单晶硅锭提拉用石英玻璃坩埚的制作方法

本发明涉及单晶硅锭提拉用石英玻璃坩埚。

背景技术：

1、在单晶硅(单晶硅锭)的制造中，广泛使用所谓的直拉法(cz法)。该cz法通过在石英玻璃坩埚内容纳硅熔融液并使籽晶接触该硅熔融液的表面，使石英玻璃坩埚旋转，同时边使籽晶向相反方向旋转边向上方提拉，由此在籽晶的下端培育单晶硅。

2、在使用石英玻璃坩埚制备的单晶硅锭中有时会混入被称为针孔的数微米至数毫米大的泡。包含该泡的硅晶圆虽然能够通过肉眼检查或红外线检查来检测，但是即便存在一个针孔，也会成为使产率下降的因素。

3、作为所提拉的单晶硅锭的针孔的原因的泡，其来源可列举出提拉装置内的气体、石英玻璃坩埚的内表面所内含的泡、或因硅熔融液与石英玻璃坩埚的反应而产生的气体，目前为止正在寻求针对这些泡的对策(例如专利文献1)。

4、现有技术文献

5、专利文献

6、专利文献1：国际公开第2013/140706号

技术实现思路

1、（一）要解决的技术问题

2、如上所述，目前为止正在针对作为所提拉的单晶硅锭的针孔的原因的泡而寻求对策。然而，有时会产生仅凭这些无法解释的针孔，从而谋求一种所提拉的单晶硅锭的针孔少的石英玻璃坩埚。

3、本发明是为了解决上述技术问题而完成的，其目的在于提供一种单晶硅锭提拉用石英玻璃坩埚，其能够抑制所提拉的单晶硅锭的针孔。

4、（二）技术方案

5、本发明是为了解决上述技术问题而完成的，其提供一种单晶硅锭提拉用石英玻璃坩埚，所述单晶硅锭提拉用石英玻璃坩埚具有由直筒部、r部及底部构成的坩埚形状，并且具有：由含有气泡的不透明石英玻璃构成的外层、及由透明石英玻璃构成且壁厚为1.5mm以上的内层，该单晶硅锭提拉用石英玻璃坩埚的特征在于，关于所述内层的距离所述石英玻璃坩埚内表面1mm的位置的na、k及li的浓度，na小于5质量ppb、k小于5质量ppb，且li小于100质量ppb，关于所述外层的所述r部及所述底部的壁厚方向的na、k及li的平均浓度，na小于10质量ppb、k小于50质量ppb，且li小于180质量ppb。

6、若为这样的石英玻璃坩埚，则在单晶硅锭的提拉中于石英玻璃坩埚的内表面所产生的棕环(ブラウンリング)中，能够促进深度方向的结晶化。由此，能够抑制在棕环内部产生的泡的释放，从而能够抑制所提拉的单晶硅锭的针孔。

7、此时，关于所述内层的距离所述石英玻璃坩埚内表面1mm的位置的na、k及li的浓度，优选：na小于5质量ppb、k小于5质量ppb，且li小于50质量ppb，关于所述外层的所述r部及所述底部的壁厚方向的na、k及li的平均浓度，优选：na小于5质量ppb、k小于50质量ppb，且li小于100质量ppb。

8、在石英玻璃坩埚的内层及外层中，通过满足这样的杂质元素(另外，在以下的说明中，有时将na、k及li统称为杂质元素)的浓度，能够更有效地抑制所提拉的单晶硅锭的针孔。

9、另外，优选所述外层的所述直筒部的壁厚方向的na、k及li的平均浓度至少满足下述浓度中的任一种：na为10质量ppb以上；k为50质量ppb以上；li为180质量ppb以上。

10、通过满足这样的外层的直筒部的杂质浓度，与将整个坩埚制成高纯度相比，更能抑制高温加热时石英玻璃坩埚的倾倒、下沉。

11、另外，所述石英玻璃坩埚的外径可以为直径800mm以上。

12、由此，即使是直径800mm以上这样的大直径的石英玻璃坩埚，也能够合适地应用本发明。

13、另外，优选所述石英玻璃坩埚将硅熔融液保持在其内部，从该硅熔融液中提拉单晶硅锭后，在所述石英玻璃坩埚的内表面形成棕环，该棕环的内侧区域内的所述内层中的直径为3.0μm以上的气泡的密度为4.0个/mm2以上。

14、在提拉单晶硅锭后的石英玻璃坩埚的内表面形成这样的棕环的石英玻璃坩埚，能够更有效地抑制所提拉的单晶硅锭的针孔。

15、另外，优选所述石英玻璃坩埚将硅熔融液保持在其内部，从该硅熔融液中提拉单晶硅锭后，在所述石英玻璃坩埚的内表面形成棕环，作为棕环，将该棕环的沿所述石英玻璃坩埚的坩埚圆周方向的等分线定义为该棕环的外径基准线时，所述外径基准线的长度在10mm以上13mm以下的范围内，当将所述棕环的外径基准线的长度设为x(mm)，以所述棕环的外径基准线的端部中的最上部为基准高度0(μm)，并将作为所述棕环的内侧区域的所述外径基准线上的最上部的高度的凸部高度设为y(μm)时，在所述外径基准线的长度在10mm以上13mm以下的范围内的棕环中，满足下述式(1)：

16、y≥10x-70 ･･･(1)。

17、形成有这样的棕环的石英玻璃坩埚能够更有效地抑制所提拉的单晶硅锭的针孔。

18、（三）有益效果

19、本发明的石英玻璃坩埚能够在单晶硅锭的提拉中促进棕环的深度方向的结晶化。由此，能够抑制在棕环内部产生的泡的释放，能够抑制所提拉的单晶硅锭的针孔。

1.一种单晶硅锭提拉用石英玻璃坩埚，其具有由直筒部、r部及底部构成的坩埚形状，并具有由含有气泡的不透明石英玻璃构成的外层、及由透明石英玻璃构成且壁厚为1.5mm以上的内层，

2.根据权利要求1所述的单晶硅锭提拉用石英玻璃坩埚，其特征在于，

3.根据权利要求1或2所述的单晶硅锭提拉用石英玻璃坩埚，其特征在于，

4.根据权利要求1~3中任一项所述的单晶硅锭提拉用石英玻璃坩埚，其特征在于，

5.根据权利要求1~4中任一项所述的单晶硅锭提拉用石英玻璃坩埚，其特征在于，

6.根据权利要求1~5中任一项所述的单晶硅锭提拉用石英玻璃坩埚，其特征在于，