JPS60137892A - 石英ガラスルツボ - Google Patents

石英ガラスルツボ

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JPS60137892A
JPS60137892A JP25185683A JP25185683A JPS60137892A JP S60137892 A JPS60137892 A JP S60137892A JP 25185683 A JP25185683 A JP 25185683A JP 25185683 A JP25185683 A JP 25185683A JP S60137892 A JPS60137892 A JP S60137892A
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JP
Japan
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crucible
quartz glass
single crystal
viscosity
electrical resistance
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JP25185683A
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English (en)
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JPS646158B2 (ja
Inventor
Hiroyuki Watabe
弘行 渡部
Shigeru Abe
茂 安部
Nobuyuki Ueshima
上嶋　信幸
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Coorstek KK
Original Assignee
Toshiba Ceramics Co Ltd
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Publication date
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    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C30—CRYSTAL GROWTH
    • C30B—SINGLE-CRYSTAL GROWTH; UNIDIRECTIONAL SOLIDIFICATION OF EUTECTIC MATERIAL OR UNIDIRECTIONAL DEMIXING OF EUTECTOID MATERIAL; REFINING BY ZONE-MELTING OF MATERIAL; PRODUCTION OF A HOMOGENEOUS POLYCRYSTALLINE MATERIAL WITH DEFINED STRUCTURE; SINGLE CRYSTALS OR HOMOGENEOUS POLYCRYSTALLINE MATERIAL WITH DEFINED STRUCTURE; AFTER-TREATMENT OF SINGLE CRYSTALS OR A HOMOGENEOUS POLYCRYSTALLINE MATERIAL WITH DEFINED STRUCTURE; APPARATUS THEREFOR
    • C30B15/00—Single-crystal growth by pulling from a melt, e.g. Czochralski method
    • C30B15/10—Crucibles or containers for supporting the melt

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  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Crystallography & Structural Chemistry (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Metallurgy (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Crystals, And After-Treatments Of Crystals (AREA)
  • Glass Melting And Manufacturing (AREA)
  • Glass Compositions (AREA)

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は石英ガラスルツボに関し、特にシリコン単結晶
の引上ｆｆに用いられるものである。
シリコン単結晶の引上げは通常以下のようにして行なわ
れている。すなわち、石英ガラスルツボ内にシリコン多
結晶を装填し、黒鉛製ルツボに内装する。このルツボを
周囲から加熱して約１４５０℃に維持してシリコン多結
晶を溶融し、シリコン単結晶の種結晶を浸漬し、これを
引上げつつ徐冷することによりシリコン単結晶インゴッ
トを得ている。
しかしながら、この方法では溶融シリコンと接触してい
る石英ガラスルツボの浸蝕が避けられず、引上げられた
シリコン単結晶中にルツボの不純物が混入してしまう。
特に、第１族アルカリ金属や銅の濃度が高い場合にはシ
リコン単結晶に格子欠陥が発生し、製造歩留りを下げる
一因となっていた。
また、約１４５０℃という高温で使用されるため、石英
ガラスルツボの粘性が低いとルツボのたわみやゆがみが
激しくなって溶融シリコンの流れが不規則になり、また
ルツボの浸蝕量が多くなるため、高品質のシリコン単結
晶を引上げることが困難であった。
本発明は上記欠点を解消するためになされたものであり
、高品質のシリコン単結晶を製造し得る石英ガラスルツ
ボを提供しようとするものである。
すなわち本発明の石英ガラスルツボは、Ｎａ。
Ｋ、Ｌｉのアルカリ金属含有量がそれぞれ０．２ｐｐｍ
以下、Ｃｕの含有量が０．Ｏ２ｐｐｍ以下であり、かつ
１４５０℃における粘性が１０”ボイズ以上、１２００
℃における電気抵抗が１．４Ｘ１０？Ω・ｍ以」二であ
ることを特徴とするものである。
本発明の石英ガラスルツボにおいて、Ｎａ、Ｌｉ、Ｋ及
びＣｕの含有量を上記数値以下に限定したのは、これら
の数値を越えると引上げられるシリコン単結晶中のアル
カリ金属及び銅の含有量が多くなり、超ＬＳＩの製造に
使用される高品質のシリコン単結晶を製造できなくなる
ためである。また、１４５０℃における粘性を上記数値
以上に限定したのは、この数値未満では引上げ時に変形
し易くなるうえに石英ガラスルツボの浸蝕量も多くなり
、やはり高品質のシリコン単結晶を製造できなくなるた
めである。更に、１２００℃における電気抵抗を上記数
値以上に限定しＡのは、上記数値未満では溶融シリコン
に磁場を印加して引上げを行なう場合（いわゆるＭＣＺ
法）において、アルカリ金属等の移動を起こしたり、溶
融シリコンの対流を起こし易くするためである。
以下、本発明の詳細な説明する。
まず、天然水晶を粉砕して５０〜８０＃に調整し、浮遊
選鉱法により精製した。この精製粉をアーク回転溶融で
成形し、石英ガラスルツボを製造した。次に、１３００
℃の炉内でこのルツボの上下に１０ｋＶの直流を通電し
、５分間以上電解し、アルカリ金属及び銅を移動させた
。このルツボの化学分析値、粘性及び電気抵抗値を下記
第１表に示す。
また、比較例として天然水晶を粉砕して５０〜８０＃に
調整し、浮遊選鉱法により精製した後、この精製粉をア
ーク回転溶融で成形し、従来の２種の石英ガラスルツボ
を製造した。これらのルツボの化学分析値、粘性及び電
気抵抗値を下記第１表に併記する。
更に、上記方法にて製造した石英ガラスルツボな実際に
溶融シリコンＪ磁場を印加するＭＣＺ法でのシリコン単
結晶の引上げに使用し、その結果得られたシリコン単結
晶の化学分析値を下記第２表に示す。
第１表から明らかなように、実施例のルツボはＮａ、Ｌ
ｉ、にのアルカリ金属含有量が０．２ｐｐ■以下、Ｃｕ
の含有量が０．Ｏ２ｐｐｍ以下であり、かつ１４５０℃
における粘性がｉｏ”ボイズ以上、１２００℃における
電気抵抗が１．４Ｘｌｏ’Ω＊ｍ以上となっている。
すなわち、実施例のルツボはアルカリ金属及び銅の含有
量が低くなっているため高品質のシリコン単結晶を引上
げることができる。また、実施例のルツボは石英ガラス
の網目修飾イオンであるアルカリ金属が除去されている
ため粘性が高く、高温下でも変形しにくいうえに浸蝕さ
れにくくなっている。このため、シリコン単結晶引上げ
時に溶融シリコンの流れを阻害することがなく、高品質
のシリコン単結晶を引上げることができる。
更に、溶融シリコンに磁場を印加する方法（ＭＣＺ法）
ではルツボの電気抵抗が高いほど溶融シリコン中に溶込
む量を減少させることができる。
つまり、１４５０℃の高温では溶融シリコンだけでなく
、石英ガラスルツボ自体も電気伝導性を有し、強磁場の
存在化では電流が両者に発生して複雑な対流を起こすが
、本発明の石英ガラスルツボのように電気抵抗が高い場
合には溶融シリコンの対流を抑制することができるため
、ルツボ内面の溶損量が減少し、溶は込む酸素量を低下
させることができる。また、アルカリ金属等の移動が起
こらず、シリコン単結晶中の各種金属含有量を低くする
ことができる。
事実、ＭＣＺ法によりシリコン単結晶を引」二げた結果
を示す第２表から上述した効果が得られることがわかる
。
以上詳述した如く、本発明の石英ガラスルツボによれば
、極めて高品質のシリコン単結晶を引上げることができ
、半導体素子の製造歩留りを向上できる等顕著な効果を
奏するものである。

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. Ｎａ、に、Ｌｉのアルカリ金属含有量がそれぞれ０．２
    　ＰＰＩＩ以下、Ｃｕの含有量が０．Ｏ２ｐｐｍ以下で
    あり、かつ１４５０℃における粘性が１０’°ボイズ以
    上、１２００℃における電気抵抗が１．４×ｉｏｔΩ１
    １ｍ以上であることを特徴とする石英ガラスルツボ。
JP25185683A 1983-12-26 1983-12-26 石英ガラスルツボ Granted JPS60137892A (ja)

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