JPH09286621A - Production of plate material made of quartz glass and device therefor - Google Patents
Production of plate material made of quartz glass and device thereforInfo
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Abstract
Description
【０００１】[0001]
【発明の属する技術分野】この発明は、石英ガラス製板
材の製造方法及びその装置に関し、詳しくは、半導体ウ
エハの製造工程で用いられるフォトマスク等の石英ガラ
ス製板材の製造方法及びその装置に関する。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a method of manufacturing a quartz glass plate material and an apparatus thereof, and more particularly to a method of manufacturing a quartz glass plate material such as a photomask used in a semiconductor wafer manufacturing process and an apparatus thereof.
【０００２】[0002]
【従来の技術】半導体ウエハの製造工程では高温状態で
の処理作業が多く、その製造工程での細部において用い
られるフォトマスク等の板状ガラス材にあっても、高温
特性に優れたものが要求されている。そのため現在にお
いては、高温特性に優れている石英ガラス製板材がこの
役割を担っている。一般的な石英ガラス製板材は、例え
ば、四塩化珪素等の珪素塩化物を気化し高温化学反応に
よりシリカ微粉をスートとして所定のバルク体に堆積し
て石英ガラスインゴットを製造した後、得られた石英ガ
ラスインゴットをフォトマスク等の角形状に加工して製
造される。インゴットを板状体に加工するためには、通
常、１９００℃以上の高温下で再溶融して角形状とした
後、バンドソー等の切断機を用いて板状に切断する。そ
の後、必要に応じてラッピング等の工具を用いて研削や
研磨して仕上げている。石英ガラスは、融点が１９００
℃以上と高く、一般の板状ガラスの製造方法として広く
用いられているフロート方法やフュージョン方法を用い
ることができないためである。2. Description of the Related Art In a semiconductor wafer manufacturing process, many processing operations are performed in a high temperature state, and even a plate-shaped glass material such as a photomask used in details in the manufacturing process is required to have excellent high temperature characteristics. Has been done. Therefore, at present, a quartz glass plate material having excellent high temperature characteristics plays this role. A general quartz glass plate material is obtained, for example, after vaporizing silicon chloride such as silicon tetrachloride and depositing fine silica powder as soot on a predetermined bulk body by a high temperature chemical reaction to produce a quartz glass ingot. It is manufactured by processing a quartz glass ingot into a square shape such as a photomask. In order to process an ingot into a plate-like body, it is usually remelted at a high temperature of 1900 ° C. or higher to form a square shape, and then cut into a plate-like shape using a cutting machine such as a band saw. After that, if necessary, a tool such as lapping is used to grind or polish to finish. Quartz glass has a melting point of 1900
This is because the float method and the fusion method, which are widely used as a general method for producing plate-shaped glass, cannot be used because they are as high as or higher than 0 ° C.
【０００３】また、シリカ系光ファイバー製造用に開発
されたスート法、即ちＶＡＤ(vaporphase axial deposi
tion) 法がある。このＶＡＤ法は多重火炎バーナを用
い、シリカ微粉を生成して光ファイバー用の円柱棒を形
成するものである。例えば、図５に光ファイバー製造用
ＶＡＤ法の概略説明図を示す。図５において、酸水素バ
ーナ２０、２０’の上方に、出発棒２１の球底形の先端
部ターゲット２２を配置し、出発棒２１を回転しながら
その先端部ターゲット２２に、酸水素バーナ２０、２
０’で、原料ＳｉＣｌ4 を火炎加水分解反応により生成
するシリカ微粉を吹き付け、出発棒２１を引上げながら
先端部ターゲット２２に多孔質シリカ材２３を成長させ
て、電気炉２４で焼結透明化する方法である。Also, a soot method developed for the production of silica-based optical fibers, that is, VAD (vaporphase axial deposi
tion) There is a law. This VAD method uses a multiple flame burner to generate silica fine powder to form a cylindrical rod for an optical fiber. For example, FIG. 5 shows a schematic explanatory view of a VAD method for manufacturing an optical fiber. In FIG. 5, a ball-bottomed tip target 22 of a starting rod 21 is arranged above the oxyhydrogen burners 20, 20 ′, and the oxyhydrogen burner 20, is provided on the tip target 22 while rotating the starting rod 21. Two
At 0 ′, fine silica powder generated by flame hydrolysis reaction of the raw material SiCl 4 is sprayed, and the porous silica material 23 is grown on the tip target 22 while pulling up the starting rod 21, and is sintered and transparent in the electric furnace 24. Is the way.
【０００４】[0004]
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上述の
ＶＡＤ方法は、光ファイバー用として開発されたことも
あり、均一な円柱体を得ることを目的として種々の開発
がなされてはいるが、このスート法で板状体を製造する
ことは未だなされていない。また、前記したように、得
られた石英ガラスインゴットをフォトマスク等の平板角
形状とするため、１９００℃以上の高温下に再溶融する
必要があり、エネルギーを大量に使用するため製造コス
ト的な点で問題となっていた。更に、高温下での成形工
程では、使用される治具や炉等から金属不純物元素が飛
散するため、石英ガラスインゴットが汚染され、高純度
な石英ガラス製板材を得ることが困難であった。この汚
染を防止するためには、使用する治具や炉等を金属不純
物元素の少ない部材とする必要もあり、生産コストを増
大させることになり工業的にはより多くの問題点を有す
る。更にまた、大きな断面形状を有する石英ガラス製板
材を作成する場合には、原材料のインゴットとして大き
なものを得る必要もあり、別途大型炉等を要する等の問
題もあった。However, the VAD method described above has been developed for optical fibers, and various developments have been made for the purpose of obtaining a uniform columnar body, but this soot method is used. It has not yet been made to manufacture a plate-shaped body. Further, as described above, in order to make the obtained quartz glass ingot into a flat plate shape such as a photomask, it is necessary to remelt the quartz glass ingot at a high temperature of 1900 ° C. or higher. That was a problem. Further, in the molding step under high temperature, since the metal impurity element is scattered from the jig, furnace, etc. used, the quartz glass ingot is contaminated, and it is difficult to obtain a high-purity quartz glass plate material. In order to prevent this contamination, it is necessary to use a jig, a furnace, or the like to be a member having a small amount of metal impurity elements, which increases the production cost and has more industrial problems. Furthermore, when a quartz glass plate material having a large cross-sectional shape is prepared, it is necessary to obtain a large raw material ingot, and a large furnace or the like is required.
【０００５】本発明は、上記従来の石英ガラス製板材の
製造方法での種々の問題点を鑑み、連続的、且つ、直接
的に石英ガラス製板材を製造する方法及びその装置の提
供を目的とする。また、それにより、従来の複数の成形
工程を省略して生産効率を上げ、また、高温下での成形
工程を省略してエネルギー使用量を削減すると共に、金
属不純物元素による石英ガラス汚染がなく高純度な合成
石英ガラス製板材を製造することを目的とする。発明者
らは、上記目的のため、光ファイバー製造用に開発され
たＶＡＤ法が、比較的簡便な操作及び装置で高純度の石
英ガラスを製造することに着目し、ＶＡＤ法を石英ガラ
ス板材の製造に適用するために鋭意検討した。その結
果、その基本的な原理を用いつつ、板材とするための必
要な条件を見出し本発明を完成した。In view of various problems in the above-mentioned conventional method for producing a quartz glass plate material, the present invention aims to provide a method and an apparatus for producing a quartz glass plate material continuously and directly. To do. In addition, by doing so, multiple conventional molding processes can be omitted to increase production efficiency, and molding processes at high temperatures can be omitted to reduce energy consumption, while silica glass contamination due to metallic impurity elements can be avoided, resulting in high production efficiency. The object is to produce a plate material made of pure synthetic quartz glass. For the above-mentioned purpose, the inventors have paid attention to the fact that the VAD method developed for manufacturing an optical fiber produces high-purity quartz glass with a relatively simple operation and apparatus, and the VAD method is used to produce a quartz glass plate material. Investigate to apply to. As a result, the present invention has been completed by finding the necessary conditions for forming a plate material while using the basic principle.
【０００６】[0006]
【課題を解決するための手段】本発明によれば、酸水素
炎により原料珪素化合物を加水分解して生成するシリカ
微粉のスートを堆積させ石英ガラス材を製造する方法で
あって、（１）回転ローラ表面上にスートを層状に堆積
させるスート層形成工程、（２）前記スート層形成工程
で所定厚さに形成されたスート層を平板状にローラ表面
から剥離するスート層剥離工程、及び（３）前記スート
層剥離工程からの平板状スート層を焼結・透明化して石
英ガラス板状体とする焼結・透明化工程を有することを
特徴とする石英ガラス製板材の製造方法が提供される。
本発明の石英ガラス製板材の製造方法において、スート
層形成工程で形成される初期形成スート層が加熱されて
高密度化されると共に、前記スート層剥離工程ではスー
ト層表面が加熱され高密度化されて、同時にスート層が
剥離することが好ましい。According to the present invention, there is provided a method for producing a quartz glass material by depositing soot of silica fine powder produced by hydrolyzing a raw material silicon compound by an oxyhydrogen flame, comprising: (1) A soot layer forming step of depositing the soot in layers on the surface of the rotating roller; (2) a soot layer separating step of separating the soot layer formed to a predetermined thickness in the soot layer forming step from the roller surface into a flat plate shape; 3) A method of manufacturing a quartz glass plate material, comprising a sintering / transparency step of sintering / transparentizing the flat plate soot layer from the soot layer peeling step to form a quartz glass plate body. It
In the method for producing a quartz glass plate material according to the present invention, the initially formed soot layer formed in the soot layer forming step is heated and densified, and the soot layer surface is heated and densified in the soot layer peeling step. It is preferable that the soot layer is peeled off at the same time.
【０００７】本発明の石英ガラス製板材の製造方法は上
記のように構成され、所定幅の回転ローラ上に層状にシ
リカ微粉のスート層を形成し、スート層を平坦状態で剥
離するため、平板状のスート層を得ることから、そのス
ート層を平板状を保持して加熱して焼結・透明化するこ
とにより平板状の石英ガラスとすることができる。従っ
て、所定の厚さ、所定の幅及び所定の長さの石英ガラス
製板材を製造することができる。The method for producing a quartz glass plate material of the present invention is constructed as described above, and a soot layer of silica fine powder is formed in layers on a rotating roller having a predetermined width, and the soot layer is peeled off in a flat state. Since a flat soot layer is obtained, a flat quartz glass can be obtained by holding the flat soot layer and heating it to sinter and make it transparent. Therefore, it is possible to manufacture a quartz glass plate material having a predetermined thickness, a predetermined width and a predetermined length.
【０００８】また、本発明は、酸水素炎により原料珪素
化合物を加水分解して生成するシリカ微粉のスートを堆
積させ石英ガラス材を製造する装置であって、（１）一
定方向に回転する主ローラ、（２）シリカ微粉のスート
を生成する多重管バーナ、（３）該主ローラ上のスート
層を高密度化する密度化手段、（４）該主ローラ上のス
ート層を剥離する剥離手段、（５）剥離したスート層を
加熱焼結してガラス化して石英ガラスとする加熱焼結
炉、及び（６）加熱焼結炉でガラス化した石英ガラスを
載置して搬送する搬送手段を有してなり、該多重管バー
ナが、主ローラ回転軸との平行線上を主ローラ表面と所
定間隙を有してローラ幅を往復可動に、且つ、その火炎
が該ローラの回転方向に対向してローラ表面に接して形
成されるように配設されており、該密度化手段が加熱手
段であり該多重管バーナの火炎先端部から該主ローラが
回転した位置にほぼ対応するように配置され、該剥離手
段が加熱手段であり該主ローラ下部下方に位置して配置
されてなることを特徴とする石英ガラス製板材の製造装
置を提供する。Further, the present invention is an apparatus for producing a silica glass material by depositing soot of fine silica powder produced by hydrolyzing a raw material silicon compound by an oxyhydrogen flame. Rollers, (2) multi-tube burner for producing soot of fine silica powder, (3) densifying means for densifying the soot layer on the main roller, (4) peeling means for peeling the soot layer on the main roller (5) A heating and sintering furnace that heat-sinters the separated soot layer to vitrify it into quartz glass, and (6) a transporting means that mounts and transports the vitrified quartz glass in the heating and sintering furnace. The multi-tube burner is capable of reciprocating the roller width with a predetermined gap from the main roller surface on a line parallel to the main roller rotation axis, and its flame is opposed to the rotation direction of the roller. Is arranged so that it is formed in contact with the roller surface The densifying means is a heating means and is arranged so as to substantially correspond to a position where the main roller is rotated from the flame tip of the multi-tube burner, and the peeling means is a heating means and a lower part of the main roller. Provided is an apparatus for manufacturing a quartz glass plate material, which is arranged below.
【０００９】本発明の石英ガラス製板材の製造装置は上
記のように構成され、回転ローラ表面が多重管バーナに
よりシリカ微粉のスートを生成する火炎と接し、且つ、
バーナを回転軸と平行する線上で往復可動であることか
ら、回転ローラ表面に繰り返しスートを吹きつけ堆積さ
せることができ所定の厚さのスート層を形成できる。ま
た、多重管バーナの火炎が主ローラの回転方向と対向し
て形成されることから、回転につれローラ上に新たに形
成される初期スート層は、比較的低温の火炎先端部から
のスートで形成され、スート層の最内層は低密度とな
り、後記する外側スート層の高密度化収縮と共に、スー
ト層の剥離に寄与する。また、火炎先端部により形成さ
れた最内スート層上には、主ローラ１の回転につれ更に
スートが堆積される。それら最内スート層上に形成され
るスート層は、火炎に接近して形成され、最内スート層
より高密度の中密度のスート層が形成される。この場
合、スート層を所定の平板状に剥離するための外側層の
収縮効果をより高めるためと、最終的に均一な石英ガラ
ス板を形成するために、最内層上に形成され最終的に内
側層となる中密度のスート層は、火炎先端部より主ロー
ラが回転した位置に対応して密度化手段が配置されるこ
とから、堆積形成時に中密度であったスート層は緻密と
なり高密度化される。更に、ローラの回転につれ高温火
炎によるスートの堆積と火炎加熱により、スート層は徐
々に厚みを増しながらスート層の内部は高密度なものと
なる。また一方、所定の厚さに形成されたスート層は、
主ローラの回転につれて火炎から徐々に遠ざかることか
ら、スート層の表面は充分に加熱されず形成された中密
度層の状態にある。この中密度層は、ローラが回転して
その表面が火炎に接する部位から外れ、ほぼ水平または
垂直方向にスート層を剥離可能な外周部位置に対応して
その外側に配置された剥離手段により加熱され緻密化さ
れる。緻密化に伴い外側層の中密度のスート表面層が収
縮し、ローラ回転と逆向きの力が作用すると同時に、最
内側に低密度スート層が存在することから、形成された
スート層を主ローラから平板状で剥離することができ
る。また、剥離した平板状スート層は、加熱焼結炉にお
いて焼結されガラス化され石英ガラスとなり、搬送手段
により連続的に搬送され透明な平板状の石英ガラス板材
として得ることができる。The apparatus for producing a quartz glass plate material according to the present invention is constructed as described above, and the surface of the rotating roller is in contact with a flame which produces soot of silica fine powder by the multi-tube burner, and
Since the burner is reciprocally movable on a line parallel to the rotation axis, soot can be repeatedly sprayed and deposited on the surface of the rotation roller to form a soot layer having a predetermined thickness. Also, since the flame of the multi-tube burner is formed facing the direction of rotation of the main roller, the initial soot layer newly formed on the roller as it rotates is formed by the soot from the flame tip at a relatively low temperature. The innermost layer of the soot layer has a low density, and contributes to the exfoliation of the soot layer together with the densification and shrinkage of the outer soot layer which will be described later. Further, as the main roller 1 rotates, soot is further deposited on the innermost soot layer formed by the flame tip. The soot layer formed on the innermost soot layer is formed closer to the flame, and a soot layer having a higher density and a higher density than the innermost soot layer is formed. In this case, in order to further enhance the contraction effect of the outer layer for separating the soot layer into a predetermined flat plate shape and finally to form a uniform quartz glass plate, the inner layer is formed on the innermost layer. In the medium-density soot layer, the densification means is located at the position where the main roller rotates from the flame tip, so the soot layer that was medium-density at the time of deposit formation becomes dense and densified. To be done. Further, as the roller rotates, soot is accumulated due to the high temperature flame and flame heating causes the soot layer to gradually increase in thickness while the inside of the soot layer becomes dense. On the other hand, the soot layer formed to a predetermined thickness,
Since the flame gradually moves away from the flame as the main roller rotates, the surface of the soot layer is not sufficiently heated and is in the state of a formed medium density layer. The medium-density layer is heated by a peeling means arranged outside the roller so that the surface of the roller moves away from the area in contact with the flame and the soot layer can be peeled in a substantially horizontal or vertical direction. And it is densified. Due to the densification, the medium-density soot surface layer of the outer layer contracts and a force in the direction opposite to the roller rotation acts, and at the same time, there is a low-density soot layer on the innermost side, so the formed soot layer is the main roller. Can be peeled off in a flat plate shape. Further, the separated flat soot layer is sintered in a heating and sintering furnace to be vitrified into quartz glass, which can be continuously conveyed by a conveying means to obtain a transparent flat quartz glass plate material.
【００１０】上記本発明の石英ガラス製板材の製造装置
において、主ローラが耐熱性ローラであり、その内部に
冷却手段を有することが好ましい。主ローラは、バーナ
や密度化手段及び剥離手段により加熱されるため、冷却
手段を設けることにより変形を防止することができる。
また、搬送手段が、前記主ローラの回転と同期して回転
する耐熱性ローラであることが好ましい。搬送手段が主
ローラの回転と同期して回転するローラであることか
ら、主ローラから剥離されたスート層は、加熱焼結炉に
おいて焼結ガラス化され、スート層を切断等の欠陥を生
じさせることなく円滑、且つ、連続的に石英ガラス板材
として搬送することができる。また、本発明の石英ガラ
ス製板材の製造装置には、更に、主ローラの上方部で、
ローラ表面を中心にして多重管バーナガス流出口と対向
するように吸気口が配置された排気手段を有することが
好ましい。このような排気手段を有することにより、バ
ーナ火炎及びスートの流通方向をローラ表面へ方向付け
ることから、スートの堆積効率を向上させると共に、ス
ートがローラ表面以外に付着堆積することを防止するこ
とができる。In the apparatus for producing a quartz glass plate material according to the present invention, it is preferable that the main roller is a heat-resistant roller and has a cooling means inside. Since the main roller is heated by the burner, the densifying means and the peeling means, it is possible to prevent the deformation by providing the cooling means.
Further, it is preferable that the conveying means is a heat resistant roller that rotates in synchronization with the rotation of the main roller. Since the transport means is a roller that rotates in synchronization with the rotation of the main roller, the soot layer separated from the main roller is sintered and vitrified in the heating and sintering furnace, causing defects such as cutting the soot layer. Without this, the quartz glass plate material can be smoothly and continuously conveyed. Further, in the apparatus for producing a quartz glass plate material of the present invention, further, in the upper part of the main roller,
It is preferable to have an exhaust means having an intake port arranged so as to face the multi-tube burner gas outlet centering on the roller surface. By having such an exhaust means, the flow direction of the burner flame and the soot is directed to the roller surface, so that it is possible to improve the soot deposition efficiency and prevent the soot from adhering and depositing other than on the roller surface. it can.
【００１１】[0011]
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施形態について
図面に基づき説明する。但し、本発明は下記実施形態に
制限されるものではない。図１は本発明の石英ガラス製
板材の製造装置の一実施例の斜視説明図であり、図２は
その断面説明図である。また、図３は加熱焼結炉の概略
断面説明図である。図１及び図２において、第１工程で
あるスート形成部は、低速で所定方向（図面では矢印で
示した）に回転する主ローラ１、その主ローラ１の下部
に配置した同心円状の多重管バーナ２、主ローラ１の外
表面に接するように多重管バーナ２から流出するガスに
より形成される火炎３、火炎先端部から主ローラ１が回
転した位置に対応して主ローラ１表面を加熱して低温の
火炎先端部で形成される低密度スート層上に形成される
最終的に中間スート層となる中密度スート層４を緻密に
して高密度化するヒータ５が設置されている。また、主
ローラ１の上方部には、バーナ２のガス流出口とその吸
入口６とが、ローラ表面を中心に対向するように配設さ
れる排気装置７が設けられている。上記のようにセット
されて、多重管バーナ２は図２に矢印で示すように主ロ
ーラの回転軸との平行線上を左右に往復移動して、ロー
ラ表面上を火炎３が複数回往復してスート層の厚みを増
大させながら、堆積スートを加熱して内側層が高密度で
表面層が中密度のスート層を形成させる。また、主ロー
ラ１は、表面に堆積するスート層の純度を高め、かつ、
耐熱性に優れる石英ガラス製が好ましい。また通常、熱
変形を防止するため内部に冷却手段を設けることが好ま
しい。冷却手段としては、空冷あるいは水冷等の公知の
各種冷却方式が採用できる。更に、堆積したスート層の
剥離を円滑に行うため、主ローラ１の表面にはショット
ブラスト等の処理を施すことが好ましい。BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings. However, the present invention is not limited to the following embodiment. FIG. 1 is a perspective explanatory view of an embodiment of a quartz glass plate manufacturing apparatus of the present invention, and FIG. 2 is a sectional explanatory view thereof. Further, FIG. 3 is a schematic cross-sectional explanatory view of the heating and sintering furnace. In FIGS. 1 and 2, a soot forming portion, which is the first step, includes a main roller 1 that rotates at a low speed in a predetermined direction (indicated by an arrow in the drawing), and a concentric circular pipe arranged below the main roller 1. The burner 2, the flame 3 formed by the gas flowing out of the multi-tube burner 2 so as to contact the outer surface of the main roller 1, the main roller 1 surface is heated in correspondence with the position where the main roller 1 is rotated from the flame tip. A heater 5 is provided to densify and densify the medium-density soot layer 4, which is finally formed as an intermediate soot layer on the low-density soot layer formed at the low temperature flame tip. An exhaust device 7 is provided above the main roller 1 so that the gas outlet of the burner 2 and its suction port 6 face each other with the roller surface as the center. When set as described above, the multi-tube burner 2 reciprocates left and right on a line parallel to the rotation axis of the main roller as indicated by an arrow in FIG. 2, and the flame 3 reciprocates a plurality of times on the roller surface. While increasing the thickness of the soot layer, the deposited soot is heated to form a soot layer having a high density of the inner layer and a medium density of the surface layer. Further, the main roller 1 enhances the purity of the soot layer deposited on the surface, and
Quartz glass having excellent heat resistance is preferable. Further, it is usually preferable to provide a cooling means inside to prevent thermal deformation. As the cooling means, various known cooling methods such as air cooling or water cooling can be adopted. Further, in order to smoothly peel off the deposited soot layer, it is preferable to subject the surface of the main roller 1 to a treatment such as shot blasting.
【００１２】第２工程であるスート層剥離部は、主ロー
ラ１が回転し、主ローラ１の外周部がほぼ水平方向とな
る位置に対応してその下方に設けられたヒータ６により
形成される。即ち、所定の厚さに形成されたスート層
は、主ローラ１の回転に伴い火炎３に接する領域から外
れ、その表面スートは充分に加熱されていないため中密
度表面層を有する中密度表面スート層８となり、中密度
表面スート層８はヒータ９により加熱され表面外側層が
緻密となると同時に熱収縮し、主ローラ１の回転と逆方
向の力が働き堆積形成されたスート層が主ローラ１上か
ら剥離される。The soot layer peeling portion which is the second step is formed by the heater 6 provided below the soot layer peeling portion corresponding to the position where the main roller 1 rotates and the outer peripheral portion of the main roller 1 becomes substantially horizontal. . That is, the soot layer having a predetermined thickness is removed from the area in contact with the flame 3 as the main roller 1 rotates, and the surface soot is not sufficiently heated, so that the medium density surface soot having the medium density surface layer is formed. The medium-density surface soot layer 8 is heated by the heater 9 so that the outer surface layer becomes dense and at the same time heat-shrinks, so that a force in the direction opposite to the rotation of the main roller 1 acts and the deposited soot layer is the main roller 1. Stripped from above.
【００１３】剥離されたスート層は、次いで第３工程で
ある焼結・透明化部に送られる。焼結・透明化部におい
て、剥離されたスート層が、加熱焼結炉１０を通過しな
がら上下に配設されたヒータ１１、１１により加熱焼結
され透明な石英ガラスとなる。この場合、図３に示すよ
うに加熱焼結炉１０の下部に設けたガス導入口１２より
ヘリウム等の不活性ガスを導入しスート層導入口から排
気させるようにして炉内を流通させて、炉内を不活性ガ
ス雰囲気とする。加熱焼結炉１０は、上記ヒータ８が設
けられる主ローラ１の外周部の接線方向に設けられ、剥
離したスート層が加熱焼結炉１０に自動的に誘導される
ようにすることが好ましい。また、スタート時は、要す
れば、例えば石英等耐熱性に優れた耐熱性板または棒状
体（図示せず）で支持しスート剥離部から加熱焼結炉出
口まで誘導するようにしてもよい。スート層は、加熱焼
結炉１０で石英ガラス化され送出されて、次いで、搬送
手段の耐熱性ローラ１３により搬送される。耐熱性ロー
ラ１３は、加熱焼結炉１０の後方に設置され、主ローラ
１の回転と同期して回転するようにすることにより、剥
離スートを、順次、円滑且つ連続的に加熱焼結炉１０を
経て平板状の透明な石英ガラス板として搬送することが
できる。The separated soot layer is then sent to the sintering / transparency section which is the third step. In the sintering / clearing section, the separated soot layer is heated and sintered by the heaters 11 arranged vertically while passing through the heating and sintering furnace 10 to become transparent quartz glass. In this case, as shown in FIG. 3, an inert gas such as helium is introduced from a gas inlet 12 provided at the bottom of the heating and sintering furnace 10 and exhausted from the soot layer inlet to circulate in the furnace, The inside of the furnace is set to an inert gas atmosphere. It is preferable that the heating and sintering furnace 10 is provided in a tangential direction of the outer peripheral portion of the main roller 1 on which the heater 8 is provided so that the separated soot layer is automatically guided to the heating and sintering furnace 10. In addition, at the time of starting, if necessary, for example, it may be supported by a heat-resistant plate or rod-shaped body (not shown) having excellent heat resistance such as quartz and guided from the soot peeling portion to the outlet of the heating and sintering furnace. The soot layer is made into quartz glass by the heating and sintering furnace 10 and sent out, and then conveyed by the heat resistant roller 13 of the conveying means. The heat-resistant roller 13 is installed in the rear of the heating and sintering furnace 10 and is rotated in synchronization with the rotation of the main roller 1, so that the peeling soot is sequentially and smoothly and continuously. It can be conveyed as a flat transparent quartz glass plate.
【００１４】次ぎに、上記のように構成された石英ガラ
ス製板材の製造装置を用い石英ガラス製板材の製造につ
いて説明する。上記装置において、酸水素炎を形成しシ
リカ微粉を生成しスートを主ローラ１に付着させる多重
管バーナ２として、例えば、４重管の同心円環状酸水素
バーナを用い、最内管より原料ガスとして四塩化珪素等
の珪素化合物を、その外側の２つの円環状管より熱源ガ
スの酸素ガス及び水素ガスを流出する。また、最外円環
状管からはセパレートガスとして不活性ガスを流出して
高温からバーナ本体を保護する。多重管バーナ２で形成
される酸水素火炎中において、原料ガス珪素化合物は加
水分解されシリカ微粉が生成され、火炎と接する主ロー
ラ１の表面にはシリカ微粉のスートが堆積してスート層
が形成される。この場合、主ローラ１の回転は、形成さ
れる酸水素火炎の先端方向と逆方向に回転するように
し、主ローラ１の表面が所定時間火炎に接するようにす
ると共に、回転速度も非常にゆっくり、例えば０．５〜
２ｒｐｍとすることにより、通常、５〜３０ｍｍの所定
厚さのスート層を得ることができる。主ローラ１の回転
速度は、主ローラの径及びバーナの原料供給量、得よう
とする透明石英ガラス板の板厚によって適宜選択するこ
とができる。また、多重管バーナ２は、燃料及び原料ガ
スの流出を開始すると同時に、主ローラ１表面の軸方向
のスート堆積量を均一にするため、主ローラ１の回転軸
との平行線上を往復移動させる。この往復移動により、
主ローラ１の軸方向の長さが酸水素炎幅よりも広い場合
であっても、主ローラ１表面全域に均一な厚さのスート
層を形成することができる。多重管バーナ２の往復移動
速度及びバーナ火炎流量は、主ローラ１の回転速度を勘
案し、所望するスート層の厚み等により適宜選択するこ
とができる。Next, the production of the quartz glass plate material using the quartz glass plate material production apparatus configured as described above will be described. In the above apparatus, a quadruple-tube concentric annular oxyhydrogen burner is used as the multi-tube burner 2 that forms an oxyhydrogen flame, generates silica fine powder, and attaches the soot to the main roller 1. Oxygen gas and hydrogen gas, which are heat source gases, are made to flow out of a silicon compound such as silicon tetrachloride through two annular tubes outside the silicon compound. Further, an inert gas as a separate gas flows out from the outermost annular pipe to protect the burner body from high temperature. In the oxyhydrogen flame formed by the multi-tube burner 2, the raw material gas silicon compound is hydrolyzed to generate fine silica powder, and soot of fine silica powder is deposited on the surface of the main roller 1 in contact with the flame to form a soot layer. To be done. In this case, the main roller 1 is rotated in a direction opposite to the tip direction of the oxyhydrogen flame formed, the surface of the main roller 1 is kept in contact with the flame for a predetermined time, and the rotation speed is very slow. , For example 0.5-
By setting the speed to 2 rpm, a soot layer having a predetermined thickness of 5 to 30 mm can be usually obtained. The rotation speed of the main roller 1 can be appropriately selected depending on the diameter of the main roller, the amount of raw material supplied to the burner, and the thickness of the transparent quartz glass plate to be obtained. Further, the multi-tube burner 2 starts to flow out of the fuel and the raw material gas and, at the same time, reciprocates on a line parallel to the rotation axis of the main roller 1 in order to make the amount of soot accumulated on the surface of the main roller 1 uniform. . By this reciprocating movement,
Even if the length of the main roller 1 in the axial direction is wider than the width of the oxyhydrogen flame, a soot layer having a uniform thickness can be formed on the entire surface of the main roller 1. The reciprocating speed of the multi-tube burner 2 and the burner flame flow rate can be appropriately selected in consideration of the rotation speed of the main roller 1 depending on the desired thickness of the soot layer and the like.
【００１５】上記のようにして多重管バーナ２の酸水素
炎で形成されるスート層は、先ず、火炎温度が比較的低
い火炎先端と接する主ローラ１の回転軸より上方の表面
にスートが堆積する。この酸水素炎先端で堆積するスー
トは、最終的なスート層の最内層となる。この場合、低
温で形成されるスート層は、緻密化されず低密度層とな
り、主ローラ１の回転と共に、その上に更にスートが堆
積されることになる。低密度スート層上に堆積するスー
トは、高温火炎下を通過すると共に火炎にも接近するた
め、最内層を形成する低密度スート層より高密度で中密
度スート層が形成される。主ローラ１の回転と共に、こ
の中密度スート層上にも、更にスートが同様に中密度で
堆積する。しかし、低密度スートの最内層上に所定厚み
の中密度スート層が形成された場合、本発明の加熱処理
して表面スート層の高密度化に伴う熱収縮による剥離が
円滑に行うことができない。中間部に中密度層が存在す
るために中間部から剥離されるおそれがあるためであ
る。本発明においては、最終的スート層の剥離を加熱処
理で簡便に行うために、低密度の最内側スート層上に形
成され最終的に低密度の最内層上の中間層となる中密度
スート層を高密度化すると共に、外側層をそれより低密
度の中密度層に保持する。そのため、上記したように低
温の火炎先端部で主ローラ１の表面に初期形成された低
密度スート層上に形成される中密度層４をヒータ５で、
通常約９００℃以上、好ましくは約１１００〜１４００
℃に加熱して中密度層を高密度化する。この加熱温度が
９００℃未満であると高密度化されず、また、剥離後の
スート層の反り等の変形を生じるおそれがあり好ましく
ない。更に、主ローラ１が回転し、高密度化したスート
層上に、更に、中密度スート層が形成される。本発明に
おいて、主ローラ１表面に形成される最終的スート層
は、低密度の最内スート層、高密度の中間スート層及び
中密度の外側層の３層構造となり、例えば、最終的なス
ート層の厚さが約５〜３０ｍｍとして、低密度の最内層
が約１〜１５ｍｍ、高密度の中間層は約１〜１５ｍｍ、
剥離時に加熱処理され高密度化される表面の外側層が約
１〜８ｍｍとなるようにする。In the soot layer formed by the oxyhydrogen flame of the multi-tube burner 2 as described above, first, the soot is deposited on the surface above the rotation axis of the main roller 1 in contact with the flame tip having a relatively low flame temperature. To do. The soot deposited at the tip of the oxyhydrogen flame becomes the innermost layer of the final soot layer. In this case, the soot layer formed at low temperature becomes a low density layer without being densified, and soot is further deposited thereon as the main roller 1 rotates. The soot deposited on the low-density soot layer passes under a high-temperature flame and approaches the flame, so that a medium-density soot layer is formed at a higher density than the low-density soot layer forming the innermost layer. As the main roller 1 rotates, soot is similarly deposited at a medium density on this medium density soot layer. However, when the medium-density soot layer having a predetermined thickness is formed on the innermost layer of the low-density soot, the heat treatment of the present invention cannot be performed to smoothly perform the peeling due to the heat shrinkage accompanying the densification of the surface soot layer. . This is because there is a possibility that the medium-density layer may be peeled from the intermediate portion due to the presence of the medium-density layer. In the present invention, the medium density soot layer is formed on the innermost soot layer of low density and finally becomes the intermediate layer on the innermost layer of low density in order to easily perform the peeling of the final soot layer by heat treatment. And densify the outer layer and retain the outer layer in a lower density medium density layer. Therefore, as described above, the medium density layer 4 formed on the low density soot layer initially formed on the surface of the main roller 1 at the low temperature flame tip portion is heated by the heater 5.
Usually about 900 ° C. or higher, preferably about 1100 to 1400
The medium density layer is densified by heating to ° C. If the heating temperature is lower than 900 ° C., the densification is not performed and the soot layer after peeling may be deformed such as warp, which is not preferable. Further, the main roller 1 rotates, and a medium density soot layer is further formed on the densified soot layer. In the present invention, the final soot layer formed on the surface of the main roller 1 has a three-layer structure of a low-density innermost soot layer, a high-density intermediate soot layer, and a medium-density outer layer. The layer thickness is about 5 to 30 mm, the low density innermost layer is about 1 to 15 mm, the high density intermediate layer is about 1 to 15 mm,
The outer layer of the surface, which is heat-treated and densified during peeling, has a thickness of about 1 to 8 mm.
【００１６】所定の厚さとなった上記３層からなるスー
ト層は、主ローラ１表面に形成保持された状態で主ロー
ラ１の下部まで搬送され、主ローラ１の下方に設けたヒ
ータ８により、スート層表面温度が約１０００〜１３０
０℃となるように加熱する。この加熱温度は、表面層の
高密度化と剥離を行い易くするためであり、また、剥離
による変形の際の破損等を防止するためである。１００
０℃未満では緻密化されにくく、また、破損防止できな
い。一方、１３００℃を超えると実用的でなく、また、
収縮が大きくなると層間で分離するおそれがあるためで
ある。ヒータ８により加熱された中密度の外側スート層
は、緻密化され高密度層となると同時に、熱収縮して矢
印ｘ方向への力が働くことになり、主ローラ１からスー
ト層が平板状に剥離される。剥離されたスート層は、次
いで加熱焼結炉１０に送入され、上下ヒータ１１、１１
により約１４００〜１６００℃の温度に保持され、不活
性ガス雰囲気下の炉内を通過して、シリカ微粉で形成さ
れる平板状のスート層が加熱焼結されて、透明にガラス
化され石英ガラス平板が形成される。加熱炉１０から搬
送された石英ガラス平板は、耐熱性ローラ１３の搬送先
に設置するダイアモンドカッター等の切断機（図示せ
ず）により切断し、任意の長さの石英ガラス製板材とす
ることができる。The soot layer consisting of the above-mentioned three layers having a predetermined thickness is conveyed to the lower part of the main roller 1 while being formed and held on the surface of the main roller 1, and is heated by the heater 8 provided below the main roller 1. Soot layer surface temperature is about 1000-130
Heat to 0 ° C. This heating temperature is for increasing the density of the surface layer and for facilitating peeling, and also for preventing damage or the like during deformation due to peeling. 100
If it is less than 0 ° C., it is difficult to be densified and damage cannot be prevented. On the other hand, if it exceeds 1300 ° C, it is not practical, and
This is because if the shrinkage increases, the layers may be separated from each other. The outer soot layer of medium density heated by the heater 8 is densified and becomes a high density layer, and at the same time, heat contracts to exert a force in the direction of arrow x, so that the soot layer becomes flat from the main roller 1. It is peeled off. The separated soot layer is then fed into the heating and sintering furnace 10 and the upper and lower heaters 11, 11
Is maintained at a temperature of about 1400 to 1600 ° C., passes through a furnace under an inert gas atmosphere, and a flat soot layer formed of fine silica powder is heat-sintered to be vitrified transparently and to be a quartz glass. A flat plate is formed. The quartz glass flat plate conveyed from the heating furnace 10 may be cut by a cutting machine (not shown) such as a diamond cutter installed at the conveyance destination of the heat resistant roller 13 to obtain a quartz glass plate material having an arbitrary length. it can.
【００１７】図４は、本発明の石英ガラス製板材の製造
装置の他の実施態様の斜視説明図である。図４におい
て、２本の多重管バーナ２、２’を配設する以外は図１
の装置と同様である。２本の多重管バーナ２、２’を用
いることにより、主ローラ１の回転速度及びバーナ２の
往復移動速度を上げて、製造効率を向上することができ
る。また、本発明の石英ガラス製板材の製造装置は、多
重管バーナの配設本数は１〜２本に限定することなく、
主ローラ１の回転速度等に合わせて適宜本数を選択する
ことができる。FIG. 4 is a perspective view showing another embodiment of the apparatus for manufacturing a quartz glass plate material according to the present invention. In FIG. 4, except that two multi-tube burners 2 and 2'are arranged in FIG.
The device is the same as that of. By using the two multi-tube burners 2 and 2 ', the rotation speed of the main roller 1 and the reciprocating movement speed of the burner 2 can be increased, and the manufacturing efficiency can be improved. Further, the apparatus for producing a quartz glass plate material of the present invention is not limited to the number of multi-tube burners provided being 1 to 2,
The number can be appropriately selected according to the rotation speed of the main roller 1 and the like.
【００１８】本発明の石英ガラス製板材の製造は上記の
ように構成され、基本的に酸水素炎により原料珪素化合
物を加水分解して生成するシリカ微粉のスートを堆積さ
せ石英ガラス材を製造するものであり、スート層形成の
第１工程、スート層剥離の第２工程及びスート層を焼結
・透明化する第３工程の３つの工程により構成され、従
来法のスートを先ずインゴットに製造し、その後、イン
ゴットの溶融、成形、切断等の独立した各種工程を経由
する方法とは異なり、石英ガラス製板材を連続して直接
的に製造することができる。従って、高温下での成形工
程も省略できることから、使用エネルギー量が削減でき
ると共に、使用治具や炉等からの金属元素等の不純物汚
染のおそれもなく、高純度な石英ガラス製板材を簡便に
得ることができる。The production of the quartz glass plate material of the present invention is constructed as described above, and basically, a soot of fine silica powder produced by hydrolyzing a raw material silicon compound by an oxyhydrogen flame is deposited to produce a quartz glass material. It is composed of three steps: the first step of forming the soot layer, the second step of peeling the soot layer, and the third step of sintering and making the soot layer transparent. The soot of the conventional method is first manufactured into an ingot. After that, unlike the method of passing through various independent steps such as melting, molding, and cutting of the ingot, the quartz glass plate material can be continuously and directly manufactured. Therefore, since the molding process at high temperature can be omitted, the amount of energy used can be reduced, and there is no fear of contamination of impurities such as metal elements from jigs or furnaces used, and a high-purity quartz glass plate material can be easily prepared. Obtainable.
【００１９】[0019]
【実施例】本発明について実施例に基づき、更に詳細に
説明する。なお、本実施例では、図１及び２に示した石
英ガラス製板材の製造装置と同様な装置を用い、下記す
るように各種操作条件を変化させて石英ガラス板材を製
造した。 実施例１ 原料ガスとして四塩化珪素を５０ｇ／分、燃料ガスとし
て水素ガス１００リットル／分及び酸素ガス５０リット
ル／分、セパレートガスとしてアルゴンガス１０リット
ル／分を４重円環状バーナ２から流出すると共に、バー
ナ２の左右往復移動速度を４００ｍｍ／分、ヒータ５の
温度を９５０℃として、主ローラ１の回転速度を５ｍｍ
／分（周速）として、主ローラ１表面に幅３００ｍｍ、
厚さ約１０ｍｍのスート層を生成した。主ローラ１の表
面に形成したスート層は、主ローラ１に保持され下部ま
で回転されてヒータ９で１２００℃に加熱され主ローラ
１から剥離され、その後、ゾーンシンター炉１０に導
入、通過させて幅１５０ｍｍ、厚さ約５ｍｍの石英ガラ
ス製平板が約２．５ｍｍ／分で耐熱ローラ１３に送出さ
れた。ゾーンシンター炉１０は、１４５０℃に維持し、
ガス導入口１２からヘリウムガスを５リットル／分で供
給して内部はヘリウム雰囲気とした。得られた石英ガラ
ス板は、平滑なガラス表面を有する良好なものであっ
た。EXAMPLES The present invention will be described in more detail based on examples. In this example, a quartz glass plate material was manufactured by using the same apparatus as the apparatus for manufacturing a quartz glass plate material shown in FIGS. 1 and 2 and changing various operating conditions as described below. Example 1 50 g / min of silicon tetrachloride as a raw material gas, 100 liters / min of hydrogen gas as a fuel gas and 50 liters / min of oxygen gas, and 10 liters / min of argon gas as a separate gas flow out from a quadruple annular burner 2. At the same time, the left and right reciprocating speed of the burner 2 is 400 mm / min, the temperature of the heater 5 is 950 ° C., and the rotation speed of the main roller 1 is 5 mm.
/ Min (peripheral speed), a width of 300 mm on the surface of the main roller 1,
A soot layer having a thickness of about 10 mm was produced. The soot layer formed on the surface of the main roller 1 is held by the main roller 1 and rotated to a lower portion, heated to 1200 ° C. by the heater 9 and separated from the main roller 1, and then introduced into the zone sinter furnace 10 and passed therethrough. A quartz glass flat plate having a width of 150 mm and a thickness of about 5 mm was delivered to the heat resistant roller 13 at about 2.5 mm / min. The zone sintering furnace 10 is maintained at 1450 ° C,
Helium gas was supplied at 5 liters / minute from the gas inlet 12 to create a helium atmosphere inside. The obtained quartz glass plate was a good one having a smooth glass surface.
【００２０】実施例２ 主ローラ１の回転速度を８ｍｍ／分（周速）、ヒータ５
の温度を９５０℃とした以外は実施例１と同様に幅３０
０ｍｍ、厚さ約６ｍｍのスート層を形成した。また、ヒ
ータ９の温度を１１００℃、ゾーンシンター炉１０の温
度を１４００℃とした以外は実施例１と同様に幅１５０
ｍｍ、厚さ３ｍｍの石英ガラス平板を得た。得られた石
英ガラス板は平滑なガラス表面を有する良好なものであ
った。Example 2 The rotation speed of the main roller 1 was 8 mm / min (peripheral speed), and the heater 5
The width of 30 is the same as in Example 1 except that the temperature of
A soot layer having a thickness of 0 mm and a thickness of about 6 mm was formed. In addition, a width of 150 is obtained in the same manner as in Example 1 except that the temperature of the heater 9 is 1100 ° C. and the temperature of the zone sintering furnace 10 is 1400 ° C.
A quartz glass plate having a thickness of 3 mm and a thickness of 3 mm was obtained. The obtained quartz glass plate was a good one having a smooth glass surface.
【００２１】比較例１〜３ ヒータ５の温度を８００℃とした以外は実施例２と同様
にして、幅３００ｍｍ、厚さ６ｍｍのスート層を形成し
たが、剥離後にスート層が反り、平板が得られなかった
（比較例１）。ヒータ５の温度を１２００℃とした以外
は実施例２と同様にして、幅３００ｍｍ、厚さ６ｍｍの
スート層を形成しようとしたが、スート層生成中に主ロ
ーラ１からスート層が剥離してしまった（比較例２）。
主ローラ１の表面をファイヤポリッシュにより平滑化
し、ヒータ５の温度を９００℃とした以外は実施例２と
同様にして、幅３００ｍｍ、厚さ６ｍｍのスート層を形
成したが、ヒータ９の剥離部でスート層の剥離に偏りが
でき安定して石英ガラス板を得られなかった（比較例
３）。Comparative Examples 1 to 3 A soot layer having a width of 300 mm and a thickness of 6 mm was formed in the same manner as in Example 2 except that the temperature of the heater 5 was changed to 800 ° C. It was not obtained (Comparative Example 1). An attempt was made to form a soot layer having a width of 300 mm and a thickness of 6 mm in the same manner as in Example 2 except that the temperature of the heater 5 was 1200 ° C. However, the soot layer peeled off from the main roller 1 during the soot layer formation. It has happened (Comparative Example 2).
A soot layer having a width of 300 mm and a thickness of 6 mm was formed in the same manner as in Example 2 except that the surface of the main roller 1 was smoothed by fire polishing and the temperature of the heater 5 was set to 900 ° C. Therefore, the soot layer could be delaminated unevenly and a stable quartz glass plate could not be obtained (Comparative Example 3).
【００２２】上記実施例及び比較例より明らかなよう
に、所定に中間スート層が高密度化され、また、中密度
の外側スート層が所定に加熱されて熱収縮されることに
よりスート層形成のローラ表面から円滑に平板状に剥離
されて、焼結・透明化され石英ガラス平板が得られるこ
とが分かる。一方、比較例１のようにヒータ５の温度が
８００℃と低いため十分に加熱できず、中間スート層が
充分に高密度化されず、一方、ヒータ９の剥離部では１
１００℃で加熱したため、外側層が高密度層となり熱収
縮してしまい、外側層とその内側の中間層が共に高密度
層とならないことにより、両層のバランスが崩れて剥離
したスート層に反りが発生することが分かる。また、比
較例２のようにヒータ５の温度が１２００℃と高い場合
には、中間スート層が極度に高密度化されるため熱収縮
が激しすぎ、スート形成の主ローラ１の表面から剥離す
ることが分かる。従って、均一な石英ガラス板状体を作
成するためには、中間スート層の高密度化のための加熱
が重要であることが分かる。更に、ローラ表面が平滑過
ぎるとスートの付着がばらつき均一なスート層が得られ
ないことも分かった。As is clear from the above Examples and Comparative Examples, the intermediate soot layer is densified to a predetermined level, and the medium density outer soot layer is heated to a predetermined level to be heat-shrinked to form a soot layer. It can be seen that the quartz glass flat plate is obtained by being smoothly peeled off from the roller surface into a flat plate shape, sintered and made transparent. On the other hand, as in Comparative Example 1, since the temperature of the heater 5 is as low as 800 ° C., it cannot be sufficiently heated, and the intermediate soot layer is not sufficiently densified.
Since it was heated at 100 ° C, the outer layer became a high-density layer and thermal contracted, and both the outer layer and the inner intermediate layer did not become a high-density layer. It turns out that occurs. In addition, when the temperature of the heater 5 is as high as 1200 ° C. as in Comparative Example 2, the intermediate soot layer is extremely densified, so that the heat shrinkage is excessive and the peeling from the surface of the soot-forming main roller 1 occurs. I know what to do. Therefore, it is understood that heating for increasing the density of the intermediate soot layer is important in order to form a uniform quartz glass plate. Further, it was found that if the surface of the roller is too smooth, the adhesion of soot varies and a uniform soot layer cannot be obtained.
【００２３】[0023]
【発明の効果】本発明に係る石英ガラス製板材の製造方
法及びその装置は、ＶＡＤ法を改良することによって、
半導体ウエーハの製造工程で用いられるフォトマスク等
の石英ガラス製板材を、直接的に連続して簡便に製造す
ることができる。また、従来の高温下での成形工程を省
略することができるため、使用するエネルギー量を削減
することができ、工業的製造コストを低減できると共
に、使用治具や炉等による金属元素等不純物の拡散によ
る石英ガラスへの汚染もなく、高純度の石英ガラス板材
を得ることができる。The method for producing a quartz glass plate and the apparatus therefor according to the present invention are improved by improving the VAD method.
A quartz glass plate material such as a photomask used in a semiconductor wafer manufacturing process can be manufactured directly and continuously in a simple manner. Moreover, since the conventional molding step under high temperature can be omitted, the amount of energy used can be reduced, the industrial manufacturing cost can be reduced, and the impurities such as metal elements such as jigs and furnaces used can be reduced. A silica glass plate material of high purity can be obtained without contamination of the silica glass by diffusion.
【図１】本発明の石英ガラス製板材の製造装置の一実施
例の斜視説明図FIG. 1 is a perspective explanatory view of an embodiment of an apparatus for manufacturing a quartz glass plate material according to the present invention.
【図２】図１の石英ガラス製板材の製造装置の断面説明
図FIG. 2 is an explanatory cross-sectional view of the quartz glass plate manufacturing apparatus of FIG.
【図３】加熱焼結炉の概略断面説明図FIG. 3 is a schematic sectional explanatory view of a heating and sintering furnace.
【図４】本発明の石英ガラス製板材の製造装置の他の実
施例の斜視説明図FIG. 4 is a perspective explanatory view of another embodiment of the quartz glass plate manufacturing apparatus of the present invention.
【図５】光ファイバー製造用ＶＡＤ法の概略説明図FIG. 5 is a schematic explanatory view of a VAD method for manufacturing an optical fiber.
１ 主ローラ ２ 多重管バーナ ３ 火炎 ４ 中密度スート層 ５ 高密度化用ヒータ ６ 吸入口 ７ 排気装置 ８ 中密度表面スート層 ９ 剥離用ヒータ １０ 加熱焼結炉 １１ ヒータ １２ ガス導入口 １３ 耐熱ローラ ２０、２０’ 酸水素バーナ ２１ 出発棒 ２２ 先端部ターゲット ２３ 多孔質シリカ材 ２４ 電気炉 1 Main Roller 2 Multi-tube Burner 3 Flame 4 Medium Density Soot Layer 5 High Density Heater 6 Suction Port 7 Exhaust Device 8 Medium Density Surface Soot Layer 9 Peeling Heater 10 Heating Sintering Furnace 11 Heater 12 Gas Inlet 13 Heat Resistant Roller 20, 20 'oxyhydrogen burner 21 starting rod 22 tip target 23 porous silica material 24 electric furnace
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 生野 浩人 神奈川県秦野市曽屋30番地 東芝セラミッ クス株式会社開発研究所内 (72)発明者 石川 安雄 神奈川県秦野市曽屋30番地 東芝セラミッ クス株式会社開発研究所内 ──────────────────────────────────────────────────続 き Continued on the front page (72) Inventor Hiroto Ikuno 30 Soya, Hadano-shi, Kanagawa Toshiba Ceramics Co., Ltd. In the laboratory
Claims (7)
解して生成するシリカ微粉のスートを堆積させ石英ガラ
ス材を製造する方法であって、（１）回転ローラ表面上
にスートを層状に堆積させるスート層形成工程、（２）
前記スート層形成工程で所定厚さに形成されたスート層
を平板状にローラ表面から剥離するスート層剥離工程、
及び（３）前記スート層剥離工程からの平板状スート層
を焼結・透明化して石英ガラス板状体とする焼結・透明
化工程を有することを特徴とする石英ガラス製板材の製
造方法。1. A method for producing a quartz glass material by depositing soot of silica fine powder produced by hydrolyzing a raw material silicon compound by an oxyhydrogen flame, comprising: (1) depositing soot in layers on a surface of a rotating roller. Soot layer forming step (2)
Soot layer peeling step of peeling the soot layer formed to a predetermined thickness in the soot layer forming step from the roller surface in a flat plate shape,
And (3) a method for producing a quartz glass plate material, which comprises a sintering / transparency step of sintering and transparentizing the flat plate soot layer from the soot layer peeling step to obtain a quartz glass plate.
スート層が加熱され高密度化されると共に、前記スート
層剥離工程においてスート層表面が加熱され高密度化さ
れると同時にスート層が剥離されてなる請求項１記載の
石英ガラス製板材の製造方法。2. The soot layer is heated and densified in the soot layer forming step, and the soot layer surface is heated and densified in the soot layer peeling step, and at the same time, the soot layer is peeled off. The method for producing a quartz glass plate material according to claim 1, wherein
解して生成するシリカ微粉のスートを堆積させ石英ガラ
ス材を製造する装置であって、（１）一定方向に回転す
る主ローラ、（２）シリカ微粉のスートを生成する多重
管バーナ、（３）該主ローラ上のスート層を高密度化す
る密度化手段、（４）該主ローラ上のスート層を剥離す
る剥離手段、（５）剥離したスート層を加熱焼結してガ
ラス化して石英ガラスとする加熱焼結炉、及び（６）加
熱焼結炉でガラス化した石英ガラスを載置して搬送する
搬送手段を有してなり、該多重管バーナが、主ローラ回
転軸との平行線上を主ローラ表面と所定間隙を有してロ
ーラ幅を往復可動に、且つ、その火炎が該ローラの回転
方向に対向してローラ表面に接して形成されるように配
設されており、該密度化手段が加熱手段であり該多重管
バーナの火炎先端部から該主ローラが回転した位置にほ
ぼ対応するように配置され、該剥離手段が加熱手段であ
り該主ローラ下部下方に位置して配置されてなることを
特徴とする石英ガラス製板材の製造装置。3. An apparatus for producing a quartz glass material by depositing soot of silica fine powder produced by hydrolyzing a raw material silicon compound by an oxyhydrogen flame, comprising: (1) a main roller rotating in a fixed direction; ) Multi-tube burner for producing soot of fine silica powder, (3) Densifying means for densifying the soot layer on the main roller, (4) Peeling means for peeling the soot layer on the main roller, (5) A heating and sintering furnace that heats and sinters the separated soot layer into vitreous silica glass, and (6) a conveying means that mounts and conveys the vitrified quartz glass in the heating and sintering furnace. , The multi-tube burner reciprocally moves the roller width on a line parallel to the main roller rotation axis with a predetermined gap from the main roller surface, and its flame is opposed to the rotation direction of the roller on the roller surface. They are arranged so that they are in contact with each other. The degrading means is a heating means and is arranged so as to substantially correspond to the position where the main roller is rotated from the flame tip of the multi-tube burner, and the peeling means is a heating means and is located below the main roller. An apparatus for manufacturing a quartz glass plate material, which is arranged.
その内部に冷却手段を有する請求項３記載の石英ガラス
製板材の製造装置。4. The main roller is a heat resistant roller,
The apparatus for manufacturing a quartz glass plate material according to claim 3, further comprising a cooling means inside thereof.
同期して回転する耐熱性ローラである請求項３または４
記載の石英ガラス製板材の製造装置。5. The heat-resistant roller, wherein the conveying means rotates in synchronization with the rotation of the main roller.
An apparatus for producing a quartz glass plate material as described above.
ローラが、石英製である請求項３、４または５記載の石
英ガラス製板材の製造装置。6. The apparatus for manufacturing a quartz glass plate material according to claim 3, 4 or 5, wherein the main roller and the heat-resistant roller of the conveying means are made of quartz.
配置されてなる排気手段を有する請求項３〜６のいずれ
か記載の石英ガラス製板材の製造装置。7. The apparatus for producing a quartz glass plate material according to claim 3, further comprising an exhaust means having an intake port arranged above the main roller.
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