JPH0848532A - 高粘性合成石英ガラス部材およびその製造方法 - Google Patents
高粘性合成石英ガラス部材およびその製造方法Info
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- JPH0848532A JPH0848532A JP18319594A JP18319594A JPH0848532A JP H0848532 A JPH0848532 A JP H0848532A JP 18319594 A JP18319594 A JP 18319594A JP 18319594 A JP18319594 A JP 18319594A JP H0848532 A JPH0848532 A JP H0848532A
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Abstract
(57)【要約】 （修正有）
【目的】 本発明はシリコン単結晶引き上げ用ルツボな
どに使用できる高粘性合成石英ガラス部材およびその製
造方法の提供を目的とするものである。 【構成】 本発明の高粘性合成石英ガラス部材は、水素
分子含有量が１×1016molecules/cm3 以上で、歪点が
1,130℃以上、ＯＨ基含有量が１ppm 以下、塩素含有量
が１ppm 以下であることを特徴とするものであり、この
製造方法はシラン化合物の直接火炎法によって製造され
た、水素分子含有量が１×1017molecules/cm3 以上であ
る合成石英ガラス部材を粉砕、粒度調整、洗浄の各工程
を経て合成石英ガラス粉としたのち、これを真空下に
1,500〜 1,900℃で電気溶融し、成型してなることを特
徴とするものである。
どに使用できる高粘性合成石英ガラス部材およびその製
造方法の提供を目的とするものである。 【構成】 本発明の高粘性合成石英ガラス部材は、水素
分子含有量が１×1016molecules/cm3 以上で、歪点が
1,130℃以上、ＯＨ基含有量が１ppm 以下、塩素含有量
が１ppm 以下であることを特徴とするものであり、この
製造方法はシラン化合物の直接火炎法によって製造され
た、水素分子含有量が１×1017molecules/cm3 以上であ
る合成石英ガラス部材を粉砕、粒度調整、洗浄の各工程
を経て合成石英ガラス粉としたのち、これを真空下に
1,500〜 1,900℃で電気溶融し、成型してなることを特
徴とするものである。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は高粘度合成石英ガラス部
材、特にはシリコン単結晶引き上げ用石英ルツボ、半導
体治具用石英ガラス部材などとして有用とされる高粘度
合成石英ガラス部材およびその製造方法に関するもので
ある。
材、特にはシリコン単結晶引き上げ用石英ルツボ、半導
体治具用石英ガラス部材などとして有用とされる高粘度
合成石英ガラス部材およびその製造方法に関するもので
ある。
【０００２】
【従来の技術】シリコン単結晶引き上げ用ルツボは、合
成石英ガラスでは高温耐熱性が劣るため使用できないこ
とから、水晶などの天然石英ガラス粉を塩酸雰囲気下で
加熱して純化処理し、Ｆｅ、Ｃｕ、Ｎｉ、Ｚｎなどの金
属不純物類を減少させたのち、電気アーク炎で溶融して
ルツボを形成するという方法で製作されている。しか
し、この天然石英ガラス製のルツボは純化処理に限界が
あってこれは１ppm 〜10ppm 程度までであり、例えば18
インチφ以上の石英ルツボでシリコン単結晶を引き上げ
ると、シリコン単結晶中に欠陥が生じ易く、ＯＳＦと称
する固有欠陥などの発生率も一定せず、シリコン単結晶
の製造歩留りが低下してしまい、その原因も特定できな
いという不利が生じている。
成石英ガラスでは高温耐熱性が劣るため使用できないこ
とから、水晶などの天然石英ガラス粉を塩酸雰囲気下で
加熱して純化処理し、Ｆｅ、Ｃｕ、Ｎｉ、Ｚｎなどの金
属不純物類を減少させたのち、電気アーク炎で溶融して
ルツボを形成するという方法で製作されている。しか
し、この天然石英ガラス製のルツボは純化処理に限界が
あってこれは１ppm 〜10ppm 程度までであり、例えば18
インチφ以上の石英ルツボでシリコン単結晶を引き上げ
ると、シリコン単結晶中に欠陥が生じ易く、ＯＳＦと称
する固有欠陥などの発生率も一定せず、シリコン単結晶
の製造歩留りが低下してしまい、その原因も特定できな
いという不利が生じている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】そのため、この石英ガ
ラス製のシリコン単結晶引き上げ用ルツボについては、
ゾル・ゲル法で作製した高純度、高粘度合成石英ガラス
粉を原料として合成石英ガラスルツボを形成する方法が
提案されており（特開平 2-80329公報参照）、この合成
石英ガラスは天然石英ガラスよりも金属不純物量が少な
いことから、引き上げられたシリコン単結晶中の不純物
量は従来品より減少するけれども、それでもまだ結晶中
の欠陥量がそれ程抑制されないという問題点がある。
ラス製のシリコン単結晶引き上げ用ルツボについては、
ゾル・ゲル法で作製した高純度、高粘度合成石英ガラス
粉を原料として合成石英ガラスルツボを形成する方法が
提案されており（特開平 2-80329公報参照）、この合成
石英ガラスは天然石英ガラスよりも金属不純物量が少な
いことから、引き上げられたシリコン単結晶中の不純物
量は従来品より減少するけれども、それでもまだ結晶中
の欠陥量がそれ程抑制されないという問題点がある。
【０００４】
【課題を解決するための手段】本発明はこのような不
利、問題点を解決した高粘度合成石英ガラス部材および
その製造方法に関するものであり、この高粘度合成石英
ガラス部材は水素分子含有量がラマン分光光度計を用い
た励起波長 488nmのＡｒレーザ光で出力700mＷ、ホトマ
ルＲ943-02（浜松ホトニクス社製）を使用するフォトカ
ウンティング法で行なった際の検出限界である１×1016
molecules/cm3 以上で、歪点が 1,130℃以上、ＯＨ基含
有量が１ppm 以下、塩素含有量が１ppm 以下であること
を特徴とするものであり、この製造方法はシラン化合物
の直接火炎法によって製造された、水素分子含有量が１
×1017molecules/cm3 以上である合成石英ガラス部材を
粉砕、粒度調整、洗浄の各工程を経て合成石英ガラス粉
としたのち、これを真空下に1,500〜 1,900℃で電気溶
融し、成型してなることを特徴とするものである。
利、問題点を解決した高粘度合成石英ガラス部材および
その製造方法に関するものであり、この高粘度合成石英
ガラス部材は水素分子含有量がラマン分光光度計を用い
た励起波長 488nmのＡｒレーザ光で出力700mＷ、ホトマ
ルＲ943-02（浜松ホトニクス社製）を使用するフォトカ
ウンティング法で行なった際の検出限界である１×1016
molecules/cm3 以上で、歪点が 1,130℃以上、ＯＨ基含
有量が１ppm 以下、塩素含有量が１ppm 以下であること
を特徴とするものであり、この製造方法はシラン化合物
の直接火炎法によって製造された、水素分子含有量が１
×1017molecules/cm3 以上である合成石英ガラス部材を
粉砕、粒度調整、洗浄の各工程を経て合成石英ガラス粉
としたのち、これを真空下に1,500〜 1,900℃で電気溶
融し、成型してなることを特徴とするものである。
【０００５】すなわち、本発明者らはシリコン単結晶引
き上げ用ルツボに使用し得る高温における粘度の高い合
成石英ガラス部材を開発すべく種々検討した結果、これ
についてはこの合成石英ガラス部材を水素分子含有量が
１×1016molecules/cm3 以上で歪点が 1,130℃以上、Ｏ
Ｈ基含有量、塩素含有量がいずれも１ppm 以下のものと
すると、このものは高純度で高温における粘度が例えば
1,400℃で1010ポイズ以上となることを見出し、したが
ってこれをシリコン単結晶引き上げ用ルツボ材とするこ
とができることを確認した。また、この製造方法につい
ては、公知のシラン化合物の直接火炎法によって製造し
た水素分子含有量が１×1017molecules/cm3 以上である
合成石英ガラス部材を粉砕して得た合成石英ガラス粉
を、真空下に 1,500〜 1,900℃で電気溶融し、成型すれ
ばこのような物性をもつ合成石英ガラス部材を容易に得
ることを見出して本発明を完成させた。以下にこれをさ
らに詳述する。
き上げ用ルツボに使用し得る高温における粘度の高い合
成石英ガラス部材を開発すべく種々検討した結果、これ
についてはこの合成石英ガラス部材を水素分子含有量が
１×1016molecules/cm3 以上で歪点が 1,130℃以上、Ｏ
Ｈ基含有量、塩素含有量がいずれも１ppm 以下のものと
すると、このものは高純度で高温における粘度が例えば
1,400℃で1010ポイズ以上となることを見出し、したが
ってこれをシリコン単結晶引き上げ用ルツボ材とするこ
とができることを確認した。また、この製造方法につい
ては、公知のシラン化合物の直接火炎法によって製造し
た水素分子含有量が１×1017molecules/cm3 以上である
合成石英ガラス部材を粉砕して得た合成石英ガラス粉
を、真空下に 1,500〜 1,900℃で電気溶融し、成型すれ
ばこのような物性をもつ合成石英ガラス部材を容易に得
ることを見出して本発明を完成させた。以下にこれをさ
らに詳述する。
【０００６】
【作用】本発明は高温における粘性の高い高粘性合成石
英ガラス部材およびその製造方法に関するものであり、
この高粘性合成石英ガラス部材は前記したように、水素
分子含有量が１×1016molecules/cm3 以上で歪点が 1,1
30℃以上、水酸基含有量および塩素含有量が１ppm 以下
であることを特徴とするものであり、この製造方法は水
素分子含有量が１×1017molecules/cm3 以上であるシラ
ン化合物の直接火炎法で製造された合成石英ガラス部材
を粉砕した合成石英ガラス粉末を真空下で1,500〜 1,90
0℃で電気溶融し、成型することを特徴とするものであ
るが、この合成石英ガラス部材には 1,400℃における粘
度が1010ポイズ以上になるという高粘性をもつものにな
るので、シリコン単結晶引き上げ用ルツボ、半導体治具
用部材として使用することができ、この製造方法によれ
ばこのような物性をもつ合成石英ガラス部材を容易に得
ることができるという有利性が与えられる。
英ガラス部材およびその製造方法に関するものであり、
この高粘性合成石英ガラス部材は前記したように、水素
分子含有量が１×1016molecules/cm3 以上で歪点が 1,1
30℃以上、水酸基含有量および塩素含有量が１ppm 以下
であることを特徴とするものであり、この製造方法は水
素分子含有量が１×1017molecules/cm3 以上であるシラ
ン化合物の直接火炎法で製造された合成石英ガラス部材
を粉砕した合成石英ガラス粉末を真空下で1,500〜 1,90
0℃で電気溶融し、成型することを特徴とするものであ
るが、この合成石英ガラス部材には 1,400℃における粘
度が1010ポイズ以上になるという高粘性をもつものにな
るので、シリコン単結晶引き上げ用ルツボ、半導体治具
用部材として使用することができ、この製造方法によれ
ばこのような物性をもつ合成石英ガラス部材を容易に得
ることができるという有利性が与えられる。
【０００７】まず、本発明者らはシリコン単結晶中に欠
陥として存在するシリコンのダングリングボンド（Ｓｉ
・）によるライフタイム低下の抑制を図る方法について
検討した結果、これについてはシリコン中に水素分子を
存在させると結晶欠陥としてのダングリングボンドに水
素分子が入り込んで Si・ + 1/2H2 → Si-H となるので欠陥部分が補えることを見出し、このときの
シリコン中の水素分子の導入はシリコンと接触する石英
ガラス表面からシリコン結晶中に拡散させることが可能
であることから、合成石英ガラス部材は水素分子を含有
させることが必要とされるが、石英ガラスからシリコン
単結晶中に熱拡散させるための水素分子含有量は１×10
16molecules/cm3 以上、好ましくは１×1017molecules/
cm3 以上とすればよいことが判った。
陥として存在するシリコンのダングリングボンド（Ｓｉ
・）によるライフタイム低下の抑制を図る方法について
検討した結果、これについてはシリコン中に水素分子を
存在させると結晶欠陥としてのダングリングボンドに水
素分子が入り込んで Si・ + 1/2H2 → Si-H となるので欠陥部分が補えることを見出し、このときの
シリコン中の水素分子の導入はシリコンと接触する石英
ガラス表面からシリコン結晶中に拡散させることが可能
であることから、合成石英ガラス部材は水素分子を含有
させることが必要とされるが、石英ガラスからシリコン
単結晶中に熱拡散させるための水素分子含有量は１×10
16molecules/cm3 以上、好ましくは１×1017molecules/
cm3 以上とすればよいことが判った。
【０００８】この水素分子含有合成石英ガラス部材の製
造方法については、シラン化合物の酸水素火炎中での火
炎加水分解で発生したシリカ微粒子を耐熱性担体上に堆
積して多孔質シリカ母材を形成させ、これを電気炉で溶
融ガラス化するスート法では水素分子含有量が１×1016
molecules/cm3 以下となるので、この水素分子含有量を
増加させるために高圧水素雰囲気下で加熱処理するとコ
ストの高いものとなり、処理量も制約されるために工業
的でなくなるし、プラズマ炎を利用したプラズマ法では
製造プロセス中に水素が関与する過程がないために水素
分子は殆ど含有されず、エステルシランの加水分解によ
るゾル・ゲル法でも水素分子は含有されない。
造方法については、シラン化合物の酸水素火炎中での火
炎加水分解で発生したシリカ微粒子を耐熱性担体上に堆
積して多孔質シリカ母材を形成させ、これを電気炉で溶
融ガラス化するスート法では水素分子含有量が１×1016
molecules/cm3 以下となるので、この水素分子含有量を
増加させるために高圧水素雰囲気下で加熱処理するとコ
ストの高いものとなり、処理量も制約されるために工業
的でなくなるし、プラズマ炎を利用したプラズマ法では
製造プロセス中に水素が関与する過程がないために水素
分子は殆ど含有されず、エステルシランの加水分解によ
るゾル・ゲル法でも水素分子は含有されない。
【０００９】しかし、これについてはシラン化合物の酸
水素火炎中での火炎加水分解で発生したシリカを耐熱性
担体上に堆積させると共に溶融ガラス化する直接法によ
って合成石英ガラス部材を製造すると、この水素分子含
有量が１×1017molecules/cm3 以上になることが判った
ので、本発明による合成石英ガラス部材の製造はこのシ
ラン化合物の直接火炎法によって行なうことが必要とさ
れ、これによれば水素分子含有量が１×1018molecules/
cm3 以上のものも得ることができる。なお、この場合使
用する原料ガスとしてのけい素化合物は、SiH4、H2SiCl
2 、HSiCl3、SiCl4 、SiF4、CH3SiCl3、(CH3)2SiCl2 、
Si(CH3)4、Si(OCH3)4 、CH3Si(OCH3)3、HSi(OCH3)3、Si
(OC2H5)4、CH3Si(OC2H5)3 などが例示されるが、これら
については安価で容易に入手することができ、危険性も
少なく、揮発性に富み、排ガス処理も容易であるという
ことから、工業的には SiCl4、好ましくはSi(OCH3)4 、
CH3Si(OCH3)3、CH3SiCl3を選択することがよい。
水素火炎中での火炎加水分解で発生したシリカを耐熱性
担体上に堆積させると共に溶融ガラス化する直接法によ
って合成石英ガラス部材を製造すると、この水素分子含
有量が１×1017molecules/cm3 以上になることが判った
ので、本発明による合成石英ガラス部材の製造はこのシ
ラン化合物の直接火炎法によって行なうことが必要とさ
れ、これによれば水素分子含有量が１×1018molecules/
cm3 以上のものも得ることができる。なお、この場合使
用する原料ガスとしてのけい素化合物は、SiH4、H2SiCl
2 、HSiCl3、SiCl4 、SiF4、CH3SiCl3、(CH3)2SiCl2 、
Si(CH3)4、Si(OCH3)4 、CH3Si(OCH3)3、HSi(OCH3)3、Si
(OC2H5)4、CH3Si(OC2H5)3 などが例示されるが、これら
については安価で容易に入手することができ、危険性も
少なく、揮発性に富み、排ガス処理も容易であるという
ことから、工業的には SiCl4、好ましくはSi(OCH3)4 、
CH3Si(OCH3)3、CH3SiCl3を選択することがよい。
【００１０】また、この方法で製造された合成石英ガラ
ス部材は通常水酸基を 200〜1,200ppm、塩素を50〜200p
pm含有しているが、この水酸基、塩素は合成石英ガラス
部材の高温粘性を低下させる要因となるものであること
から、これらはいずれも１ppm 以下に低下させることが
必要とされる。そのため、本発明においてはこの合成石
英ガラス部材を粉砕、篩別して粒度が600μｍ以下、好
ましくは 100〜 600μｍのものとしてから、必要に応じ
精製、例えば磁選したのち、真空中、例えば10-2Torr以
下において、 1,000〜 1,200℃に加熱して吸着水分を蒸
発させ、ついで昇温して 1,500〜 1,900℃という高温で
溶融すると、水酸基含有量および塩素含有量がいずれも
フリーなものとなるので、高温粘性が天然石英ガラスと
同等以上のものになることを見出すと共に、このように
して得られた合成石英ガラスはその熱特性も歪点が 1,1
30℃以上で徐冷点が 1,220℃以上と電気溶融法による天
然石英ガラスと同等以上のものになるということを確認
した。
ス部材は通常水酸基を 200〜1,200ppm、塩素を50〜200p
pm含有しているが、この水酸基、塩素は合成石英ガラス
部材の高温粘性を低下させる要因となるものであること
から、これらはいずれも１ppm 以下に低下させることが
必要とされる。そのため、本発明においてはこの合成石
英ガラス部材を粉砕、篩別して粒度が600μｍ以下、好
ましくは 100〜 600μｍのものとしてから、必要に応じ
精製、例えば磁選したのち、真空中、例えば10-2Torr以
下において、 1,000〜 1,200℃に加熱して吸着水分を蒸
発させ、ついで昇温して 1,500〜 1,900℃という高温で
溶融すると、水酸基含有量および塩素含有量がいずれも
フリーなものとなるので、高温粘性が天然石英ガラスと
同等以上のものになることを見出すと共に、このように
して得られた合成石英ガラスはその熱特性も歪点が 1,1
30℃以上で徐冷点が 1,220℃以上と電気溶融法による天
然石英ガラスと同等以上のものになるということを確認
した。
【００１１】なお、この場合における合成石英ガラスの
粒度は 600μｍ以上では真空下での高温加熱でも水酸基
量、塩素量がフリーになり難く、 100μｍ以下では扱い
にくく作業性が悪くなるので 100〜 600μｍとすること
がよく、真空度は 0.1Torr以上では充分な効果が得られ
ないので、 0.1Torr以下とする必要がある。また、この
吸着水分の蒸発温度も 1,000℃未満では充分でなく、
1,200℃を超えると発泡などの問題があるので、 1,000
〜 1,200℃とすることが好ましいが、この時間は30分か
ら５時間とするのが適当である。
粒度は 600μｍ以上では真空下での高温加熱でも水酸基
量、塩素量がフリーになり難く、 100μｍ以下では扱い
にくく作業性が悪くなるので 100〜 600μｍとすること
がよく、真空度は 0.1Torr以上では充分な効果が得られ
ないので、 0.1Torr以下とする必要がある。また、この
吸着水分の蒸発温度も 1,000℃未満では充分でなく、
1,200℃を超えると発泡などの問題があるので、 1,000
〜 1,200℃とすることが好ましいが、この時間は30分か
ら５時間とするのが適当である。
【００１２】さらに、この溶融温度も 1,500℃未満では
粒子が溶融せず、したがって水酸基、塩素がフリーにな
らず、 1,900℃以上とすると石英ガラスが昇華してしま
うので、これは 1,500〜 1,900℃、好ましくは 1,700〜
1,900℃とすることが必要であり、この時間は５分〜１
時間が適当で、低温の場合は長くし、高温の場合は短く
すればよい。また、このときの溶融法としては例えばア
ーク炎を使用してもよく、これによって天然石英ガラス
製ルツボ生地の内面にこの合成石英ガラスを内張りとし
て形成させてもよいし、生地を含む全部を合成石英ガラ
スとして形成させてシリコン単結晶引き上げ用ルツボと
してもよい。
粒子が溶融せず、したがって水酸基、塩素がフリーにな
らず、 1,900℃以上とすると石英ガラスが昇華してしま
うので、これは 1,500〜 1,900℃、好ましくは 1,700〜
1,900℃とすることが必要であり、この時間は５分〜１
時間が適当で、低温の場合は長くし、高温の場合は短く
すればよい。また、このときの溶融法としては例えばア
ーク炎を使用してもよく、これによって天然石英ガラス
製ルツボ生地の内面にこの合成石英ガラスを内張りとし
て形成させてもよいし、生地を含む全部を合成石英ガラ
スとして形成させてシリコン単結晶引き上げ用ルツボと
してもよい。
【００１３】なお、このようにして製作した合成石英ガ
ラス部材は水酸基含有量および塩素含有量が検出限界以
下のものとなるし、ファイバーエロンゲーション法で熱
特性を測定した結果、天然石英ガラスの電気溶融品と同
等な歪点、徐冷点をもつものとなり、これを用いて製作
したシリコン単結晶引き上げ用ルツボで、 1,450℃で実
際にシリコン単結晶を引き上げたのち、このウエーハの
ライフタイムを測定したところ、従来品より良好な結果
が得られ、シリコン単結晶の製造歩留りも10〜30％程向
上させることができた。
ラス部材は水酸基含有量および塩素含有量が検出限界以
下のものとなるし、ファイバーエロンゲーション法で熱
特性を測定した結果、天然石英ガラスの電気溶融品と同
等な歪点、徐冷点をもつものとなり、これを用いて製作
したシリコン単結晶引き上げ用ルツボで、 1,450℃で実
際にシリコン単結晶を引き上げたのち、このウエーハの
ライフタイムを測定したところ、従来品より良好な結果
が得られ、シリコン単結晶の製造歩留りも10〜30％程向
上させることができた。
【００１４】
【実施例】つぎに本発明の実施例、比較例をあげるが、
例中における合成石英ガラス部材の物性値は以下の方法
による測定値を示したものである。 （ＯＨ基量の測定）ＩＲ（赤外線）測定器・ＩＲ−Spec
trophotometer TypeＡ−３［日本分光（株）製商品名］
を用いて、ＯＨ基による吸収波長である 2.7μｍのピー
ク高より概算する。［註…ｎ．ｄ．＝検出されない（吸
収ピーク見られず）］ （塩素量の測定）中性子を試料に衝撃させて核反応を起
こさせ、γ線を検出して塩素の含有量を求めた。 使用機器…立教大学原子炉ＩＲＩＧＡ−II型、高純度Ｇ
ｅ検出器、マルチチャンネル波高分析器。
例中における合成石英ガラス部材の物性値は以下の方法
による測定値を示したものである。 （ＯＨ基量の測定）ＩＲ（赤外線）測定器・ＩＲ−Spec
trophotometer TypeＡ−３［日本分光（株）製商品名］
を用いて、ＯＨ基による吸収波長である 2.7μｍのピー
ク高より概算する。［註…ｎ．ｄ．＝検出されない（吸
収ピーク見られず）］ （塩素量の測定）中性子を試料に衝撃させて核反応を起
こさせ、γ線を検出して塩素の含有量を求めた。 使用機器…立教大学原子炉ＩＲＩＧＡ−II型、高純度Ｇ
ｅ検出器、マルチチャンネル波高分析器。
【００１５】（水素分子含有量）ラマン分光光度計を用
いて行なったが、これは日本分光工業社製のラマン分光
光度計・ＮＲ 1,100を用いて、励起波長 488nmのＡｒレ
ーザー光で出力 700mW、浜松ホトニクス社製のホトマル
・Ｒ943-02を使用するフォトカウンティング法で行なっ
た。なお、この水素分子含有量はこのときのラマン散乱
スペクトルで 800cm-1に観察されるSiO2の散乱バンドと
水素の 4,135−4,140cm-1 に観察される散乱バンドの面
積強度比を濃度に換算して求めた。また、換算定数は文
献値 4,135cm-1/800cm-1×1.22×1021 (Zhurnal Pri-kl
adnoi Spektroskopii, Vol.46 、 No.６、PP987〜991,
June, 1987)を使用した。
いて行なったが、これは日本分光工業社製のラマン分光
光度計・ＮＲ 1,100を用いて、励起波長 488nmのＡｒレ
ーザー光で出力 700mW、浜松ホトニクス社製のホトマル
・Ｒ943-02を使用するフォトカウンティング法で行なっ
た。なお、この水素分子含有量はこのときのラマン散乱
スペクトルで 800cm-1に観察されるSiO2の散乱バンドと
水素の 4,135−4,140cm-1 に観察される散乱バンドの面
積強度比を濃度に換算して求めた。また、換算定数は文
献値 4,135cm-1/800cm-1×1.22×1021 (Zhurnal Pri-kl
adnoi Spektroskopii, Vol.46 、 No.６、PP987〜991,
June, 1987)を使用した。
【００１６】（歪点の測定）熱特性の代表的なものであ
る歪点、徐冷点をもって粘性について示す。歪点は粘度
が４×1014ポイズ（log η＝14.5）のときの温度で示し
た。（朝倉書店「ガラスハンドブック」Ｐ 637参照） 狭い温度範囲では、log ηの絶対温度の逆数に対するプ
ロットは直線関係にあるので、 1,100℃、 1,150℃、
1,200℃、 1,250℃、 1,300℃において伸び量△Ｌを測
定し（Fiber-elongation法により）、各η（ポイズ）を
求めた。これをlog η（縦軸）と絶対温度（横軸）の逆
数にプロットし、直線を求める。そして、この直線より
log η＝14.5に相当する温度を歪点として求めた。
る歪点、徐冷点をもって粘性について示す。歪点は粘度
が４×1014ポイズ（log η＝14.5）のときの温度で示し
た。（朝倉書店「ガラスハンドブック」Ｐ 637参照） 狭い温度範囲では、log ηの絶対温度の逆数に対するプ
ロットは直線関係にあるので、 1,100℃、 1,150℃、
1,200℃、 1,250℃、 1,300℃において伸び量△Ｌを測
定し（Fiber-elongation法により）、各η（ポイズ）を
求めた。これをlog η（縦軸）と絶対温度（横軸）の逆
数にプロットし、直線を求める。そして、この直線より
log η＝14.5に相当する温度を歪点として求めた。
【００１７】（粘性の測定）４×２×40mmの試料に熱を
加え、△ｔ＝ 120〜 3,000秒における試料の△Ｌ（cm）
を求め、以下の式を用いて粘性を求める（Fiber-elonga
tion法）。
加え、△ｔ＝ 120〜 3,000秒における試料の△Ｌ（cm）
を求め、以下の式を用いて粘性を求める（Fiber-elonga
tion法）。
【００１８】実施例１〜２、比較例１〜３ 酸素ガス19Nm3/時および水素ガス30Nm3/時で形成した酸
水素火炎中に、四塩化けい素 2,000g/時を導入し、火炎
加水分解で発生したシリカ微粒子を回転している耐熱性
基体に堆積すると同時に溶融させて、直径 120mm、長さ
500mmの石英ガラスインゴットを製造したが、このとき
に供給する酸素、水素ガスのバランスを制御して作製す
る合成石英ガラス中の水素分子含有量を変化させて実施
例１〜２、比較例１〜２の合成石英ガラス部材を作製す
ると共に、天然石英ガラス製のものを比較例３とし、こ
れらの水素分子含有量、ＯＨ基含有量、塩素含有量をし
らべたところ、後記する表１に示したとおりの結果が得
られた。
水素火炎中に、四塩化けい素 2,000g/時を導入し、火炎
加水分解で発生したシリカ微粒子を回転している耐熱性
基体に堆積すると同時に溶融させて、直径 120mm、長さ
500mmの石英ガラスインゴットを製造したが、このとき
に供給する酸素、水素ガスのバランスを制御して作製す
る合成石英ガラス中の水素分子含有量を変化させて実施
例１〜２、比較例１〜２の合成石英ガラス部材を作製す
ると共に、天然石英ガラス製のものを比較例３とし、こ
れらの水素分子含有量、ＯＨ基含有量、塩素含有量をし
らべたところ、後記する表１に示したとおりの結果が得
られた。
【００１９】ついで、この合成石英ガラスインゴットを
ジョークラッシャー、ディスクミルを用いて粉砕し、篩
別して粒度が 400〜 600μｍの石英ガラス粉とし、これ
を磁選してから20％ＨＣｌに２時間浸漬して精製したの
ち水洗し、ついで10-2Torr以下の真空下で 1,100℃で１
時間加熱したのち、昇温して 1,900℃に10分間加熱して
溶融し、得られた合成石英ガラス部材についての物性を
しらべたところ、後記する表１に示したとおりの結果が
得られた。また、この合成石英ガラス部材についてはこ
れから合成石英ルツボを作成したのち、この水素分子含
有量、Ｓｉ融液中にルツボ片（10×30× 100mm）を 1,4
50℃で12時間浸した後のルツボ片の溶損量から溶損速度
（ディッピングテスト）およびシリコンウエーハにした
時のライフタイムを測定したところ、表２に示したとお
りの結果が得られ、水素分子を多く含有している方がシ
リコンのライフタイムが向上する点から電子移動度の向
上が図れ、またシリコン融液への溶解量が少ない点から
製造歩留りの向上の図れることが確認された。
ジョークラッシャー、ディスクミルを用いて粉砕し、篩
別して粒度が 400〜 600μｍの石英ガラス粉とし、これ
を磁選してから20％ＨＣｌに２時間浸漬して精製したの
ち水洗し、ついで10-2Torr以下の真空下で 1,100℃で１
時間加熱したのち、昇温して 1,900℃に10分間加熱して
溶融し、得られた合成石英ガラス部材についての物性を
しらべたところ、後記する表１に示したとおりの結果が
得られた。また、この合成石英ガラス部材についてはこ
れから合成石英ルツボを作成したのち、この水素分子含
有量、Ｓｉ融液中にルツボ片（10×30× 100mm）を 1,4
50℃で12時間浸した後のルツボ片の溶損量から溶損速度
（ディッピングテスト）およびシリコンウエーハにした
時のライフタイムを測定したところ、表２に示したとお
りの結果が得られ、水素分子を多く含有している方がシ
リコンのライフタイムが向上する点から電子移動度の向
上が図れ、またシリコン融液への溶解量が少ない点から
製造歩留りの向上の図れることが確認された。
【００２０】
【表１】
【表２】
【００２１】
【発明の効果】本発明の合成石英ガラス部材は高粘性で
あるためにシリコン単結晶引き上げ用ルツボ、半導体治
具用として有用とされるという有利性をもつものであ
り、この製造方法によればこれがシラン化合物の直接火
炎法によって製られるので金属不純物含有量の極めて少
なく、水素分子含有量が１×1016molecules/cm3 以上で
歪点が 1,130℃以上、水酸基含有量、塩素含有量が１pp
m 以下のものとなるので高粘性で、シリコン単結晶の結
晶欠陥発生を防止する水素分子供給体とすることができ
る合成石英ガラス部材を得ることができる。
あるためにシリコン単結晶引き上げ用ルツボ、半導体治
具用として有用とされるという有利性をもつものであ
り、この製造方法によればこれがシラン化合物の直接火
炎法によって製られるので金属不純物含有量の極めて少
なく、水素分子含有量が１×1016molecules/cm3 以上で
歪点が 1,130℃以上、水酸基含有量、塩素含有量が１pp
m 以下のものとなるので高粘性で、シリコン単結晶の結
晶欠陥発生を防止する水素分子供給体とすることができ
る合成石英ガラス部材を得ることができる。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 滝田 政俊 新潟県中頸城郡頸城村大字西福島28番地の １ 信越化学工業株式会社合成技術研究所 内
Claims (4)
- 【請求項１】 水素分子含有量が１×1016molecules/cm
3 以上で、歪点が 1,130℃以上、ＯＨ基含有量が１ppm
以下、塩素含有量が１ppm 以下であることを特徴とする
高粘度合成石英ガラス部材。 - 【請求項２】 シリコン単結晶引き上げ用石英ガラスル
ツボとされる請求項１に記載した高粘度合成石英ガラス
部材。 - 【請求項３】 半導体治具用石英ガラス部材とされる請
求項１に記載した高粘度合成石英ガラス部材。 - 【請求項４】 シラン化合物の直接火炎法によって製造
された、水素分子含有量が１×1017molecules/cm3 以上
である合成石英ガラス部材を粉砕、粒度調整、洗浄の各
工程を経て合成石英ガラス粉としたのち、これを真空下
に 1,500〜 1,900℃で電気溶融し、成型してなることを
特徴とする高粘度合成石英ガラス部材の製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP18319594A JPH0848532A (ja) | 1994-08-04 | 1994-08-04 | 高粘性合成石英ガラス部材およびその製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP18319594A JPH0848532A (ja) | 1994-08-04 | 1994-08-04 | 高粘性合成石英ガラス部材およびその製造方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0848532A true JPH0848532A (ja) | 1996-02-20 |
Family
ID=16131437
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP18319594A Pending JPH0848532A (ja) | 1994-08-04 | 1994-08-04 | 高粘性合成石英ガラス部材およびその製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0848532A (ja) |
Cited By (9)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH1067521A (ja) * | 1996-08-22 | 1998-03-10 | Nikon Corp | フッ素含有石英ガラス、その製造方法、及び投影露光装置 |
| JPH11310423A (ja) * | 1998-02-27 | 1999-11-09 | Toshiba Ceramics Co Ltd | 合成石英ガラスおよびその製造方法 |
| JP2002211997A (ja) * | 2001-01-10 | 2002-07-31 | Kusuwa Kuorutsu:Kk | 半導体シリコン引上げ用ルツボ |
| EP1364912A2 (en) * | 2002-05-17 | 2003-11-26 | Heraeus Quarzglas GmbH & Co. KG | Hydrogen-doped silica powder, its method of production and a quartz glass crucible made from the powder |
| JP2007326780A (ja) * | 2007-09-18 | 2007-12-20 | Shinetsu Quartz Prod Co Ltd | シリコン単結晶引上げ用石英ガラスルツボの製造方法 |
| JP2012218980A (ja) * | 2011-04-11 | 2012-11-12 | Shin Etsu Handotai Co Ltd | 石英ガラスルツボ及びその製造方法、並びにシリコン単結晶の製造方法 |
| DE112011103417T5 (de) | 2010-11-05 | 2013-08-22 | Shin-Etsu Handotai Co., Ltd. | Quarzglastiegel, Verfahren zum Herstellen desselben und Verfahren zum Herstellen eines Silizium-Einkristalls |
| DE112012001167T5 (de) | 2011-04-11 | 2013-12-24 | Shin-Etsu Handotai Co., Ltd. | Silikaglastiegel, Verfahren zum Herstellen desselben und Verfahren zum Herstellen eines Silizium-Einkristalls |
| US20140256859A1 (en) * | 2009-05-28 | 2014-09-11 | Fraunhofer-Gesellschaft Zur Foerderung Der Angewandten Forschung E.V. | Wood material product and method for the production thereof |
-
1994
- 1994-08-04 JP JP18319594A patent/JPH0848532A/ja active Pending
Cited By (13)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH1067521A (ja) * | 1996-08-22 | 1998-03-10 | Nikon Corp | フッ素含有石英ガラス、その製造方法、及び投影露光装置 |
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| JP4702898B2 (ja) * | 2007-09-18 | 2011-06-15 | 信越石英株式会社 | シリコン単結晶引上げ用石英ガラスルツボの製造方法 |
| US20140256859A1 (en) * | 2009-05-28 | 2014-09-11 | Fraunhofer-Gesellschaft Zur Foerderung Der Angewandten Forschung E.V. | Wood material product and method for the production thereof |
| KR20140039133A (ko) | 2010-11-05 | 2014-04-01 | 신에쯔 한도타이 가부시키가이샤 | 석영 유리 도가니 및 그 제조 방법, 및 실리콘 단결정의 제조 방법 |
| DE112011103417T5 (de) | 2010-11-05 | 2013-08-22 | Shin-Etsu Handotai Co., Ltd. | Quarzglastiegel, Verfahren zum Herstellen desselben und Verfahren zum Herstellen eines Silizium-Einkristalls |
| US9376336B2 (en) | 2010-11-05 | 2016-06-28 | Shin-Etsu Handotai Co., Ltd. | Quartz glass crucible, method for producing the same, and method for producing silicon single crystal |
| DE112011103417B4 (de) | 2010-11-05 | 2018-11-22 | Shin-Etsu Handotai Co., Ltd. | Verfahren zum Herstellen eines Quarzglastiegels und Verfahren zum Herstellen eines Silizium-Einkristalls |
| DE112012001167T5 (de) | 2011-04-11 | 2013-12-24 | Shin-Etsu Handotai Co., Ltd. | Silikaglastiegel, Verfahren zum Herstellen desselben und Verfahren zum Herstellen eines Silizium-Einkristalls |
| JP2012218980A (ja) * | 2011-04-11 | 2012-11-12 | Shin Etsu Handotai Co Ltd | 石英ガラスルツボ及びその製造方法、並びにシリコン単結晶の製造方法 |
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