JPH10236835A - 合成石英ガラス製造用バーナー、合成石英ガラス製造装置および合成石英ガラス - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 バーナー本体の劣化を抑制し、かつ、バーナ
ー本体へのスートの付着を抑制できる合成石英ガラス製
造用バーナーの提供。 【解決手段】 バーナー本体１２の合成炉の内部に突き
出た部分の側面を覆い、かつ、バーナー本体１２の先端
外周部からガスの噴射方向に張り出したフード５２を具
えている。このフード５２は、フードの張り出した部分
２０ａを、バーナー本体１２から離れるに従って外側に
反り返って拡がった形状としてある。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明は、合成石英ガラス
製造用バーナー、合成石英ガラス製造装置および合成石
英ガラスに関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、半導体装置の製造過程で半導体基
板等に集積回路の微細パターンを露光・転写する光リソ
グラフィー技術において、ステッパーと呼ばれる露光装
置が用いられている。このステッパーの光源には、近
年、大規模集積回路（ＬＳＩ）の高集積化に伴って可視
光よりも波長の短い紫外域の光が用いられるようになっ
た。このため、露光装置の光学系も、従来の光学ガラス
に代えて、紫外域の光を透過する材料で構成することが
必要となった。紫外域の光の透過率の高い光学材料とし
ては、例えば石英ガラスが知られている。

【０００３】また、露光装置の光学系は、収差補正のた
めにレンズ等の多数の光学部材で構成される。このた
め、露光装置の光学系全体の透過率を高くするために
は、個々の光学部材の透過率を高くすることが必要であ
る。石英ガラスの透過率を高くするためには、石英ガラ
スを高純度にすることが必要である。高純度の石英ガラ
スが得られる製造方法としては、火炎加水分解法（直接
法または直接火炎法とも称する）が知られている。

【０００４】火炎加水分解法では、四塩化ケイ素などの
高純度のケイ素化合物を原料に用いる。そして、この原
料と加熱および加水分解反応のための燃焼ガス（酸素お
よび水素）とを、製造装置の合成炉内で回転、引き下げ
を行っているターゲット上に向けて、バーナーから噴射
する。噴射された原料は、酸素水素火炎で加水分解され
て石英ガラス微粒子（スート）を形成する。スートは、
ターゲット上で堆積、溶融、透明化して石英ガラスのイ
ンゴットを形成する。このようにして得られた石英ガラ
スは合成石英ガラスと呼ばれる。

【０００５】火炎加水分解法による合成石英ガラスの製
造に使用する、従来の合成石英ガラス製造用バーナーの
一例が、文献：「特開平７−１３８０２８号公報」に記
載されている。この文献に記載の合成石英ガラス製造用
バーナーは、同心円状に配置された５重管、この５重管
を囲む外殻管およびこの外殻管中に配置されたノズルを
具えている。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、火炎加
水分解法により合成石英ガラスを製造する際に、合成炉
内で形成されたスートの一部分が、石英ガラスのインゴ
ットに捕捉されずに合成炉内を浮遊する。さらに、合成
炉内を浮遊するスートの一部分は、バーナーから噴射さ
れるガス流に巻き上げられて、合成炉内に露出している
バーナーの外周部に付着する。バーナーに付着したスー
トは、合成炉内部のバーナーが高温となっているため、
バーナーに強固に焼き付く。このため、合成石英ガラス
の合成終了後に、バーナーに付着したスートを剥離する
ことは困難であった。

【０００７】また、合成炉内部に露出しているバーナー
の先端部分は、合成炉内部の熱を受ける。その上、バー
ナーから噴射されたガス流の一部がインゴットにあたっ
てバーナーの側に回り込んでバーナーに吹きつける。こ
のため、バーナーの先端部分は、加熱されて高温とな
る。その結果、バーナーを耐熱性および耐腐食性に優れ
た石英ガラス製としても、バーナーの特に先端部分が劣
化して、部分的に溶けたり気化して、消失することがあ
る。バーナーの先端部分が消失してバーナーの先端部分
の形状が変化すると、原料ガス等の噴射位置が変化す
る。このため、ガスの混合率が変化して燃焼効率および
反応効率といったバーナーの特性が変化する。その結
果、合成石英ガラスの製造中のバーナーの特性の変化に
伴って合成石英ガラスの品質が経時変化するため、合成
石英ガラスの品質が低下してしまうという問題点があっ
た。

【０００８】また、バーナーの先端部分の劣化した部分
が破片となって、合成石英ガラスのインゴットに混入す
る場合がある。インゴットにこの破片が混入すると、破
片が合成石英ガラス中の不均質の原因となって、合成石
英ガラスの品質が低下してしまうという問題点があっ
た。尚、ここで不均質とは、異物、泡、局所的な屈折率
不均質である脈理を含む。

【０００９】また、バーナーの先端部分の劣化した部分
は、劣化していない部分よりもスートが付着し易い。こ
のため、劣化部分に一旦付着したスートが、再び剥離し
て落下して、合成石英ガラスのインゴットに落下して混
入する場合がある。このインゴットに混入したスート
は、バーナーからインゴットへ直接吹きつけられるスー
トに比べて温度が低い上に、合成炉を浮遊していた間に
組成が変化している。このため、落下したスートがイン
ゴットに混入すると、このスートがインゴット中の不均
質の原因となって、合成石英ガラスの品質が低下してし
まうという問題点があった。

【００１０】このため、バーナー本体の劣化を抑制し、
かつ、バーナー本体へのスートの付着を抑制できる合成
石英ガラス製造用バーナーおよびその合成石英ガラス製
造用バーナーを具えた合成石英ガラスの製造装置の実現
が望まれていた。

【００１１】

【課題を解決するための手段】この発明の合成石英ガラ
ス製造用バーナーによれば、火炎加水分解法によって合
成石英ガラスを製造するための合成炉の内部にガスを噴
射する合成石英ガラス製造用バーナーにおいて、合成石
英ガラス製造用バーナーを構成するバーナー本体の合成
炉の内部に突き出た先端側の部分の側面を覆い、かつ、
バーナー本体の先端外周部からガスの噴射方向に張り出
したフードを具えてなることを特徴とする。

【００１２】このように、この発明の合成石英ガラス製
造用のバーナーによれば、フードを設けることにより、
合成炉内部でバーナー本体が受ける熱を、バーナー本体
を合成炉内に露出した場合よりも、減らすことができ
る。その上、フードを設けることにより、バーナーから
噴射されたガスがインゴットにあたって回り込んでバー
ナー本体に直接に吹きつけられることを抑制できる。こ
のため、バーナー本体が加熱されて高温になることを抑
制できる。その結果、バーナー本体が劣化することを抑
制できる。

【００１３】また、フードを設けることによって、合成
炉内で回り込んだガス流がバーナー本体に直接吹きつけ
られることを抑制できる。このため、このガス流に巻き
上げられたスートがバーナー本体に付着することを抑制
できる。尚、巻き上げられたスートは主にフードの外側
に付着する。このため、フードのみを交換することによ
って、バーナー本体を繰返し使用することができる。

【００１４】また、この発明の合成石英ガラス製造用バ
ーナーにおいて、好ましくは、フードの張り出した部分
を、バーナー本体から離れるに従って外側に反り返って
拡がった形状とすると良い。

【００１５】このように、フードの張り出した部分の形
状を、バーナー本体から離れるに従って外側に反り返っ
て拡がった、いわゆるラッパ形状とすれば、フードの張
り出した部分は、バーナーから噴射されたガスの流れに
一層沿った形状となる。このため、フードの張り出した
部分が、バーナーから噴射されたガスの流れを乱すこと
を抑制できる。

【００１６】さらに、フードの張り出した部分の形状を
いわゆるラッパ形状とすれば、フードの張り出した部分
の縁を、インゴットの合成面の中央から離れた周辺部
上、もしくは、インゴットの合成面の外側に張り出させ
ることができる。フードの張り出した部分の縁は、スー
トが付着し易い部分である。従って、フードの張り出し
た部分をラッパ形状とすれば、この縁に付着したスート
が剥離して落下しても、インゴットに混入する可能性を
低減することができる。このため、落下したスートの混
入による合成石英ガラスの品質の低下を抑制できる。

【００１７】尚、インゴットの合成面とは、バーナーか
ら噴射されて形成したスートが、合成石英ガラスのイン
ゴットに堆積する部分を指す。

【００１８】また、この発明の合成石英ガラス製造装置
によれば、火炎加水分解法によって合成石英ガラスを製
造するための合成炉を具え、この発明の合成石英ガラス
製造用バーナーの先端側の部分を合成炉の内部に突き出
して設けてあることを特徴とする。

【００１９】このように、この発明の合成石英ガラス製
造装置によれば、フードを設けた合成石英ガラス製造用
バーナーを具えているので、バーナーの劣化による原料
ガス等の噴射位置が変化するのを抑制して燃焼効率およ
び反応効率といったバーナー特性の変化を抑制できる。
その結果、安定した品質の合成石英ガラスを製造するこ
とができる。

【００２０】また、合成石英ガラス製造用バーナーにフ
ードを設けたので、バーナー本体の劣化を抑制すること
ができる。その結果、バーナー本体の劣化部分の破片や
バーナー本体の特に劣化部分に一旦付着して剥離した付
着物がインゴットに混入することによる合成ガラスの不
均質の発生を抑制することができる。

【００２１】また、この発明の合成石英ガラスによれ
ば、この発明の合成石英ガラス製造装置において製造さ
れた、泡、異物および脈理のないことを特徴とする。

【００２２】このように、この発明の合成石英ガラス
は、フードを設けてバーナー特性の経時変化が抑制され
た合成石英ガラス製造用バーナーを具えた合成石英ガラ
ス製造装置において製造されたので、品質の安定化を図
ることができる。

【００２３】また、この合成石英ガラスは、フードを設
けた合成石英ガラス製造用バーナーを具えた合成石英ガ
ラス製造装置において製造されたので、バーナー本体の
劣化部分の破片やバーナー本体の劣化部分から剥離した
付着物を原因とする不均質が少ない。

【００２４】

【発明の実施の形態】以下、図を参照して、この発明の
合成石英ガラス製造用バーナー、合成石英ガラス製造装
置および合成石英ガラスの一例について併せて説明す
る。尚、参照する図は、これらの発明が理解できる程度
に各構成成分の大きさ、形状および配置関係を概略的に
示してあるに過ぎない。従って、これらの発明は図示例
にのみ限定されるものではない。

【００２５】１．第１の実施の形態 １−１．合成石英ガラス製造用バーナー 先ず、図１により、第１の実施の形態の合成石英ガラス
製造用バーナーについて説明する。図１は、第１の実施
の形態の合成石英ガラス製造用バーナーの説明に供する
要部斜視図である。この合成石英ガラス製造用バーナー
は、火炎加水分解法によって合成石英ガラスを製造する
ために、合成炉の内部に原料ガスおよび燃焼ガスを噴射
する。そして、この合成石英ガラス製造用バーナー１０
を構成するほぼ円筒形状のバーナー本体１２は、５つの
互いに直径が異なる管を同心円状に配置した５重管１４
と、この５重管１４を囲む外殻管１６とを具えている。
また、このバーナー本体１２は、５重管１４の５重目の
管１４ｅと外殻管１６との間に複数のノズル１８を互い
に等間隔で具えている。

【００２６】また、これらの５重管１４、外殻管１６お
よびノズルの先端１８は、同一平面上に揃えて設けてあ
る。従って、外殻管１６の先端外周部が、バーナー本体
１２の先端外周部となる。また、これらの５重管１４、
外殻管１６およびノズル１８は、いずれも溶融石英ガラ
ス製である。

【００２７】そして、この合成石英ガラス製造用バーナ
ー１０は、バーナー本体１２の合成炉の内部に突き出た
部分の側面を覆い、かつ、バーナー本体１２の先端外周
部からガスの噴射方向に張り出したフード（保護リング
とも称する。）２０を具えている。このように、フード
２０を設けることにより、合成炉３０の内部でバーナー
本体１２が受ける熱を、バーナー本体１２を合成炉３０
の内部に露出した場合よりも、減らすことができる。そ
の上、フード２０を設けることにより、バーナー１０か
ら噴射されたガスがインゴット４０にあたって回り込ん
でバーナー本体１２に直接に吹きつけられることを抑制
できる。このため、バーナー本体１２が加熱されて高温
になることを抑制できる。

【００２８】さらに、この実施の形態においては、フー
ドの張り出した部分２０ａを、バーナー本体１２から離
れるに従って外側に反り返って拡がった、いわゆるラッ
パ形状としている。

【００２９】また、このフード２０は、バーナー本体１
２と同じ材料である溶融石英ガラスで形成されている。
また、このフード２０の張り出し部の長さＬ₁ は、バー
ナー本体１２の先端から２０ｍｍである。また、このフ
ード２０の厚みは、３ｍｍである。このように、フード
２０の形状をいわゆるラッパ形状にしたので、フード２
０の張り出した部分２０ａが、バーナー１０から噴射さ
れたガスの流れを乱すことを抑制できる。

【００３０】また、フード２０の張り出した部分２０ａ
の形状をいわゆるラッパ形状とすれば、フードの張り出
した部分の縁２０ｂを、インゴット４０の合成面の中央
から離れた周辺部上、もしくは、インゴット４０の合成
面の外側に張り出させることができる。その結果、この
縁２０ｂに付着したスートが剥離して落下しても、イン
ゴット４０に混入する可能性を低減することができる。
このため、落下したスートの混入による合成石英ガラス
の品質の低下を抑制できる。

【００３１】１−２．合成石英ガラス製造装置 次に、図２により、第１の実施の形態の合成石英ガラス
製造装置について説明する。図２は、第１の実施の形態
の合成石英ガラス製造装置の説明に供する断面図であ
る。

【００３２】この合成石英ガラス製造装置は、合成炉３
０を具え、この合成炉３０は、炉床３２上に、耐火物の
炉壁３４およびこの炉壁３４を覆うように設けられた炉
枠３６を具えている。また、炉枠３６は、排気管３８を
介して排気装置（図示せず）につながっている。

【００３３】そして、合成石英ガラス製造用バーナー
（以下、単に「バーナー」とも称する。）１０は、この
炉壁３４および炉枠３６を貫通して、合成炉３０の上部
からインゴット４０を形成するための円盤状のターゲッ
ト４２にその先端を向けて設置してある。合成石英ガラ
ス製造用バーナー１０は、先端側部分、好ましくは、先
端付近のみを合成炉３０の内部に突き出してある。

【００３４】また、合成炉３０の内部のインゴット４０
の合成面の温度分布は、炉壁３４および炉枠３６に設け
た覗窓４４を介して、赤外線カメラ４６でモニターされ
る。また、覗窓４４には、透明ガラス４８が設けてあ
る。

【００３５】１−３．合成石英ガラスの合成 次に、この合成石英ガラス製造装置おいて合成石英ガラ
スを製造した。合成石英ガラスの製造にあたっては、原
料として高純度の四塩化ケイ素を用いた。そして、この
原料をキャリアガスで希釈して、バーナー１０から原料
を流量３０ｇ／分で合成炉３０の内部へ噴射する。バー
ナー１０から噴射された原料は、スート（石英ガラス微
粒子）を形成する。そして、このスートを合成炉３０の
内部のターゲット４２に堆積させる。ターゲット４２に
堆積したスートは溶融して透明化して合成石英ガラスの
インゴットとなる。

【００３６】また、図２に、バーナー１０から噴射され
たガスの主な流れを曲線Ｉで模式的に示す。また、バー
ナー１０から噴射された後、インゴット４０にあたって
バーナー１０の側へ回り込むガスの流れを曲線IIで模式
的に示す。

【００３７】また、このターゲット４２は、直径２５０
ｍｍの円盤状の不透明石英ガラス板からなる。そして、
合成石英ガラスの合成にあたって、ターゲット４２を円
盤の中心軸を中心として回転すると共に、この中心軸に
垂直な方向に揺動させた。また、合成にあたって、この
ターゲット４２を、スートの堆積速度に合わせて、１時
間あたり数ミリの速度で引き下げることにより、インゴ
ット４０の合成面の中心位置（頂部）をバーナー１０の
先端から常に一定距離に保つようにした。

【００３８】１−４．合成終了後の測定 そして、１０日間かけて合成石英ガラスを合成した後、
バーナー本体１２の劣化の程度およびバーナー本体１２
へのスートの付着物（以下、シリカとも称する）付着量
を測定した。目視によりバーナー本体１２の劣化の程度
を測定したところ、バーナー本体１２の先端外周部に
は、劣化による破損は確認できなかった。また、シリカ
の付着量は、バーナー本体１２に付着しているスートを
剥離して、その厚みを測定することで判断した。測定の
結果、バーナー本体１２の表面には、シリカはほとんど
付着しておらず、厚みの測定は不可能であった。尚、フ
ード２０の外側には、多量のシリカが付着していた。

【００３９】従って、この実施の形態の合成石英ガラス
製造用バーナーによれば、バーナー本体の劣化を抑制
し、かつ、バーナー本体へのスートの付着を抑制できる
ことが分かった。

【００４０】次に、合成されたインゴットの不均質を検
査したところ、インゴット中には、泡、異物および脈理
といった不均質は検出されなかった。従って、この実施
の形態の合成石英ガラス製造装置によれば、品質の良い
合成石英ガラスが得られることが分かった。

【００４１】また、バーナー本体１２には、スートの付
着がほとんどなく、劣化による破損もないため、フード
２０のみを交換して使い捨てにすることにより、同一の
バーナー本体１２を洗浄して繰返し使用することができ
る。その結果、バーナーの特性を保つことができるの
で、安定した品質の合成石英ガラスを製造することがで
きる。また、バーナー本体１２の寿命を長くすることが
できるので、コストの点でも非常に有利である。

【００４２】２．第２の実施の形態 ２−１．合成石英ガラス製造用バーナー 次に、図３により、第２の実施の形態の合成石英ガラス
製造用バーナーについて説明する。図３は、第２の実施
の形態の合成石英ガラス製造用バーナーの要部斜視図で
ある。

【００４３】第２の実施の形態の合成石英ガラス製造用
バーナー（以下、単に「バーナー」とも称する。）５０
のバーナー本体１２の構造は、上述した第１の実施の形
態のバーナー１０のバーナー本体１２の構造と同一であ
る。このため、第２の実施の形態においては、バーナー
本体１２の詳細な説明を省略する。

【００４４】そして、第２の実施の形態におけるバーナ
ー５０は、バーナー本体１２の合成炉の内部に突き出た
先端側の部分の側面を覆い、かつ、バーナー本体１２の
先端外周部からガスの噴射方向に張り出したフード（保
護リングとも称する。）５２を具えている。このフード
５２は、反り返っていない円筒形状を有しており、バー
ナー本体１２と同じ材料である溶融石英ガラスで形成さ
れている。また、このフード５２の張り出し部の長さＬ
₂ は、バーナー本体１２の先端から１０ｍｍである。ま
た、このフード５２の厚みは、３ｍｍである。

【００４５】２−２．合成終了後の測定 次に、バーナー５０の構造以外は上述した第１の実施の
形態の合成石英ガラス製造装置と同一の構造の合成石英
ガラス製造装置を用いて、上述した第１の実施の形態に
おける合成条件と同一の合成条件で、合成石英ガラスを
製造した。

【００４６】そして、１０日間かけて合成石英ガラスを
合成した後、バーナー本体１２の劣化の程度およびバー
ナー本体１２へのシリカの付着量を、上述の第１の実施
の形態の場合と同様にして測定した。

【００４７】バーナー本体１２の先端部分は、劣化によ
りところどころ消失していた。先端部分の消失した部分
では、消失していない場合の先端の位置から０．０３ｍ
ｍ〜０．１ｍｍ先端が後退していた。この後退量は、後
述する比較例に示すフードを設けない場合の後退量に比
べて非常に少ない。

【００４８】また、シリカの付着量は、バーナー本体１
２に付着しているスートを剥離して、その厚みを測定し
たところ、平均０．４ｍｍであった。この厚みは、後述
する比較例に示すフードを設けない場合の厚みに比べて
非常に少ない。

【００４９】従って、この実施の形態の合成石英ガラス
製造用バーナーによれば、バーナー本体の劣化を抑制
し、かつ、バーナー本体へのスートの付着を抑制できる
ことが分かった。

【００５０】次に、合成されたインゴットの不均質を検
査したところ、インゴット中には、泡、異物および脈理
といった不均質は検出されなかった。従って、この実施
の形態の合成石英ガラス製造装置によれば、品質の良い
合成石英ガラスが得られることが分かった。

【００５１】３．第３の実施の形態 ３−１．合成石英ガラス製造用バーナー 次に、図４により、第３の実施の形態の合成石英ガラス
製造用バーナーについて説明する。図４は、第３の実施
の形態の合成石英ガラス製造用バーナーの要部斜視図で
ある。

【００５２】第３の実施の形態の合成石英ガラス製造用
バーナー（以下、単に「バーナー」とも称する。）６０
のバーナー本体１２の構造は、上述した第１の実施の形
態のバーナー１０のバーナー本体１２の構造と同一であ
る。このため、第３の実施の形態においては、バーナー
本体１２の詳細な説明を省略する。

【００５３】そして、第３の実施の形態におけるバーナ
ー６０は、バーナー本体１２の合成炉の内部に突き出た
部分の側面を覆い、かつ、バーナー本体１２の先端外周
部からガスの噴射方向に張り出したフード（保護リング
とも称する。）６２を具えている。このフード６２は、
反り返っていない円筒形状を有しており、バーナー本体
１２と同じ材料である溶融石英ガラスで形成されてい
る。また、このフード６２の張り出し部の長さＬ₃ は、
バーナー本体１２の先端から１００ｍｍである。また、
このフード６２の厚みは、３ｍｍである。

【００５４】３−２．合成終了後の測定 次に、バーナー６０の構造以外は上述した第１の実施の
形態の合成石英ガラス製造装置と同一の構造の合成石英
ガラス製造装置を用いて、上述した第１の実施の形態に
おける合成条件と同一の合成条件で、合成石英ガラスを
製造した。

【００５５】そして、１０日間かけて合成石英ガラスを
合成した後、バーナー本体１２の劣化の程度およびバー
ナー本体１２へのシリカの付着量を、上述の第１の実施
の形態の場合と同様にして測定した。

【００５６】先ず、目視によりバーナー本体１２の劣化
の程度を測定したところ、バーナー本体１２の先端部分
の劣化による破損は確認できなかった。

【００５７】また、バーナー本体１２の表面には、シリ
カはほとんど付着しておらず、厚みの測定は不可能であ
った。

【００５８】従って、この実施の形態の合成石英ガラス
製造用バーナーによれば、バーナー本体の劣化を抑制
し、かつ、バーナー本体へのスートの付着を抑制できる
ことが分かった。

【００５９】尚、フード６０の先端は、劣化によりとこ
ろどころ消失していた。フードの先端付近の消失した部
分では、消失していない場合の先端の位置から５ｍｍ〜
１５ｍｍ先端が後退していた。また、フード６０の外側
面だけなく、フード６０の内側面の先端付近にも、僅か
ではあるが平均０．３ｍｍの厚さのシリカが付着してい
た。従って、フードの劣化およびフードの内側面へのシ
リカの付着を抑制するためには、フードの張り出し部の
長さは１００ｍｍより短く、例えば５０ｍｍ程度以下と
することが望ましい。

【００６０】次に、合成されたインゴットの不均質を検
査したところ、インゴット中には、泡、異物および脈理
といった不均質は検出されなかった。従って、この実施
の形態の合成石英ガラス製造装置によれば、品質の良い
合成石英ガラスが得られることが分かった。

【００６１】４．比較例 次に、図５により、比較例について説明する。図５は、
比較例の合成石英ガラス製造用バーナーの要部斜視図で
ある。図５に示した合成石英ガラス製造用バーナー（以
下、単に「バーナー」とも称する。）７０の構造は、上
述した各実施の形態におけるバーナー７０の構造と同一
である。

【００６２】そして、上述の各実施の形態と同一の条件
で、１０日間かけて合成石英ガラスを合成した後、バー
ナー７０の劣化の程度およびバーナー７０へのシリカの
付着量を、上述の第１の実施の形態の場合と同様にして
測定した。

【００６３】その結果、バーナー７０の先端付近は、劣
化により消失して、消失していない場合の先端の位置か
ら５ｍｍ〜１５ｍｍ先端が後退していた。このように、
バーナーの先端部分が消失してバーナーの先端部分の形
状が変化すると、原料ガス等の噴射位置が変化する。こ
のため、ガスの混合率が変化して燃焼効率および反応効
率といったバーナーの特性が変化する。その結果、合成
石英ガラスの製造中のバーナーの特性の変化に伴って合
成石英ガラスの品質が経時変化してしまう。

【００６４】また、バーナー７０の先端付近には、数ｍ
ｍ以上の厚さで多量のシリカが付着していた。

【００６５】次に、合成されたインゴットの不均質を検
査したところ、インゴット中には、バーナー７０の劣化
部分が落下した破片やバーナー７０の劣化部分に一旦付
着してから剥離した付着物が原因と考えられる不均質が
多数検出された。このため、比較例において合成した合
成石英ガラスは、例えば光リソグラフィー用の光学レン
ズの素材としては不適切な品質の低いものであることが
分かった。

【００６６】上述した各実施の形態では、これらの発明
を特定の材料を用い、特定の条件で構成した例について
のみ説明したが、これらの発明は多くの変更および変形
を行うことができる。例えば、上述した実施の形態で
は、フードの張り出し部の張り出す長さは、上述の各実
施の形態における値に限定する必要はなく、バーナーか
ら噴射するガスの流速やガスの混合比といった合成条件
に合わせて好適な長さとすると良い。

【００６７】また、例えば、バーナー本体の構造は、上
述の実施の形態における構造に限定する必要はなく、任
意好適な構造とすると良い。

【００６８】

【発明の効果】この発明の合成石英ガラス製造用のバー
ナーによれば、フードを設けることにより、合成炉内部
でバーナー本体が受ける熱を、バーナー本体を合成炉内
に露出した場合よりも、減らすことができる。その上、
フードを設けることにより、バーナーから噴射されたガ
ス流がインゴットにあたってバーナーの側へ回り込んで
バーナー本体に直接に吹きつけられることを抑制でき
る。このため、バーナー本体が加熱されて高温になるこ
とを抑制できる。その結果、バーナー本体が劣化するこ
とを抑制できる。

【００６９】また、フードを設けることによって、合成
炉内で回り込んだガス流がバーナー本体に直接吹きつけ
られることを抑制できる。このため、このガス流に巻き
上げられたスートがバーナー本体に付着することを抑制
できる。尚、巻き上げられたスートは主にフードの外側
に付着する。このため、フードのみを交換することによ
って、バーナー本体を繰返し使用することができる。

【００７０】また、この発明の合成石英ガラス製造用バ
ーナーにおいて、フードの張り出した部分の形状を、バ
ーナー本体から離れるに従って外側に反り返って拡がっ
た、いわゆるラッパ形状とすれば、フードの張り出した
部分は、バーナーから噴射されたガスの流れに一層沿っ
た形状となる。このため、フードの張り出した部分が、
バーナーから噴射されたガスの流れを乱すことを抑制で
きる。

【００７１】さらに、フードの張り出した部分の形状を
いわゆるラッパ形状とすれば、フードの張り出した部分
の縁を、インゴットの合成面の中央から離れた周辺部
上、もしくは、インゴットの合成面の外側に張り出させ
ることができる。フードの張り出した部分の縁は、スー
トが付着し易い部分である。従って、フードの張り出し
た部分をラッパ形状とすれば、この縁に付着したスート
が剥離して落下しても、インゴットに混入する可能性を
低減することができる。このため、落下したスートの混
入による合成石英ガラスの品質の低下を抑制できる。

【００７２】また、この発明の合成石英ガラス製造装置
によれば、フードを設けた合成石英ガラス製造用バーナ
ーを具えているので、バーナーの劣化による原料ガス等
の噴射位置が変化するのを抑制して燃焼効率および反応
効率といったバーナー特性の変化を抑制できる。その結
果、安定した品質の合成石英ガラスを製造することがで
きる。

【００７３】また、合成石英ガラス製造用バーナーにフ
ードを設けたので、バーナー本体の劣化を抑制すること
ができる。その結果、バーナー本体の劣化部分の破片や
バーナー本体の劣化部分に一旦付着して剥離した付着物
がインゴットに混入することによる合成ガラスの不均質
の発生を抑制することができる。

【００７４】また、この発明の合成石英ガラスは、フー
ドを設けたことによってバーナー特性の経時変化が抑制
された合成石英ガラス製造用バーナーを具えた合成石英
ガラス製造装置において製造されたので、品質の安定化
を図ることができる。

【００７５】また、この合成石英ガラスは、フードを設
けた合成石英ガラス製造用バーナーを具えた合成石英ガ
ラス製造装置において製造されたので、バーナー本体の
劣化部分の破片やバーナー本体の劣化部分から剥離した
付着物を原因とする不均質が少ない。

【図面の簡単な説明】

【図１】第１の実施の形態の合成石英ガラス製造用バー
ナーの説明に供する要部斜視図である。

【図２】第１の実施の形態の合成石英ガラス製造装置の
説明に供する断面図である。

【図３】第２の実施の形態の合成石英ガラス製造用バー
ナーの説明に供する要部斜視図である。

【図４】第３の実施の形態の合成石英ガラス製造用バー
ナーの説明に供する要部斜視図である。

【図５】比較例の合成石英ガラス製造用バーナーの説明
に供する要部斜視図である。

【符号の説明】

１０：合成石英ガラス製造用バーナー（バーナー） １２：バーナー本体 １４：５重管 １４ａ：１重目の管 １４ｂ：２重目の管 １４ｃ：３重目の管 １４ｄ：４重目の管 １４ｅ：５重目の管 １６：外殻管 １８：ノズル ２０：フード ２０ａ：張り出した部分 ２０ｂ：縁 ３０：合成炉 ３２：炉床 ３４：炉壁 ３６：炉枠 ３８：排気管 ４０：インゴット ４２：ターゲット ４４：覗窓 ４６：赤外線カメラ ４８：透明ガラス ５０：合成石英ガラス製造用バーナー（バーナー） ５２：フード ６０：合成石英ガラス製造用バーナー（バーナー） ６２：フード ７０：合成石英ガラス製造用バーナー（バーナー）

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 火炎加水分解法によって合成石英ガラス
   を製造するための合成炉の内部にガスを噴射する合成石
   英ガラス製造用バーナーにおいて、 前記合成石英ガラス製造用バーナーを構成するバーナー
   本体の前記合成炉の内部に突き出した先端側の部分の側
   面を覆い、かつ、前記バーナー本体の先端外周部から前
   記ガスの噴射方向に張り出したフードを具えてなること
   を特徴とする合成石英ガラス製造用バーナー。
2. 【請求項２】 請求項１に記載の合成石英ガラス製造用
   バーナーにおいて、 前記フードの張り出した部分を、バーナー本体から離れ
   るに従って外側へ反り返って拡がった形状としたことを
   特徴とする合成石英ガラス製造用バーナー。
3. 【請求項３】 火炎加水分解法によって合成石英ガラス
   を製造するための合成炉を具え、 請求項１または請求項２に記載の合成石英ガラス製造用
   バーナーの先端側の部分を前記合成炉の内部に突き出し
   て設けてあることを特徴とする合成石英ガラス製造装
   置。
4. 【請求項４】 請求項３に記載の合成石英ガラス製造装
   置において製造された、泡、異物および脈理のないこと
   を特徴とする合成石英ガラス。