CN114702233A - 一种石英沉积装置及方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种石英沉积装置及方法，包括用于调整喷灯位置的调节装置，同时配合控制器及测点装置，可以使喷灯喷射的料线在支撑基础上表面基底弧面上的料点与测点装置设定的目标料点精确重合，实现料点定点化、重复性控制要求，保证石英砣的均一性；且还设置有砣径监测单元实时监测石英砣砣径的变化情况，通过温控装置控制中空层的温度以对炉膛内胆内壁温度及石英砣表面温度进行调控，保证料砣直径的一致性；同时还设置有排废单元和补风单元，排废单元可以监测并调整各排废烟道的压力趋于一致，补风单元补入恒温洁净新风，进一步保证产品最终的质量；发明能够简化生产过程，制备得到质量更高、均匀性更好的石英砣，并降低了生产的成本，适于实用。

Description

一种石英沉积装置及方法
技术领域
本发明涉及石英制备装置技术领域，尤其是指一种石英沉积装置及方法。
背景技术
随着国内外高端光学领域的深入发展，合成石英将继续向更大尺寸、更高光学均匀性、更低的光吸收、更高抗激光损伤阈值、三维均匀、多功能化等超高品质方向发展。
合成石英制备方法主要包括化学气相沉积(CVD)工艺、气相轴向沉积(VAD)工艺和等离子化学气相沉积(PCVD)等；其中，VAD法存在制得的产品规格小、重量轻的问题，而PCVD的生产成本相对较高。因此CVD法为现有的主流工艺，通过CVD法制得的材料性能优异，且能够制取大口径元件。具体的，CVD法是将SiCl4、氢气以及氧气，通过喷灯导入CVD沉积窑炉中，SiCl4水解生成SiO2微粒，并在高温熔融后堆积到旋转的基底靶面上形成玻璃态石英。
现有的CVD工艺有采用多喷灯直接沉积得到大尺寸石英的制备方法，但多喷灯存在工艺复杂、控制难度大、需要优选区域和指标一致性差等问题。行业上为了能得到满足实际使用的大尺寸石英产品，通常是先将CVD沉积制得的合成石英砣通过二次槽沉改形、均化以保证高光学均匀性和大尺寸要求；石英砣还需通过开料加工去掉外皮析晶层后，将砣分段选取足够重量的槽沉母料，母料经在槽沉炉内二次成型得到大尺寸毛坯件，所制毛坯件还需切边和磨上下表面，产品工序流程复杂、料损大、成本也较高。
发明内容
为此，本发明所要解决的技术问题在于克服现有技术中为了能得到满足实际使用的高质量大尺寸石英产品，通常是先将CVD沉积制得的合成石英砣通过二次槽沉改形、均化以保证高光学均匀性和大尺寸要求；石英砣需通过开料加工去掉外皮析晶层后，将砣分段选取足够重量的槽沉母料，母料经在槽沉炉内二次成型得到大尺寸毛坯件，所制毛坯件还需切边和磨上下表面，产品工序流程复杂、料损大、成本也较高的问题。
为解决上述技术问题，本发明提供了一种石英沉积装置，包括，
壳体，所述壳体设置有中空层；
炉膛内胆，所述炉膛内胆设置于所述壳体内；
制砣单元，所述制砣单元包括旋转升降机构，所述旋转升降机构连接有用于承载物料的支撑杆基础，所述旋转升降机构用于使所述支撑杆基础在炉膛内胆中旋转并在竖直方向上运动；
喷灯，所述喷灯穿过所述炉膛内胆向所述支撑杆基础上表面的基底上喷射物料，且所述喷灯喷射物料到基底上的点位为物料的料点；
定位单元，所述定位单元包括调节装置、第一控制器和测点装置，所述调节装置连接所述喷灯，且所述调节装置通过第一控制器与所述测点装置连接，所述测点装置用于确定料砣上的目标料点，并通过所述第一控制器使调节装置调整喷灯的位置，直至所述测点装置检测到所述料点与所述目标料点重合；
砣径监测单元，所述砣径监测单元包括测径装置、第二控制器和温控装置，所述测径装置用于监测料砣反应熔融-定型过渡段的直径，且所述温控装置通过第二控制器与所述测径装置相连，所述温控装置根据测径装置反馈的料砣定型过渡段直径的实时变化情况调整中空层内的温度，以保证料砣直径的一致性。
在本发明的一个实施例中，所述炉膛内胆为一端开口的圆柱形空腔结构，所述炉膛内胆正对开口的一端设有通孔，所述喷灯喷射物料的一端从所述通孔处伸入炉膛内胆中，且沿所述炉膛内胆的高度方向间隔设置有抽废通道孔组和补风通道孔组，所述抽废通道孔组包括绕炉膛内胆圆周对称分布的多个第一圆孔，所述补风通道孔组包括绕炉膛内胆圆周对称分布的多个第二圆孔。
在本发明的一个实施例中，还包括排废单元，所述排废单元包括废气主管和多个排废烟道，多个所述排废烟道的一端分别连接一个第一通孔，另一端连接所述废气主管，所述废气主管连接有风机，且各所述排废烟道中均设置有测压装置和风阀，所述风阀连接有风阀开度执行器，所述风阀开度执行器连接有第三控制器。
在本发明的一个实施例中，所述壳体包括炉壳、炉壳底板、炉罩和炉罩底板，所述炉壳包括套接在一起的外炉壳和内炉壳，且所述外炉壳和内炉壳间隔设置形成环形空间，所述炉罩底板和炉壳底板分别设置于炉壳的顶部和底部并与所述环形空间组成所述中空层，所述炉罩设置于炉罩底板的顶部，所述炉壳底板上设置有连通外部的炉口。
在本发明的一个实施例中，所述炉膛内胆设置于内炉壳中，所述炉膛内胆的底部开口连接所述炉口，所述旋转升降机构连接有支撑杆基础的的一端通过所述炉口将支撑杆基础上表面的基底伸入炉膛内胆中，且所述炉壳底板的底部对称设置有两个扣合在所述炉口上的挡板，两所述挡板可自动开合。
在本发明的一个实施例中，所述炉壳底板上对称设置有多个通风孔，每个所述通风孔均通过补风通道连接一个所述第二圆孔，且所述补风通道靠近通风孔的一端设置有过滤预热装置。
在本发明的一个实施例中，所述炉膛内胆与内炉壳之间设置有炉膛保温层。
在本发明的一个实施例中，还包括测温装置，所述测温装置用于检测物料沉积区域的温度。
一种基于上述任意一项所述的石英沉积装置的石英沉积方法，包括以下步骤，
步骤S1：对喷灯进行初始定位；
步骤S2：喷灯气料管通入氢气和氧气，喷灯点火对炉膛进行预热，到达投料温度后投入四氯化硅，喷灯将其内生成的二氧化硅微粒喷射到支撑杆基础上表面的基底上，其中，喷射形成的料线与基底的接触点为料点；
步骤S3：通过测点装置在基础表面上确定目标料点，第一控制器通过调节装置调整喷灯位置，使料点与目标料点实时重合；
步骤S4：通过测径装置对沉积形成的石英砣的砣径进行监测，当检测到砣径出现收缩时，第二控制器通过温控装置对中空层中的温度进行调控，使中空层中的温度升高；当检测到砣径增加时，使中空层中的温度降低。
在本发明的一个实施例中，在石英砣的制备过程中，测点装置实时检测石英砣砣面的高度，并通过制砣单元控制砣面的高度保持在工艺要求值内。
本发明的上述技术方案相比现有技术具有以下优点：
本发明所述的一种石英沉积装置及方法，设置有用于调整喷灯位置的调节装置，同时配合控制器及测点装置，可以使喷灯喷射的料线在支撑基础上表面基底弧面上的料点与测点装置设定的目标料点精确重合，从而实现料点的定点化、重复性控制要求，保证制备得到的石英砣的均一性及最终的质量；并且还设置有砣径监测单元，实时监测制备得到的石英砣砣径的变化情况，通过温控装置控制中空层的温度以对炉膛内胆内壁温度及石英砣表面温度进行调控，保证料砣直径的一致性，且对反应面的温场和气流场几乎无影响，也无需调节工艺配方值，工艺稳定性高，因此制备得到的石英砣的品质更高；整个装置的结构紧凑，能够简化生产过程，制备得到质量更高、均匀性更好的石英砣，并降低了生产的成本，适于实用。
附图说明
为了使本发明的内容更容易被清楚的理解，下面根据本发明的具体实施例并结合附图，对本发明作进一步详细的说明，其中
图1是本发明优选实施例的石英沉积装置的整体结构示意图；
图2是图1所示石英沉积装置的炉膛内胆的结构示意图。
说明书附图标记说明：1、壳体；11、中空层；12、炉壳；121、外炉壳；122、内炉壳；123、挡板；124、炉膛保温层；13、炉壳底板；14、炉罩；15、炉罩底板；2、炉膛内胆；21、抽废通道孔组；22、补风通道孔组；23、补风通道；24、过滤预热装置；3、制砣单元；4、喷灯；5、定位单元；51、调节装置；52、第一控制器；53、测点装置；6、砣径监测单元；61、测径装置；62、温控装置；63、第二控制器；7、排废单元；71、废气主管；72、排废烟道；73、风机；74、测压装置；75、风阀开度执行器；76、第三控制器；8、测温装置。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施例对本发明作进一步说明，以使本领域的技术人员可以更好地理解本发明并能予以实施，但所举实施例不作为对本发明的限定。
实施例一
参照图1和图2所示，本发明的一种石英沉积装置，
壳体1，壳体1设置有中空层11；
炉膛内胆2，炉膛内胆2设置于壳体1内；
制砣单元3，制砣单元3包括旋转升降机构，旋转升降机构连接有用于承载物料的支撑杆基础，旋转升降机构用于使支撑杆基础在炉膛内胆2中旋转并在竖直方向上运动；
喷灯4，喷灯4设置于壳体1内，喷灯4穿过炉膛内胆2向支撑杆基础上表面基底上喷射物料，且喷灯4喷射物料到基底上的点位为物料的料点；
定位单元5，定位单元5包括调节装置51、第一控制器52和测点装置53，调节装置51连接喷灯4，且调节装置51通过第一控制器52与测点装置53连接，测点装置53发射激光至基底弧面上或物料沉积在基底上形成的料砣上，以确定目标料点，并通过第一控制器52使调节装置51调整喷灯4的位置，直至测点装置53检测到料点与目标料点实时重合；
砣径监测单元6，砣径监测单元6包括测径装置61、温控装置62和第二控制器63，测径装置61用于监测料砣反应熔融-定型过渡段的直径，且温控装置62通过第二控制器63与测径装置61相连，温控装置62根据测径装置61反馈的料砣定型过渡段直径的实时变化情况调整中空层11内的温度，以保证料砣直径的一致性。
具体的，喷灯4位于炉罩14内，且喷灯4通过安装在炉罩14内的调节装置51可以进行多方位的位置和角度的调节；可以想到的是，以往的喷灯4往往无法实现高精度的定量化安装要求，即便在装置冷态前能够实现理想条件下的喷灯4安装并保证喷灯4的安装位置，但又由于石英管材尺寸精度、喷灯4制作工艺水平等原因，在生产过程中通入四氯化硅原料后，喷灯4喷射出的料线会发生微小的偏移，进而会导致料点位置的变化，影响产品的一致性和最终的质量。本发明的石英沉积装置具备测点装置53和调节装置51，在冷态下通过具备定量化能力的调节装置51初步定位喷灯4的位置，并在通料后通过定位单元5对实际料点和目标料点进行比对，通过调节装置51精准调整喷灯4的位置，使实际料点和目标料点精确重合，从而实现料点的定点化、重复性控制要求，保证制备得到的石英砣的均一性及最终的质量。
具体的，壳体1设置有呈环状的中空层11，壳体1上设置有连通中空层11的进风口和出风口，温控装置62连接出风口，且温控装置62可以是温控风机。当测径装置61监测到砣径出现微弱的变化趋势时，通过第二控制器63将此信息反馈给温控风机，温控风机根据指令进行对应的动作以对中空层11中的温度进行调节，以保持砣径的一致性。可以想到的是，在沉积过程中以往多关注料面位置的高低和异常，而对熔融-成型过渡临界区的砣径变化不作控制，因此常常会出现炉膛内胆2中温度过高导致的砣径变大的情况，砣径变大又会导致炉膛内胆2中温度持续升高(当炉膛内胆2中的温度降低导致砣径收缩时，道理反之)；业内现有的应对方式是在温度升高后加大排废烟道72的负压值来达到降温的目的或通过降低工艺配方中氢气和氧气的气量来达到控温的目的；但这两种方式对反应面的温场和气流场影响极其大，导致石英砣的品质无法得到保证。
可以想到的是，采用间接控制的方式通过对中空层11中温度的小范围调整，实现对炉膛内胆2内壁温度及石英砣表面温度的调控，对反应面的温场和气流场几乎无影响，也无需调节工艺配方值，工艺稳定性高，因此制备得到的石英砣的品质更高。此外砣的直径控制水平高，单件产品的等径度可达到5mm以内，材料加工去除量少，整体利用率可提升50％以上，简化了生产过程，并降低了生产的成本。
进一步的，炉膛内胆2为一端开口的圆柱形空腔结构，炉膛内胆2正对开口的一端设有通孔，喷灯4喷射物料的一端从通孔处伸入炉膛内胆2中，且沿炉膛内胆2的高度方向间隔设置有抽废通道孔组21和补风通道孔组22，抽废通道孔组21包括绕炉膛内胆2圆周对称分布的多个第一圆孔，补风通道孔组22包括绕炉膛内胆2圆周对称分布的多个第二圆孔。
具体的，炉膛内胆2为整体烧结结构，炉膛内胆2的侧壁上从上到下依次设置有分别用于安装测温装置8、测点装置53、测径装置61的安装通道，以及抽废通道孔组21和补风通道孔组22。其中，测点装置53可以发射激光，激光可无干扰地通过安装通道到达炉膛内胆2中；测径装置61能够发射一定长度的横向线激光且可以无干扰地通过安装通道到达炉膛内胆2中；抽废通道孔组21由环绕炉膛内胆2间隔设置的多个第一圆孔组成，补风通道孔组22由环绕炉膛内胆2间隔设置的多个第一圆孔组成，抽废通道孔组21位于补风通道孔组22的上方。
进一步的，还包括排废单元7，排废单元7包括废气主管71和多个排废烟道72，多个排废烟道72的一端分别连接一个第一通孔，另一端连接废气主管71，废气主管71连接有风机73，且各排废烟道72中均设置有测压装置74和风阀，风阀连接有风阀开度执行器75，风阀开度执行器75连接有第三控制器76。可以想到的是，第一控制器52、第二控制器63和第三控制器76均可以是PLC控制器。
具体的，各排废烟道72中的风阀用于控制各排废烟道72中的压力值，且各排废烟道72均具备检测其内压力的能力；可以想到的是，以往的沉积装置的排废烟道72多为1个或2个，各排废烟道72在与其连接的主管道及抽气装置的作用下，各排废烟道72的烟道口区域会产生明显的负压环境，因各排废烟道72与主管的距离不一，因此在排废的过程中压损也不尽相同，导致各排废烟道72的压力也相差较大，极易造成炉膛内胆2中温场、气流场的不均匀。
可以想到的是，本发明的石英沉积装置的排废烟道72是在炉膛内胆2的同一高度圆周上均匀对称布置的，且每个排废烟道72均具备测压及调压的能力。可以通过风阀开度执行器75控制风阀将每个排废烟道72中的压力值调整到一致，保证炉膛内胆2中温场、气流场的均匀性，以保证产品最终的质量。
进一步的，壳体1包括炉壳12、炉壳底板13、炉罩14和炉罩底板15，炉壳12包括套接在一起的外炉壳121和内炉壳122，且外炉壳121和内炉壳122间隔设置形成环形空间，炉罩底板15和炉壳底板13分别设置于炉壳12的顶部和底部并与环形空间组成中空层11，炉罩14设置于炉罩底板15的顶部，炉壳底板13上设置有连通外部的炉口。
进一步的，炉膛内胆2设置于内炉壳122中，炉膛内胆2的底部开口连接炉口，旋转升降机构连接有支撑杆基础的一端通过炉口将支撑杆基础上表面的基底伸入炉膛内胆2中，且炉壳底板13的底部对称设置有两个扣合在炉口上的挡板123，两挡板123可自动开合。可以想到的是，CVD沉积系统多为微正压控制，因此现有技术上沉积系统炉口多为敞开式设计，炉口为自然冷风进入反应炉膛内；不洁净的自然风进入会对合成的石英砣的品质产生影响，同时冷风进入炉膛内胆2中也会导致炉膛内温度的损耗，导致产品能耗高、产品成本增加。同时可以想到的是，挡板123可以是两个对称设置的半圆形的挡板123，两挡板123相互靠近的一侧设置有相互对称的缺口，且在两挡板123合拢后，两缺口组成供合成的石英砣穿过的容置孔，且容置孔与石英砣之间存在一定的间隙，保证旋转升降机构和石英砣能够顺利通过，保证石英制备过程的顺利进行。
进一步的，炉壳底板13上对称设置有多个通风孔，每个通风孔均通过补风通道23连接一个第二圆孔，且补风通道23靠近通风孔的一端设置有过滤预热装置24。自然风通过各通风孔处的过滤预热装置24后，过滤预热装置24会将自然风转变成具有高洁净度且温度恒定的热风，在通入炉膛内胆2中后能够保证反应环境的洁净度并使反应环境中的温度场和流场稳定，进一步保证反应顺利稳定地进行。
进一步的，炉膛内胆2与内炉壳122之间设置有炉膛保温层124。
进一步的，还包括测温装置8，测温装置8用于检测物料沉积区域的温度。
具体的，测温装置8可以是热电偶，热电偶安装在外炉壳121上，由外至内依次穿过外炉壳121、中空层11、内炉壳122、炉膛保温层124、炉膛内胆2，热电偶偶头伸入至与炉膛内胆2内壁齐平；测温装置8可以对物料沉积区域的温度进行实时的监测，配合砣径监测单元6对炉膛内胆2中的温度进行把控，保证砣径一致性的同时也确保沉积过程顺利稳定地进行。
实施例二
在实施例一的基础上的一种石英沉积方法，包括以下步骤，
步骤S1：对喷灯4进行初始定位；
步骤S2：喷灯4气料管通入氢气和氧气，喷灯4点火对炉膛进行预热，到达投料温度后投入四氯化硅，喷灯4将其内生成的二氧化硅微粒喷射到支撑杆基础上表面的基底上，其中，喷射形成的料线与基底的接触点为料点；
步骤S3：测点装置53发射激光至基底表面上确定目标料点，第一控制器52通过调节装置51精确调整喷灯4的位置，使料点与目标料点重合；
步骤S4：通过测径装置61对沉积形成的石英砣的砣径进行监测，当检测到砣径出现收缩时，第二控制器63通过温控装置62对中空层11中的温度进行调控，使中空层11中的温度升高；当检测到砣径增加时，使中空层11中的温度降低；
步骤S5：制备过程中，各排废烟道72中的测压装置74将烟道中的压力实时反馈至第三控制器76，第三控制器76根据各排废烟道72中的压力值通过各风阀开度执行器75调整各排废烟道72中风阀的开度，以保证各个排废烟道72中的压力保持一致；具体的，各排废烟道72中的压力数值偏差在2pa以内；
步骤S6：制备过程中，风机73给予各排废烟道72稳定的抽力将反应产生的酸尘导出，降低废气对沉积反应区工艺参数的影响；同时通过补风通道23持续补入新风，其中，新风经过过滤预热装置24后，其洁净度不低于50万级且新风温度高于室温并保持恒定温度；
步骤S7：对制得的石英砣进行性能检测，首先将石英砣开料加工切割出2件规格尺寸为Φ680m×50mm的锭料检测片，锭料检测片精加工后使用ZYGO干涉仪检测光学均匀性，全口径指标分别为8.5×10-7和9.4×10-7。随后在锭料检测片上分别切割制取用于监测金属杂质含量、光吸收系数和损伤阈值的检测样品，并进行对应参数的检测，材料的各项指标与未使用本设备及方法制得的材料的各项指标见下表。
表1材料各项指标表
序号 规格 光学均匀性 金属杂质含量 光吸收系数 损失阈值
1# Φ680m×50mm 8.5×10<sup>-7</sup> 8ppb 184ppm@351nm 54.9J/cm<sup>2</sup>@351nm
2# Φ680m×50mm 9.4×10<sup>-7</sup> 5ppb 177ppm@351nm 45.8J/cm<sup>2</sup>@351nm
3# Φ680m×50mm 4.2×10<sup>-6</sup> 45ppb 439ppm@351nm 24.5J/cm<sup>2</sup>@351nm
4# Φ680m×50mm 5.8×10<sup>-6</sup> 67ppb 675ppm@351nm 32.7J/cm<sup>2</sup>@351nm
注：上表中3#、4#样本为未使用本新型沉积生产装置及方法得到的样品指标。
进一步的，在石英砣的制备过程中，测点装置53实时检测石英砣砣面的高度，并通过制砣单元3控制砣面的高度保持在工艺要求值内。
本发明的石英沉积装置及方法，能够生产大尺寸、高品质的石英砣，且工艺重复性好，产品能耗低，生产成本低廉。通过CVD沉积法直接制得的石英砣直径可达700mm、等径度能够控制在5mm以内，产品金属杂质含量在5ppb以内，光吸收系数低于184ppm@351nm，损伤阈值达到45J/cm2@351nm以上，Φ680规格的石英砣光学均匀性在1.0×10-7以内。所生产的石英砣可直接作为248nm光刻、强激光光学等高端光学设备上的大口径光学元件，能够避免目前行业上采用二步槽沉改形方式带来得工艺风险、材料浪费及成本增加等问题，适于实用。
显然，上述实施例仅仅是为清楚地说明所作的举例，并非对实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。而由此所引伸出的显而易见的变化或变动仍处于本发明创造的保护范围之中。

Claims (10)

1.一种石英沉积装置，其特征在于，包括，
壳体，所述壳体设置有中空层；
炉膛内胆，所述炉膛内胆设置于所述壳体内；
制砣单元，所述制砣单元包括旋转升降机构，所述旋转升降机构连接有用于承载物料的支撑杆基础，所述旋转升降机构用于使所述支撑杆基础在炉膛内胆中旋转并在竖直方向上运动；
喷灯，所述喷灯穿过所述炉膛内胆向所述支撑杆基础上表面的基底上喷射物料，且所述喷灯喷射物料到基底上的点位为物料的料点；
定位单元，所述定位单元包括调节装置、第一控制器和测点装置，所述调节装置连接所述喷灯，且所述调节装置通过第一控制器与所述测点装置连接，所述测点装置用于确定料砣上的目标料点，并通过所述第一控制器使调节装置调整喷灯的位置，直至所述测点装置检测到所述料点与所述目标料点重合；
砣径监测单元，所述砣径监测单元包括测径装置、第二控制器和温控装置，所述测径装置用于监测料砣反应熔融-定型过渡段的直径，且所述温控装置通过第二控制器与所述测径装置相连，所述温控装置根据测径装置反馈的料砣定型过渡段直径的实时变化情况调整中空层内的温度，以保证料砣直径的一致性。
2.根据权利要求1所述的石英沉积装置，其特征在于：所述炉膛内胆为一端开口的圆柱形空腔结构，所述炉膛内胆正对开口的一端设有通孔，所述喷灯喷射物料的一端从所述通孔处伸入炉膛内胆中，且沿所述炉膛内胆的高度方向间隔设置有抽废通道孔组和补风通道孔组，所述抽废通道孔组包括绕炉膛内胆圆周对称分布的多个第一圆孔，所述补风通道孔组包括绕炉膛内胆圆周对称分布的多个第二圆孔。
3.根据权利要求2所述的石英沉积装置，其特征在于：还包括排废单元，所述排废单元包括废气主管和多个排废烟道，多个所述排废烟道的一端分别连接一个第一通孔，另一端连接所述废气主管，所述废气主管连接有风机，且各所述排废烟道中均设置有测压装置和风阀，所述风阀连接有风阀开度执行器，所述风阀开度执行器连接有第三控制器。
4.根据权利要求2所述的石英沉积装置，其特征在于：所述壳体包括炉壳、炉壳底板、炉罩和炉罩底板，所述炉壳包括套接在一起的外炉壳和内炉壳，且所述外炉壳和内炉壳间隔设置形成环形空间，所述炉罩底板和炉壳底板分别设置于炉壳的顶部和底部并与所述环形空间组成所述中空层，所述炉罩设置于炉罩底板的顶部，所述炉壳底板上设置有连通外部的炉口。
5.根据权利要求4所述的石英沉积装置，其特征在于：所述炉膛内胆设置于内炉壳中，所述炉膛内胆的底部开口连接所述炉口，所述旋转升降机构连接有支撑杆基础的一端通过所述炉口将支撑杆基础上表面的基底伸入炉膛内胆中，且所述炉壳底板的底部对称设置有两个扣合在所述炉口上的挡板，两所述挡板可自动开合。
6.根据权利要求4所述的石英沉积装置，其特征在于：所述炉壳底板上对称设置有多个通风孔，每个所述通风孔均通过补风通道连接一个所述第二圆孔，且所述补风通道靠近通风孔的一端设置有过滤预热装置。
7.根据权利要求4所述的石英沉积装置，其特征在于：所述炉膛内胆与内炉壳之间设置有炉膛保温层。
8.根据权利要求1所述的石英沉积装置，其特征在于：还包括测温装置，所述测温装置用于检测物料沉积区域的温度。
9.一种基于权利要求1-8任意一项所述的石英沉积装置的石英沉积方法，其特征在于：包括以下步骤，
步骤S1：对喷灯进行初始定位；
步骤S2：喷灯气料管通入氢气和氧气，喷灯点火对炉膛进行预热，到达投料温度后投入四氯化硅，喷灯将其内生成的二氧化硅微粒喷射到支撑杆基础上表面的基底上，其中，喷射形成的料线与基底的接触点为料点；
步骤S3：通过测点装置在基底表面上确定目标料点，第一控制器通过调节装置调整喷灯位置，使料点与目标料点重合；
步骤S4：通过测径装置对沉积形成的石英砣的砣径进行监测，当检测到砣径出现收缩时，第二控制器通过温控装置对中空层中的温度进行调控，使中空层中的温度升高；当检测到砣径增加时，使中空层中的温度降低。
10.根据权利要求9所述的石英沉积方法，其特征在于：在石英砣的制备过程中，测点装置实时检测石英砣砣面的高度，并通过制砣单元控制砣面的高度保持在工艺要求值内。
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