JP4874888B2 - Silica glass crucible for pulling silicon single crystal and method for producing the same - Google Patents
Silica glass crucible for pulling silicon single crystal and method for producing the same Download PDFInfo
- Publication number
- JP4874888B2 JP4874888B2 JP2007193988A JP2007193988A JP4874888B2 JP 4874888 B2 JP4874888 B2 JP 4874888B2 JP 2007193988 A JP2007193988 A JP 2007193988A JP 2007193988 A JP2007193988 A JP 2007193988A JP 4874888 B2 JP4874888 B2 JP 4874888B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- single crystal
- layer
- silicon single
- quartz glass
- pulling
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Active
Links
- VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N Silicium dioxide Chemical compound O=[Si]=O VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 title claims abstract description 116
- 239000013078 crystal Substances 0.000 title claims abstract description 85
- 229910052710 silicon Inorganic materials 0.000 title claims abstract description 82
- 239000010703 silicon Substances 0.000 title claims abstract description 82
- XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N Silicon Chemical compound [Si] XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 title claims abstract description 81
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 title claims abstract description 29
- 239000000843 powder Substances 0.000 claims abstract description 43
- 239000010453 quartz Substances 0.000 claims abstract description 37
- 238000000034 method Methods 0.000 claims abstract description 17
- 238000002844 melting Methods 0.000 claims abstract description 11
- 230000008018 melting Effects 0.000 claims abstract description 11
- 238000000465 moulding Methods 0.000 claims description 8
- 230000006837 decompression Effects 0.000 claims description 2
- 239000000155 melt Substances 0.000 claims 1
- OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N Carbon Chemical compound [C] OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 10
- 229910002804 graphite Inorganic materials 0.000 description 8
- 239000010439 graphite Substances 0.000 description 8
- 239000002994 raw material Substances 0.000 description 8
- 230000000052 comparative effect Effects 0.000 description 7
- 239000000463 material Substances 0.000 description 4
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 2
- 229910052799 carbon Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000006260 foam Substances 0.000 description 2
- 238000000227 grinding Methods 0.000 description 2
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 2
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 238000002425 crystallisation Methods 0.000 description 1
- 230000008025 crystallization Effects 0.000 description 1
- 230000007547 defect Effects 0.000 description 1
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 1
- 239000011521 glass Substances 0.000 description 1
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 description 1
- 239000007788 liquid Substances 0.000 description 1
- 238000010899 nucleation Methods 0.000 description 1
- 230000002093 peripheral effect Effects 0.000 description 1
- 229910021420 polycrystalline silicon Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000004065 semiconductor Substances 0.000 description 1
- 150000003376 silicon Chemical class 0.000 description 1
- 238000003786 synthesis reaction Methods 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- 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
Abstract
Description
本発明は、シリコン単結晶引上用石英ガラスルツボおよびその製造方法に関する。 The present invention relates to a quartz glass crucible for pulling a silicon single crystal and a method for producing the same.
従来、半導体製造用シリコン単結晶の製造には、いわゆるチョクラルスキー法(CZ法)と呼ばれ、石英ガラスで製造したルツボ内にシリコン多結晶を溶融し、このシリコン融液に種結晶を浸漬し、ルツボを回転させながら種結晶を徐々に引上げ、シリコン単結晶を成長させる方法が広く採用されている。 Conventionally, the production of silicon single crystals for semiconductor production is called the so-called Czochralski method (CZ method), in which silicon polycrystals are melted in a crucible made of quartz glass, and seed crystals are immersed in this silicon melt. A method of growing a silicon single crystal by gradually pulling up a seed crystal while rotating a crucible is widely adopted.
CZ法に用いられる石英ガラスルツボは、一般的に気泡を多数含む外層部と無気泡である内層部からなる2層構造となっている。 Quartz glass crucibles used for the CZ method generally have a two-layer structure consisting of an outer layer portion containing a large number of bubbles and an inner layer portion that is free of bubbles.
単結晶の大口径化に伴い、単結晶の引上げ作業が長時間化することから、石英ガラスルツボに更なる高純度化が要求されるようになっており、シリコン融液と接触する石英ガラスルツボの内層部を合成石英ガラスで形成することは必須のこととなっている(特開平1−275496号等で提案されている)。 As the diameter of the single crystal increases, the pulling operation of the single crystal takes a long time, and thus the silica glass crucible is required to have higher purity, and the quartz glass crucible in contact with the silicon melt is required. It is indispensable to form the inner layer portion of synthetic quartz glass (suggested in Japanese Patent Laid-Open No. 1-275496).
しかしながら、近年、単結晶の更なる大径化に伴い、単結晶の引上げ作業が更に長時間化したことから、石英ガラスルツボの合成石英ガラス製内層部の内表面近傍に僅かでも気泡が存在すると、シリコン単結晶の引き上げの際、内層部中での泡膨張が生じ、内層部の内面側の溶解とともに気泡がシリコン融液中に混入し、引き上げられるシリコン単結晶中に気泡が取り込まれ、結晶転位による有転位化(結晶欠陥)の原因となって、単結晶化率を低下させる要因となり問題があった。 However, in recent years, with the further increase in the diameter of the single crystal, the pulling operation of the single crystal has become longer, so that even a small amount of bubbles exist near the inner surface of the synthetic silica glass inner layer of the silica glass crucible. When the silicon single crystal is pulled up, bubble expansion occurs in the inner layer portion, and bubbles are mixed into the silicon melt as the inner surface of the inner layer portion dissolves. This causes dislocations (crystal defects) due to dislocations and causes a problem of lowering the single crystallization rate.
このような石英ガラスルツボの内層部の気泡の含有を防止する方法としては、例えば、特許第3717151号において提案されているように、内層部の内面近傍の微細泡を研削して取り除く方法がある。
しかしながら、このように内層部の内面近傍の微細泡を研削して取り除く方法では、工程を幾つも増やすこととなり、必然的に製造コストが高くなるという問題がある。 However, such a method of grinding and removing fine bubbles in the vicinity of the inner surface of the inner layer portion increases the number of steps, which inevitably increases the manufacturing cost.
そこで、内層部における気泡の発生のメカニズムにつき鋭意研究を行ったところ、内層部の原料として用いる合成石英粉は一般に非晶質のものであるため、明確な融点が存在せず、徐々に熔け始めるため、泡が残りやすいということを知見した。この知見に基づき、石英ガラスルツボの内層部を結晶質合成石英粉を原料として形成したところ、内層部中に気泡は生じなくなったが、この石英ガラスルツボを用いてシリコン単結晶の引き上げ中に湯面振動が生じてしまうという問題が発生した。 Therefore, as a result of earnest research on the bubble generation mechanism in the inner layer part, the synthetic quartz powder used as the raw material for the inner layer part is generally amorphous, so there is no clear melting point and gradually begins to melt. Therefore, it was found that bubbles are likely to remain. Based on this knowledge, when the inner layer of the quartz glass crucible was formed using crystalline synthetic quartz powder as a raw material, no bubbles were generated in the inner layer, but hot water was used during the pulling of the silicon single crystal using this quartz glass crucible. There was a problem that surface vibration would occur.
本発明は、シリコン単結晶の引き上げの際に、引き上げられるシリコン単結晶に気泡が取り込まれることがなく、かつ湯面振動も生じさせることのないシリコン単結晶引上用石英ガラスルツボおよびその製造方法を提供することを目的とする。 The present invention relates to a quartz glass crucible for pulling a silicon single crystal, in which bubbles are not taken into the silicon single crystal to be pulled up and no molten metal surface vibration is caused when the silicon single crystal is pulled, and a method for producing the same The purpose is to provide.
上記の目的は、本発明の下記(1)〜(3)の構成のシリコン単結晶引上用石英ガラスルツボおよびその製造方法によって達成される。
(1)直胴部とR部と底部を備え、これらの直胴部とR部と底部が、それぞれ多数の気泡を含む半透明天然石英ガラス層の外層と、透明合成石英ガラス層の内層との少なくとも2層で形成されているシリコン単結晶引上用石英ガラスルツボにおいて、前記R部および底部のうち少なくともR部の内層は、その内面より少なくとも1mmの深さが、結晶質合成石英粉を熔融して形成された透明合成石英ガラス層であり、前記直胴部の内層は、その内面より少なくとも1mmの深さが、非晶質合成石英粉を熔融して形成された透明合成石英ガラス層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。
(2)単結晶引上げ後の内面に存在する単位面積あたりの開放泡が、前記R部の方が直胴部より少ない上記(1)記載のシリコン単結晶引上用石英ガラスルツボ。
(3)上記(1)または(2)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であって、前記外層となる部分を天然石英粉で成型した後、その内側に前記内層となる部分を合成石英粉で成型する工程を備え、この内層となる部分を合成石英粉で成型する工程が、前記R部および底部のうち少なくともR部の内層の透明合成石英ガラス層となる部分を結晶質合成石英粉で成型する工程と、前記直胴部の内層の透明合成石英ガラス層となる部分を非晶質合成石英粉で成型する工程を備え、減圧法により石英ガラスルツボを熔融して石英ガラスルツボを製造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。
The above object is achieved by a quartz glass crucible for pulling a silicon single crystal having the following constitutions (1) to (3) of the present invention and a method for producing the same.
(1) A straight body portion, an R portion, and a bottom portion are provided, and the straight body portion, the R portion, and the bottom portion each include an outer layer of a translucent natural quartz glass layer that includes a large number of bubbles, and an inner layer of a transparent synthetic quartz glass layer. In the quartz glass crucible for pulling silicon single crystal formed of at least two layers, the inner layer of at least the R portion of the R portion and the bottom portion has a depth of at least 1 mm from the inner surface. A transparent synthetic quartz glass layer formed by fusing amorphous synthetic quartz powder, wherein the inner layer of the straight body is at least 1 mm deep from the inner surface thereof. A quartz glass crucible for pulling a silicon single crystal.
(2) The quartz glass crucible for pulling a silicon single crystal according to the above (1), wherein the R portion has less open bubbles per unit area existing on the inner surface after pulling the single crystal than the straight body portion.
(3) A method for producing a quartz glass crucible for pulling a silicon single crystal as described in (1) or (2) above, wherein the outer layer is molded with natural quartz powder and then the inner layer A step of forming the inner portion with synthetic quartz powder, and the step of forming the inner layer portion with synthetic quartz powder becomes a transparent synthetic quartz glass layer of at least the inner portion of the R portion and the bottom portion. And forming a transparent synthetic quartz glass layer on the inner layer of the straight body with amorphous synthetic quartz powder, and melting the quartz glass crucible by a decompression method. A method for producing a silica glass crucible for pulling up a silicon single crystal.
本発明の石英ガラスルツボにおいては、原料融液が長く滞在するR部および底部のうち少なくともR部の内層は、その内面より少なくとも1mmの深さの層が、結晶質合成石英粉を熔融して形成された層であるため、気泡を実質的に含有せず、したがって、シリコン単結晶の引き上げ中に、シリコン融液中に気泡を導入してしまうことがないので、引き上げられたシリコン単結晶が気泡を取り込んでしまうことがない。
一方、直胴部の内層は、その内面より少なくとも1mmの深さの層が、非晶質合成石英粉を熔融して形成された層であるため、その内面が平滑でないことから、これにより湯面振動を抑制することができる。なお、直胴部の内層は、熱負荷が比較的小さく、また原料融液に晒されている時間も短いので、泡膨張による上記のような問題は生じない。また、ルツボの底部についてもR部と同様、内層は結晶質合成石英粉を熔融して形成することが好ましいが、底部はヒーターからの距離が遠く、一般的にR部に比べ熱負荷が低い為、底部の内層を非晶質合成石英粉で形成しても、問題は生じ難い。
In the quartz glass crucible of the present invention, the inner layer of at least the R portion of the R portion and the bottom portion where the raw material melt stays long is a layer having a depth of at least 1 mm from the inner surface of the crystalline synthetic quartz powder. Since it is a formed layer, it does not substantially contain bubbles, and therefore, bubbles are not introduced into the silicon melt during the pulling of the silicon single crystal. Air bubbles are not taken in.
On the other hand, since the inner layer of the straight body portion is a layer formed by melting amorphous synthetic quartz powder at a depth of at least 1 mm from the inner surface, the inner surface is not smooth. Surface vibration can be suppressed. In addition, since the inner layer of the straight body portion has a relatively small heat load and is short in the time of being exposed to the raw material melt, the above-described problem due to bubble expansion does not occur. As for the bottom part of the crucible, the inner layer is preferably formed by melting crystalline synthetic quartz powder as in the R part, but the bottom part is far from the heater and generally has a lower thermal load than the R part. For this reason, even if the bottom inner layer is formed of amorphous synthetic quartz powder, a problem hardly occurs.
以下、添付図面を参照しつつ、本発明の実施の形態によるシリコン単結晶引上用石英ガラスルツボについて詳細に説明する。 Hereinafter, a quartz glass crucible for pulling a silicon single crystal according to an embodiment of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
図1は、本発明の実施の形態によるシリコン単結晶引上用石英ガラスルツボ10の概略断面図である
このシリコン単結晶引上用石英ガラスルツボ10は、図1に示されているように、直胴部12、底部14およびそれらの間のR部(湾曲部)16を備えている。また、その層構成は、多数の気泡を含む半透明天然石英ガラス層の外層18と、該外層18の内面に形成された無気泡の透明合成石英ガラス層の内層20とからなっている。そして、この内層20は、その底部14とR部16の部分が結晶質合成石英粉を熔融して形成された内層第1部分22で出来ており、前記直胴部12の部分が非晶質合成石英粉を熔融して形成された内層第2部分24で出来ている。上記内層第1部分22および上記内層第2部分24の厚さは、少なくとも1mmあれば良く、上限は、耐変形及びコスト面からルツボ肉厚の4割程度である。
FIG. 1 is a schematic sectional view of a
上記内層20は、図2に示したように、内層第2部分24を外層18の内表面全面に施し、この後、この内層第2部分24の底部14とR部16の少なくともR部の部分上に、結晶質合成石英粉を熔融して形成された内層第1部分22を施してもよい。この場合の上記内層第1部分22および上記内層部第2部分24の厚さは、少なくとも1mmである。逆に、内層第1部分22を全体に施し、その後、直胴部12の内層第1部分22上に内層第2部分24を形成するようにしてもよいが、コストの面等からあまり好ましくない。
As shown in FIG. 2, the
本シリコン単結晶引上用石英ガラスルツボ10においては、限定されないが、直径が24インチ以上、特に32インチ以上が好ましい。
In the
次に、以上説明したシリコン単結晶引上用石英ガラスルツボ10の製造方法について説明する。
Next, a method for manufacturing the
上記したシリコン単結晶引上用石英ガラスルツボ10は、図3のルツボ製造装置30を用いて製造される。まず、原料供給手段(図示せず)から天然石英粉を回転するグラファイトモールド32に供給して、遠心力により上記外層18に相当する外層成型体を形成し、次いで非晶質合成石英粉を上記外層成型体の直胴部内表面上に供給して、上記内層第2部分24に相当する内層第2部分成型体を形成し、最後に結晶質合成石英粉を上記外層部成型体のR部と底部の内表面上に供給して、上記内層第1部分22に相当する内層第1部分成型体を形成して、ルツボ形状に成型する。上記内層第2部分成型体と内層第1部分成型体の成型の順序は逆であってもよい。この後、その中にアーク電極34を挿入し、放電を開始すると共に、ポンプPにて吸引を開始する。モールド32には、モールド内面に開口した空気路36、38、40、これらの空気路36、38、40が連通した多岐管42、44、46(多岐管42、44は多岐管46に連通している)および回転軸48に設けられ、ポンプPに接続される出口通路50が設けられており、ルツボ内面に透明石英ガラス層である内層20が形成されるまで、ポンプPの作動により吸引が行われる。所望の厚さを持つ内層20が得られた後、ポンプによる吸引を停止、または弱めることで、以降、半透明ガラスからなる外層18が形成され、その後冷却されてシリコン単結晶引上用石英ガラスルツボ10が製造される。
なお、上記の製造方法においては、天然石英粉の成型体の内周側の所定の厚みが、透明化されて内層の一部をなす場合があるが、上記の説明においては、簡単のため上記のように説明した。
The above-described
In the above manufacturing method, the predetermined thickness on the inner peripheral side of the molded body of natural quartz powder may be made transparent and form a part of the inner layer. Explained.
以上のような本発明の実施の形態に係るシリコン単結晶引上用石英ガラスルツボ10は、例えば図4に示すようなシリコン単結晶製造装置60においてカーボンサセプター62により保護され、メインチャンバー64内においてルツボ駆動機構(図示せず)によって回転・昇降自在に支持軸66で支持される。そして、シリコン単結晶引上用石英ガラスルツボ10内において、加熱ヒーター68で加熱することにより多結晶シリコン原料を溶融して原料融液70として、種ホルダー72に保持された種結晶74を原料融液70に接触後、ワイヤー76によって回転させながら引き上げることにより、シリコン単結晶Sを育成する。そして、育成したシリコン単結晶Sを、メインチャンバー64に連接された引上げチャンバー78に収容して取り出す。
以上のようにして、本発明の実施の形態に係るシリコン単結晶引上用石英ガラスルツボ10を備えたシリコン単結晶製造装置60を用いて、シリコン単結晶を製造する。ここで、シリコン単結晶引き上げ後のシリコン単結晶引上用石英ガラスルツボ10の内面に存在する開放泡において、前記R部の方が直胴部の単位面積あたりの開放泡の個数より少ないことが望ましい。
The
As described above, a silicon single crystal is manufactured using the silicon single
以下、実施例及び比較例を示して本発明をより具体的に説明するが、本発明はこれらに限定されるものではない。特に単結晶引き上げ後の開放泡については、操業条件に大きく依存する為、これらの値に限定されるものではない。 EXAMPLES Hereinafter, although an Example and a comparative example are shown and this invention is demonstrated more concretely, this invention is not limited to these. In particular, the open bubbles after pulling up the single crystal largely depend on the operating conditions and are not limited to these values.
実施例1
図3のルツボ製造装置30を用い、純化処理した高純度の天然石英粉を回転するグラファイトモールド32に供給して、遠心力により上記外層18に相当する外層成型体(実際には、外層に相当するより厚くした。以下同じ)を形成し、次いで非晶質合成石英粉を所定量上記外層成型体の直胴部内表面上に供給して、厚さ約3mmの粉体層を形成し、最後に結晶質合成石英粉を上記外層成型体のR部と底部の内表面上に供給して、厚さ約4mmの粉体層を形成して、ルツボ形状に成型した。この後、その中にアーク電極34を挿入し、放電を開始すると共に、ポンプPにて吸引を開始した。ルツボ内面に透明石英ガラス層が約4mm形成されるまで、ポンプPの作動により吸引を行った後、ポンプによる吸引を停止し、更にアーク電極34の放電による加熱により半透明天然石英ガラスからなる外層18を形成した。その後、製造されたルツボをグラファイトモールドから取り出し、放冷して図1に示した形状のシリコン単結晶引上用石英ガラスルツボ10を得た。ルツボの直径は、24インチであり、同条件で作成した石英ガラスルツボの分析結果より、透明合成石英ガラスからなる内層20の直胴部における厚さは約1.8mm、R部および底部における内層20の厚さは約2.4mmであり、残りの透明層は天然石英ガラスからなると推測される。
Example 1
Using the
この実施例1のシリコン単結晶引上用石英ガラスルツボを、図4に示したシリコン単結晶製造装置に組み込み、該ルツボにシリコン多結晶原料を150kgチャージして、直径200mmのシリコン単結晶を引き上げた。操業中に湯面振動は見られず、シリコン単結晶の歩留りは100%であった。
シリコン単結晶引き上げ後のルツボのR部と直胴部の内面に開放した直径0.1mm以上の開放泡の個数を目視によりカウントしたところ、R部における開放泡は約0.03個/cm2、直胴部における開放泡は約0.6個/cm2であった。
実施例2
図3のルツボ製造装置30を用い、純化処理した高純度の天然石英粉を回転するグラファイトモールド32に供給して、遠心力により上記外層部18に相当する外層部成型体を形成し、次いで非晶質合成石英粉を所定量上記外層部成型体の内表面上の全体に供給して、厚さ約3mmの粉体層を形成し、最後に結晶質合成石英粉を上記内層部成型体のR部の内表面上に供給して、厚さ約2mmの粉体層を形成して、ルツボ形状に成型した。この後、その中にアーク電極34を挿入し、放電を開始すると共に、ポンプPにて吸引を開始した。ルツボ内面に透明石英ガラス層が約4mm形成されるまで、ポンプPの作動により吸引を行った後、ポンプによる吸引を停止し、更にアーク電極34の放電による加熱により半透明天然石英ガラスからなる外層部18を形成した。その後、製造されたルツボをグラファイトモールドから取り出し、放冷してシリコン単結晶引上用石英ガラスルツボ(図示せず)を得た。ルツボの直径は、24インチであり、同条件で作成した石英ガラスルツボの分析結果より、透明合成石英ガラスからなる内層20の直胴部および底部における厚さは約1.8mm、R部における内層20の厚さは約3mm(そのうち結晶質合成石英粉から形成された層厚は約1.2mm)と推測される。
The quartz glass crucible for pulling up the silicon single crystal of Example 1 is incorporated into the silicon single crystal manufacturing apparatus shown in FIG. 4, and 150 kg of silicon polycrystalline material is charged into the crucible to pull up the silicon single crystal having a diameter of 200 mm. It was. During the operation, no surface vibration was observed, and the yield of the silicon single crystal was 100%.
When the number of open bubbles having a diameter of 0.1 mm or more opened on the inner surface of the R portion and the straight barrel portion of the crucible after pulling the silicon single crystal was visually counted, the open bubbles in the R portion were about 0.03 / cm 2. The open foam in the straight body part was about 0.6 / cm 2 .
Example 2
Using the
この実施例2のシリコン単結晶引上用石英ガラスルツボを、図4に示したシリコン単結晶製造装置に組み込み、該ルツボにシリコン多結晶原料を150kgチャージして、直径200mmのシリコン単結晶を引き上げた。操業中に湯面振動は見られず、シリコン単結晶の歩留りは100%であった。
シリコン単結晶引き上げ後のルツボのR部と直胴部、底部の内面に開放した直径0.1mm以上の開放泡の個数を目視によりカウントしたところ、R部における開放泡は約0.04個/cm2、直胴部における開放泡は約0.5個/cm2であった。
The quartz glass crucible for pulling up the silicon single crystal of Example 2 is incorporated into the silicon single crystal manufacturing apparatus shown in FIG. 4, and 150 kg of silicon polycrystalline material is charged into the crucible to pull up the silicon single crystal having a diameter of 200 mm. It was. During the operation, no surface vibration was observed, and the yield of the silicon single crystal was 100%.
When the number of open bubbles with a diameter of 0.1 mm or more opened on the inner surface of the R portion, the straight barrel portion, and the bottom portion of the crucible after pulling up the silicon single crystal was visually counted, the open bubbles in the R portion were about 0.04 / cm 2 , and the open bubbles in the straight body portion were about 0.5 / cm 2 .
比較例1
図3のルツボ製造装置30を用い、純化処理した高純度の天然石英粉を回転するグラファイトモールド32に供給して、遠心力により上記外層18に相当する外層成型体を形成し、次いで非晶質合成石英粉を所定量上記外層成型体の内表面全体上に供給して、直胴部に約3mm、R部及び底部に約4mmの粉体層を形成して、ルツボ形状に成型した以外は実施例1の方法に従って、比較例1のシリコン単結晶引上用石英ガラスルツボを得た。ルツボの直径は、24インチであり、透明石英ガラス層は約4mm、透明合成石英ガラスからなる内層20の厚みは直胴部で約1.8mm、R部および底部で約2.4mmと推測される。
Comparative Example 1
Using the
この比較例1のシリコン単結晶引上用石英ガラスルツボを、図4に示したシリコン単結晶製造装置に組み込み、該ルツボにシリコン多結晶原料を150kgチャージして、直径200mmのシリコン単結晶を引き上げた。操業中に湯面振動は見られなかったが、引き上げ工程後半に結晶が乱れ、シリコン単結晶の歩留りは82%であった。シリコン単結晶引き上げ後のルツボのR部と直胴部の内面に開放した直径0.1mm以上の開放泡の個数を目視によりカウントしたところ、R部における開放泡は約1.3個/cm2、直胴部における開放泡は約0.6個/cm2であった。 The silica glass crucible for pulling up the silicon single crystal of Comparative Example 1 is incorporated into the silicon single crystal manufacturing apparatus shown in FIG. 4, and 150 kg of silicon polycrystalline material is charged into the crucible to pull up the silicon single crystal having a diameter of 200 mm. It was. During the operation, no molten metal surface vibration was observed, but the crystal was disturbed in the latter half of the pulling process, and the yield of the silicon single crystal was 82%. When the number of open bubbles having a diameter of 0.1 mm or more opened on the inner surface of the R portion and the straight barrel portion of the crucible after pulling up the silicon single crystal was visually counted, the open bubbles in the R portion were about 1.3 / cm 2. The open foam in the straight body part was about 0.6 / cm 2 .
比較例2
図3のルツボ製造装置30を用い、純化処理した高純度の天然石英粉を回転するグラファイトモールド32に供給して、遠心力により上記外層18に相当する外層成型体を形成し、次いで結晶質合成石英粉を所定量上記外層成型体の内表面全体上に供給して、直胴部に約3mm、R部及び底部に約4mmの粉体層を形成して、ルツボ形状に成型した以外は実施例1の方法に従って、比較例2のシリコン単結晶引上用石英ガラスルツボを得た。ルツボの直径は、24インチであり、透明石英ガラス層は約4mm、透明合成石英ガラスからなる内層20の厚みは直胴部で約1.8mm、R部および底部で約2.4mmと推測される。
Comparative Example 2
Using the
この比較例2のシリコン単結晶引上用石英ガラスルツボを、図4に示したシリコン単結晶製造装置に組み込み、該ルツボにシリコン多結晶原料を150kgチャージして、直径200mmのシリコン単結晶を引き上げた。工程前半に湯面振動が発生し、種付け工程、ショルダー形成工程を何度も繰り返す必要があった為、操業時間が通常の約1.5倍となり、結果シリコン単結晶の歩留りも75%と低くなった。シリコン単結晶引き上げ後のルツボのR部と直胴部の内面に開放した直径0.1mm以上の開放泡の個数を目視によりカウントしたところ、R部における開放泡は約0.05個/cm2と少なかったものの、操業時間の長時間化に伴い、面状態が悪化しており、歩留り低下の原因となったと推測された。また直胴部における開放泡は約0.01個/cm2であった。
以上から本発明の効果が明らかである。
The silica glass crucible for pulling up the silicon single crystal of Comparative Example 2 is incorporated into the silicon single crystal manufacturing apparatus shown in FIG. 4, and 150 kg of silicon polycrystalline material is charged into the crucible to pull up the silicon single crystal having a diameter of 200 mm. It was. Since the hot water surface vibration occurred in the first half of the process and it was necessary to repeat the seeding process and shoulder formation process many times, the operation time was about 1.5 times the normal, and as a result, the yield of silicon single crystals was as low as 75%. became. When the number of open bubbles with a diameter of 0.1 mm or more opened to the inner surface of the R portion and the straight body portion of the crucible after pulling the silicon single crystal was counted visually, the open bubbles in the R portion were about 0.05 / cm 2. However, it was speculated that the surface condition deteriorated as the operation time became longer, which caused the yield to decrease. Moreover, the open bubbles in the straight body part were about 0.01 / cm 2 .
From the above, the effect of the present invention is clear.
10 シリコン単結晶引上用石英ガラスルツボ
12 直胴部
14 底部
16 R部
18 外層
20 内層
22 内層第1部分
24 内層第2部分
30 ルツボ製造装置
32 グラファイトモールド
34 アーク電極
36 空気路
38 空気路
40 空気路
42 多岐管
44 多岐管
46 多岐管
48 回転軸
50 出口通路
P ポンプ
60 シリコン単結晶製造装置
62 カーボンサセプター
64 メインチャンバー
66 支持軸
68 加熱ヒーター
70 原料融液
72 種ホルダー
74 種結晶
76 ワイヤー
78 引上げチャンバー
DESCRIPTION OF
Claims (3)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2007193988A JP4874888B2 (en) | 2007-07-26 | 2007-07-26 | Silica glass crucible for pulling silicon single crystal and method for producing the same |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2007193988A JP4874888B2 (en) | 2007-07-26 | 2007-07-26 | Silica glass crucible for pulling silicon single crystal and method for producing the same |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2009029652A JP2009029652A (en) | 2009-02-12 |
JP4874888B2 true JP4874888B2 (en) | 2012-02-15 |
Family
ID=40400577
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2007193988A Active JP4874888B2 (en) | 2007-07-26 | 2007-07-26 | Silica glass crucible for pulling silicon single crystal and method for producing the same |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP4874888B2 (en) |
Families Citing this family (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE102012109181B4 (en) | 2012-09-27 | 2018-06-28 | Heraeus Quarzglas Gmbh & Co. Kg | Drawing a semiconductor single crystal according to the Czochralski method and suitable quartz glass crucible |
WO2014167788A1 (en) * | 2013-04-08 | 2014-10-16 | 信越石英株式会社 | Silica vessel for pulling up single crystal silicon and process for producing same |
-
2007
- 2007-07-26 JP JP2007193988A patent/JP4874888B2/en active Active
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JP2009029652A (en) | 2009-02-12 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
JP4166241B2 (en) | Silica glass crucible for pulling silicon single crystal and method for producing the same | |
JP4086283B2 (en) | Silica glass crucible for pulling silicon single crystal and method for producing the same | |
US8172945B2 (en) | High-purity vitreous silica crucible for pulling large-diameter single-crystal silicon ingot | |
US7299658B2 (en) | Quartz glass crucible for the pulling up of silicon single crystal | |
JP2001348294A (en) | Quartz glass crucible having multilayer structure and method of producing the same | |
JP4810346B2 (en) | Method for producing sapphire single crystal | |
JP4233059B2 (en) | Silica glass crucible for pulling silicon single crystal and method for producing the same | |
JP2001348240A (en) | Method for manufacturing quartz glass crucible | |
WO2002068732A1 (en) | Recharge pipe for solid multicrystal material, and single crystal producing method using the same | |
JP4702898B2 (en) | Method for producing quartz glass crucible for pulling silicon single crystal | |
JP4789437B2 (en) | Silica glass crucible for pulling silicon single crystal and method for producing the same | |
JP4781020B2 (en) | Silica glass crucible for pulling silicon single crystal and method for producing quartz glass crucible for pulling silicon single crystal | |
JP5213356B2 (en) | Silica glass crucible for pulling silicon single crystal and method for producing the same | |
JP4874888B2 (en) | Silica glass crucible for pulling silicon single crystal and method for producing the same | |
JP5741163B2 (en) | Quartz glass crucible, method for producing the same, and method for producing silicon single crystal | |
JP2006213556A (en) | Quartz glass crucible for pulling silicon single crystal and production method therefor, and method for taking out the crucible | |
JP5685894B2 (en) | Quartz glass crucible, method for producing the same, and method for producing silicon single crystal | |
WO2002014587A1 (en) | Quartz crucible and method for producing single crystal using the same | |
KR101727071B1 (en) | Method of manufacturing silicon single crystal | |
JP5488519B2 (en) | Quartz glass crucible, method for producing the same, and method for producing silicon single crystal | |
JP6208080B2 (en) | Quartz glass crucible | |
JP5668717B2 (en) | Method for producing silicon single crystal | |
JP2017186212A (en) | Mold for quartz crucible production, and production method of mold | |
JPH07300389A (en) | Production of semiconductor single crystal |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
RD04 | Notification of resignation of power of attorney |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A7424 Effective date: 20090331 |
|
A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20100401 |
|
A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20111006 |
|
TRDD | Decision of grant or rejection written | ||
A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20111115 |
|
A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 |
|
A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20111124 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20141202 Year of fee payment: 3 |
|
R150 | Certificate of patent or registration of utility model |
Ref document number: 4874888 Country of ref document: JP Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
S531 | Written request for registration of change of domicile |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R313531 |
|
R350 | Written notification of registration of transfer |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R350 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |