[发明专利]碳质坩埚的保护方法以及单晶拉制装置

说明书

技术领域

本发明涉及碳质坩埚的保护方法以及单晶拉制(引き上げ)装置，更 具体而言，涉及具有石英坩埚和内插该石英坩埚的碳质坩埚的坩埚装置， 特别涉及保护单晶拉制用熔化坩埚装置的碳质坩埚的方法以及使用了该 保护方法的单晶拉制装置。

背景技术

以往具有石墨坩埚和石英坩埚的坩埚装置作为代表性地作为单晶拉 制熔化坩埚装置而被使用。在该半导体制造工序中，作为代表性的单晶拉 制装置，已知有根据切克劳斯基单晶生长法(以下，称为“CZ法”)而制 成的单晶拉制装置(以下，称为“CZ装置”)。在根据该CZ法而制成的单 晶拉制装置中，由于石墨坩埚和石英坩埚直接接触，因此与石英坩埚接触 的石墨坩埚的接触面在石英坩埚和石墨坩埚的反应、或由Si产生的SiO 气体等反应的作用下，发生碳化硅(以下称为Si C)化，由于与石墨的热 膨胀系数不同而产生裂纹等缺陷。因此，为了解决所述问题，提出了一种 技术，其通过将由膨胀石墨材料形成的保护膜(以下，简称为膨胀石墨) 夹设在现有的石英坩埚和石墨坩埚之间，并覆盖石墨坩埚的内表面，由此 防止石墨坩埚的破损并使寿命保持较长(例如，参照专利文献1)。

专利文献1：专利第2528285号公报。

然而，由于作为上述现有的保护膜而使用的膨胀石墨膜只有一片，因 此在坩埚的内表面铺设时，存在以下的问题。

(1)将一片膨胀石墨膜覆盖在石墨坩埚的内表面时，由于石墨坩埚 的内表面是曲面形状，因此难以使用一片膨胀石墨膜来无间隙地覆盖石墨 坩埚的内表面。

(2)膨胀石墨膜通过压缩絮状的膨胀石墨而获得，具有强度较弱的 性质。因此，若使一片膨胀石墨膜沿着坩埚的内表面，则会产生破损、折 弯。另一方面，若使这样的一片膨胀石墨膜无破损地覆盖石墨坩埚的内表 面，则需要较长的作业时间。

(3)进而，随着近年来的坩埚的大型化，一片石墨膜的尺寸也变得 较大，因此膨胀石墨膜的破损、作业性不好且作业时间长等上述问题变得 更加显著。

还有，在专利文献1中公开了在一片膨胀石墨膜的下表面设置裂缝的 技术(参照专利文献1的第6图、第7图)，但实际与一片保护膜没有差 别，也会产生与上述(1)～(3)相同的问题。

发明内容

本发明鉴于所述情况而产生，目的在于提供一种作业时间显著地降 低、且能够不使膜破损而无间隙地覆盖在坩埚的内表面、并且适用于坩埚 的大型化的碳质坩埚的保护方法以及使用了该方法的单晶拉制装置。

用于实现所述目的的本发明是一种碳质坩埚的保护方法，其将由膨胀 石墨材料构成的保护膜夹设在石英坩埚和载置该石英坩埚的碳质坩埚之 间，所述碳质坩埚的保护方法的要旨在于，所述保护膜在所述坩埚间的铺 设中，将组合为一体的形状的两个以上构成的保护膜片铺设在碳质坩埚的 内表面。

这里，用语“碳质坩埚”是指包括由石墨材料构成的石墨坩埚和由碳 纤维强化碳复合材料(所谓的C/C材料)构成的坩埚(以下，称为C/C坩 埚)的两者在内的坩埚，当然也可以对这些石墨坩埚或C/C坩埚实施热分 解碳等的覆盖或浸渗。

如上所述，保护膜在所述坩埚间的铺设中将组合为一体的形状的两个 以上构成的保护膜片铺设在碳质坩埚的内表面，由此与将一片保护膜本身 铺设在碳质坩埚的内表面的情况相比，作业性明显地提高且能够大幅地降 低作业时间。特别地，在大型坩埚的情况下，若使用一片保护膜，则尺寸 变得相当大，操作变得困难，并且为了无破损地沿碳质坩埚的内表面铺设， 在铺设作业上需要长时间。与此相对，若使用分割为多个的保护膜片，则 操作容易，且能够缩短作业时间。此外，若裁断分割为易于沿曲面形状的 坩埚内表面铺设的尺寸以及形状，则形状追随性良好，从而能够无间隙地 覆盖坩埚内表面。进而，通过分割为多个，能够在膜的运输时划分为适当 的数量来进行运输，与运输一片膜的情况相比运输变得容易。

在本发明中，优选保护膜片具备在铺设于碳质坩埚的内表面的状态下 固定相邻的保护膜片彼此的固定机构。

膨胀石墨膜自身润滑性高，因此即使在碳质坩埚的内表面铺设保护膜 片，也会产生滑动而导致位置偏移。因此，若保护膜片具备对相邻的保护 膜片彼此进行固定的固定机构，则可以不易产生位置偏移，从而能够可靠 地覆盖坩埚内表面中容易Si C化的部位。

在本发明中，在所述碳质坩埚的内表面，相邻的保护膜片彼此大致无 间隙且不重叠地铺设。