JP4279015B2 - Quartz glass crucible and method for producing quartz glass crucible - Google Patents

Quartz glass crucible and method for producing quartz glass crucible Download PDF

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    • C03B19/09Other methods of shaping glass by fusing powdered glass in a shaping mould
    • C03B19/095Other methods of shaping glass by fusing powdered glass in a shaping mould by centrifuging, e.g. arc discharge in rotating mould

Description

【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、シリコン単結晶の引上げに用いられる石英ガラスルツボ及び石英ガラスルツボの製造方法に係わり、特にその内表面特性を改良した石英ガラスルツボ及び石英ガラスルツボの製造方法に関する。
【0002】
【従来の技術】
従来、シリコン単結晶の製造には石英ガラスルツボが用いられている。この石英ガラスルツボは多数の気泡を含む外層と透明な内層とからなり、内層には天然シリカ質原料を用いたものと合成シリカ質原料を用いたものとがある。後者は不純物が少なく、単結晶化率が良いという利点があるので、近年次第にいわゆる合成石英ガラスルツボの比率が高くなってきている。
【0003】
しかしながら、石英ガラスルツボを用いシリコンを溶融し単結晶を引き上げる際に、溶融シリコンの液面に波が発生し、種結晶の適確な浸漬による種付けが困難であり、シリコン単結晶の引上げができず、あるいは、単結晶化が阻害されるという問題がしばしば発生していた。この液面振動現象はシリコン結晶が大口径化するに伴い、さらに発生し易くなってきている。このため、益々、石英ガラスルツボの内表面の内表面特性を改善することが必要になってきた。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】
そこで、液面振動の発生を抑制できる内表面特性を有する石英ガラスルツボ及び石英ガラスルツボの製造方法が要望されていた。
【0005】
本発明は上述した事情を考慮してなされたもので、液面振動の発生を抑制できる内表面特性を有する石英ガラスルツボ及び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。
【0006】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するため、本発明の1つの態様によれば、合成シリカを原料とする透明石英ガラスからなる内層部を有し、上方開口部からストレート部、円弧部および底部から成る湾曲状の石英ガラスルツボであって、少なくとも内表面から0.3mmの内層部の3員環強度が0.25以上であり、前記開口部端部から所定長さのストレート部の少なくとも内表面から1.0mmの領域が100個/mm以上の気泡を有し、前記領域にSiH基強度が3.0×10−5以上である部分を有し、かつ、前記所定長さ以外は内表面から1.0mm以上の領域が実質的無気泡であることを特徴とする石英ガラスルツボが提供される。これにより、Si融液と接する内表面の侵食(溶込み)が低減され、界面で発生するSiOガスによる液面振動の発生が抑制され、また、上記溶込み量の低減によって、Si融液中の酸素濃度が増し、石英ガラスとSi融液の濡れ性が高まり、単結晶引上げ中に、Si融液がルツボストレート部を部分的に這い上がり、これが落下することによる突発的液面振動の発生を防止することができて、特に単結晶引上げ初期の種付けが適確に行なうことができると共に、高い単結晶化率のシリコン単結晶インゴットを製造できる。なお、少なくとも内表面から1.0mmの領域におけるSiH基強度が3.0×10−5以上である部分は、石英ガラスルツボ内表面と略平行にかつ全周に渡って層状に存在することが好ましい。これにより、シリコン単結晶の有転位化をより確実に防止することができ、より高い単結晶化率を実現できる。さらに、上記SiH基強度は1.0×10−5以上であることがより好ましい。
【0007】
好適な一例では、上記内表面の表層0.05mm以上の厚さにおけるOH基含有量が100〜300ppmである。これにより、Si融液がルツボストレート部の内表面を部分的に這い上がり、これが落下することに伴う突発的液面振動の発生が防止され、さらに、Si融液と接する内表面の侵食が低減され、界面で発生するSiガスによる液面振動の発生が抑制される。
【0008】
本発明の他の態様によれば、回転する型内に原料粉を供給し、ルツボ形状成形体を形成した後、これをアーク溶融する石英ガラスルツボの製造方法において、上記成形体は天然シリカ質粉末もしくは合成シリカ粉末にて成形体を形成した後に、その内表面全周に渡り第1合成シリカ粉末層を設け、さらに、開口部端部から所定長さ以外の内表面には、第2合成シリカ粉末層を設けており、石英の仮想温度が1200℃以上であり、かつ、前記アーク溶融停止直後に冷却ガスを石英ガラスルツボ内表面に吹付けることを特徴とする石英ガラスルツボの製造方法が提供される。これにより、石英ガラスルツボの内表面の表層0.5mmの範囲における3員環強度が0.25以上であり、液面振動の発生を抑制できる内表面を持つ石英ガラスルツボの製造が可能となる。さらに、開口部端部から所定長さのストレート部の少なくとも内表面から1.0mmの領域が100個/mm 以上の気泡を有し、前記領域にSiH基強度が3.0×10 −5 以上である部分を有し、かつ、所定長さ以外は内表面から1.0mm以上の領域が実質的無気泡となる。
【0009】
好適な一例では、上記第2合成シリカ粉末層は、アーク溶融後除去され、除去後の面は加熱処理される。これにより、所定長さ以外は、内表面から1.0mm以上の領域が実質的無気泡である石英ガラスルツボが製造される。
【0010】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の石英ガラスルツボに関連する石英ガラスルツボ(以下、関連石英ガラスルツボという。)について添付図面を参照して説明する。
【0011】
図1は関連石英ガラスルツボ1で、石英ガラスルツボ1の内表面2側に透明層(内層)3を有し、石英ガラスルツボ1の外周面4側に気泡が存在する不透明層(外層)5を有する2層で形成されている。
【0012】
図1のA部を拡大して示した図2に示すように、石英ガラスルツボ1は、表層0.5mmの範囲における3員環強度が0.25以上である。
【0013】
シリコン単結晶引上げ時における液面振動現象は、シリコン融液と石英ガラス界面の溶解に大きく影響されるため、所定のガラス構造を有する内表面層を持つ本発明に係わる石英ガラスルツボ1は、液面振動の抑制に有効である。これにより、石英ガラスルツボ1を用いて単結晶の引上げを行えば、高単結晶化率が実現できる。
【0014】
上記3員環強度は、石英ガラス(SiO)のネットワークの結合の一つであり、石英ガラスの組成(OH等)や熱履歴に影響され、3員環結合のピークは、図3に示すように、レーザラマン分光法による石英ガラスのネットワークスペクトルを測定すると、600cm−1付近に検出される。通常、3員環強度を測定する際、600cm−1の3員環ピークの強度面積を、石英ガラスネットワークスペクトルの一部であるSiOピークの強度面積で除して用いる。すなわち、3員環強度=3員環ピークの強度面積(565〜650cm−1)/SiOピークの強度面積(700〜900cm−1)となる。
【0015】
なお、上記関連石英ガラスルツボにおいて、さらに、この内表面の表層0.05mm以上の厚さ領域のOH基含有量を100ppm以上とすることによって、ルツボ内表面が一の極性をもち、またSi融液による侵食で少なからず溶込むOが、Si融液中で一の極性をもつことから、ルツボ内表面とSi融液が反発し合うためにSi融液がルツボストレート部の内表面を部分的に這い上がり、これが落下することに伴う突発的液面振動の発生を防止することができる。
【0016】
また、石英ガラスルツボの内表面の表層0.05mm以上の厚さ領域のOH基含有量を300ppm以下とすることによって、Si融液と接する内表面の侵食が低減され、界面で発生するSiOガスによる液面振動の発生を抑制することができる。なお、上記OH基含有量とする内表面の表層の厚さが少なくとも0.05mm存在することで、上記効果は、実際の単結晶引上げ時において、実現されるものである。
【0017】
次に、関連石英ガラスルツボの製造方法について説明する。
【0018】
図4に示すように、石英ガラスルツボ製造装置11のルツボ成形用型12は、例えば複数の貫通孔を穿設した金型、もしくは高純化処理した多孔質カーボン型などのガス透過性部材で構成されている内側部材13と、その外周に通気部14を設けて、内側部材13を保持する保持体15とから構成されている。
【0019】
また、保持体15の下部には、図示しない回転手段と連結されている回転軸16が固着されていて、ルツボ成形用型12を回転可能なようにして支持している。通気部14は、保持体15の下部に設けられた開口部17を介して、回転軸16の中央に設けられた排気口18と連結されており、この通気部14は、減圧機構19と連結されている。
【0020】
内側部材13に対向する上部にはアーク放電用のアーク電極20と、原料供給ノズル21と、不活性ガス供給管22、水素ガス供給管23及び窒素ガスなどの冷却ガスを供給する冷却ガス供給管24が設けられ、さらに、ルツボ成形用型12の開口部を覆う遮蔽板25が設けられている。
【0021】
従って、上述した石英ガラスルツボ製造装置11を用いてルツボの製造を行うには、回転駆動源(図示せず)を稼働させて回転軸16を矢印の方向に回転させることによってルツボ成形用型12を所定の速度で回転させる。ルツボ成形用型12内に、原料供給ノズル21で、上部から高純度のシリカ粉末を供給する。供給されたシリカ粉末は、遠心力によってルツボ成形用型12の内面部材13側に押圧されルツボ形状の成形体26として成形される。なお、上記成形体26は、アーク溶融を行なう石英ガラスルツボ装置とは、別の装置で成形することもできる。
【0022】
さらに、図5に示すような製造工程図に沿って、減圧機構19の作動により内側部材13内を減圧し、さらに、不活性ガス供給管22からアルゴンガスを一定量の割合で成形体26の中空部26iに供給する。アルゴンガスの供給から所定時間経過後、アーク電極20に通電、継続し、成形体26の内側から加熱し、成形体26の内表面に溶融層を形成する。
【0023】
所定時間経過後、ルツボの外側に気泡を多数含む不透明層を適切に形成するために、減圧機構19を調整もしくは停止してルツボ成形用型12内の減圧を調整もしくは停止させる。減圧を低減もしくは停止した状態でさらに全アーク溶融中アークを継続し、アーク溶融開始から、一定時間経過後にアルゴンガスの供給を停止し、アルゴンガスの供給を停止後、例えば停止と同時に水素ガス供給管23から一定量の割合で水素ガスを成形体26の中空部26iに供給する。水素ガスの供給開始は、遅くともアーク溶融停止の所定時間前に行われ、かつ全アーク溶融時間に対する一定割合経過以降に行われる。アーク溶融開始から所定時間経過後、アーク通電を停止し、水素ガスの供給を止め、さらに、冷却ガス供給管24から冷却ガスとしてのアルゴンガスをルツボ内面に大量に吹付けて内面を急冷し、ルツボ製造工程は終了する。
【0024】
このときの石英ガラスの仮想温度が1200℃以上、より好ましくは、1230℃以上の温度とする。
【0025】
なお、ここで仮想温度とは、室温の石英ガラスの物性が、その製造時の熱履歴によって異なった値をとり、それらの物性値が設定された温度をいうが、本発明において、仮想温度を1200℃以上とするためには、アーク溶融温度(例えば、ルツボ表面温度2000℃)、溶融時間及び冷却速度を適宜調整すればよい。
【0026】
特に、冷却速度を適当に調整する手段として、アーク溶融停止直後に、冷却ガスを石英ガラスルツボ内表面に吹付けることで、急冷却することが好ましい。
【0027】
なお、従来の石英ガラスルツボにおける石英ガラスの仮想温度は、約1100℃である。
【0028】
このように関連石英ガラスルツボの製造方法は、石英ガラスの仮想温度を1200℃以上にし、かつ、アーク溶融後の冷却速度をアーク溶融停止直後に冷却ガスを石英ガラスルツボ内表面に吹付けることで急することにより、表層0.5mmの範囲における3員環強度が0.25以上の上記関連石英ガラスルツボを製造することが可能となる。
【0029】
また、本発明の実施形態の石英ガラスルツボについて説明する。
【0030】
図6は本発明の実施形態の石英ガラスルツボ1Aで、石英ガラスルツボ1Aの内表面2A側に透明層(内層)3Aを有し、石英ガラスルツボ1Aの外周面4A側に多数の気泡が存在する不透明層(外層)5Aを有する2層で形成されている。
【0031】
また、石英ガラスルツボ1Aは、形状的には、断面がストレート形状のストレート部1Aaと、このストレート部1Aaに連なり円弧形状の円弧部1Abと、この円弧部1Abに連なる底部1Acとで形成されている。
【0032】
図6のAA部を拡大して示す図7のように、石英ガラスルツボ1Aの内表面2Aは、少なくとも表層0.3mmの範囲における上述した3員環強度が0.25以上である。
【0033】
また、図6のBA部を拡大して示す図8のように、石英ガラスルツボ1Aのストレート部1Aaにおける開口部端部から所定長さ(深さ)迄のストレート部、すなわち、有気泡ストレート部1Aaの少なくとも内表面2Aから1.0mmの領域は、100個/mm以上の気泡を有し、SiH基強度が3.0×10−5(好ましくは1.0×10−4)以上である部分を層状に有する透明層である。この透明層の気泡個数は、不透明層の個数より、明確に少ない個数である。
【0034】
また、有気泡ストレート部1Aa以外の部分、すなわち、ストレート部1Aaの無気泡ストレート部1Aa、円弧部1Ab及び底部1Acの透明層は、内表面から1.0mm以上の領域が実質的無気泡である。これによって、本第2実施形態の石英ガラスルツボを用いて単結晶を引き上げる場合、Si融液と接する内表面2Aの侵食(溶込み)が低減され、界面で発生するSiOガスによる液面振動の発生を抑制することができる。また、上記溶込み量の低減によって、Si融液中の酸素濃度が増し、石英ガラスとSi融液の濡れ性が高まり、単結晶引上げ中に、Si融液が有気泡ストレート部1Aaの内表面を部分的に這い上がり、これが落下することによる突発的液面振動の発生を防止することができる。これによって、特に、単結晶引上げ初期の種付けを適確に行なうことができる。
【0035】
また、本発明の実施形態の石英ガラスルツボにおいては、有気泡ストレート部1Aaの少なくとも内表面から1.0mmの領域に100個/mm以上の気泡を有し、かつ、前記領域に石英ガラスのSiH基強度が3.0×10−5(好ましくは1.0×10−4)以上である部分を有することを一つの特徴とする。このような気泡を有気泡ストレート部1Aaに有することによって、ルツボ外側面からのヒータ加熱による有気泡ストレート部1Aaを介した液面上方への熱輻射を抑制することで、結晶引上げ速度をより速めることができ、かつ、安定した単結晶を得ることができる。なお、一般的には透明層に気泡が存在すると、この気泡が膨張・破裂等してSi単結晶に結晶転位による有転位化が発生し易いが、ルツボ内表面2Aを水素処理することでこの内表面に略平行にかつ当該領域全周に渡ってSiH基強度が3.0×10−5以上となる部分を層状に形成することで、上記有転位化を防止することができ、高い単結晶化率を得ることができる。
【0036】
なお、上記開口部端部から所定長さ(有気泡ストレート部の長さ)とは、種付け前のSi融液面より数10mm下方であることが好ましい。また、SiH基強度は、ArF514nmレーザ光を石英ガラスルツボ断面に照射し、その散乱光を側面より検出し、2225〜2250cm−1の微分強度と2270〜2300cm−1の微分強度との差について、700〜900cm−1のSi−Oピークの高さ強度との比を採る方法により算出される。具体的には次の通りである。
【0037】
SiHピークは、514nmのArイオンレーザで励起して得られるラマンスペクトルの波数2260cm−1に出現するが、1950〜2550nmに渡って現れるSiOバンドと重なる。SiOバンドは3本のピークが重なった幅の広いピークで、SiHピークが現れる部分はバンドの谷に当り、ベースライン処理やSiOバンドの除去(差し引き)し難く、S/Nの良いデータを得ることが困難である。そこで、SiHピーク強度(SiH基強度)を求める方法として、微分法を採用するのが有用である。さらに、800cm−1SiOバンドの強度(ピーク高さ)を求め、SiH微分強度との比を求める。この求め方は、(1)1950〜2550cm−1に渡ってSAV−DOLAY法により、スムージング(平滑化処理)した後、微分する。(2)微分スペクトルから、2225〜2250cm−1及び2270〜2300cm−1の範囲で各13点の平均値を求める(SiHピークの左右両側の傾きを求める)。(3)上記平均値(傾き)をそれぞれD、Dとし、D−Dを求めこれをDSiHとする。(4)800cm−1SiOバンドにつき、3員環強度を求めるときと同様にベースライン処理を行なった後、ピーク高さ(最大高さ)を求める。これをHSiOとする。(5)DSiH/HSiOを求め、これをSiH強度とする。
【0038】
さらに、気泡個数の特定のみならず、気泡の占有率を0.05vol%以上とすることによって、上記効果をより高めることができる。より好ましくは200個/mm以下であり、0.1vol%以下である。あまり多過ぎると、表面がエッチングされ易くなり、溶込み量が多くなり、液面振動を誘発したり、高酸素濃度となってしまう傾向がある。
【0039】
また、本発明の実施形態の石英ガラスルツボにおいては、円弧部1Abおよび底部1Acの内表面から1.0mm以上が実質的無気泡であることが一つの特徴であるが、これによって、単結晶引上げ中において、気泡の膨れ・破裂等による問題を解消することができる。特に、外周部からのヒータ熱が最も加わり易い円弧部1Abにおいて、実質的無気泡であることが重要である。
【0040】
特に内表面2Aは、アーク溶融した溶融ルツボの内表面全体を研磨処理し、この研磨面を酸水素バーナにより加熱処理することで形成されているので、確実に無気泡化が実現される。なお、実質的無気泡とは、10個/mm以下、好ましくは5個/mm以下である。
【0041】
なお、上記実施形態石英ガラスルツボにおいて、さらにこの内表面の表層0.05mm以上の厚さ領域のOH基含有量を100ppm以上とすることによって、ルツボ内表面が一の極性をもち、また、Si融液による侵食で少なからず溶込むOが、Si融液中で一の極性をもつことから、両者が反発し合いSi融液がルツボストレート部の内表面を部分的に這い上がり、これが落下することに伴う突発的液面振動の発生をより効果的に防止することができる。
【0042】
また、石英ガラスルツボの内表面の表層0.05mm以上の厚さ領域のOH基含有量を300ppm以下とすることによって、Si融液と接する内表面の侵食がより効果的に低減され、界面で発生するSiOガスによる液面振動の発生をより確実に抑制することができる。なお、上記OH基含有量とする内表面の表層の厚さが少なくとも0.05mm存在することで、上記効果は、実際の単結晶引上げ時において、実現されるものである。
【0043】
さらに、本発明の実施形態の石英ガラスルツボの製造方法について説明する。
【0044】
実施形態の石英ガラスルツボ1Aの製造は、上述した関連石英ガラスルツボと同様に、図4に示すような石英ガラスルツボ製造装置を用い、図9に示すように原料粉を供給して成形体を製造し、図5及び図10に示すような製造工程に沿って製造する。なお、図4に示す石英ガラスルツボ製造装置と同一部分には、同一符号を付して説明は省略する。
【0045】
例えば、図9に示すように、石英ガラスルツボ製造装置11のルツボ成形用型12を所定の速度で回転させ、このルツボ成形用型12内に、原料供給ノズル21で、上部から高純度の天然シリカ質(水晶)粉末を供給する。供給されたシリカ粉末は、遠心力によってルツボ成形用型12の内面部材13側に押圧されルツボ形状の成形体26Aとして形成される。
【0046】
また、この成形体26Aの上に合成シリカ粉末が供給されて、成形体26Aの内表面27Aの全周に渡り第1合成シリカ粉末層26A1が形成され、さらに、開口部端部から所定長さである有気泡ストレート部26Aaを除く他の内表面、すなわち、ストレート部26Aaの無気泡部26Aa、円弧部26Ab及び底部26Acには、合成シリカ粉末が供給されて、第1合成シリカ粉末層26A1の内表面の全周に渡り第2合成シリカ粉末層26A2が形成されて、これを分り易く示す図11において、実線で示すルツボ成形体1Apが得られる。
【0047】
しかる後、図5に示すような製造工程図に沿って、上述した関連石英ガラスルツボと同様の溶融を行い、図11に示すルツボ成形体1Apと同様の形状の溶融ルツボを製造する。この製造された溶融ルツボの上記第2合成シリカ粉末層26A2が形成された部分(図11中の斜線部)のみ図10に示すような研削、研磨及び加熱処理工程が施される。
【0048】
上記研削工程は、図12に示すような工程と、図13に示すようなハンディタイプの研削装置(ベルトサンダー)31を用いて、粗研削工程、再研削工程の2段階で行われる。
【0049】
上記粗研削は、エアコンプレッサ(図示せず)に連通された高圧エアパイプ32から送られてくる高圧空気により回転されるベーン型回転機構33及び駆動回転ローラ34を介して研削ベルト35を回転させ、研削ベルト35と溶融後の第2合成シリカ粉末層(合成シリカ内面)26A2に給水ノズル36から給水しながら研削する。
【0050】
研削ベルト35は、ダイヤモンド砥石(ベルト)であり、粗研削工程におけるダイヤモンド粒径は80メッシュ(#)以上に細かくする。
【0051】
再研削工程では、研削ベルトのダイヤモンド粒径を200メッシュ以上に細かくして、粗研削同様の研削を行なう。再研削工程後の内表面の算術平均粗さ(Ra)(JIS B0601−1994)を3μm以下に平坦化する。このように、Raを3μm以下の粗さにすることによって、次工程でのより迅速な研磨処理が可能となり、さらに、研削工程で発生するマイクロクラックダメージを確実、かつ、より短時間で除去できるようになる。
【0052】
さらに、図12に示すような工程に従い、この溶融ルツボの研削された内表面を研磨工程において研磨する。
【0053】
例えば、図14に示すように、研磨工程は、ハンディタイプの研磨装置41を用い、回転ローラ42に設けられた研磨布43と溶融後の第2合成シリカ粉末層(合成シリカ内面)26A2間に研磨剤を供給して研磨する。このようにして研磨された内表面はRaで1μm以下、表面粗さのバラツキを内表面全体で±0.1μmの範囲内にすることができる。研磨布35のダイヤモンド粒径が800メッシュ以上と細かいので、内表面の有害となるマイクロクラックダメージをより確実に除去することができ、さらに、より均一性を高く、かつより確実にRaを1μmより小さくすることができる。Raを1μm以下にすると、次工程の加熱処理を行うことにより、内表面2Aに目視できるような凹凸を残すことがなく、また、引き上げられるシリコン単結晶に悪影響を与えることもなく、さらに、マイクロクラックダメージを残さないようにすることができる。
【0054】
次に、図10に示すような工程に従い、溶融ルツボの研磨された内表面を加熱処理工程により熱処理する。
【0055】
この加熱処理工程(図示せず)は再アーク溶融によって、内表面全体を加熱することで行われる。なお、再アーク溶融時には、カーボン電極を下方に下げ、図11に示す有気泡ストレート部(肉薄の非斜線部分)26Aaが再溶融されないようにする。溶融ルツボの内表面の一部にのみ微小気泡が存在する場合にも、内表面全体を研削工程、研磨工程で、研削、研磨し、再アーク溶融を用いて内表面全体を高温加熱することにより、図6に示すような内表面に段差がない、なだらかな内表面を有するルツボが製造され、さらに、少なくとも内表面から0.3mmの内層部の3員環強度が0.25以上であり、開口部端部から所定長さのストレート部の少なくとも内表面から1.0mmの領域が100個/mm以上の気泡を有し、前記領域にSiH基強度が3.0×10−5以上となる部分を有し、かつ、所定長さ以外は内表面から1.0mm以上の領域が実質的無気泡であり、液面振動の発生を抑制できる内表面特性を持つ上記実施形態の石英ガラスルツボが製造される。
【0056】
【実施例】
[試験1]
関連石英ガラスルツボの製造方法により製造し、3員環強度が異なるルツボを用いて、シリコン単結晶を引上げ、液面振動発生状況及び単結晶化率を調べた。
【0057】
なお、3員環強度の測定は、次のとおり行った。
【0058】
レーザラマン分光法を用いて石英ガラスのネットワークスペクトルを測定する。
【0059】
測定装置:装置は愛宕物産製「RAMANOR S320型レーザラマン分光分析装置」を用い、入射レーザにArレーザ(514nm)を使用し、検出器にCCD検出器を使用する。
【0060】
測定条件:レーザ径:100μm、 レーザ出力:400mW、
スリット幅:250μm、 スリット高さ:5mm、
積算時間:1秒、 レーザ入射法:斜め入射
【0061】
試料:関連石英ガラスルツボより切出し、入射面及び散乱光検出面を鏡面研磨する。
【0062】
結果:図3のようなスペクトルを得た。各試料のスペクトルから、3員環ピークの強度面積(565〜650cm−1)及びSiOピーク強度面積(700〜900cm−1)を測定し、3員環強度面積/SiOピーク強度面積により3員環強度を算出した。
【0063】
また、表1に示すような3員環強度と関連する結果を得た。
【表1】
【0064】
表1に示すように、石英ガラスの仮想温度が1200℃以上となるように製造され、3員環強度が0.25以上の関連品例1及び関連品例2は、液面振動が発生しないことがわかった。また、単結晶化率もそれぞれ99%、100%と高率になり、これに対して、石英ガラスの仮想温度が1200℃未満である1160℃となるように製造され、3員環強度が0.20の従来例の場合は、液面振動が発生し、また、単結晶化率も95%と低率になることがわかった。
【0065】
また、石英ガラスの仮想温度を1100℃となるように製造され、3員環強度が0.23の比較例1は、液面振動が発生するが、単結晶化率は99%と高率であることがわかった。
【0066】
なお、従来例の場合、密度は2.2013であったのに対して、関連品例1の場合、密度は2.2019であった。
【0067】
[試験2]
関連品及び本発明の石英ガラスルツボの製造方法により製造されたルツボの内表面特性を調べ、さらに、この石英ガラスルツボを用いて、シリコン単結晶の引上げを行い、結晶化率を調べた。
【0068】
1.石英ガラスルツボの作製
(1)(関連品例3関連石英ガラスルツボであり、ルツボ形状型寸法が外径560mm、高さ500mmの型に堆積層厚さ25mm(水晶原料で堆積厚さ17mm+内表面側:合成シリカ原料で第1合成シリカ粉末層堆積厚さ8mm)に充填した。上記ルツボ形状型の外面側から、真空ポンプを用いて350Torrの溶融時圧力となるように減圧しながら、アルゴンガスを60リットル/分の割合で成形体の中空部に供給した。アルゴンガスの供給開始から4分後、アーク電極に通電、継続し、成形体の内側からトータル50分加熱した。アーク溶融開始から10分後に溶融時圧力を720Torrまで低減し、全アーク溶融時間50分の約70%経過後の35分経過後(アーク停止15分前)に、アルゴンガスの供給を停止して、同時に水素ガスを200リットル/分の割合で成形体の中空部に供給した。水素ガスの供給10分間経過後に、水素ガスの供給を停止して、アーク溶融を継続した。この時のルツボ内表面の温度は2300℃であった。水素ガス停止5分後にアーク溶融を停止し、冷却のためにアルゴンガスを500l/minでルツボの中空部に供給することで、表2に示すような内表面特性を有する石英ガラスルツボを製造した。
【0069】
(2)(実施例) ルツボ形状型寸法が外径560mm、高さ500mmの型に堆積層厚さ27mm(水晶原料で堆積厚さ17mm+内表面側:合成シリカ原料で第1合成シリカ粉末層堆積厚さ8mm+最内表面側:開口部端部から200mmより下方のストレート部・円弧部・底部に合成シリカ原料で第2合成シリカ粉層堆積厚さ2mm)に充填した。上記ルツボ形状型の外面側から、上記関連品例3と同様にアルゴンガス、水素ガスを供給し、アーク溶融して、溶融ルツボを得た。この溶融ルツボの開口部端部から200mmより下方のストレート部・円弧部・底部を粒径80メッシュのSiC砥粒でブラスト処理することで粗研削加工し、続いて、粒径400メッシュのダイヤモンド砥石(ベルト)で再研削加工を行なった後、ルツボ溶融装置にて、上記アーク溶融時よりカーボン電極を下方に下げ550Torr減圧、水素ガスを200リットル/分の割合で成形体の中空部に供給しつつ、5分間再アーク溶融を行ない、その後上記関連品例3と同様にアルゴンガスをルツボの中空部に供給し急冷を行なうことで、内表面に段差のなく、表2に示すような内表面特性を有する石英ガラスルツボを製造した。
【0070】
(3)(比較例2) 関連品例3と同様の方法により、表2に示すような内表面特性を有するように製造工程を制御して、石英ガラスルツボを製造した。
【0071】
2.内表面特性の測定方法
4部分(有気泡ストレート部、無気泡ストレート部、円弧部及び底部)の各々において、各10個の試料を作製し、内表面から0.3mm位置の3員環強度を試験1と同様の方法で測定した。また、試験1と同じ測定装置、測定条件で、同様にして試料を作製し、SiH基強度の測定を行なった。測定は上記3員環強度の測定と同様に4分割について各々10個の試料の内表面から0.3mm位置のSiH基強度を測定した。さらに、上記4部分の内表面から1mmの領域での単位体積当りの気泡個数、気泡占有率は厚さ1mmの断面試料の拡大写真から実測した。
【0072】
3.単結晶引上げ試験方法
実施例、関連品例及び比較例を各々100個を用いて、初期シリコン融液面位置が、ルツボ開口部端部から約100mmとなるような条件にて、CZ法によるシリコン単結晶の引上げを行なった。
【0073】
4.結果
表2に示す。
【表2】
【0074】
表2からもわかるように、関連品例3では、4部分(有気泡ストレート部、無気泡ストレート部、円弧部及び底部)の平均3員環強度は0.25を上回っており、また、全体的に若干の気泡が内表面側に存在することが確認された。さらに、関連品例3を用いた単結晶引上げでは、液面振動の発生はなく、平均結晶化率も93%と高い値であることがわかった。
【0075】
また、実施例は、4部分(有気泡ストレート部、無気泡ストレート部、円弧部及び底部)共、3員環強度は0.25を上回っており、有気泡ストレート部には、他部に比べて気泡が多く存在しており、これに対して、他部は実質的に無気泡であることがわかった。また、有気泡ストレート部は、そのSiH基強度が1.0×10−4を上回っていることがわかった。さらに、実施例を用いた単結晶引上げでは、液面振動の発生はなく、平均結晶化率も98%と極めて高い値であることがわかった。
【0076】
これに対して、比較例2は、4部分の平均3員環強度は0.25に達せず、また、平均気泡個数も5と極めて少なく、その気泡含有率も小さいことがわかった。さらに、比較例2を用いた単結晶引上げでは、35/100の割合で液面振動が発生し、いくつかの石英ガラスルツボを用いた場合には、全く単結晶が引上げられない場合(単結晶化率=0)があり、平均結晶化率も85%と極めて低い値であることがわかった。
【0077】
[試験3]
上記[試験2]の関連品例3の製造方法と同様の製造方法において、水素ガスの流量及び流出時間を調整することによって、内表面から0.25mmの表層領域のOH基含有量が表3のような石英ガラスルツボを製造し(実施例及び比較例3,4)、上記試験2と同様に液面振動頻度及び単結晶化率の測定を行った。なお、OH基含有量は、3700cm−1に検出されるOHピークと、800cm−1に検出されるSi−Oピークとの面積強度の比を濃度換算することで算出する。
【0078】
結果: 表3に示す。
【表3】
【0079】
表3からもわかるように、実施例では、3員環強度は0.25であり、有気泡ストレート部には、他部に比べて気泡が多く存在していることがわかった。また、有気泡ストレート部は、そのSiH基強度が2.0×10−4、OH基含有量100〜250ppmであることがわかった。さらに、実施例を用いた単結晶引上げでは、液面振動の発生はなく、平均結晶化率も95%と極めて高い値であることがわかった。
【0080】
また、実施例は、3員環強度は0.26であり、有気泡ストレート部には、他部に比べて気泡が多く存在していることがわかった。また、有気泡ストレート部は、そのSiH基強度が3.0×10−5、OH基含有量100〜250ppmであることがわかった。さらに、実施例を用いた単結晶引上げでは、液面振動の発生はなく、平均結晶化率も92%と極めて高い値であることがわかった。
【0081】
これに対して、比較例3は、3員環強度は0.26であるが、また、平均気泡個数も8と極めて少なく、その気泡含有率も小さく、SiH基強度が−5.0×10−5、OH基含有量30〜80ppmあることがわかった。さらに、比較例3を用いた単結晶引上げでは、25/100の割合で液面振動が発生し、平均結晶化率も86%と極めて低い値であることがわかった。
【0082】
また、比較例4は、3員環強度は0.23と0.25以下であり、さらに、平均気泡個数も5と極めて少なく、その気泡含有率も小さく、SiH基強度が−3.0×10−5、OH基含有量350〜420ppmであることがわかった。さらに、比較例4を用いた単結晶引上げでは、40/100の割合で液面振動が発生し、平均結晶化率も75%と極めて低い値であることがわかった。
【0083】
【発明の効果】
本発明に係わる石英ガラスルツボによれば、液面振動の発生を抑制できる内表面特性を持つ石英ガラスルツボを提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】 本発明の石英ガラスルツボに関連する石英ガラスルツボの概念図。
【図2】 図1のA部を拡大して示す概念図。
【図3】 石英ガラスのネットワークスペクトル図。
【図4】 本発明の石英ガラスルツボの製造方法に関連する石英ガラスルツボの製造方法の概念図。
【図5】 本発明の石英ガラスルツボの製造方法に関連する石英ガラスルツボの製造方法の製造工程図。
【図6】 本発明の石英ガラスルツボの製造方法により製造される石英ガラスルツボの概念図。
【図7】 図6のAA部を拡大して示す概念図。
【図8】 図6のBA部を拡大して示す概念図。
【図9】 本発明の実施形態の石英ガラスルツボの製造方法の概念図。
【図10】 本発明の実施形態の石英ガラスルツボの製造方法の製造工程図。
【図11】 本発明の実施形態の石英ガラスルツボの製造方法におけるルツボ成形体の概念図。
【図12】 本発明の実施形態の石英ガラスルツボの製造方法の研削、研磨工程図。
【図13】 本発明の実施形態の石英ガラスルツボの製造方法に使用される研削装置の概念図。
【図14】 本発明の実施形態の石英ガラスルツボの製造方法に使用される研磨装置の概念図。
【符号の説明】
1 石英ガラスルツボ
2 内表面
3 透明層(内層)
4 外周面
5 不透明層(外層)
1A 石英ガラスルツボ
1Aa ストレート部
1Aa 有気泡ストレート部
1Aa 無気泡ストレート部
1Ab 円弧部
1Ac 底部
2A 内表面
3A 透明層(内層)
4A 外周面
5A 不透明層(外層)
[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
  The present invention relates to a quartz glass crucible used for pulling up a silicon single crystal and a method for producing a quartz glass crucible, and more particularly to a quartz glass crucible having improved inner surface characteristics and a method for producing a quartz glass crucible.
[0002]
[Prior art]
  Conventionally, quartz glass crucibles have been used for the production of silicon single crystals. This quartz glass crucible consists of an outer layer containing a large number of bubbles and a transparent inner layer. The inner layer includes a material using a natural siliceous material and a material using a synthetic siliceous material. The latter is advantageous in that it has few impurities and has a good single crystallization rate, so that the ratio of so-called synthetic quartz glass crucibles has gradually increased in recent years.
[0003]
  However, when a quartz glass crucible is used to melt the silicon and pull up the single crystal, waves are generated on the surface of the molten silicon and it is difficult to seed the seed crystal by proper immersion, and the silicon single crystal can be pulled up. Or a problem that single crystallization is hindered frequently occurred. This liquid surface vibration phenomenon is more likely to occur as the silicon crystal becomes larger in diameter. For this reason, it has become necessary to improve the inner surface characteristics of the inner surface of the quartz glass crucible.
[0004]
[Problems to be solved by the invention]
  Thus, there has been a demand for a quartz glass crucible having an inner surface characteristic capable of suppressing the occurrence of liquid level vibration and a method for producing the quartz glass crucible.
[0005]
  The present invention has been made in view of the above-described circumstances, and provides a quartz glass crucible having an inner surface characteristic capable of suppressing the occurrence of liquid level vibration and a method for producing a quartz glass crucible.Objective.
[0006]
[Means for Solving the Problems]
  In order to achieve the above object, according to one aspect of the present invention,A curved quartz glass crucible having an inner layer portion made of transparent quartz glass made of synthetic silica and having a straight portion, an arc portion and a bottom portion from the upper opening, and an inner layer portion at least 0.3 mm from the inner surface The strength of the three-membered ring is 0.25 or more, and the area of 1.0 mm from at least the inner surface of the straight portion having a predetermined length from the end of the opening is 100 / mm.3Having the above bubbles, the region has a SiH group strength of 3.0 × 10-5There is provided a quartz glass crucible having a portion as described above and having a region of 1.0 mm or more from the inner surface except for the predetermined length substantially free of bubbles. As a result, the erosion (penetration) of the inner surface in contact with the Si melt is reduced, the generation of liquid surface vibration due to the SiO gas generated at the interface is suppressed, and the reduction in the amount of penetration results in the Si melt. Oxygen concentration in quartz increases, wettability between quartz glass and Si melt increases, and during the pulling of the single crystal, the Si melt partially crawls up the crucible straight part, and sudden liquid level vibration occurs due to this falling In particular, seeding at the initial stage of pulling up the single crystal can be performed accurately, and a silicon single crystal ingot having a high single crystallization rate can be manufactured. The SiH group strength at least in the region of 1.0 mm from the inner surface is 3.0 × 10-5The above portions are preferably present in a layered manner substantially parallel to the inner surface of the quartz glass crucible and over the entire circumference. As a result, dislocations in the silicon single crystal can be prevented more reliably, and a higher single crystallization rate can be realized. Furthermore, the SiH group strength is 1.0 × 10 6.-5More preferably.
[0007]
  In a suitable example, OH group content in the thickness of 0.05 mm or more of the surface layer of the said inner surface is 100-300 ppm. As a result, the Si melt partially crawls up on the inner surface of the crucible straight part, and sudden liquid level vibrations caused by the falling of the Si melt are prevented, and the erosion of the inner surface in contact with the Si melt is reduced. As a result, the occurrence of liquid level vibration due to the Si gas generated at the interface is suppressed.
[0008]
  According to another aspect of the invention,In the method for producing a quartz glass crucible in which raw material powder is supplied into a rotating mold and a crucible-shaped formed body is formed, and then this is arc-melted.The molded body is formed of a natural siliceous powder or a synthetic silica powder, and then provided with a first synthetic silica powder layer over the entire inner surface thereof. A second synthetic silica powder layer is provided on the surface,There is provided a method for producing a quartz glass crucible, characterized in that a fictive temperature of quartz is 1200 ° C. or higher and a cooling gas is sprayed on the inner surface of the quartz glass crucible immediately after the arc melting is stopped. This makes it possible to produce a quartz glass crucible having an inner surface that has a three-membered ring strength of 0.25 or more in the range of the surface layer of 0.5 mm on the inner surface of the quartz glass crucible and can suppress the occurrence of liquid level vibration. .Furthermore, the area of 1.0 mm from at least the inner surface of the straight portion having a predetermined length from the end of the opening is 100 / mm. 3 Having the above bubbles, the region has a SiH group strength of 3.0 × 10 -5 An area having 1.0 mm or more from the inner surface except for a predetermined length has substantially no bubbles.
[0009]
  In a preferred example, the second synthetic silica powder layer is removed after arc melting, and the surface after removal is heat-treated. Thereby, except for the predetermined length, a quartz glass crucible in which a region of 1.0 mm or more from the inner surface is substantially bubble-free is manufactured.
[0010]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
  Less than,A quartz glass crucible related to the quartz glass crucible of the present invention (hereinafter referred to as a related quartz glass crucible).Will be described with reference to the accompanying drawings.
[0011]
  Figure 1RelationThe quartz glass crucible 1 has two layers having a transparent layer (inner layer) 3 on the inner surface 2 side of the quartz glass crucible 1 and an opaque layer (outer layer) 5 in which bubbles are present on the outer peripheral surface 4 side of the quartz glass crucible 1. It is formed with.
[0012]
  As shown in FIG. 2 in which the portion A of FIG. 1 is enlarged, the quartz glass crucible 1 has a three-membered ring strength of 0.25 or more in a surface layer range of 0.5 mm.
[0013]
  Since the liquid surface vibration phenomenon at the time of pulling the silicon single crystal is greatly influenced by the dissolution of the interface between the silicon melt and the quartz glass, the quartz glass crucible 1 according to the present invention having an inner surface layer having a predetermined glass structure is used as a liquid crystal. It is effective for suppressing surface vibration. Thereby, if a single crystal is pulled using the quartz glass crucible 1, a high single crystallization rate can be realized.
[0014]
  The three-membered ring strength is quartz glass (SiO2) And is affected by the composition (OH, etc.) and thermal history of quartz glass, and the peak of the three-membered ring bond is shown in FIG. 3, and the network spectrum of quartz glass by laser Raman spectroscopy. Measure 600cm-1Detected in the vicinity. Normally, when measuring the strength of a three-membered ring, 600 cm-1The intensity area of the three-membered ring peak is divided by the intensity area of the SiO peak that is part of the quartz glass network spectrum. That is, 3-membered ring strength = strength area of 3-membered ring peak (565-650 cm-1) / SiO peak intensity area (700-900 cm)-1)
[0015]
  The aboveRelationFurthermore, in the quartz glass crucible, by setting the OH group content in the thickness region of 0.05 mm or more on the inner surface to 100 ppm or more, the inner surface of the crucible has a single polarity, and erosion by Si melt Since O which melts at least has one polarity in the Si melt, the inner surface of the crucible and the Si melt repel each other, so the Si melt partially crawls up the inner surface of the crucible straight part, It is possible to prevent the occurrence of sudden liquid level vibration due to this falling.
[0016]
  Further, by setting the OH group content in the thickness region of 0.05 mm or more on the inner surface of the quartz glass crucible to 300 ppm or less, erosion of the inner surface in contact with the Si melt is reduced, and SiO gas generated at the interface It is possible to suppress the occurrence of the liquid level vibration due to. It should be noted that the above effect can be realized when pulling up the actual single crystal because the thickness of the surface layer on the inner surface having the OH group content is at least 0.05 mm.
[0017]
  next,RelationA method for producing a quartz glass crucible will be described.
[0018]
  As shown in FIG. 4, the crucible molding die 12 of the quartz glass crucible manufacturing apparatus 11 is composed of a gas permeable member such as a die having a plurality of through holes or a highly purified porous carbon die. The inner member 13 is provided with a ventilation portion 14 on the outer periphery thereof, and a holding body 15 that holds the inner member 13.
[0019]
  A rotating shaft 16 connected to a rotating means (not shown) is fixed to the lower portion of the holding body 15 and supports the crucible forming die 12 so as to be rotatable. The ventilation part 14 is connected to an exhaust port 18 provided in the center of the rotary shaft 16 through an opening 17 provided in the lower part of the holding body 15, and the ventilation part 14 is connected to a decompression mechanism 19. Has been.
[0020]
  An arc electrode 20 for arc discharge, a raw material supply nozzle 21, an inert gas supply pipe 22, a hydrogen gas supply pipe 23, and a cooling gas supply pipe for supplying a cooling gas such as nitrogen gas are provided on the upper part facing the inner member 13. 24 and a shielding plate 25 that covers the opening of the crucible molding die 12 are further provided.
[0021]
  Therefore, in order to manufacture a crucible using the quartz glass crucible manufacturing apparatus 11 described above, a crucible molding die 12 is operated by operating a rotary drive source (not shown) and rotating the rotary shaft 16 in the direction of the arrow. Is rotated at a predetermined speed. High-purity silica powder is supplied into the crucible molding die 12 from above by a raw material supply nozzle 21. The supplied silica powder is pressed to the inner surface member 13 side of the crucible molding die 12 by centrifugal force to be molded as a crucible-shaped molded body 26. In addition, the said molded object 26 can also be shape | molded with an apparatus different from the quartz glass crucible apparatus which performs arc melting.
[0022]
  Further, in accordance with the manufacturing process diagram as shown in FIG. 5, the inside of the inner member 13 is depressurized by the operation of the depressurization mechanism 19, and further, argon gas is supplied from the inert gas supply pipe 22 at a certain rate. It supplies to the hollow part 26i. After a predetermined time has elapsed from the supply of the argon gas, the arc electrode 20 is energized and continued, heated from the inside of the molded body 26, and a molten layer is formed on the inner surface of the molded body 26.
[0023]
  After a predetermined time has elapsed, in order to appropriately form an opaque layer containing many bubbles on the outside of the crucible, the decompression mechanism 19 is adjusted or stopped to adjust or stop the decompression in the crucible molding die 12. Continue arcing during all arc melting with reduced pressure reduced or stopped, stop supplying argon gas after a certain time from the start of arc melting, stop supplying argon gas, for example, supply hydrogen gas simultaneously with stopping Hydrogen gas is supplied from the tube 23 to the hollow portion 26 i of the molded body 26 at a constant rate. The supply of hydrogen gas is started at the latest before a predetermined time before stopping the arc melting and after a certain percentage of the total arc melting time. After a predetermined time has elapsed from the start of arc melting, the arc energization is stopped, the supply of hydrogen gas is stopped, and a large amount of argon gas as a cooling gas is sprayed from the cooling gas supply pipe 24 onto the inner surface of the crucible to rapidly cool the inner surface. The crucible manufacturing process ends.
[0024]
  At this time, the fictive temperature of the quartz glass is set to 1200 ° C. or higher, more preferably 1230 ° C. or higher.
[0025]
  Note that the fictive temperature herein refers to the temperature at which the physical properties of quartz glass at room temperature vary depending on the thermal history at the time of manufacture, and those physical property values are set. In order to set the temperature to 1200 ° C. or higher, the arc melting temperature (for example, the crucible surface temperature 2000 ° C.), the melting time, and the cooling rate may be appropriately adjusted.
[0026]
  In particular, as a means for appropriately adjusting the cooling rate, it is preferable to perform rapid cooling by blowing a cooling gas onto the inner surface of the quartz glass crucible immediately after the arc melting is stopped.
[0027]
  The fictive temperature of quartz glass in a conventional quartz glass crucible is about 1100 ° C.
[0028]
  in this wayRelationThe method for producing a quartz glass crucible is a method in which the fictive temperature of quartz glass is set to 1200 ° C. or higher, and the cooling rate after arc melting is rapidly blown onto the inner surface of the quartz glass crucible immediately after the arc melting is stopped.coldBy doing this, the three-membered ring strength in the surface layer range of 0.5 mm is 0.25 or more.RelationA quartz glass crucible can be manufactured.
[0029]
  In addition, the present inventiononeThe quartz glass crucible of the embodiment will be described.
[0030]
  FIG. 6 shows the present invention.oneIn the quartz glass crucible 1A of the embodiment, an opaque layer (outer layer) having a transparent layer (inner layer) 3A on the inner surface 2A side of the quartz glass crucible 1A and a large number of bubbles on the outer peripheral surface 4A side of the quartz glass crucible 1A. It is formed of two layers having 5A.
[0031]
  The quartz glass crucible 1A is formed by a straight portion 1Aa having a straight cross section, an arcuate arc portion 1Ab connected to the straight portion 1Aa, and a bottom portion 1Ac connected to the arc portion 1Ab. Yes.
[0032]
  As shown in FIG. 7 showing the AA portion of FIG. 6 in an enlarged manner, the inner surface 2A of the quartz glass crucible 1A has the above-mentioned three-membered ring strength of 0.25 or more in a range of at least a surface layer of 0.3 mm.
[0033]
  Further, as shown in FIG. 8 showing an enlarged view of the BA portion in FIG. 6, a straight portion from the opening end portion to a predetermined length (depth) in the straight portion 1Aa of the quartz glass crucible 1A, that is, a bubbled straight portion. 1Aa1The area of at least 1.0 mm from the inner surface 2A is 100 / mm3It has the above bubbles and SiH group strength is 3.0 × 10-5(Preferably 1.0 × 10-4) A transparent layer having the above portions in layers. The number of bubbles in this transparent layer is clearly less than the number of opaque layers.
[0034]
  In addition, bubbled straight part 1Aa1Parts other than the above, that is, the straight part 1Aa, the non-bubble straight part 1Aa2In the transparent layer of the arc portion 1Ab and the bottom portion 1Ac, an area of 1.0 mm or more from the inner surface is substantially bubble-free. Thereby, when pulling up the single crystal using the quartz glass crucible of the second embodiment, the erosion (penetration) of the inner surface 2A in contact with the Si melt is reduced, and the liquid surface vibration due to the SiO gas generated at the interface is reduced. Occurrence can be suppressed. Moreover, the oxygen concentration in the Si melt increases due to the reduction of the penetration amount, the wettability between the quartz glass and the Si melt increases, and during the pulling of the single crystal, the Si melt becomes the bubbled straight portion 1Aa.1It is possible to prevent the occurrence of sudden liquid level vibration caused by partially climbing the inner surface of the liquid and dropping it. Thereby, in particular, seeding at the initial stage of pulling the single crystal can be performed accurately.
[0035]
  In addition, the present inventiononeIn the quartz glass crucible of the embodiment, the bubble-containing straight part 1Aa1100 / mm in an area of 1.0 mm from at least the inner surface3It has the above bubbles, and the SiH group strength of quartz glass in the region is 3.0 × 10-5(Preferably 1.0 × 10-4) One of the characteristics is that it has a portion that is the above. Such a bubble is a bubbled straight portion 1Aa1It is possible to provide a bubbled straight portion 1Aa by heating the heater from the outer surface of the crucible.1By suppressing the heat radiation above the liquid surface via the crystal, the crystal pulling speed can be further increased and a stable single crystal can be obtained. In general, when bubbles exist in the transparent layer, the bubbles expand and rupture, and the Si single crystal is likely to undergo dislocation due to crystal dislocation. However, this treatment can be achieved by treating the inner surface 2A of the crucible with hydrogen. The SiH base strength is 3.0 × 10 approximately parallel to the inner surface and over the entire circumference of the region.-5By forming the above portions in layers, the above dislocation can be prevented and a high single crystallization rate can be obtained.
[0036]
  The predetermined length from the end of the opening (the length of the bubbled straight portion) is preferably several tens of millimeters below the Si melt surface before seeding. In addition, the SiH group intensity was measured by irradiating a cross section of the silica glass crucible with ArF 514 nm laser light and detecting the scattered light from the side surface.-1Differential strength and 2270-2300cm-1About the difference from the differential intensity of 700-900cm-1It is calculated by the method of taking the ratio with the height intensity of the Si—O peak. Specifically, it is as follows.
[0037]
  The SiH peak has a wavenumber of 2260 cm in the Raman spectrum obtained by excitation with an Ar ion laser of 514 nm.-1Appears, but overlaps with the SiO band appearing over 1950-2550 nm. The SiO band is a wide peak with three peaks overlapped. The portion where the SiH peak appears hits the valley of the band, and it is difficult to remove (subtract) the base line processing or the SiO band, and obtain data with good S / N. Is difficult. Therefore, it is useful to employ a differential method as a method for obtaining the SiH peak intensity (SiH group intensity). Furthermore, 800cm-1The intensity (peak height) of the SiO band is obtained, and the ratio with the SiH differential intensity is obtained. This method is (1) 1950-2550cm-1Then, after smoothing (smoothing process) by the SAV-DOLAY method, differentiation is performed. (2) From the differential spectrum, 2225-2250 cm-1And 2270-2300cm-1The average value of each 13 points is obtained within the range of (the slopes of the left and right sides of the SiH peak are obtained). (3) The average value (slope) is D1, D2And D1-D2Asking for this DSiHAnd (4) 800cm-1After performing baseline processing in the same manner as when obtaining the three-membered ring strength for the SiO band, the peak height (maximum height) is obtained. This is HSiOAnd (5) DSiH/ HSiOAnd this is taken as the SiH strength.
[0038]
  Furthermore, not only the specification of the number of bubbles but also the above effect can be further enhanced by setting the occupancy rate of the bubbles to 0.05 vol% or more. More preferably 200 pieces / mm3Or less and 0.1 vol% or less. If it is too much, the surface tends to be etched, the amount of penetration increases, and liquid surface vibration tends to be induced or a high oxygen concentration tends to occur.
[0039]
  In addition, the present inventiononeIn the quartz glass crucible of the embodiment, one feature is that 1.0 mm or more from the inner surfaces of the arc portion 1Ab and the bottom portion 1Ac is substantially bubble-free. Problems due to blistering and rupture can be solved. In particular, it is important that the arc portion 1Ab where the heater heat from the outer peripheral portion is most easily applied is substantially bubble-free.
[0040]
  In particular, the inner surface 2A is formed by polishing the entire inner surface of the arc-melted melting crucible, and heat-treating the polished surface with an oxyhydrogen burner, so that it is possible to ensure the absence of bubbles. In addition, substantially bubble-free means 10 / mm3Below, preferably 5 pieces / mm3It is as follows.
[0041]
  The aboveoneIn the embodiment silica glass crucible, the inner surface of the crucible has a single polarity by setting the OH group content in the thickness region of the inner surface of 0.05 mm or more to 100 ppm or more. O which melts at least by erosion has one polarity in the Si melt, so both repel each other, and the Si melt partially crawls up the inner surface of the crucible straight part, and this falls The occurrence of sudden liquid level vibration can be prevented more effectively.
[0042]
  Moreover, by setting the OH group content in the thickness region of the surface layer of 0.05 mm or more on the inner surface of the quartz glass crucible to 300 ppm or less, erosion of the inner surface in contact with the Si melt is more effectively reduced, and at the interface. Generation of liquid surface vibration due to the generated SiO gas can be more reliably suppressed. It should be noted that the above effect can be realized when pulling up the actual single crystal because the thickness of the surface layer on the inner surface having the OH group content is at least 0.05 mm.
[0043]
  Furthermore, the present inventiononeThe manufacturing method of the quartz glass crucible of the embodiment will be described.
[0044]
  BookThe manufacture of the silica glass crucible 1A of the embodiment has been described above.Related quartz glass crucible4, using a quartz glass crucible manufacturing apparatus as shown in FIG. 4, a raw material powder is supplied as shown in FIG. 9 to manufacture a molded body, and along the manufacturing process as shown in FIGS. 5 and 10. To manufacture. The same parts as those of the quartz glass crucible manufacturing apparatus shown in FIG.
[0045]
  For example, as shown in FIG. 9, a crucible molding die 12 of a quartz glass crucible manufacturing apparatus 11 is rotated at a predetermined speed, and a high-purity natural material is introduced into the crucible molding die 12 from above by a raw material supply nozzle 21. Supply siliceous (quartz) powder. The supplied silica powder is pressed against the inner surface member 13 side of the crucible molding die 12 by centrifugal force to form a crucible-shaped molded body 26A.
[0046]
  Further, the synthetic silica powder is supplied onto the molded body 26A to form the first synthetic silica powder layer 26A1 over the entire circumference of the inner surface 27A of the molded body 26A, and further, a predetermined length from the end of the opening. The air bubble straight part 26Aa1The other inner surface except for the non-bubble portion 26Aa of the straight portion 26Aa2Synthetic silica powder is supplied to the circular arc portion 26Ab and the bottom portion 26Ac, and the second synthetic silica powder layer 26A2 is formed over the entire inner surface of the first synthetic silica powder layer 26A1, and this is easily shown. In FIG. 11, a crucible molded body 1Ap indicated by a solid line is obtained.
[0047]
  Then, along with the manufacturing process diagram as shown in FIG.RelationThe same melting as that of the quartz glass crucible is performed to produce a melting crucible having the same shape as the crucible molded body 1Ap shown in FIG. Only the portion of the manufactured molten crucible where the second synthetic silica powder layer 26A2 is formed (shaded portion in FIG. 11) is subjected to grinding, polishing and heat treatment steps as shown in FIG.
[0048]
  The grinding process is performed in two stages, a rough grinding process and a regrinding process, using a process as shown in FIG. 12 and a handy type grinding apparatus (belt sander) 31 as shown in FIG.
[0049]
  In the rough grinding, the grinding belt 35 is rotated via a vane-type rotation mechanism 33 and a driving rotation roller 34 that are rotated by high-pressure air sent from a high-pressure air pipe 32 communicated with an air compressor (not shown). Grinding is performed while supplying water from the water supply nozzle 36 to the grinding belt 35 and the melted second synthetic silica powder layer (synthetic silica inner surface) 26A2.
[0050]
  The grinding belt 35 is a diamond grindstone (belt), and the diamond particle size in the rough grinding process is made finer than 80 mesh (#).
[0051]
  In the regrinding process, the diamond particle diameter of the grinding belt is reduced to 200 mesh or more, and grinding similar to rough grinding is performed. The arithmetic average roughness (Ra) (JIS B0601-1994) of the inner surface after the regrinding process is flattened to 3 μm or less. In this way, by making the roughness of Ra 3 μm or less, it becomes possible to perform a quicker polishing process in the next process, and it is possible to reliably remove microcrack damage generated in the grinding process in a shorter time. It becomes like this.
[0052]
  Further, according to the process as shown in FIG. 12, the ground inner surface of the melting crucible is polished in the polishing process.
[0053]
  For example, as shown in FIG. 14, the polishing process uses a handy type polishing apparatus 41, and between the polishing cloth 43 provided on the rotating roller 42 and the second synthetic silica powder layer (synthetic silica inner surface) 26A2 after melting. Abrasive is supplied for polishing. The inner surface thus polished can have a Ra of 1 μm or less, and the variation in surface roughness can be within a range of ± 0.1 μm over the entire inner surface. Since the abrasive cloth 35 has a fine diamond particle size of 800 mesh or more, microcrack damage that is harmful to the inner surface can be more reliably removed, and the uniformity is higher and Ra is more surely less than 1 μm. Can be small. When Ra is set to 1 μm or less, the heat treatment of the next step does not leave visible irregularities on the inner surface 2A, and does not adversely affect the pulled silicon single crystal. It is possible to leave no crack damage.
[0054]
  Next, according to a process as shown in FIG. 10, the polished inner surface of the molten crucible is heat-treated by a heat treatment process.
[0055]
  This heat treatment step (not shown) is performed by heating the entire inner surface by re-arc melting. At the time of re-arc melting, the carbon electrode is lowered downward, and the bubbled straight portion (thin non-hatched portion) 26Aa shown in FIG.1To prevent remelting. Even when microbubbles exist only on a part of the inner surface of the melting crucible, the entire inner surface is ground and polished in the grinding process and polishing process, and the entire inner surface is heated at a high temperature using re-arc melting. 6, a crucible having a smooth inner surface with no step on the inner surface as shown in FIG. 6 is produced, and the three-membered ring strength of the inner layer portion at least 0.3 mm from the inner surface is 0.25 or more, 100 / mm area of 1.0 mm from at least the inner surface of the straight part with a predetermined length from the end of the opening.3Having the above bubbles, the region has a SiH group strength of 3.0 × 10-5In addition to the above-described portion, the region having a thickness of 1.0 mm or more from the inner surface except for a predetermined length is substantially bubble-free, and has the inner surface characteristics capable of suppressing the occurrence of liquid level vibration.oneThe quartz glass crucible of the embodiment is manufactured.
[0056]
【Example】
  [Test 1]
  RelationA silicon single crystal was pulled up using a crucible produced by a method for producing a quartz glass crucible and having different three-membered ring strength, and the occurrence of liquid surface vibration and the single crystallization rate were examined.
[0057]
  The three-membered ring strength was measured as follows.
[0058]
  Laser Raman spectroscopyUse quartz glassMeasure the network spectrum.
[0059]
  Measuring apparatus: “RAMANOR S320 laser Raman spectroscopic analyzer” manufactured by Ehime Bussan Co., Ltd., an Ar laser (514 nm) is used as an incident laser, and a CCD detector is used as a detector.
[0060]
  Measurement conditions: Laser diameter: 100 μm, Laser output: 400 mW,
            Slit width: 250 μm, Slit height: 5 mm,
            Integration time: 1 second, laser incidence method: oblique incidence
[0061]
  sample:RelationCut out from the quartz glass crucible, and the incident surface and the scattered light detection surface are mirror-polished.
[0062]
  Result: A spectrum as shown in FIG. 3 was obtained. From the spectrum of each sample, the intensity area of the 3-membered ring peak (565-650 cm)-1) And SiO peak intensity area (700-900 cm)-1) And the three-membered ring strength was calculated from the three-membered ring strength area / SiO peak strength area.
[0063]
  Moreover, the result relevant to the three-membered ring strength as shown in Table 1 was obtained.
[Table 1]
[0064]
  As shown in Table 1, the quartz glass is manufactured so that the fictive temperature is 1200 ° C. or higher, and the three-membered ring strength is 0.25 or higher.Related product example 1as well asRelated product example 2It was found that liquid level vibration does not occur. In addition, the single crystallization ratios are as high as 99% and 100%, respectively. On the other hand, the fictive temperature of quartz glass is 1160 ° C., which is less than 1200 ° C., and the three-membered ring strength is 0. In the case of the conventional example of .20, liquid level vibration was generated, and the single crystallization rate was found to be as low as 95%.
[0065]
  Further, in Comparative Example 1 in which the fictive temperature of quartz glass is manufactured to 1100 ° C. and the three-membered ring strength is 0.23, liquid surface vibration occurs, but the single crystallization rate is as high as 99%. I found out.
[0066]
  In the case of the conventional example, the density was 2.2013,Related product example 1In this case, the density was 2.2019.
[0067]
[Test 2]
  A related product and a crucible manufactured by the method for manufacturing a quartz glass crucible of the present inventionThe inner surface characteristics of the silicon were investigated, and further, using this quartz glass crucible, the silicon single crystal was pulled up and the crystallization rate was examined.
[0068]
  1. Production of quartz glass crucible
  (1) (Related product example 3)RelationA quartz glass crucible, with a crucible shape mold size of outer diameter 560 mm, height 500 mm, deposition layer thickness 25 mm (deposition thickness 17 mm with quartz raw material + inner surface side: first synthetic silica powder layer deposition thickness with synthetic silica raw material 8 mm). Argon gas was supplied from the outer surface side of the crucible-shaped mold to the hollow portion of the molded body at a rate of 60 liters / min while reducing the pressure to a melting pressure of 350 Torr using a vacuum pump. Four minutes after the start of the supply of argon gas, the arc electrode was energized and continued, and heated from the inside of the compact for a total of 50 minutes. After 10 minutes from the start of arc melting, the pressure during melting is reduced to 720 Torr, and after 35 minutes have elapsed after about 70% of the total arc melting time has elapsed (15 minutes before the arc is stopped), the argon gas supply is stopped. Simultaneously, hydrogen gas was supplied to the hollow part of the molded body at a rate of 200 liters / minute. After the supply of hydrogen gas for 10 minutes, the supply of hydrogen gas was stopped and arc melting was continued. At this time, the temperature of the inner surface of the crucible was 2300 ° C. The quartz glass crucible having the inner surface characteristics as shown in Table 2 was manufactured by stopping arc melting 5 minutes after stopping hydrogen gas and supplying argon gas to the hollow part of the crucible at 500 l / min for cooling. .
[0069]
  (2) (Example)1) Crucible-shaped mold with outer diameter of 560 mm and height of 500 mm, deposited layer thickness 27 mm (crystal material deposited thickness 17 mm + inner surface side: synthetic silica material first synthetic silica powder layer deposited thickness 8 mm + innermost surface Side: A straight part, an arc part, and a bottom part below 200 mm from the end of the opening were filled with a synthetic silica raw material into a second synthetic silica powder layer deposition thickness of 2 mm). From the outer surface side of the crucible shape mold, the aboveRelated product example 3Similarly, argon gas and hydrogen gas were supplied, and arc melting was performed to obtain a melting crucible. Rough grinding is performed by blasting the straight part, arc part, and bottom part below 200 mm from the opening end of the melting crucible with SiC abrasive grains having a particle size of 80 mesh, followed by a diamond grinding stone having a particle size of 400 mesh (Belt) After regrinding with a crucible, the carbon electrode is lowered downward from the time of the arc melting with a crucible melting device, 550 Torr reduced pressure, and hydrogen gas is supplied to the hollow part of the molded body at a rate of 200 liters / minute While performing re-arc melting for 5 minutes,Related product examplesIn the same manner as in No. 3, a quartz glass crucible having inner surface characteristics as shown in Table 2 with no step on the inner surface was produced by supplying argon gas to the hollow portion of the crucible and performing rapid cooling.
[0070]
  (3) (Comparative Example 2)Related product example 3By the same method, the quartz glass crucible was manufactured by controlling the manufacturing process so as to have the inner surface characteristics as shown in Table 2.
[0071]
  2. Measuring method of inner surface characteristics
  In each of the four parts (bubbled straight part, bubbleless straight part, arc part, and bottom part), 10 samples each were prepared, and the strength of the three-membered ring at a position of 0.3 mm from the inner surface was the same as in Test 1. Measured with A sample was prepared in the same manner using the same measurement apparatus and measurement conditions as in Test 1, and the SiH group strength was measured. In the same manner as the measurement of the 3-membered ring strength, the SiH group strength at a position of 0.3 mm from the inner surface of 10 samples was measured for each of the four sections. Further, the number of bubbles per unit volume and the bubble occupancy in the region 1 mm from the inner surface of the four parts were measured from an enlarged photograph of a cross-sectional sample having a thickness of 1 mm.
[0072]
  3. Single crystal pulling test method
  Example,Related product examplesAnd using 100 each of the comparative examples, the silicon single crystal was pulled by the CZ method under the condition that the initial silicon melt surface position was about 100 mm from the end of the crucible opening.
[0073]
  4). result
  It shows in Table 2.
[Table 2]
[0074]
  As can be seen from Table 2,Related product example 3Then, the average three-membered ring strength of the four parts (the bubbled straight part, the bubbleless straight part, the arc part, and the bottom part) is higher than 0.25, and some bubbles exist on the inner surface side as a whole. It was confirmed. further,Related product example 3It was found that the single crystal pulling using, did not generate liquid surface vibration and the average crystallization rate was as high as 93%.
[0075]
  Examples1The three-membered ring strength exceeds 0.25 for all four parts (bubbled straight part, bubbleless straight part, arc part and bottom part), and the bubbled straight part has more bubbles than other parts. On the other hand, the other part was found to be substantially bubble-free. In addition, the bubbled straight portion has an SiH group strength of 1.0 × 10-4I found out that Further examples1In the single crystal pulling using, no liquid surface vibration was generated, and the average crystallization rate was found to be an extremely high value of 98%.
[0076]
  In contrast, in Comparative Example 2, it was found that the average three-membered ring strength of the four portions did not reach 0.25, the average number of bubbles was as small as 5, and the bubble content was small. Further, in the single crystal pulling using the comparative example 2, the liquid level vibration is generated at a ratio of 35/100, and when several quartz glass crucibles are used, the single crystal cannot be pulled at all (single crystal It was found that the average crystallization rate was as low as 85%.
[0077]
  [Test 3]
  In [Test 2] aboveManufacturing method of related product example 3In the same manufacturing method, a quartz glass crucible having an OH group content in the surface layer region of 0.25 mm from the inner surface as shown in Table 3 was prepared by adjusting the flow rate and outflow time of hydrogen gas (Examples).2,3And Comparative Examples 3 and 4) and liquid surface vibration frequency and single crystallization rate were measured in the same manner as in Test 2 above. The OH group content is 3700 cm.-1OH peak detected at 800 cm-1The ratio of the area intensity to the Si—O peak detected at 1 is calculated by converting the concentration.
[0078]
  Results: Shown in Table 3.
[Table 3]
[0079]
  As can be seen from Table 3, the examples2Then, the three-membered ring strength was 0.25, and it was found that more bubbles were present in the bubbly straight portion than in other portions. In addition, the bubbled straight portion has an SiH group strength of 2.0 × 10-4The OH group content was found to be 100 to 250 ppm. Further examples2In the single crystal pulling using, liquid surface vibration was not generated, and the average crystallization rate was found to be an extremely high value of 95%.
[0080]
  Examples3The three-membered ring strength was 0.26, and it was found that more bubbles were present in the bubbly straight part than in other parts. In addition, the bubbled straight portion has an SiH group strength of 3.0 × 10-5The OH group content was found to be 100 to 250 ppm. Further examples3In the single crystal pulling using, liquid surface vibration was not generated, and the average crystallization rate was found to be an extremely high value of 92%.
[0081]
  In contrast, in Comparative Example 3, the three-membered ring strength was 0.26, but the average number of bubbles was as very small as 8, the bubble content was small, and the SiH group strength was -5.0 × 10-5The OH group content was found to be 30 to 80 ppm. Furthermore, in the single crystal pulling using Comparative Example 3, it was found that liquid level vibration was generated at a ratio of 25/100, and the average crystallization rate was 86%, which was an extremely low value.
[0082]
  In Comparative Example 4, the three-membered ring strength is 0.23 and 0.25 or less, the average number of bubbles is very small as 5, the bubble content is small, and the SiH group strength is −3.0 ×. 10-5The OH group content was found to be 350 to 420 ppm. Furthermore, in the single crystal pulling using Comparative Example 4, it was found that liquid level vibration was generated at a ratio of 40/100, and the average crystallization rate was 75%, which was an extremely low value.
[0083]
【The invention's effect】
  According to the quartz glass crucible according to the present invention, it is possible to provide a quartz glass crucible having an inner surface characteristic capable of suppressing the occurrence of liquid level vibration.
[Brief description of the drawings]
[Figure 1]Related to the quartz glass crucible of the present inventionConceptual diagram of quartz glass crucible.
FIG. 2 is an enlarged conceptual view of a part A in FIG.
FIG. 3 is a network spectrum diagram of quartz glass.
FIG. 4 of the present inventionRelated to quartz glass crucible manufacturing methodThe conceptual diagram of the manufacturing method of a quartz glass crucible.
FIG. 5 of the present inventionRelated to quartz glass crucible manufacturing methodThe manufacturing process figure of the manufacturing method of a quartz glass crucible.
FIG. 6 of the present inventionManufactured by quartz glass crucible manufacturing methodConceptual diagram of quartz glass crucible.
FIG. 7 is a conceptual diagram showing the AA part of FIG. 6 in an enlarged manner.
8 is a conceptual diagram showing an enlarged view of a BA portion in FIG. 6;
FIG. 9 shows the present invention.oneThe conceptual diagram of the manufacturing method of the quartz glass crucible of embodiment.
FIG. 10 shows the present invention.oneThe manufacturing process figure of the manufacturing method of the quartz glass crucible of embodiment.
FIG. 11 shows the present invention.oneThe conceptual diagram of the crucible molded object in the manufacturing method of the quartz glass crucible of embodiment.
FIG. 12 shows the present invention.oneThe grinding | polishing and grinding | polishing process drawing of the manufacturing method of the quartz glass crucible of embodiment.
FIG. 13 shows the present invention.oneThe conceptual diagram of the grinding device used for the manufacturing method of the quartz glass crucible of embodiment.
FIG. 14 shows the present invention.oneThe conceptual diagram of the grinding | polishing apparatus used for the manufacturing method of the quartz glass crucible of embodiment.
[Explanation of symbols]
1 Quartz glass crucible
2 Inner surface
3 Transparent layer (inner layer)
4 outer peripheral surface
5 Opaque layer (outer layer)
1A quartz glass crucible
1Aa Straight part
1Aa1  Air bubble straight part
1Aa2  Air-free straight section
1Ab Arc part
1Ac Bottom
2A inner surface
3A Transparent layer (inner layer)
4A outer peripheral surface
5A opaque layer (outer layer)

Claims (4)

  1. 合成シリカを原料とする透明石英ガラスからなる内層部を有し、上方開口部からストレート部、円弧部および底部から成る湾曲状の石英ガラスルツボであって、少なくとも内表面から0.3mmの内層部の3員環強度が0.25以上であり、前記開口部端部から所定長さのストレート部の少なくとも内表面から1.0mmの領域が100個/mm以上の気泡を有し、前記領域にSiH基強度が3.0×10−5以上である部分を有し、かつ、前記所定長さ以外は内表面から1.0mm以上の領域が実質的無気泡であることを特徴とする石英ガラスルツボ。A curved quartz glass crucible having an inner layer portion made of transparent quartz glass made of synthetic silica and having a straight portion, an arc portion and a bottom portion from the upper opening, and an inner layer portion at least 0.3 mm from the inner surface The strength of the three-membered ring is 0.25 or more, and at least 1.0 mm from the inner surface of the straight portion having a predetermined length from the end of the opening has 100 / mm 3 or more bubbles, and the region And a portion having a SiH group strength of 3.0 × 10 −5 or more, and a region of 1.0 mm or more from the inner surface except for the predetermined length is substantially bubble-free. Glass crucible.
  2. 請求項1に記載の石英ガラスルツボにおいて、上記内表面の表層0.05mm以上の厚さにおけるOH基含有量が100〜300ppmであることを特徴とする石英ガラスルツボ。2. The quartz glass crucible according to claim 1, wherein the OH group content in a thickness of 0.05 mm or more on the surface of the inner surface is 100 to 300 ppm.
  3. 回転する型内に原料粉を供給し、ルツボ形状成形体を形成した後、これをアーク溶融する石英ガラスルツボの製造方法において、上記成形体は天然シリカ質粉末もしくは合成シリカ粉末にて成形体を形成した後に、その内表面全周に渡り第1合成シリカ粉末層を設け、さらに、開口部端部から所定長さ以外の内表面には、第2合成シリカ粉末層を設けており、石英の仮想温度が1200℃以上であり、かつ、前記アーク溶融停止直後に冷却ガスを石英ガラスルツボ内表面に吹付けることを特徴とする石英ガラスルツボの製造方法。In a method for producing a quartz glass crucible in which raw material powder is supplied into a rotating mold to form a crucible-shaped molded body and then arc-melted, the molded body is formed of natural siliceous powder or synthetic silica powder After the formation, a first synthetic silica powder layer is provided over the entire inner surface, and a second synthetic silica powder layer is provided on the inner surface other than a predetermined length from the end of the opening . A method for producing a quartz glass crucible, wherein a fictive temperature is 1200 ° C. or higher and a cooling gas is blown onto the inner surface of the quartz glass crucible immediately after the arc melting is stopped.
  4. 請求項に記載の石英ガラスルツボの製造方法において、上記第2合成シリカ粉末層は、アーク溶融後除去され、除去後の面は加熱処理されることを特徴とする石英ガラスルツボの製造方法。4. The method for producing a silica glass crucible according to claim 3 , wherein the second synthetic silica powder layer is removed after arc melting, and the surface after the removal is heat-treated.
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