JP2863554B2 - 石英ガラスるつぼ及びその製法 - Google Patents
石英ガラスるつぼ及びその製法Info
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- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C03—GLASS; MINERAL OR SLAG WOOL
- C03B—MANUFACTURE, SHAPING, OR SUPPLEMENTARY PROCESSES
- C03B19/00—Other methods of shaping glass
- C03B19/09—Other methods of shaping glass by fusing powdered glass in a shaping mould
- C03B19/095—Other methods of shaping glass by fusing powdered glass in a shaping mould by centrifuging, e.g. arc discharge in rotating mould
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Description
二酸化ケイ素含有外側部とこの外側部に一体化する合成
二酸化ケイ素からなる内側ライニングとから構成され、
シリコン単結晶引上げに使用される2層構成の石英ガラ
スるつぼ及びその製法に係わる。
石英ガラスるつぼとしては、二酸化ケイ素含有外側部
と,この外側部と一体化する合成二酸化ケイ素からなる
内側ライニングとから構成されたものが知られている。
以下、従来の各石英ガラスるつぼについて列挙する。
からなる内側ライニングを備えた構成のもの(ドイツ特
許公報第962868号)。
構成のもの(特公昭58−50955号公報)。
る合成石英のみで形成される構成のもの(特公昭58−50
955号公報)。
下の問題点を有する。
るため、単結晶を引き上げなければならない半導体物質
が内側ライニングの孔の中に補促され、引き上げ操作が
著しく妨げられる。
つ多くの時間とエネルギーを要する。
粘性が低いため高温での使用ができず、大型化できな
い。また、内厚を大きくすることができない。更に、プ
レスなどを必要とするため、製造コストが高価となる。
更には、合成二酸化ケイ素に加水分解時に生じる塩素が
残留するため、高温真空中にて使用中発泡する場合があ
る。
平滑で耐熱性に優れた内側ライニングを有し、高温での
使用,大型化が可能で、かつ所望の厚みに容易にしえる
低コストの石英ガラスるつぼ及びその製法を提供するこ
とを目的とする。
の外側部の内側に設けられた合成二酸化ケイ素からなる
内側ライニングとを具備した石英ガラスるつぼにおい
て、前記外側部が天然産結晶質石英粒子を原料とし、か
つ前記内側ライニングが合成非晶質二酸化ケイ素を原料
とし、しかもこの合成非晶質二酸化ケイ素がシリコンア
ルコキシドの加水分解によって得られることを特徴とす
る石英ガラスるつぼである。
により得られた非晶質二酸化ケイ素を粉砕して粉末状の
粗生成物を形成する工程と、この粗生成物を1000〜1300
℃で熱処理する工程と、天然産結晶質石英粒子を回転式
型内に供給して二酸化ケイ素含有外側部となる第1層を
形成する工程と、ひきつづき熱処理した前記粗生成物を
前記回転式型内に供給して合成二酸化ケイ素からなる内
側ライニングとなる第2層を形成する工程と、前記第1
層,第2層に熱を供給,溶融して二酸化ケイ素含有外側
部及びこれと一体化した合成二酸化ケイ素からなる内側
ライニングを形成する工程とを具備することを特徴とす
る石英ガラスるつぼの製法である。
に粉砕することが好ましい。
は、1000℃未満の場合粒子の脱水,閉孔化が充分に行わ
れず、その後の溶融時に粒子が発泡し、内側ライニング
が多孔質化することからである。逆に、1300℃を越える
と、熱処理時と粒子が焼結するため、その後再度粉砕す
る必要があるからである。
上、好ましくはるつぼの肉厚の1/2以下とする。この理
由は、0.2mm以下であると、るつぼの使用中シリコン融
液中に内側ライニング表面が溶損し、外側部が露出して
初期の効果が得られないからである。また、上記のよう
につぼの肉厚の1/2以下とするのは、肉厚の1/2を越える
と、るつぼ自体が変形し、使用不能になる可能性がある
からである。
2200℃であり、アークトーチ,電気抵抗,高周波等によ
り加熱される。
ないち密な表面となり、しかも高温での使用,大型化が
可能で、かつ所望の厚みに容易にしえる低コストの石英
ガラスるつぼを得ることができる。また、従来のように
四塩化ケイ素使用による塩素の残留の問題がない。更
に、外側部に高粘性の天然石英粒子を原料とすることに
より、変形を防止することができる。更には、内側ライ
ニングの原料である合成非晶質二酸化ケイ素が、シリコ
ンアルコキシドを加水分解することによって得られるた
め、短時間で簡単に製造でき、コスト的にも安く大量生
産に適している。
してCZ(チョクラルスキ)法によりSi単結晶を引き上げ
る際、次のような長所が生れる。即ち、 CZ法では、シリコン融液と石英ガラスるつぼの壁面が
直接に接触するため、シリコン融液中に石英ガラスが溶
融する。このとき、石英ガラスるつぼ中の微量な不純物
も、シリコン融液中に溶解し、Si単結晶の品質を低下さ
せる。
ケイ素を原料とすることにより、容易に超高純度のもの
が得られ、このような石英ガラスるつぼを使用すること
により、高品質なSi単結晶を得ることができ、ひいては
その単結晶を用いて製造される半導体素子の製造歩留及
び信頼性を向上させることができる。
説明する。
外側部である。この外側部1の内側には、合成非晶質二
酸化ケイ素からなる内側ライニング2が外側部1と一体
化して設けられている。この内側ライニング2の合成非
晶質二酸化ケイ素は、シリコンアルコキシドの加水分解
によって得られる。前記内側ライニング2の厚みは例え
ば2mmで、ルツボ3の厚みの1/2以下である。なお、内側
ライニング2の厚みは、底部と胴部とでほぼ等しい。ま
た、るつぼ3のサイズは、例えば外径(L)200mm、厚
み(T)8mm、高さ(H)200mmである。
ば、高粘度の天然産結晶質石英粒子からなる外側部1、
及び合成非晶質二酸化ケイ素からなる内側ライニング2
の2層構造で、しかも前記合成非晶質二酸化ケイ素がシ
リコンアルコキシドを加水分解することによって得られ
るるため、内側ライニング2の表面が平滑で孔のないち
密な表面となり、しかも高温での使用,大型化が可能
で、所望の厚みに容易にしえコスト低減を図ることがで
きる。また、従来のように四塩化ケイ素使用による塩素
の残留の問題がない。更に、外側部1に高粘性の天然産
結晶質石英粒子を原料とすることにより、変形を防止す
ることができる。更には、内側ライニング2の原料であ
る合成非晶質二酸化ケイ素が、シリコンアルコキシドを
加水分解することによって得られるため、短時間で簡単
に製造でき、コスト的にも安く大量生産に適している。
説明する。
り得られた非晶質二酸化ケイ素を、所定の粒度例えば50
〜100メッシュに粉砕し、粉末状の粗生成物を得た。つ
づいて、得られた粉末状の粗生成物を1000〜1300℃で熱
処理し、脱水,閉孔化した。次いで、天然産結晶質石英
粒子を回転式型に供給し、型の内壁に外側壁1となる第
1層を形成した。ひきつづき、前述した熱処理した粗生
成物を前記回転式型内に供給し、前記第1層の内側に第
2層を形成した。更に、回転型の回転を続けながらアー
クトーチ加熱により熱を供給して上記第1層,第2層を
溶融した。この結果、天然産結晶質石英粒子からなる外
側部1と非晶質二酸化ケイ素粒子からなる内側ライニン
グ2から構成された石英ガラスるつぼを形成できた。
イニング2の表面が平滑で孔のないち密な表面となり、
しかも高温での使用,大型化が可能で、所望の厚みに容
易にしえコスト低減を図ることができる。また、従来の
ように四塩化ケイ素使用による塩素の残留の問題がな
い。更に、外側部1に高粘性の天然石英粒子を原料とす
ることにより、変形を防止することができる。更には、
内側ライニングの原料である合成非晶質二酸化ケイ素
が、シリコンアルコキシドを加水分解することによって
得られるため、短時間で簡単に製造でき、コスト的にも
安く大量生産に適している。
リング4を切出し、第2図(A)図示の電気炉5中で熱
処理(1250℃,20時間)を行ない、そのつぶれ量の測定
を行った(サンプル1)。また、比較のため、下記サン
プル2〜5についても同様な試験を行ったところ、後掲
する第1表に示す結果を得た。
(4mm)のみ異なる石英ガラスるつぼを上記と同様にリ
ングにしたもの。
製造される二酸化ケイ素を原料とする石英ガラスるつぼ
を上記と同様にリングしたもの。
ぼを上記と同様にリングにしたもの。
ケイ素を内側ライニングの原料とし、この内側ライニン
グの厚みを2mmとした石英ガラスるつぼを上記と同様に
リングにしたもの。なお、上記つぶれ量はL1(200mm)
と熱処理後の最短径(L2)(第2図(B)参照))の差
で表わされる。
m、高さ305mm、肉厚8mmのるつぼを製造し、MCZ法により
ノンドープSi単結晶引上げに使用した。その結果、サン
プル1,2,4は正常に引上げされた。サンプル3は20%引
上げたところでルツボの変形が激しくなって引上げ不可
能となった。サンプル5はるつぼ内表面に開気孔が多く
存在したものとなり、Si融液が孔に補促され、引上げが
不可能であった。この理由は、SiCl4の加水分解により
得られる二酸化ケイ素は塩素の残留が避けられず、これ
が原因となり溶融時及び単結晶引き上げ時にるつぼ肉中
からの発泡を招き、内表面に開気孔の存在したものとな
ったためと推察される。
上げられた結晶の特性を調べたところ、サンプル1,4の
ライフタイムは夫々80〜120(μm)、10〜40(μm)
であった。但し、測定方法は反射マイクロ波法を用い、
測定部分はウェハ中央部とした。なお、ウェハ中央部の
みならず、他の部分でもサンプル1の方がサンプル4に
比べ3〜5倍のライフタイムを示した。
よれば、孔のない平滑で耐熱性に優れた内側ライニング
を有し、高温での使用、大型化が可能で、かつ所望の厚
みに容易にしえコスト低減を図ることができる。
面図、第2図はるつぼより切出したリングのつぶれ量を
測定するための説明図である。 1……外側部、2……内側ライニング、3……るつぼ。
Claims (2)
- 【請求項1】二酸化ケイ素含有外側部,及びこの外側部
の内側に設けられた合成二酸化ケイ素からなる内側ライ
ニングとを具備した石英ガラスるつぼにおいて、前記外
側部が天然産結晶質石英粒子を原料とし、かつ前記内側
ライニングが合成非晶質二酸化ケイ素を原料とし、しか
もこの合成非晶質二酸化ケイ素がシリコンアルコキシド
の加水分解によって得られることを特徴とする石英ガラ
スるつぼ。 - 【請求項2】シリコンアルコキシドの加水分解により得
られた非晶質二酸化ケイ素を粉砕して粉末状の粗生成物
を形成する工程と、この粗生成物を1000〜1300℃で熱処
理する工程と、天然産結晶質石英粒子を回転式型内に供
給して二酸化ケイ素含有外側部となる第1層を形成する
工程と、ひきつづき熱処理した前記粗生成物を前記回転
式型内に供給して合成二酸化ケイ素からなる内側ライニ
ングとなる第2層を形成する工程と、前記第1層,第2
層に熱を供給,溶融して二酸化ケイ素含有外側部及びこ
れと一体化した合成二酸化ケイ素からなる内側ライニン
グを形成する工程とを具備することを特徴とする石英ガ
ラスるつぼの製法。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP1174167A JP2863554B2 (ja) | 1989-07-07 | 1989-07-07 | 石英ガラスるつぼ及びその製法 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP1174167A JP2863554B2 (ja) | 1989-07-07 | 1989-07-07 | 石英ガラスるつぼ及びその製法 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH0340989A JPH0340989A (ja) | 1991-02-21 |
JP2863554B2 true JP2863554B2 (ja) | 1999-03-03 |
Family
ID=15973879
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP1174167A Expired - Lifetime JP2863554B2 (ja) | 1989-07-07 | 1989-07-07 | 石英ガラスるつぼ及びその製法 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP2863554B2 (ja) |
Families Citing this family (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN102477508A (zh) * | 2010-11-30 | 2012-05-30 | 上海航天精密机械研究所 | 防止zl205a合金熔炼过程中增铁的方法 |
-
1989
- 1989-07-07 JP JP1174167A patent/JP2863554B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JPH0340989A (ja) | 1991-02-21 |
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