特許 6713382 石英ガラスルツボの製造方法、及び石英ガラスルツボ

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】6713382

(24)【登録日】2020年6月5日

(45)【発行日】2020年6月24日

(54)【発明の名称】石英ガラスルツボの製造方法、及び石英ガラスルツボ

(51)【国際特許分類】

   C30B 29/06 20060101AFI20200615BHJP

   C03B 20/00 20060101ALI20200615BHJP

【ＦＩ】

   C30B29/06 502B

   C03B20/00 H

【請求項の数】3

【全頁数】11

(21)【出願番号】特願2016-168299(P2016-168299)

(22)【出願日】2016年8月30日

(65)【公開番号】特開2018-35029(P2018-35029A)

(43)【公開日】2018年3月8日

【審査請求日】2019年6月13日

(73)【特許権者】

【識別番号】507182807

【氏名又は名称】クアーズテック株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100101878

【弁理士】

【氏名又は名称】木下 茂

(74)【代理人】

【識別番号】100187506

【弁理士】

【氏名又は名称】澤田 優子

(72)【発明者】

【氏名】照井 達也

【審査官】 西垣 歩美

(56)【参考文献】

【文献】 特開２００６−０８９３０１（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１１−０８４４２８（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００４−２６２６９０（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００７−００８７４６（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０００−３４４５３６（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｃ３０Ｂ １／００−３５／００

Ｃ０３Ｂ １／００−５／４４

Ｃ０３Ｂ ８／００−８／０４

Ｃ０３Ｂ １９／１２−２０／００

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

ルツボ成形型内に第１の原料粉末からなる外層と、その内側に第２の原料粉末からなる内層とを積層して２層の原料粉末からなる成形体を形成し、アーク放電によって前記成形体を溶融することにより石英ガラスルツボを形成する石英ガラスルツボの製造方法であって、
アーク放電により前記成形体の内層を溶融し、前記成形体の内周面側に透明層を形成するステップと、
前記成形体の外周面側に、所定量の酸素を含むガスを供給するとともに、前記成形体の外層をアーク放電により溶融し赤色蛍光強度が１０以上１５以下となる不透明層を形成するステップと、
を含むことを特徴とする石英ガラスルツボの製造方法。

【請求項2】

前記成形体を構成する前記第１の原料粉末は、天然石英粉であり、前記第２の原料粉末は、合成石英粉または高純度天然石英粉であることを特徴とする請求項１に記載された石英ガラスルツボの製造方法。

【請求項3】

内周面側に透明層を有し、外周面側に不透明層を有する２層構造の石英ガラスルツボであって、
前記不透明層の赤色蛍光強度が１０以上１５以下であることを特徴とする石英ガラスルツボ。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、石英ガラスルツボの製造方法、及び石英ガラスルツボに関し、特にシリコン単結晶引上げ開始時の熱環境を安定化させることで、メルトバックの発生を抑制し生産性の向上を図ることのできる石英ガラスルツボの製造方法、及び石英ガラスルツボに関する。

【背景技術】

【0002】

チョクラルスキー法（ＣＺ法）によるシリコン単結晶引上げに用いられる石英ガラスルツボは、成形型内にルツボ状に形成した石英粉からなる成形体に対し、その成形型の軸周りに配置した電極から発生したアーク放電によって加熱溶融することにより製造されている。
近年、半導体装置に用いられるシリコンウエハの大口径化が進み、３００ｍｍの直径を持つシリコンウエハが主流となっている。このような大口径のシリコンウエハの製造に用いられるシリコン単結晶を引上げるための石英ルツボとしては、直径が８０ｃｍ（３２インチ）の大口径ルツボが必要である。

【0003】

このような大口径ルツボを用いたシリコン単結晶引上げには、多量のアモルファスシリコン原料が用いられており、１回のシリコン単結晶引上げ工程における成否によってその工程の実用性を問われる。そのために、シリコン単結晶引上げの歩留まりを向上させることが求められている。
従来、シリコン単結晶の引上げ歩留まり、即ち単結晶化率（ＤＦ率）を低下させる要因としては、結晶転移の発生、溶融シリコン液面振動による引上げ工程の遂行不能などがある。これら結晶転位の発生、溶融シリコン液面振動は、ルツボ内表面層に気泡が発生し、これが開放する際の衝撃が一因であると考えられている。

【0004】

石英ルツボは、耐久性及び単結晶化率を向上させるために、一般的に直径１００μｍもしくはそれ以下の気泡が多数存在し、天然原料により作られている外層（不透明層）と、合成原料もしくは天然原料を使用し、気泡が皆無もしくは極少数である内層（透明層）により構成されている。
尚、透明層の形成は、大気（酸素含有雰囲気）中で実施されており、完成された石英ルツボ製品の透明層内には過剰酸素が少なからず存在している。

【0005】

この石英ルツボの製造方法について、図４に基づいて説明する。図４は、従来の石英ルツボ製造装置の例を示している。図４に示すように、支持台５１上にガス不透過性の保持体５２が配置され、保持体５２内にガス透過性のモールド５４が配置されている。前記保持体５２とモールド５４との間には、空間５３が形成されており、この空間５３内は、空間５３に接続している通気口を兼ねる回転軸５７に接続された減圧装置５８によって減圧に維持される。前記モールド５４の内面には天然石英および合成石英からなる石英原料粉をルツボ形状に２層に成形した成形体５５が配置されており、その上部には、アーク放電電極５６が配置されている。このアーク電極５６は、図示しない電源装置に接続され、アーク放電を行って原料粉成形体５５の内面を加熱溶融するようになっている。このような石英ルツボ製造装置は、石英溶融は大気（酸素含有雰囲気）中で行われることになり、上記したように石英ルツボの透明層には過剰酸素（酸素過剰欠陥）が存在する原因となっていた。

【0006】

また、このように成形された石英ルツボを用いて、シリコン溶融液を形成し単結晶引上げを行う場合、熱処理の間に石英ルツボが高温となるため、透明層に存在する酸素過剰欠陥が再配列を起こすことによって、ガラス中の気泡が膨張し、肉厚の増加や透過率の減少といった変化が起こる。従来の石英ルツボにあっては、酸素過剰欠陥を有する透明層において、このような変化が頻繁に発生するという課題を有していた。

【0007】

このような課題に対し、特許文献１には、内周側に透明石英からなる透明層を有し、その外周側に多数の閉気孔を含んだ不透明石英層を有する石英ルツボにおいて、透明層の赤色蛍光強度を従来のルツボよりも低い特定の範囲内に規定した石英ルツボが開示されている。

【0008】

特許文献１に開示された石英ガラスルツボによれば、透明層の赤色蛍光強度を上記特定の範囲内に設定することにより、閉気孔が多数存在する不透明層には透明層よりも多数の過剰酸素欠陥が存在するものとなる。
それにより、シリコン単結晶引上げ中において、不透明層では酸素が前記閉気孔中に拡散して該閉気孔の膨張が生じ、結果、透明層はシリコン融液から内圧を受け、且つ不透明層から外圧を受けることとなる。その結果、シリコン単結晶引上げに際し透明層中の気泡の膨張が抑制される。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0009】

【特許文献1】特開２００６−８９３０１号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0010】

特許文献１に開示の石英ガラスルツボによれば、単結晶引上げ工程において、不透明層中の気泡（閉気孔）を膨張させ、不透明層の肉厚を増加させることによって透明層中の気泡の膨張を抑制することができる。
しかしながら、特許文献１に開示された不透明層の赤色蛍光強度の範囲では従来の石英ガラスルツボと同様に、引上げ工程中において長時間にわたりルツボの肉厚の変化や、それにともなう透明度の変化が生じ、ヒータからの輻射熱や石英ガラスルツボを保持する保持ルツボ（例えばカーボンルツボ）からの熱伝導が時間の経過とともに大きく変化する。
そのため、石英ガラスルツボが保持ルツボに馴染むまでに長時間を要する上に、引上げの状態が不安定になり、単結晶に転位が発生しやすいという課題がある。転位が発生すると、結晶を再度溶融液に戻して溶かす、いわゆるメルトバックが増加して、生産性が低下してしまう。

【0011】

本発明は、前記したような事情の下になされたものであり、内周側に実質的に気泡を含まない透明層を有し、その外周側に多数の気泡を含んだ不透明石英層を有する石英ルツボにおいて、引上げ開始時における不透明層の透過率を充分に低下させ、肉厚の増加にともなう保持ルツボへの馴染みをより早い段階で発生させ、引上げ開始時の熱環境を安定化させることにより生産性の向上を図ることのできる石英ガラスルツボの製造方法、及び石英ガラスルツボを提供することを目的とする。

【課題を解決するための手段】

【0012】

前記課題を解決するためになされた、本発明に係る石英ガラスルツボの製造方法は、ルツボ成形型内に第１の原料粉末からなる外層と、その内側に第２の原料粉末からなる内層とを積層して２層の原料粉末からなる成形体を形成し、アーク放電によって前記成形体を溶融することにより石英ガラスルツボを形成する石英ガラスルツボの製造方法であって、アーク放電により前記成形体の内層を溶融し、前記成形体の内周面側に透明層を形成するステップと、前記成形体の外周面側に、所定量の酸素を含むガスを供給するとともに、前記成形体の外層をアーク放電により溶融し赤色蛍光強度が１０以上１５以下となる不透明層を形成するステップと、を含むことに特徴を有する。
尚、前記成形体を構成する前記第１の原料粉末は、天然石英粉であり、前記第２の原料粉末は、合成石英粉または高純度天然石英粉であることが望ましい。

【0013】

このような石英ガラスルツボの製造方法によれば、内周面側に透明層を有し、外周面側に不透明層を有する２層に形成され、前記不透明層の赤色蛍光強度が１０以上１５以下（従来の一般的な赤色蛍光強度は１〜３）であって、不透明層中の酸素過剰欠陥の数が従来よりも格段に多い石英ガラスルツボを得ることができる。
したがって、この石英ガラスルツボを用いて、単結晶引上げを行うことにより、その開始後早い段階で不透明層中の気泡が膨張し、結晶化が早期に完了する。これにより、肉厚が増加し透過率が大きく低下してルツボ倒れ込みを防止するための強度を持たせることができる。また、肉厚の増加にともなう保持ルツボへの馴染みがより早い段階で発生することで、引上げ開始時の熱環境を安定化させることができ、メルトバックの発生を抑制することができる。
また、単結晶引上げ中において、透明層はシリコン融液から内圧を受け、且つ結晶化した不透明層から外圧を受けるため、透明層中の気泡の膨張を効果的に抑止することができ、単結晶の生産性の向上を図ることができる。

【0014】

前記課題を解決するためになされた、本発明に係る石英ガラスルツボは、内周面側に透明層を有し、外周面側に不透明層を有する２層構造の石英ガラスルツボであって、前記不透明層の赤色蛍光強度が１０以上１５以下であることに特徴を有する。
このような石英ガラスルツボは、赤色蛍光強度が従来（１〜３程度）よりも大幅に高いため、不透明層中の酸素過剰欠陥の数が従来よりも格段に多くなる。
したがって、この石英ガラスルツボを用いて、単結晶引上げを行うことにより、引上げ開始後早い段階で不透明層中の気泡が膨張し、結晶化が早期に完了する。これにより、肉厚が増加し透過率が大きく低下してルツボ倒れ込みを防止するための強度を持たせることができる。また、肉厚の増加にともなう保持ルツボへの馴染みをより早い段階で発生させ、引上げ開始時の熱環境を安定化させることができ、メルトバックの発生を抑制することができる。
また、単結晶引上げ中において、透明層はシリコン融液から内圧を受け、且つ結晶化した不透明層から外圧を受けるため、透明層中の気泡の膨張を効果的に抑止することができ、単結晶の生産性の向上を図ることができる。

【発明の効果】

【0015】

本発明によれば、内周側に実質的に気泡を含まない透明層を有し、その外周側に多数の気泡を含んだ不透明石英層を有する石英ルツボにおいて、引上げ開始時における不透明層の透過率を充分に低下させ、肉厚の増加にともなう保持ルツボへの馴染みをより早い段階で発生させ、引上げ開始時の熱環境を安定化させることにより生産性の向上を図ることのできる石英ガラスルツボの製造方法、及び石英ガラスルツボを得ることができる。

【図面の簡単な説明】

【0016】

【図1】図１は、本発明に係る石英ガラスルツボの製造方法が実施される製造装置を模式的に示す断面図である。

【図2】図２は、図１の製造装置により製造された本発明に係る石英ガラスルツボの断面図である。

【図3】図３は、図１の製造装置により石英ガラスルツボを製造する工程を示すフローである。

【図4】図４は、従来の石英ガラスルツボの製造装置を説明するための断面図である。

【発明を実施するための形態】

【0017】

以下、本発明に係る石英ガラスルツボの製造方法、及び石英ガラスルツボの実施形態について図面に基づき説明する。図１は本発明に係る石英ガラスルツボの製造方法が実施される製造装置を模式的に示す断面図である。
この石英ガラスルツボの製造装置１００（以下、ルツボ製造装置１００とも呼ぶ）は、断面Ｕ字状の原料粉成形体２６を保持するモールド１３、及びこのモールド１３と協働して空間１４を形成するように配置したガス不透過性の保持体１５が配置されており、この保持体１５の下部には、保持体１５を回転可能に支持する回転軸１６が接続されている。前記回転軸１６は、図示しない回転駆動装置に接続されており、石英ガラスルツボの製造時に保持体１５、モールド１３及び原料粉成形体２６を回転させるようになっている。

【0018】

前記モールド１３は、その厚さ方向に複数の貫通孔を穿設しその内側に微細気孔径のセラミックス多孔質体を配置した金型、もしくはそれ自身、三次元網目状の開気孔を有する高純化処理した多孔質カーボン型などの通気孔部を有するガス透過性部材で構成されている。

【0019】

また、回転軸１６の内部は、前記空間１４に連通する通気口１７が形成されており、この通気口１７に減圧装置１９が接続され、この減圧装置１９によって、モールド１３と保持体１５間の空間１４内を所定圧に減圧できるようになっている。
また、保持体１５には、前記空間１４に連通する通気口３５が設けられており、通気口３５に接続可能なエア供給装置３０が配置されている。不透明層の形成時において、エア供給装置３０が駆動することにより、空間１４内に酸素を所定割合で含むエア、具体的には、酸素５００Ｌ／ｍｉｎ〜１０００Ｌ／ｍｉｎ、窒素２０００Ｌ／ｍｉｎ〜２５００Ｌ／ｍｉｎ、総流量３０００Ｌ／ｍｉｎのエアを導入するようになっている。

【0020】

また、前記モールド１３の上部には、アーク放電電極２０が配置されており、図示しない電源装置によって供給される電流によりアーク放電し、原料粉成形体２６を加熱するようになっている。また、アーク放電電極２０の周辺部に吹き付け部が駆動式となっている不活性ガス供給装置４０が装備されており、アーク放電時に稼働し、不活性ガスとして例えばＡｒガスを吹き付けることで、酸素の混入を抑制させるようになっている。また、モールド１３の上部には、冷却ガス供給管２４が配置され、石英ルツボ製作終了時に、高温の石英ルツボを冷却できるようになっている。

【0021】

この石英ルツボ製造装置１００を用いて石英ガラスルツボを形成するには、モールド１３の内周面に第１の原料粉末を供給して断面Ｕ字状に固め、さらにその内側に第２の原料粉末を供給して断面Ｕ字状に固めて、外層と内層の２層に積層した原料粉成形体２６を形成する（図３のステップＳ１）。尚、前記第１の原料粉末としては、天然石英粉が好ましく、第２の原料粉末としては、合成石英粉または高純度天然石英粉が好ましい。

【0022】

次いで、減圧装置１９を稼働させ、モールド１３と保持体１５間の空間１４内を減圧状態とし、不活性ガス供給装置４０より例えばＡｒガスを供給しはじめ、原料粉成形体２６の表層をＡｒ雰囲気に維持する（図３のステップＳ２）。
次に図示しない回転駆動装置を稼働させ、モールド１３を回転させ（図３のステップＳ３）、図示しない電源装置から供給されている電力によりアーク放電電極２０間にアーク放電を行い、透明層を形成するために成形体２６の内面（第２の原料粉末により固められた層）を溶融する（図３のステップＳ４）。

【0023】

このアーク放電溶融工程は、用いる石英原料粉末によって数分から数十分の間で適宜設定する。放電時間が短くなった場合、充分にルツボ内面に透明層が形成されず、多数の気泡が残留することとなり好ましくない。一方、放電時間を長くし過ぎても、それ以上の透明層の気泡減少を期待できず、不経済である。
また、本工程において、不活性ガス供給装置４０によるＡｒガスの吹き付けは少なくともアーク放電の間は継続してなされることが望ましい。そのようにしなかった場合には、透明層内面に酸素が非架橋酸素として残留し、当該ルツボ使用時に気泡の膨張及び破裂が発生し、単結晶化率が低下するためである。

【0024】

また、不透明層を形成する場合、前記したように成形体２６の内周面側に透明層を形成した後、減圧機構１９を操作し、モールド１３と保持体１５との間の空間１４の減圧程度を下げ（図３のステップＳ５）、その後、エア供給装置３０を駆動して、通気口３５から所定割合で酸素を含有するエアを前記空間１４に導入し（図３のステップＳ６）、継続してアーク溶融を行う（図３のステップＳ７）。
このとき空間１４内の圧力を８５ｋＰａ〜９８ｋＰａに調整し、導入するエアは、酸素５００Ｌ／ｍｉｎ〜１０００Ｌ／ｍｉｎ、窒素２０００Ｌ／ｍｉｎ〜２５００Ｌ／ｍｉｎ、総流量３０００Ｌ／ｍｉｎとなるように制御する。

【0025】

また、前記アーク溶融を行った後、アーク通電を停止し、冷却ガス供給管２４から冷却ガス（例えば窒素ガス）をルツボ内面に大量に吹き付けて内面を急冷し、ルツボ製造工程を終了する（図３のステップＳ８）。

【0026】

以上のようにして形成された石英ガラスルツボ１は、図２に示すように、その内周面２側に透明層（内層）３を有し、外周面４側に不透明層（外層）５を有する２層で形成される。不透明層（外層）５は、多数の気泡が存在し、前記透明層に比較して光透過性が低い層である。
特に、不透明層５の形成時に空間１４に所定の減圧下で導入制御したエアにより、不透明層５の赤色蛍光強度は１０以上１５以下（従来一般的な石英ガラスルツボの不透明層の赤色蛍光強度は１〜３）となり、そのために不透明層５中の酸素過剰欠陥の数が従来品よりも格段に多くなるよう調整されている。
尚、前記不透明層５の赤色蛍光強度が１５を超えると、過剰な気泡膨張によるルツボ壁面の変形が発生するおそれがあり、好ましくない。
また、前記透明層３の形成時において、その赤色蛍光強度は０．０１以上０．５以下の範囲内に低く抑えられる。

【0027】

ここで、本発明において前記赤色蛍光強度はレーザーラマン分光法により測定される値である。石英ルツボの測定サンプルは次のようにして作成する。ルツボ内表面から外表面にかけてのルツボ断面について、１ｃｍ角の直方体に切り出し、内表面、外表面以外の全ての面を鏡面研磨する。
前記サンプリングの位置は、図２に示すようにシリコン融液の液面に近いルツボ直胴部である１ａの位置であってもよいし、単結晶引上げ時にルツボの座屈を発生しやすい屈曲部１ｂの位置であってもよいし、ルツボ底部１ｃの位置であってもよいが、最も気泡の破裂によるシリコン単結晶化率に影響を及ぼし易い直胴部１ａの位置でサンプリングすることが好ましい。

【0028】

前記サンプルをレーザーラマン分析装置の試料室にセットし、レーザー光をルツボ断面に対して垂直に照射し、入射光と垂直に位置するラマン散乱光を検出しスペクトルにする。
測定する不透明層の箇所は、透明層−不透明層界面から０．１ｍｍの位置を第１測定点とし、外方に向かって０．５ｍｍ間隔で１３点測定する。
これらのサンプルについて、以下の方法により非架橋の酸素（−Ｓｉ−Ｏ・）に起因すると考えられる６５０ｎｍの赤色蛍光強度を測定し、不透明層のサンプルの平均値を算出して、評価を行う。

【0029】

前記したように試料を切り出し、鏡面に研磨した後、この側面より５１４ｎｍのアルゴンレーザー光を照射し、正面より散乱光として観測される蛍光の強度を測定する。
蛍光ピークは２０００〜６０００ｃｍ^-1にわたって分布しているが、特に４０００〜４１００ｃｍ^-1の範囲は６５０ｎｍの赤色蛍光に相当する。赤色蛍光は過剰酸素の１つであるＮＢＯＣＨ（≡Ｓｉ−Ｏ・）と相関するため石英ルツボの過剰酸素の評価に適する。
この理由により４０００〜４１００ｃｍ^-1の範囲で赤色蛍光の面積強度を算出する。一方、参照ピークとして８００ｃｍ^-1に現れるＳｉＯネットワークピークを測定し、７００〜９００ｃｍ^-1にわたってその面積強度を算出して、その強度比で蛍光強度を決定する。

【0030】

なお、蛍光強度測定における０レベルは試料にレーザー光を照射しない場合とし、分光器に送られる散乱光は、入射レーザー光照射により生じるレイリー散乱を十分に除去することができるノッチフィルターを通過したものでなければならない。また測定領域を４０００〜４１００ｃｍ^-1とした理由は、妨害が少なく、また、蛍光強度が最大となって十分な強度がとれる領域であると共に、３５００〜３８００ｃｍ^-1に現れるＯＨピークおよび４１００〜４２００ｃｍ^-1に現れるＨ₂ピークによる妨害を考慮し、また低波数側の黄色蛍光による影響を除去するためである。ＳｉＯピークは７００〜９００ｃｍ^-1を両端として直線のベースライン処理を行った後、この範囲で積算する。

【0031】

以上のように、本実施の形態によれば、石英ガラスルツボ１において、前記測定方法により得られた不透明層の赤色蛍光強度は１０以上１５以下となるため、不透明層５中の酸素過剰欠陥の数が従来品よりも格段に多くなる。
したがって、この石英ガラスルツボ１を用いて、単結晶引上げを行うことにより、その開始後早い段階で不透明層５中の気泡が膨張し、結晶化が早期に完了する。これにより、肉厚が増加し透過率が大きく低下してルツボ倒れ込みを防止するための強度を持たせることができる。また、肉厚の増加にともなう保持ルツボ（カーボンルツボなど）への馴染みをより早い段階で発生させ、引上げ開始時の熱環境を安定化させることができ、メルトバックの発生を抑制することができる。
また、単結晶引上げ中において、透明層３はシリコン融液から内圧を受け、且つ結晶化した不透明層５から外圧を受けるため、透明層中の気泡の膨張を効果的に抑止することができ、単結晶の生産性の向上を図ることができる。

【実施例】

【0032】

本発明に係る石英ガラスルツボの製造方法、及び石英ガラスルツボについて、実施例に基づきさらに説明する。本実施例では、前記実施の形態に示した石英ガラスルツボ製造装置を用いて石英ガラスルツボの製造を行い、得られた石英ガラスルツボに基づき検証した。

【0033】

［実施例１〜５］
実施例１〜５では、前記実施の形態に従い製造した石英ガラスルツボ（直径８０ｃｍ）に対し、炉内の空気圧０．５ｔｏｒｒとし、温度１６００℃で５時間連続して加熱処理を行い、不透明層の透過率の変化を観察した。
尚、製造した石英ガラスルツボの不透明層における赤色蛍光強度は、実施例１では９、実施例２では１０、実施例３では１２、実施例４では１５、実施例５では２０に調整した。透明層の赤色蛍光強度は、すべての実施例において０．１に調整した。
また、前記赤色蛍光強度の確認は、以下のように測定した。柱形状サンプルの表面を鏡面に研磨した後、レーザーラマン測定を行った。５１４ｎｍのＡｒレーザを４００ｍＷのパワーで試料の側面に垂直に入射し、正面からラマン錯乱光および蛍光を測定し、分解能１ｃｍ^-1以下のツエルニターナ型分光器を用いて分光し、液体窒素で冷却したＣＣＤにより検出した。その結果得られるレーザラマンスペクトルから、４０００〜４１００ｃｍ^-1の範囲で赤色蛍光の面積強度を算出した。一方、参照ピークとして８００ｃｍ^-1に現れるＳｉＯネットワークピークを測定し、７００〜９００ｃｍ^-1にわたってその面積強度を算出して、その強度比で蛍光強度を決定した。

【0034】

また、比較例１として、従来の石英ガラスルツボ（直径８０ｃｍ、不透明層の赤色蛍光強度が２、透明層の赤色蛍光強度が０．１）に対し、実施例１と同条件で加熱処理を行い、その不透明層の透過率の変化を観察した。実施例１〜５、及び比較例１の結果を表１に示す。

【表1】

【0035】

表１に示すように、不透明層の透過率は、実施例１では、加熱処理前の８０％から処理後は２５％まで低下した。実施例２、３では、加熱処理前の８０％から処理後は１０％まで低下した。実施例４では、加熱処理前の８０％から処理後は１５％まで低下した。また、実施例５では、加熱処理前の８０％から処理後は２５％まで低下した。
一方、比較例１の結果、不透明層の透過率は、処理前の８０％から処理後は４０％までの低下に留まった。この結果、不透明層の赤色蛍光強度が１０以上１５以下であれば、気泡膨張時間を大幅に短縮できることを確認することができた。

【0036】

［実施例６］
実施例６では、前記実施の形態に従い製造した石英ガラスルツボ（直径８０ｃｍ、不透明層の赤色蛍光強度が１０、透明層の赤色蛍光強度が０．１）を４００ピース用い、それぞれ直径３００ｍｍの単結晶引上げを行い、ルツボ変形が発生するか観察した。
また、比較例２として、従来の石英ガラスルツボ（直径８０ｃｍ、不透明層の赤色蛍光強度が２）に対し、実施例２と同条件で単結晶引上げを行い、ルツボ変形が発生するか観察した。
実施例６の結果、４００ピース中、変形が生じた石英ガラスルツボは無かった。一方、比較例２では、４００ピースに１ピースの割合で、引上げ初期の変形が発生した。
また、メルトバックによるロス時間は、実施例６では比較例２に比べて、１操炉あたり７時間減少し、引上げ歩留まりは３％向上した。

【0037】

以上の実施例の結果より、本発明によれば、肉厚の増加にともなう保持ルツボへの馴染みをより早い段階で発生させ、引上げ開始時の熱環境を安定化させることができることを確認した。

【符号の説明】

【0038】

１ 石英ガラスルツボ
２ 内周面
３ 透明層
４ 外周面
５ 不透明層
１３ モールド
１４ 空間
１５ 保持体
１６ 回転軸
１７ 通気口
１９ 減圧装置
２０ アーク放電電極
２４ 冷却ガス供給管
２６ 原料粉成形体（成形体）
３０ エア供給装置
３５ 通気口
４０ 不活性ガス供給装置
１００ 石英ガラスルツボの製造装置

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】