KR101287275B1 - 자유-형성된 석영 유리 잉곳 및 이의 제조 방법 - Google Patents

자유-형성된 석영 유리 잉곳 및 이의 제조 방법 Download PDF

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Abstract

공급 원료로서의 고-순도 석영 형태를 연소시켜 오염 및 결함 수준이 매우 낮은 석영 유리 잉곳(ingot)을 형성하는 방법으로서, 이때 석영 유리 잉곳은 공급 원료 석영 물품과 동심(concentrically) 회전하는 플레이튼(platen)상에서 자유-형성된다.

Description

자유-형성된 석영 유리 잉곳 및 이의 제조 방법{FREE-FORMED QUARTZ GLASS INGOTS AND METHOD FOR MAKING THE SAME}
도 1은 본 발명의 석영 유리 물품을 제조하기 위한 장치에 대한 양태의 개념도이다.
본원은 2005년 6월 10일자로 출원된 미국 출원 제 60/689,507 호를 우선권 주장하고, 이는 본원에 그 전체가 참고로 인용된다.
본 발명은 반도체 가공 용도로 사용하기 위한 낮은 불순물 수준 및 결함(defect) 농도를 갖는 석영 유리 잉곳에 관한 것이다. 이러한 잉곳은 직접-인출된(direct-drawn) 석영 물품을 공급 원료로 사용하여 제조된다.
마이크로칩(microchip) 제작을 위한 반도체 웨이퍼(wafer) 가공은 특히 마스킹(masking), 증착 및 식각(etching)과 같은 순차적이고 반복적인 단계를 필요로 한다. 식각 단계에서, 웨이퍼 및 식각이 일어나는 챔버(chamber)는 공격적 환경, 예컨대 반응성 이온 식각 및 플라즈마(plasma) 식각에 노출된다. 식각 공정의 공격적 성질 때문에, 식각 챔버 물질은 확실한 웨이퍼 공정을 위하여 주의 깊게 선택되어야 한다. 그러므로, 최심부 식각 챔버 컴포넌트는 전형적으로 석영 유리로 제작된다. 순수한 석영 유리의 식각은 이론적으로는 단지 규소 및 산소 화학종의 유리(liberation)를 일으킨다. 이들은, 조성물 및 이에 따른 웨이퍼의 반도체 특성을 변경시키는 전이 금속 및 다른 원소에 비하여 웨이퍼에 덜 해롭다.
챔버 컴포넌트의 하나의 예는 석영 유리 윈도우(window)이다. 하나의 배열에서, 석영 유리 윈도우는 챔버 분위기 및 에너지원 사이의 파티션(partition)으로서 공급된다. 상기 윈도우는 전형적으로 식각되는 반도체 웨이퍼 위에 위치하기 때문에, 석영 유리 윈도우가 가능한한 화학적으로 순수한 것이, 즉 50ppm 미만의 불순물을 갖는 것이 필수적이다. 또한, 상기 윈도우는 매우 낮은 농도의 벌크(bulk) 결함, 예컨대 이물질 내포물 및 기포를 가지는 것이 필수적이다. 석영 유리 윈도우의 표면이 식각 분위기에 노출됐을 때, 이러한 벌크 결함은 석영 유리 입자를 발생시키면서 윈도우의 불균질 식각을 일으킬 수 있다. 식각 챔버내의 느슨한 미립 물질은 웨이퍼에 매우 해로울 수 있다. 웨이퍼 표면상의 식각된 구조물(약 50㎚)에 대한 이러한 입자의 크기(1㎛ 내지 10㎛)는 입자를 잠정적으로 매우 파괴적으로 만든다. 이러한 입자는 게이트(gate)를 차단할 수 있고, 웨이퍼상의 도전성 비아(via)를 파괴하거나 웨이퍼를 불순물 원소로 오염시킬 수 있다. 그러므로, 웨이퍼 식각 챔버는 미립자의 발생없이 천천히 그리고 균일하게 식각하는 석영 유리 윈도우를 필요로 한다.
모래-기반 화염 융합(fusion) 공정을 사용하는 석영 잉곳의 제조는 당업계에 공지되어 있다. 일반적으로, 이러한 공정은 산소-연료 화염을 통과하거나 근처에 미립자 석영 물질을 공급하여 상대적으로 낮은 증착 속도, 예컨대 5파운드/시간 이하의 증량 공정을 통하여 큰 유리 잉곳을 점차로 형성하는 단계를 포함한다. 화염 융합 공정은 개별 입자가 열원의 최대 출력에 노출된다는 장점을 가진다. 그러나, 이러한 증착-배향 공정은, 공급 시스템 및 노 분위기에서의 오염에 각각의 입자가 노출되어 잉곳내 결함을 형성할 가능성이 있다는 단점을 가진다. 개별 모래 그레인(grain)은 산소-연료 화염의 열 및 연소 반응 생산물인 물에 노출된다. 이러한 노출은, 150ppm 초과의 하이드록실 농도를 가져 융합된 유리의 온도-의존적 점도를 변화시켜, 최종 용도 적용이 제한되는 석영 물품을 생성한다.
일본 특허공개 제 JP-61122131A 호는 유리 잉곳 제조 장치 및 이로부터 제조된 유리 잉곳을 개시하고 있다. 미국 특허 제 4,612,023 호는 무줄무늬(stria-free) 무기포(bubble-free) 균질 석영 유리 판(plate)의 제조 방법을 개시하고 있다. 미국 특허 제 6,415,630 호는 줄무늬 없는 균질 석영 유리 판을 제조하기 위한 장치를 개시하고 있고, 여기에서는 용융 도가니(pot) 및 석영 유리 막대(rod)가 막대의 세로 축에 대하여 직각인 상대적인 운동을 겪는다.
선행 기술에서, 더 큰 유리 형태를 형성하기 위한 공급 원료로서 석영 유리 막대가 사용될 수 있다. 그러나, 물질 집적 및 도금과 관련된 계면 결함이 여전히 발견된다. 물질을 적층하기 위한 적층체 배열(서로의 상부에 연화된 유리의 연속적인 층이 배치됨)이 사용되는 하나의 선행 기술 공정에서, 계면 결함은 많은 원인으로부터 생길 수 있다. 이러한 원인에는 동반된 기체 기포, 동반된 불연속 불순물 입자, 동반된 화학적 불순물 및 접힘 선이 포함된다. 융합된 매스(mass)내의 상기 결함을 감소시키거나 제거하기 위하여 부가적인 공정 단계가 필요할 수 있다. 부가적으로, 이러한 공정은 유리 잉곳의 최종 형태를 형성하기 위하여 내화물 주형 또는 콘테이너(container)의 사용을 필요로 한다. 융합된 유리 잉곳과 접촉하는 내화물이 잉곳에 결함을 일으킬 수 있는 오염원이다. 추가로, 융합된 석영 유리 및 내화물 사이의 열팽창 불일치가 잉곳내에 스폴링(spalling) 및 크래킹(cracking)을 일으킬 수 있다.
반도체 공정 어셈블리(assembly)를 위한 컴포넌트가 제작될 수 있는 초저(ultra-low) 결함 석영 물품, 예를 들어 150ppm 미만의 하이드록실 농도 및 150/cm3 미만의 전체 결함 농도(직경 10㎛ 초과의 기포 및 함유물)를 갖는 잉곳이 여전히 필요하다.
본 발명은, 공급 원료로서의 고-순도 석영 물품을 연소시켜 초저 결함 및 불순물의 석영 유리 잉곳을 형성하는 방법에 관한 것으로서, 석영 유리 잉곳이, 공급 원료 석영 물품과 동심 회전하는 플레이튼(platen)상에서 자유-형성된다.
한 양태에서, 본 발명은 공급 원료로서의 고-순도 석영 물품을 연소시켜 50개 결함/cm3 미만의 전체 결함 농도 및 50ppm 미만의 하이드록실 농도를 갖는 석영 유리 잉곳을 형성하는 방법에 관한 것으로서, 석영 유리 잉곳은 공급 원료 석영 물품과 동심 회전하는 플레이튼상에 자유-형성된다.
본 발명은 추가로 50개 결함/cm3 미만의 전체 결함 농도 및 50ppm 미만의 하이드록실 농도를 갖는, 잉곳, 판, 블랭크(blank) 등의 형태의 석영 유리 물품에 관한 것이다.
본 발명은 반도체 가공 용도에 사용하기 위한 낮은 불순물 수준 및 결함 농도를 갖는 석영 유리 잉곳 및 이의 제조 방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.
본원에 사용된 근사적인 표현은 관련된 기본 기능에 변화를 일으키지 않고 변할 수 있는 임의의 양적 표현을 조정하기 위하여 적용될 수 있다. 따라서, "약" 및 "실질적으로"와 같은 용어에 의하여 조정된 값은 일부의 경우 명시된 특정치에 국한되지 않을 수 있다.
본원에 사용된 "석영 유리 물품"은 다양한 크기 및 두께의 석영 유리 판, 잉곳, 블랭크 등을 나타내고, 이로부터 고리, 플렌지(굵은 고리), 판, 디스크, 윈도우 등의 형태인 석영 블랭크가 기계가공되거나 제작될 수 있다.
본원에 사용된 "석영 유리 잉곳"은 본 발명의 최종-생성물을 나타내고, 블랭크, 잉곳, 판 등의 형태일 수 있고, 50개 결함/cm3 미만의 전체 결함 농도 및 50ppm 미만의 하이드록실 농도를 가진다. 본 발명의 석영 잉곳은 반도체 공정 챔버에서 윈도우 컴포넌트로 사용될 수 있다.
본원에 사용된 용어 "재유동"은, 연성이어서 고유의 중량의 작용하에 유동/용융되어 자체 재분배될 때, 석영 또는 유리와 같은 물질에 있어서 고유한 공정을 나타낸다.
본원에 사용된 "결함"은 10㎛ 초과의 직경을 갖는 기포 또는 함유물을 나타내고, 전체 결함 농도는 단위 부피에 대한 결함의 전체 수를 나타낸다. 결함은 석영 잉곳내의 임의의 위치에서 견본(예: 쿠폰(coupon) 형태)을 채취하여 측정될 수 있고 확대하여 가시적으로 검사될 수 있다. 결함 개수를 세고, 전체 총수 및 다수의 견본으로부터의 전체 견본 부피로부터 컴퓨터로 전체 결함 농도를 계산한다.
석영 잉곳을 제조하기 위한 공급 원료
본원에 사용된 "석영 유리 공급 원료"는 임의의 제작된 석영 유리 물품을 나타내고, 석영 유리 공급 원료는 속이 찬(solid) 형태 또는 관형 단면을 갖고, 원형 단면 형태를 비롯하여 3개 내지 무한개 범위의 임의의 모서리 수의 단면 형태를 갖는 막대, 관 등의 형태일 수 있다. 한 양태에서, 석영 유리 공급 원료는 속이 찬 형태 및 원형 단면 형태이다. 다른 양태에서, 석영 유리 공급 원료는 바로 인출된 석영 유리 막대이다.
본원에 사용된 "석영 유리 막대"는 본 발명에 공급 원료로서 사용되는 임의로 제작된 석영 유리 물품을 나타내고, 속이 찬 형태 또는 관형 단면을 갖는 막대, 관 등일 수 있다. 한 양태에서, 공급 원료로서 사용하기 위하여 제작된 석영 유리 물품은 3개 이상의 모서리를 갖는 단면 형태를 가진다. 다른 양태에서, 제작된 석영 유리 공급 원료는 원형 단면 형태를 갖는 속이 찬 단면의 막대이다. 한 양태에서, 유리 막대는 1mm 내지 100mm의 직경을 가진다. 다른 양태에서, 유리 막대는 20mm 내지 50mm의 외부 직경을 가진다.
한 양태에서, 공급 원료로서 사용하기 위한 석영 유리 막대는 천연 석영 결정으로부터 제조된다. 다른 양태에서, 막대는 합성 실리카로부터 제조된다. 세 번째 양태에서, 공급 원료는 합성 실리카로부터 제조된 막대뿐만 아니라 천연 석영 결정 막대도 포함한다. 한 양태에서 석영 유리 공급 원료는 85중량% 이상의 SiO2 함량을 갖는 석영 유리 제품이다. 다른 양태에서, 유리 제품은 수트체(soot body)로부터 소결된 속이 찬 형태 또는 관형의 기다란 형태이거나, 또는 화염 가수분해로부터 제조된 임의의 다른 고-순도 미립자 물질이다.
공급 원료 융합 단계에 이어서, 처리할 수 있는 길이의 석영 유리 막대 공급 원료는 추가로 어닐링되어 하이드록실기(OH)를 제거하고 하이드록실 농도를 약 50부/백만(ppm) 이하로 낮출 수 있다. 세정 단계를 포함하는, 막대 분절의 표면 및/또는 말단 제법이 고려된다. 유리 막대들의 접합은 원뿔 형태 말단 영역으로 수행될 수 있음은 당업계에 공지되어 있다. 본 발명의 한 양태에서, 석영 유리 막대 공급 원료 분절은, 원하는 말단 형태로 형성되고 예비세정된 후 예비접합 및 반연속식 잉곳 융합 단계를 거치게 되는 말단을 가진다. 상기 예비세정 단계는, 산 세척, 세제 세척 또는 이들의 임의의 조합을 포함하나 이에 제한되지 않는 임의의 다양한 수단에 의하여 수행된다.
석영 잉곳의 제조 방법
도 1의 개략도를 참조하면, 도 1은 본 발명의 융합 또는 연소 장치를 도식화한 것이다. 공정에 대한 공급 원료는 석영 막대(10)의 형태로 도시되어 있다. 최종-생성물 석영 잉곳(11)은 플레이튼(7)상에 말단-지지되어 이의 세로 축이 수직 위치가 되도록 한다. 한 양태에서, 플레이튼(7)은 수평 회전판(도시되지 않음)상에 위치된다. 플레이튼(7)은, 예를 들어 전기 모터(motor)와 같은 임의의 공지된 구성의 적합하고 다양한 가변속 수단(도시되지 않음)에 연결된 구동 축(8)에 의하여 수직 축에 대하여 회전한다. 한 양태에서, 막대 공급 원료(10)의 가열을 더욱 국지화하기 위하여 내화물 단열재 및 노 지붕(도시되지 않음)이 제공된다.
한 양태에서, 공급 원료(10)의 세로 축 및 플레이튼(7) (및 선택적인 회전판)의 수직 축은 동심이고, 이러한 축은 실질적으로, 예컨대 공통 축을 가지고 정렬된다. 따라서 최종-생성물 잉곳(11)의 세로 축은 축 대칭 재유동 공정을 위하여 공급 원료(10) 및 플레이튼(7)의 축과 유사하게 정렬된다. 다른 양태에서, 공급 원료 축과 잉곳 축 사이에 단지 하나의 공급 원료 직경의 최대 편심률이 존재한다.
1400℃ 내지 2400℃ 범위의 석영 유리 가공/연화/유동 온도를 달성하기 위하여 연소원/열원(5)이 공급된다. 열원(5)은 하기중 임의의 것 또는 이들의 조합일 수 있다: 저항 가열, RF 가열, 유도 가열, 마이크로파 가열, 레이저 가열, 전자 빔 가열, 대역 가열, 플라즈마 토치(plasma torch) 가열, 또는 버너(burner).
도 1에 도시된 한 양태에서, 막대 공급 원료(10)의 재유동을 위하여 열을 큰 잉곳 속으로 제공하기 위하여 버너(5)가 사용된다. 이러한 버너는 점화되어 화염 컬럼(column)을 통하여 내화물 노에 열을 전달한다. 한 양태에서, 버너는, 수소, 일산화 탄소, 메탄 또는 프로판과 같은 연소성 기체, 및 공기 또는 산소와 같은 연소-지지 기체와 함께 공급되는 "산소-연료 버너"이다. 이러한 버너는, 중심 부분이 다중 튜브(multi-tube) 구조를 가지는 것과 같은, 상기 목적을 위하여 통상적으로 사용되는 버너 형태일 수 있다. 추가로, 이러한 버너는 표면 혼합, 부분 예비혼합(pre-mix) 또는 완전 예비혼합 구조를 가질 수 있다.
한 양태에서, 상기 버너는 미국 특허 제 5,934,893 호(발명의 명칭 "버너 및 유리 노에서 이러한 버너의 효용")에서 개시된 바와 같은 디자인 및 구조를 갖는다. 다른 양태에서, 열원(5)은 공급 원료(10)를 완전히 연소시키기에 충분한 시간동안, 막대 공급 원료(10)에 대하여 상대적으로 이동된다. 이동 속도는 생성물 잉곳의 최적 치수 안정성을 유지시키기 위해 연소가 진행됨에 따라 변화될 수 있다. 또 다른 양태에서, 열원(5)은 다수의 버너(도시되지 않음), 예를 들어 단일 상부 중심(single top center) 버너, 다중 측면(multiple side) 버너 및 다중 상면(multiple top-side) 버너를 포함하고, 이때 측면 및 상면 버너는 막대 공급 원료의 최적 연소를 위하여 이격되어 있다.
노 분위기는 공기, 불활성 또는 희유(noble) 기체를 포함할 수 있다. 노 하우징(housing)은 복사 또는 유도에 의하여 가열될 수 있다. 한 양태에서는, 내화물 노(6)를, 막대 공급 원료를 재유동시키기 위해 도입하기 전에 버너(5)로 예열한다. 한 양태에서는, 노의 내부를 우선 불활성 기체로 플러슁시킨다. 다음 단계에서, 막대 공급 원료(10)의 단일 조각을 재유동 노의 상부에 공급하고 회전 플레이튼 기저부(7)로 내려 더 큰 잉곳(11)을 형성한다. 각각의 막대(10)가 더 큰 잉곳(11)으로 융합되면, 막대 및 융합된 잉곳의 축 대칭을 유지하면서 부가적인 공급 원료 막대를 첨가한다. 공급 원료 막대는 공정 온도 및 융합된 잉곳(11)의 생성 속도에 따른 속도로 첨가한다.
한 양태에서, 연속적인 공급은, 막대의 부분 융합에 이은 비융합 길이의 제거 및 그 후의 새로운 공급 원료 막대의 도입에 의하여 수행된다. 다른 양태에서, 연속적인 공급은 반연속식 잉곳 융합을 위한 예비-접합 막대 공급 원료의 융합에 의하여 수행된다. 또 다른 양태에서는, 연속식 공정으로 막대 공급 원료로부터 직접 큰 잉곳이 융합된다. 막대 공급 원료는 1800℃ 내지 2500℃의 융합 온도에서 1시간 내지 10시간 범위의 체류 시간으로 석영 모래를 용융시키는 것에 의하여 노내에서 제조되고, 막대가 연속적으로 인출되어 바로 본 발명의 공정내로 공급 원료(10)로서 공급된다.
한 양태에서, 상이한 특성의, 예를 들어, 천연 실리카로부터 제조된 공급 원료 막대는 합성 실리카로부터 제조된 막대와 교호적으로 공급되어, 저급 석영 물질 및 고급 석영 물질의 교호 층인 층상 구조를 갖는 석영 잉곳을 생성한다. 피복(cladding) 구조의 한 양태에서, 잉곳은 고급 공급 원료로 제조된 고급 물질의 내측 부분 및 저급 공급 원료로 제조된 외측 부분을 가진다.
더 많은 석영 유리 물질이 집적됨에 따라, 크게 융합된 잉곳(11)은 아래로, 잉곳의 외부 직경이 제어되는 방식에 따라 자유-형성되는 속도로 열원(5)으로부터 멀리 이동된다. 일단 허용가능하게 큰 잉곳(11)이 형성되면, 막대 공급(10)을 멈추고 잉곳의 상부 표면을 버너에 의한 열의 적용으로부터 연속된 유동에 의하여 평탄화시킨다. 최종적으로, 열원(5)으로부터의 열의 적용을 중지하고 잉곳(11)을 노로부터 꺼내고 사후 공정 및 검사를 위하여 냉각한다.
한 양태에서, 석영 유리 잉곳(11)은 5파운드/시간 내지 50파운드/시간의 속도로 융합된다. 다른 양태에서, 석영 유리 잉곳은 10파운드/시간 내지 20파운드/시간의 속도로 융합된다.
본 발명의 축 대칭 재유동 공정에서는, 막대의 외면이 융합된 최종-생성물의 외면이 되기 때문에 융합된 잉곳내 재유동 결함 가능성이 거의 없다. 융합된 최종-생성물 벌크는 공급 시스템 또는 노 분위기에 존재할 수 있는 결함 및/또는 불순물 동반 가능성이 방지된다. 축 대칭 방법은 공급 원료 물질의 연속적인 적층 또는 층화를 억제하므로, 잉곳 최종-생성물내에 계면이 형성될 가능성은 거의 없다.
부가적으로, "자유-형성된" 잉곳과 관련된 본 발명의 공정에서는, 잉곳의 직경 및/또는 형태를 형성하거나 유지하기 위한 어떠한 콘테이너 또는 주형도 필요없다. 주형(전형적으로 내화물 벽돌 물질로 제조됨)의 부재는 잉곳내 내화물 오염 가능성을 감소시키면서도 간접적인 재료 비용을 감소시킨다. 추가로, 본 발명의 자유-형성된 잉곳은, 석영 유리 잉곳 및 내화물 주형 물질 사이의 열팽창성 불일치와 관련된 응력으로 인한 파손 확률이 거의 없다. 잉곳 주형이 필수적이지는 않지만, 플레이튼(7)은, 최종-생성물 잉곳을 주조하거나 형성하지 않도록 제공된 융기된 모서리를 포함할 수 있다.
후처리 조작으로, 내화물 플레이튼(7)과 직접 접촉하고 있는 최종-생성물 잉곳(11)의 말단 부분을 전형적으로 제거한다.
본 발명의 공정으로 제조된 잉곳
상기한 바와 같이, 증착-배향 공정에서의 석영 미립자의 융합이 아니라 공급 원료로서 직접-인출된 석영 유리 막대를 사용하는 본 발명의 공정에서는, 융합 품질이 높고 양호하게 제어된 레벨로 유지된다. 막대 공급 원료가, 석영 모래 원료가 용융되고 1800℃ 내지 2500℃의 융합 온도에서 1시간 내지 10시간 정도의 긴 체류 시간동안 유지되는 노에서 바로 융합 생성물내로 인출되므로, 인출되는 석영 유리 막대 물질은 화학적으로 매우 균질하고 내포물 또는 기포와 같은 벌크 결함의 농도가 매우 낮다.
낮은 농도의 결함을 갖는 막대 공급 원료의 사용은, 150개 결함/cm3 미만의 전체 결함 농도 및 150ppm 미만의 하이드록실 농도를 갖는 잉곳, 판, 블랭크 등의 형태의 석영 유리 물품을 생성한다. 다른 양태에서, 생성된 유리 잉곳은 50개 결함/cm3 미만이고, 50ppm 미만의 하이드록실 농도를 가진다. 또 다른 양태에서, 잉곳은 150개 결함/cm3 미만이고, 50ppm 미만의 하이드록실 농도를 가진다. 네 번째 양태에서, 50개 결함/cm3 미만이고, 150ppm 미만의 하이드록실 농도를 가진다.
한 양태에서, 생성된 유리 잉곳은 석영 공급 원료의 하이드록실 농도보다 30pm 미만만큼 더 높은 하이드록실 농도를 가진다. 한 예에서, 상기 양은 공급 원료로서 사용된 석영 막대의 하이드록실 농도보다 20ppm 미만만큼 더 높다.
매우 높은 융합 품질 및 경제적으로 양호한 융합 속도에 덧붙여, 본 발명의 공정은 큰 크기의 석영 유리 물품의 융합을 가능하게 한다. 한 양태에서, 이러한 물품은 6인치 내지 24인치의 외부 직경 및 6인치 내지 24인치의 높이의 원형 원통 형태를 갖는 유리 잉곳의 형태이다. 세 번째 양태에서, 형성된 석영 유리 잉곳은 공급 원료로서의 석영 유리 막대 직경의 2배 내지 100배 범위인 직경을 가진다. 다른 양태에서, 잉곳은 막대 공급 원료 직경의 5배 내지 50배의 직경을 가진다. 또 다른 양태에서, 막대 공급 원료 직경의 5배 내지 20배의 직경을 가진다.
본 발명은 하기 비제한적인 실시예에 의하여 추가적으로 설명된다.
실시예
실시예 1
모래계 화염 융합 공정을 사용하여 제조된 토소(Tosoh)에서 시판중인 (또는 세인트 고베인(St. Gobain)에서 시판중인) 석영 잉곳을 비교예로서 사용하였다.
실시예 2
본 발명의 공정을 사용하여, 12인치 직경 및 10인치 높이의 크기를 갖는 잉곳을 생산하기 위하여 공급 원료로서 제너럴 일렉트릭 캄파니(General Electric Company)에서 "TYPE 214 "로 시판중인 석영 막대를 사용하였다. TYPE 214 석영 막대는 고-순도, 증가된 온도 특성 및 20ppm 미만의 (하이드록실) 레벨을 갖는 낮은 열팽창 계수를 갖는 것을 특징으로 한다.
석영 잉곳으로부터 3" 직경 및 약 1/4" 두께의 쿠폰을 임의로 절단하고 하이드록실 농도 및 결함 수준을 측정하였다. 하이드록실 측정에는 적외선 분광기를 사용하였다. 전체 결함 밀도는 확대하여 가시적으로 측정하였다. 결과를 하기 표 1과 같이 도표화하였다.
Figure 112006015220202-pat00001
본 명세서는 최선의 양태를 비롯한 실시예를 사용하여 본 발명을 개시하고, 또한 당업자가 본 발명을 달성하고 사용할 수 있도록 기술되었다. 본 발명의 특허가능 범위는 청구범위에 의하여 정해지고, 당업자가 생각할 수 있는 다른 실시예를 포함할 수 있다. 이러한 다른 실시예는, 본 청구범위의 문언적 표현과 상이하지 않는 구조적 요소를 가지거나 사소한 차이의 균등한 구조적 요소를 포함한다면, 본 청구범위의 범주 내에 포함되는 것으로 의도된다. 본원에서 언급된 모든 인용은 명백히 본원에 참고로 인용된 것이다.
본 발명에 의해 불순물 수준 및 결함 농도가 낮아 반도체 가공 용도에 적합한 석영 유리 잉곳이 제조된다.

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  15. 제작된 석영 유리 물품을 공급 원료로서 제공하는 단계;
    융합된 석영 유리 공급 원료를, 석영 유리 공급 원료에 대하여 축 대칭으로 회전하는 플레이튼을 함유하는 노에 공급하는 단계; 및
    융합된 석영 유리 공급 원료를 석영 공급 원료가 용융되기에 충분한 온도로 가열하여, 콘테이너 또는 주형 부재 하에 회전 플레이튼 상에 석영 유리 잉곳을 형성시키는 단계
    를 포함하는, 석영 유리 잉곳의 제조 방법.
  16. 제 15 항에 있어서,
    축 대칭이 공급 원료 축과 잉곳 축 사이에 단지 하나의 공급 원료 직경의 최대 편심률을 갖는 방법.
  17. 제 15 항 또는 제 16 항에 있어서,
    석영 유리 잉곳이 5파운드/시간 내지 50파운드/시간의 속도로 형성되는 방법.
  18. 제 15 항 또는 제 16 항에 있어서,
    석영 유리 공급 원료를 간접적으로 또는 직접적으로 가열하기 위해 열원이 사용되고, 이때 열원이 저항 가열, RF 가열, 마이크로파 가열, 레이저 가열, 전자 빔 가열, 플라즈마 토치 가열, 대역 가열, 유도 가열, 단일 상부 중심 버너, 다중 측면 버너 및 다중 상면 버너로 구성된 군에서 선택된 하나 이상인 방법.
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