[发明专利]石英玻璃坩埚和石英玻璃坩埚的制造方法

说明书

[课题]目的在于，提供一种石英玻璃坩埚，其能够防止因石英玻璃坩埚的大型化而产生的向直体部的内侧的倾倒、变形，进一步在具有特性不同的多个层的石英玻璃坩埚中，防止在这些层直接接触的交界部因密度差而产生的剥离；以及所述石英玻璃坩埚的制造方法。[解决手段]硅单晶提拉用石英玻璃坩埚，其特征在于，在具有直体部和底部的硅单晶提拉用石英玻璃坩埚中，在直体部上部密度低，在底部密度高。硅单晶提拉用石英玻璃坩埚，其具有直体部和底部，在包含多层的硅单晶提拉用石英玻璃坩埚中，在外层与内层接触的交界部处，各自的层的密度差为0.0014g/cm³以下。

技术领域

本发明涉及石英玻璃坩埚、特别是硅单晶提拉用的石英玻璃坩埚，涉及大口径大容量的石英玻璃坩埚，其抑制了在硅单晶提拉时的高温下发生的向内侧倾倒等变形、包含天然石英玻璃的外层与包含合成石英玻璃的内层的交界部处的剥离的产生等；以及石英玻璃坩埚的制造方法。

应予说明，本说明书中，将包含电弧熔融和其后接着连续进行的冷却处理在内的热处理称为“电弧热处理”，针对暂时制造的新品的石英玻璃坩埚、或者利用CZ法来培养单晶中使用的石英玻璃坩埚，将为了实现去除内部应变、均质化而进行的热处理称为“退火处理”。

背景技术

半导体的基板等中使用的硅单晶通常使用石英玻璃坩埚而通过Czochralski法(CZ法)来制造。CZ法是在石英玻璃坩埚内导入多晶硅原料，通过加热熔融而制成硅熔液后，从上方使籽晶与前述硅熔液接触，在旋转前述石英玻璃坩埚的同时缓慢提拉前述籽晶，由此得到硅单晶的方法。

针对该硅单晶提拉用的石英玻璃坩埚，例如如专利文献1中记载那样，通过旋转电弧熔融法，即向旋转的石英玻璃坩埚成型用模具内供给石英原料粉，形成坩埚形状成型体，对坩埚形状成型体从内面向外面方向施加减压，同时在旋转坩埚形状成型体的同时进行电弧熔融，由此制造内面侧为透明层、且外面侧设为气泡层的石英玻璃坩埚。

透明层是通过电弧熔融中的减压而去除了气泡的层，气泡层是残留了气泡的层。

并且，针对这样的石英玻璃坩埚的材质，根据所要求的特性，提出了将外面侧的层设为天然石英玻璃层(将天然石英粉熔融而形成的层)、且将内面侧的层设为合成石英玻璃层(将合成二氧化硅粉熔融而形成的层)(专利文献2)；将外层设为天然石英粉层、将中间层设为天然石英粉层或高纯度合成石英粉层、且将内层设为高纯度合成石英粉层的三层结构(专利文献3、专利文献4)等多层。

应予说明，在此，基于材质的层的不同、即天然石英玻璃层与合成石英玻璃层；以及基于有无气泡的层的不同、即气泡层和透明层是独立定义的。

例如，在天然石英玻璃层中存在透明层和气泡层，此外，在透明层中存在合成石英玻璃层和天然石英玻璃层。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本特开2010-105881号公报

专利文献2：日本特开2010-126423号公报

专利文献3：日本特开2000-247778号公报

专利文献4：日本特开2015-127287号公报

专利文献5：日本特开2012-17242号公报

专利文献6：日本特开2009-298652号公报

专利文献7：日本特开平5-58667号公报。

专利文献8：日本特开2008-297154号公报

非专利文献

非专利文献1：Phys. Rev. B Vol.28 No.6,p.3266-3271,Sept.,1983。

发明内容