JP2005330122A - Apparatus and method for heat treating fluoride crystal - Google Patents

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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide an apparatus and a method for heat treating a fluoride crystal, which are effective for heat treatment for removing strain of a large diameter, heavy fluoride crystal and provided for obtaining a low strain, high accuracy large diameter fluoride crystal. <P>SOLUTION: The apparatus has such a constitution that a member for alleviating stress in the crystal is arranged on the bottom of the crystal between a crucible for accommodating the fluoride crystal and the fluoride crystal. <P>COPYRIGHT: (C)2006,JPO&NCIPI

Description

本発明はフッ化物結晶の熱処理装置、特に光学部品として使用するフッ化カルシウム、フッ化バリウム、フッ化リチウム、フッ化マグネシウム等の単結晶熱処理方法の技術分野に属する。   The present invention belongs to the technical field of a heat treatment apparatus for fluoride crystals, particularly a single crystal heat treatment method for calcium fluoride, barium fluoride, lithium fluoride, magnesium fluoride and the like used as an optical component.

エキシマレーザは、紫外域で発振する唯一の高出力レーザとして注目されており、電子産業や化学産業やエネルギー産業において応用が期待されている。具体的には金属、樹脂、ガラス、セラミックス、半導体等の加工や化学反応等に利用されている。   Excimer lasers are attracting attention as the only high-power lasers that oscillate in the ultraviolet region, and are expected to be applied in the electronics, chemical, and energy industries. Specifically, it is used for processing, chemical reaction, etc. of metals, resins, glass, ceramics, semiconductors and the like.

エキシマレーザ光を発生する装置はエキシマレーザ発振装置として知られている。チャンバー内に充填されたAr,Kr,Xe,F2,Cl2等のレーザガスを電子ビーム照射や放電等により励起状態にする。励起された原子は基底状態の原子と結合して励起状態でのみ存在する分子を生成する。この分子がエキシマと呼ばれるものである。エキシマは不安定な為、直ちに紫外光を放出して基底状態に落ちる。これをボンドフリー遷移というが、この遷移よってえられた紫外光を一対のミラーで構成される光共振器内で増倍してレーザ光として取り出すものがエキシマレーザ発振装置である。 An apparatus that generates excimer laser light is known as an excimer laser oscillation apparatus. A laser gas such as Ar, Kr, Xe, F 2 , or Cl 2 filled in the chamber is excited by electron beam irradiation or discharge. Excited atoms combine with ground state atoms to produce molecules that exist only in the excited state. This molecule is called an excimer. Since excimer is unstable, it immediately emits ultraviolet light and falls to the ground state. This is called a bond-free transition, and an excimer laser oscillation device is a device that multiplies ultraviolet light obtained by this transition in an optical resonator composed of a pair of mirrors and extracts it as laser light.

エキシマレーザ光の中でもKrFレーザやArFレーザおよびF2レーザはそれぞれ波長が248nmの光、又は193nmおよび157nmといった真空紫外域とよばれる波長域の光であり、光学系にはこうした波長域の光の透過率が高いものを用いなければならない。このような光学系に透過波長域から使用可能な硝材として、フッ化カルシウム、フッ化マグネシウム、フッ化バリウム、フッ化リチウム等のフッ化物が知られている。 Among excimer laser light, KrF laser, ArF laser, and F 2 laser are light with a wavelength of 248 nm, or light in a wavelength region called vacuum ultraviolet region such as 193 nm and 157 nm, respectively. The one with high transmittance must be used. Fluorides such as calcium fluoride, magnesium fluoride, barium fluoride, and lithium fluoride are known as glass materials that can be used in such an optical system from the transmission wavelength range.

以下、蛍石とよばれるフッ化カルシウム(化学量論比で示すとCaF2)を例に挙げて、従来のフッ化物結晶の製造方法および熱処理(アニール)方法について述べる。 Hereinafter, a conventional fluoride crystal manufacturing method and heat treatment (annealing) method will be described by taking calcium fluoride called fluorite (CaF 2 in stoichiometric ratio) as an example.

従来のフッ化カルシウムの製造方法として、例えば、特許文献2、特許文献3に記載された方法がある。それを簡単に述べると、化学合成でつくられた高純度粉体原料をそのまま溶融させた場合、嵩比重の関係で目減りが激しくなるので、結晶成長炉に高純度原料を入れる際にはカレット状になったものを使用し、原料を入れた坩堝を炉内で降下させ結晶を製造する「坩堝降下法」と呼ばれるものである。以下に、本発明者が本発明に至るまでに得た知見を述べる。   As a conventional method for producing calcium fluoride, for example, there are methods described in Patent Document 2 and Patent Document 3. To put it simply, when a high-purity powder raw material made by chemical synthesis is melted as it is, the loss of the high-purity raw material into the crystal growth furnace becomes severe due to the bulk specific gravity. This is called the “crucible descent method” in which a crucible containing raw materials is lowered in a furnace to produce crystals. Hereinafter, the knowledge obtained by the present inventor until reaching the present invention will be described.

図2は、フッ化カルシウムの製造方法を示す概念図である。   FIG. 2 is a conceptual diagram showing a method for producing calcium fluoride.

まず工程S1では粉末原料を用意して、工程S2でこれを容器にいれて溶融した後冷却する。工程S3では固化した塊をステンレス製の粉砕機で粉砕する。その後工程S4では、粉砕された塊を結晶成長用の坩堝に入れて溶融した後徐冷して結晶を成長させてフッ化カルシウムブロックを作製する。   First, in step S1, a powder raw material is prepared. In step S3, the solidified lump is pulverized with a stainless pulverizer. Thereafter, in step S4, the crushed lump is put in a crucible for crystal growth and melted, and then slowly cooled to grow crystals to produce a calcium fluoride block.

ここで、工程S2は精製工程と呼ばれ、工程S4の成長工程前において溶融する前と溶融する後との嵩密度の変化を少なくする為になされる工程であり、また、原料中の不純物を除去する工程でもある。なお、どちらの工程も高精度な温度制御が要求されるものであり、溶融、徐冷に用いる炉は坩堝だけ変えた同じ炉が用いられることもある。   Here, step S2 is called a refining step, and is a step performed to reduce the change in the bulk density before and after melting before the growth step of step S4. It is also a process of removing. Both processes require highly accurate temperature control, and the same furnace in which only the crucible is changed may be used as the furnace for melting and slow cooling.

また、工程S2及びS4においては、原料(CaF2)が水分等と反応して生成したCaOやもともと原料中に存在する不純物を除去するために、金属のフッ化物であるスカベンジャーを加える。例えば、PbF2のスカベンジャーはCaOと反応してCaF2とし、自らはPbO等として結晶溶融時に除去されるものである。PbF2以外にもスカベンジャーとしてはZnF2やPTFE(四フッ化エチレン樹脂)などが用いられる。この結果、不純物としてのCaOは除去され、透過率特性の優れたフッ化カルシウムが得られる。なお、製作する結晶の面方位を特定のものにしたいときには工程S4において坩堝下部に種結晶と呼ばれる小さな結晶を入れておき、一部溶融させた後そこから成長させることで所望の結晶を得る。 In steps S2 and S4, a scavenger, which is a metal fluoride, is added in order to remove CaO produced by reaction of the raw material (CaF 2 ) with moisture or the like and impurities originally present in the raw material. For example, a PbF 2 scavenger reacts with CaO to form CaF 2, and itself is removed as PbO or the like during crystal melting. In addition to PbF 2 , ZnF 2 or PTFE (tetrafluoroethylene resin) is used as a scavenger. As a result, CaO as an impurity is removed, and calcium fluoride having excellent transmittance characteristics is obtained. When it is desired to make the crystal orientation of the crystal to be manufactured specific, a small crystal called a seed crystal is put in the crucible lower part in step S4, and a part of the crystal is melted and then grown from there to obtain a desired crystal.

こうして得られたフッ化カルシウムブロックは、熱処理(アニール)の後、所望の厚さに切断される。さらに高精度の歪除去が必要なときにはもう一度熱処理(アニール)して所望のレンズ形状等に加工成形され光学物品として使用される。   The calcium fluoride block thus obtained is cut to a desired thickness after heat treatment (annealing). Further, when it is necessary to remove strain with high accuracy, it is heat-treated (annealed) once again and processed into a desired lens shape or the like and used as an optical article.

フッ化カルシウムは酸化すると透過率劣化を起すので、上記熱処理はたとえば特許文献1に開示された熱処理炉のような気密容器を用いて真空雰囲気、または不活性ガス雰囲気、またはフッ素系ガス雰囲気にて行われる。主要な熱処理装置構造材料は通常行われるフッ化カルシウム熱処理温度1300℃以下で反応性が低い炭素を用いることが多く、フッ化カルシウムを収納する容器(以下、坩堝と記す)や支持棒などは炭素材料で構成する。本従来例では気密容器外にヒータが設置されているので材質は問わないが、気密容器内にヒータが設置されている場合にはヒータや断熱材まで炭素材料を用いる。このような熱処理炉により、フッ化カルシウムを坩堝ごと融点以下の熱処理温度まで昇温して、その後徐々に冷却することにより歪の小さいフッ化カルシウムを得ることができる。
特開2000−281492号公報 特開平4−349199号公報 特開平4−349198号公報
When calcium fluoride is oxidized, the transmittance is deteriorated. Therefore, the heat treatment is performed in a vacuum atmosphere, an inert gas atmosphere, or a fluorine-based gas atmosphere using an airtight container such as a heat treatment furnace disclosed in Patent Document 1, for example. Done. The main structural material of the heat treatment equipment is carbon, which is usually low in reactivity at a calcium fluoride heat treatment temperature of 1300 ° C or less, and a container (hereinafter referred to as a crucible) containing calcium fluoride or a support rod is made of carbon. Consists of materials. In this conventional example, since the heater is installed outside the airtight container, the material is not limited. However, when the heater is installed inside the airtight container, the carbon material is used up to the heater and the heat insulating material. In such a heat treatment furnace, calcium fluoride is heated up to a heat treatment temperature not higher than the melting point together with the crucible, and then gradually cooled to obtain calcium fluoride having a small strain.
JP 2000-281492 A JP-A-4-349199 JP-A-4-349198

しかしながら、従来の熱処理装置や熱処理方法を用いて、大口径(直径200mm以上)のフッ化物結晶を熱処理しようとすると自重による応力が坩堝との接触部分に集中して熱処理中にも付加されることになり、室温に戻したときの残留応力が大きくなるという問題があった。   However, when a large-diameter (200 mm or more diameter) fluoride crystal is heat-treated using a conventional heat-treatment apparatus or heat-treatment method, stress due to its own weight is concentrated on the contact part with the crucible and is also applied during the heat-treatment. Thus, there is a problem that the residual stress increases when the temperature is returned to room temperature.

また、大口径のフッ化物結晶と坩堝は大きな面どうしの接触となるため、片あたりによる接触部と非接触部での温度差から熱応力が発生し、部分的に歪が大きくなるということが発生していた。   In addition, since the large-diameter fluoride crystal and the crucible are in contact with each other on a large surface, thermal stress is generated due to the temperature difference between the contact portion and the non-contact portion due to one piece, and the strain is partially increased. It has occurred.

本発明は上記問題点に鑑みてなされたものであり、特に大口径で重量の大きいフッ化物結晶の歪除去熱処理に有効であり、低歪で高精度の大口径フッ化物結晶を得るための熱処理装置および熱処理方法を提供することを目的とする。   The present invention has been made in view of the above problems, and is particularly effective for strain removal heat treatment of a large-diameter and large-weight fluoride crystal, and a heat treatment for obtaining a low-distortion and high-precision large-diameter fluoride crystal. An object is to provide an apparatus and a heat treatment method.

このため、本発明では第一に内部にフッ化物結晶を収納する坩堝を備えた真空容器からなり、真空容器内部または外部に設置されたヒータにより、坩堝とともにフッ化物結晶を加熱および冷却可能なフッ化物結晶の熱処理装置において、フッ化物結晶を収納する坩堝とフッ化物結晶との間に結晶内の応力を緩和させる部材を備えた熱処理装置を提供する。   For this reason, in the present invention, first, a vacuum vessel including a crucible for storing a fluoride crystal therein is provided, and a fluoride crystal can be heated and cooled together with the crucible by a heater installed inside or outside the vacuum vessel. In a heat treatment apparatus for a fluoride crystal, a heat treatment apparatus including a member for relaxing stress in the crystal between the crucible for storing the fluoride crystal and the fluoride crystal is provided.

第二に前記結晶内の応力を緩和させる部材はフッ化物結晶よりも接触部面積の小さい物質集合体とする。   Secondly, the member that relieves the stress in the crystal is a substance aggregate having a smaller contact area than the fluoride crystal.

第三に結晶内の応力を緩和させる部材は熱処理温度でフッ化物結晶と反応しない繊維とする。   Third, the member that relieves the stress in the crystal is a fiber that does not react with the fluoride crystal at the heat treatment temperature.

第四に繊維主成分は炭素、またはアルミナ、または炭化珪素、または窒化珪素、または窒化ホウ素とする。   Fourth, the main fiber component is carbon, alumina, silicon carbide, silicon nitride, or boron nitride.

第五に繊維の厚さは2mm以上20mm以下とする。   Fifth, the fiber thickness is 2 mm or more and 20 mm or less.

第六に繊維を構成する素線太さは0.05mm以下とする。   Sixth, the wire thickness constituting the fiber is 0.05 mm or less.

また、第七に結晶内の応力を緩和させる部材は熱処理温度でフッ化物結晶と反応しない粉末とする。   Seventh, the member that relieves stress in the crystal is a powder that does not react with the fluoride crystal at the heat treatment temperature.

第八に粉末主成分はタングステン、またはタンタル、またはモリブデンよりなる高融点金属とする。   Eighth, the powder main component is a refractory metal made of tungsten, tantalum, or molybdenum.

第九に粉末主成分は炭素、またはアルミナ、または炭化珪素、または窒化珪素、または窒化ホウ素とする。   Ninth, the powder main component is carbon, alumina, silicon carbide, silicon nitride, or boron nitride.

第十に粉末の平均粒径は0.5mm以下とする。   Tenth, the average particle size of the powder is 0.5 mm or less.

第十一に熱処理する結晶表面粗さは0.1mm(100μm)以下とする。   Eleventh, the crystal surface roughness of the heat treatment is 0.1 mm (100 μm) or less.

第十二に熱処理する結晶表面平面度は0.05mm(50μm)以下とする。   Twelfth, the crystal surface flatness to be heat-treated is 0.05 mm (50 μm) or less.

第十三に熱処理をするときの結晶厚さは製品硝材厚さに近似する厚さで熱処理を行う。   Thirteenth, the crystal thickness when heat treatment is performed is a thickness that approximates the product glass material thickness.

上記熱処理装置を用いて行うフッ化物結晶の熱処理方法によれば歪の小さいフッ化物結晶を効率的に得ることができる。   According to the fluoride crystal heat treatment method performed using the heat treatment apparatus, it is possible to efficiently obtain a fluoride crystal with low distortion.

大口径(直径200mm以上)のフッ化物結晶を歪除去熱処理において、自重による応力が坩堝との接触部分に集中して発生することを防止して、室温に戻したときの残留応力の増大を抑止することができる。   In strain-removing heat treatment of fluoride crystals with large diameters (diameter 200 mm or more), the stress due to its own weight is prevented from being concentrated in the contact area with the crucible, and the increase in residual stress when returning to room temperature is suppressed. can do.

また、大口径のフッ化物結晶と坩堝は大きな面どうしの接触となるため、片あたりによる接触部と非接触部での温度差が発生しやすく、これが原因で熱応力が発生し、部分的に歪が大きくなることが多いが、本発明の熱処理装置および方法を使用することにより均一で歪の小さい光学部品に好適なフッ化物結晶を得ることができる。   In addition, since the large-diameter fluoride crystal and the crucible are in contact with each other on a large surface, a temperature difference between the contact part and the non-contact part is likely to occur, and this causes thermal stress, which is partially Although the strain often increases, a fluoride crystal suitable for an optical component having a uniform and small strain can be obtained by using the heat treatment apparatus and method of the present invention.

以下、本発明の好適な実施の形態について説明する。図1は本発明の特徴を最もよく表す結晶内の応力を緩和させる部材を用いたフッ化カルシウムの熱処理装置断面図である。この装置は内部雰囲気を外部雰囲気から遮断するためのベルジャー1が架台2に搭載されており、その中には上部が蓋をされた円筒状の断熱材3、および3つ円筒状のヒータ4、熱処理するフッ化カルシウム結晶を設置する坩堝5が同心円状に設置されている。不図示ではあるが、坩堝5の温度を計測するセンサと坩堝温度が所定の温度になるように上記ヒータ4への通電量を制御する制御装置が本装置には備え付けられている。坩堝5は架台2の上に直置きされるのではなく、支持棒6により支えられ外部の熱環境の影響をできるだけ受けないように構成されている。支持棒6はシール機構10で封止してあるので外部雰囲気を遮断した状態でも上下の動作を行うことができる。この機構は結晶設置・取り出しの時に使うばかりでなく、坩堝5とヒータ4との相対的位置関係を調整するのに使用することもできる。   Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described. FIG. 1 is a cross-sectional view of a calcium fluoride heat treatment apparatus using a member that relieves stress in a crystal that best represents the characteristics of the present invention. In this apparatus, a bell jar 1 for blocking the internal atmosphere from the external atmosphere is mounted on a gantry 2, in which a cylindrical heat insulating material 3 with a lid on the top, and three cylindrical heaters 4, The crucible 5 in which the calcium fluoride crystal to be heat-treated is installed is installed concentrically. Although not shown, this apparatus is provided with a sensor for measuring the temperature of the crucible 5 and a control device for controlling the energization amount to the heater 4 so that the crucible temperature becomes a predetermined temperature. The crucible 5 is not placed directly on the gantry 2 but is supported by the support rod 6 so as not to be affected by the external thermal environment as much as possible. Since the support bar 6 is sealed by the sealing mechanism 10, it can move up and down even when the external atmosphere is shut off. This mechanism can be used not only for setting / removing crystals but also for adjusting the relative positional relationship between the crucible 5 and the heater 4.

本図において坩堝5は4つの内部空間をもつ組立て体として描かれているが、結晶設置時にはおのおの分解可能であり、通常熱処理対象となる結晶は上3段にのみ設置する。これは支持棒6による伝導伝熱により、一番下の段では温度分布が大きくなるためである。代わりに例えばPbF2・ZnF2などの固体スカベンジャーを使用する場合には、ここにスカベンジャーボックス7を置いて使用しても良い。また、F2・NF3・CF4・CHF3などの気体スカベンジャーを使用する場合には空にしておいても良いし、上中下ヒータバランスにもよるが断熱材を充填することで上3段の坩堝内部空間温度をより均一にすることが可能となる。 In this figure, the crucible 5 is depicted as an assembly having four internal spaces, but each can be disassembled when the crystals are installed, and the crystals that are normally subjected to heat treatment are installed only in the upper three stages. This is because the temperature distribution becomes large in the lowermost stage due to conduction heat transfer by the support rod 6. If a solid scavenger such as PbF 2 or ZnF 2 is used instead, the scavenger box 7 may be placed here. The upper by may be set to the empty when using a gas scavenger such as F 2 · NF 3 · CF 4 · CHF 3, depending on the heater balance under the upper, middle and filling a heat insulating material 3 It becomes possible to make the temperature inside the crucible inside the stage more uniform.

上3段に設置されたフッ化カルシウム結晶8の下には結晶内の応力を緩和させる部材9が坩堝5との間に挿入されている。   A member 9 that relieves stress in the crystal is inserted between the crucible 5 and the calcium fluoride crystal 8 installed in the upper three stages.

なお、ベルジャー1と架台2により外部雰囲気より隔離された熱処理装置内部に連通して真空ポンプ11と、例えばヘリウム・ネオン・アルゴンのような不活性ガスを供給するガス供給ボンベ12が接続されている。   A vacuum pump 11 and a gas supply cylinder 12 for supplying an inert gas such as helium, neon, and argon are connected to the inside of the heat treatment apparatus isolated from the external atmosphere by the bell jar 1 and the gantry 2. .

以下、スカベンジャーとしてZnF2、不活性ガスとしてアルゴンを用いた場合の熱処理プロセスについて説明する。上記のように熱処理装置内部にフッ化カルシウム結晶を設置した後、ベルジャー1内部を真空ポンプ11により10-3〜10-5Pa程度に減圧する。ヒータ4に通電することにより坩堝5ごとフッ化カルシウム結晶8を200〜400℃に加熱する。この加熱脱気により結晶表面、坩堝、断熱材表面等に付着していた水分を除去することができる。 Hereinafter, a heat treatment process in the case of using ZnF 2 as a scavenger and argon as an inert gas will be described. After the calcium fluoride crystal is placed in the heat treatment apparatus as described above, the inside of the bell jar 1 is decompressed to about 10 −3 to 10 −5 Pa by the vacuum pump 11. By energizing the heater 4, the calcium fluoride crystal 8 is heated to 200 to 400 ° C. together with the crucible 5. This heat deaeration can remove moisture adhering to the crystal surface, the crucible, the heat insulating material surface and the like.

その後、ガス供給ボンベ12より高純度アルゴンガスを導入して1気圧に近い状態にする。アルゴンガスは封止状態よりも微量フロー状態のほうが長期にわたる熱処理プロセスでの結晶の酸化やスカベンジャー固体拡散による劣化が少ない。さらにヒータ4への通電量を増加させ、温度を上昇させていくとスカベンジャーボックス7に設置されたZnF2は熱処理最高温度1000〜1300℃に到達する前に融解し、徐々に蒸発する。このときZnF2は残存するH2OをHFガスとして、またCaOをCaF2とフッ化させ、自らはZnOとなり、フッ化カルシウム結晶8の酸化防止スカベンジャーとして働く。 Thereafter, high-purity argon gas is introduced from the gas supply cylinder 12 so that the pressure is close to 1 atm. Argon gas is less deteriorated due to crystal oxidation and scavenger solid diffusion in a heat treatment process over a longer period in a minute flow state than in a sealed state. When the energization amount to the heater 4 is further increased and the temperature is raised, ZnF 2 installed in the scavenger box 7 melts and gradually evaporates before reaching the maximum heat treatment temperature of 1000 to 1300 ° C. At this time, ZnF 2 fluorinates the remaining H 2 O with HF gas and CaO with CaF 2, and becomes ZnO itself, which acts as an antioxidant scavenger for the calcium fluoride crystal 8.

熱処理最高温度に達した後、その温度を20〜100時間保持して十分な歪除去を行う。ここで歪除去熱処理対象のフッ化カルシウム結晶に自重による応力集中があると、高温時にはその応力を緩和するように結晶内転位が配列するため、室温に戻したときの残留応力は応力集中した部分で大きくなってしまう。一般に固体どうしの接触における真実接触面積は非常に小さく、お互いの部分的な突起が接触しているに過ぎない。フッ化カルシウム結晶表面および設置する坩堝表面の平面度・粗さを精度良く仕上げておけば改善されるが、研削研磨等の一般機械精度では改善の程度が限られる上、使用しているうちに坩堝には微細な傷が発生するし、何よりも熱処理前のフッ化カルシウム結晶を精度良く加工することが困難である。これは大口径で重量の大きいフッ化カルシウム結晶では大きな問題となるが、本発明の熱処理装置ではフッ化カルシウム結晶8の下には結晶内の応力を緩和させる部材9が坩堝5との間に挿入されているのでフッ化カルシウム結晶8の底面全体で自重を支えることになるため、上記のような応力集中に基づく残留応力が発生することがない。   After reaching the maximum heat treatment temperature, the temperature is maintained for 20 to 100 hours to sufficiently remove strain. Here, if there is stress concentration due to its own weight in the calcium fluoride crystal subject to strain removal heat treatment, dislocations within the crystal are arranged so as to relieve the stress at high temperatures, so the residual stress when returning to room temperature is the part where the stress is concentrated It will be bigger. Generally, the true contact area in contact between solids is very small, and only partial protrusions are in contact with each other. It can be improved if the flatness and roughness of the calcium fluoride crystal surface and the crucible surface to be installed are finished with high accuracy, but the degree of improvement is limited in general machine accuracy such as grinding and polishing. A fine flaw is generated in the crucible, and above all, it is difficult to accurately process the calcium fluoride crystal before the heat treatment. This is a big problem with a calcium fluoride crystal having a large diameter and a large weight. However, in the heat treatment apparatus of the present invention, a member 9 for relaxing stress in the crystal is placed between the crucible 5 and the calcium fluoride crystal 8. Since it is inserted, its own weight is supported by the entire bottom surface of the calcium fluoride crystal 8, so that residual stress based on the stress concentration as described above does not occur.

このあと、ヒータ4への通電量を徐々に少なくして室温まで冷却していく。歪はこの冷却時にも新たに導入されるので十分な注意が必要である。目標とする残留応力量にもよるが、冷却温度勾配が同じであれば一般に高温で歪導入量が大きく、低温で歪導入量が小さくなる。したがって高温では徐冷速度を小さくし、低温では徐冷速度を大きくすることが結晶品質および生産効率の点で望ましい。ここでは最高温度から900℃までを0.5℃/時間、さらに600℃までを1℃/時間、以下室温までを2℃/時間として徐冷を行った。   Thereafter, the energization amount to the heater 4 is gradually decreased to cool to room temperature. Since strain is newly introduced even during this cooling, sufficient care must be taken. Although depending on the target residual stress amount, if the cooling temperature gradient is the same, generally the strain introduction amount is large at high temperatures and the strain introduction amount is small at low temperatures. Therefore, it is desirable from the viewpoint of crystal quality and production efficiency to decrease the slow cooling rate at high temperatures and increase the slow cooling rate at low temperatures. Here, slow cooling was performed at 0.5 ° C./hour from the maximum temperature to 900 ° C., 1 ° C./hour up to 600 ° C., and 2 ° C./hour below room temperature.

坩堝降下法により成長させたインゴットより切り出した2つの直径φ220、厚さ50mmのフッ化カルシウム結晶を熱処理用の坩堝に入れて同時に上記プロセスにて熱処理した。なお、最高温度は1200℃である。結晶中の残留応力はレーザを透過させ複屈折率分布を計測することで知ることができる。図3に波長633nmのレーザを用いて上記結晶の2.5mmピッチで測定した複屈折率の面内分布を示す。単位はnm/cmである。図3−aに示す分布は結晶を結晶内の応力を緩和させる部材の上に設置したもので平均+2×標準偏差の複屈折率値は0.952nm/cm、一方、図3−bに示す分布は結晶を坩堝に直置きしたもので平均+2×標準偏差の複屈折率値は2.79nm/cmであった。双方ともに中心部よりも周辺部分で大きな複屈折率の値を示しているが、図3−bに比べて図3−aでは大幅に改善されている。本熱処理装置では坩堝5を支持棒6で支える構成をとっているため、装置内部温度はわずかに上部よりも下部の温度が低い状態になりやすい。このため、フッ化カルシウム結晶8の下面では収縮、上面では膨張の応力が働くので結晶は上凸にわずかに沿った形となる。これにより、結晶は自重を周辺のみで支えることになり周辺部分に大きな残留応力が残り、大きな複屈折率を示すことになる。   Two calcium fluoride crystals having a diameter of φ220 and a thickness of 50 mm cut out from an ingot grown by the crucible descending method were put in a crucible for heat treatment and simultaneously heat treated by the above process. The maximum temperature is 1200 ° C. The residual stress in the crystal can be known by transmitting the laser and measuring the birefringence distribution. FIG. 3 shows the in-plane distribution of the birefringence of the crystal measured at a 2.5 mm pitch using a laser with a wavelength of 633 nm. The unit is nm / cm. The distribution shown in FIG. 3A is obtained by placing the crystal on a member that relieves stress in the crystal. The average + 2 × standard deviation birefringence value is 0.952 nm / cm, whereas the distribution shown in FIG. The crystal was placed directly on the crucible, and the average + 2 × standard deviation birefringence value was 2.79 nm / cm. Both show a larger birefringence value in the peripheral part than in the central part, but it is greatly improved in FIG. 3-a compared to FIG. 3-b. Since the present heat treatment apparatus has a structure in which the crucible 5 is supported by the support rod 6, the internal temperature of the apparatus tends to be slightly lower than the upper part. For this reason, since the stress of contraction is exerted on the lower surface of the calcium fluoride crystal 8 and the stress of expansion is exerted on the upper surface, the crystal has a slightly convex shape. As a result, the crystal supports its own weight only at the periphery, so that a large residual stress remains in the peripheral portion and exhibits a large birefringence.

このとき用いた結晶内の応力を緩和させる部材は直径10〜20μm、長さ1〜10mmの炭素繊維を敷き詰め、綿状にしたもので上記結晶を載せてつぶした状態で厚さは10mm程度である。なお、フッ化カルシウム結晶は熱処理前に平面粗研削加工により平面度20μm、粗さ30(Ra)μmに仕上げてある。平面度が悪いと十分に自重を分散できなく、また粗さがよくないと結晶内の応力を緩和させる部材との接触面積が減少してしまうためである。このように微細繊維を集めて弾力のある綿状にすることで大口径フッ化カルシウムの自重を結晶下面の全面で支え、応力集中を回避することができ、本発明の結晶内の応力を緩和させる部材を用いない場合に比べて、非常に良好な複屈折率すなわち残留応力の少ない硝材を得ることができた。   The member used to relieve the stress in the crystal used at this time was a carbon fiber having a diameter of 10 to 20 μm and a length of 1 to 10 mm. is there. The calcium fluoride crystal is finished to a flatness of 20 μm and a roughness of 30 (Ra) μm by surface rough grinding before heat treatment. This is because if the flatness is poor, the weight cannot be sufficiently dispersed, and if the roughness is not good, the contact area with the member that relieves stress in the crystal is reduced. By collecting fine fibers in this way and making them elastic and cotton-like, the weight of the large-diameter calcium fluoride can be supported on the entire bottom surface of the crystal and stress concentration can be avoided, reducing the stress in the crystal of the present invention. Compared with the case where the member to be used is not used, a glass material having a very good birefringence, that is, a small residual stress, can be obtained.

これとは別に本発明者らの実験によれば結晶内の応力を緩和させる部材として使用する繊維の直径は太すぎるとその効果が発揮されず、0.05mm(50μm)以下であると十分な応力分散効果を奏する。また結晶内の応力を緩和させる部材の厚さとしては薄すぎると弾力がないため効果がなく、また厚すぎると断熱材としての効果が支配的になるため、結晶内の温度分布を悪くする。具体的には結晶内等温線は水平に近いことが望ましいが、断熱材としての効果が支配的になると本熱処理装置が側面ヒータ加熱であることとあいまって垂直に等温線が走るようになる。このような場合には効果的な歪除去を行うことができない。本発明者らの実験的検討によれば結晶内の応力を緩和させる部材の厚さは2mm以上かつ20mm以下であることが望ましい。   Apart from this, according to the experiments of the present inventors, if the diameter of the fiber used as a member for relieving the stress in the crystal is too thick, the effect is not exhibited, and it is sufficient that the diameter is 0.05 mm (50 μm) or less. There is a stress dispersion effect. Further, if the thickness of the member for relieving the stress in the crystal is too thin, there is no effect because there is no elasticity, and if it is too thick, the effect as a heat insulating material becomes dominant and the temperature distribution in the crystal is deteriorated. Specifically, it is desirable that the isotherm in the crystal is almost horizontal, but if the effect as a heat insulating material becomes dominant, the isotherm runs vertically in combination with the fact that the heat treatment apparatus is side heater heating. In such a case, effective distortion removal cannot be performed. According to the experimental study by the present inventors, it is desirable that the thickness of the member that relieves stress in the crystal is 2 mm or more and 20 mm or less.

炭素繊維を集めて綿状にしたものでは、結晶入れ換えの作業性が悪い場合には同じ炭素からなる炭素繊維布で袋を作り、その中に所望の厚さになるように炭素繊維をいれて布団状の結晶内の応力を緩和させる部材を作っておくとよい。これを用いれば実施例1と同じ効果を得られるばかりでなく、繊維の計量や均等な敷き詰めといった作業性は大幅に改善することができる。また結晶内の応力を緩和させる部材の繊維材料としてアルミナ、炭化珪素、窒化珪素、窒化ホウ素なども使用できるが、直接接触させると1300℃付近の高温ではフッ化カルシウムに付着する場合がある。このような場合には炭素繊維布により布団状の結晶内の応力を緩和させる部材にしておけば、直接フッ化カルシウム結晶と接触することがないため、高温の熱処理により繊維材料が飛散したとしても、フッ化カルシウム自体を汚染することがない。   If carbon fiber is collected and made into cotton, if the workability of crystal replacement is poor, make a bag with carbon fiber cloth made of the same carbon, and put the carbon fiber in it to the desired thickness It is better to make a member that relieves stress in the futon-like crystals. If this is used, not only the same effects as in the first embodiment can be obtained, but also workability such as fiber weighing and uniform laying can be greatly improved. Alumina, silicon carbide, silicon nitride, boron nitride, or the like can also be used as the fiber material of the member that relieves stress in the crystal. However, when it is brought into direct contact, it may adhere to calcium fluoride at a high temperature around 1300 ° C. In such a case, if it is made a member that relieves stress in the futon-like crystal with a carbon fiber cloth, it does not come into direct contact with the calcium fluoride crystal, so even if the fiber material is scattered by high-temperature heat treatment It does not contaminate calcium fluoride itself.

フッ化カルシウム結晶8の下に敷く応力を緩和させる部材9としてタングステン粉末を使用した。粉末はあらかじめ0.5mmメッシュのふるいにより大きな粒子を除去したものを使用した。フッ化カルシウム結晶8の加熱および冷却は坩堝5を通して行われる。温度域が高いため、坩堝自体の加熱・冷却は輻射伝熱が支配的であるが、フッ化カルシウム結晶は輻射熱輸送に支配的な赤外の光をほとんど透過してしまうため、フッ化カルシウム結晶自体の伝熱は坩堝からの熱伝導が支配的である。そこで結晶内の応力を緩和させる部材9には熱伝導率の良く、熱処理温度で安定な材質が求められるが、本実施例で使用したタングステンは好適である。熱伝導率は105W/mK(1500℃の値)と大きく、また融点3407℃と熱処理温度域で安定である。直径φ220、厚さ50mmのフッ化カルシウム結晶を10mm厚さのタングステン粉末で敷き詰めた上に載せて熱処理し、平均+2×標準偏差の複屈折率値は0.656nm/cmであった。   Tungsten powder was used as a member 9 that relieves stress under the calcium fluoride crystal 8. The powder used was obtained by removing large particles with a 0.5 mm mesh sieve in advance. The calcium fluoride crystal 8 is heated and cooled through the crucible 5. Because the temperature range is high, the heat and cooling of the crucible itself is dominated by radiant heat transfer, but the calcium fluoride crystal transmits almost all the infrared light that is dominant in radiant heat transport. The heat transfer from the crucible is dominant in its own heat transfer. Therefore, the member 9 that relieves stress in the crystal is required to be made of a material having good thermal conductivity and stable at the heat treatment temperature, but tungsten used in this embodiment is preferable. The thermal conductivity is as large as 105 W / mK (1500 ° C value), and it is stable in the heat treatment temperature range with a melting point of 3407 ° C. A calcium fluoride crystal having a diameter of 220 mm and a thickness of 50 mm was placed on a tungsten powder having a thickness of 10 mm and then heat-treated, and the birefringence value of average + 2 × standard deviation was 0.656 nm / cm.

上記条件に適合する粉末としてはタンタル(74W/mK:1500℃時、融点2980℃)、モリブデン(88W/mK:1500℃時、融点2620℃)といった高融点金属があげられる。ただし高価な材料であるので生産性や歪除去の目標値にあわせて使用すると良い。安価な材料としては熱伝導率の点で性能はやや劣るものの、炭素、アルミナ、炭化珪素、窒化珪素、窒化ホウ素などの粉末も使用可能である。いずれも使用するときには大きな粒子が混ざっていると応力分散の効果を損なうので、0.5mmメッシュ以下のふるいにより大きな粒子を除去し、平均粒径は0.5mm以下にしておくことは必要である。   Examples of powders that meet the above conditions include refractory metals such as tantalum (74 W / mK: 1500 ° C., melting point 2980 ° C.) and molybdenum (88 W / mK: 1500 ° C., melting point 2620 ° C.). However, since it is an expensive material, it is better to use it according to the productivity and the target value for distortion removal. As an inexpensive material, although performance is slightly inferior in terms of thermal conductivity, powders of carbon, alumina, silicon carbide, silicon nitride, boron nitride, etc. can be used. In any case, if large particles are mixed, the effect of stress dispersion is impaired. Therefore, it is necessary to remove the large particles with a sieve of 0.5 mm mesh or less and to keep the average particle size to 0.5 mm or less.

フッ化カルシウム結晶8の下に敷く応力を緩和させる部材9として炭素繊維フェルトを使用した。羊毛などをその縮戎(しゅくじゅう)する性質を生かして絡ませたものをフェルトと呼んでいるが、炭素繊維でも針を使って機械的に絡ませ布状にすることができる。これはニードルパンチフェルトとよばれ、工業用フィルターなどで広く使用されている。すでに成型された状態なので実施例1で示した綿状の応力分散材には弾力性の点で劣るが、適切に材料、厚さなどを選定してやることにより、応力分散材としての効果が見込むことができる。第一に繊維を構成する素線太さは0.05mm以下とする。より望ましくは0.02mm以下とする。第二にフェルトの厚さは2mm以上20mm以下とする。より望ましくは5mm以上20mm以下とする。第三に0.05g/cm3以上のかさ密度を持つものを選定する。本発明者らの検討によれば上記3条件に適合する材料を選ぶことで炭素繊維フェルトでも応力分散材としての効果を得ることができる。直径φ220、厚さ50mmのフッ化カルシウム結晶を15mm厚さの炭素繊維フェルトに載せて熱処理し、平均+2×標準偏差の複屈折率値は1.05nm/cmであった。   A carbon fiber felt was used as a member 9 that relieves stress under the calcium fluoride crystal 8. Felts that are entangled by making use of their properties of shrinking wool are called felts, but carbon fibers can also be entangled mechanically with a needle to form a cloth. This is called needle punch felt and is widely used in industrial filters. Since it is already molded, it is inferior in elasticity to the cotton-like stress dispersion material shown in Example 1, but the effect as a stress dispersion material can be expected by appropriately selecting the material, thickness, etc. Can do. First, the wire thickness constituting the fiber is 0.05 mm or less. More desirably, it is 0.02 mm or less. Second, the thickness of the felt is 2 mm or more and 20 mm or less. More desirably, it is set to 5 mm or more and 20 mm or less. Thirdly, one having a bulk density of 0.05 g / cm 3 or more is selected. According to the study by the present inventors, the effect as a stress dispersion material can be obtained even with carbon fiber felt by selecting a material that meets the above three conditions. A calcium fluoride crystal having a diameter of 220 mm and a thickness of 50 mm was placed on a 15 mm-thick carbon fiber felt and heat-treated, and the average + 2 × standard deviation birefringence value was 1.05 nm / cm.

比較のため、特開平10−279396に開示されている多段型の結晶成長坩堝を使用して円筒状のフッ化カルシウム結晶を製作し、結晶成長直後に付着した蒸着物を金ブラシ等で簡単に取り払い、結晶内の応力を緩和させる部材を使用せずに熱処理を行った。熱処理終了後、研削加工により直径φ225、厚さ50mmに加工した。波長633nmのレーザを用いて上記結晶を2.5mmピッチで測定した。複屈折率の面内分布を図4に示す。単位はnm/cmであり、平均+2×標準偏差の複屈折率値は1.82 nm/cmであった。多段型の結晶成長坩堝では連結孔があり、結晶面方位はそこでつながる。結晶成長直後ではその中心以外の部分には蒸着物が付着している状態になっている。したがって本実施例における熱処理前のフッ化カルシウム結晶は中心部分が凸になっている形状をしている。この状態で坩堝に直置きしてしまうと中心部分でのみ結晶の自重を支えていることになり、大きな応力集中を引き起こす。図4に示す複屈折率分布はまさにこの影響を示したものであり、中心部分に大きな残留応力があることを示している。このことから結晶底面の面精度を管理することの重要性がわかる。実験検討によれば、結晶表面粗さは0.1mm以下であり、かつ結晶表面平面度は0.05mm以下であれば本発明の応力を緩和させる部材を用いて非常に均一な複屈折率分すなわち歪の小さいフッ化カルシウム結晶を得ることができる。   For comparison, a cylindrical calcium fluoride crystal is manufactured using a multistage type crystal growth crucible disclosed in JP-A-10-279396, and the deposited material immediately after the crystal growth is easily removed with a gold brush or the like. The heat treatment was performed without using a member that relieved the stress in the crystal and relieved the stress. After the heat treatment, it was processed to a diameter of 225 mm and a thickness of 50 mm by grinding. The crystals were measured at a 2.5 mm pitch using a laser with a wavelength of 633 nm. The in-plane distribution of the birefringence is shown in FIG. The unit was nm / cm, and the birefringence value of average + 2 × standard deviation was 1.82 nm / cm. Multi-stage crystal growth crucibles have connecting holes, and crystal plane orientations are connected there. Immediately after crystal growth, the deposited material is attached to portions other than the center. Therefore, the calcium fluoride crystal before heat treatment in this example has a shape in which the central portion is convex. If placed directly in the crucible in this state, the weight of the crystal is supported only at the central portion, causing a large stress concentration. The birefringence distribution shown in FIG. 4 shows exactly this effect and shows that there is a large residual stress in the central portion. This shows the importance of managing the surface accuracy of the crystal bottom. According to the experimental study, if the crystal surface roughness is 0.1 mm or less and the crystal surface flatness is 0.05 mm or less, a very uniform birefringence component can be obtained using the stress relieving member of the present invention. That is, a calcium fluoride crystal having a small strain can be obtained.

熱処理の最高温度は1000〜1300℃にとられるが、縦弾性係数など材料定数をこの温度域まで正確に測定することは困難である。本発明者らはフッ化カルシウム結晶に対し、線膨張係数について1300℃まで、縦弾スティフネステンソルは800℃まで、熱拡散率は1000℃まで、100℃刻みで測定しており、外挿することにより概略の計算は可能である。例えば900℃付近では熱応力計算結果によればφ200×50mmのサイズにおいて前述の0.5℃/時間の降下速度では最大熱応力がおよそ125kPaに達する。一方、900℃における密度は2.92g/cm3なので底面にかかる平均圧力は1.43kPaになる。一見自重による応力は熱応力に比べて桁違いに小さく問題ないように見えるが、実際の真実接触面積は非常に小さいので部分的に大きな応力になることがある。   The maximum temperature for heat treatment is 1000 to 1300 ° C., but it is difficult to accurately measure material constants such as the longitudinal elastic modulus up to this temperature range. The present inventors have measured the linear expansion coefficient of calcium fluoride crystals up to 1300 ° C, the longitudinal stiffness tensor up to 800 ° C, the thermal diffusivity up to 1000 ° C in increments of 100 ° C, and extrapolated. A rough calculation is possible. For example, in the vicinity of 900 ° C., according to the thermal stress calculation result, the maximum thermal stress reaches about 125 kPa at the above-mentioned descent rate of 0.5 ° C./hour in the size of φ200 × 50 mm. On the other hand, since the density at 900 ° C. is 2.92 g / cm 3, the average pressure applied to the bottom surface is 1.43 kPa. At first glance, the stress due to its own weight seems to be much smaller than the thermal stress, but the actual real contact area is so small that it may be partially increased.

結晶厚さをh、熱拡散率をα、温度降下速度をvとすると熱応力は   If the crystal thickness is h, the thermal diffusivity is α, and the temperature drop rate is v, the thermal stress is

Figure 2005330122
に比例し、密度をρとすると底面の圧力はρhに比例する。比例定数をkとすると各温度域で
Figure 2005330122
When the density is ρ, the bottom pressure is proportional to ρh. If the proportionality constant is k,

Figure 2005330122
を満たすような温度降下速度を降伏応力との兼ね合いから決めることが最も効率的である。逆に言うと温度降下時に導入される歪の目標値がある場合には、結晶厚さを薄くすることで短時間に熱処理を行うことが可能である。したがって熱処理する結晶厚さは製品硝材厚さに近似する厚さで熱処理を行うと効率が良い。一方でスカベンジャーによる表面侵食もあるので本発明者らの検討によれば製品硝材厚さに5〜20mm程度さらに望ましくは8〜12mm加えた厚さで熱処理を行い、その後表面を除去することが歪を除去するために最適であることを見出した。
Figure 2005330122
It is most efficient to determine the temperature drop rate that satisfies the above condition from the balance with the yield stress. In other words, if there is a target value of strain to be introduced when the temperature drops, the heat treatment can be performed in a short time by reducing the crystal thickness. Therefore, it is more efficient if the heat treatment is performed with a crystal thickness to be heat-treated that is close to the product glass material thickness. On the other hand, since there is surface erosion due to scavengers, according to the study by the present inventors, it is distorted to heat-treat the product glass material with a thickness of about 5 to 20 mm, more preferably 8 to 12 mm, and then remove the surface. Found to be optimal for removing.

以上、6つの比較実施例で説明したように適切な材料・形状・厚さで構成された結晶内の応力を緩和させる部材を使用して、フッ化カルシウム結晶の熱処理を行うことで高精度な光学材料に好適な残留応力の少ない大口径硝材を得ることができる。また熱処理対象の大口径フッ化カルシウム結晶側も平面度・粗さ・厚さを規定することが必要である。   As described above, as described in the six comparative examples, using a member that relieves stress in the crystal composed of an appropriate material, shape, and thickness, heat treatment of the calcium fluoride crystal enables high accuracy. A large-diameter glass material with little residual stress suitable for an optical material can be obtained. Also, it is necessary to define the flatness, roughness, and thickness on the large-diameter calcium fluoride crystal side to be heat-treated.

なお、上記実施例ではフッ化カルシウムについて説明したが、同じフッ化物結晶であるフッ化バリウム、フッ化リチウム、フッ化マグネシウム等の単結晶熱処理についても同様のことが言えることはいうまでもない。   In addition, although the said Example demonstrated calcium fluoride, it cannot be overemphasized that the same thing can be said also about single crystal heat processings, such as barium fluoride, lithium fluoride, and magnesium fluoride which are the same fluoride crystals.

本発明の結晶内の応力を緩和させる部材を用いたフッ化カルシウムの熱処理装置断面図Cross-sectional view of a heat treatment apparatus for calcium fluoride using a member that relieves stress in the crystal of the present invention フッ化カルシウムの製造方法を示す概念図Conceptual diagram showing a method for producing calcium fluoride フッ化カルシウムを示す図Diagram showing calcium fluoride フッ化カルシウムを示す図Diagram showing calcium fluoride

符号の説明Explanation of symbols

1 ベルジャー
2 架台
3 断熱材
4 ヒータ
5 坩堝
6 支持棒
7 スカベンジャーボックス
8 フッ化カルシウム結晶
9 結晶内の応力を緩和させる部材
10 シール機構
11 真空ポンプ
12 ガス供給ボンベ
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Bell jar 2 Base 3 Heat insulating material 4 Heater 5 Crucible 6 Support rod 7 Scavenger box 8 Calcium fluoride crystal 9 Member which relieves stress in crystal
10 Sealing mechanism
11 Vacuum pump
12 Gas supply cylinder

Claims (13)

内部にフッ化物結晶を収納する坩堝を備えた真空容器からなり、真空容器内部または外部に設置されたヒータにより、坩堝とともにフッ化物結晶を加熱および冷却可能なフッ化物結晶の熱処理装置において、フッ化物結晶を収納する坩堝とフッ化物結晶との間に結晶内の応力を緩和させる部材を結晶底に設置したことを特徴とする熱処理装置。   In a fluoride crystal heat treatment apparatus comprising a vacuum vessel provided with a crucible containing fluoride crystals therein, and capable of heating and cooling the fluoride crystals together with the crucible by a heater installed inside or outside the vacuum vessel. A heat treatment apparatus characterized in that a member for relieving stress in a crystal is installed on the crystal bottom between a crucible containing the crystal and a fluoride crystal. 前記フッ化物結晶よりも接触部面積の小さい物質集合体で支持し、フッ化物結晶底面形状に合わせて集合体が変形することで真実接触面積を増加させたことを特徴とする請求項1記載の熱処理装置。   The true contact area is increased by supporting the material aggregate having a smaller contact area than the fluoride crystal and deforming the aggregate in accordance with the shape of the bottom surface of the fluoride crystal. Heat treatment equipment. 前記結晶内の応力を緩和させる部材は熱処理温度でフッ化物結晶と反応しない繊維であることを特徴とする請求項1から2記載の熱処理装置。   3. The heat treatment apparatus according to claim 1, wherein the member that relieves stress in the crystal is a fiber that does not react with the fluoride crystal at a heat treatment temperature. 前記繊維主成分は炭素、またはアルミナ、または炭化珪素、または窒化珪素、または窒化ホウ素であることを特徴とする請求項3記載の熱処理装置。   The heat treatment apparatus according to claim 3, wherein the fiber main component is carbon, alumina, silicon carbide, silicon nitride, or boron nitride. 前記繊維の厚さは2mm以上20mm以下であることを特徴とする請求項3記載の熱処理装置。   The heat treatment apparatus according to claim 3, wherein the fiber has a thickness of 2 mm or more and 20 mm or less. 前記繊維を構成する素線太さは0.05mm以下であることを特徴とする請求項3記載の熱処理装置。   The heat treatment apparatus according to claim 3, wherein a thickness of the strand constituting the fiber is 0.05 mm or less. 前記結晶内の応力を緩和させる部材は熱処理温度でフッ化物結晶と反応しない粉末であることを特徴とする請求項1から2記載の熱処理装置。   3. The heat treatment apparatus according to claim 1, wherein the member that relieves stress in the crystal is a powder that does not react with a fluoride crystal at a heat treatment temperature. 前記粉末主成分はタングステン、またはタンタル、またはモリブデンよりなる高融点金属であることを特徴とする請求項7記載の熱処理装置。   The heat treatment apparatus according to claim 7, wherein the powder main component is a refractory metal made of tungsten, tantalum, or molybdenum. 前記粉末主成分は炭素、またはアルミナ、または炭化珪素、または窒化珪素、または窒化ホウ素であることを特徴とする請求項7記載の熱処理装置。   The heat treatment apparatus according to claim 7, wherein the powder main component is carbon, alumina, silicon carbide, silicon nitride, or boron nitride. 前記粉末の平均粒径は0.5mm以下であることを特徴とする請求項7記載の熱処理装置。   The heat treatment apparatus according to claim 7, wherein the powder has an average particle size of 0.5 mm or less. 熱処理する結晶表面粗さは0.1mm以下であることを特徴とする請求項1から10記載の熱処理装置を用いて行うフッ化物結晶の熱処理方法。   11. The method for heat treatment of fluoride crystals performed using the heat treatment apparatus according to claim 1, wherein the crystal surface roughness to be heat-treated is 0.1 mm or less. 熱処理する結晶表面平面度は0.05mm以下であることを特徴とする請求項1から10記載の熱処理装置を用いて行うフッ化物結晶の熱処理方法。   The method for heat-treating a fluoride crystal using the heat-treating apparatus according to claim 1, wherein the crystal surface flatness to be heat-treated is 0.05 mm or less. 熱処理する結晶厚さは製品硝材厚さに近似する厚さで熱処理を行うことを特徴とする請求項1から10記載の熱処理装置を用いて行うフッ化物結晶の熱処理方法。   The method for heat-treating a fluoride crystal using the heat-treating apparatus according to claim 1, wherein the heat-treating crystal has a thickness approximate to the product glass material thickness.
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