JPH10194765A

JPH10194765A - 合成石英ガラス製造装置

Info

Publication number: JPH10194765A
Application number: JP8349474A
Authority: JP
Inventors: Tomohisa Yamaguchi; 倫央山口; Kazuhiro Nakagawa; 和博中川; Hiroki Jinbo; 宏樹神保
Original assignee: Nikon Corp
Current assignee: Nikon Corp
Priority date: 1996-12-27
Filing date: 1996-12-27
Publication date: 1998-07-28

Abstract

(57)【要約】【課題】高品質の合成石英ガラスが得られる合成石英
ガラス製造装置の提供。【解決手段】合成石英ガラス製造装置の合成炉の炉壁
を、Ａｌ₂ Ｏ₃ を重量比で９９％程度含有し、気孔率が
５３％の耐火物を以って構成する。

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
製造装置、特にその耐火物に関する。

【０００２】

【従来の技術】近年、大規模集積回路（ＬＳＩ）の高集
積化に伴い、半導体装置の製造において半導体基板等に
集積回路の微細パターンを露光・転写する光リソグラフ
ィーに用いられる光源の短波長化が進んでいる。その結
果、光リソグラフィーに紫外域の光が用いられるように
なった。

【０００３】その結果、光リソグラフィーに用いられる
ステッパと呼ばれる露光装置の光学系も、遠紫外域の光
を透過する材料で構成することが必要となった。特に、
露光装置の光学系は、収差補正のために多数のレンズ等
の光学部材で構成される。このため、光学系全体の透過
率を高くするために、個々の光学部材には、高い透過率
が要求される。

【０００４】遠紫外域をはじめとする紫外域の光の透過
率が高い光学材料としては、石英ガラスが知られてい
る。特に、高い透過率を得るためには、不純物濃度が低
い、高純度の石英ガラスであ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（フレームスプレー法または直接法とも称す
る。）が知られている。

【０００５】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、燃焼ガスの酸素水素と共にバーナー
から噴射する。噴射された原料は、酸素水素火炎で加水
分解して石英ガラス微粒子（スート）を形成する。スー
トは、ターゲット上で一気に堆積、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。

【０００６】合成石英ガラス製造装置の合成炉の炉壁を
構成する耐火物には、例えばＡｌ₂Ｏ₃ およびＳｉＯ₂
を含み、耐火度（ＳＫ）が３５〜４０の高アルミナ質の
材料が用いられている。また、この他にも種々の耐火物
やその製造方法が提案されており、例えば、文献：「特
開昭６２−３６０６３号公報」には、「断熱質耐火物の
製造方法」が開示されている。この文献に開示の技術に
よれば、ＳｉＯ₂ 系骨材５０〜９５％および金属シリコ
ンからなる溶射材を火炎溶射することによって断熱質耐
火物を製造する。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】ところで、ステッパの
光学系に用いる合成石英ガラスには、紫外域の高い透過
率だけでなく、屈折率分布の均質性等、高品質が要求さ
れる。例えば、紫外域のエキシマレーザを光源とするス
テッパでは、光学系の屈折率分布の均質性として、例え
ば、屈折率均質性が４×１０^-6以下であることが要求さ
れる。ここで、屈折率均質性とは、インゴットから切り
出された円柱形状あるいはこの円柱形状をさらに加工し
得られた光学部材を、光軸方向（一般にインゴットの成
長方向と一致する。）から見た径方向（光軸方向に直交
する。）の屈折率分布（ばらつき）をいう。

【０００８】さらに、このステッパの光学系に用いる合
成石英ガラスには、光学部材をレンズ加工した際に、光
軸方向から見た屈折率分布が光軸を中心とした中心対称
性を有し、さらに、波面収差の非回転対称成分のＲＭＳ
（二乗平方根）値が、例えば０．００４０λ以下、ある
いは波面収差の回転対称成分をパワー（２次）成分補正
し、さらに２次および４次成分補正したときの残渣ＲＭ
Ｓ値が、例えば０．００５λ以下といった値を有するこ
とが要求される。

【０００９】ところが、火炎加水分解法によって合成石
英ガラスを製造する際には、様々な条件のゆらぎが生じ
る。例えば、熱源としている燃焼ガスの火炎のゆらぎに
よる合成面の温度分布の変化、火炎加水分解反応、熱分
解・熱酸化反応、ガラスへの不純物の拡散状態の変化と
いった条件のゆらぎが生じる。尚、この合成面とは、バ
ーナーから噴射されたスートがインゴットの上部に到達
して堆積する場所である。

【００１０】これらの条件のゆらぎは、結果的に合成石
英ガラス内に脈理と呼ばれる成長縞やインゴットの径方
向の屈折率の不均質な分布をもたらすことが知られてい
る。このため、条件のゆらぎを抑制して高品質の合成石
英ガラスを製造するための種々の合成方法が研究されて
いる。

【００１１】しかしながら、理論的には高品質の合成石
英ガラスが得られる合成方法にもかかわらず、数ケ月間
にも及ぶ合成石英ガラスの製造においては、製造した合
成石英ガラスの品質にばらつきが生じてしまう。

【００１２】このため、この発明の目的は、高品質の合
成石英ガラスの製造が可能な合成石英ガラス製造装置の
提供にある。

【００１３】

【課題を解決するための手段】この発明に係る発明者
は、種々の検討および実験を重ねた結果、合成石英ガラ
スの品質のばらつきと合成炉の耐火物の物性との間に相
関があることを見いだした。

【００１４】また、この発明の出願人は、特願平８−２
０５９０６において、生成物のうち、特にナトリウム
が、透過率を低下させる効果の著しい成分であること、
および、アルミニウム（Ａｌ）がナトリウム（Ｎａ）と
共に合成石英ガラスに拡散すると、ナトリウムによる透
過率の低下を抑制することを指摘している。

【００１５】また、Ａｌ₂ Ｏ₃ の純度を９９％以上にす
れば、Ａｌ₂ Ｏ₃ が侵蝕された場合でも、耐火物に含ま
れるナトリウムの量が少ないため、合成石英ガラスの透
過率の低下を招くナトリウム化合物（例えばＮａ₂ Ｏ）
の合成石英ガラスへの拡散を低減することができる。

【００１６】また、火炎加水分解法で合成石英ガラスを
製造する際には、合成炉の内部の温度は、１０００度以
上の高温となる。また、開放型の合成炉においては、ス
ポーリング（熱衝撃）が発生し易い。その上、合成を開
始する際には、合成炉の温度を急激に上昇させる。ま
た、合成を終了する際には、製造した合成石英ガラスの
失透を防ぐために、合成炉の温度を急激に低下させる。
このように、合成石英ガラスは、耐火物にとって過酷な
条件で合成される。このため、合成石英ガラス製造装置
における耐火物は、特に、耐熱衝撃性（耐スポーリング
性）に優れていることが要求される。

【００１７】そこで、この出願に係る発明者は、種々の
実験および検討を重ねた結果、後述の第２の実施の形態
において説明するように、耐火物の気孔率が４０％以上
であれば、合成石英ガラス製造装置の合成炉の炉壁とし
て、耐火物が十分な耐熱衝撃性を有することを見いだし
た。これに対して、耐火物の気孔率が４０％よりも小さ
い場合には、合成石英ガラス製造装置の過酷な使用条件
に耐えられずに破損する場合がある。また、気孔率が高
い程、耐火物が軽量化するため、合成炉の設計上の自由
度が高くなる。

【００１８】また、この出願に係る発明者は、耐火物の
気孔率が７０％以下であれば、合成石英ガラス製造装置
の炉壁として、耐火物が十分な機械的な強度を有するこ
とを見いだした。これに対して、耐火物の気孔率が７０
％よりも大きい場合には、合成石英ガラス製造装置の耐
火物の機械的な強度が弱くなる。尚、ここで、気孔率と
は、気孔を有する耐火物の重量を、気孔が実質的に無い
場合の同体積の耐火物の重量で割った値である。

【００１９】従って、上述の理由から、この出願に係る
発明の合成石英ガラス製造装置によれば、合成石英ガラ
ス製造装置の合成炉の炉壁を、Ａｌ₂ Ｏ₃ を重量比で９
９％以上含有し、気孔率が４０〜７０％である耐火物を
以って構成してなることを特徴とする。

【００２０】さらに、この出願に係る発明者は、上記の
耐火物を用いたこの発明の合成石英ガラス製造装置にお
いて、合成石英ガラスの合成を開始してから数ケ月が経
過すると、合成石英ガラスの品質が一層安定してくるこ
とに気がついた。

【００２１】そこで、その理由を調べて見ると、合成石
英ガラスの合成を開始すると、合成炉の炉壁に、バーナ
ーから噴射されたスートのうち、合成石英ガラスのイン
ゴットに堆積しなかったものが、ガスの流れに沿って徐
々に付着することが分かった。さらに、このスートが付
着した耐火物をＸ線回折によって分析したところ、使用
開始から１〜２週間程度の短期間では耐火物の極表面に
スートが付着してるだけであるが、使用開始から３〜４
ケ月経過した耐火物は、クリストバライト結晶相および
ムライト結晶相らしきものが、耐火物の内部へ数ｍｍの
深さまで成長していることが分かった。また、ＳｉＯ₂
の輻射率は、一般に、０．７〜０．８程度であり、Ａｌ
₂ Ｏ₃ の輻射率０．５〜０．６程度よりも高い。従っ
て、炉壁の内側表面をＳｉＯ₂ で覆えば、炉壁の輻射率
が高まる。

【００２２】そこで、この出願に係る発明者は、合成石
英ガラス製造装置の使用を開始する前から、耐火物の表
面にＳｉＯ₂ 膜を設けて炉壁の輻射率を高くすれば、合
成石英ガラスの合成面の温度分布をなだらかにし、屈折
率分布が均一な、より高品質の合成石英ガラスを製造す
ることができると考えた。

【００２３】そこで、この発明の合成石英ガラス製造装
置においては、好ましくは耐火物の炉内側の表面に、Ｓ
ｉＯ₂ を含有する、反射膜または反射板を具えると良
い。

【００２４】このように、耐火物の炉内側の表面に、Ｓ
ｉＯ₂ を含有する、反射膜または反射板を設ければ、炉
壁の気密性および炉壁の輻射率の向上を図ることができ
る。その結果、合成石英ガラスの合成面の温度分布をよ
り最適にすることができる。このため、屈折率の均質な
分布の高品質の合成石英ガラスが得られる。

【００２５】また、この発明の合成石英ガラス製造装置
において、好ましくは、合成炉内に、ＳｉＯ₂ を含有す
る反射板（以下、単にＳｉＯ₂ 板とも称する。）を合成
石英ガラスのインゴットと対向するように設けると良
い。

【００２６】このように、合成炉内にＳｉＯ₂ を含有す
る反射板を合成石英ガラスのインゴットと対向するよう
に設ければ、合成石英ガラスの合成面の温度分布をより
最適化することができる。その結果、屈折率分布の均質
な高品質の合成石英ガラスが得られる。

【００２７】

【発明の実施の形態】以下、図面を参照して、この発明
の合成石英ガラス製造装置の実施の形態について説明す
る。尚、参照する図面は、こ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、この発明は図示例に限定
されるものではない。また、図面では、断面を表すハッ
チングを省略して示す。

【００２８】（第１の実施の形態）図１を参照して、こ
の発明の合成石英ガラス製造装置の第１の実施の形態に
ついて説明する。図１は、第１の実施の形態の合成石英
ガラス製造装置の説明に供する概略図であり、合成炉部
分の縦断面図である。この合成炉は、縦６００ｍｍ×横
８００ｍｍ×高さ８００ｍｍの内寸を有する。

【００２９】第１の実施の形態においては、合成石英ガ
ラス製造装置の合成炉１０の炉壁を、Ａｌ₂ Ｏ₃ を重量
比で９９％程度含有し、気孔率が５３％で、ＳＫ４０以
上の耐火物１２を以って構成する。

【００３０】そして、この耐火物１２で以って炉壁が構
成された合成炉を具えた合成石英ガラス製造装置を用い
て火炎加水分解法によって合成石英ガラスを製造した。
この実施の形態の火炎加水分解法においては、原料とし
て、高純度（純度９９．９９５％以上で、金属不純物Ｆ
ｅ濃度が１０ｐｐｂ以下、Ｎｉ、Ｃｒ濃度が２ｐｐｂ以
下）四塩化ケイ素を用いる。この原料をキャリアガス
（通常酸素ガス）で希釈して、バーナー１４から原料を
流量３０ｇ／分で合成炉内へ噴射する。また、このとき
の水素ガス流量は、約５００ｓｌｍで、酸素ガス流量と
水素ガス流量との比率をＯ₂ ／Ｈ₂ ＝０．４と設定す
る。

【００３１】バーナー１４から噴射した原料は、石英ガ
ラス粉（スート）を形成する。そして、このスートを合
成炉１０内の直径２００ｍｍのターゲット１６に堆積し
溶融して合成する。このターゲット１６は、不透明石英
ガラス板からなり、１分間に７回転すると共に、９０秒
周期で１６０ｍｍの移動距離を揺動する。そして、この
ターゲット１６を、堆積速度に合わせて、１時間あたり
数ｍｍの速度で引き下げることにより、インゴット１８
の合成面の中心位置をバーナーから常に一定距離に保
つ。また、この合成では、合成炉の耐火物から、合成面
（積層点）までの距離を最短で２００ｍｍとなるように
して合成した。

【００３２】その結果、インゴット１８のうちの、合成
を開始してから約１ケ月後の位置から切り出した、直径
２００ｍｍ×厚さ５０ｍｍの寸法の評価用サンプルの品
質は、屈折率均質性Δｎが４×１０^-6であった。また、
この評価用サンプルをピンホール法で観察したところ、
脈理は観察されなかった。

【００３３】さらに、耐火物を交換することなく同一の
装置を使用して、合成開始から約４ケ月後の位置から切
り出した評価用サンプルの品質は、屈折率均質性がΔｎ
が２×１０^-6であり、約１ケ月後の位置から切り出した
評価用サンプルよりも屈折率均質性が向上している。こ
れは、合成石英ガラスの合成に伴い、炉壁の表面にスー
トが徐々に付着して、ＳｉＯ₂ 膜を形成するためと考え
られる。また、この４ケ月後の位置から切り出した評価
用サンプルを約１ケ月後の位置から切り出した評価用サ
ンプルの場合と同様に、ピンホール法で観察したとこ
ろ、脈理は観察されなかった。

【００３４】また、製造した合成石英ガラスをレンズ形
状に加工した際の屈折率分布は中央対称性を有し、波面
収差の非回転対称成分のＲＭＳ値は０．００３０λであ
り、波面収差の回転対称成分をパワー（２次）成分補正
し、さらに、２次および４次成分補正したときの残渣Ｒ
ＭＳ値は０．００２０λであった。

【００３５】（第２の実施の形態）次に、下記の表１を
参照して、耐火物の気孔率と、製造された合成石英ガラ
スの品質、耐火物の破損およびひび割れとの関係につい
ての試験結果について説明する。

【００３６】

【表１】

【００３７】上記の表１には、気孔率が３７％、４３
％、５３％、６７％および７３％の耐火物でそれぞれ合
成炉の炉壁を構成した合成石英ガラス製造装置を用い
て、合成石英ガラスを製造した試験結果を示す。尚、各
気孔率の場合の製造条件は、気孔率を除いて上述の第１
の実施の形態における製造条件と同一である。従って、
気孔率が５３％の場合の試験は、上述の第１の実施の形
態に相当する。

【００３８】また、ここでは、各気孔率の場合にそれぞ
れ製造した合成石英ガラスのうち、製造開始から約４ケ
月後の位置からそれぞれ切り出した評価用サンプルを用
いて品質を検査した。

【００３９】先ず、気孔率が３７％の場合の評価用サン
プルの品質は、屈折率均質性がエキシマレーザを光源と
するステッパで用いる光リソグラフィー用の投影レンズ
に要求される仕様の屈折率均質性（ここでは、Δｎ＝４
×１０^-6）よりも悪かった。また、この評価用サンプル
をピンホール法で観察したところ、脈理が観察された。
このように、品質が劣化するのは、気孔率が３７％の場
合は、炉壁の輻射率が下がり保温性が低くなるため、合
成面およびインゴット周辺部の温度が低下するためであ
る。従って、表１において気孔率が３７％の場合の品質
の欄には×印を付けている。

【００４０】また、この試験において、気孔率が３７％
の耐火物にはひび割れが生じた。これは、気孔率が３７
％では、耐火物の耐熱衝撃性が、合成石英ガラスの製造
条件に対して不十分であるためである。従って、表１に
おいて気孔率が３７％の場合の破損・ひび割れの欄には
×印を付けている。

【００４１】次に、気孔率が４３％の場合の評価用サン
プルの品質は、屈折率均質性Δｎが、４×１０^-6よりも
良く、脈理も観察されなかった。従って、表１において
４３％の場合の品質の欄には丸印を付けている。

【００４２】また、この試験において、気孔率が４３％
の耐火物には、ひび割れおよび破損は生じなかった。従
って、表１において気孔率が４３％の場合の破損・ひび
割れの欄には丸印を付けている。

【００４３】次に、気孔率が５３％の場合の評価用サン
プルの品質は、第１の実施の形態において前述したよう
に、屈折率均質性Δｎが、１．８×１０^-6と極めて良
く、脈理も観察されなかった。このように、気孔率が５
３％の場合には、屈折率均質性が極めて良いことから、
インゴットの合成面の温度分布が最適化されていると考
えられる。従って、表１において５３％の場合の品質の
欄には、品質が特に優れていることを示すために二重丸
の印を付けている。

【００４４】また、この試験において、気孔率が５３％
の耐火物には、ひび割れおよび破損は生じなかった。従
って、表１において気孔率が５３％の場合の破損・ひび
割れの欄には丸印を付けている。

【００４５】次に、気孔率が６７％の場合の評価用サン
プルの品質は、屈折率均質性Δｎが、４×１０^-6よりも
良く、脈理も観察されなかった。従って、表１におい
て、気孔率が６７％の場合の品質の欄には丸印を付けて
いる。

【００４６】また、この試験において、気孔率が６７％
の耐火物には、ひび割れおよび破損は生じなかった。従
って、表１において気孔率が６７％の場合の破損・ひび
割れの欄には丸印を付けている。

【００４７】次に、気孔率が７３％の場合の評価用サン
プルの品質は、屈折率均質性Δｎが、４×１０^-6よりも
良く、脈理も観察されなかった。従って、表１におい
て、気孔率が７３％の場合の品質の欄には丸印を付けて
いる。

【００４８】しかし、この試験において、気孔率が７３
％の耐火物には、破損が生じた。これは、気孔率を７３
％まで高くすると、耐熱衝撃性は十分であるが、機械的
強度が低下するためである。従って、表１において気孔
率が７３％の場合の破損・ひび割れの欄には×印を付け
ている。

【００４９】従って、上記の表１に示した結果から、合
成石英ガラス製造装置の合成炉の炉壁には、気孔率が４
０〜７０％の耐火物が適していることが分かった。ま
た、気孔率が５３％の耐火物が、品質の点から特に適し
ていることが分かった。

【００５０】（第３の実施の形態）次に、図２を参照し
て、この発明の合成石英ガラス製造装置の第３の実施の
形態について説明する。図２は、第３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概略図であり、合
成炉部分の縦断面図である。

【００５１】第３の実施の形態においては、合成石英ガ
ラス製造装置の合成炉１０の炉壁を、Ａｌ₂ Ｏ₃ を重量
比で９９％程度含有し、気孔率が５３％で、ＳＫ４０以
上の耐火物１２を以って構成する。そして、耐火物の炉
内側の表面に、ＳｉＯ₂ を含有する厚さ数ミリの反射膜
２０または反射板２０を設けている。尚、この反射膜２
０または反射板２０の厚さは数ｍｍ以上であることが望
ましい。また、以下、代表して、反射膜２０の例につい
て説明する。

【００５２】耐火物１２の表面に反射膜２０を形成する
にあたっては、例えば、プラズマ溶射法、塗布焼成ある
いはガラスをライニングするといった方法を用いると良
い。また、ガラスライニングによって形成した反射膜２
０の代わりに、石英ガラスの反射板２０を用いても同様
の効果が得られる。

【００５３】耐火物の炉内側の表面に、ＳｉＯ₂ を含有
する反射膜２０を設ければ、その耐火物の使用開始時か
ら、炉壁の気密性および炉壁の輻射率の向上を図ること
ができる。その結果、合成石英ガラス製造装置の使用開
始時から、合成石英ガラスの合成面の温度分布をより最
適化することができる。このため、より高品質な合成石
英ガラスを得ることができる。

【００５４】そして、この耐火物１２を以って炉壁１２
が構成された合成炉１０を具えた合成石英ガラス製造装
置を用いて、上記の第１の実施の形態の条件と同じ条件
で合成石英ガラスを製造した。その結果、合成を開始し
てから約１ケ月後の位置から切り出した評価用サンプル
の品質は、約４ケ月後の位置から切り出したものと同様
の高品質であった。

【００５５】（第４の実施の形態）次に、図３を参照し
て、この発明の合成石英ガラス製造装置の第４の実施の
形態について説明する。図３は、第４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概略図であり、合
成炉部分の縦断面図である。

【００５６】第４の実施の形態においては、合成石英ガ
ラス製造装置の合成炉の炉壁を、Ａｌ₂ Ｏ₃ を重量比で
９９％程度含有し、気孔率が５３％で、ＳＫ４０以上の
耐火物１２を以って構成し、さらに、合成炉１０内に、
ＳｉＯ₂ を含有する２枚の反射板２２をそれぞれ合成石
英ガラスのインゴット１８と対向するように設ける。こ
の反射板２２は、厚さ１１ｍｍで３００ｍｍ×３００ｍ
ｍの寸法の不透明石英ガラスからなる。

【００５７】また、反射板２２の設置角度の調整は、赤
外線カメラでモニターしながら、インゴット１８の合成
面１８ａの温度が最も高くなるように調整した。また、
設置角度を調整することによって、温度分布の調整をす
ることができる。合成面１８ａの温度分布の調整をする
ことによって、合成石英ガラスの屈折率の分布の調整を
することができる。

【００５８】そして、この反射板２２を設けた合成炉１
０を具えた合成石英ガラス製造装置を用いて、上記の第
１の実施の形態の条件と同じ条件で合成石英ガラスを製
造した。その結果、インゴット１８のうちの合成を開始
してから約１ケ月後の位置から切り出した評価用サンプ
ルの品質は、屈折率均質性Δｎが１．８×１０^-6であっ
た。また、この評価用サンプルをピンホール法で観察し
たところ、脈理は観察されなかった。

【００５９】また、製造した合成石英ガラスをレンズ形
状に加工した際の屈折率分布は中央対称性を有し、波面
収差の非回転対称成分のＲＭＳ値は０．００３０λであ
り、波面収差の回転対称成分をパワー（２次）成分補正
し、さらに、２次および４次成分補正したときの残渣Ｒ
ＭＳ値は０．００２０λであった。これは、エキシマレ
ーザを光源とするステッパで用いる光リソグラフィー用
の投影レンズに要求される前述の仕様を十分に満たすも
のである。

【００６０】（比較例）次に、従来の合成石英ガラス製
造装置の比較例について説明する。比較例においては、
合成石英ガラス製造装置の合成炉の炉壁を、Ａｌ₂ Ｏ₃
を重量比で９６％程度含有し、気孔率が１６％で、ＳＫ
４０以上の、一般的な、いわゆる高アルミナ質の耐火物
を以って構成する。

【００６１】そして、この比較例の耐火物で以って炉壁
が構成された合成炉を具えた合成石英ガラス製造装置を
用いて合成石英ガラスを製造した。その結果、合成を開
始してから約１ケ月後の位置から切り出した評価用サン
プルの品質は、屈折率均質性Δｎが１０×１０^-6と、均
質性の悪いものであった。また、この評価用サンプルを
ピンホール法で観察したところ、脈理が観察された。

【００６２】上述した各実施の形態では、この発明を特
定の材料を用い、特定の条件で構成した例について説明
したが、この発明は、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、特定の原
料を用い、特定の条件で合成石英ガラスを合成したが、
この発明では、合成石英ガラスの原料や合成条件はこれ
に限定されるものではなく、理論的に高品質が得られる
任意好適な原料および条件で合成石英ガラスを合成する
ことができる。

【００６３】また、上述した第１の実施の形態において
は、耐火物の気孔率を５３％としたが、この発明では、
気孔率を４０〜７０％の範囲の任意好適な値とすること
ができる。

【００６４】また、上述した第３の実施の形態において
は、厚さ数ミリの反射膜または反射板を設けたが、この
発明では、反射膜または反射板の厚さはこれに限定され
るものではなく、例えば、より厚い反射膜または反射板
を設けても良い。

【００６５】また、上述した第４の実施の形態において
は、２枚の反射板を設けたが、この発明においては、反
射板の枚数、寸法および形状はこれに限定する必要はな
く、例えば、平面でない湾曲した反射板を設けても良
い。また、反射板はＳｉＯ₂ 以外の成分を含んでいても
良い。

【００６６】

【発明の効果】この発明の合成石英ガラス製造装置によ
れば、合成石英ガラス製造装置の合成炉の炉壁をＡｌ₂
Ｏ₃ を重量比で９９％以上含有し、気孔率が４０〜７０
％である耐火物を以って構成する。

【００６７】耐火物の気孔率を４０〜７０％とすること
により、合成石英ガラスの合成炉の耐火物として十分な
機械的な強度および十分な耐熱衝撃性を耐火物に与える
ことができる。さらに、耐火物を純度９９％以上のＡｌ
₂ Ｏ₃ とすることにより、耐火物に高い耐侵蝕性を与え
ることができ、さらに、耐火物のナトリウムの含有量の
低減を図ることができる。その結果、合成石英ガラスに
拡散する不純物、特にナトリウムの合成石英ガラスへの
拡散を抑制することができる。このため、透過率の高い
高品質の合成石英ガラスを製造することができる。

【００６８】また、耐火物の炉内側の表面に、ＳｉＯ₂
を含有する反射膜または反射板を設ければ、炉壁の気密
性および炉壁の輻射率の向上を図ることができる。その
結果、合成石英ガラスの合成面の温度分布をより最適化
することができる。このため、屈折率の均一な分布の高
品質の合成石英ガラスが得られる。

【００６９】また、合成炉内に、ＳｉＯ₂ を含有する反
射板を合成石英ガラスに対向するように設ければ、合成
石英ガラスの合成面の温度分布をより最適化することが
できる。このため、屈折率の均一な分布の高品質の合成
石英ガラスが得られる。

【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装置の
説明に供する概略図であり、合成炉部分の縦断面図であ
る。

【図２】第３の実施の形態の合成石英ガラス製造装置の
説明に供する概略図であり、合成炉部分の縦断面図であ
る。

【図３】第４の実施の形態の合成石英ガラス製造装置の
説明に供する概略図であり、合成炉部分の縦断面図であ
る。

【符号の説明】

１０：合成炉１２：耐火物１４：バーナー１６：ターゲット１８：インゴット１８ａ：合成面２０：反射膜、反射板２２：反射板

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】合成石英ガラス製造装置の合成炉の炉壁
を、Ａｌ₂ Ｏ₃ を重量比で９９％以上含有し、気孔率が
４０〜７０％である耐火物を以って構成してなることを
特徴とする合成石英ガラス製造装置。
【請求項２】請求項１に記載の合成石英ガラス製造装
置において、前記耐火物の炉内側の表面に、ＳｉＯ₂ を含有する、反
射膜または反射板を具えてなることを特徴とする合成石
英ガラス製造装置。
【請求項３】請求項１に記載の合成石英ガラス製造装
置において、前記合成炉内に、ＳｉＯ₂ を含有する反射板を合成石英
ガラスのインゴットと対向するように設けてなることを
特徴とする合成石英ガラス製造装置。