(57)【要約】【課題】  石英ガラスの加熱加圧成形により、広い面積の面を均質に成形することができ、かつ生産性を向上させることが可能な石英ガラスの成形方法を提供する。【解決手段】  モールド１５内に柱形状の石英ガラス塊２５を収容して、該石英ガラス塊２５を加熱加圧することにより、板状の石英ガラスを成形する方法において、前記石英ガラス塊２５の側面を面取りして相対向する一対の平坦面２５ａを形成し、一方の平坦面２５ａをモールド１５の底部１８に接触させて、この柱形状の石英ガラス塊２５を横置きにして収容し、その後、この石英ガラス塊２５を加熱すると共に、天板２３により石英ガラス塊２５を押圧して、板状の石英ガラスを成形するようにした。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
モールド内に柱形状の石英ガラス塊を収容して、該石英ガラス塊を加熱加圧することにより、板状の石英ガラスを成形する方法において、
前記石英ガラス塊の側面を面取りして平坦面を形成し、該平坦面を前記モールドの底部に接触させて、前記柱形状の石英ガラス塊を横置きにして収容し、
その後、該石英ガラス塊を加熱すると共に、加圧板により前記石英ガラス塊を押圧して、板状の石英ガラスを成形するようにしたことを特徴とする石英ガラスの成形方法。
【請求項２】
モールド内に柱形状の石英ガラス塊を収容して、該石英ガラス塊を加熱加圧することにより、板状の石英ガラスを成形する方法において、
前記石英ガラス塊の側面を面取りして相対向する一対の平坦面を形成し、該一方の平坦面を前記モールドの底部に接触させて、前記柱形状の石英ガラス塊を横置きにして収容し、
その後、該石英ガラス塊を加熱すると共に、加圧板を前記石英ガラス塊の他方の平坦面に接触させて押圧することにより、板状の石英ガラスを成形するようにしたことを特徴とする石英ガラスの成形方法。
【請求項３】
モールド内に柱形状の石英ガラス塊を収容して、該石英ガラス塊を加熱加圧することにより、板状の石英ガラスを成形する方法において、
前記石英ガラス塊の側面を面取りして複数の平坦面を形成することにより、多角柱形状に形成し、任意の平坦面を前記モールドの底部に接触させて、前記石英ガラス塊を横置きにして収容し、
その後、該石英ガラス塊を加熱すると共に、加圧板を前記石英ガラス塊の他の平坦面に接触させて押圧することにより、板状の石英ガラスを成形するようにしたことを特徴とする石英ガラスの成形方法。
【請求項４】
前記石英ガラス塊の表面を荒削りし、該表面の凹凸を０．５ｍｍ以下とすると共に、前記平坦面を形成したことを特徴とする請求項１又は２に記載の石英ガラスの成形方法。
【請求項５】
請求項１乃至４の何れか一つに記載の石英ガラスの成形方法により成形され、該成形された石英ガラスの屈折率差が１×１０−７以下であることを特徴とする石英ガラス。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、石英ガラスをモールド内に収容して加熱加圧することにより、広い面積の面を有する板状の石英ガラスを成形するための成形方法及び、この方法により成形された石英ガラスに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
一般に、i線より短波長の光源を用いた投影露光装置の照明光学系あるいは投影光学系のレンズ、ミラー、レチクル等の光学部材では、材料として石英ガラスが多用されている。この石英ガラスは、例えば、火炎加水分解により透明石英ガラスを製造する直接法などの方法で合成されている。
【０００３】
この直接法では、石英ガラス製バーナにて支燃性ガス（酸素含有ガス、例えば酸素ガス）及び可燃性ガス（水素含有ガス、例えば水素ガスあるいは天然ガス）を混合・燃焼させ、前記バーナの中心部から原料ガスとして高純度のケイ素化合物（例えば四塩化ケイ素ガス）をキャリアガス（通常は酸素ガス）で希釈して噴出させ、前記原料ガスを周囲の前記酸素ガス及び水素ガスの燃焼により反応（加水分解反応）させて石英ガラス微粒子を発生させ、その前記石英ガラス微粒子を、前記バーナ下方に配置され、回転、揺動及び引下げ運動を行う不透明石英ガラス板からなるターゲット上に堆積させ、同時に前記酸素ガス及び水素ガスの燃焼熱により溶融・ガラス化して石英ガラスインゴットを得ている。
【０００４】
この方法によると、比較的大きな径の石英ガラスインゴットを得易いため、インゴットからブロックを切り出して所望の形状，大きさの光学部材を製造することができる。
【０００５】
また、近年、大型のレンズやレチクル、或いは大型の液晶ディスプレイ等、広い面積の面を有する光学部材を得るため、予め形成されたインゴット等の石英ガラス塊を加熱加圧成形することにより扁平形状にして面積を拡大する成形方法が利用されている。
【０００６】
この成形方法では、石英ガラス塊をモールド内に収容して加熱した状態で、加圧板により加圧することにより広い面積の面を成形する。
【０００７】
このような加熱加圧成形を行うものとして、例えば、グラファイト製のモールド内で、絶対圧が０．１Ｔｏｒｒ以上大気圧以下のヘリウムガス雰囲気下で、１７００℃以上の温度に加熱加圧成形し、次いで、１１００〜１３００℃まで急冷する方法が知られている。また、石英ガラスとモールドの型材との熱膨張率差に起因する応力を緩和する構造を有するグラファイト製のモールドを用いて１６００℃〜１７００℃で加圧成形する方法（下記、特許文献１参照）や、そのグラファイト製のモールドが２分割以上の縦型構造である成型装置が提案されている（下記、特許文献２及び３参照）。更には、黒鉛製のモールド内面に石英粉末からなる被覆層を設けて、１５５０℃〜１７００℃で加圧成形する方法（下記、特許文献４参照）も知られている。
【特許文献１】特公平４−５４６２６号公報。
【特許文献２】特開昭５６−１２９６２１号公報。
【特許文献３】特開昭５７−６７０３１号公報。
【特許文献４】特開２００２−２２０２０号公報。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
しかしながら、近年、著しく広い面積の面を有する光学部材の要求が高まっているが、このような光学部材を加熱加圧成形する場合、広い面積の面全体にわたり均質な石英ガラスを得ることが容易でないという問題点が明らかになった。また、一度の成形により生産性を向上させることについても容易ではないことが問題点として分かってきている。
【０００９】
そこで、この発明は、石英ガラスの加熱加圧成形により、広い面積の面を均質に成形することができ、且つ、生産性を向上させることが可能な石英ガラスの成形方法、石英ガラス、光学系及び投影露光装置を提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明者らは、上記課題について鋭意検討を行い、石英ガラスの加熱加圧成形で広い面積を均質に成形できない原因を調査したところ、成形時に石英ガラスの周縁部の角形状が精度良く形成できていないことが目的のマスク寸法を採取できないことに大きく起因していることが明らかとなった。すなわち、元材の石英ガラス塊が通常であると円柱形状をしているために、加圧板の加圧面に高い圧力が負荷されるが、元材との形状差が大きい程、一度の成形では、成形後の周縁部の角形状が精度良く形成できず、不完全なものとなることを見出した。
【００１１】
そこで、上記のような課題を解決する請求項１に記載の発明は、モールド内に柱形状の石英ガラス塊を収容して、該石英ガラス塊を加熱加圧することにより、板状の石英ガラスを成形する方法において、前記石英ガラス塊の側面を面取りして平坦面を形成し、該平坦面を前記モールドの底部に接触させて、前記柱形状の石英ガラス塊を横置きにして収容し、その後、該石英ガラス塊を加熱すると共に、加圧板により前記石英ガラス塊を押圧して、板状の石英ガラスを成形するようにした石英ガラスの成形方法としたことを特徴とする。
【００１２】
請求項２に記載の発明は、モールド内に柱形状の石英ガラス塊を収容して、該石英ガラス塊を加熱加圧することにより、板状の石英ガラスを成形する方法において、前記石英ガラス塊の側面を面取りして相対向する一対の平坦面を形成し、該一方の平坦面を前記モールドの底部に接触させて、前記柱形状の石英ガラス塊を横置きにして収容し、その後、該石英ガラス塊を加熱すると共に、加圧板を前記石英ガラス塊の他方の平坦面に接触させて押圧することにより、板状の石英ガラスを成形するようにした石英ガラスの成形方法としたことを特徴とする。
【００１３】
請求項３に記載の発明は、モールド内に柱形状の石英ガラス塊を収容して、該石英ガラス塊を加熱加圧することにより、板状の石英ガラスを成形する方法において、前記石英ガラス塊の側面を面取りして複数の平坦面を形成することにより、多角柱形状に形成し、任意の平坦面を前記モールドの底部に接触させて、前記石英ガラス塊を横置きにして収容し、その後、該石英ガラス塊を加熱すると共に、加圧板を前記石英ガラス塊の他の平坦面に接触させて押圧することにより、板状の石英ガラスを成形するようにした石英ガラスの成形方法としたことを特徴とする。
【００１４】
請求項４に記載の発明は、請求項１又は２に記載の構成に加え、前記石英ガラス塊の表面を荒削りし、該表面の凹凸を０．５ｍｍ以下とすると共に、前記平坦面を形成したことを特徴とする。
【００１５】
請求項５に記載の発明は、請求項１乃至４の何れか一つに記載の石英ガラスの成形方法により成形され、該成形された石英ガラスの屈折率差が１×１０−７以下である石英ガラスとしたことを特徴とする。
【発明の効果】
【００１６】
請求項１に記載の発明によれば、石英ガラス塊の側面を面取りして平坦面を形成し、この平坦面をモールドの底部に接触させて、柱形状の石英ガラス塊を横置きにして収容し、その後、この石英ガラス塊を加熱すると共に、加圧板により石英ガラス塊を押圧して、板状の石英ガラスを成形するようにしたため、成形終了後の形状に近い状態で成形開始が可能となることから、一度の成形で、成形完了後の石英ガラスの周縁部の角形状が精度良く形成でき、広い面積の面を均質に成形することができると共に、石英ガラス塊を立てた状態から加熱加圧する場合よりも、成形された石英ガラスから多くの板状石英ガラス部材を採取することが可能となり、生産性を向上させることができる。
【００１７】
また、脈理に関しては通常直接法（火炎加水分解による直接合成法）により合成された石英ガラス塊はインゴットの成長方向と垂直な方向に生じているが、この石英ガラス塊を横置きとして、加熱加圧することにより、平面に垂直に入射する光の屈折率の差が平面の各位置において小さくなり、脈理を目視で確認できない程度にすることができる。
【００１８】
請求項２に記載の発明によれば、上記効果に加え、石英ガラス塊の側面を面取りして相対向する一対の平坦面を形成することにより、この石英ガラス塊を横置きとすることで、より成形品形状に近づけることができる。
【００１９】
請求項３に記載の発明によれば、上記効果に加え、石英ガラス塊を多角形として表面の凹凸を取り除くことができるため、成形品に合成時の粗いインゴット肌の影響が出ることなく、良好な成形品を得ることができる。
【００２０】
請求項４に記載の発明によれば、石英ガラス塊の表面を荒削りし、この表面の凹凸を０．５ｍｍ以下とすることにより、成形品に合成時の粗いインゴット肌の影響が出ることなく、良好な成形品を得ることができる。合成後の石英ガラス塊には、表面約１０〜３０ｍｍ程度に荒れた表面が存在し、そのまま成形しても成形後の表面に影響を及ぼしてしまうため、例えばダイヤモンドサンダーなどで表面を手で触って切れない程度（０．５ｍｍ以下の凹凸）の鋭利でないように処理して成形を行うことにより、良好な成形品を得ることができる。
【００２１】
また、表面の荒削りは、面研削や丸め抜きなどの加工方法と比較し、加工が容易でありコストも安く元材の重量も確保することが可能となることから、成形後の重量（＝厚さ）も確保することができ、上記と同様により多くマスク材を採取できる。
【００２２】
請求項５に記載の発明によれば、請求項１乃至４の何れか一つに記載の石英ガラスの成形方法により成形され、この成形された石英ガラスの屈折率差が１×１０−７以下であるため、かかる石英ガラスを光学系に用いる場合には、所望の光学特性を得ることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２３】
以下、この発明の実施の形態について説明する。
［発明の実施の形態１］
【００２４】
図１乃至図４には、この発明の実施の形態１を示す。
【００２５】
図１には、この実施の形態１にかかる成形装置１０を示す。
【００２６】
この成形装置１０は、四塩化ケイ素、シラン、有機ケイ素等のケイ素化合物を原料として製造される合成石英ガラスのインゴットやその一部、又は、Ｇｅ、Ｔｉ、Ｂ、Ｆ、Ａｌ等の屈折率を変化させる成分を添加した合成石英ガラスのインゴットやその一部等の石英ガラス塊から、例えば、大型の液晶用マスク、半導体用マスク等のレチクル（フォトマスク）用基板、液晶パネル用基板、結像光学系の大型のレンズ材料などのように広い面を有する板状体やその他の大型ガラスブロックを成形するための装置である。
【００２７】
特に、この実施の形態１では、７００ｃｍ２以上、即ち、２６．５ｃｍ×２６．５ｃｍ以上の角形、φ３００ｍｍ以上の丸形等の広い面を成形するのに好適な装置となっている。
【００２８】
この成形装置１０は、金属製の真空チャンバー１１の内壁に、全面にわたって設けられた断熱材１２と、断熱材１２の縦壁内に設けられたカーボンヒータ１３とを有し、更に、真空チャンバー１１内部の略中央部に、中空部２１を有するモールド１５が収容されている。
【００２９】
このモールド１５は、底板１６及び受板１７を備えた底部１８と、この底部１８の上側に、複数の側板１９を組み合わせて四角筒状に形成された側壁部２０とを備え、この筒状の側壁部２０と底部１８とにより中空部２１が形成されている。
【００３０】
この中空部２１には、「加圧板」としての天板２３が移動可能に配置され、この中空部２１内に収容された石英ガラス塊２５が天板２３の加圧面２３ａで加圧可能に構成されている。
【００３１】
また、上記天板２３の押圧面２３ｂ（上面）を、真空チャンバー１１の外部に配設されたプレス装置としての油圧シリンダのシリンダロッド２６で押圧することにより、この天板２３がモールド１５の底部１８側（下方に向けて）に移動可能となっている。このシリンダロッド２６は、図２に示すように、計５本（中央部に１本、この周囲に４本）設けられている。
【００３２】
なお、このシリンダロッド２６を備えた油圧シリンダは、外部から供給される油圧を調整することにより加圧されて移動するように構成されているが、詳細な図示は省略されている。
【００３３】
これらのモールド１５及び天板２３は、石英ガラス塊２５の成形時における温度及び圧力に対する耐熱性及び強度を有し、且つ、成形時に石英ガラス塊２５と接触しても不純物を混入し難い材料から形成されており、ここでは全てグラファイトにより形成されている。
【００３４】
次に、以上のような構成の成形装置１０により、石英ガラス塊２５を加熱加圧成形する場合について説明する。
【００３５】
まず、合成後の石英ガラス塊２５の表面を荒削りし、この表面の凹凸を０．５ｍｍ以下とした後、この柱形状の石英ガラス塊２５の側面を面取りして相対向する一対の平坦面２５ａを形成する。なお、図３は石英ガラス塊２５を横置きにした状態を示す。
【００３６】
一方、真空チャンバ１１内に底板１６，受板１７及び側板１９を組合わせてモールド１５を形成する。
【００３７】
そして、一対の平坦面２５ａが形成された石英ガラス塊２５の一方の平坦面２５ａをモールド１５の底部１８に接触させて、柱形状の石英ガラス塊２５を横置きにしてモールド１５内に収容する。この石英ガラス塊２５の上側の他方の平坦面２５ａ上に天板２３の加圧面２３ａを接触させた状態で配置し、更に、天板２３の押圧面２３ｂに油圧シリンダのシリンダロッド２６の押圧部位２６ａを当接させてセットする。このように石英ガラス塊２５を収容することで、安定して設置されると共に、横置きの石英ガラス塊２５が成形終了後の形状に近い設置状況となるようにセットされる。
【００３８】
すなわち、円柱形状の石英ガラス塊２５を縦置きとすると、縦長となり、これを上方から加圧して潰す場合には、変形量を大きくしなければならない。これに対して、平坦面が形成された石英ガラス塊を横置きとすることにより、変形量を小さくでき、成形終了後の形状に近い設置状況とすることができる。
【００３９】
そして、真空チャンバー１１内を不活性ガスで置換し、カーボンヒータ１３により中空部２１内の石英ガラス塊２５を加熱して、結晶化温度以上軟化点以下、具体的には１５７０℃〜１６７０℃に昇温して成形を行う。
【００４０】
成形時には、各油圧シリンダの油圧を独立に調整することにより、シリンダロッド２６を下方へ移動させて、各シリンダロッド２６の押圧部位２６ａで天板２３の押圧面２３ｂを押圧する。これにより、天板２３が底部側の加圧方向に移動し、天板２３の加圧面２３ａにより石英ガラス塊２５が加圧される。
【００４１】
成形の初期段階では、天板２３の加圧面２３ａの一部が石英ガラス塊２５の平坦面２５ａに接触した状態となるため、その部分に対応したシリンダロッド２６に他のシリンダロッド２６より高い圧力を負荷する。特に、石英ガラス塊２５の粘度が高い場合には、中央部のシリンダロッド２６と周辺位置のシリンダロッド２６との圧力差が大きくなる。この実施の形態では、天板２３の加圧面２３ａが石英ガラス塊２５と中央部分で接触し、周辺部分では接触しないため、中央位置に対応するシリンダロッド２６に対して他の周辺位置のシリンダロッド２６より高い圧力を負荷している。
【００４２】
その後、成形が進行した段階で、各シリンダロッド２６の圧力を増加すると共に、周辺位置のシリンダロッド２６に中央位置のシリンダロッド２６と同等の圧力を負荷し、成形の最終段階で全ての圧力が最も高くなるようにしている。
【００４３】
ここでは、成形初期の段階では天板２３の圧力を小さくし、最終段階で最大加圧力となるようにしている。例えば、初期の段階では天板２３の単位面積当りに換算した圧力を０．３〜１．５Ｋｇ／ｃｍ２とし、成形の最終段階では１．０〜５．０Ｋｇ／ｃｍ２とする。
【００４４】
この制御においては、各シリンダロッド２６を駆動する油圧シリンダへの供給圧力を維持又は均等に増加して、所定の天板２３の下降速度で成形を続ける。この天板２３の下降速度としては、例えば５〜２０ｃｍ／ｍｉｎとすることができる。
【００４５】
そして、このような制御を行いつつ、成形の最終段階の圧力をシリンダロッド２６に負荷し、石英ガラス塊２５が変形させられて図４に示すような板状の石英ガラス２８が成形される。この時、元材形状の高さ方向をなるべく小さくしたことで、成形完了後の石英ガラス２８の周縁部の角形状が精度良く形成できる。
【００４６】
その後、天板２３による加圧を終了し、冷却して真空チャンバ１１のモールド１５から成形品である板状の石英ガラス２８を取り出すことにより成形が完了する。
【００４７】
このような成形方法にあっては、石英ガラス塊２５の側面を面取りして平坦面２５ａを形成し、この平坦面２５ａをモールド１５の底部１８に接触させて、柱形状の石英ガラス塊２５を横置きにして収容し、その後、この石英ガラス塊２５を加熱すると共に、天板２３により石英ガラス塊２５を押圧して、板状の石英ガラス２８を成形するようにしたため、成形終了後の形状に近い状態で成形開始が可能となることから、一度の成形で、成形完了後の石英ガラス２８の周縁部２８ａの角形状が精度良く形成でき、広い面積の面を均質に成形することができると共に、石英ガラス塊２５を立てた状態から加熱加圧する場合よりも、成形された石英ガラス２８から多くの板状石英ガラス部材を採取することが可能となり、生産性を向上させることができる。
【００４８】
また、脈理に関しては通常直接法により合成された石英ガラス塊２５は成長方向と垂直な方向に生じているが、この石英ガラス塊２５を横置きとして、加熱加圧することにより、石英ガラス２８の平面に垂直に入射する光の屈折率の差が、平面の各位置において小さくなり、脈理を目視で確認できない程度にすることができる。
【００４９】
さらに、石英ガラス塊２５の表面を荒削りし、この表面の凹凸を０．５ｍｍ以下とすることにより、成形品である石英ガラス２８に、合成時の粗いインゴット肌の影響が出ることなく、良好な成形品（石英ガラス２８）を得ることができる。すなわち、通常、直接法により合成された石英ガラス塊２５はインゴット肌が粗く、合成後の石英ガラス塊２５には、表面約１０〜３０ｍｍ程度に荒れた表面が存在し、そのまま加熱加圧しても表面に影響を及ぼし、１０ｍｍ程度の折れ込み（石英ガラスが折れ込んで発生する不良）が生じてしまう。このため、この発明では、例えばダイヤモンドサンダーなどにより、表面を手で触って切れない程度（０．５ｍｍ以下の凹凸）の鋭利でないように処理して成形を行うことにより、元材の重量を効率的に得ることができ、生産性の向上が可能となる。
【００５０】
また、表面の荒削りは、面研削や丸め抜きなどの加工方法と比較し、加工が容易でありコストも安く元材の重量も確保することが可能となることから、成形後の重量（＝厚さ）も確保することができ、このことによっても、より多くマスク材を採取できる。
【００５１】
さらに、このように石英ガラス塊２５を横置きにすれば、押込み量を短く出来るため、シリンダロッド２６のストロークを短くでき、成形装置１０の小型化も可能となる。
【００５２】
なお、上記実施の形態及び実施例等では、平坦面２５ａが複数個所形成されているが、一個所でも良いことは勿論である。
【実施例】
【００５３】
以下、この発明の実施例について説明する。
［実施例１］
【００５４】
柱形状で、直径が５５ｃｍ、高さが８０ｃｍ、重量が４１８ｋｇの合成後の石英ガラス塊２５の表面をダイヤモンドサンダーで荒削りし、表面の凹凸が０．５ｍｍ以下となるように形成する。また、ダイヤモンドサンダーで荒削り後の石英ガラス塊２５の側面を１０ｍｍ研削して、一対の平坦面２５ａを形成する（図３参照）。
【００５５】
そして、かかる石英ガラス塊２５を、図１に示すような成形装置１０のモールド１５内に一対の平坦面２５ａが上下に位置するように横置きに収容し、天板２３による押込み力を４１５ｋｇとして、一辺が１００ｃｍの正方形形状で厚さが１９ｃｍの板状の石英ガラス２８を成形した。
【００５６】
この成形においては、最大荷重５ｔｏｎで、押圧部位２６ａの面積が７８ｃｍ２のシリンダロッド２６を５本用いるとともに、厚さ５ｃｍのグラファイトからなる天板２３を用いた。
【００５７】
成形時には、石英ガラス塊２５の温度を１６０５℃に保持した。また、初期段階で、中央位置のシリンダロッド２６の荷重を１２００Ｋｇ、周辺位置のシリンダロッド２６の荷重をそれぞれ８００Ｋｇとし、成形の最終段階で、全てのシリンダロッド２６の圧力を３ｔｏｎとした。
【００５８】
さらに、成形時には、油圧シリンダに供給する油圧を調整することにより、シリンダロッド２６の押圧部位２６ａの位置を制御した。本発明によれば、成形終了後の形状に近い状態で成形開始が可能となることから、アスペクト比が小さくなるため、成形時間全体を長くすることなく、初期荷重で成形している時間が長くなり、元材を縦置きとした場合と比較すると成形速度は遅くなる。今回の初期荷重における初期成形速度は１０ｍｍ／ｍｉｎであった。してみれば、成形全体にかかる時間を長くすることなく、成形速度を遅くできるため、より良好な石英ガラス２８を得ることができる。
【００５９】
そして、成形により得られた板状の石英ガラス２８の上下面側を、上下面から１０．０ｍｍまでを変質層として精研削し、その後、石英ガラス２８の平面に垂直な光軸方向をオイルオンプレート法により脈理検査を目視で行った。
【００６０】
成形前の石英ガラス塊２５が縦置きの状態では、光軸方向（鉛直方向）と直交する方向において、２〜３ｍｍピッチで確認できた脈理であったが、成形後に目視で確認することはできなかった。すなわち、石英ガラス塊２５が縦置きの状態では、光軸方向（鉛直方向）と直交する方向に脈理が生じており、これを横置きとして加熱加圧して板状としているため、成形品である石英ガラス２８の平面に垂直に入射する光の屈折率の差が、平面の各位置において小さくなり、脈理を目視で確認できない程度にすることができる。ここでは、この成形された石英ガラス２８の屈折率差が１×１０−７以下であった。
【００６１】
その後、この石英ガラス２５を、刃厚０．８ｍｍのワイヤーソーにて水平方向で複数切断を行い、厚さ９．０ｍｍの基板状石英ガラスを１６枚採取することができた。
【００６２】
このように成形終了後の形状に近い状態で成形開始が可能となることから、一度の成形で、成形完了後の石英ガラス２８の周縁部２８ａの角形状が精度良く形成でき、広い面積の面を均質に成形することができると共に、石英ガラス塊２５を立てた状態から加熱加圧する場合よりも、成形された石英ガラス２８から多くの基板状石英ガラスを採取することが可能となり、生産性を向上させることができた。
［実施例２］
【００６３】
合成された石英ガラス塊２５の側面を研削して、多角形、ここでは正八角形の柱状態に形成することにより、平坦面２５ａを八面形成する。この正八角柱の石英ガラス塊２５は、正八角形の対角間の長さが５５ｃｍ、高さが８０ｃｍ、重量が３７５ｋｇである。
【００６４】
そして、かかる合成石英ガラス塊２５を、図１に示すような成形装置１０のモールド１５内に一つの平坦面２５ａがモールド底部１８に接触するように図５に示すように横置きに収容し、天板２３にて押圧して、一辺が１００ｃｍの正方形状で厚さが１７ｃｍの板状の石英ガラス２８を成形した。
【００６５】
成形により得られた板状の石英ガラス２８の上下面側を、上下面から５．０ｍｍまでを変質層として精研削した。この段階で折れ込み（石英ガラスが折れ込んで発生する不良）は生じていなかった。すなわち、石英ガラス塊２５を八角形として表面の凹凸を取り除くことができるため、成形品（石英ガラス２８）に合成時の粗いインゴット肌の影響が出ることなく、良好な成形品（石英ガラス２８）を得ることができる。
【００６６】
よって、光軸方向をオイルオンプレート法により脈理検査を目視で行った。実施例１同様に成形前の状態では２〜３ｍｍピッチで確認できた脈理であったが、成形後に目視で確認することはできなかった。
【００６７】
その後、この石英ガラス２５を、刃厚０．８ｍｍのワイヤーソーにて水平方向で複数切断を行い、厚さ９．０ｍｍの基板状石英ガラスを１５枚採取することができた。
【００６８】
なお、表面の変質層は実施例１と比較して半減しているが、八角形とすることで元材の重量が実施例１と比べ軽くなっているため、最終的には１枚採取枚数が少なかった。
［比較例１］
【００６９】
ダイヤモンドサンダーによる荒削りをしない状態で、直径５９ｃｍ、高さが８０ｃｍ、重量が４４０ｋｇの石英ガラス塊２５の側面を１０ｍｍ研削して、一対の平坦面２５ａを形成する。
【００７０】
そして、かかる石英ガラス塊２５を、図１に示すような成形装置１０のモールド１５内に一対の平坦面２５ａが上下に位置するように横置きに収容し、天板２３による押込み力を４３７ｋｇとして、一辺が１００ｃｍの正方形形状で厚さが２０ｃｍの板状の石英ガラス２５を成形した。
【００７１】
この成形により得られた板状の石英ガラス２５の上下面側を、上下面から１０．０ｍｍまでを変質層として精研削した。しかし、この段階で石英ガラス２５のインゴット肌が成型時に折れ込みを生じていて１０ｍｍ研削では所望の面精度が出なかった。このため、更に上下面を１０ｍｍ研削した後、光軸方向をオイルオンプレート法により脈理検査を目視で行った。実施例１同様に成形前の状態では２〜３ｍｍピッチで確認できた脈理であったが、成形後に目視で確認することはできなかった。
【００７２】
その後、この石英ガラス２５を、刃厚０．８ｍｍのワイヤーソーにて水平方向で複数切断を行い、厚さ９．０ｍｍの基板状石英ガラスを１５枚採取することができた。元材の重量は実施例１と比べ重かったが、折込み部分を研削することで厚さが薄くなり、最終的には１枚採取枚数が少なかった。
【００７３】
なお、この比較例１は、請求項１，２に記載の発明を包含しているが、請求項４に記載の発明を含んでいないものである。
［比較例２］
【００７４】
柱形状で、直径が５５ｃｍ、高さが８０ｃｍ、重量が４１８ｋｇの合成された石英ガラス塊２５の表面をダイヤモンドサンダーで荒削りをする。
【００７５】
そして、この石英ガラス塊２５に平坦面２５ａを形成せずに、モールド１５内に立てた状態（本願発明は横置き）で設置を行い、その後、一辺が１００ｃｍの正方形形状で厚さが２０ｃｍの板状の石英ガラス２５を成形した。
【００７６】
この成形により得られた板状の石英ガラス２８の上下面側を、上下面から１０．０ｍｍまでを変質層として精研削した。この段階で折れ込みは生じていなかった。しかし、元材形状が縦置きで、且つ、平坦面２５ａが形成されておらず、成形後の形状に対してアスペクト比が大き過ぎるために成形後の石英ガラス２８の周縁部の角形状が精度良く出ておらず、１０．０ｍｍの研削では１００×１００ｃｍの面が確保できない状態であった。
【００７７】
この状態で、光軸方向をオイルオンプレート法により脈理検査を目視で行った。実施例１とは違い、通常直接法により合成された石英ガラス塊２５はこの方向に脈理は存在しない。当然、この場合は、成形後に目視で脈理を確認することはない。
【００７８】
その後、石英ガラス２８を、刃厚０．８ｍｍのワイヤーソーにて水平方向で複数切断を行い、厚さ９．０ｍｍのマスク材を１４枚採取することができた。
【００７９】
この比較例２では、表面の変質層は実施例１と同様であったが、元材の設置状態により成形後の石英ガラス２８の周縁部の角形状が精度良く出ていないため、最終的には２枚採取枚数が少なかった。
【図面の簡単な説明】
【００８０】
【図１】この発明の実施の形態１の成形装置の概略縦断面図である。
【図２】同実施の形態１の成形装置の概略横断面図である。
【図３】同実施の形態１の石英ガラス塊を示す斜視図である。
【図４】同実施の形態１の石英ガラスを示す斜視図である。
【図５】実施例２にかかる石英ガラス塊を示す斜視図である。
【符号の説明】
【００８１】
10  成形装置
11  真空チャンバ
13  カーボンヒータ
15  モールド
18  底部
19  側板
20  側壁部
21  中空部
23  天板（加圧板）
25  石英ガラス塊
25a  平坦面
26  シリンダロッド
28  石英ガラス
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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