石英玻璃坩埚之制造方法

摘要

一种石英玻璃坩埚之制造方法，系使封闭在石英坩埚内之气泡即使在高热负载之状态下亦不致破裂，俾在提拉单结时不会妨碍原料形成单结晶，该方法为在成形模内熔融原料时，于开始电弧放电后，立即导入氢气或氧气，以除去电极之石墨成分或石英原料粉之杂质，藉以抑制石墨或杂质混入坩埚制品内，结果得以抑制气泡之膨胀率，同时减低气泡内压力。再者，亦可从成形模对形成于该模内之石英粉堆积层供应氦气，以氦气取代堆积层凹孔中之气体。藉由置换凹孔中之气体，使不透明层之气泡难以膨胀，而得以防止热传导性之降低，并可在使用时抑制坩埚温度之上升，从而得防止透明层之气泡破裂。

主权项

1.一种石英玻璃坩埚之制造方法,系在旋转之成形模中,藉石墨电极间之电弧放电使石英粉熔融,以形成坩埚,其特征在该制造方法包括:对上述成形模内供应H2、O2、H2O、He、Ne气体中之至少一种的阶段;及令石英粉通过上述供应气体之环境而供给至上述成形模内表面之阶段者。2.一种石英玻璃坩埚之制造方法,系在旋转之成形模中,藉石墨电极间之电弧放电使石英粉熔融,以形成坩埚,其特征在该制造方法包括:对上述成形模内供应H2气体及O2气体之阶段;及令石英粉通过上述供应气体之环境而供给至上述成形模内表面之阶段者。3.如申请专利范围第1或第2项之制造方法,其中,上述石英粉系以该石英粉到达上述成形模内表面之前先经过电弧放电之环境中予以软化之方式散布于成形模内者。4.如申请专利范围第1或第2项之制造方法,其中,上述气体及石英粉系经由双层管供应,并由该双层管中之内管供应该石英粉及该气体中之一者,由该双层管之外管供应另一者。5.如申请专利范围第1或第2项之制造方法,其中,上述气体及石英粉系经由双层管供应,并由该双层管中之内管供应该石英粉,由前端突出内筒之外筒供应上述气体者。6.如申请专利范围第2项之制造方法,其中,上述气体及石英粉系经由双层管供应,并从该双层管中之内管同时供应石英粉与O2气体,且从外筒供应H2气体者。7.如申请专利范围第6项之制造方法,其中,上述双层管之内管前端系较外筒前端后退者。8.如申请专利范围第1或第2项之制造方法,其中,系在持续电弧放电之状态下,将上述石英粉与气体中之至少石英粉断续地供应者。9.一种石英玻璃坩埚之制造方法,系在旋转之成形模内藉电弧放电使石英粉熔融以形成坩埚,其特征在该制造方法包括:沿着成形模之内面形成石英粉堆积层之阶段;从上述成形模之侧壁与底部之预定位置对上述堆积层供应He及/或H2气体之阶段;供应上述He及/或H2气体一段预定时间后,开始放电之阶段;于上述堆积层之表面形成薄膜熔融层时,停止上述He及/或H2气体之供应,并从上述堆积层排气之阶段;及于上述堆积层达预定真空度时,再使先前暂时停止之He及/或H2气体继续供应之阶段。10.一种石英玻璃坩埚之制造方法,系在旋转之坩埚内藉电弧放电使石英粉熔融,以形成坩埚;其特征在该制造方法包括:沿者上述成形模之内面形成石英粉堆积层之阶段;于形成上述堆积层后,将上述成形模之上方开口部覆以盖体,对成形模内部实施排气之阶段;于上述成形模内部达预定真空度时,供应He及/或H2气体于成形模之阶段;及于成形模内之压力上升至预定値时,打开上述盖体,开始电弧放电之阶段;并于打开上述盖体后,于预定时间中继续供应上述He及/或H2气体者。11.一种石英玻璃坩埚之制造方法,系于旋转之成形模内藉由电弧放电使石英粉熔融,以形成坩埚;其特征在该制造方法包括:沿着上述成形模之内面形成石英粉堆积层之阶段;从上述成形模之侧壁及底部之预定位置对上述堆积层供应He及/或H2气体之阶段;于上述He及/或H2气体供应一预定时间后,开始电弧放电之阶段;及于上述堆积层表面形成薄膜熔融层时,继续供应上述He及/或H2气体,同时从上述成形模侧壁上方实施堆积层之排气的阶段。12.如申请专利范围第11项之制造方法,其中,系将上述薄膜熔融层形成时之上述He及/或H2气体之供应位置切换至上述成形模之侧壁上方,同时在电弧放电前从供应He及/或H2气体之位置实施上述堆积层之排气者。13.一种石英玻璃坩埚之制造方法,系在旋转之成形模内藉由电弧放电使石英粉熔融,以形成坩埚;其特征在该制造方法包括:沿着上述成形模之内面形成石英粉堆积层之阶段;于形成上述堆积层后,将上述成形模之上方开口部覆以盖体,将成形模内部施行排气之阶段;于上述成形模内达预定真空度时,从成形模之侧壁及底部之预定位置供应He及/或H2气体于成形模内之阶段;于成形模内之压力上升至预定値时,打开上述盖体,并开始电弧放电之阶段;及在上述堆积层之表面形成薄膜熔融层时,继续供应上述He及/或H2气体,同时从上述成形模之侧壁上部实施上述堆积层之排气的阶段。14.如申请专利范围第13项之制造方法,其中,系将上述薄膜熔融层形成时之上述He及/或H2气体之供应位置切换至上述成形模之侧壁上方,同时于电弧放电前从He及/或H2气体之供应位置实施上述堆积层之排气者。15.如申请专利范围第9至第14项之中任一项之制造方法,其中,包括:使上述堆积层熔融一预定时间后,对上述成形模内供应H2、O2、H2O、He、Ne气体组群中之至少一种气体之阶段;及令石英粉通过上述供应气体之环境中而供应至上述成形模内表面之阶段。16.如申请专利范围第15项之制造方法,其中,上述石英粉系在该石英粉到达成形模内表面之前先在上述电弧放电之环境中予以软化之方式散布在成形模内者。图式简单说明:第1图为本发明石英玻璃坩埚制造装置之一实施形态之重要部分剖图;第2图为气泡径与单结晶良品率之关系图;第3图为石英玻璃坩埚在使用前后之气泡比较图;第4图为膨胀率与单结晶化良品率之关系图;第5图为石英玻璃坩埚制造装置之第2实施形态之重要部份剖视图;第6图为石英玻璃坩埚制造装置之第3实施形态之重要部份剖视图;第7图为石英玻璃坩埚之不透明层在使用前后之气泡比较图;第8图为石英玻璃坩埚制造装置之第4实施形态之重要部份剖视图;第9图为石英玻璃坩埚制造装置之第5实施形态之重要部份剖视图;第10图为第4及第5实施形态之石英玻璃坩埚之不透明层在使用前后之气泡比较图。