專利名稱：：熔融石英玻璃及其制造方法
技術(shù)領(lǐng)域：
：本發(fā)明涉及一種熔融石英玻璃及其制造方法，所述熔融石英玻璃的紫外線、可見(jiàn)光、紅外線的透射率高、高純度且耐熱性高、Cu等金屬雜質(zhì)的擴(kuò)散速度小。本發(fā)明的熔融石英玻璃可以用作各種光學(xué)材料、半導(dǎo)體制造用部件、液晶制造用部件、MEMS(MicroElectroMechanicalSystems,樣￡電子機(jī)械系統(tǒng))制造用部件、液晶用玻璃基板等。尤其適合用作在半導(dǎo)體熱處理工序或CVD工序中使用的芯管(corepipe)。
背景技術(shù)：
：在各種光學(xué)材料、半導(dǎo)體制造用部件、液晶制造用部件、MEMS制造用部件、液晶用玻璃基板等用途中，期望紫外線、可見(jiàn)光、紅外線的透射率高、高純度且耐熱性高的石英玻璃。另外，在半導(dǎo)體、液晶或MEMS制造領(lǐng)域中，石英玻璃制的檢視區(qū)(viewpoint)多用于蝕刻的終點(diǎn)檢測(cè)等中，期望從紫外區(qū)域至可見(jiàn)區(qū)域、紅外區(qū)域都具有良好的光透過(guò)性且能以低成本制造的石英玻璃。此外，近年來(lái)在半導(dǎo)體熱處理工序中，存在Cu導(dǎo)致的污染問(wèn)題。該問(wèn)題是從熱處理用石英管(芯管)外部的加熱器等產(chǎn)生的Cu在熱處理用石英管內(nèi)擴(kuò)散，而污染安裝在石英管內(nèi)部的晶圓，因此期望銅等金屬雜質(zhì)擴(kuò)散系數(shù)小的石英玻璃。通常，石英玻璃大致分為熔融石英玻璃和合成石英玻璃。熔融石英玻璃通過(guò)將作為原料的硅石粉末在氬氧火焰、等離子弧、真空電爐等中熔融而制造，與下述合成石英玻璃相比，具有制造成本低廉的優(yōu)點(diǎn)。其中，使用天然硅石粉末末作為二氧化硅原料，通過(guò)等離子弧或真空電熔融等不會(huì)增加OH基量的熔融方法而制造的石英玻璃，其高溫粘性高，耐熱性優(yōu)異，因此在半導(dǎo)體熱處理工序或CVD工序中廣泛使用。然而，使用天然硅石原料的熔融石英玻璃含有O.l~0.5ppm左右的半導(dǎo)體制造中需規(guī)避的Li、K、Na、Ca元素等，無(wú)法在要求高純度的用途(例如，晶圓的高溫退火等)中使用。另夕卜，由于通常在紫外區(qū)域(200nm~240nm)中具有吸收帶，因此作為紫外線用光學(xué)材料(例如，終點(diǎn)檢測(cè)用窗口材料(windowmaterials)等)特性也不足。此外，存在Cu等金屬雜質(zhì)的擴(kuò)散速度很快這樣的問(wèn)題。因此，對(duì)于要求高純度的用途，已知有使用無(wú)定形高純度合成硅石粉末作為二氧化硅原料的方法(例如，參考專利文獻(xiàn)1、藝制備，因此，在由無(wú)定形合成硅石粉末制造的石英玻璃中，殘留著數(shù)十ppm左右的OH基。石英玻璃中的殘留OH基不僅會(huì)引起紅外區(qū)域的光學(xué)吸收，還有可能使高溫粘性惡化，進(jìn)而促進(jìn)Cu等金屬雜質(zhì)的擴(kuò)散。因此，已知有將作為原料的無(wú)定形合成硅石粉末預(yù)先結(jié)晶來(lái)降低OH基的方法(例如，參考專利文獻(xiàn)3、4)。然而，專利文獻(xiàn)3的方法中雜質(zhì)含量的降低不夠充分，期望能進(jìn)一步降低。另夕卜，專利文獻(xiàn)3中公開(kāi)的熔融方法由于在強(qiáng)還原氣氛下進(jìn)行玻璃化，因此有可能在245nm附近出現(xiàn)推定是由于缺乏氧所引起的吸收峰。此外，專利文獻(xiàn)4中既沒(méi)有關(guān)于玻璃化時(shí)的氛圍的記載，也沒(méi)有關(guān)于獲得何種石英玻璃的任何記載或啟示。另一方面，合成石英玻璃通過(guò)將高度純化的四氯化硅等揮發(fā)性的二氧化硅原料在氫氧火焰等之下進(jìn)行高溫水解而制造，4具有純度非常高的優(yōu)點(diǎn)。然而，已知合成石英玻璃通常在高溫區(qū)域的粘度系數(shù)較低。作為適合于要求耐熱性用途的合成石英玻璃的制造方法，已知有將揮發(fā)性二氧化硅原料加熱水解，使由此生成的二氧化硅微粉堆積成的多孔石英玻璃體(煙塵體，soot-body)中含有Al,對(duì)其進(jìn)行加熱、燒結(jié)從而制成透明玻璃體的方法(例如，參考專利文獻(xiàn)5),或者在還原氣氛中對(duì)煙塵體進(jìn)行加熱處理，降低OH量，然后對(duì)其進(jìn)行加熱、燒結(jié)，從而制成透明玻璃體的方法(例如，參考專利文獻(xiàn)6)。然而，所有方法的工藝均較為復(fù)雜，因此所得玻璃非常昂貴。此外，專利文獻(xiàn)5中記載的合成石英玻璃在制造過(guò)程中沒(méi)有降低OH量的工序，因此有可能引起紅外區(qū)域的光學(xué)吸收，降低高溫粘性，進(jìn)而促進(jìn)Cu等金屬雜質(zhì)的擴(kuò)散。另外，專利文獻(xiàn)6中記載的方法中，降低了OH基量的石英玻璃中有可能產(chǎn)生氧缺乏缺陷，在245nm附近出現(xiàn)吸收峰。專利文獻(xiàn)1專利文獻(xiàn)2專利文獻(xiàn)3專利文獻(xiàn)4專利文獻(xiàn)5專利文獻(xiàn)6日本特開(kāi)平7-81971號(hào)公報(bào)(第3頁(yè))曰本凈爭(zhēng)開(kāi)2006—8452號(hào)/>才艮(第l頁(yè))日本特開(kāi)平8-119664號(hào)公報(bào)(第2頁(yè))曰本凈爭(zhēng)開(kāi)平4_238808號(hào)/>才艮(第2頁(yè))日本特開(kāi)平3-83833號(hào)公報(bào)(權(quán)利要求書(shū))日本特開(kāi)平3-109223號(hào)公報(bào)(第l頁(yè))
發(fā)明內(nèi)容發(fā)明要解決的問(wèn)題本發(fā)明的目的在于克服上述問(wèn)題，廉價(jià)地提供一種石英玻璃，其適合用于利用紫外線、可見(jiàn)光、紅外線的各種光學(xué)材料、半導(dǎo)體制造用部件、液晶制造用部件、MEMS制造用部件、液晶用玻璃基板中，紫外線、可見(jiàn)光、紅外線的透射率高、高純度且耐熱性高，Cu離子等金屬雜質(zhì)的擴(kuò)散慢。本發(fā)明人等為解決上述問(wèn)題進(jìn)行了精心的研究，結(jié)果發(fā)現(xiàn)一種石英玻璃，其對(duì)于波長(zhǎng)245nm的紫外光，10mm厚度時(shí)的內(nèi)透過(guò)率為95%以上、更優(yōu)選為98%以上，且OH含量為5ppm以下，Li、Na、K、Mg、Ca、Cu的含量各自為不足0.1ppm、優(yōu)選為0.05ppm以下，該玻璃在1215。C下的粘度系數(shù)顯示為10115Pa's以上，此外，含有以重量比計(jì)為3ppm以下的Al，由此粘度系數(shù)為10^Pa.s以上，另外，1050。C下在大氣中放置24小時(shí)時(shí)的銅離子的熱擴(kuò)散中，在距表面深度為20iimlOOjim的區(qū)域中的Cu離子的擴(kuò)散系數(shù)為lxlO"Vm"秒以下，從而能解決上述課題。另外發(fā)現(xiàn)，該石英玻璃通過(guò)將原料硅石粉末預(yù)先方英石化后，在非還原性氣氛中進(jìn)行熔融，更優(yōu)選通過(guò)等離子弧法進(jìn)行熔融而能在工業(yè)上方便地制造?；谶@些認(rèn)識(shí)而完成了本發(fā)明。用于解決問(wèn)題的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
：本發(fā)明一方面提供一種熔融石英玻璃，其特征在于，對(duì)于波長(zhǎng)245nm的紫外光，10mm厚度時(shí)的內(nèi)透過(guò)率為95%以上，優(yōu)選為98%以上，且0H含量為5ppm以下，Li、Na、K、Mg、Ca、Cu的含量各自為不足0.1ppm，優(yōu)選為0.05ppm以下。此外，本發(fā)明提供一種熔融石英玻璃，其特征在于，除了具有上述特性以外，其1215。C下的粘度系數(shù)為1()H'spa.s以上，特別優(yōu)選含有以重量比計(jì)為3ppm以下的A1,1215°C下的粘度系數(shù)為10"'Gpa.s以上。此外，本發(fā)明提供一種熔融石英玻璃，其特征在于，除了具有上述特性以外，1050。C下在大氣中放置24小時(shí)時(shí)的銅離子的熱擴(kuò)散中，從距表面的深度超過(guò)20pm起至100iLmi的區(qū)域中的Cu離子擴(kuò)散系數(shù)為1x10—"cm々秒以下。本發(fā)明的另一方面是提供一種上述熔融石英玻璃的制造方法，其特征在于，將原料硅石粉末方英石化后，在非還原性氣氛中熔融。發(fā)明的效果本發(fā)明的熔融石英玻璃，由于在紫外~可見(jiàn)~紅外區(qū)域基本沒(méi)有特異性吸收，因此可以優(yōu)選用作期望高透射率的各種光學(xué)材料，尤其是蝕刻終點(diǎn)檢測(cè)等的窗口材料。此外，本發(fā)明的熔融石英玻璃由于高純度，高溫粘性優(yōu)異，Cu等金屬雜質(zhì)的擴(kuò)散速度慢，因此還可以優(yōu)選用作半導(dǎo)體熱處理/制造用爐材、夾具等半導(dǎo)體制造裝置用部件或MEMS制造裝置用夾具等，還優(yōu)選用作紫外線用透鏡和燈、液晶用玻璃基板等。根據(jù)本發(fā)明的制造方法，能夠廉價(jià)地獲得具有上述特性的炫融石英3皮璃。圖l是表示各實(shí)施例和比較例中獲得的石英玻璃相對(duì)于波長(zhǎng)的直線透射率的圖。圖2是表示實(shí)施例1、3和8以及比較例1和4中獲得的石英玻璃深度方向的Cu離子濃度分布的圖。圖3是表示對(duì)于實(shí)施例3和比較例4中獲得的石英玻璃，在厚度方向上至更深部分測(cè)定Cu離子濃度分布的結(jié)果的圖。具體實(shí)施例方式以下對(duì)本發(fā)明進(jìn)行詳細(xì)說(shuō)明。本發(fā)明的熔融石英玻璃對(duì)于波長(zhǎng)245nm的紫外光，在10mm試樣厚度內(nèi)，顯示出95%以上、更優(yōu)選為98%以上的內(nèi)透過(guò)率。本發(fā)明中所謂的"內(nèi)透過(guò)率"，是指除去玻璃表面的反射、吸收和散射的影響，換算成10mm試樣厚度的透射率。可以認(rèn)為內(nèi)透7過(guò)率達(dá)到如此高的值等同于石英玻璃中氧缺乏缺陷的形成已被抑制。此外，熔融石英玻璃的OH含量為5ppm以下，優(yōu)選為2ppm以下。通過(guò)顯著降低OH含量，能避免高溫下的粘性降低而不抑制紅外區(qū)域的特異性吸收，此外，還能抑制Cu離子的擴(kuò)散。因此，適合在半導(dǎo)體熱處理用夾具等中使用。本發(fā)明中所謂的"OH含量"，是指由波長(zhǎng)2730nm的吸收峰強(qiáng)度算出的、玻璃中所含的OH量。OH量的檢測(cè)極限為lppm。此外，在本發(fā)明的熔融石英玻璃中，按照金屬計(jì)(重量比)，Li、Na、K、Mg、Ca、Cu的含量各自為不足0.1ppm，優(yōu)選各自為0.05ppm以下，更優(yōu)選各自為0.01ppm以下。通過(guò)降低這些元素的含量，從而能保持紫外光線的透射率高，此外，可以更適合用作需避免雜質(zhì)混入的半導(dǎo)體制造裝置用部件中。另外，本發(fā)明熔融石英玻璃中金屬成分的含量通過(guò)ICP發(fā)射光譜法測(cè)定，其檢測(cè)極限為0.01ppm。本發(fā)明的熔融石英玻璃具有高耐熱性，具體地說(shuō)，1215°C下的粘度系數(shù)優(yōu)選為10"'spa.s以上，通常在10115~10^Gpa's的范圍內(nèi)。本發(fā)明的熔融石英玻璃由于其粘性提高，因此可以含有鋁(Al)。A1的含量以金屬A1(重量比)計(jì)，優(yōu)選為0.13ppm,更優(yōu)選為0.2~2ppm。含有Al的熔融石英玻璃在1215。C下的粘度系數(shù)顯示為10"'Gpa.s以上，更具體地說(shuō)，顯示為1012。~1012'5Pa's的高粘性。此外，本發(fā)明熔融石英玻璃雜質(zhì)的擴(kuò)散速度慢，例如，1050。C下在大氣中放置24小時(shí)時(shí)的銅離子的熱擴(kuò)散中，從距表面的深度超過(guò)20jim起至lOO(im的區(qū)域中的Cu離子擴(kuò)散系數(shù)優(yōu)選為1x10_1Vm2/秒以下，更優(yōu)選為3.5x10—11cm2/秒以下。8具有上述特性的本發(fā)明熔融石英玻璃即使在熱加工或應(yīng)力去除(退火)時(shí)，Cu、Na等金屬雜質(zhì)也不會(huì)從玻璃表面沿其厚度方向擴(kuò)散到深處。此外，在用作半導(dǎo)體制造中的熱處理工序或CVD工序的芯管時(shí)，具有能抑制來(lái)自體系外的Cu等金屬雜質(zhì)的透過(guò)、擴(kuò)散，減少對(duì)存在于芯管內(nèi)部的晶圓的污染的優(yōu)點(diǎn)。以下，對(duì)本發(fā)明熔融石英玻璃的制造方法進(jìn)行詳細(xì)描述。本發(fā)明的熔融石英玻璃可以通過(guò)將原料硅石粉末預(yù)先方英石化后在非還原性氣氛中熔融而制造。作為原料硅石粉末，可以使用例如無(wú)定形硅石粉末。優(yōu)選使用Li、Na、K、Mg、Ca、Cu的含量各自為0.05ppm以下，更優(yōu)選為0.01ppm以下的高純度無(wú)定形石圭石粉末。由此，可以獲得在半導(dǎo)體制造等中使用的高純度的石英玻璃，還能保持紫外區(qū)域的透射率較高。作為這樣的無(wú)定形硅石，可以使用例如在鹽酸或氨催化下水解硅醇鹽而獲得二氧化硅凝膠，將其干燥并燒成而獲得的高純度無(wú)定形硅石；和將由堿金屬硅酸鹽水溶液和酸反應(yīng)獲得的二氧化硅凝膠純化、燒成而獲得的高純度無(wú)定形硅石等。其中，由硅醇鹽制備的高純度無(wú)定形硅石容易獲得高純度的產(chǎn)品，因此是特別優(yōu)選的。作為將原料硅石粉末預(yù)先方英石化的方法，可以列舉各種方法。例如，在不產(chǎn)生污染的適當(dāng)環(huán)境下，對(duì)高純度的無(wú)定形硅石粉末在高溫下長(zhǎng)時(shí)間燒成，從而能獲得高純度的方英石粉末。此外，通過(guò)提高燒成工序的處理量和通過(guò)長(zhǎng)時(shí)間燒成以降低來(lái)自燒成爐等的雜質(zhì)污染，因此在原料硅石粉末中添加結(jié)晶化促進(jìn)劑進(jìn)行燒成也是非常有效的。作為結(jié)晶化促進(jìn)劑，優(yōu)選例如方英石或氧化鋁的微粉等。結(jié)晶化促進(jìn)劑可以單獨(dú)使用l種，也可以將2種以上混合使用。方英石可以在需要避免玻璃中存在A1的用途中使用。其添加量相對(duì)于無(wú)定形石圭石，優(yōu)選為O.l~IO重量％。另一方面，氧化鋁以金屬鋁計(jì)，添加約0.1ppm以上即可看到結(jié)晶化促進(jìn)效果，同時(shí)還能看到石英玻璃的耐熱性得到提高。Al在半導(dǎo)體制造中的氟類干法清洗工序中，會(huì)生成氟化物的顆粒，因此優(yōu)選將該添加量控制為較低。已知添加氧化鋁所帶來(lái)的耐熱性提高效果以金屬A1計(jì)在23ppm左右即出現(xiàn)飽和傾向，因此在避免生成顆粒的用途中，Al添加量?jī)?yōu)選為O.l~3ppm，更優(yōu)選為0.2~2ppm。燒成溫度優(yōu)選為1200~1700°C,燒成時(shí)間優(yōu)選為1~IOO小時(shí)。燒成優(yōu)選在真空中或在氮?dú)?、氬氣、氦氣或氧氣的氣氛中進(jìn)行。在通過(guò)上述方法將原料粉末方英石化后進(jìn)行燒成，通常能降低原料硅石粉末中所含的OH基量，然后，在非還原性氣氛中熔融，從而能工業(yè)化地獲得本發(fā)明的熔融石英玻璃。另外，原料硅石粉末方英石化的比例(結(jié)晶率)優(yōu)選基本上為100%,通常，至少70%以上方英石化即可。方英石的轉(zhuǎn)化比例可以通過(guò)例如X射線衍射法確定。更詳細(xì)地說(shuō)，例如可以由表示無(wú)定形硅石存在的寬的暈(halo)圖案和表示方英石存在的陡峰的面積比來(lái)計(jì)算。接著將方英石化的粉末熔融。為了抑制氧氣缺乏缺陷的產(chǎn)生，熔融在非還原性氣氛中進(jìn)行。在還原性氣氛中熔融的話，則會(huì)產(chǎn)生氧氣缺乏缺陷，容易在245nm附近產(chǎn)生吸收峰，因此是不優(yōu)選的。作為非還原性氣氛，可以4吏用例如He、N2、Ar、02氣氛等。此外，作為熔融方法，為了不使已被降低的OH基量增加，必須在加熱源中不使用火焰，優(yōu)選例如電熔融法或等離子弧熔融法等。尤其是等離子弧熔融法無(wú)需使用容器就能制造坯料，因此在沒(méi)有來(lái)自容器污染的觀點(diǎn)上看，其是優(yōu)選的。在所得玻璃中的氣泡成為問(wèn)題的情況下，可以通過(guò)熱等靜壓(HIP)處理完全除去氣泡。通過(guò)該HIP處理會(huì)在玻璃中產(chǎn)生雙折射(應(yīng)變)，〗旦可以進(jìn)行1200。C左右的退火處理除去應(yīng)變。實(shí)施例以下，示出實(shí)施例對(duì)本發(fā)明進(jìn)4亍更詳細(xì)的i兌明。本發(fā)明并不受這些實(shí)施例任何限制。另夕卜，iE皮璃的評(píng)1^介方法如下所示。<雜質(zhì)分析〉將玻璃試樣溶解于氫氟酸，通過(guò)ICP發(fā)射光譜法測(cè)定玻璃中所含的雜質(zhì)量。〈245nrn內(nèi)透過(guò)率〉從坯料切出小片，在相對(duì)的2個(gè)面上進(jìn)行光學(xué)研磨，制成厚度10mm的透射率測(cè)定用試驗(yàn)片。測(cè)定波長(zhǎng)245nm下包含反射損失在內(nèi)的直線透射率，根據(jù)下述l式，求出試樣厚度10mm內(nèi)的內(nèi)透過(guò)率(Ti)。反射率R對(duì)于全部試樣，以4%計(jì)算。_1-iT《(1)其中，T表示包括反射損失在內(nèi)的直線透射率，R表示反射率，Ti表示內(nèi)透過(guò)率。<011含量>按照與245nm內(nèi)透過(guò)率測(cè)定用試樣相同的方法制備試驗(yàn)片，測(cè)定入射光波長(zhǎng)2.73jam和2.63(im下的透射率。使用下述2式，計(jì)算出玻璃中所含的OH量(C)。ii其中，C表示OH基含量[ppm],丁2.63表示波長(zhǎng)2.63|1111下的透射率，T2.73表示波長(zhǎng)2.73pm下的透射率、t表示試樣厚度[mm]。<粘度系數(shù)〉從玻璃切出3mmx5mmxll0mm的試驗(yàn)片，在一端固定的狀態(tài)下，在1215。C下保持10小時(shí)。由熱處理后試驗(yàn)片的變形量，使用3式計(jì)算出粘度系數(shù)(n)。其中，ti表示粘度系數(shù)，p表示玻璃密度，g表示重力加速度、At表示保持時(shí)間、a表示試樣的懸置長(zhǎng)度、b表示試樣厚度、h表示變形量。^Cu離子擴(kuò)散〉從玻璃切出50mmx50mmxlmm的試驗(yàn)片，放置在高純度石英玻璃制匣缽(帶蓋)內(nèi)。在該匣缽中加入0.4gCuO粉末，并使其不與該試驗(yàn)片直接接觸，蓋上蓋子，在以石英玻璃管為芯管的電爐內(nèi)，在大氣中，以300。C/小時(shí)的速度，從室溫升溫至1050°C，在1050。C下加熱24小時(shí)。將加熱后的試驗(yàn)片用氫氟酸-硝酸混合溶液從表面依次溶解，使用原子吸收法分析溶解液，計(jì)算出深度方向的Cu離子濃度。此外，使用適用于半無(wú)限固體(semi-infinitesolid)中的擴(kuò)散的擴(kuò)散方程式即下述4式，計(jì)算出擴(kuò)散系數(shù)。此時(shí)，除去實(shí)驗(yàn)誤差大的從表面至深度20pim的區(qū)濃度的至少5個(gè)點(diǎn)，使用最小二乘法，代入4式的系數(shù)，計(jì)算出擴(kuò)散系數(shù)。此外，為了測(cè)量出更深區(qū)域的Cu擴(kuò)散行為，使Cu從厚20mm的試驗(yàn)片的一側(cè)進(jìn)行擴(kuò)散，進(jìn)行同樣評(píng)價(jià)。<formula>formulaseeoriginaldocumentpage13</formula>(4)其中，C表示距表面的距離x下的濃度[ppm],Co表示初始濃度、x表示距表面的距離[cm],D表示擴(kuò)散系數(shù)[cmV秒]、t表示擴(kuò)散時(shí)間[秒]、erf(z):表示誤差函數(shù)、er/f^^)表示由_^fAeV^定義的特性值。實(shí)施例1在Li、Na、K、Mg、Ca、Cu的含量各自為O.Olppm以下，OH含量為40ppm,粒徑為約200pm的高純度無(wú)定形合成硅石粉末中，混合0.1重量％的方英石粉末，在1500。C下燒成60小時(shí)，從而獲得結(jié)晶化率為約100%的方英石粉末。將所得方英石粉末在氬氣氣氛下，在輸入功率590A/160V,原料供應(yīng)速度4.5kg/hr的條件下，通過(guò)等離子弧進(jìn)行熔融，獲得玻璃坯料。對(duì)所得坯料施加HIP處理，然后進(jìn)行退火處理除去應(yīng)變。所得熔融石英玻璃中的雜質(zhì)如表l中所示。此外，相對(duì)于波長(zhǎng)245nm紫外線的內(nèi)透過(guò)率、1215°C下的粘度系數(shù)如表2中所示。實(shí)施例l的石英玻璃在紫外區(qū)域和紅外區(qū)域沒(méi)有特異性吸收，為高純度、高粘性的。此外，以CuO為擴(kuò)散源、在大氣中進(jìn)行1050。C、24小時(shí)的Cu離子擴(kuò)散試驗(yàn)，顯示出如圖2中所示的濃度分布。在距表面深度超過(guò)20jam至lOOpm的區(qū)域中的Cu離子濃度分布中，代入擴(kuò)散方程式，計(jì)算出擴(kuò)散系數(shù)為3.44x1(T11cm2/秒。實(shí)施例2除了熔融方法為在氮?dú)庵械碾娙廴诜?，熔融條件為1800°C，l小時(shí)以外，按照與實(shí)施例l相同的方法制造熔融石英玻璃，雜質(zhì)、內(nèi)透過(guò)率、粘度系數(shù)如表1和表2中所示。實(shí)施例2的石英玻璃在紫外區(qū)域和紅外區(qū)域沒(méi)有特異性吸收，為高純度、高粘性。實(shí)施例3除了在實(shí)施例1中使用的無(wú)定形合成硅石粉末中，混合以重量比計(jì)A1為lppm的氧化鋁粉末，并4吏用在與實(shí)施例l相同條件下燒成而獲得的結(jié)晶化率為約100%的方英石粉末以外，按照與實(shí)施例l相同的方法制造熔融石英玻璃，雜質(zhì)、內(nèi)透過(guò)率、粘度系數(shù)如表1和表2中所示。實(shí)施例3的石英玻璃在紫外區(qū)域和紅外區(qū)域沒(méi)有特異性吸收，為高純度、高粘性。此外，以CuO為擴(kuò)散源，在大氣中進(jìn)行1050。C、24小時(shí)的Cu離子擴(kuò)散試驗(yàn)，顯示出如圖2中所示的濃度分布。在距表面深度超過(guò)20nm至100iim的區(qū)域中的Cu離子濃度分布中，代入擴(kuò)散方程式，計(jì)算出擴(kuò)散系數(shù)為4.92x10_"cm"秒。此外，在圖3中示出更深區(qū)域的Cu離子濃度分布。如圖3中所示，判斷實(shí)施例3的石英玻璃的Cu離子擴(kuò)散僅限于玻璃的最表面。實(shí)施例4除了等離子熔融時(shí)原料供應(yīng)速度為4.0kg/hr以外，按照與實(shí)施例3相同的方法制造熔融石英玻璃，雜質(zhì)、內(nèi)透過(guò)率、粘度系數(shù)如表1和表2中所示。實(shí)施例4的石英玻璃在紫外區(qū)域和紅外區(qū)域沒(méi)有特異性吸收，為高純度、高粘性。比車交例1除了沒(méi)有將實(shí)施例l中使用的高純度無(wú)定形硅石粉末方英石化而是直接使用以外，按照與實(shí)施例l相同的方法制造熔融石英玻璃，雜質(zhì)、內(nèi)透過(guò)率、粘度系數(shù)如表1和表2中所示。比較例l的石英玻璃245nm的內(nèi)透過(guò)率高，但含有大量OH量，因此粘度值低。此外，以CuO為擴(kuò)散源，在大氣中進(jìn)行1050。C、24小時(shí)的Cu離子擴(kuò)散試驗(yàn)，顯示出如圖2中所示的濃度分布。在距表面深度超過(guò)20nm至100iim的區(qū)域中的Cu離子濃度分布中，代入擴(kuò)散方程式，計(jì)算出擴(kuò)散系數(shù)為1.07x10—1Vm々秒。比壽交例2除了熔融方法為真空電熔融法以外，按照與實(shí)施例l相同的方法制造熔融石英玻璃，雜質(zhì)、內(nèi)透過(guò)率、粘度系數(shù)如表l和表2中所示。比較例2的石英玻璃殘留0H基的濃度低，粘度系數(shù)高，但出現(xiàn)推定由于氧缺乏缺陷引起的吸收峰，245nm的內(nèi)透過(guò)率低。比4交例3通過(guò)氫氧火焰熔融天然硅石，制造熔融石英玻璃，雜質(zhì)、內(nèi)透過(guò)率、粘度系數(shù)如表1和表2中所示。比較例3的石英玻璃含有大量Li、Na、K、Mg、Ca,245nm的內(nèi)透過(guò)率也低。比4交例4通過(guò)等離子弧熔融天然硅石，由此制造熔融石英玻璃，雜質(zhì)、內(nèi)透過(guò)率、粘度系數(shù)如表1和表2中所示。比較例4的石英玻璃殘留OH基少，高溫粘性高，但含有大量Li、Na、K、Mg、Ca,245nm的內(nèi)透過(guò)率也低。此外，以CuO為擴(kuò)散源，在大氣中進(jìn)行1050。C、24小時(shí)的Cu離子擴(kuò)散試驗(yàn)中，顯示出如圖2中所示的濃度分布。在距表面深度超過(guò)20(am至100fim的區(qū)域中的Cu離子濃度分布中，代入擴(kuò)散方程式，計(jì)算出擴(kuò)散系數(shù)為1.53x10-1°cm2/秒。此外，在圖3中示出更深區(qū)域的Cu離子濃度分布。對(duì)于比較例4的石英玻璃，Cu離子在厚度方向上擴(kuò)散到很深處，判斷將貫穿通常作為半導(dǎo)體熱處理用芯管厚度即5mm左右的玻璃。比專交例5,i、0.12ppm的Na、0,05ppm的K，0,05ppm的Mg、0.22ppm的Ca、O.Olppm以下Cu的無(wú)定形合成硅石粉末以外，按照與實(shí)施例3相同的方法制造熔融石英玻璃，雜質(zhì)、內(nèi)透過(guò)率、粘度系數(shù)如表1和表2中所示。比較例5的石英玻璃殘留OH基少，高溫粘性高，但含有大量Li、Na、K、Mg、Ca，245nm的內(nèi)透過(guò)率也4氐。比4交例6對(duì)用氬氧火焰將四氯化硅加熱水解而形成的多孔石英玻璃體(煙塵體)，在還原氣氛中加熱處理，然后燒結(jié)，從而制造石英玻璃，雜質(zhì)、內(nèi)透過(guò)率、粘度系數(shù)如表1和表2中所示。比較例6的石英玻璃殘留OH基少，純度高，但245nm的內(nèi)透過(guò)率低，推定產(chǎn)生了氧缺乏缺陷。此外，由于制造工序繁瑣，所得石英玻璃的成本非常高。實(shí)施例5~8除了改變氧化鋁的添加量以外，按照與實(shí)施例l相同的方法制造玻璃，0H含量和粘度系數(shù)如表3所示(實(shí)施例l沒(méi)有添加氧化鋁)。通過(guò)添加氧化鋁，粘性值上升，判斷Al含量為2ppm左右則粘度值飽和。此外，對(duì)于實(shí)施例8的玻璃，以CuO為擴(kuò)散源，在大氣中進(jìn)行105(TC、24小時(shí)的Cu離子擴(kuò)散試驗(yàn)，顯示出如圖2中所示的濃度分布。在距表面深度超過(guò)20nm至100(im的區(qū)域中的Cu離子濃度分布中，代入擴(kuò)散方程式，計(jì)算出擴(kuò)散系數(shù)為1.50x10—;2/秒。表l16<table>tableseeoriginaldocumentpage17</column></row><table>產(chǎn)業(yè)上的可利用性本發(fā)明的熔融石英玻璃由于在紫外~可見(jiàn)~紅外區(qū)域基本沒(méi)有特異性吸收，因此適合用作期望高透射率的各種光學(xué)材料，尤其可以用作蝕刻終點(diǎn)檢測(cè)等的窗口材料。此外，本發(fā)明的熔融石英玻璃由于高純度、高溫粘性優(yōu)異且Cu等金屬雜質(zhì)的擴(kuò)散半導(dǎo)體制造裝置用部件或MEMS制造裝置用夾具等，還適合用作紫外線用透鏡和燈、液晶用玻璃基板等權(quán)利要求1.一種熔融石英玻璃，其特征在于，對(duì)于波長(zhǎng)245nm的紫外光，10mm厚度時(shí)的內(nèi)透過(guò)率為95％以上，且OH含量為5ppm以下，Li、Na、K、Mg、Ca、Cu的含量各自為不足0.1ppm。2.根據(jù)權(quán)利要求l所述的熔融石英玻璃，其特征在于，對(duì)于波長(zhǎng)245nm的紫外光，10mm厚度時(shí)的內(nèi)透過(guò)率為98%以上。3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的熔融石英玻璃，其特征在于，1215°C下的粘度系數(shù)為1()USpa.s以上。4.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的熔融石英玻璃，其特征在于，含有以重量比計(jì)為3ppm以下的Al,1215°C下的粘度系數(shù)為10"Gpa's以上。5.根據(jù)權(quán)利要求l~4中任意一項(xiàng)所述的熔融石英玻璃，其特征在于，1050°C下在大氣中放置24小時(shí)時(shí)的銅離子的熱擴(kuò)散中，在距表面的深度超過(guò)20jim起至100^im的區(qū)域中的Cu離子的擴(kuò)散系數(shù)為1x1(T"cm"秒以下。6.—種權(quán)利要求l~5中任意一項(xiàng)所述的熔融石英玻璃的制造方法，其特征在于，將原料硅石粉末方英石化后在非還原性氣氛中熔融。7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的熔融石英玻璃的制造方法，其特征在于，通過(guò)等離子弧熔融法在非還原性氣氛中進(jìn)行熔融。8.—種半導(dǎo)體制造裝置用部件，其特征在于，由權(quán)利要求1~5中任意一項(xiàng)所述的熔融石英玻璃形成。9.一種液晶制造裝置用部件，其特征在于，包含權(quán)利要求1~5中任意一項(xiàng)所述的熔融石英玻璃。全文摘要一種熔融石英玻璃，其對(duì)于波長(zhǎng)245nm的紫外光，在10mm厚度內(nèi)的內(nèi)透過(guò)率為95％以上，OH含量為5ppm以下，Li、Na、K、Mg、Ca、Cu的含量各自為不足0.1ppm。優(yōu)選該熔融石英玻璃在1215℃下的粘度系數(shù)為10^11.5Pa·s以上，另外，1050℃下在大氣中放置24小時(shí)的、在距表面的深度超過(guò)20μm起至100μm的區(qū)域中的Cu離子的擴(kuò)散系數(shù)為1×10^-10cm²/秒以下。該熔融石英玻璃通過(guò)將原料硅石粉末方英石化后在非還原性氣氛中熔融而制造。該熔融石英玻璃具有紫外線、可見(jiàn)光、紅外線的透射率高、高純度且耐熱性高以及金屬雜質(zhì)的擴(kuò)散速度小的特性，適合作為各種光學(xué)材料、半導(dǎo)體制造用部件、液晶制造用部件等。文檔編號(hào)C03B20/00GK101511744SQ20078003371公開(kāi)日2009年8月19日申請(qǐng)日期2007年9月11日優(yōu)先權(quán)日2006年9月11日發(fā)明者內(nèi)田雅人,原田美德,堀越秀春,山田修輔,新井一喜,橋本真吉,高畑努申請(qǐng)人:東曹株式會(huì)社;東曹Sgm株式會(huì)社