專利名稱：：石英玻璃坩堝的制造方法和裝置以及石英玻璃坩堝的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
：本發(fā)明涉及石英玻璃坩堝的制造方法和裝置，以及石英玻璃坩堝，還涉及適于大口徑坩堝的制造的電弧熔融中使用的適合的技術(shù)。本申請基于2008年9月24日申請的日本專利申請第2008-244521號主張優(yōu)先權(quán)，并在此引用其內(nèi)容。
背景技術(shù)：
：基于旋轉(zhuǎn)模塑法的石英玻璃坩堝的制造方法，是通過電弧放電對堆積在旋轉(zhuǎn)模的內(nèi)側(cè)的石英粉進(jìn)行加熱熔融，制造內(nèi)側(cè)是透明層、外側(cè)是不透明層的石英玻璃坩堝的方法。形成該電弧放電的電極的結(jié)構(gòu)，在現(xiàn)有技術(shù)中使用三根電極，使三相交流電流通過該電極，在各個電極之間形成電弧(放電)等離子體，上述情況在日本專利第3647688號中公開。伴隨著拉晶的單晶的大口徑化，如口徑32英寸、或40英寸那樣，要求石英玻璃坩堝的大型化，要求能夠形成加熱范圍大的電弧放電的電極結(jié)構(gòu)。現(xiàn)有的電極結(jié)構(gòu)主要是3相3根電極，當(dāng)為了擴(kuò)大加熱范圍而擴(kuò)大電極間距離時，存在電弧變得不穩(wěn)定，斷開的缺點(diǎn)。特別是在大型坩堝中，模的旋轉(zhuǎn)導(dǎo)致坩堝內(nèi)內(nèi)側(cè)的空氣流的影響變大，在現(xiàn)有的電極結(jié)構(gòu)中，電弧容易斷開。為了應(yīng)對該問題，在日本專利申請?zhí)亻_2003-335532號公報(bào)中記載了增加電極根數(shù)的技術(shù)。發(fā)明要解決的課題如上所述，嘗試了增加電極的根數(shù)來擴(kuò)大加熱范圍，提出了一種6相交流6電極的結(jié)構(gòu)?？墒牵?相交流6電極結(jié)構(gòu)中，如專利文獻(xiàn)2的圖6所示，由于對于與相互相鄰的電極相比更靠對面?zhèn)鹊碾姌O也容易產(chǎn)生電弧放電，所以以電極包圍的中央部的放電熱量與周圍部的熱量相比過剩地變大，存在難以均勻地加熱坩堝內(nèi)部等的問題。此外，由于坩堝內(nèi)表面的狀態(tài)對拉晶的半導(dǎo)體單晶的特性施加直接的影響，所以要求非常嚴(yán)格的特性控制。可是，如上述那樣，能夠容易地進(jìn)行這樣的坩堝內(nèi)表面特性的控制的電極結(jié)構(gòu)還是未知，憑借的是熟練者的經(jīng)驗(yàn)，存在希望提高坩堝品質(zhì)(特性)的均勻化的要求。特別是，作為坩堝特性，有如下要求，即在坩堝側(cè)壁部分和底部的表面中，希望維持氣泡率均為O.03%以下左右的均勻狀態(tài)的要求。作為該方法，有如下要求，即以坩堝的內(nèi)表面溫度在任何部位均在1700°C以上、并且部位間的溫度差在400°C以內(nèi)，優(yōu)選在200°C以內(nèi)的方式進(jìn)行設(shè)定的要求。
發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明正是鑒于上述情況而完成的，其為了實(shí)現(xiàn)以下目的。1.謀求制造的坩堝特性的提高和其均勻化。2.謀求提高電弧的穩(wěn)定。3.提高加熱范圍的控制。4.能夠適應(yīng)大口徑坩堝的制造。本發(fā)明的第一實(shí)施方式是一種通過圍繞模的旋轉(zhuǎn)軸配設(shè)的電極的電弧放電，對在模內(nèi)成形的石英粉成形體進(jìn)行加熱熔融，從而制造石英玻璃坩堝的方法，其中，在使用環(huán)狀地配置了電極的電極結(jié)構(gòu)，在隔著該環(huán)的中央部相向的電極間不使持續(xù)的電弧產(chǎn)生，而形成連結(jié)相鄰電極彼此的環(huán)狀的穩(wěn)定的電弧并對上述石英粉進(jìn)行加熱熔融時，在電弧加熱中的至少固定的時間，通過將所述電極前端與所述石英粉成形體表面的水平方向距離W相對于所述石英粉成形體開口半徑R的比W/R的值，設(shè)定在0.0020.98的范圍中，從而解決了上述課題。在本申請發(fā)明中，通過在電弧加熱中的至少固定的時間，將所述電極前端與所述石英粉成形體表面的水平方向距離W相對于所述石英粉成形體開口半徑R的比W/R的值，設(shè)定在0.0020.98的范圍中，從而對電弧放電中的電極和石英粉成形體的距離進(jìn)行規(guī)定，防止在與坩堝側(cè)壁對應(yīng)的部分和與坩堝底部對應(yīng)的部分中石英粉成形體表面的溫度變得不均勻并維持最優(yōu)的狀態(tài)，防止在與坩堝側(cè)壁部對應(yīng)的部分和與坩堝底部對應(yīng)的部分的石英粉的熔融狀態(tài)出現(xiàn)差異并將熔融狀態(tài)維持在優(yōu)選范圍，從而能夠制造在大口徑化或大型化的單晶拉晶中使用的、并且均勻地具有適宜的內(nèi)表面特性的石英玻璃坩堝。此外，本發(fā)明能夠使上述比W/R的值在0.40.85的范圍。本發(fā)明能夠在264450英寸的口徑的坩堝中使用，特別是，在32英寸以上的大口徑坩堝的制造中，由于能夠增多電極根數(shù)，因此能夠增大輸出，并且能夠如后述那樣使電極開度增大，防止與坩堝底部對應(yīng)的部分的過剩的加熱，能夠使熔融中的溫度分布均勻化，防止在從坩堝內(nèi)表面的中心軸離開的方向、或坩堝的高度方向的內(nèi)表面特性的不均勻的發(fā)生。本發(fā)明的另一個實(shí)施方式，是在第一實(shí)施方式所述的石英玻璃坩堝的制造方法中，更優(yōu)選在電弧加熱中的至少固定的時間，將所述電極前端與所述石英粉成形體表面的垂直方向距離H相對于所述石英粉成形體開口半徑R的比H/R的值，設(shè)定在0.029.2的范圍中。在本發(fā)明的石英玻璃坩堝的制造方法中，通過在電弧加熱中的至少固定的時間，將所述電極前端與所述石英粉成形體表面的垂直方向距離H相對于所述石英粉成形體開口半徑R的比H/R的值，設(shè)定在0.029.2的范圍中，從而對電弧放電中的電極和石英粉成形體的高度距離進(jìn)行規(guī)定，控制從電極向下方放出的電弧等離子體對石英粉成形體的與坩堝底部對應(yīng)的部分施加的影響，防止在與坩堝側(cè)壁部對應(yīng)的部分和與坩堝底部對應(yīng)的部分中石英粉成形體表面的溫度變得不均勻并維持最優(yōu)的狀態(tài)，防止在與坩堝側(cè)壁部對應(yīng)的部分和與坩堝底部對應(yīng)的部分的石英粉的熔融狀態(tài)出現(xiàn)差異并將熔融狀態(tài)維持在優(yōu)選范圍，從而能夠制造在大口徑化或大型化的單晶拉晶中使用的、并且均勻地具有適宜的內(nèi)表面特性的石英玻璃坩堝。此外，本發(fā)明能夠使上述比H/R的值在0.42.5的范圍。本發(fā)明能夠在264450英寸的坩堝中使用，特別是在32英寸以上的大口徑坩堝的制造中，能夠防止與坩堝底部對應(yīng)的部分的過剩的加熱，能夠防止在從坩堝內(nèi)表面的中心軸離開的方向、或坩堝的高度方向的內(nèi)表面特性的不均勻的發(fā)生。本發(fā)明的另一個實(shí)施方式，是在第一實(shí)施方式所述的石英玻璃坩堝的制造方法中，在電弧加熱中的至少固定的時間，將所述電極前端與所述石英粉成形體表面的垂直方向距離H相對于所述石英粉成形體高度H2的比H/H2的值，設(shè)定在O.00074的范圍中。在本發(fā)明的石英玻璃坩堝的制造方法中，通過在電弧加熱中的至少固定的時間，將所述電極前端與所述石英粉成形體表面的垂直方向距離H相對于所述石英粉成形體高度H2的比H/H2的值，設(shè)定在O.00074的范圍中，從而對電弧放電中的電極和石英粉成形體的高度距離進(jìn)行規(guī)定，控制從電極向下方放出的電弧等離子體對石英粉成形體的與坩堝底部對應(yīng)的部分施加的影響和對與坩堝側(cè)壁部對應(yīng)的部分的影響，防止在與坩堝側(cè)壁部對應(yīng)的部分和與坩堝底部對應(yīng)的部分中石英粉成形體表面的溫度變得不均勻并維持最優(yōu)的狀態(tài)，防止在與坩堝側(cè)壁部對應(yīng)的部分和與坩堝底部對應(yīng)的部分的石英粉的熔融狀態(tài)出現(xiàn)差異并將熔融狀態(tài)維持在優(yōu)選范圍，從而能夠制造在大口徑化或大型化的單晶拉晶中使用的、并且均勻地具有適宜的內(nèi)表面特性的石英玻璃坩堝。此外，本發(fā)明能夠使上述的比H/H2的值在0.32的范圍。本發(fā)明能夠在264450英寸的坩堝中使用，特別是在32英寸以上的大口徑坩堝的制造中，能夠防止與坩堝底部對應(yīng)的部分的過剩的加熱，能夠防止在從坩堝內(nèi)表面的中心軸離開的方向、或坩堝的高度方向的內(nèi)表面特性的不均勻的發(fā)生。此外，本發(fā)明的另一個實(shí)施方式，是在第一實(shí)施方式所述的石英玻璃坩堝的制造方法中，在電弧加熱中的至少固定的時間，能夠?qū)⑾噜彽乃鲭姌O間的水平方向距離D相對于所述石英粉成形體開口半徑R的比D/R的值，設(shè)定在0.041.1的范圍中。在本發(fā)明的石英玻璃坩堝的制造方法中，通過在電弧加熱中的至少固定的時間，將相鄰的所述電極間的水平方向距離D相對于所述石英粉成形體開口半徑R的比D/R的值，設(shè)定在O.041.l的范圍中，從而將電弧放電控制為穩(wěn)定的狀態(tài)，防止在石英粉成形體表面的溫度產(chǎn)生不均勻并維持最優(yōu)的狀態(tài)，防止在與坩堝側(cè)壁對應(yīng)的部分和與坩堝底部對應(yīng)的部分的石英粉的熔融狀態(tài)出現(xiàn)差異，或者在坩堝的圓周方向的石英粉的熔融狀態(tài)出現(xiàn)差異，將熔融狀態(tài)維持在優(yōu)選范圍，從而能夠制造在大口徑化或大型化的單晶拉晶中使用的、并且均勻地具有適宜的內(nèi)表面特性的石英玻璃坩堝。此外，本發(fā)明能夠使上述的比D/R的值在0.20.7的范圍。此外，在上述任一個所述的石英玻璃坩堝的制造方法中，可以采用如下方法，即使用以交流電流的相位差9的絕對值在90。《e《180°的范圍的方式等間隔地環(huán)狀配置了相鄰電極的電極結(jié)構(gòu)，形成環(huán)狀的電弧的方法，或在電弧加熱中的至少固定時間，使用所述環(huán)的圍繞模旋轉(zhuǎn)軸的圓周半徑r相對于所述石英粉成形體開口半徑R成為11/4的電極結(jié)構(gòu)而形成環(huán)狀的電弧的方法。在本發(fā)明的石英玻璃坩堝的制造方法中，通過采用上述電極結(jié)構(gòu)，能夠?qū)嵸|(zhì)上不形成橫切環(huán)的中央部的電弧，而形成環(huán)狀的電弧，因此不對坩堝的中央部過剩地加熱，能夠進(jìn)行均勻的加熱。另外，如果是這樣的電極間距離的范圍，則能夠相對于石英玻璃坩堝的口徑保持適宜的加熱距離，適于使石英粉通過以電極包圍的環(huán)的內(nèi)側(cè)向模供給，能夠?qū)釄宓膫?cè)壁部和角部和底部均勻地進(jìn)行加熱。本發(fā)明的第二實(shí)施方式，是利用旋轉(zhuǎn)模塑法的石英玻璃坩堝的制造裝置，其中，具有圍繞模的旋轉(zhuǎn)軸環(huán)狀地配置了電極的電極結(jié)構(gòu)，能夠在隔著該環(huán)的中央部相向的電極間不使持續(xù)的電弧產(chǎn)生，而形成連結(jié)相鄰的電極彼此的環(huán)狀的穩(wěn)定的電弧，6通過具有能夠?qū)⑺鲭姌O前端與所述模內(nèi)填充的石英粉成形體表面的水平方向距離W相對于所述石英粉成形體開口半徑R的比W/R的值，設(shè)定在0.0020.98的范圍中的電極位置設(shè)定單元，從而解決了上述課題。在本申請發(fā)明的石英玻璃坩堝制造裝置中，通過上述電極位置設(shè)定單元，對電弧放電中的電極和石英粉成形體的距離進(jìn)行規(guī)定，防止在與坩堝側(cè)壁部對應(yīng)的部分和與坩堝底部對應(yīng)的部分中石英粉成形體表面的溫度變得不均勻并維持最優(yōu)的狀態(tài)，防止在與坩堝側(cè)壁部對應(yīng)的部分和與坩堝底部對應(yīng)的部分的石英粉的熔融狀態(tài)出現(xiàn)差異并將熔融狀態(tài)維持在優(yōu)選范圍，從而能夠制造在大口徑化或大型化的單晶拉晶中使用的、均勻地具有適宜的內(nèi)表面特性的石英玻璃坩堝。特別是，在32英寸以上的大口徑坩堝的制造中，能夠防止與坩堝底部對應(yīng)的部分的過剩的加熱，能夠防止在從坩堝內(nèi)表面的中心軸離開的方向、或坩堝的高度方向的內(nèi)表面特性的不均勻的發(fā)生。本發(fā)明的另一個實(shí)施方式，是在第二實(shí)施方式所述的石英玻璃坩堝的制造裝置中，優(yōu)選所述電極位置設(shè)定單元能夠?qū)⑺鲭姌O前端與所述石英粉成形體表面的垂直方向距離H相對于所述石英粉成形體開口半徑R的比H/R的值，設(shè)定在0.029.2的范圍。在本發(fā)明的石英玻璃坩堝的制造裝置中，通過所述電極位置設(shè)定單元能夠?qū)⑺鲭姌O前端與所述石英粉成形體表面的垂直方向距離H相對于所述石英粉成形體開口半徑R的比H/R的值，設(shè)定在0.029.2的范圍中，從而通過電極位置設(shè)定單元對電弧放電中的電極和石英粉成形體的高度距離進(jìn)行規(guī)定，控制從電極向下方放出的電弧等離子體對石英粉成形體的與坩堝底部對應(yīng)的部分施加的影響，防止在與坩堝側(cè)壁部對應(yīng)的部分和與坩堝底部對應(yīng)的部分中石英粉成形體表面的溫度變得不均勻并維持最優(yōu)的狀態(tài)，防止在與坩堝側(cè)壁部對應(yīng)的部分和與坩堝底部對應(yīng)的部分的石英粉的熔融狀態(tài)出現(xiàn)差異并將熔融狀態(tài)維持在優(yōu)選范圍，從而能夠制造在大口徑化或大型化的單晶拉晶中使用的、均勻地具有適宜的內(nèi)表面特性的石英玻璃坩堝。特別是，在32英寸以上的大口徑坩堝的制造中，能夠防止與坩堝底部對應(yīng)的部分的過剩的加熱，能夠防止在從坩堝內(nèi)表面的中心軸離開的方向、或坩堝的高度方向的內(nèi)表面特性的不均勻的發(fā)生。本發(fā)明的另一個實(shí)施方式，是在第二實(shí)施方式所述的石英玻璃坩堝的制造裝置中，優(yōu)選所述電極位置設(shè)定單元能夠?qū)⑺鲭姌O前端與所述石英粉成形體表面的垂直方向距離H相對于所述石英粉成形體高度H2的比H/H2的值，設(shè)定在0.00074的范圍中。在本發(fā)明的石英玻璃坩堝的制造裝置中，通過所述電極位置設(shè)定單元能夠?qū)⑺鲭姌O前端與所述石英粉成形體表面的垂直方向距離H相對于所述石英粉成形體高度H2的比H/H2的值，設(shè)定在0.00074的范圍中，從而通過電極位置設(shè)定單元對電弧放電中的電極和石英粉成形體的高度距離進(jìn)行規(guī)定，控制從電極向下方放出的電弧等離子體對石英粉成形體的與坩堝底部對應(yīng)的部分施加的影響和對與坩堝側(cè)壁部對應(yīng)的部分的影響，防止在與坩堝側(cè)壁部對應(yīng)的部分和與坩堝底部對應(yīng)的部分中石英粉成形體表面的溫度變得不均勻并維持最優(yōu)的狀態(tài)，防止在與坩堝側(cè)壁部對應(yīng)的部分和與坩堝底部對應(yīng)的部分的石英粉的熔融狀態(tài)出現(xiàn)差異并將熔融狀態(tài)維持在優(yōu)選范圍，從而能夠制造在大口徑化或大型化的單晶拉晶中使用的、均勻地具有適宜的內(nèi)表面特性的石英玻璃坩堝。特別是，在32英寸以上的大口徑坩堝的制造中，能夠防止與坩堝底部對應(yīng)的部分的過剩的加熱，能夠防止在從坩堝內(nèi)表面的中心軸離開的方向、或坩堝的高度方向的內(nèi)表面特性的不均勻的發(fā)生。本發(fā)明的另一個實(shí)施方式，是在第二實(shí)施方式所述的石英玻璃坩堝的制造裝置中，所述電極位置設(shè)定單元能夠?qū)⑾噜彽乃鲭姌O間的水平方向距離D相對于所述石英粉成形體開口半徑R的比D/R值，設(shè)定在0.041.1的范圍中。在本發(fā)明的石英玻璃坩堝的制造裝置中，通過所述電極位置設(shè)定單元將相鄰的所述電極間的水平方向距離D相對于所述石英粉成形體開口半徑R的比D/R的值，設(shè)定在0.041.1的范圍中，從而通過電極位置設(shè)定單元將電弧放電控制為穩(wěn)定的狀態(tài)，防止在石英粉成形體表面的溫度產(chǎn)生不均勻并維持最優(yōu)的狀態(tài)，防止在與坩堝側(cè)壁對應(yīng)的部分和與坩堝底部對應(yīng)的部分的石英粉的熔融狀態(tài)出現(xiàn)差異，或者在坩堝的圓周方向的石英粉的熔融狀態(tài)出現(xiàn)差異，將熔融狀態(tài)維持在優(yōu)選范圍，從而能夠制造在大口徑化或大型化的單晶拉晶中使用的、均勻地具有適宜的內(nèi)表面特性的石英玻璃坩堝。特別是，在32英寸以上的大口徑坩堝的制造中，能夠防止與坩堝底部對應(yīng)的部分的過剩的加熱，能夠防止在從坩堝內(nèi)表面的中心軸離開的方向、或坩堝的高度方向的內(nèi)表面特性的不均勻的發(fā)生。此外，在上述任一個所述的石英玻璃坩堝的制造裝置中，可以采用如下單元，即具有以交流電流的相位差9的絕對值在90?！秂《180°的范圍的方式環(huán)狀地配置相鄰電極的電極結(jié)構(gòu)的單元，或所述電極位置設(shè)定單元能夠以所述環(huán)的圍繞模旋轉(zhuǎn)軸的圓周半徑r相對于所述石英粉成形體開口半徑R成為11/4的方式進(jìn)行設(shè)定的單元。在本發(fā)明的石英玻璃坩堝的制造裝置中，有時采用如下單元，即具有以交流電流的相位差e的絕對值在90?！秂《180°的范圍的方式環(huán)狀地配置相鄰電極的電極結(jié)構(gòu)的單元，或所述電極位置設(shè)定單元能夠以所述環(huán)的圍繞模旋轉(zhuǎn)軸的圓周半徑r相對于所述石英粉成形體開口半徑R成為11/4的方式進(jìn)行設(shè)定的單元。根據(jù)具有上述結(jié)構(gòu)的本發(fā)明的制造裝置，被電極包圍的中央部不會被過剩地加熱，能夠均勻地加熱坩堝內(nèi)表面，此外因?yàn)橹灰獌H將相鄰電極間距離在能夠電弧放電的范圍內(nèi)擴(kuò)大即可，所以也能夠均勻地加熱大口徑的坩堝。此外，在上述任意一個所述的石英玻璃坩堝的制造裝置中，存在具有如下任何一種電極結(jié)構(gòu)的情況，該電極結(jié)構(gòu)為2相交流4根電極、2相交流6根電極、2相交流8根電極、2相交流10根電極、3相交流3根電極、3相交流6根電極、3相交流9根電極、3相交流12根電極、3相交流15根電極、4相交流4根電極、4相交流8根電極、4相交流12根電極、或者4相交流16根電極。此外，在本發(fā)明的石英玻璃坩堝的制造裝置中，存在具有如下任何一種電極結(jié)構(gòu)的情況，該電極結(jié)構(gòu)為2相交流4根電極、2相交流6根電極、2相交流8根電極、2相交流10根電極、3相交流3根電極、3相交流6根電極、3相交流9根電極、3相交流12根電極、3相交流15根電極、4相交流4根電極、4相交流8根電極、4相交流12根電極、或4相交流16根電極。由此，能夠在上述范圍中設(shè)定電極和石英粉成形體的距離，或電極間距離。本發(fā)明的石英玻璃坩堝，是通過上述任意一個所述的制造方法或上述任意一個所述的制造裝置制造的石英玻璃坩堝，其中，存在使底部透明層和壁部透明層的氣泡含有率為0.03%以下的情況。本發(fā)明能夠制造底部透明層和壁部透明層的氣泡含有率為0.03%以下的石英玻璃坩堝。電弧加熱中的至少固定的時間，能夠采用從電力供給開始經(jīng)過固定時間后，可以維持穩(wěn)定的電弧的時間，具體地，在合計(jì)加熱時間中，能夠以上述方式對除去電弧到穩(wěn)定為止的時間后的58095%的范圍的時間進(jìn)行控制。在本發(fā)明中，坩堝特性表示，坩堝內(nèi)表面的玻璃化狀態(tài)、和厚度方向的氣泡分布和氣泡的大小、OH基的含有量、雜質(zhì)分布、表面的凹凸、和上述各項(xiàng)在坩堝高度方向的不均勻等的分布狀態(tài)等，石英玻璃坩堝對拉晶后的半導(dǎo)體單晶的特性施加影響的因素。這里，所述電極前端和所述石英粉成形體表面的水平方向距離W，表示棒狀的電極前端部的電極軸線位置、與石英粉成形體表面的最短距離，在多個電極從模旋轉(zhuǎn)軸與模同心狀地環(huán)狀配置的情況下，距各電極的水平方向距離W變得相等，但在環(huán)的中心在水平方向上偏芯的情況下，或者各電極和石英粉形成體表面的距離不同的情況下，在各電極與石英粉形成體表面的距離中，采用最小的距離作為水平方向距離W。此外，電極前端部分由于持續(xù)進(jìn)行電弧放電而被氧化消耗，但在本發(fā)明中，即使是在消耗的電極中，也包含控制上述電極前端部的電極軸線位置與石英粉成形體表面的距離的情況。此外，石英粉成形體開口半徑R表示石英粉成形體的內(nèi)表面的口徑和半徑，并與制造的石英玻璃坩堝口徑的一半大致相等。特別是，作為在石英玻璃坩堝的側(cè)壁部和底部的表面謀求均勻化的坩堝特性，存在對于氣泡含有率的要求，這是希望使氣泡含有率在坩堝內(nèi)表面的全部地方為0.03%以下的要求。這是因?yàn)?，在現(xiàn)有技術(shù)中電極開度狹窄的情況下，由于坩堝制造中的側(cè)壁部溫度和底部溫度的關(guān)系成為底部溫度〉側(cè)壁部溫度，所以側(cè)壁部的氣泡含有率變高，氣泡含有率的均勻性惡化。熔融中的石英粉成形體或玻璃(石英玻璃坩堝)的溫度，如圖15所示，由電弧放電所產(chǎn)生的高溫氣體G(實(shí)線)和輻射R(虛線)決定。高溫氣體的溫度在圖中所示的各點(diǎn)PlP5中，以P5〉P4〉P3〉P2〉P1的順序變高，此外，輻射賦予的熱量在圖中所示各點(diǎn)PlP5中，以P1〉P2〉P3〉P4〉P5的順序變高。這樣，高溫氣體G和輻射R的兩個熱量之和決定坩堝(被熔融物)的溫度，因此該熱量之和(高溫氣體G+輻射R)成為均勻的情況是理想的。如圖15所示，在電極開度狹窄的情況下，高溫氣體G和輻射R的熱量之和變得不均勻，并且電極和玻璃的距離W變大，輻射熱變少，因此坩堝的底部溫度與壁部相比變高。在該情況下，產(chǎn)生以下兩個坩堝特性惡化的缺點(diǎn)。1.在為了減少側(cè)壁部的氣泡而進(jìn)行加熱的情況下，因?yàn)榈撞繙囟茸優(yōu)檫^剩高溫，所以底部的玻璃通過模10的旋轉(zhuǎn)由離心力向角部移動，發(fā)生形狀變形的可能性高。2.為了抑制上述l的減少，當(dāng)決定底部溫度的上限時，側(cè)壁部的氣泡含有率變高，氣泡含有率的均勻性惡化。這里，電極開度表示，由電極間距離D的最大值決定的在平面觀察中以電極彼此9形成的圓的半徑，其中，電極間距離D的最大值是為了電弧不斷開、即維持電弧產(chǎn)生的穩(wěn)定性所需要的值。與此相對，在本發(fā)明中，如圖16所示，能夠增大電極開度，在該情況下，因?yàn)椴话l(fā)生電弧斷開而增大電極間距離，所以能夠使坩堝制造中的側(cè)壁部溫度與現(xiàn)有技術(shù)相比變高，能夠使坩堝制造中的側(cè)壁部溫度與底部溫度大致相等，使底部溫度"側(cè)壁部溫度。(溫度差400°C以內(nèi)，優(yōu)選在200°C以內(nèi))。由此，在坩堝內(nèi)表面的全部地方使氣泡含有率為0.03%以下，能夠?qū)崿F(xiàn)均勻的氣泡含有率，提高氣泡含有率的均勻性，能夠防止坩堝特性的惡化。進(jìn)而，如上所述，能夠在同一坩堝的內(nèi)表面使品質(zhì)均勻化，并且，進(jìn)一步使多個坩堝間的品質(zhì)均勻化。這是因?yàn)楦鶕?jù)本發(fā)明能夠使電能的不均勻降低。電能的不均勻是，對各電極施加的洛倫茲力使電極振動的原因。根據(jù)本發(fā)明可知，與現(xiàn)有技術(shù)相比電極開度變大，換句話說，由于受洛倫茲力的影響變小，所以電極振動就變小，在坩堝與坩堝之間，所使用的電能的不均勻就減少。電能指的是全相/全電極在電弧結(jié)束時所使用的電能的合計(jì)。這里，所述電極前端和所述石英粉成形體表面的垂直方向距離H，表示棒狀的電極前端部的電極軸線位置、與石英粉成形體表面的最短距離，在多個電極從模旋轉(zhuǎn)軸與模同心狀地環(huán)狀配置的情況下，距各電極的垂直方向距離H變得相等，但在環(huán)的中心在水平方向上偏芯的情況下，或者各電極和石英粉形成體表面的距離不同的情況下，在各電極與石英粉形成體表面的距離中，采用最小的距離作為垂直方向距離H。這里，石英粉成形體高度H2，表示從模底部到形成的石英粉成形體的上端部為止的高度尺寸。這里，相鄰的所述電極間的水平方向距離D表示棒狀的電極前端部的電極軸線位置彼此的距離。進(jìn)而，本發(fā)明在通過圍繞模的旋轉(zhuǎn)軸配設(shè)的電極的電弧放電對模內(nèi)的石英粉進(jìn)行加熱熔融來制造石英玻璃坩堝的方法中，使用將相鄰的電極等間隔地環(huán)狀地配置了的電極結(jié)構(gòu)，能夠在隔著該環(huán)的中央部相向的電極間不使持續(xù)的電弧產(chǎn)生，而形成連結(jié)相鄰電極彼此的環(huán)狀的穩(wěn)定的電弧并對上述石英粉進(jìn)行加熱熔融。在本發(fā)明的制造方法中，在側(cè)方的電極間形成電弧，但在隔著環(huán)的中央部相向的電極間不形成持續(xù)的電弧，因此由電極包圍的環(huán)的中央部不會被過剩地加熱，能夠?qū)釄鍍?nèi)部均勻地進(jìn)行加熱。此外，為了擴(kuò)大加熱范圍只要將相鄰的電極間的距離在電弧能夠放電的范圍內(nèi)擴(kuò)大即可，因此能夠容易地?cái)U(kuò)大加熱范圍，也能夠均勻地對大口徑的坩堝進(jìn)行加熱。進(jìn)而，在本發(fā)明的制造方法中，包含使石英粉通過以環(huán)狀的電弧包圍的范圍而進(jìn)行加熱熔融的制造方法。根據(jù)本制造方法，一邊對預(yù)先在旋轉(zhuǎn)模堆積的石英粉層進(jìn)行減壓一邊通過上述環(huán)狀電弧進(jìn)行加熱熔融，能夠使坩堝內(nèi)周層為透明玻璃層。此外，能夠一邊以環(huán)狀的電弧等離子體對預(yù)先在旋轉(zhuǎn)模堆積的石英粉進(jìn)行加熱熔融，進(jìn)而以通過該環(huán)狀電弧等離子體的內(nèi)側(cè)的方式使石英粉落下并進(jìn)行加熱熔融，使該熔融后的石英玻璃在石英玻璃坩堝的內(nèi)表面堆積，形成具有透明層的石英玻璃坩堝(熔射法)。本發(fā)明的制造方法包含上述任何方法。此外，本發(fā)明的利用旋轉(zhuǎn)模塑法的石英玻璃坩堝的制造裝置的特征在于，具有使相鄰的電極為等間隔并圍繞模的旋轉(zhuǎn)軸環(huán)狀地配置了的電極結(jié)構(gòu)，能夠在隔著該環(huán)的中央部相向的電極間不使持續(xù)的電弧產(chǎn)生，而形成連結(jié)相鄰電極彼此的環(huán)狀的穩(wěn)定的電弧。進(jìn)而，本發(fā)明涉及石英玻璃坩堝，從該坩堝內(nèi)表面起1mm以內(nèi)的底部透明層的氣泡含有率是0.03%以下，側(cè)壁部透明層的氣泡含有率是底部透明層的氣泡含有率的3倍以下。根據(jù)上述制造方法或制造裝置，因?yàn)檑釄鍍?nèi)表面被均勻地加熱，所以能夠制造如下硅單晶拉晶用石英玻璃坩堝，該坩堝的底部透明層的氣泡含有率是O.03%以下，側(cè)壁部透明層的氣泡含有率是底部透明層的氣泡含有率的3倍以下。發(fā)明的效果根據(jù)本發(fā)明，通過規(guī)定電極位置，能夠形成沿著模內(nèi)周面的環(huán)狀的穩(wěn)定的電弧，對模內(nèi)周面的石英粉進(jìn)行加熱熔融，并且實(shí)質(zhì)上不形成在環(huán)中央部交叉的電弧，從而，能夠防止坩堝底部的過剩的加熱，能夠從坩堝側(cè)壁到底部均勻地進(jìn)行加熱，因此，能夠制造具有良好的透明玻璃層的石英玻璃坩堝。此外，能夠發(fā)揮如下效果，即電弧穩(wěn)定且加熱范圍寬，從而針對大型坩堝也能得到高品質(zhì)的石英玻璃坩堝。圖1是表示本發(fā)明的石英玻璃坩堝的制造裝置的一個實(shí)施方式的示意正視圖。圖2是表示本發(fā)明的實(shí)施方式的石英玻璃坩堝的制造裝置的碳素電極位置的示意俯視圖(a)、示意正視圖(b)。圖3是表示本發(fā)明的實(shí)施方式的石英玻璃坩堝的制造裝置的碳素電極位置的示意圖。圖4是表示本發(fā)明的實(shí)施方式的石英玻璃坩堝的制造裝置的碳素電極位置的示意圖。圖5是表示本發(fā)明的實(shí)施方式的石英玻璃坩堝的制造裝置的碳素電極位置的示意圖。圖6是表示本發(fā)明的實(shí)施方式的石英玻璃坩堝的制造裝置的碳素電極位置的示意圖。圖7是表示本發(fā)明的實(shí)施方式的石英玻璃坩堝的制造裝置的碳素電極位置的示意圖。圖8是表示本發(fā)明的實(shí)施方式的石英玻璃坩堝的制造裝置的碳素電極位置的示意圖。圖9是表示本發(fā)明的實(shí)施方式的石英玻璃坩堝的制造裝置的碳素電極位置的示意圖。圖10是表示本發(fā)明的實(shí)施方式的石英玻璃坩堝的制造裝置的碳素電極位置的示意圖。圖11是表示本發(fā)明的實(shí)施方式的石英玻璃坩堝的制造裝置的碳素電極位置的示意圖。圖12是表示本發(fā)明的實(shí)施方式的石英玻璃坩堝的制造裝置的碳素電極位置的示意圖。11圖13是表示本發(fā)明的實(shí)施方式的石英玻璃坩堝的制造裝置的碳素電極位置的示意圖。圖14是表示本發(fā)明的實(shí)施方式的石英玻璃坩堝的制造裝置的碳素電極位置的示意圖。圖15是表示石英玻璃坩堝的制造中的電極開度和溫度的關(guān)系的示意圖。圖16是表示石英玻璃坩堝的制造中的電極開度和溫度的關(guān)系的示意圖。具體實(shí)施例方式以下，基于附圖對本發(fā)明的石英玻璃坩堝的制造方法和裝置、以及石英玻璃坩堝的一個實(shí)施方式進(jìn)行說明。圖l是表示本實(shí)施方式的石英玻璃坩堝的制造裝置的示意正視圖，在圖中，附圖標(biāo)記1是石英玻璃坩堝的制造裝置。本實(shí)施方式的石英玻璃坩堝的制造裝置l，作為在32英寸以上的石英玻璃坩堝的制造中利用的裝置進(jìn)行說明，但只要是以電弧熔融進(jìn)行石英玻璃坩堝的制造的裝置的話，就不限定坩堝口徑、作為裝置輸出的用途，也不限于該結(jié)構(gòu)。本實(shí)施方式的石英玻璃坩堝的制造裝置l，如圖1所示，具有能夠通過未圖示的旋轉(zhuǎn)單元圍繞旋轉(zhuǎn)軸ML進(jìn)行旋轉(zhuǎn)的、對石英玻璃坩堝的外形進(jìn)行規(guī)定的模IO，在模10的內(nèi)部將原料粉(石英粉)填充為規(guī)定厚度，作為石英粉成形體11。在該模10內(nèi)部，設(shè)置有多個貫通其內(nèi)表面并且與未圖示的減壓單元連接的通氣口12，能夠?qū)κ⒎鄢尚误w11內(nèi)部進(jìn)行減壓。在模io上側(cè)位置設(shè)置有與未圖示的電力供給單元連接的電弧加熱用的碳素電極13、13、13，能夠?qū)κ⒎鄢尚误w11進(jìn)行加熱熔融，制造石英玻璃坩堝。碳素電極13、13、13是圍繞模10的旋轉(zhuǎn)軸L0等間隔地環(huán)狀地配置的電極結(jié)構(gòu)，能夠在隔著環(huán)的中央部相向的電極間不使持續(xù)的電弧產(chǎn)生，而形成連結(jié)相鄰的電極彼此的環(huán)狀的穩(wěn)定的電弧，碳素電極13、13、13通過電極位置設(shè)定單元20，以圖中箭頭T和箭頭D表示的方式能夠上下運(yùn)動并能夠設(shè)定電極間距離D。進(jìn)而，碳素電極13、13、13能夠通過電極位置設(shè)定單元20設(shè)定與石英粉成形體11表面的水平方向距離W。圖2是表示本實(shí)施方式的石英玻璃坩堝的制造裝置的碳素電極位置的示意俯視圖(a)、示意正視圖(b)。碳素電極13、13、13例如以進(jìn)行交流3相(R相、S相、T相)的電弧放電的方式采用相同形狀的電極棒，如圖1、圖2所示，以成為在下方具有頂點(diǎn)的逆三角錐狀的方式，分別設(shè)置為各個的軸線13L形成角度el，并且能夠維持該角度而變更電極間距離D。電極位置設(shè)定單元20如圖1中箭頭T和箭頭T2所示，具有以能夠設(shè)定其電極間距離D的方式對碳素電極13、13、13進(jìn)行支承的支承部21;能夠使該支承部21在水平方向上移動的水平移動單元；以及能夠?qū)⒍鄠€支承部21和其水平移動單元作為整體在上下方向上移動的上下移動單元，在支承部21中，碳素電極13以能夠圍繞角度設(shè)定軸22旋轉(zhuǎn)的方式被支承，該支承部21具有控制角度設(shè)定軸22的旋轉(zhuǎn)角度的旋轉(zhuǎn)單元。為了調(diào)節(jié)碳素電極13、13的電極間距離D，通過旋轉(zhuǎn)單元對碳素電極13的角度進(jìn)行控制，并且通過水平移動單元對支承部21的水平位置進(jìn)行控制。此外，通過上下移動單元能夠?qū)χС胁?1的高度位置進(jìn)行控制，并且對電極前端部13a的相對于石英粉成形體11底部位置的高度位置進(jìn)行控制。再有，在圖中僅對于左端的碳素電極13表示了支承部21等，但其他的電極也通過同樣的結(jié)構(gòu)被支承，各個碳素電極13的高度也能夠被個別地控制。電極位置設(shè)定單元20如圖l所示，在電弧加熱中的至少固定的時間，能夠?qū)⑺鲭姌O前端13a與填充在所述模10內(nèi)的石英粉成形體11表面的水平方向距離W相對于所述石英粉成形體開口半徑R的比W/R的值，設(shè)定在0.0020.98，或0.40.85的范圍中。電極位置設(shè)定單元20如圖l所示，在電弧加熱中的至少固定的時間，能夠?qū)⑺鲭姌O前端13a與所述石英粉成形體11表面的垂直方向距離H相對于所述石英粉成形體開口半徑R的比H/R的值，設(shè)定在0.029.2，或0.42.5的范圍中。電極位置設(shè)定單元20如圖l所示，在電弧加熱中的至少固定的時間，能夠?qū)⑺鲭姌O前端13a與所述石英粉成形體11表面的垂直方向距離H相對于所述石英粉成形體高度H2的比H/H2的值，設(shè)定在0.00074，或0.32的范圍中。電極位置設(shè)定單元20如圖l所示，在電弧加熱中的至少固定的時間，能夠?qū)⑾噜彽乃鲭姌O13、13間的水平方向距離D相對于所述石英粉成形體開口半徑R的比D/R的值，設(shè)定在0.041.l，或O.20.7的范圍中。這里，各個尺寸如圖l、圖2所示，水平方向距離W表示棒狀的電極前端部13a的電極軸線13L位置、與石英粉成形體11表面的最短距離，石英粉成形體開口半徑R表示石英粉成形體11的內(nèi)表面的口徑的半徑，與制造的石英玻璃坩堝口徑的一半大致相等。此外，垂直方向距離H表示棒狀的電極前端部13a的電極軸線13L位置、與石英粉成形體11表面的最短距離，石英粉成形體高度H2表示從模IO底部的最低部分到形成的石英粉成形體11的輪緣部15上端部為止的高度尺寸。此夕卜，相鄰的所述電極13、13間的水平方向距離D如圖1、圖2所示，表示棒狀的電極前端部13a的電極軸線13L位置彼此的距離。石英玻璃坩堝的制造裝置l，是在300kVA12000kVA的輸出范圍中，通過多個碳素電極13、13、13利用電弧放電對非導(dǎo)電性對象物(石英粉)進(jìn)行加熱熔融的高輸出裝置。在本實(shí)施方式中，作為原料粉使用石英粉，但在這里所述的"石英粉"并不局限于石英粉，是包含二氧化硅(Silica)的水晶、硅砂等，包含作為石英玻璃坩堝的原材料而周知的材料的粉體。碳素電極13以將均勻直徑部分的直徑尺寸Rl和每電弧放電單位時間(分)消耗的長度尺寸LL的比LL/R在0.020.6的范圍的方式進(jìn)行設(shè)定。這是根據(jù)電弧放電的輸出、和通過石英玻璃坩堝的口徑(大小)規(guī)定的要熔融的原料粉的量、和熔融處理的溫度等的條件、和必要的電弧放電持續(xù)時間、和必要的電極強(qiáng)度來決定碳素電極13的直徑尺寸Rl。具體地，在32英寸的石英玻璃坩堝的制造中，每電弧放電單位時間消耗的長度尺寸LL在20分鐘是200mm左右，即，每一分鐘是10mm左右，這時的碳素電極13的直徑尺寸Rl是2030100120mm。石英玻璃坩堝的制造裝置1為了不過剩加熱石英坩堝的底部而均勻地加熱熔融模內(nèi)的石英粉，使用如下電極結(jié)構(gòu)，在該電極結(jié)構(gòu)中，使相鄰的電極為等間隔并圍繞模的旋轉(zhuǎn)軸環(huán)狀地配置，以在隔著環(huán)的中央部相向的電極間不使持續(xù)的電弧產(chǎn)生，而形成連結(jié)相鄰的電極彼此的環(huán)狀的穩(wěn)定的電弧的方式，例如相鄰的電極彼此的交流電流的相位差e(絕對值)為90°《e《180°。再有，在以下說明中，相鄰的電極彼此的相位差e是絕對值。作為這樣的電極結(jié)構(gòu)，例如是2相交流4根電極、2相交流6根電極、2相交流8根電極、2相交流10根電極、3相交流3根電極、3相交流6根電極、3相交流9根電極、3相交流12根電極、3相交流15根電極、4相交流4根電極、4相交流8根電極、4相交流12根電極、或4相交流16根電極的電極結(jié)構(gòu)。在以直流連結(jié)各電極的情況下，以相鄰的電極彼此成為相互異相的方式環(huán)狀地設(shè)置偶數(shù)根電極即可。圖3是表示作為本實(shí)施方式中的一個例子的電極前端高度的水平方向位置的示意圖。作為本實(shí)施方式的電極結(jié)構(gòu)(電極位置關(guān)系)的一個例子，在圖3中表示3相交流電流6根電極的結(jié)構(gòu)。在該例子中對3相交流電流使用6根電極(ElE6)，在該電極結(jié)構(gòu)中相鄰的電極以相互成為等間隔的方式圍繞模的旋轉(zhuǎn)軸配設(shè)，形成連結(jié)各電極的六角形的環(huán)。相鄰的電極相對于3相交流電流具有120。的相位差，隔著環(huán)的中央部相對的電極相互同相。具體地，在電極E1相對于3相交流電流是R相時，以隔著環(huán)的中央部相向的電極E4成為相同的R相、電極El的兩側(cè)的電極E2成為T相、電極E6成為S相、其更外側(cè)的電極E3成為S相、電極E5成為T相的方式，線連接各電極。因此，電極El和電極E4、電極E2和電極E5、電極E3和電極E6分別成為同相，彼此相對于其它電極成為異相。在圖示的電極結(jié)構(gòu)中，因?yàn)橄鄬τ陔姌OE1、其兩側(cè)的電極E2和電極E6是異相，所以在該兩側(cè)的電極間形成穩(wěn)定的電弧，從而形成沿著坩堝的內(nèi)表面連結(jié)相互相鄰的電極彼此的環(huán)狀的電弧。另一方面，因?yàn)楦糁h(huán)的中央部相向的電極E1和電極E4是同相，所以不形成橫切環(huán)的中央部的電弧，能夠避免坩堝中央部的過剩的加熱。此外，在上述電極結(jié)構(gòu)中，即使為了擴(kuò)大加熱范圍而擴(kuò)大相鄰的電極相互的距離，因?yàn)殡娀∈沁B結(jié)相互最接近的相鄰的電極彼此而形成的，所以也難以發(fā)生電弧斷開，能夠維持穩(wěn)定的電弧。再有，在本發(fā)明中沿著坩堝內(nèi)表面的環(huán)狀的電弧，不限于通過向坩堝的內(nèi)側(cè)突出的電極而形成的電弧，也包含通過位于坩堝開口部的上方的電極相對于坩堝內(nèi)周面同心狀地形成的電極。圖4是作為本實(shí)施方式中的其它實(shí)施例，表示電極前端高度的水平方向位置的示意圖。在圖4中示出了針對3相交流電而使用了9根電極(ElE9)的例子。該電極結(jié)構(gòu)中，在圍繞模的旋轉(zhuǎn)軸以成為相互等間隔的方式配設(shè)鄰接的電極，形成連結(jié)各電極的9角形的環(huán)。針對3相交流電流的鄰接的電極具有120。的相位差。具體來說，如圖所示，在電極El為R相時，兩側(cè)的電極E2為T相以及電極E9為S相，電極E4的兩側(cè)的電極E3為S相以及電極E5為T相，電極E7的兩側(cè)的電極E6為S相以及電極E8為T相。此處，由于與電極E1鄰接的電極E2和電極E9相對于電極E1具有相位差，所以在其與電極E1之間形成穩(wěn)定的電弧，但是因?yàn)楦糁h(huán)的中央部的對面?zhèn)鹊碾姌OE4和電極E7與電極E1為同相，因此，在這些電極之間不形成電弧。再有，雖然相對于電極E1隔一個相鄰的電極E3和電極E8、相對于電極E1越過環(huán)中央部的對面?zhèn)鹊碾姌OE5和電極E6都相對于電極E1具有相位差，但由于與電極E1之間的電極間距離比電極E2、電極E9更離開，所以在與電極E1之間即便暫時產(chǎn)生電弧也不會持續(xù)，不能形成穩(wěn)定的電弧。因此，實(shí)質(zhì)上不形成在由電極包圍的中央部交叉的電弧，而形成連結(jié)相互相鄰的電極的環(huán)狀的電弧。一般情況下，在3相交流3n根電極(n>4)的電極結(jié)構(gòu)中，與上述一樣，形成連結(jié)相鄰的電極彼此的環(huán)狀的電弧，實(shí)質(zhì)上不會形成在環(huán)的中央部交叉的穩(wěn)定的電弧。圖5是作為本實(shí)施方式中的別的實(shí)施例，表示電極前端高度的水平方向位置的示意圖。在圖5中示出了針對2相交流電流而使用了4根電極(E1E4)的電極結(jié)構(gòu)。該電極結(jié)構(gòu)中，圍繞模的旋轉(zhuǎn)軸相互等間隔地配置鄰接的電極，形成連結(jié)各電極的4角形的環(huán)。由于針對3相交流電流的鄰接的電極彼此具有180。的相位差，所以在該鄰接電極間產(chǎn)生電弧，但是隔著環(huán)中央部相對的電極彼此互為同相，因此，在這些電極之間不產(chǎn)生電弧，進(jìn)而不會形成在環(huán)中央部交叉的電弧。一般情況下，在2相交流2n根電極(n^3)的電極結(jié)構(gòu)中，與上述一樣，形成連結(jié)相鄰的電極彼此的環(huán)狀的電弧，實(shí)質(zhì)上不會形成在環(huán)的中央部交叉的穩(wěn)定的電弧。圖6是作為本實(shí)施方式中的別的實(shí)施例，表示電極前端高度的水平方向位置的示意圖。在圖6中示出了針對4相交流電而使用了8根電極(ElE8)的電極結(jié)構(gòu)。該電極結(jié)構(gòu)中，圍繞模的旋轉(zhuǎn)軸相互等間隔地配置鄰接的電極，形成連結(jié)各電極的8角形的環(huán)。針對3相交流電的鄰接電極彼此具有90°的相位差，隔著一個相鄰的電極彼此具有180°的相位差。由于電弧主要在相位差大的電極間產(chǎn)生，所以在該電極結(jié)構(gòu)中，在隔著一個相鄰的電極間產(chǎn)生電弧，形成連結(jié)隔著一個相鄰的電極彼此的環(huán)狀的電弧。本發(fā)明中，連結(jié)相鄰的電極彼此的環(huán)狀的電弧包含如上所述的連結(jié)隔著一個相鄰的電極彼此的環(huán)狀的電弧。另一方面，隔著環(huán)的中央部的正對面的電極彼此變?yōu)橥?，因此在這些電極間不形成電弧。另外，隔著環(huán)的中央部的具有相位差的電極彼此即便暫時產(chǎn)生電弧，由于電極間距離長，所以電弧也不會持續(xù)，實(shí)質(zhì)上不能形成穩(wěn)定的電弧。另外，在圖7所示的現(xiàn)有的6相交流6根電極結(jié)構(gòu)中，相對電極El，電極E2E6的電流相位分別相差60。，位于電極E1對面?zhèn)鹊碾姌OE4的相位差變?yōu)樽畲?180°)。由于在電流相位差最大的電極間電弧容易產(chǎn)生，所以該電極結(jié)構(gòu)中，互相相向的位置(對角線位置)的電極El與電極E4、電極E2與電極E5、電極E3與電極E6之間產(chǎn)生電弧，在由電極E2電極E6包圍的中央部分電弧變?yōu)榻徊娴臓顟B(tài)。進(jìn)而，在該電極結(jié)構(gòu)中，由于當(dāng)增大鄰接電極相互的距離時，對角線位置的電極間距離也大幅度地變長，所以電弧就變得不穩(wěn)定，容易發(fā)生電弧斷開。另一方面，在本發(fā)明的電極結(jié)構(gòu)中，由于形成將鄰接電極相互連結(jié)的環(huán)狀的電弧，所以即便增大電極間的距離，也難以使電弧斷開，能維持穩(wěn)定的電弧。接著，如圖3等所示，連結(jié)電極(ElE6)而形成的環(huán)的大小，優(yōu)選是在將圍繞旋轉(zhuǎn)軸的環(huán)的圓周作為S時，圓周S的半徑r相對于坩堝的開口半徑R，在電弧加熱中的至少固定時間，能張開11/4的大小。只要是該范圍的大小的話，則從坩堝的側(cè)壁部到角部及底部的加熱就變?yōu)榇笾戮鶆?。另外，在溶射法中，通過由電極包圍的內(nèi)側(cè)向模供給石英粉時較適合。另一方面，當(dāng)配設(shè)電極的圓周S的半徑r大于上述開口半徑R時，電極不能插入到坩堝的內(nèi)側(cè)，坩堝底部的加熱就變得不充分。另外，當(dāng)圓周半徑r小于上述開口半徑R的1/4時，坩堝側(cè)壁部分的加熱就變得不充分，并且在通過由電極包圍的內(nèi)側(cè)的范圍供給石英粉時，由于該范圍很窄所以就很難供給石英。再有，圖8中示出了2相交流6根電極的例子、圖9中示出了2相交流8根電極的例子、圖10中示出了2相交流10根電極的例子、圖11中示出了3相交流12根電極的例子、圖12中示出了3相交流15根電極的例子、圖13中示出了4相交流12根電極的例子。還有，圖14中示出了4相交流16根電極的例子。在這些電極結(jié)構(gòu)中，由于將W/R、H/R、H/H2、D/R的值設(shè)定在上述范圍中，所以將與石英粉成型體11的距離做成在與坩堝側(cè)壁對應(yīng)的輪緣部分16和上端15和與坩堝底部對應(yīng)的部分17和中心部分18，防止石英粉成型體11表面的溫度變?yōu)椴痪鶆虻那闆r，維持最適宜的狀態(tài)，防止在這些部分的石英粉的熔融狀態(tài)出現(xiàn)差異的情況，將熔融狀態(tài)維持在最優(yōu)的范圍，實(shí)現(xiàn)可制造大口徑化或大型化的單晶拉晶中使用的均勻地具有最適宜的內(nèi)表面特性的石英玻璃坩堝。特別是，在32英寸以上的大口徑坩堝的制造中，能防止與坩堝底部對應(yīng)的部分的過剩的加熱，并且可防止在坩堝內(nèi)表面的從中心軸離開的方向、或者坩堝高度方向的內(nèi)表面特性的不均勻的發(fā)生。進(jìn)而，對40英寸左右的坩堝，優(yōu)選采用3相交流15根電極，或者4相交流16根電極的電極結(jié)構(gòu)。在本實(shí)施方式中，通過將堆積在模的內(nèi)周面的石英粉由上述環(huán)狀電弧進(jìn)行加熱熔融，能制造出坩堝內(nèi)周為透明玻璃層、外周為不透明層的石英玻璃坩堝。在形成內(nèi)周的透明玻璃層時，通過從模側(cè)進(jìn)行吸引對石英層進(jìn)行減壓，將石英層中含有的氣泡吸引到外部并除去，從而能得到內(nèi)部氣泡少的坩堝。另外，在旋轉(zhuǎn)模塑法中，能實(shí)施如下制造石英玻璃坩堝的方法(熔射法)，即，該坩堝是使石英粉通過由環(huán)狀的電弧等離子體包圍的范圍并進(jìn)行供給，從而作為由電弧加熱熔融后的玻璃粒子，并使其堆積在模內(nèi)表面形成了透明玻璃層的坩堝。該透明玻璃層能形成在坩堝底部或坩堝內(nèi)周的整個面上。在本實(shí)施方式中，在形成環(huán)狀電弧的方法中，由于主要是在相鄰的電極間形成電弧，所以電弧穩(wěn)定，并且坩堝內(nèi)部的空氣對流很少。因此，在使石英粉通過由環(huán)狀電弧包圍的范圍進(jìn)行供給的情況下，該石英粉不會通過對流飛散到外部，實(shí)質(zhì)上所有的石英粉被供給至模，幾乎沒有飛散到模的外側(cè)的石英粉以及附著到電極上的石英粉。因此，能在坩堝底部或坩堝整個面形成良好的透明玻璃層。另一方面，如現(xiàn)有的3相交流3根電極或6相交流6根電極那樣，對于相對側(cè)的電極也形成電弧，由電極包圍的中央附近空氣對流很大，即便通過該部分供給石英粉，向坩堝的外側(cè)飛散，或者附著到電極上，或者偏向落下的比例很大，很難在坩堝內(nèi)周形成均勻的透明玻璃層。在本實(shí)施方式的制造方法和裝置中，如上所述的那樣，增加了電極數(shù)的結(jié)構(gòu)，例如使用了3相6根電極結(jié)構(gòu)的方式中，特別是，在從模的上方進(jìn)行電弧加熱的情況下，即，在設(shè)定了H>H2的情況下，這個效果很顯著。在電弧熔融中，由于爐的排氣以及坩堝內(nèi)側(cè)的對流等導(dǎo)致在坩堝周圍產(chǎn)生大的氣流。在從模的上方進(jìn)行電弧加熱的情況下，很大地受到該空氣流的影響，如實(shí)施例所示。在3根電極中當(dāng)增大電極間距離時，電弧立刻斷開。另一方面，根據(jù)本實(shí)施方式的3相6根電極，即便在從模的上方進(jìn)行電弧加熱的情況下，也能得到穩(wěn)定的電弧。16根據(jù)本實(shí)施方式的制造方法或制造裝置，能在坩堝底部堆積熔融玻璃形成良好的透明玻璃層?；蛘撸缒艿玫綒馀莺新蕿?.03%以下，優(yōu)選為0.01%以下的透明玻璃層。另外，即便是324450英寸這樣的大型坩堝，由于可對坩堝的底部、角部及側(cè)壁部進(jìn)行良好的加熱熔融。所以對角部以及側(cè)壁部透明層而言也能得到氣泡含有率少的坩堝。實(shí)施例下面，示出本發(fā)明的實(shí)施例。[實(shí)施例1]按照旋轉(zhuǎn)模塑法，在旋轉(zhuǎn)模中預(yù)先堆積從坩堝的外周層形成內(nèi)周層的石英粉，使用本發(fā)明的3相交流6根電極，現(xiàn)有的3相交流3根電極(比較例1)、6相交流6根電極(比較例2)的各電極結(jié)構(gòu)，改變電極間距離，對石英粉進(jìn)行加熱熔S蟲，制造出32英寸的石英玻璃坩堝。該結(jié)果表示在表l中。比較例l的電極結(jié)構(gòu)中，電極的擴(kuò)展度，即配設(shè)電極的圓周直徑為81mm時，電弧斷開頻繁發(fā)生，當(dāng)電極的擴(kuò)展度變得比這更大時，就不能產(chǎn)生電弧。另外，在比較例2的電極結(jié)構(gòu)中，雖然電極的擴(kuò)展度直到122mm都產(chǎn)生良好的電弧，但是，當(dāng)該距離增大到405mm時，電弧就變得不穩(wěn)定，當(dāng)變得比這更大時，電弧斷開頻繁發(fā)生。當(dāng)在電極的一部分發(fā)生電弧斷開時，電弧就變得不穩(wěn)定，對石英粉的加熱熔融產(chǎn)生惡劣影響。[表l]圓周的直徑(mm)實(shí)施例(3相6根)比較1(3相3根)比較2(6相6根)81(10%)電弧穩(wěn)定、良好電弧斷開多發(fā)電弧良好122(15%)電弧穩(wěn)定、良好不產(chǎn)生電弧電弧良好162(20%)電弧穩(wěn)定、良好不產(chǎn)生電弧電弧稍不穩(wěn)定203(25%)電弧穩(wěn)定、良好不產(chǎn)生電弧電弧不穩(wěn)定243(30%)電弧穩(wěn)定、良好不產(chǎn)生電弧電弧不穩(wěn)定405(50%)電弧穩(wěn)定、良好不產(chǎn)生電弧電弧不穩(wěn)定567(70%)電弧穩(wěn)定、良好不產(chǎn)生電弧電弧斷開多發(fā)810(100%)電弧穩(wěn)定、良好不產(chǎn)生電弧電弧斷開多發(fā)(注)圓周直徑是配置了電極的圓周的直徑，％是相對于坩堝孔徑的比例[實(shí)施例2]在基于旋轉(zhuǎn)模塑法的石英玻璃坩堝的制造中，關(guān)于口徑為32英寸的石英玻璃坩堝，使用本發(fā)明的3相交流6根電極(實(shí)施例)和現(xiàn)有的6相交流6根電極(比較例2)的電極結(jié)構(gòu)(配置有電極的圓周直徑為243mm)，將1000KW的電力通電20分鐘，分別使電弧產(chǎn)生5次，調(diào)查了電弧的穩(wěn)定性。該結(jié)果表示在表2中。本實(shí)施例的電極結(jié)構(gòu)由于電弧穩(wěn)定，即便各次中使用電能大致恒定，但是在比較例2中，由于電弧不穩(wěn)定，所以在各次中使用電能變動很大。[表2]電弧次數(shù)1次2次3次4次5次實(shí)施例(kWh)33733533833833817<table>tableseeoriginaldocumentpage18</column></row><table>[實(shí)施例3]在基于旋轉(zhuǎn)模塑法的石英玻璃坩堝的制造中，關(guān)于口徑為2240英寸的坩堝，使用本發(fā)明的3相交流6根電極，現(xiàn)有的3相交流3根電極(比較例1)、6相交流6根電極(比較例2)的各電極結(jié)構(gòu)，改變電極間距離，通電1000KW的電力使電弧發(fā)生，調(diào)查了其穩(wěn)定性。該結(jié)果表示在表3中。[表3]<table>tableseeoriginaldocumentpage18</column></row><table>(注)圓周直徑是配置了電極的圓周的直徑，均為坩堝孔徑的1/4的大小[實(shí)施例4]在基于旋轉(zhuǎn)模塑法的石英玻璃坩堝的制造中，使用本發(fā)明的3相交流6根電極的電極結(jié)構(gòu)，改變電極間距離，制造口徑為32英寸的坩堝，調(diào)查了其氣泡含有率、對單晶硅進(jìn)行拉晶時的單晶收得率。該結(jié)果表示在表4中。配置電極的圓周的直徑相對于坩堝直徑過小時(樣品No.Bl、B2)，由于坩堝側(cè)壁的加熱不充分，該部分的氣泡含有率大。另外，該圓周比坩堝直徑大時(樣品No.B3)，由于電弧的熱量逃逸到坩堝外側(cè)，所以坩堝側(cè)壁及底部的加熱就變得不良，該部分的氣泡含有率大。因此，無論樣品No.BlB3中哪一種，單晶收得率都很低?？墒?，在本實(shí)施例的樣品No.AlA3中，其坩堝的側(cè)壁及底部的氣泡含有率小，單晶收得率很高。[表4](注)圓周比是電極配置圓周直徑與坩堝直徑的比評價良好、〇適宜、X:不良[實(shí)施例5]在基于旋轉(zhuǎn)模塑法的石英玻璃坩堝的制造中，使用本發(fā)明的3相交流6根電極、現(xiàn)有的3相交流3根電極的電極結(jié)構(gòu)，在模的內(nèi)周面堆積形成外周層及中央層的石英粉，進(jìn)行電弧熔融，并且以透明層的層厚變?yōu)閘mm的方式，通過配置了電極的圓周的內(nèi)側(cè)，花費(fèi)20分鐘供給石英粉4kg，由熔射法制造出口徑32英寸的坩堝。調(diào)查了該坩堝的透明層厚度、氣泡含有率、單晶收得率。該結(jié)果表示在表5中。在比較樣品No.BllB13中，由于配置電極的圓周的直徑很小，所以在通過電極間供給原料的石英粉時，石英粉附著于電極，所以很難形成lmm層厚的透明層，特別是，側(cè)壁部分的層厚大幅度地減少。另外，在比較樣品No.BllB13中，由于固化后的石英塊從電極剝離而落到坩堝，所以坩堝內(nèi)周面上生成凹凸。進(jìn)而，在比較樣品No.BllB13中，氣泡含有率大，所以單晶收得率很低?？墒?，在本實(shí)施例的樣品No.AllA13中，坩堝的側(cè)壁以及底部的氣泡含有率很小，單晶收得率很高。[表5]<table>tableseeoriginaldocumentpage19</column></row><table>(注)圓周比是電極配置圓周直徑與坩堝直徑的比評價良好、〇適宜、X:不良[實(shí)施例6]同樣，在制造口徑32英寸的石英玻璃坩堝時，對W/R、H/R、H/H2、D/R的值基于電極結(jié)構(gòu)有何不同進(jìn)行了實(shí)驗(yàn)，并且在制造的石英玻璃坩堝中，測定了對小300mm單晶硅進(jìn)拉晶時的單晶化率。作為實(shí)驗(yàn)16使W/R變化，作為實(shí)驗(yàn)712使H/R變化，作為實(shí)驗(yàn)1318使H/H2變化，作為實(shí)驗(yàn)1924使D/R變化，在各個實(shí)驗(yàn)中，作為對電弧狀態(tài)、坩堝壁部(側(cè)壁部)和底部的氣泡含有率、電能的標(biāo)準(zhǔn)偏差、以及拉晶后的單晶硅中的單晶化率、基于單晶化率等的石英玻璃坩堝的評價，在表6表9中分別進(jìn)行了表示。此處，類型帶圓圈的數(shù)字①代表電極結(jié)構(gòu)的類型，意味著2相交流4根電極、2相交流6根電極、2相交流8根電極、2相交流10根電極、3相交流3根電極、3相交流6根電極、3相交流9根電極、3相交流12根電極、3相交流15根電極、4相交流4根電極、4相交流8根電極、4相交流12根電極、或者，4相交流16根電極。類型帶圓圈的數(shù)字①以外意味著上述以外的電極結(jié)構(gòu)。另外，單晶硅拉晶的單晶收得率意味著作為單晶的硅晶片可切片的長度與被拉晶后的硅結(jié)晶的直體部的結(jié)晶軸線長全長的比例。單晶化率是沒有結(jié)晶轉(zhuǎn)位的單晶硅的晶片可采取的直體部重量/投入到坩堝的原料多晶硅的總重量，當(dāng)該單晶化率有1%不同時，則能夠采取的晶片有20張左右不同。[表6]<table>tableseeoriginaldocumentpage21</column></row><table><table>tableseeoriginaldocumentpage22</column></row><table><table>tableseeoriginaldocumentpage23</column></row><table><table>tableseeoriginaldocumentpage24</column></row><table>從上述結(jié)果可知，通過將本能制造高晶片收得率的、評價很高的權(quán)利要求一種石英玻璃坩堝的制造方法，通過圍繞模的旋轉(zhuǎn)軸配設(shè)的電極的電弧放電，對在模內(nèi)成形的石英粉成形體進(jìn)行加熱熔融，從而制造石英玻璃坩堝，其中，包括環(huán)狀地配置電極的工序；在隔著所述環(huán)的中央部相向的電極間不使持續(xù)的電弧產(chǎn)生，而形成連結(jié)相鄰的電極彼此的環(huán)狀的穩(wěn)定的電弧并對上述石英粉進(jìn)行加熱熔融的工序；以及在電弧加熱中的至少固定的時間，將所述電極前端與所述石英粉成形體表面的水平方向距離W相對于所述石英粉成形體開口半徑R的比W/R的值，設(shè)定在0.002～0.98的范圍的工序。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的石英玻璃坩堝的制造方法，其中，在電弧加熱中的至少固定的時間，將所述電極前端與所述石英粉成形體表面的垂直方向距離H相對于所述石英粉成形體開口半徑R的比H/R的值，設(shè)定在0.029.2的范圍。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的石英玻璃坩堝的制造方法，其中，在電弧加熱中的至少固定的時間，將所述電極前端與所述石英粉成形體表面的垂直方向距離H相對于所述石英粉成形體高度H2的比H/H2的值，設(shè)定在0.00074范圍。4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的石英玻璃坩堝的制造方法，其中，在電弧加熱中的至少固定的時間，將相鄰的所述電極間的水平方向距離D相對于所述石英粉成形體開口半徑R的比D/R的值，設(shè)定在0.041.1的范圍。5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的石英玻璃坩堝的制造方法，其中，使用以交流電流的相位差9的絕對值成為在90。《e《180°的范圍的方式等間隔地環(huán)狀地配置了相鄰的電極的電極結(jié)構(gòu)，形成環(huán)狀的電弧。6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的石英玻璃坩堝的制造方法，其中，在電弧加熱中的至少固定的時間，使用所述環(huán)的圍繞模旋轉(zhuǎn)軸的圓周半徑r相對于所述石英粉成形體開口半徑R成為11/4的電極結(jié)構(gòu)，形成環(huán)狀的電弧。7.—種利用旋轉(zhuǎn)模塑法的石英玻璃坩堝的制造裝置，其中，具有使電極圍繞模的旋轉(zhuǎn)軸環(huán)狀地配置的電極；以及電極位置設(shè)定單元，其能夠?qū)⑺鲭姌O前端與所述模內(nèi)填充的石英粉成形體表面的水平方向距離W相對于所述石英粉成形體開口半徑R的比W/R的值，設(shè)定在0.0020.98的范圍，在隔著所述環(huán)的中央部相向的電極間不使持續(xù)的電弧產(chǎn)生，而形成連結(jié)相鄰的電極彼此的環(huán)狀的穩(wěn)定的電弧。8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的石英玻璃坩堝的制造裝置，其中，所述電極位置設(shè)定單元能夠?qū)⑺鲭姌O前端與所述石英粉成形體表面的垂直方向距離H相對于所述石英粉成形體開口半徑R的比H/R的值，設(shè)定在0.029.2的范圍。9.根據(jù)權(quán)利要求7所述的石英玻璃坩堝的制造裝置，其中，所述電極位置設(shè)定單元能夠?qū)⑺鲭姌O前端與所述石英粉成形體表面的垂直方向距離H相對于所述石英粉成形體高度H2的比H/H2的值，設(shè)定在0.00074的范圍中。10.根據(jù)權(quán)利要求7所述的石英玻璃坩堝的制造裝置，其中，所述電極位置設(shè)定單元能夠?qū)⑾噜彽乃鲭姌O間的水平方向距離D相對于所述石英粉成形體開口半徑R的比D/R的值，設(shè)定在0.041.1的范圍。11.根據(jù)權(quán)利要求7到權(quán)利要求10的任何一項(xiàng)所述的石英玻璃坩堝的制造裝置，其中，具有以交流電流的相位差e的絕對值成為在90。《e《180°的范圍的方式環(huán)狀地配置了相鄰的電極的電極結(jié)構(gòu)。12.根據(jù)權(quán)利要求7到權(quán)利要求10的任何一項(xiàng)所述的石英玻璃坩堝的制造裝置，其中，所述電極位置設(shè)定單元，能夠?qū)⑺霏h(huán)的圍繞模旋轉(zhuǎn)軸的圓周半徑r相對于所述石英粉成形體開口半徑R設(shè)定為11/4。13.根據(jù)權(quán)利要求7到權(quán)利要求10的任何一項(xiàng)所述的石英玻璃坩堝的制造裝置，其中，具有如下任何一種電極結(jié)構(gòu)，該電極結(jié)構(gòu)為2相交流4根電極、2相交流6根電極、2相交流8根電極、2相交流10根電極、3相交流3根電極、3相交流6根電極、3相交流9根電極、3相交流12根電極、3相交流15根電極、4相交流4根電極、4相交流8根電極、4相交流12根電極、或4相交流16根電極。14.一種石英玻璃坩堝，其通過權(quán)利要求1所述的制造方法而被制造，其中，底部透明層和壁部透明層的氣泡含有率為0.03%以下。15.—種石英玻璃坩堝，其通過權(quán)利要求7所述的制造裝置而被制造，其中，底部透明層和壁部透明層的氣泡含有率為0.03%以下。全文摘要本發(fā)明涉及一種石英玻璃坩堝的制造方法，其是通過圍繞模的旋轉(zhuǎn)軸配設(shè)的電極的電弧放電，對在模中成形的石英粉成形體進(jìn)行加熱熔融，從而制造石英玻璃坩堝的方法，該方法包括環(huán)狀地配置電極的工序；在電弧加熱中的至少固定時間，將所述電極前端與所述石英粉成形體表面的水平方向距離W相對于所述石英粉成形體開口半徑R的比W/R的值，設(shè)定為0.002～0.98的范圍中的工序。文檔編號C03B20/00GK101712528SQ200910178008公開日2010年5月26日申請日期2009年9月23日優(yōu)先權(quán)日2008年9月24日發(fā)明者岸弘史,森川正樹,福井正德申請人:日本超精石英株式會社