CN1964923A - 石英玻璃的成形方法 - Google Patents

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Abstract

本发明提供了一种石英玻璃的成形方法，包含以下步骤：第一，将OH基浓度为质量基准900～1300ppm的石英玻璃收容于具加压部的模具的中空部内；第二，在使石英玻璃于1530～1630℃范围内的保持温度状态下，以最大压力为0.2～0.8kg/cm2的方式利用加压部加压该石英玻璃而成形为既定形状；第三，使成形后的该石英玻璃冷却。

Description

石英玻璃的成形方法
技术领域
本发明提供一种石英玻璃的成形方法，更具体地为将石英玻璃收容于模具内并加热加压，以将石英玻璃成形为既定形状的方法。
背景技术
IC、LSI等集成电路图案的转印，主要是采用投影曝光装置(或光微影装置)。在此种装置所使用的投影光学系统，随着集成电路的高集积化，而要求大曝光区域与更高分辨率，为了提高投影光学系统的分辨率而使曝光波长朝短波长化进展。
具体言之，曝光波长从g线(436nm)朝i线(365nm)、KrF(248nm)、ArF(193nm)准分子激光短波长化进展。此外，于向更高集积化进展时，目前正研讨将F2(157nm)准分子激光、X线电子线用于光源的方法。在此种情况中，利用至今为止的设计思想使用能制作的F2准分子激光的缩小投影曝光装置正受到瞩目。
使用较i射线为短波长的投影曝光装置的照明光学系统或投影光学系统的透镜、反射镜、标线片等光学构件，大多用石英玻璃作为材料。此石英玻璃，例如以藉由火焰加水分解来制造透明石英玻璃的直接法等方法合成。
直接法，是藉石英玻璃制燃烧器来混合、燃烧助燃气体(含氧气体，例如氧气)与可燃气体(含氢气体，例如氢气或天然气)，以高纯度硅化合物(例如四氯化硅气体)作为原料气体，并用载气(通常为氧气)稀释，自该燃烧器的中心部喷出，藉由周围的该助燃气体和可燃气体的燃烧使该原料气体起反应(加水分解反应)，以产生石英玻璃微粒子，将该石英玻璃微粒子堆积于进行旋转、摇动和拉下运动的不透明石英玻璃构成的靶材(配置于该燃烧器下方)上，并且，藉该助燃气体和可燃气体的燃烧热而熔融、玻璃化，而获得石英玻璃锭(ingot)。
由于藉由此方法容易获得直径较大的石英玻璃锭，故可自锭切出块体，制造出所期望形状和大小的光学构件。
又，近年来利用将预先形成的锭等石英玻璃块加热加压成形，做成扁平形状而扩大面积的成形方法，以获得大型透镜或标线片或大型液晶显示器等具有大面积的光学构件。
此成形方法，藉由在模具内收容石英玻璃对其加热状态下以加压部加压成形，然后于模具内徐冷，进一步进行退火处理，而获得相对向的面积扩大的既定形状的成形体。就进行此种加热加压成形的方法而言，在日本特开昭61-83638号公报(文献1)揭示，使用具有石英玻璃与模具材料的热膨胀系数差所造成应力予以缓和的构造的石墨制模具，在1600～1700℃下将石英玻璃加压成形的方法。又，在日本特开昭56-129621号公报(文献2)及特开昭57-67031号公报(文献3)揭示，将石墨制模具分割成二个以上纵型构造的成形装置，以1700℃以上的高温加热而将石英玻璃加压成形的方法。进而，日本专利特开2002-220240号公报(文献4)揭示，于石墨制模具内面设置石英粉末构成的被覆层，以将石英玻璃加压成形的方法，于其实施例中揭示有将石英玻璃加热成1650℃且以1kg/cm2加压成形的方法。
发明内容
然而，在上述已有的加热加压成形中，会有因溶存于石英玻璃中的氢分子减少而使石英玻璃的激光耐久性容易降低的问题，又，因透过模具的杂质混入石英玻璃，使石英玻璃与模具的石墨反应而产生碳化硅，会出现变质层的厚度变厚、均质性降低而形成复折射率大的石英玻璃等问题。此外，因石英玻璃与模具的线膨胀系数不同所产生的冷却时的应力变大而使石英玻璃或模具破损，因而造成良率降低的问题。
如此，上述已有的加热加压成形法，仍无法获得激光耐久性优异、变质层的厚度小且复折射率小的石英玻璃，这是本领域现状。
本发明的目的在于提供一种石英玻璃的成形方法，可高效率地确实获得缩短石英玻璃暴露于高温的时间、激光耐久性优异且抑制变质层的厚度以及复折射率小的石英玻璃。
本发明人等为达成上述目的而精心研究结果发现，在已有的加热加压成形中，由于透过成形步骤而使石英玻璃长时间暴露于高温下，因而发生前述问题，藉由使用OH基浓度为质量基准900～1300ppm的石英玻璃，以使石英玻璃的粘性降低，在1530～1630℃的较低温度范围且最大压力为0.2～0.8kg/cm2范围的加压力下，能效率良好地成形石英玻璃，藉此，可达成前述目的而完成本发明。
本发明的石英玻璃的成形方法，其包含以下步骤：
第一步骤，将OH基浓度为质量基准900～1300ppm的石英玻璃收容于具加压部的模具的中空部内；
第二步骤，在使石英玻璃于1530～1630℃范围内的保持温度状态下，以最大压力为0.2～0.8kg/cm2的方式利用加压部加压该石英玻璃而成形为既定形状；及
第三步骤，使成形后的该石英玻璃冷却。
又，在本发明的石英玻璃的成形方法中，优选在该第二步骤，使石英玻璃的高度位移在0～50％的初期阶段、50～80％的中期阶段、80～100％的最终阶段的加压力分别以该最大压力的7～25％、25～60％、60～100％的方式阶段性增加。
又，优选在该第二步骤，将该中空部内设成惰性气体环境气氛。
又，在本发明的石英玻璃的成形方法，优选在第三步骤，在该保持温度～1200℃的温度范围内将冷却速度设为2～3.5℃/min。
进而，在本发明的石英玻璃的成形方法，优选在第三步骤，在1200～800℃的温度范围内将冷却速度设为1～8℃/min。
进而，在本发明的石英玻璃的成形方法，优选在第三步骤，在800～100℃的温度范围内将冷却速度设为4～15℃/min。
又，本发明的石英玻璃的成形方法，优选进一步包含前处理步骤，在将该石英玻璃收容于该模具的中空部内之前，使该石英玻璃在200～300℃的温度范围进行预热。
此外，本发明的石英玻璃的成形方法，可达成上述课题的理由虽未确定，但本发明人等推测如下。即，藉由使用OH基浓度为质量900～1300ppm的石英玻璃，可使其高温时的粘性降低，在1530～1630℃的较低温度范围且最大压力为0.2～0.8kg/cm2范围的加压力下可成形，因此，可缩短石英玻璃透过升降温时和成形时的成形步骤而暴露于高温的时间，藉此，可良好效率地确实获得以下效果：氢分子不易降低从而能成形激光耐久性优异的石英玻璃，以及变质层的厚度薄、复折射率小的石英玻璃。
依本发明，不局限于对石英玻璃加热加压的石英玻璃的成形方法，还可提供一种石英玻璃的成形方法，可效率良好地确实获得减少石英玻璃暴露于高温的时间、激光耐久性优异且抑制变质层的厚度以及复折射率小的石英玻璃。
附图说明
图1：表示供实施本发明的石英玻璃的成形方法中的优选成形装置的一实施形态的概略纵截面图。
附图标号：
10--成形装置    11--真空室    12--绝热材
13--碳加热器    15--模具      16--底板
17--支承板      18--底部      20--侧壁部
21--中空部      23--顶板      23a--施压面
23b--受压面    25、25a、25b--石英玻璃26--缸筒推杆
具体实施方式
以下参照附图详细说明本发明石英玻璃的成形方法的优选实施形态。
图1表示供实施本发明的石英玻璃的成形方法的优选成形装置的实施形态的概略纵截面图。
此图1所示的成形装置10设有：扩及金属制真空室11内壁全面设置的绝热材12、以及设于绝热材12的纵壁内作为加热机构的碳加热器13，还有在真空室11内部的大致中央部收容模具15。
又，模具15具备：设有底板16及支承板17的底部1 8、以及配置于底部18的上部且形成筒状的侧壁部20，藉由筒状的侧壁部20与底部18形成中空部21。
于中空部21配置，具有与中空部21的形状对应的形状作为加压部的顶板23，将顶板23的受压面23b(上面)，以配设于真空室11外部作为压机(press)装置的油压缸(未图标)的缸筒推杆26紧压，藉此能朝模具15的底部18侧移动。
又，具备缸筒推杆26的油压缸，配置成藉由调整供来自外部的油压来加压移动，其详细图标省略。又，在本发明所使用的压机装置未限于油压式的压机装置，亦可使用水压式、机械式等以往公知的各种压机装置。
该等模具15及顶板23，均由在石英玻璃25成形时对温度及压力具耐热性和强度、且即使于成形时与石英玻璃25接触仍不易混入杂质的材料形成，此种材料优选使用石墨。
就收容于模具中空部21内的石英玻璃25而言，是预先以各种制造方法合成的块状石英玻璃25，其于该状石英玻璃中所含溶存有OH基浓度为质量基准900～1300ppm。若OH基浓度未达前述下限时，则因石英玻璃整体温度在1630℃以下温度范围的状态下其粘性高，而无法成形石英玻璃；另一方面，若超过前述上限时，则石英玻璃的粘性变低，成形时玻璃表面会朝内部弯曲卷入，而容易形成不良部分。在溶存有OH基浓度为质量基准900～1300ppm的石英玻璃中优选，以四氯化硅、硅烷、有机硅等硅化合物为原料合成的合成石英玻璃锭或其一部分，或添加有用以使Ge、Ti、B、F、Al等折射率改变的成分的合成石英玻璃锭或其一部分等的石英玻璃块。
其次，说明依本发明使用此种成形装置10来成形石英玻璃25的优选方法。
首先，于真空室11内组合底板16、支承板17、侧壁部20而形成模具15，然后，将块状石英玻璃25配置于模具15的中空部21内，此处的石英玻璃25如前述。
又，收容于模具15内的块状石英玻璃25优选，事先以加热机构(未图标)加热且扩及内部大致均匀预热至200～300℃的温度范围(前处理步骤)。于此预热时，以10～20℃/min的升温速度升温，并以200～300℃的温度范围内的既定温度且保持扩及石英玻璃25内部充分加热的时间例如保持10～20分钟。又，此种加热机构，具体而言例如惰性气体炉，其具备可密闭且内部可进行惰性气体置换的容器和具温度调节计的加热器。如此，藉由事先将石英玻璃加温，故可更缩短在模具15内的加热时间，此外，若温度为200～300℃，则加温时会有不易使石英玻璃25中的氢分子减少的倾向。
然后，在将块状石英玻璃25收容于模具的中空部21内之后，将顶板23配置于石英玻璃25的上部，进而，将油压缸的缸筒推杆26的紧压部位26a抵接于顶板23的受压面23b(第一步骤)。然后，优选使用真空泵将真空室11内的压力减压至1～10Pa(优选为1Pa)，于真空室11内以惰性气体(例如纯氮气等)为105～120kPa的方式填充。
其次，藉由碳加热器13，将模具15和收容于其中空部21的石英玻璃25加热成1530～1630℃范围内的保持温度。若石英玻璃25的保持温度未达前述下限时，则石英玻璃的粘性高而成形困难，另一方面，若保持温度超过前述上限，则石英玻璃透过升温以及冷却时暴露于高温的时间过长。于此种加热时优选，使加热器13发热并从前述加温温度起，以500～800℃/hr的升温速度升温至前述保持温度内的既定温度后，扩及块状石英玻璃25内部充分加热(例如15～60分钟)且保持前述保持温度内的既定温度，并扩及块状石英玻璃25内部大致均匀而升温至1530～1630℃的保持温度。
其次，在将石英玻璃25加热至保持温度的状态下，对油压缸进行控制调整，藉此，使缸筒推杆26朝下方移动，然后以缸筒推杆26的紧压部位26a紧压顶板23的受压面23b。藉此，顶板23会朝模具15的底部18侧的加压方向移动，然后在顶板23的施压面23a与底部18之间加压成块状石英玻璃25(第二步骤)。在本发明中，当如此将石英玻璃加压时的最大压力必须设为0.2～0.8kg/cm2。若最大压力未达前述下限时，则因使玻璃变形的压力过低而无法成形为期望的形状，尤其会使角部的R(曲率半径)变的太大。另一方面，若最大压力超过前述上限时，则会使变质层的厚度变厚。又，藉由施加前述最大压力，可将石英玻璃25成形为期望形状，进而得以缩短石英玻璃25的成形时间。
又，此种加压过程优选，于成形初期阶段使顶板23所施加的压力减小，然后，在最终阶段增加加压力以成为最大加压力。在此，例如可随着顶板23的下降而逐渐增加加压，在进行既定量的成形前，以初期阶段的小加压力加压，然后增加为既定加压力，进而以多阶段方式增加加压力。在此情形，若将成形前的石英玻璃25的顶部25a的高度方向位置(即，顶板23的施压面23a与成形前的石英玻璃25的顶部25a接触的位置)的位移设为0％，而将石英玻璃25成形后随即正常成形时顶部的高度方向位置设为100％，则例如石英玻璃25的高度位移为0～80％优选为0～50％的高度为止，能以与成形初期的加压力同样小的加压力来加压。如此，藉由阶段性地增加加压力来对石英玻璃25加压，能将石英玻璃更均匀成形。
在成形初期阶段，即石英玻璃25的高度位移为0～50％的阶段，由于与顶板23接触的面积小，且藉加压而变形的体积小，故能以较小的加压力加压。该加压时的压力优选范围，由于因石英玻璃25的状态而变动，故优选于成形时作适当选择，优选以前述最大加压力的7～25％的方式加压，例如，以使顶板23的下降速度为0.1～8mm/min的方式调整加压力来进行加压。
如此在成形初期阶段以小加压力加压的理由在于，因在成形初期阶段，石英玻璃25容易变形，且顶部25a侧的石英玻璃25的位移量大，因此若施加较大的加压力，则会使石英玻璃25过度变形，而有使石英玻璃25成形不均匀的倾向。
又，在成形中期阶段，即石英玻璃25的高度位移为50～80％的阶段，由于石英玻璃25会朝模具15的中空部21内扩大，因此将以顶板23的施压面23a的大部分来对石英玻璃25加压。在该成形中期阶段，虽然石英玻璃25的变形小，但因石英玻璃25与施压面23a的接触面积变大，为使石英玻璃25变形而需较大的压力。因此，在成形中期阶段，优选使顶板23的施压面23a对石英玻璃25所施加的加压力大，且以下述最大压力的25～65％来加压。藉由施以该加压力，不仅可均匀成形石英玻璃25，且可将其以更短时间变形，而可谋求缩短成形时间。
又，在成形最终阶段，即石英玻璃25的高度位移为80～100％的阶段，由于石英玻璃25朝模具15的中空部21内的截面方向大致全体扩大，而能以顶板23的施压面23a大致全体加压。在该成形最终阶段，顶板23的施压面23a所施加的加压力，在可防止石英玻璃25与模具15破损的范围内施以尽量大的加压力的观点上，优选控制为最大压力的60～100％的方式来加压；从缩短成形时间的观点上，优选控制成最大压力为0.3～0.8kg/cm2。
接着，在石英玻璃25成形为既定板状体的阶段，结束顶板23的加压。然后，将成形后的石英玻璃维持配置在模具15的中空部21内的状态下进行冷却(第三步骤)。
在冷却过程中，优选在模具15内停止碳加热器13的加热，然后以较自然放冷时冷却速度更快的冷却速度强制冷却。进行该冷却的方法可使用常用方法，并无特别限制，例如，在真空室11内设置冷媒用通路而使冷媒流通的方法来进行。藉由进行该冷却，可将成形后的石英玻璃暴露于高温的时间缩短。
在该冷却过程中，成形后的石英玻璃的温度在前述保持温度～1200℃的温度范围状态下，优选以2～3.5℃/min的冷却速度进行冷却。若该冷却速度未达前述下限，则暴露于高温的时间变长而会有使变质层变厚的倾向，另一方面，若超过前述上限，则会有使成形玻璃破裂的机率变大的倾向。又，藉由设成此种冷却条件，可使石英玻璃暴露于高温的时间更缩短，而可更缩短前置时间(lead time)。
又，在冷却过程中，于成形后的石英玻璃的温度在1200～800℃温度范围，在石英玻璃的应变减低的观点上，于石英玻璃全体温度变为800℃之前，优选以1～8℃/min的冷却速度徐冷。若该冷却速度未达前述下限，虽可更容易使石英玻璃的应变减低，但因冷却时间变长而会有暴露于高温的时间过长的倾向，另一方面，若超过前述上限，则会有应变变大且玻璃破裂的机率变大的倾向。又，优选前述冷却速度按照各种成形条件来调整温度范围。
又，冷却过程中，于成形后的石英玻璃的全体温度变为800～100℃为止的冷却过程中，优选以4～15℃/min的冷却速度进行冷却。若该冷却速度未达前述下限，则暴露于高温的时间变长而会有使变质层变厚的倾向，另一方面，若超过前述上限，则会有使成形玻璃破裂的机率变大的倾向。又，藉由设成此种冷却条件，可使石英玻璃暴露于高温的时间缩短，进而亦可更缩短前置时间。又，进行冷却的方法亦可采用与前述同样的方法。
然后，在藉由进行该冷却使石英玻璃25的温度充分降低的阶段，自真空室11取出成形后的石英玻璃(板状体、块体等)。
藉由使用以上本发明的成形方法来成形石英玻璃25，则由于可使高温时的粘性降低而能在1530～1630℃的较低温度范围内成形石英玻璃，可缩短升温和降温时间，以及在成形步骤中将最大加压力设为前述范围从而可缩短成形时间，故可将石英玻璃暴露于高温的时间相应地缩短。因此，可防止石英玻璃中的氢分子的降低而提高激光耐久性。
又，藉由可使该石英玻璃25暴露于高温的时间缩短，可防止杂质混入石英玻璃25以及石英玻璃25与模具15的石墨起反应，进而，因石英玻璃25与模具15的线膨胀系数差异，使所产生的冷却时热收缩之差仅以成形温度的低份量而变小，于冷却时可减小模具15压缩石英玻璃25的应力。因此，可效率良好地获得使变质层的厚度变薄且复折射率小的石英玻璃。
又，依本发明的成形方法所成形的石英玻璃，可用于各种光学构件，优选用于被250nm以下波长的激光所照射的透镜、反射镜、标线片用基板等的制造用材料，最优选用于大型液晶用光罩、半导体用光罩等标线片(光罩)用基板、成像光学系统的大型透镜材料等所使用，以及具有宽面的板状体或其它大型玻璃块。
实施例
以下，根据实施例和比较例更具体说明本发明，惟本发明未限于以下实施例。
(实施例1)
使用图1所示的前述成形装置，将OH基浓度为质量基准1300ppm、直径50cm、高70cm的合成石英玻璃锭构成的块状石英玻璃25，成形为边长100cm的正方形且厚度为13.7cm的板状石英玻璃。
即，在实施例1中，首先，将石英玻璃25收容于模具15之前预热成30℃后，将该石英玻璃25收容于模具的中空部21内再将顶板23定位。然后，使用真空泵11并将其内的压力减压至10Pa，然后将纯氮气充填至压力110Pa。接着，在石英玻璃的加热步骤中，将成形装置内的温度以400℃/hr的升温速度升温为1600℃，然后将1600℃的保持温度保持30分钟，以使石英玻璃25整体的温度保持于该保持温度。
其次，在石英玻璃的高度位移为0～50％的初期阶段，使缸筒推杆26加压顶板23的加压力为0.15kg/cm2，然后，在该位移为50～80％的中期阶段使加压力为0.25kg/cm2，进而，在该位移为80～100％的最终阶段使加压力为0.5～0.8kg/cm2从而阶段性地使加压力增加，最终以最大压力0.8kg/cm2加压石英玻璃25，藉此来进行成形。
成形后，停止碳加热器13的发热且放置20小时进行自然放冷，藉此，使石英玻璃25冷却而获得石英玻璃25的板状体。又，在冷却步骤的冷却速度大致如表1所示。
(实施例2)
在成形后的石英玻璃的冷却步骤中，除了以下所述外，其余皆与实施例1相同，即，在1600～1200℃温度范围内的冷却速度控制为3℃/min，在1200～800℃温度范围内的冷却速度控制为3℃/min，在800～100℃温度范围内的冷却速度控制为10℃/min，以使石英玻璃强制冷却，而获得石英玻璃25的板状体。
(实施例3)
除了以下所述外，其余皆与实施例1相同，即，使用OH基浓度为质量基准900ppm的石英玻璃，未进行前述预热，将前述保持温度设为1630℃，加压石英玻璃而成形为既定形状的成形步骤中，将各阶段的加压力及最大压力设为表1所示的加压力，而获得石英玻璃25的板状体。
(实施例4)
除了以下所述外，其余皆与实施例1相同，即，使用OH基浓度为质量基准900ppm的石英玻璃，将前述保持温度设为1630℃，加压石英玻璃而成形为既定形状的成形步骤中，将各阶段的加压力及最大压力设为表1所示的加压力；在将成形后的石英玻璃的冷却步骤中，在1600～1200℃温度范围内的冷却速度控制为3℃/min，在1200～800℃温度范围内的冷却速度控制为3℃/min，在800～100℃温度范围内的冷却速度控制为10℃/min，以使石英玻璃强制冷却，而获得石英玻璃25的板状体。
(比较例1)
除了以下所述外，其余皆与实施例1相同，即，未进行前述预热，将前述保持温度设为1700℃，加压石英玻璃而成形为既定形状的成形步骤中，将各阶段的加压力和最大压力设为表1所示加压力，而获得石英玻璃的板状体。
(比较例2)
除了以下所述外，其余皆与实施例1相同，即，将前述保持温度设为1700℃，在加压石英玻璃而成形为既定形状的成形步骤中，将各阶段的加压力和最大压力设为表1所示加压力；在将成形后的石英玻璃的冷却步骤中，在1600～1200℃温度范围内的冷却速度控制为3℃/min，在1200～800℃温度范围内的冷却速度控制为3℃/min，在800～100℃温度范围内的冷却速度控制为10℃/min，以使石英玻璃强制冷却，而获得石英玻璃的板状体。
(比较例3)
除了以下所述外，其余皆与实施例1相同，即，将前述保持温度设为1650℃，加压石英玻璃而成形为既定形状的成形步骤中，将各阶段的加压力及最大压力设为表1所示加压力；在将成形后的石英玻璃的冷却步骤中，在1600～1200℃温度范围内的冷却速度控制为3℃/min，在1200～800℃温度范围内的冷却速度控制为3℃/min，在800～100℃温度范围内的冷却速度控制为10℃/min，以使石英玻璃强制冷却，而获得石英玻璃的板状体。
(比较例4)
除了以下所述外，其余皆与实施例1相同，即，在加压石英玻璃而成形为既定形状的成形步骤中，将各阶段的加压力和最大压力设为表1所示加压力；在将成形后的石英玻璃的冷却步骤中，在1600～1200℃温度范围内的冷却速度控制为3℃/min，在1200～800℃温度范围内的冷却速度控制为3℃/min，在800～100℃温度范围内的冷却速度控制为10℃/min，以使石英玻璃强制冷却，而获得石英玻璃的板状体。
(比较例5)
使用OH基浓度为质量基准800ppm的石英玻璃，虽以表1所示的条件进行石英玻璃的成形，但，在1630℃时粘度过高，无法成形为期望的成形型，角部的R大而成为形状不良。
(比较例6)
使用OH基浓度为质量基准1400ppm的石英玻璃，虽以表1所示的条件进行石英玻璃的成形，但，在1530℃时粘度过低，成形时玻璃表面呈现出玻璃内部弯折状态而成为形状不良。
(复折射率的测定)
在实施例1～4和比较例1～4中，针对成形为板状体的各石英玻璃进行复折射率的测定。即，使用ABR(优尼欧普德公司制)作为复折射率的测定装置，以光栅状方式且5mm间隔测定复折射率，将其最大值当作复折射率值。将其所得结果表示于表2。
(激光耐久性的评价)
在实施例1～4和比较例1～4中，针对成形为板状体的各石英玻璃进行激光耐久性的评价。即，将50mJ/cm2/pulse的KrF激光以100Hz的振荡频率照射5分钟，并观察光透射率的变化。未确认出光透射率的变化的石英玻璃(变化率为1％以下)的评价为“优(Excellent)”，被确认出光透射率的变化的石英玻璃(变化率为超过1％)的评价为“劣(Non-Excellent)”。将其所得结果表示于表2。
(变质层的厚度的测定)
在实施例1～4和比较例1～4中，针对成形为板状体的各石英玻璃进行变质层的厚度的测定。即，将来自水银灯的输出使用带通滤光器仅取出波长254nm的光线，并将其照射于试料。此时，以肉眼观察试料所产生的萤光，并测量被确认出产生萤光部分的厚度，将其当作变质层厚度(mm)。将其所得结果表示于表2。
表1
石英玻璃的OH基浓度 预热 保持温度(℃)     加压力(kg/cm2) 冷却步骤
保持温 ～1200℃度 1200～800℃ 800～100℃
加热  加热温度(℃)   高度位移0～50％   高度位移50～80％   高度位移80～100％  最大加压力 强制冷却   冷却速度(℃/min) 徐冷   冷却速度(℃/min) 强制冷却   冷却速度(℃/min)
实施例1 1300ppm 有   300   1600     0.15     0.25   0.5～0.8   0.8   无     1～2 无     1～2   无     1～2
实施例2 1300ppm 有   300   1600     0.15     0.25   0.5～0.8   0.8   有     3 有     3   有     10
实施例3 900ppm 无   -   1630     0.12     0.20   0.4～0.6   0.6   无     1～2 无     1～2   无     1～2
实施例4 900ppm 有   300   1630     0.12     0.20   0.4～0.6   0.6   有     3 有     3   有     10
比较例1 1300ppm 无   -   1700     0.1     0.20   0.3～0.4   0.4   无     1～2 无     1～2   无     1～2
比较例2 1300ppm 有   300   1700     0.1     0.20   0.3～0.4   0.4   有     3 有     3   有     10
比较例3 1300ppm 有   300   1650     0.11     0.20   0.3～0.5   0.5   有     3 有     3   有     10
比较例4 1300ppm 有   300   1600     0.15     0.25   0.7～1.0   1   有     3 有     3   有     10
比较例5  800ppm 无   -   1630     0.15     0.25   0.5～0.8   0.8   无     1～2 无     1～2   无     1～2
比较例6 1400ppm 无   -   1530     0.1     0.20   0.3～0.4   0.4   无     1～2 无     1～2   无     1～2
表2
    复折射率(nm/cm)     激光耐久性     变质层厚度(mm)
实施例1     1.2     优     7
实施例2     1.5     优     5
实施例3     1.4     优     8
实施例4     1.7     优     7
比较例1     7.9     劣     20
比较例2     8.5     劣     18
比较例3     1.9     劣     13
比较例4     1.2     优     11
以实施例1～4所得的板状体的石英玻璃可以看出，其复折射率小、变质层的厚度薄。又，以实施例1～4所得的板状体的石英玻璃可确认出激光耐久性也表现优异。进而，以实施例1～4所得的板状体的石英玻璃可确认出，未发现破损、承受自模具的应力减低、良率也得到提高。
另一方面，以比较例1～4所得的板状体的石英玻璃，其复折射率大、变质层的厚度厚。又，以比较例1～3所得的板状体的石英玻璃，其激光耐久性也不佳(劣)。
产业上的利用可能性：
如以上说明，依本发明可提供对石英玻璃加热加压的石英玻璃的成形方法，可效率很好地获得石英玻璃暴露于高温的时间缩短、激光耐久性优异且抑制变质层的厚度以及复折射率小的石英玻璃。
因此，依本发明所获得的石英玻璃，可用于250nm以下波长的激光照射的透镜、反射镜、标线片用基板等制造用材料，优选用于大型液晶用光罩、半导体用光罩等标线片(光罩)用基板、成像光学系统的大型透镜材料等所使用，具有宽面的板状体或其它大型玻璃块等各种光学构件。

Claims (7)

1.一种石英玻璃的成形方法，其特征在于包含以下步骤：
第一步骤，将OH基浓度为质量基准900～1300ppm的石英玻璃收容于具加压部的模具的中空部内；
第二步骤，在使石英玻璃于1530～1630℃范围内的保持温度状态下，以最大压力为0.2～0.8kg/cm2的方式利用加压部加压该石英玻璃而成形为既定形状；及
第三步骤，使成形后的该石英玻璃冷却。
2.如权利要求1所述的石英玻璃的成形方法，其中，于该第二步骤，以使石英玻璃的高度位移在0～50％的初期阶段、50～80％的中期阶段、80～100％的最终阶段的加压力分别以最大压力的7～25％、25～60％、60～100％的方式阶段性增加。
3.如权利要求1所述的石英玻璃的成形方法，其中，于该第三步骤，在该保持温度～1200℃的温度范围内，将冷却的速度设为2℃/min～3.5℃/min。
4.如权利要求3所述的石英玻璃的成形方法，其中，于该第三步骤，在1200～800℃的温度范围内，将冷却的速度设为1℃/min～8℃/min。
5.如权利要求4所述的石英玻璃的成形方法，其中，于该第三步骤，在800～100℃的温度范围内，将冷却的速度设为4℃/min～15℃/min。
6.如权利要求1所述的石英玻璃的成形方法，其进一步包含前处理步骤，在将该石英玻璃收容于该模具的中空部内之前，使该石英玻璃在200～300℃温度范围进行预热。
7.如权利要求1所述的石英玻璃的成形方法，其中，于该第二步骤，将该中空部内设成惰性气体环境气氛。
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN102958854A (zh) * 2010-09-21 2013-03-06 株式会社尼康 玻璃成形用的成形模具、玻璃成形装置、玻璃成形方法及光罩基板的制造方法

Families Citing this family (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP4826118B2 (ja) * 2005-03-29 2011-11-30 旭硝子株式会社 合成石英ガラスの製造方法及び光学部材用合成石英ガラス
JP5453886B2 (ja) * 2009-04-02 2014-03-26 住友電気工業株式会社 シリカガラスの加熱成形方法
US9027365B2 (en) 2013-01-08 2015-05-12 Heraeus Quartz America Llc System and method for forming fused quartz glass
TWI529059B (zh) * 2013-11-29 2016-04-11 Taiwan Green Point Entpr Co Injection molding machine and the use of the tablet press detection system and detection methods

Family Cites Families (11)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4778505A (en) * 1985-06-27 1988-10-18 Hoya Corporation Method of molding glass body
JPH0274331A (ja) * 1988-09-10 1990-03-14 Nkk Corp 樹脂ラミネート鋼板
JPH08338Y2 (ja) * 1988-11-28 1996-01-10 信越石英株式会社 石英ガラスの成型装置
JPH08151220A (ja) * 1994-11-28 1996-06-11 Nippon Sekiei Glass Kk 石英ガラスの成形方法
JP3064857B2 (ja) * 1995-03-28 2000-07-12 株式会社ニコン 光リソグラフィー用光学部材および合成石英ガラスの製造方法
JP2000219523A (ja) * 1999-01-28 2000-08-08 Nikon Corp 石英ガラスの成形方法、成形装置、及びそれにより得られた石英ガラス
JP4485031B2 (ja) * 2000-08-08 2010-06-16 株式会社オハラ 紫外線用石英ガラスおよびその製造方法
JP2002220240A (ja) * 2001-01-22 2002-08-09 Sumitomo Metal Ind Ltd 石英ガラスの熱間形成方法
DE50206534D1 (de) * 2001-08-15 2006-06-01 Schott Ag Quarzglasplatte sowie Verfahren und Vorrichtung zur Herstellung von optischen Bauteilen
US6928838B2 (en) * 2001-09-27 2005-08-16 Toshiba Machine Co., Ltd. Apparatus and method for forming silica glass elements
JP4341277B2 (ja) * 2003-04-07 2009-10-07 株式会社ニコン 石英ガラスの成形方法

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN102958854A (zh) * 2010-09-21 2013-03-06 株式会社尼康 玻璃成形用的成形模具、玻璃成形装置、玻璃成形方法及光罩基板的制造方法
CN102958854B (zh) * 2010-09-21 2015-03-25 株式会社尼康 玻璃成形用的成形模具、玻璃成形装置、玻璃成形方法及光罩基板的制造方法
TWI498289B (zh) * 2010-09-21 2015-09-01 尼康股份有限公司 A forming die for glass forming, a glass forming apparatus, a glass forming method, and a manufacturing method of a mask substrate

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