可能性がある。１つのポリシリコン源から別のポリシリコン源に容易に切り替える能力により、異なるタイプのポリシリコンを使用することができ、したがって、より多くの供給源を利用することができるので、より高い供給保証を提供することができる。場合によっては、価格の変動に応じて、ポリシリコンの特定の供給源（粒状またはチャンク）を使用する方がより経済的である。ポリシリコン供給装置は、互換性トレイを使用していずれかの供給源に順応できるので、固定されたポリシリコン源供給装置よりも経済的に動作できる。

【0068】

粒状ポリシリコンは、より小さいサイズに起因して、供給速度の容易かつ正確な制御を提供することを含むいくつかの利点を有する。しかしながら、粒状ポリシリコンのコストは、典型的には、その製造に使用される化学気相堆積プロセスまたは他の製造方法が原因で、チャンクポリシリコンのコストよりも高い。チャンクポリシリコンは、より安価であり、より大きいサイズが与えられた場合により高い供給速度が得られるという利点を有する。結晶成長用の融液に粒状ポリシリコンまたはチャンクポリシリコンのいずれかを供給できることにより、ポリシリコン供給装置は、ポリシリコンのタイプのいずれかの利点を選択的に利用することができ、いずれかのポリシリコンのタイプと互換性があることによって、供給保証を高めることができる。

【0069】

いくつかの実施形態では、ポリシリコン供給装置は、互換性のあるポリシリコントレイの使用をサポートする磁気パルスバイブレータを含む。磁気パルスバイブレータは、磁気パルスを使用して、様々な速度で互換性のあるポリシリコントレイ（例えば、粒トレイまたはチャンクトレイ）を振動させる。その速度は、磁気パルスバイブレータに供給される電圧の周波数および／または大きさに基づいて制御されてもよい。磁気パルスバイブレータは、広範囲の振動速度、大きさ、またはその両方を提供することができ、これにより、ポリシリコン供給装置は、粒トレイおよび粒状ポリシリコンまたはチャンクトレイおよびチャンクポリシリコンのいずれかを使用する場合、特定の供給速度を提供することができる。

【0070】

更なる実施形態では、ポリシリコン供給装置は、バルブ機構を含む。バルブ機構は、トレイを駆動するバイブレータの状態にかかわらず、ポリシリコンがるつぼ内に供給されることを選択的に防止するために、２つの互換性トレイのうちの１つ（例えば、粒トレイ）に嵌まったり外れたりする。例えば、ポリシリコン供給装置は、（例えばバイブレータが作動していない場合）移動されまたはずらされてもよい。この移動により、ポリシリコンは、トレイから落ち、意図しない時にるつぼに入ることがある。るつぼ内の融液に不注意に添加されるこのポリシリコンは、不純物として機能し、結晶品質を劣化させる。バルブ機構は、交換可能なトレイに嵌まって出口を封鎖し、ポリシリコンが互換性トレイから融液中に出ることを防ぐ。

【0071】

本発明またはその実施形態の要素を紹介する場合に、「ある（a）」、「ある（an）」、「その（the）」、および「上記（said）」の冠詞は、１またはそれ以上の要素があることを意味することを意図する。「含む（comprising）」、「含む（including）」、および「有する（having）」の用語は、包括的であることを意図し、列挙された要素以外の追加の要素も存在し得ることを意味する。特定の方向（例えば、「上（top）」、「下（bottom）」、「側（side）」、「下（down）」、「上（up）」など）を示す用語の使用は、説明の便宜上のものであり、記載された項目の特定の向きを必要としない。

【0072】

本発明の範囲から逸脱することなく、上記の構成および方法において様々な変更を行うことができるから、上記の説明および添付の図面に含まれるすべての事項は、例示的なものであり限定的な意味ではないものとして解釈されることが意図されている。

【図1】

【図2】

【図3A】

【図3B】

【図4A】

【図4B】

【図4C】

【図5A】

【図5B】

【図5C】

【図6A】

【図6B】

【図7A】

【図7B】

【図8】