JPH0531509B2 - - Google Patents
Info
- Publication number
- JPH0531509B2 JPH0531509B2 JP1048060A JP4806089A JPH0531509B2 JP H0531509 B2 JPH0531509 B2 JP H0531509B2 JP 1048060 A JP1048060 A JP 1048060A JP 4806089 A JP4806089 A JP 4806089A JP H0531509 B2 JPH0531509 B2 JP H0531509B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- crucible
- viscosity
- quartz glass
- quartz
- poise
- 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.)
- Expired - Lifetime
Links
- VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N Silicium dioxide Chemical compound O=[Si]=O VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 43
- 239000012535 impurity Substances 0.000 claims description 14
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 claims description 6
- 239000002184 metal Substances 0.000 claims description 6
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 claims description 5
- 230000003301 hydrolyzing effect Effects 0.000 claims description 4
- 239000000377 silicon dioxide Substances 0.000 claims description 4
- 239000003054 catalyst Substances 0.000 claims description 3
- 238000000465 moulding Methods 0.000 claims description 3
- 238000005245 sintering Methods 0.000 claims description 3
- 238000000034 method Methods 0.000 description 17
- 239000010453 quartz Substances 0.000 description 15
- 239000013078 crystal Substances 0.000 description 14
- 229910052710 silicon Inorganic materials 0.000 description 12
- 239000010703 silicon Substances 0.000 description 12
- XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N Silicon Chemical compound [Si] XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 11
- RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N Copper Chemical compound [Cu] RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 6
- 239000010949 copper Substances 0.000 description 6
- 229910052802 copper Inorganic materials 0.000 description 6
- XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N Iron Chemical compound [Fe] XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 5
- 229910052796 boron Inorganic materials 0.000 description 5
- 230000007062 hydrolysis Effects 0.000 description 5
- 238000006460 hydrolysis reaction Methods 0.000 description 5
- 238000002844 melting Methods 0.000 description 5
- 230000008018 melting Effects 0.000 description 5
- 229910052698 phosphorus Inorganic materials 0.000 description 5
- 229910052783 alkali metal Inorganic materials 0.000 description 4
- 150000001340 alkali metals Chemical class 0.000 description 4
- 230000000052 comparative effect Effects 0.000 description 4
- 229910052742 iron Inorganic materials 0.000 description 4
- 229910052744 lithium Inorganic materials 0.000 description 4
- 229910021420 polycrystalline silicon Inorganic materials 0.000 description 4
- 229910052700 potassium Inorganic materials 0.000 description 4
- 239000004065 semiconductor Substances 0.000 description 4
- 229910052708 sodium Inorganic materials 0.000 description 4
- 239000011734 sodium Substances 0.000 description 4
- QGZKDVFQNNGYKY-UHFFFAOYSA-N Ammonia Chemical compound N QGZKDVFQNNGYKY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 229910052785 arsenic Inorganic materials 0.000 description 3
- 229910052791 calcium Inorganic materials 0.000 description 3
- 238000011109 contamination Methods 0.000 description 3
- 238000009792 diffusion process Methods 0.000 description 3
- 239000000155 melt Substances 0.000 description 3
- LFQCEHFDDXELDD-UHFFFAOYSA-N tetramethyl orthosilicate Chemical compound CO[Si](OC)(OC)OC LFQCEHFDDXELDD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- BOTDANWDWHJENH-UHFFFAOYSA-N Tetraethyl orthosilicate Chemical compound CCO[Si](OCC)(OCC)OCC BOTDANWDWHJENH-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 229910052782 aluminium Inorganic materials 0.000 description 2
- 230000007547 defect Effects 0.000 description 2
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 2
- 238000005188 flotation Methods 0.000 description 2
- 125000002887 hydroxy group Chemical group [H]O* 0.000 description 2
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 2
- 239000000463 material Substances 0.000 description 2
- 239000007858 starting material Substances 0.000 description 2
- 229910052719 titanium Inorganic materials 0.000 description 2
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- RZVAJINKPMORJF-UHFFFAOYSA-N Acetaminophen Chemical compound CC(=O)NC1=CC=C(O)C=C1 RZVAJINKPMORJF-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- VHUUQVKOLVNVRT-UHFFFAOYSA-N Ammonium hydroxide Chemical compound [NH4+].[OH-] VHUUQVKOLVNVRT-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- KRHYYFGTRYWZRS-UHFFFAOYSA-N Fluorane Chemical compound F KRHYYFGTRYWZRS-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- DGAQECJNVWCQMB-PUAWFVPOSA-M Ilexoside XXIX Chemical compound C[C@@H]1CC[C@@]2(CC[C@@]3(C(=CC[C@H]4[C@]3(CC[C@@H]5[C@@]4(CC[C@@H](C5(C)C)OS(=O)(=O)[O-])C)C)[C@@H]2[C@]1(C)O)C)C(=O)O[C@H]6[C@@H]([C@H]([C@@H]([C@H](O6)CO)O)O)O.[Na+] DGAQECJNVWCQMB-PUAWFVPOSA-M 0.000 description 1
- WHXSMMKQMYFTQS-UHFFFAOYSA-N Lithium Chemical compound [Li] WHXSMMKQMYFTQS-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- ZLMJMSJWJFRBEC-UHFFFAOYSA-N Potassium Chemical compound [K] ZLMJMSJWJFRBEC-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000010306 acid treatment Methods 0.000 description 1
- 230000002378 acidificating effect Effects 0.000 description 1
- 229910021529 ammonia Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000004458 analytical method Methods 0.000 description 1
- QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N atomic oxygen Chemical compound [O] QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- VGWJKDPTLUDSJT-UHFFFAOYSA-N diethyl dimethyl silicate Chemical compound CCO[Si](OC)(OC)OCC VGWJKDPTLUDSJT-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000004821 distillation Methods 0.000 description 1
- 239000012153 distilled water Substances 0.000 description 1
- 239000002019 doping agent Substances 0.000 description 1
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 1
- ITAHRPSKCCPKOK-UHFFFAOYSA-N ethyl trimethyl silicate Chemical compound CCO[Si](OC)(OC)OC ITAHRPSKCCPKOK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000000835 fiber Substances 0.000 description 1
- 238000007667 floating Methods 0.000 description 1
- 229910001385 heavy metal Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910000040 hydrogen fluoride Inorganic materials 0.000 description 1
- 230000007935 neutral effect Effects 0.000 description 1
- 230000003287 optical effect Effects 0.000 description 1
- 229910052760 oxygen Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000001301 oxygen Substances 0.000 description 1
- 230000000704 physical effect Effects 0.000 description 1
- 239000011591 potassium Substances 0.000 description 1
- 239000000843 powder Substances 0.000 description 1
- 239000005297 pyrex Substances 0.000 description 1
- 230000009257 reactivity Effects 0.000 description 1
- 238000005204 segregation Methods 0.000 description 1
- 150000003376 silicon Chemical class 0.000 description 1
- 239000000126 substance Substances 0.000 description 1
- UQMOLLPKNHFRAC-UHFFFAOYSA-N tetrabutyl silicate Chemical compound CCCCO[Si](OCCCC)(OCCCC)OCCCC UQMOLLPKNHFRAC-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- ZQZCOBSUOFHDEE-UHFFFAOYSA-N tetrapropyl silicate Chemical compound CCCO[Si](OCCC)(OCCC)OCCC ZQZCOBSUOFHDEE-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000005979 thermal decomposition reaction Methods 0.000 description 1
- 229910052723 transition metal Inorganic materials 0.000 description 1
- 150000003624 transition metals Chemical class 0.000 description 1
- ZDHXKXAHOVTTAH-UHFFFAOYSA-N trichlorosilane Chemical group Cl[SiH](Cl)Cl ZDHXKXAHOVTTAH-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000005052 trichlorosilane Substances 0.000 description 1
- QYBKVVRRGQSGDC-UHFFFAOYSA-N triethyl methyl silicate Chemical compound CCO[Si](OC)(OCC)OCC QYBKVVRRGQSGDC-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910052726 zirconium Inorganic materials 0.000 description 1
Classifications
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C03—GLASS; MINERAL OR SLAG WOOL
- C03B—MANUFACTURE, SHAPING, OR SUPPLEMENTARY PROCESSES
- C03B19/00—Other methods of shaping glass
- C03B19/06—Other methods of shaping glass by sintering, e.g. by cold isostatic pressing of powders and subsequent sintering, by hot pressing of powders, by sintering slurries or dispersions not undergoing a liquid phase reaction
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C03—GLASS; MINERAL OR SLAG WOOL
- C03B—MANUFACTURE, SHAPING, OR SUPPLEMENTARY PROCESSES
- C03B19/00—Other methods of shaping glass
- C03B19/06—Other methods of shaping glass by sintering, e.g. by cold isostatic pressing of powders and subsequent sintering, by hot pressing of powders, by sintering slurries or dispersions not undergoing a liquid phase reaction
- C03B19/066—Other methods of shaping glass by sintering, e.g. by cold isostatic pressing of powders and subsequent sintering, by hot pressing of powders, by sintering slurries or dispersions not undergoing a liquid phase reaction for the production of quartz or fused silica articles
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C03—GLASS; MINERAL OR SLAG WOOL
- C03B—MANUFACTURE, SHAPING, OR SUPPLEMENTARY PROCESSES
- C03B20/00—Processes specially adapted for the production of quartz or fused silica articles, not otherwise provided for
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Materials Engineering (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Dispersion Chemistry (AREA)
- Manufacturing & Machinery (AREA)
- Glass Compositions (AREA)
- Glass Melting And Manufacturing (AREA)
Description
［産業上の利用分野］
本発明は石英ガラス部材、特には含有金属不純
物量が少なく、高温における粘性が高いことから
シリコン半導体の引上げ用ルツボ、拡散炉耐熱部
材などに有用とされる石英ガラス部材に関するも
のである。 ［従来の技術］ シリコン単結晶の製造はトリクロロシランなど
の熱分解で作つた多結晶シリコン棒を高周波コイ
ルを用いてフローテングゾーン法で単結晶化する
FZ法、この多結晶体を石英ルツボ中で溶融し、
この融液に種結晶を浸漬し、引上げて単結晶を得
るCZ法、このCZ法において融液に磁場を与えて
単結晶を引上げるMCZ法によつて作られており、
このFZ法により作られたものは非常に高純度の
ものが得られるけれども、CZ法、MCZ法で作ら
れたものはこの融液を保持する石英ルツボが少量
の不純物を含んだものであることからこの石英ル
ツボから溶出したこれらの不純物、例えばAl，
Ｂなどの不純物が混入するためにその品位が低−
中抵抗の部類に属するものとなるし、この不純物
が引上げ後期に濃縮されるために後期の引上げ品
はさらに汚染されたものとなり、これらの不純物
が偏析係数をもつものであるためにこのシリコン
単結晶は頭部と尾部だけでなく、中心と周辺でも
不均一なものとなり、安定した結晶にならないと
いう不利がある。 またこの汚染はシリコン単結晶引上げ工程だけ
でなく、拡散工程でも非常に問題となつており、
例えばＢやＰの拡散を行なうときに、1000℃粘度
の熱処理によつて石英ガラス炉芯管や治具から鉄
や銅、ナトリウム、カリウム、リチウムなどの遷
移金属、アルカリ金属などの汚染があり、これが
素子のノイズ、その他の特性を低下させる要因と
なるので、これには拡散する全ての元素を低く抑
えることが必要とされる。 そのため、石英ルツボについては天然水晶を浮
遊選鉱法で精製したのちフツ化水素液中に浸漬
し、ついでアルカリ金属と銅を飛散させるために
長時間溶融してから成形して、アルカリ金属が
0.5ppm以下、銅が0.03ppm以下で、1200℃にお
ける粘性1012ポイズ以上である石英ガラス部材と
するという方法が提案されており（特開昭59−
129421号公報参照）、これについてはまた浮遊選
鉱法で精製した天然石英をアーク溶融でルツボに
成形し、1300℃の炉内10KVの直流を通電してア
ルカリ金属と銅を移動させて、アルカリ金属含有
量を0.2ppm以下、銅の含有量を0.02ppm以下と
し、1450℃における粘性が1010ポイズ以上、1200
℃における電気抵抗が1.4×107Ω・ｍ以上である
ようにした石英ルツボも提案されている（特開昭
60−137892号公報参照）。 なお、この石英ガラスルツボについてはウエー
ハの表面領域の重金属などの不純物や微小欠陥を
吸着、消滅させる作用を有する酸素をシリコン単
結晶中に高濃度に含有させることのできる石英ル
ツボとして、内層をOH基含有量が200ppm以上
で1400℃の粘性が108〜109ポイズであり、外層を
OH基含有量が100ppm以下で1400℃の粘性が1010
ポイズ以上である石英ガラスで構成したものも知
られている（特開昭61−44793号公報参照）。 ［発明が解決しようとする課題］ しかし、上記した特開昭59−129421号公報、特
開昭60−137892号公報に開示されている石英ガラ
ス部材はいずれも天然石英を始発材とするもので
あるし、これはアルカリ金属および銅の含有量を
低下させるために長時間溶融するか、電気分解を
するのであるが、天然石英中に相当量含有されて
いるAl，Ti，Zr，Ｂ，Ｐなどは拡散速度が遅い
ためにこのような方法では除去することができ
ず、これらの金属不純物の除去は不可能なものと
されているが、シリコン単結晶の引上げにはこれ
らの不純物除去も必要とされることから、この対
策が望まれている。 ［課題を解決するための手段］ 本発明はこのような不利を解決した石英ガラス
部材に関するものであり、これはアルコキシシラ
ンを強塩基性触媒、例えばアンモニアのもとで加
水分解して得たシリカを加熱焼結して得た、含有
金属不純物量が
物量が少なく、高温における粘性が高いことから
シリコン半導体の引上げ用ルツボ、拡散炉耐熱部
材などに有用とされる石英ガラス部材に関するも
のである。 ［従来の技術］ シリコン単結晶の製造はトリクロロシランなど
の熱分解で作つた多結晶シリコン棒を高周波コイ
ルを用いてフローテングゾーン法で単結晶化する
FZ法、この多結晶体を石英ルツボ中で溶融し、
この融液に種結晶を浸漬し、引上げて単結晶を得
るCZ法、このCZ法において融液に磁場を与えて
単結晶を引上げるMCZ法によつて作られており、
このFZ法により作られたものは非常に高純度の
ものが得られるけれども、CZ法、MCZ法で作ら
れたものはこの融液を保持する石英ルツボが少量
の不純物を含んだものであることからこの石英ル
ツボから溶出したこれらの不純物、例えばAl，
Ｂなどの不純物が混入するためにその品位が低−
中抵抗の部類に属するものとなるし、この不純物
が引上げ後期に濃縮されるために後期の引上げ品
はさらに汚染されたものとなり、これらの不純物
が偏析係数をもつものであるためにこのシリコン
単結晶は頭部と尾部だけでなく、中心と周辺でも
不均一なものとなり、安定した結晶にならないと
いう不利がある。 またこの汚染はシリコン単結晶引上げ工程だけ
でなく、拡散工程でも非常に問題となつており、
例えばＢやＰの拡散を行なうときに、1000℃粘度
の熱処理によつて石英ガラス炉芯管や治具から鉄
や銅、ナトリウム、カリウム、リチウムなどの遷
移金属、アルカリ金属などの汚染があり、これが
素子のノイズ、その他の特性を低下させる要因と
なるので、これには拡散する全ての元素を低く抑
えることが必要とされる。 そのため、石英ルツボについては天然水晶を浮
遊選鉱法で精製したのちフツ化水素液中に浸漬
し、ついでアルカリ金属と銅を飛散させるために
長時間溶融してから成形して、アルカリ金属が
0.5ppm以下、銅が0.03ppm以下で、1200℃にお
ける粘性1012ポイズ以上である石英ガラス部材と
するという方法が提案されており（特開昭59−
129421号公報参照）、これについてはまた浮遊選
鉱法で精製した天然石英をアーク溶融でルツボに
成形し、1300℃の炉内10KVの直流を通電してア
ルカリ金属と銅を移動させて、アルカリ金属含有
量を0.2ppm以下、銅の含有量を0.02ppm以下と
し、1450℃における粘性が1010ポイズ以上、1200
℃における電気抵抗が1.4×107Ω・ｍ以上である
ようにした石英ルツボも提案されている（特開昭
60−137892号公報参照）。 なお、この石英ガラスルツボについてはウエー
ハの表面領域の重金属などの不純物や微小欠陥を
吸着、消滅させる作用を有する酸素をシリコン単
結晶中に高濃度に含有させることのできる石英ル
ツボとして、内層をOH基含有量が200ppm以上
で1400℃の粘性が108〜109ポイズであり、外層を
OH基含有量が100ppm以下で1400℃の粘性が1010
ポイズ以上である石英ガラスで構成したものも知
られている（特開昭61−44793号公報参照）。 ［発明が解決しようとする課題］ しかし、上記した特開昭59−129421号公報、特
開昭60−137892号公報に開示されている石英ガラ
ス部材はいずれも天然石英を始発材とするもので
あるし、これはアルカリ金属および銅の含有量を
低下させるために長時間溶融するか、電気分解を
するのであるが、天然石英中に相当量含有されて
いるAl，Ti，Zr，Ｂ，Ｐなどは拡散速度が遅い
ためにこのような方法では除去することができ
ず、これらの金属不純物の除去は不可能なものと
されているが、シリコン単結晶の引上げにはこれ
らの不純物除去も必要とされることから、この対
策が望まれている。 ［課題を解決するための手段］ 本発明はこのような不利を解決した石英ガラス
部材に関するものであり、これはアルコキシシラ
ンを強塩基性触媒、例えばアンモニアのもとで加
水分解して得たシリカを加熱焼結して得た、含有
金属不純物量が
【表】
である合成石英ガラスを成形加工してなる、1400
℃における粘度が1010ポイズ以上であることを特
徴とするものである。 すなわち、本発明者らは金属不純物含量が少な
く、高温における粘性も高い合成石英ガラス部材
を開発すべく種々検討した結果、アルコキシシラ
ンを強塩基のもとで加水分解して得たシリカを加
熱溶融して得た石英ガラスはAlが1ppm以下、
Fe，Na，Ｋ，Caがそれぞれ0.2ppm以下、Tiが
0.02ppm以下、Li，Ｂ，Ｐ，Asがそれぞれ
0.01ppm以下という純度の高いものとなり、1400
℃における粘性が1010ポイズ以上になるというこ
とを見出し、この製造方法および成形加工法につ
いての研究を進めて本発明を完成させた。 ［作用］ 本発明の石英ガラス部材は上記したようにアル
コキシシランを強塩基性触媒のもとで加水分解し
て得たシリカを加熱焼結して石英ガラスを作り、
これを成形加工してなるものであるが、このアル
コキシシランとしてはテトラメトキシシラン、テ
トラエトキシシラン、テトラプロポキシシラン、
テトラブトキシシラン、メトキシトリエトキシシ
ラン、ジメトキシジエトキシシラン、トリメトキ
シエトキシシランなどが例示されるが、加水分解
反応性、入手のし易さ、価格の点からはテトラメ
トキシシラン、テトラエトキシシランが好ましい
ものとされる。 このアルコキシシランの加水分解は蒸留水に例
えば29重量％のアンモニア水を添加した強アルカ
リ性の水を適温に保持し、これに蒸留などで充分
精製したアルコキシシランを滴下すればよいが、
この加水分解を中性または酸性下に行なうと目的
とする石英ガラスが粘性の低いものとなるのでこ
れは強塩基性のものとすることが必要とされる。 この加水分解によりアルコキシシランはシリカ
球状粒子となり、これを空気中で、300〜1000℃
に加熱し、脱炭後、1500〜2000℃で焼結して石英
ガラスとする。 このようにして得られた石英ガラスは始発材と
してのアルコキシシランが充分精製されたもので
あるので非常に純度が高く、これは例えばAlが
1ppm以下、Fe，Na，Ｋ，Caがそれぞれ0.2ppm
以下、Tiが0.02ppm以下、Li，Ｂ，Ｐ，Asがそ
れぞれ0.01ppm以下のものとなつているし、この
粘性も1400℃における粘度が1010ポイズ以上のも
のとなる。 また、これを粉砕し、粘度を調整してから回転
アーク炎により焼結すればルツボとなるが、この
ようにして作られたルツボを使用すれば高品位の
シリコンをCZ法でも容易に得ることができるし、
このルツボなどは1400℃で1010ポイズ以上の粘性
をもつているのでこれをシリコンの溶融引上げに
使用してもシリコンの物性が低下することがない
という有利性が与えられる。 ［実施例］ つぎに本発明の実施例、比較例をあげる。 実施例、比較例 500のパイレツクス製フラスコに29重量％の
NH4OH150と超純粋50を入れて０℃に冷却
し、これに蒸留精製したテトラメトキシシラン
265を滴下して加水分解させ、得られたシリカ
を遠心脱水器で捕集し、1200℃まで空気中で20時
間昇温し、その後1700℃まで６時間で昇温して焼
結させた。 ついでこれを粉砕後、50〜200＃に篩別し、
HCl，HFで酸処理したのち、アーク炎による回
転溶融装置によつて16インチ（外径406mmφ）の
石英ルツボを成形した（このルツボをルツボＡと
略記する、実施例）。 また、比較のために前記した特開昭60−137892
号公報の実施例１によつて天然石英からの石英ル
ツボ（以下これをルツボＢと略記する、比較例
１）を作ると共に、前記した特開昭61−44793号
公報の実施例１の記載の方法で水晶粉から石英ル
ツボ（以下これをルツボＣと略記する、比較例
２）を作つた。 つぎにこれらのルツボＡ，Ｂ，Ｃをシリコン単
結晶引上炉に設置し、これに60Kgの多結晶シリコ
ンを入れて溶融してから、これにドープ剤として
のＰを含んだ多結晶シリコンまたはＢを含んだ多
結晶シリコンを規定量添加し、これから５インチ
のシリコン単結晶を引上げたところ、ルツボＡ，
Ｂを使用したときには90cmの引上げが可能であつ
たがルツボＣを使用したときには40cmしか引上げ
ることができなかつた。これらのルツボの化学分
析値、1400℃における粘度、OH基含有量は第１
表に示したとおりであり、このようにして得られ
たＢドープ単結晶、Ｐドープ単結晶の引上げ軸方
向およびウエーハ内面の比抵抗均一性については
第２表に示したとおりの結果が得られ、ルツボＡ
を使用した場合はいずれについてもすぐれた結果
を与えた。
℃における粘度が1010ポイズ以上であることを特
徴とするものである。 すなわち、本発明者らは金属不純物含量が少な
く、高温における粘性も高い合成石英ガラス部材
を開発すべく種々検討した結果、アルコキシシラ
ンを強塩基のもとで加水分解して得たシリカを加
熱溶融して得た石英ガラスはAlが1ppm以下、
Fe，Na，Ｋ，Caがそれぞれ0.2ppm以下、Tiが
0.02ppm以下、Li，Ｂ，Ｐ，Asがそれぞれ
0.01ppm以下という純度の高いものとなり、1400
℃における粘性が1010ポイズ以上になるというこ
とを見出し、この製造方法および成形加工法につ
いての研究を進めて本発明を完成させた。 ［作用］ 本発明の石英ガラス部材は上記したようにアル
コキシシランを強塩基性触媒のもとで加水分解し
て得たシリカを加熱焼結して石英ガラスを作り、
これを成形加工してなるものであるが、このアル
コキシシランとしてはテトラメトキシシラン、テ
トラエトキシシラン、テトラプロポキシシラン、
テトラブトキシシラン、メトキシトリエトキシシ
ラン、ジメトキシジエトキシシラン、トリメトキ
シエトキシシランなどが例示されるが、加水分解
反応性、入手のし易さ、価格の点からはテトラメ
トキシシラン、テトラエトキシシランが好ましい
ものとされる。 このアルコキシシランの加水分解は蒸留水に例
えば29重量％のアンモニア水を添加した強アルカ
リ性の水を適温に保持し、これに蒸留などで充分
精製したアルコキシシランを滴下すればよいが、
この加水分解を中性または酸性下に行なうと目的
とする石英ガラスが粘性の低いものとなるのでこ
れは強塩基性のものとすることが必要とされる。 この加水分解によりアルコキシシランはシリカ
球状粒子となり、これを空気中で、300〜1000℃
に加熱し、脱炭後、1500〜2000℃で焼結して石英
ガラスとする。 このようにして得られた石英ガラスは始発材と
してのアルコキシシランが充分精製されたもので
あるので非常に純度が高く、これは例えばAlが
1ppm以下、Fe，Na，Ｋ，Caがそれぞれ0.2ppm
以下、Tiが0.02ppm以下、Li，Ｂ，Ｐ，Asがそ
れぞれ0.01ppm以下のものとなつているし、この
粘性も1400℃における粘度が1010ポイズ以上のも
のとなる。 また、これを粉砕し、粘度を調整してから回転
アーク炎により焼結すればルツボとなるが、この
ようにして作られたルツボを使用すれば高品位の
シリコンをCZ法でも容易に得ることができるし、
このルツボなどは1400℃で1010ポイズ以上の粘性
をもつているのでこれをシリコンの溶融引上げに
使用してもシリコンの物性が低下することがない
という有利性が与えられる。 ［実施例］ つぎに本発明の実施例、比較例をあげる。 実施例、比較例 500のパイレツクス製フラスコに29重量％の
NH4OH150と超純粋50を入れて０℃に冷却
し、これに蒸留精製したテトラメトキシシラン
265を滴下して加水分解させ、得られたシリカ
を遠心脱水器で捕集し、1200℃まで空気中で20時
間昇温し、その後1700℃まで６時間で昇温して焼
結させた。 ついでこれを粉砕後、50〜200＃に篩別し、
HCl，HFで酸処理したのち、アーク炎による回
転溶融装置によつて16インチ（外径406mmφ）の
石英ルツボを成形した（このルツボをルツボＡと
略記する、実施例）。 また、比較のために前記した特開昭60−137892
号公報の実施例１によつて天然石英からの石英ル
ツボ（以下これをルツボＢと略記する、比較例
１）を作ると共に、前記した特開昭61−44793号
公報の実施例１の記載の方法で水晶粉から石英ル
ツボ（以下これをルツボＣと略記する、比較例
２）を作つた。 つぎにこれらのルツボＡ，Ｂ，Ｃをシリコン単
結晶引上炉に設置し、これに60Kgの多結晶シリコ
ンを入れて溶融してから、これにドープ剤として
のＰを含んだ多結晶シリコンまたはＢを含んだ多
結晶シリコンを規定量添加し、これから５インチ
のシリコン単結晶を引上げたところ、ルツボＡ，
Ｂを使用したときには90cmの引上げが可能であつ
たがルツボＣを使用したときには40cmしか引上げ
ることができなかつた。これらのルツボの化学分
析値、1400℃における粘度、OH基含有量は第１
表に示したとおりであり、このようにして得られ
たＢドープ単結晶、Ｐドープ単結晶の引上げ軸方
向およびウエーハ内面の比抵抗均一性については
第２表に示したとおりの結果が得られ、ルツボＡ
を使用した場合はいずれについてもすぐれた結果
を与えた。
【表】
光装置により測定。
＊２ フアイバーエロンゲーシヨン法により
測定。
＊２ フアイバーエロンゲーシヨン法により
測定。
【表】
［発明の効果］
本発明の石英ガラス部材はアルコキシシランを
高アルカリのもとで加水分解して得たシリカを加
熱溶融して得た含有金属不純物が少なく、1400℃
における粘度が1010ポイズ以上であるものである
が、このものはAl，Fe，Na，Ｋ，Li，Ca，Ti，
Ｂ，Ｐ，Asなどの含有量が少なく、1400℃での
粘度も高いので、特に高品位のシリコン半導体の
製造、ドーピングにおいても極微量のドープによ
つて高抵抗の半導体を与えることができるし、不
純物が原因のストリエーシヨンや欠陥が減少する
ので歩留り高く半導体製品を与えることができる
という有利性が与えられる。
高アルカリのもとで加水分解して得たシリカを加
熱溶融して得た含有金属不純物が少なく、1400℃
における粘度が1010ポイズ以上であるものである
が、このものはAl，Fe，Na，Ｋ，Li，Ca，Ti，
Ｂ，Ｐ，Asなどの含有量が少なく、1400℃での
粘度も高いので、特に高品位のシリコン半導体の
製造、ドーピングにおいても極微量のドープによ
つて高抵抗の半導体を与えることができるし、不
純物が原因のストリエーシヨンや欠陥が減少する
ので歩留り高く半導体製品を与えることができる
という有利性が与えられる。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １ アルコキシシランを強塩基性触媒のもとで加
水分解して得たシリカを加熱焼結して得た、含有
金属不純物量が 【表】 である合成石英ガラスを成形加工してなる、1400
℃における粘度が1010ポイズ以上であることを特
徴とする石英ガラス部材。
Priority Applications (4)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4806089A JPH02229735A (ja) | 1989-02-28 | 1989-02-28 | 石英ガラス部材 |
| US07/485,954 US5141786A (en) | 1989-02-28 | 1990-02-27 | Synthetic silica glass articles and a method for manufacturing them |
| EP19900302137 EP0385753A3 (en) | 1989-02-28 | 1990-02-28 | Synthetic silica glass articles and a method for manufacturing them |
| US07/862,799 US5302556A (en) | 1989-02-28 | 1992-04-03 | Synthetic silica glass articles and a method for manufacturing them |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4806089A JPH02229735A (ja) | 1989-02-28 | 1989-02-28 | 石英ガラス部材 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH02229735A JPH02229735A (ja) | 1990-09-12 |
| JPH0531509B2 true JPH0531509B2 (ja) | 1993-05-12 |
Family
ID=12792802
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP4806089A Granted JPH02229735A (ja) | 1989-02-28 | 1989-02-28 | 石英ガラス部材 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH02229735A (ja) |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH0394843A (ja) * | 1989-09-04 | 1991-04-19 | Shin Etsu Chem Co Ltd | 合成石英ガラスるつぼおよびその製造方法 |
| DE102011004532A1 (de) * | 2011-02-22 | 2012-08-23 | Evonik Degussa Gmbh | Hochreines Siliciumdioxidgranulat für Quarzglasanwendungen |
Citations (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS599497A (ja) * | 1982-06-23 | 1984-01-18 | ヴアレオ | 板の上に少くとも１つのチユ−ブを組立てる方法とこの方法を実施するための装置 |
| JPS60137892A (ja) * | 1983-12-26 | 1985-07-22 | Toshiba Ceramics Co Ltd | 石英ガラスルツボ |
| JPS60226418A (ja) * | 1984-04-20 | 1985-11-11 | Nippon Kogaku Kk <Nikon> | 石英ガラス塊の製造方法 |
| JPS6191024A (ja) * | 1984-10-05 | 1986-05-09 | Seiko Epson Corp | 円筒状シリカ系ガラスの製造方法 |
| JPS6296388A (ja) * | 1985-10-23 | 1987-05-02 | Toshiba Ceramics Co Ltd | シリコン単結晶引上用石英ガラスルツボ |
| JPS63166730A (ja) * | 1986-12-27 | 1988-07-09 | Shinetsu Sekiei Kk | 石英ガラスの製造方法 |
| JPH01239082A (ja) * | 1988-03-18 | 1989-09-25 | Komatsu Denshi Kinzoku Kk | 石英ルツボの製法 |
-
1989
- 1989-02-28 JP JP4806089A patent/JPH02229735A/ja active Granted
Patent Citations (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS599497A (ja) * | 1982-06-23 | 1984-01-18 | ヴアレオ | 板の上に少くとも１つのチユ−ブを組立てる方法とこの方法を実施するための装置 |
| JPS60137892A (ja) * | 1983-12-26 | 1985-07-22 | Toshiba Ceramics Co Ltd | 石英ガラスルツボ |
| JPS60226418A (ja) * | 1984-04-20 | 1985-11-11 | Nippon Kogaku Kk <Nikon> | 石英ガラス塊の製造方法 |
| JPS6191024A (ja) * | 1984-10-05 | 1986-05-09 | Seiko Epson Corp | 円筒状シリカ系ガラスの製造方法 |
| JPS6296388A (ja) * | 1985-10-23 | 1987-05-02 | Toshiba Ceramics Co Ltd | シリコン単結晶引上用石英ガラスルツボ |
| JPS63166730A (ja) * | 1986-12-27 | 1988-07-09 | Shinetsu Sekiei Kk | 石英ガラスの製造方法 |
| JPH01239082A (ja) * | 1988-03-18 | 1989-09-25 | Komatsu Denshi Kinzoku Kk | 石英ルツボの製法 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH02229735A (ja) | 1990-09-12 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US5302556A (en) | Synthetic silica glass articles and a method for manufacturing them | |
| US4979973A (en) | Preparation of fused silica glass by hydrolysis of methyl silicate | |
| JP3128451B2 (ja) | 合成石英ガラスの製造方法 | |
| US4294811A (en) | Process for manufacturing Si useful for semiconductor components from quartz sand | |
| JP4181226B2 (ja) | 高純度、高耐熱性石英ガラスの製造方法 | |
| JPH029783A (ja) | 石英ガラスるつぼ | |
| JPS60137892A (ja) | 石英ガラスルツボ | |
| JP2732967B2 (ja) | 高抵抗シリコンウエハ−の製造方法 | |
| JPH0531509B2 (ja) | ||
| Safarian | Thermochemical Aspects of Boron and Phosphorus Distribution Between Silicon and BaO-SiO 2 and CaO-BaO-SiO 2 lags | |
| JP7047688B2 (ja) | 多結晶シリコンロッドの製造方法 | |
| JP3672592B2 (ja) | 合成石英ガラス部材の製造方法 | |
| JPH08183621A (ja) | 高純度、高耐熱性シリカガラスの製造方法 | |
| JPH0450262B2 (ja) | ||
| JPH0848532A (ja) | 高粘性合成石英ガラス部材およびその製造方法 | |
| JPH08239231A (ja) | 石英ルツボの製造方法 | |
| JP3123696B2 (ja) | 石英ガラス坩堝の製造方法 | |
| JPH0840735A (ja) | 合成石英ガラスルツボの製造方法 | |
| CN102227374B (zh) | n型太阳能电池用硅及添加有磷的硅的制造方法 | |
| JP4297578B2 (ja) | 不透明石英ガラスの製造方法 | |
| JP7379054B2 (ja) | 石英ガラスるつぼの製造方法および光学ガラス溶融用石英ガラスるつぼ | |
| JPH0624993B2 (ja) | 石英ガラスの製造方法 | |
| JP3121733B2 (ja) | 高純度合成クリストバライト粉、その製造方法及びシリカガラス | |
| JP2723643B2 (ja) | 合成石英ガラスルツボの製造方法 | |
| JPH0264027A (ja) | 石英ガラスの製造方法 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20080512 Year of fee payment: 15 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20090512 Year of fee payment: 16 |
|
| EXPY | Cancellation because of completion of term | ||
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20090512 Year of fee payment: 16 |