(57)【要約】【課題】  十分な耐紫外線特性を有し、かつ紫外吸収端近傍における透過特性と製造性を高い次元で両立し得る新規な合成石英ガラスを提供する。【解決手段】  波長１７０ｎｍから３８０ｎｍの全域における透過率が８０％以上、１６３ｎｍの吸収ピークが実質的に存在せず、ＯＨ含有量：３０ｗｔｐｐｍ以下、Ｃｌ含有量：１０ｗｔｐｐｍ以下、フッ素含有量：７０００ｗｔｐｐｍ以上、３００００ｗｔｐｐｍ以下、であることを特徴とする石英ガラスとした。【選択図】  なし【特許請求の範囲】
【請求項１】
波長１７０ｎｍから３８０ｎｍの全域における透過率が８０％以上であり、
１６３ｎｍの吸収ピークが実質的に存在せず、
ＯＨ含有量が３０ｗｔｐｐｍ以下、
Ｃｌ含有量が１０ｗｔｐｐｍ以下、
Ｆ含有量が７０００ｗｔｐｐｍ以上、３００００ｗｔｐｐｍ以下、
であることを特徴とする石英ガラス。
【請求項２】
請求項１記載の石英ガラスを成形加工してなり、波長１９０ｎｍ以下の紫外光を放射する発光手段およびこれら発光手段に付随する光学部材として用いられる石英ガラス成形品であって、
１６３ｎｍに吸収ピークを実質的に有さず、且つ、１６３ｎｍ以下の放射光の透過比率が０．０５以上であることを特徴とする石英ガラス成形品。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明はフッ素含有石英ガラスに関し、例えば、Ｘｅ２＊エキシマランプユニットなどの発光手段に好適に用いることができる石英ガラスおよびその成形品に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来から、紫外線透過用の光学材料として、高純度石英ガラスが用いられている。
一方、近年においては、半導体製造技術の進展と共に、光洗浄や光エッチング等においてＸｅ２＊エキシマランプなどの短波長光源が使用される方向にある。
フッ素添加（含有）石英ガラスは、紫外吸収端が短波長側に制御されることが知られており、Ｘｅ２＊エキシマランプのように、石英ガラスの紫外吸収端近傍における透過特性の制御が重要となる発光手段に対する光学材料として注目されている。石英ガラスの紫外吸収端近傍の透過特性が問われる用途としてはその他に、Ｆ２レーザー、Ｘｅ２＊エキシマレーザー、重水素ランプ、および、これら発光手段に付随する光学部材等がある。
このような紫外線透過特性を有するフッ素添加石英ガラスが、特許文献１に開示されている。
【０００３】
【特許文献１】特開２００５−３０６６５０号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
例えば、１４５−１６０ｎｍという石英ガラスの紫外吸収端における放射光が存在するＸｅ２＊エキシマランプのような発光手段に石英ガラスを用いる場合を考える。Ｘｅ２＊エキシマからの放射光は、まず放電容器を形成する石英管に到達するため、放電容器を形成する石英管が最も大きな影響を受ける。Ｘｅ２＊エキシマからの放射光の発光エネルギーの一部は石英管に吸収されるため、石英管の温度上昇が発生する。石英ガラスの紫外吸収端は、温度の上昇にしたがって長波長側にシフトする。石英ガラスの紫外吸収端が長波長側にシフトするとＸｅ２＊エキシマからの放射光のより多くの部分を吸収してしまうため、石英管の温度はさらに上昇してしまう。つまり、石英管の温度上昇とそれによる紫外透過特性の悪化という悪循環が発生する。従来の石英ガラスにおいてはこのような悪循環が生じやすく、石英ガラスの紫外透過特性が加速度的に悪化しやすいという問題があった。
【０００５】
さらに、石英ガラスの紫外吸収端は、石英ガラスの仮想温度が上昇するにつれて長波長側へシフトすることが知られており、Ｘｅ２＊エキシマランプのように石英ガラスの紫外吸収端における放射光が存在する発光手段に用いる石英ガラスにおいては、紫外吸収端をより精緻に制御するために仮想温度を制御することも重要となる。ここで、仮想温度は低ければ低いほど良いのは言うまでもないが、より低い仮想温度の石英ガラス材を得ようとすると、仮想温度を低下させるための加工時間が指数関数的に増大するという産業上の問題があった。
また、例えば、Ｆ２レーザーは波長１５７ｎｍと短いが、スペクトルは鋭い。これに対して、Ｘｅ２＊エキシマランプのようなランプ用途を考える際には、ブロードな発光に石英ガラスが耐える必要が生じる。このため、使用する石英ガラスについては、レーザー発振波長という特定の波長においてのみではなく、１５０ｎｍ〜１９０ｎｍといった広い波長範囲の全域における透過特性を制御する必要もある。
【０００６】
従来のフッ素添加石英ガラスにおいては、このような問題について十分に検討されているとは言えず、これらの問題を解消した石英ガラスの提供が望まれていた。
本発明はこのような従来事情に鑑みて成されたもので、その目的とする処は、十分な耐紫外線特性を有し、かつ紫外吸収端における透過特性と製造性を高い次元で両立し得る新規な合成石英ガラスを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
以上の目的を達成するために、本発明者らは鋭意研究を続け、所定の光学特性を備え、且つ、ＯＨ濃度、Ｃｌ濃度、Ｆ濃度を適切な範囲とすることで、前述の課題を達成し得ることを知見し、本発明を完成するに至った。
すなわち、本発明に係る石英ガラスは、波長１７０ｎｍから３８０ｎｍの全域における透過率が８０％以上であり、
１６３ｎｍの吸収ピークが実質的に存在せず、
ＯＨ含有量が３０ｗｔｐｐｍ以下、
Ｃｌ含有量が１０ｗｔｐｐｍ以下、
Ｆ含有量が７０００ｗｔｐｐｍ以上、３００００ｗｔｐｐｍ以下、
であることを特徴とする。
【０００８】
本発明によれば、波長１７０ｎｍから３８０ｎｍの全域にわたって、透過率が８０％以上であるため、得られた石英ガラスの紫外透明性が確保される。このため、Ｘｅ２＊エキシマのように広い波長領域にわたる発光スペクトルを有する場合であっても、不要な光学吸収が生ぜず、石英ガラスの温度上昇、紫外線吸収端の長波長側偏移という現象も生じにくい。この波長領域における光学吸収の原因は、パーオキシリンケージ（≡ＳｉＯＯＳｉ≡）、Ｅ’センター（≡Ｓｉ・）、パーオキシラジカル（≡ＳｉＯＯ・）、ＮＢＯＨＣと呼ばれる非架橋酸素ホール中心（≡ＳｉＯ・）、溶存塩素分子，等の化学的欠陥の存在があげられる。
【０００９】
また、本発明によれば、ＯＨ濃度、Ｃｌ濃度、Ｆ濃度が前記した適切な範囲に設定されているため、透過特性の紫外吸収端が短波長側に制御された石英ガラスが実現される。さらに、Ｆ濃度が高く石英ガラスの粘性が下がるため、短時間の加熱処理で所望の仮想温度とし、同時に、紫外吸収端をより精緻に制御することが可能な石英ガラスが実現される。
【００１０】
また、本発明に係る石英ガラス成形品は、前記石英ガラスを成形加工してなり、波長１９０ｎｍ以下の紫外光を放射する発光手段およびこれら発光手段に付随する光学部材として用いられる石英ガラス成形品であって、
１６３ｎｍに吸収ピークを実質的に有さず、且つ、１６３ｎｍ以下の放射光の透過比率が０．０５以上であることを特徴とする。
【００１１】
「１６３ｎｍ以下の放射光の透過比率」とは、光源からの放射光が本発明の石英ガラスを透過した場合に、その透過光における１６３ｎｍ以下の光の透過比率を表すものである（以下、単に「１６３ｎｍ以下比率」という）。「１６３ｎｍ以下比率」は、たとえば、光源がＸｅ２＊エキシマの場合は、Ｘｅ２＊エキシマが本発明の石英ガラスに封入されてＸｅ２＊エキシマランプを形成していたとすると、本発明の石英ガラスを透過したＸｅ２＊エキシマランプからの全放射光に対する１６３ｎｍ以下の放射光の透過比率をいうことになる。
本発明では、「１６３ｎｍ以下比率」が０．０５以上である場合を透過特性が良好と判定した。
さらに、Ｘｅ２＊エキシマランプを例に取って「１６３ｎｍ以下比率」の計算方法を説明すると、Ｘｅ２＊エキシマランプからの全放射光は、Ｈ．Ｅｓｒｏｍにより、文献Ａ（Ａppl.Sur.Sci.54(1992) P440）に開示されている。また、１６３ｎｍ比率は下記式〔数１〕により求める値である。
【００１２】
【数１】
2008189482.tif 000002
【００１３】
ここで、Ｉ（λ）は、下記式〔数２〕で表されるＸｅ２＊の発光強度スペクトル、Ｔ（λ）はＦ添加石英ガラスの透過スペクトルを表す。また、λ０、λ１はそれぞれ出力強度を実質的に求めるときの短波長側限界波長、長波長側限界波長をそれぞれ示す。λ０は１５０ｎｍ以下の波長、λ１は１９０ｎｍ以上の波長とすることが好ましく、ここでは、λ０＝１５０ｎｍ、λ１＝２００ｎｍとして評価するものとする。
【００１４】
【数２】
2008189482.tif 000003
【００１５】
本発明によれば、例えば、Ｘｅ２＊エキシマからの放射光を受けた際の１６３ｎｍ以下の光に対する吸収が小さく、かつ優れた耐紫外線特性を有する石英ガラスを実現できる。紫外吸収端が短波長側に精緻に制御されると、紫外吸収端近傍の光を照射された際に石英ガラスに吸収されるエネルギーが減少し、このような光を照射された際の石英ガラスの温度の上昇幅は減少する。石英ガラスの温度上昇幅が減少すると紫外吸収端の長波長側へのシフトが抑制されるため、吸収エネルギーの増加が抑制され、ガラス温度の上昇をさらに抑制することができるという好ましい循環が得られる。よって、所定の紫外線を受けた際の紫外吸収端近傍における透過特性の変化が低く抑制された、優れた耐紫外線特性を有する石英ガラスが実現される。
【００１６】
また、本発明の石英ガラス成形品は、波長１９０ｎｍ以下の紫外光を放射する発光手段およびこれら発光手段に付随する光学部材として好適に用いることができる。
本発明によれば、発光手段からの放射光のエネルギーを石英ガラスが吸収することに起因するガラスネットワーク中の構造変化が抑制されるため、構造変化によって生じる応力集中を未然に防止することができる。例えば、Ｘｅ２＊エキシマランプの放電容器に当該石英ガラスを用いる場合には、Ｘｅ２＊エキシマからの放射光のエネルギーを吸収することによる応力集中によって放電容器を形成する石英管にクラックが生じる確率を、低く抑制することが可能となる。その結果、従来よりも長寿命のＸｅ２＊エキシマランプを実現することが可能となる。
【発明の効果】
【００１７】
本発明に係る石英ガラスは以上説明したように、所定の光学特性を備え、且つ、ＯＨ濃度、Ｃｌ濃度、Ｆ濃度を適切な範囲とすることで、十分な耐紫外線特性を有し、かつ紫外吸収端近傍における透過特性と製造性を高い次元で両立することができる。よって、例えば、Ｆ２レーザー、Ｘｅ２＊エキシマレーザー、Ｘｅ２＊エキシマランプ、重水素ランプ等の発光手段に対する光学部材などとして好適に用いることができるなど、多くの効果を奏する。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１８】
以下、実施形態例などに基づき本発明について詳述する。
【００１９】
本発明においては、石英ガラスの紫外吸収端近傍における透過特性を精緻に制御し、優れた紫外透過特性を有する光学部材を得ることを要件とする。
また、本発明においては、前述した光学特性に加え、Ｆ濃度、ＯＨ濃度、Ｃｌ濃度を適切な範囲とすることが重要であり、以下、その点について説明する。
【００２０】
（Ｆ濃度）
石英ガラスに係る組成ネットワークの終端元素であるＦを添加すると、ＳｉＯ２のネットワークの構造緩和が進み、紫外吸収端が短波長側にシフトする。ここで、Ｓｉ−Ｆの結合のバンドギャップは、石英ガラスを構成するＳｉ−Ｏ結合よりも大きい。バンドギャップが大きい方が、ＶＵＶ領域の光による結合の切断や構造欠陥が生成する可能性が低く、過酷な条件下での使用に好ましい石英ガラスとなる。すなわち、Ｆ添加量は、基本的には多い方が好ましい。
【００２１】
石英ガラスのＦ添加量においては、約６０００ｐｐｍにシリカネットワーク緩和速度の時定数のＦ濃度依存性に変曲点が存在する。このため、Ｆ濃度を７０００ｐｐｍ以上とすることで仮想温度の低下が容易となり、製造プロセス時間を短縮することができる。つまり、適度なＦ濃度範囲とすることにより初めて、紫外吸収端近傍における透過特性と、製造性とを高い次元で両立させることができる。この点において、Ｆ濃度を１００００ｐｐｍ以上とするとさらに好適である。
【００２２】
但し、Ｆ濃度が３００００ｐｐｍを超えると、２Ｓｉ−Ｆ → Ｓｉ−Ｓｉ＋Ｆ２の反応の進行が顕著になり、加熱加工時に不良が発生し、結果として、Ｓｉ−Ｓｉ型の酸素欠乏欠陥に起因する１６３ｎｍの吸収やＦ２分子による２８８ｎｍの吸収が現れ易くなる。よって、広く３８０ｎｍ以下の紫外用途に用いることを考慮すれば、Ｆ濃度が３００００ｐｐｍを超えると好ましくない。
【００２３】
（ＯＨ濃度）
石英ガラスにおけるＯ−Ｈ結合のバンドギャップは、Ｓｉ−Ｏ結合と比較して小さい。このためＯＨ基が多量に存在すると、紫外吸収端が長波長側にシフトする。よって、ＯＨ濃度を所定濃度以下とすることは、紫外吸収端の制御に必須の要件である。
その一方、ＯＨ基はＦ同様にＳｉＯ２のネットワークを切断する効果を有する。ＯＨ濃度が３０ｗｔｐｐｍ以下であれば、ＯＨによる紫外吸収端のシフトは実質的に無視することができ、かつ、ＯＨ基によるＳｉＯ２ネットワークの緩和効果も期待することができる。
【００２４】
（Ｃｌ濃度）
石英ガラス成分中にＳｉ−Ｃｌが存在すると、ＯＨ基同様、１５０−１７０ｎｍの波長域における透過特性を低下させる。また、Ｓｉ−Ｃｌの結合エネルギーはＳｉ−Ｏ結合と比較して小さいため、紫外線が照射されるとＳｉ−Ｃｌ結合は破壊され易く、破壊されるとＥ’センターと呼ばれる構造欠陥が生成される。このような構造欠陥が生じると２１５ｎｍ付近に光学吸収を生じるという問題が顕在化する。また、構造欠陥の生成に起因する体積変化つまり内部歪みの発生につながる。このような現象は、例えば、Ｘｅ２＊エキシマランプの放電容器を形成する石英管にクラックが生じやすくなる、つまりランプ寿命が短くなるという問題として顕在化する。
Ｃｌ濃度を１０ｐｐｍ以下とすれば、Ｓｉ−Ｃｌ結合の破壊による悪影響は実質的に無視することができる。
【００２５】
本発明に係る石英ガラスの製造方法の一例を説明すれば、まず、ＳｉＣｌ４を火炎中で加水分解するスート法を用いてガラス微粒子堆積体を製造する。原料としてはシロキサン等を使用することも可能である。次に、ガラス微粒子堆積体を焼結炉に挿入し、ＳｉＦ４等のＦ添加剤含有雰囲気下でＦ添加処理、透明化ガラス化処理を行い、石英ガラス母材を得る。ＳｉＦ４等のＦ添加剤の添加濃度、加熱条件等は、所望のＦ添加量が得られるように適宜調整する。このような製法を用いることで、Ａｌ，Ｃａ，Ｆｅ，Ｃｕ，Ｎｉ，Ｃｒ，Ｍｇ，Ｍｎ，Ｃｏ，Ｔｉ，Ｎａ，Ｋ，ＬｉおよびＺｎそれぞれの濃度が５ｗｔｐｐｂ以下の高純度の石英ガラスを得ることが可能である。これら金属不純物が石英ガラスに混入すると紫外〜可視の波長域に多様な吸収を生じるため、可能な限り濃度を低く抑制することが肝要である。
得られた石英ガラス母材は、所定の成形加工工程により、所望の形状に成形加工することができる。例えば、中空の石英管を製造する場合には、ピアッシング法や機械的に穿孔した後、内圧加圧延伸法等で薄肉細径化し、所望の形状の一次加工品を得る。続いてこの一次加工品を酸素濃度１００％および温度１０００℃の雰囲気とした石英炉心管を有する加熱炉内に５時間保持し、その後、処理温度を維持したまま雰囲気をＮ２に置換して５時間保持し、さらに冷却速度を制御しながら温度を下降させることにより仮想温度を調整することで、最終的な石英ガラスの成形品としての石英管を得ることができる。また、板材のような管状以外の成形品についても、所望の形状に成形加工した後に、上述のような処理雰囲気でのアニール処理を行い、最終的な石英ガラスの成形品を得ることができる。
【００２６】
以下、より具体的な実験結果に基づき、本発明について詳述する。
【００２７】
まず、上記スート法により得られた石英ガラス母材から石英管（試料Ｎｏ．１〜２１）を作製した。それぞれの試料における石英ガラス体としての特性（添加元素、仮想温度など）を表１中に示す。
【００２８】
【表１】
2008189482.tif 000004
【００２９】
仮想温度は、以下のように、各試料の赤外透過スペクトルを測定し、２２６０ｃｍ−１の吸収帯のピーク位置から求めることが可能である。
【００３０】
（Ｆ添加石英における仮想温度決定方法）
Ｆ添加石英の仮想温度決定方法としては、赤外分光分析で測定される２２６０ｃｍ−１の吸収ピーク位置を用い、下記式〔数３〕により求めることが可能である。
【００３１】
【数３】
2008189482.tif 000005
【００３２】
ここで、Ｔｆ は仮想温度［℃］、ν２２６０ は２２６０ｃｍ−１ 吸収ピークの吸収波数［ｃｍ−１］を示す。また、α、βにはそれぞれ下記式〔数４〕により求められるものを採用する。
【００３３】
【数４】
2008189482.tif 000006
【００３４】
ここで、［Ｆ］はフッ素濃度［ｍｏｌ％］を示す。
【００３５】
赤外分光分析により ２２６０ｃｍ−１ 吸収ピーク位置を求めるための、測定条件（典型例）を下記表２に示す。
【００３６】
【表２】
2008189482.tif 000007
【００３７】
上記条件で、１試料につき５回ずつの測定を行う。測定データから２２６０ｃｍ−１ 吸収ピーク波数を求めるには、２２６０ｃｍ−１ 帯吸収ピーク位置付近の吸光度スペクトルを拡大し、その頭頂部（吸収最大値）を与える波数を読みとることにより行う。
実際には、吸収ピーク測定波数のばらつきが若干認められることから、測定５回のうち、最小値と最大値を除いた３回分の測定を平均することで、求める仮想温度とする。
【００３８】
表１の「１６３ｎｍ以下比率」とは、前述のように光源からの放射光が本発明の石英ガラスを透過した場合に、その透過光における１６３ｎｍ以下の光の透過比率を表すものである。この場合、光源は、Ｘｅ２＊エキシマであり、「１６３ｎｍ以下比率」は、Ｘｅ２＊エキシマランプからの全放射光に対する１６３ｎｍ以下の放射光の透過比率をいう。表１の「１６３ｎｍ以下比率」では、この値が０．０５以上である場合を透過特性が良好と判定した。具体的な計算方法は段落００１１〜００１４で述べたとおりである。
【００３９】
以下、各試料による条件と評価について説明する。
【００４０】
含有するＦ濃度の好適範囲について、以下の試料で比較検討を行った。
（実施例）
試料Ｎｏ．３〜試料Ｎｏ．９の石英ガラスは、いずれも本発明における好適な範囲でＦ添加されたものである。紫外吸収端が十分に制御されるため１６３ｎｍ以下比率が０．０５より大きくなっている。さらにこれらの石英ガラスを用いてＸｅ２＊エキシマランプ管を製造する場合には、短いアニール時間で仮想温度を１０００℃以下に制御できるという高い製造性を兼ね備える。加えて、仮想温度が制御されることによって紫外吸収端がより精緻に制御されることから、ランプの長寿命化という効果も奏する。特に、Ｆ添加濃度が１００００ｗｔｐｐｍ以上の試料Ｎｏ．６〜試料Ｎｏ．９では、アニール後の仮想温度をさらに下げることができ、それに対応するように寿命がさらに長くなり、特に好ましいことが確認できる。
（比較例）
試料Ｎｏ．１の石英ガラスは、Ｆが添加されていないものである。試料Ｎｏ．２は、Ｆ添加濃度を５０００ｗｔｐｐｍとしたものである。これらの試料のようにＦ添加量が少ない場合、Ｆ添加に伴う脱ＯＨが不十分であり、ＯＨ基が１００ｐｐｍ以上残留している。その結果、紫外吸収端の制御が不十分となり１６３ｎｍ以下比率が低く、本発明の課題を解決しない石英ガラスとなっている。また、試料Ｎｏ．３〜９と同等のアニール時間で加熱処理しても仮想温度が１０００℃以下に低下しておらず、仮想温度の制御が重要な用途に対しては、Ｆ濃度が好適な範囲にある試料Ｎｏ．３〜９に対して製造性で劣ることがわかる。
また、試料Ｎｏ．１０の石英ガラスは、Ｆ添加濃度を３６０００ｗｔｐｐｍとしたものである。Ｆ濃度が２００００ｗｔｐｐｍより高濃度になると１６３ｎｍ吸収が増加する傾向が現れ、３６０００ｗｔｐｐｍにおいて実際に透過特性に影響を与えうる程度の１６３ｎｍ吸収ピークが現れる。この影響で１６３ｎｍ以下比率が低下するため、本発明の課題を解決しない石英ガラスとなっている。
【００４１】
次に、含有するＯＨ濃度の好適範囲について、Ｆ添加濃度を同一とし、ＯＨ残留量（ＯＨ含有量）を変えた試料で比較検討を行った。
（実施例）
ＯＨ残留量が１ｗｔｐｐｍ（試料Ｎｏ．７）、１０ｗｔｐｐｍ（試料Ｎｏ．１６）、３０ｗｔｐｐｍ（試料Ｎｏ．１７）のいずれにおいても、１６３ｎｍ以下比率は０．０５以上となり、好適な範囲であることが確認できる。
（比較例）
ＯＨ残留量が４０ｗｔｐｐｍ（試料Ｎｏ．１８）では、１６３ｎｍ以下比率が０．０５を割りこみ、良好特性とはならないことが確認できる。
【００４２】
次に、含有するＣｌ濃度の好適範囲について比較検討する。残留Ｃｌ濃度（Ｃｌ含有量）の異なる石英ガラスは、ガラス微粒子堆積体にＦ添加処理する際に、ＳｉＦ４のようなＦ添加剤とＣｌ２の共存雰囲気とし、さらにこの際のＣｌ２濃度を調整することにより製造することができる。
（実施例）
Ｃｌを添加していない試料Ｎｏ．７の石英ガラスには１６３ｎｍ吸収が殆どなく、１６３ｎｍ以下比率が良好である。また、Ｃｌ濃度が１０ｐｐｍと、本発明の好適な範囲にある試料Ｎｏ．１９の石英ガラスもまた１６３ｎｍ以下比率が良好である。
（比較例）
Ｎｏ．１９〜２１の試料を比較すると、Ｃｌ濃度の増加に伴って酸素欠乏欠陥に起因する１６３ｎｍ吸収が増加することがわかる。試料Ｎｏ．２０および２１のようにＣｌ濃度が２０ｗｔｐｐｍ以上の石英ガラスでは、実際に透過特性に影響を与えうる程度の１６３ｎｍにおける吸収が発生し、１６３ｎｍ以下比率の点で特性良好とならない。
【００４３】
次に、仮想温度について検討する。
Ｎｏ．１１〜１５の試料は、Ｆ濃度、ＯＨ濃度、Ｃｌ濃度が本発明の好適な範囲に含まれる試料であり、アニール条件を調整することによって仮想温度を７５０℃から１１５０℃まで変化させたものである。いずれの試料においても１６３ｎｍ以下比率が０．０５以上となっており、本発明の好適な範囲に含まれているが、仮想温度を低下させることにより１６３ｎｍ以下比率はさらに向上することがわかる。仮想温度を制御することにより、紫外吸収端における透過特性がより精緻に制御された結果である。
仮想温度を１１５０℃とした試料Ｎｏ．１５の場合には、当該石英ガラスを用いてＸｅ２＊エキシマランプの石英管を形成すると、ランプ寿命が３０００時間を割り込むという問題が生じる。仮想温度はガラスの構造緩和の指標であるため、仮想温度が高い石英ガラスには、内部歪みが相対的に高いレベルで残留していると考えられる。１４５−１６０ｎｍという石英ガラスの紫外吸収端に放射スペクトルを有するＸｅ２＊エキシマランプの場合には、Ｘｅ２＊エキシマからの放射光の一部は必ず石英管に吸収され、内部歪みが増加する。内部歪みが限界に到達した時に石英管にクラックが生じてランプが破損すると考えられることから、仮想温度の高い石英管を用いたＸｅ２＊エキシマランプにおいて、ランプ寿命が低下するものと考えられる。
つまり、Ｘｅ２＊エキシマランプに対して本発明の石英ガラスを使用する場合には、ランプユニットに装着される状態において仮想温度を１０００℃以下に制御することにより、ランプ寿命を３０００時間以上とすることが可能となり、Ｘｅ２＊エキシマからの発光のなかでも短波長の成分の透過特性が高く、かつ透過特性の劣化が低く、かつランプ寿命の長い高性能のランプが実現できる。本発明の開示する石英ガラスは、Ｆ濃度を７０００ｐｐｍ以上、３００００ｐｐｍ以下とすることにより石英ガラスの粘性が低くなっているため、短時間のアニール処理で、つまり高い製造性の下で１０００℃以下の仮想温度とすることが可能である。
【００４４】
以上の結果から、本発明に係る石英ガラスの優位性を確認することができた。
【００４５】
以上、本発明の実施形態例を説明したが、本発明は前記した形態例、試験例に限定されるものではなく、特許請求の範囲に記載された技術的思想の範疇において各種の変更が可能であることは言うまでもない。