靶旋轉(zhuǎn)工序中,通過上述驅(qū)動裝置經(jīng)由支撐部件105使靶部件106以規(guī)定 的速度旋轉(zhuǎn)。
[0038] 接著,轉(zhuǎn)移至預(yù)熱工序,向燃燒器104導(dǎo)入規(guī)定流量的氧氣和氫氣,形成氫氧火焰 后,使燃燒器104與靶部件106之間的距離保持恒定,在這樣的狀態(tài)下通過該氫氧火焰對靶 部件106進行加熱。并且,預(yù)熱工序中利用輻射溫度計109來監(jiān)視靶部件106的溫度,達到 預(yù)先設(shè)定的溫度后,轉(zhuǎn)移至坯錠成長工序。
[0039] 通常,在坯錠成長工序中,成長面的溫度、玻璃的生成速度等會因向燃燒器供給的 玻璃原料氣體、燃燒氣體的供給量等而變化,因此為了使恒定組成的玻璃以恒定速度穩(wěn)定 地堆積,需要微妙地調(diào)整這些制造參數(shù)整體的平衡而找出最佳值。因此欲向310 2玻璃中摻 雜Ti02來制造Si0 2-Ti02系玻璃的情況下,以現(xiàn)有的Si0 2玻璃的制造條件為基礎(chǔ),將向燃燒 器供給的Si02的前體(硅化合物)的一部分替換成TiO 2的前體(鈦化合物),其它條件按 照以往進行制造,這對本領(lǐng)域技術(shù)人員來說是最容易的。
[0040] 但是,根據(jù)本發(fā)明人的發(fā)現(xiàn),如果僅是在維持現(xiàn)有的Si02玻璃的制造條件下將 310 2的前體的一部分替換成TiO 2的前體,則發(fā)現(xiàn)有如下現(xiàn)象:坯錠成長開始后不久會在成 長面產(chǎn)生局部凸部,該凸部選擇性地成長導(dǎo)致凹凸的程度隨著時間而增大。成長面的凹凸 變得嚴重時,會使坯錠無法進一步穩(wěn)定地成長,因此在這樣的制造條件下無法制造大型坯 錠。
[0041] 因此,為了解決上述問題本發(fā)明人進行各種研宄,由此在坯錠成長工序中,通過使 用如下所述的制造條件而解決了該問題。
[0042] 在本實施方式1的坯錠成長工序中,首先僅在規(guī)定的時間向氫氧火焰中僅供給 SiOj^前體從而形成SiO 2玻璃成長面。即,以規(guī)定的流量向燃燒器104供給SiO 2的前體, 在氫氧火焰中發(fā)生水解而生成玻璃微粒。如此生成的玻璃微粒堆積在靶部件106上,同時 因火焰而發(fā)生熔融從而玻璃化,形成石英玻璃。接著,開始供給Ti0 2的前體。即,分別以規(guī) 定的流量同時向燃燒器104供給3102的前體和TiO2的前體,在氫氧火焰中發(fā)生水解而生成 玻璃微粒。如此生成的玻璃微粒堆積在靶部件106上,同時因火焰而發(fā)生熔融從而玻璃化, 形成Si0 2-Ti02*玻璃。
[0043] 需要說明的是,形成石英玻璃和Si02-Ti02*玻璃時,通過以與玻璃微粒的堆積速 度同等的速度降低靶部件106,由此使玻璃坯錠110的成長面110a與燃燒器104的距離保 持恒定,同時使玻璃坯錠110成長至所期望的長度。
[0044] 此時,在開始供給3102的前體和TiO 2的前體時,將TiO 2的前體的供給量相對于 Si02的前體的供給量的比率調(diào)整為小于目標值。例如,對110 2的前體的供給量相對于Si02 的前體的供給量的比率進行調(diào)整,使得Si02-Ti02*玻璃的Ti02濃度為4質(zhì)量% (4wt% ) 以下。
[0045] 并且,在之后按照玻璃坯錠110的成長面110a的溫度維持在1600°C~1800°C的 范圍內(nèi)的方式,隨著玻璃坯錠110的成長而階段性地提高110 2的前體的供給量相對于Si02 的前體的供給量的比率由此使其緩慢地增加(第1工序)。這是因為,該成長面110a的溫 度低于1600°C時,有可能成長面110a的粘性降低而失去流動性,在成長面110a會產(chǎn)生局部 凸部;相反地,該成長面ll〇a的溫度超過1800°C時,玻璃坯錠110的揮發(fā)變得明顯,其堆積 效率降低,因此不能使玻璃坯錠110高效地成長。
[0046] 具體而言,按照增加該比率時的Si02-Ti0$玻璃的1102濃度的增加量為1質(zhì)量% 以下的方式對階段性地提高1102的前體的供給量相對于Si02的前體的供給量的比率而使 其緩慢地增加時的每一次的增加量進行調(diào)整。另外,按照玻璃坯錠110的每lcm長度的Ti02 濃度的增加量為1質(zhì)量%以下的方式進行調(diào)整。
[0047] 并且,如果1102的前體的供給量相對于SiO 2的前體的供給量的比率達到目標值, 之后在將該比率保持恒定的狀態(tài)下使玻璃坯錠110穩(wěn)定地成長(第2工序)。
[0048] 需要說明的是,作為Si02的前體,可以使用含有四氯化硅(SiCl4)、四氟化硅 (SiF 4)、甲硅烷(SiH4)、八甲基環(huán)四硅氧烷(0MCTS)等硅化合物的氣體。另外,作為1102的 前體,可以使用含有四氯化鈦(TiCl 4)、四異丙氧基鈦(Ti(〇-i-C3H7)4)、四(二甲氨基)鈦 (TDMAT)等鈦化合物的氣體。
[0049] 如此,玻璃坯錠110在靶部件106上成長,達到規(guī)定的長度后,Si02-Ti0 2*玻璃的 制造結(jié)束,可以得到圓柱狀的Si02-Ti02*玻璃。
[0050] 如此,在本實施方式1中,在坯錠成長工序中,開始供給3102的前體和Ti0 2的前體 時,按照Si02-Ti02*玻璃的TiO 2濃度為4質(zhì)量%以下的方式對TiO 2的前體的供給量相對 于Si02的前體的供給量的比率進行調(diào)整,并且,在之后按照玻璃坯錠110的成長面110a的 溫度維持于1600°C~1800°C的范圍內(nèi)的方式,伴隨玻璃坯錠110的成長而緩慢地增加Ti0 2 的前體的供給量相對于Si〇d^前體的供給量的比率。其結(jié)果是,可以在玻璃坯錠110的成 長面110a上不產(chǎn)生局部凸部的情況下制造所期望長度的Si0 2-Ti02*玻璃。
[0051] 作為其原因,可以推測如下。即,在Si02-Ti02*玻璃的生成反應(yīng)中,Si0 2的前體 和Ti02的前體的水解反應(yīng)均為放熱反應(yīng),如果對兩者的每摩爾的放熱量進行比較,110 2的 前體的放熱量小于SiOj^前體的放熱量。因此,1102的前體的供給量相對于Si02的前體 的放熱量的比率越大,則越會發(fā)揮作用使得玻璃坯錠110的成長面ll〇a的溫度降低。另一 方面,玻璃坯錠110越成長則蓄積熱的體積越增大,因此只要供給適當?shù)臒崃浚瑒t玻璃坯錠 110的體積越大則抑制成長面ll〇a的溫度降低的能力越高。但是,供給大量Ti0 2的前體 的情況下,玻璃坯錠110的成長面ll〇a的溫度急劇降低,即使通過玻璃坯錠110的體積增 大的效果也不能充分地抑制成長面ll〇a的溫度的降低。其結(jié)果是,玻璃坯錠110的成長面 ll〇a的溫度低于規(guī)定的下限溫度(1600°C ),因此玻璃坯錠110的粘性增大,在成長面110a 產(chǎn)生局部凸部。與此相對,如本實施方式1那樣,如果緩慢地增加110 2的前體的供給量,則 玻璃坯錠110的成長面110a的溫度不會急劇降低,并且能夠在得到玻璃坯錠110的體積增 大所帶來的蓄熱效果的同時使玻璃坯錠110成長。其結(jié)果認為,可以將玻璃坯錠110的成 長面ll〇a的溫度維持在規(guī)定的下限溫度(1600°C )以上,由此可以在玻璃坯錠110的成長 面110a上不產(chǎn)生局部凸部的情況下制造所期望的長度的Si02-Ti0 2*玻璃。
[0052] 另外,如上所述,本實施方式1中,在預(yù)熱工序中對靶部件106進行加熱,因此在合 成玻璃坯錠110之前在靶部件106中蓄積了充分的熱量。因此,在坯錠成長工序中能夠進 一步抑制玻璃坯錠110的成長面ll〇a的溫度降低。因此,玻璃坯錠110的成長面110a的 形狀得以長時間穩(wěn)定地維持,能夠制造更長的玻璃坯錠110,如果直徑相同,則能夠制造更 大質(zhì)量的玻璃還錠110。
[0053] 另外,如上所述,在本實施方式1中,在坯錠成長工序的最初階段向氫氧火焰中僅 供給Si0 2的前體而形成Si02玻璃成長面。其結(jié)果是,靶部件106和在其上形成的3102玻 璃層兩者作為靶而發(fā)揮作用,因此與僅使用靶部件106的情況