TWI463045B - Silicone container for single crystal silicon pulling and its manufacturing method - Google Patents
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Description
本發明關於一種用於提拉單晶矽之二氧化矽容器及其製造方法。
先前以來，是使用如專利文獻1及專利文獻2所記載的製造方法，來作為大規模積體電路(Large-scale integration，LSI)用單晶矽製造用二氧化矽坩堝的製造方法。此等方法是於旋轉的模框中投入，經超高純度化處理後的石英粉或合成方英石粉，使其成形，之後自上部裝進電極，藉由對電極通電來引起電弧放電，使氣氛溫度上升至石英粉的熔融溫度區域(推斷為1800~2100℃左右)，從而熔融、焙燒石英粉。然而，於這些製造方法中，由於使用超高純度的石英原料粉，因此存在高成本這樣的問題。又，於使用所製造的二氧化矽坩堝時，會出現熔融矽與二氧化矽坩堝發生反應而產生一氧化矽(SiO)氣體，該氣體以氣泡的形式被引入至單晶矽中等的情況，在製造成本上及單晶矽的品質上會出現問題。又，提拉單晶矽時，亦產生雜質金屬元素自坩堝壁擴散這樣的來自二氧化矽坩堝的雜質污染的問題。以下，二氧化矽坩堝與石英坩堝為同義詞。
又，於專利文獻3中，揭示有一種二氧化矽坩堝，其藉由二氧化矽粉狀體原料的電弧放電熔融法(推斷熔融時的氣氛為大氣)，而為以下的3層結構：外層，其由天然石英玻璃所構成；中間層，其由鋁濃度較高的合成石英玻璃所構成；及，內層，其由高純度合成石英玻璃所構成。並且，揭示有由中間層所達成的防止雜質移動效果(屏蔽效果)。然而，3層結構不僅成本高，且未解決所製造的單晶矽中含有氣泡這樣的問題。
又，於專利文獻4中，揭示有一種技術，其於二氧化矽粉狀體原料成形體的電弧放電熔融時，自成形模框的外周進行減壓吸引(減壓抽氣)，藉此減少所熔融的二氧化矽坩堝壁中的氣泡。然而，若僅對二氧化矽粉狀體的暫時成形體中存在的空氣進行減壓吸引，則無法完全除去二氧化矽坩堝壁中的溶存氣體。又，於使用二氧化矽坩堝時，存在以下問題：熔融矽與二氧化矽坩堝反應而產生SiO氣體，該氣體以氣泡的形式被引入至單晶矽中。
又，於專利文獻5中揭示有一種石英玻璃坩堝，其可防止因單晶矽中引入有SiO氣體的氣泡而於矽晶圓中產生的被稱為空隙(孔隙)或非貫穿的小口徑的孔(針孔)等之空洞缺陷的產生。作為其手段，揭示有一種技術，此技術於坩堝的直筒部及彎曲部的內表面的至少一部分，形成深度為50 μm~450 μm的多處損傷之凹凸。然而，於此種凹凸面中，向二氧化矽容器外部對所生成的SiO氣體進行脫氣並不充分，尤其於單晶矽為直徑12英寸(300 mm)以上的大口徑
時，難以充分減少將其切片並研磨而製作出來的矽晶圓中的空隙(孔隙)或非貫穿的小口徑的孔(針孔)。
又，於專利文獻6中，亦揭示有一種石英玻璃坩堝，其可防止因單晶矽中引入有SiO氣體的氣泡而產生的空洞缺陷。作為其手段，揭示有於坩堝的底部形成高透光率區域，藉此可抑制底部的溫度上升，而防止SiO氣體的產生。然而，若僅調整透光率，則抑制石英坩堝與矽融液的反應之效果不充分。
進而，於專利文獻7中亦同樣地揭示有一種發明，其可防止因單晶矽中引入有SiO氣體的氣泡而產生的空洞缺陷。作為其手段，揭示有於坩堝的底部內表層部分，設定Al濃度較高的區域，藉此可提高高溫下的底部的黏度，確實防止損傷或窪坑。然而，會產生以下問題：由於Al濃度為30~150 ppm，處於較高濃度範圍，因此所製造的單晶矽中引入(摻雜)有Al元素。
專利文獻1：日本特公平4-22861號公報
專利文獻2：日本特公平7-29871號公報
專利文獻3：日本特開平9-255476號公報
專利文獻4：日本特開平10-25184號公報
專利文獻5：日本特開2010-126423號公報
專利文獻6：日本特開2010-155765號公報
專利文獻7：日本特開2010-155760號公報
本發明是有鑒於上述問題而完成，其目的在於提供一種低成本的單晶矽提拉用二氧化矽容器及此種二氧化矽容器的製造方法，該單晶矽提拉用二氧化矽容器可減少提拉後的單晶矽中被稱為孔隙或針孔之空洞缺陷。
本發明是為了解決上述問題而完成，其提供一種單晶矽提拉用二氧化矽容器，具有直筒部、彎曲部及底部，該單晶矽提拉用二氧化矽容器的特徵在於：前述直筒部的OH基濃度為30~300 massppm(質量百萬分率)，前述底部的OH基濃度為30 massppm以下，前述直筒部與前述底部的OH基濃度差為30 massppm以上。
二氧化矽容器，若其各部分的OH基濃度處於上述範圍，則於矽熔融時的1500℃左右的高溫下使用二氧化矽容器時，由於容器底部OH基濃度較低，因此可提高黏度。因此，可抑制因容器底部的二氧化矽(SiO2
)與熔融矽(Si)發生反應而產生SiO氣體。又，由於二氧化矽容器底部的OH基濃度較低，因此亦可抑制矽熔融時來自容器底部的H2
O及O2
氣體的產生。其結果，可減少由提拉後的單晶矽晶棒製造出來的單晶矽晶圓中被稱為孔隙或針孔之空洞缺陷。
此時，可使用如下容器：前述直筒部的外側由含有氣泡之不透明二氧化矽玻璃所構成，前述直筒部的內側由實
質上不含有氣泡之透明二氧化矽玻璃所構成，前述底部由相較於前述不透明二氧化矽玻璃，氣泡更少的半透明二氧化矽玻璃或實質上不含有氣泡之透明二氧化矽玻璃所構成。
若為此種二氧化矽容器，則可藉由直筒部的雙重(雙層)結構來確保容器內部的均熱性，並且可進一步抑制由底部的氣泡引起之氣體的產生。
又，前述底部的H2
O釋放量較佳為1×1017
分子/cm3
以下。
若如此地設定容器底部的H2
O釋放量，則可減少向矽融液中釋放的來自容器底部的H2
O分子，並可更有效減少矽晶圓中被稱為孔隙或針孔之空洞缺陷。
又，較佳為於前述底部的內表層，以100~1000 massppm的濃度含有Ba(鋇)；或於前述底部的內表面，以100~1000 μg/cm2
的濃度塗佈Ba。
如此一來，若於單晶矽提拉用二氧化矽容器底部的內表面部分存在Ba，則於矽熔融時的1500℃左右的溫度下，二氧化矽容器的內表面再結晶化，而生成方英石，藉此可進而提高耐矽融液蝕刻性。藉由減少二氧化矽容器內壁表面的熔融量，可進而減少矽熔融時的SiO氣體、H2
O氣體及O2
氣體的釋放(放出)，並減少矽結晶中的氧含量的減少或結晶缺陷(空洞缺陷等)等的生成。又，方英石亦有降低容器中所含之雜質金屬元素向矽融液擴散之效果。
又，本發明提供一種單晶矽提拉用二氧化矽容器的製造方法，是製造具有直筒部、彎曲部及底部之單晶矽提拉
用二氧化矽容器的方法，其特徵在於包含以下步驟：製作二氧化矽粉的步驟，該二氧化矽粉作為第1原料粉，其粒徑為10~1000 μm；作出暫時成形體的步驟，該步驟將前述第1原料粉投入至具有旋轉對稱性且於底部具有減壓用孔之模框內，並一邊使該模框旋轉一邊暫時成形為對應該模框的內壁之特定形狀；以及，放電加熱熔融步驟，該步驟是一邊自前述暫時成形體的底部之前述模框的外側進行減壓脫氣，一邊進行加熱熔融，該加熱熔融是將碳電極設置於前述暫時成形體的內部，並一邊供應含氫氣體一邊藉由放電加熱熔融法來使前述暫時成形體加熱熔融。
藉由此種方法，可使容器底部的OH基濃度，低於容器直筒部的OH基濃度。藉此，於矽熔融時的1500℃左右的高溫下使用二氧化矽容器時，可抑制由容器底部的二氧化矽(SiO2
)與熔融矽(Si)的反應而引起之SiO氣體的產生。
又，本發明提供一種單晶矽提拉用二氧化矽容器的製造方法，針對上述單晶矽提拉用二氧化矽容器的製造方法，其中，具有以下步驟：製作高純度二氧化矽粉的步驟，該高純度二氧化矽粉作為第2原料粉，其粒徑為10~1000 μm，且純度比前述第1原料粉更高；以及，形成透明二氧化矽玻璃層的步驟，該步驟至少在前述暫時成形體的放電加熱熔融步驟之後，一邊自前述二氧化矽容器的上部散佈前述第2原料粉一邊藉由放電加熱熔融法使其加熱熔融，於前述二氧化矽容器的內表面上，進而形成實質上不含有氣泡之透明二氧化矽玻璃層。
藉由此種方法，可於二氧化矽容器的內表面，進而形成高純度的透明二氧化矽玻璃層。其結果，可更加抑制雜質元素向矽融液中擴散。
此時，可至少於用以形成前述二氧化矽容器底部的內表面上的透明二氧化矽玻璃層之前述第2原料粉中，以Ba濃度成為100~1000 massppm之方式來混合鋇化合物。
又，本發明的單晶矽提拉用二氧化矽容器的製造方法亦可具有以下步驟：於前述二氧化矽容器底部的內表面上，以Ba濃度成為100~1000 μg/cm2
之方式來塗佈鋇化合物溶液，並加以乾燥。
利用這些方法，可使Ba存在於單晶矽提拉用二氧化矽容器的內表面。其結果，於矽熔融時的1500℃左右的溫度下，二氧化矽容器的內表面再結晶化，而可生成方英石。
若為本發明之單晶矽提拉用二氧化矽容器，則於矽熔融時的1500℃左右的高溫下使用二氧化矽容器時，由於在容器底部OH基濃度較低，因此可提高黏度。因此，可抑制由容器底部的二氧化矽(SiO2
)與熔融矽(Si)的反應而引起之SiO氣體的產生。又，由於二氧化矽容器底部的OH基濃度較低，因此亦可抑制於矽熔融時自容器底部產生H2
O及O2
氣體。其結果，可減少所製造的單晶矽晶圓中被稱為孔隙或針孔之空洞缺陷。另一方面，於容器直筒部中，可抑制雜質元素向矽融液中的擴散。又，若為按照本發明之單晶矽提拉用二氧化矽容器的製造方法，則能以低成本來製造此種二氧化矽容器。
11‧‧‧第1原料粉
12‧‧‧第2原料粉
41‧‧‧暫時成形體
51‧‧‧不透明二氧化矽玻璃層
52‧‧‧透明二氧化矽玻璃層
55‧‧‧半透明二氧化矽玻璃層或透明二氧化矽玻璃層
56‧‧‧半透明二氧化矽玻璃層或透明二氧化矽玻璃層
59‧‧‧透明二氧化矽玻璃層
61‧‧‧直筒部
62‧‧‧彎曲部
63‧‧‧底部
71‧‧‧二氧化矽容器
72‧‧‧二氧化矽容器
101‧‧‧模框
102‧‧‧內壁
103‧‧‧減壓用孔
104‧‧‧減壓用通道
105‧‧‧減壓用通道
106‧‧‧旋轉軸
211‧‧‧高壓電源組件
212‧‧‧碳電極
212a‧‧‧電線
213‧‧‧蓋子
220‧‧‧於碳電極之間開始電弧放電
303‧‧‧原料粉儲料器
304‧‧‧攪拌用螺旋槳
305‧‧‧計量給料器
411‧‧‧氫氣供應用鋼瓶
412‧‧‧惰性氣體供應用鋼瓶
420‧‧‧混合氣體供應管
510‧‧‧混合氣體的流動
D1‧‧‧外徑
D2‧‧‧直徑
H1‧‧‧高度
H2‧‧‧高度
第1圖是示意性地表示本發明之二氧化矽容器的結構的一例之概略剖面圖。
第2圖是示意性地表示本發明之二氧化矽容器的結構的另一例之概略剖面圖。
第3圖是表示本發明之二氧化矽容器的製造方法的一例的概略之流程圖。
第4圖是表示本發明之二氧化矽容器的製造方法的另一例的概略之流程圖。
第5圖是表示於本發明之二氧化矽容器的製造方法中可使用之模框的一例之概略剖面圖。
第6圖是示意性地表示本發明之二氧化矽容器的製造方法中形成暫時成形體的步驟的一例之概略剖面圖。
第7圖是示意性表示本發明之二氧化矽容器的製造方法中的放電加熱步驟的一例的一部分(放電加熱熔融前)之概略剖面圖。
第8圖是示意性表示本發明之二氧化矽容器的製造方法中的放電加熱步驟的一例的一部分(放電加熱熔融中)之概略剖面圖。
第9圖是示意性表示於本發明之二氧化矽容器的製造方法中，於二氧化矽容器的最內表面，形成透明二氧化矽玻璃層的步驟的一例之概略剖面圖。
由於所製造的單晶矽的大口徑化，單晶矽提拉用二氧化矽容器也大型化，又，填充於容器內之聚矽原料的重量變大，因此產生以下問題：矽融液中所含之氣泡殘留於融液中，製造中的單晶矽中引入有這些氣泡，由此單晶矽製造出來的矽晶圓中，被稱為空隙(孔隙)或非貫穿的小口徑的孔(針孔)之缺陷的產生變多。推斷這些缺陷的原因在於：於製造單晶矽時作為氣氛氣體而填充之氬(Ar)等吸附於二氧化矽容器內側表面、及二氧化矽容器與容器中所熔融之矽(Si)發生反應而生成一氧化矽(SiO)氣體。本發明的問題在於減少所製造的單晶矽中被稱為孔隙或針孔之空洞缺陷。
於本發明中，需要以比利用先前的製造方法所製造出來的高純度單晶矽提拉用坩堝，相同程度以下的低成本，來解決前述技術課題。
又，於LSI用或太陽能用單晶矽提拉用的二氧化矽容器中，需要加熱高溫氣氛下的容器內部的均熱性。因此，較佳為：至少將二氧化矽容器的直筒部設為2層結構，外側為多孔質的不透明二氧化矽玻璃，內側為實質上不包含氣泡之透明二氧化矽玻璃。
又，製造單晶矽時，於單晶矽中不僅引入有二氧化矽容器中所含之雜質金屬元素，例如鹼性金屬元素Li、Na、K，尤其引入有Ti、Cr、Fe、Ni、Cu、Zn、Zr、Mo、W、Pb等之情況下，將導致例如太陽能用矽元件中之光電轉換效率的下降。因此，較佳為二氧化矽容器的內表面為高純度，以使二氧化矽容器中所含之雜質不向矽融液中擴散。
以下，參照圖式來詳細地說明本發明之單晶矽提拉用二氧化矽容器及其製造方法，但本發明並不限定於此種法。尤其，以下，作為可較佳地應用本發明之一例，主要以作為太陽電池(太陽光發電、太陽能發電)的材料之單晶矽的提拉用容器的坩堝為例來進行說明，但本發明並不限定於此例子，亦可應用於大規模集成電路(LSI)用單晶矽提拉用二氧化矽容器等中。
參照第1圖說明本發明之單晶矽提拉用二氧化矽容器。如第1圖所示，本發明之二氧化矽容器71，具有直筒部61、彎曲部62及底部63。此時，為方便起見，將二氧化矽容器71的外徑(D1
)的1/3作為底部63的直徑(D2
)。直筒部61是自二氧化矽容器71的上邊緣至高度(H1
)的1/3的高度部分之間(高度H1
-H2
)。又，於自二氧化矽容器71的高度(H1
)的1/3的高度部分至底部63之間(高度H2
)中，將除了底部63以外的部分作為彎曲部62。
於本發明之二氧化矽容器71中，直筒部61的OH基濃度為30~300 massppm，底部63的OH基濃度為30 massppm以下，直筒部61與底部63的OH基濃度差為30 massppm以上。較佳為底部63的OH基濃度為10 massppm以下。又，較佳為直筒部61與底部63的OH基濃度差為60 massppm以上。再者，二氧化矽容器71的彎曲部62中的OH基濃度是直筒部61及底部63的OH基的中間程度的值，但並無特別限定。
若二氧化矽容器71的底部63為如此的OH基濃度，
則於矽熔融時的1500℃左右的高溫下使用二氧化矽容器時，由於底部63中OH基濃度較低，因此可提高黏度。因此，可抑制底部63的二氧化矽(SiO2
)與熔融矽(Si)發生反應而引起之SiO氣體的產生。其結果，可防止氣泡混入至提拉之單晶矽晶棒中，並可減少由該單晶矽晶棒製造出來的單晶矽晶圓中被稱為孔隙或針孔之空洞缺陷。又，由於二氧化矽容器底部63的OH基濃度較低，因此亦可抑制自底部63向矽融液中產生H2
O及O2
氣體。
推斷提拉單晶矽時熔融矽與二氧化矽容器表面發生反應而生成之SiO氣體，大部分是作為附著於二氧化矽容器的內表面上之微小的氣泡而產生，之後氣泡直徑逐漸變大，伴隨氣泡的浮力的增大，於矽融液中上升。此時，若氣泡於附著於二氧化矽容器的內表面之狀態下上升，向矽融液的外部釋放，則不會對單晶矽造成影響。然而當該氣泡脫離二氧化矽容器的內表面而含於對流之矽融液的中心部位時，將被引入至單晶矽中而生成孔隙或針孔。容器底部63，於矽熔融時溫度尤其變高，尤其易導致熔融矽與二氧化矽發生反應。又，於容器底部63所產生之SiO氣體，由於其產生位置位於所提拉的單晶矽的正下方，並且受矽融液對流的影響，因此，相較於直筒部61所產生之SiO氣體，更易被引入至所提拉的單晶矽中。因此，於本發明中，於二氧化矽容器71的底部63，藉由降低OH基濃度，來提高底部63的黏度並抑制該反應。另一方面，於直筒部61，藉由設為如上所述之OH基濃度，而如下所述，可抑制雜質元素向矽融液中擴散。
又，較佳為二氧化矽容器71的直筒部61的外側由含有氣泡之不透明二氧化矽玻璃所構成(不透明二氧化矽玻璃層51)，直筒部61的內側由實質上不含有氣泡之透明二氧化矽玻璃所構成(透明二氧化矽玻璃層52)。又，較佳為底部63由相較於不透明二氧化矽玻璃氣泡更少的半透明二氧化矽玻璃或實質上不含有氣泡之透明二氧化矽玻璃所構成(半透明二氧化矽玻璃層或透明二氧化矽玻璃層55、56)。再者，不透明二氧化矽玻璃層一般為白色不透明，透明二氧化矽玻璃層一般為無色透明。又，二氧化矽容器71的彎曲部62中的二氧化矽玻璃的氣泡密度及色調是直筒部61及底部63的中間程度，但並無特別限定。
如此一來，二氧化矽容器71的至少直筒部61，較佳為外側為不透明二氧化矽玻璃層51，內側為透明二氧化矽玻璃層52之2層結構。直筒部61中，位於外側之不透明二氧化矽玻璃層51的體積密度為1.90~2.15(g/cm3
)左右，直筒部61中，位於內側之透明二氧化矽玻璃層52的體積密度大致為2.20(g/cm3
)。另一方面，二氧化矽容器71的至少底部63較佳為半透明或透明的單層結構(半透明二氧化矽玻璃層或透明二氧化矽玻璃層55、56)，而不是明顯的2層結構。若為此種結構，則於高溫下使用二氧化矽容器時，可藉由直筒部61的2層結構確保容器71內部的均熱性，並且可更加抑制底部63中由氣泡引起之氣體的產生。
關於二氧化矽容器71的純度，亦因用途不同而不同，作為二氧化矽(SiO2
)純度，較佳為於用於提拉太陽能用單
晶時為99.99 mass%以上，於用於提拉LSI用單晶時為99.999 mass%以上。又，當使用含有例如鹼性金屬元素Li、Na、K各為10 massppm左右之二氧化矽粉，來作為製造二氧化矽容器71之原料粉時，於直筒部61中將OH基濃度設定為30~300 massppm，或同時將Al設定為5~30 massppm，藉此可將這些擴散係數的值較大的元素吸附、封閉於二氧化矽容器的壁厚中。作為二氧化矽玻璃中的OH基的效果，有吸附、固定金屬雜質元素之良好效果，但亦有增大高溫下的矽融液的蝕刻量之負面效果。因此，如上所述，於直筒部61中設為30~300 massppm，於底部63中設為30 massppm以下。關於Al，有吸附、固定金屬雜質元素之效果及提高二氧化矽玻璃於高溫下的黏性度之良好效果，但亦有Al將作為被處理物之矽污染之負面效果。因此當含有Al時設定為5~30 massppm，較佳為設定為10~20 massppm。
防止這些Al、OH基向雜質金屬元素的二氧化矽玻璃中移動、擴散之機制的詳情，尚不明確，但自保持二氧化矽玻璃網絡的電荷平衡之觀點而言，推斷Al是藉由與Si置換來防止雜質金屬元素的陽離子(cation)的吸附、擴散。又，推斷藉由OH基與氫離子及金屬離子置換，而產生用以防止這些雜質金屬元素吸附或擴散之效果。
根據二氧化矽容器的用途的不同，可進而於二氧化矽容器71的內側表面上，形成厚度為例如1~5 mm之透明二氧化矽玻璃層。於第2圖中，表示形成有此種透明二氧化矽玻璃層之二氧化矽容器72。透明二氧化矽玻璃層59是氣泡較
少的透明二氧化矽玻璃，雜質金屬元素的含量較少，且為高純度。又，一般為無色透明。
於第2圖所示之二氧化矽容器72的透明二氧化矽玻璃層59中，較佳為減少雜質金屬元素。可將作為雜質金屬元素之Li、Na、K各設為500 massppb以下，將Ti、Cr、Fe、Ni、Cu、Zn、Zr、Mo、W、Pb各設為100 massppb以下，較佳為將Li、Na、K各設為100 massppb以下，將Ti、Cr、Fe、Ni、Cu、Zn、Zr、Mo、W、Pb各設為20 massppb以下，藉此提高作為被處理物亦即單晶矽的品質。
第2圖所示之二氧化矽容器72，其存有透明二氧化矽玻璃層59此點，與第1圖所示之二氧化矽容器71不同，但由其他結構及其結構帶來之效果，則與第1圖的二氧化矽容器71相同。
二氧化矽容器，較常使用於高溫的減壓氣氛中，此時，較佳為減少自第1圖、第2圖所示之二氧化矽容器71、72的內表面釋放之氣體的量。若熔融矽時或提拉單晶矽時產生這些氣體釋放，則將會被引入至提拉之單晶矽中，而於單晶矽晶圓中生成被稱為孔隙或針孔之空洞缺陷。尤其，較佳為底部63的H2
O釋放量為1×1017
分子/cm3
以下。此處的H2
O釋放量是於1000℃真空下可測定之氣體釋放值。
又，根據二氧化矽容器71、72的用途的不同，較佳為於底部63的內表層上以100~1000 massppm的濃度含有Ba，或於底部63的內表面上以100~1000 μg/cm2
的濃度塗佈Ba。藉由該Ba的存在，於矽熔融時的1500℃左右的溫度下，
二氧化矽容器的內表面再結晶化，而生成方英石，藉此可進而提高耐矽融液蝕刻性。藉由減少二氧化矽容器底部63的內壁表面的熔融量，可減少自二氧化矽容器底部63向矽融液釋放SiO氣體、H2
O氣體及O2
氣體，並減少矽結晶中的氧含量的減少或結晶缺陷(空洞缺陷等)的生成。又，方英石亦有減少二氧化矽容器71、72中所含之雜質金屬元素向矽融液擴散之效果。不僅Ba，藉由含有或塗佈Ca、Sr亦可獲得此種效果，但Ba為最佳。又，Ba之含有或塗佈，不僅於二氧化矽容器71、72的底部63的內表層或內表面上，除此之外，亦可進而於彎曲部62的內表層或內表面含有或塗佈Ba。
以下，具體說明可製造如上所述之二氧化矽容器71、72之本發明的單晶矽提拉用二氧化矽容器的製造方法。
參照第3圖來說明第1圖所示之二氧化矽容器71的製造方法。
首先，如第3圖的(1)所示，製作粒徑為10~1000 μm的二氧化矽粉，來作為第1原料粉11。該第1原料粉11，例如可藉由如下所述地將矽石塊粉碎、整粒來製作，但並不限定於此方式。
首先，於大氣氣氛下，以600~1000℃的溫度區域的溫度，將直徑為5~50 mm左右的天然矽石塊(天然出產之水晶、石英、矽石、矽質岩、蛋白石等)加熱1~10小時左右。繼而，將該天然矽石塊投入至水中，急速冷卻後取出，並使其乾燥。藉由該處理，可易於進行以下藉由粉碎機等之粉碎、整粒的處理，但亦可不進行該加熱急冷處理而直接進行粉碎
處理。
繼而，藉由粉碎機等，將該天然矽石塊粉碎、整粒，較佳為將粒徑調整為10~1000 μm，更佳為調整為50~500 μm來獲得天然矽石粉。繼而，將該天然矽石粉投入至由具有傾斜角度之二氧化矽玻璃製管所構成之回轉爐中，將爐內部設為含氯化氫(HCl)或氯(Cl2
)氣體氣氛，於800~1100℃下加熱1~100小時左右，藉此進行高純度化處理。但是於無需高純度之產品用途中，亦可不進行該高純度化處理而直接進行下一處理。
以上步驟後所獲得之第1原料粉11係晶質的二氧化矽，但根據二氧化矽容器的使用目的，亦可單獨或混合使用非晶質的二氧化矽玻璃粉來作為第1原料粉11。
如上所述，第1原料粉11的粒徑設為10~1000 μm，較佳為設為50~500 μm。第1原料粉11的二氧化矽純度(SiO2
)較佳為設為99.99 mass%以上，進而較佳為設為99.999 mass%以上。又，若為本發明的二氧化矽容器的製造方法，則即便將第1原料粉11的二氧化矽純度設為未達99.999 mass%之相對低的純度，所製造之二氧化矽容器亦可充分防止雜質對容納之容納物的污染。因此，能以低於先前的成本來製造二氧化矽容器。
再者，於第1原料粉11中，進而，亦可較佳為於5~30 massppm的範圍內包含Al。Al的包含，例如可將其硝酸鹽、醋酸鹽、碳酸鹽、氯化物等，製成水或酒精溶液，並將二氧化矽粉投入、浸漬於這些溶液中，繼而乾燥，藉此而獲
得。
如上所述地製作第1原料粉11後，接著，如第3圖的(2)所示，將第1原料粉11投入至具有旋轉對稱性且底部具有減壓用孔之模框內，一邊使該模框旋轉一邊暫時成形為對應於該模框的內壁之特定形狀，以作為暫時成形體41。於第5圖中，表示將第1原料粉11暫時成形之模框的概略之剖面圖。本發明所使用之模框101，例如由石墨、氧化鋁等耐熱性陶瓷的構件所構成，具有旋轉對稱性，並可藉由模框旋轉用發動機(未圖示)使其旋轉。又，於模框101的內壁102中，減壓用孔103至少分配並形成於底部。減壓用孔103亦可形成於彎曲部上。減壓用孔103與減壓用通道104連接。又，減壓用通道105亦可通過用以使模框101旋轉之旋轉軸106，自此處進行真空吸引(抽真空)。
將第1原料粉11導入至該模框101的內壁102，並將第1原料粉11暫時成形為對應模框101的內壁102之特定形狀，以作為暫時成形體41(參照第6圖)。具體而言，一邊使模框101旋轉一邊逐漸地(緩慢地)將第1原料粉11投入至模框101的內壁102，利用離心力來成形為容器形狀。又，亦可藉由自內側使板狀的內模框(未圖示)與旋轉之粉狀體接觸，並將暫時成形體41的壁厚調整為特定量。又，對該模框101供應第1原料粉11的方法並無特別限定，但例如可使用具備攪拌用螺旋槳及計量給料器之儲料器。此時，使用攪拌用螺旋槳攪拌已被填充於儲料器中之第1原料粉11，並以計量給料器一邊調節供應量一邊進行供應。
其次，如第3圖的(3)所示，將碳電極設置於暫時成形體41的內部，一邊供應含氫氣體一邊藉由放電加熱熔融法使暫時成形體41加熱熔融。該放電加熱熔融步驟，是一邊於暫時成形體41的底部，自模框101的外側進行減壓脫氣，一邊進行。具體而言，如第7圖、第8圖所示，藉由模框101的至少形成於底部之減壓用孔103來進行減壓，自模框102的外側對暫時成形體41進行減壓脫氣，並且藉由放電加熱熔融法，自暫時成形體41的內側加熱。藉此，可製作二氧化矽容器71。此時，藉由含氫氣氛下的放電加熱熔融及脫氣，底部的OH基濃度低於直筒部的OH基濃度。尤其，可將二氧化矽容器71的直筒部61的OH基濃度設定為30~300 massppm，將底部63的OH基濃度設定為30 massppm以下，將直筒部61與底部63的OH基濃度差設定為30 massppm以上。當例如將氣氛設為大氣，而不於含氫氣氛下進行該放電加熱熔融時，即便進行脫氣，底部63的OH基濃度亦只有50 massppm左右以上，無法將底部63的OH基濃度設為30 massppm以下。又，此時，可於二氧化矽容器71的直筒部中將外周部分作成焙燒體，並且將二氧化矽容器71的內側部分作成熔融玻璃體，於底部由整體為半透明二氧化矽玻璃或實質上不含有氣泡之透明二氧化矽玻璃所構成。
除了前述具有旋轉軸對稱性、可旋轉之模框101以外，製作二氧化矽容器71之裝置，包括旋轉發動機(未圖示)、及作為放電加熱熔融(亦被稱為電弧熔融、電弧放電熔融)的熱源之碳電極(carbon electrode)212、電線212a、高壓電源組
件211、蓋子213等。進而，具備用以調整自暫時成形體41的內側供應之氣氛氣體之構成構件，例如氫氣供應用鋼瓶411、惰性氣體供應用鋼瓶412及混合氣體供應管420等。
再者，如下所述，於二氧化矽容器71的表面部分，進而形成由透明二氧化矽玻璃所構成之層時，亦可繼續使用該裝置。
作為暫時成形體41的熔融、焙燒順序，較佳為於對碳電極212之間通電之前，首先，自暫時成形體41的內側開始供應含氫氣體。具體而言，如第7圖所示，自氫氣供應用鋼瓶411供應氫氣，自惰性氣體供應用鋼瓶412供應惰性氣體(例如氮(N2
)或氬(Ar)、氦(He))並加以混合，通過混合氣體供應管420，自暫時成形體41的內側進行供應。再者，符號510所表示之空心箭頭表示混合氣體的流動。
其次，如上所述，於繼續供應混合氣體之狀態下，一邊使裝有暫時成形體41之模框101以一定速度旋轉，一邊啟動脫氣用真空泵(未圖示)，通過減壓用孔103、減壓用通道104、105，自暫時成形體41的底部外側，進行減壓並對碳電極212之間開始通電。
若於碳電極212之間開始電弧放電(用符號220圖示)，則暫時成形體41的內表面部，變成二氧化矽粉的熔融溫度區域(推斷為1800~2000℃左右)，並自最表層部開始熔融。若最表層部熔融，則脫氣真空泵之真空吸引的減壓度增加(壓力驟然下降)，一邊將第1原料粉11中所含之水或氧等溶存氣體脫氣，一邊從內側往外側進行熔融二氧化矽玻
璃層的變化。
繼續藉由通電來加熱，直至暫時成形體41的直筒部的總厚度的內側一半左右熔融而成為透明~半透明二氧化矽玻璃，且剩餘外側一半左右成為經焙燒之不透明二氧化矽。又，同時繼續加熱及藉由真空泵之減壓、排氣，直至暫時成形體41的底部於總厚度都成為透明~半透明二氧化矽玻璃為止。
為了減少熔融後的二氧化矽玻璃中的溶存氣體，如上所述，於該步驟中，將氣氛氣體設為含氫氣體。該含氫氣體可使用例如包含氫氣、氮氣(N2
)、氬(Ar)及氦(He)等惰性氣體之混合氣體。氫氣(H2
)的含有比率較佳為1 vol.%以上，更佳為1~10 vol.%。認為其理由在於，由於例如難以脫氣之氧氣(O2
)與氫反應而生成水(H2
O)，水分子與氧分子相比擴散係數較大，因此易於向外層的外部釋放。又，由於氫氣(H2
)的分子半徑較小且擴散係數較大，因此即便包含於氣氛氣體中亦易於向外層外部釋放。
於目前為止的步驟中，製造二氧化矽容器71(參照第1圖)。又，亦可視需要，於二氧化矽容器71的內表面部分，進而形成有實質上不含有氣泡之透明二氧化矽玻璃層之二氧化矽容器72(參照第2圖)。參照第4圖說明該方法。
於該方法中，與前述第3圖的(1)~(3)所示之步驟1~3相同地，進行至形成二氧化矽容器71之步驟(參照第4圖(1)~(3))。另外，製作粒徑為10~1000 μm，且相較於前述第1原料粉更高純度的二氧化矽粉，來作為第2原料粉12。
除了更高純度以外，第2原料粉的製作方法亦可與前述第1原料粉相同。又，作為第2原料粉12的材質，可使用經高純度化處理之天然石英粉、天然水晶粉或合成方英石粉、合成二氧化矽玻璃粉。若以減少透明二氧化矽玻璃層59的氣泡量為目的，則較佳為晶質二氧化矽粉；或者，若以由高純度的透明二氧化矽玻璃所構成之內層為目的，則較佳為合成粉。第2原料粉12的粒徑，更佳為100~500 μm。第2原料粉12的純度較佳為二氧化矽成分(SiO2
)為99.9999 mass%以上。更具體而言，滿足前述純度，且鹼性金屬元素Li、Na、K較佳為各為500 massppb以下，進而較佳為各為100 massppb以下。又，滿足前述純度，且Ti、Cr、Fe、Ni、Cu、Zn、Zr、Mo、W、Pb較佳為各為100 massppb以下，進而較佳為各為20 massppb以下。
其次，如第4圖的(4)所示，至少於暫時成形體41的放電加熱熔融步驟(第4圖(3))之後，自二氧化矽容器71的上部散佈第2原料粉12，並藉由放電加熱熔融法使其加熱熔融，於二氧化矽容器71的內表面上，進而形成實質上不含有氣泡之透明二氧化矽玻璃層59。該步驟之透明二氧化矽玻璃層59的基本形成方法，與例如專利文獻1及專利文獻2所示之內容類似。
參照第9圖來說明該步驟。於二氧化矽容器71的表面部分，進而形成透明二氧化矽玻璃層59之裝置，是與前步驟大致相同，包括：具有旋轉軸對稱性且設置有二氧化矽容器71之可旋轉之模框101、旋轉發動機(未圖示)、裝有第
2原料粉12之原料粉儲料器303、攪拌用螺旋槳304、計量給料器305、及作為放電加熱熔融的熱源之碳電極212、電線212a、高壓電源組件211、蓋子213等。又，當調整氣氛氣體時，與放電加熱熔融步驟(第4圖(3))相同地，亦可進而具備氫氣供應用鋼瓶411、惰性氣體供應用鋼瓶412及混合氣體供應管420等。
作為形成透明二氧化矽玻璃層59之方法，首先，將模框101設定為特定旋轉速度，自高壓電源組件211逐漸負荷高電壓，同時由原料儲料器303自二氧化矽容器71的上部逐漸散佈第2原料粉12。由於此時碳電極212之間開始放電，二氧化矽容器71內部是處於二氧化矽粉的熔融溫度區域(推斷為1800~2000℃左右)內，因此所散佈之第2原料粉12成為二氧化矽的熔融粒子而附著於二氧化矽容器71的內表面上。設置於二氧化矽容器71的上部開口部之碳電極212、原料粉投入口、蓋子213，構成為相對於二氧化矽容器71，某一程度上位置發生變化之機構；藉由使此等位置發生變化，可於二氧化矽容器71的整個內表面，以均勻厚度形成透明二氧化矽玻璃層59。
為了減少碳電極的消耗，電弧放電熔融時的二氧化矽容器71內部的氣氛氣體，是以氮氣(N2
)、氬(Ar)及氦(He)等惰性氣體為主要成分，但藉由設為氫氣(H2
)、1~10 vol.%之混合氣氛，可獲得氣泡更少之透明二氧化矽玻璃層即透明二氧化矽玻璃層59。
當電弧放電熔融時產生之碳微粒子、及作為碳與氧
的化合物亦即一氧化碳(CO)、二氧化碳(CO2
)，殘留於透明二氧化矽玻璃層59中時，在提拉單晶矽時，作為雜質而再次產生，而成為使該矽的品質下降的原因之一。為了抑制該情況，較佳為自二氧化矽容器外部，以一定流量供應純淨的氣氛氣體，並以一定流量釋放容器內部的氣體，以於熔融時的二氧化矽容器內部，適當地進行換氣。
用以形成透明二氧化矽玻璃層59之第2原料粉12，是根據最終所製造之二氧化矽容器的用途，可採用經高純度化處理之二氧化矽粉，或使用以特定濃度含有特定元素之二氧化矽粉。若於原料粉中含有鹼性土類金屬元素鋇(Ba)來作為例如耐蝕刻劑，則於透明二氧化矽玻璃層59中含有這些元素。並且於1300~1600℃下使用二氧化矽容器時，透明二氧化矽玻璃層59再結晶化而形成方英石層，可防止容器中所含之雜質金屬元素對容器內被處理物之擴散污染，並減少透明二氧化矽玻璃層59表面的二氧化矽玻璃的蝕刻。根據二氧化矽容器的用途及必要性進行該處理即可。尤其於本發明的目的中，較佳為於二氧化矽容器底部63的內表層上、或底部63及彎曲部62的內表層上，於100~1000 massppm的範圍含有(摻雜)Ba。
為了改善二氧化矽容器底部63的矽融液之耐蝕刻性，亦可於二氧化矽容器底部63的內表面上或底部63及彎曲部62的內表面上，以將Ba濃度設定為100~1000 μg/cm2
之方式來塗佈鋇化合物溶液，並加以乾燥。該Ba的塗佈，是藉由將例如硝酸鹽、醋酸鹽、碳酸鹽、氯化物等化合物，製
成水或酒精溶液，並於二氧化矽容器內表面的特定位置處，藉由例如刷塗、噴塗這些溶液來進行。塗佈後，加以乾燥以固定Ba。Ba塗佈的效果是如上所述，抑制由矽融液引起之二氧化矽容器內表面的蝕刻，或減少雜質金屬元素對矽融液的污染。
以下，示出本發明的實施例及比較例來更具體說明本發明，但本發明並不限定於此。
按照第3圖所示之步驟(1)~(3)，製造單晶矽提拉用二氧化矽容器。準備二氧化矽(SiO2
)純度為99.999 mass%以上，粒徑為50~500 μm，摻雜10 massppm的Al之天然石英粉，來作為第1原料粉11。熔融暫時成形體41時的氣氛氣體設為經乾燥之95 vol.%的N2
與5 vol.%的H2
之混合氣體。其他條件記載於表1中。
與實施例1同樣地製造二氧化矽容器，但熔融暫時成形體41時的氣氛氣體，設為經乾燥之99 vol.%的N2
與1 vol.%的H2
之混合氣體。又，於最後步驟中，於二氧化矽容器的底部63整體及彎曲部62的一部分的內表面部上，塗佈硝酸鋇溶液，並加以乾燥，將Ba量設定為500(μg/cm2
)。其他條件記載於表1中。
按照第4圖所示之步驟(1)~(4)，製造單晶矽提拉用
二氧化矽容器。使用二氧化矽純度為99.999 mass%以上，粒徑為50~500 μm，摻雜有30 massppm的Al之天然石英粉，來作為第1原料粉11。第2原料粉12係二氧化矽純度為99.9999 mass%以上，粒徑為100~300 μm的高純度合成方英石粉。熔融暫時成形體41時的氣氛氣體及熔融第2原料粉12時的氣氛氣體，設為經乾燥之95 vol.%的N2
與5 vol.%的H2
之混合氣體。其他條件記載於表2中。
按照第4圖所示之步驟(1)~(4)，製造單晶矽提拉用二氧化矽容器。準備摻雜有與實施例3相同的Al之第1原料粉11。又，作為第2原料粉12，準備摻雜有Ba者及不摻雜Ba者兩種。又，熔融暫時成形體41時的氣氛氣體及熔融第2原料粉12時的氣氛氣體，設為經乾燥之99 vol.%的N2
與1 vol.%的H2
之混合氣體。僅於二氧化矽容器的底部63整體及彎曲部62的一部分的內側表面部分形成摻雜Ba之透明二氧化矽玻璃層，濃度設定為500 massppm。其他條件記載於表2中。
與實施例1同樣地製造二氧化矽容器，但於最後步驟中於二氧化矽容器的底部63整體及彎曲部62的一部分的內表面部上，塗佈硝酸鋇溶液，並加以乾燥，將Ba量設定為100 μg/cm2
。其他條件記載於表3中。
與實施例1同樣地製造二氧化矽容器，但於最後步
驟中於二氧化矽容器的底部63整體及彎曲部62的一部分的內表面部上塗佈硝酸鋇溶液，加以乾燥，將Ba量設定為1000 μg/cm2
。其他條件記載於表3中。
與實施例3同樣地製造二氧化矽容器，但使用包含2 massppm的Al之天然石英粉，來作為第1原料粉11。於第1原料粉11中並未故意摻雜Al。其他條件記載於表4中。
與實施例4同樣地製造二氧化矽容器，但使用包含2 massppm的Al之天然石英粉，來作為第1原料粉11，並未故意摻雜Al。又，僅使用一種未摻雜Ba者來作為第2原料粉12。又，於最後步驟中於二氧化矽容器的底部63整體及彎曲部62的一部分的內表面部上塗佈硝酸鋇溶液，加以乾燥，將Ba量設定為250 μg/cm2
。其他條件記載於表4中。
與實施例3同樣地製造二氧化矽容器，但熔融暫時成形體41時的氣氛氣體及熔融第2原料粉12時的氣氛氣體，設為經乾燥之95 vol.%的He與5 vol.%的H2
之混合氣體，藉此尤其降低底部63的OH量。其他條件記載於表5中。
與實施例3同樣地製造二氧化矽容器，但熔融暫時成形體41時的氣氛氣體及熔融第2原料粉12時的氣氛氣體，設為經乾燥之90 vol.%的He與10 vol.%的H2
之混合氣體，藉此尤其降低底部63的OH量。其他條件記載於表5中。
使用二氧化矽純度為99.999 mass%以上，粒徑為100~300 μm的天然石英粉來作為第1原料粉。暫時成形體的熔融係於未進行濕度控制之空氣氣氛中，利用減壓電弧熔融法來進行。其中石墨模框的減壓排氣孔係自底部63配置於直筒部61的整體。於二氧化矽容器內側表面的整面塗佈硝酸鋇溶液，並進行乾燥。鋇塗佈量設定為500(μg/cm2
)。
第1原料粉未故意摻雜Al且粒徑為100~300 μm，除此以外，與實施例3相同，第2原料粉係與實施例3相同。暫時成形體的熔融係於未進行濕度控制之空氣氣氛中，利用常壓電弧熔融法來進行，內層形成係藉由散佈第2原料粉之常壓電弧熔融法來進行。
與比較例1同樣地製造二氧化矽容器，但使用二氧化矽純度為99.999 mass%以上，粒徑為50~500 μm的天然石英粉來作為第1原料粉。又，不進行對二氧化矽容器內側表面之鋇塗佈。其他條件記載於表7中。
與比較例2同樣地製造二氧化矽容器，但使用二氧化矽純度為99.999 mass%以上，粒徑為50~500 μm的天然石英粉來作為第1原料粉。又，將暫時成形體的熔融及形成內層時的氣氛設為加濕空氣，藉此增多二氧化矽容器的OH基量。其他條件記載於表7中。
如下所述進行於各實施例及比較例中使用之原料粉及氣體、以及製造之二氧化矽容器的物性、特性評價。
各原料粉的粒徑測定方法：
利用光學顯微鏡或電子顯微鏡進行各原料粉的二維形狀觀察及面積測定。繼而，假定粒子的形狀為標準圓，由其面積值計算求出直徑。統計性地反復進行該手法，來作為粒徑的範圍(該範圍中包含99 mass%以上的原料粉)的值，示於表1~7中。
直筒部的層厚測定：
以比例尺測定二氧化矽容器的總高度的1/2部分的直筒部剖面，藉此決定層的厚度。
OH基濃度測定：
自各二氧化矽容器直筒部及底部無氣泡之透明部分切割出二氧化矽玻璃樣本，利用紅外線吸收分光光度法進行測定。OH基濃度的換算係按照以下文獻。
Dodd,D.M.and Fraser,D.B.(1966)Optical determination of OH in fused silica.Journal of Applied Physics，vol.37，P.3911.
水(H2
O)釋放量測定：
自各二氧化矽容器底部無氣泡之透明部分，製作10×50×厚度1 mm的尺寸之雙面鏡面研磨加工的測定用樣本，將其設置於真空室內，測定1000℃真空下的氣體釋放量。當氣體釋放量較少時，將複數片測定樣本同時投入氣體測定器的試樣室中，藉此提高氣體檢測靈敏度。測定方法的詳細內容係按
照以下文獻。
Nasu，S.et al.(1990)「Gas release of various kinds of vitreous silica」，Journal of Illuminating Engineering Institute of Japan，vol.74，No.9，pp.595-600.
底部透明層的雜質金屬元素濃度分析及雜質等級：
雜質金屬元素濃度相對較低(玻璃為高純度)時，利用電感耦合電漿發射光譜法(Inductively Coupled Plasma-Atomic Emission Spectrometry，ICP-AES)或電感耦合電漿質譜法(Inductively Coupled Plasma-Mass Spectrometry，ICP-MS)進行；雜質金屬元素濃度相對較高(玻璃為低純度)時，利用原子吸收分光光度法(Atomic Absorption Spectrophotometer，AAS)進行。其結果為，根據鹼性金屬元素Li、Na、K、過渡金屬元素Ti、Cr、Fe、Ni、Cu、Zn、Zr、Mo、W、Pb的13個元素的總計濃度而採用如下所述之評價。
未達0.5 massppm ○(良好)
0.5~5 massppm △(稍微不佳)
5 massppm以上 ×(不佳)
再者，於實施例1中，自二氧化矽容器的底部的內側透明層進行5個抽樣，於實施例3及比較例2中，自作為追加形成於底部內側表面部之透明二氧化矽玻璃層也就是內層，進行5個抽樣。各濃度值係5個樣本的平均值。
單晶矽連續提拉(多重提拉)評價：
於所製造之二氧化矽容器中，投入純度為99.99999 mass%的金屬聚矽，進行升溫使其為矽融液，繼而反復進行3次單
晶矽的提拉(多重提拉)，評價單晶培養的成功率。提拉條件係：於提拉裝置(CZ裝置)內，為氬(Ar)氣100%氣氛，提拉速度為1 mm/分，旋轉數為10 rpm，單晶矽尺寸的直徑為300 mm，長度為600 mm，1批的作業時間為約50小時。反復三次單晶培養的成功比率的分類如下所述。
三次○(良好)
兩次△(稍微不佳)
×(不佳)
孔隙及針孔之評價：
於前述單晶矽連續提拉中，自各單晶矽多重提拉後的第1根單晶矽的任意部位，製作直徑為300 mm，厚度為200 μm的雙面研磨加工的矽晶圓各200片。繼而，藉由粒子檢測器測定存在於各個矽晶圓的雙面之孔隙及針孔的個數，統計性地進行數值處理，求出每200片矽晶圓中無缺陷的片數。其結果為，對應於孔隙及針孔均未檢測出之矽晶圓片數，採用如下所述之評價。其中可檢測之孔隙及針孔的直徑為50 μm以上。
無缺陷矽晶圓片數200片 ○(良好)
無缺陷矽晶圓片數199~198片 △(稍微不佳)
無缺陷矽晶圓片數197片以下 ×(不佳)
總結實施例1~10、比較例1~4中所製造之各二氧化矽容器的製造條件及測定之物性值、評價結果，示於下述表1~8中。於表8中，示出實施例1、3、比較例2的底部的內側透明層的雜質分析值。
由表1~8可知，於實施例1~10中，可製造孔隙或針孔較少的單晶矽。
再者，本發明並不限定於前述實施形態。前述實施形態僅為示例，具有與本發明的申請專利範圍所記載之技術思想實質相同的構成，並發揮相同作用效果之所有發明，均包含在本發明的技術範圍內。
51‧‧‧不透明二氧化矽玻璃層
52‧‧‧透明二氧化矽玻璃層
55、56‧‧‧半透明二氧化矽玻璃層或透明二氧化矽玻璃層
61‧‧‧直筒部
62‧‧‧彎曲部
63‧‧‧底部
71‧‧‧二氧化矽容器
D1
‧‧‧外徑
D2
‧‧‧直徑
H1
‧‧‧高度
H2
‧‧‧高度
Claims (9)
- 一種單晶矽提拉用二氧化矽容器，具有直筒部、彎曲部及底部，其特徵在於：前述直筒部的OH基濃度為30~300 massppm，前述底部的OH基濃度為30 massppm以下，前述直筒部與前述底部的OH基濃度差為30 massppm以上。
- 如請求項1所述之單晶矽提拉用二氧化矽容器，其中，前述直筒部的外側由含有氣泡之不透明二氧化矽玻璃所構成，前述直筒部的內側由實質上不含有氣泡之透明二氧化矽玻璃所構成，前述底部由相較於前述不透明二氧化矽玻璃氣泡更少的半透明二氧化矽玻璃或實質上不含有氣泡之透明二氧化矽玻璃所構成。
- 如請求項1所述之單晶矽提拉用二氧化矽容器，其中，前述底部的H2 O釋放量為1×1017 分子/cm3 以下。
- 如請求項2所述之單晶矽提拉用二氧化矽容器，其中，前述底部的H2 O釋放量為1×1017 分子/cm3 以下。
- 如請求項1項至請求項4中任一項所述之單晶矽提拉用二氧化矽容器，其中，於前述底部的內表層，以100~1000 massppm的濃度含有鋇(Ba)；或於前述底部的內表面，以100~1000μg/cm2 的濃度塗佈Ba。
- 一種單晶矽提拉用二氧化矽容器的製造方法，是製造具有直筒部、彎曲部及底部之單晶矽提拉用二氧化矽容器的方法，其特徵在於包含以下步驟：製作二氧化矽粉的步驟，該二氧化矽粉作為第1原料粉，其粒徑為10~1000μm；作出暫時成形體的步驟，該步驟將前述第1原料粉投入具有旋轉對稱性、且僅於底部或僅於底部及彎曲部具有減壓用孔之模框內，並一邊使該模框旋轉一邊暫時成形為對應該模框的內壁之特定形狀；以及，放電加熱熔融步驟，該步驟是一邊僅自位於前述暫時成形體的底部或僅自底部及彎曲部之前述模框的外側進行減壓脫氣，一邊進行加熱熔融，該加熱熔融是將碳電極設置於前述暫時成形體的內部，並一邊供應含氫氣體一邊藉由放電加熱熔融法來使前述暫時成形體加熱熔融。
- 如請求項6所述之單晶矽提拉用二氧化矽容器的製造方法，其中，具有以下步驟：製作高純度二氧化矽粉的步驟，該高純度二氧化矽粉作為第2原料粉，其粒徑為10~1000μm，且純度比前述第1原料粉更高；以及，形成透明二氧化矽玻璃層的步驟，該步驟至少在前述暫時成形體的放電加熱熔融步驟之後，一邊自前述二氧化矽容器的上部散佈前述第2原料粉，一邊藉由放電加熱熔融法使 其加熱熔融，於前述二氧化矽容器的內表面上，進而形成實質上不含有氣泡之透明二氧化矽玻璃層。
- 如請求項7所述之單晶矽提拉用二氧化矽容器的製造方法，其中，至少於用以形成前述二氧化矽容器的底部的內表面上的透明二氧化矽玻璃層之前述第2原料粉中，以Ba濃度成為100~1000 massppm之方式來混合鋇化合物。
- 如請求項6或請求項7所述之單晶矽提拉用二氧化矽容器的製造方法，其中，具有以下步驟：於前述二氧化矽容器的底部的內表面上，以鋇(Ba)濃度成為100~1000μg/cm2 之方式來塗佈鋇化合物溶液，並加以乾燥。
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Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US20100147213A1 (en) * | 2008-12-09 | 2010-06-17 | Japan Super Quartz Corporation | Silica glass crucible for pulling up silicon single crystal and method for manufacturing thereof |
Family Cites Families (16)
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|---|---|---|---|---|
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| JP4429702B2 (ja) * | 2003-11-28 | 2010-03-10 | ジャパンスーパークォーツ株式会社 | 平底石英ルツボの製造方法 |
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Patent Citations (1)
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|---|---|---|---|---|
| US20100147213A1 (en) * | 2008-12-09 | 2010-06-17 | Japan Super Quartz Corporation | Silica glass crucible for pulling up silicon single crystal and method for manufacturing thereof |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| TWI762073B (zh) * | 2019-12-23 | 2022-04-21 | 日商勝高股份有限公司 | 石英玻璃坩堝及其製造方法 |
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