二氧化硅容器及其制造方法技术

本发明专利技术是一种二氧化硅容器的制造方法，其包含：制成混合粉的工序，其在二氧化硅粒子即第一原料粉中，添加铝化合物或结晶核剂而制成混合粉；暂时成形的工序，其一边使具有减压用孔的外模框旋转，一边导入混合粉至外模框的内壁，暂时成形为规定形状；形成二氧化硅基体的工序，其通过将暂时成形体从外周侧减压而脱气，并从暂时成形体的内侧进行高温加热，来将暂时成形体的外周部分制成烧结体，并将内侧部分制成熔融玻璃体而形成二氧化硅基体；及形成透明二氧化硅玻璃层的工序，其一边从二氧化硅基体的内侧喷撒其二氧化硅纯度比第一原料粉高的第二原料粉，一边从内侧进行高温加热，由此，在二氧化硅基体的内表面形成透明二氧化硅玻璃层。由此，能提供一种二氧化硅容器的制造方法，其以廉价而比较低质量的二氧化硅粉末作为主原料，并且以投入能量较少、低成本的方式来制造高尺寸精确度、高耐久性、低放出气体性的二氧化硅容器。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术是有关于一种将二氧化硅作为主要构成成分的，特别是有关于一种低成本、高尺寸精确度、高耐久性的。
技术介绍
二氧化硅玻璃，是被使用作为大规模集成电路(LSI)制造用投影曝光装置(微影装置)的透镜、棱镜、光罩或显示器用TFT基板、紫外线或红外线灯用管、窗材、反射板、半导体工业用洗净容器、二氧化硅半导体熔融容器等。然而，作为这些二氧化硅成形体的二氧化硅玻璃的原料，必须采用昂贵的四氯化硅等化合物，又，因为二氧化硅玻璃的熔融温度或加工温度非常高，大约为2000°C，所以能源消耗量大而造成二氧化碳的大量排出，该二氧化碳被认为是地球暖化气体之一。因此，先前以来，思考一种采用较低廉的原料且以比较低的温度来制造二氧化硅玻璃的方法。例如，在专利文献1中，公开了一种方法，是将硅烷氧化物(silicon alkoxide)加水分解而成为二氧化硅溶胶，随后使其凝胶化而成为湿式凝胶，并通过干燥而成为干式凝胶，最后通过高温焙烧来得到透明二氧化硅玻璃体的方法(溶胶凝胶法)。又，在专利文献 2中，公开了一种方法，是从由含有四甲氧基硅烷或四乙氧基硅烷与二氧化硅微粒子的二氧化硅溶胶溶液所构成的二氧化硅溶胶混合溶液，通过溶胶凝胶法来得到透明二氧化硅玻璃的方法。又，在专利文献3中，公开了一种在将硅烷氧化物和二氧化硅玻璃微粒子作为主原料，来制造透明二氧化硅玻璃的制造方法中，于200°C 小于1300°C的范围内所实行的加热处理，是在含氧环境中进行，进而在含氢环境中进行升温至1700°C以上的加热处理，而且在前述2种加热处理之间，进行减压环境加热处理。但是，这些先前的溶胶凝胶法，其所制造的二氧化硅玻璃，不仅是在尺寸精确度或耐久性方面有问题，而且在成本方面也不便宜。又，在专利文献4中，公开了一种将至少2种不同的二氧化硅玻璃粒子，例如，将二氧化硅玻璃微粉末与二氧化硅玻璃粒混合而制成含水的悬浮液，随后加压成形并在高温下烧结而得到含二氧化硅复合体的方法(注浆成形法(slip casting method))。又，在专利文献5中，公开了一种方法，先制造出一种混合液(注浆)，其含有100 μ m以下的尺寸的二氧化硅玻璃粒子与100 μ m以上的尺寸的二氧化硅玻璃颗粒，并通过注入成形模框，随后干燥、烧结，来制造不透明二氧化硅玻璃复合材。但是，这些先前的注浆成形法，在干燥工序或烧结工序，成形体的收缩大，无法制造出高尺寸精确度的厚度大的二氧化硅玻璃成形体。如此，从粉体原料来制造二氧化硅玻璃成形体的方法，有上述的问题。因此，目前作为LSI用单晶硅制造用二氧化硅坩埚的制造方法，是采用如专利文献6及专利文献7所记载的制造方法。这些方法，是在进行旋转的碳制模框中，投入经超高纯度化处理过的天然石英粉或合成方英石(cristobalite)粉并成形后，通过从上部压入碳电极且对碳电极通电而产生电弧放电，来使环境温度上升至石英粉的熔融温度区域(推定为1800 2100°C左右)并且使石英原料粉熔融、烧结的方法。但是，这些制造方法，因为使用超高纯度的石英原料粉，所以会有高成本的问题。又，依照先前的二氧化硅玻璃成形体的制造方法，先制造单晶硅成长用二氧化硅坩埚，并使用该二氧化硅坩埚时，会有在成长后的结晶硅中，混入许多气泡等的问题。现有技术文献专利文献专利文献1 日本特开平7-206451号公报专利文献2 日本特开平7-277743号公报专利文献3 日本特开平7-277744号公报专利文献4 日本特开2002-362932号公报专利文献5 日本特开2004-131380号公报专利文献6 日本特公平4-22861号公报专利文献7 日本特公平749871号公报
技术实现思路
专利技术要解决的问题本专利技术是鉴于前述的问题而开发出来，其目的在于，提供一种二氧化硅容器的制造方法及此种二氧化硅容器，该制造方法是以廉价而比较低质量的二氧化硅粉末作为主原料，并能减少投入能量而以低成本来制造出一种以二氧化硅作为主要构成成分的二氧化硅容器，此容器具有高尺寸精确度、高耐久性且可抑制气体放出。解决问题的技术手段本专利技术是为了解决上述课题而开发出来，提供一种二氧化硅容器的制造方法，是以二氧化硅作为主要构成成分且具有旋转对称性的二氧化硅容器的制造方法，其特征在于，至少包含制成混合粉的工序，其在二氧化硅粒子即第一原料粉中，添加铝化合物和成为结晶核剂而用于二氧化硅玻璃的结晶化的化合物粉中的至少任一种而制成混合粉；制成暂时成形体的工序，其一边使具有旋转对称性且在内壁配设有减压用孔而形成的外模框旋转，一边导入前述混合粉至前述外模框的内壁，将前述混合粉按照前述外模框的内壁，暂时成形为规定形状而制成暂时成形体；形成二氧化硅基体的工序，其通过形成于前述外模框的减压用孔来进行减压，由此，将前述暂时成形体从外周侧减压而脱气，并通过放电加热熔融法而从前述暂时成形体的内侧进行高温加热，来将前述暂时成形体的外周部分制成烧结体，并将内侧部分制成熔融玻璃体而形成二氧化硅基体；及形成透明二氧化硅玻璃层的工序，其一边从前述二氧化硅基体的内侧喷撒由结晶质二氧化硅所构成且其二氧化硅纯度比前述第一原料粉高的第二原料粉，一边通过放电加热熔融法从内侧进行高温加热，由此，在前述二氧化硅基体的内表面形成透明二氧化硅玻璃层。若是包含这些工序的二氧化硅容器的制造方法，能抑制溶解于所制造的二氧化硅容器中的气体(气体分子)。因此，因为在使用二氧化硅容器时，能抑制从二氧化硅容器放出的气体分子，所以能降低气体分子对被收容在二氧化硅容器中的收容物所造成的不良影响。又，同时具有充分地防止对所收容的收容物造成杂质污染的能力，且能以较少能量消耗量且以高生产性及低成本来制造出具有高尺寸精确度、高耐久性的二氧化硅容器。此时，优选是将由前述暂时成形体来形成二氧化硅基体的工序中的环境气体，设为以惰性气体作为主成分且含有1体积％以上的H2气体的混合气体。如此，若将由暂时成形体来形成二氧化硅基体的工序中的环境气体，设为以惰性气体作为主成分且含有1体积％以上的H2气体的混合气体，则在溶解于所制造的二氧化硅容器中的气体之中，特别是能有效地降低溶解在二氧化硅基体中的H2O和O2分子的溶解量。又，本专利技术的二氧化硅容器的制造方法，能将形成前述透明二氧化硅玻璃层的工序中的环境气体，设为以惰性气体作为主成分且含有1 25体积％的O2气体的混合气体。如此，若将形成透明二氧化硅玻璃层的工序中的环境气体，设为以惰性气体作为主成分且含有1 25体积％以上的&气体的混合气体，则能得到碳(C)微粒子少的透明二氧化硅玻璃层。又，本专利技术的二氧化硅容器的制造方法，能将形成透明二氧化硅玻璃层的工序中的环境气体，设为以惰性气体作为主成分且含有1 10体积％以上的H2气体的混合气体。如此，若将形成前述透明二氧化硅玻璃层的工序中的环境气体，设为以惰性气体作为主成分且含有1 10体积％以上的H2气体的混合气体，则在溶解于所制造的二氧化硅容器中的气体之中，特别是能有效地降低溶解在二氧化硅基体中的H2O和&分子的溶解量。又，本专利技术的二氧化硅容器的制造方法，能将前述第一原料粉的二氧化硅纯度设为99. 9 99. 999重量％。如此，本专利技术的二氧化硅容器的制造方法的情况，即便将作为原料的第一原料粉的二氧化硅纯度设为较本文档来自技高网...

【技术保护点】
１．一种二氧化硅容器的制造方法，是以二氧化硅作为主要构成成分且具有旋转对称性的二氧化硅容器的制造方法，其特征在于，至少包含：制成混合粉的工序，其在二氧化硅粒子即第一原料粉中，添加铝化合物和成为结晶核剂而用于二氧化硅玻璃的结晶化的化合物粉中的至少任一种而制成混合粉；制成暂时成形体的工序，其一边使具有旋转对称性且在内壁配设有减压用孔而形成的外模框旋转，一边导入前述混合粉至前述外模框的内壁，将前述混合粉按照前述外模框的内壁，暂时成形为规定形状而制成暂时成形体；形成二氧化硅基体的工序，其通过形成于前述外模框的减压用孔来进行减压，由此，将前述暂时成形体从外周侧减压而脱气，并通过放电加热熔融法而从前述暂时成形体的内侧进行高温加热，来将前述暂时成形体的外周部分制成烧结体，并将内侧部分制成熔融玻璃体而形成二氧化硅基体；及形成透明二氧化硅玻璃层的工序，其一边从前述二氧化硅基体的内侧喷撒由结晶质二氧化硅所构成且其二氧化硅纯度比前述第一原料粉高的第二原料粉，一边通过放电加热熔融法从内侧进行高温加热，由此而在前述二氧化硅基体的内表面形成透明二氧化硅玻璃层。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...

【专利技术属性】
技术研发人员：山形茂，
申请(专利权)人：信越石英株式会社，
类型：发明
国别省市：JP