JP5663870B2 - 金属不純物拡散阻止能を有する石英ガラス - Google Patents
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金属不純物のなかで特に問題となるのはアルカリ金属と遷移金属であり、特にNaとCuは石英ガラス中での拡散が特に速いと推定され、問題視されている。
N2=1+a1×λ2/(λ2−b1)+a2×λ2/(λ2−b2)+a3×λ2/(λ2−b3)
a1=0.6961663 b1=0.0684043
a2=0.4079426 b2=0.1162414
a3=0.8974794 b3=9.896161
表面1回反射率 R=(1−N)2/(1+N)2
理想の透過率と実測透過率の差、つまりガラスが真に吸収している分の百分率
ΔT=100×(1−R)2−T
真の透過率 Ti=100−ΔT
得られた真の透過率Tiの常用対数を採り、吸光度Kとし、さらに吸光度を試料厚さd(cm単位)で割り、常用対数から自然対数への変換係数2.303をかけて吸光係数kを求めた。
吸光係数 k=2.303×K/d
Si孤立電子対は紫外可視分光スペクトル中の5.14eV(242nm)位置に吸収を持ち、ガウス曲線近似をした場合にその半値幅が0.48eVであり、吸収ピークの高さから求められる吸収係数に対する吸収断面積が1×10−18cm2と報告されている(非特許文献2、ページ211参照)。吸収係数スペクトルのピーク高さをSi孤立電子対欠陥の吸収断面積で割ることで、石英ガラス中のSi孤立電子対含有濃度を算出することができる。
実施例1
Na、Li、K、Ca、Mg、Fe、Cu、Ti、Zr不純物含有濃度が表1に示した値である合成シリカ粉末にγアルミナ粉末の形でAl濃度換算2wt.ppm添加し、乾式混合を5時間行なった。混合後の合成シリカ粉末を超高純度カーボン容器中に入れ、電気炉で、真空中1775℃で1時間焼結した後にAr雰囲気中1850℃熔融した。
Na、Li、K、Ca、Mg、Fe、Cu、Ti、Zr不純物含有量が表1に示した値である合成シリカ粉末にγ−アルミナ粉末の形でAl濃度換算2wt.ppm添加し、乾式混合を5時間行なった。混合後の合成シリカ粉末をプラズマフレーム中に落下−堆積させ透明石英ガラスを得た。
Na、Li、K、Ca、Mg、Fe、Cu、Ti、Zr不純物含有量が表1に示した値である、液体の半導体用精製四塩化珪素SiCl4を気化し、酸素―水素火炎フレーム中で加水分解することによりSiO2を粉末を発生させ、石英ガラス棒上に堆積させ多孔質シリカ体を得た。
一般に半導体製造用石英ガラス素材として使用されている石英ガラス素材であるGE−124(GEクオーツ社製)を検討した。GE124は天然シリカ粉を電気熔融したとされる石英素材である。GE124中のNa、Li、K、Ca、Mg、Fe、Cu、Ti、Zr不純物濃度は表1に示したとおりである。
Na、Li、K、Ca、Mg、Fe、Cu、Ti、Zr不純物含有量が表1に示した値である天然シリカ粉をプラズマフレーム中に落下−堆積させ透明石英ガラスを得た。
Na、Li、K、Ca、Mg、Fe、Cu、Ti、Zr不純物含有量が表1に示した値である合成シリカ粉末を酸素―水素火炎フレーム中に落下−堆積させ透明石英ガラスを得た。
●:比較例の試料の拡散前試料中のSi孤立電子対濃度とCu拡散後の拡散表面から1mm深さのCu濃度を表す。
1:実施例1に挙げた試料の拡散前試料中のSi孤立電子対濃度とCu拡散後の拡散表面から1mm深さのCu濃度を表す。
2:実施例2に挙げた試料の拡散前試料中のSi孤立電子対濃度とCu拡散後の拡散表面から1mm深さのCu濃度を表す。
3:比較例1に挙げた試料の拡散前試料中のSi孤立電子対濃度とCu拡散後の拡散表面から1mm深さのCu濃度を表す。
4:比較例2に挙げた試料の拡散前試料中のSi孤立電子対濃度とCu拡散後の拡散表面から1mm深さのCu濃度を表す。
5:比較例3に挙げた試料の拡散前試料中のSi孤立電子対濃度とCu拡散後の拡散表面から1mm深さのCu濃度を表す。
Claims (5)
- Si孤立電子対含有量が0.5×1016個/cm3以下、含有Na濃度が0.1wt.ppm以下であり、1050℃・4時間のCu拡散処理を行った後に、拡散表面から深さ1mmの位置でのCu濃度が0.2wt.ppm以下であり、含有OH基濃度が30〜40ppm、1217℃における粘性率logηが12Pa・sec以上であることを特徴とする半導体製造用装置、フラットパネルディスプレー製造装置、MEMS製造用装置のいずれかに使用される石英ガラス部材。
- 1050℃・24時間のCu拡散処理を行った後に、拡散表面から深さ1mmの位置でのCu濃度が0.1wt.ppm以下となることを特徴とする、請求項1記載の石英ガラス部材。
- 請求項1又は2に記載の石英ガラス部材を具備することを特徴とする石英ガラス製半導体熱処理用装置。
- 請求項1又は2に記載の石英ガラス部材を具備することを特徴とするフラットパネルディスプレー製造装置。
- 請求項1又は2に記載の石英ガラス部材を具備することを特徴とするMEMS製造用装置。
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