(57)【要約】      （修正有）【課題】バーナの移動制御、回転テーブルの回転速度制御を容易になすと共に、より効率的に、より短時間で加熱処理ができるシリカガラス体の製造方法およびシリカガラス体の製造装置を提供する。【解決手段】シリカガラス体Ｗが載置される回転テーブル１と、前記回転テーブル１を駆動制御する回転テーブル駆動制御部２，３と、前記シリカガラス体Ｗの外周部から中心に向かって加熱しながら移動する第１、第２のバーナ４，５と、前記第１、第２のバーナ４，５を駆動制御するバーナ駆動制御部３とを備え、前記第１のバーナ４がシリカガラス体Ｗに対して加熱、移動し、第１のバーナ４がシリカガラス体Ｗの中心に到達する前に、第２のバーナ５がシリカガラス体Ｗに対して加熱を開始し、加熱移動するように、前記第１、第２のバーナ４，５がバーナ駆動制御部によって駆動制御される。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
シリカガラス体が載置される回転テーブルと、前記回転テーブルを駆動制御する回転テーブル駆動制御部と、前記シリカガラス体の外周部から中心に向かって加熱しながら移動する第１、第２のバーナと、前記第１、第２のバーナを駆動制御するバーナ駆動制御部とを備え、
前記第１のバーナが、シリカガラス体の外周側から中心に向けて加熱しながら移動し、第１のバーナがシリカガラス体の中心に到達する前に、第２のバーナがシリカガラス体の外周側から加熱を開始し、シリカガラス体の中心に向けて加熱しながら移動するように、
前記第１、第２のバーナがバーナ駆動制御部によって駆動制御されることを特徴とするシリカガラス体製造装置。
【請求項２】
前記回転テーブルの回転速度は、前記第１のバーナの線速度が一定になるように制御され、前記第１のバーナがシリカガラス体の中央に位置した後は、前記第１のバーナを基準として定められた回転速度曲線の延長曲線に基づいて制御されることを特徴とする請求項１記載のシリカガラス体の製造装置。
【請求項３】
シリカガラス体を回転テーブルに載置し、第１のバーナをシリカガラス体の外周側から中心に向かて移動させると共に、回転テーブルの回転速度を第１のバーナの線速度が一定になるように制御しつつ、第１のバーナによってシリカガラス体の表面を加熱する工程と、
前記第１のバーナの移動後、第１のバーナのシリカガラス体の中心に到達前に、第２のバーナをシリカガラス体の外周側から中心に向かって移動し、前記第１のバーナによって加熱処理されたシリカガラス体の表面を第２のバーナによって、前記第１のバーナの線速度より速い線速度で再加熱する工程とを含むことを特徴とするシリカガラス体の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、シリカガラス体の製造方法およびシリカガラス体の製造装置に関し、特にシリカガラス体の艶出しを効率的に行なうことができるシリカガラス体の製造方法およびシリカガラス体の製造装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
シリカガラス体は、種々の分野において用いられている。例えば、半導体製造分野においては、半導体ウエハを載置する保持具、反応炉（チャンバ）、ヒータの基体等、あるいは露光用マスク材等の各種部材に用いられている。そして、シリカガラス体を製造する場合は、例えば、特許文献１に示されるように、まずシリカガラス体を研削加工し、所定形状になす。このとき、研削によりシリカガラス体の表面は粗面化状態となるため、シリカガラス体の表面を加熱し透明化する、いわゆる艶出しという作業がなされる。
この艶出し処理は、一般的に、酸水素バーナを用い１７００℃〜１８００℃で加熱処理するものであって、この艶出し処理によってシリカガラス体は透明化し、光透過率を高く維持することができる。
【０００３】
ところで、前記酸水素バーナで、シリカガラス体表面を加熱、溶融すると、シリカガラスが蒸発し、白色のシリカ粒子が溶融部の近傍に付着する。このシリカ粒子はシリカガラス体表面に付着状態にあるため、実際に半導体製造分野で使用すると、表面から剥がれ落ち、パーティクルとなる。このようにパーティクルが剥がれ落ち、ウエハ上に付着すると、半導体製造歩留まりの低下、あるいはシリカガラスマスク等の場合、露光不足、パターン不良の原因となるため、好ましくない。
これを解決するため、前記艶出し後にシリカ粒子を除去するために、シリカガラス体表面を再び加熱する、いわゆるシリカ粒子除去処理が行われる。
【０００４】
この従来の艶出し処理をついて、円板状シリカガラス体を用いた場合について図４に基づいて更に詳述すると、まず、円板状のシリカガラス体を回転テーブル上に載置する。そして、前記シリカガラス体の外周側から中心に向かって、１本の酸水素バーナを移動させ、前記シリカガラス体を１７００℃〜１８００℃で加熱する。このＴ１時間〜Ｔ２時間の加熱により、シリカガラス体の表面は溶融し、透明化する。
【０００５】
このとき、前記回転テーブルの回転速度は、前記バーナが中心部に行くに従って早くなる（回転速度がω１からω２に変化する）。これは、シリカガラス体に対するバーナの線速度を一定にするものであり、シリカガラス体の表面を一定に溶融するためである。
その後、シリカガラス体の中心に移動したバーナは、再びシリカガラス体の外周部に移動する。このとき適切な回転テーブルの回転速度は急激に減速され、即ち、初期の回転速度ω１まで減速される。そして、バーナの外周部から中心部に向かう移動にともなって、再び回転テーブルの回転速度はω１からω２へと速められる。
【特許文献１】特開２００２−６１２５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
上記したように従来のシリカガラス体製造装置にあっては、１本のバーナを用いてシリカガラス体の外周部から中心へ移動させながら加熱処理（艶出し処理）し、その後中心から外周部に戻して、再び外周部から中心に向けて移動しながら加熱処理（シリカ粒子除去処理）を行っている。そのため、これら加熱処理について、より効率的に、より短時間でなさるよう望まれていた。
しかも、中心から外周部にバーナを移動させる際、回転テーブルの回転を急激に低下させなけれならず、バーナの移動制御、回転テーブルの回転速度制御を困難にしていた。
【０００７】
本発明は、上記事情に鑑みてなされたものであり、バーナの移動制御、回転テーブルの回転速度制御を容易になすと共に、より効率的に、より短時間で加熱処理ができるシリカガラス体の製造方法およびシリカガラス体の製造装置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】
【０００８】
本発明は上記目的を達成するためになされたものであり、本発明にかかるシリカガラス体の製造装置は、シリカガラス体が載置される回転テーブルと、前記回転テーブルを駆動制御する回転テーブル駆動制御部と、前記シリカガラス体の外周部から中心に向かって加熱しながら移動する第１、第２のバーナと、前記第１、第２のバーナを駆動制御するバーナ駆動制御部とを備え、前記第１のバーナが、シリカガラス体の外周側から中心に向けて加熱しながら移動し、第１のバーナがシリカガラス体の中心に到達する前に、第２のバーナがシリカガラス体の外周側から加熱を開始し、シリカガラス体の中心に向けて加熱しながら移動するように、前記第１、第２のバーナがバーナ駆動制御部によって駆動制御されることを特徴としている。
【０００９】
このように、第１のバーナがシリカガラス体の中心に到達する前に、第２のバーナがシリカガラス体に対して加熱を開始し、加熱移動するように構成されているため、二度の加熱処理をより効率的に、より短時間に行なうことができる。
【００１０】
ここで、前記回転テーブルの回転速度は、前記第１のバーナの線速度が一定になるように制御され、前記第１のバーナがシリカガラス体の中央に位置した後は、前記第１のバーナを基準として定められた回転速度曲線の延長曲線に基づいて制御されることが望ましい。
このように、第１のバーナがシリカガラス体の中央に位置した後は、前記第１のバーナを基準として定められた回転速度曲線の延長曲線に基づいて制御されるため、回転テーブルの回転速度制御を容易になすことができる。
【００１１】
また、本発明は上記目的を達成するためになされたものであり、本発明にかかるシリカガラス体の製造方法は、シリカガラス体を回転テーブルに載置し、第１のバーナをシリカガラス体の外周側から中心に向かて移動させると共に、回転テーブルの回転速度を第１のバーナの線速度が一定になるように制御しつつ、第１のバーナによってシリカガラス体の表面を加熱する工程と、前記第１のバーナの移動後、第１のバーナのシリカガラス体の中心に到達前に、第２のバーナをシリカガラス体の外周側から中心に向かって移動し、前記第１のバーナによって加熱処理されたシリカガラス体の表面を第２のバーナによって、前記第１のバーナの線速度より速い線速度で再加熱する工程とを含むことを特徴としている。
【００１２】
このように、第１のバーナがシリカガラス体の中心に到達する前に、第２のバーナがシリカガラス体に対して加熱を開始し、第１のバーナの線速度より速い線速度で再加熱するように構成されているため、シリカガラス体の各部において１回目より受ける熱量が少ない２回目加熱でシリカ粒子の除去が確実に行なうことができ、艶出し工程をより効率的に、より短時間にシリカガラス全体の艶出しを行なうことができる。
【発明の効果】
【００１３】
本発明によれば、バーナの移動制御、回転テーブルの回転速度制御を容易になすと共に、より効率的に、より短時間で加熱処理ができるシリカガラス体の製造方法およびシリカガラス体の製造装置を得ることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
本発明にかかるシリカガラス体の製造方法およびシリカガラス体の製造装置の一実施形態を図１乃至図３に基づいて説明する。なお、以下の説明では、シリカガラス体としてシリカガラス体を例にとって説明する。
図１、図２において、符号１はシリカガラス体Ｗが載置される回転テーブルであり、この回転テーブル１はモータ２によって速度を可変して回転駆動されるように構成されている。また、符号４，５は、シリカガラス体Ｗを加熱処理する、第１のバーナ及び第２のバーナであって、従来同様に酸水素バーナが用いられている。この第１のバーナ及び第２のバーナは、図示しない駆動手段により、ガイドレール６上を速度可変してシリカガラス体Ｗの外周側から中心に向けて移動するように構成されている。
そして、第１のバーナ４及び第２のバーナ５が、シリカガラス体の外周部から中心に向かうにつれて、回転テーブル１は、前記モータ２及び制御部３によって回転速度が徐々に速くなるように駆動制御され、また第１のバーナ４及び第２のバーナ５も、図示しないモータ及び制御部によって移動速度が徐々に速くなるように駆動制御される。
【００１５】
この艶出し処理をついて、円板状シリカガラス体を用いた場合について図３に基づいて更に詳述すると、まず、円板状のシリカガラス体Ｗを回転テーブル１上に載置する。そして、前記シリカガラス体Ｗの外周側から中心に向かって、ｔ１時間に第１のバーナ４の移動を開始する。このときの回転テーブル１の回転速度Ω１であり、第１のバーナ４の移動と共に徐々に回転速度を速める。
この回転速度の変化は、回転するシリカガラス体Ｗに対する第１のバーナ４の線速度を一定になすためになされ、これによりシリカガラス体の表面全域にわたって、第１のバーナ４が一定の溶融をなすことができる。尚、第１のバーナ４によるシリカガラス体の加熱は、１９００℃〜２０００℃でなされ、この加熱（艶出し処理）により、シリカガラス体の表面は溶融し透明化する。
【００１６】
そして、ｔ２時間に達したとき、第２のバーナ５を点火し、前記シリカガラス体Ｗの外周側から中心に向かって、第１のバーナ４の後を追って移動を開始する。このときの回転速度はΩ２であり、回転速度Ω１よりも速い回転速度である。
尚、第２のバーナ４によるシリカガラス体の加熱は、第１のバーナの温度よりも低く、１６００℃〜１８００℃でなされ、この加熱により、シリカガラス体の表面のシリカ粒子は除去される。
【００１７】
その後、前記回転テーブルの回転速度は速められ、第１のバーナ４が中心まで移動すると（ｔ３時間に達すると）、第１のバーナ４は消火される。
更に、その後も前記回転テーブル１の回転速度は速められ、第２のバーナ５による加熱によりシリカ粒子除去がなされ、第２のバーナ５が中心まで移動すると（ｔ４時間に達すると）、第２のバーナ５は消火される。
尚、第１のバーナ４が中心に位置した後は、回転テーブル１の回転速度は、前記第１のバーナの線速度を一定にする回転速度曲線を延長した曲線に基づいて変化する。
【００１８】
このように、本発明によれば、モータ２の回転制御は、図３に示すように、第１のバーナ４の移動開始時から第２のバーナ５のシリカガラス体の中心部到達時まで、徐々に速度が増すように制御されるため、回転テーブルの回転速度制御を容易になすことができる。
また、第１のバーナがシリカガラス体の中心に到達する前に、第２のバーナがシリカガラス体に対して加熱を開始し、第１のバーナの線速度より速い線速度で再加熱するように構成されているため、シリカガラス体の各部において１回目より受ける熱量が少ない２回目加熱でシリカ粒子の除去が確実に行なうことができ、艶出し工程をより効率的に、より短時間にシリカガラス全体の艶出しを行なうことができる。
具体的には、図４に示された方法による場合に比べて、図３に示すｔ３−ｔ２時間の短縮を図ることができる。
【実施例】
【００１９】
次に、直径５００ｍｍ、肉厚１３ｍｍのシリカガラス体を、図２に示した製造装置を用いて加熱処理し、検証を行った。
焦点距離１１０ｍｍ、焦点での艶出し範囲４０ｍｍの第１、第２バーナ４，５を、焦点の間隔が約６０ｍｍになるようにセットする。内周側の第１のバーナ４は水素１８ｍ3／ｈｒ、酸素５．５ｍ3／ｈｒとした。外周側の第２のバーナ５は、水素１２ｍ3／ｈｒ、酸素４ｍ3／ｈｒとした。
そして、図３に示すように、シリカガラス体を回転テーブルで回転させ、第１のバーナ４の線速度が１ｍ／ｍｉｎになるように回転制御（回転速度アップ）した。また、第１のバーナ４は、半径方向の各部位が同等の熱量を受けるように、中心方向に移動速度が速くなるように制御した。
【００２０】
そして、回転テーブルが３回目の回転が始まる時点で、第２のバーナ５に点火し、シリカガラス体の外周側から中心に向けて移動を開始した。また、第２のバーナ５は、第１のバーナと同様に制御した（実際は連動するように移動制御した）。
前記回転テーブルは、第１のバーナ４の線速度が１ｍ／ｍｉｎになるように回転制御し続け、第１のバーナ４はシリカガラス体の中心に到達した時点で消火した。
その後の回転テーブルの回転速度は、前記第１のバーナを基準として定めた回転速度曲線の延長曲線に基づいて制御した。そして、第２のバーナ５がシリカガラス体の中心に到達した際、消火した。この加熱処理時間は１２分であった。
【００２１】
このようにして、加熱処理したシリカガラス体表面を目視観察したところ、透明で（白濁はなく）、シリカ微粒子が残存していないことが認められた。
【００２２】
次に、直径５００ｍｍ、肉厚１３ｍｍのシリカガラス体を、図４に示した加熱処理方法（従来の加熱方法）を行い、上記実施例との処理時間の比較を行った。
この比較例では、１本のバーナを用い、バーナの移動速度を上記実施例１と同一にした。また、回転テーブルの回転速度を、バーナの線速度が１ｍ／ｍｉｎになるように回転制御した。また、バーナがシリカガラス体の中心から外周部に戻る際には、バーナの線速度２ｍｍ／ｍｉｎとした。更に、バーナの移動の際、回転テーブルは、前記場合と同様にバーナの線速度が１ｍ／ｍｉｎになるように回転制御した。このような条件下で処理に要した時間は２０分であった。
したがって、実施例では、この比較例よりも８分の時間の短縮が認められた。
【産業上の利用可能性】
【００２３】
本発明は、シリカガラス体の製造分野において、広く用いることができる。
【図面の簡単な説明】
【００２４】
【図１】図１は、本発明にかかるシリカガラス体の製造装置の概略平面図である。
【図２】図２は、本発明にかかるシリカガラス体の製造装置の概略構成図である。
【図３】図３は、本発明にかかるシリカガラス体の製造方法を説明するための図である。
【図４】図４は、従来のシリカガラス体の製造方法を説明するための図である。
【符号の説明】
【００２５】
１      回転テーブル
２      モータ
３      制御部
４      第１のバーナ
５      第２のバーナ
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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