JP2002137927A - Quartz glass superior in resistance to plasma corrosion and quartz glass jig and their manufacturing methods - Google Patents

Quartz glass superior in resistance to plasma corrosion and quartz glass jig and their manufacturing methods

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JP2002137927A JP2000390823A JP2000390823A JP2002137927A JP 2002137927 A JP2002137927 A JP 2002137927A JP 2000390823 A JP2000390823 A JP 2000390823A JP 2000390823 A JP2000390823 A JP 2000390823A JP 2002137927 A JP2002137927 A JP 2002137927A
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a quartz glass superior in the resistance to plasma corrosion, especially in the resistance to F based plasma gas, as a jig material for a plasma reaction used in semiconductor manufacturing and a quartz glass jig and their manufacturing methods. SOLUTION: The resistance to plasma corrosion of the quartz glass which contains a metal element is increased. The quantity of bubbles and foreign matter in the quartz glass is less than 100 mm2 as projected area per 100 cm3.

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、半導体製造に用い
られかつプラズマ耐食性に優れた石英ガラス及び石英ガ
ラス治具並びにそれらの製造方法に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a quartz glass and a quartz glass jig which are used in semiconductor production and have excellent plasma corrosion resistance, and a method for producing the same.

【0002】[0002]

【関連技術】半導体の製造、例えば半導体ウェーハの製
造においては、近年における大口径化の増大とともにエ
ッチング工程などにおいてプラズマ反応装置を用いるこ
とによって処理効率を向上させることが行われている。
例えば、半導体ウェーハのエッチング工程においては、
プラズマガス、例えばフッ素(F)系プラズマガスを用
いたエッチング処理が行われる。
2. Description of the Related Art In the manufacture of semiconductors, for example, in the manufacture of semiconductor wafers, the processing efficiency has been improved by using a plasma reactor in an etching process and the like in accordance with an increase in diameter in recent years.
For example, in a semiconductor wafer etching process,
An etching process using a plasma gas, for example, a fluorine (F) -based plasma gas is performed.

【0003】しかし、従来の石英ガラスを、例えばF系
プラズマガス雰囲気中に置くと、石英ガラス表面でSi
2とF系プラズマガスが反応して、SiF4が生成し、
これは、沸点が−86℃である為容易に昇華し、石英ガ
ラスは多量に腐食して、減肉したり面荒れが進行し、F
系プラズマガス雰囲気では、治具としての使用に適さな
かった。
However, when a conventional quartz glass is placed in, for example, an F-based plasma gas atmosphere, Si
O 2 and the F-based plasma gas react to generate SiF 4 ,
This is because the boiling point is −86 ° C., so that it easily sublimates, the quartz glass corrodes a lot, and the thinning and surface roughening progress.
In a system plasma gas atmosphere, it was not suitable for use as a jig.

【0004】このように、従来の石英ガラスは、半導体
製造におけるプラズマ反応、特にF系プラズマガスを用
いるエッチング処理に対しては耐食性、即ちプラズマ耐
食性に大きな問題が生じていた。そこで、アルミニウム
やアルミニウム化合物を石英ガラス部材表面に被覆して
プラズマ耐食性を向上させる提案(特開平9−9577
1号、特開平9−95772号、特開平10−1394
80号)や、石英ガラスに対してアルミニウムを含有せ
しめることによってプラズマ耐食性を向上させたプラズ
マ耐食ガラスについての提案がなされている(特開平1
1−228172号公報)。
As described above, the conventional quartz glass has a serious problem in corrosion resistance, that is, plasma corrosion resistance in a plasma reaction in semiconductor production, particularly in an etching process using an F-based plasma gas. Therefore, a proposal has been made to improve the plasma corrosion resistance by coating the surface of a quartz glass member with aluminum or an aluminum compound (JP-A-9-9577).
No. 1, JP-A-9-95772, JP-A-10-1394
No. 80), and a plasma corrosion-resistant glass in which plasma corrosion resistance is improved by adding aluminum to quartz glass has been proposed (Japanese Unexamined Patent Publication No. Hei.
1-228172).

【0005】[0005]

【発明が解決しようとする課題】本発明者は、石英ガラ
スのプラズマ耐食性をさらに向上させるべく種々研究を
進めているが、その一環として、石英ガラス粉にアルミ
ナ粉を5wt%混合したものを、真空下で加熱溶融して
石英ガラスを作成し、プラズマ耐食性を調査した。する
と、全くドープしていない石英ガラス部材に比べてエッ
チング速度が40%〜50%低下した。
The present inventor has been conducting various researches to further improve the plasma corrosion resistance of quartz glass. As one of the studies, a mixture of quartz glass powder and alumina powder in an amount of 5 wt% is used. The quartz glass was prepared by heating and melting under vacuum, and the plasma corrosion resistance was investigated. As a result, the etching rate was reduced by 40% to 50% as compared with the undoped quartz glass member.

【0006】しかし、石英ガラス体内部および表面部に
微小泡が確認され、また特に、表面部分において、腐食
部分と非腐食部分の差違が大きくなり面荒れが増大する
ほか、微小結晶部分が発生して、時間とともにその部分
から剥がれが多発し、微小窪みの形成とともに、パーテ
ィクルの発生が増大して、ウェーハ面上に付着して、ウ
ェーハ不良が増大するなどの問題が生じた。また、これ
らの泡や窪みは、エッチングを促進させる為、ドープ金
属の濃度が増大しても、比較的エッチング耐食性が向上
しなかった。
However, microbubbles are observed inside and on the surface of the quartz glass body. In particular, in the surface portion, the difference between the corroded portion and the non-corroded portion becomes large, the surface roughness increases, and the microcrystalline portion is generated. As a result, peeling frequently occurs from the portion with time, and the generation of particles increases along with the formation of minute dents, and the particles adhere to the wafer surface, causing a problem such as an increase in wafer defects. In addition, since these bubbles and depressions promote the etching, even if the concentration of the doped metal is increased, the etching corrosion resistance was not relatively improved.

【0007】というのも、F系プラズマガスと反応して
生成するAlF3の沸点は1290℃で、SiF4よりも
はるかに高温である為、SiF4部分が多量に腐食する
一方で、AlF3部分は表面における昇華が少なく、エ
ッチング量の差違が拡大した為と推定される。また、ド
ープアルミニウムが局所集中していると、隣接するSi
2部分と明らかにエネルギー状態が異なる為、均衡が
崩れて、そこの部分よりSiO2は、低エネルギーであ
る結晶状態へ変態し易くなる。
[0007] because the boiling point is 1290 ° C. of AlF 3 that reacts with F based plasma gas, since it is much hotter than the SiF 4, while the SiF 4 portion is a large amount of corrosion, AlF 3 It is presumed that the portion has less sublimation on the surface and the difference in the etching amount has increased. Also, if the doped aluminum is locally concentrated, adjacent Si
Since the energy state is clearly different from that of the O 2 portion, the balance is broken, and SiO 2 is more easily transformed into a low-energy crystal state from that portion.

【0008】この結晶部分は、目視では微小な白い異物
として確認される。表面近傍において形成された結晶部
分は、熱膨張度が石英ガラスと異なる為、温度変化によ
って剥離しやすい。また、局所的に集中した金属元素
は、単体では、沸点がSiO2より低いので、SiO2
溶融加熱時には気体となって泡を形成する。表面近傍の
泡部分は、温度変化によって破裂し易い。以上述べたこ
れらは全て、パーティクルの発生原因となる。また、泡
や凹部分は、プラズマガスの集中を受けエッチング速度
が増大しやすので、石英ガラス全体のエッチング量も増
大し、使用可能時間が減少してしまう。
[0008] This crystal part is visually recognized as a fine white foreign substance. Since the crystal part formed near the surface has a different thermal expansion degree from that of quartz glass, it is easy to peel off due to a temperature change. In addition, since the locally concentrated metal element has a boiling point lower than that of SiO 2 alone, it becomes a gas when SiO 2 is melted and heated to form bubbles. The bubble portion near the surface is easily ruptured due to a change in temperature. All of these described above cause particles to be generated. In addition, since the etching rate tends to increase due to the concentration of the plasma gas due to bubbles and concave portions, the amount of etching of the entire quartz glass also increases, and the usable time decreases.

【0009】本発明は、上記した知見に基づいてなされ
たもので、半導体製造に用いられるプラズマ反応用治具
材料として、プラズマ耐食性、特にF系プラズマガスに
対する耐食性に優れた石英ガラス及び石英ガラス治具並
びにそれらの製造方法を提供することを目的とする。
The present invention has been made on the basis of the above-mentioned findings. As a jig material for a plasma reaction used in the manufacture of semiconductors, quartz glass and quartz glass having excellent plasma corrosion resistance, in particular, corrosion resistance to an F-based plasma gas are provided. It is an object of the present invention to provide tools and methods for producing them.

【0010】[0010]

【課題を解決するための手段】上記課題を解決する為、
本発明のプラズマ耐食性に優れた石英ガラスは、金属元
素を含有しプラズマ耐食性の増大した石英ガラスであ
り、該石英ガラス中に泡と異物の含有量が100cm3
あたりの投影面積で100mm2未満であることを特徴
とする。
In order to solve the above-mentioned problems,
The quartz glass having excellent plasma corrosion resistance of the present invention is a quartz glass containing a metal element and having increased plasma corrosion resistance, and the content of bubbles and foreign substances in the quartz glass is 100 cm 3.
The projection area per unit is less than 100 mm 2 .

【0011】上記金属元素の含有の態様としては、ドー
プ及び/又は表面コートを包含することはいうまでもな
いが、所定濃度の金属元素を含有する限りその態様を問
わないことは勿論である。
It is needless to say that the above-mentioned embodiment of the metal element includes a dope and / or a surface coat, but it is needless to say that the embodiment does not matter as long as the metal element is contained at a predetermined concentration.

【0012】上記した石英ガラスの泡と異物の含有量
は、100cm3あたりの投影面積で100mm2未満で
あると一般的な石英ガラス部材としても使用可能なレベ
ルであり、また、プラズマエッチングの工程でパーティ
クルを発生することがないが、上記数値以上となると、
パーティクル発生が多量となる。
If the above-mentioned content of bubbles and foreign matter in quartz glass is less than 100 mm 2 in a projected area per 100 cm 3 , it is at a level that can be used as a general quartz glass member. Does not generate particles, but if it exceeds the above value,
Particle generation becomes large.

【0013】上記金属元素の種類は、前記した各提案に
開示されたAl(アルミニウム)及びアルミニウム化合
物に限られるものでは無く、当該金属元素の弗化物の沸
点が、Siの弗化物の沸点より高温度であることが、F
系プラズマガスエッチングに使用可能な条件である。例
えば、Ti、Zr、Yなどの元素の他、エッチング耐食
性の大きいSmなどの希土類元素も使用可能である。但
し、半導体業界で望まれない金属元素の場合、エッチン
グ耐食性が非常に優れていることが条件となる。
The types of the above metal elements are not limited to Al (aluminum) and aluminum compounds disclosed in the above proposals, and the boiling point of the fluoride of the metal element is higher than the boiling point of the fluoride of Si. Temperature is F
This is a condition that can be used for system plasma gas etching. For example, in addition to elements such as Ti, Zr, and Y, rare earth elements such as Sm having high etching corrosion resistance can be used. However, in the case of a metal element that is not desired in the semiconductor industry, the condition is that etching corrosion resistance is extremely excellent.

【0014】ドープ手法の一つとして金属酸化物を石英
ガラス粉に混合する場合は、加熱処理炉で溶融するかベ
ルヌイ法で溶融するが、このときドープした金属酸化物
の融点温度が2500℃以上であると、金属酸化物粉の
十分な溶融が現状の製造手法では困難であり、粉固まり
のまま、或いは、結晶固まり状態で残留し、目視で微小
な白い異物として観察されるので、酸化物の融点温度が
2500℃未満の金属酸化物をドープすることが好まし
い。また、単一金属元素だけでなく、複数の金属元素を
共ドープすることも当然有効である。
When a metal oxide is mixed with quartz glass powder as one of the doping methods, it is melted in a heat treatment furnace or by the Bernoulli method. At this time, the melting point of the doped metal oxide is 2500 ° C. or higher. In such a case, it is difficult to sufficiently melt the metal oxide powder by the current production method, and the powder remains as a powder or remains in a crystal and is visually observed as a fine white foreign substance. Is preferably doped with a metal oxide having a melting point of less than 2500 ° C. It is naturally effective to co-dope not only a single metal element but also a plurality of metal elements.

【0015】前記金属元素の濃度は0.1〜20wt%
が好適であり、1.0〜15wt%がさらに好適であ
る。金属元素濃度を変えてドープした実験の結果、金属
元素の濃度が0.1wt%未満では、エッチング耐性の
向上が確認されない。また、20wt%を越えると、ド
ープ量が多すぎて、泡と、異物発生を抑制することは、
どのような手法でも困難だった。
The concentration of the metal element is 0.1 to 20% by weight.
Is preferable, and 1.0 to 15% by weight is more preferable. As a result of an experiment in which doping was performed while changing the metal element concentration, no improvement in etching resistance was confirmed when the metal element concentration was less than 0.1 wt%. On the other hand, if the content exceeds 20 wt%, the doping amount is too large, and it is difficult to suppress the generation of bubbles and foreign substances.
Any technique was difficult.

【0016】本発明のプラズマ耐食性に優れた石英ガラ
ス治具は、上記した本発明の石英ガラスにより作成さ
れ、表面から所定深さまでの厚さを有するとともに上記
金属元素を0.1〜20wt%含有する金属元素含有層
を形成したことを特徴とする。この金属元素含有層の厚
さは少なくとも5mmが好適である。
A quartz glass jig excellent in plasma corrosion resistance of the present invention is made of the quartz glass of the present invention described above, has a thickness from a surface to a predetermined depth, and contains 0.1 to 20% by weight of the above metal element. A metal element-containing layer to be formed. The thickness of the metal element-containing layer is preferably at least 5 mm.

【0017】また、通常の石英ガラス治具の場合、プラ
ズマガスと接触し腐食する深さは、現行の一般的な使用
条件ではほぼ1〜2mm程度、最大でも5mm程度であ
り、石英ガラス治具として当初の形状と特性を保つこと
ができるので、上記した金属元素を0.1〜20wt%
含有する金属元素含有層の厚さを少なくとも5mmとし
て、エッチング耐性を向上させておくことは、本発明の
プラズマ耐食性に優れた石英ガラスを石英ガラス治具と
して使用する場合の好ましい条件である。
In the case of a normal quartz glass jig, the depth at which it comes into contact with the plasma gas and corrodes is approximately 1 to 2 mm under current general use conditions, and at most about 5 mm. Since the initial shape and characteristics can be maintained, the above-described metal element is added in an amount of 0.1 to 20 wt%.
Improving the etching resistance by setting the thickness of the metal element-containing layer to at least 5 mm is a preferable condition when the quartz glass having excellent plasma corrosion resistance of the present invention is used as a quartz glass jig.

【0018】なお、金属元素含有層における金属元素の
含有の態様としては、石英ガラス治具中にドープされて
いてもよいし、及び/又は表面コートによって石英ガラ
ス治具の表面に塗布してもよいものである。
The metal element contained in the metal element-containing layer may be doped in a quartz glass jig, or may be coated on the surface of the quartz glass jig by a surface coat. Good thing.

【0019】本発明のプラズマ耐食性に優れた石英ガラ
スの製造方法の第1の態様は、酸水素火炎を用いるイン
ゴットの作成法であるベルヌイ法で、石英粉からプラズ
マ耐食性に優れた石英ガラスインゴットを作成する方法
であり、金属元素粉或いはその化合物粉を、石英粉に混
合し、加熱溶融落下させ石英ガラスインゴットを作成す
る際、該石英ガラスインゴット表面温度を、1800℃
以上で好ましくは3000℃以下に加熱することを特徴
とする。
The first embodiment of the method of the present invention for producing quartz glass having excellent plasma corrosion resistance is a Bernoulli method, which is a method for producing an ingot using an oxyhydrogen flame, which comprises producing quartz glass ingots having excellent plasma corrosion resistance from quartz powder. When a metal element powder or a compound powder thereof is mixed with quartz powder and melted and dropped by heating to form a quartz glass ingot, the quartz glass ingot surface temperature is set to 1800 ° C.
The heating is preferably performed at 3000 ° C. or less.

【0020】本発明のプラズマ耐食性に優れた石英ガラ
スの製造方法の第2の態様は、ベルヌイ法で石英粉から
プラズマ耐食性に優れた石英ガラスインゴットを作成す
る方法であり、石英粉を加熱溶融落下させ石英ガラスイ
ンゴットを作成すると同時に、金属元素或いはその化合
物を純水、酸性溶液、塩基性溶液または有機溶媒に溶解
させ作成した溶液を、該石英ガラスインゴットの成長表
面に連続的に滴下することを特徴とする。
The second aspect of the method of the present invention for producing quartz glass having excellent plasma corrosion resistance is a method for producing a quartz glass ingot having excellent plasma corrosion resistance from quartz powder by the Bernoulli method, wherein the quartz powder is heated, melted and dropped. At the same time as producing a quartz glass ingot, a solution prepared by dissolving a metal element or a compound thereof in pure water, an acidic solution, a basic solution or an organic solvent is continuously dropped on the growth surface of the quartz glass ingot. Features.

【0021】石英ガラスに金属元素或いはその化合物を
粉体でドープする場合は、SiO2粉の中で当該金属元
素粉或いは化合物粉体が、原子または分子レベルに分解
され均一に拡散され混合されるように、十分な熱エネル
ギーを与えながら、加熱溶融を行う必要がある。
When a metal element or a compound thereof is doped into quartz glass with a powder, the metal element powder or the compound powder is decomposed into the atomic or molecular level in the SiO 2 powder, uniformly diffused and mixed. As described above, it is necessary to perform heating and melting while giving sufficient thermal energy.

【0022】この為、金属元素のドープ時の形態は、気
体または液体であることがこのましい。粉体で混合する
場合は、粉体の粒度はできる限り小さいことが好まし
く、特に金属元素はSiO2ネットワーク中で酸化物と
して存在し集中し易いので、酸化物の融点ができるだけ
低温であるものがよい。
For this reason, it is preferable that the form of the metal element when doped is a gas or a liquid. In the case of mixing with a powder, the particle size of the powder is preferably as small as possible. In particular, since the metal element exists as an oxide in the SiO 2 network and is easily concentrated, it is preferable that the melting point of the oxide is as low as possible. Good.

【0023】通常、製法として最も一般的な、石英粉と
ドープ金属元素粉を混合して、加熱炉で溶融する方法
は、可能な高温度域に限界があり、2000℃以上の処
理は非常に困難である。
Usually, the method of mixing quartz powder and doped metal element powder and melting them in a heating furnace, which is the most common method of production, has a limit in a possible high temperature range. Have difficulty.

【0024】製法として、ベルヌイ法を採用する場合
は、粉体に与える熱エネルギー密度を均一に且つ大きく
供給できるので、泡、異物のより少ない石英ガラス体を
形成することが可能である。使用した金属酸化物の融点
が2500℃程度のものまでなら、形成されるインゴッ
ト表面温度をその温度付近以上に調整するなどして、金
属酸化物の溶融拡散を可能とすることができる。
When the Bernoulli method is employed as the production method, the thermal energy density applied to the powder can be supplied uniformly and at a high level, so that it is possible to form a quartz glass body with less bubbles and foreign matters. If the melting point of the metal oxide used is up to about 2500 ° C., the metal oxide can be melt-diffused by adjusting the surface temperature of the formed ingot to a temperature close to that temperature or higher.

【0025】粉体は、金属粉、酸化物、硝酸化合物、塩
化物、その他の化合物を石英粉に混合する。また、粉体
のかわりに、金属元素が原子または分子レベルで均一に
溶解した溶液を、形成中のインゴットの成長面上に液状
で滴下したり、気化ガスで、或いはキャリアガスにのせ
てインゴットの成長面上に吹き付けるなどするドープ手
法は非常に有効である。溶液としては、金属粉を酸性或
いはアルカリ性溶液に溶解させたもの、硝酸化合物を純
水に溶解した溶液や、塩素化合物をエタノールなどに溶
解した溶液や、有機金属化合物の溶液或いはその固体を
有機溶媒に溶解して作成した溶液なども使用される。
As the powder, a metal powder, an oxide, a nitric acid compound, a chloride and other compounds are mixed with quartz powder. Instead of powder, a solution in which the metal element is uniformly dissolved at the atomic or molecular level is dropped in liquid form on the growth surface of the ingot being formed, or is vaporized or placed on a carrier gas to form the ingot. A doping method such as spraying on a growth surface is very effective. Examples of the solution include a solution in which metal powder is dissolved in an acidic or alkaline solution, a solution in which a nitric acid compound is dissolved in pure water, a solution in which a chlorine compound is dissolved in ethanol or the like, a solution of an organometallic compound or a solid thereof in an organic solvent. A solution prepared by dissolving in water is also used.

【0026】本発明のプラズマ耐食性に優れた石英ガラ
スの製造方法の第3の態様は、予め用意された多孔質S
iO2体を、金属元素の密度が(0.1〜10mol)
/22.4リットルの範囲の雰囲気中に静置し、加熱処
理することを特徴とする。
The third embodiment of the method for producing quartz glass having excellent plasma corrosion resistance according to the present invention is a porous glass prepared in advance.
The iO 2 bodies, the density of metal elements (0.1 to 10 mol)
/22.4 liters, and heat-treated.

【0027】この本発明方法の第3の態様は、一般的に
は、ガス状態のト゛ーフ゜物質を多孔質体中に拡散ト゛ーフ゜させ
る方法としてCVD法と定義される。この本発明方法の
第3の態様においては、金属元素の気体密度が、(0.
1〜10mol)/22.4リットルの濃度範囲の気体
中に、多孔質SiO2体を静置し加熱処理する。十分に
多孔質体中に気体が拡散するまで処理を継続した後、降
温させることにより、多孔質体中に、酸化物の状態では
あるが、均一に局所集中せずに残留する。気体密度を上
げることが残留する酸化物濃度を上げることになるの
で、加熱温度はできるだけ低く、圧力は高いほうが効果
的である。この加熱温度は、金属元素或いはその化合物
の沸点、昇華点及び分解点以上であり、処理圧力が、1
〜10気圧の範囲が好適である。
The third embodiment of the method of the present invention is generally defined as a CVD method as a method of diffusing a gaseous tough substance into a porous material. In the third aspect of the method of the present invention, the gas density of the metal element is (0.
The porous SiO 2 body is allowed to stand still in a gas having a concentration range of 1 to 10 mol) /22.4 liters and subjected to a heat treatment. After the treatment is continued until the gas is sufficiently diffused in the porous body, the temperature is lowered, so that the oxide remains in the porous body without being locally concentrated, though it is in an oxide state. Since increasing the gas density increases the residual oxide concentration, it is more effective to set the heating temperature as low as possible and the pressure as high as possible. The heating temperature is equal to or higher than the boiling point, sublimation point and decomposition point of the metal element or its compound.
A range from 10 to 10 atmospheres is preferred.

【0028】本発明のプラズマ耐食性に優れた石英ガラ
スの製造方法の第4の態様は、全体の粒径分布が、0.
01〜1000μmの範囲にあり、且つ、そのうち0.
01〜5μmの範囲の粒子群の重量比が1〜50wt%
である石英ガラス粉体と、純水、酸性溶液、塩基性溶液
または有機溶媒に溶解可能な金属元素或いはその化合物
を、純水、酸性溶液、塩基性溶液または有機溶媒中で混
合溶解してスラリーを作成し、該スラリーを乾燥固化さ
せた後に、真空下で加熱溶融することを特徴とする。こ
のような製法は、一般的に、スリップキャスト法と定義
される。
According to a fourth aspect of the method of the present invention for producing quartz glass having excellent plasma corrosion resistance, the particle size distribution of the whole glass is 0.1 mm.
In the range of from 0.1 to 1000 μm, of which 0.1.
The weight ratio of the particle group in the range of 01 to 5 µm is 1 to 50 wt%
A silica glass powder and a metal element or a compound thereof that can be dissolved in pure water, an acidic solution, a basic solution, or an organic solvent are mixed and dissolved in pure water, an acidic solution, a basic solution, or an organic solvent, and the slurry is obtained. After drying and solidifying the slurry, the slurry is heated and melted under vacuum. Such a manufacturing method is generally defined as a slip casting method.

【0029】石英粉を純水に溶解して、そこに、金属元
素の水溶液を混合してスラリーを作成し、乾燥、真空加
熱で透明固体を形成する方法においては、乾燥固化させ
る為に石英粉の粒度分布として、5μm以下の粒子群を
1〜50wt%の範囲で混合する必要がある。この粒子
群は同じ石英粉を細かく破砕したものでもよいし、四塩
化珪素を火炎加水分解して作成したヒュームドシリカを
使用してもよい。
In a method in which quartz powder is dissolved in pure water, an aqueous solution of a metal element is mixed therewith to form a slurry, and the slurry is dried and heated under vacuum to form a transparent solid. It is necessary to mix particles having a particle size of 5 μm or less in the range of 1 to 50 wt%. This particle group may be finely crushed quartz powder or fumed silica prepared by flame hydrolysis of silicon tetrachloride.

【0030】金属元素の水溶液としては、金属粉を酸性
或いはアルカリ性溶液に溶解させたものや、硝酸化合物
を純水に溶解したものや、塩素化合物をエタノールなど
の有機溶媒に溶解したもの、有機金属化合物或いはそれ
を有機溶媒に溶解して作成した溶液が使用される。特
に、硝酸化合物を純水に溶解した溶液を使用した場合、
得られた石英ガラス体中の泡が少なく好適である。
Examples of the aqueous solution of the metal element include a solution in which metal powder is dissolved in an acidic or alkaline solution, a solution in which a nitrate compound is dissolved in pure water, a solution in which a chlorine compound is dissolved in an organic solvent such as ethanol, and an organic metal solution. A compound or a solution prepared by dissolving it in an organic solvent is used. In particular, when a solution in which a nitric acid compound is dissolved in pure water is used,
The resulting quartz glass body is suitable with few bubbles.

【0031】本発明のプラズマ耐食性に優れた石英ガラ
ス治具の製造方法は、純水、酸性溶液、塩基性溶液また
は有機溶媒に溶解可能な金属元素或いはその化合物を純
水、酸性溶液、塩基性溶液または有機溶媒中で混合溶解
して作成された溶液を、予め用意された石英ガラス治具
表面に塗布し、その後、その表面を加熱溶融することを
特徴とする。
The method for producing a quartz glass jig excellent in plasma corrosion resistance according to the present invention comprises the steps of: dissolving a metal element or a compound thereof soluble in pure water, an acidic solution, a basic solution or an organic solvent; It is characterized in that a solution or a solution prepared by mixing and dissolving in an organic solvent is applied to the surface of a quartz glass jig prepared in advance, and then the surface is heated and melted.

【0032】特に、石英ガラス治具表面の金属元素濃度
を高めることに着目した場合、石英ガラス治具表面に、
金属元素溶液を塗布して、その後、加熱溶融する手法が
有効である。金属元素溶液は、金属元素粉を酸性或いは
アルカリ性溶液に溶解させたものや、金属元素の硝酸化
合物を純水に溶解したものや、金属元素の塩素化合物を
エタノールなどの有機溶媒に溶解したもの、金属元素を
含む有機金属化合物或いはそれを有機溶媒に溶解して作
成した溶液でよく、これを、石英ガラス治具表面にたら
したり、刷毛で塗ったり、スプレーで吹きかける。な
お、金属元素溶液としては、金属元素を含む有機金属化
合物或いはそれを有機溶媒に溶解して作成した溶液が特
に好適である。
In particular, when focusing on increasing the metal element concentration on the surface of the quartz glass jig,
It is effective to apply a metal element solution and then heat and melt it. The metal element solution is prepared by dissolving a metal element powder in an acidic or alkaline solution, dissolving a nitrate compound of a metal element in pure water, or dissolving a chlorine compound of a metal element in an organic solvent such as ethanol, An organometallic compound containing a metal element or a solution prepared by dissolving the same in an organic solvent may be applied to the surface of a quartz glass jig, painted with a brush, or sprayed with a spray. As the metal element solution, an organic metal compound containing a metal element or a solution prepared by dissolving the same in an organic solvent is particularly suitable.

【0033】その後、火炎溶融、電気加熱、アーク溶融
などの手法で、表面を溶融して、金属元素を焼付ける。
この場合、石英ガラス治具は、既に、金属元素をドープ
したものであると、全体的に金属元素の濃度は高いもの
であり好ましい。また、形成された高濃度に金属元素を
含有した表面との適合が良く、処理後冷めてくるとき
に、クラックなどが入りずらい。
After that, the surface is melted by a method such as flame melting, electric heating, arc melting or the like, and the metal element is baked.
In this case, if the quartz glass jig is already doped with a metal element, the concentration of the metal element as a whole is preferably high. In addition, it has good compatibility with the formed surface containing a metal element at a high concentration, and it is difficult for cracks or the like to be formed when the surface is cooled after the treatment.

【0034】上記予め用意された石英ガラス治具として
は、従来公知の石英ガラス治具を用いることもできる
が、上述した本発明のプラズマ耐食性に優れた石英ガラ
スの製造方法によって、製造されたものが好適に用いら
れる。
As the quartz glass jig prepared in advance, a conventionally known quartz glass jig can be used, but a quartz glass jig manufactured by the above-described method for manufacturing quartz glass having excellent plasma corrosion resistance of the present invention is used. Is preferably used.

【0035】金属元素の局所的集中を測る手段として
は、EPMA(Electron Probe MicroAnalysis)で面分布
を測定できるほか、その部分は、結晶性を示すので、X
線回折または、偏向顕微鏡でも判断可能である。
As a means for measuring the local concentration of the metal element, a surface distribution can be measured by EPMA (Electron Probe MicroAnalysis), and since the portion shows crystallinity, X
It can also be determined by a line diffraction or a deflection microscope.

【0036】[0036]

【実施例】以下に、実施例をあげて本発明をさらに具体
的に説明するが、これらの実施例は例示的に示されるも
ので、限定的に解釈されるものでないことはいうまでも
ない。
EXAMPLES Hereinafter, the present invention will be described in more detail with reference to examples. However, it is needless to say that these examples are shown by way of example and are not to be construed as limiting. .

【0037】(実施例1)石英粒子1900gとAl2
3粉100gを混合し、酸水素火炎中に50g/mi
nの速度で、1rpmで回転するターゲットインゴット
上に溶融落下させ、200mmφ×50mmの石英ガラ
スインゴットを作成した。使用するガス条件は、H2
200リットル/min、O2が100リットル/mi
nとした。ターゲットインゴットは、300mm×30
0mm×200mmHの容積中にセットされる。これ以
下のガス量では、泡や異物が発生し、これ以上のガス量
では、インゴットの形が崩れた。インゴット成長面の温
度は、2200℃であった。
Example 1 1900 g of quartz particles and Al 2
100 g of O 3 powder is mixed and 50 g / mi in an oxyhydrogen flame
It melted and dropped on a target ingot rotating at 1 rpm at a speed of n to produce a quartz glass ingot of 200 mmφ × 50 mm. The gas conditions used are H 2 200 l / min and O 2 100 l / mi.
n. Target ingot is 300mm x 30
It is set in a volume of 0 mm x 200 mmH. When the gas amount is less than this, bubbles and foreign substances are generated, and when the gas amount is more than this, the shape of the ingot collapses. The temperature of the ingot growth surface was 2200 ° C.

【0038】作成されたインゴットのアルミニウム濃度
を蛍光X線分析で測定すると、表面から0.1mmまでの濃
度は、3.0wt%、表面から5.0mmの深さ位置で
は、2.0wt%であった。表面を除くと、形成されたイ
ンゴットの全長においての平均濃度は、ほぼ2.0wt%
であった。最表面部位は、石英の昇華が進む為、濃度が
高くなると思われる。
When the aluminum concentration of the prepared ingot was measured by X-ray fluorescence analysis, the concentration from the surface to 0.1 mm was 3.0 wt%, and the concentration at the depth of 5.0 mm from the surface was 2.0 wt%. Was. Excluding the surface, the average concentration over the entire length of the formed ingot is approximately 2.0 wt%
Met. Since the sublimation of quartz proceeds at the outermost surface portion, the concentration is considered to be high.

【0039】また、作成されたインゴットについて、泡
及び異物の含有量を測定するとともに異物の有無をX線
回折によって検査し、その結果を表1に示した。異物は
存在せずかつ泡及び異物の含有量は39mm2であっ
た。
The content of bubbles and foreign substances was measured and the presence or absence of foreign substances was examined by X-ray diffraction for the prepared ingot. The results are shown in Table 1. No foreign matter was present, and the content of bubbles and foreign matter was 39 mm 2 .

【0040】さらに、後述するように、パーティクル発
生量及びエッチング速度を測定し、その結果を表1に示
した。パーティクル発生量は少なくかつエッチング速度
は充分に低くなっており、プラズマ耐食性に優れている
ことが確認できた。
Further, as will be described later, the amount of generated particles and the etching rate were measured, and the results are shown in Table 1. The amount of particles generated was small and the etching rate was sufficiently low, confirming that the plasma corrosion resistance was excellent.

【0041】(実施例2)石英粒子を酸水素火炎中に5
0g/minの速度で、1rpmで回転するターゲット
インゴットに溶融落下させると同時に、該インゴット成
長表面上に、硝酸アルミニウムの30wt%水溶液を10
cc/minの速度で滴下させながら、200mmφ×
50mmの石英ガラスインゴットを作成した。使用する
ガス条件は、H2が150リットル/min、O2が75
リットル/minとした。ターゲットインゴットは、3
00mm×300mm×200mmHの容積中にセット
される。
Example 2 Quartz particles were placed in an oxyhydrogen flame for 5 minutes.
At a speed of 0 g / min, the solution was melted and dropped on a target ingot rotating at 1 rpm.
While dropping at a rate of cc / min,
A 50 mm quartz glass ingot was made. The gas conditions used are as follows: H 2 is 150 liter / min, O 2 is 75
Liter / min. Target ingot is 3
It is set in a volume of 00 mm x 300 mm x 200 mmH.

【0042】作成された石英ガラスインゴットのアルミ
ニウム濃度を蛍光X線分析で測定すると、最表面部位
(表面から0.1mmまで)は、3.0wt%、5mm
深度の部位では、1.0wt%であった。最表面部位
は、石英の昇華が進む為、濃度が高くなると思われる。
形成されたインゴットの全長においてのアルミニウムの
平均濃度はほぼ1.5wt%であった。また、実施例1
と同様の項目について測定し、その結果を表1に示し
た。表1の結果から明らかなように、プラズマ耐食性に
優れていることが確認できた。
When the aluminum concentration of the produced quartz glass ingot was measured by X-ray fluorescence analysis, the outermost surface portion (from the surface to 0.1 mm) was 3.0 wt% and 5 mm
In the part at the depth, it was 1.0 wt%. Since the sublimation of quartz proceeds at the outermost surface portion, the concentration is considered to be high.
The average concentration of aluminum over the entire length of the formed ingot was approximately 1.5 wt%. Example 1
The same items as those described above were measured, and the results are shown in Table 1. As is clear from the results in Table 1, it was confirmed that the plasma corrosion resistance was excellent.

【0043】(実施例3)ドープ材として硝酸アルミニ
ウムの代わりに硝酸酸化ジルコニウムを用いた以外は実
施例2と同様にして石英ガラスインゴットを作成した。
作成された石英ガラスインゴットのジルコニウム濃度を
測定するとともに実施例1と同様の項目について測定
し、その結果を表1に示した。プラズマ耐食性に優れて
いることが確認できた。
Example 3 A quartz glass ingot was produced in the same manner as in Example 2 except that zirconium nitrate was used instead of aluminum nitrate as a doping material.
The zirconium concentration of the produced quartz glass ingot was measured and at the same time, the same items as in Example 1 were measured. The results are shown in Table 1. It was confirmed that the plasma corrosion resistance was excellent.

【0044】(実施例4)ドープ材として硝酸アルミニ
ウムの代わりに硝酸イットリウムを用いた以外は実施例
2と同様にして石英ガラスインゴットを作成した。作成
された石英ガラスインゴットのイットリウム濃度を測定
するとともに実施例1と同様の項目について測定し、そ
の結果を表1に示した。表1の結果から明らかなよう
に、プラズマ耐食性に優れていることが確認できた。
Example 4 A quartz glass ingot was prepared in the same manner as in Example 2 except that yttrium nitrate was used instead of aluminum nitrate as a doping material. The yttrium concentration of the produced quartz glass ingot was measured, and at the same time, the same items as in Example 1 were measured. The results are shown in Table 1. As is clear from the results in Table 1, it was confirmed that the plasma corrosion resistance was excellent.

【0045】[0045]

【表1】 [Table 1]

【0046】(実施例5)ドープ材として硝酸アルミニ
ウムの代わりに硝酸サマリウムを用いた以外は実施例2
と同様にして石英ガラスインゴットを作成した。作成さ
れた石英ガラスインゴットのサマリウム濃度を測定する
とともにまた、実施例1と同様の項目について測定し、
その結果を表2に示した。表2の結果から明らかなよう
に、プラズマ耐食性に優れていることが確認できた。
Example 5 Example 2 was repeated except that samarium nitrate was used instead of aluminum nitrate as the doping material.
A quartz glass ingot was prepared in the same manner as described above. While measuring the samarium concentration of the produced quartz glass ingot, the same items as in Example 1 were also measured,
The results are shown in Table 2. As is clear from the results in Table 2, it was confirmed that the plasma corrosion resistance was excellent.

【0047】(実施例6)ドープ材として硝酸アルミニ
ウムの30wt%水溶液の代わりにエタノールに塩化ア
ルミニウムを30wt%溶解させたものを用いた以外は
実施例2と同様にして石英ガラスインゴットを作成し
た。作成された石英ガラスインゴットのアルミニウム濃
度を測定するとともにまた、実施例1と同様の項目につ
いて測定し、その結果を表2に示した。表2の結果から
明らかなように、プラズマ耐食性に優れていることが確
認できた。
Example 6 A quartz glass ingot was prepared in the same manner as in Example 2, except that a 30 wt% solution of aluminum nitrate was dissolved in ethanol instead of a 30 wt% aqueous solution of aluminum nitrate as a doping material. The aluminum concentration of the produced quartz glass ingot was measured, and the same items as in Example 1 were measured. The results are shown in Table 2. As is clear from the results in Table 2, it was confirmed that the plasma corrosion resistance was excellent.

【0048】(実施例7)ドープ材として硝酸アルミニ
ウムの30wt%水溶液の代わり塩酸にアルミニウムを
5wt%溶解させたものを用いた以外は実施例2と同様
にして石英ガラスインゴットを作成した。作成された石
英ガラスインゴットのアルミニウム濃度を測定するとと
もに実施例1と同様の項目について測定し、その結果を
表2に示した。表2の結果から明らかなように、プラズ
マ耐食性に優れていることが確認できた。
Example 7 A quartz glass ingot was prepared in the same manner as in Example 2 except that a 30 wt% aqueous solution of aluminum nitrate was used instead of a 30 wt% aqueous solution of aluminum nitrate as a doping material. The aluminum concentration of the produced quartz glass ingot was measured, and at the same time, the same items as in Example 1 were measured. The results are shown in Table 2. As is clear from the results in Table 2, it was confirmed that the plasma corrosion resistance was excellent.

【0049】(実施例8)ドープ材として硝酸アルミニ
ウムの30wt%水溶液の代わりにプロパノールにAl
・イソプロポキシドを30wt%溶解させたものを用い
た以外は実施例2と同様にして石英ガラスインゴットを
作成した。作成された石英ガラスインゴットのアルミニ
ウム濃度を測定するとともに実施例1と同様の項目につ
いて測定し、その結果を表2に示した。表2の結果から
明らかなように、プラズマ耐食性に優れていることが確
認できた。
Example 8 Instead of a 30 wt% aqueous solution of aluminum nitrate as a doping material, Al was added to propanol.
A quartz glass ingot was prepared in the same manner as in Example 2 except that 30 wt% of isopropoxide was used. The aluminum concentration of the produced quartz glass ingot was measured, and at the same time, the same items as in Example 1 were measured. The results are shown in Table 2. As is clear from the results in Table 2, it was confirmed that the plasma corrosion resistance was excellent.

【0050】[0050]

【表2】 [Table 2]

【0051】(実施例9)ドープ材として硝酸アルミニ
ウムの30wt%水溶液の代わりに珪酸エチルにアルミニ
ウム・イソプロポキシドを30wt%溶解させたものを用
いた以外は実施例2と同様にして石英ガラスインゴット
を作成した。作成された石英ガラスインゴットのアルミ
ニウム濃度を測定するとともに実施例1と同様の項目に
ついて測定し、その結果を表3に示した。表3の結果か
ら明らかなように、プラズマ耐食性に優れていることが
確認できた。
Example 9 A quartz glass ingot was prepared in the same manner as in Example 2 except that a 30 wt% aqueous solution of aluminum nitrate was used as a doping material instead of aluminum silicate in which 30 wt% of aluminum isopropoxide was dissolved. It was created. The aluminum concentration of the produced quartz glass ingot was measured, and at the same time, the same items as in Example 1 were measured. The results are shown in Table 3. As is clear from the results in Table 3, it was confirmed that the plasma corrosion resistance was excellent.

【0052】(実施例10)スート法で作成された50
0mmφ×1000mmのシリカガラス母体を、塩化ア
ルミニウム顆粒500gとともに、600mmφ×12
00mmの石英ガラス容器中にセットし、N2雰囲気に
置換した後、ガス導入ラインを閉止し、加熱を開始し、
400℃に昇温し、塩化アルミの全量を昇華させて10
0%濃度雰囲気にした後、大気圧下で、10HR保持
し、加熱を停止し、室温まで降温した後、取り出した。
取り出したスートを真空炉中において、1800℃に加
熱し、透明ガラス化させた。
(Embodiment 10) Fifty samples prepared by the soot method
A silica glass matrix having a size of 0 mmφ × 1000 mm was mixed with 500 g of aluminum chloride granules in 600 mmφ × 12 mm.
After setting in a 00 mm quartz glass container and replacing with N 2 atmosphere, the gas introduction line was closed and heating was started.
The temperature was raised to 400 ° C, and the total amount of aluminum chloride was sublimated to 10
After the atmosphere was 0% concentration, it was kept at 10 HR under the atmospheric pressure, the heating was stopped, the temperature was lowered to room temperature, and then taken out.
The soot taken out was heated to 1800 ° C. in a vacuum furnace to form a transparent glass.

【0053】形成された石英ガラスの表面部位からは、
3wt%のアルミニウムが検知されたが、5mm深度の
部位では、2.0wt%であった。形成された石英ガラ
スのアルミニウムの平均濃度はほぼ1.1wt%であっ
た。表面は、透明ガラス化時に、SiO2が昇華する一
方でアルミナが残留する為、高濃度にアルミニウムが検
知されたと推定される。
From the surface of the formed quartz glass,
3 wt% of aluminum was detected, but at a depth of 5 mm, it was 2.0 wt%. The average concentration of aluminum in the formed quartz glass was approximately 1.1 wt%. It is presumed that aluminum was detected at a high concentration on the surface because alumina remained while SiO 2 sublimated during the vitrification.

【0054】塩化アルミの沸点は、180℃であるが、
処理温度が150℃以下では、昇華蒸気圧が70mmH
g以下となり、雰囲気中の塩化アルミガス濃度は0.0
8mol/22.4リットル、ガラス中のアルミニウム
濃度は0.01wt%程度であった。また633℃を超
えると、雰囲気中のアルミニウム濃度が0.5mol/
22.4リットルとなり、得られたガラス中のアルミニ
ウム濃度も半減した。
The boiling point of aluminum chloride is 180 ° C.
When the processing temperature is 150 ° C. or less, the sublimation vapor pressure is 70 mmH
g or less, and the concentration of aluminum chloride gas in the atmosphere is 0.0
8 mol / 22.4 liters, the aluminum concentration in the glass was about 0.01 wt%. If the temperature exceeds 633 ° C., the aluminum concentration in the atmosphere becomes 0.5 mol /
It became 22.4 liters, and the aluminum concentration in the obtained glass was reduced by half.

【0055】また、実施例1と同様の項目について測定
し、その結果を表3に示した。表3の結果から明らかな
ように、プラズマ耐食性に優れていることが確認でき
た。
Further, the same items as in Example 1 were measured, and the results are shown in Table 3. As is clear from the results in Table 3, it was confirmed that the plasma corrosion resistance was excellent.

【0056】(実施例11)スート法で作成された50
0mmφ×1000mmのシリカガラス母体を、塩化ア
ルミニウム顆粒500gとともに、密閉高圧容器中にセ
ットし、N2雰囲気に置換した後、ガス導入ラインを閉
止し、加熱を開始し、250℃に昇温させ、塩化アルミ
の全量を昇華させて10kg/cm2の高圧雰囲気即ち
9mol/22.4リットルにした後、10HR保持
し、加熱を停止し、室温まで降温した後、取り出す。
(Embodiment 11) Fifty samples prepared by the soot method
A silica glass matrix of 0 mmφ × 1000 mm, together with 500 g of aluminum chloride granules, was set in a closed high-pressure vessel, and after substituting with a N 2 atmosphere, closing the gas introduction line, starting heating, and raising the temperature to 250 ° C. The total amount of aluminum chloride is sublimated to a high-pressure atmosphere of 10 kg / cm 2 , that is, 9 mol / 22.4 liters, then maintained at 10 HR, stopped heating, cooled down to room temperature, and taken out.

【0057】取り出したスートを真空炉中において、1
800℃に加熱し、透明ガラス化させた。表面部位から
は、6wt%のアルミニウムが検知されたが、5mm深
度の部位では、3.0wt%であった。形成された透明
ガラスのアルミニウムの平均濃度はほぼ4.0wt%で
あった。雰囲気中の塩化アルミガス濃度、ガラス中のア
ルミニウムの濃度及び、得られたガラス中のアルミニウ
ム濃度については実施例10と同様であった。
The soot taken out is placed in a vacuum furnace for 1
It was heated to 800 ° C. to make it transparent glass. Although 6 wt% of aluminum was detected from the surface portion, it was 3.0 wt% at a portion having a depth of 5 mm. The average concentration of aluminum in the formed transparent glass was approximately 4.0 wt%. The aluminum chloride gas concentration in the atmosphere, the aluminum concentration in the glass, and the aluminum concentration in the obtained glass were the same as in Example 10.

【0058】また、実施例1と同様の項目について測定
し、その結果を表3に示した。表3の結果から明らかな
ように、プラズマ耐食性に優れていることが確認でき
た。
Further, the same items as in Example 1 were measured, and the results are shown in Table 3. As is clear from the results in Table 3, it was confirmed that the plasma corrosion resistance was excellent.

【0059】(実施例12)ドープ材として塩化アルミ
ニウム顆粒の代わりに、塩化ジルコニウム顆粒を用いか
つ500℃に昇温して塩化ジルコニウムの全量を昇華さ
せたこと以外は実施例10と同様にして石英ガラスイン
ゴットを作成した。作成された石英ガラスインゴットの
ジルコニウム濃度を測定するとともに実施例1と同様の
項目について測定し、その結果を表3に示した。表3の
結果から明らかなように、プラズマ耐食性に優れている
ことが確認できた。
(Example 12) Quartz was prepared in the same manner as in Example 10 except that zirconium chloride granules were used as doping materials instead of aluminum chloride granules, and the temperature was raised to 500 ° C to sublimate the entire amount of zirconium chloride. A glass ingot was created. The zirconium concentration of the quartz glass ingot thus prepared was measured, and at the same time, the same items as in Example 1 were measured. The results are shown in Table 3. As is clear from the results in Table 3, it was confirmed that the plasma corrosion resistance was excellent.

【0060】[0060]

【表3】 [Table 3]

【0061】(実施例13)粒径が500μm〜100
μmの石英粉750gと粒径が0.01μm〜4μmの
熱分解シリカ粒子200gと、硝酸アルミニウム700
gと純水1500gを混合し、スラリーを作成する。こ
のスラリーを40℃の大気中で8日間乾燥させ、固体と
した後、真空雰囲気において、1800℃、1HRの加
熱処理を行い、 100mmφ×50mmHの透明ガラ
スを作成した。アルミニウムの濃度はバルク全体におい
て2.0wt%であった。
(Example 13) Particle size of 500 μm to 100
750 g of quartz powder of 200 μm, 200 g of pyrogenic silica particles having a particle size of 0.01 μm to 4 μm, and 700 g of aluminum nitrate.
g and pure water 1500 g to prepare a slurry. This slurry was dried in the air at 40 ° C. for 8 days to be solid, and then subjected to a heat treatment at 1800 ° C. and 1 HR in a vacuum atmosphere to produce a transparent glass of 100 mmφ × 50 mmH. The aluminum concentration was 2.0 wt% in the entire bulk.

【0062】また、実施例1と同様の項目について測定
し、その結果を表4に示した。表4の結果から明らかな
ように、プラズマ耐食性に優れていることが確認でき
た。
The same items as in Example 1 were measured, and the results are shown in Table 4. As is clear from the results in Table 4, it was confirmed that the plasma corrosion resistance was excellent.

【0063】(実施例14)ドープ材として硝酸アルミ
ニウムの代わりに硝酸酸化ジルコニウムを用いた以外は
実施例13と同様にして石英ガラスインゴットを作成し
た。作成された石英ガラスインゴットのジルコニウム濃
度を測定するとともに実施例1と同様の項目について測
定し、その結果を表4に示した。表4の結果から明らか
なように、プラズマ耐食性に優れていることが確認でき
た。
(Example 14) A quartz glass ingot was prepared in the same manner as in Example 13 except that zirconium nitrate was used instead of aluminum nitrate as a doping material. The zirconium concentration of the produced quartz glass ingot was measured and at the same time, the same items as in Example 1 were measured. The results are shown in Table 4. As is clear from the results in Table 4, it was confirmed that the plasma corrosion resistance was excellent.

【0064】(実施例15)ドープ材として硝酸アルミ
ニウムの代わりに硝酸イットリウムを用いた以外は実施
例13と同様にして石英ガラスインゴットを作成した。
作成された石英ガラスインゴットのイットリウム濃度を
測定するとともに実施例1と同様の項目について測定
し、その結果を表4に示した。表4の結果から明らかな
ように、プラズマ耐食性に優れていることが確認でき
た。
Example 15 A quartz glass ingot was produced in the same manner as in Example 13 except that yttrium nitrate was used instead of aluminum nitrate as a doping material.
The yttrium concentration of the produced quartz glass ingot was measured, and at the same time, the same items as in Example 1 were measured. The results are shown in Table 4. As is clear from the results in Table 4, it was confirmed that the plasma corrosion resistance was excellent.

【0065】(実施例16)ドープ材として硝酸アルミ
ニウムの代わりに硝酸サマリウムを用いた以外は実施例
13と同様にして石英ガラスインゴットを作成した。作
成された石英ガラスインゴットのサマリウム濃度を測定
するとともに実施例1と同様の項目について測定し、そ
の結果を表4に示した。表4の結果から明らかなよう
に、プラズマ耐食性に優れていることが確認できた。
Example 16 A quartz glass ingot was produced in the same manner as in Example 13 except that samarium nitrate was used instead of aluminum nitrate as a doping material. The samarium concentration of the produced quartz glass ingot was measured, and at the same time, the same items as in Example 1 were measured. The results are shown in Table 4. As is clear from the results in Table 4, it was confirmed that the plasma corrosion resistance was excellent.

【0066】[0066]

【表4】 [Table 4]

【0067】(実施例17)ドープ材として硝酸アルミ
ニウム700gと純水1500gの代わりに塩化アルミ
ニウム700gとエタノール1500gを用いた以外は
実施例13と同様にして石英ガラスインゴットを作成し
た。作成された石英ガラスインゴットのアルミニウム濃
度を測定するとともに実施例1と同様の項目について測
定し、その結果を表5に示した。表5の結果から明らか
なように、プラズマ耐食性に優れていることが確認でき
た。
Example 17 A quartz glass ingot was prepared in the same manner as in Example 13 except that 700 g of aluminum chloride and 1500 g of ethanol were used instead of 700 g of aluminum nitrate and 1500 g of pure water as a doping material. The aluminum concentration of the produced quartz glass ingot was measured, and at the same time, the same items as in Example 1 were measured. The results are shown in Table 5. As is clear from the results in Table 5, it was confirmed that the plasma corrosion resistance was excellent.

【0068】(実施例18)ドープ材として硝酸アルミ
ニウム700gと純水1500gの代わりにアルミニウ
ムを塩酸に5wt%溶解させたものを用いた以外は実施
例13と同様にして石英ガラスインゴットを作成した。
作成された石英ガラスインゴットのアルミニウム濃度を
測定するとともに実施例1と同様の項目について測定
し、その結果を表5に示した。表5の結果から明らかな
ように、プラズマ耐食性に優れていることが確認でき
た。
Example 18 A quartz glass ingot was prepared in the same manner as in Example 13, except that 700 g of aluminum nitrate and 1500 g of pure water were used as doping materials instead of aluminum, which was dissolved at 5 wt% in hydrochloric acid.
The aluminum concentration of the produced quartz glass ingot was measured, and at the same time, the same items as in Example 1 were measured. The results are shown in Table 5. As is clear from the results in Table 5, it was confirmed that the plasma corrosion resistance was excellent.

【0069】(実施例19)ドープ材として硝酸アルミ
ニウム700gと純水1500gの代わりにAl・イソ
プロポキシドをプロパノールに30wt%溶解させたも
のを用いた以外は実施例13と同様にして石英ガラスイ
ンゴットを作成した。作成された石英ガラスインゴット
のアルミニウム濃度を測定するとともに実施例1と同様
の項目について測定し、その結果を表5に示した。表5
の結果から明らかなように、プラズマ耐食性に優れてい
ることが確認できた。
Example 19 A quartz glass ingot was prepared in the same manner as in Example 13 except that a material obtained by dissolving 30% by weight of Al.isopropoxide in propanol was used instead of 700 g of aluminum nitrate and 1500 g of pure water as a doping material. It was created. The aluminum concentration of the produced quartz glass ingot was measured, and at the same time, the same items as in Example 1 were measured. The results are shown in Table 5. Table 5
As is clear from the results, it was confirmed that the plasma corrosion resistance was excellent.

【0070】(実施例20)ドープ材として硝酸アルミ
ニウム700gと純水1500gの代わりにAl・イソ
プロポキシドを珪酸エチルに30wt%溶解させたもの
を用いた以外は実施例13と同様にして石英ガラスイン
ゴットを作成した。作成された石英ガラスインゴットの
アルミニウム濃度を測定するとともに実施例1と同様の
項目について測定し、その結果を表5に示した。表5の
結果から明らかなように、プラズマ耐食性に優れている
ことが確認できた。
(Example 20) Quartz glass was prepared in the same manner as in Example 13 except that Al-isopropoxide was dissolved at 30 wt% in ethyl silicate instead of 700 g of aluminum nitrate and 1500 g of pure water as a doping material. Ingot created. The aluminum concentration of the produced quartz glass ingot was measured, and at the same time, the same items as in Example 1 were measured. The results are shown in Table 5. As is clear from the results in Table 5, it was confirmed that the plasma corrosion resistance was excellent.

【0071】[0071]

【表5】 [Table 5]

【0072】(実施例21)200mmφ×20mm
(厚さ)の石英ガラス治具の表面上に、アルミニウムイ
ソプロポキシドをプロパノールに溶解した溶液を滴下
し、空気中の水分と加水分解させて、アルミナ膜を形成
させる。この石英ガラス板の膜形成された面を、酸水素
火炎によってファイアポリッシュし焼付け、且つ、滑ら
かな透明溶融面を形成させた。表面部位から、0.1m
mまでの平均アルミニウム濃度は、15wt%である
が、1mmまでの平均アルミニウム濃度は、0.5wt
%であった。形成された石英ガラス治具のアルミニウム
の平均濃度はほぼ2.1wt%であった。
Example 21 200 mmφ × 20 mm
A solution obtained by dissolving aluminum isopropoxide in propanol is dropped on the surface of the (thickness) quartz glass jig and hydrolyzed with moisture in the air to form an alumina film. The film-formed surface of this quartz glass plate was fire-polished and baked with an oxyhydrogen flame to form a smooth transparent molten surface. 0.1m from surface
The average aluminum concentration up to 1 mm is 15 wt%, but the average aluminum concentration up to 1 mm is 0.5 wt%.
%Met. The average concentration of aluminum in the formed quartz glass jig was approximately 2.1 wt%.

【0073】また、実施例1と同様の項目について測定
し、その結果を表6に示した。表6の結果から明らかな
ように、プラズマ耐食性に優れていることが確認でき
た。
Further, the same items as in Example 1 were measured, and the results are shown in Table 6. As is clear from the results in Table 6, it was confirmed that the plasma corrosion resistance was excellent.

【0074】(実施例22)アルミニウムイソプロポキ
シドをプロパノールに溶解した溶液の代わりにアルミニ
ウムイソプロポキシドを珪酸エチルに溶解したものを用
いた以外は実施例21と同様にして石英ガラスインゴッ
トを作成した。作成された石英ガラスインゴットのアル
ミニウム濃度を測定するとともに実施例1と同様の項目
について測定し、その結果を表6に示した。表6の結果
から明らかなように、プラズマ耐食性に優れていること
が確認できた。
(Example 22) A quartz glass ingot was prepared in the same manner as in Example 21 except that a solution in which aluminum isopropoxide was dissolved in ethyl silicate was used instead of a solution in which aluminum isopropoxide was dissolved in propanol. . The aluminum concentration of the produced quartz glass ingot was measured, and at the same time, the same items as in Example 1 were measured. The results are shown in Table 6. As is clear from the results in Table 6, it was confirmed that the plasma corrosion resistance was excellent.

【0075】(実施例23)アルミニウムイソプロポキ
シドをプロパノールに溶解した溶液の代わりにジルコニ
ウムイソプロポキシドをプロパノールに溶解したものを
用いた以外は実施例21と同様にして石英ガラスインゴ
ットを作成した。作成された石英ガラスインゴットのジ
ルコニウム濃度を測定するとともに実施例1と同様の項
目について測定し、その結果を表6に示した。表6の結
果から明らかなように、プラズマ耐食性に優れているこ
とが確認できた。
Example 23 A quartz glass ingot was prepared in the same manner as in Example 21 except that a solution in which zirconium isopropoxide was dissolved in propanol was used instead of a solution in which aluminum isopropoxide was dissolved in propanol. The zirconium concentration of the produced quartz glass ingot was measured and at the same time, the same items as in Example 1 were measured. The results are shown in Table 6. As is clear from the results in Table 6, it was confirmed that the plasma corrosion resistance was excellent.

【0076】(実施例24)アルミニウムイソプロポキ
シドをプロパノールに溶解した溶液の代わりにチタニウ
ムイソプロポキシドをプロパノールに溶解したものを用
いた以外は実施例21と同様にして石英ガラスインゴッ
トを作成した。作成された石英ガラスインゴットのチタ
ニウム濃度を測定するとともに実施例1と同様の項目に
ついて測定し、その結果を表6に示した。表6の結果か
ら明らかなように、プラズマ耐食性に優れていることが
確認できた。
Example 24 A quartz glass ingot was prepared in the same manner as in Example 21 except that a solution in which titanium isopropoxide was dissolved in propanol was used instead of a solution in which aluminum isopropoxide was dissolved in propanol. The titanium concentration of the produced quartz glass ingot was measured, and at the same time, the same items as in Example 1 were measured. The results are shown in Table 6. As is clear from the results in Table 6, it was confirmed that the plasma corrosion resistance was excellent.

【0077】[0077]

【表6】 [Table 6]

【0078】(実施例25)アルミニウムイソプロポキ
シドをプロパノールに溶解した溶液の代わりに硝酸アル
ミニウムを純水に溶解したものを用いて滴下した後、こ
の面をファイアポリッシュする以外は実施例21と同様
にして石英ガラスインゴットを作成した。作成された石
英ガラスインゴットのアルミニウム濃度を測定するとと
もに実施例1と同様の項目について測定し、その結果を
表7に示した。表7の結果から明らかなように、プラズ
マ耐食性に優れていることが確認できた。
Example 25 The same procedure as in Example 21 was carried out except that a solution prepared by dissolving aluminum nitrate in pure water was used instead of a solution obtained by dissolving aluminum isopropoxide in propanol, and then this surface was fire-polished. To produce a quartz glass ingot. The aluminum concentration of the produced quartz glass ingot was measured, and at the same time, the same items as in Example 1 were measured. The results are shown in Table 7. As is clear from the results in Table 7, it was confirmed that the plasma corrosion resistance was excellent.

【0079】(実施例26)アルミニウムイソプロポキ
シドをプロパノールに溶解した溶液の代わりにエタノー
ルに塩化アルミニウムを30wt%溶解させたものを用
いた以外は実施例25と同様にして石英ガラスインゴッ
トを作成した。作成された石英ガラスインゴットのアル
ミニウム濃度を測定するとともに実施例1と同様の項目
について測定し、その結果を表7に示した。表7の結果
から明らかなように、プラズマ耐食性に優れていること
が確認できた。
Example 26 A quartz glass ingot was prepared in the same manner as in Example 25 except that a solution prepared by dissolving 30 wt% of aluminum chloride in ethanol was used instead of a solution of aluminum isopropoxide in propanol. . The aluminum concentration of the produced quartz glass ingot was measured, and at the same time, the same items as in Example 1 were measured. The results are shown in Table 7. As is clear from the results in Table 7, it was confirmed that the plasma corrosion resistance was excellent.

【0080】(実施例27)アルミニウムイソプロポキ
シドをプロパノールに溶解した溶液の代わりに塩酸にア
ルミニウムを5wt%溶解させたものを用いた以外は実
施例25と同様にして石英ガラスインゴットを作成し
た。作成された石英ガラスインゴットのアルミニウム濃
度を測定するとともに実施例1と同様の項目について測
定し、その結果を表7に示した。表7の結果から明らか
なように、プラズマ耐食性に優れていることが確認でき
た。
Example 27 A quartz glass ingot was prepared in the same manner as in Example 25, except that a solution in which aluminum was dissolved in hydrochloric acid at 5 wt% was used instead of the solution in which aluminum isopropoxide was dissolved in propanol. The aluminum concentration of the produced quartz glass ingot was measured, and at the same time, the same items as in Example 1 were measured. The results are shown in Table 7. As is clear from the results in Table 7, it was confirmed that the plasma corrosion resistance was excellent.

【0081】(実施例28)実施例1で形成された石英
ガラス体を加工して、200mmφ×25mm(厚さ)
の円盤状治具を作成した。この治具の上表面に実施例2
1の方法で高濃度アルミニウム分布層を形成した。表面
部位から、0.1mmまでの平均アルミニウム濃度は、
15wt%であるが、1mmまでの平均アルミニウム濃
度は、4.0wt%であった。作成された石英ガラス治
具のアルミニウムの平均濃度はほぼ4.0wt%であっ
た。また、実施例1と同様の項目について測定し、その
結果を表7に示した。表7の結果から明らかなように、
プラズマ耐食性に優れていることが確認できた。
(Embodiment 28) The quartz glass body formed in the embodiment 1 is processed to have a size of 200 mmφ × 25 mm (thickness).
Was made. Example 2 on the upper surface of this jig
A high concentration aluminum distribution layer was formed by the method of Example 1. The average aluminum concentration from the surface to 0.1 mm is
Although it was 15 wt%, the average aluminum concentration up to 1 mm was 4.0 wt%. The average concentration of aluminum in the prepared quartz glass jig was approximately 4.0% by weight. The same items as in Example 1 were measured, and the results are shown in Table 7. As is clear from the results in Table 7,
It was confirmed that the plasma corrosion resistance was excellent.

【0082】[0082]

【表7】 [Table 7]

【0083】(比較例1)粒径500μm〜100μm
の石英粉1000gを、カーボン鋳型に充填し、真空雰
囲気において、1800℃、1HRの加熱処理を行い、
100mmφ×50mmHの透明ガラスを作成した。実
施例1と同様の項目について測定し、その結果を表8に
示した。表8の結果から明らかなように、エッチング速
度が極めて速く、プラズマ耐食性は不良であった。
Comparative Example 1 Particle Size: 500 μm to 100 μm
Is filled in a carbon mold and subjected to a heat treatment at 1800 ° C. and 1 HR in a vacuum atmosphere.
A transparent glass of 100 mmφ × 50 mmH was prepared. The same items as in Example 1 were measured, and the results are shown in Table 8. As is clear from the results in Table 8, the etching rate was extremely high and the plasma corrosion resistance was poor.

【0084】(比較例2)粒径500μm〜100μm
の石英粉900gとアルミナ100gを混合し、カーボ
ン鋳型に充填し、真空雰囲気において、1800℃、1
HRの加熱処理を行い、100mmφ×50mmHの透
明ガラスを作成した。アルミニウム濃度は、2.0wt
%であった。ガラス体中には、泡と異物が確認された。
(Comparative Example 2) Particle size 500 μm to 100 μm
900 g of quartz powder and 100 g of alumina were mixed, filled in a carbon mold, and heated at 1800 ° C. in a vacuum atmosphere.
HR heat treatment was performed to produce a transparent glass of 100 mmφ × 50 mmH. Aluminum concentration is 2.0wt
%Met. Bubbles and foreign matter were confirmed in the glass body.

【0085】実施例1と同様の項目について測定し、そ
の結果を表8に示した。表8の結果から明らかなよう
に、泡及び異物の含有量が多く、パーティクル発生量も
多く、シリコンウエーハ用治具として不適当であり、さ
らにエッチング速度も速く、プラズマ耐食性も不良であ
った。
The same items as in Example 1 were measured, and the results are shown in Table 8. As is clear from the results in Table 8, the content of bubbles and foreign matters was large, the amount of generated particles was large, and the silicon wafer was unsuitable as a jig for a silicon wafer. Further, the etching rate was high and the plasma corrosion resistance was poor.

【0086】(比較例3)石英粒子690gとAl23
粉310gを混合し、酸水素火炎中に50g/minの
速度で、1rpmで回転するターゲットインゴット上に
溶融落下させ、200mmφ×500リットルのインゴ
ットを作成した。使用するガス条件は、H 2が200リ
ットル/min、O2が100リットル/minとし
た。ターゲットインゴットは、300mm×300mm
×500mmHの容積中にセットされる。泡と異物が多発
したので、ガス流量を各2倍まで増大したが改善せず、
これ以上のガス量では、インゴットの形が崩れた。
Comparative Example 3 690 g of quartz particles and AlTwoOThree
310 g of powder were mixed and 50 g / min
On the target ingot rotating at 1 rpm at speed
Melt and drop, 200mmφ × 500 liter ingot
Created The gas condition used is H TwoIs 200 l
Tol / min, OTwoIs 100 liters / min
Was. Target ingot is 300mm x 300mm
Set in a volume of × 500 mmH. Bubbles and foreign matter frequently
As a result, the gas flow rate was increased by a factor of two each, but did not improve.
With more gas, the shape of the ingot collapsed.

【0087】形成されたインゴットのアルミニウム濃度
を蛍光X線分析で測定すると、最表面部位は、15.0
wt%であり、5mm深度の部位では、13.0wt%
であった。最表面部位は、石英の昇華が進む為、濃度が
高くなると思われる。
The aluminum concentration of the formed ingot was measured by X-ray fluorescence analysis.
wt%, and 13.0 wt% at 5 mm depth.
Met. Since the sublimation of quartz proceeds at the outermost surface portion, the concentration is considered to be high.

【0088】実施例1と同様の項目について測定し、そ
の結果を表8に示した。表8の結果から明らかなよう
に、エッチング速度は遅いものの、泡及び異物の含有量
が多く、パーティクル発生量も多く、シリコンウエーハ
用治具として不適当であることがわかった。
The same items as in Example 1 were measured, and the results are shown in Table 8. As is clear from the results in Table 8, although the etching rate was low, the content of bubbles and foreign matters was large, the amount of particles generated was large, and it was found to be unsuitable as a jig for silicon wafer.

【0089】[0089]

【表8】 [Table 8]

【0090】上述した各実施例と比較例における泡及び
異物の含有量は次のようにして測定した。対象となる石
英ガラス体より50mm×50mm×1mm(厚さ)の
サンプルを切り出し、両面を鏡面に磨き、このサンプル
の下面より白色光を通過させ、泡と異物の影を投影し
て、画像解析装置を用いて、直径0.02mm以上の泡
と異物の個数を測定し、その結果から、切り出したサン
プル全域の泡と異物断面積(投影面積)を算出し、そこ
から、100cm3当たりの断面積(投影面積)を換算
し算出した。
The contents of bubbles and foreign substances in the above Examples and Comparative Examples were measured as follows. Cut out a 50 mm x 50 mm x 1 mm (thickness) sample from the target quartz glass body, polish both sides to a mirror surface, allow white light to pass through from the bottom of this sample, project bubbles and foreign matter shadows, and analyze the image. using a device to measure the number of the above foam and foreign matters diameter 0.02 mm, from the results, calculated bubbles and foreign matter sectional area of the cut samples throughout the (projected area), from which, per 100 cm 3 cross The area (projected area) was converted and calculated.

【0091】エッチング速度は次のようにして測定し
た。作成された透明石英ガラスから、サンプルを切り出
し、30mmφ×3mm(厚さ)に加工して表面状態を
ファイアポリッシュして、50sccm、CF4+O
2(20%)のプラズマガスで、30mTorr、1k
w、10HRのエッチング試験を行った。試験前後の重
量変化から計算して、厚さ変化を算出し、さらに、処理
時間で除してエッチング速度を算出した。
The etching rate was measured as follows. A sample was cut out from the formed transparent quartz glass, processed into a size of 30 mmφ × 3 mm (thickness), and fire-polished the surface state, and 50 sccm CF 4 + O
2 (20%) plasma gas at 30 mTorr, 1k
w, an etching test of 10 HR was performed. The thickness change was calculated from the weight change before and after the test, and the etching rate was calculated by dividing by the processing time.

【0092】また、パーティクルの発生量については、
エッチング後、試料のプラズマ照射面に同面積のSiウ
ェーハを載せ、ウェーハの接触面の凹凸をレーザー散乱
で検出し、パーティクルカウンタにて、0.3μm以上
のパーティクル個数を計測した。
Regarding the amount of generated particles,
After the etching, an Si wafer having the same area was placed on the plasma irradiation surface of the sample, and the unevenness of the contact surface of the wafer was detected by laser scattering, and the number of particles of 0.3 μm or more was measured by a particle counter.

【0093】各実施例、比較例において、パーティクル
発生量は、50個以下の場合、Siウエーハの使用可能部
分は、90%以上であり、200個を超えると、50%
以下となり、収率が大幅に低下した。また、エッチング
速度が、100nm/min以上のときは、100HR程度の
使用時間で、0.6mmのエッチング厚さとなり、部材と
して使用できないが、50nm/min以下になると、使用可
能時間が2倍となり効果が確認され、特に20nm/min以
下となれば、非常に経済的に効果が大きくなった。
In each of the examples and comparative examples, when the amount of generated particles is 50 or less, the usable portion of the Si wafer is 90% or more.
Below, the yield was significantly reduced. When the etching rate is 100 nm / min or more, the etching thickness becomes 0.6 mm with a use time of about 100 HR and cannot be used as a member. However, when the etching rate is 50 nm / min or less, the usable time is doubled. The effect was confirmed, and especially when it was 20 nm / min or less, the effect became extremely economical.

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 藤ノ木 朗 福島県郡山市田村町金屋字川久保88番地 信越石英株式会社石英技術研究所内 (72)発明者 稲木 恭一 東京都新宿区西新宿1丁目22番2号 信越 石英株式会社内 (72)発明者 白井 智之 東京都新宿区西新宿1丁目22番2号 信越 石英株式会社内 Fターム(参考) 4G014 AH02 4G062 BB02 CC04 DB02 DB03 DB04 FB02 FB03 FB04 FC02 FC03 FC04 FJ02 FJ03 FJ04 KK02 MM17 NN34 5F004 BB29 DA01 DA26 5F045 AA08 EB03  ──────────────────────────────────────────────────続 き Continuing on the front page (72) Inventor Akira Fujinoki 88, Kawakubo, Kanaya, Tamura-cho, Koriyama-shi, Fukushima Prefecture Inside the Quartz Research Laboratory of Shin-Etsu Quartz Co., Ltd. No. 2 Shin-Etsu Quartz Co., Ltd. (72) Inventor Tomoyuki Shirai 1-22-2 Nishi Shinjuku, Shinjuku-ku, Tokyo Shin-Etsu Quartz Co., Ltd. F-term (reference) 4G014 AH02 4G062 BB02 CC04 DB02 DB03 DB04 FB02 FB03 FB04 FC02 FC03 FC04 FJ02 FJ03 FJ04 KK02 MM17 NN34 5F004 BB29 DA01 DA26 5F045 AA08 EB03

Claims (14)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 金属元素を含有しプラズマ耐食性の増大
した石英ガラスであり、該石英ガラス中の泡と異物の含
有量が100cm3あたりの投影面積で100mm2未満
であることを特徴とするプラズマ耐食性に優れた石英ガ
ラス。
1. A quartz glass containing a metal element and having increased plasma corrosion resistance, wherein the content of bubbles and foreign matter in the quartz glass is less than 100 mm 2 in a projected area per 100 cm 3. Quartz glass with excellent corrosion resistance.
【請求項2】 前記金属元素の弗化物の沸点が、Siの
弗化物の沸点より高温度であることを特徴とする請求項
1記載のプラズマ耐食性に優れた石英ガラス。
2. The quartz glass excellent in plasma corrosion resistance according to claim 1, wherein the boiling point of the fluoride of the metal element is higher than the boiling point of the fluoride of Si.
【請求項3】 前記金属元素の濃度が0.1〜20wt
%であることを特徴とする請求項1又は2記載のプラズ
マ耐食性に優れた石英ガラス。
3. The concentration of the metal element is 0.1 to 20 wt.
%. 4. The quartz glass excellent in plasma corrosion resistance according to claim 1 or 2.
【請求項4】 請求項1〜3のいずれか1項に記載され
た石英ガラスにより作成され、表面から所定の深さまで
の厚さを有するとともに前記金属元素を0.1〜20w
t%含有する金属元素含有層を形成したことを特徴とす
るプラズマ耐食性に優れた石英ガラス治具。
4. It is made of the quartz glass according to claim 1, has a thickness from a surface to a predetermined depth, and contains 0.1 to 20 watts of said metal element.
A quartz glass jig excellent in plasma corrosion resistance, wherein a metal element-containing layer containing t% is formed.
【請求項5】 前記金属元素含有層の厚さが少なくとも
5mmであることを特徴とする請求項4記載のプラズマ
耐食性に優れた石英ガラス治具。
5. The quartz glass jig excellent in plasma corrosion resistance according to claim 4, wherein the thickness of the metal element-containing layer is at least 5 mm.
【請求項6】 ベルヌイ法で石英粉からプラズマ耐食性
に優れた石英ガラスインゴットを作成する方法であり、
金属元素粉或いはその化合物粉を、石英粉に混合し、加
熱溶融落下させ石英ガラスインゴットを作成する際、該
石英ガラスインゴット表面温度を、1800℃以上に加
熱することを特徴とするプラズマ耐食性に優れた石英ガ
ラスの製造方法。
6. A method for producing a quartz glass ingot having excellent plasma corrosion resistance from quartz powder by a Bernoulli method,
When the metal element powder or its compound powder is mixed with quartz powder and melted by heating and dropped to form a quartz glass ingot, the surface temperature of the quartz glass ingot is heated to 1800 ° C. or more, which is excellent in plasma corrosion resistance. Method of manufacturing quartz glass.
【請求項7】 ベルヌイ法で石英粉からプラズマ耐食性
に優れた石英ガラスインゴットを作成する方法であり、
石英粉を加熱溶融落下させ石英ガラスインゴットを作成
すると同時に、金属元素或いはその化合物を純水、酸性
溶液、塩基性溶液または有機溶媒に溶解させ作成した溶
液を、該石英ガラスインゴットの成長表面に連続的に滴
下することを特徴とするプラズマ耐食性に優れた石英ガ
ラスの製造方法。
7. A method for producing a quartz glass ingot excellent in plasma corrosion resistance from quartz powder by a Bernoulli method,
The quartz powder is heated and melted and dropped to form a quartz glass ingot.At the same time, a solution prepared by dissolving a metal element or its compound in pure water, an acidic solution, a basic solution or an organic solvent is continuously applied to the growth surface of the quartz glass ingot. A method for producing quartz glass having excellent plasma corrosion resistance, characterized in that it is dripped selectively.
【請求項8】 予め用意された多孔質SiO2体を、前
記金属元素の密度が(0.1〜10mol)/22.4
リットルの範囲の雰囲気中に静置し、加熱処理すること
を特徴とするプラズマ耐食性に優れた石英ガラスの製造
方法。
8. A porous SiO 2 body prepared in advance, wherein the density of the metal element is (0.1 to 10 mol) /22.4.
A method for producing quartz glass having excellent plasma corrosion resistance, wherein the quartz glass is left standing in an atmosphere in a range of 1 liter and heated.
【請求項9】 前記加熱温度が、前記金属元素或いはそ
の化合物の沸点、昇華点及び分解点以上であり、処理圧
力が、1〜10気圧の範囲であることを特徴とする請求
項8記載の製造方法。
9. The method according to claim 8, wherein the heating temperature is equal to or higher than the boiling point, the sublimation point, and the decomposition point of the metal element or the compound thereof, and the processing pressure is in a range of 1 to 10 atm. Production method.
【請求項10】 全体の粒径分布が、0.01〜100
0μmの範囲にあり、且つ、そのうち0.01〜5μm
の範囲の粒子群の重量比が1〜50wt%である石英ガ
ラス粉体と、純水、酸性溶液、塩基性溶液または有機溶
媒に溶解可能な金属元素或いはその化合物を、純水、酸
性溶液、塩基性溶液または有機溶媒中で混合溶解してス
ラリーを作成し、該スラリーを乾燥固化させた後に、真
空下で加熱溶融することを特徴とするプラズマ耐食性に
優れた石英ガラスの製造方法。
10. The total particle size distribution is from 0.01 to 100.
0 μm, of which 0.01 to 5 μm
A quartz glass powder in which the weight ratio of the particle groups in the range of 1 to 50 wt% and a metal element or a compound thereof soluble in pure water, an acidic solution, a basic solution or an organic solvent is mixed with pure water, an acidic solution, A method for producing quartz glass having excellent plasma corrosion resistance, comprising mixing and dissolving in a basic solution or an organic solvent to prepare a slurry, drying and solidifying the slurry, and then heating and melting the slurry under vacuum.
【請求項11】 前記金属化合物が硝酸化合物であり、
溶媒が、純水であることを特徴とする請求項10記載の
プラズマ耐食性に優れた石英ガラスの製造方法。
11. The metal compound is a nitric acid compound,
The method for producing quartz glass excellent in plasma corrosion resistance according to claim 10, wherein the solvent is pure water.
【請求項12】 純水、酸性溶液、塩基性溶液または有
機溶媒に溶解可能な金属元素或いはその化合物を純水、
酸性溶液、塩基性溶液または有機溶媒中で混合溶解して
作成された溶液を、予め用意された石英ガラス治具表面
に塗布し、その後、その表面を加熱溶融することを特徴
とするプラズマ耐食性に優れた石英ガラス治具の製造方
法。
12. A metal element or a compound thereof which can be dissolved in pure water, an acidic solution, a basic solution or an organic solvent, is added to pure water,
A solution prepared by mixing and dissolving in an acidic solution, a basic solution or an organic solvent, is applied to the surface of a quartz glass jig prepared in advance, and then the surface is heated and melted. Excellent quartz glass jig manufacturing method.
【請求項13】 前記金属元素を含む溶液が、金属元素
を含む有機金属化合物液或いはそれを有機溶媒に溶解し
て作成した溶液であることを特徴とする請求項12記載
の製造方法。
13. The method according to claim 12, wherein the solution containing the metal element is an organic metal compound solution containing the metal element or a solution prepared by dissolving the same in an organic solvent.
【請求項14】 予め用意された石英ガラス治具が請求
項6〜11のいずれか1項記載の製造方法により製造さ
れたものであることを特徴とする請求項12または13
記載の製造方法。
14. A quartz glass jig prepared in advance is manufactured by the manufacturing method according to any one of claims 6 to 11.
The manufacturing method as described.
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