[發明專利]具有多層結構的石英玻璃坩堝

有效

• 申請號: 200910003377.1
• 申請日: 2009-01-22
• 公開（公告）號: CN101724887A
• 公開（公告）日: 2010-06-09
• 發明（設計）人: 小玉真喜子;森川正樹
• 申請（專利權）人: 日本超精石英株式會社
• 主分類號: C30B15/10
• 分類號: C30B15/10;C30B29/06
• 代理公司: 北京市柳沈律師事務所 11105
• 代理人: 張平元

技術領域

本發明涉及具有多層結構的石英玻璃坩堝，其用于作為半導體材料的硅 單晶的提拉。

背景技術

在硅單晶的提拉中使用的石英玻璃坩堝，其與硅熔融體相接觸的內表面 的品質對提拉成品率、提拉的結晶的品質具有很大影響。已知尤其是與硅熔 融液相接處的坩堝壁體(周壁和底壁)的內表面附近內存氣泡時，使單晶化成 品率(單晶化率)降低。因此，要求石英玻璃坩堝內表面盡量為氣泡和雜質少 的透明的高純度的玻璃層，故多用雜質少的合成石英形成。

現今，關于石英玻璃坩堝的制造方法，所說的旋轉塑模法為主流方法， 該方法是利用離心力使原料石英粉堆積于旋轉著的具有坩堝形狀的塑模的 內表面，通過電弧放電熱使堆積于旋轉著的塑模中的石英粉熔融，玻璃化， 成形為坩堝形狀。在這種情況下，作為在坩堝內表面形成氣泡少、高純度的 透明石英層的方法，已知有如下2種方法。第一種方法是在石英粉的電弧熔 融中從塑模側進行石英層的減壓提拉的方法，石英粉熔融、玻璃化時將石英 層減壓，通過將內部的氣泡吸引至外部而除去，可以形成基本上不含有氣泡 的透明玻璃層(特開平01-157426號、特開平01-160836號等)。第二種方法 為使石英粉在電弧中通過，熔融，使該熔融的石英粉層積于已成形的石英玻 璃坩堝內表面，形成透明玻璃層的方法(特開平01-148718號等)。任意方法 中，只要使用高純度合成石英粉作為內表面層的原料石英粉即可制造內表面 具有高純度合成石英層的石英玻璃坩堝。

用上述旋轉塑模法制造的石英玻璃坩堝，在坩堝內表面形成氣泡少的高 純度的透明石英層，在外面側具有氣泡含有率較透明石英層高的不透明層。

通過用石英玻璃坩堝提拉制造的硅單晶的尺寸以約10年為周期進行著 大型化。器件制造者希望通過使硅單晶的尺寸大型化，而使從硅單晶切割下 來的晶片尺寸也大型化，從而提高器件的制造效率。從這種狀況來看，預計 在不久的將來能制造出直徑為現狀直徑1.5倍左右的硅單晶，現狀直徑為 300mm。

隨著硅單晶尺寸的大型化，也必然要求石英玻璃坩堝的大型化，為了高 品質地制造大型化的硅單晶，僅將石英玻璃坩堝大型化是不能滿足要求的。 例如，為了使大型化的硅單晶為均質單晶，要求石英玻璃坩堝內面的表面狀 態均勻化或石英玻璃坩堝加熱的均質化等。

以往的內表面具有透明石英層，外側具有不透明層的石英玻璃坩堝，透 明石英層和不透明層的厚度有所變化，而厚度的變化妨礙了均質的石英玻璃 坩堝的加熱，其結果導致發生熔融硅局部溫度偏差。制造(提拉)現狀直徑 300mm的硅單晶時，該偏差影響硅單晶的品質。于是，為了保持硅單晶的 品質，公開了各種石英玻璃坩堝。這些石英玻璃坩堝為硅單晶提拉用的石英 玻璃坩堝，其壁體內表面側部分由實質上不含有氣泡的透明玻璃層形成，壁 體外表面側部分由含有大量氣泡的不透明玻璃層形成，在結構等方面各有特 點。(特開平06-191986號公報、特開平06-329493號公報、特開平08-169798 號公報、特開平09-157082號公報)

【專利文獻1】特開平01-157426號公報

【專利文獻2】特開平01-160836號公報

【專利文獻3】特開平01-148718號公報

【專利文獻4】特開平06-191986號公報

【專利文獻5】特開平06-329493號公報

【專利文獻6】特開平08-169798號公報

【專利文獻7】特開平09-157082號公報

發明內容

發明要解決的問題

但是，如上所述制造(提拉)大型化的硅單晶時，對硅單晶的品質產生更 大的不良影響，專利文獻4～7所述的石英玻璃坩堝也存在很難保持硅單晶品 質的問題。

于是，以解決上述問題為課題，本發明的目的在于提供石英玻璃坩堝， 其即使在制造(提拉)大型化的硅單晶時，也可抑制熔融硅的局部溫度偏差， 故可制造(提拉)均質的硅單晶。

解決問題的方法

本發明涉及石英玻璃坩堝，其為硅單晶提拉用石英玻璃坩堝，其從坩堝 內表面側至外表面側至少具有透明層、半透明層和不透明層，其中，透明層 氣泡含有率小于0.3％，半透明層氣泡含有率為0.3％～0.6％的范圍，不透明層 氣泡含有率大于0.6％。

發明的效果