CN101426744B - 用于半导体制造的石英玻璃元件及其生产方法 - Google Patents

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Abstract

本发明始于用于半导体制造的已知石英玻璃元件，该元件至少在近表面区具有第一掺杂剂和第二氧化掺杂剂的共掺杂，所述第二掺杂剂含一种或多种浓度各为0.1～3wt％的稀土金属(以SiO2和掺杂剂的总质量为基准计算)。由此开始，为了提供用于在腐蚀作用环境中半导体制造的以高纯度和高耐干腐蚀著称并避免了由用氧化铝共掺杂所造成的已知缺点的石英玻璃元件，按照本发明建议：第一掺杂剂应是氮以及石英玻璃内亚稳定羟基的平均含量应小于30wtppm。

Description

用于半导体制造的石英玻璃元件及其生产方法
技术背景
本发明涉及用于半导体制造的石英玻璃元件，该元件至少在近表面区具有第一掺杂剂和第二掺杂剂的共掺杂，第二掺杂剂含一种或多种浓度各为0.1～3wt％的稀土金属氧化物(以SiO2和掺杂剂的总质量为基准计算)。
而且，本发明还涉及生产按照前述权利要求中任何一项的这种用于半导体制造的石英玻璃元件的方法，该方法包括提供粒状SiO2原材料；提供含第二掺杂剂的SiO2原材料，所述第二掺杂剂包含一种或多种浓度各为0.1～3wt％的稀土金属氧化物(以SiO2和掺杂剂的总质量为基准计算)；以及烧结或熔化该已含第二掺杂剂的SiO2原材料，以获得石英玻璃坯料。
半导体器件的屈服和电操作行为主要依赖于半导体制造在防止起“半导体毒物”作用的杂质所造成的半导体材料污染的成功程度。半导体材料的污染由，例如，制造过程中所用的设备所造成。由于石英玻璃对制造过程中所用的很多物质的耐化学性，也由于其较高的热稳定性，这类设备常由石英玻璃组成。所以对石英玻璃的纯度要求很高。因此，为设备提供越来越多经特殊清洁或处理过的层，或用合成生产的以高纯度著称的石英玻璃。
上述类型的夹具(jig)可见诸于JP10-114532A。该文献描述所谓的合成石英玻璃单片夹具，其特点在于杂质Fe、Cu、Cr和Ni的含量低，每种都少于10ppb，以及羟基含量为100ppm～1000ppm。
在这方面，已知的石英玻璃夹具很适用于半导体制造过程。但是，在半导体基材(晶片)经受有腐蚀作用的气体和等离子体，如CF4、CHF3、C2F6、C3F8、NF3或SF6的等离子体腐蚀工艺中，另一个问题是：石英玻璃因SiO2与氟之间的反应而被慢慢腐蚀。在该工艺中，SiO2被蚀去，表面最终被明显耗损或改变，以致石英玻璃夹具必须被更换。
已经知道，耐干蚀性可以通过掺杂石英玻璃而得以提高，例如，用Y、La、Ce、Nd、Sm和Gd之类稀土元素的氧化物。但是，明显的效果需要高浓度的所述掺杂剂，而这可能引起沉淀、相分离和结晶。
为避免上述情况，已公开了按照上述类型的石英玻璃元件和方法的US2005/0272588A1提出用稀土金属氧化物作为第二掺杂剂和周期表3B族元素，尤其氧化铝作为第一掺杂剂的共掺杂。各第二掺杂剂的最大浓度为2wt％，掺杂剂总浓度为0.1～20wt％。
此外，该文献还提出了生产相应掺杂石英玻璃坯料的几个程序，在其中，按照优选方法，混合粒状SiO2原材料和粉状掺杂剂氧化物，然后在石英玻璃管内在负压下对该混合物进行烧结。
但已发现，虽然此类与氧化铝的共掺杂可使附加掺杂剂具有更高的溶解度(除氧化铝外)，且因此而提高石英玻璃的耐干蚀性，但至少某些所述掺杂剂组合可引起始未预料的缺点。例如，在Al和Nd组合中，观察到对某些应用不利的石英玻璃的褪色，而Al和Y的组合在石英玻璃用于用含氟腐蚀性气体的等离子腐蚀工艺期间可造成特殊的颗粒形成。
发明目的
因此本发明的目的是要提供用于在有腐蚀作用环境中进行半导体制造的石英玻璃元件，该元件著称于高纯度和高耐干蚀性并避免了与氧化铝共掺杂的所述缺点。
此外，本发明的目的是提供生产这类石英玻璃的方法。
关于石英玻璃元件，该目的，始自上述元件，按照本发明实现了：即第一掺杂剂是氮以及石英玻璃内亚稳定羟基的平均含量少于30wtppm。
已经发现，利用氧化铝作为第一掺杂剂时所观察到的褪色或颗粒形成是因为含氟腐蚀性气体与铝发生了反应。在该反应中，形成氟化铝，可导致石英玻璃的褪色或沉淀或结晶。
另一方面，氧化铝(此后也简写为“Al”)与稀土金属一起具有促进所述金属溶解度的作用，其不可以被容易地除去。意外的是已发现，溶解或化学键合在石英玻璃内的氮具有象Al那样促进稀土金属溶解度的类似作用，且因此氮可以完全或部分地取代氧化铝。
因此，按照本发明，按照本发明的石英玻璃元件除含有一种或多种稀土金属氧化物为第二掺杂剂以外，还含氮为第一掺杂剂，后者部分或优选完全取代以前所用的铝。
由此产生了在把本发明的石英玻璃元件用于与含氟腐蚀性气体组合的等离子体腐蚀工艺中时观察不到褪色或颗粒形成的类似高度耐干蚀性。
对于按照本发明的石英玻璃元件的耐干腐蚀性，近表面区起决定性作用。因此，以上和以下关于石英玻璃的解释主要针对元件上深度至少50μm的近表面层，如果必要，所述层包围整个石英玻璃元件。
此外，按照本发明的石英玻璃中亚稳定羟基的平均含量小于30wtppm。
在本发明的意义内，把厚10mm(扩散长度≤5mm)的石英玻璃元件在1040℃的温度下焙烘48h并用惰性气体清扫后将逸出的OH基含量定义为亚稳定OH基团。
亚稳定OH基团的含量从按照D.M.Dodd等，“OpticalDeterminations of OH in Fused Silica(熔融二氧化硅内OH基的光学测定法)”，(1966)，p.3911的IR吸收测量法测得的上述焙烘前、后的羟基含量之差推算。如果石英玻璃内的总羟基含量低于所述上限值，则亚稳定OH基的含量无论如何都小于所示的上限值。
低含量亚稳定羟基产生2种作用：
第一，已经发现，石英玻璃的腐蚀行为取决于羟基含量。但也已发现，这种依赖性并不与石英玻璃内的总羟基含量明确相关，而对此只有化学上未牢固键合的亚稳定羟基才是关键。亚稳定羟基(此后也称这为亚稳定“OH基”)的含量越低，则石英玻璃对含氟物质的耐蚀性就越好。这种效果也可用以下事实来解释：亚稳定OH基比石英玻璃网络中的Si-O-Si基可更易质子化。在石英玻璃网络中，受酸攻击而质子化的OH基代表离去基团，它们可能易受氟化物阴离子的亲核进攻而被取代。这意味着，在石英玻璃结构内存在的亚稳定羟基越多，则石英玻璃网的分解就越快。在腐蚀过程中所发生的反应可大致描述如下：
Si-OH(网络)+HF→Si-(OH2)++F-→Si-F+H2O       (1)
但是，对石英玻璃腐蚀稳定性的影响只有在亚稳定羟基含量少于30wtppm的情况下才会显著。
第二，达到低含量亚稳定羟基的方法包括石英玻璃的热处理。亚稳定羟基在热处理期间逸出并因此留下不饱和的Si-原子位置。在随后的氮掺杂处理中，氮原子可与这些位置结合，形成稳定的Si-N键。因此，先前亚稳定羟基的均匀分布有利于实现氮掺杂的均匀分布，条件是在氮掺杂之前要除去亚稳定羟基。
已经弄清，当平均氮含量为至少30wtppm优选至少100wtppm时是有用的。
以少于30wtppm的氮含量，对稀土金属氧化物的溶解度只能产生小影响，所以还需加入大量铝作为第一掺杂剂。100wtppm以上的氮含量可导致加热期间在石英玻璃内形成气泡。
氮含量用称做“热载流子气体萃取法”的气体分析法测定。把精确称重的样品在石墨坩锅内加热到很高的温度(最高3200℃)，用热导率测量池检测该过程中释出的氮气。该方法的探测极限低于1wtppm氮。
在本发明元件的第一优选实施方案中，石英玻璃从天然存在的SiO2原材料熔融。
从天然存在的原材料熔融的石英玻璃比合成生产的石英玻璃便宜。但在熔融期间，须注意引进石英玻璃的羟基量尽可能少，或这些基团至少可以在随后除去。
在按照本发明的元件的另一个同样优选的实施方案中，石英玻璃从合成生产的SiO2熔融，亚稳定羟基的平均含量少于1wtppm。
生产羟基含量特低的合成石英玻璃的无羟基合成法是通常已知的。SiO2在无氢气氛内等离子体支持的氧化和沉积将在此举例说明。光波导应用所要求的ppb量级的羟基含量可以此类方法获得。但由此生产的石英玻璃很贵且因此不适合大量应用于半导体制造。
作为规则，合成石英玻璃从含硅起始物质用基于氢氧气的沉积燃烧器以所谓的火焰水解法生产。这时大量羟基被引进石英玻璃。随后，这些基团可以较易用2步法基本除去，中间产物呈多孔SiO2体(烟灰体)，例如，用卤的脱水处理法。
但已发现，多孔SiO2体在含卤气氛中的脱水导致弱网键或导致低密度石英玻璃，而且这2种作用都同时导致所得石英玻璃的低腐蚀稳定性。
但是，如果亚稳定羟基的平均含量少于1wtppm且石英玻璃已掺杂了氮，则在合成石英玻璃中无论如何都能实现可接受的耐蚀性。
已经弄清，如果稀土金属是Y和/或Nd，则按照本发明的氮和稀土金属的共掺杂就变得特别有利。
用Y或Nd掺杂石英玻璃大大提高了对含氟腐蚀气体的耐干蚀性。幸亏与氮共掺杂，在石英玻璃元件的相应使用中已观察不到褪色或颗粒形成。
与氮的共掺杂完全或至少部分地取代了氧化铝掺杂剂。气泡可在高浓度氮下形成。通过用少量氧化铝的附加共掺杂的支持作用可能是有利的，只要不出现或不出现程度达到明显和不宜的褪色或颗粒形成。此外，因制造原因，高氧化铝含量常兼有高羟基含量，因为Al-掺杂的石英玻璃一般都用含氢燃烧器的火焰以晶体生长焰熔法熔融以免分离。高羟基含量对耐蚀性有不利影响，这一点将在下面更详细解释。
因此，保持氧化铝掺杂作用尽可能小是有利的，优选本发明组件的实验方案为其中石英玻璃含氧化铝的量低于1wt％，优选低于0.5wt％，特别优选低于0.1wt％。
此外，已经弄清，当石英玻璃的假想(fictive)温度低于1250℃，其1200℃的粘度至少为1013dPa·s时是有益的。
已经发现，石英玻璃的腐蚀行为主要取决于其玻璃结构。高耐蚀性只有在石英玻璃网络内避免了应变键和键角时才可实现。表征具体玻璃结构的一个参数是“假想温度”。用它描述“冻结”玻璃网络的有序态。石英玻璃较高的假想温度兼有较低的伴随较低的玻璃结构有序态和与能量最有利排列较大的偏离。在假想温度高于1300℃的石英玻璃内，玻璃结构的能量更不利态以较高的腐蚀速率清楚地呈现出来。
用拉曼散射强度法在约606cm-1波数下测定假想温度的标准测量法已描述在“Ch.Pfleiderer等；The UV-induced 210nm absorption band infused silica with different thermal history and stoichiometry(热历史和化学计量不同的熔融二氧化硅的UV-诱导210nm吸收带)；Journal ofNon-Cryst.Solids159(1993)pp.143～145”中。
此外，已经发现，石英玻璃的耐蚀性明显依赖于其粘度。高粘度兼有高耐蚀性。因此，按照本发明的石英玻璃也以1200℃下至少1013dPa·s的高粘度而著称。如普遍已知，石英玻璃的氮掺杂使粘度增加并因此也提高耐蚀性。这时须注意，本发明石英玻璃的耐温性并不起重要作用，因为当石英玻璃元件在按其所拟目的使用时，它并不暴露在任何高温下。标准温度负荷是在室温与约300℃之间。
现已弄清，当石英玻璃内的氟含量少于50wtppm和氯含量少于60wtppm时，是特别有益的。
氟和氯的掺染操作降低石英玻璃的密度，从而有损其耐蚀性。此外，氟或氯在硅化合物中可以容易地被质子化或取代，从而加速网络结构的分解。在天然石英玻璃的情况下，氟或氯常用ICP-AES(诱导偶合等离子体原子(光学)发射光谱)或ICP-AAS(诱导偶合等离子体原子(光学)吸收光谱)之类的分析方法进行定量分析，氟的检测极限是约50wtppm和氟的检测极限是约60wtppm。但所述物质在天然石英玻璃中的真实浓度可明显低于所述检测极限，取决于原材料的预处理。在合成石英玻璃中，用拉曼光谱来定量分析氟或氯。所述物质的含量用拉曼光谱在ppb范围内定量化。
所谓网络转换物，如碱离子，在低浓度下就已把石英玻璃的网络结构松散到相当大程度并降低其耐蚀性。因此已弄清，当石英玻璃中Na和K的含量不超过500wtppb时是有益的。
关于方法，始于以上所示方法的上述目的按照本发明实现：使石英玻璃坯料具有形式为氮的第一掺杂剂以及烧结或熔化用气压烧结法在含氮过压气氛中进行。
按照本发明的方法用来用天然存在或合成生产的粒状SiO2原材料制造本发明的具有上述性能和作用的石英玻璃元件，SiO2已掺杂了第二掺杂剂或掺杂剂的粒状粉末。烧结或熔融已掺杂的SiO2坯料，以获得石英玻璃坯料，正如从现有技术也已经知道。
现有技术按照本发明的发展基于下列措施：在含过压氮气氛中用气压烧结法烧结或熔化期间，对预掺杂有第二掺杂剂的SiO2原材料或经烧结或熔融的石英玻璃坯料，再提供形式为氮的第一掺杂剂。
这里，氮是通过气相和/或以已混进拟熔融或烧结的粉末中的以及在氮的加热期间释出的含氮化学化合物的形式引进。
由于气压烧结期间的过压而实现了有效的氮掺杂，以此增加应用高温下的粘度和提高石英玻璃的耐蚀性，正如以上所述，并因此尤其实现了第二掺杂剂，即稀土金属氧化物在石英玻璃中的较高溶解度。尤其是，为了在压力下掺氮之前使亚稳定羟基达到低于30wtppm，优选低于5wtppm，并尤其优选低于1wtppm的低浓度，气压烧结包括适合于从石英玻璃除去亚稳定羟基的热处理步骤。由此实现氮掺杂的均匀分布，如上所解释。
按照本发明的石英玻璃元件从由上述方法生产的坯料经表面处理而获得。表面处理包括在坯料处理后用，例如，掺杂、玻璃化、研磨、切割或抛光，还有火焰抛光等方法进行机械、热或化学后处理。
此外，进一步加工可包括退火步骤或塑化成形步骤。
从相关权利要求，按照本发明的方法的有利发展变得显而易见。由于相关权利要求中所示方法的发展复制了相关权利要求中关于按照本发明的石英玻璃元件所获得的特点，所以参考以上关于相应元件权利要求的以上评论作为补充解释。如概述在其余相关权利要求中的按照本发明的方法的发展将在下面作更详细的解释。
优选气压烧结包括下列方法步骤：
(a)把已含第二掺杂剂的SiO2原材料加热到1000℃～1500℃，同时施加并保持负压。
(b)在该温度下把SiO2原材料保持在2bar～20bar的过压氮气氛内至少30min的保持时间。
(c)在1550℃～1800℃范围内的温度和负压下熔化SiO2原材料，熔化时间为至少30min，同时形成石英玻璃坯料，和
(d)冷却该石英玻璃坯料。
在按照本发明的方法的实施方案中，拟进行2阶段温度处理。在第一阶段，除去SiO2原材料中的气体和其它挥发性杂质(尤其亚稳定羟基)，从而避免密烧结。因此，该温度处理限于最高温度为1500℃。由于烧结方法取决于扩散过程，后者取决于时间和温度，所以，可以理解，即使温度高于1500℃，短时加热不会导致密烧结。这种处理——在较高温和低压(真空)下——尤其适合于除去亚稳定羟基，从而留下不饱和键，可在随后的氮掺杂处理中易被氮原子饱和。
在石英玻璃中加入氮可能容易导致气泡的形成。已经发现，用上述方法步骤，可实现充分的氮掺杂作用而不形成气泡。与氮的共掺杂全部或至少部分取代氧化铝掺杂剂，如以上已进一步解释。
因此，在气压烧结期间，石英玻璃坯料中石英玻璃内的平均氮含量调到至少30wtppm，优选至少100wtppm。
在本方法特别优选的变体中，石英玻璃坯料在熔化后要按照方法步骤(c)在1550℃～1800℃的温度和2bar～20bar的过压含氮气氛中处理至少30min。
高温下的过压处理对应于烧结石英玻璃的热压。经该处理，熔化后包裹在石英玻璃内的气泡溶解了或尺寸减小了，所述处理也可以在非含氮气氛的气氛中进行—但这是不大优选的。
现已弄清，当气压烧结期间石英玻璃坯料中的石英玻璃调到假想温度为1250℃或更低时，是有益的。
调定尽可能低的假想石英玻璃温度的优点在上面已就石英玻璃的耐干蚀性作了进一步解释。这时需要温度处理，为此一般使石英玻璃在1450℃～1100℃温度范围内慢冷却，从而使玻璃结构的结构重排成为可能。为高产率和节能措施，调节假想温度的冷却在气压烧结工艺的冷却期间进行。
现已弄清，当脱水措施包括在含石墨模具内熔化或烧结SiO2原材料时，是有益的。
含石墨模具中的碳对石英玻璃有脱水作用，因此很有效地除去羟基。包括在无水气氛内或在真空下熔化或烧结SiO2原材料的脱水措施具有同等作用。
在气压烧结期间，除了SiO2原材料或石英玻璃坯料的氮化外，已弄清，使原材料预带氮对于在熔化或烧结之前在含氨气氛内加热原材料是有益的。
已经发现，天然原材料石英玻璃的预氮化在1080℃～1120℃的氮化温度下以及合成石英玻璃在1130℃～1170℃的氮化温度下效果最佳。
作为规则，把坯料处理成最终尺寸通过机械切削进行。机械处理表面的光滑化操作可用化学腐蚀法或火琢法进行。
已经发现在加工步骤(a)期间把石英玻璃的亚稳定羟基调到低于30wtppm，优选低于5wtppm和最优选低于1wtppm是有益的。
氮化掺杂处理(按照方法步骤(c))之前亚稳定羟基的低含量有利于均匀氮掺杂。
具体实施方案
下面将参考实施方案和附图更详细地描述本发明，附图中，作为唯一的图
图1示意生产按照本发明的元件的气压烧结期间的温度和压力分布曲线。
实施例1
用天然存在的粒状石英晶体作为原材料并用高温(约1050℃)下的热氯化法纯化。纯化天然SiO2颗粒的Al2O3含量为约15wtppm。
用具有石英玻璃壁和研磨体的球磨机均匀混合99kg所述SiO2颗粒与1kg Y2O3(总质量的1wt％)。
然后把粉末混合物放进空心圆柱石墨模并在烧结炉内用气压烧结法玻璃化。气压烧结期间的温度和压力分布曲线示于图1。处理时间“t”以h为单位绘在X轴上，处理温度以℃为单位在Y轴上。
首先将粉末混合物慢慢加热到1100℃。在延续9h，包括加热和保持在该温度下第一个3h的第一阶段A期间，烧结炉内保持真空(<5mbar)，通过惰性气体吹扫操作来中断。在该阶段期间，石英玻璃中亚稳定羟基的平均含量调到1wtppm以下。在随后的第二阶段B期间，产生12bar的氮过压，通过对炉内气氛进行气体交换而中断，共保持12h，然后在真空下使炉温降到1550℃。在该方法中，粉末混合物在该温度和真空(阶段C)下烧结2.5h，然后加热到1700℃并玻璃化，以获得透明石英玻璃块。玻璃化先在真空下(1h，阶段D)，后在12bar压力的氮气氛下(2.5h，阶段E)进行。
使石英玻璃块随后降到400℃的冷却以2℃/min的冷却速率进行，其中仍保持过压。然后自由冷却到室温。
正是以该方法把石英玻璃块内的平均氮浓度调到约100wtppm，以及假想温度为1190℃。石英玻璃不含任何亚稳定羟基。其它性能从表1第2列显而易见。
表1
Figure G2007800132935D00101
所得石英玻璃是无色的且无气泡，其特征在于，较高的耐干蚀性。为生产用来加工半导体晶片的单片夹具，从其上切割环，经打磨后在HF溶液内腐蚀。
对表1所列出的所有石英玻璃质量测定的干腐蚀行为如下：
相应样品和参考样品一起在等离子腐蚀室内经受标准腐蚀过程。参考样品是热生长SiO2，在干腐蚀过程中由硅的沉积和随后氧化成二氧化硅而形成。为测定腐蚀深度，在样品各部分覆盖耐蚀薄膜。这里，干腐蚀行为定义为经腐蚀过程后样品和参考样品内所得到的腐蚀步骤的深度之比。由此确定的无量纲测量值又与指示前面标准材料干腐蚀行为的测量值相关。该标准材料由多步法所生产的天然材料的石英玻璃组成，所述多步包括从熔体拉伸石英玻璃条和数个成型过程。石英玻璃中不加掺杂剂氮，因此基本无氮。在上表1中列出这类石英玻璃作为对比样品“S”。
由此对各石英玻璃样品确定的干腐蚀行为的测量值示于表1最后一行。测量值越小，则各石英玻璃的干腐蚀行为就越好。表1也给出了石英玻璃的各化学组成和它们的具体处理以及所得测量值的变化。
实施例2
用天然存在的颗粒石英晶体作为原材料并清洁之，如以上参考实施例1已述。
用具有石英玻璃壁和研磨体的球磨机均匀混合99kg所述SiO2颗粒与1kg Nd2O3。
然后把粉末混合物放进空心圆柱石墨模并在烧结炉内用气压烧结法玻璃化，其温度和压力分布曲线示于图1并参考以上实施例1更详细地解释。所得石英玻璃的性能见表1第3列。
实施例3
实施例3对应于以上实施例1，但烧结粉末混合物先在1700℃真空下玻璃化(1h)然后在12bar压力氮气氛内仅1h(比实施例1和2缩短的阶段E)。由此得到80wtppm的降低平均氮含量。由此生产的石英玻璃的其它性能从表1第5列显而易见。
实施例4
实施例4对应于以上实施例2，但烧结粉末混合物先在1700℃真空下玻璃化(1h)然后在12bar压力氮气氛内仅1h(比实施例1和2缩短的阶段E)。由此得到80wtppm降低平均氮含量。由此生产的石英玻璃的其它性能从表1最后一栏显而易见。

Claims (26)

1.用于半导体制造的石英玻璃元件，它在至少近表面区内具有第一掺杂剂和第二氧化掺杂剂的共掺杂，所述第二掺杂剂含一种或多种浓度各为0.1～3wt％的稀土金属氧化物，以SiO2和掺杂剂的总质量为基准计算，其特征在于，第一掺杂剂是氮以及该石英玻璃内亚稳定羟基的平均含量少于30wtppm。
2.按照权利要求1的元件，其特征在于，平均氮含量为至少30wtppm。
3.按照权利要求1的元件，其特征在于，平均氮含量为至少100wtppm。
4.按照权利要求1的元件，其特征在于，石英玻璃内亚稳定羟基的平均含量少于5wtppm。
5.按照权利要求4的元件，其特征在于，石英玻璃由天然存在的SiO2原材料熔融而成。
6.按照权利要求1的元件，其特征在于，石英玻璃从合成生产的SiO2熔融而成以及亚稳定羟基的平均含量少于1wtppm。
7.按照权利要求1-6中任何一项的元件，其特征在于，稀土金属是Y和/或Nd。
8.按照权利要求1-6中任何一项的元件，其特征在于，石英玻璃含氧化铝，其量少于1wt％。
9.按照权利要求8的元件，其特征在于，石英玻璃含氧化铝，其量少于0.5wt％。
10.按照权利要求8的元件，其特征在于，石英玻璃含氧化铝，其量少于0.1wt％。
11.按照权利要求1-6中任何一项的元件，其特征在于，石英玻璃的假想温度低于1250℃以及它在1200℃的粘度为至少1013dPa·s。
12.按照权利要求1-6中任何一项的元件，其特征在于，石英玻璃的氟含量少于50wtppm。
13.按照权利要求1-6中任何一项的元件，其特征在于，石英玻璃的氯含量少于60wtppm。
14.按照权利要求1-6中任何一项的元件，其特征在于，石英玻璃内Na和K的各自含量都少于500wtppm。
15.按照前述权利要求中任何一项的用于半导体制造的石英玻璃元件的生产方法，其包括提供粒状SiO2原材料；提供含有第二掺杂剂的SiO2原材料，所述第二掺杂剂包含一种或多种浓度各为0.1～3wt％的稀土金属氧化物，以SiO2和掺杂剂总质量为基准计算；以及烧结或熔化已含第二掺杂剂的SiO2原材料，以获得石英玻璃坯料，其特征在于，该石英玻璃坯料含有形式为氮的第一掺杂剂以及烧结或熔化用气压烧结法在含氮气氛中进行。
16.按照权利要求15的方法，其特征在于，气压烧结法包括下列方法步骤：
(a)把已含第二掺杂剂的SiO2原材料加热到1000℃～1500℃的温度，同时施加并保持负压；
(b)在该温度下把SiO2原材料保持在2bar～20bar过压氮气氛内至少30min的保持时间；
(c)在1550℃～1800℃范围内的温度和负压下熔化SiO2原材料，且熔化时间为至少30min，同时形成石英玻璃坯料，和
(d)冷却该石英玻璃坯料。
17.按照权利要求16的方法，其特征在于，在按照方法步骤(c)熔化后，在1550℃～1800℃温度和2bar～20bar过压含氮气氛中处理该石英玻璃坯料至少30min。
18.按照权利要求15的方法，其特征在于，气压烧结期间石英玻璃坯料中石英玻璃内的平均氮含量为至少30wtppm。
19.按照权利要求18的方法，其特征在于，气压烧结期间石英玻璃坯料中石英玻璃内的平均氮含量为至少100wtppm。
20.按照权利要求15的方法，其特征在于，用Y和/或Nd作为稀土金属。
21.按照权利要求15-20中任何一项的方法，其特征在于，气压烧结期间石英玻璃坯料中石英玻璃的假想温度调到等于或低于1250℃。
22.按照权利要求15-20中任何一项的方法，其特征在于，气压烧结包括在含石墨模具内熔化或烧结SiO2原材料。
23.按照权利要求15-20中任何一项的方法，其特征在于，原材料在熔化或烧结之前要先在含氨气气氛中加热。
24.按照权利要求15的方法，其特征在于，在加工步骤(a)期间，石英玻璃内亚稳定羟基的平均含量调到少于30wtppm。
25.按照权利要求24的方法，其特征在于，在加工步骤(a)期间，石英玻璃内亚稳定羟基的平均含量调到少于5wtppm。
26.按照权利要求24的方法，其特征在于，在加工步骤(a)期间，石英玻璃内亚稳定羟基的平均含量调到少于1wtppm。
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