碳质坩埚的保护方法以及单晶拉制装置制造方法及图纸

本发明专利技术提供一种操作容易且作业时间显著降低，并且能够不使膜破损而无间隙地覆盖坩埚的内表面的碳质坩埚的保护方法以及单晶拉制装置。所述碳质坩埚的保护方法将由膨胀石墨材料构成的保护膜夹设在石英坩埚和载置该石英坩埚的碳质坩埚之间，所述保护膜在所述坩埚间的铺设中将组合为一体的形状的两个以上构成的保护膜片铺设在碳质坩埚的内表面。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及碳质坩埚的保护方法以及单晶拉制(引^上W)装置，更 具体而言，涉及具有石英坩埚和内插该石英坩埚的碳质柑埚的坩埚装置， 特别涉及保护单晶拉制用熔化坩埚装置的碳质坩埚的方法以及使用了该 保护方法的单晶拉制装置。
技术介绍
以往具有石墨坩埚和石英坩埚的柑埚装置作为代表性地作为单晶拉 制熔化坩埚装置而被使用。在该半导体制造工序中，作为代表性的单晶拉制装置，已知有根据切克劳斯基单晶生长法(以下，称为"cz法")而制 成的单晶拉制装置(以下，称为"cz装置")。在根据该cz法而制成的单晶拉制装置中，由于石墨坩埚和石英坩埚直接接触，因此与石英坩埚接触的石墨坩埚的接触面在石英坩埚和石墨坩埚的反应、或由Si产生的SiO 气体等反应的作用下，发生碳化硅(以下称为SiC)化，由于与石墨的热膨胀系数不同而产生裂纹等缺陷。因此，为了解决所述问题，提出了一种 技术，其通过将由膨胀石墨材料形成的保护膜(以下，简称为膨胀石墨) 夹设在现有的石英坩埚和石墨坩埚之间，并覆盖石墨坩埚的内表面，由此 防止石墨坩埚的破损并使寿命保持较长(例如，参照专利文献l)。专利文献l:专利第2528285号公报。然而，由于作为上述现有的保护膜而使用的膨胀石墨膜只有一片，因 此在坩埚的内表面铺设时，存在以下的问题。(1) 将一片膨胀石墨膜覆盖在石墨坩埚的内表面时，由于石墨坩埚 的内表面是曲面形状，因此难以使用一片膨胀石墨膜来无间隙地覆盖石墨 坩埚的内表面。(2) 膨胀石墨膜通过压縮絮状的膨胀石墨而获得，具有强度较弱的 性质。因此，若使一片膨胀石墨膜沿着坩埚的内表面，则会产生破损、折3弯。另一方面，若使这样的一片膨胀石墨膜无破损地覆盖石墨坩埚的内表 面，则需要较长的作业时间。(3)进而，随着近年来的坩埚的大型化， 一片石墨膜的尺寸也变得 较大，因此膨胀石墨膜的破损、作业性不好且作业时间长等上述问题变得 更加显著。还有，在专利文献1中公开了在一片膨胀石墨膜的下表面设置裂缝的 技术(参照专利文献1的第6图、第7图)，但实际与一片保护膜没有差 别，也会产生与上述(1) (3)相同的问题。
技术实现思路
本专利技术鉴于所述情况而产生，目的在于提供一种作业时间显著地降 低、且能够不使膜破损而无间隙地覆盖在坩埚的内表面、并且适用于坩埚 的大型化的碳质坩埚的保护方法以及使用了该方法的单晶拉制装置。用于实现所述目的的本专利技术是一种碳质坩埚的保护方法，其将由膨胀 石墨材料构成的保护膜夹设在石英坩埚和载置该石英坩埚的碳质坩埚之 间，所述碳质坩埚的保护方法的要旨在于，所述保护膜在所述坩埚间的铺 设中，将组合为一体的形状的两个以上构成的保护膜片铺设在碳质坩埚的 内表面。这里，用语"碳质坩埚"是指包括由石墨材料构成的石墨坩埚和由碳纤维强化碳复合材料(所谓的c/c材料)构成的坩埚(以下，称为c/c坩 埚)的两者在内的坩埚，当然也可以对这些石墨坩埚或c/c坩埚实施热分解碳等的覆盖或浸渗。如上所述，保护膜在所述坩埚间的铺设中将组合为一体的形状的两个 以上构成的保护膜片铺设在碳质坩埚的内表面，由此与将一片保护膜本身 铺设在碳质坩埚的内表面的情况相比，作业性明显地提高且能够大幅地降 低作业时间。特别地，在大型坩埚的情况下，若使用一片保护膜，则尺寸 变得相当大，操作变得困难，并且为了无破损地沿碳质坩埚的内表面铺设， 在铺设作业上需要长时间。与此相对，若使用分割为多个的保护膜片，则 操作容易，且能够縮短作业时间。此外，若裁断分割为易于沿曲面形状的 坩埚内表面铺设的尺寸以及形状，则形状追随性良好，从而能够无间隙地覆盖坩埚内表面。进而，通过分割为多个，能够在膜的运输时划分为适当 的数量来进行运输，与运输一片膜的情况相比运输变得容易。在本专利技术中，优选保护膜片具备在铺设于碳质坩埚的内表面的状态下 固定相邻的保护膜片彼此的固定机构。膨胀石墨膜自身润滑性高，因此即使在碳质坩埚的内表面铺设保护膜 片，也会产生滑动而导致位置偏移。因此，若保护膜片具备对相邻的保护 膜片彼此进行固定的固定机构，则可以不易产生位置偏移，从而能够可靠地覆盖坩埚内表面中容易SiC化的部位。在本专利技术中，在所述碳质坩埚的内表面，相邻的保护膜片彼此大致无 间隙且不重叠地铺设。 一 如上所述，通过使相邻的保护膜片彼此大致无间隙地铺设，由此能够完全地覆盖碳质坩埚内表面中容易SiC化的部位，从而能够提高对碳质坩 埚内表面的SiC化的抑制。另外，通过使相邻的保护膜片彼此重叠较少地铺设，能够使碳质坩埚整体的温度分布均匀，并能够防止碳质坩埚的裂纹。 这是因为，若使相邻的保护膜片彼此重叠铺设，则在该部分产生温度不均， 导致碳质坩埚整体不能处于均匀的温度分布，由此在碳质坩埚热膨胀时产 生裂纹。在本专利技术中，碳质坩埚由石墨材料构成且分别将分割为多个的坩埚部 分对接而成，所述保护膜片以至少覆盖所述对接部的方式铺设在碳质坩埚的内表面。在碳质坩埚为石墨坩埚时，分别将分割为多个的坩埚部分对接而形成坩埚。因此可知，由于SiO气体从这些对接部分(所谓的分割面)通过， 从而这些对接部分选择性地发生SiC化。因此，通过分割为多个长条状，并将该分割的保护膜片沿对接部分铺设，能够防止石墨坩埚的破损且使寿 命保持为较长。在本专利技术中，在碳制坩埚为由碳纤维强化碳复合材料构成的坩埚(以下，称为c/c坩埚)时，优选保护膜片以覆盖碳质坩埚的内表面中至少容 易发生SiC化的部分、即从坩埚的底部朝向直体部的曲面部分，或者碳质坩埚全部的全部的方式铺设。在为C/C坩埚时，由于SiO气体从坩埚内表面的全部通过，因此将保护膜片铺设为覆盖碳质坩埚的内表面的全部，从而能够防止c/c坩埚的破损且使寿命保持为较长。进而，本专利技术的要旨在于使用了所述碳质坩埚的保护方法的单晶拉制 装置。通过将该方法适用于硅单晶体等的拉制装置，而能够进行均匀的加 热，从而能够制造结晶缺陷少的硅单晶体。专利技术效果根据本专利技术，保护膜在所述坩埚间的铺设中将组合为一体的形状的两 个以上构成的保护膜片铺设在碳质坩埚的内表面，由此与将一片保护膜本 身铺设在碳质坩埚的内表面的情况相比，作业性明显地提高且能够大幅地 降低作业时间。特别地，在大型坩埚的情况下，若使用一片保护膜，则尺 寸变得相当大，操作变得困难，并且为了无破损地沿碳质坩埚的内表面铺 设，在铺设作业上需要长时间。与此相对，若使用分割为多个的保护膜片， 则操作容易，且能够縮短作业时间。此外，若裁断分割为易于沿曲面形状 的坩埚内表面铺设的尺寸以及形状，则形状追随性良好，能够无间隙地覆 盖坩埚的内表面。进而，通过分割为多个，能够在膜的运输时划分为适当 的数量来进行运输，与运输一片膜的情况相比运输变得容易。附图说明图1是单晶拉制装置的要部剖面图。图2是坩埚的放大剖面图。图3是表示保护膜片的铺设方式的图。图4是表示保护膜片的另一铺设方式的图。符号说明l-石英坩埚，2-碳质坩埚，3-加热器，4-上环，5-内遮护板， 6-原料熔液，7-单晶体，IOA、 10B-保护膜片，11-对接部分。具体实施例方式以下，根据实施方式对本专利技术进行详细叙述。需要说明的是，本专利技术 并不局限于以下的实施方式。本专利技术首先对图l所示的单晶拉制装置的坩埚简要结构进行说明，接 下来对保护使用了本专利技术的保护膜的碳质坩埚的内表本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种碳质坩埚的保护方法，将由膨胀石墨材料构成的保护膜夹设在石英坩埚和载置该石英坩埚的碳质坩埚之间，其中，　所述保护膜在所述坩埚间的铺设中，将组合为一体的形状的两个以上构成的保护膜片铺设在碳质坩埚的内表面。

【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：广濑芳明，幸哲也，
申请(专利权)人：东洋炭素株式会社，
类型：发明
国别省市：JP[]