[发明专利]坩埚支承底座、石英坩埚支承装置及单晶硅的制造方法

说明书

本发明的坩埚支承底座（12）具备能够嵌合分割石墨部件（11）的嵌合凹部（122），嵌合凹部（122）的开口边缘（123）构成为，与分割石墨部件（11）接触的接触部（P1）设置在比培育单晶硅之后残留在石英坩埚（221）的硅熔液的固化物（M1）的表面更高的位置，伴随着硅熔液固化时的膨胀而作用在分割石墨部件（11）的力作用在比接触部（P1）更低的位置。

技术领域

本发明涉及一种坩埚支承底座、石英坩埚支承装置及单晶硅的制造方法。

背景技术

以往，已知有支承石英坩埚的石英坩埚支承装置，其用于基于提拉法的单晶硅的制造（例如，参考专利文献1）。

如图4A及图4B所示，专利文献1的石英坩埚支承装置具备支承石英坩埚221的石墨坩埚91及支承石墨坩埚91的石墨制的坩埚支承底座92。

石墨坩埚91由圆板状的底部91A及除此之外的侧部91B所构成。侧部91B由纵向分割为三等分而得到的第1、第2、第3分割石墨部件91C、91D、91E所构成。

在石墨坩埚91的底面设置有嵌入有坩埚支承底座92的凹部91F。

在各分割石墨部件91C、91D、91E的上面设置有抑制其彼此分离的分离抑制部件93。如图4C所示，分离抑制部件93具备棒状的连结部93A及圆柱状的销部93B，该圆柱状的销部93B设置于该连结部93A的两端并容纳在各分割石墨部件91C、91D、91E的圆形的销支承孔911中。销支承孔911的内径形成为比销部93B的外径更大，构成为销部93B能够在该销支承孔911内相对移动。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本特开2000-264777号公报。

发明内容

发明所要解决的技术问题

使用如图4A、图4B、图4C所示的坩埚，根据提拉法制造单晶硅的情况下，首先，将硅原料装入石英坩埚221中，用加热器加热石英坩埚221及石英坩埚支承装置以生成硅熔液。在该硅熔液的生成阶段中，石英坩埚221、石墨坩埚91及坩埚支承底座92因为加热而膨胀。当石英坩埚221膨胀时，各分割石墨部件91C、91D、91E被石英坩埚221推向外侧。此时，分离抑制部件93的销部93B在销支承孔911内相对移动，直至它们接触为止，各分割石墨部件91C、91D、91E彼此分离。

生成硅熔液之后，进行单晶硅的培育，在该培育之后，为了更换石英坩埚221，而将腔室的内部冷却以使硅熔液的残液固化。

在该固化阶段中，硅熔液在已膨胀的状态下固化。

另一方面，因为冷却，石英坩埚221收缩而要恢复到膨胀前的形状。但是，如图5A所示，因为固化物M1是在相比熔融时更膨胀的状态下容纳在石英坩埚221中，所以至少容纳固化物M1的部分无法恢复到膨胀前的状态。

因为冷却，各分割石墨部件91C、91D、91E及坩埚支承底座92也收缩而要恢复到膨胀前的形状。

坩埚支承底座92因为在收缩时没有障碍，所以能够恢复到膨胀前的形状。

另一方面，由于石英坩埚221中的容纳固化物M1的部分无法恢复到膨胀前的状态，所以当各分割石墨部件91C、91D、91E要收缩时，向外侧的力F1作用在与该容纳部分接触的部分。通过该力F1，以石墨坩埚91的凹部91F的开口边缘与坩埚支承底座92的下端边缘的接触部P9为转动中心，产生使各分割石墨部件91C、91D、91E的上端朝向彼此分离的方向旋转的转矩E9。由于该转矩E9，如图5B所示，各分割石墨部件91C、91D、91E的上端侧变成打开的状态，与设置在石墨坩埚91外侧的加热器（未图示）接触，有可能使该加热器损坏。