JP3124674B2 - シリコン単結晶引上げ用石英ガラス製ルツボの製造方法 - Google Patents
シリコン単結晶引上げ用石英ガラス製ルツボの製造方法Info
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Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、シリコン単結晶の引上
げに用いられるシリコン単結晶引上げ用石英ガラス製ル
ツボの製造方法に関する。
げに用いられるシリコン単結晶引上げ用石英ガラス製ル
ツボの製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】半導体デバイスの基板として用いられる
シリコン単結晶は主にＣＺ法（チョクラルスキー法）に
より製造されている。この方法は、原理的にはルツボ内
に多結晶シリコン原料を装填し、周囲から加熱して多結
晶シリコン原料を溶融した後、上方から種結晶を吊下げ
してシリコン融液に浸し、これを引上げることによりシ
リコン単結晶インゴットを引上げるものである。
シリコン単結晶は主にＣＺ法（チョクラルスキー法）に
より製造されている。この方法は、原理的にはルツボ内
に多結晶シリコン原料を装填し、周囲から加熱して多結
晶シリコン原料を溶融した後、上方から種結晶を吊下げ
してシリコン融液に浸し、これを引上げることによりシ
リコン単結晶インゴットを引上げるものである。
【０００３】ところで、半導体デバイスでは、シリコン
基板に含まれる金属不純物の影響により素子特性が悪影
響を受けることはよく知られている。上述したシリコン
単結晶引上げ操作中においても、石英ガラスルツボがシ
リコン融液に浸食されることが原因となって、石英ガラ
スルツボ中の金属不純物がシリコン単結晶中に取込まれ
るため、ルツボ中の金属不純物を減少させる努力もなさ
れている。実際に、従来使用されている石英ガラスルツ
ボでは、全肉厚の平均値でアルカリ金属等の含有量は
０．１ｐｐｍ以下、Ａｌ（アルミニウム）についても７
〜８ｐｐｍ程度と極めて少なくなっている。
基板に含まれる金属不純物の影響により素子特性が悪影
響を受けることはよく知られている。上述したシリコン
単結晶引上げ操作中においても、石英ガラスルツボがシ
リコン融液に浸食されることが原因となって、石英ガラ
スルツボ中の金属不純物がシリコン単結晶中に取込まれ
るため、ルツボ中の金属不純物を減少させる努力もなさ
れている。実際に、従来使用されている石英ガラスルツ
ボでは、全肉厚の平均値でアルカリ金属等の含有量は
０．１ｐｐｍ以下、Ａｌ（アルミニウム）についても７
〜８ｐｐｍ程度と極めて少なくなっている。
【０００４】しかし、上述したＡｌの含有量は全体的な
平均値であり、実際にはＡｌ濃度は石英ガラスルツボの
内表面側で１５０ｐｐｍ〜１０００ｐｐｍと極端に高
く、内部へ向うにつれて急激に減少するという分布を有
している。したがって石英ガラスルツボの内表面がシリ
コン融液によって浸食されると、シリコン単結晶には予
想以上のＡｌが取込まれ、引上げられたシリコン単結晶
には半導体デバイスの特性に対する影響という観点から
無視できない程度のＡｌが含まれてしまうという問題が
ある。
平均値であり、実際にはＡｌ濃度は石英ガラスルツボの
内表面側で１５０ｐｐｍ〜１０００ｐｐｍと極端に高
く、内部へ向うにつれて急激に減少するという分布を有
している。したがって石英ガラスルツボの内表面がシリ
コン融液によって浸食されると、シリコン単結晶には予
想以上のＡｌが取込まれ、引上げられたシリコン単結晶
には半導体デバイスの特性に対する影響という観点から
無視できない程度のＡｌが含まれてしまうという問題が
ある。
【０００５】このような問題を解決するために、特開昭
６３−１６６７９１号公報に記載された石英ガラスルツ
ボ及びその製造方法が提案されている。
６３−１６６７９１号公報に記載された石英ガラスルツ
ボ及びその製造方法が提案されている。
【０００６】この石英ガラスルツボは、内表面のＡｌ濃
度が１０ｐｐｍ以下であることを特徴とするものであ
る。石英ガラスルツボの製造方法は、ＳｉＯ2 （二酸化
ケイ素）原料を通常のアーク溶融法によりルツボ形状と
した後、その内表面をＨＦ水溶液で３０μｍ以上エッチ
ングするものである。このＨＦ（フッ化水素）水溶液に
よる処理条件は、例えば５０％ＨＦ水溶液で３０分以上
である。
度が１０ｐｐｍ以下であることを特徴とするものであ
る。石英ガラスルツボの製造方法は、ＳｉＯ2 （二酸化
ケイ素）原料を通常のアーク溶融法によりルツボ形状と
した後、その内表面をＨＦ水溶液で３０μｍ以上エッチ
ングするものである。このＨＦ（フッ化水素）水溶液に
よる処理条件は、例えば５０％ＨＦ水溶液で３０分以上
である。
【０００７】このような石英ガラスルツボによれば、内
表面が溶融シリコンにより浸食されても、シリコン単結
晶中に取込まれるＡｌを減少させることができ、ひいて
は半導体デバイスの素子特性への悪影響を低減すること
ができる。
表面が溶融シリコンにより浸食されても、シリコン単結
晶中に取込まれるＡｌを減少させることができ、ひいて
は半導体デバイスの素子特性への悪影響を低減すること
ができる。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、前述の
特開昭６３−１６６７９１号公報に記載された石英ガラ
スルツボ及びその製造方法においては、前述のように汚
染されている内表面層をエッチングするために３０分以
上の長時間を要する。
特開昭６３−１６６７９１号公報に記載された石英ガラ
スルツボ及びその製造方法においては、前述のように汚
染されている内表面層をエッチングするために３０分以
上の長時間を要する。
【０００９】しかも、前述のように３０μｍ以上の厚み
をエッチングすることによって内表面が荒れるので、内
表面に不純物が付着しやすく、シリコン単結晶引上げ時
に付着した不純物によって引上げたシリコン単結晶に転
移が生じる等の悪影響を与えるという問題がある。
をエッチングすることによって内表面が荒れるので、内
表面に不純物が付着しやすく、シリコン単結晶引上げ時
に付着した不純物によって引上げたシリコン単結晶に転
移が生じる等の悪影響を与えるという問題がある。
【００１０】また、内表面が荒れるとシリコン単結晶引
上げ時のシリコン融液での石英ガラスルツボの溶損量が
増大し、シリコン単結晶中の酸素濃度が過度に増大して
しまうという問題がある。
上げ時のシリコン融液での石英ガラスルツボの溶損量が
増大し、シリコン単結晶中の酸素濃度が過度に増大して
しまうという問題がある。
【００１１】本発明は、シリコン単結晶中に取込まれる
金属不純物を減少させることができ、しかもエッチング
に要する時間を短縮することができ、さらにエッチング
の厚みを少なくして内表面の荒れを防止することがで
き、また、シリコン単結晶引上げ時のシリコン融液での
石英ガラスルツボの溶損量の増大を防止してシリコン単
結晶中の酸素濃度の過度の増大を防止できるシリコン単
結晶引上げ用石英ガラス製ルツボの製造方法を提供する
ことを目的とする。
金属不純物を減少させることができ、しかもエッチング
に要する時間を短縮することができ、さらにエッチング
の厚みを少なくして内表面の荒れを防止することがで
き、また、シリコン単結晶引上げ時のシリコン融液での
石英ガラスルツボの溶損量の増大を防止してシリコン単
結晶中の酸素濃度の過度の増大を防止できるシリコン単
結晶引上げ用石英ガラス製ルツボの製造方法を提供する
ことを目的とする。
【００１２】
【課題を解決するための手段】前述の課題を解決するた
めに、本発明は、内表面に露出していて、１００μｍ以
下の厚さを有し、かつＯＨ基含有量が３５０ｐｐｍ〜１
５００ｐｐｍである高ＯＨ濃度の第１層と、内表面に露
出しておらず、５ｍｍ以上の厚さを有し、かつＯＨ基含
有量が１００ｐｐｍ以下である低ＯＨ濃度の第２層をも
つルツボの内表面をエッチングして、前記第１層の少く
とも表面部分を除去することを特徴とするシリコン単結
晶引上げ用石英ガラス製ルツボの製造方法を要旨とす
る。
めに、本発明は、内表面に露出していて、１００μｍ以
下の厚さを有し、かつＯＨ基含有量が３５０ｐｐｍ〜１
５００ｐｐｍである高ＯＨ濃度の第１層と、内表面に露
出しておらず、５ｍｍ以上の厚さを有し、かつＯＨ基含
有量が１００ｐｐｍ以下である低ＯＨ濃度の第２層をも
つルツボの内表面をエッチングして、前記第１層の少く
とも表面部分を除去することを特徴とするシリコン単結
晶引上げ用石英ガラス製ルツボの製造方法を要旨とす
る。
【００１３】
【作用】アルカリ金属などの金属不純物は、ＯＨ基（水
酸基）のＨ（水素）原子と置換するため、ＯＨ基含有量
の多い部分に凝縮する。本発明によれば、内表面に露出
していて、１００μ以下の厚さを有し、かつＯＨ基含有
量が３５０ｐｐｍ〜１５００ｐｐｍである高ＯＨ濃度の
第１層と、内表面に露出しておらず、５ｍｍ以上の厚さ
を有し、かつＯＨ基含有量が１００ｐｐｍ以下である低
ＯＨ濃度の第２層をもつので、金属不純物は第１層の表
面部分に凝縮する。
酸基）のＨ（水素）原子と置換するため、ＯＨ基含有量
の多い部分に凝縮する。本発明によれば、内表面に露出
していて、１００μ以下の厚さを有し、かつＯＨ基含有
量が３５０ｐｐｍ〜１５００ｐｐｍである高ＯＨ濃度の
第１層と、内表面に露出しておらず、５ｍｍ以上の厚さ
を有し、かつＯＨ基含有量が１００ｐｐｍ以下である低
ＯＨ濃度の第２層をもつので、金属不純物は第１層の表
面部分に凝縮する。
【００１４】したがって、第１層の少くとも表面部分を
除去することによって、ルツボの内表面における金属不
純物の濃度を実用上充分に低くすることができる。
除去することによって、ルツボの内表面における金属不
純物の濃度を実用上充分に低くすることができる。
【００１５】
【実施例】本発明の好適な実施例によるシリコン単結晶
引上げ用石英ガラス製ルツボの製造方法について説明す
る。
引上げ用石英ガラス製ルツボの製造方法について説明す
る。
【００１６】まず、回転モールドの中にＳｉＯ2 （二酸
化ケイ素）の粉体層を成型し、電気アークによってその
粉体層を溶融してルツボを製造する。このように回転モ
ールド中の粉体層を電気アーク溶融するに際し、溶融終
了時または溶融終了直前までは、水分の少ない雰囲気で
溶融し、溶融終了時または溶融終了時の直前から後は、
その前までの雰囲気と比較して水分を多く含んだ雰囲気
にする。雰囲気は、従来と同様のもの、例えば通常の大
気を採用できる。
化ケイ素）の粉体層を成型し、電気アークによってその
粉体層を溶融してルツボを製造する。このように回転モ
ールド中の粉体層を電気アーク溶融するに際し、溶融終
了時または溶融終了直前までは、水分の少ない雰囲気で
溶融し、溶融終了時または溶融終了時の直前から後は、
その前までの雰囲気と比較して水分を多く含んだ雰囲気
にする。雰囲気は、従来と同様のもの、例えば通常の大
気を採用できる。
【００１７】この雰囲気の水分量調整についてさらに詳
しく説明すると、溶融終了時直前の溶融中に溶融してい
るルツボ中に（水蒸気＋空気）を導入することにより、
内表面層にＯＨ基の多い層ができる。また、このＯＨ基
含有量は、水蒸気と空気の比率、全体量を変えることに
より、ＯＨ基含有量をある程度任意に変えることができ
る。
しく説明すると、溶融終了時直前の溶融中に溶融してい
るルツボ中に（水蒸気＋空気）を導入することにより、
内表面層にＯＨ基の多い層ができる。また、このＯＨ基
含有量は、水蒸気と空気の比率、全体量を変えることに
より、ＯＨ基含有量をある程度任意に変えることができ
る。
【００１８】このような雰囲気の水分量調整によって、
ルツボのＯＨ基含有量を調整して次に説明するルツボを
得る。すなわち、内表面に露出していて、１００μｍ以
下の厚さを有し、かつＯＨ基含有量が３５０ｐｐｍ〜１
５００ｐｐｍである高ＯＨ濃度の第１層と、内表面に露
出しておらず、５ｍｍ以上の厚さを有し、かつＯＨ基含
有量が１００ｐｐｍ以下の低ＯＨ濃度の第２層をもつル
ツボを得る。
ルツボのＯＨ基含有量を調整して次に説明するルツボを
得る。すなわち、内表面に露出していて、１００μｍ以
下の厚さを有し、かつＯＨ基含有量が３５０ｐｐｍ〜１
５００ｐｐｍである高ＯＨ濃度の第１層と、内表面に露
出しておらず、５ｍｍ以上の厚さを有し、かつＯＨ基含
有量が１００ｐｐｍ以下の低ＯＨ濃度の第２層をもつル
ツボを得る。
【００１９】ＯＨ基含有量は、ＯＨ基（水酸基）の全体
比を百万分率で示すものである。
比を百万分率で示すものである。
【００２０】アルカリ金属などの金属不純物は、ＯＨ基
のＨ（水素）原子と置換するため、ＯＨ基含有量の多い
部分に凝縮する。したがって、前述のルツボにおいて金
属不純物は第１層の表面部分に凝縮する。例えば、ルツ
ボの金属不純物濃度が従来のルツボと同じくらいに高い
場合でも、従来と違って金属不純物が拡散せずに、第１
層の表面部分に凝縮する。この説明において、「凝縮」
は、例えばアルカリ金属Ｎａを例にするとＯＨ基のＨ原
子とＮａが置換し、ＯＮａが形成されることにより第１
層の表面部分にアルカリが集まり多くなることを意味し
ている。
のＨ（水素）原子と置換するため、ＯＨ基含有量の多い
部分に凝縮する。したがって、前述のルツボにおいて金
属不純物は第１層の表面部分に凝縮する。例えば、ルツ
ボの金属不純物濃度が従来のルツボと同じくらいに高い
場合でも、従来と違って金属不純物が拡散せずに、第１
層の表面部分に凝縮する。この説明において、「凝縮」
は、例えばアルカリ金属Ｎａを例にするとＯＨ基のＨ原
子とＮａが置換し、ＯＮａが形成されることにより第１
層の表面部分にアルカリが集まり多くなることを意味し
ている。
【００２１】第１層の表面部分、つまり金属不純物の凝
縮部分の厚みについて説明すると、内層でのＯＨ基含有
量は内表面に近ければ近いほど多い傾向があるが、３５
０〜１５００ｐｐｍのＯＨ濃度は２０μｍ以内に集中し
ていることが好ましい。さらには凝縮部分の厚さは１０
μｍ以内とすることが好ましい。これはルツボの製造中
における雰囲気の水分調整により任意に変えることがで
きる。
縮部分の厚みについて説明すると、内層でのＯＨ基含有
量は内表面に近ければ近いほど多い傾向があるが、３５
０〜１５００ｐｐｍのＯＨ濃度は２０μｍ以内に集中し
ていることが好ましい。さらには凝縮部分の厚さは１０
μｍ以内とすることが好ましい。これはルツボの製造中
における雰囲気の水分調整により任意に変えることがで
きる。
【００２２】低ＯＨ濃度の第２層によって金属不純物の
拡散が阻止される。したがって、ルツボの外表面から内
表面に向かって金属不純物が拡散浸透することを防止し
て、金属不純物によるルツボの内表面の汚染を防止でき
る。
拡散が阻止される。したがって、ルツボの外表面から内
表面に向かって金属不純物が拡散浸透することを防止し
て、金属不純物によるルツボの内表面の汚染を防止でき
る。
【００２３】次に、ルツボの内表面をエッチングして、
高ＯＨ濃度の第１層の少くとも表面部分を除去する。例
えば、ルツボ内に５０％ＨＦ（フッ化水素）水溶液を入
れて１５分間保持することによってルツボの内表面をエ
ッチングする。それによって、金属不純物の凝縮部分が
除去される。金属不純物の凝縮部分を除いた第１層にお
ける金属不純物濃度は、実用上充分に低い。したがっ
て、エッチングされたルツボの内表面における金属不純
物の濃度は、実用上充分に低い。
高ＯＨ濃度の第１層の少くとも表面部分を除去する。例
えば、ルツボ内に５０％ＨＦ（フッ化水素）水溶液を入
れて１５分間保持することによってルツボの内表面をエ
ッチングする。それによって、金属不純物の凝縮部分が
除去される。金属不純物の凝縮部分を除いた第１層にお
ける金属不純物濃度は、実用上充分に低い。したがっ
て、エッチングされたルツボの内表面における金属不純
物の濃度は、実用上充分に低い。
【００２４】以上に説明した製造方法は、雰囲気の水分
量調整と内表面のエッチングを除いて従来のルツボの製
造方法、たとえば特公平２−２４７９７号公報に記載さ
れた回転モールド法を採用できる。
量調整と内表面のエッチングを除いて従来のルツボの製
造方法、たとえば特公平２−２４７９７号公報に記載さ
れた回転モールド法を採用できる。
【００２５】前述のように、従来と違って金属不純物が
拡散せずに、第１層の表面部分に凝縮するので、従来と
比較して内表面のエッチング量を少なくすることができ
る。したがって、エッチングによるルツボの内表面の荒
れを防止できる。例えば、エッチング量は、５〜２０μ
ｍであることが好ましい。
拡散せずに、第１層の表面部分に凝縮するので、従来と
比較して内表面のエッチング量を少なくすることができ
る。したがって、エッチングによるルツボの内表面の荒
れを防止できる。例えば、エッチング量は、５〜２０μ
ｍであることが好ましい。
【００２６】高ＯＨ濃度の第１層の厚みは、好ましくは
５μｍ以上１００μｍ以下、さらに好ましくは５０μｍ
以下、最適条件は２０μｍ程度である。この場合、金属
不純物の凝縮部分の厚みをより小さくして、内表面のエ
ッチング量をより少なくできる。
５μｍ以上１００μｍ以下、さらに好ましくは５０μｍ
以下、最適条件は２０μｍ程度である。この場合、金属
不純物の凝縮部分の厚みをより小さくして、内表面のエ
ッチング量をより少なくできる。
【００２７】高ＯＨ濃度の第１層の厚みが１００μｍよ
り大きいと、１００μｍ以上の層にアルカリ不純物が凝
縮することになるので、内表面のエッチング量を多くす
る必要がある。そのため、ルツボの内表面が荒れて内表
面に不純物が付着しやすく、シリコン単結晶引上げ時に
付着した不純物によって引上げたシリコン単結晶に転移
が生じる等の悪影響が生じる。しかも、エッチングに長
時間を要するので、効率が悪い。
り大きいと、１００μｍ以上の層にアルカリ不純物が凝
縮することになるので、内表面のエッチング量を多くす
る必要がある。そのため、ルツボの内表面が荒れて内表
面に不純物が付着しやすく、シリコン単結晶引上げ時に
付着した不純物によって引上げたシリコン単結晶に転移
が生じる等の悪影響が生じる。しかも、エッチングに長
時間を要するので、効率が悪い。
【００２８】高ＯＨ濃度の第１層におけるＯＨ基含有量
が３５０ｐｐｍ未満である場合は、第１層の表面部分に
おける金属不純物の凝縮量が少なく、ＯＨ基含有量が１
５００ｐｐｍより多い場合は、高温でのルツボ溶融時に
ＯＨ基が拡散しやすいので、高ＯＨ濃度の第１層の厚さ
を１００μｍ以下にすることが難しい。
が３５０ｐｐｍ未満である場合は、第１層の表面部分に
おける金属不純物の凝縮量が少なく、ＯＨ基含有量が１
５００ｐｐｍより多い場合は、高温でのルツボ溶融時に
ＯＨ基が拡散しやすいので、高ＯＨ濃度の第１層の厚さ
を１００μｍ以下にすることが難しい。
【００２９】低ＯＨ濃度の第２層におけるＯＨ基含有量
が、１００ｐｐｍを超える場合は、高ＯＨ濃度の第１層
への金属不純物の凝縮が困難となる。
が、１００ｐｐｍを超える場合は、高ＯＨ濃度の第１層
への金属不純物の凝縮が困難となる。
【００３０】また、この低ＯＨ濃度の第２層の厚さが５
ｍｍ未満であっても、同様の問題が生じる。
ｍｍ未満であっても、同様の問題が生じる。
【００３１】次に、実施例１〜３および比較例１，２に
ついて順に説明する。
ついて順に説明する。
【００３２】実施例１ 原料として高純度ＳｉＯ2 粉末を用い、前述の製造方法
により１４インチ径、肉厚約７ｍｍのルツボを作製し
た。このルツボの高ＯＨ濃度の第１層の厚みおよびＯＨ
基含有量を表１に示す。
により１４インチ径、肉厚約７ｍｍのルツボを作製し
た。このルツボの高ＯＨ濃度の第１層の厚みおよびＯＨ
基含有量を表１に示す。
【００３３】
【表１】 このガラスルツボから全肉厚にわたるブロック状の試料
を切出し、これを粉砕して５種類の金属元素｛Ａｌ（ア
ルミニウム）、Ｆｅ（鉄）、Ｎａ（ナトリウム）、Ｌｉ
（リチウム）、Ｋ（カリウム）｝の濃度（化学分析値）
を測定した。この結果を表１のＴ（ｔｏｔａｌの略）の
欄に示す。なお、表１の化学分析値の欄に記載の記号↓
は、未満を示す。つまり、「０．１↓」と「０．０１
↓」は、それぞれ「０．１未満」と「０．０１未満」を
示す。
を切出し、これを粉砕して５種類の金属元素｛Ａｌ（ア
ルミニウム）、Ｆｅ（鉄）、Ｎａ（ナトリウム）、Ｌｉ
（リチウム）、Ｋ（カリウム）｝の濃度（化学分析値）
を測定した。この結果を表１のＴ（ｔｏｔａｌの略）の
欄に示す。なお、表１の化学分析値の欄に記載の記号↓
は、未満を示す。つまり、「０．１↓」と「０．０１
↓」は、それぞれ「０．１未満」と「０．０１未満」を
示す。
【００３４】次に、このルツボ内に５０％ＨＦ水溶液を
入れて１５分間保持することによってルツボの内表面を
エッチングした後、ＨＦ水溶液を回収し、回収したＨＦ
水溶液中に溶解しているＳｉＯ2 量及び金属元素の濃度
を測定した。そして、ＳｉＯ2 量から溶解した石英ガラ
スルツボの厚み（エッチング厚み）を求めるとともに、
その厚みの石英ガラスに対する金属元素の濃度をそれぞ
れ求めた。この結果を表１のＳ１（ｓｕｒｆａｃｅ１の
略）の欄に示す。
入れて１５分間保持することによってルツボの内表面を
エッチングした後、ＨＦ水溶液を回収し、回収したＨＦ
水溶液中に溶解しているＳｉＯ2 量及び金属元素の濃度
を測定した。そして、ＳｉＯ2 量から溶解した石英ガラ
スルツボの厚み（エッチング厚み）を求めるとともに、
その厚みの石英ガラスに対する金属元素の濃度をそれぞ
れ求めた。この結果を表１のＳ１（ｓｕｒｆａｃｅ１の
略）の欄に示す。
【００３５】次いで、この石英ガラスルツボ内に５０％
ＨＦ水溶液を再び入れて１５分間保持することによっ
て、ルツボの内表面をエッチングした後、ＨＦ水溶液を
回収し、回収したＨＦ水溶液中に溶解しているＳｉＯ2
量及び金属元素の濃度を測定した。そして、ＳｉＯ2 量
から溶解した石英ガラスルツボの厚み（エッチング厚
み）を求めるとともに、その厚みの石英ガラスに対する
金属元素の濃度をそれぞれ求めた。この結果を表１のＳ
２の欄に示す。
ＨＦ水溶液を再び入れて１５分間保持することによっ
て、ルツボの内表面をエッチングした後、ＨＦ水溶液を
回収し、回収したＨＦ水溶液中に溶解しているＳｉＯ2
量及び金属元素の濃度を測定した。そして、ＳｉＯ2 量
から溶解した石英ガラスルツボの厚み（エッチング厚
み）を求めるとともに、その厚みの石英ガラスに対する
金属元素の濃度をそれぞれ求めた。この結果を表１のＳ
２の欄に示す。
【００３６】実施例２、３および比較例１、２ 実施例２、３および比較例１、２においては、それぞれ
高ＯＨ濃度の第１層の厚さおよびＯＨ基含有量を表１に
示すように調整してルツボを作製した。その後、前述の
実施例１と同様の測定を行った。それらの結果を表１に
示す。
高ＯＨ濃度の第１層の厚さおよびＯＨ基含有量を表１に
示すように調整してルツボを作製した。その後、前述の
実施例１と同様の測定を行った。それらの結果を表１に
示す。
【００３７】表１から明らかように、実施例１〜３のそ
れぞれのルツボにおいては、Ｓ２の金属元素の濃度が実
用上充分に低く、１回目のエッチングによって、内表面
付近の金属不純物の凝縮部分が除去されていた。したが
って、実施例１〜３において、２回目のエッチングは必
ずしも必要でない。
れぞれのルツボにおいては、Ｓ２の金属元素の濃度が実
用上充分に低く、１回目のエッチングによって、内表面
付近の金属不純物の凝縮部分が除去されていた。したが
って、実施例１〜３において、２回目のエッチングは必
ずしも必要でない。
【００３８】一方、比較例１，２は、実施例１〜３と比
較してＳ２の金属元素の濃度が高く、１回目のエッチン
グによって内表面付近の金属不純物の凝縮部分が充分に
除去されなかった。
較してＳ２の金属元素の濃度が高く、１回目のエッチン
グによって内表面付近の金属不純物の凝縮部分が充分に
除去されなかった。
【００３９】本発明は、以上説明した実施例に限定され
るものではない。
るものではない。
【００４０】例えば、ルツボの製造方法は、前述の製造
方法に限定されず、その他の製造方法を採用できる。そ
の場合も、ＯＨ基含有量を調整して前述の構成のルツボ
を製造すればよい。例えば、前述の実施例の製造方法あ
るいは従来の製造方法において、溶融終了直後に酸水素
バーナーによってルツボ内面をガス焼きして、ルツボの
ＯＨ基含有量を調整してもよい。その他の構成について
は、前述の実施例と同様である。
方法に限定されず、その他の製造方法を採用できる。そ
の場合も、ＯＨ基含有量を調整して前述の構成のルツボ
を製造すればよい。例えば、前述の実施例の製造方法あ
るいは従来の製造方法において、溶融終了直後に酸水素
バーナーによってルツボ内面をガス焼きして、ルツボの
ＯＨ基含有量を調整してもよい。その他の構成について
は、前述の実施例と同様である。
【００４１】酸水素バーナーを用いた製造方法について
さらに詳しく説明すると、高純度を維持するために石英
ガラスからできた酸水素バーナーを使用し、この酸水素
バーナーの炎を２０００℃以上でルツボの内表面にあ
て、内表面近くを溶融することにより炎中のＨ2 Ｏがル
ツボの内表面に拡散しルツボ中でＯＨ基が形成される。
さらに詳しく説明すると、高純度を維持するために石英
ガラスからできた酸水素バーナーを使用し、この酸水素
バーナーの炎を２０００℃以上でルツボの内表面にあ
て、内表面近くを溶融することにより炎中のＨ2 Ｏがル
ツボの内表面に拡散しルツボ中でＯＨ基が形成される。
【００４２】また、前述のＨＦ水溶液を用いたエッチン
グに限らず、その他のエッチングを採用できる。その場
合も、第１層の少くとも表面部分を除去すればよい。
グに限らず、その他のエッチングを採用できる。その場
合も、第１層の少くとも表面部分を除去すればよい。
【００４３】なお、本発明においては、上記低ＯＨ濃度
の第２層は必ずしも石英ガラス製ルツボの外表面まで達
している必要はなく、５ｍｍ以上の厚さを有すればよ
い。すなわち、外表面は任意のＯＨ濃度とすることがで
きる。
の第２層は必ずしも石英ガラス製ルツボの外表面まで達
している必要はなく、５ｍｍ以上の厚さを有すればよ
い。すなわち、外表面は任意のＯＨ濃度とすることがで
きる。
【００４４】例えば、ルツボを内層領域、中間層領域お
よび外層領域から構成し、内層領域を第１層とし、中間
層領域を第２層とし、外層領域を任意のＯＨ濃度の第３
層としてもよい。内表面からみて第１層、第２層、第３
層を順に形成してもよい。
よび外層領域から構成し、内層領域を第１層とし、中間
層領域を第２層とし、外層領域を任意のＯＨ濃度の第３
層としてもよい。内表面からみて第１層、第２層、第３
層を順に形成してもよい。
【００４５】
【発明の効果】本発明によれば、内表面に露出してい
て、１００μｍ以下の厚さを有し、かつＯＨ基含有量が
３５０ｐｐｍ〜１５００ｐｐｍである高ＯＨ濃度の第１
層と、内表面に露出しておらず、５ｍｍ以上の厚さを有
し、かつＯＨ基含有量が１００ｐｐｍ以下である低ＯＨ
濃度の第２層をもつので、金属不純物を前記第１層の表
面部分に凝縮させて、その拡散を防止することができ
る。そして、ルツボの内表面をエッチングして、前記第
１層の少くとも表面部分を除去するので、金属不純物の
凝縮部分を除去することができる。それによって、シリ
コン単結晶中に取込まれる金属不純物を減少させること
ができ、ひいては半導体デバイスの素子特性への悪影響
を低減することができる。しかも、金属不純物を凝縮さ
せるので、エッチングの厚みを少なくして内表面の荒れ
を防止できる。さらに、エッチングに要する時間を短縮
することができる。
て、１００μｍ以下の厚さを有し、かつＯＨ基含有量が
３５０ｐｐｍ〜１５００ｐｐｍである高ＯＨ濃度の第１
層と、内表面に露出しておらず、５ｍｍ以上の厚さを有
し、かつＯＨ基含有量が１００ｐｐｍ以下である低ＯＨ
濃度の第２層をもつので、金属不純物を前記第１層の表
面部分に凝縮させて、その拡散を防止することができ
る。そして、ルツボの内表面をエッチングして、前記第
１層の少くとも表面部分を除去するので、金属不純物の
凝縮部分を除去することができる。それによって、シリ
コン単結晶中に取込まれる金属不純物を減少させること
ができ、ひいては半導体デバイスの素子特性への悪影響
を低減することができる。しかも、金属不純物を凝縮さ
せるので、エッチングの厚みを少なくして内表面の荒れ
を防止できる。さらに、エッチングに要する時間を短縮
することができる。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 平１−275496（ＪＰ，Ａ) 特開 昭63−166791（ＪＰ，Ａ) 特開 昭62−12692（ＪＰ，Ａ) 特開 昭61−44793（ＪＰ，Ａ) 特公 平２−24797（ＪＰ，Ｂ２) (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) C30B 1/00 - 35/00 C03B 20/00 C03C 15/00 H01L 21/208 ＣＡ（ＳＴＮ) ＪＩＣＳＴファイル（ＪＯＩＳ)
Claims (1)
- 【請求項１】 内表面に露出していて、１００μｍ以下
の厚さを有し、かつＯＨ基含有量が３５０ｐｐｍ〜１５
００ｐｐｍである高ＯＨ濃度の第１層と、内表面に露出
しておらず、５ｍｍ以上の厚さを有し、かつＯＨ基含有
量が１００ｐｐｍ以下である低ＯＨ濃度の第２層をもつ
ルツボの内表面をエッチングして、前記第１層の少くと
も表面部分を除去することを特徴とするシリコン単結晶
引上げ用石英ガラス製ルツボの製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP05348930A JP3124674B2 (ja) | 1993-12-28 | 1993-12-28 | シリコン単結晶引上げ用石英ガラス製ルツボの製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP05348930A JP3124674B2 (ja) | 1993-12-28 | 1993-12-28 | シリコン単結晶引上げ用石英ガラス製ルツボの製造方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH07196397A JPH07196397A (ja) | 1995-08-01 |
| JP3124674B2 true JP3124674B2 (ja) | 2001-01-15 |
Family
ID=18400345
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP05348930A Expired - Fee Related JP3124674B2 (ja) | 1993-12-28 | 1993-12-28 | シリコン単結晶引上げ用石英ガラス製ルツボの製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3124674B2 (ja) |
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
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| DE19917288C2 (de) * | 1999-04-16 | 2001-06-28 | Heraeus Quarzglas | Quarzglas-Tiegel |
| US6510707B2 (en) | 2001-03-15 | 2003-01-28 | Heraeus Shin-Etsu America, Inc. | Methods for making silica crucibles |
| JP4803784B2 (ja) * | 2004-06-30 | 2011-10-26 | 信越石英株式会社 | シリコン単結晶引上げ用石英ガラスルツボの製造方法 |
| JP4651119B2 (ja) * | 2007-02-22 | 2011-03-16 | 信越石英株式会社 | シリコン単結晶引き上げ用大口径石英ガラスるつぼ |
| JP2011088755A (ja) * | 2008-03-14 | 2011-05-06 | Japan Siper Quarts Corp | 石英ガラスルツボおよびその製造方法 |
| US8272234B2 (en) | 2008-12-19 | 2012-09-25 | Heraeus Shin-Etsu America, Inc. | Silica crucible with pure and bubble free inner crucible layer and method of making the same |
| TWI412634B (zh) * | 2009-09-07 | 2013-10-21 | Japan Super Quartz Corp | 石英玻璃坩堝及其製造方法 |
| US9003832B2 (en) | 2009-11-20 | 2015-04-14 | Heraeus Shin-Etsu America, Inc. | Method of making a silica crucible in a controlled atmosphere |
| JP5226754B2 (ja) * | 2010-10-08 | 2013-07-03 | 信越石英株式会社 | シリコン単結晶引き上げ用大口径石英ガラスるつぼの製造方法 |
| CN103597128A (zh) * | 2012-05-15 | 2014-02-19 | 信越石英株式会社 | 单晶硅提拉用二氧化硅容器及其制造方法 |
-
1993
- 1993-12-28 JP JP05348930A patent/JP3124674B2/ja not_active Expired - Fee Related
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| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH07196397A (ja) | 1995-08-01 |
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