JP2020023411A - Quartz glass crucible, and manufacturing method of quartz glass crucible - Google Patents

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Abstract

To provide a quartz glass crucible that prevents falling of a trunk to the inside and deformation of a trunk in an enlarged quartz glass crucible and prevents peeling-off caused by density difference in the boundary where a plurality of layers having various characteristics contact each other directly, and to provide a manufacturing method of the quartz glass crucible.SOLUTION: A quartz glass crucible 8 for drawing up a silicon single crystal has a trunk of low density in the upper part of the trunk and a bottom of high density. The quartz glass crucible 8 for drawing up a silicon single crystal having a trunk and a bottom and composed of a plurality of layers has a density difference of 0.0014 g/cmor less between an outer layer and an inner layer in the boundary where both the layers contact each other.SELECTED DRAWING: Figure 2

Description

本発明は、石英ガラスルツボ、特に、シリコン単結晶引き上げ用の石英ガラスルツボに関するものであって、大口径大容量の石英ガラスルツボであっても、シリコン単結晶引き上げ時の高温下において発生する内方への倒れ込みなどの変形や、天然石英ガラスからなる外層と合成石英ガラスからなる内層の境界部における剥離の発生などを抑制する石英ガラスルツボおよび石英ガラスルツボの製造方法に関するものである。
なお、本明細書では、アーク溶融とその後に引き続き連続して行う冷却処理を含んだ熱処理を「アーク熱処理」といい、一旦製造された新品の石英ガラスルツボ、あるいは、CZ法による単結晶の育成に使用された石英ガラスルツボについて、内部歪の除去や均質化を図るために行う熱処理を「アニール処理」という。
The present invention relates to a quartz glass crucible, particularly to a quartz glass crucible for pulling a silicon single crystal, and even if the quartz glass crucible has a large diameter and a large capacity, the quartz glass crucible is generated at a high temperature when pulling a silicon single crystal. TECHNICAL FIELD The present invention relates to a quartz glass crucible and a method for manufacturing a quartz glass crucible that suppress deformation such as falling down to the side and occurrence of separation at a boundary between an outer layer made of natural quartz glass and an inner layer made of synthetic quartz glass.
In the present specification, a heat treatment including an arc melting and a cooling treatment that is continuously performed thereafter is referred to as an “arc heat treatment”, and a new quartz glass crucible once manufactured or a single crystal grown by the CZ method is grown. The heat treatment performed to remove internal strain and homogenize the quartz glass crucible used in the above is called "annealing treatment".

半導体の基板等に用いられるシリコン単結晶は、通常、石英ガラスルツボを用いてチョクラルスキー法(CZ法)によって製造されている。CZ法は、石英ガラスルツボ内に、多結晶シリコン原料を導入し、加熱溶融によりシリコン融液とした後、上方より種結晶を前記シリコン融液に接触させ、前記石英ガラスルツボを回転させながら、前記種結晶を徐々に引き上げることによりシリコン単結晶を得る方法である。   A silicon single crystal used for a semiconductor substrate or the like is usually manufactured by a Czochralski method (CZ method) using a quartz glass crucible. In the CZ method, a polycrystalline silicon raw material is introduced into a quartz glass crucible, heated and melted into a silicon melt, and then a seed crystal is brought into contact with the silicon melt from above, while rotating the quartz glass crucible, This is a method of obtaining a silicon single crystal by gradually pulling up the seed crystal.

このシリコン単結晶引上用の石英ガラスルツボについては、例えば、特許文献1に記載されるように、回転アーク溶融法、すなわち、回転する石英ガラスルツボ成形用型内に石英原料粉を供給し、ルツボ形状成形体を形成し、ルツボ形状成形体に対して内面から外面方向に減圧を与えるとともに、ルツボ形状成形体を回転させながらアーク溶融することにより、内面側は透明層であり、外面側は気泡層とする石英ガラスルツボが製造されている。
透明層はアーク溶融中の減圧により気泡が除去された層であり、気泡層は気泡が残留した層になる。
そして、このような石英ガラスルツボの材質については、求められる特性に応じて、外面側の層を天然石英ガラス層(天然石英粉を溶融して形成された層)とし、内面側の層を合成石英ガラス層(合成シリカ粉を溶融して形成された層)とすること(特許文献2)や、外層を天然石英粉層、中間層を天然石英粉層または高純度合成石英粉層、内層を高純度合成石英粉層の三層構造とすること(特許文献3、特許文献4)などの複数層とするものが提案されている。
For this quartz glass crucible for pulling a silicon single crystal, for example, as described in Patent Document 1, rotating arc melting method, that is, a quartz raw material powder is supplied into a rotating quartz glass crucible molding die, Forming a crucible-shaped molded body, applying pressure reduction from the inner surface to the outer surface direction for the crucible-shaped molded body, and performing arc melting while rotating the crucible-shaped molded body, the inner surface side is a transparent layer, the outer surface side is A quartz glass crucible serving as a bubble layer has been manufactured.
The transparent layer is a layer from which bubbles are removed by decompression during arc melting, and the bubble layer is a layer in which bubbles remain.
For the material of such a quartz glass crucible, the outer layer is a natural quartz glass layer (a layer formed by melting natural quartz powder) and the inner layer is synthesized according to the required characteristics. A quartz glass layer (a layer formed by melting synthetic silica powder) (Patent Document 2), an outer layer is a natural quartz powder layer, an intermediate layer is a natural quartz powder layer or a high-purity synthetic quartz powder layer, and an inner layer is a A multi-layer structure such as a three-layer structure of a high-purity synthetic quartz powder layer (Patent Documents 3 and 4) has been proposed.

なお、ここで、材質による層の違い、すなわち、天然石英ガラス層と合成石英ガラス層であることと、気泡の有無による層の違い、すなわち、気泡層と透明層であることとは独立に定義される。
例えば、天然石英ガラス層の中に透明層と気泡層が存在し、また、透明層の中に合成石英ガラス層と天然石英ガラス層が存在する。
Here, the difference between layers depending on the material, that is, the natural quartz glass layer and the synthetic quartz glass layer, and the difference between the layers due to the presence or absence of bubbles, that is, the bubble layer and the transparent layer are independently defined. Is done.
For example, a transparent layer and a bubble layer exist in a natural quartz glass layer, and a synthetic quartz glass layer and a natural quartz glass layer exist in a transparent layer.

特開2010−105881号公報JP 2010-105881A 特開2010−126423号公報JP 2010-126423 A 特開2000−247778号公報JP 2000-247778 A 特開2015−127287号公報JP 2015-127287 A 特開2012−17242号公報JP 2012-17242 A 特開2009−298652号公報JP 2009-298652 A 特開平5−58667号公報JP-A-5-58667 特開2008−297154号公報JP 2008-297154 A

Phys. Rev. B Vol.28 No.6,p.3266-3271,Sept.,1983Phys. Rev. B Vol.28 No.6, p.3266-3271, Sept., 1983

近年、シリコン単結晶の更なる収率向上が検討され、大口径大容量の石英ガラスルツボが用いられるようになったが、その結果、ルツボ内におけるシリコン融液の溶融状態が長時間化し、石英ガラスルツボに対する加熱負荷が増大しており、ガラス軟化点を超える高温に曝された場合に、石英ガラスルツボの直胴部の内方への倒れ込みや熱変形が生じるという問題が指摘されている。
すなわち、シリコン単結晶引き上げ用の石英ガラスルツボは、前記したとおり、例えば、回転アーク溶融法により製造されるが、通常は、アーク溶融後、ルツボ上部より冷却が進行するため、ルツボ上部では、仮想温度が高く、すなわち、密度が高く、ルツボ直胴部から底部にかけて、仮想温度が徐々に低くなる結果、底部に近づくほど低密度となる。そのため、従来は、例えば、特許文献5や特許文献6にも記載されているように、石英ガラスルツボを黒鉛或いはカーボン製のサセプタにより接触支持し、サセプタを回転しながら、石英ガラスルツボの直胴部に遠心力を働かせることにより内方への倒れ込みを防止していた。
In recent years, further improvement in the yield of silicon single crystals has been studied, and large-diameter, large-capacity quartz glass crucibles have been used.As a result, the melting state of the silicon melt in the crucible has been prolonged, and quartz It has been pointed out that the heating load on the glass crucible is increasing, and when the glass crucible is exposed to a high temperature exceeding the glass softening point, the quartz glass crucible may fall down inside the straight body or may be thermally deformed.
That is, as described above, a quartz glass crucible for pulling a silicon single crystal is manufactured by, for example, a rotating arc melting method, but usually, after the arc melting, cooling proceeds from the upper portion of the crucible. The temperature is high, that is, the density is high, and the virtual temperature gradually decreases from the crucible straight body to the bottom. As a result, the density decreases toward the bottom. Therefore, conventionally, as described in Patent Document 5 and Patent Document 6, for example, a quartz glass crucible is supported in contact with a susceptor made of graphite or carbon, and a straight body of the quartz glass crucible is rotated while rotating the susceptor. By applying centrifugal force to the part, it was prevented from falling inward.

しかしながら、石英ガラスルツボの大型化に伴い、ルツボの上下部での仮想温度差が大きくなり、その密度差が広がったため、ルツボを単に従来のサセプタによる支持するのみでは、倒れ込みなどの変形に対応することができず、倒れ込みが発生するため、更なる解決手段が求められている。
また、前記したとおり、石英ガラスルツボは、通常、天然石英ガラスと合成石英ガラスとの複数層により構成されるが、その境界部においては、それぞれのガラス層の仮想温度における密度が異なっているために、それぞれのガラス層が同じ仮想温度を有していてもその密度差の違いにより異常膨張が生じガラス層が剥離を起こすという問題も指摘されており、前記倒れ込みの発生に加え、異なるガラス層の剥離に対する対応も合わせて求められている。
However, with the enlargement of the quartz glass crucible, the virtual temperature difference between the upper and lower parts of the crucible has increased, and the density difference has widened. Therefore, simply supporting the crucible with the conventional susceptor can cope with deformation such as falling down. Since it is not possible to do so and a fall occurs, a further solution is required.
In addition, as described above, the quartz glass crucible is usually composed of a plurality of layers of natural quartz glass and synthetic quartz glass, but at the boundary, the densities of the respective glass layers at the virtual temperature are different. It has also been pointed out that even if each glass layer has the same virtual temperature, a problem that abnormal expansion occurs due to a difference in density between the glass layers and peeling of the glass layer occurs, There is also a need for measures against peeling.

そこで、本発明は、石英ガラスルツボの上部および底部における密度分布をルツボの各位置における仮想温度を調整することにより適正化し、直胴部の内側への倒れ込みや変形を防止することを可能とし、さらに、異なる種類の石英ガラス、例えば、天然石英ガラスと合成石英ガラスから構成される複数の層を有する石英ガラスルツボにおいて、天然石英ガラス層と合成石英ガラス層との境界部における密度分布についてそれぞれの石英ガラスの仮想温度を調整することにより適正化を図り、天然石英ガラス層と合成石英ガラス層との剥離を防止することを可能とした石英ガラスルツボ、および、かかる石英ガラスルツボの製造方法を提供することを目的とするものである。   Therefore, the present invention makes it possible to optimize the density distribution at the top and bottom of the quartz glass crucible by adjusting the virtual temperature at each position of the crucible, and to prevent the straight body from falling down and deforming, Furthermore, in a quartz glass crucible having a plurality of layers composed of different types of quartz glass, for example, a natural quartz glass and a synthetic quartz glass, each of the density distributions at a boundary portion between the natural quartz glass layer and the synthetic quartz glass layer. Provided is a quartz glass crucible capable of preventing a natural quartz glass layer from being separated from a synthetic quartz glass layer by adjusting the fictive temperature of the quartz glass so as to optimize the quartz glass crucible, and a method of manufacturing such a quartz glass crucible. It is intended to do so.

本発明者らは、前記課題を解決すべく、石英ガラスルツボについて、石英ガラスルツボの上部および底部の密度、並びに、天然石英ガラス層と合成石英ガラス層との境界部における密度をそれらの石英ガラスの仮想温度により調整しつつ鋭意研究を行った結果以下の知見を得た。   The present inventors, in order to solve the above problems, regarding the quartz glass crucible, the density at the top and bottom of the quartz glass crucible, and the density at the boundary between the natural quartz glass layer and the synthetic quartz glass layer, the quartz glass crucible The following findings were obtained as a result of diligent research conducted while adjusting with the virtual temperature.

すなわち、1)通常アーク溶融法等において製造される、上部において仮想温度が高いため密度が高く、底部において仮想温度が低いため密度が低い、石英ガラスルツボの上部、直胴部、および、底部のそれぞれに対し、適正なアニール処理を施すことにより、上部において仮想温度が低く、密度が低く、底部において仮想温度が高く、密度が高い石英ガラスルツボが製造できることを知見した。   That is, 1) usually produced by an arc melting method or the like, the density is high because the virtual temperature is high at the top, and the density is low because the virtual temperature is low at the bottom. The top, the straight body, and the bottom of the quartz glass crucible It has been found that a quartz glass crucible having a low fictive temperature at the top and a low density and a high fictive temperature at the bottom and a high density can be manufactured by performing an appropriate annealing treatment on each of them.

また、2)天然石英ガラス層と合成石英ガラス層との剥離を防止するためには、境界部における各石英ガラス層の密度差がなくなるように各石英ガラス層の密度を調整することが必要となるが、天然石英ガラスおよび合成石英ガラスについて、それらの仮想温度と密度の関係についてみると、石英ガラスの溶融温度以下であって調整可能な仮想温度範囲である1000℃から1400℃〜1500℃までの温度範囲では、それぞれの石英ガラスは、仮想温度の上昇に対応し密度が上昇するものの、同じ仮想温度についてみたときの密度は、常に、天然石英ガラスが高く、合成石英ガラスが低いことから、合成石英ガラスの仮想温度を高くし、天然石英ガラスの仮想温度を低くすることにより、これらの密度差を小さくできることを知見した。   2) In order to prevent separation between the natural quartz glass layer and the synthetic quartz glass layer, it is necessary to adjust the density of each quartz glass layer so that the density difference between the quartz glass layers at the boundary is eliminated. However, regarding the relationship between the virtual temperature and the density of natural quartz glass and synthetic quartz glass, from the melting temperature of quartz glass to the adjustable fictive temperature range of 1000 ° C. to 1400 ° C. to 1500 ° C. In the temperature range of, although each quartz glass increases in density in response to the increase in virtual temperature, the density when viewed at the same virtual temperature is always higher for natural silica glass and lower for synthetic silica glass, It has been found that by increasing the virtual temperature of synthetic quartz glass and lowering the virtual temperature of natural quartz glass, these density differences can be reduced.

そして、3)前記1)および/または前記2)の知見により得られた特性を有する石英ガラスルツボは、回転アーク溶融法により得られた直後の高温状態の石英ガラスルツボを引き続いて行う特定の冷却処理により製造するものであるが、その他、回転アーク溶融法などにより一旦通常の方法にて製造された新品の石英ガラスルツボについて、再加熱アニール処理を行った後の冷却処理により製造することもでき、さらには、すでにCZ法による単結晶の育成に使用された石英ガラスルツボに対してもアニール処理を行うことにより製造することができる。   And 3) the quartz glass crucible having the characteristics obtained from the knowledge of the above 1) and / or 2) is a specific cooling that is performed continuously with the quartz glass crucible in a high temperature state immediately after being obtained by the rotating arc melting method. Although it is manufactured by processing, it is also possible to manufacture a new quartz glass crucible once manufactured by a normal method such as a rotating arc melting method by performing a reheating annealing process and then cooling. Further, it can be manufactured by performing an annealing treatment on a quartz glass crucible already used for growing a single crystal by the CZ method.

そして、本発明は、上記の知見に基づいてなされたものであって、
「(1) 直胴部と底部を有するシリコン単結晶引上用石英ガラスルツボにおいて、
直胴部上部では密度が低く、底部では密度が高いことを特徴とするシリコン単結晶
引上用石英ガラスルツボ。
(2) 天然石英ガラス層または合成石英ガラス層からなることを特徴とする、(1)
に記載されたシリコン単結晶引上用石英ガラスルツボ。
(3) 外層として天然石英ガラス層を有し、内層として合成石英ガラス層を有するこ
とを特徴とする、(1)に記載されたシリコン単結晶引上用石英ガラスルツボ。
(4) 外層として天然石英ガラス層、中間層として天然石英ガラス層または合成石英
ガラス層、内層として合成石英ガラス層を有することを特徴とする、(1)または (3)に記載されたシリコン単結晶引上用石英ガラスルツボ。
(5) 直胴部と底部を有するシリコン単結晶引上用石英ガラスルツボにおいて、
外層として天然石英ガラスを有し、内層として合成石英ガラス層を有し、外層と内層
が接する境界部において、それぞれの層の密度差が0.0014g/cm以下であ ることを特徴とするシリコン単結晶引上用石英ガラスルツボ。
(6) 直胴部と底部を有するシリコン単結晶引上用石英ガラスルツボにおいて、
外層として天然石英ガラス層を有し、中間層として天然石英ガラス層または合成石英
ガラス層を有し、内層として合成石英ガラス層を有し、異なる種類の石英ガラスから
なる層が直接接する境界部において、それぞれの層の境界部における密度差が0.0
014g/cm以下であることを特徴とするシリコン単結晶引上用石英ガラスルツ
ボ。
(7) 直胴部と底部を有するシリコン単結晶引上用石英ガラスルツボにおいて、
直胴部上部では密度が低く、底部では密度が高いことを特徴とする(5)または (6)に記載されたシリコン単結晶引上用石英ガラスルツボ。
(8) シリコン単結晶引上用石英ガラスルツボの製造方法であって、回転する石英
ガラスルツボ成形用型内に原料石英粉を供給し、所定厚さに堆積させ、次いで、成形
用型の内側より前記堆積された原料石英粉の内表面全体をアーク溶融させた後、石英
ルツボ底部より急冷を開始し、以降順次、直胴部の上方に至るまで冷却を行い、底部
では仮想温度が高く、底部より直胴部上部に向けて、順次仮想温度が低くなるよう
仮想温度の温度勾配を設けることにより、底部においては密度が高く、直胴部下部
から上部に向けて順次密度を低くしたことを特徴とする、シリコン単結晶引上用石
英ガラスルツボの製造方法。
(9) (8)に記載されたシリコン単結晶引上用石英ガラスルツボの製造方法におい
て、石英ルツボ底部より急冷を開始し、以降順次、直胴部の上方に至るまで冷却を行
う手段は、アーク溶融処理後、窒素ガスなどを冷却した冷却ガスを上下方向に移動
可動な冷却管により石英ガラスルツボの内部に導入し、ルツボ内部のルツボ底部より
ルツボ直胴部の上部に至るまで冷却管を順次移動させることにより行うことを特徴と
する、シリコン単結晶引上用石英ガラスルツボの製造方法。
(10) (8)または(9)に記載されたシリコン単結晶引上用石英ガラスルツボ
の製造方法において、石英ルツボ底部より急冷を開始し、以降順次、直胴部の上方に
至るまで冷却を行う手段は、石英ガラスルツボ製造用のモールドに石英ガラスルツボ
を外側から冷却するための冷却孔を多数設け、ルツボ底部からルツボ直胴部上部の各
冷却位置において、ルツボ底部では強冷却とし、ルツボ直胴部の上方に向けて順次緩
冷却とする、または、アーク終了後の冷却開始時間について、ルツボ底部では直ちに
冷却を開始し、以降、ルツボ直胴部の上方に至るまで、一定時間保温後、順次冷却を
開始することにより行うことを特徴とする、シリコン単結晶引上用石英ガラスルツ
ボの製造方法。
(11) シリコン単結晶引上用石英ガラスルツボの製造方法であって、回転する石英
ガラスルツボ成形用型内に外層および内層の順に、または、外層、中間層および内層
の順に、これらの層を形成するための原料石英粉を供給し、所定厚さに堆積させ、次
いで、成形用型の内側より前記堆積された原料石英粉の内表面全体をアーク溶融させ
た後、異なる種類の石英ガラス層が接する境界部において、両石英ガラス層の密度差
を小さくするために、同じ仮想温度では合成石英ガラスに対し相対的に密度の高い天
然石英ガラスを有する層については、仮想温度を下げることにより前記境界部におけ
る密度を低く調整し、他方、合成石英ガラスを有する層については、仮想温度を上げ
ることにより前記境界部における密度を高く調整し、前記境界部における二つの層の
密度差を0.0014g/cm以下としたことを特徴とする、シリコン単結晶引上
用石英ガラスルツボの製造方法。
(12) シリコン単結晶引上用石英ガラスルツボの製造方法であって、回転する石英 ガラスルツボ成形用型内に外層および内層の順に、または、外層、中間層および内
層の順に、これらの層を形成するための原料石英粉を供給し、所定厚さに堆積させ、 次いで、成形用型の内側より前記堆積された原料石英粉の内表面全体をアーク溶融さ せた後、石英ルツボ底部より急冷を開始し、以降順次、直胴部の上方に至るまで冷却
を行い、底部では仮想温度が高く、底部より直胴部上部に向けて、順次仮想温度が
低くなるよう仮想温度の温度勾配を設けるよう冷却を行うことにより、底部において
は密度が高く、直胴部下部から上部に向けて順次密度を低くするアーク熱処理を行
うとともに、該アーク熱処理に合わせて、同時に、前記異なる種類の石英ガラス層が
接する境界部においては、両石英ガラス層の密度差を小さくするために、同じ仮想温
度では合成石英ガラスに対し相対的に密度の高い天然石英ガラスを有する層について
は、仮想温度を下げることにより前記境界部における密度を低く調整し、他方、合成
石英ガラスを有する層については、仮想温度を上げることにより前記境界部における
密度を高く調整し、前記境界部における二つの層の密度差を0.0014g/cm以下としたことを特徴とする、シリコン単結晶引上用石英ガラスルツボの製造方 法。」
を特徴とするものである。
And the present invention has been made based on the above findings,
“(1) In a quartz glass crucible for pulling a silicon single crystal having a straight body and a bottom,
A quartz glass crucible for pulling a silicon single crystal, characterized in that the density is low at the top of the straight body and high at the bottom.
(2) It consists of a natural quartz glass layer or a synthetic quartz glass layer, (1)
4. A quartz glass crucible for pulling a silicon single crystal as described in 1. above.
(3) The quartz glass crucible for pulling a silicon single crystal according to (1), wherein the quartz glass crucible has a natural quartz glass layer as an outer layer and a synthetic quartz glass layer as an inner layer.
(4) The silicon single crystal according to (1) or (3), which has a natural quartz glass layer as an outer layer, a natural quartz glass layer or a synthetic quartz glass layer as an intermediate layer, and a synthetic quartz glass layer as an inner layer. Quartz glass crucible for crystal pulling.
(5) In a quartz glass crucible for pulling a silicon single crystal having a straight body and a bottom,
It has a natural quartz glass as the outer layer, a synthetic quartz glass layer as the inner layer, and a density difference between the respective layers at the boundary where the outer layer and the inner layer are in contact is 0.0014 g / cm 3 or less. Quartz glass crucible for pulling silicon single crystal.
(6) In a quartz glass crucible for pulling a silicon single crystal having a straight body and a bottom,
It has a natural quartz glass layer as an outer layer, a natural quartz glass layer or a synthetic quartz glass layer as an intermediate layer, a synthetic quartz glass layer as an inner layer, and at the boundary where layers made of different types of quartz glass are in direct contact. , The density difference at the boundary of each layer is 0.0
A quartz glass crucible for pulling a silicon single crystal, which is not more than 014 g / cm 3 .
(7) In a quartz glass crucible for pulling a silicon single crystal having a straight body and a bottom,
The quartz glass crucible for pulling a silicon single crystal as described in (5) or (6), wherein the density is low at the top of the straight body portion and high at the bottom.
(8) A method for producing a quartz glass crucible for pulling a silicon single crystal, comprising supplying a raw material quartz powder into a rotating quartz glass crucible molding die, depositing the raw material quartz powder to a predetermined thickness, and then mounting the inside of the molding die. After the entire inner surface of the deposited raw material quartz powder is arc-melted, quenching is started from the bottom of the quartz crucible, and cooling is sequentially performed up to the upper part of the straight body, and the fictive temperature is high at the bottom. By providing a virtual temperature gradient so that the virtual temperature gradually decreases from the bottom toward the top of the straight body, the density is high at the bottom, and the density gradually decreases from the bottom of the straight body to the top. A method for manufacturing a silicon single crystal pulling stone, a glass crucible.
(9) In the method of manufacturing a quartz glass crucible for pulling a silicon single crystal described in (8), means for starting quenching from the bottom of the quartz crucible and then sequentially cooling down to above the straight body. Moves the cooling gas that cools nitrogen gas etc. up and down after the arc melting process.Introduces the cooling gas into the quartz glass crucible using a movable cooling pipe, and cools from the crucible bottom inside the crucible to the top of the crucible body. A method for producing a quartz glass crucible for pulling a silicon single crystal, which is performed by sequentially moving a tube.
(10) In the method for producing a quartz glass crucible for pulling a silicon single crystal described in (8) or (9), quenching is started from the bottom of the quartz crucible, and thereafter, cooling is sequentially performed to a position above the straight body. The means to do this is to provide a number of cooling holes for cooling the quartz glass crucible from the outside in the mold for manufacturing quartz glass crucibles, and at each cooling position from the bottom of the crucible to the top of the crucible body, use strong cooling at the bottom of the crucible, Cool slowly in the upward direction of the straight body, or immediately start cooling at the bottom of the crucible for the cooling start time after the end of the arc, and then keep it warm for a certain period of time until it reaches above the straight body of the crucible. A method of manufacturing a quartz glass crucible for pulling a silicon single crystal, by sequentially starting cooling.
(11) A method for producing a quartz glass crucible for pulling a silicon single crystal, comprising the steps of: placing these layers in the order of an outer layer and an inner layer, or an outer layer, an intermediate layer, and an inner layer in a rotating quartz glass crucible mold. A raw material quartz powder for forming is supplied, deposited to a predetermined thickness, and then the entire inner surface of the deposited raw material quartz powder is arc-melted from the inside of a molding die, and then a different type of quartz glass is formed. In order to reduce the difference in density between the two quartz glass layers at the boundary where the layers are in contact, lower the virtual temperature for layers with natural quartz glass that is relatively dense relative to synthetic quartz glass at the same virtual temperature. Thus, the density at the boundary portion is adjusted to be low, and for the layer having synthetic quartz glass, the density at the boundary portion is adjusted to be high by increasing the virtual temperature. Two, characterized in that the density difference was 0.0014 g / cm 3 or less layers, a method of manufacturing a silicon single crystal quartz glass crucible for pulling in the field unit.
(12) A method for producing a quartz glass crucible for pulling a silicon single crystal, comprising the steps of forming an outer layer and an inner layer, or an outer layer, an intermediate layer, and an inner layer in a rotating quartz glass crucible forming mold in the order of these layers. Is supplied and deposited to a predetermined thickness, and then the entire inner surface of the deposited raw material quartz powder is arc-melted from the inside of the molding die, and then from the bottom of the quartz crucible. Rapid cooling is started, and then cooling is performed sequentially up to the upper part of the straight body.The temperature gradient of the virtual temperature is set so that the virtual temperature is higher at the bottom and lower gradually from the bottom toward the upper part of the straight body. By performing cooling such that the heat treatment is performed, the heat treatment is performed so that the density is high at the bottom and the density is gradually reduced from the lower part to the upper part of the straight body part, and at the same time, the different species are simultaneously formed in accordance with the arc heat treatment. In order to reduce the density difference between the two quartz glass layers at the boundary where the quartz glass layers contact each other, the layer with natural quartz glass, which has a relatively high density relative to synthetic quartz glass at the same virtual temperature, is assumed to be virtual. By lowering the temperature, the density at the boundary is adjusted to be low. On the other hand, for the layer having synthetic quartz glass, the density at the boundary is adjusted to be high by increasing the virtual temperature, and the two layers at the boundary are adjusted. A method for producing a quartz glass crucible for pulling a silicon single crystal, wherein the density difference is 0.0014 g / cm 3 or less. "
It is characterized by the following.

本発明は、シリコン単結晶の引き上げに使用される石英ガラスルツボに関し、石英ガラスルツボの上部において石英ガラスの仮想温度を低くし密度を低下させ、底部においては石英ガラスの仮想温度を高くし密度を高めることにより、ルツボの直胴部の内倒れや変形、および、ルツボの破損を防止することができる。
さらに、天然石英ガラスおよび合成石英ガラスという異なる種類の石英ガラス層を複数有する石英ガラスルツボにおいては、それぞれの異なる種類の石英ガラスの仮想温度を調整し、それらの層の境界部における密度差を小さくすることにより、境界部における剥離を防止することができる。
The present invention relates to a quartz glass crucible used for pulling a silicon single crystal, and lowers the virtual temperature of the quartz glass at the top of the quartz glass crucible to reduce the density, and increases the virtual temperature of the quartz glass at the bottom to increase the density. By increasing the height, it is possible to prevent the straight body portion of the crucible from falling down or deforming, and to prevent the crucible from being damaged.
Furthermore, in a quartz glass crucible having a plurality of different kinds of quartz glass layers of natural quartz glass and synthetic quartz glass, the virtual temperature of each different kind of quartz glass is adjusted to reduce the density difference at the boundary between the layers. By doing so, separation at the boundary can be prevented.

本発明に係る石英ガラスルツボは、耐変形性、および、耐剥離性にすぐれ、長寿命であるため、かかる石英ガラスルツボを用いることにより、高品質のシリコン単結晶を高能率にて製造することができる。
なお、シリコン単結晶の製造時には、前記石英ガラスルツボをサセプタに収容することにより、製造の一層の安定化、および、効率化が図られるため、高品質のシリコン単結晶を安定して得ることができる。
Since the quartz glass crucible according to the present invention has excellent deformation resistance, and excellent peeling resistance and a long life, by using such a quartz glass crucible, it is possible to produce a high-quality silicon single crystal with high efficiency. Can be.
During the production of a silicon single crystal, the quartz glass crucible is accommodated in a susceptor, so that the production is further stabilized and the efficiency is improved, so that a high quality silicon single crystal can be stably obtained. it can.

は、天然石英ガラス(■(U)、□(He)、▲(H)、●(JR)、○(J))および、合成石英ガラス(△(SpH)、□(SpV)、○(S))における仮想温度(横軸)と密度(縦軸)との関係を示す。(Journal of Non−Crystalline solids 5(1970)p137) 天然石英ガラスと合成石英ガラスの密度を揃えるためには、合成石英ガラスの仮想温度は、1450℃以下、天然石英ガラスの仮想温度は、1200℃以下となり、その場合の密度値は、約2.2030g/cm以下である。Are natural quartz glass (■ (U), □ (He), ▲ (H), ● (JR), ○ (J)) and synthetic quartz glass (△ (SpH), □ (SpV), ○ (S 2) shows the relationship between the virtual temperature (horizontal axis) and the density (vertical axis). (Journal of Non-Crystalline solids 5 (1970) p137) In order to equalize the densities of natural quartz glass and synthetic quartz glass, the fictive temperature of synthetic quartz glass is 1450 ° C. or less, and the fictive temperature of natural quartz glass is 1200 ° C. And the density value in that case is about 2.2030 g / cm 3 or less. は、回転アーク溶融法を用いた石英ガラスルツボの製造装置の一例を示す模式図である。FIG. 1 is a schematic view showing an example of a manufacturing apparatus of a quartz glass crucible using a rotating arc melting method. は、回転アーク溶融法を用いた石英ガラスルツボの製造装置の他の一例を示す模式図である。FIG. 2 is a schematic diagram showing another example of a manufacturing apparatus for a quartz glass crucible using a rotating arc melting method. は、石英ガラスルツボの製造後、アニール処理を行うアニール処理装置の一例を示す模式図である。FIG. 2 is a schematic diagram showing an example of an annealing apparatus for performing an annealing process after manufacturing a quartz glass crucible. は、石英ガラスルツボの製造後、アニール処理を行うアニール処理装置の他の一例を示す模式図である。FIG. 2 is a schematic view showing another example of an annealing apparatus for performing an annealing process after manufacturing a quartz glass crucible.

以下では、本発明を実施するために、アーク溶融法により製造された石英ガラスルツボについて、アーク熱処理等により石英ガラスの仮想温度を調整し、所定の密度分布を有するシリコン単結晶引上用石英ガラスルツボを製造する工程、および、具体的なシリコン単結晶引上用石英ガラスルツボの態様とそれらの石英ガラスルツボを製造するためのアニール処理方法を含む製造方法について説明を行い、併せて、具体的な実施の態様について説明を行う。   Hereinafter, in order to carry out the present invention, for a quartz glass crucible manufactured by an arc melting method, a fictive temperature of quartz glass is adjusted by arc heat treatment or the like, and a silicon single crystal pulling quartz glass having a predetermined density distribution is adjusted. A process of manufacturing a crucible, and a description of a specific embodiment of a quartz glass crucible for pulling a silicon single crystal and a manufacturing method including an annealing treatment method for manufacturing the quartz glass crucible, together with a specific Various embodiments will be described.

<石英ガラスルツボの上部および底部の密度分布の調整方法>
通常、シリコン単結晶引き上げ用の石英ガラスルツボは、回転アーク溶融法を用い、製造されるが、ルツボ上部より天然シリカガラス、合成シリカガラスが投入され、上部よりアーク溶融され、自然冷却される結果、得られた天然シリカガラス層および合成シリカガラス層においては、ルツボ上部や直胴部での仮想温度が、ルツボ底部よりも高くなり、上部および直胴部にて高密度、底部において低密度のルツボが製造される。
<Method of adjusting the density distribution at the top and bottom of a quartz glass crucible>
Normally, a quartz glass crucible for pulling a silicon single crystal is manufactured using a rotating arc melting method.Natural silica glass and synthetic silica glass are charged from the upper part of the crucible, arc-melted from the upper part, and naturally cooled. In the obtained natural silica glass layer and synthetic silica glass layer, the fictive temperature at the top of the crucible and the straight body is higher than that at the bottom of the crucible, the high density at the top and the straight body, and the low density at the bottom. Crucibles are manufactured.

前述したとおり、近年のシリコン単結晶用石英ガラスルツボの大型化に伴い、石英ガラスルツボの上部の高密度化は、直胴部の内方への倒れ込みや熱変形の問題を有しており、これに対処するため、アーク溶融法による石英ガラスルツボの製造後、石英ガラスルツボにアニール処理を行うことにより、ルツボ底部の仮想温度を高くし、上部から底部に向かって高密度となる石英ガラスルツボを得ることが提案されている。
例えば、回転アーク溶融法による石英ガラスルツボの製造方法において、モールドの内側からアーク放電を行って石英粉の内表面全体を加熱・溶融した後、冷却する際に、ルツボの底部を急冷し、直胴部の上方にかけて冷却速度を遅くする制御を行うことで、上部および直胴部に対して底部を高密度とする石英ガラスルツボを得ることができる。
As described above, with the recent increase in the size of quartz glass crucibles for silicon single crystals, increasing the density of the upper part of the quartz glass crucible has a problem of falling into the straight body portion and thermal deformation, To cope with this, the quartz glass crucible is manufactured by the arc melting method, and then the quartz glass crucible is annealed to raise the fictitious temperature at the bottom of the crucible and increase in density from the top to the bottom. It has been proposed to obtain
For example, in a method of manufacturing a quartz glass crucible by a rotating arc melting method, an arc discharge is performed from the inside of the mold to heat and melt the entire inner surface of the quartz powder, and then, when cooling, the bottom of the crucible is rapidly cooled, and then directly cooled. By performing control to reduce the cooling rate above the body, it is possible to obtain a quartz glass crucible having a high density at the bottom with respect to the top and the straight body.

図2に、回転アーク溶融法を用いたルツボの製造装置の一例を示す。
図2では、ルツボ底部から直胴部まで冷却可能な回動機構を有する冷却ノズルを備えた冷却管を遠隔操作されたロボット等によりアーク溶融直後にルツボ内部へ挿入し、ルツボ内部の各位置における冷却速度を制御しながら冷却を行う。ここで、ルツボ底部および直胴部を冷却するための冷却管または冷却ノズルの回動機構は、冷却ノズルを水平軸に対して底部側および直胴部側に回動する機構とし、また、冷却管をその管軸を中心に回転する機構とすることにより、遠隔操作等を用い、ルツボの底部を急冷し、直胴部の上方にかけて冷却速度を遅くする冷却制御を行うことにより、上部、直胴部に対して底部において高密度の石英ガラスルツボを得ることができる。
加えて、モールドの必要箇所に冷却孔を設け、冷却ガスの吹き付け量を調整することにより、ルツボの外側からもより細かな冷却制御を行うことができ、モールド下部に設けられた冷却孔からの冷却により、底部において高密度の石英ガラスルツボを得ることができる。
FIG. 2 shows an example of an apparatus for manufacturing a crucible using the rotating arc melting method.
In FIG. 2, a cooling pipe having a cooling nozzle having a rotating mechanism capable of cooling from the bottom of the crucible to the straight body is inserted into the crucible immediately after the arc is melted by a remotely operated robot or the like, and at each position inside the crucible. Cooling is performed while controlling the cooling rate. Here, the rotation mechanism of the cooling pipe or the cooling nozzle for cooling the crucible bottom and the straight body is a mechanism for rotating the cooling nozzle to the bottom and the straight body side with respect to the horizontal axis. By using a mechanism that rotates the pipe around the pipe axis, the bottom of the crucible is rapidly cooled by remote control or the like, and cooling control is performed to lower the cooling rate over the straight body part, thereby controlling the upper and lower pipes. A high-density quartz glass crucible can be obtained at the bottom with respect to the trunk.
In addition, by providing cooling holes at necessary locations in the mold and adjusting the amount of cooling gas blown, finer cooling control can be performed from outside the crucible, and cooling from the cooling holes provided in the lower part of the mold can be performed. By cooling, a high-density quartz glass crucible can be obtained at the bottom.

また、図3に、回転アーク溶融法を用いたルツボの製造装置の他の一例を示す。
図3では、ルツボの上部、直胴部、および、底部の内面に沿った形状を有し、冷却制御をすべき複数位置にそれぞれ流量可変ノズルを有する冷却管を、アーク溶融直後のルツボ内部に挿入配置し、ルツボの各位置において、流量可変ノズルからの冷却ガスの流量を個々に調節し、冷却速度を制御しながら冷却することにより、上部、直胴部に対して底部において高密度である石英ガラスルツボを得ることができる。
FIG. 3 shows another example of a crucible manufacturing apparatus using the rotating arc melting method.
In FIG. 3, a cooling pipe having a shape along the inner surface of the top, the straight body, and the bottom of the crucible and having flow rate variable nozzles at a plurality of positions to be cooled is placed inside the crucible immediately after arc melting. By inserting and arranging, at each position of the crucible, the flow rate of the cooling gas from the variable flow rate nozzle is individually adjusted, and cooling is performed while controlling the cooling rate, so that the density is high at the bottom with respect to the top and the straight body. A quartz glass crucible can be obtained.

前記冷却速度の制御は、さらに、モールドの必要箇所に冷却孔を設け、必要に応じ、ルツボの各位置における冷却孔の密度(モールド表面の単位面積当たりの孔の数)を変化させることにより、冷却ガスの吹き付け量を調整することや、あるいは、ルツボの直胴部に保温ヒーターを設けて過冷却を緩和するなどにより、ルツボの外側からもきめ細かな冷却制御を行うことにより、底部において高密度の石英ガラスルツボを得ることができる。   The control of the cooling rate further comprises providing cooling holes at necessary portions of the mold and, if necessary, changing the density of cooling holes at each position of the crucible (the number of holes per unit area of the mold surface). By controlling the amount of cooling gas blown, or by providing a heating heater on the straight body of the crucible to alleviate supercooling, high-density Can be obtained.

また、従来の回転アーク溶融法などにおいて製造された通常の石英ガラスルツボを仮想温度が変化する温度(ガラス構造が変化する温度)以上、溶融温度以下の温度域まで一旦加熱した後、ルツボの底部を急冷し、直胴部の上方にかけて冷却速度を遅くする制御を行うアニール処理によって、上部、直胴部に対して底部において高密度の石英ガラスルツボを得ることもできる。
従来の回転アーク溶融法の石英粉溶融温度は1700℃以上であり、それによって製造された通常の石英ガラスルツボのガラスの仮想温度は1000℃〜1500℃程度の範囲となるため、最高温度が1000℃〜1500℃程度のアニール処理によって仮想温度を制御することができる。
In addition, a conventional quartz glass crucible manufactured by a conventional rotary arc melting method or the like is once heated to a temperature range from a temperature at which a virtual temperature changes (a temperature at which a glass structure changes) to a temperature range equal to or lower than a melting temperature. Quenching is performed, and a high-density vitreous silica crucible can be obtained at the bottom with respect to the top and the straight body by performing an annealing process for controlling the cooling rate to be lower above the straight body.
The melting temperature of quartz powder in the conventional rotary arc melting method is 1700 ° C. or higher, and the fictive temperature of the glass of a normal quartz glass crucible produced thereby is in the range of about 1000 ° C. to 1500 ° C., so that the maximum temperature is 1000 ° C. The fictive temperature can be controlled by the annealing process at about 1500C to about 1500C.

この場合、例えば、図4に示す電気炉を用いて最高温度が1200℃にまで石英ガラスルツボを加熱し、その後冷却温度を制御するアニール処理を行うことにより、ルツボ底部での密度が高く、ルツボ直胴部上部での密度が低い石英ガラスルツボが製造できる。
すなわち、前記電気炉においては、石英ガラスルツボは、その底部のうちの最下部のみが支持されるよう載置台に配置され、ルツボ上部および側面部に配置されたヒーターにより所定温度にて加熱された後、ルツボの内面冷却用の先端ノズルを有する冷却ガス吹き付け冷却管、および、ルツボの外面冷却用の先端ノズルを有する冷却ガス吹き付け冷却管を同期させ、ルツボの底部から順次直胴部、上部へと冷却ガスを吹き付けながら、移動させることにより、ルツボ底部での密度が高く、ルツボ直胴部および上部での密度が相対的に低い石英ガラスルツボを得ることができる。
In this case, for example, a quartz glass crucible is heated to a maximum temperature of 1200 ° C. using an electric furnace shown in FIG. 4, and then an annealing process for controlling a cooling temperature is performed, so that the density at the crucible bottom is high. A quartz glass crucible with a low density at the upper part of the straight body can be manufactured.
That is, in the electric furnace, the quartz glass crucible was placed on the mounting table so that only the lowermost portion of the bottom was supported, and heated at a predetermined temperature by heaters placed on the crucible top and side portions. After that, the cooling gas spraying cooling pipe having the tip nozzle for cooling the inner surface of the crucible, and the cooling gas spraying cooling pipe having the tip nozzle for cooling the outer surface of the crucible are synchronized, and from the bottom of the crucible to the straight body part to the top in order. By moving while cooling and blowing the cooling gas, it is possible to obtain a quartz glass crucible having a high density at the bottom of the crucible and a relatively low density at the straight body portion and the upper portion of the crucible.

また、図5に示す電気炉を用いて最高温度が1200℃にまで石英ガラスルツボを加熱し、その後冷却温度を制御するアニール処理を行うことにより、ルツボ底部での密度が高く、ルツボ直胴部上部での密度が低い石英ガラスルツボが製造できる。
すなわち、電気炉において、石英ガラスルツボは、その底部のうちの最下部のみが支持されるよう載置台に配置され、ルツボ上部および側面部に配置されたヒーターにより所定温度にて加熱された後、ルツボの内面冷却用の先端ノズルを有する冷却ガス吹き付け冷却管、および、ルツボの外面冷却用の先端ノズルを有する冷却ガス吹き付け冷却管を同期させ、ルツボの底部から順次直胴部、上部へと冷却ガスを吹き付けることにより、ルツボ底部での密度が高く、ルツボ直胴部および上部での密度が相対的に低い石英ガラスルツボを得ることができる。
Further, by heating the quartz glass crucible to a maximum temperature of 1200 ° C. using the electric furnace shown in FIG. 5, and then performing an annealing process for controlling the cooling temperature, the density at the bottom of the crucible is high, and A quartz glass crucible with a low density at the top can be manufactured.
That is, in the electric furnace, the quartz glass crucible is placed on the mounting table so that only the lowermost portion of the bottom is supported, and after being heated at a predetermined temperature by the heaters placed on the crucible top and side portions, The cooling gas spray cooling pipe having the tip nozzle for cooling the inner surface of the crucible and the cooling gas spray cooling pipe having the tip nozzle for cooling the outer surface of the crucible are synchronized, and the crucible is cooled sequentially from the bottom to the straight body and to the top. By blowing the gas, it is possible to obtain a quartz glass crucible having a high density at the crucible bottom and a relatively low density at the crucible straight body portion and the upper portion.

前記冷却管は、ロボット等を用いることにより、アーク溶融直後にルツボ内部に挿入可能とすることもでき、石英ガラスルツボの冷却手法としては、冷却管全体を底部から直胴部、上部へと順次移動させながら冷却を行うことや、ルツボ内部への挿入後、冷却管全体の位置は固定したままで、それぞれの冷却管の冷却媒体の最大流量を底部の冷却管から順次直胴部、上部の冷却管へと変更することにより、冷却制御を行うこともできる。   The cooling pipe can be inserted into the crucible immediately after the arc melting by using a robot or the like.As a cooling method of the quartz glass crucible, the entire cooling pipe is sequentially arranged from the bottom to the straight body, then to the top. After performing cooling while moving or inserting it into the crucible, the maximum flow rate of the cooling medium in each cooling pipe is sequentially increased from the cooling pipe at the bottom to the straight body part, By changing to a cooling pipe, cooling control can also be performed.

<複数層からなる石英ガラスルツボの境界部における層間密度差の調整方法>
単結晶引き上げ用の石英ガラスルツボは、通常、天然石英ガラスと合成石英ガラスとの複数層により構成されるが、その境界部においては、それぞれのガラス層の仮想温度が同じであっても、それぞれのガラスにおいて仮想温度に対応する密度が異なっているために、その密度差の違いにより異常膨張が生じガラス層が剥離を起こすという問題を有している。
ここでは、それぞれのガラス層における仮想温度を調整することにより、それぞれのガラス層間の密度差を最小として剥離等の課題を解決する手法について説明する。
<Method of adjusting the interlayer density difference at the boundary between quartz glass crucibles composed of multiple layers>
Quartz glass crucibles for pulling single crystals are usually composed of multiple layers of natural quartz glass and synthetic quartz glass, but at the boundary, even if the virtual temperature of each glass layer is the same, Since the density corresponding to the fictive temperature is different in the glass described above, there is a problem that the difference in the density causes abnormal expansion and the glass layer is separated.
Here, a method will be described in which the virtual temperature of each glass layer is adjusted to minimize the density difference between the respective glass layers to solve the problems such as separation.

図1は、天然石英ガラス、および、合成石英ガラスのそれぞれについて、その仮想温度(横軸)と密度(縦軸)との関係を示したものである。
天然石英ガラスおよび合成石英ガラスについて、それらの仮想温度と密度の関係についてみると、石英ガラスの溶融温度以下であって調整可能な仮想温度範囲である1000℃から1400℃〜1500℃までの温度範囲では、それぞれの石英ガラスは、仮想温度の上昇に対応し密度が上昇するものの、同じ仮想温度についてみたときの密度は、常に、天然石英ガラスが高く、合成石英ガラスが低いことから、合成石英ガラスの仮想温度を高くし、天然石英ガラスの仮想温度を低くすることにより、これらの密度差を小さくできることを見出したものである。
そして、天然石英ガラスと合成石英ガラスの密度を揃えるためには、例えば、合成石英ガラスの仮想温度を1450℃、天然石英ガラスの仮想温度を1200℃とすることにより、いずれの石英ガラスにおいても、密度値は約2.2030g/cmであり、密度差をほぼ0とすることができ、耐剥離性に優れた石英ガラスルツボを得ることができる。
FIG. 1 shows the relationship between the virtual temperature (horizontal axis) and the density (vertical axis) for each of natural quartz glass and synthetic quartz glass.
Regarding the relationship between the fictive temperature and the density of natural quartz glass and synthetic quartz glass, the temperature range from 1000 ° C. to 1400 ° C. to 1500 ° C., which is the fictive temperature range below the melting temperature of quartz glass and which can be adjusted. Although each quartz glass increases in density in response to the increase in virtual temperature, the density at the same virtual temperature is always higher for natural silica glass and lower for synthetic silica glass. By raising the virtual temperature of the natural quartz glass and lowering the virtual temperature of the natural quartz glass, it was found that these density differences can be reduced.
Then, in order to make the densities of the natural quartz glass and the synthetic quartz glass uniform, for example, by setting the virtual temperature of the synthetic quartz glass to 1450 ° C. and the virtual temperature of the natural quartz glass to 1200 ° C., The density value is about 2.2030 g / cm 3 , the difference in density can be almost 0, and a quartz glass crucible with excellent peeling resistance can be obtained.

このような手法を用いることにより、天然石英ガラス層と合成石英ガラス層とを含む多層構造の石英ガラスルツボにおいても、それぞれの層の仮想温度を調整し、隣り合う両層の密度差を最小とすることにより、耐剥離性にすぐれた石英ガラスルツボを製造することができる。
さらに、多層の石英ガラス層からなる石英ガラスルツボにおいて、前記したアニール処理を組み合わせることにより、上部に対して底部の密度を高め、層間の密度差を最小とした、耐剥離性に優れ、内倒れや変形を生じない石英ガラスルツボを製造することができる。
By using such a method, even in a quartz glass crucible having a multilayer structure including a natural quartz glass layer and a synthetic quartz glass layer, the virtual temperature of each layer is adjusted to minimize the density difference between both adjacent layers. By doing so, a quartz glass crucible excellent in peel resistance can be manufactured.
Furthermore, in a quartz glass crucible composed of multiple quartz glass layers, by combining the above-described annealing treatments, the density of the bottom portion is increased with respect to the upper portion, the density difference between the layers is minimized, the exfoliation resistance is excellent, and the inward collapse occurs. And a quartz glass crucible that does not cause deformation can be manufactured.

以下、第1の実施形態から第4の実施形態について説明を行った後、それらの実施例である、実施例1〜6、および、実施例11〜15について、比較例1〜3、および、比較例11〜13と対比しながら説明を行う。   Hereinafter, after explaining 1st Embodiment-4th Embodiment, those Examples, Examples 1-6 and Examples 11-15, Comparative Examples 1-3, and The description will be made in comparison with Comparative Examples 11 to 13.

<第1の実施形態>
第1の実施形態である石英ガラスルツボは、円筒状の直胴部および底部を有し、天然石英ガラス層もしくは合成石英ガラス層の単一層から成り、ルツボの直胴部の内倒れなどの問題を解決することができる、シリコン単結晶の引き上げ用の石英ガラスルツボであり、必要に応じて、カーボン製のサセプタにより支持されて用いるものである。(以下、第2〜第4の実施形態である石英ガラスルツボについても、必要に応じて、カーボン製のサセプタにより支持されて用いる点は同様である。)
<First embodiment>
The quartz glass crucible according to the first embodiment has a cylindrical straight body and a bottom, and is composed of a single layer of a natural quartz glass layer or a synthetic quartz glass layer. Is a quartz glass crucible for pulling a silicon single crystal, which can be used by being supported by a carbon susceptor as needed. (Hereinafter, the quartz glass crucibles according to the second to fourth embodiments are also used by being supported by a carbon susceptor, if necessary.)

この石英ガラスルツボは、例えば、回転アーク溶融法により製造され、具体的には、回転しているルツボ製造用のカーボンモールドの内表面に原材料として天然石英粉または合成石英粉を供給し、所定の厚さに堆積させ、次いでモールドの内側からアーク放電を行い、石英粉の内表面全体を加熱・溶融した後、ルツボの底部より急冷を開始し、以降、順次、直胴部の上方に至るまで、冷却を行うことにより、底部では仮想温度が高く、また、直胴部上部では仮想温度が低くなる、仮想温度の勾配が設けられ、底部においては密度が高く、他方、直胴部上部においては、相対的に密度の低い石英ガラスルツボを得るものである。   This quartz glass crucible is manufactured by, for example, a rotating arc melting method.Specifically, natural quartz powder or synthetic quartz powder is supplied as a raw material to the inner surface of a rotating crucible-producing carbon mold, and a predetermined Deposit to the thickness, then perform arc discharge from the inside of the mold, heat and melt the entire inner surface of the quartz powder, start quenching from the bottom of the crucible, and thereafter, sequentially up to the top of the straight body By performing the cooling, a virtual temperature gradient is provided such that the virtual temperature is high at the bottom and the virtual temperature is low at the top of the straight body, and the density is high at the bottom, while the virtual temperature is high at the top of the straight body. And a quartz glass crucible having a relatively low density.

石英ガラスルツボ製造用のモールドとしては、カーボンモールド以外に水冷ステンレスモールドなどを用いることもできる。
石英ガラスルツボの冷却方法に関して、ルツボ底部より急冷を開始し、ルツボ底部よりルツボ直胴部の上方に至るまで順次冷却する方法は、例えば、アーク切断後、窒素ガスなどを冷却した冷却ガスを上下方向に移動可動な冷却管により石英ガラスルツボの内部に導入し、ルツボ内部のルツボ底部よりルツボ直胴部の上部に至るまで冷却管を順次移動させることにより達成でき、底部から直胴部上方に至るまで望ましい仮想温度の勾配を得ることができる。
As a mold for manufacturing a quartz glass crucible, a water-cooled stainless steel mold or the like can be used other than the carbon mold.
Regarding the method of cooling the quartz glass crucible, a method of starting quenching from the bottom of the crucible and cooling sequentially from the bottom of the crucible to the upper part of the crucible straight body, for example, after arc cutting, cooling gas that has cooled nitrogen gas and the like is vertically Introduced into the quartz glass crucible by a movable cooling tube moving in the direction, it can be achieved by sequentially moving the cooling tube from the crucible bottom inside the crucible to the top of the crucible straight body, and from the bottom to the top of the straight body The desired virtual temperature gradient can be obtained up to this point.

また、石英ガラスルツボ製造用のモールドに石英ガラスルツボを外側から冷却するための冷却孔を多数設け、ルツボ底部からルツボ直胴部上部の各冷却位置において、ルツボ底部では強冷却とし、ルツボ直胴部の上方に向けて順次緩冷却とする、或いは、アーク終了後の冷却開始時間について、ルツボ底部では直ちに冷却を開始し、以降、ルツボ直胴部の上方に至るまで、一定時間保温後、順次冷却を開始する等により、ルツボ外部においても、底部から直胴部上方に至るまで望ましい仮想温度の勾配を得ることができる。
図2あるいは図3に示す回転アーク溶融法によるルツボの製造装置にて製造することができる。
Also, a large number of cooling holes for cooling the quartz glass crucible from the outside are provided in the mold for manufacturing the quartz glass crucible. At each cooling position from the bottom of the crucible to the top of the crucible straight body, the crucible bottom is strongly cooled. Slow cooling in order toward the upper part of the part, or about the cooling start time after the end of the arc, immediately start cooling at the bottom of the crucible, and thereafter, after maintaining the temperature for a certain period of time until reaching the upper part of the body of the crucible, sequentially By starting cooling or the like, a desired virtual temperature gradient can be obtained from the bottom to above the straight body even outside the crucible.
It can be manufactured by a crucible manufacturing apparatus by the rotating arc melting method shown in FIG. 2 or FIG.

前述のとおり、本発明は、従来の回転アーク溶融法などにおいて特に石英ガラスルツボの上下方向にて仮想温度勾配や密度勾配を設けない通常の新品の石英ガラスルツボや、すでにCZ法などによって単結晶の育成に使用された石英ガラスルツボからも製造することができ、例えば、それらの石英ガラスルツボを仮想温度以上、溶融温度以下の温度域まで一旦加熱した後、前記した第1の実施形態に係る冷却手法を適用することにより、仮想温度の勾配が形成され、ルツボ底部での密度が高く、ルツボ直胴部上部での密度が低い石英ガラスルツボが得られるため、内倒れや熱変形の発生を防止することが可能となる。   As described above, in the present invention, a conventional new quartz glass crucible without a virtual temperature gradient or a density gradient particularly in the vertical direction of a quartz glass crucible in a conventional rotary arc melting method or the like, or a single crystal already formed by a CZ method or the like. It can also be manufactured from the quartz glass crucible used for growing, for example, after heating those quartz glass crucibles once to a temperature range equal to or higher than the virtual temperature and equal to or lower than the melting temperature, according to the first embodiment described above. By applying the cooling method, a fictitious temperature gradient is formed, and a quartz glass crucible with a high density at the bottom of the crucible and a low density at the top of the crucible body can be obtained. This can be prevented.

図4あるいは図5に示す電気炉によってアニール処理することで製造することができる。
なお、仮想温度については、同一の条件にて製造された石英ルツボについて、例えば、各層の厚み方向中間部位置から試片を採取し、レーザラーマン分光法を用いて測定することにより、確認することができる(特許文献7、特許文献8、非特許文献1を参照)。
It can be manufactured by annealing in an electric furnace shown in FIG. 4 or FIG.
For the fictive temperature, for a quartz crucible manufactured under the same conditions, for example, a specimen is sampled from the middle position in the thickness direction of each layer, and confirmed by measuring using laser Raman spectroscopy. (See Patent Literature 7, Patent Literature 8, Non-Patent Literature 1).

また、石英ガラスルツボの各位置の密度はアルキメデス法などにより、直接測定することもできる。直接測定することにより正確な密度の違いを測定することもできる。その場合、各位置から切り出したサンプルをアルキメデス法により密度を測定した結果を石英ガラスルツボの製造条件にフィードバックすることで、各位置にて所望の密度のガラスからなる石英ガラスルツボを製造することができる。また気泡がサンプル中に存在するとガラスそのものの密度が測定できないため、気泡が存在しない箇所からサンプルを抽出する必要がある。   The density at each position of the quartz glass crucible can also be directly measured by the Archimedes method or the like. It is also possible to measure an accurate difference in density by directly measuring. In that case, the quartz glass crucible made of glass having a desired density can be manufactured at each position by feeding back the result of measuring the density of the sample cut out from each position by the Archimedes method to the manufacturing conditions of the quartz glass crucible. it can. In addition, if air bubbles are present in the sample, the density of the glass itself cannot be measured. Therefore, it is necessary to extract the sample from a portion where no air bubbles exist.

<第2の実施形態>
第2の実施形態である石英ガラスルツボは、第1の実施形態である石英ガラスルツボと同様、ルツボの直胴部の内倒れなどの問題を解決することができる、シリコン単結晶の引き上げ用の石英ガラスルツボであり、円筒状の直胴部および底部を有し、二層構造もしくは三層構造を含む複数層からなる石英ガラスルツボである。
そして、具体的には、例えば、天然石英ガラスを原料とする天然石英ガラス層を外層と
し、合成石英ガラスを原料とする合成石英ガラス層を内層として有する石英ガラスルツボや、天然石英ガラス層を外層とし、中間層として天然石英ガラス層または合成石英ガラス層を中間層とし、合成石英ガラス層を内層として有する多層からなる石英ガラスルツボを含むものである。
<Second embodiment>
The quartz glass crucible according to the second embodiment, similar to the quartz glass crucible according to the first embodiment, can solve problems such as inward fall of the straight body of the crucible, and can be used for pulling a silicon single crystal. It is a quartz glass crucible having a cylindrical straight body and a bottom, and composed of a plurality of layers including a two-layer structure or a three-layer structure.
Specifically, for example, a quartz glass crucible having a natural quartz glass layer made of natural quartz glass as an outer layer and a synthetic quartz glass layer made of synthetic quartz glass as an inner layer, or a natural quartz glass layer formed of an outer layer An intermediate layer includes a quartz glass crucible having a multilayer structure having a natural quartz glass layer or a synthetic quartz glass layer as an intermediate layer and a synthetic quartz glass layer as an inner layer.

この石英ガラスルツボは、第1の実施形態と同様、例えば、回転アーク溶融法により製造されるが、具体的には、回転しているルツボ製造用のカーボンモールドの内表面に原材料として天然石英粉および合成石英粉を外層用の石英粉から順次供給し、所定の厚さに堆積させつつ、モールドの内側からアーク放電を行い、石英粉の内表面全体を加熱・溶融した後、ルツボの底部より急冷を開始し、以降、順次、直胴部の上方に至るまで、冷却を行うことにより、底部では仮想温度が高く、また、直胴部上部では仮想温度が低くなる、仮想温度の勾配が設けられ、底部においては密度が高く、他方、直胴部上部においては、相対的に密度の低い石英ガラスルツボを得るものである。   This quartz glass crucible is manufactured by, for example, a rotating arc melting method as in the first embodiment. Specifically, natural quartz powder is used as a raw material on the inner surface of a rotating crucible-producing carbon mold. And the synthetic quartz powder is supplied sequentially from the quartz powder for the outer layer, and while accumulating to a predetermined thickness, an arc discharge is performed from the inside of the mold, and the entire inner surface of the quartz powder is heated and melted, and then from the bottom of the crucible. By starting quenching and subsequently cooling down to the upper part of the straight body part, a virtual temperature gradient is provided, where the virtual temperature is high at the bottom and the virtual temperature is low at the top of the straight body. A quartz glass crucible having a high density at the bottom and a relatively low density at the top of the straight body is obtained.

そして、第2の実施形態では、石英ガラスルツボが複数層となることから、外層に対しては、例えば、第1の実施形態において示した外側部からの冷却方法も合わせて実施することにより、外層についても、底部においては密度が高く、他方、直胴部上部においては、相対的に密度を低くすることにより、内倒れの生じにくいすぐれた石英ガラスルツボを製造することができる。
第1の実施形態と同様に、図2あるいは図3に示す、回転アーク溶融法によるルツボの製造装置を使用して製造することができる。
In the second embodiment, since the quartz glass crucible has a plurality of layers, for the outer layer, for example, the cooling method from the outside shown in the first embodiment is also performed. The outer layer also has a high density at the bottom and a relatively low density at the upper part of the straight body, thereby making it possible to manufacture an excellent quartz glass crucible that does not easily fall down.
Similarly to the first embodiment, the crucible can be manufactured by using the crucible manufacturing apparatus shown in FIG. 2 or FIG. 3 by the rotating arc melting method.

また、第1の実施形態と同様、本発明に係る石英ガラスルツボは、特に石英ガラスルツボの上下方向に仮想温度勾配や密度勾配を設けない通常の新品の石英ガラスルツボや、すでにCZ法などによって単結晶の育成に使用された石英ガラスルツボからも製造することができ、それらの石英ガラスルツボを仮想温度以上、溶融温度以下の温度域まで一旦加熱した後、前記した第1の実施形態に係る冷却手法を適用することにより、仮想温度の勾配が形成され、ルツボ底部での密度が高く、ルツボ直胴部上部での密度が低い石英ガラスルツボが得られるため、内倒れや熱変形の発生を防止することが可能となる。
この場合、図4あるいは図5に示すような電気炉を用いてアニール処理を行うことにより製造することができる。
なお、仮想温度の測定位置および確認方法については、第1の実施形態と同様である。
Further, similarly to the first embodiment, the quartz glass crucible according to the present invention is a new quartz glass crucible having no virtual temperature gradient or density gradient particularly in the vertical direction of the quartz glass crucible, or a quartz glass crucible already formed by the CZ method or the like. It can also be manufactured from the quartz glass crucible used for growing the single crystal, and after those quartz glass crucibles are once heated to a temperature range equal to or higher than the virtual temperature and equal to or lower than the melting temperature, according to the first embodiment described above. By applying the cooling method, a fictitious temperature gradient is formed, and a quartz glass crucible with a high density at the bottom of the crucible and a low density at the top of the crucible body can be obtained. This can be prevented.
In this case, it can be manufactured by performing an annealing process using an electric furnace as shown in FIG. 4 or FIG.
Note that the measurement position and the confirmation method of the virtual temperature are the same as in the first embodiment.

<第3の実施形態>
第3の実施形態である石英ガラスルツボは、円筒状の直胴部および底部を有し、二層構
造もしくは三層構造を含む複数層からなる石英ガラスルツボにおいて、材質の異なる石英ガラスからなる層間の境界部における各層の密度の違いにより生じる剥離の問題を回避することができる、シリコン単結晶の引き上げ用の石英ガラスルツボである。
具体的には、例えば、天然石英ガラスを原料とする天然石英ガラス層を外層とし、該外層に接して、合成石英ガラスを原料とする合成石英ガラス層を中間層あるいは内層として有する石英ガラスルツボや、天然石英ガラス層を中間層とし、該中間層に接して合成石英ガラス層を第2の中間層、或いは、内層として有する多層構造の石英ガラスルツボを含むものである。
<Third embodiment>
The quartz glass crucible according to the third embodiment is a quartz glass crucible having a cylindrical straight body portion and a bottom portion and having a plurality of layers including a two-layer structure or a three-layer structure. This is a quartz glass crucible for pulling a silicon single crystal, which can avoid the problem of peeling caused by a difference in the density of each layer at the boundary portion.
Specifically, for example, a quartz glass crucible having a natural quartz glass layer made of natural quartz glass as a raw material as an outer layer and in contact with the outer layer, a synthetic quartz glass layer made of synthetic quartz glass as a raw material as an intermediate layer or an inner layer. A multilayer quartz glass crucible having a natural quartz glass layer as an intermediate layer and a synthetic quartz glass layer in contact with the intermediate layer as a second intermediate layer or an inner layer.

そして、知見した事項としてすでに示したとおり、天然石英ガラス層と合成石英ガラス層との剥離を防止するためには、境界部における各石英ガラス層の密度差がなくなるように各石英ガラス層間の密度差を調整することにより課題を解決することができ、そのためには、同じ仮想温度では、合成石英ガラスに対し相対的に密度の高い天然石英ガラスについて、その境界部における密度を、仮想温度を下げることにより低く調整し、他方、合成石英ガラスについては、仮想温度を上げることにより、高く調整し、密度差を小さくすることができ、例えば、その密度差を0.0014g/cm以下とすることにより、境界部における剥離や割れなどの欠陥の発生を回避することが可能な、優れた石英ガラスルツボを製造することができる。 And, as already shown as a matter to be found, in order to prevent the separation between the natural quartz glass layer and the synthetic quartz glass layer, the density between the quartz glass layers should be reduced so that the density difference between the quartz glass layers at the boundary part disappears. By adjusting the difference, the problem can be solved by reducing the fictive temperature by lowering the density at the boundary of natural quartz glass, which is relatively dense relative to synthetic quartz glass, at the same fictive temperature. On the other hand, the synthetic quartz glass can be adjusted higher by increasing the fictive temperature to reduce the density difference. For example, the density difference is set to 0.0014 g / cm 3 or less. Thereby, it is possible to manufacture an excellent quartz glass crucible capable of avoiding occurrence of defects such as peeling and cracking at the boundary.

通常、複数層を有する石英ガラスルツボについては、外層側に天然石英ガラス層を設け、内層側に合成石英ガラス層を設けるのが一般的であるので、例えば、第1の実施形態および第2の実施形態において示したモールド内側からの冷却機構およびモールド外側からの冷却機構を用い、合成石英ガラス層を有する内側部を急冷し、仮想温度を高くし、高密度化する一方、天然石英ガラス層を有する外側部は緩冷却し、仮想温度を低くし、低密度化することにより、隣接するこれら二つの層の境界部における密度差を小さくでき、その境界部における剥離を防止することができる。   In general, a quartz glass crucible having a plurality of layers is generally provided with a natural quartz glass layer on the outer layer side and a synthetic quartz glass layer on the inner layer side. For example, the first embodiment and the second embodiment Using the cooling mechanism from the inside of the mold and the cooling mechanism from the outside of the mold shown in the embodiment, the inside part having the synthetic quartz glass layer is quenched to increase the fictive temperature and increase the density, while the natural quartz glass layer is removed. By slow cooling the outer portion of the layer, lowering the fictive temperature, and lowering the density, the density difference at the boundary between these two adjacent layers can be reduced, and separation at the boundary can be prevented.

第1の実施形態、第2の実施形態と同様に、図2あるいは図3に示す、回転アーク溶融法によるルツボの製造装置を使用して製造することができる。
また、外層側に合成石英ガラス層を設け、内層側に天然石英ガラス層を設けるような場合には、内側層を緩冷却し、外側層を急冷することにより、境界部における密度差を小さくし、境界部における剥離を防止することができる。
Similar to the first and second embodiments, it can be manufactured using a crucible manufacturing apparatus by a rotating arc melting method shown in FIG. 2 or FIG.
In the case where a synthetic quartz glass layer is provided on the outer layer side and a natural quartz glass layer is provided on the inner layer side, the inner layer is gradually cooled and the outer layer is rapidly cooled to reduce the density difference at the boundary. In addition, separation at the boundary can be prevented.

また、本発明に係る石英ガラスルツボは、特に石英ガラスルツボの上下方向に仮想温度勾配や密度勾配を設けない通常の新品の石英ガラスルツボや、すでにCZ法などによって単結晶の育成に使用された石英ガラスルツボからも製造することができ、それらの石英ガラスルツボを仮想温度以上、溶融温度以下の温度域まで一旦加熱した後、境界部における各石英ガラス層の密度差がなくなるよう、前記したとおり、それぞれの石英ガラス層の境界部における仮想温度を調整することにより、境界部における剥離を防止することができる。
この場合、第2の実施形態と同様に図4あるいは図5に示す電気炉を用いて製造することができる。
In addition, the quartz glass crucible according to the present invention has been used for growing single crystals by a normal new quartz glass crucible having no virtual temperature gradient or density gradient, particularly in the vertical direction of the quartz glass crucible, or by the CZ method or the like. It can also be manufactured from quartz glass crucibles, and after heating these quartz glass crucibles once to a temperature range equal to or higher than the virtual temperature and equal to or lower than the melting temperature, as described above, so that the density difference of each quartz glass layer at the boundary is eliminated. By adjusting the virtual temperature at the boundary between the respective quartz glass layers, separation at the boundary can be prevented.
In this case, similarly to the second embodiment, it can be manufactured using the electric furnace shown in FIG. 4 or FIG.

なお、仮想温度の測定については、同一条件にて製造された石英ルツボについて各層の厚み方向境界部位置から試片を採取し、レーザラーマン分光法を用いて測定を行い、確認を行うことができる。
また、石英ガラスルツボの各層の密度はアルキメデス法などにより、直接測定することもできる。直接測定することにより正確な密度の違いを測定することもできる。その場合、各層から切り出したサンプルをアルキメデス法により密度を測定した結果を石英ガラスルツボの製造条件にフィードバックすることで、各層にて所望の密度のガラスからなる石英ガラスルツボを製造することが得られる。また気泡がサンプル中に存在するとガラスそのものの密度が測定できないため、気泡が存在しない箇所からサンプルを抽出する必要がある。
The measurement of the fictive temperature can be confirmed by taking a test piece from the position of the boundary in the thickness direction of each layer with respect to the quartz crucible manufactured under the same conditions and performing measurement using laser Raman spectroscopy. .
Further, the density of each layer of the quartz glass crucible can be directly measured by an Archimedes method or the like. It is also possible to measure an accurate difference in density by directly measuring. In that case, a quartz glass crucible made of glass of a desired density can be manufactured in each layer by feeding back the result of measuring the density of the sample cut out from each layer by the Archimedes method to the manufacturing conditions of the quartz glass crucible. . In addition, if air bubbles are present in the sample, the density of the glass itself cannot be measured. Therefore, it is necessary to extract the sample from a portion where no air bubbles exist.

<第4の実施形態>
第4の実施形態である石英ガラスルツボは、第2の実施形態において解決課題とされた
石英ガラスルツボの直胴部において発生する内倒れなどの変形の問題と第3の実施形態において解決課題とされた材質の異なる石英ガラスからなる複数層からなる石英ガラスルツボにおいて発生する層間の剥離の問題を同時に解決することができる、シリコン単結晶の引き上げ用の石英ガラスルツボである。
具体的には、第2の実施形態および第3の実施形態において示した、例えば、天然石英ガラスを原料とする天然石英ガラス層を外層とし、該外層に接して、合成石英ガラスを原料とする合成石英ガラス層を中間層あるいは内層として有する石英ガラスルツボや、天然石英ガラス層を中間層とし、該中間層に接して合成石英ガラス層を第2の中間層、或いは、内層として有する多層構造の石英ガラスルツボを含むものである。
<Fourth embodiment>
The quartz glass crucible according to the fourth embodiment has a problem of deformation such as inward collapse occurring in a straight body portion of the quartz glass crucible which has been a problem to be solved in the second embodiment and a problem to be solved in the third embodiment. This is a quartz glass crucible for pulling a silicon single crystal, which can simultaneously solve the problem of delamination occurring in a quartz glass crucible having a plurality of layers made of quartz glass of different materials.
Specifically, for example, a natural quartz glass layer made of natural quartz glass as a raw material shown in the second and third embodiments is used as an outer layer, and a synthetic quartz glass is used as a raw material in contact with the outer layer. A quartz glass crucible having a synthetic quartz glass layer as an intermediate layer or an inner layer, or a multilayer structure having a natural quartz glass layer as an intermediate layer and a synthetic quartz glass layer as a second intermediate layer or an inner layer in contact with the intermediate layer It includes a quartz glass crucible.

この石英ガラスルツボは、第2の実施形態および第3の実施形態と同様、例えば、回転アーク溶融法により製造され、具体的には、回転しているルツボ製造用のカーボンモールドの内表面に原材料として天然石英粉および合成石英粉を外層用の石英粉から内層用の石英粉までを順次供給し、所定の厚さに堆積させつつ、モールドの内側からアーク放電を行い、石英粉を加熱・溶融後、各層について内層側および外層側より温度制御を行い、各層の各部位における仮想温度を調整することにより、石英ガラスルツボの各層においては、底部では密度が高く、直胴部の上部においては密度が低く、また、各層の境界部においては、直胴部の上部から底部までの各部位において密度差の小さい、石英ガラスルツボを得るというものである。   This quartz glass crucible is manufactured by, for example, a rotating arc melting method similarly to the second and third embodiments. Specifically, the raw material is placed on the inner surface of a rotating carbon mold for manufacturing a crucible. As natural quartz powder and synthetic quartz powder are sequentially supplied from the outer layer quartz powder to the inner layer quartz powder, and deposited to a predetermined thickness, arc discharge is performed from the inside of the mold, and the quartz powder is heated and melted. After that, by controlling the temperature of each layer from the inner layer side and the outer layer side and adjusting the virtual temperature at each part of each layer, the density of each layer of the quartz glass crucible is high at the bottom and at the top of the straight body part In addition, a quartz glass crucible having a low density and a small difference in density at each part from the top to the bottom of the straight body at the boundary between the layers is obtained.

そして、すでに、知見した事項として示したとおり、モールド内の堆積させた原料石英粉を加熱・溶融後、ルツボの内層側および外層側のいずれか一方側もしくは両側において、ルツボ底部より急冷を開始し、順次直胴部上部に向けて冷却を行う、或いは、ルツボ底部より直胴部上部に向けてルツボ底部ほど冷却能の高い冷却勾配を設けて冷却を行うなどにより、石英ガラスルツボの底部において仮想温度を高くし高密度化するとともに、直胴部上部においては、仮想温度を底部に対し相対的に低くし低密度化し、直胴部の内側への倒れ込みや熱変形の発生を抑制し、また、合わせて、直接接触する外層側の天然石英ガラス層と内層側の合成石英ガラス層の境界部においては、第1の実施形態および第2の実施形態において示すモールド内側からの冷却機構や、モールド外側からの冷却機構などを用い、合成石英ガラス層を有する内側部を急冷することにより、仮想温度を高くし、合成石英ガラス層を相対的に高密度化する一方、天然石英ガラス層を有する外側部は緩冷却或いは一定時間の保温により、仮想温度を低くし、天然石英ガラス層を相対的に低密度化することにより、隣接するこれら二つの層の境界部における密度差を小さくし、好ましくはその密度差を0.0014g/cm以下とすることにより、その境界部における剥離の発生や割れなどの欠陥の発生を回避することができる。 After heating and melting the raw material quartz powder deposited in the mold, as described above, the rapid cooling was started from the bottom of the crucible on either or both the inner and outer layers of the crucible. By sequentially cooling toward the upper portion of the straight body, or performing cooling by providing a cooling gradient having a higher cooling capacity toward the lower portion of the crucible from the bottom of the crucible toward the upper portion of the straight body, cooling is performed at the bottom of the quartz glass crucible. In addition to raising the temperature and increasing the density, at the top of the straight body, the fictive temperature is lowered relatively to the bottom to lower the density, suppressing the inside of the straight body and the occurrence of thermal deformation, and At the boundary between the natural silica glass layer on the outer layer side and the synthetic silica glass layer on the inner layer side that are in direct contact with each other, the mold inside shown in the first and second embodiments is used. By using such a cooling mechanism or a cooling mechanism from the outside of the mold, by rapidly cooling the inner portion having the synthetic quartz glass layer, the fictive temperature is raised, and the synthetic quartz glass layer is relatively densified, The outer part having the natural quartz glass layer is cooled slowly or kept for a certain period of time to lower the fictive temperature, and the natural quartz glass layer is made relatively low in density, so that the density at the boundary between these two adjacent layers is reduced. By reducing the difference, preferably by setting the density difference to 0.0014 g / cm 3 or less, it is possible to avoid occurrence of defects such as peeling and cracking at the boundary.

第1の実施形態、第2の実施形態と同様に、図2あるいは図3に示す、回転アーク溶融法によるルツボの製造装置を使用して製造することができる。
また、外層側に合成石英ガラス層を設け、それに隣接して内層側に天然石英ガラス層を設けるような場合には、内側層に対し外側層の冷却能を高めることにより、二つの層の境界部における密度差を小さくし、境界部における剥離の発生や割れなどの欠陥の発生を防止することができる。
Similar to the first and second embodiments, it can be manufactured using a crucible manufacturing apparatus by a rotating arc melting method shown in FIG. 2 or FIG.
In the case where a synthetic quartz glass layer is provided on the outer layer side and a natural quartz glass layer is provided on the inner layer side adjacent thereto, the cooling capacity of the outer layer is increased with respect to the inner layer so that the boundary between the two layers is improved. It is possible to reduce the density difference at the portion and prevent the occurrence of defects such as peeling and cracking at the boundary.

また、本発明に係る石英ガラスルツボは、特に石英ガラスルツボの上下方向に仮想温度勾配や密度勾配を設けない通常の新品の石英ガラスルツボや、すでにCZ法などによって単結晶の育成に使用された石英ガラスルツボからも製造することができ、それらの石英ガラスルツボを仮想温度以上、溶融温度以下の温度域まで一旦加熱した後、境界部における各石英ガラス層の密度差がなくなるよう、前記したとおり、それぞれの石英ガラス層の境界部における仮想温度を調整するとともに、個々の石英ガラス層においては、石英ガラスルツボの底部では仮想温度が高く、また、直胴部上部では仮想温度が低くなるよう仮想温度の調整を行い、底部においては密度が高く、他方、直胴部上部においては、相対的に密度の低い石英ガラスルツボとすることにより、直胴部の内側への倒れ込みや熱変形の発生を抑制し、また、合わせて、境界部における剥離を防止することができる。
第2の実施形態同様に図4あるいは図5に示す電気炉を用いて製造することができる。
In addition, the quartz glass crucible according to the present invention has been used for growing single crystals by a normal new quartz glass crucible having no virtual temperature gradient or density gradient, particularly in the vertical direction of the quartz glass crucible, or by the CZ method or the like. It can also be manufactured from quartz glass crucibles, and after heating these quartz glass crucibles once to a temperature range equal to or higher than the virtual temperature and equal to or lower than the melting temperature, as described above, so that the density difference of each quartz glass layer at the boundary is eliminated. The virtual temperature at the boundary between the quartz glass layers is adjusted, and in each quartz glass layer, the virtual temperature is high at the bottom of the quartz glass crucible and low at the top of the straight body. The temperature is adjusted so that the quartz glass crucible has a high density at the bottom and a relatively low density at the top of the straight body. It allows suppressing the occurrence of tilting and thermal deformation of the inner cylindrical body portion, also can be combined, to prevent peeling at the boundary.
Similarly to the second embodiment, it can be manufactured using the electric furnace shown in FIG. 4 or FIG.

なお、仮想温度の測定については、同一条件にて製造された石英ルツボについて各層の厚み方向境界部位置から試片を採取し、レーザラーマン分光法を用いて測定を行い、確認を行うことができる。
また、石英ガラスルツボの各層の密度はアルキメデス法などにより、直接測定することもできる。直接測定することにより正確な密度の違いを測定することもできる。その場合、各層から切り出したサンプルをアルキメデス法により密度を測定した結果を石英ガラスルツボの製造条件にフィードバックすることで、各層にて所望の密度のガラスからなる石英ガラスルツボを製造することが得られる。また気泡がサンプル中に存在するとガラスそのものの密度が測定できないため、気泡が存在しない箇所からサンプルを抽出する必要がある。
The measurement of the fictive temperature can be confirmed by taking a test piece from the position of the boundary in the thickness direction of each layer with respect to the quartz crucible manufactured under the same conditions and performing measurement using laser Raman spectroscopy. .
Further, the density of each layer of the quartz glass crucible can be directly measured by an Archimedes method or the like. It is also possible to measure an accurate difference in density by directly measuring. In that case, a quartz glass crucible made of glass of a desired density can be manufactured in each layer by feeding back the result of measuring the density of the sample cut out from each layer by the Archimedes method to the manufacturing conditions of the quartz glass crucible. . In addition, if air bubbles are present in the sample, the density of the glass itself cannot be measured. Therefore, it is necessary to extract the sample from a portion where no air bubbles exist.

以下、実施例を比較例と対比して示すことにより本発明を説明する。
なお、本発明は、これら実施例に限定されるものではない。
Hereinafter, the present invention will be described by showing examples in comparison with comparative examples.
Note that the present invention is not limited to these examples.

実施例では、回転アーク溶融法を用いて、直径32インチ(口径800mm)、高さ500mmの本発明に係る石英ガラスルツボを直接製造するか、または、同形状の石英ガラスルツボを通常の回転アーク溶融法により一旦製造した後、アニール処理を施すことにより、製造した。
表1に実施例1〜6を、表2に比較例1〜3を、表3に実施例11〜15を、表4に比較例11〜13を示す。
In the embodiment, a quartz glass crucible according to the present invention having a diameter of 32 inches (diameter of 800 mm) and a height of 500 mm is directly manufactured using a rotating arc melting method, or a quartz glass crucible having the same shape is formed by a normal rotating arc. After being manufactured once by a melting method, it was manufactured by performing an annealing treatment.
Table 1 shows Examples 1 to 6, Table 2 shows Comparative Examples 1 to 3, Table 3 shows Examples 11 to 15, and Table 4 shows Comparative Examples 11 to 13.

実施例1乃至4は、第1の実施形態である単一の石英ガラス層からなる石英ガラスルツボであって、ルツボの内倒れなどの問題を解決するものである。ここで実施例1と実施例2の単一の石英ガラス層とは天然石英ガラス層であり、実施例3と実施例4の単一の石英ガラス層とは合成石英ガラス層であり、この石英ガラスルツボには気泡層と透明層が存在する。
そして、実施例1および実施例3では、回転アーク溶融法を用いた石英ガラスルツボの製造時に、石英ガラス層の仮想温度を調整し、直胴部の上部の密度が低く、底部の密度が高い石英ガラスルツボを直接製造するものである。
石英ガラス層の仮想温度の調整は図2に示した回転アーク溶融法による製造装置を用いて行った。アーク溶融直後にルツボ内側に冷却管を挿入し、10L/秒の速度で冷却ガス(空気)を内側に吹きつけながら底部から上部に向かって移動させた。
Examples 1 to 4 are quartz glass crucibles according to the first embodiment, each of which is composed of a single quartz glass layer, and solves problems such as falling down of the crucible. Here, the single quartz glass layer of Example 1 and Example 2 is a natural quartz glass layer, and the single quartz glass layer of Example 3 and Example 4 is a synthetic quartz glass layer. A glass crucible has a bubble layer and a transparent layer.
In Example 1 and Example 3, when manufacturing the quartz glass crucible using the rotating arc melting method, the virtual temperature of the quartz glass layer was adjusted so that the density at the top of the straight body was low and the density at the bottom was high. A quartz glass crucible is directly manufactured.
The adjustment of the fictive temperature of the quartz glass layer was performed using a manufacturing apparatus based on the rotating arc melting method shown in FIG. Immediately after the arc melting, a cooling tube was inserted inside the crucible and moved from the bottom to the top while blowing a cooling gas (air) at a rate of 10 L / sec.

また、実施例2および4では、回転アーク溶融法にて製造された通常の石英ガラスルツボについて、仮想温度以上、溶融温度以下に再加熱した後、アニール処理により石英ガラス層の仮想温度を調整し、直胴部の上部の密度が低く、底部の密度が高い石英ガラスルツボを製造するものである。
石英ガラス層の仮想温度の調整は図4に示したアニール処理装置を用いて行った。アニール処理の冷却時にルツボ内側に冷却管を挿入し、10L/秒の速度で冷却ガス(空気)を内側に吹きつけながら底部から上部に向かって移動させた。
そして、これらの製造方法によって得られた石英ガラスルツボは、表1に示されるように、単結晶の引き上げ時に内倒れや熱変形を発生せず、製造された単結晶の品質も良好であった。
これに対して、従来の回転アーク溶融法により得られた比較例1、2の石英ガラスルツボでは、製造時に仮想温度の調整を行っていない(冷却管を挿入していない)ため、単結晶の引き上げ時に内倒れの発生がみられた。
In Examples 2 and 4, a normal quartz glass crucible manufactured by the rotating arc melting method was reheated to a virtual temperature or higher and a melting temperature or lower, and then the virtual temperature of the quartz glass layer was adjusted by annealing. The purpose of the present invention is to produce a quartz glass crucible having a low density at the top of the straight body and a high density at the bottom.
The adjustment of the virtual temperature of the quartz glass layer was performed using the annealing apparatus shown in FIG. During cooling of the annealing treatment, a cooling tube was inserted inside the crucible, and moved from the bottom to the top while blowing a cooling gas (air) at a rate of 10 L / sec.
And, as shown in Table 1, the quartz glass crucibles obtained by these manufacturing methods did not cause inward collapse or thermal deformation when pulling up the single crystal, and the quality of the manufactured single crystal was good. .
On the other hand, in the quartz glass crucibles of Comparative Examples 1 and 2 obtained by the conventional rotary arc melting method, since the virtual temperature was not adjusted (the cooling pipe was not inserted) at the time of production, the single crystal was not used. An inward fall was observed during lifting.

実施例5および6は、第2の実施形態である複数の石英ガラス層からなる石英ガラスルツボにおいて、ルツボの内倒れなどの問題を解決するものである。
そして、実施例5は、複数の石英ガラス層からなる石英ガラスルツボを製造する際に、実施例1および実施例3と同様、回転アーク溶融法を用いた石英ガラスルツボの製造時に、石英ガラス層の仮想温度を調整し、直胴部の上部の密度が低く、底部の密度が高い石英ガラスルツボを直接製造するものである。
石英ガラス層の仮想温度の調整は図3に示した回転アーク溶融法による製造装置を用いて行った。アーク溶融直後にルツボ内側に冷却管を挿入し、10L/秒の速度で冷却ガス(空気)を内側に吹きつけながら底部から上部に向かって移動させると同時に、モールドから石英ガラス底部には0.1L/秒の速度、コーナー部には1L/秒の速度、直胴部には10L/秒の速度で冷却ガス(空気)を内側に吹きつけながら冷却を行った。
Examples 5 and 6 solve problems such as the crucible falling down in the quartz glass crucible according to the second embodiment, which is composed of a plurality of quartz glass layers.
In the fifth embodiment, when a quartz glass crucible composed of a plurality of quartz glass layers is manufactured, similarly to the first and third embodiments, a quartz glass The fictitious temperature is adjusted to directly produce a quartz glass crucible having a low density at the top of the straight body and a high density at the bottom.
The adjustment of the fictive temperature of the quartz glass layer was performed using a manufacturing apparatus based on the rotating arc melting method shown in FIG. Immediately after the arc melting, a cooling tube is inserted inside the crucible and moved from the bottom to the top while blowing a cooling gas (air) at a rate of 10 L / sec. Cooling was performed while blowing a cooling gas (air) inward at a speed of 1 L / sec, at a speed of 1 L / sec at the corner portion, and at a speed of 10 L / sec at the straight body portion.

また、実施例6は、実施例2および4と同様、回転アーク溶融法にて通常の石英ガラスルツボを一旦製造した後に、仮想温度以上、溶融温度以下に再加熱した後、アニール処理により石英ガラス層の仮想温度を調整し、直胴部の上部の密度が低く、底部の密度が高い石英ガラスルツボを製造するものである。
石英ガラス層の仮想温度の調整は図5に示したアニール処理装置を用いて行った。アニール処理の冷却時にルツボ内側に冷却管を挿入し、10L/秒の速度で冷却ガス(空気)をルツボ内側に吹きつけながら底部から上部に向かって移動させると同時に、ルツボ外側の冷却管から5L/秒の速度で冷却ガス(空気)をルツボ外側に吹きつけながら底部から上部に向かって移動させながら冷却を行った。
そして、これらの製造方法によって得られた石英ガラスルツボは、表1に示されるように、単結晶の引き上げ時に内倒れや熱変形を発生せず、製造された単結晶の品質も良好であった。
これに対して、従来の回転アーク溶融法により得られた比較例3の石英ガラスルツボでは、製造時に仮想温度の調整を行っていない(冷却管を挿入していない)ため、ルツボの底部に対するルツボ上部の密度が高くなっており、単結晶の引き上げ時に内倒れの発生がみられた。
In Example 6, as in Examples 2 and 4, a normal quartz glass crucible was once manufactured by the rotating arc melting method, and then reheated to a temperature equal to or higher than the fictive temperature and lower than the melting temperature. The fictitious temperature of the layer is adjusted to produce a quartz glass crucible having a low density at the top of the straight body and a high density at the bottom.
The adjustment of the virtual temperature of the quartz glass layer was performed using the annealing apparatus shown in FIG. At the time of cooling in the annealing process, a cooling pipe is inserted inside the crucible, and a cooling gas (air) is moved from the bottom to the top while blowing a cooling gas (air) at a rate of 10 L / sec. The cooling was carried out while moving from the bottom to the top while blowing a cooling gas (air) to the outside of the crucible at a speed of / sec.
And, as shown in Table 1, the quartz glass crucibles obtained by these manufacturing methods did not cause inward collapse or thermal deformation when pulling up the single crystal, and the quality of the manufactured single crystal was good. .
On the other hand, in the quartz glass crucible of Comparative Example 3 obtained by the conventional rotary arc melting method, the virtual temperature was not adjusted at the time of manufacturing (the cooling pipe was not inserted), so that the crucible with respect to the bottom of the crucible was not used. The density of the upper portion was high, and inversion was observed when the single crystal was pulled.

実施例11は、第3の実施形態である複数層からなる石英ガラスルツボにおいて、特性の異なる石英ガラスからなる層間の境界部における各層の密度の違いにより生じる剥離の問題を解決するものである。
そして、実施例11は、複数の異なる特性の石英ガラス層からなる石英ガラスルツボを製造する際に、回転アーク溶融法を用いた石英ガラスルツボの製造時に、複数層の境界部における密度差が小さくなるよう各石英ガラス層の仮想温度を調整し、例えば、その密度差を0.0014g/cm以下とすることで、直接製造するものである。
The eleventh embodiment solves the problem of peeling caused by the difference in the density of each layer at the boundary between layers made of quartz glass having different characteristics in the quartz glass crucible having a plurality of layers according to the third embodiment.
In Example 11, when manufacturing a quartz glass crucible composed of a plurality of quartz glass layers having different characteristics, when manufacturing a quartz glass crucible using a rotating arc melting method, the density difference at the boundary between the plurality of layers is small. Direct production is performed by adjusting the fictive temperature of each quartz glass layer so that the density difference is, for example, 0.0014 g / cm 3 or less.

石英ガラス層の仮想温度の調整は図3に示した回転アーク溶融法による製造装置を用いて行った。アーク溶融直後にルツボ内側に冷却管を挿入し、10L/秒の速度で冷却ガス(空気)を内側に吹きつけながら底部から上部に向かって移動させると同時に、モールドから石英ガラス底部には0.1L/秒の速度、コーナー部には1L/秒の速度、直胴部には10L/秒の速度で冷却ガス(空気)を内側に吹きつけながら冷却を行った。
そして、このような方法で製造された石英ガラスルツボにおいては、表2において示されるように、異なる特性を有する石英ガラス層間の境界部において剥離や割れなどの欠陥の発生を回避することができた。
これに対して、従来の回転アーク溶融法により得られた比較例11〜13の石英ガラスルツボでは、製造時に仮想温度の調整を行っていない(冷却管を挿入していない)ため、異なる特性を有する石英ガラス層間の境界部において、0.0014g/cmを超える密度差が生じ、これら層間の境界部においては、剥離の発生が見られた。
The adjustment of the fictive temperature of the quartz glass layer was performed using a manufacturing apparatus based on the rotating arc melting method shown in FIG. Immediately after the arc melting, a cooling tube is inserted inside the crucible and moved from the bottom to the top while blowing a cooling gas (air) at a rate of 10 L / sec. Cooling was performed while blowing a cooling gas (air) inward at a speed of 1 L / sec, at a speed of 1 L / sec at the corner portion, and at a speed of 10 L / sec at the straight body portion.
In the quartz glass crucible manufactured by such a method, as shown in Table 2, it was possible to avoid the occurrence of defects such as peeling and cracking at the boundary between quartz glass layers having different characteristics. .
On the other hand, the quartz glass crucibles of Comparative Examples 11 to 13 obtained by the conventional rotary arc melting method have different characteristics because the virtual temperature is not adjusted (the cooling pipe is not inserted) at the time of production. A density difference exceeding 0.0014 g / cm 3 occurred at the boundary between the quartz glass layers, and peeling was observed at the boundary between these layers.

実施例12〜15は、第4の実施形態である複数層からなる石英ガラスルツボにおいて、石英ガラスルツボの直胴部において発生のおそれのある内倒れなどの変形の問題と特性の異なる石英ガラスからなる層間の境界部における各層の密度の違いにより生じる剥離の問題を同時に解決するものである。
そして、実施例12および14では、複数の異なる特性の石英ガラス層からなる石英ガラスルツボを製造する際に、回転アーク溶融法を用いた石英ガラスルツボの製造時に、それぞれの石英ガラス層において、その仮想温度を調整し、直胴部の上部の密度を低く、底部の密度を高くするとともに、同時に、これらの石英ガラス層の境界部において、それぞれの石英ガラス層の密度差が小さくなるように調整を行うことにより、直胴部のルツボ内側への倒れ込みや熱変形の発生を抑制し、合わせて、これらの石英ガラス層の境界部における剥離の発生や割れなどの欠陥の発生を回避するものである。
石英ガラス層の仮想温度の調整は図2に示した回転アーク溶融法による製造装置を用いて行った。アーク溶融直後にルツボ内側に冷却管を挿入し、10L/秒の速度で冷却ガス(空気)を内側に吹きつけながら底部から上部に向かって移動させると同時に、モールドから石英ガラス底部には0.2L/秒の速度、コーナー部には1L/秒の速度、直胴部には5L/秒の速度で冷却ガス(空気)を内側に吹きつけながら冷却を行った。
In Examples 12 to 15, in the quartz glass crucible having a plurality of layers according to the fourth embodiment, a quartz glass crucible having different characteristics and a problem of deformation such as inward collapse which may occur in a straight body portion of the quartz glass crucible is used. An object of the present invention is to simultaneously solve the problem of peeling caused by the difference in the density of each layer at the boundary between the layers.
Then, in Examples 12 and 14, when producing a quartz glass crucible composed of a plurality of quartz glass layers having different characteristics, when producing a quartz glass crucible using a rotating arc melting method, in each quartz glass layer, Adjusting the fictive temperature, lowering the density at the top of the straight body and increasing the density at the bottom, and at the same time, adjusting the density difference between the respective quartz glass layers at the boundary between these quartz glass layers to be small By doing so, it is possible to prevent the straight body part from falling into the crucible inside and the occurrence of thermal deformation, and to avoid the occurrence of defects such as peeling and cracking at the boundary between these quartz glass layers. is there.
The adjustment of the fictive temperature of the quartz glass layer was performed using a manufacturing apparatus based on the rotating arc melting method shown in FIG. Immediately after the arc melting, a cooling tube is inserted inside the crucible and moved from the bottom to the top while blowing a cooling gas (air) at a rate of 10 L / sec. Cooling was performed while blowing a cooling gas (air) inward at a speed of 2 L / sec, at a speed of 1 L / sec at the corner portion, and at a speed of 5 L / sec at the straight body portion.

また、実施例13および15では、回転アーク溶融法により製造された通常の石英ガラスルツボについて、仮想温度以上、溶融温度以下に再加熱した後、アニール処理により石英ガラス層の仮想温度を調整し、直胴部の上部の密度が低く、底部の密度を高くするとともに、同時に、これらの石英ガラス層の境界部において、それぞれの石英ガラス層の密度差が小さくなるように調整を行うことにより、直胴部のルツボ内側への倒れ込みや熱変形の発生を抑制し、合わせて、これらの石英ガラス層の境界部における剥離の発生や割れなどの欠陥の発生を回避するものである。
石英ガラス層の仮想温度の調整は図4に示したアニール処理装置を用いて行った。アニール処理の冷却時にルツボ内側に冷却管を挿入し、10L/秒の速度で冷却ガス(空気)をルツボ内側に吹きつけながら底部から上部に向かって移動させると同時に、ルツボ外側の冷却管から5L/秒の速度で冷却ガス(空気)をルツボ外側に吹きつけながら底部から上部に向かって移動させながら冷却を行った。
Further, in Examples 13 and 15, for a normal quartz glass crucible manufactured by the rotating arc melting method, after reheating to a virtual temperature or higher and a melting temperature or lower, the virtual temperature of the quartz glass layer was adjusted by annealing treatment, By increasing the density at the top of the straight body and increasing the density at the bottom, and at the same time, at the boundary between these quartz glass layers, adjustment is made so that the difference in density between the respective quartz glass layers is reduced. An object of the present invention is to prevent the body from falling into the crucible and the occurrence of thermal deformation, and also to avoid the occurrence of defects such as peeling and cracking at the boundary between these quartz glass layers.
The adjustment of the virtual temperature of the quartz glass layer was performed using the annealing apparatus shown in FIG. At the time of cooling in the annealing process, a cooling pipe is inserted inside the crucible, and a cooling gas (air) is moved from the bottom to the top while blowing a cooling gas (air) at a rate of 10 L / sec. The cooling was carried out while moving from the bottom to the top while blowing a cooling gas (air) to the outside of the crucible at a speed of / sec.

そして、このような製造方法に得られた石英ガラスルツボは、表2に示されるように、単結晶の引き上げ時に内倒れや熱変形を発生せず、製造された単結晶の品質も良好であり、しかも、複数の異なる石英ガラス層の層間での剥離も発生しなかった。
これに対して、従来の回転アーク溶融法により得られた比較例11〜13の石英ガラスルツボでは、製造時に仮想温度の調整を行っていない(冷却管を挿入していない)ため、内倒れが発生するとともに、異なる特性を有する石英ガラス層間の境界部においては、0.0014g/cmを超える密度差が生じ、剥離の発生が見られた。
And, as shown in Table 2, the quartz glass crucible obtained by such a manufacturing method does not cause inward collapse or thermal deformation when the single crystal is pulled, and the quality of the manufactured single crystal is good. In addition, no separation occurred between a plurality of different quartz glass layers.
On the other hand, in the quartz glass crucibles of Comparative Examples 11 to 13 obtained by the conventional rotating arc melting method, since the virtual temperature was not adjusted at the time of manufacturing (the cooling pipe was not inserted), the inner fall was caused. At the same time, a density difference exceeding 0.0014 g / cm 3 occurred at the boundary between the quartz glass layers having different characteristics, and peeling was observed.

Figure 2020023411
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Figure 2020023411
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以上のとおり、本発明は、石英ガラスルツボ、特に、シリコン単結晶引き上げ用の石英ガラスルツボに関するものであって、大口径大容量の石英ガラスルツボであっても、シリコン単結晶引き上げ時の高温下において発生する内方への倒れ込みなどの変形や、天然石英ガラスからなる外層と合成石英ガラスからなる内層の境界部における剥離の発生などを抑制する石英ガラスルツボおよびその製造方法を提供するものであるから、シリコン単結晶引き上げ用を含む各種石英ガラスルツボの製造分野においてきわめて有用である。   As described above, the present invention relates to a quartz glass crucible, in particular, to a quartz glass crucible for pulling a silicon single crystal. The present invention provides a quartz glass crucible and a method for producing the same, which suppresses deformation such as inward collapse occurring in the above and occurrence of separation at a boundary portion between an outer layer made of natural quartz glass and an inner layer made of synthetic quartz glass. Therefore, it is very useful in the field of manufacturing various quartz glass crucibles including for pulling a silicon single crystal.

1 モールド
2 アーク電極
3 冷却管
4 調整弁
5 モールド回転機構
6 モールド冷却孔
7 ノズル回動機構
8 ルツボ
9 電気炉
10 ヒーター
11 台
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Mold 2 Arc electrode 3 Cooling pipe 4 Adjustment valve 5 Mold rotation mechanism 6 Mold cooling hole 7 Nozzle rotation mechanism 8 Crucible 9 Electric furnace 10 Heater 11

Claims (12)

直胴部と底部を有するシリコン単結晶引上用石英ガラスルツボにおいて、
直胴部上部では密度が低く、底部では密度が高いことを特徴とするシリコン単結晶引上用石英ガラスルツボ。
In a quartz glass crucible for pulling a silicon single crystal having a straight body and a bottom,
A quartz glass crucible for pulling a silicon single crystal, characterized in that the density is low at the top of the straight body part and high at the bottom.
天然石英ガラス層または合成石英ガラス層からなることを特徴とする、請求項1に記載されたシリコン単結晶引上用石英ガラスルツボ。   The quartz glass crucible for pulling a silicon single crystal according to claim 1, wherein the crucible is made of a natural quartz glass layer or a synthetic quartz glass layer. 外層として天然石英ガラス層を有し、内層として合成石英ガラス層を有することを特徴とする、請求項1に記載されたシリコン単結晶引上用石英ガラスルツボ。   2. The quartz glass crucible for pulling a silicon single crystal according to claim 1, wherein the quartz glass crucible has a natural quartz glass layer as an outer layer and a synthetic quartz glass layer as an inner layer. 外層として天然石英ガラス層、中間層として天然石英ガラス層または合成石英ガラス層、内層として合成石英ガラス層を有することを特徴とする、請求項1または請求項3に記載されたシリコン単結晶引上用石英ガラスルツボ。   4. The silicon single crystal pulling device according to claim 1, wherein the outer layer has a natural quartz glass layer, the intermediate layer has a natural quartz glass layer or a synthetic quartz glass layer, and the inner layer has a synthetic quartz glass layer. For quartz glass crucible. 直胴部と底部を有するシリコン単結晶引上用石英ガラスルツボにおいて、
外層として天然石英ガラスを有し、内層として合成石英ガラス層を有し、外層と内層が接する境界部において、それぞれの層の密度差が0.0014g/cm以下であることを特徴とするシリコン単結晶引上用石英ガラスルツボ。
In a quartz glass crucible for pulling a silicon single crystal having a straight body and a bottom,
Silicon having a natural quartz glass as an outer layer, a synthetic quartz glass layer as an inner layer, and a boundary portion where the outer layer and the inner layer are in contact with each other, wherein a density difference between the respective layers is 0.0014 g / cm 3 or less. Quartz glass crucible for single crystal pulling.
直胴部と底部を有するシリコン単結晶引上用石英ガラスルツボにおいて、
外層として天然石英ガラス層を有し、中間層として天然石英ガラス層または合成石英ガラス層を有し、内層として合成石英ガラス層を有し、異なる種類の石英ガラスからなる層が直接接する境界部において、それぞれの層の境界部における密度差を0.0014g/cm以下であることを特徴とするシリコン単結晶引上用石英ガラスルツボ。
In a quartz glass crucible for pulling a silicon single crystal having a straight body and a bottom,
It has a natural quartz glass layer as an outer layer, has a natural quartz glass layer or a synthetic quartz glass layer as an intermediate layer, has a synthetic quartz glass layer as an inner layer, and at a boundary where layers made of different types of quartz glass are in direct contact. A quartz glass crucible for pulling a silicon single crystal, wherein a density difference at a boundary portion of each layer is 0.0014 g / cm 3 or less.
直胴部と底部を有するシリコン単結晶引上用石英ガラスルツボにおいて、
直胴部上部では密度が低く、底部では密度が高いことを特徴とする、請求項5または請求項6に記載されたシリコン単結晶引上用石英ガラスルツボ。
In a quartz glass crucible for pulling a silicon single crystal having a straight body and a bottom,
The quartz glass crucible for pulling a silicon single crystal according to claim 5, wherein the density is low at an upper portion of the straight body portion and high at a bottom portion.
シリコン単結晶引上用石英ガラスルツボの製造方法であって、回転する石英ガラスルツボ成形用型内に原料石英粉を供給し、所定厚さに堆積させ、次いで、成形用型の内側より前記堆積された原料石英粉の内表面全体をアーク溶融させた後、石英ルツボ底部より急冷を開始し、以降順次、直胴部の上方に至るまで冷却を行い、底部では仮想温度が高く、底部より直胴部上部に向けて、順次仮想温度が低くなるよう仮想温度の温度勾配を設けることにより、底部においては密度が高く、直胴部下部から上部に向けて順次密度を低くしたことを特徴とする、シリコン単結晶引上用石英ガラスルツボの製造方法。   A method for producing a quartz glass crucible for pulling a silicon single crystal, comprising feeding a raw quartz powder into a rotating quartz glass crucible mold, depositing the raw quartz powder to a predetermined thickness, and then depositing the quartz powder from the inside of the mold. After the entire inner surface of the raw material quartz powder was melted by an arc, quenching was started from the bottom of the quartz crucible, and then cooling was performed sequentially up to the top of the straight body. By providing a temperature gradient of the virtual temperature so that the virtual temperature gradually decreases toward the upper part of the body, the density is high at the bottom, and the density is sequentially reduced from the lower part of the straight body toward the upper part. Of manufacturing a quartz glass crucible for pulling a silicon single crystal. 請求項8に記載されたシリコン単結晶引上用石英ガラスルツボの製造方法において、石英ルツボ底部より急冷を開始し、以降順次、直胴部の上方に至るまで冷却を行う手段は、アーク溶融処理後、窒素ガスなどを冷却した冷却ガスを上下方向に移動可動な冷却管により石英ガラスルツボの内部に導入し、ルツボ内部のルツボ底部よりルツボ直胴部の上部に至るまで冷却管を順次移動させることにより行うことを特徴とする、シリコン単結晶引上用石英ガラスルツボの製造方法。   9. The method for manufacturing a quartz glass crucible for pulling up a silicon single crystal according to claim 8, wherein the means for starting quenching from the bottom of the quartz crucible and then sequentially cooling down to above the straight body portion comprises an arc melting process. After that, a cooling gas that has cooled nitrogen gas or the like is introduced into the quartz glass crucible by a movable cooling tube that moves vertically, and the cooling tube is sequentially moved from the crucible bottom inside the crucible to the top of the crucible straight body. A method for producing a quartz glass crucible for pulling a silicon single crystal. 請求項8または請求項9に記載されたシリコン単結晶引上用石英ガラスルツボの製造方法において、石英ルツボ底部より急冷を開始し、以降順次、直胴部の上方に至るまで冷却を行う手段は、石英ガラスルツボ製造用のモールドに石英ガラスルツボを外側から冷却するための冷却孔を多数設け、ルツボ底部からルツボ直胴部上部の各冷却位置において、ルツボ底部では強冷却とし、ルツボ直胴部の上方に向けて順次緩冷却とする、または、アーク終了後の冷却開始時間について、ルツボ底部では直ちに冷却を開始し、以降、ルツボ直胴部の上方に至るまで、一定時間保温後、順次冷却を開始することにより行うことを特徴とする、シリコン単結晶引上用石英ガラスルツボの製造方法。   In the method for manufacturing a quartz glass crucible for pulling a silicon single crystal according to claim 8 or claim 9, the means for starting quenching from the bottom of the quartz crucible, and then sequentially cooling down to above the straight body portion, A number of cooling holes for cooling the quartz glass crucible from the outside are provided in the mold for manufacturing the quartz glass crucible, and at each cooling position from the bottom of the crucible to the top of the crucible straight body, the crucible bottom is strongly cooled, and the crucible straight body is provided. Slow cooling gradually upwards, or about the cooling start time after the end of the arc, immediately start cooling at the bottom of the crucible, then keep the temperature for a certain period of time until it reaches above the crucible straight body, then cool down sequentially A method for producing a quartz glass crucible for pulling a silicon single crystal. シリコン単結晶引上用石英ガラスルツボの製造方法であって、回転する石英ガラスルツボ成形用型内に外層および内層の順に、または、外層、中間層および内層の順に、これらの層を形成するための原料石英粉を供給し、所定厚さに堆積させ、次いで、成形用型の内側より前記堆積された原料石英粉の内表面全体をアーク溶融させた後、異なる種類の石英ガラス層が接する境界部において、両石英ガラス層の密度差を小さくするために、同じ仮想温度では合成石英ガラスに対し相対的に密度の高い天然石英ガラスを有する層については、仮想温度を下げることにより前記境界部における密度を低く調整し、他方、合成石英ガラスを有する層については、仮想温度を上げることにより前記境界部における密度を高く調整し、前記境界部における二つの層の密度差を0.0014g/cm以下としたことを特徴とする、シリコン単結晶引上用石英ガラスルツボの製造方法。 A method for producing a quartz glass crucible for pulling a silicon single crystal, comprising the steps of forming an outer layer and an inner layer, or an outer layer, an intermediate layer, and an inner layer in a rotating quartz glass crucible forming mold in the order of these layers. The raw material quartz powder is supplied and deposited to a predetermined thickness, and then the entire inner surface of the deposited raw material quartz powder is arc-melted from the inside of the molding die. In the part, in order to reduce the density difference between the two quartz glass layers, at the same virtual temperature, for a layer having a natural silica glass having a high density relative to the synthetic quartz glass, the virtual temperature is lowered by lowering the virtual temperature. The density is adjusted to be low, while for the layer having synthetic quartz glass, the density at the boundary is adjusted to be high by increasing the virtual temperature, One of wherein the density difference was 0.0014 g / cm 3 or less layers, a method of manufacturing a silicon single crystal quartz glass crucible for pulling. シリコン単結晶引上用石英ガラスルツボの製造方法であって、回転する石英ガラスルツボ成形用型内に外層および内層の順に、または、外層、中間層および内層の順に、これらの層を形成するための原料石英粉を供給し、所定厚さに堆積させ、次いで、成形用型の内側より前記堆積された原料石英粉の内表面全体をアーク溶融させた後、石英ルツボ底部より急冷を開始し、以降順次、直胴部の上方に至るまで冷却を行い、底部では仮想温度が高く、底部より直胴部上部に向けて、順次仮想温度が低くなるよう仮想温度の温度勾配を設けるよう冷却を行うことにより、底部においては密度が高く、直胴部下部から上部に向けて順次密度を低くするアーク熱処理を行うとともに、該アーク熱処理に合わせて、同時に、前記異なる種類の石英ガラス層が接する境界部においては、両石英ガラス層の密度差を小さくするために、同じ仮想温度では合成石英ガラスに対し相対的に密度の高い天然石英ガラスを有する層については、仮想温度を下げることにより前記境界部における密度を低く調整し、他方、合成石英ガラスを有する層については、仮想温度を上げることにより前記境界部における密度を高く調整し、前記境界部における二つの層の密度差を0.0014g/cm以下としたことを特徴とする、シリコン単結晶引上用石英ガラスルツボの製造方法。

A method for producing a quartz glass crucible for pulling a silicon single crystal, comprising the steps of forming an outer layer and an inner layer, or an outer layer, an intermediate layer, and an inner layer in a rotating quartz glass crucible forming mold in the order of these layers. The raw material quartz powder is supplied, deposited to a predetermined thickness, and then the entire inner surface of the deposited material quartz powder is arc-melted from the inside of the molding die, and then quenched from the bottom of the quartz crucible, Thereafter, cooling is performed sequentially up to the upper portion of the straight body portion, and cooling is performed so as to provide a temperature gradient of a virtual temperature such that the virtual temperature is higher at the bottom portion and gradually lower from the bottom toward the upper portion of the straight body portion. By performing an arc heat treatment in which the density is high at the bottom and sequentially decreasing the density from the lower part of the straight body part toward the upper part, simultaneously with the arc heat treatment, simultaneously, the different types of quartz glass are used. At the boundary where the two are in contact, to reduce the density difference between the two quartz glass layers, the layer with natural silica glass, which is relatively dense relative to synthetic quartz glass at the same virtual temperature, is reduced by lowering the virtual temperature. The density at the boundary is adjusted to be low, and for the layer having synthetic quartz glass, the virtual temperature is increased to increase the density at the boundary, and the density difference between the two layers at the boundary is set to 0.1. A method for producing a quartz glass crucible for pulling a silicon single crystal, wherein the crucible is 0014 g / cm 3 or less.

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Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2005289801A (en) * 2004-04-02 2005-10-20 Heraeus Quarzglas Gmbh & Co Kg Optical element of quartz glass, method of manufacturing the optical element and its use
JP2008297154A (en) * 2007-05-31 2008-12-11 Shinetsu Quartz Prod Co Ltd Quartz glass crucible for pulling silicon single crystal and method for manufacturing the same
JP2012176895A (en) * 2009-09-10 2012-09-13 Japan Siper Quarts Corp Method for producing silica glass crucible for pulling silicon single crystal
JP2015127287A (en) * 2013-12-28 2015-07-09 株式会社Sumco Quartz glass crucible and method of manufacturing the same
JP2017149603A (en) * 2016-02-24 2017-08-31 クアーズテック株式会社 Production method of quartz glass crucible

Family Cites Families (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP5252157B2 (en) * 2008-02-05 2013-07-31 株式会社Sumco Quartz glass crucible
JP5165024B2 (en) * 2010-06-07 2013-03-21 ジャパンスーパークォーツ株式会社 Quartz glass crucible

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2005289801A (en) * 2004-04-02 2005-10-20 Heraeus Quarzglas Gmbh & Co Kg Optical element of quartz glass, method of manufacturing the optical element and its use
JP2008297154A (en) * 2007-05-31 2008-12-11 Shinetsu Quartz Prod Co Ltd Quartz glass crucible for pulling silicon single crystal and method for manufacturing the same
JP2012176895A (en) * 2009-09-10 2012-09-13 Japan Siper Quarts Corp Method for producing silica glass crucible for pulling silicon single crystal
JP2015127287A (en) * 2013-12-28 2015-07-09 株式会社Sumco Quartz glass crucible and method of manufacturing the same
JP2017149603A (en) * 2016-02-24 2017-08-31 クアーズテック株式会社 Production method of quartz glass crucible

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