TW201326480A - 具有降低量氣泡之坩堝，藉由使用此等坩堝製備之鑄錠及晶圓以及相關方法 - Google Patents

Abstract

本發明揭示用於製造裝納熔融材料之坩堝之方法，該等坩堝包括降低量之氣孔。該等方法可涉及使用可於坩堝形成之前或期間脫氣之熔融矽石。亦揭示藉由該等方法所製造之坩堝及由具有降低量之氣孔之該等坩堝所製備之鑄錠及晶圓。

Description

具有降低量氣泡之坩堝，藉由使用此等坩堝製備之鑄錠及晶圓以及相關方法

本發明係關於用於製造裝納熔融材料之坩堝之方法，該等坩堝包含降低量之氣孔，藉由該等方法所製造之坩堝及由該等坩堝所製備之鑄錠及晶圓。於一些實施例中，該等方法涉及使用可在形成坩堝之前或期間脫氣之熔融矽石。

本申請案主張2011年11月18日申請之美國專利申請案第13/299,917號、2011年11月18日申請之美國專利申請案第13/299,922號、2011年11月18日申請之美國專利申請案第13/299,926號及2011年11月18日申請之美國專利申請案第13/299,929號之優先權，各案之全文以引用的方式併入本文中。

單晶晶圓(例如，矽單晶晶圓)係用作其上安裝電子裝置(例如，積體電路)之基材。可藉由自單晶鑄錠切得晶圓，然後，使該等切片晶圓經歷不同精加工操作(諸如多步研磨、磨削、蝕刻及拋光步驟)以獲得精製晶圓而製造單晶晶圓。可依據Czochralski法使該等鑄錠生長，其中先將多晶矽於石英坩堝中熔化。多晶矽熔化及溫度平衡後，將晶種浸於該熔體中並隨後提取以形成單晶矽鑄錠，同時使石英坩堝轉動。

裝置製造商對安裝裝置的晶圓表面處不含氣孔之晶圓之需求日益增加。晶圓中之該等氣孔起因於牽拉矽鑄錠期間併入生長鑄錠之矽熔體中之氣泡。該等氣泡之一種來源係 石英坩堝中之氣孔(即，氣泡)。熔融矽慢慢地蝕刻石英坩堝，此容許其中的氣體離開該坩堝繼而進入該矽熔體中。

一些氣體(例如，氧氣)可在併入鑄錠之前溶於熔體中。然而，一些不易溶的氣體(例如，氬氣，其通常於晶體牽拉室中用作絕緣性氣體)以較慢速率溶解及氣泡會併入矽鑄錠中，進而在該鑄錠中形成氣孔。

持續需求具有降低量氣孔之矽鑄錠及晶圓以及鑄錠生長期間使較少氣泡併入該矽鑄錠中之坩堝。亦持續需求用於製造使鑄錠及晶圓中產生較少氣泡之坩堝之方法。

此段落意圖向讀者說明與下文所述及/或所宣稱的本發明之多個態樣相關之該技術之多個態樣。咸信該論述有助於給讀者提供相關背景資訊以便更佳地明瞭本發明之多個態樣。相應地，應明瞭僅就此而論地來閱讀該等概述，並非承認先前技術。

本發明之一態樣係關於一種用於製造裝納熔融材料之坩堝之方法。該坩堝具有一基底及一或多個側壁。將矽石源熔化製得含矽石之熔融組合物。將該熔融組合物塑形為：(1)具有一基底及一或多個側壁之坩堝，(2)盤形或(3)管形。使該熔融組合物冷卻以固化該組合物。當將該熔融組合物塑形為盤形或管形時，使該盤或管成形為具有一基底及一或多個側壁之坩堝之形式。

本發明之另一態樣係關於一種用於製造裝納熔融材料之坩堝之方法。該坩堝具有一基底及一或多個側壁。該方法 包括使含矽及氧氣體與具有一基底及一或多個側壁之坩堝狀基材接觸以將矽石沉積至該基材上。所沉積的矽石持續生長形成至少約1 mm之矽石表面層。

本發明之另一態樣係關於一種用於製造裝納熔融材料之坩堝之方法。該坩堝包含矽石並具有一基底及一或多個側壁。該方法包括使盤或管成形為具有一基底及一或多個側壁之坩堝之形式。該盤或管包含矽石。該盤或管每cm³具有少於約70個直徑至少約14 μm之氣泡。

本發明之又一態樣係關於一種用於製備矽鑄錠之方法。將矽熔體置於具有一基底及至少一個側壁之坩堝中。該坩堝每cm³具有少於約70個直徑至少約14 μm之氣泡。使該熔融矽冷卻以製得矽鑄錠。

本發明之態樣亦係關於由該等鑄錠製備矽晶圓之方法。本發明之又一態樣係關於具有一基底及一或多個側壁之坩堝，其用於裝納熔融材料。該坩堝具有外表面及接觸熔融材料之內表面。該坩堝具有自接觸熔融材料之該表面延伸至至少約1 mm之深度D1之表面層。該表面層包含矽石且每cm³具有少於約70個氣泡。

本發明之另一態樣係關於一種具有恆定直徑部分之單晶矽鑄錠。該鑄錠之氣孔濃度使在隨後將恆定直徑部分切成晶圓時，少於約6%切片晶圓之該等切片晶圓之前表面具有直徑約100 μm或更小之氣孔。

本發明之另一態樣係關於自矽鑄錠切得之至少約25個單晶矽晶圓之群體。該群體中小於約6%之晶圓具有直徑約 100 μm或更小之氣孔。該群體中之各晶圓具有至少約2 Å之表面粗糙度，以約1 μm×約1 μm至約100 μm×約100 μm之掃描尺寸測得。

對與本發明之上述態樣相關聯的特徵進行多項改進。同樣地，亦將其他特徵併入本發明之上述態樣中。該等改進及其他特徵可個別地或以任何組合方式呈現。例如，與本發明之任何所例示說明實施例相關聯之以下所述多種特徵可單獨地或以任何組合形式併入本發明之任何上述態樣中。

於本發明之多個實施例中，可藉由熔化矽石源，然後在將矽石組合物塑形為矽石坩堝之前或期間自該熔融矽石脫氣而形成實質上不含氣泡之坩堝。於其他實施例中，藉由使坩堝基材(例如，熔合矽石)與含氣態矽及氧之氣體接觸，然後將矽石沉積至坩堝表面以於坩堝上形成實質上不含氣泡之表面層而形成坩堝。

請注意，如本文所用，「熔融」矽石及/或矽石「熔體」係指已加熱至某點之矽石，於該點，可諸如藉由力(例如，利用漿葉)將矽石塑形為標的形狀(即，可稱為具有「塑性」)及該等術語無意要求特定程度之矽石流動性。另外，術語「熔化」意指一種過程，其中將矽石加熱至某一溫度，於該溫度下可將矽石塑形為標的形狀及無意暗指材料係以完全「液體」狀態存在。此外，請注意本文所用 術語「矽石」及「石英」為同義詞，係指由矽石(即SiO₂)所組成之材料，及該術語「石英」不應受限於石英礦物。此外，在提及坩堝或使用本發明坩堝所製得的矽鑄錠或晶圓之形態時用到的短語「氣孔」及「氣泡」係指材料中之任何可偵測空隙及認為係同義的。

將矽石源熔化以製得熔融組合物來製造坩堝。一般而言，可使用擅長該技術者認為可用的任何矽石源，諸如石英砂、石英粉、再生玻璃或玻璃屑。該矽石源可於其中含有至少約10重量%矽石，及於其他實施例中，含有至少約25重量%、至少約50重量%、至少約75重量%、至少約85重量%、至少約95重量%、至少約99重量%、約10重量%至約100重量%、約50重量%至約100重量%、約85重量%至約100重量%或約95重量%至約100重量%矽石。於一些實施例中，該矽石源基本上係由矽石組成(即，該來源僅含有矽石及少量的雜質)。該矽石源可包含澄清劑(例如，砷氧化物、銻氧化物、KNO₃、NaNO₃、NaCl、氟化物或硫酸鹽)以防止氣泡形成。該等澄清劑可以小於約3重量%或小於約1重量%含量存在於矽石源中。

該矽石源可包含會引入矽熔體及生長矽鑄錠中之相對低含量雜質。可購得高純度矽石，例如，以品牌GE型214(Momentive(Columbus,OH))生產之高純度鑄錠或管。該管可直接熔化或塑形為如下文進一步論述之坩堝形式。GE型214石英中雜質之典型含量標示於下表1中。

請注意表1中標示之純化含量為示例及矽石源及/或所得坩堝在不脫離本發明之範疇下可具有更低或更高含量之所列雜質。

石英源可依據擅長該技術者認為可用的任一方法熔化，於一些實施例中，可使用電熱器或電漿炬以熔化矽石源及/ 或維持矽石呈熔融態。一般而言，將石英源加熱至高於其軟化點的溫度(即，於軟化點下，石英受其自身重量變形且具有約107.6泊之黏度)，該溫度可介於約1500℃至約1700℃範圍內及就高純度石英而言為約1683℃(例如，GE型214)。大多數矽石源(例如，主要包含矽石(諸如約50重量%至約100重量%或95重量%至約100重量%矽石)之來源)於1700℃或更高之溫度下足以塑形及/或流動。於一些實施例中，將矽石加熱至更高溫度以促使流動，諸如至少約1800℃、至少約1900℃、至少約2000℃或更高。矽石可在暴露於氬氣、氮氣或空氣下熔化。

在熔化期間或之後用以裝納矽石之適宜容器可由耐高溫且不會使非所需雜質進入矽石熔體之任何材料製成。容器實例可包括石墨或塗有SiC之石墨或由鉬或鎢(包括鉬或鎢合金)製成。

熔化後，使熔融矽石組合物塑形為坩堝形狀。為塑形組合物，通常將組合物自容器排至用以使該組合物成形為坩堝之模具或心軸。於一些實施例中，可自容器(其可為錐形以促使熔融矽石排出)排出熔融矽石珠及將該珠倒入模具中或心軸上。

於一些實施例中，將熔融組合物倒入模具中。一般而言，該模具於其中形成空隙，其形狀及尺寸對應於所期坩堝之形狀及尺寸。另，可將該組合物傾至心軸上而形成坩堝。典型地，該心軸形狀對應於坩堝內腔及經配置使得對應於坩堝基底之心軸部分向上。可將熔融矽石組合物傾至 心軸之該部分以形成坩堝之基底及可沿心軸側傾倒以形成坩堝側壁。於一些實施例中，對熔融組合物施力以使其依形於心軸形狀(例如，藉由在組合物仍處於可模製溫度下時，將漿葉推或壓向組合物)。

藉由將組合物加熱至其軟化點以上及在可塑狀態下使坩堝塑形，使矽石熔體脫氣，藉此減少坩堝固化期間所形成之氣泡量，形成透明壁坩堝。此不同於快速受熱及冷卻使得氣泡凍結於坩堝中從而導致坩堝不透明之玻璃熔合矽石坩堝。

坩堝形成後，可將該坩堝維持在約1285℃之溫度以上以使該坩堝退火及減小坩堝中壓力，從而減小了冷卻或以後使用期間發生破裂之可能性。於其他實施例中，使坩堝於至少約1400℃、至少約1500℃、至少約1600℃或約1285℃至約1683℃、約1285℃至約1600℃或約1400℃至約1600℃之溫度下退火。退火溫度應小於材料開始變形之溫度以防止坩堝變形。因此，該溫度可取決於矽石源之純度，較高純度材料於較高溫度下發生變形而反之亦然。可退火約60分鐘或更長(例如，約1至約4小時)以使坩堝中壓力釋放。

退火可在坩堝形成及局部冷卻(例如，冷卻至退火溫度)以固化坩堝之後進行。或，可將坩堝冷卻至退火溫度以下然後加熱回升至退火溫度。

於一些實施例中，於熔化、塑形或退火製程期間施用真空以促進脫氣及減少坩堝中的氣泡。應注意脫氣亦可於環境溫度下進行，及於本發明之一些實施例中，在坩堝之熔 化、塑形或退火期間未施用真空。

將熔融組合物成形為坩堝及視情況退火之後，將成形組合物冷卻至室溫。於一些實施例中，使成形組合物相對緩慢地冷卻以逐漸釋放冷卻坩堝中之壓力，減小冷卻或以後使用期間坩堝破裂之可能性。於本發明之一些實施例中，於高於矽石材料應變點(即，在應變點下，材料於約4小時內釋放內部壓力或具有約1014.5泊之黏度)之溫度下，使坩堝冷卻(例如，自塑形溫度或退火溫度)，以致冷卻期間瞬時冷卻速率小於約1℃/min。於其他實施例中，高於該應變點之瞬時冷卻速率小於約0.5℃/min、小於約0.1℃/min、約0.05℃/min至約1℃/min或約0.1℃/min至約1℃/min。因此，矽石之應變點可出現在約1000℃與約1200℃之間及就高純度矽石(例如，GE型214石英)而言為約1120℃。

因此，擅長該技術者可基於坩堝之特定用途(例如，鑄錠直徑、拉晶機尺寸及類似者)選擇坩堝之特定尺寸。一般而言，大多數坩堝為圓柱形且具有一基底(其可係平整或彎曲的)及一側壁。可使用其他配置，諸如方形或矩形坩堝，其具有不止一個側壁且無限制。於將坩堝用以裝納生長單晶矽鑄錠用之熔融矽之實施例中，坩堝基底及側壁之厚度可為至少約6 mm，或在其他實施例中，至少約8 mm、至少約10 mm或甚至至少約14 mm(例如，約6 mm至約40 mm、約6 mm至約30 mm、約6 mm至約20 mm或約10 mm至約40 mm)。

於一些實施例中，並非直接自熔融組合物形成坩堝，而是於以上就形成坩堝而言所論述之任何相同條件(例如，脫氣、退火及/或相對低的冷卻速率)下，將熔融矽石組合物塑形成盤或管。於形成盤之實施例中，可將盤置於前面所述的心軸上然後成形為坩堝，視情況地，將該盤加熱至矽石軟化點或更高。於使用管之實施例中，將管兩端部中之一者成形為坩堝之基底(例如，利用夾盤)，通常同時加熱所成形之坩堝的端部。應基於坩堝之所期尺寸選擇該盤或管之尺寸。因此，該盤或管壁之厚度大體上對應於坩堝之所期壁厚。

一般而言，冷卻後形成之坩堝為透明壁坩堝而非不透光坩堝，如同自玻璃熔合矽石形成之坩堝。透光起因於如下文進一步所論述之坩堝中之降低量氣泡。

因此，由熔融組合物形成之坩堝、盤或管(及於盤或管成形後產生的坩堝)具有相對低濃度之氣泡及/或具有減小尺寸之氣泡。於本發明之若干實施例中，坩堝、盤或管每cm³具有少於約70個直徑大於約14 μm之氣泡或每cm³少於約50個、少於約30個、少於約10個或甚至沒有直徑大於約14 μm之氣泡。於一些實施例中，坩堝實質上不含尺寸大於約14 μm之氣泡。對於本發明，當坩堝每cm³包含少於約1個直徑大於約14 μm之氣泡時，坩堝「實質上不含」氣泡。於一些實施例中，坩堝中之至少約75%氣泡具有小於約14 μm之標稱直徑或坩堝中之至少約85%、至少約95%或至少約99%氣泡具有小於約14 μm之標稱直徑。

因此，應明瞭氣泡數可藉由觀測坩堝之一部分(例如，利用光學顯微鏡)確定，及除非另外聲明，否則此處所述的氣泡量係指此觀測法。此外，於一些實施例中，可觀測坩堝之兩個或更多部分以確定是否達到氣泡臨限量。例如，可確定多個試樣塊或光學視圖之每cm³的氣泡數及求得一定數量視圖中之氣泡平均濃度。可藉由使坩堝碎成多份(即「試樣塊」)獲得所觀測的坩堝部分。

於一些實施例中，並非使用熔融組合物來形成坩堝，而使含矽及氧之氣體與坩堝狀基材接觸。接觸基材後，將矽石沉積於該基材且持續生長以於該基材上形成矽石表面層。矽氣體可藉由以諸如氫-氧火焰氧化含矽液體或氣體(例如，矽烷或鹵代矽烷(諸如SiF₄或SiCl₄)或四乙氧基矽烷)形成。於一些實施例中，矽塵可自氣相形成及矽可經氧化及燒結以形成透明壁坩堝。

儘管不受限於特定厚度，然而，於一些實施例中，所製得的矽石表面層具有至少約1 mm之厚度，或於其他實施例中，具有至少約2 mm、至少約4 mm、約1 mm至約7 mm、約1 mm至約4 mm或約2 mm至約5 mm。因此，矽石可僅於坩堝之一部分(即，使用期間接觸熔融材料之坩堝內表面)上形成及坩堝之其他部分可加以遮蔽或另外處理以免接觸氣流。

矽石層所沉積之基材可由用於高溫操作之任何適宜材料製成，諸如(例如)石墨或塗有SiC或熔合玻璃矽石(即，依據習知方法諸如藉由在相對高真空下，於模具中熔砂所製 得的矽石)之石墨。於一些實施例中，基材包含至少約10重量%矽石或至少約25重量%、至少約50重量%、至少約75重量%、至少約85重量%、至少約95重量%、至少約99重量%矽石、約10重量%至約100重量%、約50重量%至約100重量%、約85重量%至約100重量%或約95重量%至約100重量%矽石。

矽石表面層可包含至少約95重量%矽石、至少約99重量%矽石或甚至基本上由矽石組成。該矽石表面層每cm³可包含約70個以下氣泡或每cm³可包含約50個以下、約30個以下、約10個以下或甚至不含直徑大於約14 μm之氣泡。於一些實施例中，矽石表面層中至少約75%氣泡具有小於約14 μm之標稱直徑或坩堝中至少約85%、至少約95%或至少約99%氣泡具有小於約14 μm之標稱直徑。

根據本發明製得(藉由模製或氣體沉積法)之一例示性坩堝10顯示於圖1中。該坩堝10具有一外表面12及用於接觸熔融材料之一內表面14。該坩堝10具有平均壁厚度T。表面層係自該內表面14延伸至深度D1。如上所說明，該表面層每cm³包含少於約70個氣泡或每cm³少於約50個、少於約30個或甚至少於10個氣泡或甚至每cm³實質上不含直徑大於約14 μm之氣泡。於一些實施例中，表面層中之至少約75%氣泡具有小於約14 μm之標稱直徑或坩堝中之至少約85%、至少約95%或至少約99%氣泡具有小於約14 μm之標稱直徑。於坩堝係藉由熔化矽源及使熔融組合物塑形以製得之實施例中，表面層自內表面14延伸至外表面12。於矽

石層係藉由化學氣相沉積製得之實施例中，D1可為至少約1 mm，或於其他實施例中，至少約2 mm、至少約4 mm、約1 mm至約7 mm、約1 mm至約4 mm或約2 mm至約5 mm。該矽石表面層可包含至少約10重量%矽石或至少約25重量%矽石，至少約50重量%、至少約75重量%、至少約85重量%、至少約95重量%、至少約99重量%矽石，約10重量%至約100重量%、約50重量%至約100重量%、約85重量%至約100重量%或約95重量%至約100重量%矽石。坩堝之其餘部分可包含相同量的矽石(諸如，使用傾注/塑形及無明顯不同表面層之情況)或可由其他材料(諸如石墨或SiC)製成。

藉由使用具有降低量氣泡之坩堝，使較少氣孔於晶體生長期間引入鑄錠並引入所得晶圓中。應注意，儘管可依所謂的Czochralski法，使用本發明之坩堝以製得單晶矽鑄錠，其中使種晶與熔融矽接觸及抽取以牽拉矽鑄錠，該坩堝可用於其他目的(諸如直接固化(DS)法)或用於產製除矽鑄錠外之材料。

自利用本發明坩堝所製得之單晶鑄錠切得的單晶矽晶圓較不易具有氣孔，此導致晶圓報廢率降低。於某些實施例中，自利用坩堝所製得之鑄錠切得的晶圓群體中之小於約6%(例如，小於約5%或約4%至約6%)之晶圓前表面中具有直徑約100 μm或更小之氣孔。替代性地或另外，該群體中之小於約5.5%(例如，小於約5%、小於約4.5%、約3.5%至約5.5%或約3.5%至約5%)之晶圓之晶圓前表面中具有直徑 約50 μm或更小之氣孔。替代性地或另外，該群體中之小於約1.5%(例如，小於約1.3%、約0.75%至約1.5%、約1%至約1.5%或約1%至約1.3%)之晶圓之層前表面中具有直徑約30 μm或更小之氣孔。該晶圓群體可包括至少約25個晶圓、至少約50個晶圓、至少約100個晶圓、至少約500個晶圓或甚至約1000個晶圓或更多。與利用習知坩堝所製得之晶圓相比，該等晶圓中氣孔之可能性述於以下實例2中。群體中晶圓可呈預處理狀態，諸如在拋光、研磨或其他平坦或表面粗糙處理之前。例如，該群體中各晶圓可具有鋸齒標記及/或至少約2 Å之表面粗糙度，以約1 μm×約1 μm至約100 μm×約100 μm之掃描尺寸測得。

可利用IR攝影機及SP1或SP2偵測工具確定晶圓中之氣孔。因此，應注意呈以上所述分佈形態之氣孔的大小可大於約30 μm(例如，約100 μm至約30 μm、約50 μm至約30 μm或約30 μm)，因為就SP1及SP2偵測工具而言，30 μm接近氣孔之目前偵測限度。

可切得晶圓之矽鑄錠之氣孔濃度通常小於自玻璃矽石坩堝所製得之鑄錠中之氣孔量。因鑄錠中氣孔量可徑向及/或軸向變化，故該鑄錠之特徵在於隨後自該鑄錠所切得的晶圓中所形成之氣孔量。例如，在藉由線鋸將鑄錠之恆定直徑部分切成晶圓時，小於約6%(例如，小於約5%或約4%至約6%)之切割晶圓具有直徑約100 μm或更小之氣孔。替代性地或另外，鑄錠之氣孔濃度可在隨後將恆定直徑部分 切成晶圓時，使小於約5.5%(例如，小於約5%、小於約4.5%、約3.5%至約5.5%或約3.5%至約5%)之切割晶圓具有直徑約50 μm或更小之氣孔。替代性地或另外，鑄錠之氣孔濃度可在隨後將恆定直徑部分切成晶圓時，使小於約1.5%(例如，小於約1.3%、約0.75%至約1.5%、約1%至約1.5%或約1%至約1.3%)之切割晶圓具有直徑約30 μm或更小之氣孔。

實例

本發明之該等方法進一步由以下實例例示說明。該等實例不應視為限制。

實例1：藉由管成形製造坩堝

使用GE 214透明壁石英管以形成具有降低量氣泡之透明壁坩堝。定長度地切割該管及藉由加熱及利用夾盤使該管之一端塑形成坩堝基底。該管及所得坩堝具有約32英寸(81 cm)之直徑。該坩堝適用於生長單晶矽鑄錠。

實例2：利用實質上不含氣泡之坩堝模型化自鑄錠切得之晶圓中產生氣孔之可能性

進行模型化以測得氣孔在習知玻璃熔合石英坩堝及實質上不含氣泡(即，每cm³中14 μm或更大尺寸之氣泡少於約1個)之透明壁坩堝中所製得之晶圓中形成之可能性。藉由模型化測得之所得晶圓中所形成之氣孔之流行率標示於下表2中。

長之鑄錠所切割的晶圓中形成氣孔之可能性

在介紹說明本發明或其實施例之元件時，冠詞「一」、及「該」意指一或多個元件。術語「包括」、「包含」、「含有」及「具有」預期為包含性的及意指可存在除所列元件外之額外元件。使用表示特定定向(例如，「頂部」、「底部」、「側部」等)之術語以便於論述及不需要所述項目之任何特定定向。

由於可在不脫離本發明之範疇下對以上建構及方法作出多種改變，希望以上發明說明所包涵及附圖中所出示之所有內容應理解為示例性的而不具有限制意義。

10‧‧‧坩堝

12‧‧‧外表面

14‧‧‧內表面

D1‧‧‧深度

T‧‧‧平均壁厚度

圖1為具有表面層之坩堝之透視圖。

10‧‧‧坩堝

12‧‧‧外表面

14‧‧‧內表面

D1‧‧‧深度

T‧‧‧平均壁厚度

Claims (66)

1. 一種用於製造裝納熔融材料之坩堝之方法，該坩堝具有一基底及一或多個側壁，該方法包括：熔化矽石源以製得含矽石之熔融組合物；將該熔融組合物塑形成：(1)具有一基底或一或多個側壁之坩堝，(2)盤形或(3)管形；及使該熔融組合物冷卻以固化該組合物，其中將該熔融組合物塑形成盤形或管形時，使該盤或管成形為具有一基底及一或多個側壁之坩堝形式。
2. 如請求項1之方法，其中將該熔融組合物塑形成坩堝形狀，該組合物係藉由將組合物傾注於模具中塑形。
3. 如請求項1之方法，其中將該熔融組合物塑形成坩堝形狀，該組合物係藉由將組合物傾注至心軸及使該組合物成形為坩堝形式而塑形。
4. 如請求項1之方法，其中使該熔融組合物在塑形後及冷卻前退火。
5. 如請求項4之方法，其中使該熔融組合物退火至至少約1285℃、至少約1400℃、至少約1500℃、至少約1600℃、約1285℃至約1683℃、約1285℃至約1600℃或約1400℃至約1600℃之溫度。
6. 如請求項4之方法，其中該退火進行至少約60分鐘。
7. 如請求項1之方法，其中該矽石源係藉由將該矽石源加熱至至少約1700℃、至少約1800℃、至少約1900℃或至少約2000℃之溫度熔化。
8. 如請求項1之方法，其中該矽石源係藉由將該矽石源加熱至至少其軟化點熔化。
9. 如請求項8之方法，其中該軟化點為約1683℃。
10. 如請求項1之方法，其中使該坩堝冷卻至應變點以下，其中，在高於應變點的溫度下，瞬時冷卻速率小於約1℃/min或小於約0.5℃/min、小於約0.1℃/min、約0.05℃/min至約1℃/min或約0.1℃/min至約1℃/min。
11. 如請求項10之方法，其中該應變點係於約1000℃與約1200℃之間或約1120℃。
12. 如請求項1之方法，其中將該熔融組合物塑形成盤形，該方法進一步包括加熱該盤同時將該盤成形為坩堝形式。
13. 如請求項1之方法，其中將該熔融組合物塑形成管形，該管具有一成形為坩堝基底之端部。
14. 如請求項1之方法，其中該熔融組合物包含至少約10重量%矽石或至少約25重量%矽石，至少約50重量%、至少約75重量%、至少約85重量%、至少約95重量%、至少約99重量%矽石、約10重量%至約100重量%、約50重量%至約100重量%、約85重量%至約100重量%或約95重量%至約100重量%矽石。
15. 如請求項1之方法，其中該矽石源為石英砂、石英粉、再生玻璃或玻璃屑。
16. 如請求項1之方法，其中該坩堝每cm³包含少於約70個直徑至少約14 μm之氣泡或每cm³少於約50個、少於約30 個、少於約10個或不含直徑大於約14 μm之氣泡。
17. 如請求項1之方法，其中該坩堝實質上不含直徑至少約14 μm之氣泡。
18. 如請求項1之方法，其中該坩堝中至少約75%氣泡具有小於約14 μm之標稱直徑或該坩堝中至少約85%、至少約95%或至少約99%氣泡具有小於約14 μm之標稱直徑。
19. 如請求項1之方法，其中該坩堝具有至少約6 mm、至少約8 mm、至少約10 mm、至少約14 mm、約6 mm至約40 mm、約6 mm至約30 mm、約6 mm至約20 mm或約10 mm至約40 mm之厚度。
20. 一種製造用於裝納熔融材料之坩堝之方法，該坩堝具有一基底及一或多個側壁，該方法包括使含矽及氧之氣體與具有一基底及一或多個側壁之坩堝狀基材接觸以將矽石沉積至該基材，所沉積之矽石持續生長形成至少約1 mm之矽石表面層。
21. 如請求項20之方法，其中該矽石持續生長形成至少約2 mm、至少約4 mm、約1 mm至約7 mm、約1 mm至約4 mm或約2 mm至約5 mm之矽石表面層。
22. 如請求項20之方法，其中該矽石係藉由氧化含矽氣體或液體生長。
23. 如請求項22之方法，其中該含矽氣體或液體係選自由矽烷、鹵代矽烷及四乙氧基矽烷組成之群。
24. 如請求項20之方法，其中該表面層包含至少約95重量%矽石、至少約99重量%矽石或基本上由矽石組成。
25. 如請求項20之方法，其中該基材包含至少約10重量%矽石或至少約25重量%、至少約50重量%、至少約75重量%、至少約85重量%、至少約95重量%、至少約99重量%、約10重量%至約100重量%、約50重量%至約100重量%、約85重量%至約100重量%或約95重量%至約100重量%矽石。
26. 如請求項20之方法，其中該矽石表面層每cm³具有少於約70個直徑至少約14 μm之氣泡或每cm³少於約50個、少於約30個、少於約10個或不含直徑大於約14 μm之氣泡。
27. 如請求項20之方法，其中該坩堝實質上不含直徑至少約14 μm之氣泡。
28. 如請求項20之方法，其中該矽石表面層中至少約75%氣泡具有小於約14 μm之標稱直徑或該坩堝中至少約85%、至少約95%或至少約99%氣泡具有小於約14 μm之標稱直徑。
29. 如請求項20之方法，其中該基材係由熔合矽石組成。
30. 一種製造裝納熔融材料之坩堝之方法，該坩堝含有矽石及具有一基底及一或多個側壁，該方法包括使盤或管成形為具有一基底及一或多個側壁之坩堝形式，該盤或管含有矽石，該盤或管每cm³具有少於約70個直徑至少約14 μm之氣泡。
31. 如請求項30之方法，其中該矽石表面層每cm³包含少於約50個直徑至少約14 μm之氣泡或每cm³少於約30個、少 於約10個或不含直徑大於約14 μm之氣泡。
32. 如請求項30之方法，其中該矽石表面層實質上不含直徑至少約14 μm之氣泡。
33. 如請求項30之方法，其中使該盤或管在該盤或管受熱時成形為坩堝形式。
34. 如請求項30之方法，其中該管具有一成形成坩堝基底之端部。
35. 如請求項30之方法，其中該盤或管包含至少約10重量%矽石或至少約25重量%、至少約50重量%、至少約75重量%、至少約85重量%、至少約95重量%、至少約99重量%矽石、約10重量%至約100重量%、約50重量%至約100重量%、約85重量%至約100重量%或約95重量%至約100重量%矽石。
36. 如請求項30之方法，其中該坩堝具有至少約6 mm、至少約8 mm、至少約10 mm、至少約14 mm、約6 mm至約40 mm、約6 mm至約30 mm、約6 mm至約20 mm或約10 mm至約40 mm之厚度。
37. 一種用於製備矽鑄錠之方法，該方法包括：於具有一基底及至少一側壁之坩堝中提供矽熔體，該坩堝每cm³包含少於約70個直徑至少約14 μm之氣泡；及使該熔融矽冷卻以製備矽鑄錠。
38. 如請求項37之方法，其中該坩堝每cm³包含少於約50個直徑至少約14 μm之氣泡。
39. 如請求項37之方法，其中該坩堝每cm³包含少於約30個 直徑至少約14 μm之氣泡。
40. 如請求項37之方法，其中該坩堝每cm³包含少於約10個直徑至少約14 μm之氣泡。
41. 如請求項37之方法，其中該坩堝每cm³不含直徑大於約14 μm之氣泡。
42. 如請求項37之方法，其中該坩堝實質上不含直徑至少約14 μm之氣泡。
43. 如請求項37之方法，其中該坩堝中至少約75%氣泡具有小於約14 μm之標稱直徑。
44. 如請求項37之方法，其中該坩堝中至少約85%氣泡具有小於約14 μm之標稱直徑。
45. 如請求項37之方法，其中該坩堝中至少約95%氣泡具有小於約14 μm之標稱直徑。
46. 如請求項37之方法，其中該坩堝中至少約99%氣泡具有小於約14 μm之標稱直徑。
47. 如請求項37之方法，其中該矽熔體係藉由熔化坩堝中之多晶矽進料製得。
48. 如請求項37之方法，其中該矽鑄錠為單晶矽鑄錠及藉由以下製得：使晶種與矽熔體接觸；及自該矽熔體拔出單晶矽鑄錠。
49. 一種製備矽晶圓之方法，該方法包括自依據請求項37所述之方法所製得的鑄錠切得矽晶圓。
50. 一種具有一基底及一或多個側壁之用於裝納熔融材料之 坩堝，該坩堝具有一外表面及一接觸熔融材料之內表面，該坩堝具有一自接觸熔融材料之該表面延伸至至少約1 mm之深度D1之表面層，該表面層包含矽石及每cm³具有少於70個氣泡。
51. 如請求項50之坩堝，其中該表面層自接觸熔融材料之該表面延伸至至少約2 mm、至少約4 mm、約1 mm至約7 mm、約1 mm至約4 mm或約2 mm至約5 mm之深度D1。
52. 如請求項50之坩堝，其中該表面層自接觸熔融材料之內表面延伸至外表面。
53. 如請求項50之坩堝，其中該表面層每cm³具有少於約50個、少於約30個、少於約10個或甚至不含直徑大於約14 μm之氣泡。
54. 如請求項50之坩堝，其中該表面層每cm³實質上不含直徑大於約14 μm之氣泡。
55. 如請求項50之坩堝，其中該表面層中至少約75%、至少約85%、至少約95%或至少約99%氣泡具有小於約14 μm之標稱直徑。
56. 如請求項50之坩堝，其中該表面層包含至少約10重量%矽石或至少約25重量%矽石、至少約50重量%、至少約75重量%、至少約85重量%、至少約95重量%、至少約99重量%、約10重量%至約100重量%、約50重量%至約100重量%、約85重量%至約100重量%或約95重量%至約100重量%矽石。
57. 一種具有恆定直徑部分之單晶矽鑄錠，該鑄錠之氣孔濃 度可在隨後將恆定直徑部分切成晶圓時，使小於約6%之切割晶圓之切割晶圓前表面中具有直徑約100 μm或更小之氣孔。
58. 如請求項57之單晶矽鑄錠，其中該鑄錠之氣孔濃度可在隨後將恆定直徑部分切成晶圓時，使小於約5%或約4%至約6%之切割晶圓之切割晶圓前表面中具有直徑約100 μm或更小之氣孔。
59. 如請求項57之單晶矽鑄錠，其中該鑄錠之氣孔濃度可在隨後將恆定直徑部分切成晶圓時，使小於約5.5%、小於約5%、小於約4.5%、約3.5%至約5.5%或約3.5%至約5%之切割晶圓之切割晶圓前表面中具有直徑約50 μm或更小之氣孔。
60. 如請求項57之單晶矽鑄錠，其中該鑄錠之氣孔濃度可在隨後將恆定直徑部分切成晶圓時，使小於約1.5%、小於約1.3%、約0.75%至約1.5%、約1%至約1.5%或約1%至約1.3%之切割晶圓之切割晶圓前表面中具有直徑約30 μm或更小之氣孔。
61. 一種自矽鑄錠切得之至少約25個單晶矽晶圓之群體，其中該群體中小於約6%之晶圓具有直徑約100 μm或更小之氣孔，該群體中之各晶圓具有至少約2 Å之表面粗糙度，以約1 μm×約1 μm至約100 μm×約100 μm之掃描尺寸測得。
62. 如請求項61之晶圓群體，其中該群體中小於約5%、或約4%至約6%之晶圓於該等切割晶圓前表面中具有直徑約 100 μm或更小之氣孔。
63. 如請求項61之晶圓群體，其中該群體中小於約5.5%、小於約5%、小於約4.5%、約3.5%至約5.5%或約3.5%至約5%晶圓於該等切割晶圓前表面中具有直徑約50 μm或更小之氣孔。
64. 如請求項61之晶圓群體，其中該群體中小於約1.5%、小於約1.3%、約0.75%至約1.5%、約1%至約1.5%或約1%至約1.3%晶圓於該等切割晶圓前表面中具有直徑約30 μm或更小之氣孔。
65. 如請求項61之晶圓群體，其中該群體中各晶圓於該晶圓之前或背表面中形成一或多處鋸齒標記。
66. 如請求項61之晶圓群體，其中該群體包括至少約50個晶圓、至少約100個晶圓、至少約500個晶圓或至少約1000個晶圓。