JP2001233629A - Method of producing quartz glass crucible - Google Patents

Method of producing quartz glass crucible

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JP2001233629A
JP2001233629A JP2000080257A JP2000080257A JP2001233629A JP 2001233629 A JP2001233629 A JP 2001233629A JP 2000080257 A JP2000080257 A JP 2000080257A JP 2000080257 A JP2000080257 A JP 2000080257A JP 2001233629 A JP2001233629 A JP 2001233629A
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智靖 宇野
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To prevent inhibiting the quartz glass from forming single crystal, when the crucible is pulled up, by pulling up the crucible so that the bubbles occluded in the quartz crucible may not be broken even under high heat load. SOLUTION: When the starting powder is molten in the mold 1, H2 gas and O2 gas are introduced immediately after the start of arc discharge to remove the graphite component of the electrodes and the impurities in the starting quartz powder whereby the contamination of the crucible products with the graphite and the impurities can be inhibited and the expansion coefficient of the bubbles can be suppressed and the pressure in the bubbles can be reduced. In addition, a helium gas is fed from the mold to the sedimentary layers of the quartz powder formed in the mold 1 thereby replacing the gas in the voids in the sedimentary layers with helium. Since the bubbles in the opaque layers are made less expandable to inhibit the reduction of the thermal conductivity, the temperature increase in the crucible can be suppressed on use and resultantly, the bubbles in the clear layers can be prevented from bursting.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、石英ガラスるつぼ
の製造方法に関し、特に、半導体単結晶の引上げに用い
られて、半導体単結晶の歩留まりの向上に貢献し得る石
英ガラスるつぼの製造方法に関する。
The present invention relates to a method of manufacturing a quartz glass crucible, and more particularly to a method of manufacturing a quartz glass crucible used for pulling a semiconductor single crystal and capable of improving the yield of the semiconductor single crystal.

【0002】[0002]

【従来の技術】シリコン等の半導体単結晶を製造する方
法として、溶融された半導体材料の融液面に核となる種
結晶を浸し、この種結晶から単結晶を成長させる引上げ
法(チョクラルスキー法:CZ法)が知られており、半
導体材料の溶融には石英ガラスるつぼが用いられる。近
年、単結晶引上げの製造コストを低減するため、マルチ
引上げや大口径シリコン単結晶の引上げが行われてお
り、これに伴って、使用される石英ガラスるつぼは大口
径化の傾向にある。
2. Description of the Related Art As a method of manufacturing a semiconductor single crystal such as silicon, a pulling method (Czochralski) in which a seed crystal serving as a nucleus is immersed in a melt surface of a molten semiconductor material and a single crystal is grown from the seed crystal. A quartz glass crucible is used for melting a semiconductor material. In recent years, in order to reduce the manufacturing cost of pulling a single crystal, multi-pulling and pulling of a large-diameter silicon single crystal have been performed, and accordingly, the quartz glass crucible used has been increasing in diameter.

【0003】石英ガラスるつぼが大口径化し、この中で
溶融される半導体材料が多くなると、溶融時間が増大し
て引上げ時間が長くなる。引上げ時間を短縮するために
はヒータによって与えられる熱量(入熱量)を増大させ
ることが考えられる。また、大量の半導体材料融液を所
定温度に保持するためにも入熱量は大きいことが好まし
い。
When the diameter of a quartz glass crucible increases and the amount of semiconductor material melted therein increases, the melting time increases and the pulling time increases. In order to shorten the pulling time, it is conceivable to increase the amount of heat (heat input) provided by the heater. Further, it is preferable that the heat input be large in order to maintain a large amount of the semiconductor material melt at a predetermined temperature.

【0004】しかし、入熱量が大きいと次の不具合が生
ずることがある。石英ガラスるつぼ中には、その製造過
程で雰囲気中からガス成分が混入して多くの気泡として
存在することが知られている。この気泡は、高温での石
英ガラスるつぼの使用時に膨張し、特に、るつぼ内側表
面層の透明層にある気泡は膨張して破裂することがあ
る。この破裂により生じた石英ガラス片はシリコン融液
中に混入し、クリストバライトとなって融液中を対流に
より移動して引上げ中のシリコン単結晶端に付着するこ
とがある。そうすると、その付着部分から単結晶が崩れ
ることになり、結果的に半導体単結晶の歩留まりが低下
する。この不具合は、石英ガラスるつぼの大口径化によ
る入熱量の増大や引上げ時間の長時間化に伴う熱負荷の
増大によって顕著となる。透明層に存在する気泡は、そ
の個数やサイズが大きいほど、また、単結晶引上げ時の
気泡の膨張程度が大きいほど、破裂しやすい。
However, if the heat input is large, the following problems may occur. It is known that in a quartz glass crucible, gas components are mixed in from the atmosphere during the manufacturing process and exist as many bubbles. The bubbles expand when the quartz glass crucible is used at a high temperature, and in particular, the bubbles in the transparent layer of the inner surface layer of the crucible may expand and burst. A piece of quartz glass generated by this rupture may be mixed into the silicon melt, become cristobalite, move by convection in the melt, and adhere to the end of the silicon single crystal being pulled. As a result, the single crystal breaks from the adhered portion, and as a result, the yield of the semiconductor single crystal decreases. This problem is remarkable due to an increase in the amount of heat input due to an increase in the diameter of the quartz glass crucible and an increase in the heat load due to an increase in the pulling time. Bubbles present in the transparent layer are more likely to burst as the number and size of the bubbles are larger and as the degree of expansion of the bubbles at the time of pulling a single crystal is larger.

【0005】内包する気泡を少なくして透明度が高いガ
ラス層を得る方法として、高温雰囲気中で珪砂粉末を溶
融させて石英ガラスを製造する方法が周知である。例え
ば、高温雰囲気を形成する熱源の違いによって、酸水素
ベルヌイ法、アークベルヌイ法、プラズマ・ベルヌイ法
等と呼ばれものがある。これらの溶融方法を石英ガラス
るつぼの製造に適用し、石英ガラスるつぼ中の気泡を実
質的にゼロにする試みがなされている。例えば、特公平
4−22861号公報には、アークベルヌイ法を適用し
て、引上げ時にシリコン融液と直接接触するるつぼの内
表面部分に透明層を形成する石英ガラスるつぼの製造方
法が提案されている。
[0005] As a method of obtaining a glass layer having high transparency by reducing the bubbles contained therein, a method of producing quartz glass by melting silica sand powder in a high-temperature atmosphere is well known. For example, there are so-called hydrogen oxyhydrogen Bernoulli methods, arc Bernoulli methods, plasma Bernouli methods, and the like, depending on the difference in heat sources that form a high-temperature atmosphere. Attempts have been made to apply these melting methods to the manufacture of quartz glass crucibles and to substantially eliminate bubbles in the quartz glass crucible. For example, Japanese Patent Publication No. 4-22861 proposes a method for producing a quartz glass crucible in which a transparent layer is formed on the inner surface portion of a crucible that comes into direct contact with a silicon melt at the time of pulling up by applying the Arc Bernoulli method. I have.

【0006】また、特開平8−268727号公報に
は、融解ポット内に装填した珪砂を遠心力でボウル状に
形成して加熱し、かつ、このボウル状珪砂の外面から急
速拡散ガスを導入して珪砂中のボイドに含まれる残留ガ
スを排除する工程を含む石英るつぼの製造方法が開示さ
れている。さらに、この石英るつぼ製造方法では、珪砂
中のボイドから残留ガスを除去するため、珪砂の融解ポ
ットの底部に真空を作用させて急速拡散ガスに流れを生
じさせるようにしている。
In Japanese Patent Application Laid-Open No. Hei 8-268727, silica sand charged in a melting pot is formed into a bowl by centrifugal force and heated, and a rapid diffusion gas is introduced from the outer surface of the bowl-shaped silica sand. A method for manufacturing a quartz crucible including a step of removing residual gas contained in voids in silica sand by using the method is disclosed. Further, in this quartz crucible manufacturing method, in order to remove residual gas from voids in the silica sand, a vacuum is applied to the bottom of the melting pot of the silica sand to cause a flow of the rapid diffusion gas.

【0007】[0007]

【発明が解決しようとする課題】上記公報のうち前者に
記載された石英ガラスるつぼ製造方法では、マルチ引上
げやシリコン単結晶の大口径化等で熱負荷が大きくなっ
たり、引上げ時間が長くなったりしている現状の引上げ
工程には十分対応できないことがある。したがって、熱
負荷が大きい場合や引上げ時間が長い場合においても、
内表面層の気泡が破裂しにくい石英ガラスるつぼが要望
されている。
In the quartz glass crucible manufacturing method described in the former of the above publications, the heat load increases due to multi-pulling, large diameter silicon single crystal, etc., or the pulling time becomes long. May not be able to respond to the current pulling process. Therefore, even when the heat load is large or the pulling time is long,
There is a demand for a quartz glass crucible in which bubbles in the inner surface layer are less likely to burst.

【0008】後者の公報に記載された石英るつぼ製造方
法によれば、ボイド中の残留ガスが急速拡散ガスで置換
されることにより、半導体単結晶製造等の高温加熱に際
して石英ガラスるつぼ中の気泡の成長防止が期待でき
る。しかし、この製造方法では窒素や酸素等の残留ガス
の置換が依然として不十分であるため、不透明層の気泡
は使用中に膨張し、熱伝導性が悪くなって石英ガラスる
つぼの温度が上昇しやすい。その結果、透明層の気泡も
破裂しやすい。
According to the method for manufacturing a quartz crucible described in the latter publication, the gas remaining in the voids is replaced with a rapid diffusion gas, so that bubbles in the quartz glass crucible are heated during high-temperature heating such as in the production of semiconductor single crystals. Growth prevention can be expected. However, in this manufacturing method, replacement of residual gas such as nitrogen or oxygen is still insufficient, so that bubbles in the opaque layer expand during use, thermal conductivity is deteriorated, and the temperature of the quartz glass crucible tends to increase. . As a result, the bubbles in the transparent layer are easily ruptured.

【0009】一般に、ボイド中に閉じ込められているN
2 等は急速拡散ガスであるH2 よりも密度が大きい。そ
のために、これらのガスの密度差によってボイド中をH
2 が吹き抜けることになり、置換には長時間を必要とす
る。したがって、短時間の急速拡散ガスの吹き込みによ
っては十分な置換がなされず、ボイド中にはN2 等のガ
スが残存する。この残存ガスが石英ガラスるつぼの内表
面層における気泡となり、実質的に気泡の数を低減でき
ない。
In general, N trapped in a void
2 etc. have a higher density than H2 which is a rapid diffusion gas. Therefore, due to the density difference between these gases, H
2 will blow through and the replacement will take a long time. Therefore, sufficient replacement is not performed by blowing the rapid diffusion gas for a short time, and a gas such as N2 remains in the void. This residual gas becomes bubbles in the inner surface layer of the quartz glass crucible, and the number of bubbles cannot be substantially reduced.

【0010】入熱量の増大傾向は半導体単結晶の引上げ
にさらなる影響を与える。引上げ時、石英ガラスるつぼ
はヒータで加熱されるグラファイトの保持部材によって
外周を支持され、この保持部材を通じて前記ヒータから
石英ガラスるつぼ内の半導体材料に熱が与えられる。
The tendency to increase the heat input further affects the pulling of the semiconductor single crystal. At the time of pulling, the quartz glass crucible is supported on its outer periphery by a graphite holding member heated by a heater, and heat is applied to the semiconductor material in the quartz glass crucible from the heater through the holding member.

【0011】石英ガラスるつぼはその透明度が高いほど
ヒータからの熱が前記半導体材料に有効に伝達される。
しかし、一般にヒータは互いに間隔を有して配置される
ので、石英ガラスるつぼが完全に透明であると、ヒータ
からの熱は石英ガラスるつぼ内の半導体材料に直線的に
伝搬して、ヒータ間では半導体材料に熱が伝達されにく
い。そこで、均等に熱を伝達させるためには、ヒータか
ら放出された熱線が石英ガラスるつぼを通過するときに
多方向に拡散してその分布が均等化されるよう、石英ガ
ラスるつぼの外周近傍には気泡を含んだ不透明層が形成
される。
The higher the transparency of the quartz glass crucible, the more effectively the heat from the heater is transferred to the semiconductor material.
However, since the heaters are generally spaced apart from each other, if the quartz glass crucible is completely transparent, the heat from the heaters will propagate linearly to the semiconductor material in the quartz glass crucible, and between the heaters. Heat is not easily transmitted to the semiconductor material. Therefore, in order to transfer heat evenly, the heat rays emitted from the heater are diffused in multiple directions when passing through the quartz glass crucible, so that the distribution is equalized. An opaque layer containing bubbles is formed.

【0012】しかし、不透明層の気泡の数が多すぎる場
合や気泡が大きい場合、前記ヒータから放射された熱線
が透明層側に通過しにくくなり、るつぼ内の半導体融液
に効率的に熱を与えられない。特に、加熱によって気泡
の大きさが拡大すると、熱伝導性の低下によって石英ガ
ラスるつぼ内に熱がこもりやすくなり、半導体融液には
熱が伝わりにくくなるにもかかわらず、石英ガラスるつ
ぼ自体の温度は極めて高くなる。
However, when the number of air bubbles in the opaque layer is too large or when the air bubbles are large, it becomes difficult for the heat rays radiated from the heater to pass through to the transparent layer side, and heat is efficiently transferred to the semiconductor melt in the crucible. Not given. In particular, when the size of the bubbles increases due to heating, heat tends to accumulate in the quartz glass crucible due to the decrease in thermal conductivity, and the heat of the quartz glass crucible itself is reduced despite the fact that heat is difficult to be transmitted to the semiconductor melt. Is extremely high.

【0013】石英ガラスるつぼの温度も極端に上昇する
と、1550°C付近で失透が生じる。さらに、ヒータ
の熱が石英ガラスるつぼ内の半導体材料融液に十分に伝
達されないと、半導体材料融液の温度が部分的に低下し
てアイシング(部分的凝固)を引き起こすこともある。
When the temperature of the quartz glass crucible also rises extremely, devitrification occurs around 1550 ° C. Furthermore, if the heat of the heater is not sufficiently transferred to the semiconductor material melt in the quartz glass crucible, the temperature of the semiconductor material melt may partially decrease, causing icing (partial solidification).

【0014】そこで、投入した大入熱が石英ガラスるつ
ぼ内の半導体材料に有効に作用して短時間での引上げに
寄与できるとともに、ヒータから放出された熱がヒータ
側に反射して異常な温度上昇やアイシングをきたさず、
かつ、収容した半導体材料およびその融液にヒータから
の熱を均等に伝達できる石英ガラスるつぼが要望されて
いた。
Therefore, the large heat input applied effectively acts on the semiconductor material in the quartz glass crucible and can contribute to pulling up in a short time, and the heat released from the heater is reflected on the heater side to cause an abnormal temperature. Without rising or icing,
In addition, there has been a demand for a quartz glass crucible capable of uniformly transmitting heat from a heater to a semiconductor material contained and a melt thereof.

【0015】また、特開平8−268727号公報の方
法では、真空を作用させるための開口がモールドの底部
だけに配設されているので、短時間でモールド内の真空
の程度を上げることができない。
In the method disclosed in JP-A-8-268727, the degree of vacuum in the mold cannot be increased in a short time because the opening for applying a vacuum is provided only at the bottom of the mold. .

【0016】上述のように、単結晶の成長歩留まりを向
上させるためには、石英ガラスるつぼの内表面層に存在
する気泡の個数やサイズ、および気泡の膨張割合(単結
晶引上げに使用する前と後とにおける気泡直径の比率)
を小さくすることが望まれている。さらに、外面層につ
いても安定した熱伝導性を得るため、存在する気泡を膨
張しにくいものにすることが好ましい。
As described above, in order to improve the growth yield of the single crystal, the number and size of bubbles existing in the inner surface layer of the quartz glass crucible and the expansion ratio of the bubbles (before the single crystal is pulled up). Ratio of bubble diameter after and after)
It is desired to reduce. Further, in order to obtain stable thermal conductivity also for the outer surface layer, it is preferable to make existing bubbles hard to expand.

【0017】図2は、石英ガラスるつぼのコーナ部つま
り底部と側壁との境界部分の内表面約1mmの層におけ
る平均気泡径と単結晶歩留まりとの関係を調査した結果
を示す図である。なお、コーナ部に着目するのは、単結
晶引き上げ時に特にこのコーナ部に大きい負荷がかか
り、このコーナ部に存在する気泡が単結晶歩留まりと密
接に関係するからである。
FIG. 2 is a graph showing the results of an investigation on the relationship between the average bubble diameter and the yield of single crystals in a corner portion of a quartz glass crucible, that is, a layer having an inner surface of about 1 mm at the boundary between the bottom and the side wall. The reason for paying attention to the corners is that a large load is applied particularly to the corners when pulling the single crystal, and the bubbles existing in the corners are closely related to the yield of the single crystal.

【0018】調査に供した石英ガラスるつぼのサンプル
は、22インチ口径である。歩留まりは、100kgの
シリコン多結晶を加熱溶融して液表面を約1430°C
に維持し、この溶融面にシリコン単結晶の種棒を浸して
8インチシリコン単結晶を引き上げた後のものである。
この石英ガラスるつぼからテストピースを採取し、コー
ナ部の気泡径および単結晶歩留まりを調査した結果、図
2にみられるように、平均気泡径が200μm以上のと
きに、単結晶の歩留まりが低下しているのが分かる。
The sample of the quartz glass crucible used for the investigation has a diameter of 22 inches. The yield is as follows: 100 kg of silicon polycrystal is heated and melted to make the liquid surface about 1430 ° C.
, And a silicon single crystal seed rod is immersed in the molten surface to pull up an 8-inch silicon single crystal.
A test piece was taken from this quartz glass crucible, and as a result of examining the bubble diameter and the single crystal yield in the corner portion, as shown in FIG. 2, when the average bubble diameter was 200 μm or more, the yield of the single crystal decreased. You can see that

【0019】本発明は、透明層の気泡の個数やサイズな
らびに膨張割合を小さくして気泡の破裂を防止して半導
体単結晶の歩留まりを向上させるするとともに、不透明
層の気泡の個数やサイズならびに膨張割合を適度にして
石英ガラスるつぼの温度上昇を抑制し、半導体単結晶引
上げ時の熱効率を高めることができる石英ガラスるつぼ
の製造方法を提供することを目的とする。
According to the present invention, the number, size and expansion of bubbles in a transparent layer are reduced to prevent the rupture of bubbles and improve the yield of semiconductor single crystals, and to reduce the number of bubbles in an opaque layer. It is an object of the present invention to provide a method for manufacturing a quartz glass crucible capable of suppressing the temperature rise of the quartz glass crucible with an appropriate ratio and increasing the thermal efficiency when pulling a semiconductor single crystal.

【0020】[0020]

【課題を解決するための手段】本発明は、回転するモー
ルド内に配置したグラファイト電極間でアーク放電させ
て石英粉を溶融し、るつぼ成型する石英ガラスるつぼの
製造方法において、前記モールド内にH2 、O2 、H2
O、He、Neガスのうち少なくとも1種類を供給する
段階と、供給された前記ガスの雰囲気中を通過させて前
記モールド内表面に石英粉を供給する段階とからなる点
に第1の特徴があり、特に、上記ガス供給段階でH2 ガ
スおよびO2 ガスを供給する点に第2の特徴がある。
According to the present invention, there is provided a method for producing a quartz glass crucible in which a quartz powder is melted by arc discharge between graphite electrodes arranged in a rotating mold and the crucible is molded. , O2, H2
A first feature is that the method comprises a step of supplying at least one of O, He, and Ne gases, and a step of supplying quartz powder to the inner surface of the mold by passing the supplied gas through the atmosphere. In particular, the second feature is that H2 gas and O2 gas are supplied in the gas supply step.

【0021】また、本発明は、前記石英粉が、前記モー
ルド内表面に到達する前にアーク放電の雰囲気中で軟化
されるように、該石英粉をモールド内に散布する点に第
3の特徴がある。さらに、本発明は、前記ガスおよび石
英粉は二重筒を通じて供給され、特に、石英粉を内筒か
ら供給して前記ガスを外筒から供給する点、および前記
石英粉をO2 ガスとともに内筒から供給し、H2 ガスを
外筒から供給する点にそれぞれ第4および第5の特徴が
あり、前記二重筒の内筒先端を外筒先端より後退させた
点に第6の特徴がある。また、さらに、本発明は、アー
ク放電を持続させたまま、前記石英粉およびガスのうち
少なくとも石英粉を断続的に供給する点に第7の特徴が
ある。
Further, the present invention has a third feature in that the quartz powder is sprayed into the mold so that the quartz powder is softened in an atmosphere of arc discharge before reaching the inner surface of the mold. There is. Further, the present invention provides a gas supply apparatus, wherein the gas and the quartz powder are supplied through a double cylinder. In particular, the quartz powder is supplied from an inner cylinder and the gas is supplied from an outer cylinder. The fourth feature is that the H2 gas is supplied from the outer cylinder and the fifth feature is that the H2 gas is supplied from the outer cylinder. The sixth feature is that the tip of the inner cylinder of the double cylinder is retracted from the tip of the outer cylinder. Further, the present invention has a seventh feature in that at least quartz powder of the quartz powder and the gas is intermittently supplied while the arc discharge is maintained.

【0022】これらの特徴によれば、供給された石英粉
に含まれるアルカリ土金属、重金属等の不純物はH2 等
のガスで置換されるか高温雰囲気中で燃焼するため石英
粉の純度が高められる。特に、供給されたO2 ガスとH
2 ガスとによって、モールド内は石英粉が溶融可能な高
温雰囲気に短時間で到達するようになるので、脱ガスが
容易になり、製品るつぼ内への気泡の混入程度を抑える
ことができる。また、電極を構成しているグラファイト
は高温により容易に酸化し易くなるので、製品るつぼへ
のグラファイトの混入が抑制される。さらに、製品るつ
ぼ内に前記供給されたガスが拡散し、気泡内部を減圧す
る作用がある。
According to these features, impurities such as alkaline earth metals and heavy metals contained in the supplied quartz powder are replaced with a gas such as H2 or burned in a high temperature atmosphere, so that the purity of the quartz powder is increased. . In particular, the supplied O2 gas and H
The two gases allow the inside of the mold to reach a high-temperature atmosphere in which the quartz powder can be melted in a short time, thereby facilitating degassing and suppressing the degree of air bubbles entering the product crucible. Further, the graphite constituting the electrode is easily oxidized easily by the high temperature, so that mixing of the graphite into the product crucible is suppressed. Further, the supplied gas diffuses into the product crucible, and has an effect of reducing the pressure inside the bubbles.

【0023】特に、第3の特徴によれば、石英粉は軟化
した状態で、先に形成されている石英ガラスの溶融面に
堆積するので、この石英粉は溶融面となじみやすく、し
たがって、石英表面に付着している不純物が除去されや
すい。
In particular, according to the third feature, since the quartz powder is deposited on the molten surface of the previously formed quartz glass in a softened state, the quartz powder is easily compatible with the fused surface, and thus the quartz powder is Impurities adhering to the surface are easily removed.

【0024】また、第4および第5の特徴によれば、供
給される石英粉はガスとともに吹き付けられるので、二
重筒の向きによって指向性を制御できるし、第6の特徴
によれば石英粉は二重筒の先端部でガスに包まれ、該ガ
スとの接触性が良好である。さらに、第7の特徴によれ
ば、石英の溶融層の温度低下が防止され、溶融層は継続
して雰囲気ガスと反応し、気泡の原因になる不純物の除
去が一層促進される。
According to the fourth and fifth features, since the supplied quartz powder is blown together with the gas, the directivity can be controlled by the direction of the double cylinder. According to the sixth feature, the quartz powder is blown. Is surrounded by gas at the tip of the double cylinder, and has good contact with the gas. Further, according to the seventh feature, a decrease in the temperature of the fused layer of quartz is prevented, and the fused layer continuously reacts with the atmospheric gas, and the removal of impurities that cause bubbles is further promoted.

【0025】また、本発明は、不透明層の形成に関して
以下の特徴を有する。まず、回転するモールド内でアー
ク放電によって石英粉を溶融し、るつぼ成型する石英ガ
ラスるつぼの製造方法において、モールドの内面に沿っ
て石英粉の堆積層を形成する段階と、前記モールドの側
壁および底部間の予定位置から前記堆積層にHeおよび
/またはH2 ガス(以下、Heガスで代表して説明す
る)を供給した後、アーク放電を開始する段階と、前記
堆積層の表面に薄膜溶融層が形成された時に、前記He
ガスの供給を停止して前記堆積層から排気をする段階
と、前記堆積層が予定の真空度に達したときに、Heガ
スの供給を再開する段階とからなる点に第8の特徴があ
る。第8の特徴によれば、真空になった堆積層のボイド
中にHeガスが供給され、ボイド中の雰囲気がHeで置
換される。
Further, the present invention has the following features regarding the formation of the opaque layer. First, in a method for manufacturing a quartz glass crucible in which a quartz powder is melted by arc discharge in a rotating mold and a crucible is formed, a step of forming a deposited layer of quartz powder along an inner surface of the mold; Supplying He and / or H2 gas (hereinafter referred to as He gas as a representative) to the deposition layer from a predetermined position in between, starting an arc discharge, and forming a thin film molten layer on the surface of the deposition layer. When formed, the He
An eighth feature is that the step of stopping the supply of gas and evacuating the deposition layer and the step of restarting the supply of He gas when the deposition layer reaches a predetermined degree of vacuum are provided. . According to the eighth feature, He gas is supplied into the void in the vacuum-deposited layer, and the atmosphere in the void is replaced with He.

【0026】また、本発明は、前記堆積層が形成された
後、前記モールドの上部開口部に蓋をしてモールド内を
排気する段階と、前記モールド内が予定の真空度に達し
たときに、モールド内にHeガスを供給し、モールド内
の圧力が予定値まで上昇したときに前記蓋を開けてアー
ク放電を開始する段階とからなり、前記蓋を開けた後、
前記Heガスの供給を予定時間継続する点に第9の特徴
がある。第9の特徴によれば、モールドが蓋で密閉され
ているので、より高い真空度を得ることができる。した
がって、その後に供給されたHeガスは堆積層のボイド
中に十分にいきわたりHeガスによる置換が十分に行わ
れる。
The present invention also provides a step of, after the deposition layer is formed, covering the upper opening of the mold and evacuating the inside of the mold, and further comprising the steps of: Supplying He gas into the mold, and starting the arc discharge by opening the lid when the pressure in the mold rises to a predetermined value. After opening the lid,
A ninth feature is that the supply of the He gas is continued for a predetermined time. According to the ninth feature, a higher degree of vacuum can be obtained because the mold is sealed with the lid. Therefore, the He gas supplied thereafter sufficiently spreads in the voids of the deposited layer and is sufficiently replaced by the He gas.

【0027】また、本発明は、モールドの側壁および底
部間の予定位置から前記堆積層にHeガスを供給した
後、アーク放電を開始する段階と、前記堆積層の表面に
薄膜溶融層が形成された時に、前記Heガスの供給を継
続しつつ前記モールドの側壁上部から前記堆積層の排気
をする段階とからなる点に第10の特徴があり、この特
徴によって堆積層に下方から上方へ抜けるHeガスの流
れが生じさせ、堆積層全体に置換作用を及ばせることが
できる。
The present invention also provides a step of starting the arc discharge after supplying He gas to the deposition layer from a predetermined position between the side wall and the bottom of the mold, and forming a thin film molten layer on the surface of the deposition layer. And a step of exhausting the deposition layer from the upper part of the side wall of the mold while continuing the supply of the He gas. A gas flow can be created, which can have a displacing effect on the entire deposited layer.

【0028】また、本発明は、堆積層の表面に前記薄膜
溶融層が形成された時に、前記Heガスの供給位置を前
記モールドの側壁上部に切り替えるとともに、アーク放
電前にHeガスを供給していた位置から前記堆積層の排
気をする点に第11の特徴があり、この特徴によって堆
積層に上方から下方へ抜けるHeガスの流れを生じさ
せ、堆積層全体に置換作用を及ばせることができる。
Further, according to the present invention, when the thin film molten layer is formed on the surface of the deposition layer, the supply position of the He gas is switched to the upper part of the side wall of the mold, and the He gas is supplied before the arc discharge. The eleventh feature is that the deposition layer is evacuated from a position where the He gas flows from above to below in the deposition layer, and the replacement action can be exerted on the entire deposition layer. .

【0029】また、本発明は、前記堆積層、前記モール
ドの上部開口部に蓋をして、モールド内を排気する段階
と、前記モールド内が予定の真空度に達したときに、モ
ールドの側壁および底部間の予定位置からモールド内に
Heガスを供給する段階と、モールド内の圧力が予定値
まで上昇したときに前記蓋を開けてアーク放電を開始す
る段階とからなり、前記堆積層の表面に薄膜溶融層が形
成された時に、前記Heガスの供給を継続しつつ前記モ
ールドの側壁上部から前記堆積層の排気をする段階とか
らなる点に第12の特徴がある。
[0029] The present invention also provides a step of evacuating the inside of the mold by covering the upper opening of the mold with the deposition layer, and a step of forming a side wall of the mold when the inside of the mold reaches a predetermined degree of vacuum. And supplying He gas into the mold from a predetermined position between the bottom and the bottom, and starting the arc discharge by opening the lid when the pressure in the mold rises to a predetermined value. The twelfth feature is that the step of exhausting the deposited layer from the upper part of the side wall of the mold while the supply of the He gas is continued when the thin film molten layer is formed.

【0030】また、本発明は、前記堆積層が形成された
後、前記モールドの上部開口部に蓋をして、モールド内
を排気する段階と、前記モールド内が予定の真空度に達
したときに、モールドの側壁および底部間の予定位置か
らモールド内にHeガスを供給する段階と、モールド内
の圧力が予定値まで上昇したときに前記蓋を開けてアー
ク放電を開始する段階とからなり、前記堆積層の表面に
薄膜溶融層が形成された時に、前記Heガスの供給位置
を前記モールドの側壁上部に切り替えるとともに、アー
ク放電前にHeガスを供給していた位置から前記堆積層
の排気をする段階とからなる点に第13の特徴がある。
第12,第13の特徴を有する本発明は、第10および
第11の特徴を有する発明と同様に作用する。
Further, the present invention provides a method wherein, after the deposition layer is formed, the upper opening of the mold is covered and the inside of the mold is evacuated, and when the inside of the mold reaches a predetermined degree of vacuum. A step of supplying He gas into the mold from a predetermined position between the side wall and the bottom of the mold, and a step of starting the arc discharge by opening the lid when the pressure in the mold rises to a predetermined value, When a thin film molten layer is formed on the surface of the deposition layer, the supply position of the He gas is switched to the upper part of the side wall of the mold, and exhaust of the deposition layer is performed from the position where the He gas was supplied before the arc discharge. The thirteenth feature lies in the step of
The present invention having the twelfth and thirteenth features operates similarly to the invention having the tenth and eleventh features.

【0031】上記第8〜第13の特徴によれば、堆積層
のボイドがHeガスで置換されるので、製品としての石
英ガラスるつぼが、半導体単結晶引上げ時に高温(14
50〜1700°C)になったときでも石英ガラスるつ
ぼの外表面層中に混入した気泡の膨張を抑制することが
できる。その結果、石英ガラスるつぼの熱伝導性が損な
われず、石英ガラスるつぼの異常な温度上昇が抑制され
る。
According to the eighth to thirteenth features, since the voids in the deposited layer are replaced with He gas, the quartz glass crucible as a product is heated to a high temperature (14 ° C.) when the semiconductor single crystal is pulled.
Even when the temperature reaches 50 to 1700 ° C.), the expansion of bubbles mixed into the outer surface layer of the quartz glass crucible can be suppressed. As a result, the thermal conductivity of the quartz glass crucible is not impaired, and the abnormal temperature rise of the quartz glass crucible is suppressed.

【0032】さらに、本発明は、前記堆積層を予定時間
溶融させた後、つまり不透明層を形成させる段階の後、
前記モールド内にH2 、O2 、H2 O、He、およびN
eガスからなる群のうち少なくとも1種のガスを供給す
る段階と、供給された前記ガスの雰囲気中を通過させて
前記モールド内表面に石英粉を供給する段階とからなる
点に第14の特徴があり、材料粉である石英粉がモール
ド内表面に到達する前に、アーク雰囲気中で軟化される
よう石英粉をモールド内に散布する点に第15の特徴が
ある。第14,第15の特徴を有する本発明は、第9〜
第13の特徴による発明と同様に作用するとともに第1
および第2の特徴を有する発明と同様に作用する。
Further, the present invention provides a method for manufacturing a semiconductor device according to the present invention, further comprising the steps of:
H2, O2, H2 O, He, and N
A fourteenth feature of the present invention comprises a step of supplying at least one gas from the group consisting of e-gas and a step of supplying quartz powder to the inner surface of the mold by passing the supplied gas through the atmosphere. The fifteenth feature is that the quartz powder is sprayed into the mold so that the quartz powder is softened in the arc atmosphere before reaching the inner surface of the mold. The present invention having the fourteenth and fifteenth features is characterized by
It operates in the same manner as the invention according to the thirteenth aspect, and
And it works similarly to the invention having the second feature.

【0033】[0033]

【発明の実施の形態】以下、本発明を、実施形態に従っ
て説明する。本実施形態では石英ガラスるつぼ内表面に
形成される透明層に存在する気泡の個数やサイズを小さ
くし、かつ気泡の膨張率を小さくする手段を提供する。
DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Hereinafter, the present invention will be described according to embodiments. The present embodiment provides a means for reducing the number and size of bubbles existing in the transparent layer formed on the inner surface of the quartz glass crucible and for reducing the expansion rate of the bubbles.

【0034】まず、第1に原料としての石英粉の粒子間
に残存するN2 ガス等やアルカリ土金属等は気泡の発生
源となるので、これらを絶つことによって、気泡の個数
を少なく、かつそのサイズを小さくする。具体的には、
H2 、O2 、H2 O、He、Ne等のガスのうち1種類
または複数種類を混合状態で導入することによって気泡
自体の少ない石英ガラスるつぼが得られる。アーク放電
時に上記ガスを導入すると、モールド内は極めて高温に
なるからである。ガスを導入しない従来のアークベルヌ
イ法においては、モールド内の温度が上昇するにつれ
て、まず、原料の表面が1650°C付近で焼結し、続
いて1750°C付近に達すると溶融を始める。これに
対して、本実施形態によれば前記焼結工程を経る時間を
減らして短時間のうちに溶融状態に至らせることによっ
て脱ガスが容易となり、混入する気泡を少なくすること
ができる。特に、O2 ガスおよびH2 ガスをアーク放電
中に導入させると、モールド内は容易に高温に達するた
め、その高温雰囲気中では原料の焼結の程度は少なくで
きる。
First, N2 gas or alkaline earth metal remaining between the particles of quartz powder as a raw material is a source of air bubbles. By cutting these off, the number of air bubbles is reduced and the number of air bubbles is reduced. Reduce the size. In particular,
By introducing one or more of gases such as H2, O2, H2 O, He, Ne and the like in a mixed state, a quartz glass crucible with few bubbles can be obtained. This is because if the above gas is introduced during arc discharge, the temperature inside the mold becomes extremely high. In the conventional arc Bernoulli method in which no gas is introduced, as the temperature in the mold increases, the surface of the raw material first sinters at around 1650 ° C., and then begins to melt when it reaches around 1750 ° C. On the other hand, according to the present embodiment, degassing is facilitated by shortening the time required for the sintering step to reach the molten state in a short time, and the number of air bubbles can be reduced. In particular, when O2 gas and H2 gas are introduced during arc discharge, the inside of the mold easily reaches a high temperature, so that the degree of sintering of the raw material can be reduced in the high temperature atmosphere.

【0035】第2に、気泡内部を減圧することによって
気泡の膨張率を小さくする。上述と同様、アーク放電時
にH2 ガスやO2 ガスを導入することによって気泡の膨
張率を小さくすることができる。導入された上記ガスは
石英ガラスるつぼ中および石英ガラスるつぼ内の気泡中
に拡散して石英ガラス中に容易に溶存する。H2 、H
e、Neは特に拡散が早く容易に石英ガラス中に溶存す
る。これら原子半径の小さいガスの原子は石英ガラス中
のシリカマトリクスを自由に移動できる。その結果、減
圧・高温条件下で容易に石英ガラス外へ放出され、気泡
の内部圧を低下させ、気泡の膨張が抑制される。
Second, the expansion rate of the bubble is reduced by reducing the pressure inside the bubble. As described above, the expansion rate of bubbles can be reduced by introducing H2 gas or O2 gas during arc discharge. The introduced gas diffuses into the quartz glass crucible and bubbles in the quartz glass crucible and easily dissolves in the quartz glass. H2, H
e and Ne are particularly easy to diffuse and easily dissolve in quartz glass. These gas atoms having a small atomic radius can freely move through the silica matrix in the quartz glass. As a result, it is easily released to the outside of the quartz glass under reduced pressure and high temperature conditions, the internal pressure of the bubbles is reduced, and the expansion of the bubbles is suppressed.

【0036】第3に、グラファイト電極から混入するグ
ラファイトを排除して気泡の個数および気泡の膨張率を
小さくする。石英ガラスるつぼはモールド内で原料を溶
融・凝固させて製造する。そして、その溶融熱はグラフ
ァイト電極によるアーク放電から得る。グラファイト電
極から生じるグラファイトはモールド内のO2 と結び付
いてその大部分が燃焼するが、一部が、製造された石英
ガラスるつぼ内に残存して気泡を形成すると共にその膨
張率を大きくする。すなわち、残存したグラファイトは
低圧・高温条件下つまり引上げ条件下で、気泡内に一緒
に閉じ込められているO2 と反応してCOガスを発生
し、気泡を膨張させるからである。
Third, graphite mixed from the graphite electrode is eliminated to reduce the number of bubbles and the expansion rate of the bubbles. Quartz glass crucibles are manufactured by melting and solidifying raw materials in a mold. And the heat of fusion is obtained from the arc discharge by the graphite electrode. Most of the graphite generated from the graphite electrode is combined with O2 in the mold and burns, but a part of the graphite remains in the manufactured quartz glass crucible to form bubbles and increase its expansion rate. That is, the remaining graphite reacts with O2 trapped in bubbles under low pressure and high temperature conditions, that is, under pulling conditions, to generate CO gas and expand the bubbles.

【0037】そこで、グラファイトが石英ガラスるつぼ
の内表面に混入するのを防止するため、アーク放電時に
H2 、O2 、H2 O、He、Ne等のガスを導入する。
上述のようにグラファイトは導入されたO2 と結び付い
て燃焼するが、他の上記ガスを導入することによってモ
ールド内は極めて高温になるため、空気中のO2 と結び
付いてより一層燃焼しやすくなる。特に、H2、O2 、
H2 Oはグラファイトの酸化を促進させる。
In order to prevent graphite from entering the inner surface of the quartz glass crucible, gases such as H 2, O 2, H 2 O, He, and Ne are introduced during arc discharge.
As described above, graphite is combined with the introduced O2 and burns. However, since the inside of the mold becomes extremely hot due to the introduction of the other gases described above, the graphite is combined with O2 in the air and burns more easily. In particular, H2, O2,
H2 O promotes the oxidation of graphite.

【0038】続いて、石英ガラスるつぼの具体的な製造
方法と、製造された石英ガラスるつぼの透明層中の気泡
の膨張率測定結果を説明する。第1実施形態ではモール
ド内へH2 ガスを導入する。図1は、石英ガラスるつぼ
の製造装置を示す要部断面図である。同図において、金
属(好ましくはステンレス鋼)からなるモールド1は2
重構造になっていて、内壁1Aに設けられた管1B内を
通過する冷却水で水冷されている。モールド1は内径が
570mmであり、このモールド1を、図示しない回転
装置によって軸2を中心に回転させる。モールド1の中
央上部に配設された熱遮蔽板3には一対のグラファイト
電極4,5が保持されている。
Next, a specific method of manufacturing a quartz glass crucible and a measurement result of the expansion rate of bubbles in the transparent layer of the manufactured quartz glass crucible will be described. In the first embodiment, H2 gas is introduced into the mold. FIG. 1 is a cross-sectional view of a main part showing an apparatus for manufacturing a quartz glass crucible. In the figure, a mold 1 made of metal (preferably stainless steel)
It has a double structure and is water-cooled with cooling water passing through a tube 1B provided on the inner wall 1A. The mold 1 has an inner diameter of 570 mm, and the mold 1 is rotated about a shaft 2 by a rotating device (not shown). A pair of graphite electrodes 4 and 5 are held on a heat shield plate 3 disposed at the upper center of the mold 1.

【0039】ガスノズル6および原料の石英粉を投入す
るための導入管7によって二重筒が形成され、この二重
筒は前記グラファイト電極4に隣接して配置されてい
る。二重筒は内側に石英粉の導入管7があり、外側にガ
スノズル6を配置しているが、この逆であってもよい。
二重筒の内側(内筒)から石英粉を導入し、外側(外
筒)からガスを導入する場合、内筒の先端を外筒の先端
より後退させた状態、つまり内筒を外筒よりも引っ込ま
せた状態に設定しておくと、石英粉をガスが包み込むよ
うな状態となって、両者の接触が十分になりやすい。
A double cylinder is formed by the gas nozzle 6 and the introduction pipe 7 for introducing the raw material quartz powder, and this double cylinder is arranged adjacent to the graphite electrode 4. The double cylinder has a quartz powder inlet tube 7 inside and a gas nozzle 6 arranged outside, but the reverse is also possible.
When quartz powder is introduced from the inside of the double cylinder (inner cylinder) and gas is introduced from the outer cylinder (outer cylinder), the tip of the inner cylinder is retracted from the tip of the outer cylinder. If it is set in a state where it is also retracted, the state is such that the gas wraps the quartz powder, and the contact between the two is likely to be sufficient.

【0040】本実施形態では原料粉として石英粉を使用
しているが、ここでいう「石英粉」には、石英に限ら
ず、二酸化ケイ素(シリカ)を含む、水晶、珪砂等、石
英ガラスるつぼの原材料として周知の材料の粉をも含
む。前記ガスノズル6の入口6AはH2 ガスの配管また
はボンベ(図示せず)に接続され、導入管7の上端は石
英粉を収容したホッパ8に接続されている。なお、グラ
ファイト電極4,5の間には追加的にガス導入管9を設
けることができる。
In the present embodiment, quartz powder is used as a raw material powder. However, the term “quartz powder” used herein is not limited to quartz, and includes quartz glass crucibles such as quartz, silica sand, etc., including silicon dioxide (silica). Also includes powders of known materials. The inlet 6A of the gas nozzle 6 is connected to a H2 gas pipe or cylinder (not shown), and the upper end of the introduction pipe 7 is connected to a hopper 8 containing quartz powder. In addition, a gas introduction pipe 9 can be additionally provided between the graphite electrodes 4 and 5.

【0041】このように構成された製造装置によるるつ
ぼの製造工程を説明する。まず、モールド1を回転さ
せ、石英粉(一例として粒度60#〜150#)を、導
入管7を通じてモールド1の内周面に投入する。モール
ド1を回転させているので、投入された石英粉は遠心力
でモールド1の内周面に張り付いて堆積する。なお、こ
のときの石英粉の投入は前記導入管7を使用して行って
もよいし、他の装置によってもよい。予定量の石英粉を
堆積させたならば、グラファイト電極4,5間に電圧を
印加してアーク放電させる。このアーク熱によってモー
ルド1に張り付いた石英粉は溶融され、石英ガラスるつ
ぼの外周面を構成する不透明層L1(図1参照)が形成
される。
A process of manufacturing a crucible by the manufacturing apparatus having the above-described configuration will be described. First, the mold 1 is rotated, and quartz powder (for example, a particle size of 60 # to 150 #) is introduced into the inner peripheral surface of the mold 1 through the introduction pipe 7. Since the mold 1 is being rotated, the charged quartz powder sticks to the inner peripheral surface of the mold 1 and is deposited by centrifugal force. At this time, the introduction of the quartz powder may be performed by using the introduction pipe 7 or by another device. After a predetermined amount of quartz powder is deposited, a voltage is applied between the graphite electrodes 4 and 5 to cause arc discharge. The quartz powder adhered to the mold 1 is melted by the arc heat, and an opaque layer L1 (see FIG. 1) constituting the outer peripheral surface of the quartz glass crucible is formed.

【0042】不透明層L1が形成されたならば、続いて
透明層L2(図1参照)を形成する。前記堆積した石英
粉の溶融を開始して5〜10分が経過したときに、導入
管7およびガスノズル6を通じてモールド1に石英粉お
よびH2 ガスを供給する。このとき、石英粉の供給量
は、例えば80〜160g/分、H2 ガスの供給量は例
えば60リットル〜100リットル/分とするのがよ
い。
After the formation of the opaque layer L1, a transparent layer L2 (see FIG. 1) is subsequently formed. When 5 to 10 minutes have passed after the melting of the deposited quartz powder has started, the quartz powder and H2 gas are supplied to the mold 1 through the introduction pipe 7 and the gas nozzle 6. At this time, the supply amount of the quartz powder is preferably, for example, 80 to 160 g / min, and the supply amount of the H2 gas is, for example, 60 to 100 liter / min.

【0043】グラファイト電極4,5のアーク近傍の雰
囲気は2000°C以上(アーク中は5000°C以
上)になっており、この雰囲気中に散布された石英粉は
軟化する。軟化した石英粉は不透明層L1の上に直接移
行するか、一旦モールド底部に落下した後、遠心力でせ
り上がるかして不透明層L1上に堆積し、透明層L2を
形成する。
The atmosphere in the vicinity of the arc of the graphite electrodes 4 and 5 is 2000 ° C. or higher (5000 ° C. or higher during the arc), and the quartz powder sprayed in this atmosphere softens. The softened quartz powder is directly transferred onto the opaque layer L1 or once dropped on the bottom of the mold and then lifted up by centrifugal force to deposit on the opaque layer L1 to form the transparent layer L2.

【0044】H2 ガスとともにアーク近傍に投入されて
軟化する程度に至った石英粉は、その表面に付着してい
る空気、水分、ならびにアルカリ土金属、重金属のよう
な不純物がH2 ガスで置換されるか高温中で燃焼するか
して純度が高められる。その結果、透明層L2に取り込
まれて気泡の発生源となる残留ガスを低減させることが
できる。また、取り込まれた残留ガスに関しても、拡散
性の高いH2 ガスで置換されているので、上述のよう
に、該H2ガスは石英ガラス中のシリカマトリクスを自
由に移動できるため、減圧・高温条件下で容易に石英ガ
ラス外へ放出され、気泡の膨張による破裂は起りにく
い。
The quartz powder which has been introduced into the vicinity of the arc together with the H 2 gas and softened is replaced with air, moisture and impurities such as alkaline earth metals and heavy metals adhering to the surface thereof by the H 2 gas. Or burning in high temperature to increase the purity. As a result, it is possible to reduce the residual gas that is taken into the transparent layer L2 and is a source of bubbles. In addition, since the residual gas taken in is also replaced by H2 gas having high diffusivity, as described above, the H2 gas can freely move through the silica matrix in the quartz glass. And is easily released to the outside of the quartz glass, and rupture due to expansion of bubbles is unlikely to occur.

【0045】なお、透明層L2に混入される残留ガスを
極力低減させるためには、溶融している石英表面層の温
度を高温(好ましくは2000°C以上)に維持するの
がよい。高温であるほど、溶融している表面層から残留
ガスが雰囲気中に放出されるからである。石英粉を連続
して投入すると溶融している表面層の温度低下をきたす
ことがあるため、石英粉の散布は断続的に行うのがよ
い。例えば、石英粉の散布とH2 ガスの供給を10分間
行った後、一旦石英粉の散布を停止させてさらに20分
間溶融操作を続ける。この操作を繰り返して、透明層L
2を所望の厚さに仕上げる。なお、溶融している表面層
の残留ガスに対する作用を継続させるため、石英粉の散
布を停止させている間、H2 ガスの供給のみは続けても
よい。
In order to reduce the residual gas mixed in the transparent layer L2 as much as possible, the temperature of the fused quartz surface layer is preferably maintained at a high temperature (preferably 2000 ° C. or higher). This is because the higher the temperature, the more the residual gas is released from the molten surface layer into the atmosphere. If quartz powder is continuously introduced, the temperature of the molten surface layer may decrease, so that the quartz powder is preferably sprayed intermittently. For example, after spraying quartz powder and supplying H2 gas for 10 minutes, the spraying of quartz powder is stopped once and the melting operation is continued for another 20 minutes. By repeating this operation, the transparent layer L
Finish 2 to desired thickness. In order to continue the action of the molten surface layer on the residual gas, only the supply of the H2 gas may be continued while the dispersion of the quartz powder is stopped.

【0046】以上のようにして製造した石英ガラスるつ
ぼについて、気泡の個数、サイズ、および膨張率につい
て調査した。図3は、本実施形態に係る製造方法による
石英ガラスるつぼについて使用前後に気泡の個数とサイ
ズを調査した結果を示す図である。使用前の気泡の観察
は、石英ガラスるつぼの内側コーナ部に20倍顕微鏡を
セットし、内表面から0.5mm〜1.5mmの深さに
おいて、20か所のサンプルについて実施した。
With respect to the quartz glass crucible manufactured as described above, the number, size, and expansion coefficient of bubbles were examined. FIG. 3 is a diagram showing the results of investigation on the number and size of bubbles before and after use in a quartz glass crucible according to the manufacturing method according to the present embodiment. Observation of air bubbles before use was performed on 20 samples at a depth of 0.5 mm to 1.5 mm from the inner surface by setting a 20 × microscope at the inner corner portion of the quartz glass crucible.

【0047】使用後の観察は、使用後の石英ガラスるつ
ぼのコーナ部を切断し、切断面を室温で30分間、15
%酸性フッ化アンモニウムでエッチングした後、超純水
シャワーで洗浄したものについて実施した。観察位置は
使用前の場合と同様、石英ガラスるつぼの内表面から
0.5mm〜1.5mmの深さにおいて20か所のサン
プルについて実施した。なお、石英ガラスるつぼは、C
Z法により100kgのシリコンを50時間で引き上げ
たものを「使用後」のサンプルとした。
For observation after use, the corner portion of the quartz glass crucible after use was cut, and the cut surface was cut at room temperature for 30 minutes.
After etching with% ammonium fluoride acid, cleaning was performed with an ultrapure water shower. The observation position was the same as before the observation, and the observation was performed on 20 samples at a depth of 0.5 mm to 1.5 mm from the inner surface of the quartz glass crucible. The quartz glass crucible is C
A sample “after use” was obtained by pulling 100 kg of silicon in 50 hours by the Z method.

【0048】図3に示すように、使用前の気泡の最大サ
イズ(直径)は51μm、最小は3μm、平均が13μ
mであり、使用後の気泡の最大サイズは90μm、最小
は9μm、平均が34μmであった。また、石英ガラス
るつぼの気泡の個数は、使用前が0.14個/mm3 、
使用後が0.27個/mm3 であった。このように、使
用後の平均気泡サイズは34μmであり、図2に関して
説明した結果と整合して単結晶歩留まりは100%であ
った。
As shown in FIG. 3, the maximum size (diameter) of the bubble before use is 51 μm, the minimum is 3 μm, and the average is 13 μm.
m, the maximum size of the bubble after use was 90 μm, the minimum was 9 μm, and the average was 34 μm. The number of bubbles in the quartz glass crucible was 0.14 / mm3 before use,
After use, it was 0.27 pieces / mm3. Thus, the average bubble size after use was 34 μm, and the single crystal yield was 100%, consistent with the results described with respect to FIG.

【0049】続いて、気泡の膨張率と歩留まりとの関係
の調査結果について説明する。上述の製造方法におい
て、H2 ガスの導入量を0〜60リットル/分の間で変
化させて22インチ石英ガラスるつぼを13個製造し
た。これらの石英ガラスるつぼについて、気泡の膨張率
(使用後気泡径/使用前気泡径)と単結晶化歩留まりと
を調査し、両者の関係を調査した。図4は膨張率と単結
晶化歩留まりとの関係を示す図である。単結晶化歩留ま
りを調査するための石英ガラスるつぼの使用条件および
観察条件は図3の例と同一である。
Next, a description will be given of the results of an investigation on the relationship between the expansion rate of bubbles and the yield. In the above manufacturing method, 13 22-inch quartz glass crucibles were manufactured by changing the amount of H2 gas introduced between 0 and 60 liters / minute. With respect to these quartz glass crucibles, the expansion rate of bubbles (bubble diameter after use / bubble diameter before use) and the yield of single crystallization were investigated, and the relationship between the two was investigated. FIG. 4 is a diagram showing the relationship between the coefficient of expansion and the yield of single crystallization. The use conditions and observation conditions of the quartz glass crucible for investigating the yield of single crystallization are the same as those in the example of FIG.

【0050】図4に示すように、13種類のるつぼの気
泡の膨張率は1.5〜3.5までの範囲に分布してい
る。同図から理解できるように、単結晶化歩留まりは膨
張率が「2.5」未満のサンプルにおいて良好な結果
(100%)となっている。
As shown in FIG. 4, the expansion rates of the bubbles of the 13 types of crucibles are distributed in the range of 1.5 to 3.5. As can be understood from the figure, the single crystallization yield is a good result (100%) in a sample having an expansion coefficient of less than “2.5”.

【0051】上述のように、本実施形態によれば、大気
の巻き込み等に代表される操作環境の外的要因によって
生じる汚染物の除去や原料粉に含まれている不純物の更
なる除去が積極的になされている。その結果、石英ガラ
スるつぼの透明層に閉じ込められた不活性気体の量が極
限まで低減された。
As described above, according to the present embodiment, the removal of contaminants caused by external factors of the operating environment typified by the entrainment of the air and the further removal of impurities contained in the raw material powder are actively performed. Has been done. As a result, the amount of inert gas confined in the transparent layer of the quartz glass crucible was reduced to the utmost.

【0052】次に、本発明の第2実施形態を説明する。
上記第1実施形態ではH2 ガスを導入してるつぼを製造
した。この第2実施形態では、O2 ガスおよびH2 ガス
を導入した。図5は第2実施形態に係る石英ガラスるつ
ぼの製造装置を示す要部断面図であり、図1と同符号は
同一または同等部分を示す。同図において、二重筒70
を形成する管のうち、内側の導入管70Aはホッパ8を
通じて原料粉を供給できるように構成すると共に、その
途中にはO2 ガスを導入できるよう枝管つまり入口70
Bを有する。一方、二重筒70のうち外側の管つまりガ
スノズル6は第1の実施形態と同様、H2 ガスを導入す
る入口6Aを有する。
Next, a second embodiment of the present invention will be described.
In the first embodiment, the crucible was manufactured by introducing H2 gas. In the second embodiment, O2 gas and H2 gas are introduced. FIG. 5 is a cross-sectional view of a main part showing a manufacturing apparatus of a quartz glass crucible according to the second embodiment, and the same reference numerals as those in FIG. In FIG.
Is formed so that the raw material powder can be supplied through the hopper 8, and a branch pipe or an inlet 70A in the middle thereof for introducing O2 gas.
B. On the other hand, the outer tube of the double cylinder 70, that is, the gas nozzle 6, has an inlet 6A for introducing H2 gas, as in the first embodiment.

【0053】このように、石英粉とO2 ガスとを共通の
筒つまり導入管70Aから噴出させると、導入管70A
の向きに従って石英粉の投入方向を任意に指向させるこ
とができる。しかし、本発明はこれに限定されず、石英
粉とO2 ガスとを別々のノズルを使用してモールド1内
に投入してもよい。
As described above, when the quartz powder and the O 2 gas are ejected from the common cylinder, that is, the introduction pipe 70A, the introduction pipe 70A
The feeding direction of the quartz powder can be arbitrarily set according to the direction of the above. However, the present invention is not limited to this, and quartz powder and O2 gas may be injected into the mold 1 using separate nozzles.

【0054】動作時、まず、第1実施形態と同様にして
不透明層L1を形成する。不透明層L1が形成されたな
らば、続いて透明層L2(図1参照)を形成する。前記
堆積した石英粉の溶融を開始して5〜10分が経過した
ときに、二重筒70を通じてモールド1に石英粉および
O2 ガスおよびH2 ガスを供給する。このとき、第1実
施形態と同様、石英粉の供給量は、例えば80〜160
g/分、O2 ガスおよびH2 ガスの合計供給量は例えば
60リットル〜100リットル/分とするのがよい。ま
た、O2 ガスとH2 ガスの供給量の比は1:6が望まし
い。O2 ガスが多すぎると、かえって気泡を生じやすい
からであり、H2 ガスを最大限度まで増量した場合、前
記比を1:10とすることができる。
In operation, first, the opaque layer L1 is formed as in the first embodiment. After forming the opaque layer L1, a transparent layer L2 (see FIG. 1) is subsequently formed. When 5 to 10 minutes have passed after the melting of the deposited quartz powder has started, quartz powder, O2 gas and H2 gas are supplied to the mold 1 through the double cylinder 70. At this time, as in the first embodiment, the supply amount of the quartz powder is, for example, 80 to 160.
g / min, and the total supply of O2 gas and H2 gas is preferably, for example, 60 to 100 liter / min. The ratio of the supply amounts of the O2 gas and the H2 gas is desirably 1: 6. This is because if the O2 gas is too much, bubbles are rather likely to be generated. When the H2 gas is increased to the maximum, the above ratio can be 1:10.

【0055】グラファイト電極4,5のアーク近傍の雰
囲気中に散布された石英粉は軟化して前記不透明層L1
の上に直接移行するか、一旦モールド底部に落下した
後、遠心力でせり上がるかして不透明層L1上に堆積
し、透明層L2を形成する。特に、O2 ガスおよびH2
ガスが投入されて高温となった雰囲気を通過した石英粉
は極めて容易に軟化する。
The quartz powder sprayed in the atmosphere near the arcs of the graphite electrodes 4 and 5 softens and turns into the opaque layer L1.
On the opaque layer L1 by directly transferring to the top of the mold, or once falling to the bottom of the mold, and then rising by centrifugal force to form a transparent layer L2. In particular, O2 gas and H2
Quartz powder that has passed through the atmosphere at a high temperature after the gas has been introduced softens very easily.

【0056】O2 ガスおよびH2 ガスとともにアーク近
傍に投入されて軟化する程度に至った石英粉で形成され
た透明層L2には気泡の発生源となる残留ガスが少な
い。また、わずかに透明層L2内に残ったガスに関して
も、H2 リッチな環境下では、H2 ガスのみを導入した
場合と同様、減圧・高温条件下で容易に石英ガラス外へ
放出される。
The transparent layer L2 made of quartz powder which has been injected into the vicinity of the arc together with the O2 gas and the H2 gas and has been softened contains little residual gas as a source of bubbles. Further, the gas slightly remaining in the transparent layer L2 is easily released to the outside of the quartz glass under reduced pressure and high temperature under a H2-rich environment, as in the case where only the H2 gas is introduced.

【0057】上述のように、H2 ガスの流量比を高くし
て石英ガラスるつぼを製造した場合、そのるつぼ中はH
2 リッチな状態になっている。この豊富なH2 ガスは半
導体単結晶引上げ中に生ずる対流によって石英ガラスる
つぼ内に浸入する空気中のO2 ガスと反応して水蒸気を
発生させても、なお石英ガラスるつぼ中をH2 リッチに
維持できる。引上げ中に発生した水蒸気は石英ガラスる
つぼの内表面に接触せずにアーク放電の高温対流で石英
ガラスるつぼの上部から排出される。
As described above, when a quartz glass crucible is manufactured by increasing the flow ratio of H 2 gas, H
2 It is rich. Even if the abundant H2 gas reacts with the O2 gas in the air entering the quartz glass crucible by convection generated during pulling of the semiconductor single crystal to generate water vapor, the quartz glass crucible can still be kept H2 rich. The water vapor generated during the pulling is discharged from the upper part of the quartz glass crucible by the high temperature convection of the arc discharge without contacting the inner surface of the quartz glass crucible.

【0058】第2の実施形態において製造された石英ガ
ラスるつぼの使用前後における気泡の個数とサイズの調
査結果は、第1の実施形態と同様である。また、石英る
つぼ中の気泡の膨脹率についても第1の実施形態と同様
の結果であった。
The results of investigation on the number and size of bubbles before and after use of the quartz glass crucible manufactured in the second embodiment are the same as in the first embodiment. In addition, the expansion rate of the bubbles in the quartz crucible was the same as in the first embodiment.

【0059】第2の実施形態においては、二重筒のうち
内筒から原料粉とともにO2 ガスを供給し、外筒からH
2 ガスを供給するようにしたが、これとは逆に原料粉と
ともにH2 ガスを供給し、外筒からO2 ガスを供給する
ようにしてもよい。また、O2 ガスとH2 ガスとは別々
に供給するのに限らず、予め互いを混合し、その混合ガ
スを供給するようにしてもよい。
In the second embodiment, O2 gas is supplied together with the raw material powder from the inner cylinder of the double cylinder, and H 2 gas is supplied from the outer cylinder.
Although the two gases are supplied, the H2 gas may be supplied together with the raw material powder and the O2 gas may be supplied from the outer cylinder. The O2 gas and the H2 gas are not limited to being supplied separately, but may be mixed in advance and the mixed gas may be supplied.

【0060】続いて、石英ガラスるつぼの外表面層つま
り不透明層における熱伝導性を安定させるための製造方
法を説明する。不透明層の熱伝導性を安定させるため
に、石英粉を溶融するポットつまりモールドからHeガ
スを供給するとともにモールド内壁面に堆積させた石英
粉のボイド中の気体をHeガスで置換させるようにし
た。以下、図面を参照して詳細に説明する。
Next, a manufacturing method for stabilizing the thermal conductivity in the outer surface layer, that is, the opaque layer of the quartz glass crucible will be described. In order to stabilize the thermal conductivity of the opaque layer, He gas is supplied from a pot for melting the quartz powder, that is, a mold, and gas in the voids of the quartz powder deposited on the inner wall surface of the mold is replaced with He gas. . The details will be described below with reference to the drawings.

【0061】図6は、第3実施形態に係る石英ガラスる
つぼの製造方法で使用される製造装置の要部断面図であ
り、図1と同符号は同一または同等部分を示す。モール
ド1の中空部内壁1Aに固着された冷却水管1Bの端部
はモールド1の下方に引き出され、図示しない循環装置
に接続される。モールド1の内壁1Aの底部には置換用
ガスとしてのHeを通すための孔10が形成されてい
る。なお、He供給用の孔10は底部のみではなく、モ
ールド1の底部および側壁の間の任意の位置に設けるこ
とができる(後述図9参照)。モールド1の二重壁間の
中空部にはモールド1の底部から供給されるHeガスが
充填され、充填されたHeガスは孔10を通じて内壁1
Aを上方へ貫通する。一方、モールド1の上端近傍つま
りモールドの上部開口部寄りの内壁には排気用の孔11
が形成されており、この孔11はジョイント12に接続
され、このジョイント12には、モールド1の下方に延
長され、図示しない真空ポンプに連通するチューブ13
が接続されている。チューブ13はモールド1内の中空
部を貫通させて下方へ延長させることもできる。
FIG. 6 is a cross-sectional view of a main part of a manufacturing apparatus used in the method of manufacturing a quartz glass crucible according to the third embodiment. The same reference numerals as those in FIG. 1 denote the same or equivalent parts. The end of the cooling water pipe 1B fixed to the inner wall 1A of the hollow portion of the mold 1 is drawn out below the mold 1 and connected to a circulation device (not shown). At the bottom of the inner wall 1A of the mold 1, a hole 10 for passing He as a replacement gas is formed. Note that the He supply hole 10 can be provided not only at the bottom but also at any position between the bottom and the side wall of the mold 1 (see FIG. 9 described later). The hollow portion between the double walls of the mold 1 is filled with He gas supplied from the bottom of the mold 1, and the filled He gas flows through the hole 10 into the inner wall 1.
A penetrates upward. On the other hand, an exhaust hole 11 is provided near the upper end of the mold 1, that is, on the inner wall near the upper opening of the mold.
The hole 11 is connected to a joint 12. The joint 12 has a tube 13 extending below the mold 1 and communicating with a vacuum pump (not shown).
Is connected. The tube 13 may extend downward through a hollow portion in the mold 1.

【0062】モールド1の内径は一例として570mm
であり、このモールド1を、図示しない回転装置によっ
て矢印14で示すように回転させる。電極4,5間でア
ークを発生させる前段階で、モールド1内の壁面に沿っ
て原材料粉の堆積層15を形成してある。ガスノズル6
の入口6AはH2 ガスの配管またはボンベ(図示せず)
に接続され、導入管7の上端は石英粉を収容した原材料
ホッパに接続されるのは図1の製造装置と同様である。
The inner diameter of the mold 1 is 570 mm as an example.
The mold 1 is rotated by a rotating device (not shown) as shown by an arrow 14. Prior to the generation of an arc between the electrodes 4 and 5, a deposition layer 15 of raw material powder is formed along the wall surface inside the mold 1. Gas nozzle 6
6A inlet is H2 gas pipe or cylinder (not shown)
And the upper end of the introduction pipe 7 is connected to a raw material hopper containing quartz powder, as in the manufacturing apparatus of FIG.

【0063】次に、上記構成の製造装置を使用した石英
ガラスるつぼの製造手順を説明する。まず、石英粉の堆
積層15を形成する。石英粉の粒度および供給量は第1
実施形態と同様である。予定厚さの堆積層15が形成さ
れたならば、グラファイト電極4,5間でアーク放電さ
せて堆積層15の溶融を開始させる。
Next, a procedure for manufacturing a quartz glass crucible using the manufacturing apparatus having the above configuration will be described. First, a deposited layer 15 of quartz powder is formed. The particle size and supply amount of quartz powder are the first
This is the same as the embodiment. When the deposition layer 15 having the predetermined thickness is formed, arc discharge is caused between the graphite electrodes 4 and 5 to start melting the deposition layer 15.

【0064】アーク放電に先立ち、前記モールド1の孔
10を通じて堆積層15に対するHeガスの供給を開始
する。Heガスの供給量は30リットル/分程度がよ
い。約5分間Heガスを供給した後、アーク放電を行
う。アーク放電を開始してから1〜2分経過すると堆積
層15の表面に薄い溶融層が形成される。この薄膜溶融
層が形成された時点でHeガスの供給を停止し、前記孔
11を通じて堆積層15の未溶融部分の排気を行う。排
気によりモールド1内が予定の真空度(例えば30ト
ル)に達したときに再びHeを導入する。なお、薄膜溶
融層が形成された時点でHeガスの供給を停止させない
で、排気中、少量のHeガス(10リットル/分未満)
を供給し続けてもよい。
Prior to the arc discharge, the supply of He gas to the deposition layer 15 through the hole 10 of the mold 1 is started. The supply rate of He gas is preferably about 30 liters / minute. After supplying He gas for about 5 minutes, arc discharge is performed. One to two minutes after the start of the arc discharge, a thin molten layer is formed on the surface of the deposition layer 15. At the time when the thin film melt layer is formed, the supply of the He gas is stopped, and the unmelted portion of the deposition layer 15 is exhausted through the hole 11. When the inside of the mold 1 reaches a predetermined degree of vacuum (for example, 30 Torr) by evacuation, He is introduced again. It should be noted that a small amount of He gas (less than 10 liters / minute) is supplied during the evacuation without stopping the supply of He gas when the thin film molten layer is formed.
May be continuously supplied.

【0065】この第3実施形態では、真空度が高まった
ところでHeガスを導入するため,未溶融の堆積層15
に効果的にHeガスが吸収され、堆積層15のボイド
(空間)中の空気はHeガスで十分に置換される。堆積
層15のボイドがHeガスで置換されることにより、堆
積層15の溶融によって形成される不透明層中に存在す
る気泡はN2 ガスやO2 ガスが極めて少ない、膨張率の
小さいものとなる。なお、排気後に再開したHeガスの
供給は、予め設定した時間の後、停止させてもよいし、
少量(10リットル/分未満)を供給し続けてもよい。
In the third embodiment, the He gas is introduced when the degree of vacuum is increased.
He gas is effectively absorbed, and the air in the voids (spaces) of the deposition layer 15 is sufficiently replaced by the He gas. By replacing the voids in the deposited layer 15 with the He gas, the bubbles present in the opaque layer formed by melting the deposited layer 15 have a very small amount of N2 gas and O2 gas and a small expansion coefficient. The supply of the He gas restarted after the exhaust may be stopped after a preset time,
A small amount (less than 10 liters / minute) may continue to be supplied.

【0066】10mm程度の不透明層が形成されたなら
ば、その上層、つまり石英ガラスるつぼの内表面側に透
明層を形成する。透明層はガスノズル6からH2 ガスを
供給しつつ、同時に導入管7を通じて石英粉をモールド
1内に散布しつつ、第1実施形態と同様に形成する。
When an opaque layer of about 10 mm is formed, a transparent layer is formed on the opaque layer, that is, on the inner surface of the quartz glass crucible. The transparent layer is formed in the same manner as in the first embodiment, while supplying H2 gas from the gas nozzle 6 and simultaneously sprinkling quartz powder into the mold 1 through the introduction pipe 7.

【0067】図7は、不透明層における気泡の個数、気
泡径、および膨張率についての調査結果を示す図であ
り、使用前および使用後の気泡の観察は、透明層の場合
と同様に実施したものである。なお、個数の単位は個/
mm3 であり、気泡径の単位はμmである。同図に示す
ように、従来品と第3実施形態の製造方法による改善品
とでは、使用前の気泡の数および気泡の径はほぼ同じで
あるが、使用後は、改善品について気泡径に関して特に
大きい改善が見られる。なお、第3実施形態による石英
ガラスるつぼの透明層における、気泡の個数、気泡径、
および膨張率等は、第1実施形態と同様であった。
FIG. 7 is a diagram showing the results of a study on the number of bubbles, the bubble diameter, and the expansion coefficient in the opaque layer. The observation of the bubbles before and after use was performed in the same manner as in the case of the transparent layer. Things. The unit of the number is
mm3, and the unit of the bubble diameter is μm. As shown in the figure, the number of bubbles and the diameter of bubbles before use are substantially the same between the conventional product and the improved product obtained by the manufacturing method of the third embodiment. In particular, significant improvements are seen. In the transparent layer of the quartz glass crucible according to the third embodiment, the number of bubbles, the bubble diameter,
The expansion coefficient and the like were the same as in the first embodiment.

【0068】次に、不透明層の形成方法の変形例を説明
する。図8,図9は、変形例に係る製造方法に用いられ
る装置の断面図であり、モールド1の要部のみを示し、
電極4,5や冷却水管1B等は図示を省略している。ま
た、図6と同符号は同一または同等部分を示す。図8に
示した第4実施形態の装置では、モールド1の内壁1A
の底部には底部孔10が設けられ、側部には側部孔16
が設けられている。モールド1の底部には切替器17を
介して真空ポンプ18とHeガス供給源19が接続され
ている。また、前記電極4,5によるアーク放電の開始
前まではモールド1には蓋20が被せられるようになっ
ている。
Next, a modification of the method for forming the opaque layer will be described. 8 and 9 are cross-sectional views of an apparatus used in a manufacturing method according to a modification, showing only a main part of the mold 1.
The electrodes 4, 5 and the cooling water pipe 1B are not shown. 6 denote the same or equivalent parts. In the apparatus according to the fourth embodiment shown in FIG.
Is provided with a bottom hole 10 at the bottom and a side hole 16 at the side.
Is provided. A vacuum pump 18 and a He gas supply source 19 are connected to the bottom of the mold 1 via a switch 17. Further, the mold 1 is covered with a lid 20 before the start of the arc discharge by the electrodes 4 and 5.

【0069】この製造装置において、堆積層15を形成
した後、モールド1の上部開口部に蓋20を被せ、真空
ポンプ18を運転して底部孔10,側部孔16を介して
モールド1内を排気する。この排気により、モールド1
内が予定の真空度(例えば1〜5トル)に達したとき、
切替器17をHeガス供給源19側に切替えて、底部孔
10および側部孔16からモールド1内にHeガスを供
給する。モールド1内の圧力が予定値まで上昇したと
き、例えば大気圧になった時点で蓋20を開けてアーク
放電を開始する段階に移行する。蓋20を開けてアーク
放電を開始した後も、Heガスの供給は継続する。少な
くとも、堆積層15の表面に薄膜溶融層が形成されるま
で供給するのがよい。
In this manufacturing apparatus, after the deposition layer 15 is formed, the lid 20 is put on the upper opening of the mold 1, and the vacuum pump 18 is operated to move the inside of the mold 1 through the bottom hole 10 and the side holes 16. Exhaust. By this exhaust, the mold 1
When the inside reaches a predetermined degree of vacuum (for example, 1 to 5 Torr)
The switch 17 is switched to the He gas supply source 19 side, and He gas is supplied into the mold 1 from the bottom hole 10 and the side hole 16. When the pressure in the mold 1 increases to a predetermined value, for example, when the pressure reaches the atmospheric pressure, the process proceeds to a stage in which the lid 20 is opened to start arc discharge. Even after the lid 20 is opened to start the arc discharge, the supply of the He gas is continued. It is preferable to supply at least until a thin film fusion layer is formed on the surface of the deposition layer 15.

【0070】一方、図9に示した第5実施形態の装置で
は、モールド1の内壁1Aの底部には底部孔10が設け
られ、側部には孔16とは別に、それより上部に設けら
れた上部孔11が設けられていて、側部孔16は底部孔
10と連通している。図9の装置において、モールド1
の内面に沿って堆積層15を形成した後、側部孔16と
底部孔10を介して堆積層15にHeガスを供給し、H
eガスを予定時間(例えば5分)供給した後、アーク放
電に移行する。アーク放電により堆積層15の表面に薄
膜溶融層が形成された時に、Heガスの供給を継続しつ
つ,モールド1の側壁上部の上部孔11から堆積層15
の排気をする。このHeガスの供給と排気とにより堆積
層15内に下から上に向かうHeガスの流れが生じ、堆
積層15のボイドはこのHeガスで置換される。
On the other hand, in the apparatus of the fifth embodiment shown in FIG. 9, a bottom hole 10 is provided at the bottom of the inner wall 1A of the mold 1, and a side portion is provided above the hole 16 separately from the hole 16. A top hole 11 is provided, and a side hole 16 communicates with the bottom hole 10. In the apparatus of FIG.
After the deposition layer 15 is formed along the inner surface of the substrate, He gas is supplied to the deposition layer 15 through the side hole 16 and the bottom hole 10 to supply H gas.
After the e-gas is supplied for a predetermined time (for example, 5 minutes), the process shifts to arc discharge. When a thin film melted layer is formed on the surface of the deposition layer 15 by arc discharge, the deposition of the deposition layer 15 is performed through the upper hole 11 on the upper side wall of the mold 1 while the supply of He gas is continued.
Exhaust. The supply and exhaust of the He gas causes a flow of the He gas from the bottom to the top in the deposition layer 15, and the voids in the deposition layer 15 are replaced by the He gas.

【0071】前記Heガスの流れは堆積層15の上方向
から下方向に向けて生じるようにしてもよい。例えば、
モールド1の側壁および底部間に形成された側部孔1
6,底部孔10から堆積層15に予定時間(例えば5分
間)Heガスを供給した後、アーク放電を開始する段階
に移行し、堆積層15の表面に薄膜溶融層が形成された
時に、Heガスの供給位置をモールド1の側壁の上部孔
11に切り替えるとともに、アーク放電前にHeガスを
供給していた位置、つまりモールド1の底部孔10およ
び側部孔16から堆積層15の排気を行う。これによっ
て、Heガスの下方への流れが生じる。このように、H
eガスの供給と排気の位置を変化させるためには、モー
ルド1の底部から引き出される2本のチューブ21,2
2には切替器23を介してHeガス供給源19を接続す
る。
The flow of the He gas may be generated from the upper side to the lower side of the deposition layer 15. For example,
Side hole 1 formed between side wall and bottom of mold 1
6. After supplying He gas from the bottom hole 10 to the deposition layer 15 for a predetermined time (for example, 5 minutes), the process proceeds to a stage where arc discharge is started, and when a thin film molten layer is formed on the surface of the deposition layer 15, He The gas supply position is switched to the upper hole 11 on the side wall of the mold 1, and the deposition layer 15 is exhausted from the position where He gas was supplied before the arc discharge, that is, from the bottom hole 10 and the side hole 16 of the mold 1. . This causes a downward flow of He gas. Thus, H
In order to change the positions of supply and exhaust of e-gas, two tubes 21 and 2 drawn from the bottom of the mold 1 are used.
A He gas supply source 19 is connected to 2 via a switch 23.

【0072】図9の装置を用いて堆積層15にHeガス
の流れを生じさせる場合にも、図8に示した変形例と同
様、モールド1に蓋20を被せて密閉空間を形成し、ア
ーク発生に先立ってその内部を真空にし、そこにHeガ
スを導入して雰囲気をHeガスで置換する段階を経るよ
うにしてもよい。
When a He gas flow is generated in the deposition layer 15 using the apparatus shown in FIG. 9, similarly to the modification shown in FIG. 8, a lid 20 is placed on the mold 1 to form a closed space, and the arc is formed. Prior to generation, the inside may be evacuated, and He gas may be introduced therein to replace the atmosphere with He gas.

【0073】石英粉の周りには水分を含む膜が存在する
ため、予めこの水分を除去しておくのが好ましい。水分
は堆積層15をアーク発生に先立って予め加熱しておく
ことによって除去できる。例えば、ハロゲンランプをモ
ールド1内で堆積層15に向けて設置できるようにして
おき、モールド1内の雰囲気を約100°Cに上昇させ
て、排気中に堆積層15を加熱することができる。石英
粉の周りの水分を予め除去することにより、Heガスに
よる置換を短時間で行うことができる。また、蓋3や蓋
20内にヒータを組み込むことによって堆積層15の加
熱を行うようにしてもよい。
Since a film containing water exists around the quartz powder, it is preferable to remove this water in advance. Moisture can be removed by preheating the deposited layer 15 prior to arc generation. For example, a halogen lamp can be installed in the mold 1 facing the deposition layer 15, the atmosphere in the mold 1 can be raised to about 100 ° C., and the deposition layer 15 can be heated during exhaust. By removing the water around the quartz powder in advance, replacement with He gas can be performed in a short time. Further, the heater for the deposition layer 15 may be heated by incorporating a heater in the lid 3 or the lid 20.

【0074】図10は、第4および第5実施形態の製造
方法で製造した石英ガラスるつぼの不透明層における気
泡の個数、気泡径、および膨張率についての調査結果を
示す図である。この図において、改善品2は第4実施形
態によるものであり、蓋20を被せて5トルの真空に引
いたあとにHeガスを導入してアークを発生させたもの
である。また、改善品3は第5実施形態によるものであ
り、160トルの真空で、堆積層15内でHeガスの流
れを生じさせたものである。改善品3は改善品より膨張
率は高いが、この改善品3の製造において、上記ハロゲ
ンランプ等による堆積層15の加熱によって膨張率を低
下させることができる。また、改善品2についても同様
に堆積層15を予め加熱させることによって膨張率をさ
らに低下させることができるのはもちろんである。
FIG. 10 is a graph showing the results of investigation on the number of bubbles, the diameter of bubbles, and the expansion coefficient in the opaque layer of the quartz glass crucible manufactured by the manufacturing methods of the fourth and fifth embodiments. In this figure, the improved product 2 is the one according to the fourth embodiment, in which He gas is introduced after covering the lid 20 to evacuate to 5 Torr, and an arc is generated. The improved product 3 is according to the fifth embodiment, in which a He gas flow is generated in the deposition layer 15 at a vacuum of 160 Torr. The improved product 3 has a higher expansion coefficient than the improved product, but in the manufacture of the improved product 3, the expansion coefficient can be reduced by heating the deposition layer 15 with the halogen lamp or the like. In addition, it is needless to say that the expansion coefficient of the improved product 2 can be further reduced by heating the deposition layer 15 in advance.

【0075】上述のように、本実施形態によれば、大気
の巻き込み等に代表される操作環境の外的要因によって
生じる汚染物の除去や原料粉に含まれている不純物の更
なる除去が積極的になされている。その結果、石英ガラ
スるつぼの透明層に閉じ込められた不活性ガスの量が極
限まで低減された。
As described above, according to the present embodiment, the removal of contaminants caused by external factors of the operating environment typified by the entrainment of the air and the further removal of impurities contained in the raw material powder are actively performed. Has been done. As a result, the amount of inert gas confined in the transparent layer of the quartz glass crucible was reduced to the utmost.

【0076】なお、本実施形態ではH2 を導入ガスとし
た場合を参照して説明したが、上記と同一条件で、H2
ガス以外の導入ガス(O2 、H2 O、He、およびNe
の少なくとも1種)を使用した場合も、同様に、気泡の
数、気泡の径等が改善され、単結晶歩留まりについて良
好な結果を得ることができた。
Although the present embodiment has been described with reference to the case in which H 2 is used as the introduced gas, the same
Introduced gases other than gas (O2, H2 O, He, and Ne)
), The number of bubbles, the diameter of bubbles, and the like were similarly improved, and good results were obtained for the single crystal yield.

【0077】また、第3実施形態〜第5実施形態におい
てモールド1から供給するガスについては、Heガスに
限らず、他の急速拡散ガス、例えばH2 を使用してもよ
いし、HeガスにH2 を混合させたものであってもよ
い。
Further, the gas supplied from the mold 1 in the third to fifth embodiments is not limited to He gas, but may be other rapid diffusion gas, for example, H 2, or He gas may be H 2 gas. May be mixed.

【0078】[0078]

【発明の効果】以上の説明から明らかなように、請求項
1〜請求項8の発明によれば、O2 やH2 等のガスをア
ーク中に投入することにより散布中の石英粉だけでなく
溶融層にも高温が作用して石英粉中の不純物を除去する
ことができるので、この不純物に起因する気泡がるつぼ
の内表面層に混入するのを防止できる。また、たとえ、
気泡が混入した場合でも、混入した気泡は大部分が導入
ガスに置換されているので、気泡内の減圧作用が期待さ
れる。その結果、高熱負荷によっても気泡が破裂するこ
とがない石英ガラスるつぼを提供でき、大口径半導体単
結晶の引上げにおいても高歩留まりを期待できるように
なる。
As is apparent from the above description, according to the first to eighth aspects of the present invention, a gas such as O2 or H2 is injected into the arc to melt not only quartz powder in the spraying but also melting. Since high temperature acts on the layer to remove impurities in the quartz powder, it is possible to prevent bubbles caused by the impurities from entering the inner surface layer of the crucible. Also, even if
Even when air bubbles are mixed, the mixed air is mostly replaced by the introduced gas, so that a pressure reducing action in the air bubbles is expected. As a result, it is possible to provide a quartz glass crucible in which bubbles do not burst even under a high heat load, and a high yield can be expected even in pulling a large-diameter semiconductor single crystal.

【0079】また、請求項9〜請求項16の発明によれ
ば、原材料としての石英粉の堆積層のボイドがHeガス
で置換されるので、石英ガラスるつぼの不透明層内に混
入される気泡は膨張率の小さいものとなり、高温での使
用において熱伝導性を適度にすることができる。その結
果、石英ガラスるつぼの異常な昇温を回避でき、透明層
での気泡の膨張・破裂を防止することができる。
Further, according to the ninth to sixteenth aspects of the present invention, since the voids in the deposited layer of quartz powder as a raw material are replaced with He gas, bubbles mixed into the opaque layer of the quartz glass crucible are prevented. The coefficient of expansion becomes small, and the thermal conductivity can be moderated when used at high temperatures. As a result, abnormal temperature rise of the quartz glass crucible can be avoided, and expansion and burst of bubbles in the transparent layer can be prevented.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】 本発明の一実施形態に係る石英ガラスるつぼ
の製造装置を示す要部断面図である。
FIG. 1 is a cross-sectional view illustrating a main part of an apparatus for manufacturing a quartz glass crucible according to an embodiment of the present invention.

【図2】 気泡径と単結晶の歩留まりとの関係を示す図
である。
FIG. 2 is a diagram showing a relationship between a bubble diameter and a yield of a single crystal.

【図3】 石英ガラスるつぼの使用前後の気泡を比較し
た図である。
FIG. 3 is a diagram comparing bubbles before and after using a quartz glass crucible.

【図4】 膨張率と単結晶化歩留まりとの関係を示す図
である。
FIG. 4 is a diagram showing the relationship between the coefficient of expansion and the yield of single crystallization.

【図5】 第2実施形態に係る石英ガラスるつぼの製造
装置を示す要部断面図である。
FIG. 5 is a cross-sectional view of a main part showing a manufacturing apparatus of a quartz glass crucible according to a second embodiment.

【図6】 第3実施形態に係る石英ガラスるつぼの製造
装置を示す要部断面図である。
FIG. 6 is a cross-sectional view illustrating a main part of a manufacturing apparatus of a quartz glass crucible according to a third embodiment.

【図7】 石英ガラスるつぼの不透明層の使用前後の気
泡を比較した図である。
FIG. 7 is a diagram comparing air bubbles before and after using an opaque layer of a quartz glass crucible.

【図8】 第4実施形態に係る石英ガラスるつぼの製造
装置を示す要部断面図である。
FIG. 8 is a cross-sectional view illustrating a main part of a quartz glass crucible manufacturing apparatus according to a fourth embodiment.

【図9】 第5実施形態に係る石英ガラスるつぼの製造
装置を示す要部断面図である。
FIG. 9 is a cross-sectional view illustrating a main part of an apparatus for manufacturing a quartz glass crucible according to a fifth embodiment.

【図10】 第4および第5実施形態に係る石英ガラス
るつぼの不透明層の使用前後の気泡を比較した図であ
る。
FIG. 10 is a diagram comparing bubbles before and after using an opaque layer of the quartz glass crucible according to the fourth and fifth embodiments.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1…モールド、1B…冷却水管、 2…回転軸、 3…
熱遮蔽板、 4,5…グラファイト電極、 6…ガスノ
ズル、 7…石英導入管、 6A…H2 ガス入口、 8
…ホッパ、 10…底部孔、 11…上部孔、 15…
堆積層、 16…側部孔、 17,23…切替器、 1
8…真空ポンプ、 19…ガス供給源、70A…導入
管、 70B…O2 ガス入口
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Mold, 1B ... Cooling water pipe, 2 ... Rotating shaft, 3 ...
Heat shield plate, 4,5 graphite electrode, 6 gas nozzle, 7 quartz inlet tube, 6A H2 gas inlet, 8
... Hopper, 10 ... Bottom hole, 11 ... Top hole, 15 ...
Sedimentary layer, 16 ... side hole, 17, 23 ... switch, 1
8 Vacuum pump 19 Gas supply source 70A Inlet tube 70B O2 gas inlet

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 渡部 弘行 埼玉県大里郡川本町田中568 株式会社楠 和クオルツ内 (72)発明者 宇野 智靖 埼玉県大里郡川本町田中568 株式会社楠 和クオルツ内 Fターム(参考) 4G014 AH08 4G077 AA02 BA04 CF10 HA12 PD02 ────────────────────────────────────────────────── ─── Continuing on the front page (72) Inventor Hiroyuki Watanabe 568, Tanaka, Kawamoto-machi, Osato-gun, Saitama Prefecture Kusunawa-Waquartz, Inc. Reference) 4G014 AH08 4G077 AA02 BA04 CF10 HA12 PD02

Claims (16)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 回転するモールド内でグラファイト電極
間のアーク放電によって石英粉を溶融し、るつぼ成型す
る石英ガラスるつぼの製造方法において、 前記モールド内にH2 、O2 、H2 O、He、Neガス
のうち少なくとも1種類を供給する段階と、 供給された前記ガスの雰囲気中を通過させて前記モール
ド内表面に石英粉を供給する段階とからなることを特徴
とする石英ガラスるつぼの製造方法。
1. A method for manufacturing a quartz glass crucible in which a quartz powder is melted by arc discharge between graphite electrodes in a rotating mold and a crucible is formed, wherein H2, O2, H2O, He, and Ne gases are filled in the mold. Supplying a quartz powder to the inner surface of the mold by passing at least one of the gases through an atmosphere of the supplied gas.
【請求項2】 回転するモールド内でグラファイト電極
間のアーク放電によって石英粉を溶融し、るつぼ成型す
る石英ガラスるつぼの製造方法において、 前記モールド内にH2 ガスおよびO2 ガスを供給する段
階と、 供給された前記ガスの雰囲気中を通過させて前記モール
ド内表面に石英粉を供給する段階とからなることを特徴
とする石英ガラスるつぼの製造方法。
2. A method of manufacturing a quartz glass crucible in which a quartz powder is melted by an arc discharge between graphite electrodes in a rotating mold to form a crucible, and wherein H2 gas and O2 gas are supplied into the mold. Supplying quartz powder to the inner surface of the mold by passing the gas through the atmosphere of the gas.
【請求項3】 前記石英粉が前記モールド内表面に到達
する前にアーク放電の雰囲気中で軟化されるように、該
石英粉をモールド内に散布することを特徴とする請求項
1または請求項2記載の石英ガラスるつぼの製造方法。
3. The quartz powder is sprayed into the mold so that the quartz powder is softened in an arc discharge atmosphere before reaching the inner surface of the mold. 3. The method for producing a quartz glass crucible according to 2.
【請求項4】 前記ガスおよび石英粉は二重筒を通じて
供給され、 該二重筒のうち内筒から前記石英粉および前記ガスの一
方を供給し、外筒からは前記石英粉および前記ガスの他
方を供給することを特徴とする請求項1〜請求項3のい
ずれかに記載の石英ガラスるつぼの製造方法。
4. The gas and quartz powder are supplied through a double cylinder, and one of the quartz powder and the gas is supplied from an inner cylinder of the double cylinder, and the quartz powder and the gas are supplied from an outer cylinder. The method for producing a quartz glass crucible according to claim 1, wherein the other is supplied.
【請求項5】 前記ガスおよび石英粉は二重筒を通じて
供給され、 該二重筒のうち内筒からは前記石英粉を、前記内筒より
も先端が突き出している外筒からは前記ガスを供給する
ことを特徴とする請求項1〜請求項3のいずれかに記載
の石英ガラスるつぼの製造方法。
5. The gas and the quartz powder are supplied through a double cylinder. The quartz powder is supplied from an inner cylinder of the double cylinder, and the gas is supplied from an outer cylinder whose tip projects beyond the inner cylinder. The method for producing a quartz glass crucible according to claim 1, wherein the quartz glass crucible is supplied.
【請求項6】 前記ガスおよび石英粉は二重筒を通じて
供給され、 該二重筒のうち内筒から前記石英粉をO2 ガスとともに
供給し、外筒からH2ガスを供給することを特徴とする
請求項2または請求項3記載の石英ガラスるつぼの製造
方法。
6. The gas and quartz powder are supplied through a double cylinder, wherein the quartz powder is supplied together with O2 gas from an inner cylinder of the double cylinder, and H2 gas is supplied from an outer cylinder. The method for producing a quartz glass crucible according to claim 2 or 3.
【請求項7】 前記二重筒の内筒先端が外筒先端よりも
後退されていることを特徴とする請求項6記載の石英ガ
ラスるつぼの製造方法。
7. The method for manufacturing a quartz glass crucible according to claim 6, wherein the tip of the inner cylinder of the double cylinder is retracted from the tip of the outer cylinder.
【請求項8】 アーク放電を持続させたまま、前記石英
粉および前記ガスのうち少なくとも石英粉を断続的に供
給することを特徴とする請求項1〜請求項7のいずれか
に記載の石英ガラスるつぼの製造方法。
8. The quartz glass according to claim 1, wherein at least quartz powder of the quartz powder and the gas is intermittently supplied while maintaining the arc discharge. Crucible manufacturing method.
【請求項9】 回転するモールド内でアーク放電によっ
て石英粉を溶融し、るつぼ成型する石英ガラスるつぼの
製造方法において、 前記モールドの内面に沿って石英粉の堆積層を形成する
段階と、 前記モールドの側壁および底部間の予定位置から前記堆
積層にHeおよび/またはH2 ガスを供給する段階と、 前記Heおよび/またはH2 ガスを予定時間供給した
後、アーク放電を開始する段階と、 前記堆積層の表面に薄膜溶融層が形成された時に、前記
Heおよび/またはH2 ガスの供給を停止して前記堆積
層から排気をする段階と、 前記堆積層が予定の真空度に達したときに、一旦停止し
たHeおよび/またはH2 ガスの供給を再開する段階と
からなることを特徴とする石英ガラスるつぼの製造方
法。
9. A method for manufacturing a quartz glass crucible in which a quartz powder is melted by arc discharge in a rotating mold and a crucible is formed, wherein a deposition layer of quartz powder is formed along an inner surface of the mold; Supplying He and / or H2 gas to the deposition layer from a predetermined position between a side wall and a bottom of the deposition layer; supplying the He and / or H2 gas for a predetermined time; and then starting an arc discharge; Stopping the supply of the He and / or H2 gas and evacuating from the deposited layer when a thin film molten layer is formed on the surface of the substrate, and once the deposited layer reaches a predetermined degree of vacuum, Restarting the supply of the stopped He and / or H2 gas.
【請求項10】 回転するモールド内でアーク放電によ
って石英粉を溶融し、るつぼ成型する石英ガラスるつぼ
の製造方法において、 前記モールドの内面に沿って石英粉の堆積層を形成する
段階と、 前記堆積層が形成された後、前記モールドの上部開口部
に蓋をして、モールド内を排気する段階と、 前記モールド内が予定の真空度に達したときに、モール
ド内にHeおよび/またはH2 ガスを供給する段階と、 モールド内の圧力が予定値まで上昇したときに前記蓋を
開けてアーク放電を開始する段階とからなり、 前記蓋を開けた後、前記Heおよび/またはH2 ガスの
供給を予定時間継続することを特徴とする石英ガラスる
つぼ製造方法。
10. A method for manufacturing a quartz glass crucible in which a quartz powder is melted by arc discharge in a rotating mold and a crucible is formed, wherein a deposition layer of quartz powder is formed along an inner surface of the mold; After the layer is formed, the upper opening of the mold is covered, and the inside of the mold is evacuated. When a predetermined degree of vacuum is reached in the mold, He and / or H2 gas is introduced into the mold. And starting the arc discharge by opening the lid when the pressure in the mold rises to a predetermined value. After opening the lid, supply of the He and / or H2 gas is started. A method for manufacturing a quartz glass crucible, wherein the method is continued for a predetermined time.
【請求項11】 回転するモールド内でアーク放電によ
って石英粉を溶融し、るつぼ成型する石英ガラスるつぼ
の製造方法において、 前記モールドの内面に沿って石英粉の堆積層を形成する
段階と、 前記モールドの側壁および底部間の予定位置から前記堆
積層にHeおよび/またはH2 ガスを供給する段階と、 前記Heおよび/またはH2 ガスを予定時間供給した
後、アーク放電を開始する段階と、 前記堆積層の表面に薄膜溶融層が形成された時に、前記
Heおよび/またはH2 ガスの供給を継続しつつ前記モ
ールドの側壁上部から前記堆積層の排気をする段階とか
らなることを特徴とする石英ガラスるつぼの製造方法。
11. A method for manufacturing a quartz glass crucible in which a quartz powder is melted by arc discharge in a rotating mold and a crucible is formed, wherein a deposition layer of quartz powder is formed along an inner surface of the mold; Supplying He and / or H2 gas to the deposition layer from a predetermined position between a side wall and a bottom of the deposition layer; supplying the He and / or H2 gas for a predetermined time; and then starting an arc discharge; And evacuation of the deposited layer from above the side wall of the mold while continuously supplying the He and / or H2 gas when a thin film melted layer is formed on the surface of the quartz glass crucible. Manufacturing method.
【請求項12】 前記薄膜溶融層が形成された時の前記
Heおよび/またはH2 ガスの供給位置を前記モールド
の側壁上部に切り替えるとともに、アーク放電前にHe
および/またはH2 ガスを供給していた位置から前記堆
積層の排気をすることを特徴とする請求項11記載の石
英ガラスるつぼの製造方法。
12. The supply position of the He and / or H2 gas when the thin film molten layer is formed is switched to an upper portion of the side wall of the mold, and the He and H2 gas are supplied to the He before the arc discharge.
12. The method for manufacturing a quartz glass crucible according to claim 11, wherein the deposition layer is evacuated from a position where the H2 gas is supplied.
【請求項13】 回転するモールド内でアーク放電によ
って石英粉を溶融し、るつぼ成型する石英ガラスるつぼ
の製造方法において、 前記モールドの内面に沿って石英粉の堆積層を形成する
段階と、 前記堆積層が形成された後、前記モールドの上部開口部
に蓋をして、モールド内を排気する段階と、 前記モールド内が予定の真空度に達したときに、モール
ドの側壁および底部間の予定位置からモールド内にHe
および/またはH2 ガスを供給する段階と、 モールド内の圧力が予定値まで上昇したときに前記蓋を
開けてアーク放電を開始する段階とからなり、 前記堆積層の表面に薄膜溶融層が形成された時に、前記
Heおよび/またはH2 ガスの供給を継続しつつ前記モ
ールドの側壁上部から前記堆積層の排気をする段階とか
らなることを特徴とする石英ガラスるつぼの製造方法。
13. A method for manufacturing a quartz glass crucible in which a quartz powder is melted by arc discharge in a rotating mold and a crucible is formed, wherein a deposition layer of quartz powder is formed along an inner surface of the mold; After the layer is formed, the upper opening of the mold is covered, and the inside of the mold is evacuated. When the inside of the mold reaches a predetermined degree of vacuum, a predetermined position between the side wall and the bottom of the mold. He into the mold from
And / or supplying H2 gas; and starting the arc discharge by opening the lid when the pressure in the mold rises to a predetermined value, and forming a thin film molten layer on the surface of the deposition layer. And evacuation of the deposited layer from above the side wall of the mold while continuously supplying the He and / or H2 gas.
【請求項14】 前記薄膜溶融層が形成された時の前記
Heおよび/またはH2 ガスの供給位置を前記モールド
の側壁上部に切り替えるとともに、アーク放電前にHe
および/またはH2 ガスを供給していた位置から前記堆
積層の排気をすることを特徴とする請求項13記載の石
英ガラスるつぼの製造方法。
14. The supply position of the He and / or H2 gas when the thin film molten layer is formed is switched to an upper portion of the side wall of the mold, and the He and / or H2 gas is supplied before the arc discharge.
14. The method for manufacturing a quartz glass crucible according to claim 13, wherein the deposition layer is evacuated from a position to which H2 gas has been supplied.
【請求項15】 前記堆積層を予定時間溶融させた後、
前記モールド内にH2 、O2 、H2 O、He、およびN
eガスからなる群のうち少なくとも1種のガスを供給す
る段階と、 供給された前記ガスの雰囲気中を通過させて前記モール
ド内表面に石英粉を供給する段階とからなることを特徴
とする請求項9〜請求項14のいずれかに記載の石英ガ
ラスるつぼの製造方法。
15. After melting the deposition layer for a predetermined time,
H2, O2, H2 O, He, and N
supplying at least one kind of gas from the group consisting of e gas; and supplying quartz powder to the inner surface of the mold by passing the gas through the atmosphere of the supplied gas. The method for producing a quartz glass crucible according to any one of claims 9 to 14.
【請求項16】 前記石英粉が前記モールド内表面に到
達する前に、前記アーク放電の雰囲気中で軟化されるよ
うに前記石英粉をモールド内に散布することを特徴とす
る請求項15記載の石英ガラスるつぼの製造方法。
16. The method according to claim 15, wherein before the quartz powder reaches the inner surface of the mold, the quartz powder is sprayed into the mold so as to be softened in the atmosphere of the arc discharge. A method for manufacturing a quartz glass crucible.
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