JPH1087334A - 石英ガラスの製造装置 - Google Patents
石英ガラスの製造装置Info
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- JPH1087334A JPH1087334A JP8240620A JP24062096A JPH1087334A JP H1087334 A JPH1087334 A JP H1087334A JP 8240620 A JP8240620 A JP 8240620A JP 24062096 A JP24062096 A JP 24062096A JP H1087334 A JPH1087334 A JP H1087334A
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- moving
- burner
- quartz glass
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- 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
- C03B19/1484—Means for supporting, rotating or translating the article being formed
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C03—GLASS; MINERAL OR SLAG WOOL
- C03B—MANUFACTURE, SHAPING, OR SUPPLEMENTARY PROCESSES
- C03B2207/00—Glass deposition burners
- C03B2207/60—Relationship between burner and deposit, e.g. position
- C03B2207/66—Relative motion
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- Engineering & Computer Science (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
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- Materials Engineering (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Exposure And Positioning Against Photoresist Photosensitive Materials (AREA)
- Glass Melting And Manufacturing (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】 石英ガラスの製造装置において、屈折率の均
質性が高くかつ脈理のないようにインゴットを製造す
る。 【解決手段】 インゴット７をバーナ１に対して相対的
に平面移動させるとともに回転することにより、インゴ
ット７の温度分布を均一にする石英ガラスの製造装置に
おいて、インゴット７に移動平面に平行な面における炉
２の断面形状を、インゴット７の移動領域の輪郭線と略
相似する形状とする。これにより、炉壁からの輻射熱は
インゴット７に均一に加えられ、かつバーナ１からの熱
も効率よくインゴット７に加えられることとなる。した
がって、屈折率の均質性に優れ、かつ脈理のないインゴ
ット７を製造できる。
質性が高くかつ脈理のないようにインゴットを製造す
る。 【解決手段】 インゴット７をバーナ１に対して相対的
に平面移動させるとともに回転することにより、インゴ
ット７の温度分布を均一にする石英ガラスの製造装置に
おいて、インゴット７に移動平面に平行な面における炉
２の断面形状を、インゴット７の移動領域の輪郭線と略
相似する形状とする。これにより、炉壁からの輻射熱は
インゴット７に均一に加えられ、かつバーナ１からの熱
も効率よくインゴット７に加えられることとなる。した
がって、屈折率の均質性に優れ、かつ脈理のないインゴ
ット７を製造できる。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、石英ガラスの製造
装置に関し、とくに屈折率の均質性に優れた石英ガラス
を製造する装置に関する。
装置に関し、とくに屈折率の均質性に優れた石英ガラス
を製造する装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】シリコンなどのウエハ上に集積回路の微
細パターンを露光、転写する光リソグラフィ装置の照明
系あるいは投影レンズとして用いられるガラスとして、
従来の光学ガラスに代えて合成石英ガラスや蛍石などの
フッ化物単結晶を用いることが提案されている。このよ
うな、光リソグラフィ装置の光学系などに用いられる石
英ガラスには、光の紫外線域の高透過性と屈折率の高均
質化が要求されている。紫外線域の高透過性を実現する
ためには、石英ガラス中の不純物の濃度を抑制する必要
がある。このため、石英ガラスの原料となるＳｉ化合物
ガスと加熱のための燃焼ガスとをバーナから流出させ、
火炎内で石英ガラスを堆積させる火炎加水分解法が一般
に行われている。この火炎加水分解法によれば、原料、
燃焼ガスの不純物を抑制することが容易であるため、高
純度の石英ガラスが得られる。
細パターンを露光、転写する光リソグラフィ装置の照明
系あるいは投影レンズとして用いられるガラスとして、
従来の光学ガラスに代えて合成石英ガラスや蛍石などの
フッ化物単結晶を用いることが提案されている。このよ
うな、光リソグラフィ装置の光学系などに用いられる石
英ガラスには、光の紫外線域の高透過性と屈折率の高均
質化が要求されている。紫外線域の高透過性を実現する
ためには、石英ガラス中の不純物の濃度を抑制する必要
がある。このため、石英ガラスの原料となるＳｉ化合物
ガスと加熱のための燃焼ガスとをバーナから流出させ、
火炎内で石英ガラスを堆積させる火炎加水分解法が一般
に行われている。この火炎加水分解法によれば、原料、
燃焼ガスの不純物を抑制することが容易であるため、高
純度の石英ガラスが得られる。
【０００３】しかしながら、火炎加水分解法により製造
される石英ガラスは、不純物の濃度は抑えられるが、温
度分布が不均一なことにより生じる脈理や屈折率の均質
性に関しては満足のいくものが得られなかった。ここ
で、屈折率の均質性は、ターゲット上にインゴットが形
成されるときのインゴットの径方向の温度分布に依存す
ると考えられている。このため、屈折率の均質性を最適
化するようにインゴットのヘッド部の温度分布を調節す
べく、ターゲットを回転させるとともに、インゴットの
ヘッド部の温度分布に応じてバーナとインゴットとを相
対的に平面移動させるようにした石英ガラスの製造装置
が提案されている（特開平６−２３４５３１号公報）。
この装置によれば、屈折率の均質性を最適化するような
温度分布を形成し、その結果として均質性が向上した石
英ガラスを得ることができる。
される石英ガラスは、不純物の濃度は抑えられるが、温
度分布が不均一なことにより生じる脈理や屈折率の均質
性に関しては満足のいくものが得られなかった。ここ
で、屈折率の均質性は、ターゲット上にインゴットが形
成されるときのインゴットの径方向の温度分布に依存す
ると考えられている。このため、屈折率の均質性を最適
化するようにインゴットのヘッド部の温度分布を調節す
べく、ターゲットを回転させるとともに、インゴットの
ヘッド部の温度分布に応じてバーナとインゴットとを相
対的に平面移動させるようにした石英ガラスの製造装置
が提案されている（特開平６−２３４５３１号公報）。
この装置によれば、屈折率の均質性を最適化するような
温度分布を形成し、その結果として均質性が向上した石
英ガラスを得ることができる。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】上述した特開平６−２
３４５３１号公報に記載された装置においては、インゴ
ットの移動平面におけるインゴットの移動領域よりも大
きい領域を囲うように炉が形成される。しかしながら、
上記炉のインゴットの移動平面における断面形状が略矩
形をなしているため、インゴットと炉の壁面との距離が
部分的に大きくなって、インゴットに加えられるバーナ
からの熱がインゴットと炉との間の隙間から炉の下方に
逃げてしまい、その結果、バーナからインゴットへ加え
られる熱の利用効率が低下していた。また、図６に矢印
Ａ１で示すように、インゴットと炉のコーナ部との距離
が他の部位より大きいため、インゴットの移動位置によ
っては炉のコーナ部からの輻射熱を有効利用できないと
いう問題もあった。
３４５３１号公報に記載された装置においては、インゴ
ットの移動平面におけるインゴットの移動領域よりも大
きい領域を囲うように炉が形成される。しかしながら、
上記炉のインゴットの移動平面における断面形状が略矩
形をなしているため、インゴットと炉の壁面との距離が
部分的に大きくなって、インゴットに加えられるバーナ
からの熱がインゴットと炉との間の隙間から炉の下方に
逃げてしまい、その結果、バーナからインゴットへ加え
られる熱の利用効率が低下していた。また、図６に矢印
Ａ１で示すように、インゴットと炉のコーナ部との距離
が他の部位より大きいため、インゴットの移動位置によ
っては炉のコーナ部からの輻射熱を有効利用できないと
いう問題もあった。
【０００５】本発明の目的は、インゴットの移動位置に
拘わらず、屈折率の均質性を向上させるとともに脈理を
抑制することができる石英ガラスの製造装置を提供する
ことにある。
拘わらず、屈折率の均質性を向上させるとともに脈理を
抑制することができる石英ガラスの製造装置を提供する
ことにある。
【０００６】
【課題を解決するための手段】一実施の形態を示す図１
を参照して説明すると、請求項１の発明は、炉２と、炉
２内に配設されたインゴット形成用ターゲット３と、タ
ーゲット３に先端を向けて配設された石英ガラス合成用
バーナ１と、ターゲット３に形成されたインゴット７の
ヘッド部の径方向の温度分布に応じて、インゴット７を
移動平面上においてバーナ１に対して相対的に平面移動
させる移動手段８，１２，１３とを備えた石英ガラスの
製造装置に適用され、炉２の移動平面における断面形状
が、インゴット７の移動領域の輪郭形状に略相似する形
状をなすことにより上記目的を達成する。
を参照して説明すると、請求項１の発明は、炉２と、炉
２内に配設されたインゴット形成用ターゲット３と、タ
ーゲット３に先端を向けて配設された石英ガラス合成用
バーナ１と、ターゲット３に形成されたインゴット７の
ヘッド部の径方向の温度分布に応じて、インゴット７を
移動平面上においてバーナ１に対して相対的に平面移動
させる移動手段８，１２，１３とを備えた石英ガラスの
製造装置に適用され、炉２の移動平面における断面形状
が、インゴット７の移動領域の輪郭形状に略相似する形
状をなすことにより上記目的を達成する。
【０００７】請求項２の発明は、インゴット７の移動領
域の輪郭形状の面積と炉２の移動平面における断面形状
の面積との比率が０．３〜０．７の範囲にある。請求項
３の発明は、炉２の断面形状が略長円をなす。請求項４
の発明は、炉２の断面形状が略楕円をなす。請求項５の
発明は、バーナ１が、インゴット７のヘッド部の上方に
配設されている。
域の輪郭形状の面積と炉２の移動平面における断面形状
の面積との比率が０．３〜０．７の範囲にある。請求項
３の発明は、炉２の断面形状が略長円をなす。請求項４
の発明は、炉２の断面形状が略楕円をなす。請求項５の
発明は、バーナ１が、インゴット７のヘッド部の上方に
配設されている。
【０００８】請求項１の発明によれば、炉２の、インゴ
ット７の移動平面における断面形状が、インゴット７の
移動領域の輪郭形状に略相似する形状をなしているた
め、インゴット７の移動範囲の輪郭と炉壁との距離が、
インゴット７の移動位置に拘わらず略均一とされ、これ
により、炉壁からインゴット７に加えられる輻射熱はイ
ンゴット７の位置に拘わらず略均一となる。したがっ
て、バーナ１からインゴット７に加えられる熱を効率よ
く利用することができる。
ット７の移動平面における断面形状が、インゴット７の
移動領域の輪郭形状に略相似する形状をなしているた
め、インゴット７の移動範囲の輪郭と炉壁との距離が、
インゴット７の移動位置に拘わらず略均一とされ、これ
により、炉壁からインゴット７に加えられる輻射熱はイ
ンゴット７の位置に拘わらず略均一となる。したがっ
て、バーナ１からインゴット７に加えられる熱を効率よ
く利用することができる。
【０００９】請求項２の発明によれば、インゴット７の
移動領域の輪郭形状と炉２の移動平面における断面形状
との比率が０．３〜０．７の範囲にあるものとすること
により、インゴット７と炉壁との間隔が大きすぎて、バ
ーナ１から加えられる熱が炉２の下方に逃げてしまうこ
とがなくなり、また、インゴット７と炉壁との間隔が小
さすぎて、インゴット７が、インゴット７の製造中に炉
壁に形成されるスートやガラス質の付着物に接触するこ
とが防止される。
移動領域の輪郭形状と炉２の移動平面における断面形状
との比率が０．３〜０．７の範囲にあるものとすること
により、インゴット７と炉壁との間隔が大きすぎて、バ
ーナ１から加えられる熱が炉２の下方に逃げてしまうこ
とがなくなり、また、インゴット７と炉壁との間隔が小
さすぎて、インゴット７が、インゴット７の製造中に炉
壁に形成されるスートやガラス質の付着物に接触するこ
とが防止される。
【００１０】なお、本発明の構成を説明する上記課題を
解決するための手段の項では、本発明を分かり易くする
ために発明の実施の形態の図を用いたが、これにより本
発明が実施の形態に限定されるものではない。
解決するための手段の項では、本発明を分かり易くする
ために発明の実施の形態の図を用いたが、これにより本
発明が実施の形態に限定されるものではない。
【００１１】
【発明の実施の形態】以下図面を参照して本発明の実施
の形態について説明する。図１は本発明の実施の形態に
係る石英ガラスの製造装置の構成を示す図、図２はバー
ナ先端部の概略図である。図１に示すように、本実施の
形態に係る石英ガラスの製造装置においては、バーナ１
は炉２の上部からターゲット３にその先端部を向けて設
置されている。炉壁には観察用の窓４と、ＩＲカメラ観
察用の窓５と、排気口６とがそれぞれ設けられている。
さらに、炉２の下部には、インゴット７の形成用のター
ゲット３が配設されており、ターゲット３は、支持軸１
１を介して炉２の外にあるＸＹステージ８に接続されて
いる。支持軸１１は不図示のモータにより回転可能とさ
れており、ＸＹステージ８はＸ軸サーボモータ１２およ
びＹ軸サーボモータ１３により図１のＸ方向およびＹ方
向に２次元的に移動可能とされている。Ｘ軸サーボモー
タ１２およびＹ軸サーボモータ１３はコンピュータ１０
によりその駆動が制御される。
の形態について説明する。図１は本発明の実施の形態に
係る石英ガラスの製造装置の構成を示す図、図２はバー
ナ先端部の概略図である。図１に示すように、本実施の
形態に係る石英ガラスの製造装置においては、バーナ１
は炉２の上部からターゲット３にその先端部を向けて設
置されている。炉壁には観察用の窓４と、ＩＲカメラ観
察用の窓５と、排気口６とがそれぞれ設けられている。
さらに、炉２の下部には、インゴット７の形成用のター
ゲット３が配設されており、ターゲット３は、支持軸１
１を介して炉２の外にあるＸＹステージ８に接続されて
いる。支持軸１１は不図示のモータにより回転可能とさ
れており、ＸＹステージ８はＸ軸サーボモータ１２およ
びＹ軸サーボモータ１３により図１のＸ方向およびＹ方
向に２次元的に移動可能とされている。Ｘ軸サーボモー
タ１２およびＹ軸サーボモータ１３はコンピュータ１０
によりその駆動が制御される。
【００１２】図２に示すように、バーナ１は中央の円状
管２０と、中央管２０と同心円状に形成された同心円状
管２１と、円状管２０の同心円上に等間隔で形成された
細管２２とからなる。そして、円状管２０からは原料ガ
スがキャリアガスとともに噴出され、同心円状管２１か
らは可燃性ガスの水素と支燃性ガスの酸素とが交互に噴
出され、細管２２からは支燃性ガスの酸素が噴出され
る。このようなバーナから上記ガスを噴出させた場合の
インゴット７上の合成面の温度分布を図３に示す。図３
に示すように、温度分布は中央部が低くなる。
管２０と、中央管２０と同心円状に形成された同心円状
管２１と、円状管２０の同心円上に等間隔で形成された
細管２２とからなる。そして、円状管２０からは原料ガ
スがキャリアガスとともに噴出され、同心円状管２１か
らは可燃性ガスの水素と支燃性ガスの酸素とが交互に噴
出され、細管２２からは支燃性ガスの酸素が噴出され
る。このようなバーナから上記ガスを噴出させた場合の
インゴット７上の合成面の温度分布を図３に示す。図３
に示すように、温度分布は中央部が低くなる。
【００１３】ここで、従来の炉の形状は、炉の鉛直方向
および水平方向での断面形状が矩形をなしている。この
ため、インゴットの大口径化に伴って炉の形状が大きく
なり、とくに上記特開平６−２３４５３１号公報に記載
された装置のように、ターゲットの揺動による相対的に
な移動量を考慮すると炉がかなり大型化してしまう。ま
た、合成するインゴットの屈折率の均質性の向上および
脈理をなくすためには、それぞれ合成面の温度分布を小
さくするあるいは合成面の温度を上げる必要があるが、
炉が大型化するに伴い、とくに開放型の炉においては炉
底からの放熱量が大きくなるため、炉内の温度を高温に
維持するため燃焼ガス（可燃性ガスおよび支燃性ガス）
を大量に供給する必要が生じる。
および水平方向での断面形状が矩形をなしている。この
ため、インゴットの大口径化に伴って炉の形状が大きく
なり、とくに上記特開平６−２３４５３１号公報に記載
された装置のように、ターゲットの揺動による相対的に
な移動量を考慮すると炉がかなり大型化してしまう。ま
た、合成するインゴットの屈折率の均質性の向上および
脈理をなくすためには、それぞれ合成面の温度分布を小
さくするあるいは合成面の温度を上げる必要があるが、
炉が大型化するに伴い、とくに開放型の炉においては炉
底からの放熱量が大きくなるため、炉内の温度を高温に
維持するため燃焼ガス（可燃性ガスおよび支燃性ガス）
を大量に供給する必要が生じる。
【００１４】そこで、本実施の形態においては、炉２の
水平方向断面形状を図４に示すような形状とすることに
より、インゴット７の移動範囲を大きく取るとともに、
炉底からの放熱を最小限に抑えるようにした。図４
（ａ），（ｂ）において、矢印Ｙ１，Ｙ２はインゴット
７の移動範囲であり、Ｃ１，Ｃ２はインゴット７の移動
範囲の輪郭と炉壁とのクリアランスである。図４（ａ）
においては、インゴット７の中心点Ｘ１が移動する範囲
は、炉２の中心線から所定量オフセットされており、図
４（ｂ）においては、インゴット７の中心点Ｘ１が移動
する範囲は炉２の中心線上にある。図４（ｂ）に示す炉
２によれば、クリアランスＣ１，Ｃ２を一定に保つこと
によりインゴット７に輻射される熱を均一にすることが
できる。また、図４（ａ）においては、インゴット７の
中心点Ｘ１が炉２の中心軸からずれているため、クリア
ランスＣ１，Ｃ１′が異なるものである。しかしなが
ら、この場合もターゲット３を回転させているため、イ
ンゴット７に対して均一に輻射熱が加えられることとな
る。したがって、図４（ａ），（ｂ）いずれの場合も、
ターゲット３上に形成されるインゴット７は、移動時に
おいても炉壁から効率よく輻射熱を受けるため、合成面
の放熱が抑えられ温度分布を小さくすることができる。
水平方向断面形状を図４に示すような形状とすることに
より、インゴット７の移動範囲を大きく取るとともに、
炉底からの放熱を最小限に抑えるようにした。図４
（ａ），（ｂ）において、矢印Ｙ１，Ｙ２はインゴット
７の移動範囲であり、Ｃ１，Ｃ２はインゴット７の移動
範囲の輪郭と炉壁とのクリアランスである。図４（ａ）
においては、インゴット７の中心点Ｘ１が移動する範囲
は、炉２の中心線から所定量オフセットされており、図
４（ｂ）においては、インゴット７の中心点Ｘ１が移動
する範囲は炉２の中心線上にある。図４（ｂ）に示す炉
２によれば、クリアランスＣ１，Ｃ２を一定に保つこと
によりインゴット７に輻射される熱を均一にすることが
できる。また、図４（ａ）においては、インゴット７の
中心点Ｘ１が炉２の中心軸からずれているため、クリア
ランスＣ１，Ｃ１′が異なるものである。しかしなが
ら、この場合もターゲット３を回転させているため、イ
ンゴット７に対して均一に輻射熱が加えられることとな
る。したがって、図４（ａ），（ｂ）いずれの場合も、
ターゲット３上に形成されるインゴット７は、移動時に
おいても炉壁から効率よく輻射熱を受けるため、合成面
の放熱が抑えられ温度分布を小さくすることができる。
【００１５】ここで、炉壁からはクリアランスが小さい
ほど大きな輻射熱を受けるが、クリアランスが小さすぎ
ると、図６に示すように、ターゲット３に堆積されなか
った酸化ケイ素などの付着物３０が炉壁に付着して堆積
したものにインゴット７が接触してしまう。逆にクリア
ランスが大きすぎると、そのクリアランスを通って炉壁
２からの輻射熱がとくに図６の斜線部に示す炉の角部か
ら炉２の下方に逃げるため、インゴット７に効率よく加
えられなくなってしまう。そこで、本出願人が検討した
ところ、屈折率の均質性Δｎが５×１０-6程度の良好な
ものとなる範囲は、ａ／３≦移動距離≦４ａ／３（ａ＝
ターゲット３の半径）となることが確認された。ここ
で、屈折率の均質性とは、φ１００×ｔ５０（ｍｍ）の
試料を用いて、直径に沿った所定範囲の測定領域におい
て干渉計により測定した屈折率分布を求めた場合におい
て、この測定領域における屈折率の最大値と最小値との
差のことをいう。
ほど大きな輻射熱を受けるが、クリアランスが小さすぎ
ると、図６に示すように、ターゲット３に堆積されなか
った酸化ケイ素などの付着物３０が炉壁に付着して堆積
したものにインゴット７が接触してしまう。逆にクリア
ランスが大きすぎると、そのクリアランスを通って炉壁
２からの輻射熱がとくに図６の斜線部に示す炉の角部か
ら炉２の下方に逃げるため、インゴット７に効率よく加
えられなくなってしまう。そこで、本出願人が検討した
ところ、屈折率の均質性Δｎが５×１０-6程度の良好な
ものとなる範囲は、ａ／３≦移動距離≦４ａ／３（ａ＝
ターゲット３の半径）となることが確認された。ここ
で、屈折率の均質性とは、φ１００×ｔ５０（ｍｍ）の
試料を用いて、直径に沿った所定範囲の測定領域におい
て干渉計により測定した屈折率分布を求めた場合におい
て、この測定領域における屈折率の最大値と最小値との
差のことをいう。
【００１６】さらに、輻射熱あるいはバーナ１からの熱
の炉２の下方への逃げを防止するため、および炉壁に形
成された付着物へのインゴット７の接触を防止するため
には、インゴット７の移動面積（πａ2＋２ａ（Ｗ−２
ａ））と炉２の断面積との比が０．３〜０．７の範囲に
あることが好ましい。
の炉２の下方への逃げを防止するため、および炉壁に形
成された付着物へのインゴット７の接触を防止するため
には、インゴット７の移動面積（πａ2＋２ａ（Ｗ−２
ａ））と炉２の断面積との比が０．３〜０．７の範囲に
あることが好ましい。
【００１７】以下、上述したように構成した石英ガラス
の製造装置により作成されるインゴットについて、屈折
率の均質性についての実験結果を説明する。
の製造装置により作成されるインゴットについて、屈折
率の均質性についての実験結果を説明する。
【００１８】（１）比較例１ 図５（ａ）に示すように炉の鉛直方向の断面形状および
水平方向の断面形状が略正方形をなす場合において、図
２に示すバーナを使用してφ１５０ｍｍのインゴットを
合成した。合成条件を表１に示す。このようにして得ら
れたインゴットから屈折率の均質性を測定するための試
料（φ１００×ｔ５０）を作成し、干渉計により屈折率
の分布を測定した。なお、屈折率の均質性（測定領域内
の屈折率のばらつき）は、試料の直径に沿った所定範囲
の帯状の測定領域において測定を行い、この測定領域に
おける屈折率の最大値と最小値との差として求めた。脈
理は、石英ガラス中に存在する筋状あるいは層状の光学
的不均質な部分である。その測定は、日本光学硝子工業
規格の光学ガラスの脈理の測定方法に従い、５０×５０
×２０ｍｍの直方体であり、かつ長方形側面が互いに平
行となるように研磨された試料と標準試料Ｂ，Ｃとを目
視により比較することにより行った。ここで、標準試料
Ｂは薄く分散した脈理であり目に見える限界のもの、標
準試料Ｃは研磨面に対して垂直な方向と平行な脈理が僅
かに確認できるものである。脈理の測定結果を表２に示
す。
水平方向の断面形状が略正方形をなす場合において、図
２に示すバーナを使用してφ１５０ｍｍのインゴットを
合成した。合成条件を表１に示す。このようにして得ら
れたインゴットから屈折率の均質性を測定するための試
料（φ１００×ｔ５０）を作成し、干渉計により屈折率
の分布を測定した。なお、屈折率の均質性（測定領域内
の屈折率のばらつき）は、試料の直径に沿った所定範囲
の帯状の測定領域において測定を行い、この測定領域に
おける屈折率の最大値と最小値との差として求めた。脈
理は、石英ガラス中に存在する筋状あるいは層状の光学
的不均質な部分である。その測定は、日本光学硝子工業
規格の光学ガラスの脈理の測定方法に従い、５０×５０
×２０ｍｍの直方体であり、かつ長方形側面が互いに平
行となるように研磨された試料と標準試料Ｂ，Ｃとを目
視により比較することにより行った。ここで、標準試料
Ｂは薄く分散した脈理であり目に見える限界のもの、標
準試料Ｃは研磨面に対して垂直な方向と平行な脈理が僅
かに確認できるものである。脈理の測定結果を表２に示
す。
【００１９】（２）比較例２ 図５（ｂ）に示すように炉の鉛直方向の断面形状および
水平方向の断面形状が略長方形をなす場合において、図
２に示すバーナを使用してφ２５０ｍｍのインゴットを
合成した。合成条件を表１に示す。このようにして得ら
れたインゴットから屈折率の均質性を測定するための試
料（φ２００×ｔ５０）を作成し、比較例１と同様に干
渉計により屈折率の分布を測定した。また、比較例１と
同様に脈理を測定した。
水平方向の断面形状が略長方形をなす場合において、図
２に示すバーナを使用してφ２５０ｍｍのインゴットを
合成した。合成条件を表１に示す。このようにして得ら
れたインゴットから屈折率の均質性を測定するための試
料（φ２００×ｔ５０）を作成し、比較例１と同様に干
渉計により屈折率の分布を測定した。また、比較例１と
同様に脈理を測定した。
【００２０】（３）実施例１ 図５（ａ）に示すように、炉の水平方向の断面形状が長
円をなす場合において、図２に示すバーナを使用してφ
３００ｍｍのインゴットを合成した。合成条件を表１に
示す。このようにして得られたインゴットから屈折率の
均質性を測定するための試料（φ２５０×ｔ５０）を作
成し、比較例１，２と同様に干渉計により屈折率の分布
を測定した。また、比較例１，２と同様に脈理を測定し
た。
円をなす場合において、図２に示すバーナを使用してφ
３００ｍｍのインゴットを合成した。合成条件を表１に
示す。このようにして得られたインゴットから屈折率の
均質性を測定するための試料（φ２５０×ｔ５０）を作
成し、比較例１，２と同様に干渉計により屈折率の分布
を測定した。また、比較例１，２と同様に脈理を測定し
た。
【００２１】（３）実施例２ 図５（ｂ）に示すように、炉の水平方向の断面形状が楕
円をなす場合において、図２に示すバーナを使用してφ
２５０ｍｍのインゴットを合成した。合成条件を表１に
示す。このようにして得られたインゴットから屈折率の
均質性を測定するための試料（φ２００×ｔ５０）を作
成し、比較例１，２と同様に干渉計により屈折率の分布
を測定した。また、比較例１，２と同様に脈理を測定し
た。
円をなす場合において、図２に示すバーナを使用してφ
２５０ｍｍのインゴットを合成した。合成条件を表１に
示す。このようにして得られたインゴットから屈折率の
均質性を測定するための試料（φ２００×ｔ５０）を作
成し、比較例１，２と同様に干渉計により屈折率の分布
を測定した。また、比較例１，２と同様に脈理を測定し
た。
【表１】
【表２】
【００２２】以上の比較例１，２および実施例１，２を
検討すると、本発明の石英ガラスの製造装置のように、
炉の形状を長円あるいは楕円としたものにおいて製造さ
れたインゴットは、従来の装置により製造されたインゴ
ットと比較して、屈折率の均質性は良好となり、脈理も
認められないものであった。
検討すると、本発明の石英ガラスの製造装置のように、
炉の形状を長円あるいは楕円としたものにおいて製造さ
れたインゴットは、従来の装置により製造されたインゴ
ットと比較して、屈折率の均質性は良好となり、脈理も
認められないものであった。
【００２３】なお、上記実施の形態においては、インゴ
ットに対して垂直にバーナから加熱するようにしている
が、インゴットに対して斜め方向からバーナにより加熱
を行うようにしてもよい。また、上記実施の形態におい
ては、炉の形状を長円あるいは楕円としているが、イン
ゴットの移動範囲における輪郭の形状と略相似する形状
であれば、いかなる形状をなしてもよいものである。
ットに対して垂直にバーナから加熱するようにしている
が、インゴットに対して斜め方向からバーナにより加熱
を行うようにしてもよい。また、上記実施の形態におい
ては、炉の形状を長円あるいは楕円としているが、イン
ゴットの移動範囲における輪郭の形状と略相似する形状
であれば、いかなる形状をなしてもよいものである。
【００２４】
【発明の効果】以上詳細に説明したように、請求項１の
発明によれば、炉のインゴットの移動平面における断面
形状を、インゴットの移動領域の輪郭形状に略相似する
形状をなすようにしたため、炉壁とインゴットとの間の
クリアランスがインゴットの移動位置に拘わらず略均一
となる。また、炉壁からインゴットに加えられる輻射熱
もインゴットの位置に拘わらず略均一となる。したがっ
て、バーナからインゴットに加えられる熱を効率よく利
用することができ、これにより、屈折率の均質性に優
れ、かつ脈理のないインゴットを製造することができ
る。
発明によれば、炉のインゴットの移動平面における断面
形状を、インゴットの移動領域の輪郭形状に略相似する
形状をなすようにしたため、炉壁とインゴットとの間の
クリアランスがインゴットの移動位置に拘わらず略均一
となる。また、炉壁からインゴットに加えられる輻射熱
もインゴットの位置に拘わらず略均一となる。したがっ
て、バーナからインゴットに加えられる熱を効率よく利
用することができ、これにより、屈折率の均質性に優
れ、かつ脈理のないインゴットを製造することができ
る。
【００２５】請求項２の発明によれば、インゴットの移
動領域の輪郭形状と炉の移動平面における断面形状との
比率が０．３〜０．７の範囲にあるものとしたため、イ
ンゴットと炉壁との間隔が大きすぎて、バーナから加え
られる熱が炉の下方に逃げて熱効率が低下することを防
止することができる。また、インゴットと炉壁との間隔
が小さすぎて、インゴットが、炉壁に形成される付着物
に接触することを防止することができる。
動領域の輪郭形状と炉の移動平面における断面形状との
比率が０．３〜０．７の範囲にあるものとしたため、イ
ンゴットと炉壁との間隔が大きすぎて、バーナから加え
られる熱が炉の下方に逃げて熱効率が低下することを防
止することができる。また、インゴットと炉壁との間隔
が小さすぎて、インゴットが、炉壁に形成される付着物
に接触することを防止することができる。
【図１】本発明の実施の形態に係る石英ガラスの製造装
置の構成を示す図
置の構成を示す図
【図２】バーナ先端部の概略図
【図３】インゴットの合成面の温度分布を示すグラフ
【図４】本実施の形態に係る炉の形状を示す図
【図５】比較例の炉の形状を示す図
【図６】従来のインゴットの移動領域と炉の断面形状と
を示す図
を示す図
１ バーナ ２ 炉 ３ ターゲット ７ インゴット ８ ＸＹステージ １２ Ｘ軸サーボモータ １３ Ｙ軸サーボモータ
Claims (5)
- 【請求項１】 炉と、該炉内に配設されたインゴット形
成用ターゲットと、該ターゲットに先端を向けて配設さ
れた石英ガラス合成用バーナと、前記ターゲットに形成
されたインゴットのヘッド部の径方向の温度分布に応じ
て、前記インゴットを移動平面上において前記バーナに
対して相対的に平面移動させる移動手段とを備えた石英
ガラスの製造装置において、 前記炉の前記移動平面における断面形状が、前記インゴ
ットの移動領域の輪郭形状に略相似する形状をなすこと
を特徴とする石英ガラスの製造装置。 - 【請求項２】 前記インゴットの移動領域の輪郭形状の
面積と前記炉の移動平面における断面形状の面積との比
率が０．３〜０．７の範囲にあることを特徴とする請求
項１記載の石英ガラスの製造装置。 - 【請求項３】 前記断面形状が略長円をなすことを特徴
とする請求項１または２記載の石英ガラスの製造装置。 - 【請求項４】 前記断面形状が略楕円をなすことを特徴
とする請求項１または２記載の石英ガラスの製造装置。 - 【請求項５】 前記バーナが、前記インゴットのヘッド
部の上方に配設されていることを特徴とする請求項１〜
４のいずれか１項記載の石英ガラスの製造装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP24062096A JP3968801B2 (ja) | 1996-09-11 | 1996-09-11 | 石英ガラスの製造装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP24062096A JP3968801B2 (ja) | 1996-09-11 | 1996-09-11 | 石英ガラスの製造装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH1087334A true JPH1087334A (ja) | 1998-04-07 |
| JP3968801B2 JP3968801B2 (ja) | 2007-08-29 |
Family
ID=17062209
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP24062096A Expired - Lifetime JP3968801B2 (ja) | 1996-09-11 | 1996-09-11 | 石英ガラスの製造装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3968801B2 (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP1063203A1 (en) * | 1999-06-21 | 2000-12-27 | Nikon Corporation | Silica glass member |
| EP1069083A1 (en) * | 1999-07-05 | 2001-01-17 | Agilent Technologies, Inc., a corporation of the State of Delaware | Process and apparatus for depositing silica glass on a planar substrate using a plasma torch |
| US6595030B1 (en) * | 1999-10-14 | 2003-07-22 | Schot Glas | Device for generating an optically homogeneous, streak-free quartz glass body having a large diameter |
-
1996
- 1996-09-11 JP JP24062096A patent/JP3968801B2/ja not_active Expired - Lifetime
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP1063203A1 (en) * | 1999-06-21 | 2000-12-27 | Nikon Corporation | Silica glass member |
| US6473226B1 (en) | 1999-06-21 | 2002-10-29 | Nikon Corporation | Silica glass member |
| EP1069083A1 (en) * | 1999-07-05 | 2001-01-17 | Agilent Technologies, Inc., a corporation of the State of Delaware | Process and apparatus for depositing silica glass on a planar substrate using a plasma torch |
| US6595030B1 (en) * | 1999-10-14 | 2003-07-22 | Schot Glas | Device for generating an optically homogeneous, streak-free quartz glass body having a large diameter |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP3968801B2 (ja) | 2007-08-29 |
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