[發明專利]碳質坩堝的保護方法以及單晶拉制裝置

有效

• 申請號: 200880010903.0
• 申請日: 2008-04-04
• 公開（公告）號: CN101652504A
• 公開（公告）日: 2010-02-17
• 發明（設計）人: 廣瀨芳明;幸哲也
• 申請（專利權）人: 東洋炭素株式會社
• 主分類號: C30B15/10
• 分類號: C30B15/10
• 代理公司: 中科專利商標代理有限責任公司
• 代理人: 李貴亮

技術領域

本發明涉及碳質坩堝的保護方法以及單晶拉制(引き上げ)裝置，更 具體而言，涉及具有石英坩堝和內插該石英坩堝的碳質坩堝的坩堝裝置， 特別涉及保護單晶拉制用熔化坩堝裝置的碳質坩堝的方法以及使用了該 保護方法的單晶拉制裝置。

背景技術

以往具有石墨坩堝和石英坩堝的坩堝裝置作為代表性地作為單晶拉 制熔化坩堝裝置而被使用。在該半導體制造工序中，作為代表性的單晶拉 制裝置，已知有根據切克勞斯基單晶生長法(以下，稱為“CZ法”)而制 成的單晶拉制裝置(以下，稱為“CZ裝置”)。在根據該CZ法而制成的單 晶拉制裝置中，由于石墨坩堝和石英坩堝直接接觸，因此與石英坩堝接觸 的石墨坩堝的接觸面在石英坩堝和石墨坩堝的反應、或由Si產生的SiO 氣體等反應的作用下，發生碳化硅(以下稱為Si?C)化，由于與石墨的熱 膨脹系數不同而產生裂紋等缺陷。因此，為了解決所述問題，提出了一種 技術，其通過將由膨脹石墨材料形成的保護膜(以下，簡稱為膨脹石墨) 夾設在現有的石英坩堝和石墨坩堝之間，并覆蓋石墨坩堝的內表面，由此 防止石墨坩堝的破損并使壽命保持較長(例如，參照專利文獻1)。

專利文獻1：專利第2528285號公報。

然而，由于作為上述現有的保護膜而使用的膨脹石墨膜只有一片，因 此在坩堝的內表面鋪設時，存在以下的問題。

(1)將一片膨脹石墨膜覆蓋在石墨坩堝的內表面時，由于石墨坩堝 的內表面是曲面形狀，因此難以使用一片膨脹石墨膜來無間隙地覆蓋石墨 坩堝的內表面。

(2)膨脹石墨膜通過壓縮絮狀的膨脹石墨而獲得，具有強度較弱的 性質。因此，若使一片膨脹石墨膜沿著坩堝的內表面，則會產生破損、折 彎。另一方面，若使這樣的一片膨脹石墨膜無破損地覆蓋石墨坩堝的內表 面，則需要較長的作業時間。

(3)進而，隨著近年來的坩堝的大型化，一片石墨膜的尺寸也變得 較大，因此膨脹石墨膜的破損、作業性不好且作業時間長等上述問題變得 更加顯著。

還有，在專利文獻1中公開了在一片膨脹石墨膜的下表面設置裂縫的 技術(參照專利文獻1的第6圖、第7圖)，但實際與一片保護膜沒有差 別，也會產生與上述(1)～(3)相同的問題。

發明內容

本發明鑒于所述情況而產生，目的在于提供一種作業時間顯著地降 低、且能夠不使膜破損而無間隙地覆蓋在坩堝的內表面、并且適用于坩堝 的大型化的碳質坩堝的保護方法以及使用了該方法的單晶拉制裝置。

用于實現所述目的的本發明是一種碳質坩堝的保護方法，其將由膨脹 石墨材料構成的保護膜夾設在石英坩堝和載置該石英坩堝的碳質坩堝之 間，所述碳質坩堝的保護方法的要旨在于，所述保護膜在所述坩堝間的鋪 設中，將組合為一體的形狀的兩個以上構成的保護膜片鋪設在碳質坩堝的 內表面。

這里，用語“碳質坩堝”是指包括由石墨材料構成的石墨坩堝和由碳 纖維強化碳復合材料(所謂的C/C材料)構成的坩堝(以下，稱為C/C坩 堝)的兩者在內的坩堝，當然也可以對這些石墨坩堝或C/C坩堝實施熱分 解碳等的覆蓋或浸滲。

如上所述，保護膜在所述坩堝間的鋪設中將組合為一體的形狀的兩個 以上構成的保護膜片鋪設在碳質坩堝的內表面，由此與將一片保護膜本身 鋪設在碳質坩堝的內表面的情況相比，作業性明顯地提高且能夠大幅地降 低作業時間。特別地，在大型坩堝的情況下，若使用一片保護膜，則尺寸 變得相當大，操作變得困難，并且為了無破損地沿碳質坩堝的內表面鋪設， 在鋪設作業上需要長時間。與此相對，若使用分割為多個的保護膜片，則 操作容易，且能夠縮短作業時間。此外，若裁斷分割為易于沿曲面形狀的 坩堝內表面鋪設的尺寸以及形狀，則形狀追隨性良好，從而能夠無間隙地 覆蓋坩堝內表面。進而，通過分割為多個，能夠在膜的運輸時劃分為適當 的數量來進行運輸，與運輸一片膜的情況相比運輸變得容易。

在本發明中，優選保護膜片具備在鋪設于碳質坩堝的內表面的狀態下 固定相鄰的保護膜片彼此的固定機構。

膨脹石墨膜自身潤滑性高，因此即使在碳質坩堝的內表面鋪設保護膜 片，也會產生滑動而導致位置偏移。因此，若保護膜片具備對相鄰的保護 膜片彼此進行固定的固定機構，則可以不易產生位置偏移，從而能夠可靠 地覆蓋坩堝內表面中容易Si?C化的部位。

在本發明中，在所述碳質坩堝的內表面，相鄰的保護膜片彼此大致無 間隙且不重疊地鋪設。