JP2001354438A

JP2001354438A - 不透明合成石英ガラスから作られる部材の製造法と、この方法によって製造される石英ガラス管

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Publication number: JP2001354438A
Application number: JP2001120924A
Authority: JP
Inventors: Udo Gertig; ウド・ゲルティッヒ; Johann Leist; ヨハン・ライスト; Waltraud Werdecker; ヴァルトラウト・ヴェルデッカー; Helmut Leber; ヘルムート・レーバー
Original assignee: Heraeus Quarzglas GmbH and Co KG; Shin Etsu Quartz Products Co Ltd
Current assignee: Heraeus Quarzglas GmbH and Co KG; Shin Etsu Quartz Products Co Ltd
Priority date: 2000-04-20
Filing date: 2001-04-19
Publication date: 2001-12-25
Also published as: DE10019693A1; EP1148035A2; KR20010098761A; TWI252843B; US20020134108A1; US6684664B2; EP1148035A3; DE10019693B4

Abstract

(57)【要約】【課題】高い化学純度と高い寸法精度を備えた部材、
特に薄肉円管または管部を低い費用で生産できる、不透
明石英ガラスから作られた部材の製造方法とこのような
石英ガラス部材を提供すること。【解決手段】本発明は、（ｉ）少なくとも部分的に多
孔質のＳｉＯ₂一次粒子凝集物である、圧縮かさ密度
０．８ｇ／ｃｍ³以上の高純度合成ＳｉＯ₂粒状材料の形
の出発材料を用意し、（ii）該粒状材料を型に充填し、
溶融工程を通じて不透明石英ガラスに転換し、そして
（iii）加熱成形工程で予備成形物を成形する、不透明
石英ガラス部材の製造方法である。本方法により製造さ
れる石英ガラス管、特に半導体の製造に利用するのに適
しているものは、リチウム含有量１００重量ｐｐｂ未満
の合成ＳｉＯ₂の粒状材料から成る石英ガラスから作ら
れ、その肉厚が０．５ｍｍ〜１５ｍｍであることを特徴
としている。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、不透明な合成石英
ガラスから作られる部材の製造法に関する。また、本発
明は、前記方法で製造される石英ガラス管に関する。

【０００２】

【従来の技術】半完成品または完成品としての石英ガラ
スの管、ロッド、パネル、およびブロックは、高温安定
性と熱疲労抵抗性とともに優れた遮熱性が不可欠である
熱工学への応用のための重要な部材である。特に、半導
体産業の応用は、不透明石英ガラス管および使用される
部材の純度に対する要求を増加し続けている。反応器、
拡散管、熱遮蔽体、ベルジャー、フランジなど、数多く
の例がある。これらの応用装置は、スペクトルの主とし
て赤外領域において不透明となるガラス素子を必要とす
る。低純度の石英ガラスに存在する不純物が、ガラスの
不透明さに寄与する。しかしながら、純粋な出発原料か
ら製造される石英ガラスは透明なため、人工的にガラス
に細孔を導入することによって不透明にしなくてはなら
ない。

【０００３】この状況では、不透明な半加工品を熱成形
工程で成形することによって薄肉の不透明石英ガラス管
または管部を製作しようとすると、そのような管または
管部の壁が薄いために、特に製造に高純度の出発材料が
使用されている場合には、成形工程で加熱される間に透
明になりやすい。本発明は、純粋な出発材料から作製さ
れる前述のすべての不透明石英ガラスの薄肉管の部材の
製造に関するものである。

【０００４】純粋な出発材料から不透明石英ガラスを製
造する方法は、平均粒径３００μｍの合成ＳｉＯ₂と窒
化ケイ素粉末の形の添加剤とから成る粉末混合物を調製
し、この混合物を溶融することによって石英ガラスの不
透明さを出すことを提案することがＥＰＯ特許出願公開
明細書第１８１６２９７号に記載されている。溶融時、
Ｓｉ₃Ｎ₄粉末の熱分解により、窒素などのような粉末混
合物の気体成分が放出される。気体成分は、軟化した石
英ガラス中に細孔を生じ、成形体に所望の不透明さをも
たらす。成形物体は、グラファイトフェルトを内張りし
たグラファイトの型の中に粉末混合物を入れ、電気加熱
炉で温度１８００℃で真空中で加熱することによって製
造される。溶融時、軟化した溶融状態の石英ガラスの前
線が、いわゆる「溶融前線」を形成して型の壁から中心
に向かって半径方向に移動する。

【０００５】何らかの汚染がある場合、石英ガラスの失
透を生じ、それによって脆弱になり、熱疲労抵抗性が減
少する。残留する添加剤が石英ガラスの品質特性に悪影
響を及ぼす可能性もある。また、不均質な細孔分布とい
う性状も有害である。ガラス化は細孔成長工程を伴い、
より大きな細孔はより小さなものの不利益になる。しか
しながら、より大きな細孔は、不透明にはほとんど寄与
せず、不透明石英ガラスの密度を低下させるとともに、
石英ガラス成形物体の機械的安定度と耐用期間を減少さ
せる。そのような成形物体からの石英ガラス管の製造
は、特に高い寸法精度が要求される場合には、手間と時
間を要する。肉厚に対する高い寸法精度は、溶融によっ
て石英ガラスに他の部材が取り付けられるあらゆる用途
において一般に不可欠である。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】本発明は、不透明石英
ガラスから作られ、高い化学的純度と高い寸法精度を特
徴とする、前述の薄肉の管または管部の部材の安価な製
造法を提供するという課題に基づくものである。本発明
は、特に半導体の製造に使用するために、前述の方法で
作製された石英ガラス管を提供するという課題に基づく
ものである。

【０００７】

【課題を解決するための手段】不透明石英ガラス部材の
製造法を提供するという課題は、（ａ）少なくとも部分的に多孔質のＳｉＯ₂一次粒子凝
集物である、圧縮かさ密度が０．８ｇ／ｃｍ³以上の高
純度合成ＳｉＯ₂粒状材料の形の出発材料を用意する段
階と；（ｂ）該粒状材料を型に導入し、溶融工程により不透明
石英ガラスの予備成形物を作製する段階と；（ｃ）不透明石英ガラス部材の形成時に熱成形工程で該
予備成形物を成形する段階と；を含む方法によって解決
される。

【０００８】本発明による方法は、高温で少なくとも２
つの処理段階（以下、「熱処理工程」または「熱成形工
程」と呼ぶ）を必然的に伴う。前述の方法の段階（ｂ）
および（ｃ）において、出発材料および該出発材料から
作られる予備成形物は、それぞれ高温での加工に付され
る。本発明による方法は、高純度の出発材料からでさえ
も、前述の熱処理段階後に純粋な石英ガラスから作られ
た不透明部材が得られることを特徴としている。第２の
熱成形工程は、不透明な部材の仕上がり寸法を、高い寸
法精度の所望の値に調整するための低いコストの機会を
提供するものである。これは、管状部材の肉厚、内径、
外径ならびに棒状部材の外径に主として関係がある。

【０００９】本発明による方法で絶対に必要なことは、
前述の工程段階（ａ）で、高純度の合成ＳｉＯ₂から作
られる粒状材料の形の出発材料を使用することである。
本発明の目的のための好適な高純度のＳｉＯ₂出発材料
において、Ｌｉ、Ｎａ、Ｋ、Ｍｇ、Ｃａ、Ｆｅ、Ｃｕ、
Ｃｒ、Ｍｎ、Ｔｉ、およびＺｒなど汚染物質の総含有量
は、１重量ｐｐｍ未満である。この場合、添加物は汚染
物質とは考えない。粒状材料は、ＳｉＯ₂一次粒子の少
なくとも部分的に多孔質の凝集物から成り、０．８ｇ／
ｃｍ³未満の圧縮かさ密度を有する。この種の一次粒子
は、ケイ素化合物の火炎加水分解または酸化、いわゆる
ゾル‐ゲル法による有機ケイ素化合物の加水分解、また
は液体媒体中での無機ケイ素化合物の加水分解によって
作製できる。

【００１０】これらの方法のうちのいずれかによって作
製された一次粒子は高純度であることを特徴とするが、
かさ密度が低いために取り扱いが難しい。したがって、
これらの材料を造粒法によって圧縮することが一般的で
ある。造粒により、微細な一次粒子が、より大きな直径
の凝集物を形成される。本発明による方法の成功のため
に、粒状材料の溶融時に材料内に気体が閉じ込められる
ことが不可欠であり、それには、個々の凝集物に開放細
孔空間または閉鎖細孔空間によって与えられるある程度
の有孔性が存在していることが要求される。予備成形物
の溶融工程において、焼結および崩壊段階のときに大多
数の既存の細孔空間が閉じる。しかしながら、既存の解
放細孔の溝は、赤外線を後方散乱させることができ、し
たがって高い赤外線不透明性をもたらす、多数の微細な
閉鎖細孔に変換される。表面亀裂を示すでこぼこの表層
構造を備えた凝集物からなる粒状材料を使用することに
よって、石英ガラスに必要な不透明度を導入することも
できる。溶融工程において、これらの亀裂は、気体を連
行できる細孔空間を形成する。これらの微細な閉鎖細孔
は入射光を散乱させ、それによって予備成形物を不透明
化する。

【００１１】その結果、前述の公知方法で行われるよう
に、不透明さを生ずるためにガラス化の間に揮発性にな
る添加剤を添加する必要が無いし、添加剤と一緒に汚染
物質を石英ガラスに取り込む危険も無い。圧縮かさ密度
０．８ｇ／ｃｍ³以上で、ＳｉＯ₂粒状材料を型に入れて
予備成形物を作製する。圧縮かさ密度は粒状材料の多孔
性の指標であり、ＤＩＮＩＳＯ７８７ｐａｒｔ１１
に従って決定することができる。

【００１２】製造に関するさらに詳細な情報ならびに本
発明による方法に適した粒状材料の化学的および物理的
特性を以下に説明する。不透明石英ガラスから作られた
予備成形物は、溶融工程により粒状材料から作製され
る。このために、粒状材料を型に入れて加熱および溶融
する。同様に、溶融工程の前および最中に粒状材料を追
加することもできるが、絶対に必要なことは不透明合成
石英ガラスから作られた予備成形物を得ることである。
予備成形物は通常は円筒の形を有しているが、球形や円
錐形など、円筒形からの逸脱物は本発明の方法の技術的
成功にとって無関係である。予備成形物の溶融工程が完
了する前、予備成形物の少なくとも一部は粒状材料また
はバルク粒状材料の層として存在している。簡略化のた
めに、この中間状態も「予備成形物」と呼ぶ。

【００１３】予備成形物の外面のクリーニンングやスム
ージングなどの任意の処理段階の後で、予備成形物に加
熱成形工程が施され、所望の不透明石英ガラス部材が高
い寸法精度で作製される。加熱成形工程は、軟化させた
予備成形物を引抜加工によって、あるいは別の成形品、
工具、または重力によって成形することによって実施で
きる。このようにして、管、ロッド、ブロック、および
パネルなどの部材を作製できる。予備成形物の部材への
成形を実施する工程はいくつかの手順で実施することも
できるが、唯一必要なことは、部材が、その所望の仕上
がり寸法を追加加熱段階以前に達成しえないため、第１
の加熱処理段階で作製された予備成形物は、少なくとも
１回の追加の加熱処理段階において不透明石英ガラス部
材に加工される、ということである。その結果、部材は
高い寸法精度の仕上り寸法で作製できる。

【００１４】本発明の方法は、管または管部のように形
作られた不透明石英ガラス部材の製造に特に適している
ことが判明した。この目的のために、予備成形物は型か
ら取り出され、次にその外面に機械的処理を施され、そ
の後、予備成形物は加熱ゾーンに移動される。加熱ゾー
ンにおいて、予備成形物は、その一端から軟化を開始し
て他端に向かって進むように加工し、軟化した時点で、
引伸しとブローアップ成形とによって不透明石英ガラス
管に成形される。この方法は、壁厚が小さく直径公差が
厳格な、薄肉円管の製造に特に適している。この種の管
および管部の壁厚は０．５ｍｍ〜１５ｍｍの範囲であ
る。

【００１５】溶融工程を通じて粒状材料から予備成形物
を作製する加熱処理段階の後、予備成形物に少なくとも
１回の追加加熱処理段階を施し、それにより予備成形物
を軟化し、引き伸ばし、（薄壁の）不透明石英ガラス管
にブローアップ成形する。この方法の特徴の１つは、高
純度の出発材料を使用しているにもかかわらず、前述の
加熱処理段階を通じて不透明な石英ガラス管が得られる
こと−これは薄肉円管の製造に特に重要−であり、１回
または複数回の追加の加熱処理段階の前では不透明石英
ガラス管の仕上り寸法が高い寸法精度を示さないことで
ある。前述の特性を達成するために絶対に必要なこと
は、すでに説明してきたように、高純度の合成ＳｉＯ₂
の粒状材料から成るという点で本発明の方法の段階
（ａ）に適合する予備成形物の製造に、出発材料が使用
されるということである。

【００１６】型から予備成形物を取り出した後、該予備
成形物の外面の少なくとも一部−例えば、円筒形の予備
成形物の外部円筒表面−に機械処理を施して、ゆるく接
着している材料を外表面から取り除き、その後、表面を
スムージングする。外表面をできる限り滑らかにするこ
とにより、本方法の後続の段階で高い品質の表面の作製
が容易化される。この処理の後、予備成形物を加熱領域
に移動する。加熱ゾーンでは、予備成形物は、一端から
軟化を開始し他端に向かって進行するように加工する。
この工程では、予備成形物は、引伸しとブローアップ成
形とによって不透明合成石英ガラスからなる薄肉円管に
成形される。引伸しおよびブローアップ成形は、いくつ
かの手順で実施することもできるが、唯一重要なこと
は、第１の加熱成形工程で作製された予備成形物が、少
なくと１回の後続の加熱成形工程を通じて、高い寸法精
度を特徴とする不透明石英ガラス構成管に加工すること
ができるということである。本発明による方法は、合成
出発材料から高純度の不透明石英ガラス管を、薄壁を備
えた製品として個別容器に入った状態で低いコストで製
造するのに役立つ、最初のものである。

【００１７】本発明の文脈の中で、薄壁の石英ガラス管
は、約１５ｍｍ以下の壁厚を備えた管と定義する。薄壁
の不透明石英ガラス管は、例えば、高純度の半導体材料
を加工するための部材の製造に使用される。その注型適
性と優れた取扱性状のために、圧縮かさ密度０．９ｇ／
ｃｍ³〜１．４ｇ／ｃｍ³の範囲の粒状材料から成る出発
材料が、当該用途に特に適していることが判明し、石英
ガラスの不透明性の点で−特にスペクトルの赤外線部分
において−、優れた結果をもたらす。

【００１８】圧縮かさ密度と同様に、粒状材料の比表面
積は、粒状材料または凝集物の多孔性の指標である。本
発明の方法の目的のために特に適しているのは、（ＢＥ
Ｔ法により）比表面積１ｍ²／ｇ〜４０ｍ²／ｇ、好まし
くは１０ｍ²／ｇ〜３０ｍ²／ｇのＳｉＯ₂粒状材料であ
った。粒状材料の比表面積（ＢＥＴ法）は、当該材料の
細孔空間が大きいことの結果であり、したがって、外表
面ではなく、むしろ細孔溝によって形成される内部表面
を反映している。細孔空間と組み合わさって作用するこ
とにより、ガラス化の間、前述の大きい表面がガス状の
一酸化ケイ素（ＳｉＯ）の形成に好都合に働き、細孔に
閉じ込められた気体が逃げられないため、微小な細孔の
つぶれが防止される。その結果、均質な細孔分布、高密
度、十分に高い粘度、そして低い失透傾向を特徴とする
純粋な不透明石英ガラスが得られる。この種の不透明石
英ガラスから作られる石英ガラス管は、優れた遮熱性と
高温下での長い耐用期間とを特徴としている。

【００１９】あとに続く加熱成形工程の前に、結晶化誘
発物質を予備成形物の外面に塗布することによって、熱
安定性−特に薄肉円管の−さらに増加させることができ
る。開放細孔を備えた外面は、安定化物質の浸透および
凝固に有利である。硝酸アルミニウムまたはアルミニウ
ム六水和物などのような液体アルミニウム含有物質の吹
き付け塗布が特に適していることが判明した。後続の加
熱成形工程では、当該物質から結晶の核が形成され、開
放細孔を有する外面に凝固した当該物質は、結晶化領域
の急速な成長に有利である。結晶化領域は、高温下での
部材の使用時の早期に生じるいわゆる「たるみ」を効果
的に防止することによって熱安定性を与え、すなわち、
耐用期間を延長させる。これは、薄肉部材に特に重要で
ある。

【００２０】ＳｉＯ₂粒状材料の比表面積は、ＢＥＴ法
に準拠して求められる（ＤＩＮ６６１３２）。当該方
法の好ましい変形例では、ＳｉＯ₂一次粒子の平均粒径
は、０．５μｍ〜５μｍの範囲内、または０．２μｍ未
満である。前者は、いわゆる「ゾルーゲル」法によって
有機ケイ素化合物の加水分解によって一次粒子を生成す
ることによって得られ、粒径０．２μｍ未満のものは、
無機ケイ素化合物の火炎加水分解または酸化によって生
成される熱分解法一次粒子に存在している。これは、本
発明の方法でこれらの一次粒子の混合物を生成および処
理するのに適しており、沈降ケイ酸から得られる一次粒
子も同様に使用できる。一次粒子の非晶構造はガラス化
工程における低い失透傾向に寄与する。

【００２１】当該方法の両方の変形例において、大きな
自由表面を有していることが一次粒子の特徴である。物
理的または化学的な結合力によりこの種の多数の粒子が
凝集することにより、本発明の目的に適した粒状材料が
生成される。造粒は、公知の方法、特に、一次粒子を含
む懸濁液または塊のペレット化（湿式造粒法）、噴霧乾
燥、または加圧造粒（押出し）によって実施できる。特
に、ゾル−ゲル法で生成される一次粒子の大部分が好適
な球形のものであるので、これらの一次粒子は、粒状材
料に高密度に充填される。自由表面は、隣接する一次粒
子の接触面の分だけ減少するが、前述のように、ガラス
化工程のときに個々の一次粒子間に閉鎖細孔が形成され
ることもある。５μｍ未満の小さな平均粒径の一次粒子
を使用すると、それに応じて優れた細孔分布が達成され
る。平均粒径はＡＳＴＭＣ１０７０に基づいて判断さ
れ、Ｄ₅₀値と呼ばれる。

【００２２】個々のＳｉＯ₂粒が、より高い密度の外部
領域によって少なくとも部分的に囲まれている、より低
い密度の内部領域を有する不均質な密度分布を示す、そ
のような粒状材料を使用することが有利である。これに
より、ガラス化のときに、気体を内部領域に閉じ込め
て、完全にまたは部分的に、気体が逃げ出さないように
することができ、細孔の形成と石英ガラスによる不透明
の達成に寄与する。この内部領域は、高密度の外部領域
によって外側から少なくとも部分的に分離される中空の
空間として形作られることが好ましい。もう一つの選択
肢として、または追加として、凝集物の外面に亀裂を備
えさせることも好ましい。高度に構造化された、亀裂を
備えた外面は、予備成形物作製の溶融工程の間、気体の
閉じ込めと細孔の形成に寄与する。上述のタイプの表面
特性は、押出しによって粒状材料を作製することによっ
ても得ることができる。堆積粒状物（ペレット状粒
体）、噴霧粒状物（granulate）、または押出粒状物な
どの粒状材料が本発明の目的に適していることが判明し
ている。

【００２３】凝集物を温度８００℃〜１，３５０℃で熱
処理することによって予備圧縮した粒状材料を使用する
ことが有利であった。この熱処理により、圧縮かさ密度
と比表面積を前述のように好ましい値に調整することが
できる。当該工程において、ガラス化の間に主として材
料の外部領域の細孔および細孔溝が収縮して閉じるよう
に、外部領域を多孔性または中空の内部領域よりもより
高密度にすることが可能である。このために、外部領域
と内部領域との間の初期温度勾配が完全に釣り合う前
で、圧縮がまた未完了のときに、熱処理を中止または一
次停止する。これは、例えば、粒状物を加熱ゾーンに通
過させることによって容易に実施できる。塩素含有雰囲
気中で熱処理を実施することにより、気化性の塩素化合
物および水酸化物を形成する汚染物質が取り除かれる。
これにより、粒状材料の純度が向上するだけでなく、粒
状材料から作られる石英ガラスの粘度が増加し、さらに
失透傾向が減少する。塩素含有雰囲気は、塩素および／
または塩素化合物を含有できる。

【００２４】平均粒径１００μｍ〜４，０００μｍの凝
集物からなるＳｉＯ₂粒状材料を使用することが特に有
利であった。粒径１００μｍ未満の凝集物の微細分級物
を除去することも有利となりうる。このために、粒径１
００μｍ未満の粒子（grain）をすでに作製された粒状
材料から取り除くか、または、粒状材料の生成時にその
ような粒子が生成されないように阻止する。予備成形物
を作製するための溶融工程の間、または、粒状材料を予
備圧縮するための熱処理の間、温度勾配があると、より
粗い粒状体の粒子ができやすい。温度勾配の結果、外部
領域がより高密度となるように粒子内部に密度勾配が生
じ、したがって、前述のように、溶融工程中の細孔の形
成に有利である。逆に、寸法が小さいため微細な凝集粒
子は上述のタイプの密度勾配の形成を抑制または防止
し、その結果、微細粒子分級物は細孔形成に寄与しな
い。

【００２５】この材料から作られる石英ガラス管の粘度
は、粒状材料に５重量ｐｐｍ〜２０重量ｐｐｍのアルミ
ニウムをドーピングすることによって増加させることが
できる。ナノレベルのＡｌ₂Ｏ₃粒子を手際よく分散させ
てドーピングすることによって添加物を均質に分散させ
ることができる。その大きな比表面積により、この用途
に特に適した熱分解法によってＡｌ₂Ｏ₃粒子をこの目的
のために特別に製造できる。アルミニウムの添加物は、
例えば硝酸アルミニウムまたは塩素酸アルミニウム溶液
の形のアルミニウム含有液（溶液）によって導入するこ
ともできる。

【００２６】光のアークで溶融することによって不透明
石英ガラスから予備成形物を生成することが有利であ
り、このとき、ガラス化の前線は予備成形物の内部表面
から外側に向かって移動する。中空の円筒状の予備成形
物の場合、この内部表面はボアホールの内壁に相当す
る。ガラス化前線とは、完全溶融状態の材料と部分溶融
状態の材料との間のはっきりしない相境界のことであ
る。部分溶融状態の材料は、まだ開放細孔および溝を含
んでいるが、完全溶融状態の材料は、外部表面との接触
部を有しない閉鎖細孔しか含まない。予備成形物は、前
線が予備成形物の壁を通って内側から外側に向かって進
むように、内側から加熱される。昇華可能な汚染物質は
気体相に転移し、ガラス化前線の前方へ、予備成形物の
有孔領域に向かって押し出され、そこから出て行くか、
または吸引することも可能である。

【００２７】この工程のとき、アークを使用し、予備成
形物をその回転軸線を中心として回転させながら、内側
から外側に向かって進むように１９００℃以上のガラス
化温度に加熱すると有利であることが判明している。予
備成形物の回転により予備成形物が確実に均質に加熱さ
れる。均質な加熱は、温度ピークおよび密度勾配の形成
を防止するために不可欠である。アーク内で加熱するこ
とにより、予備成形物は、１９００℃を超える特に高い
温度にさらされる。この温度で、拡散および物質移動工
程が加速され、それにより、汚染物質、特にガス状の汚
染物質、が昇華と吸引によって効果的に除去される。

【００２８】好適な方法において、予備成形物を石英ガ
ラス管に成形するために水平引抜工程が利用される。水
平引抜工程では、中空の円筒などに形作られた予備成形
物が水平に方向付けられ、その長手方向軸線のまわりを
回転させられながら、ゆっくり連続的に加熱ゾーンに移
動させられ、そこで造形工具に向かってブロー成形さ
れ、内部の超過圧力の影響下で連続的に引抜加工され
る。この方法は、壁厚０．５ｍｍ〜１５ｍｍの不透明石
英ガラス管の製造に特に適している。壁厚は、少なくと
もある程度まで、任意の使用条件下の任意の管径によっ
て要求される機械的および熱的安定性にも依存してい
る。例えば、直径２５０ｍｍの管の厚さは、通常は５ｍ
ｍ〜８ｍｍである。

【００２９】本方法の同様に好適な別の変形例では、予
備成形物を石英ガラス管に成形するために垂直引抜工程
が利用される。この方法も、長手方向軸線が垂直方向を
向いている中空の円筒状の予備成形物を使用する。予備
成形物は連続的に加熱ゾーンに移動させられ、そこで軟
化させられ、通常は工具を使用せずに、薄肉の石英ガラ
ス管に引抜加工される。この方法は、外径５０ｍｍ以
下、壁厚５ｍｍ未満の石英ガラス管の製造に適してい
る。管状の石英ガラス部材に関する前述の技術的課題
は、部材の石英ガラスをリチウム含有量１００重量ｐｐ
ｂ以下の合成ＳｉＯ₂から作り、その壁厚を０．５ｍｍ
〜１５ｍｍにすることによって解決する。

【００３０】本発明により製造される部材の特徴は、（ａ）部材が、一般に高純度、特に１００重量ｐｐｂ以
下の低リチウム含有量であることを特徴とする合成石英
ガラスから構成されていること；（ｂ）部材が、壁厚０．５ｍｍ〜１５ｍｍの薄壁である
こと；そして（ｃ）部材が、不透明石英ガラスから構成されているこ
と、である。石英ガラスの製造において、要件（ａ）と
（ｂ）は、特徴（ｃ）（不透明）の達成を難しくするも
のである。本発明による方法は、不透明で高純度の石英
ガラスからそのような薄壁石英ガラス管を製造しやくす
る最初のものである。

【００３１】その高純度および不透明性により、本方法
により製造される石英ガラス管は、半導体製造における
熱工学応用装置に特に適している。この材料から作られ
る部材の極めて微細な細孔分布は、本発明に従った用途
において非常に優れた遮熱性を実現する。不透明な部材
の片側の局在温度ピークは、石英ガラスの不透明度によ
って均等化され、そのため、より均一な温度分布が部材
の反対側に確立される。薄壁の石英ガラス管は、例えば
軽量と高不透明度の両方を要する用途で使用される。第
１の加熱成形工程で予備成形物から作製される、本発明
により製造される石英ガラス管は、合成出発材料から高
い寸法精度の高純度石英ガラス管の費用効果が高い生産
に役立つ、後続の１回または複数回の加熱成形工程を伴
う少なくとも１回の追加の加熱成形工程の後に得られ
る。これらの管が高い寸法精度であることにより、他の
石英ガラス管、特に透明な石英ガラス管を前記管に溶融
によって正確な嵌め合わせで取り付けることができる。

【００３２】別の改良は、石英ガラスを、２００重量ｐ
ｐｂ未満、好ましくは６０重量ｐｐｂ未満の低ナトリウ
ム含有量であって、２００重量ｐｐｂ未満、好ましくは
５０重量ｐｐｂ未満の低カリウム含有量であるように設
計することである。低含有量のアルカリ金属汚染物質の
とき、この種の石英ガラスでは、特徴として、比較的に
高い粘度がみられる。リチウム汚染レベルは、一般に１
０重量ｐｐｂ未満であるべきである。半導体製造および
加熱工程に応用の場合、壁厚４ｍｍ〜８ｍｍの部品を使
用することが特に好ましい。

【００３３】高温応用の場合、安定化層を有する石英ガ
ラス管を使用することが特に好ましい。安定化層は、本
発明の方法の説明で既に述べたように、加熱成形工程の
前に結晶化誘発成分を予備成形物の外面に塗布すること
によって作製される。加熱成形のときに、予備成形物の
外面に、熱安定化結晶領域の形で安定化層が形成され、
その部分が、高温加熱時にたるむのを防止する。複数の
実施態様と図面に基づいて以下に本発明の説明を行う。
当該実施態様は、図面では概略図で示されている。

【００３４】

【発明の実施の形態】図１に、当初多孔質の成形体１を
ガラス化することによって不透明石英ガラスから中空の
円筒１２を製造する、本発明による方法の概略図を示
す。ここで成形物体１の製造法を詳しく説明する。湿式
造粒法を利用して、合成ＳｉＯ₂からＳｉＯ₂粒状材料を
作製する。粒状材料をＣｌ₂／ＨＣｌガス混合気で処理
してクリーニングする。クリーニング後の材料の汚染物
質の含有量を検出し、リチウム１０未満、ナトリウム４
０、カリウム３６、鉄３０（重量ｐｐｂ単位）であるか
確認する。粒状材料のＢＥＴ比表面積と当該材料の圧縮
かさ密度を、円筒状のロータリー窯で温度１，２００℃
で加熱圧縮することによって、それぞれ、３４ｍ²／ｇ
および１．１ｇ／ｃｍ³に調整する。

【００３５】次に、この粒状材料を、長手方向軸線３を
中心として回転する管状の金型２に充填する。回転方向
を図１の方向矢印４によって示す。このバルク材料を、
遠心力の影響下で、テンプレートによって、金型２の内
壁５で回転対称の成形物体１に形作る。成形物体１のバ
ルク層は厚さ約１００ｍｍで、内径約７５ｍｍの連続ボ
アホール６の形の内部ボアホール５を備えている。バル
ク材料は、本方法の後続の段階の前に、遠心力を印加す
ることによって穏やかに圧縮される。

【００３６】不透明の中空円筒１２を作製するために、
機械的に予備圧縮させた形状本体１の連続領域を、成形
物体１の内側ボア６から外側に向かって進むようにアー
クで溶融する。このために、成形物体１の一端から開始
する内側ボア６内に電極対８を挿入し、内壁９に沿って
成形物体１の反対端部に向かって連続的に移動させる。
電極対８の送り速度は５５ｍｍ／分に設定する。この比
較的に低い送り速度で、遮熱性の高いバルク材料（成形
物体）が十分に加熱され、密度の高い壁を形成できる。
アーク７の温度は、成形物体１をガラス化できる程度に
高温である。成形物体１の内壁で、２１００℃を超える
最大温度が達成できる。当該工程中、成形物体１の内側
にガラス化の前線１０が生じ、金型２に向かって内側か
ら外側に進む。ガラス化領域は、成形物体１の開放細孔
領域１１と成形物体１の部分的に溶融状態の不透明領域
１２との間の相境界に対応している。内部ボア６の内壁
９から基本的に半径方向に外側に向かうガラス化の前線
１０の移動方向を、図１の方向矢印１４によって概略的
に示す。電極対８の送り速度は、ガラス化領域の動きに
重ね合わされる。粒状のＳｉＯ₂に閉じ込められた気体
により、不透明領域１２に細孔が形成され、所望の不透
明が確実に生成される。

【００３７】アーク７が高温であるので、内部ボア６の
内壁領域はこの手順の途中で強く圧縮される。これによ
り、溶融工程を通じて成形物体１から作製された中空の
円筒１２に、透明または半透明の石英ガラスの内部表面
層１５が形成される。金型２から取り外した後、中空の
円筒１２に付着している砂があれば除去し、機械的研磨
によって外表面を注意深く滑らかにする。図示の実施形
態では、中空の円筒１２の寸法は、外径１９０ｍｍ、内
径１５０ｍｍである。中空の円筒１２は、その後の引抜
手順で必要な不透明石英ガラス塊となる。外径が大きく
（例えば、３５０ｍｍ）、十分な壁厚（例えば、５から
８ｍｍ）を備えた石英ガラス管は、大きな塊状の中空の
円筒から作製できる。この種の石英ガラス管は、主とし
て、直径３００ｍｍの半導体ウェーハを製造する際の部
材として使用される。

【００３８】次に、引伸ばしとブロー成形によって中空
の円筒１２を不透明石英ガラスに加工する方法を説明す
る。図２に、水平引抜法の共通設備を示す。前述の方法
の段階で作製される石英ガラスの中空の円筒１２を、水
平方向に向けたその長手方向軸線のまわりに回転させ、
その後、供給設備２０によって方向矢印２１で示される
方向に５ｃｍ／分の速度で連続的に前進させて、中空の
円筒１２の周囲にリング状に配置される電気抵抗炉２２
に入れる。石英ガラスの粘度は、温度約２，１００℃
で、中空の円筒１２を管２３に引抜加工できる程度に低
くなる。この段階は、管２３をその長手方向軸線のまわ
りに回転させながら、管２３を矢印２５の方向に速度１
０ｃｍ／分で引抜加工する引抜設備２４によって容易化
される。直径２５０ｍｍ、壁厚５５ｍｍの管２３の自由
端部を、石英ガラスから作られた引抜ロッド２６と気密
結合状態になるように溶融し、中空の円筒１２の反対側
の自由端部を気密な回転伝達貫通部２７によって密封す
る。グラファイトジョー２９と整列させられている２つ
の水冷式成形ジョー２８を備えた造形工具が炉内に突出
している。次に、管２３は、グラファイトジョー２９に
向かってブロー成形される。管２３および中空の円筒１
２内の内部超過圧力を確立および維持するために、回転
伝達貫通部２７を通じて中空の円筒１２に酸素流が導入
される。この時点でかなりの粘性を有する中空の円筒１
２は、内部超過圧力により、固定されたグラファイトジ
ョーに向かって膨らんで、壁厚５．５ｍｍで、所定の直
径２５０ｍｍが達成される。

【００３９】このようにして得られた薄肉円管２３は、
不透明な合成石英ガラスから構成されている。以下の汚
染レベルが、リチウム１０未満、ナトリウム６０、カリ
ウム５０未満、鉄１００（重量ｐｐｂ単位）が検出され
る。壁の厚さ全体を通過する通過量は、スペクトルの紫
外線部、可視光線部、赤外線部で１％未満（初期放射強
度に対して）である。

【００４０】前述の方法で使用されるＳｉＯ₂粒状材料
を、図３の例によって以下に説明する。図３に、粒状材
料の典型的な１つの粒子３１の概略図を示す。球形の粒
状体３１は、多孔質の石英ガラスから成り、より高密度
の外部領域３３に囲まれている、より低密度の中央部領
域３２を有している。中央部領域および外部領域の密度
は、それぞれ、透明石英ガラスの密度の約４０％および
６０％である。中央部領域３２と外部領域３３との間の
相境界はなだらかである。粒径は４２０μｍ、外面層３
３の厚さは約１００μｍである。

【００４１】粒状材料の製造には、混合装置を利用する
一般的な湿式造粒法が利用される。当該方法では、比表
面積（ＢＥＴ法）６０ｍ²／ｇのＳｉＣｌ₄火炎加水分解
によって製造される非晶質のナノレベルの熱分解法Ｓｉ
Ｏ₂粒子が水系懸濁液に作製され、その後、材料が粒状
の凝集物として断片状になるまで、攪拌しながら継続的
に脱水される。乾燥後、粒状材料の比表面積（ＢＥＴ
法）は５０ｍ²／ｇであり、このようにして作製された
球形の粒状体の直径は１６０μｍ〜１，０００μｍであ
る。その後、ＳｉＯ₂粒状材料を温度１，２００℃に加
熱され、塩素含有雰囲気を含むゾーンに通し、粒状物に
熱予備圧縮とクリーニングの両方を作用させる。細孔溝
が存在することによってＳｉＯ₂粒子の表面がクリーニ
ングガスに接近することができ、ガス状の汚染物質を容
易に除去できるので、塩素によるクリーニングは特に効
果的である。このときの処理量は１０ｋｇ／時である。
この段階の途中で、個々の粒状体に温度勾配が確立さ
れ、それにより、異なる密度の中央領域３２と外部領域
３３とが形成される。

【００４２】この前処理の後、ＳｉＯ₂粒状材料は、圧
縮かさ密度１．１ｇ／ｃｍ³で、ＢＥＴ比表面積３４ｍ²
／ｇを有すること特徴づけられる。平均粒径は、約４２
０μｍである。このとき、特に重要なことは−製造条件
によりこの特別のケースには要求されないが−、材料を
不透明石英ガラス作製工程に供給する前に、粒径１００
μｍ未満の微細粒子分級物を除去することである。Ｌ
ｉ、Ｎａ、Ｋ、Ｍｇ、Ｃａ、Ｆｅ、Ｃｕ、Ｃｒ、Ｍｎ、
Ｔｉ、およびＺｒなどの汚染物質の総含有量は、２００
重量ｐｐｂ未満である。

【００４３】その後、非晶質のナノレベルのＳｉＯ₂粒
子から成るこの粒状材料を使用して、図１および２の例
で説明したように、不透明石英ガラスを製造することが
できる。多数の非常に小さい一次粒子が凝集することに
より、個々の粒状体の粒子が形成されているので、ガラ
ス化の工程により、上に詳述したように微細なかつ均質
な細孔分布が得られる。

【００４４】図４に、単一の噴霧粒子４１の断面を概略
的に示す。この粒子は、前述の図１および２の例で説明
した方法に使用するのに適した噴霧造粒材の典型であ
る。典型的な噴霧粒子４１は、ＳｉＯ₂一次粒子の凝集
物であり、外面層４３によって囲まれた中空の空間４２
から構成されている。外面層４３は、中空の空間４２と
外側を狭い溝４４で連結する煙突状の構造を含んでい
る。噴霧粒子４１は、外径約３００μｍ、外面層４３の
厚さ約１００μｍである。

【００４５】噴霧粒状材料の作製法を以下に説明する。
比表面積（ＢＥＴ法）６０ｍ²／ｇの高純度でナノレベ
ルの熱分解法ＳｉＯ₂一次粒子を脱イオン水に分散させ
る。次いで、アルミニウム１２重量ｐｐｍを熱分解法Ａ
ｌ₂Ｏ₃の形で添加する。スリップ粘度が４５０ｍＰａｓ
のときに懸濁液を密度１，３８０ｇ／ｌに調整する。市
販の噴霧乾燥器（ドルスト社、タイプＤ４００）を使用
して、懸濁液を空気温度３８０℃、スリップ圧力１０．
５ｂａｒで噴霧し、平均粒径３３０μｍ、残留水分０．
３％の噴霧粒状材料を作製する。噴霧粒状材料の比表面
積（ＢＥＴ法）は、かさ密度０．６ｇ／ｃｍ³で５４ｍ²
／ｇである。引き続き、粒状材料を、処理量６．１ｋｇ
／時で１，２００℃のＨＣｌ／Ｃｌ₂気体雰囲気を通過
させることによってクリーニングして熱圧縮する。

【００４６】この処理の後、材料の比表面積は、かさ密
度０．８ｇ／ｃｍ³、圧縮かさ密度０．９２ｇ／ｃｍ³で
２０ｍ²／ｇとなる。これらの粒子作製条件下で、粒径
１００μｍ未満の微細粒子分級物は、噴霧造粒のときに
サイクロンによって既に分離されている。Ｌｉ、Ｎａ、
Ｋ、Ｍｇ、Ｃａ、Ｆｅ、Ｃｕ、Ｃｒ、Ｍｎ、Ｔｉ、およ
びＺｒなどの汚染物質の総含有量は、５００重量ｐｐｂ
未満である。その後、非晶質のナノレベルのＳｉＯ₂粒
子から成るこの噴霧粒状材料を、図１および２の例で説
明した方法によって不透明石英ガラスの製造に利用でき
る。多数の非常に小さい一次粒子が凝集することによっ
て個々の噴霧粒状体が形成されているので、ガラス化の
工程により、微細な均質な細孔分布が得られる。そうで
あったとしても、中空の空間４２が、ガラス化工程のと
きに少なくとも部分的に保存される別のほとんど閉じた
気体空間を形成すると、閉じ込められた気体はガラス化
のときに逃げ出さないよう妨げられ、したがって、細孔
の形成と石英ガラスの不透明の生成に寄与する。

【００４７】図５に、押出物の形で存在する粒状材料の
単一の粒子５１の概略図を示す。押出物も、図１および
２の例によって上に説明された方法で使用するのに適し
ている。典型的な粒子５１はＳｉＯ₂一次粒子の凝集物
でもあり、細孔溝５３を囲む細長い外表面５２を有す
る。外表面５２は、多数の深溝５４の存在により、亀裂
を備えた構造を呈している。粒子５１の直径は０．２ｍ
ｍ〜１ｍｍであり、粒子の長さは太さの数倍である。

【００４８】押出物は、比表面積（ＢＥＴ法）４００ｍ
²／ｇを備えた高純度で発熱性のナノレベルのＳｉＯ₂一
次粒子の高粘度の塊片と脱イオン水とを押出機装置に入
れ、スクリーンなどのダイから押し出す周知の押出法に
よって作製される。ダイの個々の孔は、通常は、断面が
円形のボアホールとなるように設計されているが、図６
の押出物６１で示されているように、星形または多角形
の断面も構造化された表面形状を生成するのに適してい
る。、この実施形態では、個々の粒状体の、深く亀裂の
入った構造化された表面形状６２が、溶融工程を通じて
当該材料から作製される石英ガラスの所望の不透明度に
本質的に寄与する。図に記載の押出物５１、６１に存在
する追加の「ガストラップ」（内部細孔溝５３、強く構
造化された表面６２）が存在することにより、約３ｍ²
／ｇという比較的低い比表面積（ＢＥＴ法）でさえ所望
の有孔度を生成するに十分である。

【００４９】引き続き、多孔質の押出物をクリーニング
して１，２５０℃で焼結させ、その途中で、材料の比表
面積が約３ｍ²／ｇとなり、圧縮かさ密度が０・９５ｇ
／ｃｍ³になるように調整する。Ｌｉ、Ｎａ、Ｋ、Ｍ
ｇ、Ｃａ、Ｆｅ、Ｃｕ、Ｃｒ、Ｍｎ、Ｔｉ、およびＺｒ
などの汚染物質の総含有量は、４００重量ｐｐｂ未満で
ある。

【００５０】図５および６による非晶質のナノレベルの
ＳｉＯ₂粒子から成るこの押出物は、図１および２の例
で説明される方法を利用した不透明石英ガラスの製造に
利用できる。この粒状物のＢＥＴ表面は比較的小さい
が、個々の粒子５１の表面が高度に構造化され、溝を含
んでいるため、中空の円筒１２のガラス化の間に個々の
粒子間の気体が閉じ込められ、そのため、所望の不透明
度が達成される。そうであったとしても、完全に閉じた
細孔溝５３が、ガラス化工程のときに少なくとも部分的
に保存される別のほとんど完全に閉じた気体空間を形成
する。

【図面の簡単な説明】

【図１】図１は、中空円筒形成時にアークによって粒状
材料をガラス化（溶融）する工程段階を示す図である。

【図２】図２は、水平引抜工程中に石英ガラスの円筒を
引き伸ばしてトップブロー成形することによる石英ガラ
ス管の製造法を示す図である。

【図３】図３は、本発明によるＳｉＯ₂粒状物の第１の
実施形態を単一のＳｉＯ２粒子の断面として示した図で
ある。

【図４】図４は、噴霧造粒材料の形の本発明によるＳｉ
Ｏ₂粒状物の第２の実施形態を単一の噴霧粒子の断面と
して示した図である。

【図５】図５は、押出物の形の本発明によるＳｉＯ₂粒
状物の第３の実施形態を三次元図として示した図であ
る。

【図６】図６は、押出物の形の本発明によるＳｉＯ₂粒
状物の別の実施形態の断面図である。

【符号の説明】

１成形体２金型３回転軸４回転方向５内壁６内部ボアホール７アーク８電極対９内表面１０ガラス化前線１２中空の円筒／不透明領域１３移動方向２０供給設備２１移動方向２２加熱ゾーン２３石英ガラス管２４引抜き装置２５移動方向２６引抜きロッド２７回転伝達貫通部２８水冷式成形ジョー２９グラファイトジョー３１粒状体３２中央部領域３３外部領域４１噴霧粒子４２中空の空間４３外面層５１粒状体５２外表面５３細孔溝５４深溝６１押出物６２構造化された表面形状

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (71)出願人 599089712 ヘレウス・クアルツグラース・ゲゼルシャフト・ミット・ベシュレンクテル・ハフツング・ウント・コンパニー・コマンディット・ゲゼルシャフトＨｅｒａｅｕｓＱｕａｒｚｇｌａｓＧｍｂＨ＆Ｃｏ．ＫＧドイツ連邦共和国、63450 ハナウ、クアルツシュトラーセＱｕａｒｚｓｔｒａｓｓｅ， 63450 Ｈａｎａｕ，Ｇｅｒｍａｎｙ (72)発明者ウド・ゲルティッヒドイツ連邦共和国、63867 ヨハネスベルク、アム・ヴィンゲルト 50 (72)発明者ヨハン・ライストドイツ連邦共和国、63674 アルテンスタット、ブライテ・シュナイゼ 13 (72)発明者ヴァルトラウト・ヴェルデッカードイツ連邦共和国、63456 ハナウ、シェーンボルンストラーセ 80 (72)発明者ヘルムート・レーバードイツ連邦共和国、63454 ハナウ、ファルケンリング８Ｆターム(参考） 4G014 AG00 AH00

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】（ａ）少なくとも部分的に多孔質のＳｉ
Ｏ₂一次粒子凝集物である、最小圧縮かさ密度０．８ｇ
／ｃｍ³以上の高純度合成ＳｉＯ₂の粒状材料（３１、４
１、５１、６１）の形の出発材料を用意する段階と；（ｂ）前記粒状材料（３１、４１、５１、６１）を型
（２）に導入して、不透明石英ガラスの予備成形物（１
２）を溶融作製する段階と；そして（ｃ）前記不透明石英ガラスの部材（２３）の形成時
に、熱成形工程で前記予備成形物（１２）を成形する段
階と；を含むことを特徴とする、不透明合成石英ガラス
部材の製造方法。
【請求項２】前記型（２）から前記予備成形物（１
２）を取り外した後、前記予備成形物（１２）の外面を
機械的に処理し、引き続き、前記予備成形物（１２）を
加熱ゾーン（２２）に移動して、前記加熱ゾーン（２
２）において予備成形物を一つの端から開始して連続し
て軟化し、部材（２３）を形成するように引伸ばし及び
ブロー成形によって成形することを特徴とする、請求項
１に記載の方法。
【請求項３】圧縮かさ密度０．９ｇ／ｃｍ³〜１．４
ｇ／ｃｍ³のＳｉＯ₂粒状材料（３１、４１、５１、６
１）を使用することを特徴とする、請求項１または２に
記載の方法。
【請求項４】前記ＳｉＯ₂粒状材料（３１、４１、５
１、６１）の比表面積（ＢＥＴによる）が、１．０ｍ²
／ｇ〜４０ｍ²／ｇ、好ましくは１０ｍ²／ｇ〜３０ｍ²
／ｇであることを特徴とする、上記請求項のうちのいず
れか一項に記載の方法。
【請求項５】前記ＳｉＯ₂一次粒子が、平均粒径０．
５μｍ〜５μｍであるか、または、平均粒径が０．２μ
ｍ未満であることを特徴とする、上記請求項のうちのい
ずれか一項に記載の方法。
【請求項６】前記凝集物のより低密度の内部領域（３
２、４２）がより高密度の外部領域（３３、４３）によ
って少なくとも部分的に囲まているように、半径方向の
密度分布が不均一な粒状材料（３１、４１）を使用する
ことを特徴とする、上記請求項のうちのいずれか一項に
記載の方法。
【請求項７】前記粒状材料（３１、４１、５１、６
１）が、堆積粒状物（ペレット状粒体）、噴霧粒状物、
または押出粒状物から成ることを特徴とする、上記請求
項のうちのいずれか一項に記載の方法。
【請求項８】前記凝集材料の外表面に深溝（５４、６
２）が設けられていることを特徴とする、上記請求項の
うちのいずれか一項に記載の方法。
【請求項９】前記粒状材料（３１、４１、５１、６
１）が、前記凝集材料を温度８００℃〜１，３５０℃で
熱処理によって事前に高密度化して提供されることを特
徴とする、上記請求項のうちのいずれか一項に記載の方
法。
【請求項１０】ＳｉＯ₂粒状物（３１、４１、５１、
６１）が、平均粒径１００μｍ〜４，０００μｍの粒子
から製造されることを特徴とする、上記請求項のうちの
いずれか一項に記載の方法。
【請求項１１】酸化アルミニウム５重量ｐｐｍ〜２０
重量ｐｐｍを含有する粒状材料（３１、４１、５１、６
１）が製造されることを特徴とする、上記請求項のうち
のいずれか一項に記載の方法。
【請求項１２】不透明石英ガラスの前記予備成形物
（１２）が、アーク（７）によって溶融され、前記予備
成形物（１２）の内面から外側に向かってガラス化前線
（１０）が進行することを特徴とする、上記請求項のう
ちのいずれか一項に記載の方法。
【請求項１３】回転軸（３）のまわりを回転中の前記
予備成形物（１２）が、一方の端部から加熱を始めて他
方の端部に向かって進行中に、前記アーク（７）によっ
て内面（９）から開始して１９００℃を超えるガラス化
温度まで加熱されることを特徴とする、請求項１２に記
載の方法。
【請求項１４】水平引抜工程にある前記予備成形物
（１２）を、成形して不透明石英ガラス管（２３）を形
成することを特徴とする、請求項２〜１３のうちのいず
れか一項に記載の方法。
【請求項１５】垂直引抜工程にある前記予備成形物
を、成形して不透明石英ガラス管（２３）を形成する、
請求項２〜１３のうちのいずれか一項に記載の方法。
【請求項１６】最大リチウム含有量１００重量ｐｐｂ
の合成ＳｉＯ₂の粒状物（３１、４１、５１、６１）か
ら製造され、壁厚が０．５ｍｍ〜１５ｍｍであることを
特徴とする、不透明石英ガラス管。
【請求項１７】最大ナトリウム含有量２００重量ｐｐ
ｂおよび最大カリウム含有量２００重量ｐｐｂの合成Ｓ
ｉＯ₂の粒状物（３１、４１、５１、６１）から製造さ
れることを特徴とする、請求項１６に記載の不透明石英
ガラス管。
【請求項１８】壁厚が４〜８ｍｍである、半導体製造
または熱処理に利用するための請求項１６または１７に
記載の石英ガラス管。
【請求項１９】安定化層が設けられていることを特徴
とする、請求項１６〜１８のうちのいずれか一項に記載
の石英ガラス管。