石英玻璃坩埚的制造方法技术

本发明专利技术提供弯曲部和底部未被过度加热，形状的成形性优异，并且内部气泡少的石英玻璃坩埚的制造方法。一种石英玻璃坩埚的制造方法，其是一边对充填于旋转模具中的石英粉成形体进行抽真空一边进行电弧熔融而制造石英玻璃坩埚的方法，其特征在于，在电弧熔融开始或电弧熔融中将电极相对于模具中心线相对地向侧方移动，在偏心的位置进行电弧熔融。石英玻璃坩埚的制造方法优选整体加热的时间为电弧熔融总时间的６０％以下。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及用于提拉硅单晶的石英玻璃坩埚，更详细地说是涉及，性优 异的同时内部气泡少的石英玻璃埘埚、其制造方法以及装置。
技术介绍
单晶硅主要M过cz法制造的。该方法是在高温下将晶种浸/^石英坩埚 中的 液(w力融液)中，并将其慢^fe而制造单晶硅的方法，{顿储留 ^液的高纯度的石英玻璃柑埚。用于提拉单晶硅的石英玻璃坩埚主要M31电弧熔融法制造的。该方法是 一种在碳制的旋转模具(千-AK)的内表面堆积一定厚度的石英粉形成石英粉 成形体，通过设置在模具内侦i让方的电极的电弧放电加热熔融石英粉使其玻璃 化，来制造石英玻璃柑埚的方法(旋转模具法(:回転乇—》卜'法:))。在战制造方法中，为了除去玻璃层内部的气泡，从模具侧吸引，对石英粉货行减压脱气的同时使石英粉熔融的方法是已知的(专利文献1、专利文献2)。在该熔融工序中，要对石英粉进行减压脱气(称其为抽真空(真空引t))，就需 要使石英粉成形体的内表面均匀且薄地熔融而在表面形成薄的玻璃层，由此将 内面密封，提高石英粉成形体内的真空度。在熔融石英粉成形体来制造玻璃柑埚的，制造方法中，目前一般是在旋 转模具的中心线上设置电弧电极，均匀地加辦莫具内周的石英粉成形体的方法。 但是，模具内表面形成的石英粉成形体上部的缘端的保温性比该成形体的弯曲 部、底部低，因此缘端的熔瞎鹏度慢，在缘端表面不能充分地形成薄的玻璃层， 因此，石英粉成形体的真空度不能上升，而无法得到玻璃层内部气泡少的坩埚。 另一方面，如果为了弥补缘端的熔融不足而增加电弧熔融的发热量来熔融上述 缘端，贝哙出5鹏弯曲部及底部过度加热，石英粉成形條易郷这样的问题。专利文献1:日本特开平06—191986号公报 专利文献2:日本特开平10—025184号公报
技术实现思路
本专利技术的目的在于解决现有制造方法中的上述问题，提供石英玻璃坩埚的 制造方法、由该方法制造的石英玻璃坩埚及其制造装置，该石英玻璃坩埚的缘 端的内面被充分地密封，同时弯曲部及底部未被过度加热，且石英粉成形体的 真空度高，微的《性优异，并且内部气泡少。本专利技术涉及通过以下的构劍军决所述问题的石英玻璃柑埚的制造方法等。(1) 石英玻璃柑埚的制造方法，其是M充i真于旋转模具中的石英粉i^ 体进行抽真空iiiS行电弧熔融而制造石英玻璃坩埚的方法，其特征在于，在电弧熔融开始或电弧熔融中使电极相对于模具中心线相对地向侧方(側方)移动，在偏^iMi置进行电弧熔融。(2) 根据上述(1)所述的，其中，进行如下加热 使电极在模具中心线上进行电弧熔融的整体加热、和使电极在模具中心线外的 偏心位置进行电弧熔融的局部加热。在此，电极的高度被设定为距缘部上端-100cm 100cm。(3) 根据战(1)或(2)所述的石英玻璃钳埚的制造方法，其中，整体 加热的时间为电弧熔融总时间的60%以下。(4) 根据上述(1) (3)中任一项所述的，其 中，在局部加热中，保持电极前端中心与石英粉成形体的加热部位的距离L2为 从模具中心线至所述加热部位的距离Ll的5 80%进行加热熔融。可以制造口 径为26英寸的石英玻璃坩埚。(5) 根据上述(1) (4)中任一项所述的，其 中，使与多个电极前端相接(接卞W的外接圆(外接円)的面积为710咖2以下， 对该夕展圆的圆内整体进行电弧加热。(6) 根据战(5)的，其中，电极中心间的距离 为2cm 15cm。(7) 石英玻璃柑埚，其^M51战(1) (6)中任一项所述的方法制造 的坩埚，其特征在于，弯曲部内面的曲率W2为弯曲部外面的曲率W1的0.8 1.2倍。(8) 石英玻璃坩埚，其^ilil战(1) (6)中任一项所述的方法制造的坩埚，其特征在于，在距钳埚整体的内表面1.0mm的厚度范围，0.5mm以上 的内部气泡在整个弯曲部为5个以下。(9)石英玻璃柑埚的制造装置，其中，电弧电极和旋转模具的至少任一个 具有向侧方移动的装置，电弧电极相对于旋转模具的相对位置可以为偏心的。本专利技术的制造方法中，由于在电弧熔融开始或电弧熔融中将电极相对于模 具中心线向侧方移动，在偏心位置进行电弧熔融，因此，通过将电极向柑埚缘 端靠iSS行电弧熔融，可以抑制侧壁下部、弯曲部及底部的过量加热并充分加 热熔融缘端，在整个柑埚内表面均匀地形成由薄的玻璃层得到的内表面密封层。 因此，可以得到内部气泡少的石英玻璃坩埚。本专利技术的制造方法中，通M行将电极在模具中心线上进行电弧熔融的整 体加热、和将电极在偏离模具中心线的偏心位置进行电弧熔融的局部加热，并 控制电弧熔融以使 加热的时间为电弧熔融总时间的60%以下，由此在充分 加热熔融缘端的同时，抑制自柑埚侧壁下部至弯曲部、底部的部分的过量加热， 因此，该部分的玻璃粘性不会大幅地降低，且没有玻璃自侧壁下部的下垂 (垂ti込A)及玻璃自底部的偏颇(片寄t))，可防止角部的厚度极度增加，可以得 到成形性优异的坩埚。本专利技术的制造方法中，具体地说，例如，在局部加热中，保持电极前端中 心与石英粉成形体柳n热部位的距离L2为从模具中心线至所述加热部位的距 离Ll的5 80%进行加热熔融，另外，在4柳三相交流电极的电弧熔融中，设 定与各电极前端相接的夕瞎圆的面积平面看为710cm2以下，对该夕喉圆的圆内 整体进行电弧加热，M51设定电极中心间的距离为15cm以下进行电弧熔融，可 以得到例如弯曲部内面的曲率W2为弯曲部外面的曲率W1的0.8 1,2倍，在 距钳埚整体的内表面l.Omm的厚度范围，0.5mm以上的内部气泡在，弯曲部 为5个以下的石 璃柑埚。另外，电弧熔融不限于三相交流三根电极结构。例如，可以采用二相交流 四根电极、三相交流六根电极、三相交流九根电极或四相交流八根电极的电极 结构等。附图说明图1是由旋转模具法制造石英玻璃钳埚的示意亂图2是表劍埚的弯曲部的曲率的示意图； 图3是表示电极和夕港圆的示意图4是^Jt埚弯曲部的曲率的说明图。图5是表示石英玻璃部件的制造装置的一个实施方式的剖面图； 图6是表示石英玻璃柑埚的一个实施方式的剖面图； 图7是^^本专利技术的石，璃坩埚的其它实跪方式的剖面图。 符号说明10—模具、11—石英粉成形体、12—通气孔、13 —电极、15—缘上端、16 —侦幢部、17—弯曲部、18—底部、L—模具中心线、Ll一加热部位与模具中心 线的距离、L2—加热部位与电极M的距离、L3 —电极中心间的距离、Wl—弯 曲部外面曲率、W2—弯曲部内面曲率、S-夕卜接圆、R—曲率的测定范围。具体实施例方式下面，根据实施方式具体地说明本专利技术。本专利技术提供石英玻璃柑埚的制造方法，其是边对充i真于旋转模具内的石英 粉成形体进行抽真空iiit行电弧熔融而制造石英玻璃柑埚的方法，其特征在于， 在电弧熔融开始或电弧熔融中将电极相对于模具中心线相对地向侧方移动，在 偏心位置进行电弧熔融。图1 ^将充填于旋转模具中的石英粉成形体电弧熔融来制造石英玻璃柑 埚的方法的概要。如图所示，将石英粉以规定厚度充填于旋转的模具10的内面 形成石英粉成形体ll。在该模具10上设有抽真空用的通气孔12，该通气孔12向模具内面开口。将电弧加热用的电极13 ma在上述模具10的中心线L的线上，边对石英粉成形体11进行抽真空M过电极13进行电弧烙融，熔融石英 粉来制造玻本文档来自技高网...

【技术保护点】
石英玻璃坩埚的制造方法，其是一边对充填于旋转模具中的石英粉成形体进行抽真空一边进行电弧熔融而制造石英玻璃坩埚的方法，其特征在于，在电弧熔融开始或电弧熔融中使电极相对于模具中心线相对地向侧方移动，在偏心位置进行电弧熔融。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：岸弘史，神田稔，
申请(专利权)人：日本超精石英株式会社，
类型：发明
国别省市：JP[日本]