專利名稱：連熔法生產(chǎn)半導(dǎo)體技術(shù)用大口徑透明石英玻璃管的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種石英玻璃管的生產(chǎn)方法，特別是一種連熔法生產(chǎn)半導(dǎo)體技術(shù)用大口徑透明石英玻璃管的方法。
背景技術(shù)：
現(xiàn)有技術(shù)中的石英玻璃管的生產(chǎn)方法只能生產(chǎn)出直徑約為80mm，壁厚為4mm的合格石英玻璃管，若要強(qiáng)行拉出直徑稍大一些的石英玻璃管，則所拉出的石英玻璃管的氣泡氣線多，其質(zhì)量與規(guī)格均不能滿足半導(dǎo)體技術(shù)要求。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明所要解決的技術(shù)問(wèn)題是針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種新的連熔法生產(chǎn)透明石英玻璃管的方法，用該方法可生產(chǎn)適合半導(dǎo)體技術(shù)用的、大口徑、氣泡氣線少的石英玻璃管。
本發(fā)明所要解決的技術(shù)問(wèn)題是通過(guò)以下的技術(shù)方案來(lái)實(shí)現(xiàn)的。本發(fā)明是一種連熔法生產(chǎn)半導(dǎo)體技術(shù)用大口徑透明石英玻璃管的方法，其特點(diǎn)是，將石英玻璃原料高純石英砂投入連熔爐內(nèi)，通過(guò)電加熱熔融，熔融后的石英玻璃液經(jīng)成形器、料臺(tái)及拉管機(jī)拉制成大口徑透明石英玻璃管；原料高純石英砂在投入連熔爐后、加熱熔融前，對(duì)高純石英砂進(jìn)行200-280分鐘的預(yù)熱處理，將高純石英砂預(yù)熱至750-850℃，再進(jìn)行加熱熔融；所述的連熔爐鎢鉬坩鍋上部為預(yù)熱段，下部為熔融段，預(yù)熱處理在連熔爐鎢鉬坩鍋的預(yù)熱段內(nèi)進(jìn)行；所述鎢鉬坩鍋的直徑為340-360mm，高度為1400-1600mm；連熔爐內(nèi)的熔融溫度為2150-2250℃；所述的成形器的直徑為230-260mm；連熔爐的料臺(tái)直徑為244-264mm；熔融段通入連熔爐的電加熱鉬電極的電流為215-225A，電壓為19-20V。
本發(fā)明所要解決的技術(shù)問(wèn)題還可以通過(guò)以下的技術(shù)方案來(lái)進(jìn)一步實(shí)現(xiàn)。以上所述的一種連熔法生產(chǎn)半導(dǎo)體技術(shù)用大口徑透明石英玻璃管的方法，其特點(diǎn)是，所述的鎢鉬坩鍋的直徑為350mm，高度為1500mm；連熔爐內(nèi)的熔融溫度為2200℃；成形器的直徑為240mm；連熔爐的料臺(tái)內(nèi)孔直徑為254mm；熔融段通入電加熱鉬電極的電流為220A，電壓為19.5V。
本發(fā)明所要解決的技術(shù)問(wèn)題還可以通過(guò)以下的技術(shù)方案來(lái)進(jìn)一步實(shí)現(xiàn)。以上所述的一種連熔法生產(chǎn)半導(dǎo)體技術(shù)用大口徑透明石英玻璃管的方法，其特點(diǎn)是，所述的預(yù)熱處理時(shí)間為240分鐘，將高純石英砂預(yù)熱至800℃。
本發(fā)明所要解決的技術(shù)問(wèn)題還可以通過(guò)以下的技術(shù)方案來(lái)進(jìn)一步實(shí)現(xiàn)。以上所述的一種連熔法生產(chǎn)半導(dǎo)體技術(shù)用大口徑透明石英玻璃管的方法，其特點(diǎn)是，鎢鉬坩鍋的預(yù)熱段的高度為250-350mm。
本發(fā)明所要解決的技術(shù)問(wèn)題還可以通過(guò)以下的技術(shù)方案來(lái)進(jìn)一步實(shí)現(xiàn)。以上所述的一種連熔法生產(chǎn)半導(dǎo)體技術(shù)用大口徑透明石英玻璃管的方法，其特點(diǎn)是，鎢鉬坩鍋外圍的發(fā)熱體鎢網(wǎng)高度為850-950mm，所述的鎢網(wǎng)自鎢鉬坩鍋底部開(kāi)始，向上設(shè)置。
本發(fā)明所要解決的技術(shù)問(wèn)題還可以通過(guò)以下的技術(shù)方案來(lái)進(jìn)一步實(shí)現(xiàn)。以上所述的一種連熔法生產(chǎn)半導(dǎo)體技術(shù)用大口徑透明石英玻璃管的方法，其特點(diǎn)是，生產(chǎn)時(shí)向石英連熔爐內(nèi)所充入的保護(hù)氣體為氫氣和氮?dú)猓瑲錃夂偷獨(dú)獾呐浔葹?.0-6.0∶2.0-3.0，氫氣和氮?dú)獾膲毫Ψ謩e為5.0-6.0mpa和2.0-3.0mpa。這樣，有利于提高成品石英玻璃管的透明度，并且很好地保護(hù)鎢鉬坩鍋、鎢網(wǎng)和鉬電極，防止氧化并起到助燃和提高原料熔化質(zhì)量的作用。
本發(fā)明所要解決的技術(shù)問(wèn)題還可以通過(guò)以下的技術(shù)方案來(lái)進(jìn)一步實(shí)現(xiàn)。以上所述的一種連熔法生產(chǎn)半導(dǎo)體技術(shù)用大口徑透明石英玻璃管的方法，其特點(diǎn)是，所充入的氫氣和氮?dú)獾呐浔葹?.5∶2.5，且氫氣和氮?dú)獾膲毫Ψ謩e為5.5mpa和2.5mpa。
與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明方法具有以下優(yōu)點(diǎn)增加了預(yù)熱工藝，改善了原料高純石英砂的融熔條件，提高了產(chǎn)品的質(zhì)量；增加了成形部位玻璃液的壓力，加強(qiáng)了石英玻璃液體在成形中的脫氣功能，達(dá)到了優(yōu)化熔化、澄清、對(duì)流均化過(guò)程，減少和消除了氣泡氣線。用本發(fā)明方法能生產(chǎn)出大規(guī)格的石英玻璃管，其直徑可達(dá)170-210mm，壁厚達(dá)6-10mm，其直徑公差≤±2mm，壁厚公差≤20％，偏壁度≤15％，橢圓度≤1.5mm，熱穩(wěn)定性在1100℃恒溫15分鐘浸入20±5℃水中急冷，不缺口、不裂紋，在1200±10℃下保溫24小時(shí)，其高溫變形率≤3％，完全適用于半導(dǎo)體技術(shù)的要求。
具體實(shí)施例方式
下面進(jìn)一步描述本發(fā)明的具體技術(shù)實(shí)施方案，以使本領(lǐng)域技術(shù)人員進(jìn)一步理解本發(fā)明，而非對(duì)本發(fā)明的限制。
實(shí)施例1。一種連熔法生產(chǎn)半導(dǎo)體技術(shù)用大口徑透明石英玻璃管的方法，將石英玻璃原料高純石英砂投入連熔爐內(nèi)，通過(guò)電加熱熔融，熔融后的石英玻璃液經(jīng)成形器、料臺(tái)及拉管機(jī)拉制成大口徑透明石英玻璃管；原料高純石英砂在投入連熔爐后、加熱熔融前，對(duì)高純石英砂進(jìn)行200分鐘的預(yù)熱處理，將高純石英砂預(yù)熱至750℃，再進(jìn)行加熱熔融；所述的連熔爐鎢鉬坩鍋上部為預(yù)熱段，下部為熔融段，預(yù)熱處理在連熔爐鎢鉬坩鍋的預(yù)熱段內(nèi)進(jìn)行；所述鎢鉬坩鍋的直徑為340mm，高度為1400mm；連熔爐內(nèi)的熔融溫度為2150℃；所述的成形器的直徑為230mm；連熔爐的料臺(tái)直徑為244mm；熔融段通入連熔爐的電加熱鉬電極的電流為215A，電壓為19V。
實(shí)施例2。一種連熔法生產(chǎn)半導(dǎo)體技術(shù)用大口徑透明石英玻璃管的方法，將石英玻璃原料高純石英砂投入連熔爐內(nèi)，通過(guò)電加熱熔融，熔融后的石英玻璃液經(jīng)成形器、料臺(tái)及拉管機(jī)拉制成大口徑透明石英玻璃管；原料高純石英砂在投入連熔爐后、加熱熔融前，對(duì)高純石英砂進(jìn)行280分鐘的預(yù)熱處理，將高純石英砂預(yù)熱至850℃，再進(jìn)行加熱熔融；所述的連熔爐鎢鉬坩鍋上部為預(yù)熱段，下部為熔融段，預(yù)熱處理在連熔爐鎢鉬坩鍋的預(yù)熱段內(nèi)進(jìn)行；所述鎢鉬坩鍋的直徑為360mm，高度為1600mm；連熔爐內(nèi)的熔融溫度為2250℃；所述的成形器的直徑為260mm；連熔爐的料臺(tái)直徑為264mm；熔融段通入連熔爐的電加熱鉬電極的電流為225A，電壓為20V。
實(shí)施例3。一種連熔法生產(chǎn)半導(dǎo)體技術(shù)用大口徑透明石英玻璃管的方法，將石英玻璃原料高純石英砂投入連熔爐內(nèi)，通過(guò)電加熱熔融，熔融后的石英玻璃液經(jīng)成形器、料臺(tái)及拉管機(jī)拉制成大口徑透明石英玻璃管；原料高純石英砂在投入連熔爐后、加熱熔融前，對(duì)高純石英砂進(jìn)行240分鐘的預(yù)熱處理，將高純石英砂預(yù)熱至800℃，再進(jìn)行加熱熔融；所述的連熔爐鎢鉬坩鍋上部為預(yù)熱段，下部為熔融段，預(yù)熱處理在連熔爐鎢鉬坩鍋的預(yù)熱段內(nèi)進(jìn)行；所述鎢鉬坩鍋的直徑為350mm，高度為1500mm；連熔爐內(nèi)的熔融溫度為2200℃；所述的成形器的直徑為240mm；連熔爐的料臺(tái)直徑為254mm；熔融段通入連熔爐的電加熱鉬電極的電流為220A，電壓為19.5V。
實(shí)施例4。一種連熔法生產(chǎn)半導(dǎo)體技術(shù)用大口徑透明石英玻璃管的方法，將石英玻璃原料高純石英砂投入連熔爐內(nèi)，通過(guò)電加熱熔融，熔融后的石英玻璃液經(jīng)成形器、料臺(tái)及拉管機(jī)拉制成大口徑透明石英玻璃管；原料高純石英砂在投入連熔爐后、加熱熔融前，對(duì)高純石英砂進(jìn)行220分鐘的預(yù)熱處理，將高純石英砂預(yù)熱至780℃，再進(jìn)行加熱熔融；所述的連熔爐鎢鉬坩鍋上部為預(yù)熱段，下部為熔融段，預(yù)熱處理在連熔爐鎢鉬坩鍋的預(yù)熱段內(nèi)進(jìn)行；所述鎢鉬坩鍋的直徑為345mm，高度為1450mm；連熔爐內(nèi)的熔融溫度為2180℃；所述的成形器的直徑為250mm；連熔爐的料臺(tái)直徑為250mm；熔融段通入連熔爐的電加熱鉬電極的電流為218A，電壓為19V。
實(shí)施例5。一種連熔法生產(chǎn)半導(dǎo)體技術(shù)用大口徑透明石英玻璃管的方法，將石英玻璃原料高純石英砂投入連熔爐內(nèi)，通過(guò)電加熱熔融，熔融后的石英玻璃液經(jīng)成形器、料臺(tái)及拉管機(jī)拉制成大口徑透明石英玻璃管；原料高純石英砂在投入連熔爐后、加熱熔融前，對(duì)高純石英砂進(jìn)行260分鐘的預(yù)熱處理，將高純石英砂預(yù)熱至820℃，再進(jìn)行加熱熔融；所述的連熔爐鎢鉬坩鍋上部為預(yù)熱段，下部為熔融段，預(yù)熱處理在連熔爐鎢鉬坩鍋的預(yù)熱段內(nèi)進(jìn)行；所述鎢鉬坩鍋的直徑為355mm，高度為1550mm；連熔爐內(nèi)的熔融溫度為2220℃；所述的成形器的直徑為255mm；連熔爐的料臺(tái)直徑為260mm；熔融段通入連熔爐的電加熱鉬電極的電流為222A，電壓為20V。
實(shí)施例6。一種連熔法生產(chǎn)半導(dǎo)體技術(shù)用大口徑透明石英玻璃管的方法，將石英玻璃原料高純石英砂投入連熔爐內(nèi)，通過(guò)電加熱熔融，熔融后的石英玻璃液經(jīng)成形器、料臺(tái)及拉管機(jī)拉制成大口徑透明石英玻璃管；原料高純石英砂在投入連熔爐后、加熱熔融前，對(duì)高純石英砂進(jìn)行250分鐘的預(yù)熱處理，將高純石英砂預(yù)熱至840℃，再進(jìn)行加熱熔融；所述的連熔爐鎢鉬坩鍋上部為預(yù)熱段，下部為熔融段，預(yù)熱處理在連熔爐鎢鉬坩鍋的預(yù)熱段內(nèi)進(jìn)行；所述鎢鉬坩鍋的直徑為358mm，高度為1580mm；連熔爐內(nèi)的熔融溫度為2240℃；所述的成形器的直徑為258mm；連熔爐的料臺(tái)直徑為248mm；熔融段通入連熔爐的電加熱鉬電極的電流為220A，電壓為19.5V。
實(shí)施例7。在實(shí)施例1-6所述的任何一種連熔法生產(chǎn)半導(dǎo)體技術(shù)用大口徑透明石英玻璃管的方法中，鎢鉬坩鍋的預(yù)熱段的高度為300mm。
實(shí)施例8。在實(shí)施例1-6所述的任何一種連熔法生產(chǎn)半導(dǎo)體技術(shù)用大口徑透明石英玻璃管的方法中，鎢鉬坩鍋外圍的發(fā)熱體鎢網(wǎng)高度為900mm，所述的鎢網(wǎng)自鎢鉬坩鍋底部開(kāi)始，向上設(shè)置。
實(shí)施例9。在實(shí)施例1-6所述的任何一種連熔法生產(chǎn)半導(dǎo)體技術(shù)用大口徑透明石英玻璃管的方法中，生產(chǎn)時(shí)向石英連熔爐內(nèi)所充入的保護(hù)氣體為氫氣和氮?dú)?，氫氣和氮?dú)獾呐浔葹?.5∶2.5，且氫氣和氮?dú)獾膲毫Ψ謩e為5.5mpa和2.5mpa。
實(shí)施例10。在實(shí)施例1-6所述的任何一種連熔法生產(chǎn)半導(dǎo)體技術(shù)用大口徑透明石英玻璃管的方法中，生產(chǎn)時(shí)向石英連熔爐內(nèi)所充入的保護(hù)氣體為氫氣和氮?dú)?，氫氣和氮?dú)獾呐浔葹?.0∶2.0，氫氣和氮?dú)獾膲毫Ψ謩e為5.0mpa和2.0mpa。
實(shí)施例11。在實(shí)施例1-6所述的任何一種連熔法生產(chǎn)半導(dǎo)體技術(shù)用大口徑透明石英玻璃管的方法中，生產(chǎn)時(shí)向石英連熔爐內(nèi)所充入的保護(hù)氣體為氫氣和氮?dú)猓瑲錃夂偷獨(dú)獾呐浔葹?.0∶3.0，氫氣和氮?dú)獾膲毫Ψ謩e為6.0mpa和3.0mpa。
實(shí)施例12。在實(shí)施例1-6所述的任何一種連熔法生產(chǎn)半導(dǎo)體技術(shù)用大口徑透明石英玻璃管的方法中，鎢鉬坩鍋的預(yù)熱段的高度為250mm；鎢鉬坩鍋外圍的發(fā)熱體鎢網(wǎng)高度為850mm，所述的鎢網(wǎng)自鎢鉬坩鍋底部開(kāi)始，向上設(shè)置；生產(chǎn)時(shí)向石英連熔爐內(nèi)所充入的保護(hù)氣體為氫氣和氮?dú)?，氫氣和氮?dú)獾呐浔葹?.2∶2.2，氫氣和氮?dú)獾膲毫Ψ謩e為5.2mpa和2.2mpa。
實(shí)施例13。在實(shí)施例1-6所述的任何一種連熔法生產(chǎn)半導(dǎo)體技術(shù)用大口徑透明石英玻璃管的方法中，鎢鉬坩鍋的預(yù)熱段的高度為350mm；鎢鉬坩鍋外圍的發(fā)熱體鎢網(wǎng)高度為950mm，所述的鎢網(wǎng)自鎢鉬坩鍋底部開(kāi)始，向上設(shè)置；生產(chǎn)時(shí)向石英連熔爐內(nèi)所充入的保護(hù)氣體為氫氣和氮?dú)?，氫氣和氮?dú)獾呐浔葹?.4∶2.4，氫氣和氮?dú)獾膲毫Ψ謩e為5.4mpa和2.4mpa。
實(shí)施例14。在實(shí)施例1-6所述的任何一種連熔法生產(chǎn)半導(dǎo)體技術(shù)用大口徑透明石英玻璃管的方法中，鎢鉬坩鍋的預(yù)熱段的高度為280mm；鎢鉬坩鍋外圍的發(fā)熱體鎢網(wǎng)高度為880mm，所述的鎢網(wǎng)自鎢鉬坩鍋底部開(kāi)始，向上設(shè)置；生產(chǎn)時(shí)向石英連熔爐內(nèi)所充入的保護(hù)氣體為氫氣和氮?dú)?，氫氣和氮?dú)獾呐浔葹?.6∶2.6，氫氣和氮?dú)獾膲毫Ψ謩e為5.6mpa和2.6mpa。
實(shí)施例15。在實(shí)施例1-6所述的任何一種連熔法生產(chǎn)半導(dǎo)體技術(shù)用大口徑透明石英玻璃管的方法中，鎢鉬坩鍋的預(yù)熱段的高度為330mm；鎢鉬坩鍋外圍的發(fā)熱體鎢網(wǎng)高度為930mm，所述的鎢網(wǎng)自鎢鉬坩鍋底部開(kāi)始，向上設(shè)置；生產(chǎn)時(shí)向石英連熔爐內(nèi)所充入的保護(hù)氣體為氫氣和氮?dú)猓瑲錃夂偷獨(dú)獾呐浔葹?.8∶2.8，氫氣和氮?dú)獾膲毫Ψ謩e為5.8mpa和2.8mpa。
實(shí)施例16。在實(shí)施例1-6所述的任何一種連熔法生產(chǎn)半導(dǎo)體技術(shù)用大口徑透明石英玻璃管的方法中，鎢鉬坩鍋的預(yù)熱段的高度為300mm；鎢鉬坩鍋外圍的發(fā)熱體鎢網(wǎng)高度為900mm，所述的鎢網(wǎng)自鎢鉬坩鍋底部開(kāi)始，向上設(shè)置；生產(chǎn)時(shí)向石英連熔爐內(nèi)所充入的保護(hù)氣體為氫氣和氮?dú)?，氫氣和氮?dú)獾呐浔葹?.5∶2.5，氫氣和氮?dú)獾膲毫Ψ謩e為5.5mpa和2.5mpa。
權(quán)利要求
1.一種連熔法生產(chǎn)半導(dǎo)體技術(shù)用大口徑透明石英玻璃管的方法，其特征在于，將石英玻璃原料高純石英砂投入連熔爐內(nèi)，通過(guò)電加熱熔融，熔融后的石英玻璃液經(jīng)成形器、料臺(tái)及拉管機(jī)拉制成大口徑透明石英玻璃管；原料高純石英砂在投入連熔爐后、加熱熔融前，對(duì)高純石英砂進(jìn)行200-280分鐘的預(yù)熱處理，將高純石英砂預(yù)熱至750-850℃，再進(jìn)行加熱熔融；所述的連熔爐鎢鉬坩鍋上部為預(yù)熱段，下部為熔融段，預(yù)熱處理在連熔爐鎢鉬坩鍋的預(yù)熱段內(nèi)進(jìn)行；所述鎢鉬坩鍋的直徑為340-360mm，高度為1400-1600mm；連熔爐內(nèi)的熔融溫度為2150-2250℃；所述的成形器的直徑為230-260mm；連熔爐的料臺(tái)直徑為244-264mm；熔融段通入連熔爐的電加熱鉬電極的電流為215-225A，電壓為19-20V。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述的鎢鉬坩鍋的直徑為350mm，高度為1500mm；連熔爐內(nèi)的熔融溫度為2200℃；成形器的直徑為240mm；連熔爐的料臺(tái)內(nèi)孔直徑為254mm；熔融段通入電加熱鉬電極的電流為220A，電壓為19.5V。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的方法，其特征在于，所述的預(yù)熱處理時(shí)間為240分鐘，將高純石英砂預(yù)熱至800℃。
4.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的方法，其特征在于，鎢鉬坩鍋的預(yù)熱段的高度為250-350mm。
5.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的方法，其特征在于，鎢鉬坩鍋外圍的發(fā)熱體鎢網(wǎng)高度為850-950mm，所述的鎢網(wǎng)自鎢鉬坩鍋底部開(kāi)始，向上設(shè)置。
6.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的方法，其特征在于，生產(chǎn)時(shí)向石英連熔爐內(nèi)所充入的保護(hù)氣體為氫氣和氮?dú)?，氫氣和氮?dú)獾呐浔葹?.0-6.0∶2.0-3.0，氫氣和氮?dú)獾膲毫Ψ謩e為5.0-6.0mpa和2.0-3.0mpa。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的方法，其特征在于，所充入的氫氣和氮?dú)獾呐浔葹?.5∶2.5，且氫氣和氮?dú)獾膲毫Ψ謩e為5.5mpa和2.5mpa。
全文摘要
連熔法生產(chǎn)半導(dǎo)體技術(shù)用大口徑透明石英玻璃管的方法，其特征在于，將石英玻璃原料高純石英砂投入連熔爐內(nèi)，通過(guò)電加熱熔融，熔融后的石英玻璃液經(jīng)成形器、料臺(tái)及拉管機(jī)拉制成大口徑透明石英玻璃管；原料高純石英砂在投入連熔爐后、加熱熔融前，對(duì)高純石英砂進(jìn)行200－280分鐘的預(yù)熱處理，將高純石英砂預(yù)熱至750－850℃，再進(jìn)行加熱熔融；所述的連熔爐鎢鉬坩堝上部為預(yù)熱段，下部為熔融段，預(yù)熱處理在連熔爐鎢鉬坩堝的預(yù)熱段內(nèi)進(jìn)行；所述鎢鉬坩堝的直徑為340－360mm，高度為1400－1600mm；連熔爐內(nèi)的熔融溫度為2150－2250℃；所述的成形器的直徑為230－260mm；連熔爐的料臺(tái)直徑為244－264mm；熔融段通入連熔爐的電加熱鉬電極的電流為215－225A，電壓為19－20V。所得石英管規(guī)格大、質(zhì)量好，完全適用于半導(dǎo)體技術(shù)要求。
文檔編號(hào)C03B5/00GK101054260SQ20071002078
公開(kāi)日2007年10月17日 申請(qǐng)日期2007年3月28日 優(yōu)先權(quán)日2007年3月28日
發(fā)明者徐勝利 申請(qǐng)人:徐勝利