JPH07300324A - 耐熱性合成石英ガラスの製造方法 - Google Patents
耐熱性合成石英ガラスの製造方法Info
- Publication number
- JPH07300324A JPH07300324A JP6111850A JP11185094A JPH07300324A JP H07300324 A JPH07300324 A JP H07300324A JP 6111850 A JP6111850 A JP 6111850A JP 11185094 A JP11185094 A JP 11185094A JP H07300324 A JPH07300324 A JP H07300324A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- quartz glass
- heat
- synthetic quartz
- temperature
- nitrogen
- 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
- C03B32/00—Thermal after-treatment of glass products not provided for in groups C03B19/00, C03B25/00 - C03B31/00 or C03B37/00, e.g. crystallisation, eliminating gas inclusions or other impurities; Hot-pressing vitrified, non-porous, shaped glass products
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C03—GLASS; MINERAL OR SLAG WOOL
- C03B—MANUFACTURE, SHAPING, OR SUPPLEMENTARY PROCESSES
- C03B19/00—Other methods of shaping glass
- C03B19/06—Other methods of shaping glass by sintering, e.g. by cold isostatic pressing of powders and subsequent sintering, by hot pressing of powders, by sintering slurries or dispersions not undergoing a liquid phase reaction
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C03—GLASS; MINERAL OR SLAG WOOL
- C03B—MANUFACTURE, SHAPING, OR SUPPLEMENTARY PROCESSES
- C03B19/00—Other methods of shaping glass
- C03B19/06—Other methods of shaping glass by sintering, e.g. by cold isostatic pressing of powders and subsequent sintering, by hot pressing of powders, by sintering slurries or dispersions not undergoing a liquid phase reaction
- C03B19/066—Other methods of shaping glass by sintering, e.g. by cold isostatic pressing of powders and subsequent sintering, by hot pressing of powders, by sintering slurries or dispersions not undergoing a liquid phase reaction for the production of quartz or fused silica articles
-
- 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
- C03B—MANUFACTURE, SHAPING, OR SUPPLEMENTARY PROCESSES
- C03B20/00—Processes specially adapted for the production of quartz or fused silica articles, not otherwise provided for
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C03—GLASS; MINERAL OR SLAG WOOL
- C03B—MANUFACTURE, SHAPING, OR SUPPLEMENTARY PROCESSES
- C03B2201/00—Type of glass produced
- C03B2201/06—Doped silica-based glasses
- C03B2201/20—Doped silica-based glasses doped with non-metals other than boron or fluorine
- C03B2201/24—Doped silica-based glasses doped with non-metals other than boron or fluorine doped with nitrogen, e.g. silicon oxy-nitride glasses
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Materials Engineering (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Manufacturing & Machinery (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Thermal Sciences (AREA)
- Dispersion Chemistry (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- Glass Melting And Manufacturing (AREA)
- Glass Compositions (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】 緻密で、耐熱性の高い高純度合成石英ガラス
の製造方法を提供すること。 【構成】 見かけ密度が０．１〜０．５ｇ／ｃｍ3で、
密度分散が±３０％以内であるシリカ質多孔体を、アン
モニアを含む雰囲気中で加熱処理したのち、非酸化性雰
囲気下で加熱焼結させ、次いで非酸化性雰囲気ガス中に
て５００ｋｇ／ｃｍ2以上の圧力下、１４００〜２００
０℃の温度範囲で高温加熱処理する耐熱性合成石英ガラ
スの製造方法。
の製造方法を提供すること。 【構成】 見かけ密度が０．１〜０．５ｇ／ｃｍ3で、
密度分散が±３０％以内であるシリカ質多孔体を、アン
モニアを含む雰囲気中で加熱処理したのち、非酸化性雰
囲気下で加熱焼結させ、次いで非酸化性雰囲気ガス中に
て５００ｋｇ／ｃｍ2以上の圧力下、１４００〜２００
０℃の温度範囲で高温加熱処理する耐熱性合成石英ガラ
スの製造方法。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、半導体製造プロセスで
用いられる高純度耐熱性部材の素材として、また多結晶
シリコンを用いた薄膜トランジスタの石英ガラス基盤の
素材として用いられる耐熱性合成石英ガラスの製造方法
に関する。
用いられる高純度耐熱性部材の素材として、また多結晶
シリコンを用いた薄膜トランジスタの石英ガラス基盤の
素材として用いられる耐熱性合成石英ガラスの製造方法
に関する。
【０００２】
【従来の技術】従来、石英ガラスは、高純度で、かつ１
０００℃程度の熱処理温度でも変質や変形をしない材料
として、ＬＳＩなどの半導体製造プロセスにおける熱処
理用炉芯管（プロセスチューブ、ライナーチューブ）、
ウエハーボート、またはその他の治工具用材料として用
いられてきた。ところが、近年、ＬＳＩの加熱処理温度
が１２００℃程度の温度域で行われるようになり、石英
ガラスでは粘性変形が起るため、高純度の炭化珪素質耐
熱材料が代わって使用されるようになった。しかしなが
ら、前記炭化珪素質耐熱材料はその製造方法から微量の
不純物が混入することが避けがたく、それが集積度の増
大した超ＬＳＩの汚染源となり大きな問題となってき
た。そこで、高純度化が容易に達成できる石英ガラスが
再度見直され、その高耐熱化が強く要望されるようにな
った。
０００℃程度の熱処理温度でも変質や変形をしない材料
として、ＬＳＩなどの半導体製造プロセスにおける熱処
理用炉芯管（プロセスチューブ、ライナーチューブ）、
ウエハーボート、またはその他の治工具用材料として用
いられてきた。ところが、近年、ＬＳＩの加熱処理温度
が１２００℃程度の温度域で行われるようになり、石英
ガラスでは粘性変形が起るため、高純度の炭化珪素質耐
熱材料が代わって使用されるようになった。しかしなが
ら、前記炭化珪素質耐熱材料はその製造方法から微量の
不純物が混入することが避けがたく、それが集積度の増
大した超ＬＳＩの汚染源となり大きな問題となってき
た。そこで、高純度化が容易に達成できる石英ガラスが
再度見直され、その高耐熱化が強く要望されるようにな
った。
【０００４】かかる高耐熱性石英ガラスの製造方法の例
として、特開昭６３−２３６７２２号公報に記載する方
法があり、石英ガラスの表面層にクリスバライト化を誘
起する核となる不純物元素を導入し、石英ガラス材表面
にクリスバライト層を形成し高耐熱性を付与するととも
に不純物の侵入をも阻止する方法である。前記方法では
確かに耐熱性の向上した石英ガラスが得られるが、それ
を長期間使用すると、クリスバライト層の領域が拡大し
て石英ガラスが脆くなりダストが発生したり、あるいは
クラックが発生する等の欠点があった。
として、特開昭６３−２３６７２２号公報に記載する方
法があり、石英ガラスの表面層にクリスバライト化を誘
起する核となる不純物元素を導入し、石英ガラス材表面
にクリスバライト層を形成し高耐熱性を付与するととも
に不純物の侵入をも阻止する方法である。前記方法では
確かに耐熱性の向上した石英ガラスが得られるが、それ
を長期間使用すると、クリスバライト層の領域が拡大し
て石英ガラスが脆くなりダストが発生したり、あるいは
クラックが発生する等の欠点があった。
【０００５】この欠点を解決する方法として、石英ガラ
ス中に窒素原子を導入しＳｉ−Ｏ結合をより強固なＳｉ
−Ｎ結合に置換する方法が提案された。この方法は、Ｖ
ＡＤ（Ｖａｐｏｒーｐｈａｓｅ Ａｘｉａｌ Ｄｅｐｏ
ｓｉｔｉｏｎ）法、ＯＶＤ（Ｏｕｔｓｉｄｅ Ｖａｐｏ
ｒ Ｄｅｐｏｓｉｔｉｏｎ）法、ＭＣＶＤ（Ｍｏｄｉｆ
ｉｅｄ Ｃｈｅｍｉｃａｌ Ｖａｐｏｒ Ｄｅｐｏｓｉ
ｔｉｏｎ）法等の気相合成法で合成した二酸化珪素から
なる多孔体を加熱炉中でアンモニアを含む雰囲気下、焼
結による緻密化が起こらない温度域（１２００℃以下）
で加熱処理し、次いで前記温度以上で加熱焼結し、緻密
な窒素ドープ石英ガラスを得る方法である。しかしなが
ら、この方法では得られた石英ガラスの耐熱性は、耐熱
温度の指標となる１２８０℃での粘度（ｌｏｇη）が１
２．５ポアズ以上（電気溶融法で得られた天然石英ガラ
スの示す粘度）にするには多くの窒素をドープする必要
があり、それが多孔体の焼結時に分解し、窒素ガスや水
素ガスを発生し石英ガラスを発泡させ、緻密な石英ガラ
スが得られないという欠点があった。
ス中に窒素原子を導入しＳｉ−Ｏ結合をより強固なＳｉ
−Ｎ結合に置換する方法が提案された。この方法は、Ｖ
ＡＤ（Ｖａｐｏｒーｐｈａｓｅ Ａｘｉａｌ Ｄｅｐｏ
ｓｉｔｉｏｎ）法、ＯＶＤ（Ｏｕｔｓｉｄｅ Ｖａｐｏ
ｒ Ｄｅｐｏｓｉｔｉｏｎ）法、ＭＣＶＤ（Ｍｏｄｉｆ
ｉｅｄ Ｃｈｅｍｉｃａｌ Ｖａｐｏｒ Ｄｅｐｏｓｉ
ｔｉｏｎ）法等の気相合成法で合成した二酸化珪素から
なる多孔体を加熱炉中でアンモニアを含む雰囲気下、焼
結による緻密化が起こらない温度域（１２００℃以下）
で加熱処理し、次いで前記温度以上で加熱焼結し、緻密
な窒素ドープ石英ガラスを得る方法である。しかしなが
ら、この方法では得られた石英ガラスの耐熱性は、耐熱
温度の指標となる１２８０℃での粘度（ｌｏｇη）が１
２．５ポアズ以上（電気溶融法で得られた天然石英ガラ
スの示す粘度）にするには多くの窒素をドープする必要
があり、それが多孔体の焼結時に分解し、窒素ガスや水
素ガスを発生し石英ガラスを発泡させ、緻密な石英ガラ
スが得られないという欠点があった。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】上記事情を鑑み、本発
明者等は鋭意研究を重ねた結果、窒素ドープ多孔体を非
酸化性雰囲気下で焼結したのち、さらに該焼結体を加
圧、高温加熱（以下ＨＩＰ処理という）すると緻密で、
高耐熱性の合成石英ガラスが製造できることを見出し、
本発明を完成したものである。すなわち
明者等は鋭意研究を重ねた結果、窒素ドープ多孔体を非
酸化性雰囲気下で焼結したのち、さらに該焼結体を加
圧、高温加熱（以下ＨＩＰ処理という）すると緻密で、
高耐熱性の合成石英ガラスが製造できることを見出し、
本発明を完成したものである。すなわち
【０００７】本発明は、緻密で、高耐熱性の合成石英ガ
ラスの製造方法を提供することを目的とする。
ラスの製造方法を提供することを目的とする。
【０００８】また、本発明は、１２８０℃における粘度
（ｌｏｇη）が１２．５ポアズが以上の高純度合成石英
ガラスの製造方法を提供することを目的とする。
（ｌｏｇη）が１２．５ポアズが以上の高純度合成石英
ガラスの製造方法を提供することを目的とする。
【０００９】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成する本発
明は、シリカ質多孔体を、アンモニアを含む雰囲気中で
加熱処理したのち、非酸化性雰囲気下で加熱焼結させ、
次いで非酸化性雰囲気ガス中にて５００ｋｇ／ｃｍ2以
上の圧力下、１４００℃〜２０００℃の温度範囲で高温
加熱処理をする耐熱性合成石英ガラスの製造方法に係
る。
明は、シリカ質多孔体を、アンモニアを含む雰囲気中で
加熱処理したのち、非酸化性雰囲気下で加熱焼結させ、
次いで非酸化性雰囲気ガス中にて５００ｋｇ／ｃｍ2以
上の圧力下、１４００℃〜２０００℃の温度範囲で高温
加熱処理をする耐熱性合成石英ガラスの製造方法に係
る。
【００１０】上記シリカ質多孔体とは、ＭＣＶＤ法、Ｏ
ＶＤ法、ＶＡＤ法等光ファイバーの製造を目的として開
発され、実用化されている合成法で、四塩化珪素などの
珪素塩化物を気化し、それを火炎などの酸化雰囲気中で
加水分解反応させ、生成したシリカ微粒子を堆積させた
のち焼き固めた極めて高純度の非晶質のシリカ多孔体
（以下合成石英ガラス母材という）をいう。
ＶＤ法、ＶＡＤ法等光ファイバーの製造を目的として開
発され、実用化されている合成法で、四塩化珪素などの
珪素塩化物を気化し、それを火炎などの酸化雰囲気中で
加水分解反応させ、生成したシリカ微粒子を堆積させた
のち焼き固めた極めて高純度の非晶質のシリカ多孔体
（以下合成石英ガラス母材という）をいう。
【００１１】上記合成石英ガラス母材をアンモニアを含
むガス囲気中で加熱処理すると、シリカ微粉末のＳｉＯ
2骨格中のＯがＮで置換され、Ｎが石英ガラス母材にド
ープされる。このドープ処理では下式の反応が起こって
Ｎが固定される。 Ｓｉ−ＯＨ ＋ ＮＨ3 → Ｓｉ−ＮＨ2 ＋ Ｈ2Ｏ
むガス囲気中で加熱処理すると、シリカ微粉末のＳｉＯ
2骨格中のＯがＮで置換され、Ｎが石英ガラス母材にド
ープされる。このドープ処理では下式の反応が起こって
Ｎが固定される。 Ｓｉ−ＯＨ ＋ ＮＨ3 → Ｓｉ−ＮＨ2 ＋ Ｈ2Ｏ
【００１２】上記ドープ処理により窒素を２０００〜２
００００ｐｐｍの濃度でドープすることができるが、該
処理に用いるアンモニアを含むガスとしては、例えばア
ンモニアガスそのもの、またはそれに窒素もしくはヘリ
ウム、アルゴン等の不活性ガスを混合したガスなどを挙
げることができる。アンモニアは高純度のものが容易に
入手でき、しかもその分解生成物であるＨ2やＨ2Ｏが反
応系から容易に除外できるので、ドープ剤として最適で
ある。これ以外に、窒素ガスも考えられるが、置換され
にくく好適とはいえない。
００００ｐｐｍの濃度でドープすることができるが、該
処理に用いるアンモニアを含むガスとしては、例えばア
ンモニアガスそのもの、またはそれに窒素もしくはヘリ
ウム、アルゴン等の不活性ガスを混合したガスなどを挙
げることができる。アンモニアは高純度のものが容易に
入手でき、しかもその分解生成物であるＨ2やＨ2Ｏが反
応系から容易に除外できるので、ドープ剤として最適で
ある。これ以外に、窒素ガスも考えられるが、置換され
にくく好適とはいえない。
【００１３】窒素ドープ合成石英ガラス母材は、次いで
加熱焼結されるが、この工程で前記固定されたＮＨ2は
Ｎ2或いはＨ2として脱離し、それが焼結過程で形成され
る閉気孔内にとどまり、熱膨張して石英ガラスの緻密化
を阻害する。特に前記窒素の離脱は１２００℃以上の焼
結温度で激しく起こるが、この焼結時の温度を２００℃
／ｈｒ以下の昇温速度で緻密化温度である１７００℃ま
で上昇させると、石英ガラス母材の細孔が閉気孔化する
前に分解ガスが母材の系外に逃がれ発泡することがな
い。前記加熱焼結時にシリカ質多孔体に高密度の部分が
存在すると、脱離しようとするＮ2或いはＨ2ガスが抜け
にくくなって残留し、それが焼結温度での加熱時に膨張
し発泡が起こる。そのため合成石英ガラス母材はその密
度は０．１〜０．５ｇ／ｃｍ3の範囲内、密度分散が±
３０％以内であるのが重要である。前記範囲未満の密度
では多孔体の形を保持できなくなり、また前記範囲を超
えると窒素がドープしにくくなる。さらに密度分散が前
記範囲を逸脱するとドープされる窒素の分布が不均一と
なり、耐熱性の向上がみられない。また加熱焼結時の雰
囲気は減圧下がよく、特に、１×１０ー1ｔｏｒｒ以上の
真空度にするのが好ましい。この結果、内部に気泡が含
まない緻密化した合成石英ガラスが得られる。しかしな
がら、前記処理で得た合成石英ガラスはその作業温度範
囲での加熱で発泡した。
加熱焼結されるが、この工程で前記固定されたＮＨ2は
Ｎ2或いはＨ2として脱離し、それが焼結過程で形成され
る閉気孔内にとどまり、熱膨張して石英ガラスの緻密化
を阻害する。特に前記窒素の離脱は１２００℃以上の焼
結温度で激しく起こるが、この焼結時の温度を２００℃
／ｈｒ以下の昇温速度で緻密化温度である１７００℃ま
で上昇させると、石英ガラス母材の細孔が閉気孔化する
前に分解ガスが母材の系外に逃がれ発泡することがな
い。前記加熱焼結時にシリカ質多孔体に高密度の部分が
存在すると、脱離しようとするＮ2或いはＨ2ガスが抜け
にくくなって残留し、それが焼結温度での加熱時に膨張
し発泡が起こる。そのため合成石英ガラス母材はその密
度は０．１〜０．５ｇ／ｃｍ3の範囲内、密度分散が±
３０％以内であるのが重要である。前記範囲未満の密度
では多孔体の形を保持できなくなり、また前記範囲を超
えると窒素がドープしにくくなる。さらに密度分散が前
記範囲を逸脱するとドープされる窒素の分布が不均一と
なり、耐熱性の向上がみられない。また加熱焼結時の雰
囲気は減圧下がよく、特に、１×１０ー1ｔｏｒｒ以上の
真空度にするのが好ましい。この結果、内部に気泡が含
まない緻密化した合成石英ガラスが得られる。しかしな
がら、前記処理で得た合成石英ガラスはその作業温度範
囲での加熱で発泡した。
【００１４】上記加熱焼結処理に続いて非酸化性雰囲気
下、５００ｋｇ／ｃｍ2以上、好ましくは１０００ｋｇ
／ｃｍ2以上２０００ｋｇ／ｃｍ2以下の加圧で、１４０
０〜２０００℃の温度域にてＨＩＰ処理を行うと作業温
度範囲での加熱であっても発泡が起こらなかった。前記
発泡の消滅は、ＨＩＰ処理により、分子状態で存在した
Ｎ2やＨ2ガスがガラス基質内に分散したり、あるいは、
再度Ｓｉ−Ｎ結合を生成しとことに起因するものと考え
られる。このように加熱焼結して得た合成石英ガラスを
さらにＨＩＰ処理することにより耐熱性の向上が一層図
られた。ＨＩＰ処理が１４００℃以下では、合成石英ガ
ラスの粘度が高過ぎて圧力の効果が表面部にしか及ばず
上記反応が起こらない。また、処理温度が２０００℃を
超えると、ガラスの昇華が起こり不適当である。ＨＩＰ
処理の圧力が５００ｋｇ／ｃｍ2未満では前記効果がみ
られず、また、２０００ｋｇ／ｃｍ2を超える超高圧力
は工業的にコストがかかり過ぎ不適当である。
下、５００ｋｇ／ｃｍ2以上、好ましくは１０００ｋｇ
／ｃｍ2以上２０００ｋｇ／ｃｍ2以下の加圧で、１４０
０〜２０００℃の温度域にてＨＩＰ処理を行うと作業温
度範囲での加熱であっても発泡が起こらなかった。前記
発泡の消滅は、ＨＩＰ処理により、分子状態で存在した
Ｎ2やＨ2ガスがガラス基質内に分散したり、あるいは、
再度Ｓｉ−Ｎ結合を生成しとことに起因するものと考え
られる。このように加熱焼結して得た合成石英ガラスを
さらにＨＩＰ処理することにより耐熱性の向上が一層図
られた。ＨＩＰ処理が１４００℃以下では、合成石英ガ
ラスの粘度が高過ぎて圧力の効果が表面部にしか及ばず
上記反応が起こらない。また、処理温度が２０００℃を
超えると、ガラスの昇華が起こり不適当である。ＨＩＰ
処理の圧力が５００ｋｇ／ｃｍ2未満では前記効果がみ
られず、また、２０００ｋｇ／ｃｍ2を超える超高圧力
は工業的にコストがかかり過ぎ不適当である。
【００１５】
【実施例】以下に、本発明を実施例に基づいて具体的に
説明する。各例中の物性値の測定は以下の方法による。 （１） 耐熱性：ガラス材を、短冊状に切り出して行う
ビームベンヂイング法による１２８０℃の粘度で評価。 （２） 窒素濃度：不活性ガス融解熱伝導度法による測
定した値。 （３） 比 重：アルキメデス法により測定した値 （５） 加熱発泡試験：酸水素バーナーで加熱し軟化し
た状態で加工し、発泡の有無の確認。
説明する。各例中の物性値の測定は以下の方法による。 （１） 耐熱性：ガラス材を、短冊状に切り出して行う
ビームベンヂイング法による１２８０℃の粘度で評価。 （２） 窒素濃度：不活性ガス融解熱伝導度法による測
定した値。 （３） 比 重：アルキメデス法により測定した値 （５） 加熱発泡試験：酸水素バーナーで加熱し軟化し
た状態で加工し、発泡の有無の確認。
【００１６】実施例１ ＶＡＤ法により気相合成した嵩密度が、０．２ｇ／ｃｍ
3で、全体の密度分散が±１０％である表１に示す高純
度の合成石英ガラス母材を、ＮＨ3５０ｖｏｌ％、Ｎ2５
０ｖｏｌ％からなる雰囲気中、１０００℃で４時間加熱
処理した。得られた母材中には０．３ｗｔ％の窒素が含
有されていた。
3で、全体の密度分散が±１０％である表１に示す高純
度の合成石英ガラス母材を、ＮＨ3５０ｖｏｌ％、Ｎ2５
０ｖｏｌ％からなる雰囲気中、１０００℃で４時間加熱
処理した。得られた母材中には０．３ｗｔ％の窒素が含
有されていた。
【００１７】上記窒素ドープ合成石英ガラス母材を、約
５×１０ー2ｔｏｒｒの減圧下で室温から１２００℃まで
を１０℃／ｍｉｎで昇温し、１２００℃から１６００℃
までは、２℃／ｍｉｎで昇温し、その温度で２時間保持
した後、ヒーターを切り室温まで冷却し、取りだした。
得られた合成石英ガラスは、気泡を含むことがなく緻密
であった。
５×１０ー2ｔｏｒｒの減圧下で室温から１２００℃まで
を１０℃／ｍｉｎで昇温し、１２００℃から１６００℃
までは、２℃／ｍｉｎで昇温し、その温度で２時間保持
した後、ヒーターを切り室温まで冷却し、取りだした。
得られた合成石英ガラスは、気泡を含むことがなく緻密
であった。
【００１８】上記合成石英ガラスを、カーボン容器中に
設置して、ＨＩＰ炉内に置き、アルゴン雰囲気中にて、
室温から１６００℃まで４００℃／ｈｒで昇温するとと
もに圧力を１ｋｇ／ｃｍ2から１６００ｋｇ／ｃｍ2まで
４００ｋｇ／ｃｍ2・ｈｒの昇圧速度で上げ、１６００
℃の温度、１６００ｋｇ／ｃｍ2の圧力状態に５時間保
持した後、加熱を停止し、室温まで降し、取りだした。
取り出した合成石英ガラスには気泡が含まれず緻密化し
ていた。これを切り出しサンプル化し、その物性値を測
定した。その結果を表１に示す。
設置して、ＨＩＰ炉内に置き、アルゴン雰囲気中にて、
室温から１６００℃まで４００℃／ｈｒで昇温するとと
もに圧力を１ｋｇ／ｃｍ2から１６００ｋｇ／ｃｍ2まで
４００ｋｇ／ｃｍ2・ｈｒの昇圧速度で上げ、１６００
℃の温度、１６００ｋｇ／ｃｍ2の圧力状態に５時間保
持した後、加熱を停止し、室温まで降し、取りだした。
取り出した合成石英ガラスには気泡が含まれず緻密化し
ていた。これを切り出しサンプル化し、その物性値を測
定した。その結果を表１に示す。
【００１９】比較例１ ＨＩＰ処理を行なわない以外は実施例１と同様な方法で
窒素ドープ合成石英ガラスを製造した。得られた合成石
英ガラスの外見は緻密であったが、それを切り出し、加
熱発泡試験を行ったところ、甚だしく発泡した。この合
成石英ガラスについての物性値の測定結果を表１に示
す。
窒素ドープ合成石英ガラスを製造した。得られた合成石
英ガラスの外見は緻密であったが、それを切り出し、加
熱発泡試験を行ったところ、甚だしく発泡した。この合
成石英ガラスについての物性値の測定結果を表１に示
す。
【００２０】比較例２、３ 実施例１と同様にアンモニア処理を行った石英ガラス多
孔体を、約５×１０ー2ｔｏｒｒの減圧下で室温から１６
００℃までを１０℃／ｍｉｎで昇温し、２時間保持した
後、ヒーターを切り室温まで冷却した。得られた合成石
英ガラスは、全体が緻密でなく内部に白濁部分が残留し
ていた。更に、該合成石英ガラスについて加熱発泡試験
を行ったところ、気泡が多く発生した。前記窒素ドープ
合成石英ガラスについて実施例１のＨＩＰ処理を行った
（比較例３）。処理後の合成石英ガラスについて加熱発
泡試験を行ったところ発泡がみられた。前記各窒素ドー
プ合成石英ガラスについて物性値を測定し、その結果を
表１に示す。
孔体を、約５×１０ー2ｔｏｒｒの減圧下で室温から１６
００℃までを１０℃／ｍｉｎで昇温し、２時間保持した
後、ヒーターを切り室温まで冷却した。得られた合成石
英ガラスは、全体が緻密でなく内部に白濁部分が残留し
ていた。更に、該合成石英ガラスについて加熱発泡試験
を行ったところ、気泡が多く発生した。前記窒素ドープ
合成石英ガラスについて実施例１のＨＩＰ処理を行った
（比較例３）。処理後の合成石英ガラスについて加熱発
泡試験を行ったところ発泡がみられた。前記各窒素ドー
プ合成石英ガラスについて物性値を測定し、その結果を
表１に示す。
【００２１】比較例４、５ 複数バーナーを使用するＶＡＤ法により気相合成した嵩
密度が、０．６ｇ／ｃｍ3で、全体の密度分散が±５０
％である合成石英ガラス母材を、実施例１と同様な方法
でアンモニア化し、焼結した。得られた窒素ドープ合成
石英ガラスは、全体が緻密でなく内部に白濁部分が残留
していた。更に、該窒素ドープ合成石英ガラスについて
加熱発泡試験を行ったところ、気泡が多く発生した。前
記窒素ドープ合成石英ガラスに実施例１のＨＩＰ処理を
行った（比較例５）。この合成石英ガラスについて加熱
発泡試験を行ったところ発泡がみられた。前記各窒素ド
ープ石英ガラスの物性値を測定し、その結果は表１に示
す。
密度が、０．６ｇ／ｃｍ3で、全体の密度分散が±５０
％である合成石英ガラス母材を、実施例１と同様な方法
でアンモニア化し、焼結した。得られた窒素ドープ合成
石英ガラスは、全体が緻密でなく内部に白濁部分が残留
していた。更に、該窒素ドープ合成石英ガラスについて
加熱発泡試験を行ったところ、気泡が多く発生した。前
記窒素ドープ合成石英ガラスに実施例１のＨＩＰ処理を
行った（比較例５）。この合成石英ガラスについて加熱
発泡試験を行ったところ発泡がみられた。前記各窒素ド
ープ石英ガラスの物性値を測定し、その結果は表１に示
す。
【００２２】比較例６、７ 複数バーナーを使用するＶＡＤ法により気相合成した嵩
密度が、０．６ｇ／ｃｍ3で、全体の密度分散が±５０
％である表１に示す高純度の石英ガラス母材を、実施例
１と同様にアンモニア化し、それを約５×１０ー2ｔｏｒ
ｒの減圧下で室温から１６００℃までを１０℃／ｍｉｎ
で昇温し、該１６００℃に２時間保持した後、ヒーター
を切り室温まで冷却した。得られた窒素ドープ合成石英
ガラスは、全体が緻密でなく内部に白濁部分が残留して
いた。この窒素ドープ合成石英ガラスについて加熱発泡
試験を行ったところ、発泡が多発した。さらに、上記窒
素ドープ合成石英ガラスについて比較例７として実施例
１のＨＩＰ処理を行った。やはり気泡の発生があった。
上記各窒素ドープ合成石英ガラスについて物性値を測定
し、その結果を表１に示す。
密度が、０．６ｇ／ｃｍ3で、全体の密度分散が±５０
％である表１に示す高純度の石英ガラス母材を、実施例
１と同様にアンモニア化し、それを約５×１０ー2ｔｏｒ
ｒの減圧下で室温から１６００℃までを１０℃／ｍｉｎ
で昇温し、該１６００℃に２時間保持した後、ヒーター
を切り室温まで冷却した。得られた窒素ドープ合成石英
ガラスは、全体が緻密でなく内部に白濁部分が残留して
いた。この窒素ドープ合成石英ガラスについて加熱発泡
試験を行ったところ、発泡が多発した。さらに、上記窒
素ドープ合成石英ガラスについて比較例７として実施例
１のＨＩＰ処理を行った。やはり気泡の発生があった。
上記各窒素ドープ合成石英ガラスについて物性値を測定
し、その結果を表１に示す。
【００２３】
【表１】
【００２４】上記表にみるように本発明の製造方法から
得られた石英ガラスは高温粘度が高く、かつ緻密で高温
加熱加工が可能である。一方、比較例の石英ガラスは同
じ処理をしても白濁しており作業温度範囲で発泡した。
得られた石英ガラスは高温粘度が高く、かつ緻密で高温
加熱加工が可能である。一方、比較例の石英ガラスは同
じ処理をしても白濁しており作業温度範囲で発泡した。
【００２５】
【発明の効果】本発明の製造方法によれば１２８０℃の
粘度が１０12.5ポアズ以上の高温耐熱性に優れた窒素ド
ープ石英ガラスが得られる。しかもその原料が気相合成
法と超高純度シリカであるところから半導体製造用部材
として使用しても半導体を汚染することがない。
粘度が１０12.5ポアズ以上の高温耐熱性に優れた窒素ド
ープ石英ガラスが得られる。しかもその原料が気相合成
法と超高純度シリカであるところから半導体製造用部材
として使用しても半導体を汚染することがない。
Claims (3)
- 【請求項１】 シリカ質多孔体を、アンモニアを含む雰
囲気中で加熱処理したのち、非酸化性雰囲気下で加熱焼
結させ、次いで非酸化性雰囲気ガス中にて５００ｋｇ／
ｃｍ2以上の圧力下、１４００〜２０００℃の温度範囲
で高温加熱処理することを特徴とする耐熱性合成石英ガ
ラスの製造方法。 - 【請求項２】 シリカ質多孔体の見かけ密度が０．１〜
０．５ｇ／ｃｍ3で、密度分散が±３０％以内であるこ
とを特徴とする請求項１記載の耐熱性合成石英ガラスの
製造方法。 - 【請求項３】 加熱焼結を１×１０ー1ｔｏｒｒ以上の真
空度、１２００〜１７００℃の温度域で、かつ昇温速度
を２００℃／時間以下で行うことを特徴とする請求項１
記載の耐熱性合成石英ガラスの製造方法。
Priority Applications (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP11185094A JP3578357B2 (ja) | 1994-04-28 | 1994-04-28 | 耐熱性合成石英ガラスの製造方法 |
| EP95116713A EP0770584B1 (en) | 1994-04-28 | 1995-10-24 | Method for producing heat-resistant synthetic quartz glass |
| US08/731,595 US5766291A (en) | 1994-04-28 | 1996-10-16 | Method for producing heat-resistant synthetic quartz glass |
Applications Claiming Priority (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP11185094A JP3578357B2 (ja) | 1994-04-28 | 1994-04-28 | 耐熱性合成石英ガラスの製造方法 |
| EP95116713A EP0770584B1 (en) | 1994-04-28 | 1995-10-24 | Method for producing heat-resistant synthetic quartz glass |
| US08/731,595 US5766291A (en) | 1994-04-28 | 1996-10-16 | Method for producing heat-resistant synthetic quartz glass |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH07300324A true JPH07300324A (ja) | 1995-11-14 |
| JP3578357B2 JP3578357B2 (ja) | 2004-10-20 |
Family
ID=27236615
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP11185094A Expired - Lifetime JP3578357B2 (ja) | 1994-04-28 | 1994-04-28 | 耐熱性合成石英ガラスの製造方法 |
Country Status (3)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US5766291A (ja) |
| EP (1) | EP0770584B1 (ja) |
| JP (1) | JP3578357B2 (ja) |
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP0770584A1 (en) * | 1994-04-28 | 1997-05-02 | Heraeus Quarzglas GmbH | Method for producing heat-resistant synthetic quartz glass |
| KR100430407B1 (ko) * | 2002-11-08 | 2004-05-04 | 주식회사 새빛 | 고내열성 석영유리의 제조 방법 |
| JP2008535764A (ja) * | 2005-04-15 | 2008-09-04 | ヘレウス クワルツグラス ゲーエムベーハー ウント コンパニー カーゲー | 半導体ウエハを処理するための石英ガラスからなる保持器および保持器の製造方法 |
| US7841211B2 (en) | 2002-11-29 | 2010-11-30 | Shin-Etsu Quartz Products Co., Ltd. | Production process of synthetic quartz glass |
| WO2015022966A1 (ja) * | 2013-08-15 | 2015-02-19 | 旭硝子株式会社 | 低散乱シリカガラスおよびシリカガラスの熱処理方法 |
Families Citing this family (11)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US20020083740A1 (en) * | 2000-12-29 | 2002-07-04 | Pandelisev Kiril A. | Process and apparatus for production of silica grain having desired properties and their fiber optic and semiconductor application |
| US7797966B2 (en) * | 2000-12-29 | 2010-09-21 | Single Crystal Technologies, Inc. | Hot substrate deposition of fused silica |
| US20020083739A1 (en) * | 2000-12-29 | 2002-07-04 | Pandelisev Kiril A. | Hot substrate deposition fiber optic preforms and preform components process and apparatus |
| US7625509B2 (en) * | 2001-08-02 | 2009-12-01 | 3M Innovative Properties Company | Method of making ceramic articles |
| JP3881985B2 (ja) * | 2001-12-04 | 2007-02-14 | 株式会社アトック | 石英ガラス製流体送給用単穴ノズル及び石英ガラス製流体送給用多穴バーナヘッド |
| DE10260320B4 (de) * | 2002-12-20 | 2006-03-30 | Wacker Chemie Ag | Verglaster SiO2-Formkörper, Verfahren zu seiner Herstellung und Vorrichtung |
| JP5050363B2 (ja) * | 2005-08-12 | 2012-10-17 | 株式会社Ｓｕｍｃｏ | 半導体シリコン基板用熱処理治具およびその製作方法 |
| JP5867976B2 (ja) | 2006-06-26 | 2016-02-24 | 信越化学工業株式会社 | 光ファイバ母材の製造方法 |
| GB201106015D0 (en) | 2011-04-08 | 2011-05-25 | Heraeus Quartz Uk Ltd | Production of silica soot bodies |
| CN111662003B (zh) * | 2020-04-01 | 2022-08-19 | 青岛万和装饰门窗工程有限公司 | 一种单片非隔热耐火玻璃及其加工方法 |
| WO2021225801A1 (en) | 2020-05-08 | 2021-11-11 | Corning Incorporated | System and method for nitrogen doping of a glass article |
Family Cites Families (13)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US3113008A (en) * | 1960-06-27 | 1963-12-03 | Corning Glass Works | Method of increasing annealing point of high silica glass |
| DE3039749C2 (de) * | 1980-10-22 | 1982-08-19 | Heraeus Quarzschmelze Gmbh, 6450 Hanau | Verfahren zur Herstellung von blasenfreiem, glasigem Werkstoff |
| CA1181557A (en) * | 1980-12-29 | 1985-01-29 | Charles B. Willingham | Polycrystalline zinc sulfide and zinc selenide articles having improved optical quality |
| US5126081A (en) * | 1980-12-29 | 1992-06-30 | Raytheon Company | Polycrystalline zinc sulfide and zinc selenide articles having improved optical quality |
| US4961767A (en) * | 1987-05-20 | 1990-10-09 | Corning Incorporated | Method for producing ultra-high purity, optical quality, glass articles |
| US4789389A (en) * | 1987-05-20 | 1988-12-06 | Corning Glass Works | Method for producing ultra-high purity, optical quality, glass articles |
| JP2737191B2 (ja) * | 1987-12-28 | 1998-04-08 | 東ソー株式会社 | 均質な石英ガラス塊の製造方法 |
| US5045508A (en) * | 1990-04-30 | 1991-09-03 | The United States Of America As Represented By The United States Department Of Energy | Ammonia-treated phosphate glasses useful for sealing to metals metals |
| JPH0764581B2 (ja) * | 1990-06-28 | 1995-07-12 | 信越石英株式会社 | 窒素含有合成石英ガラス部材の製造方法 |
| US5410428A (en) * | 1990-10-30 | 1995-04-25 | Shin-Etsu Quartz Products Co. Ltd. | Optical member made of high-purity and transparent synthetic silica glass and method for production thereof or blank thereof |
| JPH05279049A (ja) * | 1992-03-30 | 1993-10-26 | Sumitomo Metal Ind Ltd | 合成石英ガラスの製造方法 |
| JPH0733447A (ja) * | 1993-07-27 | 1995-02-03 | Tosoh Corp | 窒素ドープガラスの製造方法 |
| JP3578357B2 (ja) * | 1994-04-28 | 2004-10-20 | 信越石英株式会社 | 耐熱性合成石英ガラスの製造方法 |
-
1994
- 1994-04-28 JP JP11185094A patent/JP3578357B2/ja not_active Expired - Lifetime
-
1995
- 1995-10-24 EP EP95116713A patent/EP0770584B1/en not_active Expired - Lifetime
-
1996
- 1996-10-16 US US08/731,595 patent/US5766291A/en not_active Expired - Fee Related
Cited By (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP0770584A1 (en) * | 1994-04-28 | 1997-05-02 | Heraeus Quarzglas GmbH | Method for producing heat-resistant synthetic quartz glass |
| KR100430407B1 (ko) * | 2002-11-08 | 2004-05-04 | 주식회사 새빛 | 고내열성 석영유리의 제조 방법 |
| US7841211B2 (en) | 2002-11-29 | 2010-11-30 | Shin-Etsu Quartz Products Co., Ltd. | Production process of synthetic quartz glass |
| JP2008535764A (ja) * | 2005-04-15 | 2008-09-04 | ヘレウス クワルツグラス ゲーエムベーハー ウント コンパニー カーゲー | 半導体ウエハを処理するための石英ガラスからなる保持器および保持器の製造方法 |
| WO2015022966A1 (ja) * | 2013-08-15 | 2015-02-19 | 旭硝子株式会社 | 低散乱シリカガラスおよびシリカガラスの熱処理方法 |
| JPWO2015022966A1 (ja) * | 2013-08-15 | 2017-03-02 | 旭硝子株式会社 | 低散乱シリカガラスおよびシリカガラスの熱処理方法 |
| US10370281B2 (en) | 2013-08-15 | 2019-08-06 | AGC Inc. | Low scattering silica glass and method for heat-treating silica glass |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP3578357B2 (ja) | 2004-10-20 |
| EP0770584B1 (en) | 2003-03-05 |
| US5766291A (en) | 1998-06-16 |
| EP0770584A1 (en) | 1997-05-02 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN102985378B (zh) | 高纯度合成二氧化硅及由其制造的诸如半导体夹具的物品 | |
| JP3578357B2 (ja) | 耐熱性合成石英ガラスの製造方法 | |
| JP5314429B2 (ja) | 合成不透明石英ガラス及びその製造方法 | |
| EP3901106B1 (en) | Method for fabrication of low-hydroxyl high-purity silica glass | |
| IL180213A (en) | Quartz glass jig for processing semiconductor wafers and method for producing the jig | |
| JP2862001B2 (ja) | 石英ガラス光学部材の製造方法 | |
| US5229336A (en) | Method of producing oxynitride glass | |
| KR20090039668A (ko) | 합성 유리질 실리카의 대형 제품 제조방법 | |
| JP3818603B2 (ja) | 石英ガラスの製造方法 | |
| CN1211303C (zh) | 掺杂氟的二氧化硅粉末的生产方法 | |
| JPH03109223A (ja) | 石英ガラスおよびその製造方法 | |
| EP0767761B1 (en) | Sintered quartz glass products and methods for making same | |
| JP3793553B2 (ja) | 黒色ＳｉＯ２質耐食性部材及びその製造方法 | |
| CN114057390B (zh) | 用于生产氟化石英玻璃的替代氟化剂 | |
| JP2875686B2 (ja) | 高純度シリカガラス質発泡体及びその製造方法 | |
| JP3574577B2 (ja) | 高粘性合成石英ガラスおよびその製造方法 | |
| JP2006213570A (ja) | 合成石英ガラスの製造方法及び光学部材用合成石英ガラス | |
| JPH05279049A (ja) | 合成石英ガラスの製造方法 | |
| JP3036993B2 (ja) | 合成石英ガラス部材の製造方法 | |
| JP3114936B2 (ja) | 高耐熱性合成石英ガラス | |
| JP5143367B2 (ja) | 不透明焼結体 | |
| JPH0733447A (ja) | 窒素ドープガラスの製造方法 | |
| JPH04224135A (ja) | 泡ガラスおよびその製造方法 | |
| KR20240104056A (ko) | TiO2-SiO2 유리체의 제조방법 및 그 제조방법으로 제조된 유리체 | |
| JP2002249342A (ja) | ガラス体およびその製造方法 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20040413 |
|
| A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20040607 |
|
| 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: 20040629 |
|
| A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20040709 |
|
| R150 | Certificate of patent or registration of utility model |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 |
|
| R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20080723 Year of fee payment: 4 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20090723 Year of fee payment: 5 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20090723 Year of fee payment: 5 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20100723 Year of fee payment: 6 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20110723 Year of fee payment: 7 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20110723 Year of fee payment: 7 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20120723 Year of fee payment: 8 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20120723 Year of fee payment: 8 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20130723 Year of fee payment: 9 |
|
| R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
| EXPY | Cancellation because of completion of term |