氧化硅玻璃坩堝以及使用氧化硅玻璃坩堝的單晶硅生產(chǎn)方法
【專利摘要】本發(fā)明有效地抑制氧化硅玻璃坩堝的壓曲以及側(cè)壁部向坩堝內(nèi)部的翻倒。另外，抑制在硅單晶上發(fā)生位錯，從而提高單晶收率。提供一種用于單晶硅的提拉的氧化硅玻璃坩堝，其具備：具有上面開口的邊緣部的圓筒狀的側(cè)壁部、由曲線構(gòu)成的研缽狀的底部、和連接側(cè)壁部和底部的彎曲部。在通過該氧化硅玻璃坩堝的旋轉(zhuǎn)軸的截面上，以彎曲部的內(nèi)表面的曲率從側(cè)壁部朝向底部的方向緩慢增大的方式設(shè)置。
【專利說明】氧化硅玻璃坩堝以及使用氧化硅玻璃坩堝的單晶硅生產(chǎn)方 法

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及氧化硅玻璃坩堝以及使用氧化硅玻璃坩堝的單晶硅生產(chǎn)方法。

【背景技術(shù)】
[0002] 近年來，花費(fèi)精力開發(fā)能夠通過簡單的結(jié)構(gòu)來防止直筒部上端向內(nèi)側(cè)翻倒的硅單 晶提拉用石英玻璃坩堝。作為這種技術(shù)，例如，在專利文獻(xiàn)1中記載了一種硅單晶提拉用石 英玻璃坩堝，其中，在直筒部外周、即初期熔融線的上方設(shè)置圓周狀的槽。該槽設(shè)置在碳基 座上端的下方位置上。
[0003] 另外，在專利文獻(xiàn)2中，如圖5所示，記載了通過將坩堝彎曲部11的內(nèi)壁面的曲率 R1設(shè)定為l〇(T240mm，抑制液面降低時的急劇的液面面積的變化，另外，通過將坩堝彎曲部 11的壁厚W的變化量設(shè)定為0. lmm/cnTl. 2mm/cm、優(yōu)選設(shè)定為0. 2mm/cnTO. 5mm/cm，使?甘禍 彎曲部11的熱分布變均勻。該專利文獻(xiàn)2中記載了通過這些方法，抑制硅的多晶化，從而 能夠提1?單晶收率。
[0004] 【現(xiàn)有技術(shù)文獻(xiàn)】 【專利文獻(xiàn)】 【專利文獻(xiàn)1】日本特開2008-273788號公報 【專利文獻(xiàn)2】日本特開2007-269533號公報。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]【發(fā)明要解決的課題】 但是，上述文獻(xiàn)記載的現(xiàn)有技術(shù)，在以下的方面具有改善的余地。
[0006] 第一，在專利文獻(xiàn)1記載的氧化硅玻璃坩堝中，在使用者單獨(dú)準(zhǔn)備用于保持氧化 硅玻璃坩堝的基座、或使用者單獨(dú)確定投入到氧化硅玻璃坩堝中的多晶硅的量的情況下， 可能有時無法在作為初期熔融線的上方、并且碳基座上端的下方位置上預(yù)先設(shè)置圓周狀的 槽。
[0007] 第二，在專利文獻(xiàn)2記載的氧化硅玻璃坩堝中，坩堝截面的內(nèi)表面形成復(fù)合曲線， 因此，在直筒部17和彎曲部11的連接部分內(nèi)表面的曲率大幅變化。另外，在彎曲部11和 底部13的連接部分內(nèi)表面的曲率也大幅變化，在這些連接部分對彎曲部11施加的壓力急 劇變動，有可能發(fā)生氧化硅玻璃坩堝的壓曲以及筒部向坩堝內(nèi)部的翻倒。另外，在這些連接 部分在硅熔液的液面上會發(fā)生波動，由此，在硅單晶上有可能產(chǎn)生位錯。
[0008] 另外，近年來，直徑300mm的晶片成為半導(dǎo)體芯片的制造工藝的主流，使用直徑 450_的晶片的工藝也在開發(fā)中。為了制造這樣的晶片，當(dāng)然在用于制造單晶硅錠的CZ法 中使用的氧化硅玻璃坩堝也要求為28英寸（71cm)、32英寸（81cm)、36英寸（約91cm)或 40英寸（102cm)的大口徑的坩堝。直徑101cm的坩堝為重量約120kg的巨大的坩禍，在其 中收容的硅熔液的質(zhì)量為900kg以上。
[0009] 而且，氧化硅玻璃的軟化點(diǎn)為約120(Tl300°C，相對于此，CZ法中將硅熔液在加熱 至145(Γ1500?的高溫的狀態(tài)下經(jīng)過2周以上的長時間進(jìn)行提拉。即，在硅單晶的提拉時， 在坩堝中收容約1500°C的硅熔液為900kg以上。此時，為了使硅熔液升溫至約1500°C，必 須提高在氧化硅玻璃坩堝的外側(cè)設(shè)置的加熱器的加熱溫度，氧化硅玻璃坩堝通過加熱而發(fā) 生軟化，容易壓曲或翻倒的問題變顯著。
[0010] 被提拉的硅單晶的純度要求為99. 999999999%以上，因此，要求沒有從用于提拉 的氧化硅玻璃坩堝中混入氧化硅的碎片等。因此，氧化硅玻璃坩堝通過加熱發(fā)生軟化而引 起壓曲或翻倒時，有時氧化硅的碎片掉下，引起大問題。
[0011] 本發(fā)明是鑒于上述情況而完成的，其目的在于提供一種有效地抑制氧化硅玻璃坩 堝的壓曲或者側(cè)壁部向坩堝內(nèi)部的翻倒的技術(shù)。另外，本發(fā)明的其他目的在于提供一種抑 制在硅單晶上發(fā)生位錯、提高單晶收率的技術(shù)。
[0012] 【用于解決問題的方法】 根據(jù)本發(fā)明，提供一種用于單晶硅的提拉的氧化硅玻璃坩堝，其具備：具有上面開口的 邊緣部的圓筒狀的側(cè)壁部、由曲線構(gòu)成的研缽狀的底部、和連接該側(cè)壁部和該底部的彎曲 部。該氧化硅玻璃坩堝中，在通過該氧化硅玻璃坩堝的旋轉(zhuǎn)軸的截面上，以該彎曲部的內(nèi)表 面的曲率從側(cè)壁部朝向底部的方向緩慢增大的方式設(shè)置。
[0013] 根據(jù)該構(gòu)成，由于彎曲部內(nèi)表面的曲率以從側(cè)壁部朝向底部的方向緩慢增大的方 式設(shè)置，因此，在單晶硅的提拉中硅熔液的液面不斷降低時，在彎曲部內(nèi)表面的曲率不會發(fā) 生大幅變化，因此，緩和硅熔液對彎曲部施加的壓力的變動。因此，根據(jù)該構(gòu)成，能夠有效地 抑制氧化硅玻璃坩堝的壓曲以及側(cè)壁部向坩堝內(nèi)部的翻倒。
[0014] 另外，根據(jù)本發(fā)明，提供一種單晶硅的生產(chǎn)方法，其中，包括：向氧化硅玻璃坩堝中 投入多晶硅的工序；將該多晶硅加熱熔融而得到硅熔液的工序；和從該硅熔液中提拉單晶 硅的工序。而且，該生產(chǎn)方法中使用的上述氧化硅玻璃坩堝，具備：具有上面開口的邊緣部 的圓筒狀的側(cè)壁部、由曲線構(gòu)成的研缽狀的底部、和連接該側(cè)壁部和該底部的彎曲部。該氧 化硅玻璃坩堝中，在通過該氧化硅玻璃坩堝的旋轉(zhuǎn)軸的截面上，以該彎曲部的內(nèi)表面的曲 率從側(cè)壁部朝向底部的方向緩慢增大的方式設(shè)置。
[0015] 根據(jù)該生產(chǎn)方法，由于以彎曲部的內(nèi)表面的曲率從側(cè)壁部朝向底部的方向緩慢增 大的方式設(shè)置，因此，在單晶硅的提拉中硅熔液的液面不斷降低時，在彎曲部內(nèi)表面的曲率 不會發(fā)生大幅變化，因此，緩和由硅熔液對彎曲部施加的壓力的變動。因此，根據(jù)該生產(chǎn)方 法，在這些連接部分在硅熔液的液面上發(fā)生波動的可能性低，因此，在硅單晶上難以發(fā)生位 錯。
[0016] 【發(fā)明效果】 根據(jù)本發(fā)明，能夠有效地抑制氧化硅玻璃坩堝的壓曲以及側(cè)壁部向坩堝內(nèi)部的翻倒。 另外，根據(jù)本發(fā)明，抑制在硅單晶上發(fā)生位錯，從而能夠提高單晶收率。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0017] 圖1是對本發(fā)明實(shí)施方式相關(guān)的氧化硅玻璃坩堝的整體構(gòu)成進(jìn)行說明的截面圖。
[0018] 圖2是實(shí)測以往的氧化硅玻璃坩堝的內(nèi)表面形狀之后，對該內(nèi)表面形狀的所形成 的曲率的變化率進(jìn)行可視化之后的截面圖。
[0019] 圖3是實(shí)測以往的氧化硅玻璃坩堝的內(nèi)表面形狀之后，計算由對該內(nèi)表面施加的 靜水壓產(chǎn)生的壓力的結(jié)果的圖。
[0020] 圖4是對本發(fā)明實(shí)施方式相關(guān)的氧化硅玻璃坩堝的彎曲部的內(nèi)表面所形成的緩 和曲線進(jìn)行說明的截面圖。
[0021] 圖5是對以往公知的氧化硅玻璃坩堝的內(nèi)表面所形成的復(fù)合曲線進(jìn)行說明的截 面圖。

【具體實(shí)施方式】
[0022] 以下，使用附圖對本發(fā)明的實(shí)施方式進(jìn)行說明。另外，所有附圖中，對同樣的構(gòu)成 要素賦予同樣的符號，適當(dāng)省略說明。
[0023] 〈氧化硅玻璃坩堝〉 圖1是用于對氧化硅玻璃坩堝的構(gòu)成進(jìn)行簡要說明的截面圖。本實(shí)施方式的氧化硅玻 璃坩堝112是在內(nèi)表面?zhèn)染哂型该鞯难趸璨Ａ?11、和在外表面?zhèn)染哂泻袣馀莸难?化硅玻璃層114的氧化硅玻璃坩堝。該氧化硅玻璃坩堝112通過切克勞斯基法（CZ法）等 在單晶硅的提拉中使用時以開口部朝上的方式載置于基座（未圖示）上。
[0024] 該氧化硅玻璃坩堝112,在通過該氧化硅玻璃坩堝112的旋轉(zhuǎn)軸的截面上，具有： 內(nèi)表面形成緩和曲線的彎曲部（也稱之為角部）117、具有上面開口的邊緣部的圓筒狀的側(cè) 壁部115、和由直線或曲率比較小的曲線構(gòu)成的研缽狀的底部116。本實(shí)施方式中，彎曲部 117是連接側(cè)壁部115與底部116的部分，是指從彎曲部117的曲線的切線與氧化硅玻璃坩 堝112的側(cè)壁部115重合的點(diǎn)到與底部116具有共同切線的點(diǎn)的部分。
[0025] 使用該氧化硅玻璃坩堝112生產(chǎn)單晶硅時，依次進(jìn)行向氧化硅玻璃坩堝中投入多 晶硅的工序、將該多晶硅加熱熔融而得到硅熔液的工序、和從該硅熔液中提拉單晶硅的工 序。
[0026] 該氧化硅玻璃坩堝112中，在通過氧化硅玻璃坩堝112的旋轉(zhuǎn)軸的截面上，側(cè)壁部 115的內(nèi)表面以及底部116的內(nèi)表面，通過彎曲部117的內(nèi)表面所形成的緩和曲線無折點(diǎn) 地連接。因此，在單晶硅的提拉中，硅熔液的液面不斷降低時，在彎曲部117附近緩和由硅 熔液對彎曲部117施加的壓力的變動。因此，根據(jù)該構(gòu)成，能夠有效地抑制氧化硅玻璃坩堝 112的壓曲以及側(cè)壁部115向坩堝內(nèi)部的翻倒。另外，根據(jù)該生產(chǎn)方法，在這些連接部分在 硅熔液的液面上發(fā)生波動的可能性低，因此，在硅單晶上難以發(fā)生位錯。
[0027] 需要說明的是，此時，上述的提拉單晶硅的工序優(yōu)選包括如下工序：從液面達(dá)到側(cè) 壁部115和彎曲部117的連接部的時刻的附近開始減緩提拉單晶硅的速度。這樣，在從硅熔 液中提拉單晶硅的工序中，硅熔液的液面不斷降低時，在側(cè)壁部115的內(nèi)表面和彎曲部117 的內(nèi)表面的連接部分在硅熔液的液面上發(fā)生波動進(jìn)一步降低。其結(jié)果，在硅單晶上更加難 以發(fā)生位錯。
[0028] 這樣，該氧化硅玻璃坩堝112中，在通過氧化硅玻璃坩堝112的旋轉(zhuǎn)軸的截面上， 以彎曲部117的內(nèi)表面的曲率從側(cè)壁部115朝向底部116的方向緩慢增大（連續(xù)地或者間 斷地增大）的方式設(shè)置。因此，在單晶硅的提拉中硅熔液的液面不斷降低時，在彎曲部117 內(nèi)表面的曲率不會大幅變化，因此，緩和由硅熔液對彎曲部117施加的壓力的變動。因此， 根據(jù)該構(gòu)成，能夠有效地抑制氧化硅玻璃坩堝112的壓曲以及側(cè)壁部115向坩堝內(nèi)部的翻 倒。另外，在單晶硅的提拉中硅熔液的液面不斷降低時，在彎曲部117附近內(nèi)表面的曲率不 會大幅變化，因此，緩和由硅熔液對彎曲部117附近施加的壓力的變動。其結(jié)果，根據(jù)該生 產(chǎn)方法，在彎曲部117附近在硅熔液的液面上發(fā)生波動的可能性低，因此，在硅單晶上難以 發(fā)生位錯。
[0029] 圖2是在實(shí)測以往的氧化硅玻璃坩堝的內(nèi)表面形狀的方面將該內(nèi)表面形狀的所 形成的曲率的變化率可視化后的截面圖。這樣，本發(fā)明人在開發(fā)上述實(shí)施方式的氧化硅玻 璃坩堝的過程中準(zhǔn)確地實(shí)際測定以往的氧化硅玻璃坩堝的內(nèi)表面的三維形狀。而且，本發(fā) 明人使用所得到的三維形狀的實(shí)測值、分析在通過氧化硅玻璃坩堝的旋轉(zhuǎn)軸的截面上內(nèi)表 面的曲線的曲率如何變化。其結(jié)果，本發(fā)明人發(fā)現(xiàn)，在以往的氧化硅玻璃坩堝的內(nèi)表面上在 彎曲部117引起曲率的急劇的變化。該曲率的急劇的變化假定是由于以往的氧化硅玻璃坩 堝的彎曲部的設(shè)計圖使用復(fù)合曲線。另外，該曲率的急劇的變化也假定是由于，在以往的氧 化硅玻璃坩堝的制造工藝中，在電弧熔融時氧化硅玻璃下垂到彎曲部，不能得到如設(shè)計所 示的彎曲部的形狀。
[0030] 圖3是表示在實(shí)測以往的氧化硅玻璃坩堝的內(nèi)表面形狀的方面計算由對該內(nèi)表 面施加的靜水壓產(chǎn)生的壓力的結(jié)果的圖。本發(fā)明人認(rèn)為圖2所示的曲率的急劇的變化沒有 成為對坩堝施加的力的不連續(xù)性的原因，如圖3所示，根據(jù)32英寸坩堝的內(nèi)面形狀的實(shí)測 值進(jìn)行靜水壓如何變化的計算。其結(jié)果，本發(fā)明人發(fā)現(xiàn)，水平方向的分力以及垂直方向的分 力的任意一種在彎曲部的附近存在極大點(diǎn)/極小點(diǎn)。即，本發(fā)明人發(fā)現(xiàn)，在彎曲部附近存在 對氧化硅玻璃坩堝施加的力局部大的部位、力的變化大的部位。
[0031] 以往，在氧化硅玻璃坩堝的領(lǐng)域中，如專利文獻(xiàn)2所示，彎曲部的內(nèi)表面由單一曲 率的曲線構(gòu)成是技術(shù)常識。即，本發(fā)明人發(fā)現(xiàn)，以往的氧化硅玻璃坩堝中，彎曲部的內(nèi)表面 由單一曲率的曲線構(gòu)成是氧化硅玻璃坩堝112的壓曲以及側(cè)壁部115向坩堝內(nèi)部的翻倒的 原因，由此設(shè)計本實(shí)施方式的氧化硅玻璃坩堝。另外，本發(fā)明人發(fā)現(xiàn)，以往的氧化硅玻璃坩 堝中，彎曲部的內(nèi)表面由單一曲率的曲線構(gòu)成是在硅單晶上發(fā)生位錯的原因，由此設(shè)計本 實(shí)施方式的氧化硅玻璃坩堝。
[0032] 需要說明的是，多數(shù)情況下彎曲部117的內(nèi)表面實(shí)際上存在微小的凸凹和小的變 形等，但優(yōu)選理解為基本上無視由這樣的微小的凸凹和小的變形等產(chǎn)生的局部的曲率的急 劇的變化。即，彎曲部117的內(nèi)表面優(yōu)選在通過氧化硅玻璃坩堝112的旋轉(zhuǎn)軸的截面上，在 曲線長方向上通過每l〇mm的移動平均而平滑化的移動平均線來理解。這樣，可以理解為 無視由這樣的微小的凸凹和小的變形等產(chǎn)生的局部的曲率的急劇的變化，因此，能夠在全 局上確認(rèn)彎曲部117的內(nèi)表面的曲率從側(cè)壁部115朝向底部116的方向緩慢增大。需要說 明的是，取得該移動平均的間隔并非限定于l〇mm間隔，例如，也可以為lmm、2mm、3mm、4mm、 5mm、6mm、7mm、8mm、9mm、10mm、15mm、20mm、25mm、30mm、40mm、50mm、60mm、70mm、80mm、90mm、 100mm中的任意一種間隔。
[0033] 另外，在通過氧化硅玻璃坩堝112的旋轉(zhuǎn)軸的截面上，在側(cè)壁部115和彎曲部117 的內(nèi)表面的交界線上的曲率的偏差優(yōu)選為l/300mm以下。在該側(cè)壁部115和彎曲部117 的內(nèi)表面的交界線上的曲率的偏差越小，能夠降低在該交界線附近引起急劇的壓力的變動 的可能性。其結(jié)果，在該交界線附近對側(cè)壁部115或者彎曲部117施加的壓力急劇變動， 能夠抑制發(fā)生氧化硅玻璃坩堝的壓曲以及側(cè)壁部115向坩堝內(nèi)部的翻倒。需要說明的是， 該曲率的偏差可以為 l/300mm、l/400mm、l/500mm、l/600mm、l/700mm、l/800mm、l/900mm、 1/1000mm>1/2000mm>1/3000mm>1/4000mm>1/5000mm>1/6000mm>1/7000mm>1/8000mm> l/9000mm、l/10000mm的任意的值以下，也可以在它們中的任意的二個值的范圍內(nèi)。
[0034] 另外，在通過氧化硅玻璃坩堝112的旋轉(zhuǎn)軸的截面上，在彎曲部117和底部115的 內(nèi)表面的交界線上的曲率的偏差優(yōu)選為l/300mm以下。該彎曲部117和底部115的內(nèi)表 面的交界線上的曲率的偏差越小，能夠降低在該交界線附近引起液面降低時的急劇的壓力 的變動的可能性。其結(jié)果，在該交界線附近對彎曲部117或者底部116施加的壓力急劇變 動，能夠抑制發(fā)生氧化硅玻璃坩堝的壓曲以及側(cè)壁部115向坩堝內(nèi)部的翻倒。需要說明的 是，該曲率的偏差可以為 1/300_、1/400_、1/500_、1/600_、1/700_、1/800_、1/900_、 l/1000mm、l/2000mm、l/3000mm、l/4000mm、l/5000mm、l/6000mm、l/7000mm、l/8000mm、 l/9000mm、l/10000mm的任意的值以下，也可以在它們中的任意的二個值的范圍內(nèi)。
[0035] 該彎曲部117的緩和曲線沒有特別限定，例如，優(yōu)選為選自由回旋曲線、三次曲線 以及正弦半波長遞減曲線組成的組中的一種以上的曲線。這三種緩和曲線具有如下述表1 所示的特性。
[0036]【表1】 緩和曲線的種類 定義與底部的連接的平滑度（半徑變化率）與側(cè)壁部的連接的平滑度（半徑變化 率） 三次曲線（三次拋物線）高度方向X與寬度方向y的關(guān)系為三次函數(shù)（y α X~3) 由于半徑變化率=〇,因此，非常平滑。（半徑與底部相同）半徑變化率尹〇但半徑…，因此， 大體上平滑。
[0037] 回旋曲線曲率（=1/半徑）與行進(jìn)的距離成比例地發(fā)生變化半徑變化率尹0 但半徑與底部相同，因此，大體上平滑。半徑變化率尹0但半徑為…，因此，大體上平滑。
[0038] 正弦半波長遞減曲線相對于行進(jìn)的距離，曲率（=1/半徑）變化成Sin狀 由于半徑變化率=〇,因此，非常平滑。（半徑與底部相同）由于半徑變化率=〇,因此，非 常平滑。（半徑為 圖4是用于對實(shí)施方式的氧化硅玻璃坩堝的彎曲部的內(nèi)表面所形成的緩和曲線進(jìn)行 說明的截面圖。如該圖所示，直線狀（R= 00 )的側(cè)壁部15以及圓弧曲線狀（R=250mm)的底 部的內(nèi)表面通過彎曲部117的內(nèi)表面所形成的緩和曲線（曲率半徑連續(xù)地變化為R= R=1000mm> R=500mm> R=333mm、R=250mm)無折點(diǎn)地連接。
[0039] 因此，在單晶硅的提拉中，硅熔液的液面不斷降低時，在彎曲部117附近緩和由硅 熔液對彎曲部117施加的壓力的變動。因此，根據(jù)該構(gòu)成，能夠有效地抑制氧化硅玻璃坩 堝112的壓曲以及側(cè)壁部115向坩堝內(nèi)部的翻倒。另外，在單晶硅的提拉中，硅熔液的液面 不斷降低時，在彎曲部117附近能夠降低引起液面降低時的急劇的壓力的變動的可能性。 因此，根據(jù)該生產(chǎn)方法，在液面不斷降低至彎曲部117附近時，能夠抑制在硅單晶上發(fā)生位 錯。
[0040] 需要說明的是，本實(shí)施方式的氧化硅玻璃坩堝中，在通過氧化硅玻璃坩堝112的 旋轉(zhuǎn)軸的截面上，彎曲部117的內(nèi)表面無需在數(shù)學(xué)意義上成為完全的緩和曲線。這是由于， 實(shí)際上使用CAD系統(tǒng)等，設(shè)計側(cè)壁部115的內(nèi)表面以及底部116的內(nèi)表面通過彎曲部117 的內(nèi)表面所形成的緩和曲線無折點(diǎn)地連接的結(jié)構(gòu)的氧化硅玻璃坩堝112,使用該CAD數(shù)據(jù) 設(shè)計用于制造氧化硅玻璃坩堝的碳模具的CAD數(shù)據(jù)。另外，基于該CAD數(shù)據(jù)制造碳模具，但 此時也發(fā)生若干的制造誤差。另外，進(jìn)一步使用該碳模具制造氧化硅玻璃坩堝112,此時也 仍然發(fā)生若干的制造誤差。因此，在通過實(shí)際上制造的氧化硅玻璃坩堝112的旋轉(zhuǎn)軸的截 面上，彎曲部117的內(nèi)表面在數(shù)學(xué)意義上成為完全的緩和曲線的情況少，多數(shù)情況下形成 與CAD數(shù)據(jù)略微不同的形狀。
[0041] 本實(shí)施方式的氧化硅玻璃坩堝中，關(guān)于其最大誤差，與CAD數(shù)據(jù)的理想的的形狀 比較，包括在正負(fù)1mm以下的幅度內(nèi)。另外，其最大誤差也可以為0. 〇lmm、〇. 02mm、0. 03mm、 0. 04mm、0. 05mm、0. 06mm、0. 07mm、0. 08mm、0. 09mm、0. 10mm、0. 20mm、0. 30mm、0. 40mm、0. 50mm、 0. 60mm、0. 70mm、0. 80mm、0. 90mm、1. 00mm、2. 00mm、3. 00mm、4. 00mm、5. 00mm、6. 00mm、7. 00mm. 8. 00mm、9. 00mm、10. 00mm、11. 00mm中的任意的值以下或者它們中二個值的范圍內(nèi)。在其最 大誤差的范圍滿足這些條件的情況下，可以將直線狀的側(cè)壁部115以及圓弧曲線狀的底部 116的內(nèi)表面以力學(xué)上自然的結(jié)構(gòu)無折點(diǎn)地完美連接，并且對于氧化硅玻璃坩堝112在硅 熔液的液面下降至彎曲部117的附近的情況下，在彎曲部117附近緩和由硅熔液對彎曲部 117施加的壓力的變動，因此優(yōu)選。
[0042] 另外，在通過氧化硅玻璃坩堝12的旋轉(zhuǎn)軸的截面上，優(yōu)選側(cè)壁部115的外表面以 及底部116的外表面通過彎曲部117的外表面所形成的緩和曲線無折點(diǎn)地連接。這是由于， 碳模具的CAD數(shù)據(jù)以適合于氧化硅玻璃坩堝12的外表面的CAD數(shù)據(jù)的方式進(jìn)行設(shè)計。因 此，為了使基于碳模具的CAD數(shù)據(jù)制造的碳模具的彎曲部的內(nèi)表面形成與緩和曲線近似的 曲線，優(yōu)選氧化硅玻璃坩堝12的彎曲部117的外表面的CAD數(shù)據(jù)形成緩和曲線。另外是由 于，碳模具的彎曲部的內(nèi)表面如果形成與緩和曲線近似的曲線，則在該碳模具的內(nèi)表面上 層疊天然石英粉以及合成二氧化硅粉末，進(jìn)行電弧熔融而得到的氧化硅玻璃坩堝的彎曲部 117的內(nèi)表面也形成與緩和曲線近似的曲線。
[0043] 以上，參照附圖對本發(fā)明的實(shí)施方式進(jìn)行說明，但這些為本發(fā)明的例示，也可以采 用上述以外的各種構(gòu)成。
[0044] 例如，上述的實(shí)施方式中，在通過氧化硅玻璃坩堝112的旋轉(zhuǎn)軸的截面上，作為彎 曲部117的內(nèi)表面的曲率從側(cè)壁部115朝向底部116的方向緩慢增大的曲線，對緩和曲線 進(jìn)行說明，但并沒有特別限定于緩和曲線。例如，彎曲部117的內(nèi)表面所形成的曲線可以是 多個曲率的曲線連接而成的復(fù)合曲線。在這樣的情況下，彎曲部117的內(nèi)表面的曲率從側(cè) 壁部115朝向底部116的方向間斷地增大，因此，得到與上述的實(shí)施方式同樣的作用效果。 需要說明的是，在采用這樣的復(fù)合曲線的情況下，彎曲部117的內(nèi)表面所形成的曲線可以 為具有 2、3、4、5、6、7、8、9、10、20、30、40、50、60、70、80、90、100 的任意數(shù)以上的不同的曲率 的曲線連接而成的復(fù)合曲線，也可以為具有這些數(shù)中任意的二個數(shù)的范圍內(nèi)的不同的曲率 的曲線連接而成的復(fù)合曲線。需要說明的是，在任意的情況下，連接具有多個不同的曲率的 曲線的情況下，曲率緩慢增大，因此優(yōu)選。
[0045] 【符號的說明】 10石英玻璃坩堝 11彎曲部 12直筒部 13底部 R1彎曲部的內(nèi)面曲率 R2底部的內(nèi)面曲率 Ml彎曲部的曲率的中心點(diǎn) M2底部的曲率的中心點(diǎn) W彎曲部的壁厚 111透明的氧化硅玻璃層 112氧化硅玻璃坩堝 114含有氣泡的氧化硅玻璃層 115側(cè)壁部 116底部 117彎曲部。
【權(quán)利要求】
1. 一種氧化硅玻璃坩堝，是用于單晶硅的提拉的氧化硅玻璃坩堝，其具備：具有上面 開口的邊緣部的圓筒狀的側(cè)壁部，由曲線構(gòu)成的研缽狀的底部，以及連接所述側(cè)壁部和 所述底部的彎曲部，I在經(jīng)過所述氧化硅玻璃坩堝的旋轉(zhuǎn)軸的截面上，所述彎曲部內(nèi)表面 的曲率以從側(cè)壁部朝向底部的方向緩慢增大的方式設(shè)置。
2. 如權(quán)利要求1所述的氧化硅玻璃坩堝，其中，在經(jīng)過所述氧化硅玻璃坩堝的旋轉(zhuǎn)軸 的截面上，所述彎曲部的內(nèi)表面構(gòu)成緩和曲線。
3. 如權(quán)利要求2所述的氧化硅玻璃坩堝，其中，所述緩和曲線為選自由回旋曲線、三 次曲線以及正弦半波長遞減曲線組成的組中的一種以上的曲線。
4. 一種單晶硅的生產(chǎn)方法，其包括：向氧化硅玻璃坩堝中投入多晶硅的工序，將所 述多晶硅加熱熔融而得到硅熔液的工序，以及從所述硅熔液中提拉單晶硅的工序，其中， 所述氧化硅玻璃坩堝具備：具有上面開口的邊緣部的圓筒狀的側(cè)壁部，由曲線構(gòu)成的研 缽狀的底部，以及連接所述側(cè)壁部和所述底部的彎曲部，在經(jīng)過所述氧化硅玻璃坩堝的 旋轉(zhuǎn)軸的截面上，所述彎曲部內(nèi)表面的曲率以從側(cè)壁部朝向底部的方向緩慢增大的方式設(shè) 置。
5. 如權(quán)利要求4所述的生產(chǎn)方法，其中，提拉所述單晶硅的工序包括：從所述液面達(dá) 到所述側(cè)壁部和所述彎曲部的交界線的時刻的附近開始減緩提拉所述單晶硅的速度的工 序。
6. 如權(quán)利要求4所述的生產(chǎn)方法，其中，在通過所述氧化硅玻璃坩堝的旋轉(zhuǎn)軸的截面 上，所述彎曲部的內(nèi)表面構(gòu)成緩和曲線。
7. 如權(quán)利要求6所述的生產(chǎn)方法，其中，所述緩和曲線為選自由回旋曲線、三次曲線 以及正弦半波長遞減曲線組成的組中的一種以上的曲線。
【文檔編號】C30B29/06GK104114753SQ201280065350
【公開日】2014年10月22日 申請日期:2012年10月31日 優(yōu)先權(quán)日:2011年12月30日
【發(fā)明者】須藤俊明, 佐藤忠廣, 北原江梨子, 藤田剛司 申請人:株式會社Sumco