TWI468351B - 製造石英玻璃坩鍋之方法及裝置 - Google Patents

Description

製造石英玻璃坩鍋之方法及裝置

本發明係關於一種石英玻璃坩鍋之製造方法，該方法包含：一將二氧化矽之內覆層晶粒玻璃化之步驟，該步驟係於一熔化模具內進行，該熔化模具係以一旋轉軸旋轉，且具有一內壁，該熔化模具有一上端開口，其至少有部分係由一熱屏蓋住，該玻璃化步驟係於一含輕氣體之空氣中經由電漿區之作用，以使石英玻璃之坩鍋基模形成一透明內覆層，至少有一部分包含輕氣體之空氣係經由熱屏上之一氣體注入口注入至熔化模具內。

此外，本發明亦關於一種石英玻璃坩鍋之製造裝置，該裝置包含：一熔化模具，其能以一旋轉軸旋轉，且其具有一上端開口，其至少有部分能被一設有一輕氣體之氣體注入口之熱屏蓋住，及一能導入熔化模具內之電漿源。

於利用所謂之左赫拉爾斯基方法抽取單晶時，石英玻璃坩鍋係用以接收金屬熔液。於該抽取程序中，石英玻璃坩鍋必須承受高度機械、化學及熱負載達數小時。為減緩金屬熔液之侵蝕及與此相關之坩鍋壁之雜質釋出，所以與金屬熔液相接觸之坩鍋內覆層必須儘可能均勻且不含氣泡。

低氣泡透明之內覆層，通常係由下列方法形成：一以石英玻璃為基礎之坩鍋模具，係於一融熔之金屬模具內製成，且其內覆層係施加於基模之內壁上，方法為於熔化模具內點燃一電弧(電漿)，而二氧化矽之晶粒則係採用端點於電弧上方之噴灑管以噴灑於旋轉基模內之方式導入。晶粒在電漿中熔化，並經由電漿所產生之壓力作用而散布在基模內壁上，並於此處積覆且立刻玻璃化成為一透明之內覆層，而其基模大部分仍為不透明。於下文中，將二氧化矽晶粒噴灑於熔化模具內且同時將晶粒暴照於電漿下之 步驟稱為「噴灑法」。

小殘餘氣泡仍會留在內覆層內，該氣泡通常含有來自空氣中之氮。於未來使用坩鍋時，該氣泡於溫度及壓力之作用下將會長大，且最後脹破，而使碎片及其他雜質落入矽熔液內，讓無錯位矽單晶之良率降低。

有人提出氣泡內所包含之氣體應換成氦氣或氫氣(下文中，該二低分子量之氣體亦稱為「輕氣體」)，該氣體會快速擴散進入石英玻璃，進而減少氣泡成形及氣泡長大。例如美國專利案US 2002/0166341 A1揭露一內層氣泡含量較少之石英玻璃坩鍋之製造方法，其中，該二氧化矽之晶粒係導入旋轉之熔化模具中，並經離心力作用而形成坩鍋之基礎覆層，緊接著該覆層即被加熱，且於一含有氦氣或氫氣之空氣中玻璃化。

歐洲專利案EP 1 094 039 A1揭露一上述型態之方法及裝置。其中，石英玻璃坩鍋之不透明基模係先行以標準方法製成，然後二氧化矽之散狀晶粒則導入坩鍋內部，連同氫氣(可替換成氦氣及/或氧氣)一起點燃電漿，以利用一電弧類型之噴灑法積覆該透明內覆層。為此係採用一雙面導入管，用以導入晶粒及氣體，該管係穿過一原則上將坩鍋上方開口蓋住之熱屏，由相對於電弧彼側探入坩鍋內部。

由於早期以氫氣處理之故，散狀晶粒內所含之雜質及含碳之化合物，均在晶粒熔解之前被去除，且被困於內覆層內之氣體體積也隨之減小，氣泡之成長亦同時被減到最小。

有人建議，於不透明基模中之殘餘氣體，亦應替換成快速擴散之氣體-例如氦氣，以補散狀晶粒之氫氣處理之不足。為此係採用真空法，其中，該基模於內覆層形成前係以一蓋子緊緊密封 住，然後再將坩鍋內部空氣抽出，並由充滿氣孔之基模壁注入氦氣。氣體交換完畢後，蓋子被移走，基模內壁表面進行玻璃化，且該玻璃化之內壁根據上文所述之電弧類型噴灑法而形成內覆層。

美國專利案US 6,502,422 B1揭露另一用以製造石英玻璃坩鍋之真空法。該方法所採用之真空熔化模具具有一設有多重穿孔之壁，以便氣體能透過所施加之負壓力而由熔化模具內部移至外部。真空熔化模具即被導入一內部能設定熔化空氣之高壓室內。當基模上之二氧化矽晶粒成形後，真空熔化模具被抽空，而讓既有空氣被高壓室內之「人造空氣」取代。此時於基模內之氣體係經由熔化模具壁被抽取到外面，而混在抽氣氣流內之氣體成份也受到監控，以檢測出氣體交換之完成度。氦氣、氫氣、氧氣、氮氣、惰性氣體、鹵素、水蒸氣及同類之氣體，稱為交換氣體。

由歐洲專利案EP 0 693 461 A1所得知之方法，係用以製造一具透明內覆層之石英玻璃坩鍋，其所使用之熔化模具能以一旋轉軸旋轉，且具有一開放之上端，上端係以一設有通氣孔之蓋子蓋住。要形成透明內覆層時，投入少量二氧化矽晶粒進入旋轉之鑄模內，使其積覆於二氧化矽基模內壁，然後同時利用一電漿源加以熔化，以形成透明之內覆層。其係利用通氣孔通氣，方式為高溫氣體空氣將由熔化模具內逸出，並由一無塵之「合成空氣」取代。

製造不含氣泡之內覆層之已知方法中，需要一相對較高之能量及處理氣體之消耗量，而且需要較高之建構費。

本發明之目的係指出一種方法，用以製造一包含較少氣泡之內覆層之石英玻璃坩鍋，及保持一儘可能低之能量及材料用量。

此外，本發明目的係提出一構造簡單之裝置以完成本方法。

本方法之目的係以上述類型之方法為起點，並根據本發明而達成，其係於玻璃化步驟前之覆層形成步驟中，於內壁形成一二氧化矽內覆層晶粒之晶粒覆層，其中電漿區及與氣體注入口連在一起之熱屏，至少都可以一與轉軸垂直之方向上移動，且能在玻璃化之步驟中橫向移動，以便讓晶粒覆層玻璃化。

根據本發明方法可於不透明石英玻璃之坩鍋基模內製造出不含氣泡之透明內覆層，不過所消耗之能量及材料相對較低。結合以下之措施，其目的基本上係為可行。

‧一方面，上述之「電弧噴灑技術」，並未如同一般方法用以形成其內覆層，而係於一開始先行採用一程序，即於玻璃化步驟之前先於內覆層晶粒上形成一多孔之晶粒層，然後該層才於玻璃化步驟中被玻璃化。由內壁上之二氧化矽內壁晶粒所形成之晶粒覆層，例如係使用一板模完成，而內覆層晶粒即透過該板模壓合在內壁上及/或於熔化模具旋轉時經重力作用壓合而成。晶粒覆層係直接施加於熔化模具之內壁上或一既存之坩鍋基模內壁上。於上述第一之狀況下，二氧化矽內壁晶粒係同時用以製造不透明石英玻璃坩鍋基模，及用以形成透明石英玻璃之內覆層。而後者之情形，亦即於坩鍋基模已存在之情況下，該晶粒層只係一預壓、但結構鬆散之晶粒層，或一至少已部分結晶化或玻璃化之二氧化矽晶粒模具。內壁之定義，係指一平直或彎曲之底部、一側壁及在底部及側壁間之一段過渡區域。至少有一部分之內壁會附上二氧化矽內覆層晶粒，然後再經玻璃化而成為透明之內覆層。與「噴灑技術」相比，用以形成一具某特定厚度之透明覆層之本程序，則具有較短之熔化時間，且所需之能量也較低。

‧於根據本發明方法中所採用之另一措施，係讓電漿區及讓熱 屏上至少一氣體注入口，可於垂直於熔化模具之轉軸方向上移動，且能在晶粒覆層玻璃化過程中，移向之前所形成之晶粒覆層至少一次。氣體注入口係用以將輕氣體或混有輕氣體之混合氣體注入熔化模具內。基於此水平方向之運動，電漿區及氣體供應均可移至所要個別加以玻璃化之晶粒覆層附近(亦即底部、側壁或過渡區域)，且該部位將透過電漿區來進行局部加熱及玻璃化，其亦會減少玻璃化程序所需之能量。由於電漿區亦可在轉軸方向上移動，所以在晶粒覆層之玻璃化中，亦可採用一以封閉路徑接續而成之運動。此處必須注意為，由於坩鍋之轉動，所以於電漿區之某一特定高度上，每次都可得到一輪狀之玻璃化區域，該區域可經由電漿區於整個內壁相對上下移動而移動。電漿區之移動能透過電漿產生電極之相對運動、電極之傾斜或利用電極上所施加之能量達成。

‧能在水平方向上移動之熱屏亦同樣重要(在下文中，水平運動亦稱為「橫向偏移」)，該熱屏可讓輕氣體之注入口移動至電漿區附近，而使輕氣體能被局部施加於各正被玻璃化之區域上。局部之施加能讓輕氣體之使用變得特別有效率，進而減少氣體之消耗量。熱屏及氣體注入口，可於玻璃化步驟中至少經過一次當前之玻璃化區域，但最好係連續或間歇停留。熱屏並非以緊密方式蓋在熔化模具之開放上端，而是在玻璃化期間至少可讓氣流間歇式地由熔化模具內流出。玻璃化步驟最好於開放氣流系統中完成。

開放系統不僅可讓氣流於熔化模具內流動，還可讓氣流直接由熔化模具內流出。該系統有助於把污染之氣體或蒸發之物質由熔化模具內排出。因此，不需要之積覆物質即可避免，雜質也會 減低。開放氣流系統可利用一例如於熔化模具上端及熱屏間之隙縫達成，讓氣體可由熔化模具內逸出。

此外，當輕氣體係以一受控制之輕氣體氣流連續施加至熔化模具內部時，反而係具有優點。

輕氣體氣流之氣流控制，可於內覆層玻璃化同時，讓輕氣體進行與位置無關或與時間無關之活動，而該活動能進一步讓氣體之消耗量減少。對於後續可能再經由熱屏施加至熔化模具內部之氣體而言，其同樣成立。例如於內壁底部區域玻璃化過程中，二氧化矽晶粒有未緊黏住而被氣流作用吹走之相當風險，因而該處需要一比側壁區域較小之氣流。熱屏之設計，最好係於熱屏進行橫向偏移時，讓熔化模具之上端開口仍保持封閉。

熱屏比熔化模具之開口大，以致於其總是超出上端開口之外，偏移時也是。熱屏(或氣體注入口)之最大偏移量，實務上係與其中心軸至熔化模具側壁間之距離相關，亦即為坩鍋所欲製造之開口半徑。因為即使在氣體注入口之二極端位置(中央位置及側壁上之位置)，熔化模具之開放上端於一由熱屏上方看之俯視圖中仍為緊閉狀態，因此於熔化模具內部及外部均有一穩定而可重現之氣流。

於此情況下，電漿區及熱屏之同步移動證明係為有利。

同步移動之結果，亦讓氣流避免於坩鍋內產生變化，其對於玻璃化程序之穩定性及重現性具有利之影響。

本方法一特別優良之變化，係讓輕氣體經由熱屏氣體注入口吹至電漿區內。

將輕氣體直接吹至電漿區，可讓昂貴之輕氣體有一特別高之運用效率，因為該氣體係經由電漿之壓力直接吹至玻璃化之區域內。

當覆層形成步驟及玻璃化步驟之間設立一補充氣體程序，於其中熔化模具內之空氣係補充包含輕氣體之空氣，亦證明係為有利。

由於氣體之補充係於玻璃化之前，二氧化矽晶粒覆層內所包含之氣體(及個別來說之氮氣)會減少，因此於玻璃化時所使用之輕氣體用量則會更有效率，而以該方式所製成之內覆層顯示有特別低之氣泡密度。

以此觀之，若於氣體補充程序包含將輕氣體經熱屏上之氣體注入口補充至熔化模具內，且將坩鍋基模之外壁置於一真空之環境下，亦證明係為有利。

由於施加一源自外壁之負壓力(真空)，存在於晶粒層內之氣體及可能會出現於多孔性坩鍋基模之壁之氣體，均直接被抽到外部，且亦會被隨自於熔化模具內之空氣之輕氣體所取代。

此外，當坩鍋基模之外壁於玻璃化時暴露於真空中，亦證明係為有利。

於真空之玻璃化時，電漿區作用於二氧化矽晶粒覆層之內壁上之區域，形成一密閉覆層，該密閉覆層能阻止真空對熔化模具內部造成進一步之作用，讓透明之內覆層逐漸成形。透明之內覆層形成後，即可關閉或減少真空(負壓力)。

包含輕氣體之空氣，最佳值為包含體積比不超過50%之氧，尤以體積比為10%至30%為最佳，及包含氦。

由於玻璃化之空氣含氧，若使用石墨電極以點燃電漿時，即可發現石墨之燃燒及轉換而成之一氧化碳及二氧化碳。曾發現，其對於所要製造之石英玻璃坩鍋之內覆層品質係有助益。

此外，熔化模具之空氣除氦氣外，尚含有充分之氧氣，其亦有好處為氧氣可作為呼吸氣體，以使熔化模具周圍環境不再需要 使用防毒面具面罩或其他安全措施，例如一保護周圍環境及給予熔化模具較佳環境之處理室。此外，由傳統坩鍋製造方法所取得之製程參數，亦容易被應用及適應於空氣中之內覆層之玻璃化。

本方法一較佳之變化，係讓含有輕氣體之空氣由一可控制之混合氣體源製成，該混合氣體包含輕氣體及氧氣。

使用前述之混合氣體，可帶來氣體組成成份恆定不變之好處，而與壓力或溫度之變化無關，或與氣流之控制無關，而其所需之氣流控制器數量，亦比每一氣體各自獨立氣流控制之情況少。混合氣體係以一例如固定之混合器預先製備，該混合器能允許高輸出量(例如600m³/h以上)。

本方法另一同為優良之變化，係以一可控制之方式供應輕氣體及氧氣，以產生含有輕氣體之空氣。

每一氣體採用各自獨立之氣流控制，比前述預先製備之混合氣體更具彈性，甚至可因應目前正在玻璃化範圍之位置或玻璃化程序之時相，而亦改變熔化模具內之空氣成份。

對於裝置而言，即上文所示之物件，係由一含有上述類型特徵之裝置為起點，係根據本發明之電漿源及與氣體注入口連在一起之熱屏達成，其設計成至少在垂直於旋轉軸之方向為可移動。

本發明之裝置，係用以執行上述所示之方法。電漿源及一能於垂直於熔化模具之旋轉軸方向，即水平方向上移動，並具至少一氣體注入口之熱屏，兩者之本質係可區別，因此電漿源及由電漿源所產生之電漿區及氣體源，均能移動接近至個別要被玻璃化之晶粒覆層附近，該些區域均能透過電漿區進行局部加熱及玻璃化。

一如上文所詳述，並參照根據本發明方法之討論，該裝置能顯著降低玻璃化所需之能量，及讓輕氣體獲得特別有效之運用。

根據本發明裝置之優良設計由申請專利範圍附屬項變得明顯。於申請專利範圍附屬項中所示裝置之組態，隱含關於根據本發明方法申請專利範圍附屬項中所述之程序，而以上根據相關方法之申請專利範圍之陳述，用來作為上述觀察之補充說明。根據其餘申請專利範圍附屬項所述之方法設計成之裝置，係於下文中詳細說明。

熱屏及其上端開口之間所定義之間隙，係為有利。

熱屏蓋住開口，同時於相對熔化模具上端處留下一全部或局部被包圍之間隙。該做法可構成一「開放系統」，讓氣體可於熔化模具內部流動，亦可直接於熔化模具外部流動。該方式可幫助污染之氣體或被蒸發之物質由熔化模具內排出，以避免不需要之積覆物質出現及減少雜質。

當真空裝置在熔化模具外壁產生一真空時，證明係為有用。

真空裝置能由熔化模具內部、坩鍋基模內壁及由二氧化矽之晶粒覆層促進氣體交換，並協助形成低氣泡之石英玻璃坩鍋。真空裝置能在內覆層進行玻璃化時使用，也可在玻璃化步驟前之氣體補充程序及交換程序中使用。

當熱屏之氣體注入口設有一用以補充輕氣體之可彎曲管時，證明係為有利。

可彎曲管讓熱屏之橫向偏移及至少一熱屏之氣體注入口簡化。

根據圖一所示之熔化裝置，係包含一具有內徑75公分之金屬製熔化模具1，模具1係經一外緣架於一支座3上。支座3可繞中心軸4旋轉。由石墨製成之一陰極5及一陽極6(電極5、6)，係如圖示所指箭頭7，可於熔化模具1內部以所有輻射方向向熔化 模具1內部20移動。

一以水冷式金屬板形式製成之熱屏2具厚度10毫米，其含一中央穿孔，電極5、6由該孔朝熔化模具1之開放上端伸入熔化模具1內部。熱屏2係與一氦氣及氧氣混合氣體之氣體注入口8相連，及與一純氦氣之氣體注入口9相連，該注入口設計為可彎曲管，內部設有一氣體流量控制器16(MFC)。於熔化模具1及熱屏2之間設有一寬為50毫米之通風間隙(圖一所示之尺寸及該裝置所有其他尺寸僅為示意圖，並非真實比例)。熱屏2可於熔化模具1上方之平面以水平方向移動(x及y方向)，如方向箭頭及座標平面10所示。

於支座3及熔化模具中間之間隙，可利用一真空裝置抽成真空，其以方箭頭17表示。熔化模具1包含多重通道15(其餘圖一中僅於底部區域以符號表示)，透過該通道可讓作用在模具1外部之真空向內部操作。

一根據本發明之28吋石英玻璃坩鍋之製作，係參照一優良之實施例於此處詳述。

於第一方法步驟中，由自然石英砂所製成之晶粒，係先行以熱氯氣清洗，並填入一繞縱軸4旋轉之熔化模具內，較佳之晶粒大小範圍介於90μm至315μm之間。於離心力之作用下及模板之協助下，熔化模具1內壁即可形成一由機械力所壓合成之石英砂之具旋轉對稱之坩鍋狀覆層12。該覆層12之平均覆層厚度為12毫米。

於第二方法步驟中，一由人造石英玻璃粉末所構成之晶粒覆層14，亦係藉由一模板及在熔化模具1連續轉動之下，於石英砂覆層12內壁上形成。該覆層14之平均覆層厚度亦為12毫米。

於第三方法步驟中，晶粒覆層12及14之間所含之空氣，係 經由一含氦氣之處理氣體加以補充。結束後，熱屏2就被置於熔化模具1之上方開口，而在熔化模具1內之空氣，則係利用一真空裝置17經由可透氣之晶粒覆層12及14將其抽走，該空氣係經由晶粒覆層12、14被抽到外部。此時，氦氣及20%氧氣之混合氣則係經由熱屏2上之氣體注入口8注入到熔化模具1之內部20。經過大約10分鐘之周期後，補充含氦氣之處理氣體之程序即中止。

於第四方法步驟中，晶粒覆層12及14則係一區接一區被玻璃化。最後，及於氣體補充程序結束後，電極5、6即經由熱屏2之中央開口伸入內部20，而於圖一之電漿區13內標示以灰色背景之區域之一電弧，係於熔化模具內部充滿氦氣及氧氣之空氣中，於電極5、6之間點燃。於此程序中，有一恆定且可控制之氦氣/氧氣混合氣氣流，係以300公升/分鐘經氣體注入口8施加至內部20。內部20之內會產生一穩定之氣流，該氣流11係以點線顯示於圖一，並經由熱屏2及熔化模具1間之間隙，由熔化模具內部20逸出。

要讓側壁區域之晶粒覆層12、14得以玻璃化，連同氣體注入口8及電極5、6在內之熱屏2，被帶往橫向之位置(如圖一所示)。要讓底部區域之晶粒覆層12、14玻璃化，連同氣體注入口8在內之熱屏2要移向中央之位置，而電極5、6也必須移向中央位置並向下降低。

因此，其便能抵達晶粒覆層12、14之所有位置，亦即底部、圓柱狀側壁主體及在底部及側壁間之彎曲過渡區域，且能施加電漿區13及處理氣體(80氦氣/20氧氣)。熱屏2之可移動性，讓氣體注入口8可於水平方向上微調，其使處理氣體能直接吹入電漿區13，而使處理氣體獲得最佳之運用，及讓本方法獲得較佳之重現性。此外，氣流可被自由調整，所以熔化模具1內部會有一 穩定氣流流入，而由熔化模具流出。因此，即可保證所供給之處理氣體能達到晶粒覆層12、14之所有區域，讓製程完成玻璃化過程。

玻璃化過程中，一密封覆層於晶粒覆層12之內表面快速成形，該密封覆層阻隔坩鍋壁之未融部分與熔化模具內部20之空氣。由於氦氣及氧氣之混合氣體仍不斷由多孔之晶粒覆層12及14內被抽出，因此產生一大約200毫巴(絕對值)之負壓。結果形成一較密實之內覆層，該覆層幾乎不含任何氣泡，所以呈透明狀。該既薄且不透明之密封覆層，其覆蓋於透明內覆層上，可於接下來之程序中，利用電漿13之作用至少去除一部分，如必要時也可於最後之製造過程，利用噴砂方法全部去除。

當玻璃化之內覆層達到一大約2.5毫米之厚度時，真空裝置17之抽取容量便經由一節流閥(未於圖一顯示)而減少，一直減少至某一程度，讓尚未玻璃化之晶粒覆層12、14區域內所散布之氣壓能上升至900毫巴(絕對壓力)。此情況所需之氣體，主要係來自熔化模具1之內部20，該氣體係由晶粒覆層12、14未熔化之區域經模具壁面上之穿孔15逸出。於晶粒覆層12、14未熔化區域內之氣體成份，可因此利用內部20之空氣加以調節，直到該區域也熔化成為不透明之石英玻璃為止。於熔膠波前抵達熔化模具1內壁之前，熔化程序即已完成。

以此方法形成之石英玻璃坩鍋內表面，係由一平順、玻璃質及低氣泡之人造二氧化矽內覆層形成，該覆層係牢固地連結於不透明石英玻璃之外覆層上。當坩鍋以預定形式使用時，以該方式所形成之內覆層，與一以低氣泡生長法所形成者，差別更為顯著。

1‧‧‧熔化模具

2‧‧‧熱屏

3‧‧‧支座

4‧‧‧中心軸

5‧‧‧陰極

6‧‧‧陽極

7‧‧‧方向箭頭

8‧‧‧氣體注入口

9‧‧‧氣體注入口

10‧‧‧座標平面

11‧‧‧氣流

12‧‧‧坩鍋狀覆層

13‧‧‧電漿區

14‧‧‧晶粒覆層

15‧‧‧通道

16‧‧‧氣體流量控制器

17‧‧‧真空裝置

20‧‧‧熔化模具內部

本發明係參照實施例及圖式更詳盡說明。於唯一之圖式中， 圖一顯示一適合執行本發明方法之熔化裝置，以示意圖表示。

1‧‧‧熔化模具

2‧‧‧熱屏

3‧‧‧支座

4‧‧‧中心軸

5‧‧‧陰極

6‧‧‧陽極

7‧‧‧方向箭頭

8‧‧‧氣體注入口

9‧‧‧氣體注入口

10‧‧‧座標平面

11‧‧‧氣流

12‧‧‧坩鍋狀覆層

13‧‧‧電漿區

14‧‧‧晶粒覆層

15‧‧‧通道

16‧‧‧氣體流量控制器

17‧‧‧真空裝置

20‧‧‧熔化模具內部

Claims (17)

1. 一種石英玻璃坩鍋之製造方法，該方法包含：一將熔化模具內之二氧化矽內覆層晶粒玻璃化之步驟，該熔化模具係以一旋轉軸旋轉，且具有一內壁，該熔化模具有一上端開口，其至少有部分被一熱屏蓋住，該玻璃化步驟係於一含輕氣體之空氣中經電漿區之作用，以使石英玻璃坩鍋基模形成一透明內覆層，至少有一部分包含輕氣體之空氣係經由熱屏上之氣體注入口注入至熔化模具內，其中，於玻璃化步驟之前之覆層形成步驟中，於內壁形成一二氧化矽內覆層晶粒之晶粒覆層，而電漿區及與氣體注入口連在一起之熱屏，至少可於一與轉軸垂直之方向上移動，且能於玻璃化步驟中橫向移動，以讓晶粒覆層玻璃化，且於熱屏進行橫向偏移時，熔化模具之上端開口仍保持封閉。
2. 根據申請專利範圍第1項所述之方法，其中，玻璃化步驟係於開放氣流系統中完成。
3. 根據申請專利範圍第1項所述之方法，其中，輕氣體係以一受控制之氣流連續施加至熔化模具內。
4. 根據申請專利範圍第1項所述之方法，其中，輕氣體係經由熱屏之氣體注入口吹至電漿區內。
5. 根據申請專利範圍第1項所述之方法，其中，電漿區及熱屏係同步移動。
6. 根據申請專利範圍第1項所述之方法，其中，於覆層形成方法步驟及玻璃化方法步驟之間，設有一補充氣體程序，使熔化模具內之空氣補充包含輕氣體之空氣。
7. 根據申請專利範圍第6項所述之方法，其中，氣體補充程序包含將輕氣體經熱屏之氣體注入口補充至熔化模具內，且將坩鍋 基模之外壁暴露於真空中。
8. 根據申請專利範圍第1項所述之方法，其中，坩鍋基模外壁於玻璃化過程中係暴露於真空中。
9. 根據申請專利範圍第1項所述之方法，其中，包含輕氣體之空氣係含有氦及體積比不超過50%之氧氣。
10. 根據申請專利範圍第9項所述之方法，其中，包含輕氣體之空氣係含有體積比範圍介於10%至30%之氧氣及氦氣。
11. 根據申請專利範圍第1項所述之方法，其中，包含輕氣體之空氣係由一可控制之混合氣體源製成，該混合氣體包含輕氣體及氧氣。
12. 根據申請專利範圍第1項所述之方法，其中，以一可控制之方式供應輕氣體及氧氣，以產生含有輕氣體之空氣。
13. 一種製造石英玻璃坩鍋之裝置，該裝置包含：一熔化模具，其可以一旋轉軸旋轉，且其具有一上端開口，其至少有部分能被一設有輕氣體之氣體注入口之熱屏蓋住，及有一能伸入熔化模具內之電漿源，其中，電漿源及與氣體注入口連在一起之熱屏係設計成至少可於一與轉軸垂直之方向上移動，且熱屏所具之橫向尺寸，適合用以伸出熔化模具之上端開口之外，即使於熱屏為橫向偏移時亦然。
14. 根據申請專利範圍第13項所述之裝置，其中，熱屏及其上端開口之間定義一間隙。
15. 根據申請專利範圍第13項所述之裝置，其中，一氣流控制器，用以將輕氣體輸入至熔化模具內。
16. 根據申請專利範圍第13項所述之裝置，其中，一真空裝置能於熔化模具之外壁產生真空。
17. 根據申請專利範圍第13項所述之裝置，其中，熱屏之氣體注入 口設有一用以供應輕氣體之可彎曲管。