JP4166241B2 - シリコン単結晶引上げ用石英ガラスルツボ及びその製造方法 - Google Patents
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Description
図2に示す装置を用い、回転する型8内に純化処理した高純度の天然シリカ粉を投入し、遠心力によりルツボ状成形体9に形成し、その内にアーク電極14を挿入し、開口部を板状の蓋体11で覆い、アーク電極14により内部キャビティ内を高温雰囲気とし、溶融ガラス化し、冷却して厚さ8〜10mmの不透明外層4を作成した。次いで型8を回転させながらアーク電極14で不透明外層4の内部キャビティを高温雰囲気16にしたのち、シリカ粉供給手段15から天然シリカ粉を100g/minで供給し、不透明外層4の内表面に厚さ0.9〜2mmの天然石英ガラスからなる透明層5を融合一体化した。次にシリカ粉供給手段15から合成シリカ粉を100g/minで供給し、前記透明層の底部中心からルツボ内表面に沿って上端面までの距離(L)に対して0.55まで合成石英ガラスからなる透明層6を厚さ0.5〜1.2mmに、また、0.55〜0.6Lに厚さ0.2〜0.5mmに、さらに、0.6〜1.0Lに厚さ0.1〜0.2mmに融合一体化した。得られた石英ガラスルツボの直径は24インチで、天然石英ガラスからなる不透明外層4の平均OH基濃度CCは40ppm、天然石英ガラスからなる透明層5の平均OH基濃度CBは110ppm、合成石英ガラスからなる透明層6の平均OH基濃度CAは220ppmであった。この石英ガラスルツボに多結晶シリコンを充填、溶融してCZ法で単結晶の引上げをN=5で行ったところ、いずれにおいてもシリコン融液の振動は見られず、また得られたシリコン単結晶の単結晶化率の平均は92%と高い歩留まりを示した。
実施例1において、石英ガラスルツボ内表面に形成する天然石英ガラスからなる透明層5及び合成石英ガラスからなる透明層6をそれぞれ表1に示す厚さに融合一体化して24インチの石英ガラスルツボを製造した。製造された石英ガラスルツボの各層の平均OH基濃度は表1のとおりであった。この石英ガラスルツボを用いて実施例1と同様にシリコン単結晶の引上げを行った。その結果を、表1に示す。
実施例1において、石英ガラスルツボ内表面に形成する天然石英ガラスからなる透明層5及び合成石英ガラスからなる透明層6をそれぞれ表2に示す厚さに融合一体化して24インチの石英ガラスルツボを製造した。製造された石英ガラスルツボの各層の平均OH基濃度は表2のとおりであった。この石英ガラスルツボを用いて実施例1と同様にシリコン単結晶の引上げを行った。その結果を表2に示す。
2:ルツボの底部
3:直胴部
4:天然石英ガラスからなる不透明な外層
5:天然石英ガラスからなる透明層
6:合成石英ガラスからなる透明層
7:湾曲部
8:回転する型
9:ルツボ状成形体
10、15:シリカ粉供給手段
11:板状の蓋体
12:流量規制バルブ
13:電源
14:アーク電極
16:高温雰囲気
Claims (6)
- 天然シリカ粉を溶融して形成した不透明な外層と、その内側に形成した透明層を有する石英ガラスルツボにおいて、前記透明層が厚さ0.4〜5.0mmの天然石英ガラスからなる透明層と、この天然石英ガラスからなる透明層の内側で石英ガラスルツボの内表面の底部中心から、ルツボ内表面に沿って上端面までの距離Lに対し少なくとも0.15〜0.55Lの範囲に形成した合成石英ガラスからなる透明層であることを特徴とするシリコン単結晶引上げ用石英ガラスルツボ。
- 石英ガラスルツボの内表面の底部中心から、内表面に沿って上端面までの距離Lに対し0.15〜0.55Lの範囲に厚さ0.2〜1.5mmの合成石英ガラスからなる透明層を形成したことを特徴とする請求項1記載のシリコン単結晶引上げ用石英ガラスルツボ。
- 石英ガラスルツボの内表面の底部中心から、内表面に沿って上端面までの距離Lに対し0.6〜1.0Lの範囲の内表面が天然石英ガラスからなる透明層であることを特徴とする請求項1又は2記載のシリコン単結晶引上げ用石英ガラスルツボ。
- 石英ガラスルツボの内表面の底部中心から、内表面に沿って上端面までの距離Lに対し0.6〜1.0Lの範囲の内表面に厚さ0.2mm以下の合成石英ガラスからなる透明層が形成されたことを特徴とする請求項1記載のシリコン単結晶引上げ用石英ガラスルツボ。
- 合成石英ガラスからなる透明層の平均OH基濃度CAが100〜300ppm、天然石英ガラスからなる透明層の平均OH基濃度CBが60〜150ppm、天然石英ガラスからなる不透明な外層の平均OH基濃度CCが20〜60ppmで、かつ、CA>CB>CCであることを特徴とする請求項1乃至4のいずれか1項記載のシリコン単結晶引上げ用石英ガラスルツボ。
- 請求項1ないし5のいずれか1項記載の石英ガラスルツボの製造において、回転する型に装着した石英ガラスルツボ基体の内部キャビティを高温雰囲気にし、部分的に溶融して不透明な外層を形成した後もしくは成形中に、外層の高温雰囲気内に天然シリカ粉を供給し、溶融ガラス化して不透明な外層の内表面全体に天然石英ガラスからなる透明層を形成し、続いて合成シリカ粉を供給し溶融ガラス化して前記天然石英ガラスからなる透明層を有する石英ガラスルツボの内表面の底部中心からルツボ内面に沿って上端面までの距離Lに対し少なくとも0.15〜0.55Lの範囲の内側に合成石英ガラスからなる透明層を形成することを特徴とするシリコン単結晶引上げ用石英ガラスルツボの製造方法。
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