TWI410533B - A protective sheet for crucible and a crucible device for protecting the sheet with the crucible - Google Patents

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TWI410533B
TWI410533B TW096125727A TW96125727A TWI410533B TW I410533 B TWI410533 B TW I410533B TW 096125727 A TW096125727 A TW 096125727A TW 96125727 A TW96125727 A TW 96125727A TW I410533 B TWI410533 B TW I410533B
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Description

坩鍋用保護薄片及使用此坩鍋用保護薄片之坩鍋裝置
本發明係關於使用坩鍋用保護薄片及此坩鍋用保護薄片之坩鍋裝置等，詳係係關於具備外側坩鍋與內側坩鍋之坩鍋裝置及此等兩坩鍋間配置之保護兩坩鍋用之坩鍋用保護薄片等。
得到單結晶矽晶錠之方法方面，已如有浮游區域法(FZ法)及拉晶法(CZ法)，而一般使用CZ法。藉由此CZ法製造矽單結晶等時，使用具備經加熱器等加熱之外側坩鍋與收容矽單結晶等原材料之內側坩鍋之坩鍋裝置。通常、上述內側坩鍋因與矽之反應性、純度問題而採用石英製坩鍋，該外側坩鍋則因純度、耐熱性及強度問題而採用石墨製坩鍋，以將內側坩鍋內插於外側坩鍋中之狀態被使用於矽單結晶等之製造。
於此，上述坩鍋裝置中，大致有下述(1)(2)所示之問題。
(1)因上述石英製內側坩鍋很重且對衝撃性弱，內插於該外側坩鍋時需非常慎重進行內插作業，有作業性差之問題。又因內側坩鍋與外側坩鍋之熱膨脹係數不同、有於矽單結晶等製造完畢後，坩鍋冷卻時，於兩坩鍋產生破裂等之損傷的問題。另外由石英坩鍋產生之SiO氣體等與外側坩鍋反應，有外側坩鍋之SiC化及變薄等問題產生。
為解決相關問題，以往以來提出於外側坩鍋與內側坩鍋間，設置為保護兩者避免損傷之構件[[a]及[b]]。
[a]於由碳纖維所成之織物等碳纖維構件表面，揭示熱分解碳所塗佈之薄片及纖維，提出將此等之薄片等配置於外側坩鍋與內側坩鍋間(如，參考下述專利文獻1、2)。
記載著如此之構成，因上述薄片等具有一定程度之柔軟性，有用作緩衝材之機能，而且於表面塗佈之熱分解碳與內側坩鍋所產生之SiO氣體等進行反應，可防止SiO氣體等與外側坩鍋反應。
[b]比碳纖維構件更具柔軟性及壓縮性之材料方面，提案有將膨脹石墨使成薄片狀之膨脹石墨薄片，以相關膨脹石墨薄片作為坩鍋用保護薄片(如，下述專利文獻3~5)。
上述膨脹石墨薄片為具柔軟性、壓縮率及復原率高之材料，而且因平面方向之熱傳導性良好，可有效使坩鍋上下方向之溫度均一化，對熱衝撃及熱膨脹度之膨脹收縮應力之緩和也有效。而且於專利文獻3中記載，因膨脹石墨薄片為氣體透過性非常低之異方性強的材料，可抑制氣體透過。
(2)經上述CZ法製造單結晶矽時，為提昇所製造之單結晶矽品質，儘可能使原材料之多結晶矽有高純度，也就是，儘可能使不純物減少。
但是，於實際製造單結晶矽時，為得到具有所期望電特性之單結晶矽，已於原材料之多結晶矽中微量摻雜任意不純物作為摻雜元素，由含相關摻雜元素之多結晶矽製造單結晶矽。
於此、如不控制於熔融矽中存在之摻雜元素量，則所製造之單結晶矽品質會產生異常，於製造中用於多結晶矽熔融所使用之坩鍋裝置，具體上需注意，有來自內側坩鍋及外側坩鍋、及兩坩鍋間所配置之薄片之不純物的蒸發，有此不純物混入熔融之矽中的問題。
因控制由相關坩鍋裝置所混入之不純物量是不可能的，現狀為提出極力減少坩鍋裝置本身所含之不純物量，以降低於熔融矽中混入不純物的可能性(參考下述專利文獻6~8)。
[專利文獻1]特開2001－261481號公報[專利文獻2]特開2002－226292號公報[專利文獻3]專利第2528285號公報[專利文獻4]特開2003－267781號公報[專利文獻5]特開2004－75521號公報[專利文獻6]特公平6－2637號[專利文獻7]專利第2923260號[專利文獻8]專利第3410380號
然而，上述坩鍋裝置有以下所示之課題。
(1)之關於[a]的課題
如上述於兩坩鍋間配置碳纖維時，碳纖維因具有一定程度之柔軟性，可沿著內側坩鍋之外面及外側坩鍋之內面變形而配置。但，因於專利文獻1、2所示之碳纖維構件之壓縮性並沒那麼高、無法於內側坩鍋插入外側坩鍋內時，充分的吸收衝撃、而且於坩鍋冷卻時無法充分緩和兩坩鍋間產生之膨脹收縮應力。
又，就算將表面所塗佈之熱分解碳與SiO氣體等進行反應，也無法將全部之SiO氣體等進行反應，故通過碳纖維構件之SiO氣體等是存在的。接著，因於纖維間存在有多空隙，無法期待其氣體遮蔽性。的確藉由塗佈熱分解碳可使其具有一定程度之氣體遮蔽性。但是，為使氣體遮蔽性提高而塗佈多則會失去柔軟性，則於內插作業中破損的可能性增高。相反地電氣為維持柔軟性而塗佈少，則於纖維間殘留多數空隙，無法充分提高氣體遮蔽性。
(1)之關於[b]之課題
於膨脹石墨薄片，柔軟性及壓縮性與其總體密度間的關連性高，總體密度愈小柔軟性及壓縮性提昇，衝撃吸收能力及緩和膨脹收縮應力之能力提昇。另一方面，總體密度變小則平面方向之熱傳導率降低下。也就是，膨脹石墨薄片，其柔軟性及壓縮性與熱傳導率為抵換(trade－off)關係。
因此，使總體密度變小則膨脹石墨薄片之壓縮性提昇，則因柔軟性及壓縮性提昇於內插作業時及冷卻時坩鍋破損之可能性變低，但因面方向之熱傳導率降低，於製造矽單結晶等時，原材料及石英坩鍋之溫度均一性降低，而製品品質降低之可能性變高。
相反地，使總體密度增大而熱傳導率提昇，於矽單結晶等製造時之材料及石英坩鍋之溫度的均一性變高，製品品質雖然提昇，但膨脹石墨薄片之壓縮性降低，坩鍋於冷卻時破損的可能性變高。
但是，於專利文獻3~5中，除了特定膨脹石墨薄片之性質外，僅考慮其薄片厚度與不純物濃度，熱傳導率與壓縮率兩者並未考慮。
接著，關於氣體遮蔽性於專利文獻3中有如上述記載之某種程度，除了限制膨脹石墨薄片之性質以外幾乎未做其他考量，對於外側坩鍋與內側坩鍋間所配置之膨脹石墨薄片中，未有檢討適合相關薄片之氣體透過性、熱傳導率、壓縮率等之例子。
關於(2)之課題
使用不純物量非常少之坩鍋裝置，也就是，使用非常高品質之坩鍋裝置，可抑制不純物混入熔融矽中，但相關之非常高品質之坩鍋裝置非常高價，成為矽製造設備價格上昇之原因，使單結晶矽之生產花費上昇。又，相關高品質之坩鍋裝置，為防止裝置製造後之汚染，需要嚴密之品質管理，故保持其品質於一定以上高純度的品質管理係困難的，此管理花費亦反應在單結晶矽之生產花費上。
特別是，坩鍋用保護薄片之再使用係困難的，幾乎毎回都需使用新品。因此，熔融作業每回所要之薄片費用並非高額，但長期而言，藉由使用高品質薄片，單結晶矽之生產花費會上昇。
而且坩鍋用保護薄片要如此高純度化係困難的，相對於石墨坩鍋，其高純度化之作業效率有不良之問題。這是因為通常之石墨坩鍋具有微米孔，也就是多孔質材質，因不純物藉由此孔除去，相對於其體積之比例以比較短時間可簡單做高純度處理，而石墨薄片為極端之層狀構造，因於表面為無孔材質，內部為其體積比例少純化困難，如要充分純化需要長時間。此外坩鍋用保護薄片有柔軟性，因其大面積故於處理時需特別注意，與使石墨坩鍋高純度化作業相比，為使薄片高純度化作業之效率悪化的原因之一。
如上述，藉由坩鍋裝置高品質化，可提昇單結晶矽製品品質，而也招致其生產花費上昇，特別是，藉由使用高品質薄片，助長單結晶矽生產花費之上昇，為防止單結晶矽製品品質降低，同時期望開發可抑制其生產花費之坩鍋裝置。
本發明有鑑於上述情事，以提供抑制內側坩鍋之損傷，同時可抑制外側坩鍋SiC化，且可由外側坩鍋至內側坩鍋均勻傳熱之坩鍋用保護薄片為目的。
又，本發明以提供可抑制生產花費上昇，而且在抑制所製造製品品質降低亦有效果之坩鍋用保護薄片及坩鍋裝置為目的。
為達成上述目的，本發明為一種坩鍋用保護薄片，其係由於含矽之內側坩鍋與含石墨之外側坩鍋間所配置之膨脹石墨所成之坩鍋用保護薄片，其特徵係以下述(1)式所示之氣體透過率為1.0×10－4 cm2 /s以下，且下述(2)式所示之壓縮率為20%以上，氣體透過率＝Q．L/(△P．A)………(1)
又，上述(1)式中，Q為氣體流量(Pa．cm3 /s)，△P為兩腔室間之壓力差(Pa)，A為坩鍋用保護薄片之氣體透過面積，也就是連接2腔室通路之面積(cm2 )，L為坩鍋用保護薄片之厚度(cm)。
壓縮率(%)＝[(t1 －t2 )/t1 ]×100………(2)
又，上述(2)式中，t1 為施加預壓(0.686 MPa±1%)15秒後之厚度(mm)，t2 為施加全壓(34.3 MPa±1%)60秒後之厚度(mm)。
根據上述構成，因於所定條件加壓壓縮時之壓縮率為20%以上，將內側坩鍋內插入外側坩鍋時，可提高防止非常易受損之內側坩鍋的破損之效果，結果，將內側坩鍋內插入外側坩鍋時之作業性大幅提昇。而且因壓縮率高而於外側坩鍋內底面就算有不平，坩鍋用保護薄片亦可為緩衝材，可於外側坩鍋內抑制內側坩鍋之傾倒。又，就算壓縮率高，因確保有可抑制於加熱內側坩鍋時產生之SiO氣體之透過程度之氣體透過率，可防止外側坩鍋SiC化及變薄等產生。
又，上述壓縮率為依據接合墊片JIS R 3453之基準。
又，上述壓縮率上限值以60%以下為佳。上述壓縮率上限值超過60%，則坩鍋用保護薄片變硬，無法充分發揮防止內側坩鍋之破損效果等。
又，為達成上述目的，本發明為一種坩鍋用保護薄片，其係於含矽內側坩鍋，與含石墨之外側坩鍋間配置之膨脹石墨所成之坩鍋用保護薄片，其特徵為面方向之熱傳導率為120 W/(m．K)以上，且下述(2)式所示之壓縮率為20%以上，壓縮率(%)＝[(t1 －t2 )/t1 ]×100………(2)
又，上述(2)式中，t1 為施加預壓(0.686 MPa±1%)15秒後之厚度(mm)，t2 為施加全壓(34.3 MPa±1%)60秒後之厚度(mm)。
根據上述構成，因壓縮率為20%以上，與上述作用效果相同，作業性大幅提昇的同時，可防止外側坩鍋內之內側坩鍋的傾倒。此外，壓縮率就算如此高，而因面方向之熱傳導率為120 W/(m．K)以上，可將內側坩鍋均一加熱，結果，可防止製品品質降低。
於此，面方向之熱傳導率以120 W/(m．K)以上為佳。
因上述構成壓縮率高，作業性大幅提昇，可防止外側坩鍋內之內側坩鍋傾倒，且因氣體透過率低，可發揮抑制內側坩鍋加熱時產生之SiO氣體之透過的作用效果，同時因面方向之熱傳導率為120 W/(m．K)以上，可使內側坩鍋均一加熱，結果，可防止製品品質降低。
又，坩鍋用保護薄片厚度以0.2 mm以上0.6 mm以下為佳。
如此限制坩鍋用保護薄片厚度的理由如下。坩鍋用保護薄片厚度為0.2 mm以上時，內側坩鍋內插時，坩鍋用保護薄片就算被壓縮，仍可維持該坩鍋用保護薄片之緩衝性(可保持柔軟性)，所以可充分發揮緩和於坩鍋冷卻時在兩坩鍋間產生之膨脹收縮應力之機能。又，該坩鍋用保護薄片之厚度為0.2 mm以上，則可抑制拉伸強度及彎曲強度之降低，可抑制內側坩鍋內插時，坩鍋用保護薄片破裂之情形。另外，該坩鍋用保護薄片厚度為0.6 mm以下，可抑制屈曲性變差，於坩鍋裝設時，於坩鍋用保護薄片施加彎曲應力時，亦可抑制於坩鍋用保護薄片之破裂及損耗等之產生。
總體密度以0.5 Mg/m3 以上1.5 Mg/m3 以下為佳。
如此之規定，係因為考量到總體密度為未満0.5Mg/m3 時，坩鍋用保護薄片之強度低，於坩鍋用保護薄片變形時，會產生破裂等等，另一方面，總體密度超過1.5 Mg/m3 時，則衝撃吸收性及變形量吸收能力降低。
又，如下述(3)式中所示之復原率以5%以上為佳。
復原率(%)＝[(t3 －t2 )/(t1 －t2 )]×100………(3)
又，上述(3)式中，t1 為施加預壓(0.686 MPa±1%)15秒後之厚度(mm)，t2 為施加全壓(34.3 MPa±1%)60秒後之厚度(mm)，t3 為再度回到預壓，經過60秒後之厚度。
如上述構成，因復原性為5%以上，就算有於兩坩鍋間產生膨脹收縮量差時，可將兩者之空隙以坩鍋用保護薄片包埋，亦可維持坩鍋用保護薄片之緩衝性。
又，上述復原率為基於接合墊片JIS R 3453基準之者。
又，將一邊為200 mm之正方形之前述坩鍋用保護薄片與一邊為25 mm之正方形做區分，測定各區域之熱傳導率時，將熱傳導率為最大之試驗區域之熱傳導率值與熱傳導率為最小之試驗區域之熱傳導率值之差除以全部試驗區域之熱傳導率平均值之值以使為0.1以下為佳。
根據上述構成，依坩鍋用保護薄片之位置，熱傳導率之不均變小，於坩鍋用保護薄片內，熱流動時，可防止於坩鍋用保護薄片上形成熱點。因此，可抑制因熱點造成之石英坩鍋局部的軟化變形及溫度不均造成之矽單結晶品質降低。
不純物之總量為10 massppm以下為佳。
根據上述構成，因坩鍋用保護薄片中之不純物(灰分)之總量少，可防止矽被汚染。因此，矽單結晶變的更高品質。
又，不純物之總量為100 massppm以下，且混入之複數不純物中，硼、磷、砷、銻、鉍、及金屬元素中至少一種元素之量為3 massppm以下為佳。
另外，該金屬元素為鐵或銦。
此外上述硼、磷、砷、銻、鉍、鐵、及銦之量各以3 massppm以下為佳。
又，上述硼、磷、砷、鐵、銻、銦、及鉍之總量以10 massppm以下為佳。此等之理由如後述。
上述之坩鍋用保護薄片可為複數片積層之構成。
將上述之坩鍋用保護薄片複數片重疊後構成坩鍋用保護薄片體，既使各薄片厚度薄，可提昇作為坩鍋用保護薄片體之強度，可抑制坩鍋用保護薄片之破損，而且例如，即使1片坩鍋用保護薄片破損時，藉由其他坩鍋用保護薄片之存在，仍能維持作為坩鍋用保護薄片之機能。此外因於各坩鍋用保護薄片間之界面存在界面阻力，比僅使用1片坩鍋用保護薄片，SiO氣體更難通過。結果，SiO氣體到達外側坩鍋變的困難，氣體遮蔽性也更提昇。
又，為達成上述目的，本發明為於具有內側坩鍋與外側坩鍋之坩鍋中，在兩坩鍋間所配置之膨脹石墨所成之坩鍋用保護薄片，其特徵為不純物之總量為100 massppm以下，混入之複數不純物中、硼、磷、砷、銻、鉍、及金屬元素中至少一種元素之量為3 massppm以下。
根據上述構成，因抑制對使用坩鍋所製造之製品(以下稱製品)之品質影響大之硼、磷等(以下，總稱為特定元素)中之至少1種之元素量在3 massppm以下，可抑制製品品質異常之產生。另一方面，薄片中不純物之總量在100 massppm以下，因坩鍋用保護薄片品質不需非常高品質亦可，故坩鍋用保護薄片之製造及坩鍋用保護薄片之品質管理變得容易。由此，可邊抑制製品製造花費，邊保持製品高品質。
又，特定元素為硼、磷、砷、銻、鉍及金屬元素之理由如下。即硼、磷、砷、銻、及鉍為於半導體製造時所摻雜之元素，此等之元素於製品中混入，會考量到於其後之步驟既使摻雜也不能得到所期望特性之情形。又，金屬元素混入時，考量到無法成為半導體而成為導體之不期望情形。
該金屬元素為鐵或銦。
如此等之金屬混入，則製品特別易變為導體。
此外上述硼、磷、砷、銻、鉍、鐵、及銦之量各以3 massppm以下為佳。
於製品製作時將特別不期望之元素量各自設限，可更提昇製品品質。
又，上述硼、磷、砷、鐵、銻、銦、及鉍之總量以10 massppm以下為佳。
如上述構成，將特定元素之總量設限，可更加發揮抑制製品品質產生異常之作用效果。
又，為達成上述目的，本發明為具備有內側坩鍋與外側坩鍋之坩鍋以及在兩坩鍋間所配置之膨脹石墨所成之坩鍋用保護薄片之坩鍋裝置，其特徵為上述坩鍋用保護薄片係如申請專利範圍第14、15、16或17記載之坩鍋用保護薄片，相對於上述坩鍋用保護薄片與該外側坩鍋之總重量而言，上述坩鍋用保護薄片與該外側坩鍋之不純物總重量之比例為30 massppm以下。
根據上述構成，因坩鍋用保護薄片與坩鍋之總不純物變少，可抑制混入材料中不純物之量。而且不必要將各構件品質提高到必要以上，故各構件之製造及品質管理為容易的，可抑制製品製造花費同時保持製品高品質。
又，作為該外側坩鍋、以使用不純物之總量為20 massppm以下之石墨製坩鍋為佳。
根據上述構成，外側坩鍋為石墨製坩鍋，因抑制其不純物之比例為低的，裝置內全體之總不純物量變少，可抑制製品品質異常之產生。而且與外側坩鍋相比將高純度化作業困難之坩鍋用保護薄片的品質變得沒有非為高品質不可的必要，坩鍋用保護薄片之製造及坩鍋用保護薄片之品質管理變容易，可抑制製品製造花費同時保持製品高品質。
又，作為該外側坩鍋，以使用不純物之總量為20 massppm以下之碳纖維複合材料製坩鍋為佳。
根據上述構成，外側坩鍋為碳纖維複合材料(C/C)製坩鍋，因抑制其不純物之比例為低的，裝置內全體之總不純物量變少，可抑制製品品質異常之產生。而且與外側坩鍋相比將高純度化作業困難之坩鍋用保護薄片的品質變得沒有非為高品質不可的必要，坩鍋用保護薄片之製造及坩鍋用保護薄片之品質管理變容易，可抑制製品製造花費同時保持製品高品質。
如以上説明般，根據本發明，可防止內側坩鍋之損傷，且抑制外側坩鍋SiC化，達到由外側坩鍋向內側坩鍋均一傳熱之優異效果。又，提供坩鍋用保護薄片，抑制生產花費上昇之同時，亦可有效抑制所製造製品之品質低下。
[實施發明之最佳型態] [第1形態]
將本發明之第1形態以圖面説明。
在說明本發明之坩鍋用保護薄片前，簡單說明關於此坩鍋用保護薄片所使用裝置。圖1為製造矽單結晶等之設備的概略説明圖，圖2為坩鍋1之部分擴大説明圖。
圖1及圖2中，符號1為收容矽單結晶等原材料之多結晶矽之坩鍋。於此坩鍋裝置1之周圍配置有加熱器5，藉由此加熱器5而來之輻射熱將坩鍋裝置1加熱之構成。因此，經加熱器5將坩鍋裝置1加熱後，坩鍋裝置1而來之熱傳導將多結晶矽加熱熔融，於此熔融之矽中，藉由與種結晶接觸而可製造矽單結晶。
上述坩鍋1裝置，通常具有石英製之內側坩鍋2與石墨製(如，其重量為20~100 kg程度)之外側坩鍋3與此等兩坩鍋2、3間所配置之坩鍋用保護薄片4。又，此坩鍋用保護薄片4係為了抑制外側坩鍋3之SiC化，將內側坩鍋2內插於外側坩鍋3時之破損，以及矽單結晶等製造完畢後，將坩鍋裝置1冷卻時，因形成兩坩鍋2、3之材料熱膨脹係數不同而引起之損傷而配置。
於此，於上述狀態下所使用之本發明之坩鍋用保護薄片，除了能由外側坩鍋向內側坩鍋傳熱，還要求有以下之特性。
(a)具有於將內側坩鍋內插入外側坩鍋時之衝撃吸收性(衝撃吸收性)。
(b)於冷卻坩鍋時，可吸收外側坩鍋材料(石墨)與內側坩鍋材料(石英)因熱膨脹係數不同而起之兩坩鍋之變形量之差(變形量吸收能力)。
(c)防止因由內側坩鍋等產生之SiO氣體而使外側坩鍋變薄及SiC化(氣體遮蔽性)。
(d)使內側坩鍋其表面溫度均一分布，由外側坩鍋向內側坩鍋傳熱(加熱均一性)。
第1發明之相關坩鍋用保護薄片由膨脹石墨所形成，而且因上述(1)式所示之氣體透過率為比1.0×10－4 cm2 /s小，上述(2)式所示之壓縮率為20%以上，故可滿足以上特性(a)~(c)。
又，第2發明之相關坩鍋用保護薄片為由膨脹石墨所形成，而且面方向之熱傳導率為120 W/(m．K)以上，因上述(2)式所示之壓縮率為20%以上，可滿足以上特性(a)(b)(d)。
又，第3發明之相關坩鍋用保護薄片為由膨脹石墨所形成，而且因上述(1)式所示之氣體透過率為比1.0×10－4 cm2 /s小，上述(2)式所示之壓縮率為20%以上，且面方向之熱傳導率為120 W/(m．K)以上，可滿足全部以上特性(a)~(d)。
以下，說明本發明之坩鍋用保護薄片各參數與特性(a)~(d)之關係。
首先，本發明之坩鍋用保護薄片為使天然石墨及集結石墨等浸漬於硫酸及硝酸等液體後，經400℃以上熱處理所形成之薄片狀膨脹石墨。
膨脹石墨為綿狀或纖維狀之者，也就是，其軸方向之長度較半徑方向之長度長之者，如，其軸方向長為1~3 mm程度，且半徑方向長為300~600 μm程度之者。接著，本發明之坩鍋用保護薄片內部為上述膨脹石墨間互相交聯。
又，本發明之坩鍋用保護薄片為僅由如上述之膨脹石墨形成即可，但可混合少許苯酚樹脂及橡膠成分等黏著劑(如，5%程度)亦可。
(衝撃吸收性及變形量吸收能力)由如上述之膨脹石墨所形成之第1~第3發明之坩鍋用保護薄片，如上述(1)式所示之因規定壓縮率為20%以上，於將內側坩鍋內插入外側坩鍋時，就算加上將內側坩鍋壓附至外側坩鍋方向之力，坩鍋用保護薄片可壓縮變形後將其力吸收。也就是，將內側坩鍋內插時產生之衝撃可被坩鍋用保護薄片所吸收，故可抑制內側坩鍋破損，伴隨此，可使內插作業之作業性提昇。
而且如坩鍋用保護薄片具有充足之壓縮率，外側坩鍋之內底面就算有不平，其不平處會成為陷於坩鍋用保護薄片之狀態。因此內側坩鍋之外面與外側坩鍋之內面間可藉由坩鍋用保護薄片包埋。因此，將內側坩鍋內插入外側坩鍋內插時，外側坩鍋之內底面就算有不平，仍可防止內側坩鍋傾倒。所以可防止起因於外側坩鍋內之內側坩鍋傾倒而致熔融矽液流出。
又，就算坩鍋用保護薄片有如上述之壓縮率，其厚度過薄仍無法有充分之緩衝。也就是，坩鍋用保護薄片無法吸收於內側坩鍋內插時之衝撃，於內側坩鍋外面及外側坩鍋之內面，坩鍋用保護薄片有無法密著之可能性。
又，坩鍋用保護薄片，被挾持於內側坩鍋及外側坩鍋間時，則於內側坩鍋底面及外側坩鍋之內面密著、屈曲變形。此時，如坩鍋用保護薄片本身強度弱、柔軟性小的話，坩鍋用保護薄片就算具有如上述之壓縮率，被挾持於內側坩鍋及外側坩鍋間時，坩鍋用保護薄片本身有破裂、損傷、破壞之可能性。
如考量到此事，坩鍋用保護薄片之厚度以0.2~0.6 mm為佳。坩鍋用保護薄片之厚度在該範圍內，則能取得充足之緩衝效果，且於內側坩鍋外面及外側坩鍋之內面，坩鍋用保護薄片係密著(可將兩坩鍋間包埋於坩鍋用保護薄片)，且可抑制坩鍋用保護薄片本身破裂、損傷、破損。而且總體密度為0.5 Mg/m3 以上的話，具有一定程度強度之坩鍋用保護薄片，就算坩鍋用保護薄片變形，仍可防止其破裂等等。但是，總體密度超過1.5 Mg/m3 時，則有時衝撃吸收性及變形量吸收能力降低。
由以上，限制於前述壓縮率之坩鍋用保護薄片，以限制其厚度為0.2~0.6 mm，且總體密度為0.5~1.5 Mg/m3 為佳，特別是限制厚度為0.4~0.6 mm，而且總體密度為0.5~1.5 Mg/m3 ，則可更確實防止坩鍋用保護薄片之破裂等，衝撃吸收性及變形量吸收能力更高，而適宜使用。
而且坩鍋用保護薄片為厚度0.2~0.6 mm，特別是0.4~0.6 mm的話，就算將內側坩鍋配置於外側坩鍋內後，坩鍋用保護薄片可以更加壓縮變形來維持可能之狀態。如此一來，單結晶矽製造後，將坩鍋全體進行冷卻時，因材料之熱膨脹係數不同，就算較內側坩鍋之收縮量大之外側坩鍋，收縮量之差可被坩鍋用保護薄片所吸收。也就是，於坩鍋冷卻時於兩坩鍋間產生之膨脹收縮應力亦可緩和，於坩鍋冷卻時，可防止坩鍋破損。
又，如將坩鍋用保護薄片複數片重疊使用，一片之坩鍋用保護薄片之厚度就算薄也可提昇強度，緩衝效果變大。因此，可防止坩鍋用保護薄片之破裂，可提昇緩衝性。此情況可重疊一片之坩鍋用保護薄片使用，或使用事先重疊複數片之坩鍋用保護薄片形成之多層薄片。
另外，復原率為5%以上的話，壓縮後除去荷重後，仍可維持坩鍋用保護薄片之緩衝性。如此一來，於矽單結晶製造作業中，就算因兩坩鍋之膨脹收縮量差引起兩坩鍋間空隙變動，如空隙變動量在坩鍋用保護薄片可復原其厚度之範圍內的話，於內側坩鍋與外側坩鍋間，通常可以坩鍋用保護薄片包埋，合適使用。
又，復原率為基於接合墊片JIS R 3453基準，具體以下述(3)式所示。
復原率(%)＝[(t3 －t2 )/(t1 －t2 )]×100………(3)
又，上述(3)式中，t1 為施加預壓(0.686 MPa±1%)15秒後之厚度(mm)，t2 為施加全壓(34.3 MPa±1%)60秒後之厚度(mm)，t3 為再回到預壓，經過60秒後之厚度。
(氣體遮蔽性)本發明之坩鍋用保護薄片為調整氣體透過率為比1.0×10－4 cm2 /s小。
壓縮率變高則氣體透過率有變大之傾向(參考圖9)，使氣體透過率比1.0×10－4 cm2 /s小，則即使坩鍋用保護薄片之壓縮率在上述之範圍，可抑制內側坩鍋加熱時產生之SiO氣體透過坩鍋用保護薄片。結果，因可抑制透過坩鍋用保護薄片之SiO氣體與外側坩鍋進行反應使外側坩鍋SiC化，可使外側坩鍋壽命增長，且減少矽單結晶之製造花費。
又，SiO氣體透過坩鍋用保護薄片時，流入坩鍋用保護薄片與外側坩鍋間之該SiO氣體被加熱。如此一來，於坩鍋用保護薄片與外側坩鍋間，SiO氣體產生對流，因此對流使外側坩鍋削切，可能使外側坩鍋變薄。特別是此現象為於坩鍋之R部(彎曲部，參考圖2之A部)常見到，如此之不斷地變薄則外側坩鍋會破裂。
但是，如氣體透過率為比1.0×10－4 cm2 /s小的話，因流入坩鍋用保護薄片與外側坩鍋間之氣體本身變少，可抑制如上述之對流之產生及因對流造成外側坩鍋變薄。
又，即使坩鍋用保護薄片係如上述之氣體透過率也難完全防止氣體透過。但是，如坩鍋用保護薄片具有上述般壓縮率及復原率的話，則可於內側坩鍋與外側坩鍋間常以坩鍋用保護薄片做包埋。如此一來，於兩坩鍋間無SiO氣體對流之空隙，可提高抑制外側坩鍋變薄之效果。
又，因產生SiO氣體對流之部分為坩鍋側面與底面之接續部分(圖2之A部)，如僅防止該對流的話，本發明之坩鍋用保護薄片可僅設置於其部分附近。又，將坩鍋用保護薄片複數片重疊，使用由複數片之坩鍋用保護薄片而成之多層薄片，就算一片薄片之氣體遮蔽性沒那麼高，亦可提高氣體遮蔽性。
(熱傳導率及加熱均一性)相對於石英製之內側坩鍋之熱傳導率最多為2 W/(m．K)，本發明之坩鍋用保護薄片，其面方向之熱傳導率為120 W/(m．K)以上。
加熱開始時，因外側坩鍋內面之溫度不一定有均一之溫度分布，於坩鍋用保護薄片，加熱時可能產生溫度分布不均。但是如上所述，本發明之坩鍋用保護薄片之面方向之熱傳導率為120 W/(m．K)以上的話，在極短時間可成均一之溫度分布。所以，可將面方向之熱傳導率極低之石英製內側坩鍋均一加熱，內側坩鍋內之矽的溫度也幾乎成為均一，結果，所製造之矽單結晶之品質可大幅提昇。
而且加熱開始時，因內側坩鍋溫度上昇，及冷卻開始時內側坩鍋溫度降低迅速，可提昇矽單結晶之生產性。
另外，本發明之坩鍋用保護薄片，其面方向之熱傳導率為120 W/(m．K)以上，其面方向之熱傳導率調整至面內幾乎為均一。
具體上，切取坩鍋用保護薄片之一部份形成一邊為200 mm之正方形試驗片，於此試驗片，在其一邊為25 mm之正方形的複數試驗區域測定熱傳導率，如此一來，將熱傳導率最大之試驗區域之熱傳導率值與熱傳導率為最小之試驗區域之熱傳導率值之差除以全部試驗區域之熱傳導率之平均值之值，調整而令其為0.1以下。
如果，坩鍋用保護薄片之熱傳導率不均勻，則於熱傳導率低之部分可形成比其他部分之溫度高的熱點。如於坩鍋用保護薄片上形成熱點，則有於石英製之內側坩鍋中僅與熱點接觸之部分比其他部分溫度高之可能。如此一來，內側坩鍋內之矽無法得到均勻之溫度，矽單結晶之品質悪化，僅內側坩鍋之該部分漸漸軟化，有產生內側坩鍋損壞之問題的可能性。
但是，本發明之坩鍋用保護薄片因熱傳導率有如上述之特性所製造者，故可防止矽單結晶之品質悪化及內側坩鍋之軟化等。
接著，如採用以下方法，本發明之坩鍋用保護薄片之熱傳導率可如上述般於面內達到幾乎均勻地製造。
首先，將天然石墨及集結石墨等浸漬於硫酸及硝酸等液體後，經進行400℃以上之熱處理，形成綿狀石墨(膨脹石墨)。此膨脹石墨之厚度為1.0~30.0 mm，總體密度為0.1~0.5 Mg/m3 ，使此膨脹石墨形成厚度0.2~0.6 mm，總體密度壓縮至0.5~1.5 Mg/m3 之坩鍋用保護薄片。
此時，將膨脹石墨以輸送速度20.0 m/min之狀態經滾筒壓延進行壓縮，可防止於坩鍋用保護薄片表面產生皺摺等，可防止因皺摺造成可導致熱傳導率降低之部分。因此，可製造熱傳導率均勻之坩鍋用保護薄片。但是，如運送速度未滿0.1 m/min，則膨脹石墨之生產性低。所以，運送速度以0.1~20.0 m/min為佳，特別是以規定為0.5~15.0 m/min更佳。
[第2形態]
接著，說明本發明之第2形態。又，製造矽單結晶等設備及坩鍋1之構造同上述第1形態，故省略其詳細部分。所以，下述説明中，僅說明與上述第1形態不同處。
(關於坩鍋用保護薄片中特定元素之比例)坩鍋用保護薄片4，於其內部混入之複數不純物中，特定元素之量為3 massppm以下，以各自調整為1 massppm以下為佳。上述特定元素係指類金屬元素與金屬元素，類金屬元素方面係指硼、磷、砷、銻、鉍，金屬元素方面有鐵、銦。如此規定係此等之元素混入單結晶矽原料之多結晶矽中，如此一來，對於所製造之單結晶矽製品品質及其製造工程之影響很大。
如上述，使用抑制對單結晶矽品質影響大之特定元素含量之坩鍋用保護薄片4的話，雖然坩鍋用保護薄片4全體品質並非非常高品質，但有可抑制製品品質異常之產生及製造工程中不期望情形發生之效果。因此，坩鍋用保護薄片4之製造及坩鍋用保護薄片4之品質管理變得容易，可抑制製品製造花費同時保持製品高品質。
又，並非全部特定元素都要在各3 massppm以下，對於製造單結晶矽所要求之特性影響大之特定元素為3 massppm以下，以1 massppm以下為佳。
又，製造之單結晶矽特性因複數特定元素含量受到影響時，所選擇之複數特定元素之總量為10 massppm以下，以使成5 massppm以下為佳。
(關於坩鍋全體之不純物量)外側坩鍋3，混入之不純物含有量(總灰分量)為20 massppm以下，以調整(純化)成10 massppm以下為佳，坩鍋用保護薄片4，其混入之不純物含有量(總灰分量)為100 massppm以下，以調整(純化)為50 massppm以下為佳。
近年，對製品純度之要求日益嚴格。因此，所使用之坩鍋1及坩鍋用保護薄片4也被要求更高之純度，因應此要求，進行開發更高純度之於內側坩鍋2與外側坩鍋3間所配置之坩鍋用保護薄片4。
但是，本發明之坩鍋裝置，藉由使外側坩鍋3之灰分在20 massppm以下，就算灰分與從前相同之坩鍋用保護薄片4，如就算比50 massppm多之100 massppm以下之品，亦可得到高純度製品。
更具體的説明，如，內徑18吋之外側坩鍋3，因其重量約30 kg，灰分如在20 massppm則灰分量約0.6 g。接著，將此外側坩鍋3內面全體以坩鍋用保護薄片4被覆時，坩鍋用保護薄片4之尺寸為480 mm程度，厚度為1 mm，總體密度為1.5 Mg/m3 的話，其重量約為270 g。此時，坩鍋用保護薄片4之灰分為100 massppm的話，坩鍋用保護薄片4所含之灰分量約0.03 g，坩鍋裝置全體之總灰分量約為0.63 g，也就是，相對於坩鍋裝置全體，灰分約為20 massppm。
如此一來，經如上述之具有外側坩鍋3之坩鍋裝置所熔融之多結晶矽之重量約為60 kg，則對於多結晶矽之重量而言，於坩鍋裝置所含之總灰分量係相對的少。
如上述般，本發明之坩鍋裝置，因外側坩鍋3與坩鍋用保護薄片4所含之灰分之合計總灰分量少，可抑制於材料中混入之不純物量。而且各構件之品質不需要提高至需要程度以上。特別是因不必提高純化困難之坩鍋用保護薄片4之品質至必要以上，故外側坩鍋3與坩鍋用保護薄片4之製造及品質管理容易，可抑制製品製造花費同時保持製品高品質。
特別是外側坩鍋3，其灰分為20 massppm以下，以10 massppm以下程度為佳，可有效率地製造外側坩鍋3及進行品質管理、維持製品品質，故為合適。同様，坩鍋用保護薄片4之灰分為100 massppm，以50 massppm為佳，可有效率製造坩鍋用保護薄片4及進行品質管理、且維持製品品質，故為合適。
又，將外側坩鍋3及坩鍋用保護薄片4調整成如上述之灰分之方法並未特別設限，如，經將外側坩鍋3及坩鍋用保護薄片4與鹵素氣體接觸等方法，可除去不純物。具體上調整坩鍋用保護薄片4之灰分時，如，可將所定總體密度之膨脹石墨薄片於鹵化有機物存在下，以100~1 Torr以下減壓下，以800℃以上5~24小時進行加熱處理，然後冷卻後，經壓縮成形而製作。又，亦可增加於以上述鹵化有機物實施加熱處理後，停止供給鹵化有機物，接著邊供給氫氣取代鹵化有機物，邊在100~1 Torr減壓下，於800℃以上進行處理之步驟。
 [實施例] [第1實施例]
將本發明之坩鍋用保護薄片，由厚度方向施加34.3 MPa壓力進行加壓壓縮時，調查壓縮率與復原率。又，壓縮率如上述(2)式所規定，復原率則如上述(3)式所規定者。
(實驗內容)(1)於厚度0.5 mm之坩鍋用保護薄片，使總體密度為0.1、0.5、0.8、1.0、1.2、1.5、1.8 Mg/m3 時，確認總體密度與壓縮率及復原率之關係。
(2)藉由使用鹵素氣體，調整坩鍋用保護薄片之灰分(不純物)濃度在10 massppm以下。
(實驗結果)如圖3所示般，可確認總體密度愈大，壓縮率降低下，復原率變高。又，確認壓縮率與復原率之關係，如此一來，如圖4所示般，確認到全體來說，壓縮率愈大、復原率愈低。也就是，壓縮率與復原率為抵換(trade－off)關係。
[第2實施例]
於本發明之坩鍋用保護薄片，調查薄片之厚度與屈曲性及緩衝性之關係。
(實驗內容)(1)坩鍋用保護薄片，使其總體密度為0.1、0.3、0.5、0.7、1.0、1.5、1.7 Mg/m3 ，厚度為0.1、0.2、0.4、0.6、1.0 mm。
(2)外側坩鍋使用東洋碳素(股)製IG－110(內徑500 mm、高490 mm)，內側坩鍋使用石英坩鍋(外徑480 mm、高500 mm)。
(3)藉由使用鹵素氣體，使坩鍋用保護薄片之灰分(不純物)濃度調整至10 massppm以下。
(評估)(1)在於外側坩鍋之內面配置坩鍋用保護薄片之狀態，將內側坩鍋內插於外側坩鍋，經目視確認坩鍋用保護薄片之損傷，評估其屈曲性與緩衝性。
(2)具體上，屈曲性良好之不產生坩鍋用保護薄片之破裂及破損、破壞，而且緩衝性優良時標記為◎，屈曲性及緩衝性在容許範圍時標記為○，屈曲性、緩衝性之任一者差時標記為△，全部皆差則標記為×，如表1所示。
(實驗結果)膨脹石墨所成之坩鍋用保護薄片，一般總體密度愈大坩鍋用保護薄片之強度愈強，但如表1所示般，坩鍋用保護薄片之厚度過薄時(0.1 mm)，總體密度增大也無法獲得充足之強度。因此在裝設坩鍋時，於坩鍋用保護薄片施加彎曲力時，有產生破壞及破裂、損傷等情形。或無充足之緩衝效果。
另外，坩鍋用保護薄片之厚度過厚時(1 mm)，具有充足之緩衝效果，其強度也充分，作業性不致變差，但屈曲性變差，於設置坩鍋時，於坩鍋用保護薄片施加彎曲應力時，會產生破裂及損傷等。
又，總體密度小時，因強度不足而屈曲性低，坩鍋用保護薄片厚度在1 mm之場合以外，於坩鍋用保護薄片施加彎曲應力，會產生破裂及損傷等。相反地，總體密度在1.7 Mg/m3 時，則壓縮性變低，就算厚度變大也無充足之緩衝效果。
由以上，坩鍋用保護薄片厚度為0.2~0.6 mm，且總體密度為0.5~1.5 Mg/m3 的話，具有充足之緩衝效果，可維持屈曲性，同時可使坩鍋用保護薄片之強度增大。特別是坩鍋用保護薄片厚度為0.4~0.6 mm時，緩衝效果變大、薄片強度變大而合適使用。又，將如此之坩鍋用保護薄片複數片重疊後，則坩鍋用保護薄片本身薄，不產生破裂及損傷，使緩衝性、氣體遮蔽性更提昇。
[第3實施例]
於本發明之坩鍋用保護薄片，調查上述(1)式所示之氣體透過率，上述(2)式所示之壓縮率、及熱傳導率。
(實驗內容)(1)厚度0.5 mm之坩鍋用保護薄片，使其總體密度為0.1、0.3、0.5、0.7、1.0、1.5、1.7 Mg/m3 ，確認壓縮率、氣體透過率、熱傳導率。
(2)氣體透過率之具體測定方法如以下。
a)在互相連通之一對密閉腔室CA、CB中，將兩腔室CA、CB連通通路(直徑10 mm)以本發明之坩鍋用保護薄片(直徑30 mm)塞住。也就是，如不通過坩鍋用保護薄片，則一對密閉腔室CA、CB間為空氣無法流動之狀態。
b)由此狀態，使兩腔室CA、CB內氣壓抽真空成為1.0×10－4 Pa。接著邊於一邊腔室CA內繼續抽真空，另一方面供應N2 氣體至腔室CB內至所定壓力(1.0×105 Pa)。
c)另一腔室CB內成為所定壓力(1.0×105 Pa)後，停止另一腔室CA內之抽真空。如此一來，因應兩腔室CA、CB間壓力差與坩鍋用保護薄片之氣體透過性，N2 氣體緩慢地由另一腔室CB流到另一側之腔室CA，腔室CA內之壓力上昇。
d)接著，停止腔室CA內之抽真空後，測定約100秒內腔室CA內之壓力上昇速度，基於下述(1)式算出氣體透過率K(cm2 /s)。
K＝Q．L/(△P．A)………(1)
又，上述(1)式中，Q為氣體流量(Pa．cm3 /s)，△P為兩腔室CA、CB間之壓力差(Pa)，A為坩鍋用保護薄片之氣體透過面積，也就是，兩腔室CA、CB連通之通路面積(cm2 )，L為坩鍋用保護薄片(試驗片)之厚度(cm)。又，上述氣體流量Q為腔室CA內之抽真空停止後約100秒鐘內，由腔室CA內壓力上昇速度與腔室CA之容積所算出。
(實驗結果)如圖5及圖6所示般，確認總體密度愈大，壓縮率變低、熱傳導率變高。又，如圖7所示般，氣體透過率為總體密度愈大則變低，也就是，確認總體密度愈大氣體遮蔽性變高。
又，如圖8所示般，調查壓縮率與熱傳導率之關係，發現壓縮率愈大熱傳導率變小。也就是，知道壓縮率與熱傳導率為抵換(trade－off)關係。
另外，如圖9所示般，調查壓縮率與氣體透過率之關係，確認到壓縮率愈小氣體透過性變小(氣體遮蔽性變高)。也就是，壓縮率與氣體遮蔽性為抵換(trade－off)關係。
[第4實施例]
比較厚度0.2~0.6 mm，總體密度0.5~1.5 Mg/m3 之本發明之膨脹石墨薄片(坩鍋用保護薄片)的熱傳導率之不均度。
(實驗內容)熱傳導率之不均度為比較由200×200 mm本發明之坩鍋用保護薄片所切取25×25 mm之試驗片9片，將各試驗片面方向之熱傳導率之最大值(Max)與最小值(Min)之差除以平均熱傳導率(Ave.)之值。
尚，面方向之熱傳導率單位為W/(m．K)。
(實驗結果)如表2所示般，坩鍋用保護薄片之厚度為0.2~0.6 mm，總體密度為0.5~1.5 Mg/m3 之者的話，熱傳導率之不均度為0.1以下，確認其均熱性優異。
[產業上利用之可能性]
本發明之坩鍋用保護薄片為適用於藉由CZ法製造矽單結晶等，外側坩鍋與內側坩鍋之保護及均熱用等所使用之薄片。
1．．．坩鍋
2．．．內側坩鍋
3．．．外側坩鍋
4．．．坩鍋用保護薄片
[圖1]製造矽單結晶等設備之概略説明圖。
[圖2]圖1部分擴大説明圖。
[圖3]顯示坩鍋用保護薄片中表示總體密度與壓縮率及復原率關係之圖。
[圖4]坩鍋用保護薄片中表示壓縮率與復原率之關係之圖。
[圖5]坩鍋用保護薄片中表示總體密度與壓縮率關係之圖。
[圖6]坩鍋用保護薄片中顯示總體密度與熱傳導率關係之圖。
[圖7]坩鍋用保護薄片中顯示總體密度與氣體透過率關係之圖。
[圖8]坩鍋用保護薄片中顯示壓縮率與熱傳導率關係之圖。
[圖9]坩鍋用保護薄片中顯示壓縮率與氣體透過性關係之圖。
1．．．坩鍋
5．．．加熱器

Claims (17)

  1. 一種坩鍋用保護薄片，其係於含矽之內側坩鍋與含石墨之外側坩鍋間所配置之膨脹石墨所成之坩鍋用保護薄片，其特徵係以下述(1)式所示之氣體透過率為1.0×10-4 cm2 /s以下，且下述(2)式所示之壓縮率為20%以上60%以下，且總體密度為0.5Mg/m3 以上1.5Mg/m3 以下，氣體透過率=Q．L/(△P．A)．．．(1)又，上述(1)式中，Q為氣體流量(Pa．cm3 /s)，△P為兩腔室間之壓力差(Pa)，A為坩鍋用保護薄片之氣體透過面積，也就是連接2腔室通路之面積(cm2)，L為坩鍋用保護薄片之厚度(cm)，壓縮率(%)=[(t1 -t2 )/t1 ]×100．．．(2)又，上述(2)式中，t1 為施加預壓(0.686 MPa±1%)15秒後之厚度(mm)，t2 為施加全壓(34.3 MPa±1%)60秒後之厚度(mm)。
  2. 一種坩鍋用保護薄片，其係於含矽內側坩鍋，與含石墨之外側坩鍋間所配置之膨脹石墨所成之坩鍋用保護薄片，其特徵為面方向之熱傳導率為120 W/(m．K)以上，將一邊為200mm正方形狀的上述薄片與一邊為25mm正方形狀進行區分，測定各個區域中熱傳導率時，將熱傳導率為最大之試驗區域中熱傳導率的質，與熱傳導率為最小之試驗區域中熱傳導率的質之差，除以全試驗區域中熱傳導率質的平均值，限定在0.1以下，且下述(2)式所示之壓縮率為20%以上， 壓縮率(%)=[(t1 -t2 )/t1 ]×100．．．(2)又，上述(2)式中，t1 為施加預壓(0.686 MPa±1%)15秒後之厚度(mm)，t2 為施加全壓(34.3 MPa±1%)60秒後之厚度(mm)。
  3. 如申請專利範圍第1項之坩鍋用保護薄片，其中面方向之熱傳導率為120 W/(m．K)以上。
  4. 如申請專利範圍第1~3項中任一項之坩鍋用保護薄片，其厚度為0.2 mm以上0.6 mm以下。
  5. 如申請專利範圍第2項之坩鍋用保護薄片，其總體密度(bulk density)為0.5 Mg/m3 以上1.5 Mg/m3 以下。
  6. 如申請專利範圍第1項之坩鍋用保護薄片，其中，於下述(3)式中所示之復原率為5%以上，復原率(%)=[(t3 -t2 )/(t1 -t2 )]×100．．．(3)又，上述(3)式中，t1 為施加預壓(0.686 MPa±1%)15秒後之厚度(mm)，t2 為施加全壓(34.3 MPa±1%)60秒後之厚度(mm)，t3 為再回復至預壓經過60秒後之厚度。
  7. 如申請專利範圍第1項之坩鍋用保護薄片，其中，將一邊為200 mm正方形之前述薄片分為一邊為25 mm之正方形，測定各區域之熱傳導率時，將熱傳導率為最大之試驗區域之熱傳導率值與熱傳導率為最小之試驗區域之熱傳導率值的差除以全部試驗區域之熱傳導率之平均值之值規定為0.1以下。
  8. 如申請專利範圍第1項之坩鍋用保護薄片，其中不純物總量為10 massppm以下。
  9. 如申請專利範圍第1項之坩鍋用保護薄片，其中，不純物之總量為100 massppm以下，且混入之複數不純物中，硼、磷、砷、銻、鉍、及金屬元素中至少一種元素之量為3 massppm以下。
  10. 如申請專利範圍第9項之坩鍋用保護薄片，該金屬元素為鐵或銦。
  11. 如申請專利範圍第10項之坩鍋用保護薄片，其中，上述硼、磷、砷、銻、鉍、鐵、及銦之量各為3 massppm以下。
  12. 如申請專利範圍第10或11項之坩鍋用保護薄片，其中，上述硼、磷、砷、鐵、銻、銦、及鉍之總量為10 massppm以下。
  13. 一種坩鍋用保護薄片體，其係以申請專利範圍第1~12項中任1項之坩鍋用保護薄片複數片層合之結構。
  14. 一種矽熔融用坩鍋用保護薄片，其係於具有將矽進行熔融之內側坩鍋、與外側坩鍋之坩鍋中，於兩坩鍋間所配置之膨脹石墨所成之坩鍋用保護薄片，其特徵為不純物之總量為100 massppm以下，混入之複數不純物中，硼、磷、砷、銻、鉍、鐵及銦的總量為10massppm以下，且上述之硼、磷、砷、銻、鉍、鐵及銦的量分別為3massppm以下。
  15. 一種矽熔融用坩鍋裝置，其係具備含將矽進行熔融之內側坩鍋與外側坩鍋之坩鍋，與兩坩鍋間所配置之膨脹石墨所成之坩鍋用保護薄片之坩鍋裝置，其特徵為該坩 鍋用保護薄片為申請專利範圍第14之矽熔融用坩鍋用保護薄片，對於該坩鍋用保護薄片與該外側坩鍋之總重量，該坩鍋用保護薄片與該外側坩鍋之不純物總重量之比例為30 massppm以下。
  16. 如申請專利範圍第15項之矽熔融用坩鍋裝置，其中，作為該外側坩鍋，可使用不純物之總量為20 massppm以下之石墨製坩鍋。
  17. 如申請專利範圍第15項之矽熔融用坩鍋裝置，其中，作為該外側坩鍋，可使用不純物之總量為20 massppm以下之碳纖維複合材料製坩鍋。
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