JPH0791160B2 - 半導体製造用石英ガラス部材 - Google Patents
半導体製造用石英ガラス部材Info
- Publication number
- JPH0791160B2 JPH0791160B2 JP4696287A JP4696287A JPH0791160B2 JP H0791160 B2 JPH0791160 B2 JP H0791160B2 JP 4696287 A JP4696287 A JP 4696287A JP 4696287 A JP4696287 A JP 4696287A JP H0791160 B2 JPH0791160 B2 JP H0791160B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- quartz glass
- glass member
- ppm
- layer
- semiconductor
- 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 - Fee Related
Links
Classifications
-
- 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
-
- 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
- C03B32/00—Thermal after-treatment of glass products not provided for in groups C03B19/00, C03B25/00 - C03B31/00 or C03B37/00, e.g. crystallisation, eliminating gas inclusions or other impurities; Hot-pressing vitrified, non-porous, shaped glass products
- C03B32/02—Thermal crystallisation, e.g. for crystallising glass bodies into glass-ceramic articles
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C03—GLASS; MINERAL OR SLAG WOOL
- C03C—CHEMICAL COMPOSITION OF GLASSES, GLAZES OR VITREOUS ENAMELS; SURFACE TREATMENT OF GLASS; SURFACE TREATMENT OF FIBRES OR FILAMENTS MADE FROM GLASS, MINERALS OR SLAGS; JOINING GLASS TO GLASS OR OTHER MATERIALS
- C03C1/00—Ingredients generally applicable to manufacture of glasses, glazes, or vitreous enamels
- C03C1/02—Pretreated ingredients
- C03C1/022—Purification of silica sand or other minerals
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Materials Engineering (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Dispersion Chemistry (AREA)
- Manufacturing & Machinery (AREA)
- General Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Thermal Sciences (AREA)
- Crystallography & Structural Chemistry (AREA)
- Ceramic Engineering (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- General Chemical & Material Sciences (AREA)
- Geochemistry & Mineralogy (AREA)
- Glass Melting And Manufacturing (AREA)
- Re-Forming, After-Treatment, Cutting And Transporting Of Glass Products (AREA)
- Surface Treatment Of Glass (AREA)
- Glass Compositions (AREA)
- Crystals, And After-Treatments Of Crystals (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本発明は半導体を製造するのに用いられるルツボ、炉芯
管等の石英ガラス部材に関する。
管等の石英ガラス部材に関する。
［従来の技術］ 従来、半導体デバイスを製造するにあたり、単結晶引上
げプロセスやウェハ熱処理プロセスでは、耐熱性及び純
度の観点から、主に石英ガラス製のルツボや炉芯管が使
用されている。しかし、従来の石英ガラス部材は高温で
粘性が低下して変形しやすく、長時間の使用が不可能で
あった。
げプロセスやウェハ熱処理プロセスでは、耐熱性及び純
度の観点から、主に石英ガラス製のルツボや炉芯管が使
用されている。しかし、従来の石英ガラス部材は高温で
粘性が低下して変形しやすく、長時間の使用が不可能で
あった。
このような石英ガラス部材の変形を防止するための技術
として以下のようなものが知られている。
として以下のようなものが知られている。
石英ガラス部材の外側にクリストバライト層を被覆
する技術（特公昭47−1477号、特開昭49−59818号）。
なお、このような石英ガラス部材を得るためには、クリ
ストバライト層を生成させるための核形成原子として、
高温下でのSiO2中における拡散係数がNaよりも小さい元
素、例えばZn,Mg,Ca,Zr,Sn,,B,Al,P,Sbを添加してい
る。
する技術（特公昭47−1477号、特開昭49−59818号）。
なお、このような石英ガラス部材を得るためには、クリ
ストバライト層を生成させるための核形成原子として、
高温下でのSiO2中における拡散係数がNaよりも小さい元
素、例えばZn,Mg,Ca,Zr,Sn,,B,Al,P,Sbを添加してい
る。
石英ガラス管の内側を透明石英層、外側を結晶質石
英焼結層とする技術（特公昭60−11802号）。
英焼結層とする技術（特公昭60−11802号）。
これらの技術は、ではクリストバライト層、では結
晶質石英焼結体をそれぞれ設けることにより、石英ガラ
ス部材の熱的変形を防止しようとするものである。
晶質石英焼結体をそれぞれ設けることにより、石英ガラ
ス部材の熱的変形を防止しようとするものである。
［発明が解決しようとする問題点］ しかしながら、こうした従来の石英ガラス部材には以下
のような問題がある。
のような問題がある。
すなわち、の技術では、クリストバライト層を形成す
るために添加された不純物が半導体に取込まれてその物
性に影響を与えることが問題となる。特に、半導体単結
晶を引上げるルツボとして用いた場合には、単結晶に混
入する不純物が無視できないほど多くなるため、使用不
可能である。また、このような不純物は石英ガラス中に
混入すると、網目形成イオン又は網目修飾イオンとなっ
てSiO2の結合を弱めるので、添加量が多すぎると粘性が
低下して逆効果となる。更に、石英ガラス部材の外面側
表面層に、高濃度に不純物を含むクリストバライト層を
形成した場合、使用に際してヒートサイクルを受ける
と、石英ガラスとクリストバライト層との熱膨張の差に
より表面層が剥離しやすく、半導体物質の汚染の原因に
なるという問題もある。
るために添加された不純物が半導体に取込まれてその物
性に影響を与えることが問題となる。特に、半導体単結
晶を引上げるルツボとして用いた場合には、単結晶に混
入する不純物が無視できないほど多くなるため、使用不
可能である。また、このような不純物は石英ガラス中に
混入すると、網目形成イオン又は網目修飾イオンとなっ
てSiO2の結合を弱めるので、添加量が多すぎると粘性が
低下して逆効果となる。更に、石英ガラス部材の外面側
表面層に、高濃度に不純物を含むクリストバライト層を
形成した場合、使用に際してヒートサイクルを受ける
と、石英ガラスとクリストバライト層との熱膨張の差に
より表面層が剥離しやすく、半導体物質の汚染の原因に
なるという問題もある。
一方、の技術では、軟化による変形は防止できるが、
外側が未溶融部分を残した結晶質石英焼結層（α−クォ
ーツ）であるため、ポーラスであり、熱サイクルを受け
るとα−クォーツと石英ガラスとの熱膨張差からクラッ
クが発生して剥離し、使用に耐えるものではない。
外側が未溶融部分を残した結晶質石英焼結層（α−クォ
ーツ）であるため、ポーラスであり、熱サイクルを受け
るとα−クォーツと石英ガラスとの熱膨張差からクラッ
クが発生して剥離し、使用に耐えるものではない。
本発明は上記問題点を解決するためになされたものであ
り、使用による変形やクラックの発生を防止することが
でき、しかも半導体物性に悪影響を与えることがない半
導体製造用石英ガラス部材を提供することを目的とす
る。
り、使用による変形やクラックの発生を防止することが
でき、しかも半導体物性に悪影響を与えることがない半
導体製造用石英ガラス部材を提供することを目的とす
る。
［問題点を解決するための手段］ 本発明の半導体製造用石英ガラス部材は、アルカリ金属
であるNa,K,Liの総含有量が2ppm以下、他の金属不純物
の総含有量が30ppm以下であり、少なくとも外側表面に
クリストバライト層を、単位体積当り0.5〜２重量％の
割合で形成したことを特徴とするものである。
であるNa,K,Liの総含有量が2ppm以下、他の金属不純物
の総含有量が30ppm以下であり、少なくとも外側表面に
クリストバライト層を、単位体積当り0.5〜２重量％の
割合で形成したことを特徴とするものである。
このような石英ガラス部材は以下のようにして製造する
ことができる。すなわち、石英原料を粉砕して精製し、
金属不純物の総含有量を30ppm以下とした後、溶融状態
で12時間以上保持してアルカリ金属を飛散させる。次い
で、所定形状（例えばルツボや炉芯管）に成形した後、
高温で長時間加熱することにより、少なくとも外側表面
にクリストバライト層を生成させる。この場合、加熱温
度や加熱時間を変化させることにより、容易にクリスト
バライト層の生成量を制御することができる。なお、加
熱温度は、1000〜1500℃、加熱時間は0.5〜12時間であ
ることが望ましい。
ことができる。すなわち、石英原料を粉砕して精製し、
金属不純物の総含有量を30ppm以下とした後、溶融状態
で12時間以上保持してアルカリ金属を飛散させる。次い
で、所定形状（例えばルツボや炉芯管）に成形した後、
高温で長時間加熱することにより、少なくとも外側表面
にクリストバライト層を生成させる。この場合、加熱温
度や加熱時間を変化させることにより、容易にクリスト
バライト層の生成量を制御することができる。なお、加
熱温度は、1000〜1500℃、加熱時間は0.5〜12時間であ
ることが望ましい。
本発明において、アルカリ金属Na,K,Liの総含有量を2pp
m以下としたのは、下記のような理由による。すなわ
ち、アルカリ金属は拡散しやすいので、2ppmを超えると
処理すべき半導体物質を汚染するおそれが大きい。ま
た、アルカリ金属が2ppmを超えるとSiO2の結合を弱め、
粘性を低下させる。更に、アルカリ金属は拡散しやす
く、かつクリストバライト層の生成を助長するので、ア
ルカリ金属が2ppmを超えるとクリストバライトの量を0.
5〜２％に制御することが困難になる。
m以下としたのは、下記のような理由による。すなわ
ち、アルカリ金属は拡散しやすいので、2ppmを超えると
処理すべき半導体物質を汚染するおそれが大きい。ま
た、アルカリ金属が2ppmを超えるとSiO2の結合を弱め、
粘性を低下させる。更に、アルカリ金属は拡散しやす
く、かつクリストバライト層の生成を助長するので、ア
ルカリ金属が2ppmを超えるとクリストバライトの量を0.
5〜２％に制御することが困難になる。
また、他の金属不純物の総含有量を30ppm以下としたの
は、30ppmを超えると石英ガラス中のSiO2の結合を弱
め、粘性が高くならないためである。
は、30ppmを超えると石英ガラス中のSiO2の結合を弱
め、粘性が高くならないためである。
また、クリストバライト層を単位体積当り0.5〜２重量
％の割合で形成するのは下記の理由による。すなわち、
0.5重量％未満では石英ガラス部材の粘性を高くするこ
とがほとんどできない。一方、２重量％を超えると石英
ガラスとクリストバライト層との熱膨張の差から表面層
が剥離しやすくなり、半導体物質の汚染の原因となる。
また、石英ガラスの歪が大きくなり、石英ガラス部材の
機械的強度が低下する。
％の割合で形成するのは下記の理由による。すなわち、
0.5重量％未満では石英ガラス部材の粘性を高くするこ
とがほとんどできない。一方、２重量％を超えると石英
ガラスとクリストバライト層との熱膨張の差から表面層
が剥離しやすくなり、半導体物質の汚染の原因となる。
また、石英ガラスの歪が大きくなり、石英ガラス部材の
機械的強度が低下する。
［作用］ 本発明の半導体製造用石英ガラス部材によれば、アルカ
リ金属及びその他の金属不純物の総含有量が低く、かつ
少なくとも外側表面に単位体積当り0.5〜２重量％の割
合でクリストバライト層が形成されているので、処理す
べき半導体物質の特性に悪影響を与えることなく、しか
も粘性の向上により使用時の変形を低減することができ
る。
リ金属及びその他の金属不純物の総含有量が低く、かつ
少なくとも外側表面に単位体積当り0.5〜２重量％の割
合でクリストバライト層が形成されているので、処理す
べき半導体物質の特性に悪影響を与えることなく、しか
も粘性の向上により使用時の変形を低減することができ
る。
［実施例］ 以下、本発明の実施例を説明する。
実施例１、２及び比較例１、２ まず、天然水晶を微粉砕し、篩別した後、精製処理して
金属不純物の総含有量が30ppm以下の精製粉を得た。次
に、この精製粉を溶融した状態で12時間保持し、アルカ
リ金属を飛散させた。つづいて、成形を行ない、管状の
石英ガラス体を得た。次いで、石英ガラス体の表面層に
クリストバライト層を生成させるために、それぞれ1500
℃、1400℃、1350℃、1300℃で６時間熱処理した。
金属不純物の総含有量が30ppm以下の精製粉を得た。次
に、この精製粉を溶融した状態で12時間保持し、アルカ
リ金属を飛散させた。つづいて、成形を行ない、管状の
石英ガラス体を得た。次いで、石英ガラス体の表面層に
クリストバライト層を生成させるために、それぞれ1500
℃、1400℃、1350℃、1300℃で６時間熱処理した。
比較例３ インド産の珪石を微粉砕し、篩別した後、精製処理して
金属不純物の総含有量が約80ppm以下の精製粉を得た。
次に、この精製粉を真空中、1900℃で溶融した状態で６
時間保持した後、成形を行ない、管状の石英ガラス体を
得た。次いで、石英ガラス体の表面層にクリストバライ
ト層を生成させるために1300℃で６時間熱処理した。
金属不純物の総含有量が約80ppm以下の精製粉を得た。
次に、この精製粉を真空中、1900℃で溶融した状態で６
時間保持した後、成形を行ない、管状の石英ガラス体を
得た。次いで、石英ガラス体の表面層にクリストバライ
ト層を生成させるために1300℃で６時間熱処理した。
以上のようにして得られた石英ガラス体（実施例１、２
及び比較例１〜３）のアルカリ金属の総含有量、アルカ
リ金属以外の金属不純物の総含有量、クリストバライト
層の含有量及び1200℃における粘性を調べた結果を下記
表に一括して示す。
及び比較例１〜３）のアルカリ金属の総含有量、アルカ
リ金属以外の金属不純物の総含有量、クリストバライト
層の含有量及び1200℃における粘性を調べた結果を下記
表に一括して示す。
上記表から明らかなように、実施例１、２のように、ク
リストバライト層の含有量が適当である場合には、機械
的強度の低下及び表面層の剥離を招くことなく、使用時
に高い粘性を有し、また不純物の含有量も低いので半導
体物質の製造プロセスにおいて半導体物質の特性に何ら
悪影響を与えることがない。
リストバライト層の含有量が適当である場合には、機械
的強度の低下及び表面層の剥離を招くことなく、使用時
に高い粘性を有し、また不純物の含有量も低いので半導
体物質の製造プロセスにおいて半導体物質の特性に何ら
悪影響を与えることがない。
［発明の効果］ 以上詳述したように本発明の半導体製造用石英ガラス部
材によれば、処理すべき半導体物質の特性に悪影響を与
えることなく、しかも粘性の向上により使用時に変形を
低減することができる等顕著な効果を奏するものであ
る。
材によれば、処理すべき半導体物質の特性に悪影響を与
えることなく、しかも粘性の向上により使用時に変形を
低減することができる等顕著な効果を奏するものであ
る。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 庁内整理番号 ＦＩ 技術表示箇所 Ｈ０１Ｌ 21/22 ５０１ Ｍ ５１１ Ｍ
Claims (1)
- 【請求項１】アルカリ金属であるNa,K,Liの総含有量が2
ppm以下、他の金属不純物の総含有量が30ppm以下であ
り、少なくとも外側表面にクリストバライト層を、単位
体積当り0.5〜２重量％の割合で形成したことを特徴と
する半導体製造用石英ガラス部材。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4696287A JPH0791160B2 (ja) | 1987-03-02 | 1987-03-02 | 半導体製造用石英ガラス部材 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4696287A JPH0791160B2 (ja) | 1987-03-02 | 1987-03-02 | 半導体製造用石英ガラス部材 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS63215600A JPS63215600A (ja) | 1988-09-08 |
| JPH0791160B2 true JPH0791160B2 (ja) | 1995-10-04 |
Family
ID=12761902
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP4696287A Expired - Fee Related JPH0791160B2 (ja) | 1987-03-02 | 1987-03-02 | 半導体製造用石英ガラス部材 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0791160B2 (ja) |
Families Citing this family (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2701079B2 (ja) * | 1990-01-12 | 1998-01-21 | 信越石英株式会社 | 半導体製造用のシリカガラス管状部材の製造方法 |
| JP2005255488A (ja) * | 2004-03-12 | 2005-09-22 | Komatsu Electronic Metals Co Ltd | 石英るつぼおよび石英るつぼを用いた半導体単結晶製造方法 |
| DE102007004242B4 (de) * | 2007-01-23 | 2018-01-04 | Schott Ag | Verfahren zum Herstellen eines Formkörpers aus Quarzglas durch Sintern, Formkörper und Verwendung des Formkörpers |
-
1987
- 1987-03-02 JP JP4696287A patent/JPH0791160B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS63215600A (ja) | 1988-09-08 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US2971853A (en) | Ceramic body and method of making it | |
| US4665039A (en) | Porous glass, process for its production and glass material used for the production | |
| US3804608A (en) | Method for making glass ceramic materials | |
| JP2871163B2 (ja) | 無アルカリガラス | |
| US3253975A (en) | Glass body having a semicrystalline surface layer and method of making it | |
| US2998675A (en) | Glass body having a semicrystalline surface layer and method of making it | |
| US3238085A (en) | Process for manufacturing ceramiclike products from glass by microscopic crystallization | |
| US4102666A (en) | Method of surface crystallizing quartz | |
| JP2905529B2 (ja) | ディオプサイド系天然大理石様結晶化ガラスの製造方法 | |
| US3519445A (en) | Al2o3-p2o5-b2o3 glass-ceramic articles and methods | |
| CN1944300B (zh) | 低膨胀系数微晶玻璃及其热处理方法 | |
| US3467534A (en) | Barium silicate glass-ceramic body and method of making it | |
| JPS6253454B2 (ja) | ||
| US3754881A (en) | Art of producing inorganic bodies having at least a surface layer which is semicrystalline | |
| JPS62212234A (ja) | ガラスの製造法 | |
| US3287095A (en) | Manufacture of glass | |
| JPH0791160B2 (ja) | 半導体製造用石英ガラス部材 | |
| JPS63236723A (ja) | 半導体工業用石英ガラス製品 | |
| US3834911A (en) | Glass composition and method of making | |
| JPH0432020B2 (ja) | ||
| JPS62212236A (ja) | ガラスの製造法 | |
| EP0174851B1 (en) | Porous titanate glass and a method of producing it | |
| JPH0575703B2 (ja) | ||
| JPH0450734B2 (ja) | ||
| JP2000159593A (ja) | 石英ガラスるつぼの製造方法 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| 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 |
|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees | ||
| S111 | Request for change of ownership or part of ownership |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R313111 |
|
| R371 | Transfer withdrawn |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R371 |