[发明专利]氧化硅玻璃坩埚

说明书

技术领域

本发明涉及一种单晶硅拉晶用氧化硅（silica）玻璃坩埚。

背景技术

支撑现今IT化社会的电子技术中，应用于此技术中的半导体设备等的制造上硅晶片是不可或缺的。这种硅晶片的特征之一是具有氧析出物、位错、氧层积缺陷等的微小缺陷。这种微小缺陷一方面具有可以捕获在设备工艺中发生的重金属污染的有益效果，另一方面，会成为设备不良的原因。从而，根据设备种类或所使用的设备工艺的不同，有必要将单晶硅结晶中的氧浓度调整为规定浓度。

目前，作为单晶硅的制造方法，通常采用被称为切克劳斯基法(Czochralski，下称CZ法)的单晶硅拉晶方法。另外，还有一种是被称为MCZ法（Magneticfield applied CZ法）的方法，该方法是一种在CZ法上施加强有力的磁场的方法。

在CZ法中，一般来讲，金属杂质的浓度为几ppb(1ppb等于十亿分之一)以下的高纯度多晶硅和电阻率调整用掺杂剂(硼(B)或磷(P))一同放入到高纯度氧化硅玻璃坩埚内，并在大约1420℃的温度下进行熔化。其次，将晶种硅棒接触到硅熔液的液面上，旋转晶种或氧化硅玻璃坩埚，将晶种减细(无位错化)之后提升，由此获得具有与晶种相同原子排列的单晶硅锭。

如上所述，氧化硅玻璃坩埚是一种熔化多晶硅并作为单晶硅提升时贮留硅熔融液的装置。并且，氧化硅玻璃慢慢熔化为硅熔液。因此，提升该单晶硅时，氧化硅玻璃坩埚起到给上述硅晶片供氧的作用，同时也是供应铁（Fe）或铝（Al）、钠（Na）等微量杂质的供给源。并且，含在氧化硅玻璃中的缺陷也熔解于硅熔液中并混入。作为代表性缺陷，有含在氧化硅玻璃中的φ0.05mm以上的气泡、铁等的金属小片等。

根据CZ法进行单晶硅的拉晶时，如果露出φ0.05mm以上的气泡或者气泡破裂，则氧化硅玻璃碎片会掉落到硅熔液中。该氧化硅玻璃碎片根据硅熔液的热对流而移动，并附着到单晶硅上。此时，由于单晶硅进行多结晶化，因此单晶的成品率会降低。而且，气泡中的气体也混入到硅熔液中。如果该气体成分掺入到单晶硅中，就会成为单晶硅的缺陷。由于包含在氧化硅玻璃中的铁等杂质会切断氧化硅玻璃的O-Si-O结合并在单晶硅生长过程中的温度下转移成稳定的结晶(β-白硅石（cristobalite）)，因此，使金属小片周围结晶化。该结晶露出在结晶硅熔液之后会剥离，如同气泡而混入到硅熔液中，从而降低单晶的成品率。近几年，随着坩埚的大口径化(直径700mm以上)，会促进利用氧化硅玻璃坩埚进行CZ法时的温度条件的高温化，因此，氧化硅玻璃的熔解速度具有变快的倾向。并且，还会促进根据CZ法的单晶硅制造时间的长时间化，氧化硅玻璃的熔解量会增大，因此，上述问题越发引起担忧。

另一方面，就目的来说虽然与本发明完全不同，但是在现有技术中，作为在氧化硅玻璃坩埚上进行标记的技术，例如专利文献1中揭示了一种赋予可拆装式记号部件的技术。

【背景技术文献】

【专利文献】

【专利文献1】日本专利申请 特开平10-120486号公报。

发明内容

【发明要解决的课题】

　然而，上述先前技术具有如下所述的改善余地。

第一，由于上述氧化硅玻璃坩埚的缺陷露出于硅熔液中时会带来不良影响，因此，有必要预先管理从氧化硅玻璃坩埚的内表面到缺陷为止的距离。在此，到该缺陷为止的距离与浸渍在硅熔液中的时间(即，氧化硅玻璃坩埚的墙面的熔解量)有关。其原因在于，该浸渍时间以及熔解量因氧化硅玻璃坩埚的部位而不同。而且，由于硅熔液的液面会随着单晶硅的提升而降低，因此，从氧化硅玻璃坩埚的直筒部朝向底部，存在浸渍时间以及熔解量增多的倾向。从而，对于氧化硅玻璃坩埚中存在的缺陷，如果能够正确掌握其高度位置以及从内表面的距离等信息，则，应该能够管理从氧化硅玻璃坩埚的内表面到缺陷为止的距离。然而，在现有的氧化硅玻璃坩埚中，无法掌握从氧化硅玻璃坩埚的内表面到缺陷为止的距离，因此无法进行产品出货的判断，或者，无法解决种种问题。

第二，在专利文献1中，相关记号部件是仅应用于氧化硅玻璃坩埚制造工序的每次搬送中的、在各载物台内的定位中的。具体来讲，在专利文献1中，在相对移动时利用可拆装式记号部件，而在转移至此后的原料熔化以及大量（bulk）拉晶工序之前将记号部件拆卸掉。因此，在根据CZ法的单晶硅制造过程中，藉由该可拆装式记号部件，很难管理从氧化硅玻璃坩埚内表面到缺陷位置的距离。