TW201617491A

TW201617491A - 具有絲極固持總成的化學汽相沉積反應器

Info

Publication number: TW201617491A
Application number: TW103139533A
Authority: TW
Inventors: 布萊恩喬塞夫盧新; 卡希Ｍ凱利
Original assignee: Ｒｅｃ多晶矽公司
Priority date: 2014-11-05
Filing date: 2014-11-14
Publication date: 2016-05-16
Also published as: US20160122875A1; CN105734667A; WO2016073014A1

Abstract

藉由在西門子反應器之反應腔室中的化學汽相沉積形成多晶矽結晶棒。絲極固持總成將垂直延伸的絲極緊固至沿著該反應器之底板定位的電極。絲極固持總成包括安裝於電極上且具有向上漸縮側表面的夾頭支撐構件。夾頭係安置於該夾頭支撐構件上，其中該夾頭支撐構件之至少一部分接納於界定在該夾頭之基底中的空腔內，其中該夾頭支撐構件之該側表面接合界定該空腔之表面。該空腔可經大小設定且成形以使得在該夾頭支撐構件之遠端與該空腔之端壁表面之間界定一間隙。該夾頭具有向上開口插孔，該插孔接納且固持向上延伸的絲極之端部。

Description

具有絲極固持總成的化學汽相沉積反應器

本揭露內容係關於在用於生產多晶矽棒之化學汽相沉積反應製程中適用的方法及設備。

適用於半導體工業之高純度矽通常藉由稱為化學汽相沉積(「CVD」)之製程來生產。在反應腔室內將具有矽含量之氣體加熱至高溫，以致使該氣體分解且沉積元素矽。

廣泛實踐之多晶矽生產方法之一稱為西門子法(Siemens method)。在此方法中，分解諸如單矽烷或三氯矽烷之含矽氣體，且使多晶矽沉積至位於CVD反應器之腔室內的電加熱高純度細矽棒上。細矽棒有時稱為絲極、晶種棒或起動棒。矽沉積於絲極上，從而生長較大直徑之棒。將棒維持於通常為700℃至1100℃之高溫下，以致使氣體分解及於棒之表面處的矽沉積。

在西門子製程中，通常藉由沿著絲極或棒傳遞電流來電阻式加熱絲極及所得生長中多晶矽棒，從而提供分解含矽氣體所必需之熱能。絲極附接至電極，該等電極提供穿過反應器之基底板的電。電極通常包含銅且具有位於反應腔室內部之外螺紋頂部部分。電極通常藉由稱為夾頭的中間碳塊連接至矽絲極。

在一些西門子反應器中，夾頭具有與電極之螺紋配接的內螺紋插座。藉由將夾頭螺紋連接至電極上來將該等夾頭安裝於反應器中，此係繁重且耗時的製程。絲極則係安置於由夾頭界定的其他插座中。此製程對安裝夾頭之操作者而言存在問題且有時導致人機操縱傷害。問題在於現有夾頭佈置可減緩長成矽棒之收取。在最常用型式之反應器中，當收取棒時，收取臂直接將棒向上拉起，此在矽棒及/或夾頭脫離與電極之連接之前將應力施加於電極上。此可能損壞電極或致使棒在可消極地影響反應器產率之非所要位置處破裂。因此，需要在不損壞所連接電極或不對操作者造成傷害風險的情況下有效地生長及收取矽棒的方法及設備。另外，需要允許較快收取及/或增加產率的用於生長矽棒的方法及設備。

本文揭露涉及使用夾頭支撐構件作為西門子反應器中電極與夾頭之間的中間件的矽反應器、總成及方法。此中間件可由銅或銅合金(諸如，銅鉻合金)組成。中間件可具有與電極之螺紋部分配接的螺紋孔。該零件可具有足夠薄以防止該零件過熱的外形(高度)，該過熱可影響產率及品質。該零件之外側表面可為錐形，且經大小設定以使得該零件可由夾頭之匹配腔接納，並穩固地安置於該匹配腔中。該零件及夾頭之表面可藉由機械加工而形成。夾頭支撐構件可保護電極螺紋之完整性。

具有此夾頭支撐構件避免對電極螺紋之損壞，否則該損壞可在螺紋碳夾頭自螺紋電極移除時發生。納入此中間件可使操作者能夠加速反應器之裝載及卸載，改良電極之機械完整性，減少棒及電極上之應力，且潛在地增加所收取棒之平均長度。

本發明之前述及其他特徵及優點將自參考隨附圖式進行的以下詳細描述而變得更加明顯。

在圖式中：圖1為含有絲極固持總成之西門子反應器的垂直剖面示意圖，每一絲極固持總成包括適用於西門子反應器的夾頭及夾頭支撐構件。

圖2為包括適用於西門子反應器的夾頭及夾頭支撐構件之絲極固持總成的前立面圖。

圖3為沿著圖1之線3-3截取的橫剖面圖，其另外展示電極及絲極的一部分。

圖4為圖1之夾頭支撐構件的前立面圖。

圖5為圖1之夾頭支撐構件的底部平面圖。

如本文中所使用，除非上下文另外清楚地指出，否則單數術語「一」及「該」包括複數指示物。同時，如本文中所使用，術語「包含」意指「包括」。

除非另外指出，否則如在說明書或申請專利範圍中所使用的表示組件之數量或尺寸、百分比、溫度、時間等的所有數字應理解為由術語「約」修飾。因此，除非另外隱含地或明確地指出，否則所闡明的數值參數皆為近似值，該等近似值可取決於所要的所求性質、對在標準測試條件/方法或兩者下進行偵測之限制。當將實施例與所論述先前技術加以直接地且明確地區別時，除非述及用詞「約」，否則實施例數字皆非近似的。

適用於西門子製程之CVD反應器通常具有包括基底板或底板構件之鐘罩構形，界定氣密反應腔室之殼體或圓頂構件固定地安裝於該基底板或底板構件上。西門子反應器之實例在眾多公開案中有所描述，該等公開案諸如US 4805556 A、US 5545387 A、US 6221155 B1、US 6544333 B2及US 6749824 B2。在西門子反應器中，絲極附接至電極，該等電極延伸穿過基底板且輸送電流穿過基底板到達絲極。電極通常為銅質的且具有位於反應腔室內部之外螺紋頂部部分。電極藉由稱為「夾頭」之碳塊實體地電連接至矽絲極。

含矽氣體源(未圖示)與腔室連通。根據需要將來自氣體源之含矽氣體饋送至腔室中。此外，根據需要自腔室抽出廢氣。電流將絲極充分加熱，以致使腔室中存在的含矽氣體分解且沉積矽於絲極上。

本文所述的西門子反應器、絲極固持總成及適用於此類反應器之其他組件。在本文所述的系統中，夾頭具有接納且固持絲極之端部的插孔。夾頭支撐構件位於夾頭與對應電極之間。夾頭可在收取包含沉積於絲極上之矽的長成棒期間隨絲極一起移除。利用本文所述的絲極固持總成，當將棒與電極拉開時，夾頭可滑動地與夾頭支撐構件分離，該夾頭支撐構件保留於電極上。然後夾頭支撐構件可重新與其他夾頭及絲極一起使用。在一些情況下，在收取棒時，夾頭將保持安置於夾頭支撐構件上；但更常見的是，夾頭與棒一起移除。

當使用本文所述的絲極固持總成時，與習知西門子系統相比，絲極、夾頭及電極均經受較少應力。在一些情況下，本文所述的總成及反應器允許絲極之加速裝載及/或卸載。在一些情況下，本文所述的總成及反應器獲得增加的產率。

在一些情況下，與夾頭直接置放於電極上的操作相比，夾頭之溫度及/或夾頭內之溫度分佈係藉由在沉積矽期間夾頭支撐構件之存在而改變。舉例而言，在一些實施例中，插孔內或夾頭內於絲極固持插孔附近之溫度降低至更佳的溫度，從而引起所沉積多晶矽之較少分解且獲得改良產率。此溫度調節可藉由以下方式來完成：使諸如去離子水之冷卻流體循環穿過一或多個延伸穿過每一電極的通道，及/或延伸穿過反應器的鄰接電極之底板的通道。

圖1展示化學汽相沉積反應器2，其具有包括基底板3及鐘罩構件4之壁。基底板3與鐘罩構件4配接且一起提供具有界定反應腔室5之氣密壁的容器。基底板3及鐘罩構件4為具有通道P₁、P₂之雙壁結構，冷卻流體可循環穿過該等通道P₁、P₂以冷卻該等壁之面朝內表面。在所例示的基底板3中，冷卻流體自進口I₁流動至出口O₁。在所例示的鐘罩構件4中，冷卻流體自進口I₂流動至出口O₂。

一或多個電極6可自壁有利地穿過基底板3以面向腔室中。在圖1中，兩個電極6延伸穿過基底板3，其中每一電極6之外螺紋部分6a延伸至腔室5中。電極6電連接至外部電源以將電流經由絲極固持總成7施加至絲極8a、8b以加熱絲極。電源可為具有常用於西門子CVD反應器之類型的習知AC電源。冷卻劑通道P₁經構造以引導冷卻流體充分靠近電極6流動以冷卻電極。亦可藉由冷卻管(未圖示)來冷卻電極6，該等冷卻管延伸至腔室5中且界定供應冷卻流體至電極之附近的通道。冷卻管可與電極實體接觸。包括同心佈置管的冷卻管之實施例在以引用方式併入本文中之US 6544333 B2中有所描述。冷卻流體通常為水。但在一些實施例中，另一冷卻流體或加熱介質可循環穿過通道中之一或多者。

絲極固持總成7支撐於每一電極6上。絲極8a、8b自每一絲極固持總成7垂直地延伸。絲極8a、8b之上端藉由水平絲極或橋接件9連結以完成兩個電極6之間的電路。兩個垂直絲極與橋接件的所例示佈置為常用的且在本文中有時稱為「髮夾件」。多對電極與支撐於其上之髮夾件可含於反應腔室中。在所例示的系統中，一或多個髮夾件總成可支撐於延伸穿過基底板3之電極上。

如圖2至圖5中最佳所見，每一絲極固持總成7可包含導電夾頭支撐構件10及具有用於固持絲極8之插孔的導電夾頭30。絲極固持總成7因此為在電極之間延伸且包括固持總成7及絲極8、9之電路的一部分。

如圖4中所展示，夾頭支撐構件10可具有近端12及遠端14，該近端12具有經構造以接合電極之近端表面16，且該遠端14經構造以插入至夾頭30中。近端表面16可界定插座17，該插座17具有為圓形剖面之內螺紋圓柱形壁表面16a。螺紋壁表面16a經大小設定且成形來接納且接合電極6之外螺紋部分6a。可藉由使電極之外螺紋部分6a與夾頭支撐構件10之內螺紋圓柱形壁16a對準，且使夾頭支撐構件相對於電極旋轉來將夾頭支撐構件10緊固於電極6上。有利地，插座17將足夠深以便容納電極6之整個暴露部分，且至少將容納電極之實質上整個螺紋部分6a，因此可藉由使最大表面區域與冷卻電極接觸來使夾頭支撐構件10維持於相對低溫下。面朝外的中間表面18在近端12與遠端14之間延伸。此中間表面18 可包含遠離近端12且朝向遠端14軸向漸縮的錐形部分20。

夾頭支撐構件10最佳將具有薄外形(low profile)，以便有助於防止夾頭支撐構件超過反應氣體分解且沉積矽於絲極固持總成7上所處之溫度，且避免來自絲極固持總成7之加誘導排氣。詳言之，夾頭支撐構件10有利地將具有如在夾頭支撐構件之近端12與遠端14之間量測的1.2吋至2.5吋之高度H，但其他高度亦為可能的。若夾頭支撐構件10延伸至冷卻電極6之上端以上太遠的高程處，則夾頭30可被加熱至使得非所要的大量矽沉積於絲極固持總成7上之溫度。

包括夾頭30及夾頭支撐構件10的絲極固持總成7之組件具有必要的韌性、可機械加工性、傳導性及允許在西門子反應器中使用的其他特性。夾頭支撐構件10有利地包含實質上非碳導電材料。在一些實施例中，夾頭支撐構件10包含銅或銅鉻合金(諸如，C182或C101銅鉻合金)。在一些實施例中，夾頭支撐構件10基本上由銅或銅鉻合金組成。

有利地，整個體積之夾頭支撐構件10將由導電材料組成，諸如整體由銅或銅鉻合金構成。然而，在一些實施例中，夾頭支撐構件10及/或夾頭30可具有一或多個電絕緣部分。此等電絕緣部分可相對於夾頭30或夾頭支撐構件10之其他部分而言為實質上非導電及/或導電性較低的。但是，電極6及支撐於其上之絲極8必須電連通。

夾頭支撐構件10之中間表面18可具有非圓形表面部分，該非圓形表面部分經構造以摩擦地接合用於使夾頭支撐構件10繞插座之圓柱形壁之軸旋轉的工具。有利地，夾頭支撐構件10可具有至少一個工具接合表面部分，該工具接合表面部分經定位以摩擦地接合扳鉗或一把剪鉗之鉗頭。如圖5所展示，所例示的實施例具有四個工具接合表面部分50，該等工具接合表面部分係大體平面的、平行於插座17之軸延伸且繞中間表面18間隔分開。如正交於平面表面部分50所量測，四個平面表面部分50離中心軸可為等距。在所例示的實施例中，存在兩對直接相對的表面部分50，每一對表面彼此平行延伸且位於圓柱形壁16a之軸的相對側上。如所展示，一對平行平面表面可與垂直於對應於另一對平行平面表面之平面的平面重合。換言之，一對平面表面大體垂直於另一對平面表面延伸。在其他實施例中，可存在更多或更少平面表面部分，諸如兩個、三個、五個或六個平面表面部分。儘管在本文中使用術語「平面的」涉及所例示的實施例，夾頭支撐構件表面之工具接合部分不必為完全平面的或平坦的，而是僅需要提供具有非圓形剖面之表層區，在該表層區中，工具可接合夾頭支撐構件10且施加力以促使夾頭支撐構件繞軸A₁相對於夾頭支撐構件安裝於其上之電極6旋轉。

作為對提供如在圖式中展示之工具接合平坦化表面部分之替代，夾頭支撐構件10可具有自夾頭支撐構件之表面18向外延伸的至少一個徑向突出耳片或凸耳(未圖示)，其中該耳片經大小設定且成形以接合適於施加力以使夾頭支撐構件繞軸A₁相對於電極6旋轉之工具。

參考圖2至圖3，所例示的夾頭30具有經構造以接納夾頭支撐構件10且由該夾頭支撐構件10支撐的近端32，且具有經構造以固持絲極的遠端34。遠端34可包含遠端表面36，該遠端表面界定經構造以接納絲極8之端部37的插孔38。遠端表面36包括經定位以將絲極8支撐於插孔38中的絲極接合表面部分39。近端32可包含界定空腔42之近端表面40。詳言之，近端表面40可具有外擴側壁表面44，其面朝內、朝近端32外擴且大體符合夾頭支撐構件之中間表面的錐形部分20；且具有位於空腔42之基底處的端壁表面46。所例示的端壁表面46垂直於軸延伸，但並非在所有實施例中皆需要如此。夾頭支撐構件之遠端14可接納於空腔42內，其中錐形表面20之至少一部分楔入地接合外擴側壁表面44之至少一部分。

有利地，空腔42將具有足夠的深度D，且外擴側壁表面44之角度與錐形表面20之角度將使得在夾頭支撐構件10之遠端34與夾頭30之端壁表面46之間界定間隙48。為避免絲極8擺動，較佳為使外擴側壁表面44接合錐形表面20而非使夾頭支撐構件10之遠端14接合夾頭30之端壁表面46。其中軸向延伸表面楔入地接合的此所例示佈置亦避免對以下做法的需要：精確地機械加工組件以使得夾頭支撐構件10之外部精確地符合界定夾頭30之腔42的表面，從而防止絲極擺動。間隙48之存在為進一步有利的，因為其為絲極固持總成7提供膨脹餘地，其中夾頭支撐構件10與夾頭30分別由不具有完全相同的熱膨脹係數之不同材料製成。

所例示的夾頭30具有在夾頭之遠端表面36與近端表面40之間延伸的面朝外中間表面52，其中中間表面52之至少一部分54為非錐形。所例示的中間表面52亦具有錐形部分56，該錐形部分56可位於插孔38附近且朝遠端34漸縮。在所安裝絲極固持總成7中，此錐形部分56有利地在非錐形部分54之遠端。遠端34亦可包含在中間表面52之錐形部分56遠端的非錐形表面58。

有利地，夾頭支撐構件10之外部周界與夾頭30之內部周界兩者在錐形部分20接合外擴側壁表面44之位置處將具有相同剖面形狀。利用此佈置，在夾頭支撐構件插入至夾頭中時，在錐形部分20與外擴側壁表面44會合之區域處，在夾頭支撐構件10與夾頭30之表面之間形成圍繞錐形部分及外擴側壁表面之整個周界的緊密密封。密封阻斷反應氣體流入空腔42中。

為促進良好密封之形成且為方便將夾頭支撐構件10插入至夾頭30中，錐形部分20及外擴側壁表面44兩者之軸向剖面可為圓形。舉例而言，在所例示的實施例中，錐形表面部分20及外擴表面部分44中之每一者為直立圓錐之截頭錐體。在此實施例中，絲極固持總成7具有軸A₁，錐形部分20及側壁表面44中之每一者關於軸對稱，且錐形部分20及側壁表面44兩者之軸與軸A₁重合。當總成7安裝於反應器2中時，軸A₁大體垂直延伸。在所例示的實施例中，錐形表面20之軸及側壁表面44之軸亦與插座17之圓柱形螺紋壁表面16a之軸重合。有利地，除工具接合表面之外，夾頭支撐構件及夾頭將為對稱的，其中對稱軸始於絲極固持總成7之軸A₁。

夾頭支撐構件10之中間表面18的錐形部分20及夾頭30之近端表面40的側壁表面44可具有各種傾斜度。參考圖4，錐形部分20可以相對於軸的10度至22度之角度α漸縮。在一些實施例中，此錐度角為12度至16度，尤其為14度。若角度α過大，則夾頭支撐構件10及夾頭30將具有非所要的大直徑。若角度過小，則夾頭30將延伸至離冷卻電極之非所要的大距離，以致於夾頭之過熱可成為問題。

側壁表面44最佳地以與錐形部分20之錐度角大約相同的角度外擴。在一些實施例中，與外擴側壁表面44之斜度類似的錐形部分20之錐度角稍有不同，以使得夾頭支撐構件10之遠端14不完全插入至空腔 42中，從而在錐形部分20與外擴側壁表面44之間繞錐形部分20之外部的一部分留出少量空間。當錐形表面20與外擴表面44之角度不相同時，錐形表面與外擴表面之間的摩擦力減少，從而可使得在收取長成棒期間較易於將夾頭支撐構件10與夾頭30分離。

在各種實施例中，複數個大體垂直延伸絲極可在給定反應器內自複數個夾頭延伸。每一絲極可具有安置於單獨夾頭之插孔中的下端。如上所述，每一夾頭可定位於夾頭支撐構件頂部上。反應器可包含一或多個橋接件，每一橋接件在絲極中兩者之上端之間延伸，從而形成髮夾件。

當反應器2處於使用中時，可藉由經由電極6、夾頭支撐構件10及夾頭30將電流供應至絲極8來加熱絲極8。含矽前驅氣體係供應至加熱絲極，以使得氣體熱解分解並沉積矽至絲極8上，以生產直徑增加之多晶矽棒。在圖1之系統中，經由氣體進口I₃將前驅氣體遞送至腔室5中。廢前驅氣體經由氣體出口O₃退出腔室5。

夾頭30與直徑增加之多晶矽棒可同時自夾頭支撐構件10移除來收取多晶矽棒。詳言之，可藉由對棒上拉來移除夾頭30及多晶矽棒，上拉之後夾頭30軸向地滑出夾頭支撐構件10，而無需首先將多晶矽棒與夾頭30分離，且無需自電極6移除夾頭支撐構件10。夾頭支撐構件10可重新使用。在收取之後，新的夾頭及絲極可置放於夾頭支撐構件10之遠端14上且用於生產第二多晶矽棒。在某些實施例中，夾頭支撐構件10可另外使用多次，諸如兩次、三次、四次或五次，以生產其他多晶矽棒，諸如生產兩個、三個、四個或五個其他多晶矽棒。

在所例示的實施例中，絲極8垂直延伸。在收取期間，夾頭垂直向上滑動。然而，在某些類型之反應器中，可水平地或沿某一其他方向安裝絲極。在此類反應器中，夾頭可在收取期間水平地滑動，或在某一其他方向上滑動，此取決於反應器中絲極之定向。

鑒於可應用所揭露發明之原則的諸多可能的實施例，應認識到，所例示的實施例僅為本發明之較佳實例且不應視為對本發明之範疇的限制。實情為，本發明之範疇由以下申請專利範圍界定。本發明完全落在此等請求項之範疇及精神內。

Claims

一種用於在一反應器中將一垂直延伸的絲極緊固至一電極以藉由化學汽相沉積生產一多晶矽結晶棒的絲極固持總成，該總成包含：一導電的夾頭支撐構件，其具有一近端、一遠端、位於該近端處且經構造以在一化學汽相沉積反應器中接合一電極的一表面，以及在該近端與該遠端之間延伸的一面朝外的中間表面，其中該中間表面之至少一部分遠離該近端且朝向該遠端漸縮；以及一導電的夾頭，其具有一近端、一遠端、位於該遠端處且界定經構造以接納一絲極之一端部的一插孔的一遠端表面、位於該近端處且界定一空腔之一近端表面，以及面朝內、朝該近端外擴且大體符合該夾頭支撐構件之該中間表面的錐形部分之至少一部分的一側壁表面，該遠端表面包括經定位以將一絲極支撐於該插孔中之一絲極接合表面部分，其中該夾頭支撐構件之該遠端接納於該空腔內，其中該中間表面之該錐形部分接合該側壁表面，且其中該空腔具有足夠深度以使得在該夾頭支撐構件之該遠端與該夾頭之間界定一空間。
如申請專利範圍第1項之絲極固持總成，其中：該夾頭支撐構件之該中間表面的該錐形部分為一直立圓錐之一截頭錐體；該夾頭之該近端表面的外擴部分為一直立圓錐之一截頭錐體；且該夾頭支撐構件之該中間表面的該錐形部分之軸與該夾頭之該近端表面的該外擴部分之軸重合。
如申請專利範圍第1項之絲極固持總成，其中：該夾頭支撐構件之該近端表面界定一插座，該插座具有一內螺紋圓柱形壁，且經大小設定及成形以接納一反應器之一電極的一外螺紋部分，以用於藉由化學汽相沉積生產一多晶矽結晶棒；且該夾頭支撐構件之該中間表面具有一非圓形表面部分，該非圓形表面部分經構造以摩擦地接合用於使該夾頭支撐構件繞該插座之該圓柱形壁的軸旋轉的一工具。
如申請專利範圍第3項之絲極固持總成，其中該夾頭支撐構件之該中間表面的該非圓形表面部分包含至少一個平面表面部分，該平面表面部分平行於該插座之該圓柱形壁的該軸延伸且經定位以摩擦地接合該工具。
如申請專利範圍第3項之絲極固持總成，其中：該夾頭支撐構件之該中間表面的該非圓形表面部分包含至少四個平面表面部分，所述平面表面部分平行於該插座之該軸延伸且經定位以摩擦地接合一扳鉗之鉗頭，如正交於所述平面表面部分所量測，所述四個平面表面部分離該軸為等距，所述平面表面部分中之第一兩者彼此平行延伸且位於該插座之該圓柱形壁的該軸之相對側上，且所述平面表面部分中之第二兩者彼此平行延伸且位於該插座之該圓柱形壁的該軸之相對側上，其中所述平面表面中之所述第一兩者垂直於所述平面表面中之所述第二兩者延伸。
如申請專利範圍第3項之絲極固持總成，其中該夾頭支撐構件之該中間表面的該錐形部分之該軸及該夾頭之該近端表面的該外擴部分之該軸與該插座之該圓柱形壁的該軸重合。
如申請專利範圍第1項之絲極固持總成，其中該夾頭支撐構件包含一實質上非碳導電材料。
如申請專利範圍第1項之絲極固持總成，其中該夾頭支撐構件基本上由銅或一銅鉻合金組成。
如申請專利範圍第1項之絲極固持總成，其中該夾頭支撐構件基本上由一C182或C101銅鉻合金組成。
如申請專利範圍第1項之絲極固持總成，其中如在該夾頭支撐構件之該近端與該遠端之間所量測，該夾頭支撐構件之高度為1.2吋至2.5吋。
如申請專利範圍第1項之絲極固持總成，其中：該夾頭支撐構件之該中間表面的該錐形部分相對於該夾頭支撐構件之該中間表面的該錐形部分之該軸以10度至22度之一角度漸縮；且該夾頭之該側壁表面以與該夾頭支撐構件之該中間表面的該錐形部分之錐度角大約相同之角度外擴。
如申請專利範圍第1項之絲極固持總成，其中：該夾頭支撐構件之該中間表面以在約12度與約16度之間的一角度漸縮；且該夾頭之該側壁表面以與該夾頭支撐構件之該中間表面的該錐形部分之錐度角相同之角度外擴。
如申請專利範圍第1項之絲極固持總成，其中該夾頭之該近端進一步包含在該夾頭之該遠端表面與該近端表面之間延伸的一面朝外中間表面，其中該中間表面之至少一部分為非錐形。
一種用於藉由化學汽相沉積生產一多晶矽結晶棒的反應器，該反應器包含：一容器，其具有界定一反應腔室之一氣密壁；一電極，其位於該壁處，其中該電極之一部分面向至該腔室中；一導電的夾頭支撐構件，其位於該腔室內部，該夾頭支撐構件具有一近端、一遠端、位於該近端處且接合該電極之一表面，以及在該近端與該遠端之間延伸的一面朝外中間表面，其中該中間表面之至少一部分遠離該近端且朝向該遠端漸縮；以及一導電的夾頭，其位於該腔室內部，該夾頭具有一近端、一遠端、位於該遠端處且界定經構造以接納一絲極之一端部的一插孔的一遠端表面、位於該近端處且界定一空腔之一近端表面，以及面朝內、朝該近端外擴且大體符合該夾頭支撐構件之該中間表面的錐形部分之至少一部分的一側壁表面，該遠端表面包括經定位以將一絲極支撐於該插孔中之一絲極接合表面部分，其中該夾頭支撐構件之該遠端接納於該空腔內，其中該中間表面之該錐形部分接合該側壁表面，且其中該空腔具有足夠深度以使得在該夾頭支撐構件之該遠端與該夾頭之間界定一空間；以及一絲極，其位於該腔室內部，該絲極具有接納於該插孔內的一端部。
如申請專利範圍第14項之反應器，其進一步包含：一電力源，其連接至該電極以施加電力至該絲極從而加熱該絲極；以及一含矽氣體源，其與該腔室連通以用於供應氣體至該腔室中。
如申請專利範圍第14項之反應器，其中該夾頭之該近端進一步包含在該夾頭之該遠端表面與該近端表面之間延伸的一面朝外中間表面，其中該中間表面之至少一部分為非錐形。
如申請專利範圍第14項之反應器，其中該夾頭支撐構件包含一實質上非碳導電材料。
如申請專利範圍第14項之反應器，其中該夾頭之面朝內外擴表面及該夾頭支撐構件之該中間表面為具有大體垂直延伸之一軸的截頭錐體。
如申請專利範圍第14項之反應器，其中：該電極具有一外螺紋圓柱形表面；且一向下開口插座界定於該夾頭支撐構件之該近端中，該插座係至少部分地由接合該電極之該外螺紋表面的一內螺紋圓柱形壁表面界定。
如申請專利範圍第14項之反應器，其中該夾頭支撐構件基本上由銅或一銅鉻合金組成。
如申請專利範圍第14項之反應器，其中該夾頭支撐構件包含一C182或C101銅鉻合金。
如申請專利範圍第14項之反應器，其中如在該夾頭支撐構件之該近端與該遠端之間所量測，該夾頭支撐構件之高度為約1.2吋至約2.5吋。
如申請專利範圍第14項之反應器，其中：該夾頭支撐構件之該中間表面的該錐形部分以在約10度與約22度之間之一角度漸縮；且該夾頭之該側壁表面以與該夾頭支撐構件之該中間表面之該錐形部分的錐度角大約相同的角度外擴。
如申請專利範圍第14項之反應器，其中：該夾頭支撐構件之該中間表面之該錐形部分以在約12度與約16度之間的一角度漸縮；且該夾頭之該側壁表面以與該夾頭支撐構件之該中間表面的該錐形部分之錐度角相同之角度外擴。
一種用於形成多晶矽棒之反應器，該反應器包含：一基底板；一鐘罩，其與該基底板配接以形成界定一反應腔室的一氣密外殼；複數個電極，其自該基底板面向至該腔室中；複數個導電的夾頭支撐構件，其位於該腔室內部，每一夾頭支撐構件具有一近端、一遠端、位於該近端處且接合所述電極中之一者的一近端表面，以及在該近端與該遠端之間延伸的一面朝外中間表面，其中該中間表面之至少一部分呈錐形，其遠離該近端且朝向該遠端漸縮；複數個導電的夾頭，其位於該腔室內部，每一夾頭具有一近端、一遠端、位於該遠端處且界定經構造以接納一絲極之一端部的一插孔的一遠端表面，以及位於該近端處且界定一空腔的一近端表面，該近端表面之一部分為面朝內、朝該近端外擴且大體符合該夾頭支撐構件之該中間表面的一側壁表面，該近端表面之另一部分係位於該空腔之基底處之一端壁表面，每一夾頭支撐構件之該遠端接納於所述夾頭中之一者的該空腔內，其中該夾頭支撐構件之錐形表面的至少一部分接合該夾頭之該近端表面的外擴部分之至少一部分，該空腔具有足夠深度以使得在該夾頭支撐構件之該遠端與該夾頭之該端壁表面之間界定一間隙；複數個大體垂直延伸的絲極，其位於該腔室內部，每一絲極具有一安置於所述插孔中之一者中的下端以及一上端；一或多個橋接件，每一橋接件在所述絲極中之兩者之所述上端之間延伸以形成一髮夾件；一電源，其連接至電極以供應電力至所述電極；以及一含矽氣體源，其與該腔室連通。
一種用於在化學汽相沉積反應器之一腔室內形成一多晶矽棒的方法，該方法包含：將一導電夾頭支撐構件支撐於一化學汽相沉積反應器之底板上的一電極上，該夾頭支撐構件具有一近端、一遠端、位於該近端處且經構造以接合一化學汽相沉積反應器中之一電極的一近端表面，以及在該近端與該遠端之間延伸的一面朝外中間表面，其中該中間表面之至少一部分遠離該近端且朝向該遠端漸縮；將一導電的夾頭支撐於該夾頭支撐構件上，該夾頭具有一近端、一遠端、位於該遠端處且界定經構造以接納一絲極之一端部的一插孔的一遠端表面，以及位於該近端處且界定一空腔的一近端表面，該近端表面之一部分為面朝內、朝該近端外擴且大體符合該夾頭支撐構件之該中間表面的一側壁表面，該近端表面之一第二部分係位於該空腔之該基底處之一端壁表面，其中該夾頭支撐構件之該遠端接納於該空腔內，其中該夾頭支撐構件之錐形表面的至少一部分接合該夾頭之該近端表面的外擴部分之至少一部分，該空腔具有足夠深度以使得在該夾頭支撐構件之該遠端與該夾頭之該端壁表面之間界定一間隙；將一大體垂直延伸的絲極支撐於該夾頭之該插孔中；藉由經由該電極、夾頭支撐構件及夾頭將電流供應至該絲極來加熱該絲極；供應一含矽前驅氣體至經加熱的絲極，以使得該氣體熱解分解並沉積矽至該絲極上，以生產一直徑增加的多晶矽棒；以及自該夾頭支撐構件同時移除該夾頭及該直徑增加的多晶矽棒以收取該多晶矽棒。
如申請專利範圍第26項之方法，其中該夾頭支撐構件包含一實質上非碳導電材料。
如申請專利範圍第26項之方法，其中所述移除包含使該夾頭軸向滑出該夾頭支撐構件，而無需首先將該多晶矽棒自該夾頭移除且無需自該電極移除該夾頭支撐構件。
如申請專利範圍第26項之方法，其進一步包含將一第二夾頭定位於該夾頭支撐構件上，將一第二絲極定位於該第二夾頭之一遠端部分處；將電能及熱能自該夾頭支撐構件傳導至該第二夾頭，將矽沉積於該第二絲極上以生產一第二多晶矽棒；以及自該夾頭支撐構件同時移除該第二夾頭及該第二多晶矽棒。