專利名稱：石英玻璃坩堝的制造方法以及制造裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種石英玻璃坩堝的制造方法，通過具有以下的結(jié)構(gòu)而解決上述問題。
(1)一種石英玻璃坩堝的制造方法，是將堆積在旋轉(zhuǎn)模的內(nèi)表面上的石英粉電弧熔融而制造石英玻璃坩堝的方法，其特征在于，將由多個電極形成的電弧火焰噴出方向設(shè)置在相對于模旋轉(zhuǎn)中心線變位的位置上而進(jìn)行電弧熔融。
(2)如(1)所述的石英玻璃坩堝的制造方法，作為將電極設(shè)置在相對于模中心線變位的位置上而進(jìn)行電弧熔融的方法，將電極設(shè)置在模中心線的側(cè)方而進(jìn)行電弧熔融，或者改變在電弧中通電的電極的根數(shù)，或者改變在電弧中電極的配置而進(jìn)行電弧熔融。
(3)如(1)所述的石英玻璃坩堝的制造方法，將電極設(shè)置在相對于模中心線變位的位置上而進(jìn)行電弧熔融，從而將石英玻璃坩堝的直體部、彎曲部、以及底部的熔融中的玻璃溫度的差控制在300℃以下。
(4)如(1)所述的石英玻璃坩堝的制造方法，將電極設(shè)置在相對于模中心線變位的位置上而進(jìn)行電弧熔融，從而將石英玻璃坩堝的直體部以及底部的透明層的層厚控制在為彎曲部的透明層的層厚的70％至120％。
(5)一種石英玻璃坩堝的制造裝置，是利用上述(1)至(4)任意一項(xiàng)所述的制造方法將堆積在旋轉(zhuǎn)模的內(nèi)表面上的石英粉電弧熔融而制造石英玻璃坩堝的石英玻璃坩堝制造裝置，其特征在于，具有充填石英粉的旋轉(zhuǎn)模、發(fā)生電弧火焰的多個電極、能夠使上述旋轉(zhuǎn)模的旋轉(zhuǎn)軸線即模旋轉(zhuǎn)中心線和上述電弧火焰的發(fā)生方向即電弧火焰噴出方向相對地變位的電弧方向變位機(jī)構(gòu)。
(6)如(5)所述的石英玻璃坩堝的制造裝置，其特征在于，上述電弧方向變位機(jī)構(gòu)具備電極位置設(shè)定機(jī)構(gòu)、模位置設(shè)定機(jī)構(gòu)的任意一方或者雙方，所述電極位置設(shè)定機(jī)構(gòu)能夠控制相對于上述旋轉(zhuǎn)模的上述電極位置設(shè)定，所述模位置設(shè)定機(jī)構(gòu)能夠使旋轉(zhuǎn)模中心線變位。
(A)一種石英玻璃坩堝的制造方法，將堆積在旋轉(zhuǎn)模的內(nèi)表面上的石英粉電弧熔融而制造石英玻璃坩堝，其特征在于，將電極設(shè)置在相對于模中心線偏離的位置而進(jìn)行電弧熔融。
(B)如上述(A)所述的石英玻璃坩堝的制造方法，作為將電極設(shè)置在相對于模中心線偏離的位置而進(jìn)行電弧熔融的方法，將電極設(shè)置在模中心線的側(cè)方而進(jìn)行電弧熔融，或者改變在電弧中通電的電極的根數(shù)，或者改變在電弧中電極的配置而進(jìn)行電弧熔融。
(C)如上述(A)所述的石英玻璃坩堝的制造方法，將電極設(shè)置在相對于模中心線偏離的位置上而進(jìn)行電弧熔融，從而將石英玻璃坩堝的直體部、彎曲部、以及底部的熔融中的玻璃溫度的差控制在300℃以下。
(D)如上述(A)所述的石英玻璃坩堝的制造方法，將電極設(shè)置在相對于模中心線偏離的位置上而進(jìn)行電弧熔融，從而將石英玻璃坩堝的直體部以及底部的透明層的層厚控制在為彎曲部的透明層的層厚的70％至120％。
本發(fā)明的制造方法是將堆積在旋轉(zhuǎn)模的內(nèi)表面上的石英粉電弧熔融而制造石英玻璃坩堝的方法，將電極設(shè)置在相對于模中心線偏離的位置而進(jìn)行電弧熔融，因此電極從模內(nèi)表面遠(yuǎn)離側(cè)的空間寬闊，高溫氣體變得易于通過該空間而向外部流出。因此高溫氣體的內(nèi)循環(huán)流大幅地減少，由于內(nèi)循環(huán)流導(dǎo)致的過度加熱幾乎不會產(chǎn)生。
另一方面，在將電極設(shè)置在相對于模中心線變位的位置(偏離的位置)而進(jìn)行電弧熔融的情況下，模進(jìn)行旋轉(zhuǎn)，因此坩堝內(nèi)表面周期地反復(fù)與電極接近，最終地均勻地加熱坩堝整體。
在本發(fā)明中所謂將電極設(shè)置在相對于模中心線變位的位置(偏離的位置)而進(jìn)行電弧熔融，是指下述模和電極的位置狀態(tài)從電極發(fā)生的電弧的噴出方向相對于模旋轉(zhuǎn)軸線變位而能夠?qū)崿F(xiàn)下述外循環(huán)流比下述內(nèi)循環(huán)流更顯著的狀態(tài)，具體而言，包含下述狀態(tài)電弧噴出方向與模旋轉(zhuǎn)軸線平行而其位置偏離的狀態(tài)、或者電弧噴出方向與模旋轉(zhuǎn)軸線相對地具有角度或者為扭轉(zhuǎn)的位置的狀態(tài)等。
作為將電極設(shè)置在相對于模中心線變位的位置(偏離的位置)而進(jìn)行電弧熔融的方法，包含將電極設(shè)置在模中心線的側(cè)方而進(jìn)行電弧熔融的方法、或者改變在電弧中通電的電極的根數(shù)的方法、或者改變在電弧中電極的配置的方法等。利用這些任意的方法，都能夠減少高溫氣體的內(nèi)循環(huán)流。
根據(jù)本發(fā)明的制造方法，抑制由內(nèi)循環(huán)流導(dǎo)致的局部的過度過熱，因此均勻地加熱坩堝整體，能夠?qū)⑹⒉Ａй釄宓闹斌w部、彎曲部、以及底部的熔融中的玻璃溫度的差控制在300℃以下。
根據(jù)本發(fā)明的制造方法，抑制由內(nèi)循環(huán)流導(dǎo)致的局部的過度過熱，因此坩堝整體透明層的層厚變得均勻，例如能夠?qū)③釄宓闹斌w部以及底部的透明層的層厚控制在為彎曲部的透明層的層厚的70％至120％。
根據(jù)本發(fā)明的石英玻璃坩堝的制造裝置，能夠?qū)㈦姌O和旋轉(zhuǎn)模的位置關(guān)系控制為下述位置狀態(tài)如上所述地從電極發(fā)生的電弧的噴出方向相對于模旋轉(zhuǎn)軸線變位而能夠?qū)崿F(xiàn)下述外循環(huán)流比下述內(nèi)循環(huán)流更顯著的狀態(tài)。



圖1是表示本發(fā)明的石英玻璃坩堝制造裝置的示意主視剖視圖。
圖2是表示本發(fā)明的石英玻璃坩堝制造裝置的電極配置狀態(tài)的示意俯視圖。
圖3是表示本發(fā)明的石英玻璃坩堝制造裝置的電極配置狀態(tài)的示意主視圖。
圖4是表示本發(fā)明的石英玻璃坩堝制造裝置的偏心電弧電極配置狀態(tài)的模式主視圖。
圖5是表示本發(fā)明的偏心電弧的高溫氣體流的模式剖視圖。
圖6是表示本發(fā)明的石英玻璃坩堝的主視剖視圖。
圖7是表示將本發(fā)明的石英玻璃坩堝制造裝置的電極傾斜的偏心電弧電極配置狀態(tài)的模式主視圖。
圖8是表示以往的中心電弧的模式主視剖視圖。
圖9是表示使本發(fā)明的石英玻璃坩堝制造裝置的電極變位的電弧狀態(tài)的模式正面圖。
圖10是使本發(fā)明的石英玻璃坩堝制造裝置的電極和模變位的電弧狀態(tài)的模式正面圖。
圖11是表示本發(fā)明的石英玻璃坩堝制造裝置的電極位置設(shè)定機(jī)構(gòu)的模式正面圖。
附圖標(biāo)記說明 10...模 13...電極 11...石英粉成形體 11a...側(cè)壁部(直體部) 11b...彎曲部 11c...底部 L...旋轉(zhuǎn)中心線 LL...電極位置中心線 C...石英玻璃坩堝 C1...側(cè)壁部(直體部) C2...彎曲部 C3...底部 C0...透明層
具體實(shí)施例方式 以下，基于實(shí)施方式具體地說明本發(fā)明。
本發(fā)明的制造方法是一種石英玻璃坩堝的制造方法，是將堆積在旋轉(zhuǎn)模的內(nèi)表面上的石英粉電弧熔融而制造石英玻璃坩堝的方法，其特征在于，將電極設(shè)置在相對于模中心線的變位的位置(偏離的位置)而進(jìn)行電弧熔融，以便能夠抑制由內(nèi)循環(huán)流導(dǎo)致局部的過度過熱。
以下，基于附圖詳細(xì)地說明改變在電弧中電極的配置的方法。
圖1是表示本實(shí)施方式的石英玻璃坩堝制造裝置的主視剖視圖，在圖中，附圖標(biāo)記1表示石英玻璃坩堝制造裝置。
本發(fā)明的石英玻璃坩堝的制造方法是使用圖1所示的石英玻璃坩堝制造裝置1而基于旋轉(zhuǎn)模塑法的制造方法，石英玻璃坩堝制造裝置1如圖1所示，具有模10，該模具10能夠利用未圖示的旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)旋轉(zhuǎn)并限定石英玻璃坩堝的外形，在模10的內(nèi)部，原料粉(硅粉)被充填為既定厚度而作為石英粉成形體11。在該模10的內(nèi)部設(shè)置有多個貫通其內(nèi)表面并且與未圖示的減壓機(jī)構(gòu)連接的通氣口12，能夠?qū)⑹⒎鄢尚误w11內(nèi)部減壓。在模上側(cè)位置處設(shè)置有與未圖示的電力供給機(jī)構(gòu)連接的電弧加熱用的碳電極13、13、13，能夠?qū)⑹⒎鄢尚误w11加熱。碳電極13、13、13通過電極位置設(shè)定機(jī)構(gòu)20而如圖中箭頭T以及箭頭D所示地能夠上下移動以及設(shè)定電極間距離。
石英玻璃坩堝制造裝置1是高輸出的裝置，在300kVA至12,000kVA的輸出范圍內(nèi)利用多個碳電極13、13、13而通過電弧放電來加熱熔融非導(dǎo)電性對象物(石英粉)。
圖2、圖3是表示本實(shí)施方式的電弧放電裝置的碳電極位置的示意側(cè)視圖。
碳電極13、13、13為例如相同形狀的電極棒以進(jìn)行交流三相(R相、S相、T相)的電弧放電，如圖2、圖3所示，以成為在下方具有頂點(diǎn)的倒三角錐狀的方式，分別設(shè)置為各自的軸線13L形成角度θ1。此外，向各電極13的通電能夠利用未圖示的控制機(jī)構(gòu)來進(jìn)行控制。在圖2、圖3中，作為電極13的位置設(shè)定狀態(tài)，圖示電弧噴出方向與電極位置中心線LL一致的狀態(tài)。
電極位置設(shè)定機(jī)構(gòu)20如圖1所示，具有支承部21，能夠設(shè)定電極間距離D地支承碳電極13、13、13；水平移動機(jī)構(gòu)，能夠沿水平方向移動該支承部21；上下移動機(jī)構(gòu)，能夠?qū)⒍鄠€支承部21以及其水平移動機(jī)構(gòu)作為一體而沿上下方向移動；和旋轉(zhuǎn)角度設(shè)定機(jī)構(gòu)，能夠改變電極的支承角度，在支承部21中，能夠繞角度設(shè)定軸22轉(zhuǎn)動地支承碳電極13，具有能夠控制角度設(shè)定軸22的旋轉(zhuǎn)角度的旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)。
為了調(diào)節(jié)碳電極13、13的電極間距離D以及電極位置狀態(tài)，如圖1用箭頭T3所示那樣，利用旋轉(zhuǎn)角度設(shè)定機(jī)構(gòu)控制碳電極13的角度，并且利用水平移動機(jī)構(gòu)如圖1中箭頭T2所示地控制支承部21的水平位置。進(jìn)而，利用水平移動機(jī)構(gòu)控制電極位置中心線LL和模旋轉(zhuǎn)中心L的水平方向位置。此外，利用上下移動機(jī)構(gòu)如圖1中箭頭T所示那樣控制支承部21的高度位置而控制電極頂端部13a相對于石英粉成形體11底部位置的高度位置。同時，能夠利用旋轉(zhuǎn)角度設(shè)定機(jī)構(gòu)如圖9所示，分別地設(shè)定電極13的角度而將電弧火焰的發(fā)生方向(電極位置中心線)LL控制為從垂直方向變位角度ψ1。
另外，在圖1以及圖4中，僅對左端的碳電極13表示支承部21等，但其他的電極也通過同樣的結(jié)構(gòu)而被支承，通過組合這些設(shè)定機(jī)構(gòu)，能夠分別地控制每個碳電極13的高度(箭頭T)、水平方向位置(箭頭T2)、角度(箭頭T3)以及長度尺寸(箭頭T4)。
電極位置設(shè)定機(jī)構(gòu)20如圖11所示，在模10上側(cè)，在分隔石英玻璃制造爐的內(nèi)部空間和外部空間的頂板部分上設(shè)置有能夠水平方向(XY方向)移動的基臺24。在該基臺21上垂設(shè)有利用齒條傳動齒輪等的機(jī)構(gòu)限制支承部的上下方向位置的上下位置限制部25，支承部21設(shè)置為能夠沿上下方向T1移動。在支承部21上以旋轉(zhuǎn)軸線22為中心旋轉(zhuǎn)自如地設(shè)置有電極支承部23。該電極支承部23作為夾緊機(jī)構(gòu)而支承電極13并能夠進(jìn)行長度方向T4尺寸設(shè)定以及能夠進(jìn)行拆裝。能夠利用未圖示的位置限制機(jī)構(gòu)和驅(qū)動該位置限定機(jī)構(gòu)的驅(qū)動機(jī)構(gòu)，分別設(shè)定這些支承部21和電極支承部23的旋轉(zhuǎn)角度、基臺24的水平方向位置、上下位置限制部25和支承部21的上下方向位置。
另外，在本發(fā)明中，只要能夠進(jìn)行電極13的位置狀態(tài)控制也能夠?yàn)樯鲜鲆酝獾慕Y(jié)構(gòu)。具體地，可以與這些的結(jié)構(gòu)不同，或者在這些結(jié)構(gòu)之上，如圖10所示，利用能夠?qū)⒛?0的旋轉(zhuǎn)軸線(旋轉(zhuǎn)模中心線)L從垂直方向變位的模位置設(shè)定機(jī)構(gòu)30，繞水平方向的旋轉(zhuǎn)軸31的軸將旋轉(zhuǎn)模中心線L從垂直方向傾斜角度ψ2而進(jìn)行位置設(shè)定，能夠?qū)⑿D(zhuǎn)狀態(tài)的模10的角度改變，由此能夠進(jìn)行電極13和模10的相對位置狀態(tài)控制。
首先，說明在電弧開始時的電極位置狀態(tài)。
在電弧放電開始前以及電弧放電開始時，碳電極13為中心電弧而相對于電極位置中心線LL設(shè)定為線對稱，該電極位置中心線LL為與模旋轉(zhuǎn)中心L即中心軸L一致的垂線。具體地，如圖2、圖3所示，以成為在下方具有頂點(diǎn)的倒三角錐狀的方式設(shè)定各自的軸線13L形成角度θ1。
接著，使充填有作為原料的石英粉成形體11的模10旋轉(zhuǎn)，并且開始電力供給，而在使電弧放電開始后產(chǎn)生穩(wěn)定的電弧火焰。
在該狀態(tài)下，利用電極位置設(shè)定機(jī)構(gòu)20，如圖4所示，將電極13設(shè)定在相對于模中心線偏離的位置。即，電極位置中心線LL設(shè)定為相對于模旋轉(zhuǎn)軸線L平行且俯視成為在模10的石英粉成形體11的內(nèi)側(cè)距模旋轉(zhuǎn)軸線L分開距離L0的位置。另外此時，能夠使電極13和模10的高度位置變化，或者不使電極13和模10的高度位置變化。
利用該電極位置設(shè)定機(jī)構(gòu)20的位置設(shè)定，距離L0相對于模10的半徑R能夠設(shè)定為0.03至0.9，優(yōu)選設(shè)定為0.05至0.4，優(yōu)選設(shè)定為0.1至0.3，更優(yōu)選設(shè)定為0.25。由此，如圖5示意地所示，通過將電極13設(shè)置在相對于模中心線L偏離的位置而進(jìn)行電弧熔融，電極13從模內(nèi)表面遠(yuǎn)離一側(cè)的空間寬闊，氣流變得易于通過該空間向外部流出，外循環(huán)流Gout增大。
由此，從電極13頂端發(fā)生的高溫氣體的大部分變成沿坩堝內(nèi)表面(石英粉成形體內(nèi)表面)向該空間流動的一個方向的氣流，高溫氣體的內(nèi)循環(huán)流Gin大幅地減少，由內(nèi)循環(huán)流導(dǎo)致的過度加熱幾乎不會發(fā)生。另外在圖9或者圖10所示的狀態(tài)中，設(shè)定角度ψ1、ψ2以及模和電極的高度位置，由此能夠?qū)崿F(xiàn)與上述的距離L0的控制狀態(tài)同等的狀態(tài)。
在本發(fā)明的制造方法中，由于內(nèi)循環(huán)流導(dǎo)致的過度加熱幾乎不會發(fā)生，因此如圖5所示，在與石英玻璃坩堝的直體部、彎曲部、底部對應(yīng)的石英粉成形體11的直體部11a、彎曲部11b、底部11c的各位置處，能夠?qū)⑷廴谥械牟Ａ囟鹊牟羁刂圃?00℃以下。通過這樣的均勻加熱，如圖6所示，能夠?qū)③釄錍的直體部C1以及底部C3的透明層0的層厚控制在為彎曲部2的透明層C0的層厚的70％至120％。
這樣，利用本發(fā)明的方法制造的石英玻璃坩堝C如圖6所示，坩堝的直體部C1、彎曲部C2以及底部C3的透明層C0的層厚在一定范圍內(nèi)，具有具備均勻的特性的透明層。
由此，在單晶硅的拉晶中，因?yàn)橥獠考訜岬臒彷椛渚鶆?、坩堝表面溫度變得均勻，所以在使用該石英玻璃坩堝而進(jìn)行單晶拉晶時，能夠提高單晶成品率。此外，通過將熔融中的玻璃溫度控制在上述的范圍，在拉晶中的坩堝內(nèi)表面的透明層C0的熔損速度也變得均勻，在拉晶的單晶硅中縱方向(拉晶軸方向)的氧濃度的不均變少，能夠拉晶出高品質(zhì)的單晶硅。
在本發(fā)明中，作為將電極設(shè)置在相對于模中心線偏離的位置而進(jìn)行電弧熔融的方法，在改變在電弧中的電極的配置方法以外，能夠采用下述方法，即在將旋轉(zhuǎn)模搬入到電極的下側(cè)時，將旋轉(zhuǎn)模定位為模的旋轉(zhuǎn)中心線位于電極的側(cè)方，將電極設(shè)置在模中心線的側(cè)方。
此外，作為將電極設(shè)置在模中心線的側(cè)方的方法，在將電極設(shè)置在模中心線的側(cè)方的方法以外，能夠采用為中心電弧狀態(tài)的電極配置而改變電弧中通電的電極根數(shù)的方法。該情況下，電極的根數(shù)能夠是例如3根以上20根左右以下，能夠具有2相交流4根電極、2相交流6根電極、2相交流8根電極、2相交流10根電極、3相交流3根電極、3相交流6根電極、3相交流9根電極、3相交流12根電極、3相交流15根電極、4相交流4根電極、4相交流8根電極、4相交流12根電極、或者4相交流16根電極的任意的電極結(jié)構(gòu)。此外，如果電極根數(shù)在4根以上，能夠設(shè)定為同時地對多根電極不通電。
改變在電弧中通電的電極的根數(shù)的方法能夠?qū)Χ鄠€點(diǎn)擊交互地切換通電的電極。由此，能夠降低由電弧放電導(dǎo)致電極的消耗量。在具體的通電電極的切換中，因?yàn)楦鶕?jù)實(shí)際的規(guī)格等而不同，所以優(yōu)選設(shè)定為能夠與上述的偏心電弧同等地防止內(nèi)循環(huán)流導(dǎo)致的過度加熱。
進(jìn)而，作為改變在電弧中的電極的配置的方法，如上所述，在將電極向側(cè)方移動的方法以外，能夠如圖7所示，將電極向坩堝內(nèi)表面的單側(cè)傾斜地設(shè)置，即，能夠以利用電極位置設(shè)定機(jī)構(gòu)20將電極13的電極位置中心線LL傾斜而改變與坩堝內(nèi)表面的距離的方式進(jìn)行位置設(shè)定。此時，電極位置設(shè)定機(jī)構(gòu)20成為將電極傾斜的機(jī)構(gòu)。在具體的角度設(shè)定中，因?yàn)楦鶕?jù)實(shí)際的設(shè)計(jì)等而不同，所以優(yōu)選設(shè)定為能夠與上述的偏心電弧同等地防止內(nèi)循環(huán)流導(dǎo)致的過度加熱。
進(jìn)而，作為改變在電弧中電極的配置的方法，能夠利用電極位置設(shè)定機(jī)構(gòu)20改變電極13相互的間隔而改變與坩堝內(nèi)表面的距離。此時，可以說，應(yīng)該稱為電極的重心的電極位置中心線LL的位置移動。在具體的設(shè)定中，因?yàn)楦鶕?jù)實(shí)際的規(guī)格等而不同，所以優(yōu)選設(shè)定為能夠與上述的偏心電弧同等地進(jìn)行內(nèi)循環(huán)流導(dǎo)致的過度加熱。
實(shí)施例 以下，將本發(fā)明的實(shí)施例和比較例一起表示。
在實(shí)施例以及比較例中，基于旋轉(zhuǎn)模塑法制造了石英玻璃坩堝。模的口徑是28英寸，堆積在模內(nèi)表面的石英粉層的平均層厚是28mm。通電時間是60min，在從通電開始的120分鐘間進(jìn)行石英粉堆積層(石英粉成形體)的吸真空。
實(shí)施例1至6 使用表1所示根數(shù)的電極，將其相對于軸旋轉(zhuǎn)中心線非對稱地配置，將堆積在模內(nèi)表面的石英粉電弧熔融而玻璃化。在表1中表示關(guān)于電弧熔融中的坩堝直體部、彎曲部、底部的熔融溫度以及溫度差。另外，關(guān)于制造的石英玻璃坩堝，在表1中表示相對于彎曲部的透明層的直體部以及底部的透明層的層厚比(以彎曲部透明層的層厚為100時的層厚比)。
比較例1至6 使用表1所示根數(shù)的電極，將其相對于軸旋轉(zhuǎn)中心線點(diǎn)對稱(比較例1至3)或者線對稱(比較例4至5)地配置，除此之外與實(shí)施例同樣，將堆積在模內(nèi)表面的石英粉電弧熔融而玻璃化。將其結(jié)果表示在表1。
如表1所示，在實(shí)施例中坩堝直體部、彎曲部、底部的熔融溫度的差是50℃至200℃，溫度差較小。由此，對于坩堝整體而言透明層的層厚在一定范圍內(nèi)，具體地，相對于彎曲部的透明層的直體部以及底部的透明層的層厚比是90至110，坩堝整體的透明層層厚的均質(zhì)性高。
另一方面，在比較例1至6中，坩堝直體部、彎曲部、底部的熔融溫度的差是35℃至500℃，溫度差特別地大。因而，相對于彎曲部的透明層的直體部以及底部的透明層的層厚比是31至57，相對于彎曲部而言直體部以及底部的透明層大幅地減薄，坩堝整體的透明層層厚的均質(zhì)性低。
表1
在表1中，電極配置“非對稱”意思是電極排列為非正三角形。
此外，電極配置的“偏心”是將電極頂端作為頂點(diǎn)而形成的正多邊形(三角形、五邊形、七邊形)的重心LL與模中心線L不一致的配置，此時，俯視的電極中心LL即重心和模中心線L分離了坩堝口徑半徑的50％的距離L0，電極間距離被設(shè)定為100mm。
此外，電極配置的“點(diǎn)對稱”意思是將電極配置(電極間距離100mm)在模中心線和重心位置一致的正多邊形的各頂點(diǎn)處的狀態(tài)。
此外，電極配置的“線對稱”意思是將電極配置(電極間距離100mm)在通過模中心線的水平的一直線上的狀態(tài)，或者，將至少1根電極配置(電極間距離100mm)在通過模中心線的水平的一直線上并且將其他的電極位置設(shè)定為相對于該直線為線對稱的狀態(tài)。
在此，單晶成品率(單晶化率)是單晶硅拉晶的單晶獲得率，是能夠取得沒有結(jié)晶轉(zhuǎn)位的單晶硅的晶片的直體部重量/投入到坩堝的原料多晶硅的總重量，若該單晶化率有1％不同，則能夠采樣的晶片有20張左右不同。
權(quán)利要求
1.一種石英玻璃坩堝的制造方法，將堆積在旋轉(zhuǎn)模的內(nèi)表面上的石英粉電弧熔融而制造石英玻璃坩堝，其特征在于，將由多個電極形成的電弧火焰噴出方向設(shè)置在相對于模旋轉(zhuǎn)中心線變位的位置上而進(jìn)行電弧熔融。
2.如權(quán)利要求1所述的石英玻璃坩堝的制造方法，作為將電極設(shè)置在相對于模中心線變位的位置上而進(jìn)行電弧熔融的方法，將電極設(shè)置在模中心線的側(cè)方而進(jìn)行電弧熔融，或者改變在電弧中通電的電極的根數(shù)，或者改變在電弧中電極的配置而進(jìn)行電弧熔融。
3.如權(quán)利要求1所述的石英玻璃坩堝的制造方法，將電極設(shè)置在相對于模中心線變位的位置上而進(jìn)行電弧熔融，從而將石英玻璃坩堝的直體部、彎曲部、以及底部的熔融中的玻璃溫度的差控制在300℃以下。
4.如權(quán)利要求1所述的石英玻璃坩堝的制造方法，將電極設(shè)置在相對于模中心線變位的位置上而進(jìn)行電弧熔融，從而將石英玻璃坩堝的直體部以及底部的透明層的層厚控制在為彎曲部的透明層的層厚的70％至120％。
5.一種石英玻璃坩堝的制造裝置，利用權(quán)利要求1至4的任意一項(xiàng)所述的制造方法，將堆積在旋轉(zhuǎn)模的內(nèi)表面上的石英粉電弧熔融而制造石英玻璃坩堝，其特征在于，具有充填石英粉的旋轉(zhuǎn)模、發(fā)生電弧火焰的多個電極、能夠使上述旋轉(zhuǎn)模的旋轉(zhuǎn)軸線即模旋轉(zhuǎn)中心線和上述電弧火焰的發(fā)生方向即電弧火焰噴出方向相對地變位的電弧方向變位機(jī)構(gòu)。
6.如權(quán)利要求5所述的石英玻璃坩堝的制造裝置，其特征在于具備上述電弧方向變位機(jī)構(gòu)具備電極位置設(shè)定機(jī)構(gòu)、模位置設(shè)定機(jī)構(gòu)的任意一方或者雙方，所述電極位置設(shè)定機(jī)構(gòu)能夠控制對于上述旋轉(zhuǎn)模的上述電極位置設(shè)定，所述模位置設(shè)定機(jī)構(gòu)能夠?qū)⑿D(zhuǎn)模中心線變位。
全文摘要
一種石英玻璃坩堝的制造方法，是基于旋轉(zhuǎn)模塑法的制造石英玻璃坩堝的方法，其特征在于，將電極設(shè)置在相對于模中心線偏離的位置而進(jìn)行電弧熔融，通過該偏心電弧，將坩堝的直體部、彎曲部以及底部的熔融中的玻璃溫度的差控制在300℃以下，將該直體部以及底部的透明層的層厚控制在為彎曲部的透明層的層厚的70％至120％。
文檔編號C03B20/00GK101605732SQ200880000318
公開日2009年12月16日 申請日期2008年11月28日 優(yōu)先權(quán)日2007年11月30日
發(fā)明者岸弘史, 神田稔, 森川正樹 申請人:日本超精石英株式會社