[发明专利]氧化硅玻璃坩埚的基座装填方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种氧化硅玻璃坩埚的基座装填方法。

背景技术

在基于切克劳斯基法的单晶硅的制造中，使用氧化硅玻璃坩埚制造。向氧化硅玻璃坩埚中填充多晶硅后加热，使高纯度的多晶硅熔融而得到硅熔液。在使支持氧化硅玻璃坩埚的基座旋转的同时，一边向该硅熔液中浸渍晶种的端部并使之旋转一边提拉，由此就可以制造单晶硅。为了将使硅熔液接触单晶的硅熔液面中心部分的固液界面保持在作为硅的熔点的1420℃附近，氧化硅玻璃坩埚的温度达到1450～1600℃这样的高温。在有时花费2周以上的单晶硅提拉中，氧化硅玻璃坩埚的缘部的沉入变形量有时会达到5cm以上。

成为半导体材料的单晶硅是通过在氧化硅玻璃坩埚内将多晶硅加热到约1450～1500℃左右，利用切克劳斯基法提拉而制造。随着闪速存储器、DRAM的低价格化和高性能化急速地推进，出于响应该要求的目的，单晶硅的直径从现在主流的300mmΦ变换到属于大型尺寸的400～450mmΦ。与之相伴，为了可以制造直径大的单晶硅，氧化硅玻璃坩埚的口径也从约600mm变换到1000mm以上的大口径尺寸。随着氧化硅玻璃坩埚的口径变大，从配置于氧化硅玻璃坩埚的外侧的电热器到单晶硅的中心的距离与以前相比变远。例如，当口径从约600mm变换为1000mm时，从电热器到单晶的中心，就会变远200mm以上。此外，约1450～1500℃的硅熔液的量也随着氧化硅玻璃坩埚的口径变大而增加。直径约1000mm的坩埚是重量约120kg的利用人的手移动时很重的重量，收容于其中的硅熔液的质量为900kg以上。也就是说，在单晶硅的提拉时，在坩埚中会收容900kg以上的约1500℃的硅熔液。

其结果是，从基座的中心轴到氧化硅玻璃坩埚的边缘的距离变长。因而，就无法忽视基座的中心轴与氧化硅玻璃坩埚的中心轴之间的偏离，在单晶提拉中产生问题。例如，在基座与氧化硅玻璃坩埚的中心轴中产生角度的情况下或中心轴彼此平行地偏离的情况下，会在硅熔液中产生紊流，从而产生晶种的触液变得困难、或使硅锭的单晶化率降低的问题。

发明内容

发明要解决的课题

但是，对于使基座与氧化硅玻璃坩埚的中心轴对齐的操作，此前是依靠经验在CZ炉内由人来进行。为了避免氧化硅玻璃坩埚的破损，在将氧化硅玻璃坩埚装填到基座中后，通常不进行挪动。即使在挪动的情况下，为了从基座中小心地取出容易破裂的氧化硅玻璃坩埚，也是非常需要花费时间的操作。特别是，近年的大口径氧化硅玻璃坩埚具有大于100kg的重量，向基座中装填氧化硅玻璃坩埚后，要挪动氧化硅玻璃坩埚而重新对齐中心轴非常困难。

此外，由于大口径氧化硅玻璃坩埚的单晶提拉的时间与以往的氧化硅玻璃坩埚相比更长，因此氧化硅玻璃坩埚的加热时间也变长。该长时间的加热的结果是，产生内倾或压曲这样的氧化硅玻璃坩埚的变形，对单晶硅的提拉造成不良影响。为了避免氧化硅玻璃坩埚的变形，通过在氧化硅玻璃坩埚的外表面设置碳薄片材料来防止坩埚的变形。利用该碳薄片材料的厚度，将氧化硅玻璃坩埚与基座的间隙填满，要挪动插入基座后的氧化硅玻璃坩埚就会更加困难。

本发明鉴于此种情况，提供一种氧化硅玻璃坩埚的基座装填方法，其不用调节基座与氧化硅玻璃坩埚的中心轴，只要铺设在基座的内表面与氧化硅玻璃坩埚的外表面之间就会使彼此的中心轴实质上一致。

用于解决问题的方法

为了解决上述问题，本发明提供如下所示的氧化硅玻璃坩埚的基座装填方法，具备将成型体铺设在基座的内表面与氧化硅玻璃坩埚的外表面之间的工序，所述成型体具有基于可以支持所述氧化硅玻璃坩埚的所述基座的内面形状的三维数据和所述坩埚的三维数据而算出的、用于使所述基座的中心轴与所述坩埚的中心轴一致的形状，当铺设在所述基座的内表面与所述坩埚的外表面之间时所述基座的中心轴与所述坩埚的中心轴就会实质上一致。

由于一直利用经验来使基座与氧化硅玻璃坩埚的中心轴一致，因此对于简便并且可靠地使中心轴一致的方法还没有研究出来。本发明人等原本认为，通过将氧化硅玻璃坩埚的外表面用碳薄片覆盖，将基座与氧化硅玻璃坩埚的间隙全都填满，就可以使各自的中心轴一致。但是，即使将间隙全都填满，中心轴也不一致。