(57)【要約】【課題】  光学用途に好適に用いられるＯＨ基濃度が最適値に制御され、かつ均質性に優れた合成シリカガラスの製造方法及び該方法により製造されるシリカガラス体を提供する。【解決手段】  多孔質シリカガラス体を形成する多孔質シリカガラス体形成工程と、前記多孔質シリカガラス体を６００℃以上１２００℃以下の温度範囲で、ハロゲンを含む雰囲気にて熱処理する脱水処理工程と、前記脱水処理後のシリカガラス体を６００℃以上１２００℃以下の温度範囲で水蒸気を含む雰囲気にて熱処理する加水処理工程と、前記加水処理後のシリカガラス体を１４００℃以上２２００℃以下の温度範囲で、不活性ガス雰囲気または減圧雰囲気にて熱処理する透明ガラス化工程とを有するようにした。【選択図】  図１
2006176377.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
多孔質シリカガラス体を形成する多孔質シリカガラス体形成工程と、前記多孔質シリカガラス体を６００℃以上１２００℃以下の温度範囲で、ハロゲンを含む雰囲気にて熱処理する脱水処理工程と、前記脱水処理後のシリカガラス体を６００℃以上１２００℃以下の温度範囲で水蒸気を含む雰囲気にて熱処理する加水処理工程と、前記加水処理後のシリカガラス体を１４００℃以上２２００℃以下の温度範囲で、不活性ガス雰囲気または減圧雰囲気にて熱処理する透明ガラス化工程とを有することを特徴とするＯＨ基濃度の制御された合成シリカガラスの製造方法。
【請求項２】
前記ハロゲンを含む雰囲気が塩素と酸素を含む雰囲気であることを特徴とする請求項１記載のＯＨ基濃度の制御された合成シリカガラスの製造方法。
【請求項３】
前記加水処理工程において、水蒸気分圧と水蒸気量を調整することによりＯＨ基濃度を制御することを特徴とする請求項１又は２記載のＯＨ基濃度の制御された合成シリカガラスの製造方法。
【請求項４】
前記水蒸気分圧を０．０１２ｈＰａ以上０．１２３ｈＰａ以下に保持し、前記水蒸気量を処理物である多孔質シリカガラス体の１×１０-5〜５×１０-4倍の重量に調整することを特徴とする請求項３記載のＯＨ基濃度の制御された合成シリカガラスの製造方法。
【請求項５】
前記形成された多孔質シリカガラス体の比表面積が１８ｍ2／ｇ以上４０ｍ2／ｇ以下であることを特徴とする請求項１〜４のいずれか１項記載のＯＨ基濃度の制御された合成シリカガラスの製造方法。
【請求項６】
前記脱水処理工程に先立って、前記多孔質シリカガラス体を９００℃以上１３００℃以下の温度範囲で、不活性ガス雰囲気にて熱処理する予備焼結処理工程を有することを特徴とする請求項１〜５のいずれか１項記載のＯＨ基濃度の制御された合成シリカガラスの製造方法。
【請求項７】
前記予備焼結処理後の多孔質シリカガラス体の比表面積が５ｍ2／ｇ以上２５ｍ2／ｇ以下であることを特徴とする請求項６記載のＯＨ基濃度の制御された合成シリカガラスの製造方法。
【請求項８】
請求項１〜７のいずれか１項記載の製造方法で製造される合成シリカガラス体であって、該シリカガラス体の最外表面から５ｍｍ以上内部のＯＨ基濃度が１０ｐｐｍを超え１００ｐｐｍ未満であり、該シリカガラス体の断面方向におけるＯＨ基濃度の最大値と最小値の差が３０ｐｐｍ以内であって、かつ塩素濃度が３００ｐｐｍ以下であることを特徴とするシリカガラス体。
【請求項９】
前記シリカガラス体の最外表面から５ｍｍ以上内部のＯＨ基濃度が１０ｐｐｍを超え５０ｐｐｍ未満であり、前記シリカガラス体の断面方向におけるＯＨ基濃度の最大値と最小値の差が２０ｐｐｍ以内であることを特徴とする請求項８記載のシリカガラス体。    
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は光学用途に好適に用いられるＯＨ基濃度が最適値に制御され、かつ均質性に優れた合成シリカガラスの製造方法及び該方法により製造されるシリカガラス体に関し、特に、ＡｒＦエキシマレーザーを光源とする露光装置のレンズ系を構成する光学用途シリカガラスであって、含有するＯＨ基濃度が最適な範囲に制御され、エキシマレーザー照射によって生じる屈折率変化が非常に小さなシリカガラスの製造方法及びシリカガラス体に関する。更に、低圧水銀灯やエキシマランプ等ＣＷ（Continuous Wave）の紫外線用の光学材料、窓材、管材として耐久性のあるＯＨ基濃度が最適に制御されたシリカガラスの製造方法及びシリカガラス体に関する。
【背景技術】
【０００２】
ＡｒＦエキシマレーザー露光装置に用いられるレンズ、プリズム等を構成するシリカガラスは長時間のエキシマレーザー照射によって屈折率が上昇したり（レーザーコンパクション）、低下したりする（レーザーレアファクション）ことが近年判って来た。
【０００３】
本発明者らはこのような照射に伴う屈折率変化について研究を重ねた結果、該屈折率低下がシリカガラスに含有されるＯＨ基濃度と水素分子濃度に密接な関係があり、更に照射条件、特に照射エネルギー密度とレーザーパルス幅、照射パルス数とも密接に関係があることを見出した（特願２００３−３３２２５２号）。これらの関係は下記式（１）及び（２）に示されるものである。即ち、ＡｒＦエキシマレーザー照射によってシリカガラスの屈折率が上昇するコンパクションは、下記式（１）によって表され、ＡｒＦエキシマレーザー照射によってシリカガラスの屈折率が低下するレアファクションは、下記式（２）によって表される。
【０００４】
【数１】
2006176377.tif 000003
【０００５】
【数２】
2006176377.tif 000004
【０００６】
（式（１）及び（２）において、ｄｎcompaction及びｄｎrarefactionはそれぞれ屈折率の変化量で単位はｐｐｂ、α及びβは比例定数、εはパルスあたりのレーザーのエネルギー密度（Ｊ／ｃｍ2）、τはレーザーのパルス幅（ｎ秒）、Ｐはパルス数、ＣOHはシリカガラス中のＯＨ基濃度（ｐｐｍ）を表す。）
【０００７】
例えば、αを４５、βを２．８×１０-8としたとき、ＡｒＦエキシマレーザー照射の条件として、ε＝０．１×１０-3Ｊ／ｃｍ2、τ＝２０ｎ秒、Ｐ＝２×１０10パルスを想定した場合に、ＡｒＦエキシマレーザー照射によって生じる屈折率の上昇と低下が相殺する最適ＯＨ基濃度は、ｄｎcompaction＋ｄｎrarefaction＝０となるようなＯＨ基濃度であるから、ＣOH＝８０（ｐｐｍ）と求まる。尚、α及びβの値はシリカガラスによって適宜決まる値であるから、それぞれのシリカガラスにおいて適宜決定されなくてはならない。
【０００８】
一方で、パルス幅τ＝８０ｎ秒のような長パルスレーザーを用いた場合を想定すると、同じエネルギー密度、同じ照射数で計算すると、最適値はＯＨ＝３５ｐｐｍとなる。このように、照射条件によって最適とされるＯＨ基濃度が算出されるがその値は照射条件で様々なので、この最適ＯＨ基濃度に合わせてシリカガラス体のＯＨ基濃度を制御する必要が生じている。
【０００９】
一般にシリカガラス中に含まれるＯＨ基濃度はシリカガラスの製造方法によって異なる。例えば、揮発性珪素化合物（例えば四塩化珪素）を酸水素火炎中に導入し、火炎加水分解によって生じるシリカ微粒子をターゲットと呼ばれる基体上に堆積しつつ溶融してシリカガラスを得る直接法においてはＯＨ基濃度が５００ｐｐｍ〜１０００ｐｐｍの範囲のシリカガラスを製造することが出来る。この場合のＯＨ基濃度の調整は、例えば、酸水素ガス量に対する揮発性珪素化合物の投入量の調整や、酸素、水素のガス比率等で行われるが、直接法においてはＯＨ基が５００ｐｐｍより低いシリカガラスを作成することは非常に困難である。
【００１０】
また、揮発性珪素化合物を酸水素火炎中に導入し、火炎加水分解によって生じるシリカ微粒子をターゲットと呼ばれる基体上に堆積し、多孔質シリカガラス体（スート体）を経て、スート体を電気炉等で加熱溶融してシリカガラスを得るスート法においてはＯＨ基濃度が０ｐｐｍ〜３００ｐｐｍの範囲のシリカガラスを製造することが出来る。
【００１１】
ＯＨ基濃度が０ｐｐｍ、即ち、ＯＨ基を完全に除去する場合には、スート体をハロゲンガス（一般的には塩素、特殊なケースとしてフッ素）を含む雰囲気で熱処理する脱水工程を設けるのが普通であり、このようにして得られたＯＨ基が０ｐｐｍのシリカガラスは光ファイバー等に利用されている。このようなＯＨ基濃度が０ｐｐｍのシリカガラスは、ガラス中に非常に多くのハロゲンを含み、また酸素欠損型の欠陥を多く含むために、本発明が目的とする紫外線用途の光学材料としては不都合である。
【００１２】
この不都合を回避するために、ＯＨ基濃度を残量させる目的で、脱水工程を省略することにより、ＯＨ基濃度が５０ｐｐｍ〜３００ｐｐｍ程度のシリカガラスを得ることが出来る。この場合のＯＨ基濃度の調整は、例えば、スート体の密度を調整したり、ガラス化時の雰囲気を減圧下でおこなったり、ガラス化速度や温度を調整したりして行われるが、その調整の幅は一般的には小さく、特にＯＨ基濃度を５０ｐｐｍ以下に設定するには非常に困難が伴う。また、特許文献１は、脱水工程を行わず、０．００２ｍｍＨｇ以下の低水蒸気分圧雰囲気で加熱処理しＯＨ基濃度を低減する方法が記載されているが、このような極めて低い水蒸気分圧で処理することは工業的に不利である。
【００１３】
ＯＨ基濃度を調整するもう一つの方法は、脱水工程において、脱水に用いるハロゲンガスを希釈したり、処理温度を低下させて、スートが完全に脱水される前に処理を終える方法があるが、この場合、スート体の外表面近傍は脱水されるためにＯＨ基濃度が０ｐｐｍに近くなり、内部ではＯＨ基濃度が高いという状況が生じやすく、得られたシリカガラス体の直径方向におけるＯＨ基濃度の差（ΔＯＨ）が大きくなりやすいという欠点がある。ＯＨ基濃度分布はシリカガラスの屈折率分布に影響を与えるために、このようなΔＯＨの高いシリカガラスでは高い屈折率均質性を得ることは困難で、本発明が目的とするようなエキシマレーザー露光装置の光学系に用いられるような均質性の高い光学材料にはなり得ない。
【特許文献１】特開平１１−１３３１号公報
【特許文献２】特開平７−２６７６６２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１４】
本発明は、光学用途に好適に用いられるＯＨ基濃度が最適値に制御され、かつ均質性に優れた合成シリカガラスの製造方法及び該方法により製造されるシリカガラス体を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１５】
かかる課題を解決し、ＯＨ基濃度を適正値に制御するために本発明者らが鋭意検討した結果、スート体を一度、塩素等のハロゲンガスを用いて脱水した後、水蒸気を含む雰囲気で加水することによって、ＯＨ基濃度を正確に制御することができることを見出した。
【００１６】
即ち、本発明のＯＨ基濃度の制御された合成シリカガラスの製造方法は、多孔質シリカガラス体を形成する多孔質シリカガラス体形成工程と、前記多孔質シリカガラス体を６００℃以上１２００℃以下の温度範囲で、ハロゲンを含む雰囲気にて熱処理する脱水処理工程と、前記脱水処理後のシリカガラス体を６００℃以上１２００℃以下の温度範囲で水蒸気を含む雰囲気にて熱処理する加水処理工程と、前記加水処理後のシリカガラス体を１４００℃以上２２００℃以下の温度範囲で、不活性ガス雰囲気または減圧雰囲気にて熱処理する透明ガラス化工程とを有することを特徴とする。
【００１７】
本発明方法において、前記脱水処理工程に先立って、前記多孔質シリカガラス体を９００℃以上１３００℃以下の温度範囲で、不活性ガス雰囲気にて熱処理する予備焼結処理工程を有することが好ましい。
【００１８】
前記脱水処理工程において、前記ハロゲンを含む雰囲気が塩素と酸素を含む雰囲気であることが好ましい。
【００１９】
前記加水処理工程において、水蒸気分圧と水蒸気量を調整することによりＯＨ基濃度を制御することができる。前記水蒸気分圧を０．０１２ｈＰａ以上０．１２３ｈＰａ以下に保持し、前記水蒸気量を処理物である多孔質シリカガラス体の１×１０-5〜５×１０-4倍の重量に調整することが好ましい。
【００２０】
前記形成された多孔質シリカガラス体の比表面積が１８ｍ2／ｇ以上４０ｍ2／ｇ以下であることが好ましい。本発明方法において、前記予備焼結工程を行う場合、該予備焼結処理後の多孔質シリカガラス体の比表面積が５ｍ2／ｇ以上２５ｍ2／ｇ以下であることが好適である。
【００２１】
本発明のシリカガラス体は、本発明の製造方法で製造される合成シリカガラス体であって、該シリカガラス体の最外表面から５ｍｍ以上内部のＯＨ基濃度が１０ｐｐｍを超え１００ｐｐｍ未満であり、該シリカガラス体の断面方向におけるＯＨ基濃度の最大値と最小値の差が３０ｐｐｍ以内であって、かつ塩素濃度が３００ｐｐｍ以下であることを特徴とする。
【００２２】
本発明のシリカガラス体において、前記シリカガラス体の最外表面から５ｍｍ以上内部のＯＨ基濃度が１０ｐｐｍを超え５０ｐｐｍ未満であり、前記シリカガラス体の断面方向におけるＯＨ基濃度の最大値と最小値の差が２０ｐｐｍ以内であることが好ましい。
【発明の効果】
【００２３】
本発明方法によれば、含有されるＯＨ基濃度が最適値に制御され、かつ均質性に優れたシリカガラスを製造することができる。本発明のシリカガラス体は、含有されるＯＨ基濃度が最適値に制御され、かつ均質性に優れており、エキシマレーザー照射によって生じる屈折率変化を非常に小さくすることができる為、光学用途、特に、ＡｒＦエキシマレーザーを光源とする露光装置のレンズ系を構成する光学用途シリカガラスとして好適に用いられる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２４】
以下に本発明の実施の形態を添付図面に基づいて説明するが、図示例は例示的に示されるもので、本発明の技術思想から逸脱しない限り種々の変形が可能なことはいうまでもない。
【００２５】
図１は、本発明のＯＨ基濃度の制御された合成シリカガラスの製造方法の手順の大略を示すフローチャートである。図１に示した如く、多孔質シリカガラス体を形成し（多孔質シリカガラス体形成工程：ステップ１００）、該多孔質シリカガラス体を、ハロゲンを含む雰囲気で熱処理した後（脱水処理工程：ステップ１０２）、水蒸気を含む雰囲気で熱処理し（加水処理工程：ステップ１０４）、その後、不活性ガス雰囲気又は減圧雰囲気で熱処理してガラス体を透明化する（透明ガラス化工程：ステップ１０６）ことにより、ＯＨ基濃度の制御されたシリカガラス体を得ることができる。本発明方法において、各工程の処理時間は特に限定されず、多孔質シリカガラス体の重量に応じて決定すればよい。
【００２６】
前記ステップ１００において、前記多孔質シリカガラス体の形成方法は特に限定されず、公知の方法を適宜選択すればよい。具体的には、ガラス形成原料を火炎加水分解して生成されるガラス微粒子を基体上に堆積させることにより多孔質シリカガラス体（スート体）を得ることができる。形成された多孔質シリカガラス体の比表面積が１８〜４０ｍ2／ｇであることが好ましい。
【００２７】
得られた多孔質シリカガラス体の脱水処理（ステップ１０２）に先立ち、該多孔質シリカガラス体を、９００℃〜１３００℃の温度範囲で不活性ガス雰囲気にて熱処理する予備焼結処理を行うことが好ましい。不活性ガスとしては、例えば、窒素、アルゴン、ヘリウム等が用いられる。該予備焼結処理後の多孔質シリカガラス体の比表面積が５〜２５ｍ2／ｇであることが好ましい。
【００２８】
前記ステップ１０２において、多孔質シリカガラス体を、６００℃〜１２００℃の温度範囲で、塩素、フッ素等のハロゲン元素を含む雰囲気中で加熱処理することにより、該ガラス体が脱水処理される。該雰囲気が、ハロゲンと酸素を含む雰囲気であることが好ましく、塩素ガス等のハロゲンガスと酸素ガスを含む混合雰囲気がより好ましい。また、該雰囲気がさらに不活性ガスを含有していてもよい。ハロゲンと酸素を含む雰囲気で脱水処理を行うことが、シリカガラス体中に含有されるＯＨ基濃度の制御に効果的である。
【００２９】
前記ステップ１０４において、前記脱水処理後のガラス体を、６００℃〜１２００℃の反応温度で水蒸気を含む雰囲気中で加熱処理することにより、該ガラス体が加水処理される。前記水蒸気を含む雰囲気としては、水蒸気と不活性ガス（例えば、窒素等）とを含む混合雰囲気が好ましい。また、この混合雰囲気がさらに酸素を含有していてもよい。
【００３０】
該加水処理において、水蒸気分圧と供給する水蒸気量（加水量）を調整することによりシリカガラス体に含まれるＯＨ基濃度を制御することができる。水蒸気分圧が高すぎるとＯＨ基濃度分布が出来やすいため、低い水蒸気分圧で加水することが好ましく、具体的には、水蒸気分圧を０．０１２ｈＰａ（ヘクトパスカル）以上０．１２３ｈＰａ以下に保持することが好ましい。加水量は、シリカガラス体に導入したいＯＨ基濃度によって異なるが、ＯＨ基濃度を１００ｐｐｍ以下に設定したい場合には、処理される多孔質シリカガラス体の重量の１０〜５００ｐｐｍ（１×１０-5〜５×１０-4倍）の範囲で選択することが好ましい。
【００３１】
前記ステップ１０６において、前記加水処理後のガラス体を、１４００℃〜２２００℃の温度範囲で不活性ガス雰囲気又は減圧雰囲気にて加熱処理することにより、該ガラス体が透明ガラス化処理され、透明なシリカガラス体を得ることができる。
【００３２】
前記本発明方法により、シリカガラス体の最外表面から５ｍｍ以上内部のＯＨ基濃度が１０ｐｐｍを超え１００ｐｐｍ未満であり、シリカガラス体の断面方向におけるＯＨ基濃度の最大値と最小値の差が３０ｐｐｍ以内、好ましくは２０ｐｐｍ以内であって、かつ塩素濃度が３００ｐｐｍ以下である本発明の合成シリカガラス体を得ることができる。
【００３３】
本発明のシリカガラス体において、より実用的な低いエネルギー密度での照射において屈折率変動を起こしにくいＯＨ基濃度の最適範囲は１０ｐｐｍを超え５０ｐｐｍ未満の間にあるが、本発明の製造方法において、前記脱水処理工程としてハロゲンガスと酸素の混合雰囲気、一般的には塩素と酸素の混合雰囲気を用い、その後の加水処理工程を低水蒸気分圧で行うことにより、シリカガラス中のＯＨ基濃度をこの最適範囲に制御することができる。
【００３４】
図２は、本発明方法で用いられる加熱炉装置の一例を示す概略説明図である。図２において、Ｈは加熱炉装置で、該加熱炉装置Ｈは、多孔質シリカガラス体（スート体）１０Ａを加熱処理する雰囲気処理チャンバー１３と、該チャンバー１３を加熱する加熱手段１４と、該チャンバー１３にガスを供給するガス供給管１６と、該チャンバー１３からガスを排出するガス排出管１８と、加水装置２０とを有する。前記多孔質シリカガラス体１０Ａは、支持手段（図示せず）で保持されながらチャンバー１３内に設置される。なお、図２では中空状の多孔質シリカガラス体を示したが、多孔質シリカガラス体の形状は特に限定されないものである。
【００３５】
前記ガス供給管１６は、塩素等のハロゲン含有ガスを供給する第１支管１６ａと、窒素等の不活性ガスを供給する第２支管１６ｂと、酸素ガスを供給する第３支管１６ｃと、前記加水装置２０から水蒸気を供給する第４支管１６ｄとを有し、供給するガスを制御することによりチャンバー１３内の雰囲気が制御される。
【００３６】
前記加水装置２０は、水３０を収容するバブラー２２と、バブラーを加熱する加熱手段２４と、ロードセル２６と、水３０に窒素等の不活性ガスを供給するガス供給管２８とを有する。該バブラー２２に収容された水３０に、ガス供給管２８を介して不活性ガスを導入させてバブリングさせ、生成した水蒸気を含む不活性ガスが、前記第４支管１６ｄを介して前記チャンバー１３内に導入される。
【００３７】
前記チャンバー１３に供給される水蒸気分圧は、バブラー２２全体を加熱手段２４を用いて加熱することでにより調整することができるが、水蒸気分圧が高すぎるとＯＨ基濃度分布が出来やすいため、加水するための水蒸気分圧としては、水温１０℃の水蒸気圧である０．０１２ｈＰａ以上、水温５０℃における水蒸気圧０．１２３ＨＰａ以下が好ましい。また、加水量は加水中の水の重量を測定し、所定量水の重量が減少した時点で加水処理を停止することにより容易に制御することができる。
【実施例】
【００３８】
以下に実施例をあげて本発明をさらに具体的に説明するが、これらの実施例は例示的に示されるもので限定的に解釈されるべきでないことはいうまでもない。
【００３９】
（実施例１）
複数本の酸水素バーナーに四塩化珪素を導入して得られる微細なシリカガラス粒子を回転する基体上に基体の回転軸に対して垂直に堆積してシリカガラス多孔質体（スート体）を形成し、基体を引き抜いて中空状のスート体を得た（スート体の形成工程）。得られたスート体の重量は７０ｋｇ、外径３００ｍｍ、内径８０ｍｍ、長さ２０００ｍｍで体積から換算したスート密度は０．５３ｇ／ｃｍ3であり、スート体の一部を採取してその比表面積をＢＥＴ法にて計測したところ、２０ｍ2／ｇであった。
【００４０】
このスート体をグラファイト治具にて保持し、電気炉内に設置し、１０００℃にて４８時間、窒素ガス雰囲気にて予備焼結を行った（予備焼結工程）。なお、電気炉は図２に示す加熱炉装置を用いて行った。予備焼結処理における比表面積変化を確認する目的で、予備焼結操作後、スート体から試料を取り出し、比表面積を測定したところ、比表面積は１５ｍ2／ｃｍ3であった。
【００４１】
スート体を再度炉内に設置し、炉内温度を８００℃に設定し４８時間、５０体積％の塩素ガス＋１０体積％の酸素ガス＋４０体積％の窒素ガスの混合雰囲気中で脱水処理を行った（脱水処理工程）。
【００４２】
更に、同温度で１０時間保持しつつ、窒素ガスにて炉内を完全に置換した後、同温度で水蒸気分圧を０．０２３ｈＰａ、残部窒素の混合雰囲気で加水を行った（加水処理工程）。加水は図２に示すように窒素ガスを、水を入れたバブラー内にバブリングして加湿し、それを雰囲気処理炉内に導入した（窒素ガス流量１０Ｌ／分）。加水している間の水の重量が５ｇ低下した（５ｇの水が雰囲気に導入された）時点（約１０時間後）で加水を中断した。加水した水の量はスート体の重量と比較して７１．４ｐｐｍであった。なお、バブラー温度は室温、２０℃に保って行った。
【００４３】
得られたスート体を電気炉内にて減圧雰囲気で１８００℃にて１０時間加熱して（透明ガラス化工程）、外径１８０ｍｍ、内径６０ｍｍ、長さ１４００ｍｍの透明な中空シリンダ状のシリカガラス体を得た。
【００４４】
得られたシリカガラス体を輪切りにして図４に示した如く内表面から厚さ５ｍｍずつのサンプルを切り出し、肉内におけるＯＨ基濃度分布を赤外分光光度法で測定した。表１及び図３に得られたシリカガラス体のＯＨ基濃度分布を示す。なお、図４は、上記得られたシリカガラス体のサンプルの切り出し方法を示す断面概略説明図であり、３２はシリカガラス体、３４はサンプルであり、１〜１２は各サンプルのサンプル番号をそれぞれ示す。また、該シリカガラス体の塩素濃度を蛍光Ｘ線測定法で測定した。
【００４５】
得られたシリンダ状のシリカガラス体から内外表面から５ｍｍ分を除去して、厚さ５０ｍｍ、幅５０ｍｍ、長さ１４００ｍｍ、重量７７００ｇの略角柱状のシリカガラスロッドを２本切り出し、これらを溶接して長さ２８００ｍｍのロッドを作成して、特許文献２に示される方法にて３方向に均質化処理を行った。即ち、シリカガラスロッドをその両端に溶接したシリカガラス支持棒を介して旋盤で保持し、ロッドの一部を強熱し帯域溶融を形成しつつ、旋盤の左右のチャックの回転を逆回転にして溶融帯域内を強く攪拌する。このような均質化処理を均質化処理の軸を変えて２軸方向で行うことにより、ロッド全体を３方向に均質化処理する。
【００４６】
得られたシリカガラスロッドをグラファイト治具内に設置して、全体を真空炉に入れて２２００℃にて１０分保持することにより外径３００ｍｍ、厚さ８０ｍｍ、重量１２．４ｋｇのシリカガラス成型体を得た。得られたシリカガラス成型体を大気雰囲気で１１５０℃にて５０時間保持した後、−１℃／ｈの速度で６００℃まで徐冷し、シリカガラス円盤を得た。
【００４７】
得られたシリカガラス円盤の屈折率均質性を干渉計（Zygo-Mark GPI）にて測定したところ、直径φ２８０のクリアアパチャー内のΔｎが０．７×１０-6と極めて良好な値を示し露光装置用の光学材料として十分使用できる品質であることを確認した。また、得られたシリカガラス円盤のＯＨ基濃度を測定した結果、２４ｐｐｍであった。
【００４８】
【表１】
2006176377.tif 000005
【００４９】
表１に示した如く、シリンダ表面から５ｍｍを除く部分（サンプル２〜１１の部分）のＯＨ基濃度の最大値は３０ｐｐｍ、最小値は１５ｐｐｍ、面積により加重平均したＯＨ基濃度は２２．７ｐｐｍであった。加重平均したＯＨ基濃度は実施例１で作成した均質化された後のシリカガラス円盤のＯＨ基濃度２４ｐｐｍと極めて近い数字であった。
【００５０】
（実施例２〜６及び比較例１，２）
実施例１で作成したスート体と全く同じ条件で作成したスート体を予備焼結、脱水、加水の条件を表２のように変化させ、実施例１と同じ条件で透明ガラス化を行い、中空シリンダ状のシリカガラス体を得た。得られたシリカガラス体のシリンダ表面から５ｍｍを除く部分のＯＨ基濃度の平均値、ＯＨ基濃度の最大値と最小値及び該最大値と最小値の差ΔＯＨ、並びに塩素濃度を表３に示す。
【００５１】
【表２】
2006176377.tif 000006
【００５２】
【表３】
2006176377.tif 000007
【産業上の利用可能性】
【００５３】
本発明方法により製造される本発明のシリカガラス体は、含有されるＯＨ基濃度が最適値に制御され、かつ均質性に優れており、光学用途、特に、ＡｒＦエキシマレーザーを光源とする露光装置のレンズ系を構成する光学用途シリカガラスとして好適であり、更に、低圧水銀灯やエキシマランプ等ＣＷの紫外線用の光学材料、窓材、管材として好適に用いられる。
【図面の簡単な説明】
【００５４】
【図１】本発明方法の手順の大略を示すフローチャートである。
【図２】本発明方法で用いられる加熱炉装置の一例を示す概略説明図である。
【図３】実施例１で得られたシリカガラス体のＯＨ基濃度分布を示すグラフである。
【図４】実施例１で得られたシリカガラス体のサンプルの切り出し方法を示す断面概略説明図である。
【符号の説明】
【００５５】
Ｈ：加熱炉装置、１０Ａ：多孔質シリカガラス体、１３：雰囲気処理チャンバー、１４：加熱手段、１６：ガス供給管、１８：ガス排出管、２０：加水装置、２２：バブラー、２４：加熱手段、２６：ロードセル、２８：ガス供給管、３０：水、３２：シリカガラス体、３４：サンプル。                                                      
【図１】
2006176377.tif 000008
【図２】
2006176377.tif 000009
【図３】
2006176377.tif 000010
【図４】
2006176377.tif 000011