[发明专利]单晶制造方法

说明书

本发明提供一种利用CZ法的单晶制造方法，其预先求出在石英坩埚的制造中使用的石英原料粉中包含的Al/Li比、石英坩埚的使用时间、该使用时间内的失透比例、是否发生由失透部分引起的漏液的相关关系，基于该相关关系，以不会发生漏液的方式设定生长单晶时使用的石英坩埚的失透比例的范围，以落入该设定的比例的范围内的方式，根据在石英坩埚的制造中使用的石英原料粉中包含的Al/Li比来确定石英坩埚的最大使用时间，在该最大使用时间的范围内使用石英坩埚进行单晶的生长。由此，提供一种能够在防止发生漏液的同时高效地使用石英坩埚进行单晶的生长的制造方法。

技术领域

本发明涉及一种从容纳于在切克劳斯基法(CZ法)中使用的石英坩埚中的原料熔液来生长单晶的单晶制造方法。

背景技术

制造半导体基板所使用的硅等的单晶的方法有各种各样的方法，其中作为旋转提拉法而被广泛采用的方法中有CZ法。而且，众所周知有施加磁场的切克劳斯基法(MCZ法)，其以单晶硅的低氧浓度化、便于制造大口径晶体等为目的，一边施加磁场一边以CZ法提拉单晶硅。

这些利用CZ法来制造硅等的单晶的装置具有主腔室(炉)和与之连通的提拉腔室，在主腔室内配设有外侧被石墨坩埚保持的石英坩埚。在这些坩埚周围配设有加热器，利用该加热器使石英坩埚内的原料(多晶硅)熔融。

并且，使相对于该原料熔液(硅熔液)从上方由线材悬挂的籽晶与之接触，然后提拉籽晶，由此能够生长单晶(例如参照专利文献1)。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本专利公开平成05-058788号公报。

发明内容

(一)要解决的技术问题

这里，来自加热器的热经由石墨坩埚传递到石英坩埚，石英坩埚在前述的单晶硅的生长工序中暴露在高温中。因此，石英玻璃制的石英坩埚从与高温的石墨坩埚接触的外表面侧开始使石英玻璃发生结晶化，并且随着暴露于高温的时间的推移，结晶化向石英坩埚的内表面侧发展。

若在单晶硅的生长后取出石英坩埚进行冷却，则所述结晶化的部分会由于石英的热收缩而产生无数微小的裂纹，成为白且不透明的失透状态。因此，以后将所述石英玻璃的结晶化称为“失透”。

与玻璃状态的石英相比，失透状态的石英的弹性系数小，因此当失透从石英坩埚的外表面侧向内表面侧发展时，石英坩埚的弹性变小，由于单晶硅的生长工序中的冲击或因温度变化引起的热膨胀、热收缩，而容易产生裂纹。

并且，若在单晶硅的生长过程中石英坩埚产生裂纹，则石英坩埚内的硅熔液会从石英坩埚漏出，发生漏液，不能继续进行单晶硅的生长。此外，若从石英坩埚漏出的硅熔液与石墨坩埚、其它提拉装置内的热区部件接触，则这些部件会被损伤而难以继续使用，需要更换。

因此，若发生漏液，则有单晶硅的制造成本显著提高的问题。

作为其解决方法，通常有缩短单晶硅的生长工序的时间(以下，简称为“作业时间”)的方法，但是石英坩埚的失透的发展速度存在偏差，因此为防止漏液，需要基于实际情况，配合失透发展速度最快的石英坩埚来规定作业时间。

其结果是，在失透的发展速度慢的石英坩埚中，即使失透还未发展到容易发生漏液的厚度，也会停止单晶硅的生长，效率很低。

本发明是鉴于上述问题而完成的，其目的在于提供一种能够在防止发生漏液的同时高效地使用石英坩埚进行单晶的生长的制造方法。

(二)技术方案