特許 7591987 多結晶シリコンロッドの製造装置及び製造方法

(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】

(24)【登録日】2024-11-21

(45)【発行日】2024-11-29

(54)【発明の名称】多結晶シリコンロッドの製造装置及び製造方法

(51)【国際特許分類】

   C01B 33/035 20060101AFI20241122BHJP

【ＦＩ】

C01B33/035

【請求項の数】 8

(21)【出願番号】P 2021111400

(22)【出願日】2021-07-05

(65)【公開番号】P2023008110

(43)【公開日】2023-01-19

【審査請求日】2023-07-21

(73)【特許権者】

【識別番号】000002060

【氏名又は名称】信越化学工業株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】230104019

【弁護士】

【氏名又は名称】大野 聖二

(74)【代理人】

【識別番号】230117802

【弁護士】

【氏名又は名称】大野 浩之

(72)【発明者】

【氏名】星野 成大

(72)【発明者】

【氏名】岡田 哲郎

(72)【発明者】

【氏名】石田 昌彦

【審査官】青木 千歌子

(56)【参考文献】

【文献】特開２０１１－１１１３６０（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２００６－２４０９３４（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｃ０１Ｂ

Ｃ２３Ｃ

Ｃ３０Ｂ

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

多結晶シリコンを析出させるためのシリコン芯線と、
底板を貫通して設けられた芯線用電極と、
前記シリコン芯線と前記芯線用電極との間に設けられ、前記底板に対して移動可能な調整部材と、
前記調整部材を冷却可能な冷却部と、
を備え、
前記冷却部は、気体を前記調整部材に向かって気体を吹き付けるノズルを有する、多結晶シリコン棒の製造装置。

【請求項2】

前記気体はシラン原料ガスである、請求項１に記載の多結晶シリコン棒の製造装置。

【請求項3】

多結晶シリコンを析出させるためのシリコン芯線と、
底板を貫通して設けられた芯線用電極と、
前記シリコン芯線と前記芯線用電極との間に設けられ、前記底板に対して移動可能な調整部材と、
前記調整部材を冷却可能な冷却部と、
を備え、
前記冷却部は、前記底板と前記調整部材との間に設けられ、前記調整部材を前記底板によって冷却するための放熱絶縁部材を有する、多結晶シリコン棒の製造装置。

【請求項4】

多結晶シリコンを析出させるためのシリコン芯線と、
底板を貫通して設けられた芯線用電極と、
前記シリコン芯線と前記芯線用電極との間に設けられ、前記底板に対して移動可能な調整部材と、
前記調整部材を冷却可能な冷却部と、
を備え、
前記調整部材は、前記芯線用電極の材質と異なる材質からなる、多結晶シリコン棒の製造装置。

【請求項5】

多結晶シリコンを析出させるためのシリコン芯線と、
底板を貫通して設けられた芯線用電極と、
前記シリコン芯線と前記芯線用電極との間に設けられ、前記底板に対して移動可能な調整部材と、
前記調整部材を冷却可能な冷却部と、
を備え、
前記調整部材は、前記芯線用電極よりも抵抗率が低い、多結晶シリコン棒の製造装置。

【請求項6】

前記冷却部は、前記芯線用電極内に設けられ、冷却液を流すための流路を有する、請求項１乃至５のいずれか１項に記載の多結晶シリコン棒の製造装置。

【請求項7】

前記調整部材は、前記芯線用電極の中心軸と前記シリコン芯線の中心軸とが異なるように、前記芯線用電極と前記シリコン芯線とを連結している、請求項１乃至６のいずれか１項に記載の多結晶シリコン棒の製造装置。

【請求項8】

請求項１乃至７のいずれか１項に記載の多結晶シリコン棒の製造装置を用いた多結晶シリコン棒の製造方法であって、
前記シリコン芯線に多結晶シリコンを析出させる工程を備え、
前記多結晶シリコンを析出させる工程において、前記冷却部によって調整部材を冷却する、多結晶シリコン棒の製造方法。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、加熱されたシリコン芯線の表面に原料ガスを供給することにより多結晶シリコンを析出させるための多結晶シリコン製造装置及び製造方法に関する。

【背景技術】

【0002】

多結晶シリコンは、半導体用の単結晶シリコンあるいは太陽電池用シリコンの原料である。多結晶シリコンの製造方法としては、シーメンス法が知られている。シーメンス法は、一般にシラン原料ガスを加熱されたシリコン芯線に接触させることにより、シリコン芯線の表面にＣＶＤ（Chemical Vapor Deposition）法を用いて多結晶シリコンを析出させる方法である。

【0003】

シーメンス法は、シリコン芯線を鉛直方向２本、水平方向１本の逆Ｕ字型に組み立て、逆Ｕ字型シリコン芯線の両端部をそれぞれ芯線ホルダに接続し、底板上に配置した一対の金属製の電極に固定する。一般的には反応炉内には複数組の逆Ｕ字型シリコン芯線を配置した構成となっている。

【0004】

逆Ｕ字型のシリコン芯線を析出温度まで通電により加熱し、原料ガスとして例えばトリクロロシランと水素の混合ガスをシリコン芯線上に接触させ、シリコンが気相成長し、所望の直径の多結晶シリコン棒が逆Ｕ字状に形成される。

【0005】

シーメンス法に使用される底板において、シリコン芯線用電極は反応炉の底板の貫通孔内に挿入されているのが一般的である。そして、上述のように複数組のシリコン芯線を配置することから底板を貫通するシリコン芯線用電極は複数個存在している。

【0006】

そのような中で、電極の配置について様々な提案がなされている。

【0007】

特許文献１（特開２０１１－２３１００５号公報）では、表面形状不良やソリがないように多結晶シリコンを析出することが容易な多結晶シリコン還元炉を提供するために、シリコン芯棒と原料ガス供給口、排気口の位置関係が提案されている。

【0008】

特許文献２（ＷＯ２０１１／１２３９９８）では、熱効率、ガス流れの均一性を上げて、生産量の増加、表面品質の改善、エネルギー消費の削減を可能な配置が提案されている。

【0009】

特許文献３（ＷＯ２０１２／１７１１４９）や特許文献４（ＷＯ２０１３／０９３０５１）においても、生産性や反応炉内の均一性を目的として反応炉内の配置が提案されている。

【0010】

そのような中で、特許文献５（特開２０１４－１０１２５６号公報）には、炉内に設置するヒータの寿命を延ばすため、配置を可変とするための提案がなされている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0011】

【文献】特開２０１１－２３１００５号公報

【文献】ＷＯ２０１１／１２３９９８

【文献】ＷＯ２０１２／１７１１４９

【文献】ＷＯ２０１３／０９３０５１

【文献】特開２０１４－１０１２５６号公報

【発明の開示】

【発明が解決しようとする課題】

【0012】

しかし、特許文献１～４で提案されている最適な配置はそれぞれ異なっている。また、反応炉の大型化も進んでおり、反応器にかかるコストは非常に大きい。それにもかかわらず、底板を貫通するシリコン芯線用電極は、設置前に配置を決定する必要がある。

【0013】

しかし、実際には、設置した反応器そのもので多結晶シリコンを成長させてみないと、多結晶シリコンの成長形状はわからない。

【0014】

また、特許文献５のような態様も提案されているが、特許文献５によってヒータの配置を最適化できても、アダプタ等には多結晶シリコンが析出してしまうことから、芯線の配置を再調整することもできず、アダプタ等自体の再利用も困難となり廃棄せざるを得ない。仮に再利用できたとしても、配置の再調整の際には析出してしまった多結晶シリコンが調整部材から剥がれ落ちることがある。アダプタ等に析出してしまった多結晶シリコンは部材と接触しており、品質が低下する。その多結晶シリコンが炉内に落下し、結果として炉内の汚染が増加してしまう。また、これらの析出してしまった多結晶シリコンは半導体向けや太陽電池向けの多結晶シリコンとして適していないため、品質要求の低い製品に振り向けるしかない。

【0015】

本発明は、このような問題を鑑みてなされたもので、アダプタ等へのシリコンの析出を抑制し、支障なく芯線用電極の位置を移動させることのできる多結晶シリコン棒の製造装置及び多結晶シリコン棒の製造方法を提供することにある。

【課題を解決するための手段】

【0016】

本発明による多結晶シリコン棒の製造装置は、
多結晶シリコンを析出させるための芯線と、
底板を貫通して設けられた芯線用電極と、
前記シリコン芯線と前記芯線用電極との間に設けられ、前記底板に対して移動可能な調整部材と、
前記調整部材を冷却可能な冷却部と、
を備えてもよい。

【0017】

本発明による多結晶シリコン棒の製造装置において、
前記冷却部は、気体を前記調整部材に向かって気体を吹き付けるノズルを有してもよい。

【0018】

本発明による多結晶シリコン棒の製造装置において、
前記気体はシラン原料ガスであってもよい。

【0019】

本発明による多結晶シリコン棒の製造装置において、
前記冷却部は、前記底板と前記調整部材との間に設けられ、前記調整部材を前記底板によって冷却するための放熱絶縁部材を有してもよい。

【0020】

本発明による多結晶シリコン棒の製造装置において、
前記冷却部は、前記芯線用電極内に設けられ、冷却液を流すための流路を有してもよい。

【0021】

本発明による多結晶シリコン棒の製造装置において、
前記調整部材は、前記芯線用電極の中心軸と前記シリコン芯線の中心軸とが異なるように、前記芯線用電極と前記シリコン芯線とを連結してもよい。

【0022】

本発明による多結晶シリコン棒の製造装置において、
前記調整部材は、前記芯線用電極の材質と異なる材質からなってもよい。

【0023】

本発明による多結晶シリコン棒の製造装置において、
前記調整部材は、前記芯線用電極よりも抵抗率が低くてもよい。

【0024】

本発明による多結晶シリコン棒の製造方法は、
前述した多結晶シリコン棒の製造装置を用いて、芯線に多結晶シリコンを析出させる工程を備え、
前記多結晶シリコンを析出させる工程において、前記冷却部によって調整部材を冷却してもよい。

【発明の効果】

【0025】

多結晶シリコン棒を成長させる装置又は方法に対し本発明を適用することにより、シリコン芯線用電極の位置の移動をスムーズに行うことができ、配置の最適化を進めることができる。

【0026】

本発明の一態様として調整部材を冷却するための機構や部材を採用することで、多結晶シリコンの製造時に調整部材を冷却できることから、調整部材への多結晶シリコンの堆積を防ぎ、調整部材の可動に支障をきたさないようにすることができた。その結果、調整部材が支障なく可動することにより、成長中や製造後冷却中の多結晶シリコンによって芯線用電極にかかる応力を緩和することができ、成長中や製造後冷却中の多結晶シリコンの割れや倒壊を防止することができた。

【図面の簡単な説明】

【0027】

【図1】本発明の実施の形態による反応炉の縦断面図。

【図2】本発明の実施の形態で用いられるシリコン芯線、調整部材等を上方から見た平面図。

【図3】図２の状態から、シリコン芯線用電極の中心軸の周りで転回させた状態を示した平面図。

【図4】本発明の実施の形態で用いられる調整部材の一例を示した縦断面図。

【図5】本発明の実施の形態で用いられる調整部材を冷却するための機構の一例を示した縦断面図。

【図6】本発明の実施の形態で用いられる調整部材を冷却するための機構の別の例を示した縦断面図。

【図7】本発明の実施の形態で用いられる調整部材を移動させるための機構であって、図２乃至図４で示した態様とは異なる態様を示した縦断面図。

【図8】本発明の実施の形態で用いられる調整部材を冷却するための機構、制御部及び温度計を示した縦断面図。

【発明を実施するための形態】

【0028】

以下に、本発明を実施するための形態について説明する。

【0029】

〈構成〉
図１に示すように、シーメンス法に使用される反応炉１００は、底板（ベースプレート）８０と、ベルジャ８１とを有している。シリコン芯線用電極６０は反応炉１００の底板８０の貫通孔内に挿入されているのが一般的である。一般的には複数組のシリコン芯線１を配置することから、底板８０を貫通するシリコン芯線用電極６０は複数個存在している。

【0030】

そのため、反応炉１００を設計する時点で底板８０の貫通孔の位置を決定しなければならない。しかし、実際には、設置した反応炉１００そのもので多結晶シリコンを成長させてみないと、多結晶シリコンの成長形状はわからない。

【0031】

全く同じ条件において、反応炉１００を増設させる場合には大きな問題とはならない。しかしながら、多くの場合、生産性や表面形状の一種であるポップコーン形状、成長時の多結晶シリコンの形状の改善等を目的として改善された反応炉１００を設計することとなる。その際には、反応炉１００内の配置においてはシリコン芯線用電極６０のみでは無く、供給ガス入口９１、排気ガス出口９６の炉内配置の変更を行うことが多い。反応条件においては温度、供給ガス濃度、供給ガス流量、反応圧力等の変更も合わせて行うことが多い。その場合、配置が変更され、さらには反応条件が変更されていることになるため、実際には、設置した反応炉１００そのもので多結晶シリコンを成長させてみないと、ポップコーン形状を含めた多結晶シリコンの成長形状はわからない。

【0032】

また、特許文献５で示されているように、ヒータのみの配置を最適化できても、ヒータは初期加熱のために用いられ、多結晶シリコンが成長中にはヒータは通電を停止しているため、ヒータへの多結晶シリコンの析出はほとんどない。このため、多結晶シリコンが析出する前にヒータの位置だけを調整するには特許文献５でもよいが、多結晶シリコンが析出した後でのシリコン芯線１の配置を移動させる際には支障が出ることがある。

【0033】

このため、反応ガスが供給された状態で通電し、反応温度に到達している状態や、反応終了後の冷却時において、底板８０上でシリコン芯線１の配置が移動する場合、移動する部材への多結晶シリコンの析出を防ぐケアが必要となる。

【0034】

本実施の形態においては、シリコン芯線用電極６０の貫通孔位置に左右されることなく、底板８０上に自由に配置することができる。その際には、底板８０上で調整できる構成とすることができる。

【0035】

一例として、本実施の形態の多結晶シリコン棒の製造装置は、シーメンス法によって多結晶シリコン棒を製造するための装置である。図１に示すように、多結晶シリコン棒の製造装置は、多結晶シリコンを析出させるためのシリコン芯線（芯線）１と、底板８０を貫通して設けられたシリコン芯線用電極（芯線用電極）６０と、シリコン芯線１とシリコン芯線用電極６０との間に設けられ、底板８０に対して移動可能なアダプタ等からなる調整部材１０と、調整部材１０を冷却可能な冷却部（冷却機構）と、を有している。

【0036】

反応時に多結晶シリコンの径が大きくなってくる際や、反応終了時に多結晶シリコン棒を冷却する際に応力を緩和させるために、調整部材１０が面内で自然と移動するが、成長した多結晶シリコンの径が大きくなるほど反応時、あるいは冷却時、あるいは反応時と冷却時に移動する調整部材１０の移動量は大きくなる。反応炉内の多結晶シリコンの平均径が１５０ｍｍの場合、調整部材１０の移動量は最大で１０ｍｍであった。同様に多結晶シリコン径が１２０ｍｍの場合、移動量は最大で７ｍｍであった。

【0037】

アダプタ等の調整部材１０は、底板８０上で、シリコン芯線用電極６０の中心軸とシリコン芯線１の中心軸とが異なるように連結してもよい。調整部材１０とシリコン芯線１との間には芯線保持部材２が設けられてもよい（図５及び図６参照）。

【0038】

図１に示すように、逆Ｕ字状のシリコン芯線１の両下端部は、調整部材１０を介して、一対のシリコン芯線用電極６０に固定されている。シリコン芯線用電極６０は、絶縁物６１を挟んで底板８０を貫通している。

【0039】

図４に示すように、調整部材１０は、中央に凹部を有する電極結合部材１１と、シリコン芯線１の下端部を保持するとともに電極結合部材１１の中心軸の周りを回動可能な保持部材１２と、電極結合部材１１の上記凹部に挿入されて保持部材１２を支持するためのネジ等の締結部材１３とを有してもよい。シリコン芯線１の下端部は保持部材１２に設けられた穴部１２ａに挿入される態様で固定されてもよい。

【0040】

図２は、シリコン芯線１の調整部材１０の一対にシリコン芯線１の両下端部を保持させた状態を底板８０の上方向から示した図であり、この図には２つのシリコン芯線１が設けられた態様が示されている。なお、図２では、後述する冷却用のノズル２０がシリコン芯線１の両下端部に隣接して設けられる態様となっている。図３は、図２の状態の調整部材１０をシリコン芯線用電極６０の中心軸の周りで転回させた態様である。このように本実施の形態のシリコン芯線１の両下端部は移動可能となっている。なお、シリコン芯線１の両下端部を移動させる態様は様々であり、例えば、シリコン芯線１の両下端部を面内方向（水平方向）でスライドさせることで移動させるようにしてもよい（図７参照）。この場合には、例えば、調整部材１０の底面に凹部１１５が設けられ、この凹部１１５に挿入される凸部１１０が芯線用電極６０の上面に設けられてもよい。そして、調整部材１０が凸部１１０に沿って移動可能となり、締結部材１２０によって底板８０に固定された固定具１２１に対してその位置が固定されるようにしてもよい。

【0041】

図６に示すように、冷却部は、貯留した気体又は生成した気体を供給する気体供給部２５と、調整部材１０に向かって気体を吹き付けるノズル（冷却ノズル）２０と、気体供給部２５とノズル２０との間に設けられ、気体供給部２５から供給される気体をノズル２０へと導く気体供給管２６と、を有してもよい。気体供給部２５から供給される気体はシラン原料ガスであってもよい。この場合には、シラン原料ガスは、例えばトリクロロシランと水素の混合ガスからなってもよい。多結晶シリコンの析出反応中及び／又は多結晶シリコン棒の冷却中の応力発生による調整部材１０の移動距離は１０ｍｍ程度であることから、ノズル２０の位置を固定していても、調整部材１０を十分に冷却することができる。但し、このような態様に限られることはなく、スライドする等してノズル２０の位置が面内方向で移動可能となってもよい。また、気体供給部２５からの気体の供給量及び／又はノズル２０の方向は自在に変更できるようになっており、気体の供給量やノズル２０の方向を調整することで、多結晶シリコンの析出反応中及び／又は多結晶シリコン棒の冷却中の応力発生によって調整部材１０が移動しても、調整部材１０に対して十分な冷却を行えるようにしてもよい。この際の各部材の制御は制御部５０（図８参照）からの指令を受けて行われてもよい。

【0042】

図５及び図６に示すように、冷却部は、底板８０と調整部材１０との間に設けられ、調整部材１０を底板８０によって冷却するための放熱絶縁部材３０を有してもよい。底板８０の内部には、冷却水等の冷却液が通過する底板冷却液通路７０が設けられ、底板冷却液通路７０を冷却液が通過することによって、底板８０が冷却されてもよい。前述した放熱絶縁部材３０を設けることで、冷やされた底板８０によって調整部材１０を冷却することができるようになる。放熱絶縁部材３０としては、シリコンゴム等に熱伝導性充填剤を配合したものを使用してもよい。例えば、シリコンゴム等の合成ゴム１００重量部に、酸化ベリリウム、酸化アルミニウム、水和酸化アルミニウム、酸化マグネシウム、酸化亜鉛から選ばれる少なくとも１種以上の金属酸化物を１００～８００重量部配合した絶縁性組成物を用いてもよい。さらにはセラミックスを使用してもよい。また放熱絶縁部材３０の別の例としては、例えば、窒化ケイ素、炭化ケイ素、窒化アルミニウム、酸化アルミニウム、ジルコニア等を用いてもよい。なお、芯線用電極６０が銅である場合には、熱伝導率は非常に高い。そして、芯線用電極６０内に冷却水が流れている場合には、芯線用電極６０によって放熱絶縁部材３０を冷却でき、その結果として、調整部材１０を冷却することも可能である。

【0043】

放熱絶縁部材３０は調整部材１０に固定され、底板８０には固定されないようにしてもよい。この場合には、調整部材１０の移動に伴って放熱絶縁部材３０も移動することになる。なお、放熱絶縁部材３０が調整部材１０の可動距離に対して面内方向（水平方向）で十分な大きさを有している場合には、放熱絶縁部材３０が底板８０に固定され、調整部材１０が１０ｍｍ程度の範囲で移動しても底板８０は移動しない態様としてもよい。一例として、多結晶シリコンの析出反応中及び／又は多結晶シリコン棒の冷却中に調整部材１０が１０ｍｍ程度で移動する場合には、放熱絶縁部材３０の面内方向での大きさがそれほど大きくなくても、調整部材１０の位置に関わらず、調整部材１０と底板８０とを放熱絶縁部材３０を介して常に接触させることができる。

【0044】

図５及び図６に示すように、冷却部は、冷却水等の冷却液を供給する液体供給部４０と、芯線用電極６０内に設けられ、冷却液を流すための電極冷却液流路４１と、を有してもよい。芯線用電極６０は通常、通電する電極を冷却するために冷却水等の冷却液を流しており、好ましい。

【0045】

前述したように、冷却部として、調整部材１０に向かって冷却用の気体を吹き付ける機構、放熱絶縁部材３０を介して調整部材１０を底板８０に連結させることでの放熱効果によって冷却する機構及び冷却液によって芯線用電極６０を介して調整部材１０を冷却する機構のいずれか１つ以上又はこれら全てを採用することで、調整部材１０に対してシリコンの結晶が析出することを防止できる。つまり、冷却部（冷却機構）を設けない場合には、通電による発熱等によって、調整部材１０にシリコンの結晶が析出してしまうことがある。このようにシリコンの結晶が調整部材１０に析出すると、次の多結晶シリコン（新しい多結晶シリコン）の成長を開始する前に調整部材１０の位置を調整して移動させる場合には、移動の際に析出した結晶が炉内に落下し、汚染となる。また、このようにシリコンの結晶が調整部材１０に析出すると、調整部材１０による調整がスムーズに行えないという問題も生じ得る。この点、前述したような冷却部を採用することで、調整部材１０における通電による発熱を除熱でき、このような問題が生じることを未然に防止できる点で非常に有益である。また、本態様によれば、発熱によって調整部材１０の抵抗値が上がってしまうことも防止できる。

【0046】

また、このように調整部材１０を冷却する冷却部（冷却機構）を採用することで、多結晶シリコンの製造時に調整部材を冷却できることから、調整部材１０への多結晶シリコンの堆積を防ぎ、調整部材１０の可動に支障をきたさないようにすることもできる。その結果、調整部材１０を支障なく移動させることができ、成長中の多結晶シリコンや、成長が終了した冷却工程における多結晶シリコンによって芯線用電極６０にかかる応力を緩和することができる。このため、成長中や製造後冷却中の多結晶シリコンの割れや倒壊を防止することができる。なお、成長が終了した後に応力緩和のための加熱工程を行ってもよいが、その際にも調整部材１０を支障なく移動させることができるので、芯線用電極６０にかかる応力を緩和することができる。

【0047】

調整部材１０は、シリコン芯線用電極６０の材質と異なる材質からなってもよい。一例として、シリコン芯線用電極６０としては金属が用いられているが、調整部材１０には同一の金属を用いることもできるし、異種の金属、さらにはカーボン、その他通電が可能な材質を使用することができる。

【0048】

調整部材１０は、シリコン芯線用電極６０に設けられたシリコン芯線用電極６０よりも抵抗率が低くてもよい。このような態様を採用することで、余分な発熱を避けることができる点で有益である。

【0049】

調整部材１０に本実施の形態による冷却部（冷却機構）が無い場合には、多結晶シリコンの析出時には調整部材１０の温度が４００℃を超えることになり、調整部材１０に多結晶シリコンが析出することになる。他方、本実施の形態で示した冷却部を採用することで、調整部材１０の温度を４００℃以下、好ましくは３５０℃以下、さらに好ましくは２００℃以下とすることができ、調整部材１０に多結晶シリコンが析出することを防止できる。なお、調整部材１０に、調整部材１０の温度を測定するための温度計９０が設置され、当該温度計９０における測定結果を受けて、冷却部による調整部材１０の冷却温度を制御部５０で制御できるようにしてもよい（図８参照）。なお、制御部５０は、温度計９０の他、液体供給部４０、気体供給部２５等の他の部材とも通信可能となり、液体供給部４０、気体供給部２５等を制御できるようにしてもよい。

【0050】

調整部材１０を使用した装置を用いれば、シリコン芯線用電極６０の貫通孔の真上に配置した構造において成長させた結果、例えばポップコーンの発生状況、成長したロッドの形状が望まないものであった場合に、それらを解決すべく配置の調整を行い、成長させることにより所望の多結晶シリコンを得ることができる。

【0051】

〈方法〉
多結晶シリコン棒の製造装置を用いた多結晶シリコン棒の製造方法の一例について説明する。

【0052】

シリコン芯線用電極６０に電流を流すことで、シリコン芯線１に多結晶シリコンを析出させる。この際、シラン原料ガスが原料ガス供給部の供給ガス入口９１から供給されることになり、多結晶シリコンの成長に用いられなかったシラン原料ガスが排気ガス出口９６から排出されることになる。

【0053】

このように多結晶シリコンを析出させる工程において、冷却部によって調整部材１０を冷却する。この際には、図６に示すように調整部材１０に向かってノズルから冷却用の気体を吹き付ける機構、図５及び図６に示すように放熱絶縁部材３０を介して調整部材１０を底板８０に連結させることでの放熱効果によって冷却する機構、及び冷却液によって調整部材１０を間接的に冷却する機構のいずれか１つ以上又はこれら全てを採用すればよい。

【0054】

多結晶シリコンの径が大きくなってくる際や多結晶シリコン棒を冷却する際に応力を緩和させるために、調整部材１０が面内で自然と移動することが生じるが、本実施の形態で説明した冷却部（冷却機構）を採用することで、シリコン芯線１が底板８０に対してスムーズに移動することになる。つまり、本実施の形態で説明した冷却部を採用することで、調整部材１０に対してシリコンの結晶が析出することを防止でき、その結果として、調整部材１０による調整をスムーズに行うことができることになる。

【0055】

また、成長した多結晶シリコン棒を除去した後に、次の多結晶シリコン棒（新しい多結晶シリコン棒）を生成する工程を行うことになるが、次の多結晶シリコンを成長させる前に調整部材１０の位置を調整して移動させることが必要になることもある。本実施の形態によれば、調整部材１０に対してシリコンの結晶が析出することを防止できるので、このように調整部材１０の位置を調整して移動させる場合にも、調整部材１０に析出した結晶が調整部材１０による調整の際に炉内に落下し、汚染となることを防止でき、また調整部材１０による調整がスムーズに行えないという問題が生じることも防止できる。

【産業上の利用可能性】

【0056】

本実施の形態によれば、反応炉１００内の最適な位置にシリコン芯線１を設置することができ、その配置の元、所望の多結晶シリコンを得るべく成長させることが可能となる。また、多結晶シリコンの成長過程において、多結晶シリコンに発生する応力を緩和するために、支障なくシリコン芯線１の位置を移動（調整）することができる。

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】