JP2001335327A - 石英ガラス製造装置、石英ガラス製造方法および石英ガラス光学部材 - Google Patents
石英ガラス製造装置、石英ガラス製造方法および石英ガラス光学部材Info
- Publication number
- JP2001335327A JP2001335327A JP2000156153A JP2000156153A JP2001335327A JP 2001335327 A JP2001335327 A JP 2001335327A JP 2000156153 A JP2000156153 A JP 2000156153A JP 2000156153 A JP2000156153 A JP 2000156153A JP 2001335327 A JP2001335327 A JP 2001335327A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- quartz glass
- ingot
- target
- furnace
- temperature
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Granted
Links
Classifications
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C03—GLASS; MINERAL OR SLAG WOOL
- C03B—MANUFACTURE, SHAPING, OR SUPPLEMENTARY PROCESSES
- C03B19/00—Other methods of shaping glass
- C03B19/14—Other methods of shaping glass by gas- or vapour- phase reaction processes
- C03B19/1476—Means for heating during or immediately prior to deposition
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C03—GLASS; MINERAL OR SLAG WOOL
- C03B—MANUFACTURE, SHAPING, OR SUPPLEMENTARY PROCESSES
- C03B19/00—Other methods of shaping glass
- C03B19/14—Other methods of shaping glass by gas- or vapour- phase reaction processes
- C03B19/1407—Deposition reactors therefor
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C03—GLASS; MINERAL OR SLAG WOOL
- C03B—MANUFACTURE, SHAPING, OR SUPPLEMENTARY PROCESSES
- C03B19/00—Other methods of shaping glass
- C03B19/14—Other methods of shaping glass by gas- or vapour- phase reaction processes
- C03B19/1453—Thermal after-treatment of the shaped article, e.g. dehydrating, consolidating, sintering
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- Manufacturing & Machinery (AREA)
- Materials Engineering (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Thermal Sciences (AREA)
- Glass Melting And Manufacturing (AREA)
- Glass Compositions (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】 歪の少ない石英ガラスインゴットを合成する
ことができる石英ガラス製造装置の提供。 【解決手段】 石英ガラス合成炉１と、合成炉１の内部
に設けられたインゴット形成用ターゲット５と、Ｓｉ化
合物ガス，酸素含有ガスおよび水素含有ガスをターゲッ
ト５に向けて噴出する石英ガラス合成用バーナー６とを
備え、Ｓｉ化合物の火炎加水分解反応を利用してターゲ
ット５上に石英ガラスインゴット１１を形成する石英ガ
ラス製造装置において、加熱バーナー２を設けて、石英
ガラスインゴット１１の合成面１１ａよりターゲット５
側の部分を、石英ガラスの歪点（約１２００℃）以上の
温度に加熱するようにした。また、加熱バーナー２の下
側に設けられた冷却ノズル３により、歪点以上に加熱さ
れた部分を石英ガラスが安定状態となる温度領域（１０
００℃以下）まで急冷するようにした。
ことができる石英ガラス製造装置の提供。 【解決手段】 石英ガラス合成炉１と、合成炉１の内部
に設けられたインゴット形成用ターゲット５と、Ｓｉ化
合物ガス，酸素含有ガスおよび水素含有ガスをターゲッ
ト５に向けて噴出する石英ガラス合成用バーナー６とを
備え、Ｓｉ化合物の火炎加水分解反応を利用してターゲ
ット５上に石英ガラスインゴット１１を形成する石英ガ
ラス製造装置において、加熱バーナー２を設けて、石英
ガラスインゴット１１の合成面１１ａよりターゲット５
側の部分を、石英ガラスの歪点（約１２００℃）以上の
温度に加熱するようにした。また、加熱バーナー２の下
側に設けられた冷却ノズル３により、歪点以上に加熱さ
れた部分を石英ガラスが安定状態となる温度領域（１０
００℃以下）まで急冷するようにした。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、合成石英ガラスの
製造に用いられる石英ガラス製造装置および石英ガラス
製造方法、並びに石英ガラス光学部材に関する。
製造に用いられる石英ガラス製造装置および石英ガラス
製造方法、並びに石英ガラス光学部材に関する。
【０００２】
【従来の技術】シリコンウエハ上に集積回路の微細パタ
ーンを露光・転写する投影露光装置では、照明光学系あ
るいは投影光学系のレンズに用いられるガラス材とし
て、従来の光学ガラスに代えて合成石英ガラスや蛍石
（CaF2）などのフッ化物単結晶を用いることが提案され
ている。このような投影露光装置の光学系などに用いら
れる石英ガラスには、紫外光の高透過性と屈折率の高均
質化が要求される。
ーンを露光・転写する投影露光装置では、照明光学系あ
るいは投影光学系のレンズに用いられるガラス材とし
て、従来の光学ガラスに代えて合成石英ガラスや蛍石
（CaF2）などのフッ化物単結晶を用いることが提案され
ている。このような投影露光装置の光学系などに用いら
れる石英ガラスには、紫外光の高透過性と屈折率の高均
質化が要求される。
【０００３】例えば、投影レンズ用の石英ガラスには、
３方向に脈理が無く、光軸方向の屈折率均質性Δｎが４
×１０-6以下、かつ、レンズの光軸方向の屈折率分布が
中央対称性を有し、非回転対称成分のＲＭＳ（二乗平均
平方根）値が０．００５０λ以下（λは光の波長を表
す）、回転対称成分を２次および４次でカーブフィッテ
ィングした後の残差成分のＲＭＳ値が０．００５０λ以
下であって、さらに、歪の最大値と最小値との差が２．
０（ｎｍ／ｃｍ）以下であることが要求されている。
３方向に脈理が無く、光軸方向の屈折率均質性Δｎが４
×１０-6以下、かつ、レンズの光軸方向の屈折率分布が
中央対称性を有し、非回転対称成分のＲＭＳ（二乗平均
平方根）値が０．００５０λ以下（λは光の波長を表
す）、回転対称成分を２次および４次でカーブフィッテ
ィングした後の残差成分のＲＭＳ値が０．００５０λ以
下であって、さらに、歪の最大値と最小値との差が２．
０（ｎｍ／ｃｍ）以下であることが要求されている。
【０００４】一方、紫外光の高透過性を実現するために
は、石英ガラス中の不純物の濃度を抑制する必要があ
る。このため、底部に開口部を有する炉と、この開口部
に対向するターゲットと、石英ガラス合成用のバーナー
とを備え、石英ガラスの原料となるＳｉ化合物ガスと加
熱のための燃焼ガスとをバーナーから流出させ、火炎内
で石英ガラスを堆積させる火炎加水分解法により石英ガ
ラスを製造する装置が提案されている。この火炎加水分
解法によれば、不純物の混入を抑制することが容易であ
るため、高純度の石英ガラスが得られる。
は、石英ガラス中の不純物の濃度を抑制する必要があ
る。このため、底部に開口部を有する炉と、この開口部
に対向するターゲットと、石英ガラス合成用のバーナー
とを備え、石英ガラスの原料となるＳｉ化合物ガスと加
熱のための燃焼ガスとをバーナーから流出させ、火炎内
で石英ガラスを堆積させる火炎加水分解法により石英ガ
ラスを製造する装置が提案されている。この火炎加水分
解法によれば、不純物の混入を抑制することが容易であ
るため、高純度の石英ガラスが得られる。
【０００５】しかしながら、火炎加水分解法により製造
される石英ガラスは、不純物の濃度は低く抑えられる
が、温度分布が不均一なことにより生じる脈理や、径方
向の屈折率、歪の均質性に関しては満足のいくものが得
られていないことがあった。ここで、屈折率の均質性
は、ターゲット上にインゴットが形成されるときのイン
ゴットの径方向の温度分布に依存すると考えられる。こ
のため、屈折率の均質性を最適化するようにインゴット
のヘッド部の温度分布を調節すべく、ターゲットを回転
させるとともに、インゴットのヘッド部の温度分布に応
じてバーナーとインゴットとを相対的に平面移動させる
ようにした石英ガラスの製造装置が提案されている（特
開平６−２３４５３１号公報）。この装置によれば、屈
折率の均質性を最適化するような温度分布を形成し、そ
の結果として石英ガラスの均質性を向上させることがで
きる。
される石英ガラスは、不純物の濃度は低く抑えられる
が、温度分布が不均一なことにより生じる脈理や、径方
向の屈折率、歪の均質性に関しては満足のいくものが得
られていないことがあった。ここで、屈折率の均質性
は、ターゲット上にインゴットが形成されるときのイン
ゴットの径方向の温度分布に依存すると考えられる。こ
のため、屈折率の均質性を最適化するようにインゴット
のヘッド部の温度分布を調節すべく、ターゲットを回転
させるとともに、インゴットのヘッド部の温度分布に応
じてバーナーとインゴットとを相対的に平面移動させる
ようにした石英ガラスの製造装置が提案されている（特
開平６−２３４５３１号公報）。この装置によれば、屈
折率の均質性を最適化するような温度分布を形成し、そ
の結果として石英ガラスの均質性を向上させることがで
きる。
【０００６】ところで、このような石英ガラス製造装置
では、インゴット合成時に発生する塩素ガスなどを排気
するための排気口を備えており、炉の底部に形成された
開口部から排気を行うための二次空気が供給される。し
かし、合成が進行するにつれてインゴットが開口部方向
に降下するため、開口部の開口面積が時間の経過ととも
に小さくなり、排気効率が低下して炉内の温度が上昇す
る。炉内温度の上昇によりインゴット合成面付近の温度
も上昇するので、インゴットの粘度が低下してインゴッ
トの「つぶれ」が生じるおそれがあった。
では、インゴット合成時に発生する塩素ガスなどを排気
するための排気口を備えており、炉の底部に形成された
開口部から排気を行うための二次空気が供給される。し
かし、合成が進行するにつれてインゴットが開口部方向
に降下するため、開口部の開口面積が時間の経過ととも
に小さくなり、排気効率が低下して炉内の温度が上昇す
る。炉内温度の上昇によりインゴット合成面付近の温度
も上昇するので、インゴットの粘度が低下してインゴッ
トの「つぶれ」が生じるおそれがあった。
【０００７】このような場合、温度上昇を防止するため
にバーナーからの燃焼ガスの流量を小さくする等が考え
られるが、バーナーからの供給熱量の差や炉内の温度分
布が生じるために、脈理が発生してインゴットの品質低
下を招いてしまう。そのため、上記開口部の下部に開口
面積を制御できる可変開口を設けて、開口部からの二次
空気の量を調整して炉内の温度分布を最適化するように
した石英ガラス製造装置が提案されており（特開平１０
−２３６８３７号公報）、この装置によれば脈理による
インゴットの品質低下を抑えることができる。
にバーナーからの燃焼ガスの流量を小さくする等が考え
られるが、バーナーからの供給熱量の差や炉内の温度分
布が生じるために、脈理が発生してインゴットの品質低
下を招いてしまう。そのため、上記開口部の下部に開口
面積を制御できる可変開口を設けて、開口部からの二次
空気の量を調整して炉内の温度分布を最適化するように
した石英ガラス製造装置が提案されており（特開平１０
−２３６８３７号公報）、この装置によれば脈理による
インゴットの品質低下を抑えることができる。
【０００８】さらに、インゴット成長方向に一様な温度
勾配が形成されていないと、インゴットが受ける熱履歴
が変動して品質が不安定となるが、特開平８−８１２２
４号公報においてこのような問題に対処できる装置が提
案されている。この装置では、合成面より下部における
歪点から石英ガラスの安定状態までの温度領域におい
て、インゴットあるいは炉壁を冷却して温度勾配を一様
にする機構を設けている。その結果、インゴット成長方
向の屈折率均質性のばらつきを低減することができた。
ここで、歪点とは歪応力の拡散の可否を分ける温度のこ
とであり、安定状態とは屈折率均質性の低下が生じない
温度領域を指す。
勾配が形成されていないと、インゴットが受ける熱履歴
が変動して品質が不安定となるが、特開平８−８１２２
４号公報においてこのような問題に対処できる装置が提
案されている。この装置では、合成面より下部における
歪点から石英ガラスの安定状態までの温度領域におい
て、インゴットあるいは炉壁を冷却して温度勾配を一様
にする機構を設けている。その結果、インゴット成長方
向の屈折率均質性のばらつきを低減することができた。
ここで、歪点とは歪応力の拡散の可否を分ける温度のこ
とであり、安定状態とは屈折率均質性の低下が生じない
温度領域を指す。
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】ところで、上述した装
置では、インゴットの引き下げによりバーナーの火炎が
当たっている部分およびその近辺しか歪点より高温とな
らず、高温域での保持時間が短い。一方、粘性の高い石
英ガラス中では、歪応力の拡散は上述した歪点より高温
の温度領域でのみ生じ、かつ、その拡散速度が遅いとい
う性質がある。そのため、従来の装置では充分な歪除去
を行うことができなかった。
置では、インゴットの引き下げによりバーナーの火炎が
当たっている部分およびその近辺しか歪点より高温とな
らず、高温域での保持時間が短い。一方、粘性の高い石
英ガラス中では、歪応力の拡散は上述した歪点より高温
の温度領域でのみ生じ、かつ、その拡散速度が遅いとい
う性質がある。そのため、従来の装置では充分な歪除去
を行うことができなかった。
【００１０】本発明の目的は、歪の少ない石英ガラスイ
ンゴットを合成することができる石英ガラス製造装置お
よび石英ガラス製造方法、並びに歪の少ない石英ガラス
光学部材を提供することにある。
ンゴットを合成することができる石英ガラス製造装置お
よび石英ガラス製造方法、並びに歪の少ない石英ガラス
光学部材を提供することにある。
【００１１】
【課題を解決するための手段】発明の実施の形態を示す
図１，図４および図５に対応付けて説明する。 （１）図１および図４に対応付けて説明すると、請求項
１の発明は、石英ガラス合成炉１と、合成炉１の内部に
設けられたインゴット形成用ターゲット５と、Ｓｉ化合
物ガス，酸素含有ガスおよび水素含有ガスをターゲット
５に向けて噴出する石英ガラス合成用バーナー６とを備
え、Ｓｉ化合物の火炎加水分解反応を利用してターゲッ
ト５上に石英ガラスインゴット１１を形成する石英ガラ
ス製造装置に適用され、石英ガラスインゴット１１の合
成面１１ａよりターゲット５側の所定部分を、石英ガラ
スの歪点（約１２００℃）以上の温度に制御する熱制御
手段２，１０，１７，１８，２０を設けたことにより上
述の目的を達成する。 （２）請求項２の発明は、請求項１に記載の石英ガラス
製造装置に適用されるものであって、熱制御手段は、イ
ンゴット１１を加熱する加熱バーナー２と、炉内温度を
検出する温度検出手段１０，１７と、加熱バーナー２に
よる熱供給量を制御するバーナー制御手段１８，２０と
を有している。 （３）請求項３の発明は、請求項２に記載の石英ガラス
製造装置において、加熱バーナー２よりターゲット５側
に設けられ、加熱バーナー２により歪点以上に加熱され
た石英ガラスインゴット１１を石英ガラスが安定状態と
なる温度領域（１０００℃以下）まで冷却する冷却手段
３，１９を設けたものである。 （４）図５に対応付けて説明すると、請求項４の発明
は、請求項１に記載の石英ガラス製造装置に適用される
ものであって、熱制御手段は、合成炉４２の内部に設け
られ、炉高温部からの輻射を石英ガラスインゴット１１
のターゲット側所定部分に反射する反射部４２ａであ
る。 （５）図１および図４に対応付けて説明すると、請求項
５の発明は、石英ガラス合成炉１内に設けられたインゴ
ット形成用ターゲット５に、石英ガラス合成用バーナー
６によりＳｉ化合物ガス，酸素含有ガスおよび水素含有
ガスを噴出し、Ｓｉ化合物の火炎加水分解反応を利用し
てターゲット５上に石英ガラスインゴット１１を形成す
る石英ガラス製造方法に適用され、石英ガラスインゴッ
ト１１の合成面１１ａから歪点（約１２００℃）までの
インゴット成長方向の温度勾配が、合成面温度（約２０
００℃）から歪点までのいずれの温度領域においても５
０℃／ｈ以下とすることにより上述の目的を達成する。 （６）請求項６の発明は、請求項５に記載の石英ガラス
製造方法において、歪点（約１２００℃）から石英ガラ
スの安定状態までのインゴット成長方向の温度勾配が、
歪点から安定状態までのいずれの温度領域においても３
０℃／ｈ以上とした。 （７）請求項７の発明による石英ガラス光学部材は、石
英ガラス合成炉１内に設けられたターゲット５にバーナ
ー６によりＳｉ化合物ガス，酸素含有ガスおよび水素含
有ガスを噴出して、Ｓｉ化合物の火炎加水分解反応によ
りターゲット５上に石英ガラスを合成し、石英ガラスの
合成面１１ａよりターゲット５側の所定部分を石英ガラ
スの歪点以上の温度に制御しつつ成長させた石英ガラス
インゴット１１から形成されることにより上述の目的を
達成する。 （８）請求項８の発明による石英ガラス光学部材は、石
英ガラス合成炉１内に設けられたターゲット５にバーナ
ー６によりＳｉ化合物ガス，酸素含有ガスおよび水素含
有ガスを噴出して、Ｓｉ化合物の火炎加水分解反応によ
りターゲット５上に石英ガラスを合成し、石英ガラスの
合成面１１ａよりターゲット５側の所定部分を石英ガラ
スの歪点以上の温度に加熱するとともに、加熱される部
分よりもターゲット５側の石英ガラスの部分を石英ガラ
スの安定状態温度領域まで冷却しつつ成長させた石英ガ
ラスインゴット１１から形成されることにより上述の目
的を達成する。
図１，図４および図５に対応付けて説明する。 （１）図１および図４に対応付けて説明すると、請求項
１の発明は、石英ガラス合成炉１と、合成炉１の内部に
設けられたインゴット形成用ターゲット５と、Ｓｉ化合
物ガス，酸素含有ガスおよび水素含有ガスをターゲット
５に向けて噴出する石英ガラス合成用バーナー６とを備
え、Ｓｉ化合物の火炎加水分解反応を利用してターゲッ
ト５上に石英ガラスインゴット１１を形成する石英ガラ
ス製造装置に適用され、石英ガラスインゴット１１の合
成面１１ａよりターゲット５側の所定部分を、石英ガラ
スの歪点（約１２００℃）以上の温度に制御する熱制御
手段２，１０，１７，１８，２０を設けたことにより上
述の目的を達成する。 （２）請求項２の発明は、請求項１に記載の石英ガラス
製造装置に適用されるものであって、熱制御手段は、イ
ンゴット１１を加熱する加熱バーナー２と、炉内温度を
検出する温度検出手段１０，１７と、加熱バーナー２に
よる熱供給量を制御するバーナー制御手段１８，２０と
を有している。 （３）請求項３の発明は、請求項２に記載の石英ガラス
製造装置において、加熱バーナー２よりターゲット５側
に設けられ、加熱バーナー２により歪点以上に加熱され
た石英ガラスインゴット１１を石英ガラスが安定状態と
なる温度領域（１０００℃以下）まで冷却する冷却手段
３，１９を設けたものである。 （４）図５に対応付けて説明すると、請求項４の発明
は、請求項１に記載の石英ガラス製造装置に適用される
ものであって、熱制御手段は、合成炉４２の内部に設け
られ、炉高温部からの輻射を石英ガラスインゴット１１
のターゲット側所定部分に反射する反射部４２ａであ
る。 （５）図１および図４に対応付けて説明すると、請求項
５の発明は、石英ガラス合成炉１内に設けられたインゴ
ット形成用ターゲット５に、石英ガラス合成用バーナー
６によりＳｉ化合物ガス，酸素含有ガスおよび水素含有
ガスを噴出し、Ｓｉ化合物の火炎加水分解反応を利用し
てターゲット５上に石英ガラスインゴット１１を形成す
る石英ガラス製造方法に適用され、石英ガラスインゴッ
ト１１の合成面１１ａから歪点（約１２００℃）までの
インゴット成長方向の温度勾配が、合成面温度（約２０
００℃）から歪点までのいずれの温度領域においても５
０℃／ｈ以下とすることにより上述の目的を達成する。 （６）請求項６の発明は、請求項５に記載の石英ガラス
製造方法において、歪点（約１２００℃）から石英ガラ
スの安定状態までのインゴット成長方向の温度勾配が、
歪点から安定状態までのいずれの温度領域においても３
０℃／ｈ以上とした。 （７）請求項７の発明による石英ガラス光学部材は、石
英ガラス合成炉１内に設けられたターゲット５にバーナ
ー６によりＳｉ化合物ガス，酸素含有ガスおよび水素含
有ガスを噴出して、Ｓｉ化合物の火炎加水分解反応によ
りターゲット５上に石英ガラスを合成し、石英ガラスの
合成面１１ａよりターゲット５側の所定部分を石英ガラ
スの歪点以上の温度に制御しつつ成長させた石英ガラス
インゴット１１から形成されることにより上述の目的を
達成する。 （８）請求項８の発明による石英ガラス光学部材は、石
英ガラス合成炉１内に設けられたターゲット５にバーナ
ー６によりＳｉ化合物ガス，酸素含有ガスおよび水素含
有ガスを噴出して、Ｓｉ化合物の火炎加水分解反応によ
りターゲット５上に石英ガラスを合成し、石英ガラスの
合成面１１ａよりターゲット５側の所定部分を石英ガラ
スの歪点以上の温度に加熱するとともに、加熱される部
分よりもターゲット５側の石英ガラスの部分を石英ガラ
スの安定状態温度領域まで冷却しつつ成長させた石英ガ
ラスインゴット１１から形成されることにより上述の目
的を達成する。
【００１２】なお、本発明の構成を説明する上記課題を
解決するための手段の項では、本発明を分かり易くする
ために発明の実施の形態の図を用いたが、これにより本
発明が発明の実施の形態に限定されるものではない。
解決するための手段の項では、本発明を分かり易くする
ために発明の実施の形態の図を用いたが、これにより本
発明が発明の実施の形態に限定されるものではない。
【００１３】
【発明の実施の形態】以下、図１〜図５を参照して本発
明の実施の形態を説明する。図１は本発明による石英ガ
ラス製造装置の一実施の形態を示す図であり、装置の概
略構成を示す断面図である。釣り鐘形状の炉１は開口９
ａが形成された炉床板９上に設置されており、炉１の周
囲は炉枠８で覆われている。炉１の内部には石英ガラス
インゴット形成用のターゲット５が設けられており、炉
１の上部にはターゲット５に噴出口を向けて設置された
石英ガラス合成用のバ−ナー６が設けられている。バ−
ナー６は石英管の多重管からなり、石英ガラスの原料で
あるケイ素（Ｓｉ）化合物（例えば、SiCl4）のガス、
酸素含有ガス（例えば、Ｏ2）および水素含有ガス（例
えば、Ｈ2）が多重管を構成する別々の管からそれぞれ
ターゲット５に向けて供給される。
明の実施の形態を説明する。図１は本発明による石英ガ
ラス製造装置の一実施の形態を示す図であり、装置の概
略構成を示す断面図である。釣り鐘形状の炉１は開口９
ａが形成された炉床板９上に設置されており、炉１の周
囲は炉枠８で覆われている。炉１の内部には石英ガラス
インゴット形成用のターゲット５が設けられており、炉
１の上部にはターゲット５に噴出口を向けて設置された
石英ガラス合成用のバ−ナー６が設けられている。バ−
ナー６は石英管の多重管からなり、石英ガラスの原料で
あるケイ素（Ｓｉ）化合物（例えば、SiCl4）のガス、
酸素含有ガス（例えば、Ｏ2）および水素含有ガス（例
えば、Ｈ2）が多重管を構成する別々の管からそれぞれ
ターゲット５に向けて供給される。
【００１４】なお、インゴット１１のヘッド部の温度分
布調整のために、ターゲット５はモータ１２により回転
駆動されるとともに、モータ１５により図示左右方向
（矢印方向）に揺動駆動される。また、ターゲット５上
に形成されたインゴット１１の成長に対応して、ターゲ
ット５をモータ１６により図示下方に下げて、インゴッ
ト１１のヘッド部とバーナー６との距離が所定の値とな
るように調整する。モータ１２，１５，１６は制御装置
２０で制御される。
布調整のために、ターゲット５はモータ１２により回転
駆動されるとともに、モータ１５により図示左右方向
（矢印方向）に揺動駆動される。また、ターゲット５上
に形成されたインゴット１１の成長に対応して、ターゲ
ット５をモータ１６により図示下方に下げて、インゴッ
ト１１のヘッド部とバーナー６との距離が所定の値とな
るように調整する。モータ１２，１５，１６は制御装置
２０で制御される。
【００１５】炉枠８には石英ガラス合成時に炉１内に発
生する排ガスを外部に排出するための排気ロ７が形成さ
れており、排気ロ７から排出された排ガスは、炉枠８に
設けられた排気管１２を介して不図示の排気処理装置
（排気ファンやスクラバー等により構成される）に送ら
れる。１０は炉１内の温度を測定するための熱電対であ
り、１７は熱電対１０用のコントローラである。なお、
図示しなかったが、炉１および炉枠８には外部から炉１
内を観察するための炉内監視用窓が設けられており、炉
内監視用窓の外側に設けられたＣＣＤカメラ等の炉内監
視用カメラにより炉内の様子を撮影することができる。
特に、インゴット１１の石英ガラス合成面とバーナー６
との距離の把握に活用される。
生する排ガスを外部に排出するための排気ロ７が形成さ
れており、排気ロ７から排出された排ガスは、炉枠８に
設けられた排気管１２を介して不図示の排気処理装置
（排気ファンやスクラバー等により構成される）に送ら
れる。１０は炉１内の温度を測定するための熱電対であ
り、１７は熱電対１０用のコントローラである。なお、
図示しなかったが、炉１および炉枠８には外部から炉１
内を観察するための炉内監視用窓が設けられており、炉
内監視用窓の外側に設けられたＣＣＤカメラ等の炉内監
視用カメラにより炉内の様子を撮影することができる。
特に、インゴット１１の石英ガラス合成面とバーナー６
との距離の把握に活用される。
【００１６】炉１の中間部にはインゴット１１を加熱す
るための加熱バーナー２が、インゴット１１に向けて水
平に配設されている。加熱バーナー２は石英管の二重管
から成り、二重管の内側の石英管からは可燃性ガスであ
る水素含有ガスが炉１内に供給され、外側の石英管から
は支燃性ガスである酸素含有ガスが供給される。これら
のガスは加熱ガス供給装置１８から供給され、加熱バー
ナー２から噴出された水素含有ガスおよび酸素含有ガス
は、炉内温度が高温（１０００℃以上）なため反応して
火炎流となりインゴット１１を加熱する。加熱バーナー
２の下側には先端をインゴット１１に向けて配設された
冷却ノズル３が設けられており、冷却ガス供給装置１９
から供給される冷却エアーがこの冷却ノズル３からイン
ゴット１１に向けて噴出される。加熱ガス供給装置１８
および冷却ガス供給装置１９からのガス供給量は、熱電
対１０により測定された炉内温度に基づいて制御装置２
０により制御される。
るための加熱バーナー２が、インゴット１１に向けて水
平に配設されている。加熱バーナー２は石英管の二重管
から成り、二重管の内側の石英管からは可燃性ガスであ
る水素含有ガスが炉１内に供給され、外側の石英管から
は支燃性ガスである酸素含有ガスが供給される。これら
のガスは加熱ガス供給装置１８から供給され、加熱バー
ナー２から噴出された水素含有ガスおよび酸素含有ガス
は、炉内温度が高温（１０００℃以上）なため反応して
火炎流となりインゴット１１を加熱する。加熱バーナー
２の下側には先端をインゴット１１に向けて配設された
冷却ノズル３が設けられており、冷却ガス供給装置１９
から供給される冷却エアーがこの冷却ノズル３からイン
ゴット１１に向けて噴出される。加熱ガス供給装置１８
および冷却ガス供給装置１９からのガス供給量は、熱電
対１０により測定された炉内温度に基づいて制御装置２
０により制御される。
【００１７】図２は図１に示した炉１を炉底部側から見
た図であり、炉床板９の下側には水平方向に開閉自在な
開閉蓋４が二対設けられている。これらの開閉蓋４をモ
ータ４Ａにより図示上下方向および左右方向に開閉駆動
することにより、炉底部の開口面積を調整することがで
きる。開閉蓋４としては、水平方向に駆動する枠体に耐
火ボードを取り付けたもの等が用いられる。このような
開閉蓋４を用いて炉底部の開口面積を制御することによ
って、図１に示す開口９ａから炉１内に流入する二次空
気（排ガスの排気に利用される）の流量を制御すること
ができる。その結果、バーナー６および炉中間部に設け
た加熱バーナー２からの熱供給量を一定に保ったまま、
炉１内の温度を制御することが可能となる。炉１内の温
度は熱電対１０により測定され、測定された炉１内の温
度分布に基づいて温度制御が行われる。
た図であり、炉床板９の下側には水平方向に開閉自在な
開閉蓋４が二対設けられている。これらの開閉蓋４をモ
ータ４Ａにより図示上下方向および左右方向に開閉駆動
することにより、炉底部の開口面積を調整することがで
きる。開閉蓋４としては、水平方向に駆動する枠体に耐
火ボードを取り付けたもの等が用いられる。このような
開閉蓋４を用いて炉底部の開口面積を制御することによ
って、図１に示す開口９ａから炉１内に流入する二次空
気（排ガスの排気に利用される）の流量を制御すること
ができる。その結果、バーナー６および炉中間部に設け
た加熱バーナー２からの熱供給量を一定に保ったまま、
炉１内の温度を制御することが可能となる。炉１内の温
度は熱電対１０により測定され、測定された炉１内の温
度分布に基づいて温度制御が行われる。
【００１８】ターゲット５上にインゴット１１を形成す
る際には、図３に示すようにターゲット５とバーナー６
との間隔が所定の距離になるようにターゲット５を位置
決めし、ターゲット５を石英ガラス形成に充分な温度
（２０００℃以上）に加熱する。その後、石英ガラスの
原料であるケイ素化合物のガスと、燃焼ガス（可燃性の
水素含有ガスと支燃性の酸素含有ガス）とをバーナー６
からターゲット５に向けて噴出させる。バーナー６から
噴出された燃焼ガスは高温雰囲気によりにより酸水素火
炎を形成し、ケイ素化合物が酸水素火炎中で加水分解さ
れてシリカ（SiO2）の微粒子が生成される。酸水素火炎
中で生成されたシリカの微粒子はターゲット５上に堆積
し、溶融してガラス化して石英ガラスが形成される。こ
のとき、ターゲット５を回転させるとともに左右に揺動
させて、インゴット１１が均一に加熱されるようにす
る。なお、図３ではターゲット５を駆動するモータ１
２，１５，１６、および制御装置２０は図示を省略し
た。
る際には、図３に示すようにターゲット５とバーナー６
との間隔が所定の距離になるようにターゲット５を位置
決めし、ターゲット５を石英ガラス形成に充分な温度
（２０００℃以上）に加熱する。その後、石英ガラスの
原料であるケイ素化合物のガスと、燃焼ガス（可燃性の
水素含有ガスと支燃性の酸素含有ガス）とをバーナー６
からターゲット５に向けて噴出させる。バーナー６から
噴出された燃焼ガスは高温雰囲気によりにより酸水素火
炎を形成し、ケイ素化合物が酸水素火炎中で加水分解さ
れてシリカ（SiO2）の微粒子が生成される。酸水素火炎
中で生成されたシリカの微粒子はターゲット５上に堆積
し、溶融してガラス化して石英ガラスが形成される。こ
のとき、ターゲット５を回転させるとともに左右に揺動
させて、インゴット１１が均一に加熱されるようにす
る。なお、図３ではターゲット５を駆動するモータ１
２，１５，１６、および制御装置２０は図示を省略し
た。
【００１９】また、石英ガラスの合成開始と同時に、炉
１の中間部に設けられた加熱バーナー２による加熱およ
び冷却ノズル３による冷却を開始する。この加熱および
冷却によって、炉内部における総合的な熱量が増加して
炉温が上昇するので、炉底部の開閉蓋４を駆動して炉１
内に流入する二次空気の流入量を制御し、炉１内の温度
を適正に保つようにする。このようにしてターゲット５
上に石英ガラスを形成すると、時間の経過とともに石英
ガラスのインゴット１１が成長するので、バーナー６と
インゴット１１の合成面との距離が一定となるようにタ
ーゲット５を下降させる。そして、この状態を数週間続
けることにより、図１に示すような成長したインゴット
ｌｌを得ることができる。
１の中間部に設けられた加熱バーナー２による加熱およ
び冷却ノズル３による冷却を開始する。この加熱および
冷却によって、炉内部における総合的な熱量が増加して
炉温が上昇するので、炉底部の開閉蓋４を駆動して炉１
内に流入する二次空気の流入量を制御し、炉１内の温度
を適正に保つようにする。このようにしてターゲット５
上に石英ガラスを形成すると、時間の経過とともに石英
ガラスのインゴット１１が成長するので、バーナー６と
インゴット１１の合成面との距離が一定となるようにタ
ーゲット５を下降させる。そして、この状態を数週間続
けることにより、図１に示すような成長したインゴット
ｌｌを得ることができる。
【００２０】図４は本実施の形態の石英ガラス合成を説
明するための概念図であり、（ａ）はインゴット１１と
加熱バーナー２および冷却ノズル３を示す図、（ｂ）は
石英ガラス形成時におけるインゴット１１の成長方向の
温度分布を定性的に示したものである。なお、以下の説
明では、石英ガラス合成面の温度を２０００℃、歪点
（歪応力の拡散の可否を分ける温度）を１２００℃、石
英ガラスの安定状態（屈折率均質性の低下が生じない状
態）の温度領域は１０００℃以下であるとして説明す
る。
明するための概念図であり、（ａ）はインゴット１１と
加熱バーナー２および冷却ノズル３を示す図、（ｂ）は
石英ガラス形成時におけるインゴット１１の成長方向の
温度分布を定性的に示したものである。なお、以下の説
明では、石英ガラス合成面の温度を２０００℃、歪点
（歪応力の拡散の可否を分ける温度）を１２００℃、石
英ガラスの安定状態（屈折率均質性の低下が生じない状
態）の温度領域は１０００℃以下であるとして説明す
る。
【００２１】図４（ｂ）において、実線は本実施の形態
の装置における温度分布を示したものであり、破線は加
熱バーナー２および冷却ノズル３を備えていない従来の
装置の場合の温度分布である。従来の装置では、バーナ
ー６の火炎が当たる合成面１１ａの近傍でしか歪の拡散
が行われず、合成面１１ａから遠ざかるにつれて急激に
温度が低下し、歪点（１２００℃）付近以降は温度勾配
が小さくなる。そのため、１２００℃〜１０００℃の温
度領域に保持される時間が長くなり、この温度領域にお
いて屈折率均質性の低下が生じ易くなる。
の装置における温度分布を示したものであり、破線は加
熱バーナー２および冷却ノズル３を備えていない従来の
装置の場合の温度分布である。従来の装置では、バーナ
ー６の火炎が当たる合成面１１ａの近傍でしか歪の拡散
が行われず、合成面１１ａから遠ざかるにつれて急激に
温度が低下し、歪点（１２００℃）付近以降は温度勾配
が小さくなる。そのため、１２００℃〜１０００℃の温
度領域に保持される時間が長くなり、この温度領域にお
いて屈折率均質性の低下が生じ易くなる。
【００２２】一方、本実施の形態の装置では、炉１の中
間部においてインゴット１１を加熱バーナー２により加
熱しているので、合成面１１ａから遠ざかった位置での
温度低下を小さくすることができ、加熱バーナー２によ
る熱供給量を制御することによって図４（ｂ）のように
加熱バーナー２付近まで１２００℃以上に保持すること
ができる。その結果、加熱バーナー２より上部では、従
来の装置よりも高温（１２００℃以上）でかつ温度均一
性が増し、歪応力の拡散が生じやすくなり、インゴット
１１内の歪を低減することができる。
間部においてインゴット１１を加熱バーナー２により加
熱しているので、合成面１１ａから遠ざかった位置での
温度低下を小さくすることができ、加熱バーナー２によ
る熱供給量を制御することによって図４（ｂ）のように
加熱バーナー２付近まで１２００℃以上に保持すること
ができる。その結果、加熱バーナー２より上部では、従
来の装置よりも高温（１２００℃以上）でかつ温度均一
性が増し、歪応力の拡散が生じやすくなり、インゴット
１１内の歪を低減することができる。
【００２３】また、従来の装置では、図３（ｂ）の破線
で示すように歪点（１２００℃）付近まで温度が下がる
と温度勾配が非常に小さくなり、石英ガラスが安定状態
となる温度領域（１０００℃以下）よりも高温（１２０
０℃〜１０００℃）の状態に長時間保持されることにな
る。そのため、この温度領域においてインゴット１１に
温度変動が生じたときに、屈折率均質性の低下を招きや
すかった。さらに、１０００℃以下となっているインゴ
ット下部が高温の輻射に曝されて表面付近の温度が上昇
することにより、径方向の屈折率の差を発生させるとい
う問題もあった。
で示すように歪点（１２００℃）付近まで温度が下がる
と温度勾配が非常に小さくなり、石英ガラスが安定状態
となる温度領域（１０００℃以下）よりも高温（１２０
０℃〜１０００℃）の状態に長時間保持されることにな
る。そのため、この温度領域においてインゴット１１に
温度変動が生じたときに、屈折率均質性の低下を招きや
すかった。さらに、１０００℃以下となっているインゴ
ット下部が高温の輻射に曝されて表面付近の温度が上昇
することにより、径方向の屈折率の差を発生させるとい
う問題もあった。
【００２４】しかしながら、本実施の形態の装置では、
加熱バーナー２により歪点以上に加熱された部分を、加
熱バーナー２の下部に設けられた冷却ノズル３で急冷す
ることにより、インゴット１１の加熱された部分の温度
を歪点より高い温度から安定状態温度領域へと急速に低
下させることができる。その結果、インゴット１１の屈
折率均質性の低下を防止することができる。また、炉中
間部に設けた冷却ノズル３により、インゴット下部への
熱の伝達が抑えられ、インゴット下部での歪応力の再発
生および屈折率均質性の再変動を防止することができ
る。なお、加熱バーナー２の代わりに加熱ヒーターを用
いてインゴット１１を加熱するようにしても良い。
加熱バーナー２により歪点以上に加熱された部分を、加
熱バーナー２の下部に設けられた冷却ノズル３で急冷す
ることにより、インゴット１１の加熱された部分の温度
を歪点より高い温度から安定状態温度領域へと急速に低
下させることができる。その結果、インゴット１１の屈
折率均質性の低下を防止することができる。また、炉中
間部に設けた冷却ノズル３により、インゴット下部への
熱の伝達が抑えられ、インゴット下部での歪応力の再発
生および屈折率均質性の再変動を防止することができ
る。なお、加熱バーナー２の代わりに加熱ヒーターを用
いてインゴット１１を加熱するようにしても良い。
【００２５】上述した実施の形態では、加熱バーナー２
および冷却ノズル３によりインゴット１１の加熱および
冷却を行ったが、図５（ａ）の変形例に示すような方法
で加熱および冷却をするようにしても良い。図５はイン
ゴット１１と輻射との関係を定性的に示した図であり、
（ａ）は変形例を（ｂ）は従来の装置をそれぞれ示す。
図５（ｂ）に示す従来の炉４１では、バーナー６からの
輻射熱は炉４１により反射されてインゴット１１の下部
１１ｃに入射する。そのため、インゴット下部が高温の
輻射熱で加熱され、上述したような屈折率均一性の低下
を生じさせていた。
および冷却ノズル３によりインゴット１１の加熱および
冷却を行ったが、図５（ａ）の変形例に示すような方法
で加熱および冷却をするようにしても良い。図５はイン
ゴット１１と輻射との関係を定性的に示した図であり、
（ａ）は変形例を（ｂ）は従来の装置をそれぞれ示す。
図５（ｂ）に示す従来の炉４１では、バーナー６からの
輻射熱は炉４１により反射されてインゴット１１の下部
１１ｃに入射する。そのため、インゴット下部が高温の
輻射熱で加熱され、上述したような屈折率均一性の低下
を生じさせていた。
【００２６】一方、図５（ａ）に示す炉４２の場合に
は、熱輻射をインゴット１１の上部１１ｂ（合成面１１
ａを有するヘッド部より下部）に反射するような面４２
ａを炉４２の内壁に形成して、輻射熱をインゴット上部
１１ｂに反射させるようにした。そのため、従来に比べ
てインゴット１１の上部１１ｂに入射する輻射熱が増加
し、インゴット上部１１ｂの温度が上昇する。逆に、イ
ンゴット１１の下部１１ｃは、入射する輻射熱の量が減
少して従来よりも温度が低下する。その結果、上述した
実施の形態と同様の効果を得ることができる。
は、熱輻射をインゴット１１の上部１１ｂ（合成面１１
ａを有するヘッド部より下部）に反射するような面４２
ａを炉４２の内壁に形成して、輻射熱をインゴット上部
１１ｂに反射させるようにした。そのため、従来に比べ
てインゴット１１の上部１１ｂに入射する輻射熱が増加
し、インゴット上部１１ｂの温度が上昇する。逆に、イ
ンゴット１１の下部１１ｃは、入射する輻射熱の量が減
少して従来よりも温度が低下する。その結果、上述した
実施の形態と同様の効果を得ることができる。
【００２７】
【実施例】図１に示した装置において、加熱バーナー２
により炉天井部のバーナー６の約５分の１の熱供給を行
うとともに、冷却ノズル３から毎分３０リットルの室温
のクリーンエアーをインゴット１１に向け噴出させるこ
とにより、インゴット１１の温度分布を図４（ｂ）の実
線で示すような条件にして、φ３５０×ｔ１０００ｍｍ
のインゴット１１を合成した。その際、インゴットヘッ
ド部の径方向の温度分布を調整するために、ターゲット
を回転させるとともに、バーナーとインゴットとを相対
的に平面移動させた。また、インゴットの成長に伴い、
バーナーとインゴットヘッドとの間隔を従来の装置と同
様な距離を保てるように、インゴットを下方に制御しな
がら下げた。
により炉天井部のバーナー６の約５分の１の熱供給を行
うとともに、冷却ノズル３から毎分３０リットルの室温
のクリーンエアーをインゴット１１に向け噴出させるこ
とにより、インゴット１１の温度分布を図４（ｂ）の実
線で示すような条件にして、φ３５０×ｔ１０００ｍｍ
のインゴット１１を合成した。その際、インゴットヘッ
ド部の径方向の温度分布を調整するために、ターゲット
を回転させるとともに、バーナーとインゴットとを相対
的に平面移動させた。また、インゴットの成長に伴い、
バーナーとインゴットヘッドとの間隔を従来の装置と同
様な距離を保てるように、インゴットを下方に制御しな
がら下げた。
【００２８】合成されたインゴット１１からφ２５０×
ｔ５０ｍｍの試料を作製し、歪の測定を行ったところ、
歪の最大値と最小値の差が、１．５ｎｍ／ｃｍであっ
た。また、屈折率均質性（径方向）は１．５×１０-6で
あった。比較のために、加熱機構２および冷却機構３を
動作させずに、すなわち、従来の装置と同様の条件でφ
３５０×ｔ１０００ｍｍのインゴット１１を合成し、歪
の測定を行ったところ、歪の最大値と最小値の差は３．
２ｎｍ／ｃｍで、屈折率均質性（径方向）は２．０×１
０-6であった。このように、本発明による石英ガラス製
造装置によれば、従来より歪の少ないインゴット１１を
得ることができるとともに、このようなインゴット１１
から光学部材を形成することにより、露光装置等に適す
る光学特性に優れた光学部材を得ることができる。
ｔ５０ｍｍの試料を作製し、歪の測定を行ったところ、
歪の最大値と最小値の差が、１．５ｎｍ／ｃｍであっ
た。また、屈折率均質性（径方向）は１．５×１０-6で
あった。比較のために、加熱機構２および冷却機構３を
動作させずに、すなわち、従来の装置と同様の条件でφ
３５０×ｔ１０００ｍｍのインゴット１１を合成し、歪
の測定を行ったところ、歪の最大値と最小値の差は３．
２ｎｍ／ｃｍで、屈折率均質性（径方向）は２．０×１
０-6であった。このように、本発明による石英ガラス製
造装置によれば、従来より歪の少ないインゴット１１を
得ることができるとともに、このようなインゴット１１
から光学部材を形成することにより、露光装置等に適す
る光学特性に優れた光学部材を得ることができる。
【００２９】また、インゴット合成中のインゴット表面
温度をＩＲカメラにより測定したところ、インゴット１
１の成長方向の温度勾配は、合成面から歪点までにおい
て５０℃／ｈ以下であって、歪点から安定状態において
３０℃／ｈ以上であった。すなわち、このような条件で
インゴットを合成すると、歪の少ないインゴットが得ら
れることが分かった。
温度をＩＲカメラにより測定したところ、インゴット１
１の成長方向の温度勾配は、合成面から歪点までにおい
て５０℃／ｈ以下であって、歪点から安定状態において
３０℃／ｈ以上であった。すなわち、このような条件で
インゴットを合成すると、歪の少ないインゴットが得ら
れることが分かった。
【００３０】以上説明した実施の形態と特許請求の範囲
との対応において、加熱バーナー２，熱電対１０，コン
トローラ１７，加熱ガス供給装置１８および制御装置２
０は熱制御手段を、熱電対１０およびコントローラ１７
は温度検出手段を、加熱ガス供給装置１８および制御装
置２０はバーナー制御手段を、冷却ノズル３および冷却
ガス供給手段１９は冷却手段を、面４２ａは反射部をそ
れぞれ構成する。
との対応において、加熱バーナー２，熱電対１０，コン
トローラ１７，加熱ガス供給装置１８および制御装置２
０は熱制御手段を、熱電対１０およびコントローラ１７
は温度検出手段を、加熱ガス供給装置１８および制御装
置２０はバーナー制御手段を、冷却ノズル３および冷却
ガス供給手段１９は冷却手段を、面４２ａは反射部をそ
れぞれ構成する。
【００３１】
【発明の効果】以上説明したように、請求項１、請求項
２および請求項４の発明によれば、石英ガラスインゴッ
トの合成面よりターゲット側の部分を石英ガラスの歪点
以上の温度に制御することにより、合成面近傍だけでな
くターゲット側の所定部分においても歪応力を拡散する
ことができ、歪の少ない石英ガラスインゴットを合成す
ることができる。請求項３の発明によれば、歪点以上に
加熱された部分を冷却手段により石英ガラスの安定状態
温度領域まで急冷することにより、屈折率均質性に優れ
た石英ガラスインゴットを合成することができる。請求
項５の発明によれば、石英ガラスインゴットの合成面か
ら歪点までのインゴット成長方向の温度勾配を５０℃／
ｈ以下とすることにより、歪の少ない、例えば歪の最大
値と最小値の差が２．０ｎｍ／ｃｍ以下の石英ガラスイ
ンゴットを合成することができる。請求項６の発明で
は、石英ガラスインゴットの歪点から安定状態までのイ
ンゴット成長方向の温度勾配を３０℃／ｈ以上とするこ
とにより、屈折率均質性に優れた石英ガラスインゴット
を合成することができる。請求項７の発明によれば、歪
の無い、光学特性に優れた石英ガラス光学部材が得られ
る。さらに、請求項８の発明では、屈折率均質性に良い
石英ガラス光学部材が得られる。
２および請求項４の発明によれば、石英ガラスインゴッ
トの合成面よりターゲット側の部分を石英ガラスの歪点
以上の温度に制御することにより、合成面近傍だけでな
くターゲット側の所定部分においても歪応力を拡散する
ことができ、歪の少ない石英ガラスインゴットを合成す
ることができる。請求項３の発明によれば、歪点以上に
加熱された部分を冷却手段により石英ガラスの安定状態
温度領域まで急冷することにより、屈折率均質性に優れ
た石英ガラスインゴットを合成することができる。請求
項５の発明によれば、石英ガラスインゴットの合成面か
ら歪点までのインゴット成長方向の温度勾配を５０℃／
ｈ以下とすることにより、歪の少ない、例えば歪の最大
値と最小値の差が２．０ｎｍ／ｃｍ以下の石英ガラスイ
ンゴットを合成することができる。請求項６の発明で
は、石英ガラスインゴットの歪点から安定状態までのイ
ンゴット成長方向の温度勾配を３０℃／ｈ以上とするこ
とにより、屈折率均質性に優れた石英ガラスインゴット
を合成することができる。請求項７の発明によれば、歪
の無い、光学特性に優れた石英ガラス光学部材が得られ
る。さらに、請求項８の発明では、屈折率均質性に良い
石英ガラス光学部材が得られる。
【図１】本発明による石英ガラス製造装置の一実施の形
態を示す断面図。
態を示す断面図。
【図２】図１に示した炉１を炉底部側から見た図。
【図３】石英ガラス合成開始時のバーナー６とターゲッ
ト５との関係を示す図。
ト５との関係を示す図。
【図４】石英ガラス合成を説明するための概念図であ
り、（ａ）はインゴット１１と加熱バーナー２および冷
却ノズル３を示す図、（ｂ）は石英ガラス形成時におけ
るインゴット１１の成長方向の温度分布を示す図。
り、（ａ）はインゴット１１と加熱バーナー２および冷
却ノズル３を示す図、（ｂ）は石英ガラス形成時におけ
るインゴット１１の成長方向の温度分布を示す図。
【図５】インゴット１１と輻射との関係を定性的に示し
た図であり、（ａ）は変形例を、（ｂ）は従来の装置を
示す。
た図であり、（ａ）は変形例を、（ｂ）は従来の装置を
示す。
１，４１，４２ 炉 ２ 加熱バーナー ３ 冷却ノズル ４ 開閉蓋 ５ ターゲット ６ バーナー ８ 炉枠 １０ 熱電対 １８ 加熱ガス供給装置 １９ 冷却ガス供給装置 １１ インゴット
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 神保 宏樹 東京都千代田区丸の内３丁目２番３号 株 式会社ニコン内 Ｆターム(参考） 4G014 AH15 4G062 AA18 BB02 CC07 MM05 MM28 MM36 NN16
Claims (8)
- 【請求項１】 石英ガラス合成炉と、 前記合成炉の内部に設けられたインゴット形成用ターゲ
ットと、 Ｓｉ化合物ガス，酸素含有ガスおよび水素含有ガスを前
記ターゲットに向けて噴出する石英ガラス合成用バーナ
ーとを備え、Ｓｉ化合物の火炎加水分解反応を利用して
前記ターゲット上に石英ガラスインゴットを形成する石
英ガラス製造装置において、 前記石英ガラスインゴットの合成面よりターゲット側の
所定部分を、石英ガラスの歪点以上の温度に制御する熱
制御手段を設けたことを特徴とする石英ガラス製造装
置。 - 【請求項２】 請求項１に記載の石英ガラス製造装置に
おいて、 前記熱制御手段は、インゴットを加熱するための加熱バ
ーナーと、炉内温度を検出する温度検出手段と、前記加
熱バーナーによる熱供給量を制御するバーナー制御手段
とを有することを特徴とする石英ガラス製造装置。 - 【請求項３】 請求項２に記載の石英ガラス製造装置に
おいて、 前記加熱バーナーよりターゲット側に設けられ、前記加
熱バーナーにより歪点以上に加熱された前記石英ガラス
インゴットを石英ガラスが安定状態となる温度領域まで
冷却する冷却手段を設けたことを特徴とする石英ガラス
製造装置。 - 【請求項４】 請求項１に記載の石英ガラス製造装置に
おいて、 前記熱制御手段は、前記合成炉の内部に設けられ、炉高
温部からの輻射を前記石英ガラスインゴットのターゲッ
ト側所定部分に反射する反射部であることを特徴とする
石英ガラス製造装置。 - 【請求項５】 石英ガラス合成炉内に設けられたインゴ
ット形成用ターゲットに、石英ガラス合成用バーナーに
よりＳｉ化合物ガス，酸素含有ガスおよび水素含有ガス
を噴出し、Ｓｉ化合物の火炎加水分解反応を利用して前
記ターゲット上に石英ガラスインゴットを形成する石英
ガラス製造方法において、 前記石英ガラスインゴットの合成面から歪点までのイン
ゴット成長方向の温度勾配を、合成面温度から歪点まで
のいずれの温度領域においても５０℃／ｈ以下とするこ
とを特徴とする石英ガラス製造方法。 - 【請求項６】 請求項５に記載の石英ガラス製造方法に
おいて、 前記歪点から石英ガラスの安定状態までのインゴット成
長方向の温度勾配を、前記歪点から前記安定状態までの
いずれの温度領域においても３０℃／ｈ以上とすること
を特徴とする石英ガラス製造方法。 - 【請求項７】 石英ガラス合成炉内に設けられたターゲ
ットにバーナーによりＳｉ化合物ガス，酸素含有ガスお
よび水素含有ガスを噴出して、Ｓｉ化合物の火炎加水分
解反応により前記ターゲット上に石英ガラスを合成し、
前記石英ガラスの合成面よりターゲット側の所定部分を
石英ガラスの歪点以上の温度に制御しつつ成長させた石
英ガラスインゴットから形成される石英ガラス光学部
材。 - 【請求項８】 石英ガラス合成炉内に設けられたターゲ
ットにバーナーによりＳｉ化合物ガス，酸素含有ガスお
よび水素含有ガスを噴出して、Ｓｉ化合物の火炎加水分
解反応により前記ターゲット上に石英ガラスを合成し、
前記石英ガラスの合成面よりターゲット側の所定部分を
石英ガラスの歪点以上の温度に加熱するとともに、前記
加熱される部分よりもターゲット側の前記石英ガラスの
部分を石英ガラスの安定状態温度領域まで冷却しつつ成
長させた石英ガラスインゴットから形成される石英ガラ
ス光学部材。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2000156153A JP4474736B2 (ja) | 2000-05-26 | 2000-05-26 | 石英ガラス製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2000156153A JP4474736B2 (ja) | 2000-05-26 | 2000-05-26 | 石英ガラス製造方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2001335327A true JP2001335327A (ja) | 2001-12-04 |
| JP4474736B2 JP4474736B2 (ja) | 2010-06-09 |
Family
ID=18660981
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2000156153A Expired - Lifetime JP4474736B2 (ja) | 2000-05-26 | 2000-05-26 | 石英ガラス製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP4474736B2 (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN105502897A (zh) * | 2016-01-12 | 2016-04-20 | 中国建筑材料科学研究总院 | 超纯石英玻璃的制备方法 |
| CN113277716A (zh) * | 2021-05-27 | 2021-08-20 | 四川神光石英科技有限公司 | 一种生产高品质合成石英玻璃的设备 |
| CN113683291A (zh) * | 2021-07-30 | 2021-11-23 | 江苏亨通智能科技有限公司 | 一种生产大尺寸、高均匀性合成石英玻璃砣的方法 |
-
2000
- 2000-05-26 JP JP2000156153A patent/JP4474736B2/ja not_active Expired - Lifetime
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN105502897A (zh) * | 2016-01-12 | 2016-04-20 | 中国建筑材料科学研究总院 | 超纯石英玻璃的制备方法 |
| CN113277716A (zh) * | 2021-05-27 | 2021-08-20 | 四川神光石英科技有限公司 | 一种生产高品质合成石英玻璃的设备 |
| CN113277716B (zh) * | 2021-05-27 | 2022-06-03 | 四川神光石英科技有限公司 | 一种生产高品质合成石英玻璃的设备 |
| CN113683291A (zh) * | 2021-07-30 | 2021-11-23 | 江苏亨通智能科技有限公司 | 一种生产大尺寸、高均匀性合成石英玻璃砣的方法 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP4474736B2 (ja) | 2010-06-09 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| JP3832008B2 (ja) | 石英ガラスの製造装置 | |
| US8806892B2 (en) | Method of manufacturing vitreous silica crucible | |
| JP2001335327A (ja) | 石英ガラス製造装置、石英ガラス製造方法および石英ガラス光学部材 | |
| JP3520541B2 (ja) | 石英ガラス製バーナー、これを用いて製造される石英ガラス、石英ガラスバーナーを用いた石英ガラスの製造方法 | |
| JP3625636B2 (ja) | シリコン単結晶引上げ用石英ガラスルツボの製造方法 | |
| JPH1053432A (ja) | 石英ガラス光学部材、その製造方法、及び投影露光装置 | |
| JP2004131337A (ja) | 合成石英ガラスの製造装置 | |
| US8689584B2 (en) | Method of manufacturing vitreous silica crucible | |
| JP2000053434A (ja) | 石英ガラス製造装置 | |
| JPH07138028A (ja) | 合成石英ガラス部材の製造方法および合成石英ガラス製造用バーナー | |
| JP4214496B2 (ja) | 石英ガラスの熱アニール方法 | |
| JP3427136B2 (ja) | 合成石英ガラスの製造装置およびそれを用いた製造方法 | |
| JP2814866B2 (ja) | 石英ガラスの製造方法 | |
| JP2002226217A (ja) | 合成石英ガラスの製造方法及び合成石英ガラス | |
| JP3835634B2 (ja) | 合成石英ガラス製造装置 | |
| KR20180004347A (ko) | 멀티 버너가 구비된 석영 유리 잉곳 제조 방법 | |
| JP2004142997A (ja) | 合成石英ガラスの製造方法及び製造装置 | |
| JP3360374B2 (ja) | 石英ガラスの製造方法 | |
| JPH07109134A (ja) | 石英ガラスの製造装置、製造方法、及びこれにより 製造された石英ガラス | |
| JP3401942B2 (ja) | 合成石英ガラス製造装置 | |
| KR101553657B1 (ko) | 석영유리 잉곳 제조용 버너 이송장치 | |
| JP2006265029A (ja) | 合成石英ガラスの製造方法、光学部材、露光装置、及び合成石英ガラスの製造装置 | |
| JP2006240926A (ja) | 合成石英ガラスの製造装置及び合成石英ガラスインゴット | |
| JP2000063128A (ja) | 合成石英ガラスの製造方法及び装置 | |
| JP2000095529A (ja) | 石英ガラス合成面温度の測定方法、装置及び石英ガラスの製造方法 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20070314 |
|
| A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20090603 |
|
| A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20090609 |
|
| A521 | Written amendment |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20090806 |
|
| RD02 | Notification of acceptance of power of attorney |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A7422 Effective date: 20090806 |
|
| A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20091124 |
|
| A521 | Written amendment |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20100122 |
|
| TRDD | Decision of grant or rejection written | ||
| A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20100216 |
|
| A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 |
|
| A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20100301 |
|
| R150 | Certificate of patent or registration of utility model |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 Ref document number: 4474736 Country of ref document: JP Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20130319 Year of fee payment: 3 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20130319 Year of fee payment: 3 |
|
| S531 | Written request for registration of change of domicile |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R313531 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20130319 Year of fee payment: 3 |
|
| R350 | Written notification of registration of transfer |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R350 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20130319 Year of fee payment: 3 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20130319 Year of fee payment: 3 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20140319 Year of fee payment: 4 |
|
| R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
| R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
| R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
| R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
| R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
| R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
| R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
| R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
| EXPY | Cancellation because of completion of term |