JPS63215600A - 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
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- JPS63215600A JPS63215600A JP4696287A JP4696287A JPS63215600A JP S63215600 A JPS63215600 A JP S63215600A JP 4696287 A JP4696287 A JP 4696287A JP 4696287 A JP4696287 A JP 4696287A JP S63215600 A JPS63215600 A JP S63215600A
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- C03B20/00—Processes specially adapted for the production of quartz or fused silica articles, not otherwise provided for
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
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-
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- C03B32/02—Thermal crystallisation, e.g. for crystallising glass bodies into glass-ceramic articles
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- 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
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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。
め要約のデータは記録されません。
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４８−５９８
１８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５ｉ０２中における拡散係数がＮ
ａよりも小さい元素、例えばＺｎ、Ｎｇ、ｉｌｌ：ａ、
Ｚｒ、Ｓｎ、、Ｂ、ＡＩ、Ｐ、Ｓｂを添加している。
る技術（特公昭４７−１４７７号、特開昭４８−５９８
１８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５ｉ０２中における拡散係数がＮ
ａよりも小さい元素、例えばＺｎ、Ｎｇ、ｉｌｌ：ａ、
Ｚｒ、Ｓｎ、、Ｂ、ＡＩ、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８０−１１８０２号）。
焼結層とする技術（特公昭８０−１１８０２号）。
これらの技術は、■ではクリストバライト層、■では結
晶質石英焼結層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。
晶質石英焼結層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−ヒ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。
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−ヒ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５ｉ０２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。
網目形成イオン又は網目修飾イオンとなって５ｉ０２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、に、Ｌｆの総含有駿が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、に、Ｌｆの総含有駿が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１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。
ことができる。すなわち１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。
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Ｈａ、 Ｋ、Ｌｉの総含
有量を２ｐｐｍ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、２ｐ
ｐｍ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５
ｉ０２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２ＰＰ■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。
有量を２ｐｐｍ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、２ｐ
ｐｍ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５
ｉ０２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２ＰＰ■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５ｉ０２
の結合を弱め、粘性が高くならないためである。
たのは、３０ｐｐｍを超えると石英ガラス中の５ｉ０２
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。
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。
［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凌が低く、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、
シ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凌が低く、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、
シ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、本発明の詳細な説明する。
実施例１、？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
０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６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
０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６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８０ｐｐ層以下の精製粉を得
た０次に、この精製粉を真空中、１９００°Ｃで溶融し
た状態で８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８０ｐｐ層以下の精製粉を得
た０次に、この精製粉を真空中、１９００°Ｃで溶融し
た状態で８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の変形を
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の変形を
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
。
Claims (1)
- アルカリ金属であるＮａ、Ｋ、Ｌｉの総含有量が２ｐｐ
ｍ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 true JPS63215600A (ja) | 1988-09-08 |
| JPH0791160B2 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) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH03208835A (ja) * | 1990-01-12 | 1991-09-12 | Shinetsu Sekiei Kk | 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 |
| EP1950183A1 (de) * | 2007-01-23 | 2008-07-30 | Schott AG | Sintern von Quarzglas zu kristallines SiO2 enthaltenden Formkörpern |
-
1987
- 1987-03-02 JP JP4696287A patent/JPH0791160B2/ja not_active Expired - Fee Related
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH03208835A (ja) * | 1990-01-12 | 1991-09-12 | Shinetsu Sekiei Kk | 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 |
| EP1950183A1 (de) * | 2007-01-23 | 2008-07-30 | Schott AG | Sintern von Quarzglas zu kristallines SiO2 enthaltenden Formkörpern |
| US8863552B2 (en) | 2007-01-23 | 2014-10-21 | Schott Ag | Sintering of fused silica to produce shaped bodies comprising crystalline SiO2 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0791160B2 (ja) | 1995-10-04 |
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