JP2004307264A - Method of molding quartz glass - Google Patents

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昭司 矢島
誠志 藤原
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    • Y02P40/50Glass production
    • Y02P40/57Reduction of reject rates; Improving the yield

Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a method of homogeneously molding quartz glass having excellent laser durability and high purity with excellent productivity by reducing the time to expose quartz glass to high temperature. <P>SOLUTION: In the method of molding quartz glass 25 into a desired shape by housing the quartz glass 25 in a mold 25 and heating and pressing the quartz glass 25 by a pressing part 23, the quartz glass 25 is heated to a temperature equal to or above the crystallization temperature and equal to or below the softening temperature thereof. During heating, the quartz glass 25 is pressed by increasing the pressing force of the pressing part 23 to reach a maximum pressure of 2 to 50 kg/cm<SP>2</SP>. <P>COPYRIGHT: (C)2005,JPO&NCIPI

Description

【0001】 [0001]
【発明の属する技術分野】 BACKGROUND OF THE INVENTION
この発明は、モールド内に石英ガラスを収容して加熱しつつ加圧して、石英ガラスを所定形状に均質に成形するための成形方法に関する。 This invention relates to pressurized while heating houses the quartz glass into the mold, to a molding method for uniformly forming the quartz glass into a predetermined shape.
【0002】 [0002]
【従来の技術】 BACKGROUND OF THE INVENTION
IC、LSI等の集積回路パターン転写には、主に投影露光装置(または光リソグラフィ装置)が用いられる。 IC, the integrated circuit pattern transfer LSI etc., mainly projection exposure apparatus (or optical lithographic apparatus) is used. この装置に用いられる投影光学系には、集積回路の高集積化に伴い、広い露光領域と、その露光領域全体にわたって、より高い解像力が要求される。 The projection optical system used in this device, with higher integration of integrated circuits, a wide exposure region, over its entire exposure area, a higher resolution is required. 投影光学系の解像力の向上については、露光波長をより短くするか、あるいは投影光学系の開口数(NA)を大きくすることが行われる。 For improvement of the resolving power of the projection optical system, or the exposure wavelength shorter or that the numerical aperture (NA) of the projection optical system is increased is performed.
【0003】 [0003]
露光波長については、g線(436nm)からi線(365nm)、KrF(248nm)やArF(193nm)エキシマレーザーへと短波長化が進められている。 For exposure wavelength, i-rays from g-line (436nm) (365nm), KrF (248nm) and ArF (193 nm) shorter wavelength to excimer laser has been developed. また、更に高集積化を進めるに当たって、現在、F (157nm)エキシマレーザ,X線,電子線を光源に用いる方法が検討されている。 Moreover, further when advancing high integration, currently, F 2 (157 nm) excimer laser, X-rays, a method using an electron beam source has been studied. この中で、これまでの設計思想を生かして作製することが可能なF エキシマレーザを用いた縮小投影露光装置がにわかに脚光を浴びてきている。 In this, a reduction projection exposure apparatus using F 2 excimer laser, which can be made by utilizing the heretofore design concepts have been suddenly attracted attention.
【0004】 [0004]
一般に、i線より長波長の光源を用いた縮小投影露光装置の照明光学系あるいは投影光学系のレンズ部材として用いられる光学ガラスは、i線よりも短い波長領域では光透過率が急激に低下し、特に250nm以下の波長領域ではほとんどの光学ガラスでは透過しなくなる。 In general, an optical glass used as the lens member of the illumination optical system or the projection optical system of a reduction projection exposure apparatus using an i-line from a long wavelength light source, the light transmittance is rapidly reduced in the wavelength region shorter than the i-line , longer transmission in most of the optical glass, especially 250nm or less wavelength region. そのため、エキシマレーザを光源とした縮小投影露光装置の光学系を構成するレンズの材料には、石英ガラスとフッ化カルシウム結晶のみが使用可能である。 Therefore, the material of the lens constituting the optical system of the reduction projection exposure apparatus with an excimer laser as a light source, only the quartz glass and calcium fluoride crystals can be used. この2つの材料はエキシマレーザの結像光学系で色収差補正を行う上で不可欠な材料である。 The two materials are an integral material in conducting chromatic aberration correction in the imaging optical system of excimer laser.
【0005】 [0005]
縮小投影露光装置でウェハー上に回路を焼き付けるためのもう一つの重要な要素としてレチクルが挙げられる。 Reticle can be cited as another important factor for burn circuit on a wafer by the projection exposure apparatus. このレチクルに用いられる材料としては、エキシマレーザ耐久性はもとより、基板の発熱による熱膨張が大きな問題になるため、耐久性が良好でなおかつ熱膨張係数の小さい、直接法と呼ばれる方法(火炎加水分解により透明石英ガラスを製造する方法)で合成された石英ガラスが用いられている。 The material used in this reticle, excimer laser durability as well as the thermal expansion due to heat of the substrate becomes a big problem, small good yet thermal expansion coefficient durability, a method called direct method (flame hydrolysis quartz glass is used which is synthesized by the method) for manufacturing a transparent quartz glass by.
【0006】 [0006]
直接法では、石英ガラス製バーナにて支燃性ガス(酸素含有ガス、例えば酸素ガス)及び可燃性ガス(水素含有ガス、例えば水素ガスあるいは天然ガス)を混合・燃焼させ、前記バーナの中心部から原料ガスとして高純度のケイ素化合物(例えば四塩化ケイ素ガス)をキャリアガス(通常酸素ガス)で希釈して噴出させ、前記原料ガスを周囲の前記酸素ガス及び水素ガスの燃焼により反応(加水分解反応)させて石英ガラス微粒子を発生させ、その前記石英ガラス微粒子を、前記バーナ下方に配置され、回転および揺動および引き下げ運動を行う不透明石英ガラス板からなるターゲット上に堆積させ、同時に前記酸素ガス及び水素ガスの燃焼熱により溶融・ガラス化して石英ガラスインゴットを得ている。 In the direct method, the combustion assisting gas of quartz glass burner (oxygen-containing gas, such as oxygen gas) and the combustible gas (hydrogen-containing gas, such as hydrogen gas or natural gas) are mixed and burned, and the center portion of the burner the reaction as a source gas of high purity silicon compound (e.g. silicon tetrachloride gas) is sprayed by diluting with a carrier gas (typically oxygen gas), by combustion of the oxygen gas and hydrogen gas around the raw gas from (hydrolysis reaction) is allowed to generate quartz glass fine particles, the said quartz glass particles, wherein are arranged the burner below, is deposited on a target made of an opaque quartz glass plate for rotating and rocking and reductions motion, at the same time the oxygen gas and to obtain a quartz glass ingot by melting glass by the combustion heat of the hydrogen gas.
【0007】 [0007]
この方法によると、比較的大きな径の石英ガラスインゴットを得易いため、インゴットからブロックを切り出して所望の形状,大きさの光学部材を製造することができる。 According to this method, liable to give a relatively quartz glass ingot of a large diameter, it is possible to cut blocks from the ingot to produce the desired shape, size of the optical member.
【0008】 [0008]
また、近年、大型のレンズやレチクル、或いは大型の液晶ディスプレイ等、広い面積の面を有する光学部材を得るため、予め形成されたインゴット等の石英ガラス塊を加熱加圧成形することにより扁平形状にして面積を拡大する成形方法が利用されている。 In recent years, a large lens or a reticle, or a large-sized liquid crystal display such as, for obtaining an optical member having a surface of large area, the flat shape by heat and pressure molding the quartz glass body such as a pre-formed ingots molding process to enlarge the area Te is utilized.
【0009】 [0009]
この成形方法では、石英ガラス塊をモールド内に収容して加熱した状態で、加圧板により加圧することにより成形を行い、その後モールド内で徐冷したり、更にアニール処理を行い、1対向面の面積が拡大された所定形状の成形体を得ることができる。 In this molding method, the quartz glass body in a state of being heated accommodated in the mold, subjected to molding by pressing a pressing plate, followed or slowly cooled in the mold, further annealing is performed, the first opposing surface it can be an area to obtain a molded article of expanded predetermined shape.
【0010】 [0010]
このような加熱加圧成形を行うものとして、例えば、グラファイト製のモールド内で、絶対圧が 0.1Torr以上大気圧以下のヘリウムガス雰囲気下に、1700℃以上の温度に加熱加圧成形し、ついで1100〜1300℃まで急冷する方法が知られている。 As performing such hot pressing, for example, in a graphite mold, the absolute pressure is under less helium gas atmosphere above atmospheric 0.1 Torr, and heated pressure molding to a temperature above 1700 ° C., then a method of quenched to 1100 to 1300 ° C. is known. また、石英ガラスとモールドの型材との熱膨張率差に起因する応力を緩和する構造を有するグラファイト製のモールドを用いて1600℃〜1700℃で加圧成形する方法(下記、特許文献1参照。)や、そのグラファイト製のモールドが2分割以上の縦型構造である成型装置が提案されている(下記、特許文献2及び3参照。)。 Further, a method of pressure molding at 1600 ° C. to 1700 ° C. using a graphite mold having a structure to relieve stress caused by the difference in thermal expansion coefficient between the mold material of quartz glass and the mold (below, see Patent Document 1. ) and its graphite mold is a vertical structure of two or more divided molding apparatus has been proposed (below, see Patent documents 2 and 3.). 更には、黒鉛製のモールド内面に石英粉末からなる被覆層を設けて、1550℃〜1700℃で加圧成形する方法(下記、特許文献4参照。)も知られている。 Furthermore, by providing a coating layer made of quartz powder graphite mold inner surface, a method of pressure molding at 1550 ° C. to 1700 ° C. (below, see Patent Document 4.) Are also known.
【0011】 [0011]
【特許文献1】 [Patent Document 1]
特公平4−54626号公報。 Kokoku 4-54626 JP.
【0012】 [0012]
【特許文献2】 [Patent Document 2]
特開昭56−129621号公報。 JP-A-56-129621 JP.
【0013】 [0013]
【特許文献3】 [Patent Document 3]
特開昭57−67031号公報。 JP-A-57-67031 JP.
【0014】 [0014]
【特許文献4】 [Patent Document 4]
特開2002−22020号公報。 JP 2002-22020 JP.
【0015】 [0015]
【発明が解決しようとする課題】 [Problems that the Invention is to Solve
しかしながら、従来の加熱加圧成形では、モールド内に収容された石英ガラスを十分に軟化させて加圧していたため、石英ガラスが高温に曝される時間が長くなり易く、特に大型の成形体ほど、高温に曝される時間も長くなり易かった。 However, in the conventional hot pressing, because it was pressurized by sufficiently softened the contained silica glass into the mold, it tends long time quartz glass is exposed to high temperatures, as particularly large moldings, was easy time even longer to be exposed to high temperatures.
【0016】 [0016]
例えば、上記特許文献2、3では、1700℃以上の高温で加圧されるため、昇降温時及び成形時に長時間高温に曝され易かった。 For example, in Patent Documents 2 and 3, since pressurized at a high temperature of above 1700 ° C., was easy be prolonged exposure to high temperatures at the time of heating and cooling and shaping.
【0017】 [0017]
また、上記特許文献1、4では、前記よりも低い温度で成形するものの、石英ガラスの流動性が低く、加圧して石英ガラスを変形させるのに長時間を要するため、結局、成形時に石英ガラスが高温に曝される時間は長くなり易かった。 Further, in Patent Document 1 and 4, although the molding at a temperature lower than the low fluidity of the quartz glass, it takes a long time to deform the quartz glass under pressure, after all, the quartz glass during molding but time was easy longer to be exposed to high temperatures.
【0018】 [0018]
このように石英ガラスが長時間高温に曝される成形方法では、石英ガラス中に溶存している水素分子が低減してレーザ耐久性が低下し易くなり、また、モールドを透過して石英ガラスに不純物が混入されて純度が低下し易くなるなどの問題点があった。 In this way, the molding method of the quartz glass is exposed to high temperature for a long time, laser durability tends to decrease by reducing the hydrogen molecules that are dissolved in the quartz glass, also passes through the mold to the quartz glass impurities are mixed there is a problem such as the purity is liable to decrease. 更に、石英ガラスとモールドのグラファイトとが反応して炭化珪素が生成されることにより表面に凹凸が形成され、これが亀裂等の原因となって歩留まりを低下し易く、また、石英ガラスとモールドとの線膨張係数の相違に基づいて生じる冷却時の応力が大きくなり、石英ガラスやモールドの破損を生じて歩留まりが低下し易く、更に、昇温及び降温にも時間を要するなど、生産性を向上し難いなどの問題点があった。 Furthermore, the quartz glass and the mold graphite and react uneven surface is formed by the silicon carbide is produced, which tends to lower the yield causing cracks, also of quartz glass and the mold cooling time of stress increases arising under the difference in linear expansion coefficient, liable to lower yields caused breakage of quartz glass and the mold, further including requiring more time to heating and cooling, to improve the productivity there was a problem, such as is difficult.
【0019】 [0019]
この発明は、このような問題点を解決するため、石英ガラスが高温に曝される時間を低減して、レーザ耐久性に優れるともに高純度の石英ガラスを、生産性よく、しかも、均質に石英ガラスを成形することができる方法を提供することを課題とする。 The present invention, in order to solve this problem, by reducing the time that the quartz glass is exposed to high temperatures, together high purity quartz glass excellent laser durability, good productivity, moreover, homogeneously quartz to provide a method capable of forming glass to a challenge.
【0020】 [0020]
【課題を解決するための手段】 In order to solve the problems]
上記課題を解決する請求項1に記載の発明は、石英ガラスをモールド内に収容して加熱し、該石英ガラスを加圧部により加圧して所定形状に成形する方法において、前記石英ガラスを結晶化温度以上軟化点以下の温度範囲に加熱し、前記加圧部の加圧力を増加させつつ、最大圧力が2〜50Kg/cm となるように制御して前記石英ガラスを加圧することを特徴とする。 The invention of claim 1 for solving the above-mentioned problems, the quartz glass was heated accommodated in the mold, a method of forming a predetermined shape under pressure the quartz glass by pressing the crystals the quartz glass was heated to a temperature range of the softening point or higher temperature, while increasing the pressure of the pressing, characterized in that the maximum pressure presses the quartz glass controlled to so as to to 50 kg / cm 2 to.
【0021】 [0021]
また、請求項2に記載の発明は、請求項1に記載の構成に加え、前記石英ガラスを所定形状にした後、前記石英ガラスを強制的に冷却することを特徴とする。 The invention according to claim 2, in addition to the configuration of claim 1, after the quartz glass into a predetermined shape, characterized in that forced cooling of the quartz glass.
【0022】 [0022]
更に、請求項3に記載の発明は、請求項2に記載の構成に加え、前記石英ガラスを1300℃〜1100℃の温度範囲で強制的に冷却することを特徴とする。 Further, the invention according to claim 3, in addition to the configuration according to claim 2, characterized by forcibly cooling the quartz glass at a temperature range of 1300 ° C. C. to 1100 ° C..
【0023】 [0023]
また、請求項4に記載の発明は、請求項1乃至3の何れか一つに記載の構成に加え、1100℃から500℃まで冷却していく過程の任意の温度範囲内を、5〜20℃/hrの冷却速度で徐冷することを特徴とする。 Further, the invention according to claim 4, in addition to the configuration according to any one of claims 1 to 3, within any temperature range of the course of cooling from 1100 ° C. to 500 ° C., 5 to 20 ° C. / hr and wherein the slow cooling at a cooling rate of.
【0024】 [0024]
更に、請求項5に記載の発明は、請求項1乃至4の何れか一つに記載の構成に加え、前記石英ガラスを前記モールド内に収容する前に予め所定温度に加温することを特徴とする。 Further, the invention according to claim 5, characterized in that in addition to the configuration according to any one of claims 1 to 4, heated in advance to a predetermined temperature prior to accommodating the quartz glass in the mold to.
【0025】 [0025]
また、請求項6に記載の発明は、請求項1乃至5の何れか一つに記載の構成に加え、前記所定温度が200℃〜300℃であることを特徴とする。 The invention according to claim 6, in addition to the configuration according to any one of claims 1 to 5, wherein the predetermined temperature is 200 ° C. to 300 ° C..
【0026】 [0026]
【発明の実施の形態】 DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
以下、この発明の実施の形態について説明する。 The following describes embodiments of the present invention.
【0027】 [0027]
図1はこの実施の形態の製造方法に用いる成形装置を示す。 Figure 1 shows a molding apparatus used in the manufacturing method of this embodiment.
【0028】 [0028]
この成形装置10では、金属製の真空チャンバー11の内壁に、全面にわたって設けられた断熱材12と、断熱材12の縦壁内に設けられた加熱手段としてのカーボンヒータ13とが設けられ、更に、真空チャンバー11内部の略中央部に中空部21を有するモールド15が収容されている。 In the molding apparatus 10, the inner wall of the metallic vacuum chamber 11, a heat insulating material 12 disposed over the entire surface, are provided and the carbon heater 13 as a heating means provided in the vertical wall of the heat insulating material 12, further , mold 15 having a hollow portion 21 is accommodated in a substantially central portion of the vacuum chamber 11.
【0029】 [0029]
モールド15は、底板16及び受板17を備えた底部18と、底部18の上部に筒状に形成された側壁部20とを備え、この筒状の側壁部20と底部18とにより中空部21が形成されている。 Mold 15 includes a bottom 18 having a bottom plate 16 and receiving plate 17, and a side wall portion 20 formed in a cylindrical shape on the top of the bottom 18, the hollow portion 21 by this cylindrical side wall portion 20 and the bottom 18 There has been formed.
【0030】 [0030]
この中空部21には、中空部21の形状に対応する形状の加圧部としての天板23が配置され、天板23の押圧面23b(上面)を、真空チャンバー11の外部に配設されたプレス装置としての油圧シリンダのシリンダロッド26で押圧することにより、モールド15の底部18側に移動可能となっている。 The hollow portion 21, top plate 23 as a pressure in a shape corresponding to the shape of the hollow portion 21 is arranged, the pressing surface 23b of the top plate 23 (upper surface), is disposed outside the vacuum chamber 11 by the pressing by the cylinder rod 26 of a hydraulic cylinder as a press apparatus, and it is movable on the bottom 18 side of the mold 15.
【0031】 [0031]
なお、このシリンダロッド26を備えた油圧シリンダは、外部から供給する油圧を調整することにより加圧されて移動するように構成されているが、詳細な図示は省略されている。 Incidentally, the hydraulic cylinder with the cylinder rod 26 is configured to move pressurized by adjusting the hydraulic pressure supplied from the outside, detailed illustration is omitted.
【0032】 [0032]
これらのモールド15及び天板23は、塊状の石英ガラス25の成形時の温度及び圧力に対する耐熱性及び強度を有し、且つ、成形時に塊状の石英ガラス25と接触しても不純物を混入し難い材料から形成されており、ここでは全てグラファイトにより形成されている。 These mold 15 and the top plate 23 has a heat resistance and strength against temperature and pressure at the time of molding of the quartz glass 25 of the bulk, and an impurity is also in contact with the quartz glass 25 of the bulk difficult mixed in during the molding It is formed from a material, which is formed by all here graphite.
【0033】 [0033]
次に、このような成形装置10を用いて、石英ガラス25を成形する方法について説明する。 Then, by using such a molding apparatus 10, a method of molding a silica glass 25 will be described.
【0034】 [0034]
まず、この成形方法により成形される石英ガラスは、各種の光学部材、好ましくは250nm以下の波長のレーザが照射されるレンズ、ミラー、レチクル用基板などを製造するために用いられる素材であり、特に、大型の液晶用マスク、半導体用マスク等のレチクル(フォトマスク)用基板、結像光学系の大型のレンズ材料などに用いられる広い面を有する板状体やその他の大型ガラスブロックであるのが好適である。 First, a quartz glass to be molded by this molding method, various optical members, preferably the material used to manufacture a lens, a mirror, such as a substrate for a reticle and a laser of a wavelength 250nm is irradiated, in particular large LCD mask for a reticle (photomask) substrates such as semiconductor masks, and even a plate-like body or other large glass block having a large surface to be used like a large lens material of the imaging optical system it is preferred.
【0035】 [0035]
このような石英ガラスは、予め各種の製造方法により合成された合成石英ガラス、好ましくは、四塩化ケイ素、シラン、有機ケイ素等のケイ素化合物を原料として合成された合成石英ガラスのインゴットやその一部、または、Ge、Ti、B、F、Al等の屈折率を変化させる成分を添加した合成石英ガラスのインゴットやその一部等の石英ガラス塊を用いて成形される。 Such quartz glass, advance various synthetic quartz glass synthesized by the production method of, preferably, silicon tetrachloride, silane, ingots or part of the combined synthetic silica glass, silicon compound such as an organic silicon as a raw material or, Ge, Ti, B, F, is molded using an ingot or quartz glass mass of a part such as the synthetic quartz glass doped with ingredients to alter the refractive index, such as Al. 特に、屈折率を変化させる成分を混入した石英ガラスは、熱膨張係数や粘性が他の石英ガラスと異なるため、成形時に高温で気泡が発生したり、成形後の収縮が大きく、この成形方法を適用することにより成形するのが好ましい。 In particular, quartz glass mixed with ingredients to alter the refractive index, coefficient of thermal expansion and viscosity is different from the other quartz glass, or air bubbles are generated at a high temperature during molding, shrinkage after molding is large, the molding method preferably molded by applying to.
【0036】 [0036]
まず、真空チャンバー11内に底板16、受板17、側壁部20を組合わせてモールド15を形成し、そして、モールド15の中空部21内に塊状の石英ガラス25を配置する。 First, the bottom plate 16 into the vacuum chamber 11, receiving plate 17, to form the mold 15 by combining the side wall portion 20, and places the quartz glass 25 in bulk to the hollow portion 21 of the mold 15.
【0037】 [0037]
ここでは、モールド15内に収容する塊状の石英ガラス25を、予め図示しない加温手段により加温することにより、内部まで略均一に200℃〜300℃の温度範囲まで加温しておくのが好ましい。 Here, the quartz glass 25 in bulk to be accommodated in the mold 15, by heating by heating means, not previously shown, to leave warmed to a temperature range of substantially uniformly 200 ° C. to 300 ° C. until the internal preferable. モールド15内において加熱する時間を短縮するためである。 This is to reduce the time for heating in the molding 15. しかも、温度が200℃〜300℃であれば、加温時に石英ガラス25中の水素分子が低減しにくい。 Moreover, if the temperature is 200 ° C. to 300 ° C., hydrogen molecules of the quartz glass 25 in the hard reduced when heated.
【0038】 [0038]
そして、中空部21内に収容した塊状の石英ガラス25の上部に天板23を配置し、更に、天板23の押圧面23bに油圧シリンダのシリンダロッド26の押圧部位26aを当接させてセットする。 Then, the top plate 23 placed on top of the massive silica glass 25 accommodated in the hollow portion 21, further, is brought into contact with the pressing portion 26a of the cylinder rod 26 of the hydraulic cylinder to the pressing surface 23b of the top plate 23 by set to. そして、真空チャンバー11内を不活性ガスで置換する。 Then, to replace the vacuum chamber 11 with an inert gas.
【0039】 [0039]
次に、カーボンヒータ13により、モールド15及びその中空部21に収容された塊状の石英ガラス25を加熱する。 Next, the carbon heater 13 to heat the quartz glass 25 in bulk contained in the mold 15 and the hollow portion 21. この加熱時には、カーボンヒータ13を発熱させ、前記加温温度から下記成形温度までの間を600〜800℃/hrの昇温速度で昇温し、所定温度で、塊状の石英ガラス25の内部まで十分に加熱される時間、例えば15〜60分間保持する。 During this heating, the heating of the carbon heater 13, the between the heating temperature to below the molding temperature was raised at a heating rate of 600 to 800 ° C. / hr, at a predetermined temperature, the inside of the quartz glass 25 in bulk time is sufficiently heated, to hold for example 15 to 60 minutes. そして、これにより、塊状の石英ガラス25の全体の温度を、結晶化温度以上軟化点以下、例えば、1570℃〜1670℃の成形温度に昇温する。 And, thereby, the temperature of the entire quartz glass 25 in bulk, below the crystallization temperature higher than the softening point, for example, be heated to the molding temperature of 1570 ℃ ~1670 ℃.
【0040】 [0040]
この昇温では、塊状の石英ガラス25の頂部25a付近を加圧する時点で、少なくとも頂部25a側がこの成形温度に到達していれば成形を開始することができる。 The Atsushi Nobori is at the time of pressurizing the vicinity of the apex 25a of the quartz glass 25 in bulk, it is possible to at least a top portion 25a side starts molded if reached this molding temperature.
【0041】 [0041]
また、この昇温では、塊状の石英ガラス25に加圧方向の温度分布を形成することが好ましく、天板23側の頂部25aとモールド15の底部18側の底面部25bとの温度差を、例えば5℃以上50℃以下とする。 Further, in this Atsushi Nobori is preferably formed of a temperature distribution in the direction of pressure on the quartz glass 25 in bulk, the temperature difference between the bottom 18 side of the bottom portion 25b of the top portion 25a and the mold 15 of the top plate 23 side, eg, 5 ° C. or higher 50 ° C. or less. 頂部25aの温度が高ければ、頂部25a側が底面部25b側より成形され易くなり、頂部25a側から順に成形することができて、成形途中で石英ガラス25に座屈が生じにくくなるからである。 The higher the temperature of the top portion 25a is easily top 25a side is formed from the bottom portion 25b side, from the top 25a side can be molded in order, because buckling hardly occurs in the quartz glass 25 in the middle molding.
【0042】 [0042]
次に、このように塊状の石英ガラス25を加熱した状態で、油圧シリンダへの油圧を制御調整することにより、シリンダロッド26を下方へ移動させて、シリンダロッド26の押圧部位26aで天板23の押圧面23bを押圧する。 Next, thus while heating the quartz glass 25 in bulk, by controlling adjusting the hydraulic pressure to the hydraulic cylinder to move the cylinder rod 26 downward, the top plate by the pressing portion 26a of the cylinder rod 26 23 to press the pressing surface 23b. これにより、天板23がモールド15の底部18側の加圧方向へ移動し、天板23の加圧面23aの底部18との間で塊状の石英ガラス25が加圧される。 Thus, the top plate 23 is moved in the pressing direction of the bottom portion 18 side of the mold 15, quartz glass 25 bulk is pressed between the bottom portion 18 of the pressing surface 23a of the top plate 23.
【0043】 [0043]
このとき、天板23から加える圧力を、成形初期の段階で小さくし、その後、好ましくは最終段階で最大加圧力となるように増加させつつ、加圧を行う。 At this time, the pressure applied from the top plate 23, small at the stage of forming the initial, then preferably while increasing to a maximum pressure at the final stage, performing pressurization. ここでは、例えば、天板23の下降に伴って徐々に加圧を増加したり、所定量の成形が進行するまで初期段階の小さい加圧力で加圧し、その後、所定の加圧力に増加するようにしてもよく、更に、多段階に加圧力を増加することも可能である。 Here, for example, to increase gradually the pressure with the lowering of the top plate 23, and pressurized with a small pressing force of the initial stage to a predetermined amount of the molding proceeds, then, to increase the predetermined pressure It may be in, further, it is possible to increase the pressure in multiple stages. その場合、成形前の石英ガラス25の頂部25aの高さ方向位置(即ち、天板23の加圧面23aの位置)を変位0%、石英ガラス25が成形後に余すところなく正常に成形された場合の頂部の高さ方向位置を変位100%とすると、例えば塊状の石英ガラス25の高さの変位が0%〜70%の高さまでは成形初期の小さい加圧力で加圧することができる。 In that case, the height direction position of the top 25a of the quartz glass 25 before molding (i.e., the position of the pressing surface 23a of the top plate 23) the displacement of 0%, if the quartz glass 25 is molded properly the very best after molding When the height direction position of the top of the displacement of 100%, for example displacement of the height of the bulk of the silica glass 25 to 0% to 70% of the height can be pressurized with a small pressure of molding initial.
【0044】 [0044]
成形初期、即ち、石英ガラス25に天板23の加圧面23aが石英ガラス25の頂部25aに接触する段階では、天板23に接触する面積が小さく、加圧により変形させる体積が小さく、小さい加圧力で加圧することができる。 Forming an initial, i.e., at the stage of pressurizing surfaces 23a of the top plate 23 to the quartz glass 25 is in contact with the top 25a of the quartz glass 25, a small area in contact with the top plate 23, the volume to be deformed by the pressure decrease, less pressure it can be pressurized with pressure. この加圧時の圧力の好ましい範囲は、石英ガラス25の状態によって変動するものであるため、成形時に適宜選択するのが好ましいが、例えば、天板23の下降速度を5〜15cm/minとなるように、押圧力を調整することにより行うことも可能である。 A preferred range of the pressure of the pressurization is because it is intended to change the state of the quartz glass 25, it is preferred to appropriately select the time of molding, for example, a 5 to 15 cm / min the lowering speed of the top plate 23 as it can also be performed by adjusting the pressing force.
【0045】 [0045]
この成形初期の段階では、石英ガラス25が変形し易くて、頂部25a側の変位量が多いため、大きな加圧力を負荷すると、軟化点以下の温度で流動性が低い石英ガラス25を無理に変形させることになり、石英ガラス25が不均一に成形され易いからである。 In this forming early stage, easily quartz glass 25 is deformed, since the displacement amount of the top 25a side is large, when loaded with large pressure, forcibly deforming the illiquid quartz glass 25 at a temperature below the softening point will be, quartz glass 25 because likely to be unevenly formed.
【0046】 [0046]
そして、天板23の加圧を続け、成形が進行した段階では、石英ガラス25がモールド15の中空部21内に広がり、天板23の加圧面23aの広い部分で加圧することになる。 The continued pressure of the top plate 23, at the stage of molding has advanced, quartz glass 25 spreads into the hollow portion 21 of the mold 15, it will be pressurized in the wide part of pressing surface 23a of the top plate 23. この段階では、石英ガラス25の変形が小さくなるが、石英ガラス25を変形させるのに要する力が大きくなる。 In this stage, the deformation of the quartz glass 25 is reduced, the force required to deform the quartz glass 25 is increased. 特に、軟化点以下の温度の石英ガラス25であるため流動性が小さくて変形に要する力が大きくなり易い。 In particular, tends required force increases the deformation is small fluidity because silica glass 25 temperature below the softening point. そのため、この実施の形態では、天板23の加圧面23aから石英ガラス25へ負荷する加圧力を大きくし、好ましくは3Kg/cm 以上にする。 Therefore, in this embodiment, to increase the pressure of the load from the pressing surface 23a of the top plate 23 to the quartz glass 25, preferably between 3 Kg / cm 2 or more. これにより、石英ガラス25をより短時間で変形させることができ、成形時間の短縮化が図れる。 Thus, it is possible to deform in a shorter time quartz glass 25, which shortens the molding time.
【0047】 [0047]
更に、成形の最終段階では、石英ガラス25がモールド15の中空部21内の断面方向略全体に広がり、天板23の加圧面23aの略全体で加圧することになる。 Furthermore, in the final stage of molding, quartz glass 25 is spread throughout the cross direction substantially in the hollow portion 21 of the mold 15, it will be pressurized across substantially the pressing surface 23a of the top plate 23. この段階では、天板23の加圧面23aから負荷する加圧力を、石英ガラス25やモールド15の破損を防止できる範囲内で、できるだけ大きくするのが好ましく、この状態で最大圧力が2Kg/cm 以上、好ましくは5〜50Kg/cm となるように加圧する。 At this stage, the pressure of the load from the pressing surface 23a of the top plate 23, within a range capable of preventing breakage of the quartz glass 25 and the mold 15 is preferably as large as possible, the maximum pressure in this state 2Kg / cm 2 or more, preferably pressurized such that the 5 to 50 kg / cm 2. これにより、石英ガラス25を確実に所望の形状に成形でき、また、石英ガラス25の成形時間を最終段階まで短縮化させることが可能となる。 Thus, to ensure the quartz glass 25 can be molded into a desired shape, it is possible to shorten the molding time of the quartz glass 25 to the final stage.
【0048】 [0048]
そして、石英ガラス25が所定の板状体に成形された段階で、天板23による加圧を終了する。 Then, at the stage where the quartz glass 25 is formed into a predetermined plate-shaped body, and ends the pressurization by the top plate 23. その後、成形された石英ガラス25を、モールド15内に配置した状態のままで冷却する。 Thereafter, the molded quartz glass 25, is cooled in the state placed in the mold 15.
【0049】 [0049]
この冷却では、石英ガラス25が高温に曝される時間をできるだけ短縮することが好ましく、この実施の形態では、石英ガラス25を強制的に冷却する。 In this cooling, it is preferable that the silica glass 25 is shortened as much as possible the time of exposure to high temperatures, in this embodiment, forcibly cooling the quartz glass 25.
【0050】 [0050]
ここで、強制的な冷却は、モールド15内でカーボンヒータ13による加熱を停止して自然放冷する際の冷却速度より速い冷却速度で冷却することであり、真空チャンバー11内に設けられた図示しない冷却媒体用の通路に冷却媒体を通液することにより行うことができる。 Here, forced cooling is to cool at a faster cooling rate than the cooling rate at the time of spontaneous cooling to stop heating by the carbon heater 13 in the mold 15 inside, shown, provided in the vacuum chamber 11 cooling medium passage for cooling medium which is not may be carried out by passing liquid.
【0051】 [0051]
この冷却過程において、1300℃〜1100℃の温度範囲では、強制的に冷却するのが好ましく、石英ガラス25の結晶化を防止することができる。 In this cooling process, the temperature range of 1300 ° C. C. to 1100 ° C., preferably to forcibly cool, it is possible to prevent crystallization of the quartz glass 25.
【0052】 [0052]
また、この冷却では、軟化点以下の低い温度で2〜50Kg/cm の最大圧力を負荷して成形された石英ガラス25の歪みを低減するために、1100℃から500℃まで冷却していく過程の任意の温度範囲内を、5〜20℃/hrの冷却速度で徐冷するのが好ましい。 Further, in the cooling, in order to reduce distortion of the quartz glass 25 which is formed by loading a maximum pressure to 50 kg / cm 2 at a temperature lower than the softening point, gradually cooled from 1100 ° C. to 500 ° C. within any temperature range of the process, preferably gradual cooling at a cooling rate of 5 to 20 ° C. / hr. ここでは、任意の温度範囲を広くすれば、より歪みを低減し易いが、高温に曝される時間が長くなり易いため、各種成形条件に応じて温度範囲を調整するのが好ましい。 Here, if broadly to any temperature range, it is easy to reduce the more distortion, but liable longer the time exposed to a high temperature, it is preferable to adjust the temperature range in accordance with various molding conditions.
【0053】 [0053]
そして、このような冷却により石英ガラス25の温度が十分に低下した段階で、真空チャンバ11から板状体を取り出す。 Then, at the stage where the temperature of the quartz glass 25 by such cooling is decreased sufficiently, taken planar body from the vacuum chamber 11.
【0054】 [0054]
以上のようにして、塊状の石英ガラス25を成形すれば、軟化点以下の低い温度で、しかも、2〜50Kg/cm の高い圧力で短時間に成形するため、石英ガラス25が高温に曝される時間を短縮することができる。 As described above,曝if molding the silica glass 25 in bulk, at a temperature lower than the softening point, moreover, for forming in a short time at a high pressure of to 50 kg / cm 2, quartz glass 25 is a high temperature is the it is possible to reduce the time. そのため、石英ガラス中の水素分子が低減され難くてレーザ耐久性を維持し易く、また、石英ガラスに不純物が混入され難くて純度が低下し難い。 Therefore, it is easy to maintain laser durability hydrogen molecules in the quartz glass is hardly reduced, hardly reduces the purity difficult impurities are mixed into the quartz glass.
【0055】 [0055]
さらに、この成形時の温度が軟化温度以下の低温であるため、石英ガラス25とモールド15のグラファイトとの反応を抑制でき、成形体の表面に凹凸が形成されにくい。 Furthermore, the temperature at the time of molding because it is low below the softening temperature, can suppress the reaction with the graphite of the quartz glass 25 and the mold 15, hard unevenness is formed on the surface of the molded body. また、石英ガラス25とモールド15との線膨張係数の相違に基づいて、生じる冷却時の熱収縮の差が、成形温度が低い分だけ少なくなり、モールド15により石英ガラス25を圧縮する応力を少なくできる。 Further, based on the difference in linear expansion coefficient between quartz glass 25 and the mold 15, a difference in thermal shrinkage during cooling occurs, the molding temperature is reduced by a low partial, the mold 15 a stress which compresses the quartz glass 25 less it can. そのため、大型の成形品であっても、歩留まりを低下し易く、生産性を向上できる。 Therefore, even in large molded article, liable to lower the yield, the productivity can be improved. しかも、成形温度が低い分、昇温及び降温に要する時間を短縮できるため、生産性を相乗的に向上することができる。 Moreover, a low molding temperature is divided, because it can reduce the time required for heating and cooling, it is possible to synergistically improve productivity.
【0056】 [0056]
そして、このような成形方法では、天板23の加圧力を増加させつつ成形するので、石英ガラス25の変位量が大きい成形初期には低い圧力で加圧でき、軟化点以下の流動性が低い状態の石英ガラス25を不均一に変形させることを防止し易い。 And, in such a molding method, since the molding while increasing the pressure of the top plate 23, it can be pressurized at a low pressure to the displacement of large molded initial quartz glass 25, a lower or less liquidity softening point the state of the silica glass 25 is easy to prevent be unevenly deformed.
【0057】 [0057]
また、石英ガラス25を板状体に成形した後、石英ガラス25を強制的に冷却するため、石英ガラス25を高温に曝す時間をより短縮して、石英ガラス25中の水素分子の低減や不純物の混入をより防止し易いとともに、降温に要する時間を短縮でき、更に生産性を向上することが可能である。 Further, after forming the silica glass 25 to the plate-like body, for forcibly cooling the quartz glass 25, the quartz glass 25 and shortened the time of exposure to high temperature, reduction and impurities in the hydrogen molecule of the quartz glass 25 in more prevented with easy entry of, reduces the time required for the cooling, it is possible to further improve productivity.
【0058】 [0058]
更に、1100℃から500℃まで冷却していく過程の任意の温度範囲内を、5〜20℃/hrの冷却速度で徐冷するので、成形により生じた歪みを低減して、石英ガラス25の均質化をより図り易い。 Furthermore, within any temperature range of the course of cooling from 1100 ° C. to 500 ° C., since slow cooling at a cooling rate of 5 to 20 ° C. / hr, to reduce the distortion caused by the molding, of quartz glass 25 easy to aim more homogenized.
【0059】 [0059]
また、石英ガラス25をモールド15内に収容する前に予め加温するため、モールド15内の加熱時間を短縮して、生産性を向上し易く、しかも、その加温を200℃〜300℃で行うため、加温時に石英ガラス25中の水素分子が低減することも抑制できる。 Further, for pre-warming before accommodating the quartz glass 25 in the mold 15, to shorten the heating time in the mold 15, it is easy to increase productivity, moreover, in the warm 200 ° C. to 300 ° C. performed for, it can be suppressed to reduce the hydrogen molecules of the quartz glass 25 in when warm.
【0060】 [0060]
【実施例】 【Example】
以下、この発明の実施例について説明する。 Hereinafter, a description will be given of an embodiment of the present invention.
【0061】 [0061]
実施例1 Example 1
図1に示すような成形装置を用い、直径50cmで高さが70cmの合成石英ガラスインゴットからなる塊状の石英ガラス25から、一辺が100cmの正方形形状で厚さが13.7cmの板状の石英ガラス25を成形した。 Using a forming apparatus as shown in FIG. 1, the bulk of quartz glass 25 made of height 70cm synthetic quartz glass ingot of a diameter 50 cm, one side is thick square shape of 100cm of 13.7cm plate-like quartz It was molded glass 25.
【0062】 [0062]
この成形では、真空ポンプにて、真空チャンバー11内の圧力を50Paまで減圧した後、純粋な窒素ガスを圧力3×10 Paまで充填した。 In this molding, with a vacuum pump, after the pressure was reduced in the vacuum chamber 11 to 50 Pa, it was filled with pure nitrogen gas to a pressure 3 × 10 4 Pa. 600℃/hrの昇温速度で昇温し、表1に示すような保持温度にして45分間保持して石英ガラス25を前記保持温度にした。 The temperature was raised at a heating rate of 600 ° C. / hr, the quartz glass 25 and to the holding temperature and held 45 minutes with the holding temperature shown in Table 1.
【0063】 [0063]
次に、シリンダロッド26により天板23を加圧し、成形初期の高さ方向の変位0〜50%の段階では天板23を加圧する加圧力を2Kg/cm とし、その後、同変位50〜80%では加圧力を4Kg/cm とし、更に同変位80〜100%では7〜50Kg/cm と加圧力を増加し、表1に示す最大圧力で石英ガラス25を加圧することにより成形を行った。 Then, the top plate 23 pressed by the cylinder rod 26, and 2Kg / cm 2 of pressure for pressurizing the top plate 23 is displaced 0-50% stage of forming initial height direction, then the displacement 50 in 80% pressure and 4 Kg / cm 2, further increase the displacement 80% to 100% in 7~50Kg / cm 2 and pressure, the molding by pressing the quartz glass 25 at a maximum pressure shown in Table 1 went.
【0064】 [0064]
成形後、カーボンヒータ13の発熱を停止し、20時間放置して自然放冷を行って、石英ガラス25の板状体を得た。 After molding, stop the heat generation of the carbon heater 13, by performing the natural cooling and left for 20 hours to obtain a plate-like body of silica glass 25.
【0065】 [0065]
この板状体の透過率分布(Δn)、複屈折率、透過率、レーザ耐久性、及び不純物の混入による変質層の厚さを測定した。 The plate-shaped body transmittance distribution ([Delta] n), birefringence, transmission, laser durability, and the thickness of the affected layer due to contamination of impurities were measured.
【0066】 [0066]
得られた結果を表2に示す。 The results obtained are shown in Table 2.
【0067】 [0067]
実施例2 Example 2
実施例1と同様の成形装置を用い、モールド15に収容する前に表1に示す加温を行い、その後、表1に示す成形条件で成形する他は実施例1と同様にして板状体を得た。 Using the same molding apparatus as in Example 1, subjected to heating shown in Table 1 prior to receiving the mold 15, then, in addition to molding the molding conditions shown in Table 1 in the same manner as in Example 1 plate-like body It was obtained.
【0068】 [0068]
得られた板状体の透過率分布(Δn)、複屈折率、透過率、レーザ耐久性、及び不純物の混入による変質層の厚さを測定した結果を表2に示す。 The obtained plate-like body transmittance distribution ([Delta] n), shows birefringence, transmission, laser durability, and the results of measurement of the thickness of the affected layer due to contamination of impurities in Table 2.
【0069】 [0069]
実施例3 Example 3
実施例1と同様の成形装置を用い、モールド15に収容する前に表1に示す加温を行い、表1の成形条件で成形を行い、成形後に表1に示す徐冷を行うとともに、400℃/hrの冷却速度で強制冷却を行う他は、実施例1と同様にして板状体を得た。 Using the same molding apparatus as in Example 1, subjected to heating shown in Table 1 prior to receiving the mold 15 performs a molded under molding conditions shown in Table 1, performs slow cooling shown in Table 1 after molding, 400 ° C. / hr other of forced cooling at a cooling rate of, to obtain a plate-like body in the same manner as in example 1.
【0070】 [0070]
得られた板状体の透過率分布(Δn)、複屈折率、透過率、レーザ耐久性、及び不純物の混入による変質層の厚さを測定した結果を表2に示す。 The obtained plate-like body transmittance distribution ([Delta] n), shows birefringence, transmission, laser durability, and the results of measurement of the thickness of the affected layer due to contamination of impurities in Table 2.
【0071】 [0071]
実施例4 Example 4
実施例1と同様の成形装置を用い、表1の成形条件で成形を行い、成形後に実施例3と同様の強制冷却を行う他は、実施例1と同様にして板状体を得た。 Using the same molding apparatus as in Example 1, subjected to molding at molding conditions shown in Table 1, except that perform the same forced cooling as in Example 3 after molding to obtain a plate-like body in the same manner as in Example 1.
【0072】 [0072]
得られた板状体の透過率分布(Δn)、複屈折率、透過率、レーザ耐久性、及び不純物の混入による変質層の厚さを測定した結果を表2に示す。 The obtained plate-like body transmittance distribution ([Delta] n), shows birefringence, transmission, laser durability, and the results of measurement of the thickness of the affected layer due to contamination of impurities in Table 2.
【0073】 [0073]
実施例5 Example 5
実施例1と同様の成形装置を用い、モールド15に収容する前に表1に示す加温を行い、表1の成形条件で成形を行い、成形後に表1に示す徐冷を行う他は、実施例1と同様にして板状体を得た。 Using the same molding apparatus as in Example 1, subjected to heating shown in Table 1 prior to receiving the mold 15 performs a molded under molding conditions shown in Table 1, addition to performing slow cooling shown in Table 1 after molding, to obtain a plate-like body in the same manner as in example 1.
【0074】 [0074]
得られた板状体の透過率分布(Δn)、複屈折率、透過率、レーザ耐久性、及び不純物の混入による変質層の厚さを測定した結果を表2に示す。 The obtained plate-like body transmittance distribution ([Delta] n), shows birefringence, transmission, laser durability, and the results of measurement of the thickness of the affected layer due to contamination of impurities in Table 2.
【0075】 [0075]
比較例1 Comparative Example 1
実施例1と同様の成形装置を用い、表1の成形条件で、一定の加圧力で成形する他は、実施例1と同様に成形を行った。 Using the same molding apparatus as in Example 1, the molding conditions shown in Table 1, addition to molding at a constant pressure, molding was conducted in the same manner as in Example 1.
【0076】 [0076]
その結果、 加圧の最大圧力が0.1Kg/cm と著しく弱いため、石英ガラス25の変位が十分行なわれず、高さ方向の変位が30%で止まり、板状体が得られなかった。 As a result, since the maximum pressure of the pressurized significantly weaker and 0.1 Kg / cm 2, the displacement of the quartz glass 25 is not performed sufficiently, the displacement in the height direction is stopped at 30%, plate-like body was not obtained.
【0077】 [0077]
比較例2 Comparative Example 2
実施例1と同様の成形装置を用い、表1の成形条件で成形を行う他は、実施例1と同様にして板状体を得た。 Using the same molding apparatus as in Example 1, except that perform molding at molding conditions shown in Table 1, to obtain a plate-like body in the same manner as in Example 1.
【0078】 [0078]
得られた板状体の透過率分布(Δn)、複屈折率、透過率、レーザ耐久性、及び不純物の混入による変質層の厚さを測定した結果を表2に示す。 The obtained plate-like body transmittance distribution ([Delta] n), shows birefringence, transmission, laser durability, and the results of measurement of the thickness of the affected layer due to contamination of impurities in Table 2.
【0079】 [0079]
比較例3 Comparative Example 3
実施例1と同様の成形装置を用い、モールド15に収容する前に表1に示す加温を行い、表1の成形条件で、一定の加圧力で成形し、成形後に400℃/hrの冷却速度で強制冷却を行う他は、実施例1と同様にして板状体を得た。 Using the same molding apparatus as in Example 1, subjected to heating shown in Table 1 prior to receiving the mold 15, the molding conditions shown in Table 1 were molded at a constant pressure, cooling of 400 ° C. / hr after molding another of forced cooling at a rate to obtain a plate-like body in the same manner as in example 1.
【0080】 [0080]
得られた板状体の透過率分布(Δn)、複屈折率、透過率、レーザ耐久性、及び不純物の混入による変質層の厚さを測定した結果を表2に示す。 The obtained plate-like body transmittance distribution ([Delta] n), shows birefringence, transmission, laser durability, and the results of measurement of the thickness of the affected layer due to contamination of impurities in Table 2.
【0081】 [0081]
【表1】 [Table 1]
【0082】 [0082]
【表2】 [Table 2]
【0083】 [0083]
表2の結果から明らかなように、実施例1〜5では、何れも比較例2、3に比べて石英ガラス25が高温に曝される時間が短く、レーザ耐久性及び透過率がよいとともに変質層の厚さが薄くなっていた。 As is apparent from the results shown in Table 2, in Examples 1-5, any short time of exposure quartz glass 25 is a high temperature as compared with Comparative Examples 2 and 3, together with a good laser durability and transmittance alteration the thickness of the layer was thinner.
【0084】 [0084]
また、予め加温を行った実施例2、3、5は、何れも昇温時間が実施例1、4や比較例1、2に比べて短かった。 In Examples 2, 3 and 5 subjected to pre-heating, any heating time is short in comparison with Examples 1 and 4 and Comparative Examples 1 and 2 also.
【0085】 [0085]
更に、徐冷を行った実施例3は、実施例1に比べて屈折率分布が小さかった。 Furthermore, Example 3 was performed slow cooling, was small refractive index distribution as compared with Example 1.
【0086】 [0086]
そして、成形時に天板23により石英ガラス25を加圧する際の最大圧力が2Kg/cm より低すぎる比較例1では、板状体が成形できず、また、最大圧力が十分ではなく成形時間が長い比較例3、保持温度が高くて、強制冷却も行わない比較例2では、石英ガラス25が高温に曝される時間が長く、実施例1〜5に比べて各測定結果が劣っていた。 Then, in Comparative Example 1 the maximum pressure applied to the quartz glass 25 is too low than 2Kg / cm 2 by the top plate 23 at the time of molding can not be molded plate-like body, also, the maximum pressure molding time without sufficient long Comparative example 3, higher holding temperature, Comparative example 2 does not do forced cooling, long time quartz glass 25 is exposed to a high temperature, the measurement results compared with example 1-5 was inferior.
【0087】 [0087]
【発明の効果】 【Effect of the invention】
以上詳述の通り、請求項1に記載の発明によれば、石英ガラスを結晶化温度以上軟化点以下の温度範囲に加熱して、加圧部の加圧力を増加させつつ、最大圧力が2〜50Kg/cm となるように加圧するので、成形時の温度を軟化点以下の低い温度にして、2〜50Kg/cm の高い圧力で短時間に成形することにより、石英ガラスが高温に曝される時間を短縮することができる。 As described above in detail, according to the invention described in claim 1, the quartz glass is heated to a temperature range of crystallization temperature above the softening point, while increasing the pressure of the pressure, the maximum pressure is 2 since pressurized so that to 50 kg / cm 2, and the temperature during the molding to a temperature lower than the softening point, by molding in a short time at a high pressure of to 50 kg / cm 2, quartz glass to a high temperature it is possible to shorten the time of exposure. そのため、石英ガラス中の水素分子が低減され難くてレーザ耐久性を維持し易く、また、石英ガラスに不純物が混入され難くて純度が低下し難くく、同時に生産性も向上し易い。 Therefore, it is easy to maintain laser durability hydrogen molecules in the quartz glass is hardly reduced, and impurities in the quartz glass is hardly mixed Ku purity hardly reduced, improving at the same time productivity easily.
【0088】 [0088]
それとともに、加圧部の加圧力を増加させつつ成形するため、石英ガラスの変位量が大きい成形初期に低い圧力で加圧することによって穏やかに変形でき、軟化点以下で流動性が低い状態の石英ガラスが不均一に成形されることを防止し易い。 Simultaneously, for molding while increasing the pressure of the pressure, can gently deformed by pressing at low pressure molding initial displacement amount is large quartz glass, quartz state low fluidity at below the softening point easy to prevent the glass is unevenly shaped.
【0089】 [0089]
また、請求項2に記載の発明によれば、石英ガラスを所定形状にした後、石英ガラスを強制的に冷却するので、成形後に石英ガラスを高温に曝す時間を短縮することができ、石英ガラス中の水素分子の低下や不純物の混入をより防止し易いとともに、降温に要する時間を短縮できて生産性も向上し易い。 Further, according to the invention described in claim 2, after the quartz glass into a predetermined shape, since the forcibly cooled quartz glass, it is possible to shorten the time of exposing the silica glass to a high temperature after molding, quartz glass with easier to prevent deterioration or contamination of impurities in the hydrogen molecules in, easily improved productivity can shorten the time required for cooling.
【0090】 [0090]
更に、請求項3に記載の発明によれば、石英ガラスを1300℃〜1100℃の温度範囲で強制的に冷却するので、石英ガラスを高温に曝す時間を短縮することができるとともに、結晶化を防止することができる。 Furthermore, according to the invention described in claim 3, since the forcibly cooling the silica glass at a temperature range of 1300 ° C. C. to 1100 ° C., it is possible to shorten the time of exposure of the quartz glass to a high temperature, crystallization it is possible to prevent.
【0091】 [0091]
また、請求項4に記載の発明によれば、1100℃から500℃まで冷却していく過程の任意の温度範囲内を、5〜20℃/hrの冷却速度で徐冷するので、軟化点以下の石英ガラスを高い最大圧力により成形して生じた歪みを低減することができ、石英ガラスの均質化を図り易い。 Further, according to the invention described in claim 4, the inside of any temperature range course of cooling from 1100 ° C. to 500 ° C., since slow cooling at a cooling rate of 5 to 20 ° C. / hr, below the softening point of quartz glass and formed by a high maximum pressure can be reduced distortion caused easily to render homogeneous quartz glass.
【0092】 [0092]
更に、請求項5に記載の発明によれば、石英ガラスをモールド内に収容する前に予め所定温度に加温するので、モールド内で加熱する加熱時間を短縮することができて、生産性を向上させ易い。 Further, according to the invention of claim 5, since the heated beforehand to a predetermined temperature before accommodating the silica glass in the mold, it is possible to shorten the heating time for heating in the mold, the productivity easy to improve.
【0093】 [0093]
また、請求項6に記載の発明によれば、モールド内に収容する前に加温する温度が200℃〜300℃であるので、加温時に石英ガラス中の水素分子が低減しにくく、レーザ耐久性を維持し易い。 Further, according to the invention of claim 6, the temperature of heating before accommodated in the mold is at 200 ° C. to 300 ° C., the hydrogen molecules in the quartz glass is not easily reduced when heating, laser durability easy to maintain sex.
【図面の簡単な説明】 BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS
【図1】この発明の実施の形態1の成形装置の一部を示す概略縦断面図である。 1 is a schematic longitudinal sectional view showing a part of a molding device according to the first embodiment of the present invention.
【符号の説明】 DESCRIPTION OF SYMBOLS
10 成形装置11 真空チャンバ13 カーボンヒータ15 モールド18 底部20 側壁部21 中空部23 天板(加圧部) 10 molding apparatus 11 vacuum chamber 13 the carbon heater 15 mold 18 bottom 20 side wall 21 hollow portion 23 the top plate (pressurizing)
25 石英ガラス26 シリンダロッド 25 quartz glass 26 cylinder rod

Claims (6)

  1. 石英ガラスをモールド内に収容して加熱し、該石英ガラスを加圧部により加圧して所定形状に成形する方法において、 The quartz glass was heated accommodated in the mold, a method of forming a predetermined shape under pressure the quartz glass by pressing,
    前記石英ガラスを結晶化温度以上軟化点以下の温度範囲に加熱し、 The quartz glass is heated to a temperature range of crystallization temperature above the softening point,
    前記加圧部の加圧力を増加させつつ、最大圧力が2〜50Kg/cm となるように制御して前記石英ガラスを加圧することを特徴とする石英ガラスの成形方法。 While increasing the pressure of the pressing, molding method of quartz glass, characterized in that the maximum pressure presses the quartz glass controlled to so as to to 50 kg / cm 2.
  2. 前記石英ガラスを所定形状にした後、前記石英ガラスを強制的に冷却することを特徴とする請求項1に記載の石英ガラスの成形方法。 After the quartz glass into a predetermined shape, forming method of the quartz glass according to claim 1, characterized in that forcibly cooling the quartz glass.
  3. 前記石英ガラスを1300℃〜1100℃の温度範囲で強制的に冷却することを特徴とする請求項2に記載の石英ガラスの成形方法。 Method of molding a silica glass according to claim 2, characterized in that forcibly cooling the quartz glass at a temperature range of 1300 ° C. C. to 1100 ° C..
  4. 1100℃から500℃まで冷却していく過程の任意の温度範囲内を、5〜20℃/hrの冷却速度で徐冷することを特徴とする請求項1乃至3の何れか一つに記載の石英ガラスの成形方法。 Within any temperature range of the course of cooling from 1100 ° C. to 500 ° C., according to any one of claims 1 to 3, wherein the gradual cooling at a cooling rate of 5 to 20 ° C. / hr molding method of quartz glass.
  5. 前記石英ガラスを前記モールド内に収容する前に予め所定温度に加温することを特徴とする請求項1乃至4の何れか一つに記載の石英ガラスの成形方法。 Method of molding a silica glass according to any one of claims 1 to 4, characterized in that heated beforehand to a predetermined temperature prior to accommodating the quartz glass in the mold.
  6. 前記所定温度が200℃〜300℃であることを特徴とする請求項1乃至5の何れか一つに記載の石英ガラスの成形方法。 Method of molding a silica glass according to any one of claims 1 to 5, wherein the predetermined temperature is 200 ° C. to 300 ° C..
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Cited By (13)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2006003912A1 (en) * 2004-07-02 2006-01-12 Nikon Corporation Method for forming quartz glass
JP2006327884A (en) * 2005-05-27 2006-12-07 Nikon Corp Pretreatment method of quartz glass and method for molding quartz glass
JP2010030863A (en) * 2008-07-30 2010-02-12 Nikon Corp Method of judgement of deterioration of mold and method and apparatus of molding quartz glass
JP2010241622A (en) * 2009-04-02 2010-10-28 Sumitomo Electric Ind Ltd Method and apparatus for heat-forming silica glass
JP2012148976A (en) * 2012-05-17 2012-08-09 Nikon Corp Method for determining if shaping die is deteriorated or not, and method and apparatus for shaping quartz glass
US9027365B2 (en) 2013-01-08 2015-05-12 Heraeus Quartz America Llc System and method for forming fused quartz glass
US9341954B2 (en) 2007-10-24 2016-05-17 Nikon Corporation Optical unit, illumination optical apparatus, exposure apparatus, and device manufacturing method
US9423698B2 (en) 2003-10-28 2016-08-23 Nikon Corporation Illumination optical apparatus and projection exposure apparatus
US9678332B2 (en) 2007-11-06 2017-06-13 Nikon Corporation Illumination apparatus, illumination method, exposure apparatus, and device manufacturing method
US9678437B2 (en) 2003-04-09 2017-06-13 Nikon Corporation Illumination optical apparatus having distribution changing member to change light amount and polarization member to set polarization in circumference direction
US9885872B2 (en) 2003-11-20 2018-02-06 Nikon Corporation Illumination optical apparatus, exposure apparatus, and exposure method with optical integrator and polarization member that changes polarization state of light
US9891539B2 (en) 2005-05-12 2018-02-13 Nikon Corporation Projection optical system, exposure apparatus, and exposure method
US10007194B2 (en) 2004-02-06 2018-06-26 Nikon Corporation Polarization-modulating element, illumination optical apparatus, exposure apparatus, and exposure method

Cited By (18)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US9885959B2 (en) 2003-04-09 2018-02-06 Nikon Corporation Illumination optical apparatus having deflecting member, lens, polarization member to set polarization in circumference direction, and optical integrator
US9678437B2 (en) 2003-04-09 2017-06-13 Nikon Corporation Illumination optical apparatus having distribution changing member to change light amount and polarization member to set polarization in circumference direction
US9423698B2 (en) 2003-10-28 2016-08-23 Nikon Corporation Illumination optical apparatus and projection exposure apparatus
US9760014B2 (en) 2003-10-28 2017-09-12 Nikon Corporation Illumination optical apparatus and projection exposure apparatus
US9885872B2 (en) 2003-11-20 2018-02-06 Nikon Corporation Illumination optical apparatus, exposure apparatus, and exposure method with optical integrator and polarization member that changes polarization state of light
US10007194B2 (en) 2004-02-06 2018-06-26 Nikon Corporation Polarization-modulating element, illumination optical apparatus, exposure apparatus, and exposure method
JP4835998B2 (en) * 2004-07-02 2011-12-14 株式会社ニコン Molding method of quartz glass
WO2006003912A1 (en) * 2004-07-02 2006-01-12 Nikon Corporation Method for forming quartz glass
US9891539B2 (en) 2005-05-12 2018-02-13 Nikon Corporation Projection optical system, exposure apparatus, and exposure method
JP2006327884A (en) * 2005-05-27 2006-12-07 Nikon Corp Pretreatment method of quartz glass and method for molding quartz glass
JP4655761B2 (en) * 2005-05-27 2011-03-23 株式会社ニコン Molding method of pre-treatment methods and quartz glass of the quartz glass
US9857599B2 (en) 2007-10-24 2018-01-02 Nikon Corporation Optical unit, illumination optical apparatus, exposure apparatus, and device manufacturing method
US9341954B2 (en) 2007-10-24 2016-05-17 Nikon Corporation Optical unit, illumination optical apparatus, exposure apparatus, and device manufacturing method
US9678332B2 (en) 2007-11-06 2017-06-13 Nikon Corporation Illumination apparatus, illumination method, exposure apparatus, and device manufacturing method
JP2010030863A (en) * 2008-07-30 2010-02-12 Nikon Corp Method of judgement of deterioration of mold and method and apparatus of molding quartz glass
JP2010241622A (en) * 2009-04-02 2010-10-28 Sumitomo Electric Ind Ltd Method and apparatus for heat-forming silica glass
JP2012148976A (en) * 2012-05-17 2012-08-09 Nikon Corp Method for determining if shaping die is deteriorated or not, and method and apparatus for shaping quartz glass
US9027365B2 (en) 2013-01-08 2015-05-12 Heraeus Quartz America Llc System and method for forming fused quartz glass

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