KR20210095674A - 석영 유리 도가니와 이것을 이용한 실리콘 단결정의 제조 방법 및 석영 유리 도가니의 적외선 투과율 측정 방법과 제조 방법 - Google Patents

석영 유리 도가니와 이것을 이용한 실리콘 단결정의 제조 방법 및 석영 유리 도가니의 적외선 투과율 측정 방법과 제조 방법 Download PDF

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Abstract

산소 농도가 낮은 실리콘 단결정의 제조 수율을 높이는 것이 가능한 석영 유리 도가니를 제공한다.
원통상의 측벽부(10a)와, 바닥부(10b)와, 측벽부(10a)와 바닥부(10b)를 연결하는 코너부(10c)를 갖는 석영 유리 도가니(1)로서, 기포를 포함하지 않는 석영 유리로 이루어지는 투명층(11)과, 투명층(11)의 외측에 형성되고, 다수의 기포를 포함하는 석영 유리로 이루어지는 기포층(12)과, 기포층(12)의 외측에 형성되며, 원료 실리카 분말이 반용융 상태로 고화된 반용융층(13)을 구비하고 있다. 반용융층(13)을 제거한 상태에서의 코너부(10c)의 적외선 투과율은 25~51%이며, 반용융층(13)을 제거한 상태에서의 코너부(10c)의 적외선 투과율은 측벽부(10a)의 적외선 투과율보다 낮고, 반용융층(13)을 제거한 상태에서의 측벽부(10a)의 적외선 투과율은 바닥부(10b)의 적외선 투과율보다 낮다.

Description

석영 유리 도가니와 이것을 이용한 실리콘 단결정의 제조 방법 및 석영 유리 도가니의 적외선 투과율 측정 방법과 제조 방법
본 발명은, 초크랄스키법(CZ법)에 의한 실리콘 단결정의 제조에 이용되는 석영 유리 도가니 및 이것을 이용한 실리콘 단결정의 제조 방법에 관한 것이다. 또 본 발명은, 그와 같은 석영 유리 도가니의 적외선 투과율 평가 방법 및 이것을 이용한 석영 유리 도가니의 제조 방법에 관한 것이다.
CZ법에 의한 실리콘 단결정의 제조에서는 석영 유리 도가니가 이용되고 있다. CZ법에서는, 실리콘 원료를 석영 유리 도가니 내에서 가열하여 용융하고, 이 실리콘 융액에 종결정(種結晶)을 침지하여, 도가니를 회전시키면서 종결정을 서서히 인상(引上)하여 단결정을 성장시킨다. 반도체 디바이스용의 고품질인 실리콘 단결정을 저비용으로 제조하기 위해서는, 1회의 인상 공정으로 단결정화율을 높일 필요가 있으며, 그러기 위해서는 실리콘 융액을 안정적으로 유지할 수 있고, 장시간의 사용에 견딜 수 있는 형상이 안정된 도가니가 필요하게 된다.
석영 유리 도가니에 관한 것이며, 특허문헌 1에는, 단결정화율이 높고, 산소 용해량이 많은 실리콘 단결정을 인상하기 위하여, 도가니의 측벽부, 만곡부 및 바닥부를 포함하는 임의의 부위의 적외선 투과율이 30~80%이며, 만곡부의 평균 적외선 투과율이 측벽부 및 바닥부의 평균 적외선 투과율보다 큰 석영 유리 도가니가 기재되어 있다. 또 특허문헌 1에는, 도가니의 적외선 투과율은 표면 조도에 따라서도 다르며, 이 표면 조도는 원료의 석영 분말 입도에 의하여 조정할 수 있고, 입도가 성긴 경우에는 투과율이 저하되며, 입도가 조밀한 경우에는 투과율이 상승하는 것이 기재되어 있다.
또 특허문헌 2에는, 실리콘 융액의 탕면 진동을 억제하기 위하여, 적외선 투과율이 3~30%, 열전도도가 3.0Х10-3~12.0Х10-3cal/cm·s·℃, 외표면의 면 조도 Ra가 2~20μm, 기포층의 기포 면적이 0.5~5%인 석영 유리 도가니가 기재되어 있다. 특히, 도가니벽의 외표면의 형성 상태가 매끄러우면 열선의 산란이 억제되어, 적외선의 투과가 용이해지는 것이 기재되어 있다.
특허문헌 3에는, 단결정화율을 향상시키기 위하여, 적어도 도가니의 바닥부가 불투명하고, 도가니의 외면 전체의 중심선 평균 조도 Ra를 0.1μm~50μm로 한 석영 유리 도가니가 기재되어 있다. 또 특허문헌 4에는, DF율(단결정 인상 수율)의 향상을 위하여, 외주 벽면의 평균 조도 Ra를 6~14μm로 하고, 최대 높이 Ry를 40~70μm로 한 석영 유리 도가니가 기재되어 있다. 또한, 특허문헌 5에는, 기포를 함유하는 외면층의 표면에 반용융 석영층이 형성된 석영 유리 도가니에 있어서, 반용융 석영층의 표면 조도 Ra를 50~200μm로 하고, 반용융층의 층두께를 0.5~2.0mm로 하는 것이 기재되어 있다.
특허문헌 1: 일본 공개특허공보 평9-157082호 특허문헌 2: 일본 공개특허공보 2000-219593호 특허문헌 3: 일본 공개특허공보 평7-53295호 특허문헌 4: 일본 공개특허공보 2004-107163호 특허문헌 5: 일본 공개특허공보 2009-84114호
실리콘 단결정의 인상 공정 중, 석영 유리 도가니의 내면은 실리콘 융액과 접촉하여 서서히 용손(溶損)되기 때문에, CZ법에 의하여 제조되는 실리콘 단결정에는 도가니로부터 공급되는 산소가 포함되어 있다. 실리콘 단결정 중의 산소는 오염 금속의 게터링 사이트가 될 뿐만 아니라, 전위(轉位)를 부동화하여 기계적 강도를 증가시키는 역할을 하지만, 산소 농도가 너무 높으면 디바이스 특성에 악영향을 줄 뿐만 아니라, 기계적 강도를 반대로 저하시키는 원인도 된다. 최근에는 제조 기술의 향상에 의하여, 게터링 효과의 확보보다 디바이스 특성의 향상이 중시되고 있어, 그 때문에 격자간 산소 농도가 예를 들면 12Х1017atoms/cm3 이하(Old ASTM_F121(1979))인 저산소 농도의 실리콘 단결정이 요구되고 있다.
저산소 농도의 실리콘 단결정을 제조하기 위해서는 도가니의 가열 온도를 억제할 필요가 있으며, 그러기 위해서는 도가니의 적외선 투과율을 조정할 필요가 있지만, 가열 온도가 너무 낮으면 실리콘 융액의 온도가 낮아짐으로써 결정 인상 제어가 어려워져, 단결정화율이 악화된다는 문제가 있다.
그런데, 실리카 분말을 원료로 하여 제조되는 석영 유리 도가니의 외면에는 반용융층이 형성되는 경우가 있다. 반용융층은, 원료 실리카 분말의 일부가 불완전하게 용융된 상태에서 냉각됨으로써 형성된 층이며, 표면 조도가 크고 불투명한 층인 점에서, 표면의 요철에 의하여 발생하는 난반사에 의하여 적외선 투과율이 저하되고, 반용융층의 형성 상태의 편차에 의하여 적외선 투과율의 편차도 커진다. 한편, 결정 인상 공정 중의 도가니는 1500℃ 이상의 고온으로 되어 있어, 도가니의 외면이 평활화되어 난반사가 없어진다고 생각된다. 실제로, 인상 후에 꺼낸 도가니의 외면은 카본 서셉터의 내면에 적응된 상태로 차가워져 굳어져, 표면 조도는 균일해진다. 그 때문에, 반용융층이 형성된 사용 전의 상태 그대로 석영 유리 도가니의 적외선 투과율을 평가한 경우에는, 그 평가 결과에 근거하여, 실리콘 단결정 중의 산소 농도를 정밀하게 제어하는 것이 어렵다.
특허문헌 1~5는, 도가니의 표면 조도 등을 제어하여 적외선 투과율을 조정하는 것을 개시하고 있다. 그러나, 특허문헌 1~5는 모두 반용융층의 영향을 고려한 것은 아니고, 인상 시의 실제의 전열·산란에 주목하여 적외선 투과율을 조정하고 있지 않으며, 산소 농도가 낮은 실리콘 단결정을 제조하기 위하여 필요한 도가니 특성의 정밀한 제어가 곤란하다.
따라서, 본 발명의 목적은, 산소 농도가 낮은 실리콘 단결정의 제조 수율을 높이는 것이 가능한 석영 유리 도가니 및 이것을 이용한 실리콘 단결정의 제조 방법을 제공하는 것에 있다. 본 발명의 다른 목적은, 목적의 산소 농도를 갖는 실리콘 단결정의 제조 수율을 높이는 것이 가능한 석영 유리 도가니의 적외선 투과율 측정 방법 및 제조 방법을 제공하는 것에 있다.
상기 과제를 해결하기 위하여, 본 발명에 의한 석영 유리 도가니는, 원통상의 측벽부와, 바닥부와, 상기 측벽부와 상기 바닥부를 연결하는 코너부를 갖는 석영 유리 도가니로서, 기포를 포함하지 않는 석영 유리로 이루어지는 투명층과, 상기 투명층의 외측에 형성되고, 다수의 기포를 포함하는 석영 유리로 이루어지는 기포층과, 상기 기포층의 외측에 형성되며, 원료 실리카 분말이 반용융 상태로 고화된 반용융층을 구비하고, 상기 반용융층을 제거한 상태에서의 상기 코너부의 적외선 투과율은 25~51%이며, 상기 반용융층을 제거한 상태에서의 상기 코너부의 적외선 투과율은, 상기 반용융층을 제거한 상태에서의 상기 측벽부의 적외선 투과율보다 낮고, 상기 반용융층을 제거한 상태에서의 상기 코너부의 적외선 투과율은, 상기 반용융층을 제거한 상태에서의 상기 바닥부의 적외선 투과율보다 낮은 것을 특징으로 한다.
본 발명에 의하면, 도가니의 코너부로부터의 과도한 입열을 억제하여 도가니의 용손을 억제할 수 있고, 도가니로부터 실리콘 융액으로의 산소 공급을 억제하여 저산소 농도의 실리콘 단결정을 제조할 수 있다. 또 본 발명에서는 결정 인상 공정 중의 실제의 사용 상태에 가까운 상태에서 도가니의 적외선 투과율을 평가할 수 있어, 도가니의 적외선 투과율을 보다 정밀하게 제어할 수 있다. 따라서, 저산소 농도의 실리콘 단결정의 제조 수율을 높일 수 있다.
본 발명에 있어서, 상기 반용융층을 제거한 상태에서의 상기 측벽부의 적외선 투과율은, 상기 반용융층을 제거한 상태에서의 상기 바닥부의 적외선 투과율보다 높은 것이 바람직하다. 이 경우에 있어서, 상기 반용융층을 제거한 상태에서의 상기 측벽부의 적외선 투과율은 46~84%이며, 상기 반용융층을 제거한 상태에서의 상기 바닥부의 적외선 투과율은 36~70%인 것이 바람직하다. 이것에 의하면, 저산소 농도의 실리콘 단결정의 제조 수율을 높일 수 있다. 또, 인상 공정의 초기에 히터 파워를 낮게 억제하면서 실리콘 융액을 가열할 수 있다.
본 발명에 있어서, 상기 반용융층을 제거한 상태에서의 상기 코너부의 열전도율은 1.5Х10-3~5.8Х10-3cal/cm·s·℃이며, 상기 반용융층을 제거한 상태에서의 상기 코너부의 열전도율은, 상기 반용융층을 제거한 상태에서의 상기 측벽부의 열전도율보다 낮고, 상기 반용융층을 제거한 상태에서의 상기 코너부의 열전도율은, 상기 반용융층을 제거한 상태에서의 상기 바닥부의 열전도율보다 낮은 것이 바람직하다. 이 경우에 있어서, 상기 반용융층을 제거한 상태에서의 상기 측벽부의 열전도율은 3.5Х10-3~15.0Х10-3cal/cm·s·℃이며, 상기 반용융층을 제거한 상태에서의 상기 바닥부의 열전도율은 2.7Х10-3~13.2Х10-3cal/cm·s·℃인 것이 바람직하다.
CZ법에 의한 실리콘 단결정의 인상에 있어서, 석영 유리 도가니의 열전도율이 낮으면, 실리콘 원료를 용융시키기 위하여 보다 많은 가열량이 필요하여, 실리콘 원료의 용융 공정의 시간이 길어진다. 또, 실리콘 원료를 용융시키기 위하여 보다 강하게 가열을 해야 하기 때문에, 고온에 의한 석영 도가니의 변형이 발생하는 경우가 있다. 석영 도가니의 변형이 단결정의 인상에 지장을 주는 경우가 있다. 또, 실리콘 융액의 가열량이 불충분하면, 융액의 일부가 고화해 버린다는 나쁜 영향을 주는 경우도 있다. 반대로, 석영 도가니의 열전도율이 높으면, 인상 중의 실리콘 단결정의 직경 제어가 곤란해지는 경우가 있다. 그러나, 도가니의 각 부위의 열전도율이 적어도 상기 범위 내에 있는 경우는, 문제없이 단결정을 인상할 수 있다.
본 발명에 있어서, 상기 코너부의 상기 기포층의 두께는 10~35mm이고, 상기 측벽부의 상기 기포층의 두께는 1~21mm이며, 상기 바닥부의 상기 기포층의 두께는 4~21mm인 것이 바람직하다. 이 구성에 의하면, 반용융층을 제거한 상태에 있어서, 도가니의 각 부위의 적외선 투과율이 상기 조건을 충족시키는 석영 유리 도가니를 용이하게 실현시킬 수 있다.
또, 본 발명에 의한 실리콘 단결정의 제조 방법은, 초크랄스키법에 의한 실리콘 단결정의 제조 방법으로서, 상술한 본 발명에 의한 석영 유리 도가니를 이용하여 12Х1017atoms/cm3 이하의 산소 농도를 갖는 실리콘 단결정을 인상하는 것을 특징으로 한다. 본 발명에 의하면, 저산소 농도의 실리콘 단결정의 제조 수율을 높일 수 있다.
또, 본 발명에 의한 석영 유리 도가니는, 원통상의 측벽부와, 바닥부와, 상기 측벽부와 상기 바닥부를 연결하는 코너부를 갖는 석영 유리 도가니로서, 기포를 포함하지 않는 석영 유리로 이루어지는 투명층과, 상기 투명층의 외측에 형성되고, 다수의 기포를 포함하는 석영 유리로 이루어지는 기포층과, 상기 기포층의 외측에 형성되며, 원료 실리카 분말이 반용융 상태로 고화된 반용융층과, 상기 반용융층의 일부가 제거된 영역으로 이루어지는 적어도 하나의 반용융층 제거부를 구비하는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 의하면, 결정 인상 공정 중의 실제의 사용 상태에 가까운 상태에서 도가니의 적외선 투과율을 평가할 수 있고, 또한 평가 후의 도가니를 실제의 결정 인상 공정에 사용할 수 있다.
본 발명에 있어서, 상기 반용융층 제거부는, 상기 측벽부에 마련된 제1 반용융층 제거부와, 상기 코너부에 마련된 제2 반용융층 제거부와, 상기 바닥부에 마련된 제3 반용융층 제거부를 포함하는 것이 바람직하다. 이로써, 도가니의 각 부위의 적외선 투과율을 결정 인상 공정 중의 실제의 사용 상태에 가까운 상태에서 평가할 수 있고, 또한 평가 후의 도가니를 실제의 결정 인상 공정에 사용할 수 있다.
또, 본 발명에 의한 석영 유리 도가니의 적외선 투과율 측정 방법은, 기포를 포함하지 않는 석영 유리로 이루어지는 투명층과, 상기 투명층의 외측에 형성되고, 다수의 기포를 포함하는 석영 유리로 이루어지는 기포층과, 상기 기포층의 외측에 형성되며, 원료 실리카 분말이 반용융 상태로 고화된 반용융층을 구비한 석영 유리 도가니의 적외선 투과율 측정 방법으로서, 상기 반용융층에 의하여 형성되는 상기 석영 유리 도가니의 외면의 표면 조도가 작아지도록 상기 외면을 가공하는 공정과, 상기 외면의 가공 후에, 상기 외면을 통과하는 적외선에 근거하여 상기 석영 유리 도가니의 적외선 투과율을 측정하는 공정을 구비하는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 의하면, 사용 전의 상태에 있어서 반용융층을 제거하여, 반용융층의 도가니 개체차를 캔슬한 상태에서 적외선 투과율을 평가하므로, 결정 인상 공정 중의 실제의 사용 상태에 가까운 상태에서 도가니의 적외선 투과율을 평가할 수 있어, 도가니의 적외선 투과율을 보다 정밀하게 제어할 수 있다. 따라서, 저산소 농도의 실리콘 단결정의 제조 수율을 높일 수 있다.
본 발명에 의한 적외선 투과율 측정 방법은, 상기 외면을 가공하는 공정에 있어서, 상기 외면의 산술 평균 조도 Ra가 15μm 이하가 되도록 상기 외면을 가공하는 것이 바람직하고, 상기 반용융층이 제거될 때까지 상기 외면을 가공하는 것이 특히 바람직하다. 이것에 의하면, 반용융층의 영향을 받지 않는 상태에서 도가니의 적외선 투과율을 평가할 수 있다.
본 발명에 의한 적외선 투과율 측정 방법은, 상기 석영 유리 도가니로부터 잘라낸 도가니편을 이용하여 적외선 투과율을 측정하는 것이 바람직하다. 이것에 의하면, 석영 유리 도가니의 외면의 가공 및 적외선 투과율의 측정을 용이하게 행할 수 있다.
본 발명에 있어서, 상기 외면을 가공하는 공정은, 연마 처리 또는 블래스트 처리인 것이 바람직하다. 이 방법에 의하면, 석영 유리 도가니의 외면을 용이하게 가공할 수 있다.
또, 본 발명에 의한 석영 유리 도가니의 제조 방법은, 기포를 포함하지 않는 석영 유리로 이루어지는 투명층과, 상기 투명층의 외측에 형성되고, 다수의 기포를 포함하는 석영 유리로 이루어지는 기포층과, 상기 기포층의 외측에 형성되며, 원료 실리카 분말이 반용융 상태로 고화된 반용융층을 구비한 석영 유리 도가니의 제조 방법으로서, 제1 제조 조건에 근거하여 제1 석영 유리 도가니를 제조하는 공정과, 상기 반용융층에 의하여 형성되는 상기 제1 석영 유리 도가니의 외면의 표면 조도가 작아지도록 상기 외면을 가공하는 공정과, 상기 외면의 가공 후에, 상기 외면을 통과하는 적외선에 근거하여 상기 제1 석영 유리 도가니의 적외선 투과율을 측정하는 공정과, 상기 적외선 투과율의 측정값이 목푯값이 되도록, 상기 제1 석영 유리 도가니의 적외선 투과율의 측정 결과를 바탕으로 수정된 제2 제조 조건에 근거하여 제2 석영 유리 도가니를 제조하는 공정을 구비하는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 의하면, 사용 전의 석영 유리 도가니의 적외선 투과율을 실제의 사용 상태에 가까운 상태에서 평가할 수 있다. 따라서, 결정 인상 공정 중의 도가니의 적외선 투과율을 보다 정밀하게 제어할 수 있고, 이로써, 예를 들면 저산소 농도의 실리콘 단결정의 제조 수율을 높일 수 있다.
본 발명에 의하면, 산소 농도가 낮은 실리콘 단결정의 제조 수율을 높이는 것이 가능한 석영 유리 도가니 및 이것을 이용한 실리콘 단결정의 제조 방법을 제공할 수 있다. 또 본 발명에 의하면, 실제의 사용 상태에 가까운 상태에서, 석영 유리 도가니의 적외선 투과율을 측정할 수 있고, 또한 산소 농도가 낮은 실리콘 단결정의 제조 수율을 높이는 것이 가능한 석영 유리 도가니의 제조 방법을 제공할 수 있다.
도 1은, 본 발명의 실시형태에 의한 석영 유리 도가니의 구조를 나타내는 대략 측면 단면도이다.
도 2는, 도 1의 X부에 있어서의 석영 유리 도가니의 부분 확대도이다.
도 3의 (a) 및 도 3의 (b)는, 도가니 사용 전후에 있어서의 반용융층의 상태 변화를 설명하기 위한 도이며, 도 3의 (a)는 사용 전의 상태, 도 3의 (b)는 사용 중의 상태를 각각 나타내고 있다.
도 4는, 석영 유리 도가니의 적외선 투과율의 측정 방법을 나타내는 플로차트이다.
도 5는, 석영 유리 도가니의 적외선 투과율의 측정 방법을 나타내는 모식도이다.
도 6은, 상술한 적외선 투과율의 평가 방법을 포함하는 석영 유리 도가니의 제조 방법을 나타내는 플로차트이다.
도 7은, 회전 몰드법에 의한 석영 유리 도가니의 제조 방법을 설명하기 위한 모식도이다.
도 8은, 본 발명의 다른 실시형태에 의한 석영 유리 도가니의 구성을 나타내는 대략 사시도이다.
도 9는, 도 8의 석영 유리 도가니의 대략 측면 단면도이다.
도 10은, 석영 유리 도가니의 샘플 #1~#12의 각 부위의 반용융층을 제거하여 측정된 적외선 투과율과 그들 도가니 샘플을 이용하여 인상된 실리콘 단결정의 산소 농도의 측정 결과를 나타내는 표이다.
도 11은, 종래와 본 발명의 평가 방법에 의한 도가니의 코너부의 적외선 투과율의 측정 결과 및 당해 도가니를 이용하여 제조된 실리콘 단결정의 산소 농도를 나타내는 표이다.
도 12의 (a) 및 도 12의 (b)는, 석영 도가니의 적외선 투과율의 측정 결과와 결정 산소 농도의 관계성을 나타내는 산포도 및 회귀 직선이며, 가로축은 적외선 투과율의 측정값, 세로축은 결정 산소 농도를 각각 나타내고 있다.
이하, 첨부 도면을 참조하면서, 본 발명의 바람직한 실시형태에 대하여 상세하게 설명한다.
도 1은, 본 발명의 실시형태에 의한 석영 유리 도가니의 구조를 나타내는 대략 측면 단면도이다. 또, 도 2는, 도 1의 X부에 있어서의 석영 유리 도가니의 부분 확대도이다.
도 1 및 도 2에 나타내는 바와 같이, 석영 유리 도가니(1)는, 실리콘 융액을 지지하기 위한 실리카 유리제의 용기이며, 원통상의 측벽부(10a)와, 바닥부(10b)와, 측벽부(10a)와 바닥부(10b)를 연결하는 코너부(10c)를 갖고 있다. 바닥부(10b)는 완만하게 만곡한 이른바 둥근 바닥인 것이 바람직하지만, 이른바 평평한 바닥이어도 된다. 코너부(10c)는 측벽부(10a)와 바닥부(10b)의 사이에 위치하여, 바닥부(10b)보다 큰 곡률을 갖는 부위이다.
석영 유리 도가니(1)의 구경은 22인치(약 560mm) 이상인 것이 바람직하고, 32인치(약 800mm) 이상인 것이 특히 바람직하다. 이와 같은 대구경(大口徑)의 도가니는 직경 300mm 이상의 대형의 실리콘 단결정 잉곳의 인상에 이용되어, 장시간 사용해도 단결정의 품질에 영향을 주지 않을 것이 요구되기 때문이다. 최근, 실리콘 단결정의 대형화에 의한 도가니의 대형화 및 인상 공정의 장시간화에 따라, 결정 품질의 안정화가 문제가 되고 있어, 대형 도가니에서는 결정 품질의 안정화가 매우 중요한 과제이다. 도가니의 두께는 그 부위에 따라 다소 다르지만, 22인치 이상의 도가니의 측벽부(10a)의 두께는 7mm 이상인 것이 바람직하고, 24인치(약 600mm) 이상의 도가니의 측벽부(10a)의 두께는 8mm 이상인 것이 바람직하다. 또, 32인치 이상의 대형 도가니의 측벽부(10a)의 두께는 10mm 이상인 것이 바람직하고, 40인치(약 1000mm) 이상의 대형 도가니의 측벽부(10a)의 두께는 13mm 이상인 것이 바람직하다.
도 2에 나타내는 바와 같이, 석영 유리 도가니(1)는, 기포를 포함하지 않는 석영 유리로 이루어지는 투명층(11)(무기포층)과, 다수의 미소한 기포를 포함하는 석영 유리로 이루어지고, 투명층(11)보다 도가니의 외측에 형성된 기포층(12)(불투명층)과, 기포층(12)의 외측에 형성되며, 원료 실리카 분말이 반용융 상태로 고화된 반용융층(13)을 구비하고 있다.
투명층(11)은, 실리콘 융액과 접촉하는 도가니의 내면(10i)을 구성하는 층이며, 석영 유리 중의 기포가 원인으로 단결정화율이 저하되는 것을 방지하기 위하여 마련되어 있다. 투명층(11)의 두께는 0.5~10mm인 것이 바람직하고, 단결정의 인상 공정 중의 용손에 의하여 완전히 소실되어 기포층(12)이 노출되지 않도록, 도가니의 부위별로 적절한 두께로 설정된다. 기포층(12)과 동일하게, 투명층(11)은 도가니의 측벽부(10a)부터 바닥부(10b)까지의 도가니 전체에 마련되어 있는 것이 바람직하지만, 실리콘 융액과 접촉하지 않는 도가니의 상단부(림부)에 있어서 투명층(11)의 형성을 생략하는 것도 가능하다.
투명층(11)은, 기포 함유율이 0.1vol% 이하인 석영 도가니의 내측의 부위이다. 투명층(11)이 "기포를 포함하지 않는다"란, 기포가 원인으로 단결정화율이 저하되지 않을 정도의 기포 함유율 및 기포 사이즈를 갖는 것을 의미한다. 도가니의 내면 근방에 기포가 존재하면, 도가니의 내면의 용손에 의하여 도가니 내면 근방의 기포를 석영 유리 중에 가둬 둘 수 없어져, 결정 인상 시에 석영 유리 중의 기포가 열팽창에 의하여 파열됨으로써 도가니 파편(석영편)이 박리될 우려가 있기 때문이다. 융액 중에 방출된 도가니 파편이 융액 대류를 타고 단결정의 성장 계면까지 운반되어 단결정 중에 도입된 경우에는, 단결정의 유전위화(宥轉位化)의 원인이 된다. 또 도가니 내면의 용손에 의하여 융액 중에 방출된 기포가 고액 계면(固液界面)까지 부상하여 단결정 중에 도입된 경우에는 핀홀의 원인이 된다. 투명층(11)의 기포의 평균 직경은 100μm 이하인 것이 바람직하다.
투명층(11)의 기포 함유율 및 기포의 직경은, 일본 공개특허공보 2012-116713호에 개시된 방법에 의하여, 광학적 검출 수단을 이용하여 비파괴로 측정할 수 있다. 광학적 검출 수단은, 도가니에 조사한 광의 투과광 또는 반사광을 수광하는 수광 장치를 구비한다. 조사광의 발광 수단은 수광 장치에 내장된 것이어도 되고, 외부의 발광 수단을 이용해도 된다. 또 광학적 검출 수단은 도가니의 내면을 따라 회동 조작할 수 있는 것이 바람직하게 이용된다. 조사광으로서는, 가시광, 자외선 및 적외선 외에, X선 혹은 레이저광 등을 이용할 수 있다. 수광 장치는, 광학 렌즈 및 촬상 소자를 포함하는 디지털 카메라를 이용할 수 있다. 광학적 검출 수단에 의한 측정 결과는 화상 처리 장치에 도입되어, 기포의 직경 및 단위 체적당 기포 함유율이 산출된다.
도가니 표면으로부터 일정 깊이에 존재하는 기포를 검출하기 위해서는, 광학 렌즈의 초점을 표면으로부터 깊이 방향으로 주사하면 된다. 상세하게는, 디지털 카메라를 이용하여 도가니 내표면의 화상을 촬영하고, 도가니 내표면을 일정 면적마다 구분하여 기준 면적 S1로 하며, 이 기준 면적 S1마다 기포의 점유 면적 S2를 구하여, 면적 기포 함유율 Ps=(S2/S1)Х100(%)이 산출된다.
체적비에 의한 기포 함유율의 산출에서는, 화상을 촬영한 깊이와 기준 면적 S1로부터 기준 체적 V1을 구한다. 또한 기포를 구상(球狀)으로 간주하여, 기포의 직경으로부터 기포의 체적 V2를 산출한다. 그리고 V1, V2로부터, 체적 기포 함유율 Pv=(V2/V1)Х100(%)을 산출한다. 본 발명에 있어서는, 이 체적 기포 함유율 Pv를 "기포 함유율"로서 정의한다. 또, 기포를 구상으로 간주하여 산출한 기포의 직경으로부터 구한 상가 평균(산술 평균, arithmetical mean)값을 "기포의 평균 직경"으로서 정의한다.
또한, 기준 체적은 5mmХ5mmХ안쪽 방향(깊이) 0.45mm이며, 측정하는 최소의 기포의 직경은 5μm(직경이 5μm 미만인 것은 무시한다), 직경 5μm의 기포를 측정할 수 있는 분해능이 있으면 된다. 또, 광학 렌즈의 초점 거리를 기준 체적 V1의 깊이 방향으로 어긋나게 하고, 기준 체적의 내부에 포함되는 기포를 파악하여, 기포의 직경을 측정한다.
기포층(12)은, 도가니의 외면(10o)을 구성하는 층이며, 도가니 내의 실리콘 융액의 보온성을 높임과 함께, 단결정 인상 장치 내에 있어서 도가니를 둘러싸도록 마련된 히터로부터의 복사열을 분산시켜 도가니 내의 실리콘 융액을 가능한 한 균일하게 가열하기 위하여 마련되어 있다. 그 때문에, 기포층(12)은 도가니의 측벽부(10a)부터 바닥부(10b)까지의 도가니 전체에 마련되어 있다. 기포층(12)의 두께는, 도가니벽의 두께에서 투명층(11) 및 반용융층(13)의 두께를 뺀 값이며, 도가니의 부위에 따라 다르다. 기포층(12)의 기포 함유율은, 예를 들면 도가니로부터 잘라낸 불투명 석영 유리편의 비중 측정(아르키메데스법)에 의하여 구할 수 있다.
기포층(12)의 기포 함유율은, 투명층(11)보다 높으며, 0.1vol%보다 크고 또한 5vol% 이하인 것이 바람직하며, 1vol% 이상이고 또한 4vol% 이하인 것이 더 바람직하다. 기포층(12)의 기포 함유율이 0.1vol% 이하에서는 기포층(12)의 기능을 발휘할 수 없어, 보온성이 불충분해지기 때문이다. 또, 기포층(12)의 기포 함유율이 5vol%를 초과하는 경우에는 기포의 팽창에 의하여 도가니가 크게 변형되어 단결정 수율이 저하될 우려가 있어, 전열성이 더 불충분해지기 때문이다. 특히, 기포층(12)의 기포 함유율이 1~4%이면, 보온성과 전열성의 밸런스가 양호하여 바람직하다. 기포층(12)에 포함되는 다수의 기포는 육안으로 인식할 수 있다. 또한 상술한 기포 함유율은, 사용 전의 도가니를 실온 환경하에서 측정한 값이다.
반용융층(13)은, 석영 유리 도가니의 외면에 있어서 도가니의 원료인 실리카 분말의 일부가 불완전하게 용융된 상태(반용융 상태)에서 냉각됨으로써 형성된 층이다. 반용융층(13)은 기복이 풍부한 표면을 갖고, 도가니의 외면 측으로부터 입사한 광의 산란이나 반사가 크기 때문에, 도가니의 적외선 투과율에 영향을 준다. 반용융층(13)은 도가니의 제조 과정에서 형성되는 층이며, 단결정의 인상에 반드시 필요한 층은 아니지만, 반용융층(13)을 제거할 적극적인 이유도 없는 점에서, 도가니 제품은 반용융층(13)이 존재하는 상태로 제공되고 있다. 석영 유리 도가니의 외면에 형성되는 반용융층(13)의 일반적인 두께는 0.05~2.0mm이다. 반용융층(13)의 두께는, 도가니 제조 시에 도가니 외면 근방의 온도 구배가 급격할수록 얇아지고, 완만할수록 두꺼워진다. 반용융층(13)이 두꺼우면 두꺼울수록 표면 조도는 커져, 석영 분말이 이탈하기 쉬운 상태로 되어 있다. 또 온도 구배는 도가니의 부위별로 다르기 때문에, 반용융층(13)의 두께는 도가니의 부위에 따라서도 다르다.
도가니의 외면에 반용융층(13)이 형성되어 있는지 아닌지는, 도가니의 외면을 X선 회절법으로 측정했을 때, 어모퍼스 특유의 회절상이 희미해진 할로 패턴과 결정성을 나타내는 피크가 혼재하고 있는지 아닌지에 의하여 판단할 수 있다. 예를 들면, 측정 대상이 결정층인 경우, 결정성을 나타내는 피크가 검출되지만, 회절상이 희미해진 할로 패턴은 검출되지 않는다. 반대로 측정 대상이 비결정층(어모퍼스(amorphous)층)인 경우, 회절상이 희미해진 할로 패턴이 검출되고, 결정성을 나타내는 피크는 검출되지 않는다. 도가니의 외면에 형성되어 있는 반용융층(13)을 제거하면, 유리의 표면이 노출되기 때문에, X선 회절법으로 피크는 검출되지 않게 된다. 이와 같이, 반용융층은, X선 회절법으로 측정했을 때 회절상이 희미해진 할로 패턴과 결정성을 나타내는 피크가 혼재하는 층이라고 할 수 있다. 또, 결정층은, X선 회절법으로 피크가 검출되는 층이며, 비결정층은, 회절상이 희미해진 할로 패턴이 검출되는 층이라고 할 수 있다.
실리콘 융액의 오염을 방지하기 위하여, 투명층(11)을 구성하는 석영 유리는 고순도인 것이 바람직하다. 그 때문에, 본 실시형태에 의한 석영 유리 도가니(1)는, 합성 실리카 분말로 형성되는 내면층(이하 "합성층"이라고 한다)과, 천연 실리카 분말로 형성되는 외면층(이하, "천연층"이라고 한다)의 2층으로 이루어지는 것이 바람직하다. 합성 실리카 분말은, 사염화 규소(SiCl4)의 기상 산화(건조 합성법)나 실리콘알콕사이드의 가수분해(졸·젤법)에 의하여 제조할 수 있다. 또 천연 실리카 분말은, α-석영을 주성분으로 하는 천연 광물을 분쇄하여 입상으로 함으로써 제조되는 실리카 분말이다.
상세한 것은 후술하지만, 합성층과 천연층의 2층 구조는, 도가니 제조용 몰드의 내면을 따라 천연 실리카 분말을 퇴적하고, 그 위에 합성 실리카 분말을 퇴적하여, 아크 방전에 의한 줄(Joule)열에 의하여 이들 실리카 분말을 용융함으로써 제조할 수 있다. 아크 용융 공정의 초기에는 실리카 분말의 퇴적층의 외측으로부터 강하게 진공 배기함으로써 기포를 제거하여 투명층(11)을 형성한다. 그 후, 진공 배기를 정지하거나 약하게 함으로써 투명층(11)의 외측에 기포층(12)을 형성한다. 그 때문에, 합성층과 천연층의 경계면은, 투명층(11)과 기포층(12)의 경계면과 반드시 일치하는 것은 아니지만, 합성층은, 투명층(11)과 동일하게, 결정 인상 공정 중의 도가니 내면의 용손에 의하여 완전히 소실되지 않을 정도의 두께를 갖는 것이 바람직하다.
다음으로 본 실시형태에 의한 석영 유리 도가니의 특징에 대하여 설명한다.
석영 유리 도가니를 측벽부(10a), 코너부(10c), 바닥부(10b)의 3개의 영역으로 나눈 경우에, 코너부(10c)의 적외선 투과율은, 다른 영역의 적외선 투과율보다 실리콘 단결정의 산소 농도에 큰 영향을 준다. 이 이유로서는, 코너부(10c)의 적외선 투과율은, 코너부(10c)로부터의 입열에 영향을 주고, 도가니 내면의 온도에 영향을 주는 결과, 실리콘 융액 중으로의 산소의 공급량에 영향을 주기 때문이다.
본 실시형태에 있어서, 석영 유리 도가니(1)의 코너부(10c)의 적외선 투과율은, 측벽부(10a)의 적외선 투과율보다 낮고, 또한 바닥부(10b)의 적외선 투과율보다 낮다. 석영 유리 도가니를 측벽부(10a), 코너부(10c), 바닥부(10b)의 3개의 영역으로 나눈 경우에, 코너부(10c)의 적외선 투과율을 가장 낮게 함으로써, 코너부(10c)로부터의 입열(入熱)을 억제하여 도가니 내면의 온도 상승을 억제할 수 있다. 따라서, 실리콘 융액 중으로의 산소의 공급량을 억제할 수 있고, 이로써 저산소 농도의 실리콘 단결정을 육성할 수 있다.
상기와 같이, 석영 유리 도가니(1)의 외면에는 반용융층(13)이 형성되어 있지만, 이하에 나타내는 도가니의 각 부위의 적외선 투과율의 바람직한 범위는, 반용융층(13)을 제거한 상태에서의 측정값이다. 이와 같이 측정하는 이유는 이하와 같다.
도 3의 (a) 및 도 3의 (b)는, 석영 유리 도가니(1)의 사용 전후에 있어서의 반용융층(13)의 상태 변화를 설명하기 위한 도이며, 도 3의 (a)는 사용 전의 상태, 도 3의 (b)는 사용 중의 상태를 각각 나타내고 있다.
도 3의 (a)에 나타내는 바와 같이, 사용 전의 제품 상태의 석영 유리 도가니(1)에는 반용융층(13)이 형성되어 있다. 상기와 같이, 반용융층(13)은 원료 실리카 분말의 일부가 불완전하게 용융된 상태에서 고화된 층이며, 그 표면 상태는 원료 실리카 분말의 입도 분포나 용융 조건의 차이에 따라 도가니 제품마다 다소의 편차가 있어, 적외선 투과율에도 개체차가 발생하고 있다. 또 도가니의 표면 상태의 차는, 측벽부(10a), 코너부(10c), 바닥부(10b)와 같은 도가니의 부위별로도 발생하고 있다. 이와 같은 도가니가 카본 서셉터 내에 설치되어 고온하에서 실제로 사용되면 반용융층(13)의 상태가 변화한다.
즉, 도 3의 (b)에 나타내는 바와 같이, 단결정 인상 공정 중은 1500℃이상의 고온에 의하여 석영 유리 도가니(1)가 연화함과 함께, 도가니 내에 실리콘 융액(5)이 저장되어 있음으로써 도가니벽을 외측으로 밀어내는 액압이 발생하고 있다. 한편, 석영 유리 도가니(1)의 외측에는 카본 서셉터(20)가 있고, 도가니의 외면은 직경 방향으로 구속되어 있기 때문에, 반용융층(13)의 요철은 눌려 찌부러져서(뭉개 없어져서) 평활화된다. 따라서, 단결정 인상 공정 중의 석영 유리 도가니의 적외선 투과율은, 미사용의 제품 상태일 때와 다르다.
통상, 석영 유리 도가니의 품질의 평가에는 미사용 상태의 도가니의 측정 데이터가 사용된다. 그러나, 상술한 바와 같이 도가니의 외면의 요철은 사용 중에 캔슬(cancel)되기 때문에, 외면의 요철에 도가니 개체차나 부위별의 차가 있는 상태에서 측정된 적외선 투과율에 근거하여 도가니를 평가하는 것은 바람직하지 않다. 예를 들면, 반용융층(13)이 존재할 때에는 도가니의 적외선 투과율이 매우 낮았다고 해도, 실제의 인상 공정에 있어서 반용융층이 소멸되었을 때의 적외선 투과율이 높은 경우에는, 도가니의 외측으로부터의 입열을 억제할 수 없어, 단결정 중의 산소 농도를 낮게 할 수 없다.
이상의 이유로부터, 본 발명에서는, 외면의 반용융층(13)을 의도적으로 제거하여, 외면의 요철이 적외선 투과율에 주는 영향을 줄인 다음 도가니의 각 부위의 적외선 투과율을 측정·평가한다. 즉, 본 발명은, 사용 전의 석영 유리 도가니에 대하여 사용 중의 상태, 특히 도가니 사용 중에 있어서의 반용융층(13)의 상태를 의사적으로 만들어 내, 그와 같은 상태에서 측정된 적외선 투과율 및 열전도율의 분포가 이하의 특징을 갖는 것이다. 또한 결정 인상 공정 중의 석영 유리 도가니의 적외선 투과율은, 고온하에서 열팽창한 기포의 영향을 받고 있지만, 열팽창 전의 기포여도 적외선 투과율의 평가 지표로서 유효하다.
먼저 반용융층(13)을 제거한 상태에 있어서, 코너부(10c)의 적외선 투과율은 25~51%인 것이 바람직하고, 코너부(10c)의 열전도율은 1.5Х10-3~5.8Х10-3cal/cm·s·℃인 것이 바람직하다. 코너부(10c)의 적외선 투과율이 25%보다 낮은 경우에는 도가니 내의 실리콘 융액의 가열량이 부족하여 결정 인상 제어가 어려워져, 단결정이 유전위화하기 쉬워지기 때문이며, 적외선 투과율이 51%보다 높은 경우에는, 산소 농도가 12Х1017atoms/cm3 이하인 저산소 농도의 실리콘 단결정을 그 전체 길이에 걸쳐 안정적으로 인상시킬 수 없기 때문이다.
또 반용융층(13)을 제거한 상태에 있어서, 측벽부(10a)의 적외선 투과율은 46~84%인 것이 바람직하고, 측벽부(10a)의 열전도율은 3.5Х10-3~15.0Х10-3cal/cm·s·℃인 것이 바람직하다. 도가니의 측벽부(10a)의 적외선 투과율을 상대적으로 높게 함으로써, 인상 초기의 히터 파워를 낮게 억제할 수 있고, 이로써 도가니의 코너부(10c)의 내면의 온도 상승을 억제하여 실리콘 융액 중으로의 산소의 용해를 억제할 수 있다. 따라서, 저산소 농도의 실리콘 단결정을 인상하는 것이 가능해진다.
또 반용융층(13)을 제거한 상태에 있어서, 바닥부(10b)의 적외선 투과율은 36~70%이며, 바닥부(10b)의 열전도율은 2.7Х10-3~13.2Х10-3cal/cm·s·℃인 것이 바람직하다. 바닥부(10b)의 적외선 투과율을 측벽부(10a)의 적외선 투과율 이하로 함으로써, 인상 후반에 있어서의 실리콘 융액의 온도의 안정화를 도모할 수 있고, 이로써 실리콘 단결정 중의 산소 농도의 안정화를 도모할 수 있다.
열전도율의 측정에는 레이저 플래시법을 이용할 수 있다. 레이저 플래시법은, 광가열·광관측에 의한 비접촉 측정법이며, 측정 시간도 짧다. 또, 절연체나 반도체, 금속 등의 재료의 종류를 불문하고 측정을 할 수 있어, 적용 범위의 넓이와 간편함으로부터, 널리 보급되어 있는 방법이다. 레이저 플래시법으로는, 단열 진공하에 설치한 평판상 고체 시료의 표면을 균일하게 펄스 레이저로 가열하고, 그 후의 두께 방향으로의 열의 확산을 시료 이면(裏面) 온도의 시간 변화로서 관측함으로써, 평판상 시료의 두께 방향의 열확산율을 구할 수 있다. 레이저 플래시법에 의하여 계측된 열확산율에 대하여, 다른 장치로 측정한 시료의 비열과 밀도를 곱함으로써, 열전도율을 산출할 수 있다.
이상의 적외선 투과율 및 열전도율은 상온에서 측정한 값이며, 도가니의 두께 방향의 값이다. 또한, 상온에서의 석영 유리 도가니의 적외선 투과율 및 열전도율은, 결정 인상 시의 고온 환경하(1800℃정도)에서의 값과는 다르지만, 상기의 상온에서의 적외선 투과율 및 열전도율의 범위 내이면, 산소 농도가 낮은 실리콘 단결정을 높은 제조 수율로 얻을 수 있다.
측벽부(10a)의 두께는 그 상단부터 하단까지 대체로 일정하지만, 상단부의 두께는 평균 두께보다 조금 얇아지고, 하단부의 두께는 평균 두께보다 조금 두꺼워지는 경향이 있기 때문에, 측벽부의 위치에 따라 적외선 투과율도 변화한다. 따라서, 측벽부(10a)에 있어서의 두께 및 적외선 투과율의 측정 위치(Pa)는, 측벽부(10a)의 평균 두께 및 평균 적외선 투과율이 얻어지는 위치에서 측정하는 것이 바람직하고, 도가니의 측벽부(10a)의 높이(ha)의 절반의 위치(ha/2)부터 도가니 전체의 높이(h0)의 절반의 위치(h0/2)까지의 범위 내인 것이 바람직하다. 또 코너부(10c)에 있어서의 두께 및 적외선 투과율의 측정 위치(Pc)는, 코너부(10c)의 두께 최대 위치인 것이 바람직하고, 바닥부(10b)에 있어서의 두께 및 적외선 투과율의 측정 위치(Pb)는, 바닥부(10b)의 중심인 것이 바람직하다.
도가니의 각 부위의 적외선 투과율은, 기포층(12)의 두께를 변경함으로써 조정할 수 있다. 기포층(12)의 두께는, 도가니의 두께에서 투명층(11)의 두께를 뺀 값이며, 투명층(11)의 두께가 일정하면 도가니의 두께를 두껍게 한 만큼 기포층(12)의 두께도 두꺼워진다. 따라서, 예를 들면 코너부(10c)의 두께를 증가시켜 기포층(12)의 두께를 두껍게 함으로써, 코너부(10c)의 적외선 투과율을 낮출 수 있다.
도가니의 두께를 부분적으로 증가시키는 방법으로서는, 후술하는 회전 몰드법에 있어서, 예를 들면 원료 실리카 분말의 퇴적층의 두께를 부분적으로 크게 하고, 그 부분의 아크 용융의 시간이나 열량을 늘림으로써, 용융 유리의 두께를 늘리는 방법을 들 수 있다. 또, 도가니의 두께를 증가시키지 않고 투명층과 기포층(12)의 두께의 비율을 변화시킴으로써 기포층(12)을 두껍게 할 수도 있다. 이 경우, 실리카 분말의 퇴적층의 외측으로부터 강하게 공기를 흡인하는 시간을 짧게 함으로써, 투명층(11)에 대한 기포층(12)의 두께를 상대적으로 두껍게 할 수 있다. 특히, 흡인력을 부분적으로 변화시킴으로써 투명층과 기포층(12)의 두께의 비율을 부분적으로 변경할 수 있다.
도가니의 각 부위의 적외선 투과율은, 기포층(12)의 기포 함유율을 변경함으로써 조정해도 된다. 예를 들면, 기포층(12)의 두께가 일정하게 유지된 채 코너부(10c)의 기포층(12)의 기포 함유율을 보다 더 높게 함으로써, 코너부(10c)의 적외선 투과율을 낮출 수 있다. 기포층(12)의 기포 함유율은, 석영 유리 도가니(1)를 이른바 회전 몰드법에 의하여 제조할 때에, 원료 실리카 분말의 입도나 아크 가열 시의 온도를 조정함으로써 제어할 수 있다.
이상 설명한 바와 같이, 본 실시형태에 의한 석영 유리 도가니(1)는, 코너부(10c)의 적외선 투과율이 종래보다 낮게 억제되어 있으며, 코너부(10c)의 적외선 투과율은 측벽부(10a) 및 바닥부(10b)보다 낮기 때문에, 실리콘 융액으로의 산소 공급량을 낮게 억제할 수 있어, 실리콘 단결정의 저산소화를 도모하는 것이 가능해진다.
도 4는, 도가니편을 이용한 석영 유리 도가니의 적외선 투과율 측정 방법을 나타내는 플로차트이다. 또, 도 5는, 석영 유리 도가니의 적외선 투과율 측정 방법을 나타내는 모식도이다.
도 4 및 도 5에 나타내는 바와 같이, 석영 유리 도가니의 적외선 투과율의 측정에서는, 먼저 석영 유리 도가니로부터 잘라낸 도가니편의 샘플을 준비한다(스텝 S11). 상기와 같이, 측정 대상의 석영 유리 도가니(1)는, 투명층(11)과, 투명층(11)의 외측에 형성된 기포층(12)과, 기포층(12)의 외측에 형성된 반용융층(13)을 갖는 것이다.
다음으로, 도가니편으로부터 반용융층(13)을 제거한다(스텝 S12). 반용융층(13)을 제거하는 방법으로서는, 연마 처리나 블래스트 처리를 들 수 있는데, 다른 방법이어도 된다. 반용융층(13)은 완전히 제거되는 것이 바람직하지만, 완전히 제거되지 않아도 되고, 반용융층(13)이 형성된 도가니의 외면의 표면 조도가 어느 정도 작아지도록 도가니편을 가공하면 충분하다. 이 경우, 도가니의 외면의 산술 평균 조도 Ra는 15μm 이하가 되는 것이 바람직하고, 10μm 이하가 특히 바람직하다. 이와 같이, 도가니편의 외면의 표면 조도가 작아지도록 도가니편을 가공함으로써, 적외선 투과율의 적절한 평가가 가능하다.
다음으로, 도가니편의 적외선 투과율을 측정한다(스텝 S13). 도 5에 나타내는 바와 같이, 도가니편(1s)의 적외선 투과율의 측정에서는, 적외선 램프(21)의 하방에 레이저 파워 미터(22)(수광 장치)를 배치하고, 도가니편(1s)을 레이저 파워 미터(22)의 수광부에 배치한다. 적외선 램프(21)로부터의 적외광은, 도가니편(1s)을 투과하여 레이저 파워 미터(22)로 수광된다. 도가니편(1s)의 적외선 투과율은, 도가니벽의 일방의 면으로부터 적외광을 입사했을 때에 반대 측의 면으로부터 출사한 광을 수광하는 경우에 있어서의 입사광량에 대한 출사광량의 비로서 구해진다.
도 6은, 상술한 적외선 투과율의 평가 방법을 포함하는 석영 유리 도가니(1)의 제조 방법을 나타내는 플로차트이다.
본 실시형태에 의한 석영 유리 도가니(1)의 제조 방법은, 기정(旣定, 이미 정함)의 도가니 제조 조건(제1 제조 조건)에 근거하여 석영 유리 도가니(제1 석영 유리 도가니)를 제조하는 공정(스텝 S21)과, 이 석영 유리 도가니의 반용융층(13)을 제거하는 공정(스텝 S22)과, 석영 유리 도가니의 반용융층을 제거한 부분의 적외선 투과율을 측정하는 공정(스텝 S23)과, 적외선 투과율의 측정값이 목푯값이 되도록 기정의 도가니 제조 조건을 수정하는 공정(스텝 S24)과, 새로운 도가니 제조 조건(제2 제조 조건)에 근거하여 후속의 석영 유리 도가니(제2 석영 유리 도가니)를 제조하는 공정(스텝 S25)을 갖고 있다. 또한 반용융층(13)을 제거하는 공정에서는 반용융층(13)을 완전히 제거하지 않아도 되고, 외면의 표면 조도가 작아지도록 가공하면 충분하다. 이와 같이, 도가니의 적외선 투과율의 평가 결과를 도가니 제조 조건으로 피드백함으로써, 부위별로 원하는 적외선 투과율을 갖는 석영 유리 도가니를 효율적으로 제조할 수 있다.
다음으로 석영 유리 도가니(1)의 제조 방법에 대하여 설명한다.
도 7은, 회전 몰드법에 의한 석영 유리 도가니(1)의 제조 방법을 설명하기 위한 모식도이다.
도 7에 나타내는 바와 같이, 본 실시형태에 의한 석영 유리 도가니(1)는, 이른바 회전 몰드법에 의하여 제조할 수 있다. 회전 몰드법에서는, 회전하는 몰드(30)의 내면(30i)에, 천연 실리카 분말(16B) 및 합성 실리카 분말(16A)을 순서대로 퇴적시켜 원료 실리카 분말의 퇴적층(16)을 형성한다. 도가니의 원료로서 천연 실리카 분말만을 이용하는 것도 가능하다. 이들 원료 실리카 분말은 원심력에 의하여 몰드(30)의 내면(30i)에 붙은 상태로 일정한 위치에 머물러, 도가니의 형상으로 유지된다.
다음으로, 몰드(30) 내에 아크 전극(31)을 설치하여, 몰드(30)의 내면(30i) 측으로부터 원료 실리카 분말의 퇴적층(16)을 아크 용융한다. 가열 시간, 가열 온도 등의 구체적 조건은 도가니의 원료나 사이즈 등의 조건을 고려하여 적절히 결정할 필요가 있다. 이때, 몰드(30)의 내면(30i)에 마련된 다수의 통기 구멍(32)으로부터 원료 실리카 분말의 퇴적층(16)을 흡인함으로써, 용융 석영 유리 중의 기포량을 제어한다. 구체적으로는, 아크 용융의 개시 시에 몰드(30)의 내면(30i)에 마련된 다수의 통기 구멍(32)으로부터의 흡인력을 강하게 하여 투명층(11)을 형성하고, 투명층(11)의 형성 후에 흡인력을 약하게 하여 기포층(12)을 형성한다.
아크열은 원료 실리카 분말의 퇴적층(16)의 내측으로부터 외측을 향하여 서서히 전달되어 원료 실리카 분말을 융해해 가기 때문에, 원료 실리카 분말이 융해되기 시작하는 타이밍에서 감압 조건을 변경함으로써, 투명층(11)과 기포층(12)을 나누어 만들 수 있다. 실리카 분말이 융해되는 타이밍에서 감압을 강하게 하는 감압 용융을 행하면, 아크 분위기 가스가 유리 중에 갇히지 않고, 기포를 포함하지 않는 석영 유리가 된다. 또, 실리카 분말이 융해되는 타이밍에서 감압을 약하게 하는 통상 용융(대기압 용융)을 행하면, 아크 분위기 가스가 유리 중에 갇혀, 많은 기포를 포함하는 석영 유리가 된다. 감압 용융 시나 통상 용융 시에, 예를 들면 아크 전극(31)의 배치나 전류를 변경하여 부분적으로 용융량을 변화시킴으로써, 투명층(11)이나 기포층(12)의 두께를 부위별로 조정할 수 있다.
그 후, 아크 가열을 종료하여, 도가니를 냉각한다. 이상에 의하여, 도가니벽의 내측으로부터 외측을 향하여 투명층(11) 및 기포층(12)이 순서대로 마련되고, 추가로 기포층(12)의 표면(도가니의 외면)에 반용융층(13)이 형성된 석영 유리 도가니(1)가 완성된다(도 1 참조). 이와 같이, 최종 제품의 석영 유리 도가니(1)의 외면에는 반용융층(13)이 형성되어 있기 때문에, 적외선 투과율이 크게 저하되어, 그 도가니 개체차나 부위별의 차도 커진다. 그러나, 반용융층(13)을 제거한 상태에서 도가니의 적외선 투과율을 측정함으로써, 실 사용 상태에 맞춘 도가니의 평가가 가능해진다. 따라서, 결정 인상 공정 중의 도가니의 적외선 투과율을 보다 정밀하게 제어할 수 있고, 이로써 목적의 산소 농도를 갖는 실리콘 단결정의 제조 수율을 높일 수 있다.
이상 설명한 바와 같이, 본 실시형태에 의한 석영 유리 도가니(1)는, 반용융층을 제거한 상태에서의 코너부의 적외선 투과율이 25~51%이며, 또한 반용융층을 제거한 상태에서의 측벽부 및 바닥부의 적외선 투과율보다 낮기 때문에, 도가니의 코너부로부터의 과도한 입열을 억제하여 도가니의 용손을 억제할 수 있고, 도가니로부터 실리콘 융액으로의 산소 공급을 억제하여 저산소 농도의 실리콘 단결정을 제조할 수 있다. 또 실제의 사용 상태에 가까운 상태에서 도가니의 적외선 투과율을 평가함으로써 결정 인상 공정 중의 도가니의 적외선 투과율을 보다 정밀하게 제어할 수 있고, 이로써 저산소 농도의 실리콘 단결정의 제조 수율을 높일 수 있다.
도 8은, 본 발명의 다른 실시형태에 의한 석영 유리 도가니의 구성을 나타내는 대략 사시도이다. 또 도 9는, 도 8의 석영 유리 도가니의 대략 측면 단면도이다.
도 8 및 도 9에 나타내는 바와 같이, 이 석영 유리 도가니(1)의 특징은, 실리콘 단결정의 인상 공정에 사용 가능한 상태를 유지하면서, 반용융층(13)의 일부가 제거된 반용융층 제거부(13X)를 구비하고 있는 점에 있다. 반용융층 제거부(13X)는, 반용융층(13)의 일부가 제거된 영역이지만, 상기와 같이 완전히 제거되지 않아도 되고, 반용융층(13)이 형성된 도가니의 외면의 표면 조도가 어느 정도 작아지도록 도가니편을 가공하면 충분하다. 반용융층 제거부(13X)는 반용융층을 부분적으로 제거한 영역이기 때문에, 반용융층 제거부(13X)의 주위는 반용융층(13)에 둘러싸여 있다.
본 실시형태에 의한 석영 유리 도가니(1)는, 측벽부(10a), 바닥부(10b), 코너부(10c)를 가짐과 함께, 측벽부(10a)에 마련된 제1 반용융층 제거부(13X1)와, 코너부에 마련된 제2 반용융층 제거부(13X2)와, 바닥부에 마련된 제3 반용융층 제거부(13X3)를 갖고 있다. 도가니의 각 부위에 있어서 반용융층 제거부(13X)는 1개만 마련되어 있어도 되고, 복수 마련되어 있어도 된다. 예를 들면, 측벽부(10a)의 상측과 하측에 반용융층 제거부(13X)를 1개씩 마련해도 되고, 3개 이상의 반용융층 제거부(13X)를 일정 간격으로 마련하는 것도 가능하다. 이 경우, 도가니의 각 부위에 마련된 복수의 반용융층 제거부(13X)는, 도시한 바와 같이 도가니의 바닥부 중심과 림 상단의 임의의 일점을 연결하는 주사 라인 상에 마련되는 것이 바람직하다.
반용융층 제거부(13X)의 크기는, 적외선 투과율을 측정할 수 있는 한에 있어서 특별히 한정되지 않지만, 석영 유리 도가니의 특성에 악영향을 주지 않도록 가능한 한 작게 하는 것이 바람직하다. 이와 같이, 석영 유리 도가니(1)의 외면(10o)에 복수의 반용융층 제거부(13X)를 마련함으로써, 반용융층의 영향을 받고 있지 않은 석영 유리 도가니의 적외선 투과율을 실질적으로 비파괴로 검사할 수 있고, 검사 후의 석영 유리 도가니(1)를 이용하여 실리콘 단결정을 인상할 수 있다.
이상, 본 발명의 바람직한 실시형태에 대하여 설명했지만, 본 발명은, 상기의 실시형태에 한정되지 않고, 본 발명의 주지를 벗어나지 않는 범위에서 다양한 변경이 가능하며, 그들도 본 발명의 범위 내에 포함되는 것인 것은 말할 필요도 없다.
예를 들면, 상기 실시형태에서는, 석영 유리 도가니로부터 잘라낸 도가니편을 이용하여 적외선 투과율을 측정하는 파괴 검사로 했지만, 석영 유리 도가니를 파괴하지 않고 비파괴로, 도가니 외면의 일부의 반용융층을 제거하며, 그 제거한 부분에 적외광을 조사하여 적외선 투과율을 측정하는 것도 가능하다. 이 비파괴로 검사한 경우에는, 초크랄스키법에 의한 실리콘 단결정의 제조에, 적외선 투과율 측정 후의 석영 유리 도가니를 제공할 수 있다.
실시예 1
<반용융층의 표면 조도와 적외선 투과율의 관계에 대한 고찰>
반용융층이 도가니의 적외선 투과율에 주는 영향에 대하여 고찰했다. 이 고찰에서는, 먼저 구경 800mm(32인치)의 석영 유리 도가니를 준비하여, 그 측벽부로부터 약 평방 30mm의 도가니편을 잘라내고, 이 도가니편 샘플의 외면의 반용융층을 전혀 연마하지 않고 외면의 표면 조도를 JIS B0601-2001의 규격에 따라 측정한 결과, 산술 평균 조도 Ra는 30μm였다.
다음으로, 도가니편 샘플의 적외선 투과율을 측정했다. 적외선 투과율의 측정에서는, 파장 0.5~3.5μm, 피크 파장 1.0μm의 적외선 램프보다 43mm의 위치에, 수광부 직경 22mm의 레이저 파워 미터(수광 장치)를 마련하여, 약 평방 30mm의 도가니편 샘플을 수광부에 두고 그 투과광을 측정했을 때의 값을 W1로 하며, 샘플을 수광부에 두지 않는 공백 상태에서의 값을 W0으로 할 때, W1/W0Х100[%]을 적외선 투과율로 했다. 그 결과, 도가니편 샘플의 적외선 투과율은 36%였다.
다음으로 이 도가니편 샘플의 외면을 조금 연마한 후, 외면의 외면 조도를 측정한 결과, 산술 평균 조도 Ra는 20μm가 되었다. 이 도가니편 샘플의 적외선 투과율을 측정한 결과, 적외선 투과율은 38%가 되었다.
다음으로 이 도가니편 샘플의 외면을 조금 더 연마한 후, 외면의 표면 조도를 측정한 결과, 산술 평균 조도 Ra는 15μm가 되었다. 이 도가니편 샘플의 적외선 투과율을 측정한 결과, 적외선 투과율은 49%가 되었다.
다음으로 이 도가니편 샘플의 외면을 조금 더 연마한 후, 외면의 표면 조도를 측정한 결과, 산술 평균 조도 Ra는 5μm가 되었다. 이 도가니편 샘플의 적외선 투과율을 측정한 결과, 적외선 투과율은 전회와 변함없이 49%가 되었다.
이상의 결과로부터, 석영 유리 도가니의 외면의 산술 평균 조도 Ra가 15μm가 될 때까지 외면을 연마하여 평활화하면, 반용융층의 영향이 실질적으로 없는 상태로 도가니의 적외선 투과율을 평가할 수 있는 것을 알 수 있었다.
<반용융층을 제거하여 측정한 도가니의 각 부위의 적외선 투과율에 대한 고찰>
구경 800mm(32인치)의 석영 유리 도가니의 샘플 #1~#12를 준비하여, 반용융층을 제거한 후, 도가니의 외면의 산술 표면 조도 Ra를 측정한 결과, Ra=1~2μm 정도였다. 계속해서, 도가니의 각 부위의 적외선 투과율을 측정했다. 도가니의 측벽부의 측정 위치는, 도가니의 측벽부의 높이 방향의 중앙의 위치로 하고, 코너부의 측정 위치는, 코너부의 두께 최대 위치로 하며, 바닥부의 측정 위치는, 도가니의 바닥부 중심 위치로 했다. 적외선 투과율의 측정 방법은 상술한 바와 같다. 그 후, 적외선 투과율의 측정에 사용한 도가니와 동일 조건으로 제조한 도가니 #1~#12를 이용하여 동일한 인상 조건하에서 실리콘 단결정을 CZ법에 의하여 육성했다.
다음으로, 실리콘 단결정으로부터 웨이퍼 샘플을 채취하여 산소 농도를 측정했다. 구체적으로는, 샘플의 채취 위치는 응고율이 30~60%의 범위 내로 하고, 이 범위 내의 동일한 위치로부터 5매의 웨이퍼 샘플을 취득하며, 각 웨이퍼의 산소 농도(Old ASTM_F121(1979))를 측정하여, 산소 농도의 평균값을 구했다. 도가니 샘플 #1~#12로부터 인상된 단결정의 산소 농도의 측정 결과를 도 10에 나타낸다.
실시예 1에 의한 석영 유리 도가니의 샘플 #1의 측벽부, 코너부 및 바닥부의 적외선 투과율은 각각 55%, 46%, 52%였다. 이 도가니 샘플 #1을 이용하여 인상한 실리콘 단결정 중의 산소 농도는 9Х1017~12Х1017atoms/cm3의 범위 내의 특히 낮은 값이 되어, 단결정은 유전위화하지 않았다.
실시예 2에 의한 석영 유리 도가니의 샘플 #2의 측벽부, 코너부 및 바닥부의 적외선 투과율은 각각 70%, 25%, 50%였다. 이 도가니 샘플 #2를 이용하여 인상한 실리콘 단결정 중의 산소 농도는 9Х1017~12Х1017atoms/cm3의 범위 내의 특히 낮은 값이 되어, 단결정은 유전위화하지 않았다.
실시예 3에 의한 석영 유리 도가니의 샘플 #3의 측벽부, 코너부 및 바닥부의 적외선 투과율은 각각 56%, 33%, 36%였다. 이 도가니 샘플 #3을 이용하여 인상한 실리콘 단결정 중의 산소 농도는 9Х1017~12Х1017atoms/cm3의 범위 내의 특히 낮은 값이 되어, 단결정은 유전위화하지 않았다.
실시예 4에 의한 석영 유리 도가니의 샘플 #4의 측벽부, 코너부 및 바닥부의 적외선 투과율은 각각 84%, 46%, 57%였다. 이 도가니 샘플 #4를 이용하여 인상한 실리콘 단결정 중의 산소 농도는 9Х1017~12Х1017atoms/cm3의 범위 내의 특히 낮은 값이 되어, 단결정은 유전위화하지 않았다.
실시예 5에 의한 석영 유리 도가니의 샘플 #5의 측벽부, 코너부 및 바닥부의 적외선 투과율은 각각 52%, 51%, 70%였다. 이 도가니 샘플 #5를 이용하여 인상한 실리콘 단결정 중의 산소 농도는 9Х1017~12Х1017atoms/cm3의 범위 내의 값이 되어, 단결정은 유전위화하지 않았다.
실시예 6에 의한 석영 유리 도가니의 샘플 #6의 측벽부, 코너부 및 바닥부의 적외선 투과율은 각각 46%, 39%, 51%였다. 이 도가니 샘플 #6을 이용하여 인상한 실리콘 단결정 중의 산소 농도는 9Х1017~12Х1017atoms/cm3의 범위 내의 값이 되어, 단결정은 유전위화하지 않았다.
비교예 1에 의한 석영 유리 도가니의 샘플 #7의 측벽부, 코너부 및 바닥부의 적외선 투과율은 각각 86%, 65%, 59%이며, 코너부의 적외선 투과율이 높았다. 이 도가니 샘플 #7을 이용하여 인상한 실리콘 단결정 중의 산소 농도는 12Х1017atoms/cm3보다 커져, 저산소화의 목푯값에 도달하지 않았지만, 단결정은 유전위화하지 않았다.
비교예 2에 의한 석영 유리 도가니의 샘플 #8의 측벽부, 코너부 및 바닥부의 적외선 투과율은 각각 52%, 58%, 72%이며, 코너부의 적외선 투과율이 높았다. 이 도가니 샘플 #8을 이용하여 인상한 실리콘 단결정 중의 산소 농도는 12Х1017atoms/cm3보다 커져, 저산소화의 목푯값에 도달하지 않았지만, 단결정은 유전위화하지 않았다.
비교예 3에 의한 석영 유리 도가니의 샘플 #9의 측벽부, 코너부 및 바닥부의 적외선 투과율은 각각 56%, 20%, 33%이며, 코너부 및 바닥부의 적외선 투과율이 낮았다. 이 도가니 샘플 #9를 이용하여 인상한 실리콘 단결정 중의 산소 농도는 9Х1017~12Х1017atoms/cm3의 범위 내의 특히 낮은 값이 되었지만, 단결정 중에 전위가 발생했다.
비교예 4에 의한 석영 유리 도가니의 샘플 #10의 측벽부, 코너부 및 바닥부의 적외선 투과율은 각각 39%, 24%, 46%이며, 측벽부 및 코너부의 적외선 투과율이 낮았다. 이 도가니 샘플 #10을 이용하여 인상한 실리콘 단결정 중의 산소 농도는 9Х1017~12Х1017atoms/cm3의 범위 내가 되었지만, 단결정 중에 전위가 발생했다.
비교예 5에 의한 석영 유리 도가니의 샘플 #11의 측벽부, 코너부 및 바닥부의 적외선 투과율은 각각 50%, 20%, 40%이며, 코너부의 적외선 투과율이 낮았다. 이 도가니 샘플 #11을 이용하여 인상한 실리콘 단결정 중의 산소 농도는 9Х1017~12Х1017atoms/cm3의 범위 내가 되었지만, 단결정 중에 전위가 발생했다.
비교예 6에 의한 석영 유리 도가니의 샘플 #12의 측벽부, 코너부 및 바닥부의 적외선 투과율은 각각 50%, 55%, 40%이며, 코너부의 적외선 투과율이 높았다. 이 도가니 샘플 #12를 이용하여 인상한 실리콘 단결정 중의 산소 농도는 12Х1017atoms/cm3보다 커져, 저산소화의 목푯값에 도달하지 않았지만, 단결정은 유전위화하지 않았다.
<적외선 투과율의 평가 방법과 실리콘 단결정 중의 산소 농도와의 관계성의 고찰>
32인치 석영 유리 도가니의 6개의 샘플 A1~F1을 준비하여, 이들 샘플의 적외선 투과율을 종래 및 본 발명의 평가 방법을 이용하여 평가했다. 상세하게는, 먼저 석영 유리 도가니의 최종 제품의 외면을 깎지 않고 그대로의 상태로 적외선 투과율을 측정했다. 그 후, 외면을 깎아 반용융층을 제거한 상태에서 적외선 투과율을 측정했다. 이 때의 적외선 투과율의 측정 위치는, 결정 산소 농도와의 상관성이 높은 도가니의 코너부의 두께 최대 위치로 했다. 또 적외선 투과율의 측정 개소는 도가니의 둘레방향의 4개소(90도 피치)로 하고, 4개소의 적외선 투과율의 평균값을 최종적인 측정값으로 했다. 도가니의 적외선 투과율의 측정은 파괴 검사이며, 도가니의 코너부에서 일부를 잘라내고, 그 외면의 반용융층을 제거하는 전후의 적외선 투과율을 측정했다. 종래 및 본 발명의 평가 방법에 의한 코너부의 적외선 투과율의 측정 결과를 도 11에 나타낸다.
다음으로, 적외선 투과율 평가용 샘플 A1~F1의 각각과 동일 조건으로 각각 제조된 6개의 석영 도가니의 결정 인상용 샘플 A2~F2를 이용하여, 초크랄스키법에 의한 동일 조건하에서 실리콘 단결정을 육성했다. 상기와 같이, 도가니의 적외선 투과율의 측정은 파괴 검사이며, 완전히 동일한 도가니를 사용할 수 없기 때문에, 샘플 A1~F1과 동일 조건으로 각각 제조한 도가니 샘플 A2~F2를 실질적으로 동일한 도가니로 간주하여 실리콘 단결정의 인상을 행했다.
다음으로, 각 도가니 샘플 A2~F2를 이용하여 인상된 실리콘 단결정으로부터 웨이퍼 샘플을 채취하여 각 웨이퍼의 산소 농도를 측정했다. 실리콘 단결정의 응고율이 30~60%의 범위 내의 동일한 부위로부터 잘라낸 5매의 웨이퍼 샘플을 취득하고, 각 웨이퍼의 산소 농도(Old ASTM_F121(1979))를 측정하여, 이들 산소 농도의 측정값의 평균값을 구했다. 그 결과를 적외선 투과율과 함께 도 11에 나타낸다.
도 12의 (a) 및 도 12의 (b)는, 도 11에 나타낸 석영 유리 도가니의 적외선 투과율과 결정 산소 농도의 관계성을 나타내는 산포도 및 회귀 직선이며, 특히 도 12의 (a)는 종래의 평가 방법, 도 12의 (b)는 본 발명의 평가 방법을 각각 나타내고 있다. 도 12의 (a) 및 도 12의 (b)의 가로축은 적외선 투과율의 측정값(%)이며, 세로축은 결정 산소 농도(Х1017atoms/cm3)이다.
도 12의 (a)에 나타내는 바와 같이, 종래의 평가 방법으로 측정한 도가니의 적외선 투과율에 대한 결정 산소 농도의 회귀 직선의 결정 계수(決定係數) R2는 0.623이 되었다. 한편, 도 12의 (b)에 나타내는 바와 같이, 본 발명의 평가 방법으로 측정한 적외선 투과율에 대한 결정 산소 농도의 회귀 직선의 결정 계수 R2=0.9196이 되어, 종래의 평가 방법보다 결정 산소 농도에 대한 상관성이 높았다. 이상의 결과로부터, 반용융층을 제거하여 적외선 투과율을 측정하는 본 발명의 평가 방법은, 석영 유리 도가니의 적외선 투과율의 적합한 평가 방법인 것이 확인되었다.
1 석영 유리 도가니
1s 도가니편
5 실리콘 융액
10a 측벽부
10b 바닥부
10c 코너부
10i 도가니의 내면
10o 도가니의 외면
11 투명층
12 기포층
13 반용융층
16 원료 실리카 분말의 퇴적층
16A 합성 실리카 분말
16B 천연 실리카 분말
20 카본 서셉터
21 적외선 램프
22 레이저 파워 미터
30 몰드
30i 몰드의 내면
31 아크 전극
32 통기 구멍

Claims (15)

  1. 원통상의 측벽부와, 바닥부와, 상기 측벽부와 상기 바닥부를 연결하는 코너부를 갖는 석영 유리 도가니로서,
    기포를 포함하지 않는 석영 유리로 이루어지는 투명층과,
    상기 투명층의 외측에 형성되고, 다수의 기포를 포함하는 석영 유리로 이루어지는 기포층과,
    상기 기포층의 외측에 형성되며, 원료 실리카 분말이 반용융 상태로 고화된 반용융층을 구비하고,
    상기 반용융층을 제거한 상태에서의 상기 코너부의 적외선 투과율은 25~51%이며,
    상기 반용융층을 제거한 상태에서의 상기 코너부의 적외선 투과율은, 상기 반용융층을 제거한 상태에서의 상기 측벽부의 적외선 투과율보다 낮고,
    상기 반용융층을 제거한 상태에서의 상기 코너부의 적외선 투과율은, 상기 반용융층을 제거한 상태에서의 상기 바닥부의 적외선 투과율보다 낮은 것을 특징으로 하는 석영 유리 도가니.
  2. 청구항 1에 있어서,
    상기 반용융층을 제거한 상태에서의 상기 측벽부의 적외선 투과율은, 상기 반용융층을 제거한 상태에서의 상기 바닥부의 적외선 투과율보다 높은, 석영 유리 도가니.
  3. 청구항 1 또는 청구항 2에 있어서,
    상기 반용융층을 제거한 상태에서의 상기 측벽부의 적외선 투과율은 46~84%이며, 상기 반용융층을 제거한 상태에서의 상기 바닥부의 적외선 투과율은 36~70%인, 석영 유리 도가니.
  4. 청구항 1 내지 청구항 3 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 반용융층을 제거한 상태에서의 상기 코너부의 열전도율은 1.5Х10-3~5.8Х10-3cal/cm·s·℃이며,
    상기 반용융층을 제거한 상태에서의 상기 코너부의 열전도율은, 상기 반용융층을 제거한 상태에서의 상기 측벽부의 열전도율보다 낮고,
    상기 반용융층을 제거한 상태에서의 상기 코너부의 열전도율은, 상기 반용융층을 제거한 상태에서의 상기 바닥부의 열전도율보다 낮은, 석영 유리 도가니.
  5. 청구항 4에 있어서,
    상기 반용융층을 제거한 상태에서의 상기 측벽부의 열전도율은 3.5Х10-3~15.0Х10-3cal/cm·s·℃이며,
    상기 반용융층을 제거한 상태에서의 상기 바닥부의 열전도율은 2.7Х10-3~13.2Х10-3cal/cm·s·℃인, 석영 유리 도가니.
  6. 청구항 1 내지 청구항 5 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 코너부의 상기 기포층의 두께는 10~35mm이고,
    상기 측벽부의 상기 기포층의 두께는 1~21mm이며,
    상기 바닥부의 상기 기포층의 두께는 4~21mm인, 석영 유리 도가니.
  7. 초크랄스키법에 의한 실리콘 단결정의 제조 방법으로서, 청구항 1 내지 청구항 6 중 어느 한 항에 기재된 석영 유리 도가니를 이용하여 12Х1017atoms/cm3 이하의 산소 농도를 갖는 실리콘 단결정을 인상하는 것을 특징으로 하는 실리콘 단결정의 제조 방법.
  8. 원통상의 측벽부와, 바닥부와, 상기 측벽부와 상기 바닥부를 연결하는 코너부를 갖는 석영 유리 도가니로서,
    기포를 포함하지 않는 석영 유리로 이루어지는 투명층과,
    상기 투명층의 외측에 형성되고, 다수의 기포를 포함하는 석영 유리로 이루어지는 기포층과,
    상기 기포층의 외측에 형성되며, 원료 실리카 분말이 반용융 상태로 고화된 반용융층과,
    상기 반용융층의 일부가 제거된 영역으로 이루어지는 적어도 하나의 반용융층 제거부를 구비하는 것을 특징으로 하는 석영 유리 도가니.
  9. 청구항 8에 있어서,
    상기 반용융층 제거부는, 상기 측벽부에 마련된 제1 반용융층 제거부와, 상기 코너부에 마련된 제2 반용융층 제거부와, 상기 바닥부에 마련된 제3 반용융층 제거부를 포함하는, 석영 유리 도가니.
  10. 기포를 포함하지 않는 석영 유리로 이루어지는 투명층과, 상기 투명층의 외측에 형성되고, 다수의 기포를 포함하는 석영 유리로 이루어지는 기포층과, 상기 기포층의 외측에 형성되며, 원료 실리카 분말이 반용융 상태로 고화된 반용융층을 구비한 석영 유리 도가니의 적외선 투과율 측정 방법으로서,
    상기 반용융층에 의하여 형성되는 상기 석영 유리 도가니의 외면의 표면 조도가 작아지도록 상기 외면을 가공하는 공정과,
    상기 외면의 가공 후에, 상기 외면을 통과하는 적외선에 근거하여 상기 석영 유리 도가니의 적외선 투과율을 측정하는 공정을 구비하는 것을 특징으로 하는 석영 유리 도가니의 적외선 투과율 측정 방법.
  11. 청구항 10에 있어서,
    상기 외면을 가공하는 공정에 있어서, 상기 외면의 산술 평균 조도 Ra가 15μm 이하가 되도록 상기 외면을 가공하는, 석영 유리 도가니의 적외선 투과율 측정 방법.
  12. 청구항 10 또는 청구항 11에 있어서,
    상기 반용융층이 제거될 때까지 상기 외면을 가공하는, 석영 유리 도가니의 적외선 투과율 측정 방법.
  13. 청구항 10 내지 청구항 12 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 석영 유리 도가니로부터 잘라낸 도가니편을 이용하여 적외선 투과율을 측정하는, 석영 유리 도가니의 적외선 투과율 측정 방법.
  14. 청구항 10 내지 청구항 13 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 외면을 가공하는 공정은, 연마 처리 또는 블래스트 처리인, 석영 유리 도가니의 적외선 투과율 측정 방법.
  15. 기포를 포함하지 않는 석영 유리로 이루어지는 투명층과, 상기 투명층의 외측에 형성되고, 다수의 기포를 포함하는 석영 유리로 이루어지는 기포층과, 상기 기포층의 외측에 형성되며, 원료 실리카 분말이 반용융 상태로 고화된 반용융층을 구비한 석영 유리 도가니의 제조 방법으로서,
    제1 제조 조건에 근거하여 제1 석영 유리 도가니를 제조하는 공정과,
    상기 반용융층에 의하여 형성되는 상기 제1 석영 유리 도가니의 외면의 표면 조도가 작아지도록 상기 외면을 가공하는 공정과,
    상기 외면의 가공 후에, 상기 외면을 통과하는 적외선에 근거하여 상기 제1 석영 유리 도가니의 적외선 투과율을 측정하는 공정과,
    상기 적외선 투과율의 측정값이 목푯값이 되도록, 상기 제1 석영 유리 도가니의 적외선 투과율의 측정 결과를 바탕으로 수정된 제2 제조 조건에 근거하여 제2 석영 유리 도가니를 제조하는 공정을 구비하는 것을 특징으로 하는 석영 유리 도가니의 제조 방법.
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Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN115504653B (zh) * 2022-09-15 2024-01-12 德清三明坩埚有限公司 一种抗热震开裂的粘土坩埚的制备工艺

Citations (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH0753295A (ja) 1993-08-10 1995-02-28 Toshiba Ceramics Co Ltd 石英ガラスルツボ
JPH09157082A (ja) 1995-12-12 1997-06-17 Mitsubishi Material Quartz Kk シリコン単結晶引上げ用石英ルツボ
JP2000219593A (ja) 1999-01-29 2000-08-08 Shinetsu Quartz Prod Co Ltd シリコン単結晶引き上げ用大口径石英ガラスるつぼ
JP2004107163A (ja) 2002-09-20 2004-04-08 Toshiba Ceramics Co Ltd 石英ルツボとその製造方法
JP2009084114A (ja) 2007-09-28 2009-04-23 Japan Siper Quarts Corp シリコン単結晶引き上げ用石英ガラスルツボとその製造方法
JP2016193809A (ja) * 2015-04-01 2016-11-17 クアーズテック株式会社 シリコン単結晶引き上げ用石英ガラスルツボ
JP2018039702A (ja) * 2016-09-08 2018-03-15 グローバルウェーハズ・ジャパン株式会社 シリコン単結晶の製造方法及び改質処理後のシリコン単結晶製造用石英ルツボ
JP2018043903A (ja) * 2016-09-14 2018-03-22 株式会社Sumco シリコン単結晶の製造方法

Family Cites Families (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH0753295Y2 (ja) 1988-11-25 1995-12-06 富士通テン株式会社 アンテナアンプの電源回路
JP3136533B2 (ja) 1995-04-28 2001-02-19 三菱マテリアルクォーツ株式会社 シリコン単結晶引上げ用石英ルツボ
JP2000159593A (ja) * 1998-11-24 2000-06-13 Toshiba Ceramics Co Ltd 石英ガラスるつぼの製造方法
US6302957B1 (en) * 1999-10-05 2001-10-16 Sumitomo Metal Industries, Ltd. Quartz crucible reproducing method
JP2002326889A (ja) 2001-04-27 2002-11-12 Toshiba Ceramics Co Ltd シリコン単結晶引上げ用石英ガラスルツボ
JP5069663B2 (ja) * 2008-10-31 2012-11-07 ジャパンスーパークォーツ株式会社 多層構造を有する石英ガラスルツボ
JP4987029B2 (ja) * 2009-04-02 2012-07-25 ジャパンスーパークォーツ株式会社 シリコン単結晶引き上げ用石英ガラスルツボ
JP5618409B2 (ja) 2010-12-01 2014-11-05 株式会社Sumco シリカガラスルツボ
CN106868583B (zh) 2015-12-10 2019-06-14 有研半导体材料有限公司 一种石英坩埚
DE112019006492T5 (de) 2018-12-27 2021-11-11 Sumco Corporation Quarzglastiegel

Patent Citations (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH0753295A (ja) 1993-08-10 1995-02-28 Toshiba Ceramics Co Ltd 石英ガラスルツボ
JPH09157082A (ja) 1995-12-12 1997-06-17 Mitsubishi Material Quartz Kk シリコン単結晶引上げ用石英ルツボ
JP2000219593A (ja) 1999-01-29 2000-08-08 Shinetsu Quartz Prod Co Ltd シリコン単結晶引き上げ用大口径石英ガラスるつぼ
JP2004107163A (ja) 2002-09-20 2004-04-08 Toshiba Ceramics Co Ltd 石英ルツボとその製造方法
JP2009084114A (ja) 2007-09-28 2009-04-23 Japan Siper Quarts Corp シリコン単結晶引き上げ用石英ガラスルツボとその製造方法
JP2016193809A (ja) * 2015-04-01 2016-11-17 クアーズテック株式会社 シリコン単結晶引き上げ用石英ガラスルツボ
JP2018039702A (ja) * 2016-09-08 2018-03-15 グローバルウェーハズ・ジャパン株式会社 シリコン単結晶の製造方法及び改質処理後のシリコン単結晶製造用石英ルツボ
JP2018043903A (ja) * 2016-09-14 2018-03-22 株式会社Sumco シリコン単結晶の製造方法

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