不透明石英玻璃及其制造方法技术

[课题]本发明专利技术提供一种遮光性高、机械强度以及对氢氟酸的清洗耐性优异的不透明石英玻璃。[解决手段]本发明专利技术提供一种不透明石英玻璃，通过使该不透明石英玻璃中存在的不定形气泡的最大宽度的平均值为3～15μm，且密度为2.15g/cm3以上，发现精烧后的机械强度以及对氢氟酸的清洗耐性提高，厚度为10mm时的白度为75～90％，厚度为4mm时对波长0.24～2.6μm的光的反射率为60～85％，精烧后的弯曲强度为95MPa以上。另外，通过在本发明专利技术的不透明石英玻璃中混入发泡剂并进行精烧而在表面附近产生球状气泡，通过调整球状气泡的比例，得到调整了不透明石英的白度、反射率、弯曲强度、对氢氟酸的清洗耐性的不透明石英玻璃。酸的清洗耐性的不透明石英玻璃。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】不透明石英玻璃及其制造方法


[0001]本专利技术涉及热射线屏蔽性、遮光性优异的不透明石英玻璃及其制造方法。更详细地，涉及可适用于半导体制造装置用部件、光学设备的部件等的不透明石英玻璃锭及其制造方法。

技术介绍

[0002]由于石英玻璃的透光性、耐热性、耐化学药品性优异，因此被用于照明设备、光学设备部件、半导体工业用部件、理化设备等各种用途。其中，在石英玻璃中含有气泡等的不透明石英玻璃由于其优异的热射线屏蔽性而被用于半导体热处理装置的凸缘和炉芯管。另外，由于遮光性优异，因此也被用作投影仪用光源灯的反光板(反射器)基材等光学设备部件。
[0003]不透明石英玻璃根据制法分为两种。包括内部含球状气泡的类型和内部含不定形气泡的类型。作为内部含球状气泡的不透明石英玻璃的制造方法，已知有在晶质二氧化硅或非晶质二氧化硅中通过干法混合添加氮化硅等发泡剂，通过氢氧焰熔融的方法(例如，参照专利文献1～3)等。通过该制造方法制造的不透明石英玻璃由于气泡不均匀地分散，另外，凝聚的发泡剂气化而形成气泡，因此气泡容易变大，机械强度和对光的反射率变低。
[0004]作为内部含不定形气泡的不透明石英玻璃的制造方法，提出了将非晶质二氧化硅粉末的成型体在其熔融温度以下的温度下加热，在完全致密化之前中断热处理，从而将其局部烧结的方法(例如，参照专利文献4、5)。通过该制造方法制造的不透明石英玻璃能够减小不定形气泡的平均直径，对气泡数的增减控制也容易，因此与含有球状气泡的类型的不透明石英玻璃相比，是能够得到更高的机械强度和对光的反射率的优异的制造方法。现有技术文献
[0005]专利文献专利文献1：日本专利第3043032号公报专利文献2：日本专利第6666464号公报专利文献3：日本专利第6676826号公报专利文献4：日本专利第3763420号公报专利文献5：日本专利第6751822号公报

技术实现思路

专利技术要解决的课题
[0006]在内部含球状气泡的类型的不透明石英玻璃的情况下，对于为了生成气泡而加入的发泡剂来说，不与二氧化硅粉均匀混合而凝聚的发泡剂气化而形成气泡，因此气泡容易
变大，得到的不透明石英玻璃的机械强度和对光的反射率降低。另外，由于表面存在开放气泡，因此即使对其表面进行精烧(焼仕上
げ
)加工时，精烧面(焼
き
仕上
げ
面)也容易变得粗糙，在将不透明石英玻璃用作凸缘时，与装置的密合性变差，容易导致泄漏等问题。而且，由于表面粗糙且表面积大，因此在使用氢氟酸清洗时，存在蚀刻量容易变多、清洗后的表面进一步凹凸化的问题。
[0007]在内部含不定形气泡的不透明石英玻璃的情况下，可以减小不定形气泡的平均直径，但根据不定形气泡的尺寸和数量，与内部含球状气泡的类型的不透明石英玻璃同样地存在以下情况：对光的反射率和机械强度降低、以及使用氢氟酸清洗时的蚀刻量容易增加。
[0008]另外，内部含球状气泡的类型和内部含不定形气泡的类型的任一类型的不透明石英玻璃，在对其表面进行精烧的情况下，虽然也取决于精烧条件，但都存在以下情况：在表面附近发生由于汇合引起的气泡的大型化，与精烧前相比对光的反射率降低。为了在精烧后也得到高反射率，作为使精烧前的不透明石英玻璃的反射率成为更高的值的方法，有预先增加内部的球状或不定形的气泡数的方法。此时存在如下问题：由于气泡数的增加，密度和机械强度的降低、使用氢氟酸清洗时的蚀刻量容易增加。
[0009]本专利技术的目的在于，提供遮光性高、机械强度和对氢氟酸清洗的耐性优异的不透明石英玻璃及其制造方法。解决课题的手段
[0010]一种不透明石英玻璃，其是仅含不定形气泡的不透明石英玻璃，其特征在于，不定形气泡的最大宽度的平均值为3～15μm，密度为2.15g/cm3以上，厚度为10mm时的白度为75～90％，厚度为4mm时对波长0.24～2.6μm的光的反射率为60～85％，弯曲强度为80MPa以上，予以说明，不定形气泡的最大宽度的平均值是指将样品切断，用扫描型电子显微镜观察切断面的20个以上的不定形气泡的形状，测定不定形气泡的最大宽度而获得的平均值。另外，一种不透明石英玻璃，其是具有精烧面、仅含不定形气泡的不透明石英玻璃，其特征在于，不定形气泡的最大宽度的平均值为3～15μm，密度为2.15g/cm3以上，厚度为10mm时的白度为75～90％，厚度为4mm时对波长0.24～2.6μm的光的反射率为60～85％，弯曲强度为95MPa以上，予以说明，不定形气泡的最大宽度的平均值是指将样品切断，用扫描型电子显微镜观察切断面的20个以上的不定形气泡的形状，测定不定形气泡的最大宽度而获得的平均值。另外，一种不透明石英玻璃，其是具有精烧面、包含不定形气泡和球状气泡的不透明石英玻璃，其特征在于，不定形气泡的最大宽度的平均值为3～15μm，密度为2.15g/cm3以上，厚度为10mm时的白度为75～90％，厚度为4mm时对波长0.24～2.6μm的光的反射率为60～85％，弯曲强度为95MPa以上。予以说明，不定形气泡的最大宽度的平均值是指将样品切断，用扫描型电子显微镜观察切断面的20个以上的不定形气泡的形状，测定不定形气泡的最大宽度而获得的平均值。
[0011]通过在仅含不定形气泡的不透明石英玻璃中混入作为发泡剂的碳化硅微粉，通过
精烧在表面附近产生球状气泡，从而不定形气泡和球状气泡混合存在。在进行精烧前的状态下，为了使石英玻璃中含有球状气泡，采取通过使用氢氧焰的熔融来制造不透明石英玻璃的方法，但在此情况下，由于作为发泡剂混入内部的碳化硅微粉在熔融时发泡，因此在熔融后内部不再存在碳化硅微粉。因此，在精烧时得不到发泡的效果。
[0012]本专利技术的不透明石英玻璃在进行精烧前的状态下，在玻璃中仅存在不定形气泡，其不定形气泡的最大宽度的平均值为3～15μm。当不定形气泡的平均直径小于3μm时，可以得到高的白度和反射率，但在精烧时，由于玻璃中大量含有的气泡彼此汇合，表面粗糙度容易变大，容易导致机械强度的降低和使用氢氟酸清洗时的蚀刻量增加，因而不优选。当不定形气泡的平均直径大于15μm时，容易导致密度降低，难以使密度为2.15g/cm3以上。予以说明，不定形气泡的最大宽度的平均值是指将样品切断，用扫描型电子显微镜观察切断面的20个以上的不定形气泡的形状，测定不定形气泡的最大宽度而获得的平均值。
[0013]本专利技术的不透明石英玻璃的密度为2.15g/cm3以上。在进行精烧前的状态下，不定形气泡的数量多，当密度小于2.15g/cm3时，机械强度容易降低，弯曲强度得不到80MPa以上的值。另外，在精烧后的状态下，不定形气泡和球状气泡的数量较多，当密度小于2.15g/cm3时，同样地，机械强度容易降低，弯曲强度得不到95MPa以上的值。
[0014]本专利技术的不透明石英玻璃的厚度为10mm时的白度为75～90％，厚度为4mm时对波长0.24～2.6μm的光的反射率为60～85％。通过将不定形气泡的平均直径和密度控制在上述范围内，可以得到上本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.不透明石英玻璃，其是仅含不定形气泡的不透明石英玻璃，其特征在于，不定形气泡的最大宽度的平均值为3～15μm，密度为2.15g/cm3以上，厚度为10mm时的白度为75～90％，厚度为4mm时对波长0.24～2.6μm的光的反射率为60～85％，弯曲强度为80MPa以上，予以说明，不定形气泡的最大宽度的平均值是用截面扫描型电子显微镜观测测定样品截面出现的20个以上的不定形气泡而得到的不定形气泡的最大宽度的平均值。2.权利要求1所述的不透明石英玻璃，其是具有精烧面、仅含不定形气泡的不透明石英玻璃，其特征在于，不定形气泡的最大宽度的平均值为3～15μm，密度为2.15g/cm3以上，厚度为10mm时的白度为75～90％，厚度为4mm时对波长0.24～2.6μm的光的反射率为60～85％，弯曲强度为95MPa以上，予以说明，不定形气泡的最大宽度的平均值是用截面扫描型电子显微镜观测测定样品截面出现的20个以上的不定形气泡而得到的不定形气泡的最大宽度的平均值。3.权利要求1所述的不透明石英玻璃，其是具有精烧面、包含不定形气泡和球状气泡的不透明石英玻璃，其特征在于，不定形气泡的最大宽度的平均值为3～15μm，密度为2.1...

【专利技术属性】
技术研发人员：谷口隆，伊藤千绘美，铃木孝哉，大场佑香，
申请(专利权)人：东曹石英股份有限公司，
类型：发明
国别省市：