專利名稱：硅單晶提拉用石英玻璃坩堝的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種硅單晶提拉用石英玻璃坩堝，特別是涉及一種石英玻璃坩堝的不 透明石英玻璃層的結(jié)構(gòu)。
背景技術(shù)：
制造硅單晶時(shí)使用石英玻璃坩堝。在直拉法(CZ法，Czochralski method)中，將 多晶硅(polysilicon)裝入到石英玻璃坩堝中進(jìn)行加熱熔融，然后將籽晶浸漬到此硅熔融 液中，一邊使坩堝旋轉(zhuǎn)一邊緩緩提拉籽晶而使單晶成長(zhǎng)。為了制造半導(dǎo)體元件用的高純度 的硅單晶，要求硅單晶不會(huì)因石英玻璃坩堝所含的雜質(zhì)熔出而受到污染，另外，也需要使坩 堝具有充分的熱容量以容易控制坩堝內(nèi)的硅熔融液的溫度。因此，目前優(yōu)選使用包括外層 及內(nèi)層的雙層結(jié)構(gòu)的石英玻璃坩堝，所述外層含有多個(gè)微小氣泡且為不透明，所述內(nèi)層不 含氣泡且為透明(參看專利文獻(xiàn)1)。另外，也使用如下雙層結(jié)構(gòu)的石英玻璃坩堝利用天 然石英來(lái)形成坩堝的外層從而提高坩堝在高溫下的強(qiáng)度，另一方面，利用合成石英來(lái)形成 與硅熔融液接觸的坩堝的內(nèi)層從而防止雜質(zhì)混入(參看專利文獻(xiàn)2)。另外，為了提高單晶 化率，也提出了如下的石英玻璃坩堝使側(cè)壁部的透明玻璃層的氣泡含有率為0.5%以下， 使底部的透明玻璃層的氣泡含有率為更低的0. 01%以下(參看專利文獻(xiàn)3)。[先前技術(shù)文獻(xiàn)][專利文獻(xiàn)][專利文獻(xiàn)1]日本專利特開(kāi)平1-197381號(hào)公報(bào)[專利文獻(xiàn)2]日本專利特開(kāi)平1-261293號(hào)公報(bào)[專利文獻(xiàn)3]日本專利特開(kāi)平6-191986號(hào)公報(bào)

發(fā)明內(nèi)容
以往的石英玻璃坩堝構(gòu)成為使不透明石英玻璃層所含的氣泡的直徑大致均勻，且 將氣泡含有率也盡可能地控制為固定值。但是，在這樣的構(gòu)成下，存在因?yàn)樵诠鑶尉У奶崂?初期坩堝的紅外線透射率(傳熱性)較低，所以坩堝內(nèi)的硅原料的熔融較為耗費(fèi)時(shí)間的問(wèn) 題。另外，存在因?yàn)樵谔崂襟E的后半期紅外線透射率相對(duì)較高，所以熱容易逸散，保溫性 變得不充分，難以控制已減少的硅熔融液的溫度。如果硅熔融液的溫度不穩(wěn)定，則有硅單晶 的制造良率下降的問(wèn)題。本發(fā)明解決了所述課題，本發(fā)明的目的在于提供一種硅單晶提拉用石英玻璃坩 堝，可以在短時(shí)間內(nèi)熔融硅原料，并且可以借由不透明石英玻璃層隨時(shí)間經(jīng)過(guò)的狀態(tài)變化 而提高硅單晶的制造良率。為了解決所述課題，本發(fā)明的硅單晶提拉用石英玻璃坩堝的特征在于包括側(cè)壁 部、彎曲部及底部，且包括設(shè)置在坩堝內(nèi)表面?zhèn)鹊膶?shí)質(zhì)上不含氣泡的透明石英玻璃層、及設(shè) 置在坩堝外表面?zhèn)鹊膬?nèi)含多個(gè)氣泡的不透明石英玻璃層，所述透明石英玻璃層的氣泡含 有率為0. 以下，所述不透明石英玻璃層的氣泡含有率大于所述透明石英玻璃層的氣泡含有率，所述不透明石英玻璃層所含的氣泡的直徑分布為具有小于40 y m的直徑的氣泡 為10%以上且小于30%，具有40 ii m以上且小于90 ii m的直徑的氣泡為40%以上且小于 80%，具有90 iim以上的直徑的氣泡為10%以上且小于30%。根據(jù)本發(fā)明，不透明石英玻璃層所含的相對(duì)較小的氣泡從提拉步驟的初期階段起 即有助于坩堝的傳熱性，另外，不透明石英玻璃層所含的相對(duì)較大的氣泡借由經(jīng)過(guò)長(zhǎng)時(shí)間 的提拉步驟而膨脹，在提拉步驟的后期階段中大大有助于坩堝的保溫性。也就是說(shuō)，在坩堝 內(nèi)有多個(gè)硅熔融液的硅單晶提拉步驟的初期階段，借由含有多個(gè)相對(duì)較小的氣泡，可以構(gòu) 成為紅外線透射率較高、熱輸入非常容易的坩堝，而在硅熔融液不斷減少的提拉步驟的后 半期，可以提供保溫性提高的石英玻璃坩堝。在本發(fā)明中，所述不透明石英玻璃層所含的氣泡的直徑分布優(yōu)選的是，小于40 ym 的氣泡的直徑分布與90 y m以上的氣泡的直徑分布的差小于10%，特別優(yōu)選的是小于5%。 若兩者的差小于10%，則相對(duì)較小的氣泡與較大氣泡的存在比率的平衡較好，可以提供提 拉初期的熱輸入性及提拉后半期的保溫性兩方面均良好的坩堝。進(jìn)而，若兩者的差小于 5 %，則可以提供所述兩個(gè)作用更穩(wěn)定的坩堝。在本發(fā)明中，坩堝上部的所述不透明石英玻璃層優(yōu)選的是，與坩堝下部的所述不 透明石英玻璃層相比具有含有更多直徑較大的氣泡的直徑分布，并且具有更高的氣泡含有 率。另外，在本發(fā)明中，側(cè)壁部的所述不透明石英玻璃層可以與底部的所述不透明石英玻璃 層相比具有含有更多直徑較大的氣泡的直徑分布，并且具有更高的氣泡含有率。進(jìn)而，所述 不透明石英玻璃層可以隨著從底部朝向側(cè)壁部而具有含有更多直徑較大的氣泡的直徑分 布，并且具有更高的氣泡含有率。無(wú)論是哪一種構(gòu)成，坩堝上方的不透明石英玻璃層均含有 多個(gè)相對(duì)較大的氣泡，因此可以實(shí)現(xiàn)坩堝上部的輕量化，從而可以防止坩堝翻倒或屈曲等 變形。[發(fā)明的效果]根據(jù)本發(fā)明，可以提供一種硅單晶提拉用石英玻璃坩堝，其可以在短時(shí)間內(nèi)熔融 硅原料，并且可以借由不透明石英玻璃層隨時(shí)間經(jīng)過(guò)的狀態(tài)變化而提高硅單晶的制造良率。


圖1是表示本發(fā)明第1實(shí)施方式的硅單晶提拉用石英玻璃坩堝的結(jié)構(gòu)的概略截面 圖。圖2是表示本發(fā)明第2實(shí)施方式的硅單晶提拉用石英玻璃坩堝的結(jié)構(gòu)的概略截面 圖。圖3是表示本發(fā)明第3實(shí)施方式的硅單晶提拉用石英玻璃坩堝的結(jié)構(gòu)的概略截面 圖。圖4是表示不透明石英玻璃層11的氣泡直徑分布的曲線圖，圖4(a)表示使用坩 堝前坩堝上部的氣泡直徑分布，圖4(b)表示使用坩堝前坩堝下部的氣泡直徑分布，圖4(c) 表示使用坩堝后坩堝上部的氣泡直徑分布，圖4(d)表示使用坩堝后坩堝下部的氣泡直徑 分布。[符號(hào)的說(shuō)明]
4
10石英玻璃坩堝
10A坩堝的側(cè)壁部
10B坩堝的底部
10C坩堝的彎曲部
11不透明石英玻璃層
11a第1不透明石英玻璃層
lib第2不透明石英玻璃層
12透明石英玻璃層
20石英玻璃坩堝
30石英玻璃坩堝
具體實(shí)施例方式以下，一邊參看隨附圖式一邊對(duì)本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施方式進(jìn)行詳細(xì)說(shuō)明。圖1是表示本發(fā)明第1實(shí)施方式的硅單晶提拉用石英玻璃坩堝的結(jié)構(gòu)的概略截面 圖。如圖1所示，本實(shí)施方式的石英玻璃坩堝10為雙層結(jié)構(gòu)，包括構(gòu)成外層的不透明 石英玻璃層11、及構(gòu)成內(nèi)層的透明石英玻璃層12。不透明石英玻璃層11是內(nèi)含多個(gè)微小氣泡的非晶質(zhì)二氧化硅玻璃層。本說(shuō)明書(shū) 中所謂的“不透明”，是指石英玻璃中存在多個(gè)氣泡而表觀上為白濁的狀態(tài)。不透明石英玻 璃層11發(fā)揮將來(lái)自于配置在坩堝外周的加熱器(heater)的熱均勻地傳導(dǎo)給石英玻璃坩堝 中的硅熔融液的作用。不透明石英玻璃層11由于熱容量大于透明石英玻璃層12，因此可以 容易地控制硅熔融液的溫度。不透明石英玻璃層11的氣泡含有率只要大于透明石英玻璃層12的氣泡含有率， 并且可以發(fā)揮其功能則并無(wú)特別限定，優(yōu)選的是大于0. 且為5.0%以下。其原因在于， 若不透明石英玻璃層11的氣泡含有率為0. 以下，則不能發(fā)揮出不透明石英玻璃層11的 功能，特別是提拉前半期的保溫性變得不充分。另外，若不透明石英玻璃層11的氣泡含有 率超過(guò)5.0%，則由于氣泡膨脹而導(dǎo)致坩堝變形的可能性較高，單晶化率可能下降，而且提 拉前半期的傳熱性變得不充分。不透明石英玻璃層11的氣泡含有率特別優(yōu)選的是1.0% 以上且4.0%以下。若為1.0%以上且4.0%以下，則可以進(jìn)一步防止坩堝變形，而且可以 進(jìn)一步提高提拉前半期的傳熱性。不透明石英玻璃層的氣泡含有率可以借由比重測(cè)定來(lái)求 出。從坩堝上切割出單位體積(1cm3)的不透明石英玻璃片，將此不透明石英玻璃片的質(zhì)量 設(shè)為A，且設(shè)不含氣泡的石英玻璃的比重B = 2.21g/cm3時(shí)，氣泡含有率P(%)為P= (1_A/ B) XlOOo不透明石英玻璃層11優(yōu)選包含天然石英玻璃。所謂天然石英玻璃，是指將天然水 晶、石英巖等天然原料熔融而制造的二氧化硅玻璃。一般來(lái)說(shuō)，天然石英與合成石英相比具 有金屬雜質(zhì)的濃度較高，0H基的濃度較低的特性。例如，天然石英所含的A1的含量為lppm 以上，堿金屬(Na、K及Li)的含量分別為0.05ppm以上，OH基的含量小于60ppm。另外，是 否為天然石英不應(yīng)根據(jù)一個(gè)要素來(lái)判斷，而應(yīng)根據(jù)多個(gè)要素來(lái)綜合判斷。天然石英與合成 石英相比在高溫下的粘性較高，因此可以提高坩堝整體的耐熱強(qiáng)度。另外，與合成石英相比天然原料較為廉價(jià)，在成本方面也有利。透明石英玻璃層12是實(shí)質(zhì)上不含氣泡的非晶質(zhì)二氧化硅玻璃層，是指表觀上與 不透明石英玻璃層11不同的層。根據(jù)透明石英玻璃層12，可以防止從坩堝內(nèi)表面上剝離 的石英片增加，從而可以提高硅單晶化率。在此，所謂“實(shí)質(zhì)上不含氣泡”，是指不會(huì)因氣泡 而導(dǎo)致單晶化率下降的程度的氣泡含有率及氣泡尺寸，并無(wú)特別限定，是指氣泡含有率為 0. 以下、氣泡的平均直徑為100 ym以下。不透明石英玻璃層11到透明石英玻璃層12 的氣泡含有率的變化相對(duì)較急劇，在從透明石英玻璃層12的氣泡含有率開(kāi)始增加的位置 朝向坩堝的外表面?zhèn)惹斑M(jìn)30 pm左右的部位，氣泡含有率大致達(dá)到不透明石英玻璃層11的 氣泡含有率。因此，肉眼下不透明石英玻璃層11與透明石英玻璃層12的交界清晰。透明石英玻璃層的氣泡含有率可以利用光學(xué)檢測(cè)機(jī)構(gòu)非破壞性地進(jìn)行測(cè)定。光 學(xué)檢測(cè)機(jī)構(gòu)包括光接收裝置，接收對(duì)要檢查的石英坩堝的內(nèi)表面及內(nèi)表面附近的內(nèi)部所照 射的光的反射光。照射光的發(fā)光機(jī)構(gòu)可以是內(nèi)置的發(fā)光機(jī)構(gòu)，另外也可以利用外部的發(fā)光 機(jī)構(gòu)。另外，光學(xué)檢測(cè)機(jī)構(gòu)使用能夠沿著石英坩堝的內(nèi)表面進(jìn)行旋轉(zhuǎn)操作的光學(xué)檢測(cè)機(jī)構(gòu)。 照射光除了可見(jiàn)光、紫外線及紅外線以外，還可以利用X射線或激光束等，只要可以反射而 檢測(cè)氣泡則可以使用任意的照射光。光接收裝置是根據(jù)照射光的種類來(lái)選擇，例如可以使 用包含光接收透鏡及攝像部的光學(xué)照相機(jī)。要對(duì)存在于距離表面一定深度的氣泡進(jìn)行檢測(cè) 時(shí)，只要從表面朝深度方向掃描光學(xué)透鏡的焦點(diǎn)即可。將所述光學(xué)檢測(cè)機(jī)構(gòu)的測(cè)定結(jié)果輸入到圖像處理裝置中，計(jì)算出氣泡含有率。詳 細(xì)說(shuō)來(lái)，使用光學(xué)照相機(jī)來(lái)拍攝坩堝內(nèi)表面的圖像，以一定面積為單位劃分坩堝內(nèi)表面 并設(shè)為基準(zhǔn)面積S1，對(duì)每一此基準(zhǔn)面積S1求出氣泡的占有面積S2，借由P(%) = (S2/ SI) X 100而計(jì)算出氣泡含有率)。如上所述的非破壞性氣泡含有率測(cè)定法例如在日本 專利特開(kāi)平3-86249號(hào)公報(bào)、日本專利特開(kāi)平11-228283號(hào)公報(bào)中有詳細(xì)記述。透明石英玻璃層12優(yōu)選包含合成石英玻璃。所謂合成石英玻璃，例如是指將對(duì) 硅醇鹽水解所合成的原料熔融而制造的二氧化硅玻璃。一般來(lái)說(shuō)，合成石英與天然石英相 比具有金屬雜質(zhì)的濃度較低、0H基的濃度較高的特性。例如，合成石英所含的各金屬雜質(zhì) 的含量小于0. 05ppm, OH基的含量為30ppm以上。但是，添加了 A1等金屬雜質(zhì)的合成石英 也廣為人知，因此，是否為合成石英不應(yīng)根據(jù)一個(gè)要素來(lái)判斷，而應(yīng)根據(jù)多個(gè)要素來(lái)綜合判 斷。像這樣，合成石英玻璃由于雜質(zhì)少于天然石英玻璃，因此可以防止從坩堝向硅熔融液中 熔出的雜質(zhì)增加，可以提高硅單晶化率。不透明石英玻璃層11及透明石英玻璃層12均是設(shè)置在跨及坩堝的側(cè)壁部10A到 底部10B的整個(gè)坩堝上。坩堝的側(cè)壁部10A是與坩堝的中心軸(Z軸)平行的圓筒狀的部 分，從坩堝的開(kāi)口朝大致正下方延伸。但是，側(cè)壁部10A無(wú)需與Z軸完全平行，也可以朝向 開(kāi)口逐漸變寬而傾斜。另外，側(cè)壁部10A可以是直線形的，也可以緩緩彎曲。側(cè)壁部10A雖 并無(wú)特別限定，但是可以定義為坩堝壁面相對(duì)于與Z軸正交的XY平面的切線傾斜角為80 度以上的區(qū)域。坩堝的底部10B是包含與坩堝Z軸的交點(diǎn)的大致圓盤狀的部分，在底部10B與側(cè) 壁部10A之間，形成了彎曲部10C。底部10B至少包括要提拉的硅單晶的投影面。坩堝底 部10B的形狀可以是所謂的圓底，也可以是平底。另外，彎曲部10C的曲率或角度也可以任 意設(shè)定。當(dāng)坩堝底部10B為圓底時(shí)，由于底部10B也具有適度的曲率，因此底部10B與彎曲
6部10C的曲率差與平底相比非常小。當(dāng)坩堝底部10B為平底時(shí)，底部10B平坦或呈極其平 緩的彎曲面，彎曲部10C的曲率非常大。另外，當(dāng)坩堝底部10B為平底時(shí)，將底部10B定義 為坩堝壁面相對(duì)于與Z軸正交的XY平面的切線傾斜角為30度以下的區(qū)域。坩堝的壁厚優(yōu)選的是10mm以上，更優(yōu)選的是13mm以上。其原因在于通常，口徑 為32英寸(約800mm)以上的大型坩堝的壁厚為10mm以上，口徑為40英寸(約1000mm) 以上的大型坩堝的壁厚為13mm以上，這些大型坩堝的容量大而硅熔融液的溫度控制非常 困難，本發(fā)明的效果顯著。透明石英玻璃層12的厚度優(yōu)選的是0.5mm以上。其原因在于， 當(dāng)透明石英玻璃層12薄于0. 5mm時(shí)，有可能在硅單晶的提拉過(guò)程中透明石英玻璃層12全 部熔損而露出不透明石英玻璃層11。另外，透明石英玻璃層12的厚度無(wú)需從側(cè)壁部10A到 底部10B為固定厚度，例如，彎曲部10C的透明石英玻璃層12的厚度可以構(gòu)成為厚于側(cè)壁 部10A或底部10B的透明石英玻璃層12。不透明石英玻璃層11所含的氣泡的直徑分布必須為具有小于40 ym的直徑的氣 泡為10%以上且小于30%，具有40 ii m以上且小于90 ii m的直徑的氣泡為40%以上且小于 80%，具有90 iim以上的直徑的氣泡為10%以上且小于30%。當(dāng)不透明石英玻璃層11所 含的氣泡的直徑分布像所述那樣構(gòu)成時(shí)，確保了不透明石英玻璃層原本的功能即保溫性及 均勻的傳熱性，并且不透明石英玻璃層11所含的相對(duì)較小的氣泡從提拉步驟的初期階段 起即有助于坩堝的傳熱性，另外，相對(duì)較大的氣泡借由提拉步驟中的長(zhǎng)時(shí)間加熱而膨脹，在 提拉步驟的后半期大大有助于坩堝的保溫性。也就是說(shuō)，在坩堝內(nèi)有多個(gè)硅熔融液的硅單 晶提拉步驟的初期階段，可以提供紅外線透射率較高、非常容易輸入熱的坩堝。另外，在硅 熔融液不斷減少的提拉步驟的后半期，可以提供保溫性提高的坩堝。此處，當(dāng)不透明石英玻璃層11所含的具有小于40 iim的直徑的氣泡小于10%時(shí)， 或者具有90 u m以上的直徑的氣泡為30%以上時(shí)，由于不透明石英玻璃層11中直徑較大的 氣泡較多，因此有提拉前半期透射率不足，熔融多晶硅較為耗費(fèi)時(shí)間的問(wèn)題。另外，當(dāng)不透 明石英玻璃層11所含的具有小于40 y m的直徑的氣泡為30%以上時(shí)，或者具有90 y m以上 的直徑的氣泡小于10%時(shí)，由于直徑較大的氣泡較少，因此有提拉后半期的保溫性不足，坩 堝內(nèi)已減少的硅熔融液的溫度控制變困難的問(wèn)題。進(jìn)而，當(dāng)不透明石英玻璃層11所含的具 有40 y m以上且小于90 y m的直徑的氣泡小于40%時(shí)，提拉前半期的透射率不足與提拉后 半期的保溫性不足兩方面均成問(wèn)題。出于以上原因，石英玻璃坩堝的不透明石英玻璃層11的氣泡直徑分布必須為具 有小于40 ii m的直徑的氣泡為10%以上且小于30%，具有40 ii m以上且小于90 y m的直徑 的氣泡為40%以上且小于80%，具有90 ii m以上的直徑的氣泡為10%以上且小于30 %。此 時(shí)，具有小于40 y m的直徑的氣泡的分布率與具有90 y m以上的直徑的氣泡的分布率的差 優(yōu)選的是小于10%，更優(yōu)選的是小于5 %。當(dāng)具有小于40 y m的直徑的氣泡的分布率與具 有90 y m以上的直徑的氣泡的分布率的差為10%以上時(shí)，直徑相對(duì)較小的氣泡的含有率與 直徑相對(duì)較大的氣泡的含有率的平衡變差，有可能提拉初期的傳熱性及提拉后半期的保溫 性中的任一方面的效果變得不充分。由此，不透明石英玻璃層11所含的氣泡的直徑分布形 成為在直徑為40 90 ym的范圍內(nèi)具有相對(duì)較平緩的波峰的分布。不透明石英玻璃層11中的氣泡的直徑分布可以借由如下方式來(lái)求出利用顯微 鏡來(lái)觀察不透明石英玻璃層11的截面，確定單位面積內(nèi)所含的各氣泡的直徑。也可以使用透明石英玻璃層的氣泡含有率的測(cè)定中所使用的光學(xué)檢測(cè)機(jī)構(gòu)來(lái)測(cè)定氣泡的直徑分布。此 時(shí)，可以從表面朝深度方向掃描光學(xué)透鏡的焦點(diǎn)，拍攝存在于距離表面一定深度處的氣泡 的圖像，在圖像處理裝置中對(duì)此圖像進(jìn)行處理而求出各氣泡的直徑，計(jì)算出氣泡的直徑分布。本實(shí)施方式的石英玻璃坩堝10可以通過(guò)旋轉(zhuǎn)成型法來(lái)制造。旋轉(zhuǎn)成型法中，在旋 轉(zhuǎn)著的碳模內(nèi)填充作為不透明石英玻璃層11的原料的石英粉(第1石英粉)。此時(shí)使用的 石英粉是將天然石英粉碎并提純而獲得的天然原料，借由考慮雜質(zhì)含量及多孔性的程度來(lái) 選定適當(dāng)?shù)脑?，并?duì)粒度加以調(diào)整，可以形成具有所述氣泡直徑分布的不透明石英玻璃 層11。因?yàn)樘寄Ｊ且怨潭ㄋ俣榷D(zhuǎn)著，所以對(duì)于石英粉來(lái)說(shuō)，以特定厚度而填充在整個(gè)模 具內(nèi)的石英粉利用離心力而以貼附于內(nèi)壁面的狀態(tài)停留在固定位置，并保持此狀態(tài)。然后，在填充了作為不透明石英玻璃層11的原料的石英粉的碳模內(nèi)，填充作為透 明石英玻璃層12的原料的石英粉(第2石英粉)。此石英粉是以合成石英作為原料所得的 石英粉，將此石英粉以特定厚度而填充在整個(gè)模具內(nèi)。然后，從模具的內(nèi)側(cè)進(jìn)行電弧放電， 將整個(gè)石英粉內(nèi)表面加熱到石英(Si02)的熔點(diǎn)即約1700°C以上而將石英熔融。另外，在此 加熱的同時(shí)從模具側(cè)進(jìn)行減壓，通過(guò)模具上設(shè)置的透氣孔將石英內(nèi)部的氣體抽吸到外層側(cè) 并排出到外部，由此將坩堝內(nèi)表面的氣泡部分地除去，形成實(shí)質(zhì)上無(wú)氣泡的透明石英玻璃 層12。然后，使減壓變?nèi)?，進(jìn)一步繼續(xù)加熱并使氣泡殘留，由此形成內(nèi)含多個(gè)微小氣泡的不 透明石英玻璃層11。借由以上操作，制成本實(shí)施方式的硅單晶提拉用石英玻璃坩堝。圖2是表示本發(fā)明第2實(shí)施方式的硅單晶提拉用石英玻璃坩堝的結(jié)構(gòu)的概略截面 圖。不透明石英玻璃層11所含的氣泡的直徑分布及氣泡含有率也可以構(gòu)成為根據(jù)坩 堝的部位不同而不同。當(dāng)構(gòu)成為根據(jù)部位不同而不同時(shí)，不透明石英玻璃層11優(yōu)選的是如 圖2所示，隨著從底部10B朝向側(cè)壁部10A而具有含有更多直徑較大的氣泡的直徑分布，且 具有更高的氣泡含有率。換句話說(shuō)，氣泡直徑的分布優(yōu)選的是隨著朝向坩堝的上方而更平 緩的分布。因此，對(duì)坩堝的側(cè)壁部10A與底部10B進(jìn)行比較時(shí)，坩堝的側(cè)壁部10A的不透明 石英玻璃層11優(yōu)選的是，與底部10B的不透明石英玻璃層11相比具有含有更多直徑較大 的氣泡的直徑分布，且具有更高的氣泡含有率。氣泡的直徑分布及氣泡含有率可以隨著從 坩堝下端(底部)朝向上方而呈大致線性地變化，另外如后文中所述，氣泡的直徑分布及氣 泡含有率也可以在每一部位間變化或者與部位無(wú)關(guān)地層次性地變化。像這樣而構(gòu)成時(shí)，可 以防止坩堝翻倒或屈曲等坩堝的變形，結(jié)果可以進(jìn)一步提高單晶化率。圖3是表示本發(fā)明第3實(shí)施方式的硅單晶提拉用石英玻璃坩堝的結(jié)構(gòu)的概略截面 圖。如圖3所示，本實(shí)施方式的石英玻璃坩堝30包括構(gòu)成外層的不透明石英玻璃層 11、及構(gòu)成內(nèi)層的透明石英玻璃層12，不透明石英玻璃層11包含氣泡的直徑分布及氣泡含 有率不同的第1不透明石英玻璃層11a與第2不透明石英玻璃層lib。也就是說(shuō)，不透明 石英玻璃層11包含設(shè)置在坩堝上部的第1不透明石英玻璃層11a、及設(shè)置在坩堝下部的第 2不透明石英玻璃層11。此處，所謂“坩堝上部”，是相對(duì)于“坩堝下部”而言的相對(duì)部位，不 需要嚴(yán)格地定義，可以指屬于從坩堝的上端P。到中間位置Pi為止的范圍的部分，所謂“坩堝 下部”，可以指屬于從中間位置Pi到坩堝的下端P2為止的范圍的部分。
第1不透明石英玻璃層11a的氣泡的直徑分布與第2不透明石英玻璃層lib不 同，與第2不透明石英玻璃層lib相比，第1不透明石英玻璃層11a含有更多直徑較大的氣 泡。第1不透明石英玻璃層11a所含的氣泡的直徑分布必須為具有小于40 ym的直徑的 氣泡為10%以上且小于30%，具有40 90 ii m的直徑的氣泡為40%以上且小于80%，具 有90 y m以上的直徑的氣泡為10%以上且小于30%。另外，第2不透明石英玻璃層lib所 含的氣泡的直徑分布必須為具有小于40 iim的直徑的氣泡為10%以上且小于30%，具有 40 90 ii m的直徑的氣泡為40%以上且小于80%，具有90 y m以上的直徑的氣泡為10% 以上且小于30%，并且氣泡含有率低于第1不透明石英玻璃層11a。舉一例來(lái)說(shuō)，第1不透明石英玻璃層11a所含的氣泡的直徑分布為具有小于 40 um的直徑的氣泡為20%，具有40 90 ii m的直徑的氣泡為60%，具有90 y m以上的直 徑的氣泡為20%，另外，第2不透明石英玻璃層lib所含的氣泡的直徑分布為具有小于 40 iim的直徑的氣泡為15%，具有40 90 iim的直徑的氣泡為70%，具有90 ym以上的直 徑的氣泡為15%。當(dāng)?shù)?不透明石英玻璃層11a及第2不透明石英玻璃層lib所含的氣泡的直徑分 布像所述那樣構(gòu)成時(shí)，不透明石英玻璃層lla、llb所含的相對(duì)較小的氣泡從提拉步驟的初 期階段起即有助于坩堝的傳熱性，另外，相對(duì)較大的氣泡借由提拉步驟中的長(zhǎng)時(shí)間加熱而 逐漸膨脹，在提拉步驟的后半期大大有助于坩堝的保溫性。另外，第1不透明石英玻璃層11a與第2不透明石英玻璃層lib相比具有更高的 氣泡含有率，且含有更多直徑相對(duì)較大的氣泡，因此可以減小坩堝上部的比重，從而可以實(shí) 現(xiàn)坩堝的輕量化。因此，對(duì)于口徑為32英寸以上的大型坩堝，可以防止翻倒或屈曲等坩堝 的變形，結(jié)果可以提高單晶化率。圖4是表示不透明石英玻璃層11的氣泡直徑分布的曲線圖，圖4(a)表示使用坩 堝前坩堝上部的氣泡直徑分布，圖4(b)表示使用坩堝前坩堝下部的氣泡直徑分布，圖4(c) 表示使用坩堝后坩堝上部的氣泡直徑分布，圖4(d)表示使用坩堝后坩堝下部的氣泡直徑 分布。如圖4(a)及圖4(b)所示可知，坩堝上部的第1不透明石英玻璃層11a所含的氣 泡的直徑分布與坩堝下部的第2不透明石英玻璃層lib相比，含有更多直徑較大的氣泡， 相反，坩堝下部的不透明石英玻璃層lib含有更多直徑較小的氣泡。將在坩堝上部及下部 具有這樣的氣泡直徑分布的石英玻璃坩堝用于硅單晶的提拉后，氣泡直徑分布變成圖4 (c) 及圖4(d)所示的狀態(tài)。也就是說(shuō)可知，坩堝上部及下部?jī)刹课恢械臍馀莅l(fā)生熱膨脹，可見(jiàn) 相對(duì)較小的氣泡減少并且相對(duì)較大的氣泡增加的傾向，而在坩堝上部，顯著地呈現(xiàn)出這樣 的變化。因此，在硅單晶的提拉步驟的初期階段，可以進(jìn)一步提高紅外線透射率，而在硅熔 融液不斷減少的提拉步驟的后半期，可以進(jìn)一步提高坩堝底部10B的保溫性。而且，由于 上部的不透明石英玻璃層11a含有更多直徑相對(duì)較大的氣泡，因此可以減小坩堝上部的比 重，從而可以實(shí)現(xiàn)坩堝的輕量化。此外，第2及第3實(shí)施方式的石英玻璃坩堝可以與第1實(shí)施方式同樣地利用旋轉(zhuǎn) 成型法來(lái)制造，不透明石英玻璃層中的氣泡直徑分布及氣泡含有率的差異可以借由在坩堝 上部與下部分開(kāi)使用特性不同的兩種石英粉而實(shí)現(xiàn)。以上，對(duì)本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施方式進(jìn)行了說(shuō)明，但本發(fā)明當(dāng)然并不限定于所述實(shí)施方式，可以在不偏離本發(fā)明主旨的范圍內(nèi)進(jìn)行各種變更，而且這些變更也包含在本發(fā)明中。例如，所述第3實(shí)施方式中舉出了氣泡的直徑分布不同的雙層不透明石英玻璃層 為例，但不透明石英玻璃層也可以為三層以上。另外，所述實(shí)施方式中，使不透明石英玻璃層11為天然石英玻璃，使透明石英玻 璃層12為合成石英玻璃，但是并不需要使不透明石英玻璃層11整體完全由天然石英玻璃 所形成，與透明石英玻璃層12的交界附近的不透明石英玻璃層11的一部分也可以包含合 成石英玻璃。另外，當(dāng)透明石英玻璃層12足夠厚時(shí)，與不透明石英玻璃層11的界面附近的 透明石英玻璃層12的一部分也可以包含天然石英玻璃。進(jìn)而，也可以不使用合成石英玻 璃，而僅以天然石英玻璃作為原料來(lái)形成石英玻璃坩堝。另外，所述實(shí)施方式中，將外層為不透明石英玻璃層11、內(nèi)層為透明石英玻璃層 12的雙層結(jié)構(gòu)設(shè)置在從坩堝的側(cè)壁部到底部的整個(gè)坩堝上，但是例如也可以將坩堝上端部 的透明石英玻璃層省略，而使坩堝上端部?jī)H由不透明層所構(gòu)成。實(shí)施例(實(shí)施例1)準(zhǔn)備口徑為32英寸(約800mm)的石英玻璃坩堝A1。此石英玻璃坩堝的不透明石 英玻璃層的氣泡直徑分布如表1所示，直徑小于40 y m的氣泡為12. 1 %，直徑為40 y m以上 且小于90 ii m的氣泡為72. 9%，直徑為90 y m以上的氣泡為15. 0%。氣泡直徑分布是借由 對(duì)利用相同原料、相同條件而制造的石英玻璃坩堝的截面進(jìn)行顯微鏡觀察而求出。進(jìn)而，對(duì) 使用前的石英玻璃坩堝的紅外線透射率進(jìn)行測(cè)定。對(duì)于紅外線透射率E，在與波長(zhǎng)0. 5 3. 5 u m、波峰波長(zhǎng)1. 0 y m的紅外線燈相距30cm的位置設(shè)置受熱面積為1cm2的紅外線功率 計(jì)，不插入測(cè)定用坩堝片而直接測(cè)定紅外線的受熱量C，然后在緊靠受熱面的前方插入測(cè)定 用坩堝片而測(cè)定紅外線的受熱量D，以E= (D/C)X100[%]而計(jì)算出紅外線透射率E。結(jié) 果，坩堝的側(cè)壁部、彎曲部及底部的紅外線透射率的平均值為63.8%。然后，在此石英玻璃坩堝中填充多晶硅碎片300kg后，將石英玻璃坩堝裝填在單 晶提拉裝置中，在爐內(nèi)將坩堝內(nèi)的多晶硅熔解，提拉直徑約300mm的硅單晶錠。其后，測(cè)定使用后的石英玻璃坩堝的紅外線透射率。進(jìn)而，也求出所提拉的硅單晶 的單晶化率。單晶化率是定義為硅單晶相對(duì)于原料多晶硅的重量比。但是，因?yàn)椴⒉皇鞘?用坩堝內(nèi)的所有硅熔融液，而且僅以硅單晶除去頂部及尾部以外的直體部作為單晶化率的 計(jì)算對(duì)象，因此即使提拉了充分的硅單晶，單晶化率也為100%以下，且單晶化率為80%以 上則為良好。如表1所示，使用后石英玻璃坩堝的樣品A1的側(cè)壁部、彎曲部及底部的紅外線透 射率的平均值為32. 1%。使用本實(shí)施例的石英玻璃坩堝的樣品A1所提拉的硅單晶的單晶 化率為82%。如上可知，實(shí)施例1的石英玻璃坩堝的樣品A1在使用前后紅外線透射率從 63. 8%大幅變化為32. 1%，結(jié)果可以獲得良好的單晶化率。[表1] (實(shí)施例2)準(zhǔn)備口徑為36英寸(約900mm)的石英玻璃坩堝的樣品A2。此石英玻璃坩堝的 不透明石英玻璃層的氣泡直徑分布如表1所示，直徑小于40 iim的氣泡為16.4%，直徑為 40 um以上且小于90 ii m的氣泡為69. 2%，直徑為90 y m以上的氣泡為14. 4%。進(jìn)而，對(duì)使 用前的石英玻璃坩堝的紅外線透射率進(jìn)行測(cè)定，結(jié)果坩堝的側(cè)壁部、彎曲部及底部的紅外 線透射率的平均值為63.0%。然后，在與實(shí)施例1相同的條件下進(jìn)行硅單晶錠的提拉后，對(duì)使用后的石英玻璃 坩堝的紅外線透射率進(jìn)行測(cè)定，結(jié)果如表1所示，坩堝的側(cè)壁部、彎曲部及底部的紅外線透 射率的平均值為29.9%。進(jìn)而，求出所提拉的硅單晶的單晶化率，結(jié)果單晶化率達(dá)到83%。 也就是說(shuō)，可知與實(shí)施例1相同，紅外線透射率在坩堝的使用前后大幅變化，結(jié)果可以獲得 良好的單晶化率。(實(shí)施例3)準(zhǔn)備口徑為40英寸(約1000mm)的石英玻璃坩堝的樣品A3。此石英玻璃坩堝的 不透明石英玻璃層的氣泡直徑分布如表1所示，直徑小于40 ym的氣泡為13. 3%，直徑為 40 um以上且小于90 ii m的氣泡為68. 8 %，直徑為90 y m以上的氣泡為17. 9 %。進(jìn)而，對(duì)使 用前的石英玻璃坩堝的紅外線透射率進(jìn)行測(cè)定，結(jié)果坩堝的側(cè)壁部、彎曲部及底部的紅外 線透射率的平均值為61.4%。然后，在與實(shí)施例1相同的條件下進(jìn)行硅單晶錠的提拉后，對(duì)使用后的石英玻璃 坩堝的紅外線透射率進(jìn)行測(cè)定，結(jié)果如表1所示，坩堝的側(cè)壁部、彎曲部及底部的紅外線透 射率的平均值為28.7%。進(jìn)而，求出所提拉的硅單晶的單晶化率，結(jié)果單晶化率達(dá)到82%。 也就是說(shuō)，可知與實(shí)施例1及實(shí)施例2相同，紅外線透射率在坩堝的使用前后大幅變化，結(jié) 果可以獲得良好的單晶化率。(實(shí)施例4)準(zhǔn)備口徑為32英寸(約800mm)的石英玻璃坩堝的樣品A4。此石英玻璃坩堝的 上部與下部的不透明石英玻璃層的氣泡直徑分布不同，如表1所示，坩堝上部的不透明石 英玻璃層的氣泡直徑分布為直徑小于40 y m的氣泡為22. 6%，直徑為40 y m以上且小于 90iim的氣泡為54. 3%，直徑為90 ym以上的氣泡為23. 1 %。另外，坩堝下部的不透明石 英玻璃層的氣泡直徑分布為直徑小于40 iim的氣泡為15.8%，直徑為40iim以上且小于 90 um的氣泡為69. 1 %，直徑為90 y m以上的氣泡為15. 1 %。進(jìn)而，對(duì)使用前的石英玻璃坩 堝的紅外線透射率進(jìn)行測(cè)定，結(jié)果坩堝的側(cè)壁部、彎曲部及底部的紅外線透射率的平均值為 61. 4%。然后，在與實(shí)施例1相同的條件下進(jìn)行硅單晶錠的提拉后，對(duì)使用后的石英玻璃 坩堝的紅外線透射率進(jìn)行測(cè)定，結(jié)果如表1所示，坩堝的側(cè)壁部、彎曲部及底部的紅外線透 射率的平均值為30.4%。進(jìn)而，求出所提拉的硅單晶的單晶化率，結(jié)果單晶化率達(dá)到89%。 也就是說(shuō)，可知與實(shí)施例1 實(shí)施例3相同，紅外線透射率在坩堝的使用前后大幅變化，結(jié) 果可以獲得良好的單晶化率。進(jìn)而可知，由于在長(zhǎng)時(shí)間的提拉中坩堝的變形得以防止，結(jié)果 可以獲得與實(shí)施例1 實(shí)施例3相比高5%以上的單晶化率。(實(shí)施例5)準(zhǔn)備口徑為32英寸(約800mm)的石英玻璃坩堝的樣品A5。此石英玻璃坩堝的側(cè) 壁部與底部的不透明石英玻璃層的氣泡直徑分布不同，如表1所示，坩堝側(cè)壁部的不透明 石英玻璃層的氣泡直徑分布為直徑小于40 iim的氣泡為28. 1%，直徑為40iim以上且小 于90iim的氣泡為45. 5%，直徑為90 ym以上的氣泡為26. 4%。另外，坩堝底部的不透明 石英玻璃層的氣泡直徑分布為直徑小于40 iim的氣泡為16.6%，直徑為40iim以上且小 于90 ii m的氣泡為68. 9%，直徑為90 y m以上的氣泡為14. 5%。進(jìn)而，對(duì)使用前的石英玻 璃坩堝的紅外線透射率進(jìn)行測(cè)定，結(jié)果坩堝的側(cè)壁部、彎曲部及底部的紅外線透射率的平 均值為60.7%。然后，在與實(shí)施例1相同的條件下進(jìn)行硅單晶錠的提拉后，對(duì)使用后的石英玻璃 坩堝的紅外線透射率進(jìn)行測(cè)定，結(jié)果如表1所示，坩堝的側(cè)壁部、彎曲部及底部的紅外線透 射率的平均值為29.5%。進(jìn)而，求出所提拉的硅單晶的單晶化率，結(jié)果單晶化率達(dá)到88%。 也就是說(shuō)可知，與實(shí)施例1 實(shí)施例4相同，紅外線透射率在坩堝的使用前后大幅變化，結(jié) 果可以獲得良好的單晶化率。進(jìn)而可知，由于在長(zhǎng)時(shí)間的提拉中坩堝的變形得以防止，結(jié)果 可以獲得與實(shí)施例1 實(shí)施例3相比高5%以上的單晶化率。(實(shí)施例6)準(zhǔn)備口徑為32英寸(約800mm)的石英玻璃坩堝的樣品A6。此石英玻璃坩堝的 側(cè)壁部、彎曲部及底部各部位的不透明石英玻璃層的氣泡直徑分布不同，如表1所示，坩堝 側(cè)壁部的不透明石英玻璃層的氣泡直徑分布為直徑小于40 iim的氣泡為25.6%，直徑為 40iim以上且小于90iim的氣泡為49. 5%，直徑為90iim以上的氣泡為24.9%。另外，坩 堝彎曲部的不透明石英玻璃層的氣泡直徑分布為直徑小于40 ym的氣泡為22. 7%，直徑 為40iim以上且小于90iim的氣泡為58. 1%，直徑為90 ym以上的氣泡為19. 2%。另外， 坩堝底部的不透明石英玻璃層的氣泡直徑分布為直徑小于40 ym的氣泡為14. 1%，直徑 為40iim以上且小于90iim的氣泡為71. 7%，直徑為90 ym以上的氣泡為14. 2%。進(jìn)而， 對(duì)使用前的石英玻璃坩堝的紅外線透射率進(jìn)行測(cè)定，結(jié)果坩堝的側(cè)壁部、彎曲部及底部的 紅外線透射率的平均值為61. 8%。然后，在與實(shí)施例1相同的條件下進(jìn)行硅單晶錠的提拉后，對(duì)使用后的石英玻璃 坩堝的紅外線透射率進(jìn)行測(cè)定，結(jié)果如表1所示，坩堝的側(cè)壁部、彎曲部及底部的紅外線透 射率的平均值為28. 1%。進(jìn)而，求出所提拉的硅單晶的單晶化率，結(jié)果單晶化率達(dá)到88%。 也就是說(shuō)，可知與實(shí)施例1 實(shí)施例5相同，紅外線透射率在坩堝的使用前后大幅變化，結(jié) 果可以獲得良好的單晶化率。進(jìn)而，由于在長(zhǎng)時(shí)間的提拉中坩堝的變形得以防止，結(jié)果可以 獲得與實(shí)施例1 實(shí)施例3相比高5%以上的單晶化率。
(比較例1)準(zhǔn)備口徑為32英寸的石英玻璃坩堝的樣品B1。此石英玻璃坩堝的不透明石英玻 璃層的氣泡直徑分布如表1所示，直徑小于40 ii m的氣泡為9. 6%，直徑為40 ii m以上且小 于90 y m的氣泡為84. 1 %，直徑為90 y m以上的氣泡為6. 3%。進(jìn)而，對(duì)使用前的石英玻璃 坩堝的紅外線透射率進(jìn)行測(cè)定，結(jié)果坩堝的側(cè)壁部、彎曲部及底部的紅外線透射率的平均 值為49.4%。然后，在與實(shí)施例1相同的條件下進(jìn)行硅單晶錠的提拉后，對(duì)使用后的石英玻璃 坩堝的紅外線透射率進(jìn)行測(cè)定，結(jié)果如表1所示，坩堝的側(cè)壁部、彎曲部及底部的紅外線透 射率的平均值為37. 2%。進(jìn)而求出借由提拉而獲得的硅單晶的單晶化率，結(jié)果單晶化率為 56%，單晶化率大幅下降。如上可知，比較例1的石英玻璃坩堝的樣品B1在使用前后紅外 線透射率從49. 4%變化為37. 2%，但與實(shí)施例1 實(shí)施例3相比變化量較小，結(jié)果無(wú)法獲 得良好的單晶化率。(比較例2)準(zhǔn)備口徑為36英寸的石英玻璃坩堝的樣品B2。此石英玻璃坩堝的不透明石英玻 璃層的氣泡直徑分布如表1所示，直徑小于40 ii m的氣泡為7. 9%，直徑為40 ii m以上且小 于90 y m的氣泡為88. 2%，直徑為90 y m以上的氣泡為3. 9%。進(jìn)而，對(duì)使用前的石英玻璃 坩堝的紅外線透射率進(jìn)行測(cè)定，結(jié)果坩堝的側(cè)壁部、彎曲部及底部的紅外線透射率的平均 值為46. 1%0然后，在與實(shí)施例1相同的條件下進(jìn)行硅單晶錠的提拉后，對(duì)使用后的石英玻璃 坩堝的紅外線透射率進(jìn)行測(cè)定，結(jié)果如表1所示，坩堝的側(cè)壁部、彎曲部及底部的紅外線透 射率的平均值為35. 8%。進(jìn)而求出借由提拉而獲得的硅單晶的單晶化率，結(jié)果單晶化率為 59%，單晶化率大幅下降。也就是說(shuō)，可知與比較例1相同，紅外線透射率在坩堝的使用前 后并未大幅變化，結(jié)果無(wú)法獲得良好的單晶化率。(比較例3)準(zhǔn)備口徑為40英寸的石英玻璃坩堝的樣品B3。此石英玻璃坩堝的不透明石英玻 璃層的氣泡直徑分布如表1所示，直徑小于40 ii m的氣泡為9. 5%，直徑為40 ii m以上且小 于90 ii m的氣泡為85. 6%，直徑為90 y m以上的氣泡為4. 9%。進(jìn)而，對(duì)使用前的石英玻璃 坩堝的紅外線透射率進(jìn)行測(cè)定，結(jié)果坩堝的側(cè)壁部、彎曲部及底部的紅外線透射率的平均 值為44. 2%。然后，在與實(shí)施例1相同的條件下進(jìn)行硅單晶錠的提拉后，對(duì)使用后的石英玻璃 坩堝的紅外線透射率進(jìn)行測(cè)定，結(jié)果如表1所示，坩堝的側(cè)壁部、彎曲部及底部的紅外線透 射率的平均值為34. 3%。進(jìn)而，求出借由提拉而獲得的硅單晶的單晶化率，結(jié)果單晶化率為 62%，單晶化率大幅下降。也就是說(shuō)，與比較例1及比較例2相同，紅外線透射率在坩堝的 使用前后并未大幅變化，結(jié)果無(wú)法獲得良好的單晶化率。
1權(quán)利要求
一種硅單晶提拉用石英玻璃坩堝，其特征在于包括側(cè)壁部、彎曲部及底部，且包括設(shè)置在坩堝內(nèi)表面?zhèn)鹊耐该魇⒉Ａ印⒓霸O(shè)置在坩堝外表面?zhèn)鹊膬?nèi)含多個(gè)氣泡的不透明石英玻璃層，所述透明石英玻璃層的氣泡含有率為0.1％以下，所述不透明石英玻璃層的氣泡含有率大于所述透明石英玻璃層的氣泡含有率，所述不透明石英玻璃層所含的氣泡的直徑分布為具有小于40μm的直徑的氣泡為10％以上且小于30％，具有40μm以上且小于90μm的直徑的氣泡為40％以上且小于80％，具有90μm以上的直徑的氣泡為10％以上且小于30％。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的硅單晶提拉用石英玻璃坩堝，其特征在于坩堝上部的所述不透明石英玻璃層與坩堝下部的所述不透明石英玻璃層相比，具有含 有更多直徑較大的氣泡的直徑分布，且具有更高的氣泡含有率。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的硅單晶提拉用石英玻璃坩堝，其特征在于所述側(cè)壁部的所述不透明石英玻璃層與所述底部的所述不透明石英玻璃層相比，具有 含有更多直徑較大的氣泡的直徑分布，且具有更高的氣泡含有率。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的硅單晶提拉用石英玻璃坩堝，其特征在于所述不透明石英玻璃層隨著自所述底部朝向所述側(cè)壁部而具有含有更多直徑較大的 氣泡的直徑分布，且具有更高的氣泡含有率。
全文摘要
本發(fā)明提供一種石英玻璃坩堝，其可以在短時(shí)間內(nèi)熔融硅原料，且可以借由不透明石英玻璃層隨時(shí)間經(jīng)過(guò)的狀態(tài)變化而使硅單晶的制造良率提高。本發(fā)明的石英玻璃坩堝包括設(shè)置在外表面?zhèn)鹊暮卸鄠€(gè)氣泡的不透明石英玻璃層11、及設(shè)置在內(nèi)表面?zhèn)鹊膶?shí)質(zhì)上不含氣泡的透明石英玻璃層12。不透明石英玻璃層11所含的氣泡的直徑分布為具有10～30μm的直徑的氣泡為10％以上且小于30％，具有40～90μm的直徑的氣泡為40％以上且小于80％，具有90μm以上的直徑的氣泡為10％以上且小于30％。不透明石英玻璃層11中的相對(duì)較小的氣泡從提拉步驟的初期階段起即有助于坩堝的傳熱性，相對(duì)較大的氣泡借由經(jīng)過(guò)長(zhǎng)時(shí)間的提拉步驟而膨脹，在提拉步驟的后半期大大有助于坩堝的保溫性。
文檔編號(hào)C30B15/10GK101857969SQ20101014352
公開(kāi)日2010年10月13日 申請(qǐng)日期2010年3月25日 優(yōu)先權(quán)日2009年4月2日
發(fā)明者小玉真喜子, 岸弘史, 神田稔 申請(qǐng)人:日本超精石英株式會(huì)社