JP5043048B2 - シリコン単結晶引き上げ用石英ガラスルツボ及びその製造方法 - Google Patents
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Description
図1に示した構造を有する石英ガラスルツボのサンプルA1を用意した。ルツボサンプルA1のサイズは、直径32インチ(口径800mm)、ルツボの高さ500mm、ルツボ内表面から外表面までの厚さは直胴部17mm、湾曲部25mm、底部14mmとした。また、第1の合成石英ガラス層の直径は400mm、厚さは1.0mmとした。また、高濡れ性領域12bのOH基濃度300ppmをとし、金属不純物の濃度を10ppmとし、表面粗さを1μmとした。
高濡れ性領域12bの金属不純物の各元素における濃度が5ppmである点以外はルツボサンプルA1と同一の特性を有するルツボサンプルA2を用意し、ルツボサンプルA1と同様の測定を行った。その結果、表1に示すように、ピンホール発生率は0.05%、単結晶化率は90%となり、サンプルA1と同様の良好な結果が得られた。
高濡れ性領域12bの金属不純物の各元素における濃度が30ppmである点以外はルツボサンプルA1と同一の特性を有するルツボサンプルA3を用意し、ルツボサンプルA1と同様の測定を行った。その結果、表1に示すように、ピンホール発生率が0%、単結晶化率は90%となり、サンプルA1と同様の良好な結果が得られた。
高濡れ性領域12bのOH基濃度が30ppmである点以外はルツボサンプルA1と同一の特性を有するルツボサンプルA4を用意し、ルツボサンプルA1と同様の測定を行った。その結果、表1に示すように、ピンホール発生率は0.05%、単結晶化率は90%となり、サンプルA1と同様の良好な結果が得られた。
高濡れ性領域12bのOH基濃度が500ppmである点以外はルツボサンプルA1と同一の特性を有するルツボサンプルA5を用意し、ルツボサンプルA1と同様の測定を行った。その結果、表1に示すように、ピンホール発生率は0.05%、単結晶化率は90%となり、サンプルA1と同様の良好な結果が得られた。
高濡れ性領域12bの表面粗さが0.1μmである点以外はルツボサンプルA1と同一の特性を有するルツボサンプルA6を用意し、ルツボサンプルA1と同様の測定を行った。その結果、表1に示すように、ピンホール発生率が0%、単結晶化率は90%となり、サンプルA1と同様の良好な結果が得られた。
高濡れ性領域12bの表面粗さが10μmである点以外はルツボサンプルA1と同一の特性を有するルツボサンプルA7を用意し、ルツボサンプルA1と同様の測定を行った。その結果、表1に示すように、ピンホール発生率が0%、単結晶化率は90%となり、サンプルA1と同様の良好な結果が得られた。
高濡れ性領域12bの金属不純物の各元素における濃度が1ppmである点以外はルツボサンプルA1と同一の特性を有するルツボサンプルB1を用意し、ルツボサンプルA1と同様の測定を行った。その結果、表1に示すように、ピンホール発生率は0.5%、単結晶化率は90%となり、サンプルA1〜A7に比べて単結晶化率が低下した。
高濡れ性領域12bの金属不純物の各元素における濃度が50ppmである点以外はルツボサンプルA1と同一の特性を有するルツボサンプルB2を用意し、ルツボサンプルA1と同様の測定を行った。その結果、表1に示すように、ピンホール発生率は0.1%、単結晶化率は70%となり、サンプルA1〜A7に比べてピンホール発生率が増加すると共に、単結晶化率も低下した。
高濡れ性領域12bのOH基濃度が10ppmである点以外はルツボサンプルA1と同一の特性を有するルツボサンプルB3を用意し、ルツボサンプルA1と同様の測定を行った。その結果、表1に示すように、ピンホール発生率は0.1%、単結晶化率は90%となり、サンプルA1〜A7に比べてピンホール発生率が増加した。
高濡れ性領域12bのOH基濃度が700ppmである点以外はルツボサンプルA1と同一の特性を有するルツボサンプルB4を用意し、ルツボサンプルA1と同様の測定を行った。その結果、表1に示すように、ピンホール発生率が0.05、単結晶化率は70%となり、サンプルA1〜A7に比べて単結晶化率が低下した。
高濡れ性領域12bの表面粗さが0.05μmである点以外はルツボサンプルA1と同一の特性を有するルツボサンプルB5を用意し、ルツボサンプルA1と同様の測定を行った。その結果、表1に示すように、ピンホール発生率は0.1%、単結晶化率は90%となり、サンプルA1〜A7に比べてピンホール発生率が増加した。
高濡れ性領域12bの表面粗さが20μmである点以外はルツボサンプルA1と同一の特性を有するルツボサンプルB6を用意し、ルツボサンプルA1と同様の測定を行った。その結果、表1に示すように、ピンホール発生率は0.2%、単結晶化率は85%となり、サンプルA1〜A7に比べてピンホール発生率が増加すると共に、単結晶化率も低下した。
10A ルツボの直胴部
10B ルツボの底部
10C ルツボの湾曲部
11 天然石英ガラス層
12 合成石英ガラス層
12b 高濡れ性領域
21 シリコン単結晶
21S シリコン単結晶の投影面
22 シリコン融液
Claims (6)
- 直胴部及び底部を有するシリコン単結晶引き上げ用石英ガラスルツボであって、
多数の気泡を含む不透明石英ガラス層からなる外層と、
実質的に気泡を含まない透明石英ガラス層からなる外層とを備え、
前記ルツボの内表面のうち前記底部の中心から一定範囲内には算術平均粗さが0.1μm以上10μm以下からなる高濡れ性領域が設けられており、
前記高濡れ性領域は、
前記内表面から深さ1mmまでの領域に含まれる金属不純物の各元素の濃度がいずれも5ppm以上30ppm以下であり、前記内表面から深さ1mmまでの領域に含まれるOH基の濃度が30ppm以上500ppm以下であることを特徴とするシリコン単結晶引き上げ用石英ガラスルツボ。 - 前記高濡れ性領域は、
前記内表面から深さ1mmまでの領域に含まれる前記金属不純物の各元素の濃度がいずれも10ppm以上20ppm以下であり、
前記内表面から深さ1mmまでの領域に含まれる前記OH基の濃度が200ppm以上400ppm以下であり、
表面の算術平均粗さが1μm以上2μm以下であることを特徴とする請求項1に記載のシリコン単結晶引き上げ用石英ガラスルツボ。 - 前記ルツボの内表面のうち前記高濡れ性領域を除いた領域は、
前記内表面から深さ1mmまでの領域に含まれる金属不純物の各元素の濃度がいずれも5ppm未満であり、
前記内表面から深さ1mmまでの領域に含まれるOH基の濃度が30ppm未満であることを特徴とする請求項1又は2に記載のシリコン単結晶引き上げ用石英ガラスルツボ。 - 前記高濡れ性領域は、前記シリコン単結晶の投影面を含むことを特徴とする請求項1乃至3のいずれか一項に記載のシリコン単結晶引き上げ用石英ガラスルツボ。
- 前記高濡れ性領域は、前記ルツボ底部の中心からルツボ口径の50%以内の領域を含むことを特徴とする請求項1乃至4のいずれか一項に記載のシリコン単結晶引き上げ用石英ガラスルツボ。
- 底部の中心から一定範囲内且つ内表面から深さ1mmまでの領域に含まれる金属不純物の各元素の濃度がいずれも5ppm以上30ppm以下であり、且つ、OH基の濃度が30ppm以上500ppm以下である石英ガラスルツボを成形する工程と、
底部中心から一定範囲内の内表面にサンドブラスト処理を施すことにより表面の算術平均粗さを0.1μm以上10μm以下に調整する工程とを備えることを特徴とするシリコン単結晶引き上げ用石英ガラスルツボの製造方法。
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