石英玻璃坩埚及其制造方法技术

[课题]提供抑制高温下的变形的石英玻璃坩埚及其制造方法。[解決手段]石英玻璃坩埚1具有：圆筒状的直筒部10a、在直筒部10a的下端形成的角部10c、和隔着角部10c与直筒部10a连接的底部10b。另外，石英玻璃坩埚1具备：构成外层的内包气泡的不透明层11、和构成内层的除去了气泡的透明层12。至少直筒部10a中的不透明层11与透明层12的边界面在上下方向上形成周期的波面。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】【专利摘要】提供抑制高温下的变形的。石英玻璃坩埚1具有：圆筒状的直筒部10a、在直筒部10a的下端形成的角部10c、和隔着角部10c与直筒部10a连接的底部10b。另外，石英玻璃坩埚1具备：构成外层的内包气泡的不透明层11、和构成内层的除去了气泡的透明层12。至少直筒部10a中的不透明层11与透明层12的边界面在上下方向上形成周期的波面。【专利说明】
本专利技术涉及石英玻璃；t甘埚(>；[1^601188；[1；[03(^11(3；[1316)及其制造方法，特别是涉及 单晶硅提拉用。
技术介绍
在利用切克劳斯基法(CZ法）的单晶硅的制造中使用石英玻璃坩埚。CZ法中，将硅 原料装入石英玻璃坩埚中进行加热熔融，在该硅熔液中浸渍晶种，使坩埚旋转的同时缓慢 提拉晶种，使单晶生长。为了以低成本制造半导体器件用的高品质的单晶硅，需要提高一次 提拉工序中的单晶收率，因此，需要在长时间的作业中不会发生变形的形状稳定的坩埚。 在;t甘埚的变形中，:t甘埚的直筒部（straightbodyport ion)倒入娃恪液一侧的所谓 的内倾特别成为问题。在硅熔液的液面附近的锭的周围设置被称为所谓的热区的隔热板， 但在坩埚的直筒部发生内倾的情况下，该内倾的部分有可能与隔热板接触。在单晶提拉中 坩埚发生旋转，因此，坩埚的直筒部在旋转的同时与隔热板接触，发生坩埚的进一步的变 形、隔热板的破损、坩埚片混入到硅熔液中而引起的制造成品率降低等不良情况。 为了防止高温下的坩埚的变形，已知提高坩埚外层的A1浓度而达到高粘性的方法 (参考专利文献1)。另外，也已知将坩埚的直筒部的朝向向外展开来防止内倾的方法(参考 专利文献2)。 现有技术文献 专利文献 专利文献1:日本特开2000-247778号公报 专利文献2:国际公开第2009/099084号小册子
技术实现思路
专利技术要解决的课题 然而，A1是单晶硅中的杂质，即使提高A1浓度也自然而然地存在限界，无法充分地 抑制坩埚的变形。另外，向外展开结构的坩埚虽然能够抑制内倾，但坩埚底部 (bottomportion)与基座的附着性不充分，容易发生压曲和沉入。 因此，本专利技术的目的在于提供一种能够抑制高温下的变形的石英玻璃坩埚及其制 造方法。 用于解决问题的方法 为了解决上述课题，本专利技术的石英玻璃坩埚是具有圆筒状的直筒部、在上述直筒 部的下端形成的角部（cornerportion)、和隔着上述角部与上述直筒部连接的底部的石英 玻璃坩埚，其特征在于，具备:构成坩埚的外层的内包气泡的不透明层(opaquelayer)、和构 成土甘埚的内层的除去了气泡的透明层(1^3118口3^111：]^761')，至少上述直筒部中的上述不透 明层与上述透明层的边界面(boundary surface)在至少一个方向上形成周期(period)的波 面（wavesurface)〇 根据本专利技术，不透明层与透明层的边界面在一个方向上周期地具有波浪形状，因 此，能够缩小石英玻璃中的残留应力的空间上的偏移。因而，可以得到难以发生坩埚的变形 的状态。另外，坩埚壁体不容易被来自硅熔液的压力压缩，从而能够抑制直筒部的内倾等坩 埚的变形。 本专利技术中，优选上述直筒部以及上述角部中的上述不透明层与上述透明层的边界 面形成上述波面。根据该构成，可以进一步抑制坩埚的变形。 本专利技术中，上述波面的行进方向（travelingdirection)优选为与上述直筒部的中 心轴平行的上下方向，另外，也优选为上述直筒部的周向。另外，上述波面的行进方向也可 以为上述直筒部的上述上下方向与上述周向二者的合成。在任意一种情况下，不透明层与 透明层的边界面形成条纹的变化图案，因此，能够抑制高温下的坩埚的变形。本专利技术中，上述波面的变化的周期优选为20mm以上且100mm以下。波面的变化的周 期如果在该范围内，则对于波形的振幅而言能够赋予适当的波长，从而可以赋予机械强度 高的波形结构。另外，本专利技术的石英玻璃坩埚的制造方法，是具有在上端具有开口部 (openingportion)的圆筒状的直筒部、在上述直筒部的下端形成的角部、和隔着上述角部 与上述直筒部连接的底部的石英玻璃坩埚的制造方法，其特征在于，具备:使具有与上述石 英玻璃坩埚的外形一致的形状的模具旋转的同时在其内表面上堆积石英粉 (quartzpowder)的工序;和将上述石英粉通过电弧恪化进行玻璃化而形成石英玻璃i甘埚的 工序，在将上述石英粉进行电弧熔化的工序中，使通过在上述模具上设置的通气孔 (ventilationhole)进行脱气时的抽吸力沿一个方向周期地不同，在上述一个方向上以 周期的波面的形式形成至少上述直筒部中的上述不透明层与上述透明层的边界面。 根据本专利技术，不透明层与透明层的边界面在一个方向上周期地具有波浪形状，由 此，可以制造不容易发生在高温下的变形的石英玻璃坩埚。 专利技术效果 根据本专利技术，能够提供抑制高温下的变形的。【附图说明】 图1是表示本专利技术的第1实施方式的石英玻璃坩埚的结构的概略截面图。 图2是表示图1的石英玻璃坩埚的立体结构的概略透视图。 图3是表示本专利技术的第2实施方式的石英玻璃坩埚的结构的概略截面图。 图4是表示图3的石英玻璃坩埚的立体结构的概略透视图。 图5是用于对石英玻璃坩埚1的制造方法进行说明的示意图。 图6是说明模拟(simulation)条件的示意图，特别是表示模拟之后的坩埚壁状态的示 意图。【具体实施方式】 以下，参照附图的同时对本专利技术的优选的实施方式详细进行说明。 图1是表示本专利技术的第1实施方式的石英玻璃坩埚的结构的概略截面图。另外，图2 是表示图1的石英玻璃坩埚的立体结构的概略透视图。 如图1和图2所示，本实施方式的石英玻璃坩埚1具有:在上端具有开口部lOd的圆 筒状的直筒部l〇a、在直筒部10a的下端形成的角部10c、和隔着角部10c与直筒部10a连接的 底部l〇b。 直筒部10a从角部10c的上端笔直地向上方延伸，但也可以是不完全垂直的，可以 为以向上方缓慢地扩展的方式倾斜的向外展开形状。另外，直筒部l〇a可以为直线，也可以 缓慢地弯曲。底部l〇b为由弯曲面构成的圆底，但也可以为由平坦面构成的平底。连接直筒 部l〇a与底部10b的角部10c的曲率(第2曲率)大于底部10b的曲率(第1曲率）。 开口部10(1的直径（口径（(^611；1111)以上。这是 由于，这样的大口径的坩埚用于直径300mm以上的大口径单晶硅锭的提拉，要求在长时间的 提拉工序中难以变形。在口径32英寸的坩埚的直筒部发生大约30mm内倾的情况下，该内倾 的部分与隔热板接触，会成为单晶硅的提拉的失败。根据情况高温的硅熔液有可能漏出会 引起爆破。在单晶娃的提拉失败的情况下，有必要收回井f埚和恪液。还有，在炉内，特别是有 必要修理隔热板。 ;t甘埚的壁厚(wallthickness)优选为10mm以上，更优选为13mm以上。通常，口径32 英寸（约800mm)以上的大型坩埚的壁厚为10mm以上，40英寸（约1000mm)以上的大型坩埚的 壁厚为13mm以上，这是由于，对于这些大型且大容量的坩埚而言需要不会因硅熔液的压力 而发生变形的充分的厚度。 如图1所示，石英玻璃坩埚1为二层结构本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种石英玻璃坩埚(vitreoussilicacrucible)，是具有圆筒状的直筒部(straightbodyportion)、在所述直筒部的下端形成的角部(cornerportion)、和隔着所述角部与所述直筒部连接的底部(bottomportion)的石英玻璃坩埚，其特征在于，具备：构成坩埚的外层的内包气泡的不透明层(opaquelayer)、和构成坩埚的内层的除去了气泡的透明层(transparentlayer)，并且至少所述直筒部中的所述不透明层与所述透明层的边界面(boundarysurface)在至少一个方向上形成周期(period)的波面(wavesurface)。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...

【专利技术属性】
技术研发人员：须藤俊明，佐藤忠广，北原贤，北原江梨子，
申请(专利权)人：胜高股份有限公司，
类型：发明
国别省市：日本;JP