JP2006327916A - Manufacturing device for quartz glass, and manufacturing method for quartz glass using the same device - Google Patents

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誠志 藤原
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    • C03B19/00Other methods of shaping glass
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a manufacturing device for quartz glass, which can sufficiently uniformly control the amount of a liquid raw material fed to a vaporizer, sufficiently prevents the contamination of foreign materials into the quartz glass and the generation of bubbles or striae, and which efficiently and securely produces quartz glass having a sufficiently high transmittance of a light with a wave length within an ultraviolet region and having excellent homogeneity, and to provide a manufacturing method for quartz glass using the manufacturing device. <P>SOLUTION: The manufacturing device for quartz glass is provided with a liquid raw material cylinder 1, a piping 2 for a liquid raw material, one end of which is connected to the liquid raw material cylinder 1, a vaporizer 3, which is connected to the other end of the piping 2 for liquid raw material, a piping 4 for a raw material gas, one end of which is connected to the vaporizer 3, a burner 10, which is connected to the other end of the piping 4 for raw material gas, and a synthetic furnace 11, inside which the burner 10 is arranged. A flow rate control device 20 is mounted on the piping 2 for a liquid raw material, and further a pressure fluctuation buffering mechanism 21 is arranged between the liquid raw material cylinder 1 and the flow rate control device 20. <P>COPYRIGHT: (C)2007,JPO&INPIT

Description

本発明は、石英ガラスの製造装置、並びに、それを用いた石英ガラスの製造方法に関する。   The present invention relates to an apparatus for producing quartz glass and a method for producing quartz glass using the apparatus.

従来、半導体装置の製造過程で半導体基板等に集積回路の微細パターンを露光、転写する光リソグラフィー技術において、ステッパと呼ばれる露光装置が用いられている。このような露光装置においては、大規模集積回路(LSI)の高集積化にともなってi線(365nm)からKrFエキシマレーザー(248nm)、更にはArF(193nm)エキシマレーザーへと光源の短波長化が進められている。   2. Description of the Related Art Conventionally, an exposure apparatus called a stepper is used in an optical lithography technique that exposes and transfers a fine pattern of an integrated circuit onto a semiconductor substrate or the like in the process of manufacturing a semiconductor device. In such an exposure apparatus, the wavelength of the light source is shortened from i-line (365 nm) to KrF excimer laser (248 nm) and further to ArF (193 nm) excimer laser as high-scale integrated circuits (LSIs) are highly integrated. Is underway.

また、i線より短波長の光源を用いた露光装置の照明光学系あるいは投影光学系のレンズ、ミラー、レチクル等の光学部材としては、従来の光学ガラスでは波長がi線より短波長の光の透過率が低下するため、蛍石等のフッ化物単結晶や石英ガラスが用いられている。このような石英ガラスとしては、波長が紫外域にある光の透過率が高いことと、屈折率の均質性も高いことが要求されている。このような要求を実現するためには、かかる透過率を高くするために石英ガラス中の不純物濃度を抑える必要があるとともに、石英ガラスの屈折率の均質性を高くするために石英ガラス中の微妙な組成分布(異物や脈理等)を抑える必要がある。そのため、石英ガラスを製造する方法としては、一般的に、石英ガラスの原料となるケイ素化合物(ケイ素化合物を送り出すためのキャリアガスが同時に用いられる)と、支燃焼ガス及び燃焼ガス(例えば酸素含有ガス、水素含有ガス)とをバーナから流出させ、火炎内で石英ガラス微粒子(スート)を形成させた後、ス−トを耐熱性基板からなるターゲット上に堆積させ、熔融、ガラス化して石英ガラスのインゴットを得る火炎加水分解法(「直接法」又は「直接火炎加水分解法」とも称する)が採用されてきた。そして、このような火炎加水分解法による石英ガラスの製造方法や製造装置としては、液体状態のケイ素化合物を原料として用いる技術が開発されてきている。   In addition, as an optical member such as a lens, mirror, or reticle of an illumination optical system or projection optical system of an exposure apparatus using a light source having a wavelength shorter than i-line, conventional optical glass has a wavelength shorter than that of i-line. Since the transmittance decreases, fluoride single crystals such as fluorite and quartz glass are used. Such quartz glass is required to have high transmittance of light having a wavelength in the ultraviolet region and high homogeneity of refractive index. In order to realize such a requirement, it is necessary to suppress the impurity concentration in the quartz glass in order to increase the transmittance, and in order to increase the homogeneity of the refractive index of the quartz glass, It is necessary to suppress a significant composition distribution (foreign matter, striae, etc.). Therefore, as a method for producing quartz glass, generally, a silicon compound as a raw material of quartz glass (a carrier gas for sending out the silicon compound is used at the same time), a support combustion gas and a combustion gas (for example, an oxygen-containing gas). , Hydrogen-containing gas) from the burner to form quartz glass fine particles (soot) in a flame, and then deposit the soot on a target made of a heat-resistant substrate, and melt and vitrify the quartz glass. Flame hydrolysis methods to obtain ingots (also referred to as “direct method” or “direct flame hydrolysis method”) have been employed. As a method and apparatus for producing quartz glass by such a flame hydrolysis method, a technique using a silicon compound in a liquid state as a raw material has been developed.

例えば、特開2001−48551号公報(特許文献1)においては、溶融炉内に配置されたターゲットに対向して設けられ、ケイ素化合物を酸素水素火炎中で加水分解するバーナと、このバーナにマスフローコントローラを介して連通され、液体状ケイ素化合物(液体原料)を気化するベーキングタンクと、このベーキングタンクに連通され、液体状ケイ素化合物を収納し且つ加圧用ガスが供給されるメインタンクと、前記ベーキングタンクに収容されたケイ素化合物の重量を検出する重量検出装置と、この重量検出装置の出力に基づき制御され前記ベーキングタンクと前記メインタンクの間に設けられた流量制御装置とを有している石英ガラスの製造装置が開示されている。そして、前記製造装置においては、前記重量検出装置の出力に基づき流量制御装置を制御することにより、ケイ素化合物がベーキングタンクからバーナに供給されて減少した減少量だけ、ケイ素化合物がメインタンクからベーキングタンクに供給されるようになっている。また、特開平11−116247号公報(特許文献2)においては、ケイ素化合物からなる原料液を気化器に導入し、前記気化器において前記液体原料を気化させた原料ガスを合成炉に導入するにあたり、前記液体原料の前記気化器への導入量を液体マスフローメータで制御する石英ガラスの製造方法が開示されている。しかしながら、特許文献1や2に記載の従来の石英ガラスの製造装置や製造方法においては、石英ガラス中への異物の混入及び泡や脈理の発生を十分に防止できず、得られる石英ガラスの紫外線に対する透過率及び均質性が未だ十分なものではなかった。
特開2001−48551号公報 特開平11−116247号公報
For example, in Japanese Patent Application Laid-Open No. 2001-48551 (Patent Document 1), a burner is provided that is opposed to a target disposed in a melting furnace and hydrolyzes a silicon compound in an oxygen-hydrogen flame, and a mass flow is applied to the burner. A baking tank that is communicated via the controller and vaporizes the liquid silicon compound (liquid raw material); a main tank that is communicated with the baking tank and contains the liquid silicon compound and is supplied with a pressurizing gas; and the baking A quartz having a weight detection device for detecting the weight of the silicon compound accommodated in the tank, and a flow rate control device which is controlled based on an output of the weight detection device and is provided between the baking tank and the main tank. An apparatus for producing glass is disclosed. In the manufacturing apparatus, by controlling the flow rate control device based on the output of the weight detection device, the silicon compound is supplied from the baking tank to the burner and the silicon compound is reduced from the main tank to the baking tank. To be supplied. In Japanese Patent Application Laid-Open No. 11-116247 (Patent Document 2), a raw material liquid composed of a silicon compound is introduced into a vaporizer, and a raw material gas obtained by vaporizing the liquid raw material in the vaporizer is introduced into a synthesis furnace. A method for producing quartz glass is disclosed in which the amount of the liquid material introduced into the vaporizer is controlled by a liquid mass flow meter. However, in the conventional quartz glass manufacturing apparatus and manufacturing method described in Patent Documents 1 and 2, it is not possible to sufficiently prevent foreign matters from being mixed into the quartz glass and the generation of bubbles and striae. The transmittance and homogeneity with respect to ultraviolet rays were not yet satisfactory.
JP 2001-48551 A JP-A-11-116247

本発明は、上記従来技術の有する課題に鑑みてなされたものであり、気化器へ供給される液体原料の供給量を十分に均一に制御することができ、石英ガラス中への異物の混入及び泡や脈理の発生を十分に防止して、波長が紫外域にある光の透過率が十分に高く、しかも均質性に優れた石英ガラスを効率よく且つ確実に製造することを可能とする石英ガラスの製造装置、並びに、石英ガラスの製造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-described problems of the prior art, and the supply amount of the liquid raw material supplied to the vaporizer can be controlled sufficiently uniformly. Quartz that sufficiently prevents the generation of bubbles and striae, enables the efficient and reliable production of quartz glass with sufficiently high transmittance for light having a wavelength in the ultraviolet region and excellent in homogeneity It aims at providing the manufacturing apparatus of glass, and the manufacturing method of quartz glass.

本発明者らは、上記目的を達成すべく鋭意研究を重ねた結果、紫外線、特に波長が193nmのArFエキシマレーザーのような真空紫外線を照射した際における石英ガラスの初期透過率と均質性とに影響を及ぼす石英ガラス中への異物の混入及び泡や脈理の発生が、火炎加水分解法によって石英ガラスを製造する際、気化器へ供給される液体原料の供給量にムラが生じていることに起因するということを見出した。そして、従来の火炎加水分解法に用いられる石英ガラスの製造装置においては、マスフローメータ等の流量制御装置を用いて気化器に対する液体原料の供給量の制御を図っていたが、このような流量制御装置のみでは液体原料用配管中の液体原料の圧力がパルス的に変動した場合、例えば、圧送ガスの圧力変動、原料ボンベの切り替え時のエアバルブの開閉、圧送ガスの溶け込みや温度変化による泡の発生等を原因として液体原料の圧力がパルス的に変動した場合に対応できないために、厳密には液体原料の供給量にムラが発生しているということを見出した。また、このような供給量のムラには、液体原料の非圧縮性という特性が大きく影響している。その理由は、ガス原料の場合においては、ガスが圧縮性であるため何がしかの原因で発生した圧力の微妙な変動を吸収することは容易いが、液体原料の場合においては、液体が非圧縮性であるため、圧力の微妙な変動を吸収できないためである。また、気化器への液体原料の供給量にムラが発生すると、気化器からバーナへ供給される原料ガスの供給量にもムラが生じてしまう。そして、このような原料ガスの供給量のムラにより、バーナから噴出された火炎中(反応部)で生成される石英ガラス微粒子の量が変化して石英ガラスの積層速度は不均一なものとなることから、得られる石英ガラス中にミクロ的な組成分布が生じて脈理や泡等の変化が起こってしまう。そこで、本発明者らは、更に鋭意研究を重ねた結果、石英ガラスの製造装置にマスフローメータ等の流量制御装置を設けるとともに、前記流量制御装置と液体ボンベとの間に圧力変動緩衝機構を更に設けることにより、気化器へ供給される液体原料の供給量を十分に均一に制御することができ、石英ガラス中への異物の混入及び泡や脈理の発生を十分に防止して、波長が紫外域にある光の透過率が十分に高く、しかも均質性に優れた石英ガラスを効率よく且つ確実に製造できるようになることを見出し、本発明を完成するに至った。   As a result of intensive studies to achieve the above object, the present inventors have found that the initial transmittance and homogeneity of quartz glass when irradiated with ultraviolet rays, particularly vacuum ultraviolet rays such as an ArF excimer laser having a wavelength of 193 nm, are obtained. When the quartz glass is produced by the flame hydrolysis method, contamination of the foreign material in the quartz glass and the occurrence of bubbles and striae cause unevenness in the amount of liquid raw material supplied to the vaporizer. We found out that it is caused by. And in the quartz glass manufacturing apparatus used in the conventional flame hydrolysis method, the flow rate control device such as a mass flow meter was used to control the supply amount of the liquid raw material to the vaporizer. If the pressure of the liquid source in the liquid source piping fluctuates in a pulsating manner only with the device, for example, pressure fluctuation of the pumping gas, opening / closing of the air valve when switching the source cylinder, melting of the pumping gas or generation of bubbles due to temperature change As a result, it was found that the supply amount of the liquid raw material is uneven because it cannot cope with the case where the pressure of the liquid raw material fluctuates in a pulsed manner. In addition, the non-compressibility property of the liquid material greatly affects such unevenness in the supply amount. The reason for this is that in the case of gas raw materials, the gas is compressible, so it is easy to absorb subtle fluctuations in pressure caused by some reason, but in the case of liquid raw materials, the liquid is uncompressed. This is because it cannot absorb subtle fluctuations in pressure. Further, when unevenness occurs in the supply amount of the liquid raw material to the vaporizer, unevenness also occurs in the supply amount of the raw material gas supplied from the vaporizer to the burner. Then, due to the uneven supply amount of the raw material gas, the amount of quartz glass fine particles generated in the flame (reaction part) ejected from the burner changes, and the lamination rate of the quartz glass becomes non-uniform. For this reason, a microscopic composition distribution occurs in the obtained quartz glass, and changes such as striae and bubbles occur. Therefore, as a result of further earnest research, the present inventors have provided a flow rate control device such as a mass flow meter in the quartz glass manufacturing device, and further provided a pressure fluctuation buffering mechanism between the flow rate control device and the liquid cylinder. By providing, the supply amount of the liquid raw material supplied to the vaporizer can be controlled sufficiently uniformly, and it is possible to sufficiently prevent foreign substances from entering the quartz glass and the generation of bubbles and striae, and the wavelength can be reduced. It has been found that quartz glass having a sufficiently high transmittance of light in the ultraviolet region and excellent in homogeneity can be produced efficiently and reliably, and the present invention has been completed.

すなわち、本発明の石英ガラスの製造装置は、液体原料ボンベと、前記液体原料ボンベに一端が接続された液体原料用配管と、前記液体原料用配管の他端に接続された気化器と、前記気化器に一端が接続された原料ガス用配管と、前記原料ガス用配管の他端に接続されたバーナと、内部に前記バーナが配置された合成炉とを備える石英ガラスの製造装置であって、
前記液体原料用配管に流量制御装置が設けられており、且つ、前記液体原料ボンベと前記流量制御装置との間に圧力変動緩衝機構が更に設けられていることを特徴とするものである。
That is, the quartz glass manufacturing apparatus of the present invention includes a liquid source cylinder, a liquid source pipe having one end connected to the liquid source cylinder, a vaporizer connected to the other end of the liquid source pipe, A quartz glass manufacturing apparatus comprising: a raw gas pipe having one end connected to a vaporizer; a burner connected to the other end of the raw gas pipe; and a synthesis furnace in which the burner is disposed. ,
The liquid source pipe is provided with a flow rate control device, and a pressure fluctuation buffer mechanism is further provided between the liquid source cylinder and the flow rate control device.

上記本発明の石英ガラスの製造装置としては、前記圧力変動緩衝機構が、前記液体原料用配管内の液体原料の圧力変動を±0.05MPa以内に制御するものであることが好ましい。   In the quartz glass manufacturing apparatus of the present invention, it is preferable that the pressure fluctuation buffer mechanism controls the pressure fluctuation of the liquid raw material in the liquid raw material pipe within ± 0.05 MPa.

また、上記本発明の石英ガラスの製造装置としては、前記圧力変動緩衝機構が、液体原料の導入口と排出口とが設けられた容器、液体原料が流入する液室と圧力変動緩衝流体が充填される圧力変動緩衝室とに前記容器内を区分する隔膜、及び前記圧力変動緩衝室に充填された圧力変動緩衝流体を備えることが好ましい。   In the quartz glass manufacturing apparatus of the present invention, the pressure fluctuation buffer mechanism is filled with a container provided with an inlet and an outlet for liquid raw material, a liquid chamber into which the liquid raw material flows, and a pressure fluctuation buffer fluid. It is preferable that the pressure fluctuation buffer chamber is provided with a diaphragm that partitions the inside of the container, and a pressure fluctuation buffer fluid filled in the pressure fluctuation buffer chamber.

さらに、本発明の石英ガラスの製造装置としては、前記圧力変動緩衝機構が、前記液体原料用配管の内径の1/4倍以下の内径を有する1つ以上のピンホールが形成された圧力変動緩衝板であり、前記圧力変動緩衝板が前記液体原料用配管内に設けられていることが好ましく、また、前記圧力変動緩衝板と前記液体原料ボンベとの間に、前記液体原料用配管の内径の5倍以上の内径を有する膨張部位を更に備えることがより好ましい。   Further, in the quartz glass manufacturing apparatus of the present invention, the pressure fluctuation buffer mechanism is a pressure fluctuation buffer in which one or more pinholes having an inner diameter equal to or less than 1/4 times the inner diameter of the liquid raw material pipe are formed. It is preferable that the pressure fluctuation buffer plate is provided in the liquid raw material pipe, and the inner diameter of the liquid raw material pipe is between the pressure fluctuation buffer plate and the liquid raw material cylinder. It is more preferable to further include an expansion portion having an inner diameter of 5 times or more.

また、ケイ素化合物からなる液体原料を液体原料用配管により気化器に供給する液体原料供給工程と、前記気化器により前記液体原料を気化させて得た原料ガスを原料ガス用配管によりバーナに供給する原料ガス供給工程と、前記バーナにより前記原料ガスと、酸素含有ガスと、水素含有ガスとを合成炉内に設けられたターゲットに向けて噴出せしめ、前記ターゲット上に火炎加水分解反応によって石英ガラスを形成する石英ガラス形成工程とを含む石英ガラスの製造方法であって、
前記液体原料供給工程において、前記液体原料用配管内の液体原料の圧力変動を±0.05MPa以内に制御することを特徴とする方法である。
In addition, a liquid source supply step of supplying a liquid source made of a silicon compound to the vaporizer through the liquid source pipe, and a source gas obtained by vaporizing the liquid source with the vaporizer is supplied to the burner through the source gas pipe. The raw material gas supply step, the raw gas, the oxygen-containing gas, and the hydrogen-containing gas are ejected toward the target provided in the synthesis furnace by the burner, and quartz glass is formed on the target by a flame hydrolysis reaction. A method for producing quartz glass including a quartz glass forming step to be formed,
In the liquid source supply step, the pressure fluctuation of the liquid source in the liquid source pipe is controlled within ± 0.05 MPa.

上記本発明の石英ガラスの製造方法としては、前記液体原料供給工程において、前記液体原料用配管内の液体原料の流量変動を±0.01g/min以内に制御することが好ましい。   In the method for producing quartz glass of the present invention, it is preferable that the flow rate fluctuation of the liquid material in the liquid material pipe is controlled within ± 0.01 g / min in the liquid material supply step.

本発明によれば、気化器へ供給される液体原料の供給量を十分に均一に制御することができ、石英ガラス中への異物の混入及び泡や脈理の発生を十分に防止して、波長が紫外域にある光の透過率が十分に高く、しかも均質性に優れた石英ガラスを効率よく且つ確実に製造することを可能とする石英ガラスの製造装置、並びに、石英ガラスの製造方法を提供することが可能となる。   According to the present invention, the supply amount of the liquid raw material supplied to the vaporizer can be controlled sufficiently uniformly, and sufficiently prevent the occurrence of foreign substances and bubbles and striae in the quartz glass, A quartz glass production apparatus and a quartz glass production method capable of efficiently and reliably producing quartz glass having sufficiently high transmittance for light having a wavelength in the ultraviolet region and excellent in homogeneity. It becomes possible to provide.

以下において、図面を参照しながら本発明の石英ガラスの製造装置の好適な実施形態について詳細に説明する。   Hereinafter, preferred embodiments of a quartz glass production apparatus of the present invention will be described in detail with reference to the drawings.

図1は、本発明の石英ガラスの製造装置の好適な一実施形態の構成を示す模式図である。図1に示す石英ガラスの製造装置は、液体原料ボンベ1と、液体原料ボンベ1に一端が接続された液体原料用配管2と、液体原料用配管2の他端に接続された気化器3と、気化器3に一端が接続された原料ガス用配管4と、原料ガス用配管4の他端に接続されたバーナ10と、内部にバーナ10が配置された合成炉11とを備えている。なお、液体原料用配管2及び原料ガス用配管4は、それぞれ保温配管5で覆われており、液体原料ボンベ1は保温部材6で覆われている。   FIG. 1 is a schematic diagram showing the configuration of a preferred embodiment of the quartz glass manufacturing apparatus of the present invention. The quartz glass manufacturing apparatus shown in FIG. 1 includes a liquid source cylinder 1, a liquid source pipe 2 having one end connected to the liquid source cylinder 1, and a vaporizer 3 connected to the other end of the liquid source pipe 2. A raw material gas pipe 4 having one end connected to the vaporizer 3, a burner 10 connected to the other end of the raw material gas pipe 4, and a synthesis furnace 11 in which the burner 10 is disposed. The liquid raw material pipe 2 and the raw material gas pipe 4 are each covered with a heat insulating pipe 5, and the liquid raw material cylinder 1 is covered with a heat insulating member 6.

また、内部にバーナ10が配置された合成炉11は、耐火物12で囲われており、耐火物12で覆われた領域には、ターゲット13が配置されている。なお、バーナ10は、合成炉11の軸線上にあって、且つ合成炉11内に配置されたターゲット13に対向して火炎を放射するように配置されている。また、ターゲット13は回転機構及び揺動機構を備えたステージ14に接続されており、ステージ14は図示を省略した上下機構に接続されている。このような回転機構及び揺動機構、並びに上下機構によってターゲット13を一定周期で回転、揺動、降下させることが可能となるため、製造過程において石英ガラス15の上部位置を一定に保つことができる。   The synthesis furnace 11 in which the burner 10 is disposed is surrounded by a refractory 12, and a target 13 is disposed in a region covered with the refractory 12. The burner 10 is disposed on the axis of the synthesis furnace 11 so as to radiate a flame facing the target 13 disposed in the synthesis furnace 11. The target 13 is connected to a stage 14 having a rotation mechanism and a swing mechanism, and the stage 14 is connected to a vertical mechanism (not shown). Since the target 13 can be rotated, oscillated, and lowered at regular intervals by such a rotating mechanism and oscillating mechanism and an up-and-down mechanism, the upper position of the quartz glass 15 can be kept constant during the manufacturing process. .

また、液体原料用配管2には、流量制御装置20が設けられており、更に、液体原料ボンベ1と流量制御装置20との間に圧力変動緩衝機構21が設けられている。   The liquid source pipe 2 is provided with a flow rate control device 20, and further, a pressure fluctuation buffer mechanism 21 is provided between the liquid source cylinder 1 and the flow rate control device 20.

さらに、図1に示す石英ガラスの製造装置は、キャリアガス用配管22と、原料ガス以外の支燃ガス(例えば酸素)を供給するための支燃ガス用配管23と、可燃ガス(例えば水素)を供給するための可燃ガス用配管24とを備えている。このようなキャリアガス用配管22の一端は気化器3に接続されており、支燃ガス用配管23及び可燃ガス用配管24の一端はそれぞれバーナ10に接続されている。また、キャリアガス用配管22にはガスマスフローメータ25が設置されている。さらに、図1に示す石英ガラスの製造装置は、圧送ガスを液体原料ボンベ1に供給するための圧送ガス用配管26を備えており、圧送ガス用配管26の一端は液体原料ボンベ1に接続されている。また、液体原料ボンベ1には液体原料27が供給されている。   Further, the quartz glass manufacturing apparatus shown in FIG. 1 includes a carrier gas pipe 22, a support gas pipe 23 for supplying a support gas (eg, oxygen) other than the raw material gas, and a combustible gas (eg, hydrogen). And a combustible gas pipe 24 for supplying gas. One end of such a carrier gas pipe 22 is connected to the vaporizer 3, and one end of each of the support gas pipe 23 and the combustible gas pipe 24 is connected to the burner 10. A gas mass flow meter 25 is installed in the carrier gas pipe 22. Further, the quartz glass manufacturing apparatus shown in FIG. 1 includes a pressurized gas pipe 26 for supplying a pressurized gas to the liquid source cylinder 1, and one end of the pressurized gas pipe 26 is connected to the liquid source cylinder 1. ing. Further, a liquid source 27 is supplied to the liquid source cylinder 1.

図2は、本発明にかかる圧力変動緩衝機構21の好適な一実施形態の構成を示す概略縦断面図である。図2に示す圧力変動緩衝機構21は、液体原料の導入口30と排出口31とが設けられた容器32、液体原料が流入する液室33と圧力変動緩衝流体が充填される圧力変動緩衝室34とに前記容器32内を区分する隔膜35、及び圧力変動緩衝室34に充填された圧力変動緩衝流体とを備えている。   FIG. 2 is a schematic longitudinal sectional view showing a configuration of a preferred embodiment of the pressure fluctuation buffer mechanism 21 according to the present invention. The pressure fluctuation buffer mechanism 21 shown in FIG. 2 includes a container 32 provided with an inlet 30 and an outlet 31 for a liquid material, a liquid chamber 33 into which the liquid material flows, and a pressure fluctuation buffer chamber in which the pressure fluctuation buffer fluid is filled. 34, a diaphragm 35 for partitioning the inside of the container 32, and a pressure fluctuation buffer fluid filled in the pressure fluctuation buffer chamber 34.

このような圧力変動緩衝流体としては特に制限されず、窒素ガス、ヘリウムガス、空気等の気体や、グリセリン、水、シリコーンオイル等の液体が挙げられる。本実施形態においては、このような圧力変動緩衝流体として窒素ガスを用いる。このような圧力変動緩衝流体は圧縮性を有するものである。そのため、隔膜35で覆われた圧力変動緩衝室34は液室33に流入した液体原料27の圧力の変動によって収縮し、液体原料27の圧力の微妙な変動を吸収することができる。従って、本実施形態においては、図2に示す圧力変動緩衝機構21を用いることで、液体原料の圧力がパルス的に変動した場合であっても圧力の変動を制御することができる。   Such a pressure fluctuation buffer fluid is not particularly limited, and examples thereof include gases such as nitrogen gas, helium gas, and air, and liquids such as glycerin, water, and silicone oil. In the present embodiment, nitrogen gas is used as such a pressure fluctuation buffer fluid. Such pressure fluctuation buffer fluid has compressibility. Therefore, the pressure fluctuation buffer chamber 34 covered with the diaphragm 35 contracts due to the pressure fluctuation of the liquid raw material 27 flowing into the liquid chamber 33 and can absorb the subtle fluctuation of the pressure of the liquid raw material 27. Therefore, in this embodiment, by using the pressure fluctuation buffer mechanism 21 shown in FIG. 2, even if the pressure of the liquid raw material fluctuates in a pulse manner, the fluctuation of the pressure can be controlled.

また、このような圧力変動緩衝機構21としては、前記液体原料用配管2内の液体原料27の圧力変動を±0.05MPa以内(より好ましくは±0.03MPa以内)に制御することができるものを用いることが好ましい。このような圧力変動の範囲が前記±0.05MPa以内という範囲から外れると、得られる石英ガラス中への異物の混入や脈理の発生を十分に防止することができず、石英ガラスの透過率及び均質性が低下する傾向にある。また、このような圧力変動緩衝機構21は、流量制御装置20と相まって液体原料27の流量変動を±0.01g/min以内に制御することを可能とする。   As such a pressure fluctuation buffer mechanism 21, the pressure fluctuation of the liquid raw material 27 in the liquid raw material pipe 2 can be controlled within ± 0.05 MPa (more preferably within ± 0.03 MPa). Is preferably used. If the range of such pressure fluctuation is out of the range of ± 0.05 MPa or less, it is not possible to sufficiently prevent the occurrence of foreign matters and striae in the resulting quartz glass, and the transmittance of the quartz glass And the homogeneity tends to decrease. Further, such a pressure fluctuation buffer mechanism 21, coupled with the flow rate control device 20, can control the flow rate fluctuation of the liquid raw material 27 within ± 0.01 g / min.

また、このような圧力変動緩衝機構21は、液体原料ボンベ1と流量制御装置20との間の位置に設けられている。このように、圧力変動緩衝機構21を液体原料ボンベ1と流量制御装置20との間の位置に設けているのは、流量制御装置20の上流側の圧力変動が流量変動の原因となるためである。   Further, such a pressure fluctuation buffer mechanism 21 is provided at a position between the liquid source cylinder 1 and the flow rate control device 20. Thus, the reason why the pressure fluctuation buffer mechanism 21 is provided between the liquid material cylinder 1 and the flow rate control device 20 is that the pressure fluctuation on the upstream side of the flow rate control device 20 causes the flow rate fluctuation. is there.

なお、本実施形態において、このような圧力変動緩衝機構21としては、アキュムレータ(日本アキュムレータ株式会社製、商品名「HN−N25KG−LL1−PVC」)を用いている。   In the present embodiment, an accumulator (manufactured by Nippon Accumulator Co., Ltd., trade name “HN-N25KG-LL1-PVC”) is used as such a pressure fluctuation buffer mechanism 21.

また、本実施形態において、流量制御装置20としては、液体マスフローメータ(日本アエラ株式会社製、商品名「LX−1200」、仕様:フルスケール(FS)10g/min、最小制御流量3%FS、精度±1%FS、使用温度15〜35℃)を用いている。   Moreover, in this embodiment, as the flow control device 20, a liquid mass flow meter (manufactured by Nippon Aera Co., Ltd., trade name “LX-1200”, specification: full scale (FS) 10 g / min, minimum control flow rate 3% FS, Accuracy ± 1% FS, operating temperature 15 to 35 ° C.) is used.

次に、液体原料27について説明する。液体原料27としては、沸点が50℃〜200℃(より好ましくは70℃〜130℃)のケイ素化合物を好適に用いることができる。このような沸点が50℃未満では、原料が気化し易く取扱いが困難となるとともに、液体原料用配管2中で液体原料27中に泡が発生し易くなる傾向にあり、他方、200℃を超えると、原料ガスを合成炉11に導入する原料ガス用配管4中で、原料ガスの温度が沸点よりも低下して再液化し易くなる傾向にある。また、このようなケイ素化合物としては、アルコキシシラン、アルキルシクロシロキサン、アルキルシロキサンを用いることがより好ましい。本実施形態において、このような液体原料27としては、オクタメチルシクロテトラシロキサンを用いる。   Next, the liquid raw material 27 will be described. As the liquid raw material 27, a silicon compound having a boiling point of 50 ° C. to 200 ° C. (more preferably 70 ° C. to 130 ° C.) can be suitably used. When the boiling point is less than 50 ° C., the raw material is easily vaporized and difficult to handle, and bubbles tend to be easily generated in the liquid raw material 27 in the liquid raw material pipe 2, while the temperature exceeds 200 ° C. In the raw material gas pipe 4 for introducing the raw material gas into the synthesis furnace 11, the temperature of the raw material gas tends to be lower than the boiling point and easily reliquefied. Moreover, as such a silicon compound, it is more preferable to use alkoxysilane, alkylcyclosiloxane, or alkylsiloxane. In the present embodiment, octamethylcyclotetrasiloxane is used as such a liquid raw material 27.

以下において、本発明の石英ガラスの成形方法を実施するために好適な図1に示す石英ガラスの製造装置を用いた石英ガラスの製造方法について説明する。   In the following, a quartz glass manufacturing method using the quartz glass manufacturing apparatus shown in FIG. 1 suitable for carrying out the quartz glass forming method of the present invention will be described.

このような石英ガラスの製造方法は、基本的には、液体原料27を気化器3に供給する液体原料供給工程(A)と、原料ガスをバーナに供給する原料ガス供給工程(B)と、火炎加水分解反応によって石英ガラスを形成する石英ガラス形成工程(C)とを含む製造方法である。なお、石英ガラスの製造する際に使用する液体原料27の温度は特に制限されないが、本実施形態においては室温としている。   Such a method for producing quartz glass basically includes a liquid source supply step (A) for supplying the liquid source 27 to the vaporizer 3, a source gas supply step (B) for supplying source gas to the burner, And a quartz glass forming step (C) for forming quartz glass by a flame hydrolysis reaction. The temperature of the liquid raw material 27 used when manufacturing quartz glass is not particularly limited, but is set to room temperature in the present embodiment.

先ず、液体原料供給工程(A)を説明する。液体原料供給工程(A)においては、先ず、ケイ素化合物からなる液体原料27を液体原料ボンベ1に供給する。そして、液体原料27が貯蔵されている液体原料ボンベ1の内部に圧送ガス用配管26によって圧送ガスを供給する。このようにして液体原料ボンベ1の内部に前記圧送ガスが供給されると、液体原料ボンベ1から液体原料27が押し出されて液体原料用配管2内に流入する。このような圧送ガスとしては、液体原料に溶けにくいガスを用いることが好ましく、本実施形態においては、ヘリウムガスを用いている。   First, the liquid raw material supply step (A) will be described. In the liquid source supply step (A), first, a liquid source 27 made of a silicon compound is supplied to the liquid source cylinder 1. The pressurized gas is supplied into the liquid source cylinder 1 in which the liquid source 27 is stored through the pressurized gas pipe 26. When the pressurized gas is supplied into the liquid source cylinder 1 in this way, the liquid source 27 is pushed out from the liquid source cylinder 1 and flows into the liquid source pipe 2. As such a pressure-feed gas, it is preferable to use a gas that is difficult to dissolve in the liquid material. In this embodiment, helium gas is used.

次に、液体原料用配管2内に流入した液体原料27は、圧力変動緩衝機構21を通過する。圧力変動緩衝機構21においては、液体原料27が前記供給口30から液室33に流入し、液室33に流入してきた液体原料の圧力の変動によって圧力変動緩衝室34が収縮する。圧力変動緩衝機構21においては、このような圧力変動緩衝室34の収縮によって、原料ボンベの切り替え時のエアバルブの開閉、圧送ガスの溶け込みや温度変化による泡の発生等によって液体原料の圧力がパルス的に変動した場合であっても圧力の微妙な変動を吸収することができる。そのため、圧力変動緩衝機構21を通過することで液体原料27の圧力変動は小さくなる。そして、圧力変動緩衝機構21で圧力変動が制御された液体原料は排出口31を介して再度液体原料用配管2内に流入する。   Next, the liquid material 27 that has flowed into the liquid material pipe 2 passes through the pressure fluctuation buffer mechanism 21. In the pressure fluctuation buffer mechanism 21, the liquid raw material 27 flows into the liquid chamber 33 from the supply port 30, and the pressure fluctuation buffer chamber 34 contracts due to fluctuations in the pressure of the liquid raw material flowing into the liquid chamber 33. In the pressure fluctuation buffer mechanism 21, the pressure of the liquid raw material is pulsated due to such contraction of the pressure fluctuation buffer chamber 34 due to the opening and closing of the air valve at the time of changing the raw material cylinder, the melting of the pumped gas, the generation of bubbles due to the temperature change, and the like. Even when the pressure fluctuates, subtle fluctuations in pressure can be absorbed. Therefore, the pressure fluctuation of the liquid raw material 27 is reduced by passing through the pressure fluctuation buffer mechanism 21. Then, the liquid raw material whose pressure fluctuation is controlled by the pressure fluctuation buffer mechanism 21 flows again into the liquid raw material pipe 2 through the discharge port 31.

本実施形態においては、液体原料27の圧力変動を±0.05MPa以内に制御している。このようにして液体原料27の圧力変動を±0.05MPa以内に制御することで、石英ガラス中への異物の混入及び泡や脈理の発生を十分に防止することが可能となり、これにより紫外線の透過率が高く、均質性にも優れた石英ガラスを効率よく且つ確実に製造することができる。   In this embodiment, the pressure fluctuation of the liquid raw material 27 is controlled within ± 0.05 MPa. By controlling the pressure fluctuation of the liquid raw material 27 within ± 0.05 MPa in this way, it becomes possible to sufficiently prevent foreign matter from entering the quartz glass and the generation of bubbles and striae. Quartz glass having high transmittance and excellent homogeneity can be produced efficiently and reliably.

また、圧力変動緩衝機構21を通過し、再度液体原料用配管2内に流入した液体原料27は、流量制御装置20を通過して気化器3に供給される。このような流量制御装置20においては、気化器3への液体原料27の供給量の制御が行われる。本実施形態においては、流量制御装置20に流入した液体原料27は既に圧力変動が十分に制御されている。また、本実施形態においては、用いる液体原料の温度をその沸点よりも低い室温とすることで温度変化による液体原料中への泡の発生を防止している。そのため、液体原料27の流量変動は、流量制御装置20によって十分に制御することが可能となる。   Further, the liquid raw material 27 that has passed through the pressure fluctuation buffer mechanism 21 and again flows into the liquid raw material pipe 2 passes through the flow rate control device 20 and is supplied to the vaporizer 3. In such a flow control device 20, the supply amount of the liquid raw material 27 to the vaporizer 3 is controlled. In the present embodiment, the pressure fluctuation of the liquid raw material 27 that has flowed into the flow control device 20 is already sufficiently controlled. Moreover, in this embodiment, generation | occurrence | production of the bubble in the liquid raw material by a temperature change is prevented by making temperature of the liquid raw material used into room temperature lower than the boiling point. Therefore, the flow rate fluctuation of the liquid raw material 27 can be sufficiently controlled by the flow rate control device 20.

このように、本実施形態においては、圧力変動緩衝機構21と流量制御装置20とを用いることで、液体原料27の流量変動を±0.01g/min以内に制御している。このような流量変動が±0.01g/min以内の範囲を外れると、異物の混入や脈理の発生を十分に防止することができず、得られる石英ガラスの透過率及び均質性が低下する傾向にある。   Thus, in the present embodiment, the flow rate fluctuation of the liquid raw material 27 is controlled within ± 0.01 g / min by using the pressure fluctuation buffer mechanism 21 and the flow rate control device 20. When such flow rate fluctuations are out of the range of ± 0.01 g / min, it is not possible to sufficiently prevent the introduction of foreign matters and striae, and the transmittance and homogeneity of the resulting quartz glass are lowered. There is a tendency.

また、このようにして、圧力変動緩衝機構21及び流量制御装置20を用いて気化器3に供給される液体原料27の供給量を十分に均一に制御することによって、合成炉11への原料ガスの供給量を間接的に制御することが可能となる。   In addition, in this way, the feed gas to the synthesis furnace 11 is sufficiently controlled by sufficiently uniformly controlling the supply amount of the liquid material 27 supplied to the vaporizer 3 using the pressure fluctuation buffer mechanism 21 and the flow rate control device 20. It becomes possible to indirectly control the supply amount.

次に、原料ガス供給工程(B)を説明する。原料ガス供給工程(B)においては、気化器3において、気化器3に供給された液体原料27を霧状に(微粒子化)し、キャリアガスと混合、加熱して原料ガスを生成した後に得られた原料ガスを原料ガス用配管4によりバーナ10に供給する。   Next, the source gas supply process (B) will be described. In the raw material gas supply step (B), the liquid raw material 27 supplied to the vaporizer 3 is atomized (micronized) in the vaporizer 3, mixed with a carrier gas, and heated to produce a raw material gas. The obtained source gas is supplied to the burner 10 through the source gas pipe 4.

原料ガスを生成する工程においては、前述のようにして液体原料27を霧状にした後にキャリアガスと混合することで、液体原料27にキャリアガスの運動エネルギーを効率よく受け取らせることができる。そのため、液体原料27を霧状することで、気化器3内に液体原料27を満遍なく拡散させることができ、効率的に気化させることが可能となる。   In the process of generating the raw material gas, the liquid raw material 27 can efficiently receive the kinetic energy of the carrier gas by mixing the liquid raw material 27 with the carrier gas after making the liquid raw material 27 into a mist as described above. Therefore, by atomizing the liquid raw material 27, the liquid raw material 27 can be evenly diffused in the vaporizer 3, and can be efficiently vaporized.

また、前記キャリアガスとしては、不活性ガス(窒素ガスを含む)を用いることが好ましい。本実施形態においては、キャリアガスとして窒素ガスを用いる。このようなキャリアガスは、ガスマスフローメータ25を通過して気化器3に供給される。また、気化器3へのキャリアガスの供給量は、例えば1.5〜2.0slm(スタンダード・リットル・パー・ミニッツ)程度であることが好ましい。このようなキャリアガスの供給量は、ガスマスフローメータ25で制御することができる。なお、圧送ガスの種類とキャリアガスの種類とを一致させる必要はない。   As the carrier gas, it is preferable to use an inert gas (including nitrogen gas). In this embodiment, nitrogen gas is used as the carrier gas. Such a carrier gas is supplied to the vaporizer 3 through the gas mass flow meter 25. The amount of carrier gas supplied to the vaporizer 3 is preferably about 1.5 to 2.0 slm (standard liters per minute), for example. The supply amount of such carrier gas can be controlled by the gas mass flow meter 25. It is not necessary to match the type of the pumping gas with the type of the carrier gas.

また、気化器3においては、原料ガスを原料のケイ素化合物の沸点よりも10℃以上高い温度に加熱することが好ましい。このように、原料ガスの温度を、原料のケイ素化合物の沸点よりも10℃以上高い温度とすれば、原料ガス用配管4内において原料ガスの再液化を十分に防止することができる。また、このような加熱には、例えばラバーヒータや高周波誘導コイルを用いることができる。なお、原料液中に不純物(例えば、炭化水素)が混入している場合であっても、上記加熱温度よりも沸点が高い不純物は気化されずに気化器3中に残留する。そのため、気化器3において不純物の分離を図ることもできる。   In the vaporizer 3, the raw material gas is preferably heated to a temperature higher by 10 ° C. or more than the boiling point of the raw silicon compound. Thus, if the temperature of the raw material gas is set to a temperature that is 10 ° C. or more higher than the boiling point of the raw material silicon compound, re-liquefaction of the raw material gas in the raw material gas pipe 4 can be sufficiently prevented. For such heating, for example, a rubber heater or a high-frequency induction coil can be used. Even when impurities (for example, hydrocarbons) are mixed in the raw material liquid, impurities having a boiling point higher than the heating temperature remain in the vaporizer 3 without being vaporized. Therefore, the impurities can be separated in the vaporizer 3.

なお、前記原料ガスを供給するとともに、支燃ガス用配管23と、可燃ガス用配管24とによって火炎を生成するための支燃性ガス及び可燃性ガスがバーナ10に供給される。   In addition, while supplying the said raw material gas, the combustion support gas and combustible gas for producing | generating a flame are supplied to the burner 10 by the piping 23 for combustion support gas, and the piping 24 for combustible gas.

次に、石英ガラス形成工程(C)を説明する。石英ガラス形成工程(C)は、バーナ10により前記原料ガスと、酸素含有ガスと、水素含有ガスとを合成炉11内に設けられたターゲット13に向けて噴出せしめ、前記ターゲット13上に火炎加水分解反応によって石英ガラスを形成する工程である。   Next, the quartz glass forming step (C) will be described. In the quartz glass forming step (C), the raw material gas, the oxygen-containing gas, and the hydrogen-containing gas are ejected toward the target 13 provided in the synthesis furnace 11 by the burner 10, and flame hydrolysis is performed on the target 13. This is a step of forming quartz glass by a decomposition reaction.

石英ガラス形成工程(C)においては、先ず、バーナ10に供給された原料ガスと、酸素含有ガスと、水素含有ガスとをバーナ10から合成炉11内部のターゲット13に向けて噴射させる。この際、前記酸素含有ガスと、前記水素含有ガスとをバーナ10の先端で燃焼させて、その火炎内で原料ガスの分解、酸化反応を進行させて石英ガラス微粒子(スート)を形成させる。次に、耐火物12の内部においてバーナ10と対向する位置に配置されたターゲット13の上面に前記ス−トを堆積させ、さらに前記火炎により加熱して、堆積させた前記ス−トを熔融、ガラス化して石英ガラス15を製造することができる。なお、このような石英ガラスの製造の際には、ターゲット13を回転機構及び揺動機構により一定周期で回転、揺動させるとともに、上下機構により降下させることで製造中の石英ガラスの上部の位置が一定の高さに保たれるようにしている。   In the quartz glass forming step (C), first, the raw material gas, the oxygen-containing gas, and the hydrogen-containing gas supplied to the burner 10 are injected from the burner 10 toward the target 13 in the synthesis furnace 11. At this time, the oxygen-containing gas and the hydrogen-containing gas are burned at the tip of the burner 10, and the raw material gas is decomposed and oxidized in the flame to form quartz glass fine particles (soot). Next, the soot is deposited on the upper surface of the target 13 disposed at a position facing the burner 10 inside the refractory 12 and further heated by the flame to melt the deposited soot. The quartz glass 15 can be produced by vitrification. In the production of such quartz glass, the target 13 is rotated and oscillated at a constant period by a rotation mechanism and an oscillation mechanism, and is lowered by an up-and-down mechanism so that the position of the upper part of the quartz glass being produced is lowered. Is kept at a certain height.

以上、本発明の石英ガラスの製造装置の好適な一実施形態、並びにそれを用いた石英ガラスの製造方法について説明したが、本発明の石英ガラスの製造装置は上記実施形態に限定されるものではない。   The preferred embodiment of the quartz glass manufacturing apparatus of the present invention and the method of manufacturing quartz glass using the same have been described above, but the quartz glass manufacturing apparatus of the present invention is not limited to the above embodiment. Absent.

例えば、前記実施形態においては、圧力変動緩衝機構21としては、液体原料の導入口と排出口とが設けられた容器、液体原料が流入する液室と圧力変動緩衝流体が充填される圧力変動緩衝室とに前記容器内を区分する隔膜、圧力変動緩衝室に充填された圧力変動緩衝流体とを備える圧力変動緩衝機構(アキュムレータ〔日本アキュムレータ株式会社製、商品名「HN−N25KG−LL1−PVC」〕)が用いられているが、本発明の石英ガラスの製造装置に用いられる圧力変動緩衝機構21はこれに制限されるものではない。すなわち、液体原料の圧力変動を制御することができるものを適宜用いることができ、以下に示すような他の圧力変動緩衝機構21を好適に用いることができる。   For example, in the above-described embodiment, the pressure fluctuation buffer mechanism 21 includes a container provided with an inlet and an outlet for liquid raw material, a liquid chamber into which the liquid raw material flows, and a pressure fluctuation buffer filled with a pressure fluctuation buffer fluid. A pressure fluctuation buffer mechanism (accumulator [trade name “HN-N25KG-LL1-PVC” manufactured by Nippon Accumulator Co., Ltd.], comprising a diaphragm for dividing the inside of the container into a chamber and a pressure fluctuation buffer fluid filled in the pressure fluctuation buffer chamber. However, the pressure fluctuation buffer mechanism 21 used in the quartz glass manufacturing apparatus of the present invention is not limited to this. That is, a device capable of controlling the pressure fluctuation of the liquid material can be used as appropriate, and another pressure fluctuation buffer mechanism 21 as described below can be suitably used.

このような他の圧力変動緩衝機構21としては、液体原料用配管2の内径の1/4倍以下の内径を有する1つ以上のピンホールが形成された圧力変動緩衝板が挙げられる。このような圧力変動緩衝板は、液体原料用配管2内に設けられるものである。このような圧力変動緩衝機構においては、液体原料用配管2内を流れる液体原料27が圧力変動緩衝板を通過する際に、圧力を分散させる効果があることから、液体原料27の圧力変動を制御することが可能となる。また、このような圧力変動緩衝板において、前記ピンホールの内径が液体原料用配管2の内径の1/4倍を超えると、圧力を分散させる効果が低下する傾向にある。また、このような圧力変動緩衝板としては、圧力変動をより効率的に制御するという観点から、ピンホールの内径を液体原料用配管2の内径の1/10〜1/20倍とすることがより好ましい。また、前記ピンホールは1〜3個程度設けることがより好ましい。   As such another pressure fluctuation buffer mechanism 21, there is a pressure fluctuation buffer plate in which one or more pinholes having an inner diameter equal to or less than ¼ times the inner diameter of the liquid raw material pipe 2 are formed. Such a pressure fluctuation buffer plate is provided in the liquid raw material pipe 2. In such a pressure fluctuation buffer mechanism, the liquid raw material 27 flowing in the liquid raw material pipe 2 has an effect of dispersing the pressure when passing through the pressure fluctuation buffer plate, so that the pressure fluctuation of the liquid raw material 27 is controlled. It becomes possible to do. Further, in such a pressure fluctuation buffer plate, when the inner diameter of the pinhole exceeds 1/4 times the inner diameter of the liquid raw material pipe 2, the effect of dispersing the pressure tends to decrease. Moreover, as such a pressure fluctuation buffer plate, the inner diameter of the pinhole may be 1/10 to 1/20 times the inner diameter of the liquid raw material pipe 2 from the viewpoint of more efficiently controlling the pressure fluctuation. More preferred. More preferably, about 1 to 3 pinholes are provided.

さらに、他の圧力変動緩衝機構21としては、前記圧力変動緩衝板を液体原料用配管2内に設けるとともに、前記圧力変動緩衝板と液体原料ボンベ1との間に、液体原料用配管2の内径の5倍以上の内径を有する膨張部位を更に備えた圧力変動緩衝機構が挙げられる。このように、前記圧力変動緩衝板とともに、前記圧力変動緩衝板と液体原料ボンベ1との間に、液体原料用配管2の内径の5倍以上の内径の膨張部位を液体原料用配管2に設けることで、前記膨張部位に液体原料が流入した際に急激に圧力が分散されるため、液体原料用配管2内の液体原料27の圧力変動をより高い水準で制御することが可能となる。また、このような膨張部位において、前記膨張部位の内径が液体原料用配管2の内径の5倍未満であると十分に圧力変動を制御することが困難となる傾向にある。なお、前記圧力変動緩衝板を液体原料用配管2内に設けることなく、液体原料用配管2の内径の5倍以上の内径の膨張部位のみを設けたものは、液体原料の圧力変動を十分に制御することができないため、圧力変動緩衝機構21として用いることができない。   Further, as another pressure fluctuation buffer mechanism 21, the pressure fluctuation buffer plate is provided in the liquid raw material pipe 2, and an inner diameter of the liquid raw material pipe 2 is provided between the pressure fluctuation buffer plate and the liquid raw material cylinder 1. And a pressure fluctuation buffering mechanism further including an expansion portion having an inner diameter of 5 times or more. Thus, together with the pressure fluctuation buffer plate, between the pressure fluctuation buffer plate and the liquid source cylinder 1, an expansion portion having an inner diameter of 5 times or more the inner diameter of the liquid source pipe 2 is provided in the liquid source pipe 2. Thus, since the pressure is rapidly dispersed when the liquid material flows into the expansion site, the pressure fluctuation of the liquid material 27 in the liquid material pipe 2 can be controlled at a higher level. Further, in such an expanded portion, if the inner diameter of the expanded portion is less than five times the inner diameter of the liquid raw material pipe 2, it tends to be difficult to sufficiently control the pressure fluctuation. If the pressure fluctuation buffer plate is not provided in the liquid raw material pipe 2 and only the expansion portion having an inner diameter of 5 times or more of the inner diameter of the liquid raw material pipe 2 is provided, the pressure fluctuation of the liquid raw material is sufficiently increased. Since it cannot be controlled, it cannot be used as the pressure fluctuation buffer mechanism 21.

また、前記実施形態においては、流量制御装置20としては、液体マスフローメータ(日本アエラ株式会社製、商品名「LX−1200」を用いているが、本発明の石英ガラスの製造装置に用いられる流量制御装置20はこれに制限されるものではなく、液体原料の流量変動を調整することが可能なものを適宜用いることができる。   Moreover, in the said embodiment, although the liquid mass flow meter (Nippon Aera Co., Ltd. make, brand name "LX-1200" is used as the flow control apparatus 20, the flow volume used for the quartz glass manufacturing apparatus of this invention. The control device 20 is not limited to this, and a device capable of adjusting the flow fluctuation of the liquid material can be used as appropriate.

以下、実施例及び比較例に基づいて本発明をより具体的に説明するが、本発明は以下の実施例に限定されるものではない。   EXAMPLES Hereinafter, although this invention is demonstrated more concretely based on an Example and a comparative example, this invention is not limited to a following example.

(実施例1)
図1に示す石英ガラスの製造装置を用いて火炎加水分解法により石英ガラスの製造を行った。ここで、図1中の圧力変動緩衝機構21としては、圧力変導緩衝室に圧力変導緩衝流体として窒素を充填させたアキュムレータ(日本アキュムレータ株式会社製、商品名「HN−N25KG−LL1−PVC」)を用い、図1中の流量制御装置20としては、仕様がフルスケール(FS)10g/min、最小制御流量3%FS、精度±1%FSの液体マスフローメータ(日本アエラ株式会社製、商品名「LX−1200」)を用い、液体原料27としては、オクタメチルシクロテトラシロキサンを用い、キャリアガスとしては、窒素ガスを用いた。また、バーナ10から噴出させる酸素含有ガスの流量は200slmとなるように制御し、水素含有ガスの流量は550slmとなるように制御した。更に、バーナ10の中心部から噴出させる原料ガス(オクタメチルシクロテトラシロキサン)の流量は20g/minとなるように制御し、キャリアガス(窒素ガス)の流量は5slmとなるように制御した。また、気化器3における原料ガス(オクタメチルシクロテトラシロキサン)の加熱温度は200℃とした。更に液体原料用配管2としては、内径が4.35mmのものを用いた。
Example 1
Quartz glass was produced by a flame hydrolysis method using the quartz glass production apparatus shown in FIG. Here, as the pressure fluctuation buffer mechanism 21 in FIG. 1, an accumulator (Nihon Accumulator Co., Ltd., trade name “HN-N25KG-LL1-PVC” in which a pressure variable buffer chamber is filled with nitrogen as a pressure variable buffer fluid. 1) as a flow rate control device 20 in FIG. 1, a liquid mass flow meter with specifications of full scale (FS) 10 g / min, minimum control flow rate 3% FS, accuracy ± 1% FS (manufactured by Nippon Aera Corporation, (Trade name “LX-1200”), octamethylcyclotetrasiloxane was used as the liquid raw material 27, and nitrogen gas was used as the carrier gas. Further, the flow rate of the oxygen-containing gas ejected from the burner 10 was controlled to be 200 slm, and the flow rate of the hydrogen-containing gas was controlled to be 550 slm. Furthermore, the flow rate of the raw material gas (octamethylcyclotetrasiloxane) ejected from the center of the burner 10 was controlled to 20 g / min, and the flow rate of the carrier gas (nitrogen gas) was controlled to 5 slm. The heating temperature of the raw material gas (octamethylcyclotetrasiloxane) in the vaporizer 3 was set to 200 ° C. Further, as the liquid raw material pipe 2, one having an inner diameter of 4.35 mm was used.

石英ガラスの製造においては、先ず、ケイ素化合物からなる液体原料27(オクタメチルシクロテトラシロキサン)を液体原料ボンベ1に供給した後、液体原料ボンベ1の内部に圧送ガス(ヘリウムガス)を供給し、液体原料27を液体原料用配管2内に流入させた。次に、このような液体原料27を、圧力変動緩衝機構21及び流量制御装置20に通過させた後に気化器3に供給した。更に、気化器3においては、供給された液体原料27を霧状に(微粒子化)し、キャリアガスと混合、加熱して原料ガスを生成した。このようにして得られた原料ガスをバーナ10に供給した。また、バーナ10に供給された原料ガスを、酸素含有ガス及び水素含有ガスとともにバーナ10からターゲット13に向けて噴射させた。この際、前記酸素含有ガスと、前記水素含有ガスとをバーナ10の先端で燃焼させて、その火炎内で原料ガスの分解、酸化反応を進行させて石英ガラス微粒子(スート)を形成させた。このようにして、ターゲット13の上面にス−トを堆積させ、さらに前記火炎により加熱して、ターゲット13に堆積させた前記ス−トを熔融させて石英ガラス15を製造した。なお、このような石英ガラスの製造の際には、ターゲット13を回転機構及び揺動機構により一定周期で回転、揺動させるとともに上下機構により降下させることで製造中の石英ガラスの上部の位置が一定の高さに保たれるようにした。   In the production of quartz glass, first, a liquid raw material 27 (octamethylcyclotetrasiloxane) made of a silicon compound is supplied to the liquid raw material cylinder 1, and then a pumping gas (helium gas) is supplied into the liquid raw material cylinder 1. The liquid raw material 27 was allowed to flow into the liquid raw material pipe 2. Next, the liquid raw material 27 was supplied to the vaporizer 3 after passing through the pressure fluctuation buffer mechanism 21 and the flow rate control device 20. Furthermore, in the vaporizer 3, the supplied liquid raw material 27 was atomized (particulates), mixed with a carrier gas, and heated to generate a raw material gas. The raw material gas thus obtained was supplied to the burner 10. In addition, the source gas supplied to the burner 10 was injected from the burner 10 toward the target 13 together with the oxygen-containing gas and the hydrogen-containing gas. At this time, the oxygen-containing gas and the hydrogen-containing gas were burned at the tip of the burner 10, and the raw material gas was decomposed and oxidized in the flame to form quartz glass fine particles (soot). In this way, soot was deposited on the upper surface of the target 13 and further heated by the flame, and the soot deposited on the target 13 was melted to produce quartz glass 15. In the production of such quartz glass, the position of the upper part of the quartz glass being produced can be determined by rotating and swinging the target 13 with a rotation mechanism and a swing mechanism at a constant period and lowering the target 13 with a vertical mechanism. It was kept at a certain height.

このような石英ガラスの製造過程において、液体原料27の圧力変動及び流量変動を測定した。このような圧力変動は、圧力変動緩衝機構21と気化器3との間にデジタル式圧力計(長野計器社製、商品名「ZT60−A36」を設置し、このデジタル式圧力計にレコーダーを接続して測定した。また、流量変動は、前記液体マスフローメータにレコーダーを接続して測定した。得られた結果を表1及び図3に示す。   In such a manufacturing process of quartz glass, pressure fluctuation and flow fluctuation of the liquid raw material 27 were measured. For such pressure fluctuation, a digital pressure gauge (manufactured by Nagano Keiki Co., Ltd., trade name “ZT60-A36”) is installed between the pressure fluctuation buffer mechanism 21 and the vaporizer 3, and a recorder is connected to the digital pressure gauge. The flow rate fluctuation was measured by connecting a recorder to the liquid mass flow meter, and the results obtained are shown in Table 1 and FIG.

(実施例2)
圧力変導緩衝室に圧力変導緩衝流体として窒素を充填させたアキュムレータ(日本アキュムレータ株式会社製、商品名「HN−N25KG−LL1−PVC」)を用いる代わりに、圧力変導緩衝室に圧力変導緩衝流体としてグリセリンを供給させたアキュムレータ(日本アキュムレータ株式会社製、商品名「HB−N25KG−LL1−PVC」)を用いた以外は実施例1と同様にして石英ガラスを製造した。
(Example 2)
Instead of using an accumulator (Nihon Accumulator Co., Ltd., trade name “HN-N25KG-LL1-PVC”) filled with nitrogen as a pressure variable buffer fluid in the pressure variable buffer chamber, the pressure variable buffer chamber is changed in pressure. Quartz glass was produced in the same manner as in Example 1 except that an accumulator (trade name “HB-N25KG-LL1-PVC” manufactured by Nippon Accumulator Co., Ltd.) supplied with glycerin as a buffer fluid was used.

このような石英ガラスの製造過程において、実施例1と同様にして液体原料27の圧力変動及び流量変動を測定した。得られた結果を表1に示す。   In such a manufacturing process of quartz glass, the pressure fluctuation and the flow fluctuation of the liquid raw material 27 were measured in the same manner as in Example 1. The obtained results are shown in Table 1.

(実施例3)
圧力変導緩衝室に圧力変導緩衝流体として窒素を充填させたアキュムレータ(日本アキュムレータ株式会社製、商品名「HN−N25KG−LL1−PVC」)を用いず、圧力変動緩衝機構21として、直径が1mmのピンホールを1個設けた圧力変動緩衝板を用い、前記圧力変動緩衝板を液体原料用配管2の内部に設けた以外は実施例1と同様にして石英ガラスを製造した。
(Example 3)
Without using an accumulator (Nihon Accumulator Co., Ltd., trade name “HN-N25KG-LL1-PVC”) filled with nitrogen as a pressure variable buffer fluid in the pressure variable buffer chamber, the diameter of the pressure variable buffer mechanism 21 is Quartz glass was produced in the same manner as in Example 1 except that a pressure fluctuation buffer plate provided with one 1 mm pinhole was used and the pressure fluctuation buffer plate was provided inside the liquid raw material pipe 2.

このような石英ガラスの製造過程において、実施例1と同様にして液体原料27の圧力変動及び流量変動を測定した。得られた結果を表1に示す。   In such a manufacturing process of quartz glass, the pressure fluctuation and the flow fluctuation of the liquid raw material 27 were measured in the same manner as in Example 1. The obtained results are shown in Table 1.

(実施例4)
圧力変導緩衝室に圧力変導緩衝流体として窒素を充填させたアキュムレータ(日本アキュムレータ株式会社製、商品名「HN−N25KG−LL1−PVC」)を用いず、圧力変動緩衝機構21として、直径が0.3mmのピンホールを3個設けた圧力変動緩衝板を液体原料用配管2の内部に設けるとともに、前記圧力変導緩衝板と原料ボンベ1との間に、内径30mmの膨張部位を更に設けたものを用いた以外は実施例1と同様にして石英ガラスを製造した。
Example 4
Without using an accumulator (Nihon Accumulator Co., Ltd., trade name “HN-N25KG-LL1-PVC”) filled with nitrogen as a pressure variable buffer fluid in the pressure variable buffer chamber, the diameter of the pressure variable buffer mechanism 21 is A pressure fluctuation buffer plate having three 0.3 mm pinholes is provided inside the liquid raw material pipe 2, and an expansion portion having an inner diameter of 30 mm is further provided between the pressure variable buffer plate and the raw material cylinder 1 Quartz glass was produced in the same manner as in Example 1 except that the above was used.

このような石英ガラスの製造過程において、実施例1と同様にして液体原料27の圧力変動及び流量変動を測定した。得られた結果を表1に示す。   In such a manufacturing process of quartz glass, the pressure fluctuation and the flow fluctuation of the liquid raw material 27 were measured in the same manner as in Example 1. The obtained results are shown in Table 1.

(比較例1)
圧力変動緩衝機構を設けなかった以外は実施例1と同様にして石英ガラスを製造した。
(Comparative Example 1)
Quartz glass was produced in the same manner as in Example 1 except that no pressure fluctuation buffer mechanism was provided.

このような石英ガラスの製造過程において、実施例1と同様にして液体原料27の圧力変動及び流量変動を測定した。得られた結果を表1及び図3に示す。   In such a manufacturing process of quartz glass, the pressure fluctuation and the flow fluctuation of the liquid raw material 27 were measured in the same manner as in Example 1. The obtained results are shown in Table 1 and FIG.

(比較例2)
圧力変導緩衝室に窒素を充填させたアキュムレータ(日本アキュムレータ株式会社製、商品名「HN−N25KG−LL1−PVC」)を用いず、液体原料用配管2に内径30mmの膨張部位のみを設けた以外は実施例1と同様にして石英ガラスを製造した。
(Comparative Example 2)
Without using an accumulator (trade name “HN-N25KG-LL1-PVC” manufactured by Nippon Accumulator Co., Ltd.) filled with nitrogen in the pressure-variation buffer chamber, the liquid raw material pipe 2 was provided with only an expansion portion having an inner diameter of 30 mm. Except for the above, quartz glass was produced in the same manner as in Example 1.

このような石英ガラスの製造過程において、実施例1と同様にして液体原料27の圧力変動及び流量変動を測定した。得られた結果を表1に示す。   In such a manufacturing process of quartz glass, the pressure fluctuation and the flow fluctuation of the liquid raw material 27 were measured in the same manner as in Example 1. The obtained results are shown in Table 1.

(実施例1〜4及び比較例1〜2で得られた石英ガラスの評価)
<石英ガラス中の泡の測定>
実施例1〜4及び比較例1〜2で得られた石英ガラス中に発生している泡を測定した。このような泡の測定及び評価は、JOGIS記載の泡の測定方法(JOGIS12)にしたがった。このような泡の測定においては、各石英ガラスから縦30mm、横30mm、高さ10mmの大きさのブロックを切り出し、これを試料とした。また、このような泡の測定には、顕微鏡(ニコン社製、商品名「MM−40/L3T」)を用いた。得られた結果を表1に示す。
(Evaluation of the quartz glass obtained in Examples 1-4 and Comparative Examples 1-2)
<Measurement of bubbles in quartz glass>
The foam which generate | occur | produced in the quartz glass obtained in Examples 1-4 and Comparative Examples 1-2 was measured. The measurement and evaluation of such a foam followed the foam measurement method (JOGIS12) described in JOGIS. In measurement of such bubbles, blocks each having a size of 30 mm in length, 30 mm in width, and 10 mm in height were cut out from each quartz glass and used as samples. Moreover, the microscope (The Nikon company make, brand name "MM-40 / L3T") was used for the measurement of such a bubble. The obtained results are shown in Table 1.

<石英ガラス中の異物の測定>
実施例1〜4及び比較例1〜2で得られた石英ガラス中の異物を測定した。このような異物の測定及び評価は、JOGIS記載の異物の測定方法(JOGIS13)にしたがった。このような異物の測定においては、各石英ガラスから縦30mm、横30mm、高さ10mmの大きさのブロックを切り出し、これを試料とした。また、このような異物の測定には、顕微鏡(ニコン社製、商品名「MM−40/L3T」)を用い、更に、試料に対して2klxの照度の光を照射するために白色光の平行光束を射出可能な装置を用いた。得られた結果を表1に示す。
<Measurement of foreign matter in quartz glass>
Foreign matters in the quartz glass obtained in Examples 1 to 4 and Comparative Examples 1 and 2 were measured. The measurement and evaluation of such foreign matters were in accordance with the foreign matter measuring method (JOGIS13) described in JOGIS. In the measurement of such foreign matter, a block having a size of 30 mm in length, 30 mm in width, and 10 mm in height was cut out from each quartz glass and used as a sample. Further, in order to measure such foreign matter, a microscope (made by Nikon Corporation, trade name “MM-40 / L3T”) is used, and in addition, in order to irradiate the sample with light having an illuminance of 2 klx, parallel light of white light is used. A device capable of emitting a light beam was used. The obtained results are shown in Table 1.

<石英ガラス中の脈理の測定>
実施例1〜4及び比較例1〜2で得られた石英ガラス中の異物を測定した。このような脈理の測定及び評価は、JOGIS記載の脈理の測定方法(JOGIS11)にしたがった。得られた結果を表1に示す。
<Measurement of striae in quartz glass>
Foreign matters in the quartz glass obtained in Examples 1 to 4 and Comparative Examples 1 and 2 were measured. Such striae measurement and evaluation were performed according to the striae measurement method (JOGIS11) described in JOGIS. The obtained results are shown in Table 1.

Figure 2006327916
Figure 2006327916

表1及び図1に示した結果から明らかなように、本発明の石英ガラスの製造装置及び本発明の製造方法を用いた場合(実施例1〜4)においては、圧力変動及び流量変動を十分に均一に制御することが可能なことが確認され、気化器に対する液体原料の供給量が一定に保てることが分かった。そして、このような本発明の石英ガラスの製造装置においては、石英ガラス中への異物の混入及び泡や脈理の発生が十分に防止されることが確認された。このように、実施例1〜4で得られた石英ガラスには、紫外線の透過率の低下や均質性の低下の要因となる異物の混入及び泡や脈理の発生がないことから、紫外線の透過率が高く、均質性にも優れることが分かった。   As is apparent from the results shown in Table 1 and FIG. 1, in the case where the quartz glass production apparatus of the present invention and the production method of the present invention are used (Examples 1 to 4), sufficient pressure fluctuation and flow fluctuation are obtained. It was confirmed that the liquid material could be uniformly controlled, and the supply amount of the liquid raw material to the vaporizer could be kept constant. And in such a quartz glass manufacturing apparatus of the present invention, it was confirmed that mixing of foreign matters and generation of bubbles and striae into the quartz glass were sufficiently prevented. Thus, in the quartz glass obtained in Examples 1 to 4, since there is no mixing of foreign substances and generation of bubbles and striae that cause a decrease in the transmittance and homogeneity of ultraviolet rays, It was found that the transmittance was high and the uniformity was excellent.

一方、石英ガラスの製造装置に本発明にかかる圧力変動緩衝機構を設けなかった場合(比較例1〜2)においては、液体原料の圧力変動及び流量変動を十分に制御することができず、異物の混入、泡及び脈理の発生を十分に防止できないことが確認された。   On the other hand, in the case where the quartz glass manufacturing apparatus is not provided with the pressure fluctuation buffer mechanism according to the present invention (Comparative Examples 1 and 2), the pressure fluctuation and the flow fluctuation of the liquid raw material cannot be sufficiently controlled. It was confirmed that it was not possible to sufficiently prevent the occurrence of contamination, bubbles and striae.

以上説明したように、本発明によれば、気化器へ供給される液体原料の供給量を十分に均一に制御することができ、石英ガラス中への異物の混入及び泡や脈理の発生を十分に防止して、波長が紫外域にある光の透過率が十分に高く、しかも均質性に優れた石英ガラスを効率よく且つ確実に製造することを可能とする石英ガラスの製造装置、並びに、その製造装置を用いた石英ガラスの製造方法を提供することが可能となる。   As described above, according to the present invention, the supply amount of the liquid raw material supplied to the vaporizer can be controlled sufficiently uniformly, and foreign matter is mixed into the quartz glass and bubbles and striae are generated. Quartz glass production apparatus capable of efficiently and reliably producing quartz glass that is sufficiently prevented and has a sufficiently high transmittance of light having a wavelength in the ultraviolet region and excellent in homogeneity, and It is possible to provide a method for producing quartz glass using the production apparatus.

したがって、本発明の石英ガラスの製造装置は、気化器への液体原料の供給量の制御に優れるため、紫外光の透過率が高く、しかも均質性に優れた石英ガラスを製造する製造装置として有用である。   Therefore, the quartz glass production apparatus of the present invention is useful as a production apparatus for producing quartz glass having high ultraviolet light transmittance and excellent homogeneity because it is excellent in controlling the amount of liquid raw material supplied to the vaporizer. It is.

本発明の石英ガラスの製造装置の好適な一実施形態の構成を示す模式図である。It is a schematic diagram which shows the structure of suitable one Embodiment of the manufacturing apparatus of the quartz glass of this invention. 本発明にかかる圧力変動緩衝機構の好適な一実施形態の構成を示す概略縦断面図である。It is a schematic longitudinal cross-sectional view which shows the structure of suitable one Embodiment of the pressure fluctuation buffer mechanism concerning this invention. 実施例1及び比較例1において、気化器に供給される液体原料の圧力変動及び流量変動の状態を示すグラフである。In Example 1 and Comparative Example 1, it is a graph which shows the state of the pressure fluctuation and flow volume fluctuation | variation of the liquid raw material supplied to a vaporizer.

符号の説明Explanation of symbols

1…液体原料ボンベ、2…液体原料用配管、3…気化器、4…原料ガス用配管、5…保温配管、6…保温部材、10…バーナ、11…合成炉、12…耐火物、13…ターゲット、14…ステージ、15…石英ガラス、20…流量制御装置、21…圧力変動緩衝機構、22…キャリアガス用配管、23…支燃ガス用配管、24…可燃ガス用配管、25…ガスマスフローメータ、26…圧送ガス用配管、27…液体原料、30…導入口、31…排出口、32…容器、33…液室、34…圧力変動緩衝室、35…隔膜。   DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Liquid raw material cylinder, 2 ... Liquid raw material piping, 3 ... Vaporizer, 4 ... Raw material gas piping, 5 ... Thermal insulation piping, 6 ... Thermal insulation member, 10 ... Burner, 11 ... Synthesis furnace, 12 ... Refractory, 13 DESCRIPTION OF SYMBOLS ... Target, 14 ... Stage, 15 ... Quartz glass, 20 ... Flow control device, 21 ... Pressure fluctuation buffer mechanism, 22 ... Carrier gas piping, 23 ... Combustion gas piping, 24 ... Combustion gas piping, 25 ... Gas Mass flow meter, 26 ... piping for pressurized gas, 27 ... liquid raw material, 30 ... introduction port, 31 ... discharge port, 32 ... container, 33 ... liquid chamber, 34 ... pressure fluctuation buffer chamber, 35 ... diaphragm.

Claims (7)

液体原料ボンベと、前記液体原料ボンベに一端が接続された液体原料用配管と、前記液体原料用配管の他端に接続された気化器と、前記気化器に一端が接続された原料ガス用配管と、前記原料ガス用配管の他端に接続されたバーナと、内部に前記バーナが配置された合成炉とを備える石英ガラスの製造装置であって、
前記液体原料用配管に流量制御装置が設けられており、且つ、前記液体原料ボンベと前記流量制御装置との間に圧力変動緩衝機構が更に設けられていることを特徴とする石英ガラスの製造装置。
A liquid source cylinder, a liquid source pipe having one end connected to the liquid source cylinder, a vaporizer connected to the other end of the liquid source pipe, and a source gas pipe having one end connected to the vaporizer An apparatus for producing quartz glass, comprising: a burner connected to the other end of the source gas pipe; and a synthesis furnace in which the burner is disposed.
An apparatus for producing quartz glass, wherein a flow rate control device is provided in the liquid source pipe, and a pressure fluctuation buffering mechanism is further provided between the liquid source cylinder and the flow rate control device. .
前記圧力変動緩衝機構が、前記液体原料用配管内の液体原料の圧力変動を±0.05MPa以内に制御するものであることを特徴とする請求項1に記載の石英ガラスの製造装置。   The quartz glass manufacturing apparatus according to claim 1, wherein the pressure fluctuation buffer mechanism controls the pressure fluctuation of the liquid raw material in the liquid raw material pipe within ± 0.05 MPa. 前記圧力変動緩衝機構が、液体原料の導入口と排出口とが設けられた容器、液体原料が流入する液室と圧力変動緩衝流体が充填される圧力変動緩衝室とに前記容器内を区分する隔膜、及び前記圧力変動緩衝室に充填された圧力変動緩衝流体を備えることを特徴とする請求項1又は2に記載の石英ガラスの製造装置。   The pressure fluctuation buffer mechanism divides the inside of the container into a container provided with an inlet and an outlet for liquid raw material, a liquid chamber into which liquid raw material flows and a pressure fluctuation buffer chamber filled with pressure fluctuation buffer fluid. The apparatus for producing quartz glass according to claim 1, further comprising a diaphragm and a pressure fluctuation buffer fluid filled in the pressure fluctuation buffer chamber. 前記圧力変動緩衝機構が、前記液体原料用配管の内径の1/4倍以下の内径を有する1つ以上のピンホールが形成された圧力変動緩衝板であり、前記圧力変動緩衝板が前記液体原料用配管内に設けられていることを特徴とする請求項1又は2に記載の石英ガラスの製造装置。   The pressure fluctuation buffer mechanism is a pressure fluctuation buffer plate in which one or more pinholes having an inner diameter equal to or less than 1/4 times the inner diameter of the liquid raw material pipe are formed, and the pressure fluctuation buffer plate is the liquid raw material The quartz glass manufacturing apparatus according to claim 1, wherein the quartz glass manufacturing apparatus is provided in an industrial pipe. 前記圧力変動緩衝機構が、前記圧力変動緩衝板と前記液体原料ボンベとの間に、前記液体原料用配管の内径の5倍以上の内径を有する膨張部位を更に備えることを特徴とする請求項4に記載の石英ガラスの製造装置。   5. The pressure fluctuation buffer mechanism further includes an expansion portion having an inner diameter that is not less than five times the inner diameter of the liquid source pipe between the pressure fluctuation buffer plate and the liquid source cylinder. The production apparatus for quartz glass as described in 1. ケイ素化合物からなる液体原料を液体原料用配管により気化器に供給する液体原料供給工程と、前記気化器により前記液体原料を気化させて得た原料ガスを原料ガス用配管によりバーナに供給する原料ガス供給工程と、前記バーナにより前記原料ガスと、酸素含有ガスと、水素含有ガスとを合成炉内に設けられたターゲットに向けて噴出せしめ、前記ターゲット上に火炎加水分解反応によって石英ガラスを形成する石英ガラス形成工程とを含む石英ガラスの製造方法であって、
前記液体原料供給工程において、前記液体原料用配管内の液体原料の圧力変動を±0.05MPa以内に制御することを特徴とする石英ガラスの製造方法。
A liquid source supply step for supplying a liquid source composed of a silicon compound to a vaporizer through a liquid source pipe, and a source gas for supplying a source gas obtained by vaporizing the liquid source with the vaporizer to a burner through a source gas pipe The raw material gas, the oxygen-containing gas, and the hydrogen-containing gas are ejected toward the target provided in the synthesis furnace by the supply step and the burner, and quartz glass is formed on the target by a flame hydrolysis reaction. A method for producing quartz glass, comprising a quartz glass forming step,
The method for producing quartz glass, wherein in the liquid source supply step, the pressure fluctuation of the liquid source in the liquid source pipe is controlled within ± 0.05 MPa.
前記液体原料供給工程において、前記液体原料用配管内の液体原料の流量変動を±0.01g/min以内に制御することを特徴とする請求項6に記載の石英ガラスの製造方法。
The method for producing quartz glass according to claim 6, wherein, in the liquid source supply step, flow rate fluctuation of the liquid source in the liquid source pipe is controlled within ± 0.01 g / min.
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