JPH07126025A - 石英ガラス物品及びその製造方法 - Google Patents
石英ガラス物品及びその製造方法Info
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- JPH07126025A JPH07126025A JP29125893A JP29125893A JPH07126025A JP H07126025 A JPH07126025 A JP H07126025A JP 29125893 A JP29125893 A JP 29125893A JP 29125893 A JP29125893 A JP 29125893A JP H07126025 A JPH07126025 A JP H07126025A
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- quartz glass
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- ppm
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- quartz
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- Glass Melting And Manufacturing (AREA)
- Surface Treatment Of Glass (AREA)
- Glass Compositions (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】 無気泡で非常に高品質な突起体部をきわめて
効率的にかつ安価に製造させる。 【構成】 回転しながら加熱炉内に設置されている石英
ガラス体を１９００℃以上の高温に加熱しつつ、その上
面側に石英ガラス粉もしくは水晶粉を供給しながら加熱
融着せしめ肉盛部を生成する工程と、前記肉盛部を機械
加工により所定形状に形成する工程とを具え、前記石英
ガラス粉もしくは水晶粉の加熱溶融手段を、前記石英ガ
ラス体のＯＨ含有量に応じて酸水素火炎もしくは電気ア
ーク火炎に選択する事。
効率的にかつ安価に製造させる。 【構成】 回転しながら加熱炉内に設置されている石英
ガラス体を１９００℃以上の高温に加熱しつつ、その上
面側に石英ガラス粉もしくは水晶粉を供給しながら加熱
融着せしめ肉盛部を生成する工程と、前記肉盛部を機械
加工により所定形状に形成する工程とを具え、前記石英
ガラス粉もしくは水晶粉の加熱溶融手段を、前記石英ガ
ラス体のＯＨ含有量に応じて酸水素火炎もしくは電気ア
ーク火炎に選択する事。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は石英ガラス体の少なくと
も一面に突起体を形成してなる石英ガラス物品とその製
造方法に係り、特に半導体ウェーハ熱処理に用いられる
縦型ボートにおいてしばしば用いられる、突起、はめ込
み部を有する上蓋及び／または底板を効率的に製造する
方法に関する。
も一面に突起体を形成してなる石英ガラス物品とその製
造方法に係り、特に半導体ウェーハ熱処理に用いられる
縦型ボートにおいてしばしば用いられる、突起、はめ込
み部を有する上蓋及び／または底板を効率的に製造する
方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】近年、半導体ウェーハの熱処理手段は、
省設置面積及び自動装填の容易化の見地より従来の横型
炉から縦型炉に移行してきており、これに対応して該炉
内に装填されるウェーハボートも横型から縦型へと移行
してきている。そしてこの種の縦型ボートにおいては、
ウェーハ表面への処理ガスの均一接触と均熱の容易化を
図る為にボート全体を回転させるものが多いが、この場
合上方より垂下される回転軸に係合させるために（吊下
方式の場合）、若しくは設置方式のものにおいても芯出
し等の目的で上蓋に円筒状の突起体を形成するデザイン
が考案され、実用化されている。
省設置面積及び自動装填の容易化の見地より従来の横型
炉から縦型炉に移行してきており、これに対応して該炉
内に装填されるウェーハボートも横型から縦型へと移行
してきている。そしてこの種の縦型ボートにおいては、
ウェーハ表面への処理ガスの均一接触と均熱の容易化を
図る為にボート全体を回転させるものが多いが、この場
合上方より垂下される回転軸に係合させるために（吊下
方式の場合）、若しくは設置方式のものにおいても芯出
し等の目的で上蓋に円筒状の突起体を形成するデザイン
が考案され、実用化されている。
【０００３】また設置方式の縦型ボートにおいては、炉
内において、前記ボートの軸方向の均熱化と該ボートが
設置されている熱処理雰囲気空間とその下方のフランジ
取り付け部との断熱を図る為に、円筒断熱体からなる台
座上に設置される場合が多く、この場合円筒断熱体との
嵌合及び所定位置への精度良い嵌合を可能にするためボ
ート底板側に複雑な形状の嵌合突起を設ける場合があ
る。
内において、前記ボートの軸方向の均熱化と該ボートが
設置されている熱処理雰囲気空間とその下方のフランジ
取り付け部との断熱を図る為に、円筒断熱体からなる台
座上に設置される場合が多く、この場合円筒断熱体との
嵌合及び所定位置への精度良い嵌合を可能にするためボ
ート底板側に複雑な形状の嵌合突起を設ける場合があ
る。
【０００４】このような縦型ボートの、上面に複雑な形
状の上蓋、底板を製造する場合、従来は石英ガラス平板
に石英ガラスの溶接棒をバーナー加熱により加熱、融着
しながら逐次肉盛りを行なった後、肉盛り部を研削加工
して所定形状に成型していた。
状の上蓋、底板を製造する場合、従来は石英ガラス平板
に石英ガラスの溶接棒をバーナー加熱により加熱、融着
しながら逐次肉盛りを行なった後、肉盛り部を研削加工
して所定形状に成型していた。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら溶接棒に
よる肉盛り加工では作業時間が非常に長く、また溶接速
度と加熱温度の調整がうまくいかないと泡をかんでしま
うため、作業に高度の熟練性を必要とし、而も長時間の
火加工なので作業環境が悪いという問題を有していた。
又前記の様にして製造された石英ガラス物品は熱歪をも
っているので、研削加工に先だってこれをアニールによ
る熱処理により歪除去をしなければならず、そして該歪
除去用のアニール処理は一般的に対象物を石英ガラスの
歪点以上の温度、具体的には１０００〜１２００℃に加
熱保持して行なわれるが、この際前記したように肉盛り
部と平板間では、石英ガラスの材質が異なっているため
に、２つの材質の界面に発生する歪を除去することはき
わめて困難で、加熱時間を非常に長くしても又温度を多
少高くしても界面上の歪除去は出来ず、この為前記歪に
起因して、特に研削加工時に界面より剥離若しくはクラ
ック等が生じやすい。又かかる欠点を解消するために、
前記アニール処理時の温度は上げすぎると石英物品が変
形してしまう。
よる肉盛り加工では作業時間が非常に長く、また溶接速
度と加熱温度の調整がうまくいかないと泡をかんでしま
うため、作業に高度の熟練性を必要とし、而も長時間の
火加工なので作業環境が悪いという問題を有していた。
又前記の様にして製造された石英ガラス物品は熱歪をも
っているので、研削加工に先だってこれをアニールによ
る熱処理により歪除去をしなければならず、そして該歪
除去用のアニール処理は一般的に対象物を石英ガラスの
歪点以上の温度、具体的には１０００〜１２００℃に加
熱保持して行なわれるが、この際前記したように肉盛り
部と平板間では、石英ガラスの材質が異なっているため
に、２つの材質の界面に発生する歪を除去することはき
わめて困難で、加熱時間を非常に長くしても又温度を多
少高くしても界面上の歪除去は出来ず、この為前記歪に
起因して、特に研削加工時に界面より剥離若しくはクラ
ック等が生じやすい。又かかる欠点を解消するために、
前記アニール処理時の温度は上げすぎると石英物品が変
形してしまう。
【０００６】本発明はかかる従来技術の欠点に鑑み、無
気泡で非常に高品質な突起体部をきわめて効率的にかつ
安価に製造しうる石英ガラス物品とその製造方法を提供
する事を目的とする。本発明の他の目的はアニール処理
時の温度を無用に高くすることなく、突起体と石英ガラ
ス体の界面に内部歪が生じることなく円滑にアニールを
可能にした石英ガラス物品とその製造方法を提供する事
を目的とする。
気泡で非常に高品質な突起体部をきわめて効率的にかつ
安価に製造しうる石英ガラス物品とその製造方法を提供
する事を目的とする。本発明の他の目的はアニール処理
時の温度を無用に高くすることなく、突起体と石英ガラ
ス体の界面に内部歪が生じることなく円滑にアニールを
可能にした石英ガラス物品とその製造方法を提供する事
を目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】本発明は石英ガラス体の
少なくとも一面に突起体を形成してなる石英ガラス物品
において、高温加熱した石英ガラス体上への石英ガラス
粉もしくは水晶粉を供給しながら加熱融着せしめて前記
石英ガラス体上へ突起体（肉盛部）を生成する点を第１
の特徴とし、第２の特徴は前記突起体と石英ガラス体と
の間のＯＨ差を３０ｐｐｍ以下若しくは石英ガラス体の
ＯＨ値に対し５０％以内のいずれか多い方の値に収まる
ようにした事を特徴とするものである。尚、本発明は前
記石英ガラス物品が、半導体ウェーハ熱処理用の縦型ボ
ートの上蓋及び／又は底板に場合に好適に適用される
が、これのみに限定されない。
少なくとも一面に突起体を形成してなる石英ガラス物品
において、高温加熱した石英ガラス体上への石英ガラス
粉もしくは水晶粉を供給しながら加熱融着せしめて前記
石英ガラス体上へ突起体（肉盛部）を生成する点を第１
の特徴とし、第２の特徴は前記突起体と石英ガラス体と
の間のＯＨ差を３０ｐｐｍ以下若しくは石英ガラス体の
ＯＨ値に対し５０％以内のいずれか多い方の値に収まる
ようにした事を特徴とするものである。尚、本発明は前
記石英ガラス物品が、半導体ウェーハ熱処理用の縦型ボ
ートの上蓋及び／又は底板に場合に好適に適用される
が、これのみに限定されない。
【０００８】そしてこのような石英ガラス物品は、回転
しながら加熱炉内に設置されている石英ガラス体を１９
００℃以上の高温に加熱しつつ、その上面側に石英ガラ
ス粉もしくは水晶粉を供給しながら加熱融着せしめ肉盛
部を生成する工程と、前記肉盛部を機械加工により所定
形状に形成する工程とを具え、前記石英ガラス粉もしく
は水晶粉の加熱溶融手段を、前記石英ガラス体のＯＨ含
有量に応じて酸水素火炎もしくは電気アーク火炎に選択
する事、例えば前記石英ガラス体に含有されるＯＨ基が
１００ｐｐｍ以上の領域では酸水素火炎を、５０ｐｐｍ
以上１００ｐｐｍ以下の領域においては酸水素火炎もし
くは電気アークのいずれかを、５０ｐｐｍ以下の領域で
は電気アーク火炎を選択する事により達成される。
しながら加熱炉内に設置されている石英ガラス体を１９
００℃以上の高温に加熱しつつ、その上面側に石英ガラ
ス粉もしくは水晶粉を供給しながら加熱融着せしめ肉盛
部を生成する工程と、前記肉盛部を機械加工により所定
形状に形成する工程とを具え、前記石英ガラス粉もしく
は水晶粉の加熱溶融手段を、前記石英ガラス体のＯＨ含
有量に応じて酸水素火炎もしくは電気アーク火炎に選択
する事、例えば前記石英ガラス体に含有されるＯＨ基が
１００ｐｐｍ以上の領域では酸水素火炎を、５０ｐｐｍ
以上１００ｐｐｍ以下の領域においては酸水素火炎もし
くは電気アークのいずれかを、５０ｐｐｍ以下の領域で
は電気アーク火炎を選択する事により達成される。
【０００９】
【作用】本発明においては例えば図１に示すように十分
に保温された炉内の回転するテーブル上に製造される石
英物品の基体となる石英ガラス体を設置し、その突起形
状に合せてベルヌイ法に準じた粉体融着法により突起体
を形成する。例えば、デザインされる突起体の形状が平
板の中央部にある場合には図１に示すように粉体を融着
せしめる焦点を石英平板の回転中心に合わせ融着を行な
う事により、円筒状の突起体を効率よく得ることができ
る。また突起体がリング状の場合には図２に示すように
粉体を融着する焦点を中心から所定の距離ずらして融着
せしめる事により、形状精度のよいリング状の突起体を
簡単に得ることができる。従って、かかる技術手段によ
れば、従来溶接棒の肉盛りによって形成されていた突起
体部をベルヌイ法に準じた粉体を融着する手法で目的と
する石英ガラス体上に融着せしめる事により、無気泡で
非常に高品質な突起体部をきわめて効率的にかつ安価に
製造できる。
に保温された炉内の回転するテーブル上に製造される石
英物品の基体となる石英ガラス体を設置し、その突起形
状に合せてベルヌイ法に準じた粉体融着法により突起体
を形成する。例えば、デザインされる突起体の形状が平
板の中央部にある場合には図１に示すように粉体を融着
せしめる焦点を石英平板の回転中心に合わせ融着を行な
う事により、円筒状の突起体を効率よく得ることができ
る。また突起体がリング状の場合には図２に示すように
粉体を融着する焦点を中心から所定の距離ずらして融着
せしめる事により、形状精度のよいリング状の突起体を
簡単に得ることができる。従って、かかる技術手段によ
れば、従来溶接棒の肉盛りによって形成されていた突起
体部をベルヌイ法に準じた粉体を融着する手法で目的と
する石英ガラス体上に融着せしめる事により、無気泡で
非常に高品質な突起体部をきわめて効率的にかつ安価に
製造できる。
【００１０】一方、このようにして製造された石英ガラ
ス物品は熱歪をもっているので、研削加工に先だってこ
れをアニール除去しなければならないが、この際石英ガ
ラスの材質が異なってしまうと２つの材質の界面に発生
する歪を除去することはきわめて困難である事は前記し
た通りである。そこで本発明はアニール処理の際に界面
の熱歪差の発生の原因が、半導体工業用に用いられる高
純度石英ガラスの場合は石英ガラスに含有させるＯＨの
量で決定される事を見出し、石英平板のＯＨ基の含有量
に応じて粉体を融着する際の加熱手段を、石英平板が有
水タイプのシリカガラスの場合には酸水素火炎バーナ
を、無水タイプのシリカガラスの場合には電気アーク火
炎バーナを適宜選択することによって突起体部と基体と
なるべき石英ガラス体との間のＯＨ基をほぼ一致させ、
これによりアニール処理によっても界面に熱歪が残留せ
ず、安定した品質の縦型ボートその他の石英ガラス物品
が製造できる事を見いだした。
ス物品は熱歪をもっているので、研削加工に先だってこ
れをアニール除去しなければならないが、この際石英ガ
ラスの材質が異なってしまうと２つの材質の界面に発生
する歪を除去することはきわめて困難である事は前記し
た通りである。そこで本発明はアニール処理の際に界面
の熱歪差の発生の原因が、半導体工業用に用いられる高
純度石英ガラスの場合は石英ガラスに含有させるＯＨの
量で決定される事を見出し、石英平板のＯＨ基の含有量
に応じて粉体を融着する際の加熱手段を、石英平板が有
水タイプのシリカガラスの場合には酸水素火炎バーナ
を、無水タイプのシリカガラスの場合には電気アーク火
炎バーナを適宜選択することによって突起体部と基体と
なるべき石英ガラス体との間のＯＨ基をほぼ一致させ、
これによりアニール処理によっても界面に熱歪が残留せ
ず、安定した品質の縦型ボートその他の石英ガラス物品
が製造できる事を見いだした。
【００１１】即ちＯＨ基残有量の多い融水タイプの石英
ガラスには一般的に１００〜３００ｐｐｍのＯＨ基が含
有されており、この石英ガラスを基体にして本発明に示
される方法によって突起体を形成する場合には、アニー
ル工程で歪が除去できる程度に類似したＯＨの含有量を
形成する突起体部に与えてやれば良く、具体的には融着
の加熱手段を酸水素火炎バーナーで行なえばよい。酸水
素バーナーを熱源にすれば、形成される突起体に含まれ
るＯＨ量は、水晶粉を使用する場合にはその粒度、石英
ガラス粉を使用する場合には粒度と含有されるＯＨの量
によって、さらに融着体の成長速度、火炎を形成する酸
素、水素のバランスによって１００ｐｐｍ以上１０００
ｐｐｍ程度までの調整が可能である。
ガラスには一般的に１００〜３００ｐｐｍのＯＨ基が含
有されており、この石英ガラスを基体にして本発明に示
される方法によって突起体を形成する場合には、アニー
ル工程で歪が除去できる程度に類似したＯＨの含有量を
形成する突起体部に与えてやれば良く、具体的には融着
の加熱手段を酸水素火炎バーナーで行なえばよい。酸水
素バーナーを熱源にすれば、形成される突起体に含まれ
るＯＨ量は、水晶粉を使用する場合にはその粒度、石英
ガラス粉を使用する場合には粒度と含有されるＯＨの量
によって、さらに融着体の成長速度、火炎を形成する酸
素、水素のバランスによって１００ｐｐｍ以上１０００
ｐｐｍ程度までの調整が可能である。
【００１２】一方、無水タイプの石英ガラスには通常Ｏ
Ｈは全く含有されていないか、あるいは２０ｐｐｍ以下
のＯＨが含有されている。このような石英ガラスを基体
として本発明を実施するには、融着して得られる突起体
部に含まれる石英ガラスのＯＨ量を同様にきわめて低い
ものとしなければ、どのようなアニール処理によっても
歪除去は困難になる。そのためには前記融着のの加熱手
段として電気アーク火炎を好適に選択すればよい。ここ
で加熱手段を電気アーク火炎バーナに選択したばあいで
も、水晶粉を原料とする場合にはその粒度、雰囲気を、
石英ガラス粉体を原料をする場合にはＯＨを実質的に含
有しない石英ガラス粉を用い、かつ粒度を雰囲気を適宜
選択することによって０〜１００ｐｐｍ程度のＯＨ量の
調整が可能である。特にＯＨを実質的に含まない融着体
を形成する場合には粒度が１００μ以上の比較的粗い粉
を用いてかつ露点が−３０℃以下のドライ空気もしくは
窒素雰囲気内で本発明を実施する必要がある。
Ｈは全く含有されていないか、あるいは２０ｐｐｍ以下
のＯＨが含有されている。このような石英ガラスを基体
として本発明を実施するには、融着して得られる突起体
部に含まれる石英ガラスのＯＨ量を同様にきわめて低い
ものとしなければ、どのようなアニール処理によっても
歪除去は困難になる。そのためには前記融着のの加熱手
段として電気アーク火炎を好適に選択すればよい。ここ
で加熱手段を電気アーク火炎バーナに選択したばあいで
も、水晶粉を原料とする場合にはその粒度、雰囲気を、
石英ガラス粉体を原料をする場合にはＯＨを実質的に含
有しない石英ガラス粉を用い、かつ粒度を雰囲気を適宜
選択することによって０〜１００ｐｐｍ程度のＯＨ量の
調整が可能である。特にＯＨを実質的に含まない融着体
を形成する場合には粒度が１００μ以上の比較的粗い粉
を用いてかつ露点が−３０℃以下のドライ空気もしくは
窒素雰囲気内で本発明を実施する必要がある。
【００１３】しかしながら、実際には、石英ガラス基体
と突起体物である融着石英ガラスの間のＯＨ量は必ずし
も厳密に一致させなくてはならないわけではなく、基体
のＯＨが０ｐｐｍであっても３０ｐｐｍ程度まであれ
ば、或いはＯＨが２００ｐｐｍ程度の場合には±１００
ｐｐｍ程度の差ならアニール処理によって歪の除去が可
能であることが分かった。一般に含まれるＯＨが高けれ
ば高いほどこの許容値は高くなるが、少なくとも±５０
％以内であれば良い。従って、本発明の実施形態として
は石英ガラス基体のＯＨ量が１００ｐｐｍ以上であれば
酸水素火炎を熱源に、５０ｐｐｍ以下であれば電気アー
ク火炎を熱源にすれば良いことが判明した。尚石英ガラ
ス基体のＯＨが５０〜１００ｐｐｍの場合にはどちらの
熱源を用いてもよいのであるが、実施の簡便さから考え
ると酸水素火炎を熱源にした方が好ましい。
と突起体物である融着石英ガラスの間のＯＨ量は必ずし
も厳密に一致させなくてはならないわけではなく、基体
のＯＨが０ｐｐｍであっても３０ｐｐｍ程度まであれ
ば、或いはＯＨが２００ｐｐｍ程度の場合には±１００
ｐｐｍ程度の差ならアニール処理によって歪の除去が可
能であることが分かった。一般に含まれるＯＨが高けれ
ば高いほどこの許容値は高くなるが、少なくとも±５０
％以内であれば良い。従って、本発明の実施形態として
は石英ガラス基体のＯＨ量が１００ｐｐｍ以上であれば
酸水素火炎を熱源に、５０ｐｐｍ以下であれば電気アー
ク火炎を熱源にすれば良いことが判明した。尚石英ガラ
ス基体のＯＨが５０〜１００ｐｐｍの場合にはどちらの
熱源を用いてもよいのであるが、実施の簡便さから考え
ると酸水素火炎を熱源にした方が好ましい。
【００１４】
【実施例】以下、図面を参照して本発明の好適な実施例
を例示的に詳しく説明する。ただしこの実施例に記載さ
れている構成部品の寸法、材質、形状、その相対配置な
どは特に特定的な記載がない限りは、この発明の範囲を
それのみに限定する趣旨ではなく、単なる説明例に過ぎ
ない。図１は石英ガラス平板に突起体物を融着させるた
めの基本構成図で、１は水晶粉若しくは石英ガラス粉を
溶融するためのバーナで、基体となるべきＯＨ含有量に
合せて前記石英ガラス平板２に含有されるＯＨ基が１０
０ｐｐｍ以上の領域では酸水素バーナ１Ａを、５０ｐｐ
ｍ以上１００ｐｐｍ以下の領域においては酸水素バーナ
１Ａもしくは電気アークバーナ１Ｂのいずれかを、５０
ｐｐｍ以下の領域では電気アークバーナ１Ｂを選択す
る。そして前記バーナ１はいずれも中央上方より水晶粉
等の粉体５が供給され、前記バーナ炎により加熱溶融さ
れて石英ガラス平板２上に融着するように構成されてい
る。
を例示的に詳しく説明する。ただしこの実施例に記載さ
れている構成部品の寸法、材質、形状、その相対配置な
どは特に特定的な記載がない限りは、この発明の範囲を
それのみに限定する趣旨ではなく、単なる説明例に過ぎ
ない。図１は石英ガラス平板に突起体物を融着させるた
めの基本構成図で、１は水晶粉若しくは石英ガラス粉を
溶融するためのバーナで、基体となるべきＯＨ含有量に
合せて前記石英ガラス平板２に含有されるＯＨ基が１０
０ｐｐｍ以上の領域では酸水素バーナ１Ａを、５０ｐｐ
ｍ以上１００ｐｐｍ以下の領域においては酸水素バーナ
１Ａもしくは電気アークバーナ１Ｂのいずれかを、５０
ｐｐｍ以下の領域では電気アークバーナ１Ｂを選択す
る。そして前記バーナ１はいずれも中央上方より水晶粉
等の粉体５が供給され、前記バーナ炎により加熱溶融さ
れて石英ガラス平板２上に融着するように構成されてい
る。
【００１５】一方、基体となるべき石英ガラス平板２は
後記に示す加熱炉３内の回転テーブル４上に設置されて
おり、該石英ガラス平板２を回転させながら１９００℃
以上の高温に加熱しつつ、その上面側よりバーナ１によ
り加熱溶融された石英ガラス粉もしくは水晶粉５を供給
しながら加熱融着せしめる事により例えば、デザインさ
れる突起体６の形状が平板２の中央部にある場合には図
１（Ａ）に示すように粉体を融着せしめる焦点を石英平
板２の回転中心に合わせ融着を行なう事により、断面腕
型状の円筒状の突起体６を効率よく得ることができる。
そして前記突起体６は図１（Ｂ）に示すように、アニー
ル処理後研削により無駄肉部分６０を削除して所定形状
の石英ガラス物品を形成する。
後記に示す加熱炉３内の回転テーブル４上に設置されて
おり、該石英ガラス平板２を回転させながら１９００℃
以上の高温に加熱しつつ、その上面側よりバーナ１によ
り加熱溶融された石英ガラス粉もしくは水晶粉５を供給
しながら加熱融着せしめる事により例えば、デザインさ
れる突起体６の形状が平板２の中央部にある場合には図
１（Ａ）に示すように粉体を融着せしめる焦点を石英平
板２の回転中心に合わせ融着を行なう事により、断面腕
型状の円筒状の突起体６を効率よく得ることができる。
そして前記突起体６は図１（Ｂ）に示すように、アニー
ル処理後研削により無駄肉部分６０を削除して所定形状
の石英ガラス物品を形成する。
【００１６】また突起体６がリング状の場合には図２
（Ａ）に示すように粉体を融着する焦点を中心から所定
の距離ずらして融着せしめ断面腕型状のリング状突起体
６を製造した後、アニール処理後研削により無駄肉部分
６０を削除することにより形状精度のよい石英ガラス物
品を簡単に得ることができる。そして前記の様にして形
成された石英ガラス物品をアニール処理して内部歪を除
去した後、（Ｂ）に示すように研削加工により所定形状
に成型される。
（Ａ）に示すように粉体を融着する焦点を中心から所定
の距離ずらして融着せしめ断面腕型状のリング状突起体
６を製造した後、アニール処理後研削により無駄肉部分
６０を削除することにより形状精度のよい石英ガラス物
品を簡単に得ることができる。そして前記の様にして形
成された石英ガラス物品をアニール処理して内部歪を除
去した後、（Ｂ）に示すように研削加工により所定形状
に成型される。
【００１７】そして前記の方法で各種石英ガラス物品を
製造した。例えば図３は酸水素バーナ１Ａを用いた実施
例で、（Ａ）はその設備を示し、酸水素バーナ１Ａは酸
素及び水素の供給管１１、１２よりなり、ホッパ８内に
滞留した水晶粉５を酸素の供給管１２を介してバーナ１
Ａ出口より石英ガラス平板２上に供給／融着可能に構成
されており、又該石英ガラス平板２は加熱炉３内の回転
可能なテーブル４に載置されており、そして例えば含有
するＯＨ基の量が１８０ｐｐｍである直径φ１８０×厚
さ５ｍｍ の石英ガラス平板２を加熱炉３内の回転する
テーブル４上に置き、酸水素バーナ１Ａにて２２００℃
以上の高温に加熱し、上部のホッパ８内の粒径１００μ
から２００μの水晶粉５を酸素ガスとともに、バーナ１
Ａの中央部に同伴させ、火炎中に１時間に２００ｇの速
度で供給し、約１．５時間で直径８ｃｍ高さ４ｃｍの偏
平半球形状の石英ガラスの突起体６を形成した。この場
合前記石英ガラスの突起体６の重量は２２０ｇであっ
た。このようにして得られた石英ガラス平板２を１１０
０℃で３０分アニール処理を施した後、図３（Ｂ）に示
す形状に研削加工して無駄肉部分６０を除去して、二段
円筒状の突起体６を有する縦型ボートの上蓋用の石英ガ
ラス部材を製造した。ここで、突起体６に含有されるＯ
Ｈの量は２２０ｐｐｍで、アニール処理により歪は完全
に除去できた。
製造した。例えば図３は酸水素バーナ１Ａを用いた実施
例で、（Ａ）はその設備を示し、酸水素バーナ１Ａは酸
素及び水素の供給管１１、１２よりなり、ホッパ８内に
滞留した水晶粉５を酸素の供給管１２を介してバーナ１
Ａ出口より石英ガラス平板２上に供給／融着可能に構成
されており、又該石英ガラス平板２は加熱炉３内の回転
可能なテーブル４に載置されており、そして例えば含有
するＯＨ基の量が１８０ｐｐｍである直径φ１８０×厚
さ５ｍｍ の石英ガラス平板２を加熱炉３内の回転する
テーブル４上に置き、酸水素バーナ１Ａにて２２００℃
以上の高温に加熱し、上部のホッパ８内の粒径１００μ
から２００μの水晶粉５を酸素ガスとともに、バーナ１
Ａの中央部に同伴させ、火炎中に１時間に２００ｇの速
度で供給し、約１．５時間で直径８ｃｍ高さ４ｃｍの偏
平半球形状の石英ガラスの突起体６を形成した。この場
合前記石英ガラスの突起体６の重量は２２０ｇであっ
た。このようにして得られた石英ガラス平板２を１１０
０℃で３０分アニール処理を施した後、図３（Ｂ）に示
す形状に研削加工して無駄肉部分６０を除去して、二段
円筒状の突起体６を有する縦型ボートの上蓋用の石英ガ
ラス部材を製造した。ここで、突起体６に含有されるＯ
Ｈの量は２２０ｐｐｍで、アニール処理により歪は完全
に除去できた。
【００１８】図４は電気アークバーナ１Ｂを用いた他の
実施例で、該アークバーナ１Ｂはアーク電極１４と石英
ガラス導入管１５よりなり、ホッパ８内に滞留した水晶
粉５を石英ガラス導入管１５を介して電極１４先端間よ
り石英ガラス平板２上に供給／融着可能に構成されてお
り、又該石英ガラス平板２は加熱炉３内の回転可能なテ
ーブル４に載置されており、そして例えば含有するＯＨ
の量が２０ｐｐｍである直径φ１８０×厚さ５ｍｍ の
石英ガラス平板２を加熱炉３内の回転するテーブル４上
に置き、三相交流のアーク用電極１４によるアーク火炎
にて２２００℃以上の高温に加熱し、上部のホッパ８内
の粒径１００μから２００μの水晶粉５を石英ガラス導
入管１５によりアーク火炎の中央部に窒素により同伴さ
せ（図には窒素の導入管は示されていない）、火炎中に
１時間に１５０ｇの速度で供給した。約２．５時間で直
径８ｃｍ高さ４ｃｍの偏平半球形状の石英ガラスの突起
体６を形成した。この場合石英ガラスの突起体６の重量
は２２０ｇであった。このようにして得られた石英ガラ
ス部材を１１５０℃で３０分アニール処理を施した後、
図３（Ｂ）に示す形状に研削加工して、円筒状の突起体
６を有する半導体熱処理用縦型ボートの上蓋用の石英ガ
ラス部材を製造した。ここで、突起体６に含有されるＯ
Ｈの量は３０ｐｐｍで、アニール処理により歪は完全に
除去できた。
実施例で、該アークバーナ１Ｂはアーク電極１４と石英
ガラス導入管１５よりなり、ホッパ８内に滞留した水晶
粉５を石英ガラス導入管１５を介して電極１４先端間よ
り石英ガラス平板２上に供給／融着可能に構成されてお
り、又該石英ガラス平板２は加熱炉３内の回転可能なテ
ーブル４に載置されており、そして例えば含有するＯＨ
の量が２０ｐｐｍである直径φ１８０×厚さ５ｍｍ の
石英ガラス平板２を加熱炉３内の回転するテーブル４上
に置き、三相交流のアーク用電極１４によるアーク火炎
にて２２００℃以上の高温に加熱し、上部のホッパ８内
の粒径１００μから２００μの水晶粉５を石英ガラス導
入管１５によりアーク火炎の中央部に窒素により同伴さ
せ（図には窒素の導入管は示されていない）、火炎中に
１時間に１５０ｇの速度で供給した。約２．５時間で直
径８ｃｍ高さ４ｃｍの偏平半球形状の石英ガラスの突起
体６を形成した。この場合石英ガラスの突起体６の重量
は２２０ｇであった。このようにして得られた石英ガラ
ス部材を１１５０℃で３０分アニール処理を施した後、
図３（Ｂ）に示す形状に研削加工して、円筒状の突起体
６を有する半導体熱処理用縦型ボートの上蓋用の石英ガ
ラス部材を製造した。ここで、突起体６に含有されるＯ
Ｈの量は３０ｐｐｍで、アニール処理により歪は完全に
除去できた。
【００１９】次に図１の酸水素バーナ１Ａの設備を用い
て含有するＯＨの量が２０ｐｐｍである直径φ１８０×
厚さ５ｍｍ の石英ガラス円盤を実施例１と同一の炉内
の回転するテーブル４の上に置き、同一の水晶原料を用
い、同一の条件で直径８ｃｍ高さ４ｃｍの半球を少しつ
ぶした様な形状の石英ガラスの突起体６を形成した。こ
のようにして得られた石英ガラス部材を１１５０℃で１
２０分アニール処理を施した後、図３（Ｂ）に示す形状
に研削加工したところ、残留する歪のために石英板２の
界面部が割れてしまい、目的とする石英ガラス部材を形
成することは出来なかった。ここで突起体６に含有され
るＯＨの量を調べたところ２２０ｐｐｍであり、アニー
ルよって歪除去が完全に出来なかったことが確認され
た。
て含有するＯＨの量が２０ｐｐｍである直径φ１８０×
厚さ５ｍｍ の石英ガラス円盤を実施例１と同一の炉内
の回転するテーブル４の上に置き、同一の水晶原料を用
い、同一の条件で直径８ｃｍ高さ４ｃｍの半球を少しつ
ぶした様な形状の石英ガラスの突起体６を形成した。こ
のようにして得られた石英ガラス部材を１１５０℃で１
２０分アニール処理を施した後、図３（Ｂ）に示す形状
に研削加工したところ、残留する歪のために石英板２の
界面部が割れてしまい、目的とする石英ガラス部材を形
成することは出来なかった。ここで突起体６に含有され
るＯＨの量を調べたところ２２０ｐｐｍであり、アニー
ルよって歪除去が完全に出来なかったことが確認され
た。
【００２０】
【発明の効果】以上記載のごとく本発明によれば、無気
泡で非常に高品質な突起体をきわめて効率的にかつ安価
に製造しうるとともに、アニール処理時の温度を無用に
高くすることなく、突起体と石英ガラス体の界面に内部
歪が生じることなく円滑にアニール及び、研削加工を可
能にした石英ガラス物品を得る事が出来る等の種々の著
効を有す。
泡で非常に高品質な突起体をきわめて効率的にかつ安価
に製造しうるとともに、アニール処理時の温度を無用に
高くすることなく、突起体と石英ガラス体の界面に内部
歪が生じることなく円滑にアニール及び、研削加工を可
能にした石英ガラス物品を得る事が出来る等の種々の著
効を有す。
【図１】石英ガラス平板の中央に突起体を融着させるた
めの基本構成図で、（Ａ）は融着するための設備、
（Ｂ）は融着させた石英ガラス物品を示す。
めの基本構成図で、（Ａ）は融着するための設備、
（Ｂ）は融着させた石英ガラス物品を示す。
【図２】石英ガラス平板の周囲にリング状突起体を融着
させるための基本構成図で、（Ａ）は融着するための設
備、（Ｂ）は融着させた石英ガラス物品を示す。
させるための基本構成図で、（Ａ）は融着するための設
備、（Ｂ）は融着させた石英ガラス物品を示す。
【図３】酸水素バーナを用いた実施例で、（Ａ）はその
設備を示し、（Ｂ）は該設備により製造された石英ガラ
ス物品を示す。
設備を示し、（Ｂ）は該設備により製造された石英ガラ
ス物品を示す。
【図４】電気アークバーナを用いた他の実施例を示す。
２ 石英ガラス平板 １Ａ 酸水素バーナ １Ｂ 電気アークバーナ ３ 加熱炉 ５ 石英ガラス粉もしくは水晶粉 ６ 突起体
Claims (5)
- 【請求項１】 石英ガラス体の少なくとも一面に突起体
を形成してなる石英ガラス物品において、高温加熱した
石英ガラス体上への石英ガラス粉もしくは水晶粉を供給
しながら加熱溶着せしめて前記石英ガラス体上へ突起体
を生成すると共に、該突起体と石英ガラス体との間のＯ
Ｈ差を、３０ｐｐｍ以下若しくは石英ガラス体のＯＨ値
に対し±５０％以内のいずれか多い方の値に収まるよう
にした事を特徴とする石英ガラス物品。 - 【請求項２】 少なくとも前記石英ガラス体に含有され
るＯＨ基が５０ｐｐｍ以下の場合には電気アーク火炎を
用いて前記突起体を生成し、前記石英ガラス体に含有さ
れるＯＨ基が１００ｐｐｍ以上の場合には酸水素火炎を
用いて前記突起体を生成する事を特徴とする請求項１記
載の石英ガラス物品。 - 【請求項３】 前記石英ガラス物品が、半導体ウェーハ
熱処理用の縦型ボートの上蓋及び／又は底板であること
を特徴とする請求項１記載の石英ガラス物品。 - 【請求項４】 石英ガラス体の少なくとも一面に突起体
を生成させる石英ガラス物品の製造方法において、回転
しながら加熱炉内に設置されている石英ガラス体を１９
００℃以上の高温に加熱しつつ、その上面側に石英ガラ
ス粉もしくは水晶粉を供給しながら加熱融着せしめ肉盛
部を生成する工程と、前記肉盛部を機械加工により所定
形状に形成する工程とを具え、前記石英ガラス粉もしく
は水晶粉の加熱溶融手段を、前記石英ガラス体のＯＨ含
有量に応じて酸水素火炎もしくは電気アーク火炎に選択
する事を特徴とする石英ガラス物品の製造方法。 - 【請求項５】 前記石英ガラス体に含有されるＯＨ基が
１００ｐｐｍ以上の領域では酸水素火炎を、５０ｐｐｍ
以上１００ｐｐｍ以下の領域においては酸水素火炎もし
くは電気アークのいずれかを、５０ｐｐｍ以下の領域で
は電気アーク火炎を選択する事を特徴とする請求項４記
載の石英ガラス物品の製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP05291258A JP3114835B2 (ja) | 1993-10-27 | 1993-10-27 | 石英ガラス物品及びその製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP05291258A JP3114835B2 (ja) | 1993-10-27 | 1993-10-27 | 石英ガラス物品及びその製造方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH07126025A true JPH07126025A (ja) | 1995-05-16 |
| JP3114835B2 JP3114835B2 (ja) | 2000-12-04 |
Family
ID=17766543
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP05291258A Expired - Lifetime JP3114835B2 (ja) | 1993-10-27 | 1993-10-27 | 石英ガラス物品及びその製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3114835B2 (ja) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN102669970A (zh) * | 2011-03-18 | 2012-09-19 | 朱盛菁 | 水晶家具的制造方法 |
| JP2013112540A (ja) * | 2011-11-25 | 2013-06-10 | Tosoh Quartz Corp | 石英ガラスシリンダー材料の製造方法及びその製造装置 |
| JP2013112571A (ja) * | 2011-11-29 | 2013-06-10 | Tosoh Quartz Corp | 石英ガラスシリンダー材料の製造方法及びその製造装置 |
| CN114315107A (zh) * | 2022-01-21 | 2022-04-12 | 中天科技精密材料有限公司 | 制备石英玻璃的装置和方法 |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE60324625D1 (de) | 2002-04-04 | 2008-12-24 | Tosoh Corp | Thermisch-gespritzte Quarzglasteile und Herstellungsverfahren |
-
1993
- 1993-10-27 JP JP05291258A patent/JP3114835B2/ja not_active Expired - Lifetime
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN102669970A (zh) * | 2011-03-18 | 2012-09-19 | 朱盛菁 | 水晶家具的制造方法 |
| JP2013112540A (ja) * | 2011-11-25 | 2013-06-10 | Tosoh Quartz Corp | 石英ガラスシリンダー材料の製造方法及びその製造装置 |
| JP2013112571A (ja) * | 2011-11-29 | 2013-06-10 | Tosoh Quartz Corp | 石英ガラスシリンダー材料の製造方法及びその製造装置 |
| CN114315107A (zh) * | 2022-01-21 | 2022-04-12 | 中天科技精密材料有限公司 | 制备石英玻璃的装置和方法 |
| CN114315107B (zh) * | 2022-01-21 | 2023-11-28 | 中天科技精密材料有限公司 | 制备石英玻璃的装置和方法 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP3114835B2 (ja) | 2000-12-04 |
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