氧化硅玻璃坩埚的制造方法技术

本发明专利技术提供一种氧化硅玻璃坩埚的制造方法，包括如下工序：向旋转的模具内供应氧化硅原料粉来形成坩埚形成形体；边旋转坩埚形成形体，边由内至外地减压并电弧加热，形成有底圆筒形的氧化硅玻璃坩埚，该坩埚包括透明层和含气泡层；对该坩埚的内面侧进行熔化，并且通过控制其转速，使其透明层表面附近残留的气泡集中到氧化硅玻璃层的径向外侧的透明层中；对该坩埚的内面侧电弧加热，并且通过控制其转速，使残留气泡的氧化硅玻璃层移动而暴露的透明层表面的无气泡层的一部分转移至径向外侧，以无气泡层覆盖集中气泡的区域。采用这种氧化硅玻璃坩埚的制造方法，在不需要磨削及研磨设备，且不影响生产率的条件下，使氧化硅玻璃坩埚的内面无气泡化。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及ー种。
技术介绍
单晶硅主要采用切克劳斯基法(CZ法)来制造。此方法是在高温下将晶种浸渍于氧化硅玻璃坩埚内的硅熔液中，然后慢慢提拉该晶种而制造单晶硅，进而该方法使用的是用于贮存硅熔液的高纯度的氧化硅玻璃坩埚。用于单晶硅拉晶的氧化硅玻璃坩埚，主要使用电弧加热的熔化法来制造。使用该方法制造氧化硅玻璃坩埚的エ序如下先向碳制的旋转模具的内面供应氧化硅原料粉井形成氧化硅粉末成形体，然后通过设置在模具内侧上方的电极的电弧加热来熔化氧化硅原料粉，由此制得氧化硅玻璃坩埚。据此，在氧化硅玻璃坩埚的内面能形成作为含气泡量少的透明层的氧化硅玻璃。但是，由于气泡残留在透明层表面，因此如果硅熔液从表面侵蚀，则会导致气泡膨胀或开裂，从而会在与硅熔液的界面暴露出透明层。其結果，在进行单晶硅拉晶吋，会使单晶化不稳定，而可能会导致单晶化成品率的下降。作为应对单晶成品率下降的对策，例如专利文献1公开了ー种制造方法，即，ー边从模具侧吸引，而对氧化硅粉末成形体内进行抽真空，一边用电弧加热来熔化氧化硅原料粉的方法。根据此方法制造出的氧化硅玻璃坩埚，能够减少透明层的气泡含有率，并且，还能够有效确保透明层的厚度。另外，专利文献2公开了ー种方法，S卩，首先向旋转的模具内部放入氧化硅原料粉，在形成坩埚形成形体之后，用电弧加热法对氧化硅玻璃坩埚的内面整体进行机器磨削， 然后对磨削后的内表面整体再次进行电弧加热，由此能够完全消除存在于氧化硅玻璃坩埚的透明层表面上的气泡。另外，专利文献3公开了ー种方法，即，对氧化硅玻璃坩埚的内面整体实施研磨处理，并利用氢氧燃烧器对研磨面进行加热处理，由此能够完全消除氧化硅玻璃坩埚的内表面上的气泡。专利文献1 日本公开专利特开平01-160836号公报专利文献2 日本公开专利特开2001-002430号公报专利文献3 日本公开专利特开2001-3^831号公报
技术实现思路
专利技术所要解决的课题然而，上述文献记载的现有技术有以下几点需要改善。第一，在专利文献1记载的技术中，通过抽真空的方法从坩埚内侧表面向坩埚内吸引空气，这样会导致少量空气进入到透明层表面，因此并不能完全消除气泡。而如果，气泡残留在透明层表面，则会出现如上所述的由于气泡膨胀或开裂而导致单晶化成品率下降的问题。第二，实施专利文献2和专利文献3记载的技木，必须要进行磨削或研磨，因此，不仅需要添加用于磨削及研磨的新设备，而旦那些エ序需要耗费时间和工夫，从而存在降低氧化硅玻璃坩埚的生产率的弊端。并且在磨削或研磨吋，还会发生氧化硅玻璃中混入杂质的问题。本专利技术是鉴于以上情况而完成的，其目的在于提供ー种不需要磨削及研磨用的额外设备，且不影响生产率，而实现氧化硅玻璃坩埚的内面的无气泡化的。为了解决课题的手段本专利技术提供ー种，包括以下エ序在旋转的模具内供应氧化硅原料粉，形成坩埚形状的成形体的エ序；一边旋转上述坩埚形成形体，一边以由内面至外面的方向减压并进行电弧加热，而形成具有内面侧的透明层及外面侧的含气泡层的，其具有由底部及与其底部相连的壁部組成的有底圆筒形状的氧化硅玻璃坩埚的エ序； 在通过电弧加热熔化了上述氧化硅玻璃坩埚的内面侧的状态下，通过控制赋予该氧化硅玻璃坩埚的转速，使氧化硅玻璃坩埚的上述透明层的表面附近残留有气泡的氧化硅玻璃层集中到底部的径向外侧的透明层中的エ序；在通过电弧加热熔化了上述氧化硅玻璃坩埚的内面侧的状态下，通过控制赋予该氧化硅玻璃坩埚的转速，使移动上述残留有气泡的氧化硅玻璃层而暴露的上述透明层表面的局部无气泡层移动至底部的径向外側，以该无气泡层覆盖气泡集中区域的エ序。根据此方法，由于首先把氧化硅玻璃坩埚的透明层表面附近的气泡残存层集中到底部的径向外侧的透明层之后，再以无气泡层覆盖上述气泡集中区域，因此无需添加用于消除气泡集中区域的磨削及研磨的新设备。专利技术效果本专利技术提供ー种在无需使用磨削及研磨用的新设备且不降低生产率的条件下，能使氧化硅玻璃坩埚的内面实现无气泡化的。上述说明仅是本专利技术技术方案的概述，为了能够更清楚了解本专利技术的技术手段， 而可依照说明书的内容予以实施，并且为了让本专利技术的上述和其它目的、特征和优点能够更明显易懂，以下特举实施例，并配合附图，详细说明如下。附图说明图1 (a) 图1 (e)是说明本实施方式所涉及的氧化硅玻璃坩埚的制造エ序的图。图2是按照本实施方式制造的氧化硅玻璃坩埚的壁部的局部截面图。符号说明1 模具2坩埚形成形体3电弧电极4氧化硅玻璃坩埚101通气孔201 外层202 内层401 底部402 壁部403 角部404含气泡层405透明层具体实施例方式为更进一步阐述本专利技术为达成预定专利技术目的所采取的技术手段及功效，以下结合附图及较佳实施例，对依据本专利技术提出的氧化硅玻璃坩埚制造方法的具体实施方式、结构、 特征及其功效，详细说明如下有关本专利技术的前述及其它
技术实现思路
、特点及功效，在以下配合參考图式的较佳实施例的详细说明中将可清楚呈现。通过具体实施方式的说明，当可对本专利技术为达成预定目的所采取的技术手段及功效得以更加深入且具体的了解，然而所附图式仅是提供參考与说明之用，并非用来对本专利技术加以限制。下面參照附图对本专利技术的实施方式进行说明。另外，在全部附图中，对相同的构成要素使用了相同的符号，并对其适当地省略说明。〈本实施方式的制造方法〉图1(a) (e)是本实施方式涉及的氧化硅玻璃坩埚的制造エ序图(用坩埚的径向截面图来表示)。这里所述的“坩埚的径向截面”是指包含坩埚中心轴线的一面。图2是按照本实施方式制造出的氧化硅玻璃坩埚的壁部的局部截面图。图中的符号各自表示如下符号1是用于形成坩埚的模具，符号101是设置于模具1上的通气孔，符号2是在模具1内供应氧化硅原料粉而形成的坩埚形成形体，符号201 是坩埚形成形体2的外层，符号202是坩埚形成形体2的内层，符号3是用于加热熔化氧化硅原料粉或坩埚的电弧电扱，符号4是氧化硅玻璃材制的坩埚，符号401是坩埚4的底部， 符号402是从底部401延伸的向远离该底部401的一侧开ロ的壁部，符号403是连接坩埚 4的底部401和壁部402的角部，符号404是坩埚4的含气泡层(以下，将含气泡的氧化硅玻璃层称为“含气泡层”(但是，后述的“气泡残存层”除外))，符号405是坩埚4的透明层 (以下，将透明的氧化硅玻璃层为“透明层”)。以下，举例说明按照本实施方式制造氧化硅玻璃坩埚4的エ序。首先，如图1(a) 所示，先将天然氧化硅粉供应旋转的模具1内来形成外层201，接着供应合成氧化硅粉在外层201上形成内层202，由此形成由外层201和内层202組成的坩埚形成形体2。接着，如图1(b)所示，使用电弧电极3从内面侧电弧加热坩埚形成形体2，以此熔化整体坩埚形成形体2而制造氧化硅玻璃坩埚4。此时，在进行电弧加热的同吋，借助从模具1侧设置于模具1上的通气孔101，在坩埚形成形体2外面对坩埚形成形体2进行减压， 即根据所谓的空气抽出法，形成内层202的表面及其内部含有少量气泡的透明层405。此外，从氧化硅原料粉的玻璃化以及确保熔化所制得的氧化硅玻璃坩埚4的角度考虑，电弧加热的温度范围以1800°C以上且沈00°C以下为宜，优选的范围为2000°C以上且 M00°C以下。并且，在形成透明层405吋，优选的减压的压カ为-50本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：须藤俊明，吉冈拓麿，
申请(专利权)人：日本超精石英株式会社，
类型：发明
国别省市：