石英玻璃坩埚及其制造方法技术

本发明专利技术提供一种石英玻璃坩埚，其由底部、弯曲部及直体部构成，其中，所述石英玻璃坩埚具有由含有气泡的不透明石英玻璃构成的外层与由透明石英玻璃构成的内层，所述外层由相同种类的原料粉末、或两种以上不同种类的原料粉末制成，并具有两个以上以所述气泡的含有密度进行区分的部位，关于所述外层中相邻的两个部位的气泡含有密度，将所述气泡的含有密度大的部位a的气泡含有密度设为d

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】石英玻璃坩埚及其制造方法
本专利技术涉及一种石英玻璃坩埚及其制造方法。
技术介绍
以往，在制造单晶半导体材料这种单晶物质时，广泛采用所谓的被称为柴可拉斯基法(Czochralskimethod)的方法。该方法中，使多晶硅在容器内熔融后，将晶种的端部浸入至该熔融浴(熔融液)内并一边使其旋转一边提拉。在该方法中，于晶种下方会生长具备相同晶体取向的单晶。在提拉单晶硅时，对于该单晶提拉容器，通常使用石英玻璃坩埚。该石英玻璃坩埚具有由含有气泡的不透明石英玻璃构成的外层与由基本上不含气泡的透明石英玻璃构成的内层。近年来，随着单晶硅晶圆的大型化，石英玻璃坩埚的大口径化也不断发展，因此需要应对单晶硅提拉操作中的石英玻璃坩埚的热负荷的增大、加热时间的长时间化。就石英玻璃坩埚而言，要求其具有对加热时变形的耐久性和对在加热后进行冷却时所发生的劣化的耐久性等，并要求其在需要的部分选择性地使用适合于各个部分的原料粉末(原料石英粉末)。例如，专利文献1中记载了在外层的一部分中掺杂结晶促进剂。现有技术文献专利文献专利文献1：日本特开2010-275151号公报
技术实现思路
本专利技术要解决的技术问题如上所述，有时要求在石英玻璃坩埚的需要的部分选择性地使用不同种类的原料粉末。例如，会在石英玻璃坩埚的不透明石英玻璃层、特别是包含外表面的外层中部分使用特性不同的原料(原料石英粉末)，并要求其形成范围的精度。然而，存在下述问题：制成的石英玻璃坩埚的外观一律是白色，无法通过肉眼观察确认原料种类的边界，即使未在规定的范围内构成规定的原料层(以下，也将石英玻璃坩埚的结构中的由规定的原料形成的层(部位)简称为“原料层”)仍将其用于单晶提拉，进而引发不良情况。例如，通过在将杂质浓度低的高纯度石英原料作为基质的坩埚的外表面刻意形成包含有促进失透的杂质的石英原料层，能够利用石英玻璃的结晶化而提高耐热性。在该情况下，若在不需要的部分形成包含杂质的石英原料层，则会因失透所造成的劣化而产生裂纹，从而发生硅熔融液泄漏的不良情况。此外，即使在未使用不同种类的原料粉末(使用相同种类的原料粉末)作为石英玻璃坩埚的外层形成用的原料粉末的情况下，有时也要求外层中的各个部位具备不同的功能。本专利技术鉴于上述情况而完成，其目的在于提供一种石英玻璃坩埚的外层中的各个部位可具备不同功能的石英玻璃坩埚。此外，本专利技术的目的还在于提供这种石英玻璃坩埚的制造方法。解决技术问题的技术手段本专利技术为了解决上述技术问题而完成，其提供一种石英玻璃坩埚，其由底部、弯曲部及直体部构成，该石英玻璃坩埚的特征在于，其具有由含有气泡的不透明石英玻璃构成的外层与由透明石英玻璃构成的内层，所述外层由相同种类的原料粉末、或两种以上不同种类的原料粉末制成，并具有两个以上以所述气泡的含有密度进行区分的部位，关于所述外层中相邻的两个部位的气泡含有密度，将所述气泡的含有密度大的部位a的气泡含有密度设为da(pcs/mm3)、将所述气泡的含有密度小的部位b的气泡含有密度设为db(pcs/mm3)时，所述相邻的两个部位中的气泡含有密度的差D＝(da-db)/db为10％以上。这种石英玻璃坩埚能够根据气泡的含有密度区别为两个以上的部位，且能够对两个以上以气泡的含有密度进行区分的部位，赋予基于气泡含有密度的差异的不同功能。在该情况下，所述外层能够由所述两种以上不同种类的原料粉末制成，且能够分别由所述不同种类的原料粉末制作所述以气泡的含有密度进行区分的部位。若为这种石英玻璃坩埚，则能够以气泡的含有密度来区分由特定的不同种类的原料粉末制作的外层。此外，能够使所述气泡含有密度的差D为10％以上的边界位于所述直体部。如此，通过使气泡含有密度的差D为10％以上的边界位于直体部，能够制成在直体部具备两个以上以气泡含有密度进行区别的部位的石英玻璃坩埚。此外，在本专利技术的石英玻璃坩埚中，优选能够通过肉眼识别所述相邻的两个部位的边界。如此，就管理而言，由于在本专利技术的石英玻璃坩埚中，能够通过肉眼识别相邻的两个部位的边界，因此优选。此外，在本专利技术的石英玻璃坩埚中，所述外层的至少一部分能够在所述石英玻璃坩埚的壁厚方向上具有多个根据原料粉末的差异进行区别的子层。如此，能够将外层的至少一部分制成进一步由多个根据原料粉末的差异进行区别的子层构成的结构。本专利技术也能够应用于具有这种构成的石英玻璃坩埚。此外，能够将所述石英玻璃坩埚作为用于由保持在该石英玻璃坩埚内部的硅熔融液提拉单晶硅的单晶硅提拉用石英玻璃坩埚。如此，本专利技术的石英玻璃坩埚能够特别适宜地用作单晶硅提拉用石英玻璃坩埚。此外，本专利技术提供一种石英玻璃坩埚的制造方法，所述石英玻璃坩埚由底部、弯曲部及直体部构成，其具有由含有气泡的不透明石英玻璃构成的外层与由透明石英玻璃构成的内层，所述石英玻璃坩埚的制造方法的特征在于，其包含下述步骤：将所述外层的原料粉末供给至旋转的铸模内，并在所述铸模的内表面成型出成为所述石英玻璃坩埚的外层的粉体层的步骤；以及通过加热熔融所述粉体层从而制作所述外层的步骤，使用相同种类的原料粉末、或两种以上不同种类的原料粉末作为所述外层的原料粉末，成型为所述粉体层，成型为所述粉体层时，通过使所述铸模的转速产生差别，从而将所述粉体层区分为两个以上与所述铸模的转速对应的部位，通过加热熔融所述已区分为两个以上的部位的所述粉体层，在所述外层中，制作两个以上以所述气泡的含有密度进行区分的部位，关于所述外层中相邻的两个部位的气泡含有密度，将所述气泡的含有密度大的部位a的气泡含有密度设为da(pcs/mm3)、将所述气泡的含有密度小的部位b的气泡含有密度设为db(pcs/mm3)时，所述相邻的两个部位中的气泡含有密度的差D＝(da-db)/db为10％以上。这种石英玻璃坩埚的制造方法通过使成型为粉体层时的铸模的转速产生差别，能够在所制造的石英玻璃坩埚的外层中形成两个以上以气泡的含有密度进行区分的部位。由此，能够对两个以上以气泡的含有密度进行区分的部位，赋予基于气泡含有密度的差异的不同功能。在该情况下，通过使用所述两种以上不同种类的原料粉末制作所述粉体层，并使所述粉体层的两个以上与所述模具的转速对应的部位分别由所述不同种类的原料粉末构成，能够分别由所述不同种类的原料粉末制作所述以气泡的含有密度进行区分的部位。若为通过这种制造方法而制造的石英玻璃坩埚，则能够以气泡的含有密度来区分由特定的不同种类的原料粉末制作的外层。此外，优选使所述铸模的转速在相当于所述石英玻璃坩埚的直体部的位置发生变化。通过上述方式，能够制造一种气泡含有密度的差D为10％以上的边界位于直体部的石英玻璃坩埚。由此，能够制成一种在坩埚直体部具备两个以上以气泡的含有密度进行区别的部位的石英玻璃坩埚。此外，在本专利技术中，能够将所述粉体层的至少一部分成型为在壁厚方向上具有多个根据原料粉末的差异进行区别的粉体子层的结构。通过将外层用的粉体层形成为具有这种粉体子层的结构本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种石英玻璃坩埚，其由底部、弯曲部及直体部构成，所述石英玻璃坩埚的特征在于，/n其具有由含有气泡的不透明石英玻璃构成的外层与由透明石英玻璃构成的内层，/n所述外层由相同种类的原料粉末、或两种以上不同种类的原料粉末制成，并具有两个以上以所述气泡的含有密度进行区分的部位，/n关于所述外层中相邻的两个部位的气泡含有密度，将所述气泡的含有密度大的部位a的气泡含有密度设为d

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】20180406 JP 2018-0737661.一种石英玻璃坩埚，其由底部、弯曲部及直体部构成，所述石英玻璃坩埚的特征在于，
其具有由含有气泡的不透明石英玻璃构成的外层与由透明石英玻璃构成的内层，
所述外层由相同种类的原料粉末、或两种以上不同种类的原料粉末制成，并具有两个以上以所述气泡的含有密度进行区分的部位，
关于所述外层中相邻的两个部位的气泡含有密度，将所述气泡的含有密度大的部位a的气泡含有密度设为da(pcs/mm3)、将所述气泡的含有密度小的部位b的气泡含有密度设为db(pcs/mm3)时，所述相邻的两个部位中的气泡含有密度的差D＝(da-db)/db为10％以上。


2.根据权利要求1所述的石英玻璃坩埚，其特征在于，所述外层由所述两种以上不同种类的原料粉末制成，且以所述气泡的含有密度进行区分的部位分别由所述不同种类的原料粉末制成。


3.根据权利要求1或2所述的石英玻璃坩埚，其特征在于，所述气泡含有密度的差D为10％以上的边界位于所述直体部。


4.根据权利要求1～3中任一项所述的石英玻璃坩埚，其特征在于，能够通过肉眼识别所述相邻的两个部位的边界。


5.根据权利要求1～4中任一项所述的石英玻璃坩埚，其特征在于，所述外层的至少一部分在所述石英玻璃坩埚的壁厚方向上具有多个根据原料粉末的差异进行区别的子层。


6.根据权利要求1～5中任一项所述的石英玻璃坩埚，其特征在于，所述石英玻璃坩埚为用于由保持在该石英玻璃坩埚内部的硅熔融液提拉单晶硅的单晶硅提拉用石英玻璃坩埚。


7.一种石英玻璃坩埚的制造方法，所述石英玻璃坩埚由底部、弯曲部及直体部构成，其具有由含有气泡的不透明石英玻璃构成的外层与由透明石英玻璃构成的内层，所述石英玻璃坩埚的制造方法的...

【专利技术属性】
技术研发人员：马场裕二，
申请(专利权)人：信越石英株式会社，
类型：发明
国别省市：日本;JP