JPH08183621A - 高純度、高耐熱性シリカガラスの製造方法 - Google Patents
高純度、高耐熱性シリカガラスの製造方法Info
- Publication number
- JPH08183621A JPH08183621A JP32501694A JP32501694A JPH08183621A JP H08183621 A JPH08183621 A JP H08183621A JP 32501694 A JP32501694 A JP 32501694A JP 32501694 A JP32501694 A JP 32501694A JP H08183621 A JPH08183621 A JP H08183621A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- silica
- silica glass
- porous body
- purity
- less
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Granted
Links
Classifications
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C03—GLASS; MINERAL OR SLAG WOOL
- C03B—MANUFACTURE, SHAPING, OR SUPPLEMENTARY PROCESSES
- C03B19/00—Other methods of shaping glass
- C03B19/14—Other methods of shaping glass by gas- or vapour- phase reaction processes
- C03B19/1453—Thermal after-treatment of the shaped article, e.g. dehydrating, consolidating, sintering
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C03—GLASS; MINERAL OR SLAG WOOL
- C03C—CHEMICAL COMPOSITION OF GLASSES, GLAZES OR VITREOUS ENAMELS; SURFACE TREATMENT OF GLASS; SURFACE TREATMENT OF FIBRES OR FILAMENTS MADE FROM GLASS, MINERALS OR SLAGS; JOINING GLASS TO GLASS OR OTHER MATERIALS
- C03C3/00—Glass compositions
- C03C3/04—Glass compositions containing silica
- C03C3/06—Glass compositions containing silica with more than 90% silica by weight, e.g. quartz
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C03—GLASS; MINERAL OR SLAG WOOL
- C03B—MANUFACTURE, SHAPING, OR SUPPLEMENTARY PROCESSES
- C03B2201/00—Type of glass produced
- C03B2201/02—Pure silica glass, e.g. pure fused quartz
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C03—GLASS; MINERAL OR SLAG WOOL
- C03B—MANUFACTURE, SHAPING, OR SUPPLEMENTARY PROCESSES
- C03B2201/00—Type of glass produced
- C03B2201/02—Pure silica glass, e.g. pure fused quartz
- C03B2201/03—Impurity concentration specified
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C03—GLASS; MINERAL OR SLAG WOOL
- C03B—MANUFACTURE, SHAPING, OR SUPPLEMENTARY PROCESSES
- C03B2201/00—Type of glass produced
- C03B2201/02—Pure silica glass, e.g. pure fused quartz
- C03B2201/03—Impurity concentration specified
- C03B2201/04—Hydroxyl ion (OH)
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C03—GLASS; MINERAL OR SLAG WOOL
- C03C—CHEMICAL COMPOSITION OF GLASSES, GLAZES OR VITREOUS ENAMELS; SURFACE TREATMENT OF GLASS; SURFACE TREATMENT OF FIBRES OR FILAMENTS MADE FROM GLASS, MINERALS OR SLAGS; JOINING GLASS TO GLASS OR OTHER MATERIALS
- C03C2201/00—Glass compositions
- C03C2201/02—Pure silica glass, e.g. pure fused quartz
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C03—GLASS; MINERAL OR SLAG WOOL
- C03C—CHEMICAL COMPOSITION OF GLASSES, GLAZES OR VITREOUS ENAMELS; SURFACE TREATMENT OF GLASS; SURFACE TREATMENT OF FIBRES OR FILAMENTS MADE FROM GLASS, MINERALS OR SLAGS; JOINING GLASS TO GLASS OR OTHER MATERIALS
- C03C2203/00—Production processes
- C03C2203/40—Gas-phase processes
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C03—GLASS; MINERAL OR SLAG WOOL
- C03C—CHEMICAL COMPOSITION OF GLASSES, GLAZES OR VITREOUS ENAMELS; SURFACE TREATMENT OF GLASS; SURFACE TREATMENT OF FIBRES OR FILAMENTS MADE FROM GLASS, MINERALS OR SLAGS; JOINING GLASS TO GLASS OR OTHER MATERIALS
- C03C2203/00—Production processes
- C03C2203/50—After-treatment
- C03C2203/52—Heat-treatment
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Materials Engineering (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- General Chemical & Material Sciences (AREA)
- Geochemistry & Mineralogy (AREA)
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Thermal Sciences (AREA)
- Manufacturing & Machinery (AREA)
- Glass Compositions (AREA)
- Silicon Compounds (AREA)
- Crystals, And After-Treatments Of Crystals (AREA)
- Glass Melting And Manufacturing (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】半導体工業用や液晶パネル基板用に悪影響を及
ぼす全ての金属不純物にが各々５０ｐｐｂ以下の高純度
であり、ＯＨ基濃度が１０ｐｐｍ以下であり、かつ１２
００℃での粘度が１０13.0ポイズ以上耐熱性を向上させ
たシリカガラスを提供することにある。 【構成】精製された四塩化珪素やアルキルシリケートな
どの珪素化合物を原料として、気化した該原料を酸水素
火炎中で加水分解させ、得られたシリカ粉をターゲット
に堆積、軸方向に成長させることにより得られる高純度
のシリカ多孔質体を加熱処理することにより透明なシリ
カガラスを製造する方法に於いて、該シリカ多孔質体を
一酸化炭素ガス含有雰囲気中、かつ１３００℃以上の温
度下で加熱処理することにより、該処理後のシリカ多孔
質体の嵩密度を１．５ｇ／ｃｍ3以上にすることを特徴
とする全ての金属不純物に対して各々５０ｐｐｂ以下の
高純度で、ＯＨ基濃度が１０ｐｐｍ以下であり、かつ１
２００℃での粘度が１０13.0ポイズ以上である高純度、
高耐熱性シリカガラスの製造方法。
ぼす全ての金属不純物にが各々５０ｐｐｂ以下の高純度
であり、ＯＨ基濃度が１０ｐｐｍ以下であり、かつ１２
００℃での粘度が１０13.0ポイズ以上耐熱性を向上させ
たシリカガラスを提供することにある。 【構成】精製された四塩化珪素やアルキルシリケートな
どの珪素化合物を原料として、気化した該原料を酸水素
火炎中で加水分解させ、得られたシリカ粉をターゲット
に堆積、軸方向に成長させることにより得られる高純度
のシリカ多孔質体を加熱処理することにより透明なシリ
カガラスを製造する方法に於いて、該シリカ多孔質体を
一酸化炭素ガス含有雰囲気中、かつ１３００℃以上の温
度下で加熱処理することにより、該処理後のシリカ多孔
質体の嵩密度を１．５ｇ／ｃｍ3以上にすることを特徴
とする全ての金属不純物に対して各々５０ｐｐｂ以下の
高純度で、ＯＨ基濃度が１０ｐｐｍ以下であり、かつ１
２００℃での粘度が１０13.0ポイズ以上である高純度、
高耐熱性シリカガラスの製造方法。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、高純度かつ高耐熱性シ
リカガラスの製造方法に関するものであり、特に、半導
体工業用に用いられるシリカガラス製炉芯管、坩堝等の
治具類や、液晶パネル基板等に有用な高純度かつ高耐熱
性シリカガラスの製造方法に関するものである。
リカガラスの製造方法に関するものであり、特に、半導
体工業用に用いられるシリカガラス製炉芯管、坩堝等の
治具類や、液晶パネル基板等に有用な高純度かつ高耐熱
性シリカガラスの製造方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】一般的に、シリカガラスの耐熱性、即
ち、高温下での粘性は、シリカガラス中に含有するＯＨ
基の濃度に大きく影響され、ＯＨ基の濃度が高いと耐熱
性は低下し、逆にＯＨ基の濃度が低いと耐熱性は高くな
ることが広く知られている。
ち、高温下での粘性は、シリカガラス中に含有するＯＨ
基の濃度に大きく影響され、ＯＨ基の濃度が高いと耐熱
性は低下し、逆にＯＨ基の濃度が低いと耐熱性は高くな
ることが広く知られている。
【０００３】従来、このような用途に使用されているシ
リカガラスの製造方法としては、Ｉ型と呼ばれる天然水
晶を電気炉中で溶融してシリカガラスを得る電気溶融
法、II型と呼ばれる天然水晶を酸水素炎中で溶融してシ
リカガラスを得る火炎溶融法、III 型と呼ばれる四塩化
珪素等の珪素化合物を酸水素炎中で加水分解後溶融して
シリカガラスを得る合成溶融法などが挙げられる。
リカガラスの製造方法としては、Ｉ型と呼ばれる天然水
晶を電気炉中で溶融してシリカガラスを得る電気溶融
法、II型と呼ばれる天然水晶を酸水素炎中で溶融してシ
リカガラスを得る火炎溶融法、III 型と呼ばれる四塩化
珪素等の珪素化合物を酸水素炎中で加水分解後溶融して
シリカガラスを得る合成溶融法などが挙げられる。
【０００４】また、最近では、四塩化珪素等の珪素化合
物を酸水素炎中で加水分解させスートと呼ばれるシリカ
多孔質体を形成させ、これを加熱溶融してシリカガラス
を得るスート法、更には、アルキルシリケートの加水分
解により得られるシリカ粉を成形した後、焼結してシリ
カガラスを得るゾル−ゲル法も試みられている。
物を酸水素炎中で加水分解させスートと呼ばれるシリカ
多孔質体を形成させ、これを加熱溶融してシリカガラス
を得るスート法、更には、アルキルシリケートの加水分
解により得られるシリカ粉を成形した後、焼結してシリ
カガラスを得るゾル−ゲル法も試みられている。
【０００５】しかしながら、電気溶融法（Ｉ型）の場
合、その他の製法と比較して耐熱性はあるものの、原料
として天然水晶を使用しているために、金属不純物の混
入は避けられないという欠点を有している。また、合成
溶融法（III 型）の場合、高純度のものが得られるが、
酸水素炎により溶融しているために、得られるガラス中
にＯＨ基が５００〜１０００ｐｐｍ程度含まれており、
高温下での耐熱性が低く、変形、たわみ等が生じるため
に、使用温度の上限が１０００℃程度とされている。更
に、火炎溶融法（II型）の場合では、Ｉ型の場合と同様
に金属不純物の混入という欠点をも有している。
合、その他の製法と比較して耐熱性はあるものの、原料
として天然水晶を使用しているために、金属不純物の混
入は避けられないという欠点を有している。また、合成
溶融法（III 型）の場合、高純度のものが得られるが、
酸水素炎により溶融しているために、得られるガラス中
にＯＨ基が５００〜１０００ｐｐｍ程度含まれており、
高温下での耐熱性が低く、変形、たわみ等が生じるため
に、使用温度の上限が１０００℃程度とされている。更
に、火炎溶融法（II型）の場合では、Ｉ型の場合と同様
に金属不純物の混入という欠点をも有している。
【０００６】また、スート法の場合、高純度の原料を使
用することにより容易に高純度のシリカガラスが得られ
るが、ＯＨ基が１００〜２００ｐｐｍ程度含まれている
ために、合成溶融法よりも耐熱性があるが、電気溶融法
よりも低く、満足できるものではない。そこで、ＯＨ基
を減らすために、シリカ多孔質体をＣｌ2等のハロゲン
ガスで処理する方法が公知であるが、この場合、得られ
たガラス中に塩素を５００〜３０００ｐｐｍも含んでし
まい、高純度を要求される用途には使用されることがで
きなくなる。さらに、塩素含有量が増加するにつれて、
耐熱性も低下してしまう。
用することにより容易に高純度のシリカガラスが得られ
るが、ＯＨ基が１００〜２００ｐｐｍ程度含まれている
ために、合成溶融法よりも耐熱性があるが、電気溶融法
よりも低く、満足できるものではない。そこで、ＯＨ基
を減らすために、シリカ多孔質体をＣｌ2等のハロゲン
ガスで処理する方法が公知であるが、この場合、得られ
たガラス中に塩素を５００〜３０００ｐｐｍも含んでし
まい、高純度を要求される用途には使用されることがで
きなくなる。さらに、塩素含有量が増加するにつれて、
耐熱性も低下してしまう。
【０００７】ゾル−ゲル法の場合は、比較的高純度のシ
リカガラスが得られるものの、液相で反応が生じるため
に、ＯＨ基は２００〜３００ｐｐｍ程度含まれてしまう
ため耐熱性は低くなる。また、前記スート法と同様にハ
ロゲンガスによりＯＨ基を低減させることも可能である
が、この場合についても前記スート法と同じ欠点を有し
ている。
リカガラスが得られるものの、液相で反応が生じるため
に、ＯＨ基は２００〜３００ｐｐｍ程度含まれてしまう
ため耐熱性は低くなる。また、前記スート法と同様にハ
ロゲンガスによりＯＨ基を低減させることも可能である
が、この場合についても前記スート法と同じ欠点を有し
ている。
【０００８】近年、含水量が２０ｐｐｍ以下のシリカガ
ラスの製造方法が提案された（特開平３−１０９，２２
３）。その中で、ガラス形成原料を加熱加水分解させて
形成される多孔質シリカガラス体を還元性雰囲気中で加
熱処理する方法が開示されている。しかしながら、この
特許においては、含水量のみの評価しかしておらず、耐
熱性の評価、例えば、高温での粘性値の評価等は全く実
施されていない。
ラスの製造方法が提案された（特開平３−１０９，２２
３）。その中で、ガラス形成原料を加熱加水分解させて
形成される多孔質シリカガラス体を還元性雰囲気中で加
熱処理する方法が開示されている。しかしながら、この
特許においては、含水量のみの評価しかしておらず、耐
熱性の評価、例えば、高温での粘性値の評価等は全く実
施されていない。
【０００９】このように、従来のいずれの方法において
も、半導体工業用や液晶パネル基板用に有用な高純度
で、かつ高耐熱性シリカガラス、例えば金属不純物に対
して各々５０ｐｐｂ以下の高純度で、ＯＨ基濃度が１０
ｐｐｍ以下であり、かつ１２００℃での粘度が１０13.0
ポイズ以上の耐熱性を有するシリカガラスが得られてお
らず、新規な製造法が望まれていた。
も、半導体工業用や液晶パネル基板用に有用な高純度
で、かつ高耐熱性シリカガラス、例えば金属不純物に対
して各々５０ｐｐｂ以下の高純度で、ＯＨ基濃度が１０
ｐｐｍ以下であり、かつ１２００℃での粘度が１０13.0
ポイズ以上の耐熱性を有するシリカガラスが得られてお
らず、新規な製造法が望まれていた。
【００１０】
【発明が解決しようとする課題】本発明は、以上のよう
な課題に鑑みてなされたもので、その目的は、半導体工
業用や液晶パネル基板用に悪影響を及ぼす全ての金属不
純物が各々５０ｐｐｂ以下である高純度で、ＯＨ基濃度
が１０ｐｐｍ以下であり、かつ１２００℃での粘度が１
０13.0ポイズ以上耐熱性を向上させたシリカガラスを提
供することにある。
な課題に鑑みてなされたもので、その目的は、半導体工
業用や液晶パネル基板用に悪影響を及ぼす全ての金属不
純物が各々５０ｐｐｂ以下である高純度で、ＯＨ基濃度
が１０ｐｐｍ以下であり、かつ１２００℃での粘度が１
０13.0ポイズ以上耐熱性を向上させたシリカガラスを提
供することにある。
【００１１】
【課題を解決するための手段】本発明者らは、半導体工
業用や液晶パネル基板用に有用な高純度でかつ高耐熱性
のシリカガラスを製造する方法について鋭意検討した結
果、精製された四塩化珪素やアルキルシリケートなどの
珪素化合物を原料として、気化した該原料を酸水素火炎
中で加水分解させ、得られたシリカ粉をターゲットに堆
積、軸方向に成長させることにより得られる高純度のシ
リカ多孔質体を加熱処理することによりシリカガラスを
製造する方法に於いて、該シリカ多孔質体を一酸化炭素
ガス含有雰囲気中で特定の条件を満たすように加熱処理
することにより得られたシリカガラスが、金属不純物に
対して高純度でかつガラス中のＯＨ基濃度を充分低減す
ることができ、その結果、耐熱性が向上されることを見
出し、本発明に至ったものである。
業用や液晶パネル基板用に有用な高純度でかつ高耐熱性
のシリカガラスを製造する方法について鋭意検討した結
果、精製された四塩化珪素やアルキルシリケートなどの
珪素化合物を原料として、気化した該原料を酸水素火炎
中で加水分解させ、得られたシリカ粉をターゲットに堆
積、軸方向に成長させることにより得られる高純度のシ
リカ多孔質体を加熱処理することによりシリカガラスを
製造する方法に於いて、該シリカ多孔質体を一酸化炭素
ガス含有雰囲気中で特定の条件を満たすように加熱処理
することにより得られたシリカガラスが、金属不純物に
対して高純度でかつガラス中のＯＨ基濃度を充分低減す
ることができ、その結果、耐熱性が向上されることを見
出し、本発明に至ったものである。
【００１２】即ち、本発明は、前記シリカ多孔質体を一
酸化炭素ガス含有雰囲気中、１３００℃以上の温度下で
加熱処理することにより、該処理後のシリカ多孔質体の
嵩密度を１．５ｇ／ｃｍ3以上にすることことを特徴と
する全ての金属不純物に対して各々５０ｐｐｂ以下の高
純度で、ＯＨ基濃度が１０ｐｐｍ以下であり、かつ１２
００℃での粘度が１０13.0ポイズ以上である高純度、高
耐熱性シリカガラスの製造方法を提供するものである。
酸化炭素ガス含有雰囲気中、１３００℃以上の温度下で
加熱処理することにより、該処理後のシリカ多孔質体の
嵩密度を１．５ｇ／ｃｍ3以上にすることことを特徴と
する全ての金属不純物に対して各々５０ｐｐｂ以下の高
純度で、ＯＨ基濃度が１０ｐｐｍ以下であり、かつ１２
００℃での粘度が１０13.0ポイズ以上である高純度、高
耐熱性シリカガラスの製造方法を提供するものである。
【００１３】また、本発明は、前記シリカ多孔質体を透
明ガラス化処理する際に、一酸化炭素ガス含有ヘリウム
ガス雰囲気中、１３００℃以上での昇温速度を６０℃／
時間以下で行なうことを特徴とする全ての金属不純物に
対して各々５０ｐｐｂ以下の高純度で、ＯＨ基濃度が１
０ｐｐｍ以下であり、かつ１２００℃での粘度が１０
13.0ポイズ以上である高純度、高耐熱性シリカガラスの
製造方法を提供するものである。
明ガラス化処理する際に、一酸化炭素ガス含有ヘリウム
ガス雰囲気中、１３００℃以上での昇温速度を６０℃／
時間以下で行なうことを特徴とする全ての金属不純物に
対して各々５０ｐｐｂ以下の高純度で、ＯＨ基濃度が１
０ｐｐｍ以下であり、かつ１２００℃での粘度が１０
13.0ポイズ以上である高純度、高耐熱性シリカガラスの
製造方法を提供するものである。
【００１４】
【作用】以下本発明を詳細に説明する。
【００１５】本発明に使用されるシリカ多孔質体は、精
製された四塩化珪素やアルキルシリケートなどの珪素化
合物を原料として、気化した該原料を酸水素火炎中で加
水分解させ、得られたシリカ粉をターゲットに堆積、軸
方向に成長させることにより得られるシリカ多孔質体
（いわゆる、ＶＡＤ法により合成されたシリカ多孔質
体）を形成させることにより得られるが、この際、原料
（シリカ源）として使用される四塩化珪素やアルキルシ
リケートなどの珪素化合物に含有される金属元素、例え
ば、Ｎａ，Ｌｉ，Ｋなどのアルカリ金属、Ｃａ，Ｍｇな
どのアルカリ土類金属、Ｆｅ，Ａｌ，Ｃｕ，Ｚｎ，Ｃ
ｏ，Ｃｒ，Ｎｉ，Ｔｉなどの遷移金属が、それぞれ、５
０ｐｐｂ以下、好ましくは２０ｐｐｂ以下のものを使用
することが重要なことである。このような純度の四塩化
珪素やアルキルシリケートなどの珪素化合物は、例えば
蒸留精製することにより容易に得ることができる。この
ような高純度の原料を使用することにより、金属不純物
が５０ｐｐｂ以下の高純度シリカ多孔質体を得ることが
でき、その結果、高純度なシリカガラスを得ることがで
きる。例えば、前記濃度の原料を使用して前記したＶＡ
Ｄ法によりシリカ多孔質母材を作成した場合、該原料を
気化させる際にさらに精製され、各金属不純物濃度が５
０ｐｐｂ以下、さらには１０ｐｐｂ以下の高純度なシリ
カ多孔質体を得ることができる。
製された四塩化珪素やアルキルシリケートなどの珪素化
合物を原料として、気化した該原料を酸水素火炎中で加
水分解させ、得られたシリカ粉をターゲットに堆積、軸
方向に成長させることにより得られるシリカ多孔質体
（いわゆる、ＶＡＤ法により合成されたシリカ多孔質
体）を形成させることにより得られるが、この際、原料
（シリカ源）として使用される四塩化珪素やアルキルシ
リケートなどの珪素化合物に含有される金属元素、例え
ば、Ｎａ，Ｌｉ，Ｋなどのアルカリ金属、Ｃａ，Ｍｇな
どのアルカリ土類金属、Ｆｅ，Ａｌ，Ｃｕ，Ｚｎ，Ｃ
ｏ，Ｃｒ，Ｎｉ，Ｔｉなどの遷移金属が、それぞれ、５
０ｐｐｂ以下、好ましくは２０ｐｐｂ以下のものを使用
することが重要なことである。このような純度の四塩化
珪素やアルキルシリケートなどの珪素化合物は、例えば
蒸留精製することにより容易に得ることができる。この
ような高純度の原料を使用することにより、金属不純物
が５０ｐｐｂ以下の高純度シリカ多孔質体を得ることが
でき、その結果、高純度なシリカガラスを得ることがで
きる。例えば、前記濃度の原料を使用して前記したＶＡ
Ｄ法によりシリカ多孔質母材を作成した場合、該原料を
気化させる際にさらに精製され、各金属不純物濃度が５
０ｐｐｂ以下、さらには１０ｐｐｂ以下の高純度なシリ
カ多孔質体を得ることができる。
【００１６】本発明では、この様にして得られたシリカ
多孔質体を一酸化炭素ガス含有雰囲気中で加熱処理する
際、処理温度及び処理後のシリカ多孔質体の嵩密度の各
条件を制御して加熱処理した後、引続き透明ガラス化処
理することにより、前記シリカ多孔質体の純度を維持し
つつ、シリカガラス中のＯＨ基濃度を１０ｐｐｍ以下ま
で低減させることができ、また、前記ハロゲンガスで処
理した場合と比較しても、ハロゲン元素による汚染もな
く、高純度でＯＨ基含有量の少ないシリカガラスを得る
ことができるものである。
多孔質体を一酸化炭素ガス含有雰囲気中で加熱処理する
際、処理温度及び処理後のシリカ多孔質体の嵩密度の各
条件を制御して加熱処理した後、引続き透明ガラス化処
理することにより、前記シリカ多孔質体の純度を維持し
つつ、シリカガラス中のＯＨ基濃度を１０ｐｐｍ以下ま
で低減させることができ、また、前記ハロゲンガスで処
理した場合と比較しても、ハロゲン元素による汚染もな
く、高純度でＯＨ基含有量の少ないシリカガラスを得る
ことができるものである。
【００１７】この際、処理温度が１３００℃未満の場
合、脱ＯＨ基の効果が充分得られず、得られたシリカガ
ラスも充分な耐熱性を持たないため、処理温度として１
３００℃以上が必要である。また、一酸化炭素ガス濃度
は、低過ぎると脱ＯＨ基の効果が充分得られず、また、
一酸化炭素ガスは一般的に非常に高価であるため、１〜
３０ｖｏｌ％にすることが好ましい。このようなガス組
成にするためには、一酸化炭素ガスをＨｅ、Ｎ２、Ａｒ
などの不活性ガスと混合すればよい。
合、脱ＯＨ基の効果が充分得られず、得られたシリカガ
ラスも充分な耐熱性を持たないため、処理温度として１
３００℃以上が必要である。また、一酸化炭素ガス濃度
は、低過ぎると脱ＯＨ基の効果が充分得られず、また、
一酸化炭素ガスは一般的に非常に高価であるため、１〜
３０ｖｏｌ％にすることが好ましい。このようなガス組
成にするためには、一酸化炭素ガスをＨｅ、Ｎ２、Ａｒ
などの不活性ガスと混合すればよい。
【００１８】さらに、本発明では該処理後のシリカ多孔
質体の嵩密度を１．５ｇ／ｃｍ3 以上にすることが特に
重要である。処理後のシリカ多孔質体の嵩密度が１．５
ｇ／ｃｍ3 未満の場合、脱ＯＨ基の効果が充分得られ
ず、得られたシリカガラスも充分な耐熱性を持たないた
めである。このような処理後のシリカ多孔質体の嵩密度
の調整は、処理時間を制御することにより達することが
できる。この処理時間は、処理温度によっても異なって
くるが、その生産性及び効率的に脱ＯＨ基させるために
は、処理時間は３０分〜３０時間程度にすることが望ま
しい。
質体の嵩密度を１．５ｇ／ｃｍ3 以上にすることが特に
重要である。処理後のシリカ多孔質体の嵩密度が１．５
ｇ／ｃｍ3 未満の場合、脱ＯＨ基の効果が充分得られ
ず、得られたシリカガラスも充分な耐熱性を持たないた
めである。このような処理後のシリカ多孔質体の嵩密度
の調整は、処理時間を制御することにより達することが
できる。この処理時間は、処理温度によっても異なって
くるが、その生産性及び効率的に脱ＯＨ基させるために
は、処理時間は３０分〜３０時間程度にすることが望ま
しい。
【００１９】一酸化炭素ガス含有雰囲気中で加熱処理す
る際に脱ＯＨ基をその径方向および軸方向において均一
に行なうため、電気炉の均熱長（例えば、温度差が１０
℃以内となる温度域）が、被処理物の長さよりも長い、
均熱加熱方式の電気炉で行なうことが好ましい。この
際、一酸化炭素ガス含有雰囲気中高温下で処理するた
め、電気炉からの金属不純物、特にＮａ，Ｋ等のアルカ
リ金属や一酸化炭素ガスにより還元される恐れのあるＦ
ｅ、Ｃｒ等の汚染を防止するため、シリカガラス製炉芯
管中で行なうことが好ましい。その後、該処理後シリカ
多孔質体は、シリカガラス中への溶解度の高いヘリウム
ガス雰囲気中、もしくは真空雰囲気中、１４５０〜１６
００℃で加熱処理することにより、容易に透明なシリカ
ガラスを得ることができる。
る際に脱ＯＨ基をその径方向および軸方向において均一
に行なうため、電気炉の均熱長（例えば、温度差が１０
℃以内となる温度域）が、被処理物の長さよりも長い、
均熱加熱方式の電気炉で行なうことが好ましい。この
際、一酸化炭素ガス含有雰囲気中高温下で処理するた
め、電気炉からの金属不純物、特にＮａ，Ｋ等のアルカ
リ金属や一酸化炭素ガスにより還元される恐れのあるＦ
ｅ、Ｃｒ等の汚染を防止するため、シリカガラス製炉芯
管中で行なうことが好ましい。その後、該処理後シリカ
多孔質体は、シリカガラス中への溶解度の高いヘリウム
ガス雰囲気中、もしくは真空雰囲気中、１４５０〜１６
００℃で加熱処理することにより、容易に透明なシリカ
ガラスを得ることができる。
【００２０】また、本発明の別の実施形態としては、前
記シリカ多孔質体を透明ガラス化処理する際に、一酸化
炭素ガス含有ヘリウムガス雰囲気中、１３００℃以上で
の昇温速度を６０℃／時間以下で行なう方法が挙げられ
る。
記シリカ多孔質体を透明ガラス化処理する際に、一酸化
炭素ガス含有ヘリウムガス雰囲気中、１３００℃以上で
の昇温速度を６０℃／時間以下で行なう方法が挙げられ
る。
【００２１】この場合に使用されるシリカ多孔質体は、
前記のＶＡＤ法により得られた高純度シリカ多孔質体、
もしくは該シリカ多孔質体を窒素ガス、ヘリウムガス等
の不活性ガス雰囲気中、１０００〜１３５０℃の温度で
予め仮焼処理を施すことにより、ある程度焼結させたシ
リカ多孔質体をも指す。このような仮焼処理を施すこと
により、シリカ多孔質体中の嵩密度分布を調整すること
ができ、得られたガラス中の残存気泡も極めて少なくな
る。また、この嵩密度分布はシリカ多孔質体が大型化す
るにつれ顕著となる。この仮焼処理の際、処理後のシリ
カ多孔質体中には、この後一酸化炭素ガスによる脱ＯＨ
処理させるために、ガス置換が可能な細孔を有する必要
があり、例えば処理後のシリカ多孔質体の嵩密度は１．
５ｇ／ｃｍ3 以下に調整することが望ましい。
前記のＶＡＤ法により得られた高純度シリカ多孔質体、
もしくは該シリカ多孔質体を窒素ガス、ヘリウムガス等
の不活性ガス雰囲気中、１０００〜１３５０℃の温度で
予め仮焼処理を施すことにより、ある程度焼結させたシ
リカ多孔質体をも指す。このような仮焼処理を施すこと
により、シリカ多孔質体中の嵩密度分布を調整すること
ができ、得られたガラス中の残存気泡も極めて少なくな
る。また、この嵩密度分布はシリカ多孔質体が大型化す
るにつれ顕著となる。この仮焼処理の際、処理後のシリ
カ多孔質体中には、この後一酸化炭素ガスによる脱ＯＨ
処理させるために、ガス置換が可能な細孔を有する必要
があり、例えば処理後のシリカ多孔質体の嵩密度は１．
５ｇ／ｃｍ3 以下に調整することが望ましい。
【００２２】このシリカ多孔質体は、引続き１４５０〜
１６００℃に加熱処理することにより、透明なシリカガ
ラスとなるが、この際、一酸化炭素ガス含有ヘリウムガ
ス雰囲気中で行なうことによっても、目的のシリカガラ
スを得ることができる。この際、一酸化炭素ガス濃度は
低過ぎた場合では脱ＯＨ基の効果が充分得られず、ま
た、高過ぎた場合にはシリカガラス中に一酸化炭素ガス
が取り込まれてしまい、透明なガラスが得られなくな
る。このため、１〜３０ｖｏｌ％に調整することが好ま
しい。
１６００℃に加熱処理することにより、透明なシリカガ
ラスとなるが、この際、一酸化炭素ガス含有ヘリウムガ
ス雰囲気中で行なうことによっても、目的のシリカガラ
スを得ることができる。この際、一酸化炭素ガス濃度は
低過ぎた場合では脱ＯＨ基の効果が充分得られず、ま
た、高過ぎた場合にはシリカガラス中に一酸化炭素ガス
が取り込まれてしまい、透明なガラスが得られなくな
る。このため、１〜３０ｖｏｌ％に調整することが好ま
しい。
【００２３】本発明においては、この一酸化炭素ガス含
有ヘリウムガス雰囲気中で透明ガラス化処理する際、１
３００℃以上での昇温速度を６０℃／時間以下にするこ
とが重要である。この昇温速度は、例えば前記均熱方式
の電気炉を使用し、透明ガラス化させた場合では、１３
００℃から透明ガラス化温度までの昇温速度に一致す
る。しかし、透明ガラス化処理の場合、気泡の少ないガ
ラスが得られることから、一般的には電気炉の均熱長
（例えば、温度差が１０℃以内となる温度域）が被処理
物の長さよりも短い、ゾーン加熱方式の電気炉が使用さ
れている。この場合、処理されるシリカ多孔質体は電気
炉上部（シリカ多孔質体の下端位置で１３００℃以下と
なる位置）にセットされた後、シリカ多孔質体を徐々に
引下げることにより下端から高温域に挿入させ透明なガ
ラスを得ることができる。このような手法の場合、昇温
速度は電気炉の上部での温度分布と引下げ速度に関係す
る。電気炉の上部での温度分布は、予め被処理物を挿入
しない状態で容易に測定することができる。例えば、電
気炉上部での温度分布が１．０℃／ｍｍで引下げ速度１
００ｍｍ／時間で透明ガラス化処理した場合の昇温速度
は１００℃／時間となる。この昇温速度が高過ぎた場
合、脱ＯＨ基の効果が充分得られず、得られたシリカガ
ラスも充分な耐熱性を持たない。
有ヘリウムガス雰囲気中で透明ガラス化処理する際、１
３００℃以上での昇温速度を６０℃／時間以下にするこ
とが重要である。この昇温速度は、例えば前記均熱方式
の電気炉を使用し、透明ガラス化させた場合では、１３
００℃から透明ガラス化温度までの昇温速度に一致す
る。しかし、透明ガラス化処理の場合、気泡の少ないガ
ラスが得られることから、一般的には電気炉の均熱長
（例えば、温度差が１０℃以内となる温度域）が被処理
物の長さよりも短い、ゾーン加熱方式の電気炉が使用さ
れている。この場合、処理されるシリカ多孔質体は電気
炉上部（シリカ多孔質体の下端位置で１３００℃以下と
なる位置）にセットされた後、シリカ多孔質体を徐々に
引下げることにより下端から高温域に挿入させ透明なガ
ラスを得ることができる。このような手法の場合、昇温
速度は電気炉の上部での温度分布と引下げ速度に関係す
る。電気炉の上部での温度分布は、予め被処理物を挿入
しない状態で容易に測定することができる。例えば、電
気炉上部での温度分布が１．０℃／ｍｍで引下げ速度１
００ｍｍ／時間で透明ガラス化処理した場合の昇温速度
は１００℃／時間となる。この昇温速度が高過ぎた場
合、脱ＯＨ基の効果が充分得られず、得られたシリカガ
ラスも充分な耐熱性を持たない。
【００２４】以上詳細に説明してきたように、本発明
は、前記シリカ多孔質体を一酸化炭素ガス含有雰囲気中
で加熱処理する際に、処理温度及び処理後のシリカ多孔
質体の嵩密度の各条件を制御し、あるいは、透明ガラス
化させる際に一酸化炭素ガス含有雰囲気中、昇温速度を
制御することにより、ガラス中のＯＨ基濃度を１０ｐｐ
ｍ以下まで低減させることができ、また、前記ハロゲン
ガスで処理した場合と比較しても、ハロゲン元素による
汚染もなく、高純度でＯＨ基含有量の少ないシリカガラ
スを得ることができるが、これらを組合わせて処理する
ことにより、さらに効果的であることはいうまでもな
い。このような一酸化炭素ガスによりＯＨ基が低減する
機構については不明であるが、一酸化炭素ガスのもつ還
元力がＯＨ基の脱離を促進させているものと推定され、
さらにシリカ多孔質体の焼結状態がＯＨ基の脱離に大き
く影響しているためと推定される。
は、前記シリカ多孔質体を一酸化炭素ガス含有雰囲気中
で加熱処理する際に、処理温度及び処理後のシリカ多孔
質体の嵩密度の各条件を制御し、あるいは、透明ガラス
化させる際に一酸化炭素ガス含有雰囲気中、昇温速度を
制御することにより、ガラス中のＯＨ基濃度を１０ｐｐ
ｍ以下まで低減させることができ、また、前記ハロゲン
ガスで処理した場合と比較しても、ハロゲン元素による
汚染もなく、高純度でＯＨ基含有量の少ないシリカガラ
スを得ることができるが、これらを組合わせて処理する
ことにより、さらに効果的であることはいうまでもな
い。このような一酸化炭素ガスによりＯＨ基が低減する
機構については不明であるが、一酸化炭素ガスのもつ還
元力がＯＨ基の脱離を促進させているものと推定され、
さらにシリカ多孔質体の焼結状態がＯＨ基の脱離に大き
く影響しているためと推定される。
【００２５】
【実施例】以下、実施例により本発明を具体的に説明す
るが、これら実施例により、本願発明は何等限定される
ものでない。
るが、これら実施例により、本願発明は何等限定される
ものでない。
【００２６】実施例１ 蒸留精製することにより得られた四塩化珪素（Ｆｅ，Ｃ
ａ：２０ｐｐｂ、その他の金属元素は＜１０ｐｐｂ）を
気化させ、酸水素火炎を形成しているバーナーの中心層
に導入することにより、加水分解させ、シリカ粉をター
ゲット上に付着させ、軸方向に引上げ成長させることに
より、３５０ｍｍφ、嵩密度０．３０ｇ／ｃｍ3のシリ
カ多孔質体を得た。このシリカ多孔質体をフッ酸に溶解
させ、ＩＣＰ−質量分析装置にて金属不純物の濃度を測
定したところ、全ての金属について１０ｐｐｂ以下であ
った。
ａ：２０ｐｐｂ、その他の金属元素は＜１０ｐｐｂ）を
気化させ、酸水素火炎を形成しているバーナーの中心層
に導入することにより、加水分解させ、シリカ粉をター
ゲット上に付着させ、軸方向に引上げ成長させることに
より、３５０ｍｍφ、嵩密度０．３０ｇ／ｃｍ3のシリ
カ多孔質体を得た。このシリカ多孔質体をフッ酸に溶解
させ、ＩＣＰ−質量分析装置にて金属不純物の濃度を測
定したところ、全ての金属について１０ｐｐｂ以下であ
った。
【００２７】同様の方法により作成された別のシリカ多
孔質体を５０mm×５０mm×１００mmの寸法に切り出し、
サンプルを作成した。引き続きこのサンプルをシリカガ
ラス製炉芯管を装着した横型管状炉内にセットし、５ｖ
ｏｌ％一酸化炭素ガス−９５ｖｏｌ％ヘリウムガスを流
通させた。
孔質体を５０mm×５０mm×１００mmの寸法に切り出し、
サンプルを作成した。引き続きこのサンプルをシリカガ
ラス製炉芯管を装着した横型管状炉内にセットし、５ｖ
ｏｌ％一酸化炭素ガス−９５ｖｏｌ％ヘリウムガスを流
通させた。
【００２８】次に、管状炉を１１５０℃まで昇温させた
後、６０℃／時間の昇温速度で１４５０℃まで昇温さ
せ、その温度で２時間保持し、冷却した。
後、６０℃／時間の昇温速度で１４５０℃まで昇温さ
せ、その温度で２時間保持し、冷却した。
【００２９】得られたシリカガラスを切断し、赤外吸収
スペクトルにより、ＯＨ基濃度を測定したところ、＜１
ｐｐｍであった。
スペクトルにより、ＯＨ基濃度を測定したところ、＜１
ｐｐｍであった。
【００３０】また、切り出されたシリカガラス片を用い
て、ビームベンディング法により、１２００℃に於ける
粘度を測定したところ、ｌｏｇη（ポイズ）＝１３．３
であった。
て、ビームベンディング法により、１２００℃に於ける
粘度を測定したところ、ｌｏｇη（ポイズ）＝１３．３
であった。
【００３１】実施例２ 前記した方法により作成された別のシリカ多孔質体を、
シリカガラス製炉芯管を装着した均熱加熱方式の縦型管
状炉内に挿入し、下部ノズルより、２０ｖｏｌ％一酸化
炭素ガス−８０ｖｏｌ％窒素ガスの混合ガスを流通さ
せ、この電気炉を１３００℃まで昇温、２０時間加熱処
理した後、冷却した。
シリカガラス製炉芯管を装着した均熱加熱方式の縦型管
状炉内に挿入し、下部ノズルより、２０ｖｏｌ％一酸化
炭素ガス−８０ｖｏｌ％窒素ガスの混合ガスを流通さ
せ、この電気炉を１３００℃まで昇温、２０時間加熱処
理した後、冷却した。
【００３２】このシリカ多孔質体を取り出し、嵩密度を
測定したところ１．６ｇ／ｃｍ３であった。次に、ゾー
ン加熱方式の縦型管状炉内の上部に挿入した。１００ｖ
ｏｌ％Ｈｅガスを流通し、温度を１５５０℃まで昇温さ
せ、上部より高温域に引下げることにより透明ガラス化
し、１６０ｍｍφの透明なシリカガラスインゴットを得
た。このシリカガラスインゴット中の一部を切断し、中
心部でのサンプルについて、赤外吸収スペクトルにより
ＯＨ基濃度を測定したところ、１０ｐｐｍであった。ま
た、シリカガラスサンプルをＨＦ水溶液中に溶解させ、
ＩＣＰ−質量分析装置にて、含有金属元素を分析したと
ころ、前記した全ての金属元素について１０ｐｐｂ以下
であった。更に、切出されたシリカガラス片を用いてビ
ームベンディング法により、１２００℃に於けるシリカ
ガラスの粘度を測定したところ、ｌｏｇη（ポイズ）＝
１３．１であった。
測定したところ１．６ｇ／ｃｍ３であった。次に、ゾー
ン加熱方式の縦型管状炉内の上部に挿入した。１００ｖ
ｏｌ％Ｈｅガスを流通し、温度を１５５０℃まで昇温さ
せ、上部より高温域に引下げることにより透明ガラス化
し、１６０ｍｍφの透明なシリカガラスインゴットを得
た。このシリカガラスインゴット中の一部を切断し、中
心部でのサンプルについて、赤外吸収スペクトルにより
ＯＨ基濃度を測定したところ、１０ｐｐｍであった。ま
た、シリカガラスサンプルをＨＦ水溶液中に溶解させ、
ＩＣＰ−質量分析装置にて、含有金属元素を分析したと
ころ、前記した全ての金属元素について１０ｐｐｂ以下
であった。更に、切出されたシリカガラス片を用いてビ
ームベンディング法により、１２００℃に於けるシリカ
ガラスの粘度を測定したところ、ｌｏｇη（ポイズ）＝
１３．１であった。
【００３３】実施例３、比較例１〜３ 実施例１と同様にして、シリカ多孔質体を作成し、この
シリカ多孔質体を、シリカガラス製炉芯管を装着した均
熱加熱方式の縦型管状炉内に挿入した後、表１に示すよ
うに処理条件（処理温度、処理時間、処理雰囲気）を変
えて、テストを行なった。加熱処理後、このシリカ多孔
質体を取り出し、嵩密度を測定し、実施例１と同様にし
て透明ガラス化処理を行なった。得られたシリカガラス
インゴットは、実施例１と同様な手法でＯＨ基濃度、耐
熱性（１２００℃に於けるシリカガラスの粘度）を測定
した。得られた結果を、表１に示した。尚、得られたシ
リカガラスインゴットについてＩＣＰ−質量分析装置に
て、含有金属元素を分析したところ、全てのシリカガラ
スインゴットで前記した全ての金属元素について１０ｐ
ｐｂ以下であった。
シリカ多孔質体を、シリカガラス製炉芯管を装着した均
熱加熱方式の縦型管状炉内に挿入した後、表１に示すよ
うに処理条件（処理温度、処理時間、処理雰囲気）を変
えて、テストを行なった。加熱処理後、このシリカ多孔
質体を取り出し、嵩密度を測定し、実施例１と同様にし
て透明ガラス化処理を行なった。得られたシリカガラス
インゴットは、実施例１と同様な手法でＯＨ基濃度、耐
熱性（１２００℃に於けるシリカガラスの粘度）を測定
した。得られた結果を、表１に示した。尚、得られたシ
リカガラスインゴットについてＩＣＰ−質量分析装置に
て、含有金属元素を分析したところ、全てのシリカガラ
スインゴットで前記した全ての金属元素について１０ｐ
ｐｂ以下であった。
【００３４】実施例２〜３及び比較例１〜３の測定結果
を表１に示す。
を表１に示す。
【００３５】
【表１】
【００３６】実施例４ 実施例２と同様にして、シリカ多孔質体を作成し、この
シリカ多孔質体を、シリカガラス製炉芯管を装着した均
熱加熱方式の縦型管状炉内に挿入した後、下部ノズルよ
り１００ｖｏｌ％窒素ガスをを流通させ、この電気炉を
１３００℃まで昇温、１２時間仮焼処理した後、冷却し
た。
シリカ多孔質体を、シリカガラス製炉芯管を装着した均
熱加熱方式の縦型管状炉内に挿入した後、下部ノズルよ
り１００ｖｏｌ％窒素ガスをを流通させ、この電気炉を
１３００℃まで昇温、１２時間仮焼処理した後、冷却し
た。
【００３７】このシリカ多孔質体を取り出し、嵩密度を
測定したところ１．２ｇ／ｃｍ３であった。次に、ゾー
ン加熱方式の縦型管状炉内の上部に挿入した。この際、
予め１５５０℃で測定した温度分布（被処理物を挿入し
ない状態）に従って、１１００℃の位置にシリカ多孔質
体の下端がくるようにセットした。引続き、１０ｖｏｌ
％一酸化炭素ガス−９０ｖｏｌ％Ｈｅガスを下部ノズル
より流通し、温度を１５５０℃まで昇温させ、予め測定
した温度分布に従って引下げ速度を調整することにより
昇温速度を６０℃／時間になるように電気炉上部より高
温域に引下げることにより透明ガラス化した。その結
果、１６０ｍｍφの透明なシリカガラスインゴットを得
た。このシリカガラスインゴット中の一部を切断し、中
心部でのサンプルについて、赤外吸収スペクトルにより
ＯＨ基濃度を測定したところ、１０ｐｐｍであった。ま
た、シリカガラスサンプルをＨＦ水溶液中に溶解させ、
ＩＣＰ−質量分析装置にて、含有金属元素を分析したと
ころ、前記した全ての金属元素について１０ｐｐｂ以下
であった。更に、切出されたシリカガラス片を用いてビ
ームベンディング法により、１２００℃に於けるシリカ
ガラスの粘度を測定したところ、ｌｏｇη（ポイズ）＝
１３．１であった。
測定したところ１．２ｇ／ｃｍ３であった。次に、ゾー
ン加熱方式の縦型管状炉内の上部に挿入した。この際、
予め１５５０℃で測定した温度分布（被処理物を挿入し
ない状態）に従って、１１００℃の位置にシリカ多孔質
体の下端がくるようにセットした。引続き、１０ｖｏｌ
％一酸化炭素ガス−９０ｖｏｌ％Ｈｅガスを下部ノズル
より流通し、温度を１５５０℃まで昇温させ、予め測定
した温度分布に従って引下げ速度を調整することにより
昇温速度を６０℃／時間になるように電気炉上部より高
温域に引下げることにより透明ガラス化した。その結
果、１６０ｍｍφの透明なシリカガラスインゴットを得
た。このシリカガラスインゴット中の一部を切断し、中
心部でのサンプルについて、赤外吸収スペクトルにより
ＯＨ基濃度を測定したところ、１０ｐｐｍであった。ま
た、シリカガラスサンプルをＨＦ水溶液中に溶解させ、
ＩＣＰ−質量分析装置にて、含有金属元素を分析したと
ころ、前記した全ての金属元素について１０ｐｐｂ以下
であった。更に、切出されたシリカガラス片を用いてビ
ームベンディング法により、１２００℃に於けるシリカ
ガラスの粘度を測定したところ、ｌｏｇη（ポイズ）＝
１３．１であった。
【００３８】実施例５〜７、比較例４〜６ 実施例４と同様に仮焼処理し、冷却したシリカ多孔質体
を、ゾーン加熱方式の縦型管状炉内の上部に挿入した、
表２に示すように処理条件（処理雰囲気、昇温速度）を
変えて、テストを行なった。得られたシリカガラスイン
ゴットは、実施例１と同様な手法でＯＨ基濃度、耐熱性
（１２００℃に於けるシリカガラスの粘度）を測定し
た。得られた結果を、表２に示した。尚、得られたシリ
カガラスインゴットについてＩＣＰ−質量分析装置に
て、含有金属元素を分析したところ、全てのシリカガラ
スインゴットで前記した全ての金属元素について１０ｐ
ｐｂ以下であった。
を、ゾーン加熱方式の縦型管状炉内の上部に挿入した、
表２に示すように処理条件（処理雰囲気、昇温速度）を
変えて、テストを行なった。得られたシリカガラスイン
ゴットは、実施例１と同様な手法でＯＨ基濃度、耐熱性
（１２００℃に於けるシリカガラスの粘度）を測定し
た。得られた結果を、表２に示した。尚、得られたシリ
カガラスインゴットについてＩＣＰ−質量分析装置に
て、含有金属元素を分析したところ、全てのシリカガラ
スインゴットで前記した全ての金属元素について１０ｐ
ｐｂ以下であった。
【００３９】実施例４〜７及び比較例４〜６の測定結果
を表２に示す。
を表２に示す。
【００４０】
【表２】
【００４１】比較例７ 天然水晶を電気炉中で溶融して得られたシリカガラスイ
ンゴット（Ｉ型）についても同様に測定したところ、Ｏ
Ｈ基濃度は８ｐｐｍであったが、金属元素については、
Ｎａ ０．５ｐｐｍ、Ｋ、Ｌｉ ０．５ｐｐｍ、Ｆｅ、
Ｃａ ０．６ｐｐｍ、Ａｌ １７ｐｐｍ、Ｍｇ ０．２
ｐｐｍ、Ｃｕ ０．０５ｐｐｍであった。１２００℃に
於けるシリカガラスの粘度を測定したところ、ｌｏｇη
（ポイズ）＝１３．３であった。
ンゴット（Ｉ型）についても同様に測定したところ、Ｏ
Ｈ基濃度は８ｐｐｍであったが、金属元素については、
Ｎａ ０．５ｐｐｍ、Ｋ、Ｌｉ ０．５ｐｐｍ、Ｆｅ、
Ｃａ ０．６ｐｐｍ、Ａｌ １７ｐｐｍ、Ｍｇ ０．２
ｐｐｍ、Ｃｕ ０．０５ｐｐｍであった。１２００℃に
於けるシリカガラスの粘度を測定したところ、ｌｏｇη
（ポイズ）＝１３．３であった。
【００４２】比較例８ 精製した四塩化珪素を酸水素火炎を形成しているバーナ
ー中に導入して、加水分解後、溶融してシリカガラスイ
ンゴット（III 型）を得た。このシリカガラスインゴッ
トについても測定したところ、ＯＨ基濃度は８５０ｐｐ
ｍであり、Ｎａ、Ｋ、Ｌｉ；０．５ｐｐｍ、Ｆｅ、Ｃ
ａ；０．６ｐｐｍ、Ａｌ；１７ｐｐｍ、Ｍｇ；０．２ｐ
ｐｍ、Ｃｕ；０．０５ｐｐｍであった。１２００℃に於
けるシリカガラスの粘度を測定したところ、ｌｏｇη
（ポイズ）＝１１．６であった。
ー中に導入して、加水分解後、溶融してシリカガラスイ
ンゴット（III 型）を得た。このシリカガラスインゴッ
トについても測定したところ、ＯＨ基濃度は８５０ｐｐ
ｍであり、Ｎａ、Ｋ、Ｌｉ；０．５ｐｐｍ、Ｆｅ、Ｃ
ａ；０．６ｐｐｍ、Ａｌ；１７ｐｐｍ、Ｍｇ；０．２ｐ
ｐｍ、Ｃｕ；０．０５ｐｐｍであった。１２００℃に於
けるシリカガラスの粘度を測定したところ、ｌｏｇη
（ポイズ）＝１１．６であった。
【００４３】比較例９ 実施例１と同様にして、シリカ多孔質体を作成し、この
シリカ多孔質体を、炉芯管を装着した均熱加熱方式の縦
型管状炉内に挿入した。下部ノズルより１ｖｏｌ％Ｃｌ
２含有Ｎ２ガスを流通させ、この電気炉を１３００℃ま
で昇温、８時間加熱処理し、冷却した。以下実施例１と
同様にしてガラス化し、透明なシリカガラスインゴット
を得た。
シリカ多孔質体を、炉芯管を装着した均熱加熱方式の縦
型管状炉内に挿入した。下部ノズルより１ｖｏｌ％Ｃｌ
２含有Ｎ２ガスを流通させ、この電気炉を１３００℃ま
で昇温、８時間加熱処理し、冷却した。以下実施例１と
同様にしてガラス化し、透明なシリカガラスインゴット
を得た。
【００４４】このシリカガラスインゴットのＯＨ基濃度
を測定したところ１ｐｐｍ以下であり、蛍光Ｘ線分析装
置にて塩素濃度を測定したところ１３００ｐｐｍであっ
た。また、含有金属元素を分析したところ、全ての金属
元素について１０ｐｐｂ以下であった。１２００℃に於
けるシリカガラスの粘度を測定したところ、ｌｏｇη
（ポイズ）＝１２．２であった。
を測定したところ１ｐｐｍ以下であり、蛍光Ｘ線分析装
置にて塩素濃度を測定したところ１３００ｐｐｍであっ
た。また、含有金属元素を分析したところ、全ての金属
元素について１０ｐｐｂ以下であった。１２００℃に於
けるシリカガラスの粘度を測定したところ、ｌｏｇη
（ポイズ）＝１２．２であった。
【００４５】
【発明の効果】以上詳細に説明したように、本発明の方
法によれば、金属元素について各々５０ｐｐｂ以下と極
めて高純度で、また、スート法、ゾル−ゲル法では得ら
れなかった高耐熱性のシリカガラスを得ることができ
る。さらに、条件の最適化によりＩ型の天然シリカガラ
スと同等もしくはそれ以上の高耐熱性を有するシリカガ
ラスが比較的容易な方法で製造することができる。この
ような高純度かつ高耐熱性のシリカガラスは、従来のい
ずれの方法でも得られなかったものである。このため、
このシリカガラスは、半導体工業用や液晶パネル基板用
に適したシリカガラスである。
法によれば、金属元素について各々５０ｐｐｂ以下と極
めて高純度で、また、スート法、ゾル−ゲル法では得ら
れなかった高耐熱性のシリカガラスを得ることができ
る。さらに、条件の最適化によりＩ型の天然シリカガラ
スと同等もしくはそれ以上の高耐熱性を有するシリカガ
ラスが比較的容易な方法で製造することができる。この
ような高純度かつ高耐熱性のシリカガラスは、従来のい
ずれの方法でも得られなかったものである。このため、
このシリカガラスは、半導体工業用や液晶パネル基板用
に適したシリカガラスである。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 庁内整理番号 ＦＩ 技術表示箇所 // Ｃ３０Ｂ 15/10 Ｈ０１Ｌ 21/22 ５１１ Ｍ
Claims (2)
- 【請求項１】精製された四塩化珪素やアルキルシリケー
トなどの珪素化合物を原料として、気化した該原料を酸
水素火炎中で加水分解させ、得られたシリカ粉をターゲ
ットに堆積、軸方向に成長させることにより得られる高
純度のシリカ多孔質体を加熱処理することにより透明な
シリカガラスを製造する方法に於いて、該シリカ多孔質
体を一酸化炭素ガス含有雰囲気中、かつ１３００℃以上
の温度下で加熱処理することにより、該処理後のシリカ
多孔質体の嵩密度を１．５ｇ／ｃｍ３以上にすることを
特徴とする全ての金属不純物に対して各々５０ｐｐｂ以
下の高純度で、ＯＨ基濃度が１０ｐｐｍ以下であり、か
つ１２００℃での粘度が１０13.0ポイズ以上である高純
度、高耐熱性シリカガラスの製造方法。 - 【請求項２】前記シリカ多孔質体を透明ガラス化処理す
る際に、一酸化炭素ガス含有ヘリウムガス雰囲気中、１
３００℃以上の昇温速度が６０℃／時間以下で行なうこ
とを特徴とする全ての金属不純物に対して各々５０ｐｐ
ｂ以下の高純度で、ＯＨ基濃度が１０ｐｐｍ以下であ
り、かつ１２００℃での粘度が１０13.0ポイズ以上であ
る高純度、高耐熱性シリカガラスの製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP32501694A JP3931351B2 (ja) | 1994-12-27 | 1994-12-27 | 高純度、高耐熱性シリカガラスの製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP32501694A JP3931351B2 (ja) | 1994-12-27 | 1994-12-27 | 高純度、高耐熱性シリカガラスの製造方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH08183621A true JPH08183621A (ja) | 1996-07-16 |
| JP3931351B2 JP3931351B2 (ja) | 2007-06-13 |
Family
ID=18172204
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP32501694A Expired - Lifetime JP3931351B2 (ja) | 1994-12-27 | 1994-12-27 | 高純度、高耐熱性シリカガラスの製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3931351B2 (ja) |
Cited By (10)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2000044254A (ja) * | 1998-07-29 | 2000-02-15 | Shin Etsu Chem Co Ltd | 合成石英ガラス部材及びその製造方法、並びにエキシマレーザ用光学部品 |
| EP1101741A2 (de) * | 1999-11-15 | 2001-05-23 | Heraeus Quarzglas GmbH & Co. KG | Quarzglaskörper für ein optisches Bauteil und Verfahren zu seiner Herstellung |
| EP1471039A1 (en) * | 2003-04-21 | 2004-10-27 | Heraeus Quarzglas GmbH & Co. KG | Method for producing quartz glass jig and quartz glass jig |
| JP2004315364A (ja) * | 2004-07-12 | 2004-11-11 | Humo Laboratory Ltd | 水晶薄膜 |
| US7082789B2 (en) | 2001-12-05 | 2006-08-01 | Toshiba Ceramics Co., Ltd. | Silica glass member for semiconductor and production method thereof |
| JP2008050202A (ja) * | 2006-08-24 | 2008-03-06 | Sumitomo Electric Ind Ltd | 石英ガラス体製造方法 |
| US7427387B2 (en) * | 2001-07-19 | 2008-09-23 | Mitsubishi Chemical Corporation | High-purity quartz powder, process for producing the same, and glass molding |
| JP2008273824A (ja) * | 2008-04-08 | 2008-11-13 | Humo Laboratory Ltd | 水晶薄膜 |
| WO2009017613A1 (en) * | 2007-07-27 | 2009-02-05 | Corning Incorporated | Fused silica having low oh, od levels and method of making |
| WO2013140706A1 (ja) * | 2012-03-23 | 2013-09-26 | 信越石英株式会社 | 単結晶シリコン引き上げ用シリカ容器及びその製造方法 |
-
1994
- 1994-12-27 JP JP32501694A patent/JP3931351B2/ja not_active Expired - Lifetime
Cited By (15)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2000044254A (ja) * | 1998-07-29 | 2000-02-15 | Shin Etsu Chem Co Ltd | 合成石英ガラス部材及びその製造方法、並びにエキシマレーザ用光学部品 |
| EP1101741A2 (de) * | 1999-11-15 | 2001-05-23 | Heraeus Quarzglas GmbH & Co. KG | Quarzglaskörper für ein optisches Bauteil und Verfahren zu seiner Herstellung |
| EP1101741A3 (de) * | 1999-11-15 | 2001-10-31 | Heraeus Quarzglas GmbH & Co. KG | Quarzglaskörper für ein optisches Bauteil und Verfahren zu seiner Herstellung |
| US7427387B2 (en) * | 2001-07-19 | 2008-09-23 | Mitsubishi Chemical Corporation | High-purity quartz powder, process for producing the same, and glass molding |
| US7082789B2 (en) | 2001-12-05 | 2006-08-01 | Toshiba Ceramics Co., Ltd. | Silica glass member for semiconductor and production method thereof |
| US7497095B2 (en) | 2003-04-21 | 2009-03-03 | Heraeus Quarzglas Gmbh & Co. Kg | Method for producing quartz glass jig and quartz glass jig |
| EP1471039A1 (en) * | 2003-04-21 | 2004-10-27 | Heraeus Quarzglas GmbH & Co. KG | Method for producing quartz glass jig and quartz glass jig |
| JP2004315364A (ja) * | 2004-07-12 | 2004-11-11 | Humo Laboratory Ltd | 水晶薄膜 |
| JP2008050202A (ja) * | 2006-08-24 | 2008-03-06 | Sumitomo Electric Ind Ltd | 石英ガラス体製造方法 |
| WO2009017613A1 (en) * | 2007-07-27 | 2009-02-05 | Corning Incorporated | Fused silica having low oh, od levels and method of making |
| JP2010534620A (ja) * | 2007-07-27 | 2010-11-11 | コーニング インコーポレイテッド | 低ｏｈ、ｏｄレベルを有する溶融シリカおよびその製造方法 |
| CN105541090A (zh) * | 2007-07-27 | 2016-05-04 | 康宁股份有限公司 | Oh、od含量低的熔凝氧化硅及其制备方法 |
| JP2008273824A (ja) * | 2008-04-08 | 2008-11-13 | Humo Laboratory Ltd | 水晶薄膜 |
| WO2013140706A1 (ja) * | 2012-03-23 | 2013-09-26 | 信越石英株式会社 | 単結晶シリコン引き上げ用シリカ容器及びその製造方法 |
| JP5462423B1 (ja) * | 2012-03-23 | 2014-04-02 | 信越石英株式会社 | 単結晶シリコン引き上げ用シリカ容器及びその製造方法 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP3931351B2 (ja) | 2007-06-13 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US7452518B2 (en) | Process for treating synthetic silica powder and synthetic silica powder treated thereof | |
| TWI393689B (zh) | 用於半導體製造的石英玻璃組件及其製法 | |
| JP4181226B2 (ja) | 高純度、高耐熱性石英ガラスの製造方法 | |
| EP0474158B1 (en) | Silica glass powder and a method for its production and a silica glass body product made thereof | |
| JP3931351B2 (ja) | 高純度、高耐熱性シリカガラスの製造方法 | |
| JP3128451B2 (ja) | 合成石英ガラスの製造方法 | |
| JP2022526062A (ja) | 低ヒドロキシ基高純度石英ガラスおよびその調製方法 | |
| JP2003081654A (ja) | 合成石英ガラスおよびその製造方法 | |
| CN115626771B (zh) | 一种高硬度Ge-As-Se硫系玻璃及其制备方法和应用 | |
| JP3672592B2 (ja) | 合成石英ガラス部材の製造方法 | |
| KR102243264B1 (ko) | 실리카 유리 도가니 및 그의 제조 방법 | |
| JP3574577B2 (ja) | 高粘性合成石英ガラスおよびその製造方法 | |
| JP2522830B2 (ja) | 半導体熱処理用石英ガラス材料及びその製造方法 | |
| JPH03109223A (ja) | 石英ガラスおよびその製造方法 | |
| JP2000026125A (ja) | 透明石英ガラスとその製造方法 | |
| JP3188517B2 (ja) | 石英ガラスの製造方法 | |
| JPH06263468A (ja) | ガラス母材の製造方法 | |
| JP3123696B2 (ja) | 石英ガラス坩堝の製造方法 | |
| CN117107357B (zh) | 气相沉积用锗棒、其制备方法及四氯化锗还原装置 | |
| JPH03279238A (ja) | 光伝送用石英ガラス | |
| JP2822854B2 (ja) | 合成石英ガラス光学部材およびその製造方法 | |
| JP2878916B2 (ja) | 半導体熱処理用シリカガラス部材およびその製造方法 | |
| JPS62113729A (ja) | 石英ガラスの製造方法 | |
| JPH0887032A (ja) | 多結晶Ｓｉ薄膜トランジスター型ＬＣＤ基板及びその製造方法 | |
| JPH03109224A (ja) | 石英ガラスおよびその製造法 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20040705 |
|
| A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20040810 |
|
| A521 | Written amendment |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20041007 |
|
| A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20051213 |
|
| A521 | Written amendment |
Effective date: 20060206 Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 |
|
| TRDD | Decision of grant or rejection written | ||
| A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20070220 |
|
| A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20070305 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (prs date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20100323 Year of fee payment: 3 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (prs date is renewal date of database) |
Year of fee payment: 4 Free format text: PAYMENT UNTIL: 20110323 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (prs date is renewal date of database) |
Year of fee payment: 4 Free format text: PAYMENT UNTIL: 20110323 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (prs date is renewal date of database) |
Year of fee payment: 5 Free format text: PAYMENT UNTIL: 20120323 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (prs date is renewal date of database) |
Year of fee payment: 6 Free format text: PAYMENT UNTIL: 20130323 |