[发明专利]碳素电极的制造方法及石英玻璃坩埚的制造方法

说明书

技术领域

本发明涉及碳素电极的制造方法及石英玻璃坩埚的制造方法，特 别涉及在利用电弧放电将石英粉加热熔融进行玻璃化时使用的适宜的 技术。

本申请要求基于2008年9月26日申请的日本专利申请第2008- 248087号的优先权，并在此引用其内容。

背景技术

在单晶硅的拉晶中使用的石英玻璃坩埚主要通过电弧熔融法来制 造。该方法概述为，在碳制模的内表面堆积固定厚度的石英粉，形成 作为石英堆积层的石英粉成形体，在该石英粉成形体的上方设置碳素 电极，利用该电弧放电对石英堆积层加热，进行玻璃化，来制造石英 玻璃坩埚的方法。

在日本专利第03647688号公报中记载了关于利用电弧熔融制造石 英玻璃坩埚中的电弧熔融的技术，在日本专利申请特开2002-68841号 公报、日本专利申请特开2001-097775号公报中记载了关于电弧放电中 的电极的技术。此外，在日本专利申请特开2003-335532号公报中，记 载了关于电弧放电用的电极间距离的内容。

此外，根据近年来器件工序的效率化等的需求，制造的晶片口径 变得大到超过300mm的程度，伴随于此，要求一种对大口径的单晶可 进行拉晶的石英玻璃坩埚。此外，根据器件的微细化等的需求，在对 拉晶的单晶的特性造成直接影响的石英玻璃坩埚内表面状态等的坩埚 特性的提高方面，也有强烈的要求。

可是，在成形后的电极的表面上，存在金属等的杂质附着的可能 性，电弧放电中的电极的消耗部分由于产生的电弧等离子体流等的影 响，在石英粉成形体进行玻璃化时存在被引入其内部的可能性。在半 导体单晶拉晶中使用这样的坩埚的情况下，被引入的杂质在拉晶时熔 出至半导体原料熔融液中，被引入到单晶内，因此，有可能存在如下 问题，即拉晶后的单晶特性不成为所希望的状态的问题。

此外，在金属等污染物被引入到坩埚内的情况下，从该污染物起 晶质化发展，存在产生的方石英微小片在半导体熔融液中剥离，被引 入到单晶中，引起位错(dislocation)的问题。

进而，由于近来的单品和坩埚的大口径化，导致一个坩埚的制造 中所需要的时间增大，并且所需要的供给电能增大，因此电极的消耗 量增加，结果是从污染电极引入到坩埚内的污染物的量增加，存在上 述问题进一步显著化的问题。

发明内容

本发明正是鉴于上述情况而完成的、为实现以下目的的发明。1.谋 求防止电极污染物混入坩埚内。2.降低从坩埚向单晶拉晶的坏影响。 3.提供拉晶单晶特性良好的石英玻璃坩埚。4.谋求以低成本降低电极 污染物。

本发明的碳素电极的制造方法，用于通过电弧放电对被熔融物进 行熔融，其中，

具有：摩擦处理工序，在电力供给之前，通过与所述被熔融物同 种的摩擦体对所述碳素电极表面进行摩擦处理，由此解决了上述课题。

在本发明的碳素电极的制造方法中，通过与所述被熔融物同种的 摩擦体对所述碳素电极表面进行所谓的“共洗”，能够不使新的杂质附着 在电极表面，对电极表面进行洗净，降低杂质浓度。由此，能够防止 在电弧熔融中附着在电极表面的杂质被引入到被熔融物中，提供能够 进行电弧熔融的电极。

此外，虽然能想到通过洗净液对碳素电极表面进行洗净的方法， 但由于在碳素电极的结构上，洗净液浸透内部，污染物含浸到电极内 部，所以这样的方法是不适当的。

在本发明中，更优选所述摩擦处理工序在对所述碳素电极前端进 行整形的磨削工序后进行。

在该情况下，在磨削工序中对附着在电极表面的金属等的污染物 进行除去，保持电极表面洁净，降低在电弧熔融中从电极产生的杂质 量，能够防止在电弧熔融中杂质被引入到被熔融物中。

特别是，在连接多个棒状部分而形成的碳素电极的情况下，对应 于电弧放电需要对其前端形状进行整形。以下表示其一个例子。

具体地，如图7所示，碳电极(碳素电极)13E通过具有进行电弧 放电的前端部13a的棒状的电极13E1、和与该电极13E1连接的多个电 极13E2、13E2形成，在成为电极13E的基端侧的电极13E1的一端(图 示右侧)设置有内螺纹部13Ea，在另一端(图示左端)31a形成有外 螺纹部。同样地，在电极13E2的两端分别形成有内螺纹部13Ea和外 螺纹部13Eb，电极13E1和13E2以该螺纹部13Ea和13Eb连结而接长 的方式形成。