形成熔凝石英玻璃的系统和方法_2

文档序号:9290932阅读:来源:国知局
凝石英玻璃容器。
[0018]实施例6:根据前述实施例所述的方法,其特征在于石英玻璃容器具有200 mm或更大的直径。
[0019]实施例7:根据两个前述实施例中任一个所述的方法,其特征在于起始主体具有圆柱形形状。
[0020]实施例8:根据三个前述实施例中任一个所述的方法,其特征在于圆柱形起始主体具有敞开的第一端、敞开的第二端和在这两者之间延伸的侧壁。
[0021]实施例9:根据四个前述实施例中任一个所述的方法,其特征在于该方法在密闭炉内执行。
[0022]实施例10:根据五个前述实施例中任一个所述的方法,其特征在于将惰性气体引入密闭炉中。
[0023]实施例11:根据六个前述实施例中任一个所述的方法,其特征在于所述惰性气体包括氮。
[0024]实施例12:根据七个前述实施例中任一个所述的方法,其特征在于该方法还包括在第二成型阶段之后冷却熔凝石英玻璃容器。
[0025]实施例13:根据八个前述实施例中任一个所述的方法,其特征在于熔凝石英玻璃容器成形为椭圆形或卵形。
[0026]实施例14:根据九个前述实施例中任一个所述的方法,其特征在于预定温度是在1200°C到1700°C范围内的温度。
[0027]实施例15:根据十个前述实施例中任一个所述的方法,其特征在于预定温度是在1300°C到1400°C范围内的温度。
[0028]实施例16:根据十一个前述实施例中任一个所述的方法,其特征在于熔凝石英玻璃容器没有焊接线。
[0029]实施例17:—种用于形成熔凝石英玻璃的成型组件,其包括:底板,该底板被配置成支撑由熔凝石英玻璃制成的主体;挤压板,该挤压板被配置成在加热主体期间挤压在该主体上;第一插入装置和第二插入装置,第一插入装置和第二插入装置中的每个被配置成被单独接收在所述主体内;以及加热装置,该加热装置被配置成将主体加热到在1200°C到1700°C范围内的温度,使得熔凝石英玻璃具有在15到10 13泊范围内的粘度。
[0030]实施例18:根据前述实施例中任一个所述的组件,其特征在于底板、挤压板、第一插入装置和第二插入装置中的每个均包括石墨。
[0031]实施例19:根据两个前述实施例中任一个所述的组件,其特征在于底板是固定的,并且按压板是可移动的。
[0032]实施例20:根据三个前述实施例中任一个所述的组件,其特征在于第一插入装置和第二插入装置中的每个均包括第一支撑板、与第一支撑板间隔开的第二支撑板以及在第一支撑板和第二支撑板之间延伸的至少一个间隔件,第一插入装置的总体尺寸与第二插入装置的总体尺寸不同。
[0033]附图简述
当结合附图阅读时,将更好地理解前述概述以及本发明的优选实施例的以下【具体实施方式】。为了说明的目的,在附图中示出了目前优选的实施例。然而,应当理解,该系统和方法不限于所示的精确布置和手段。
[0034]在附图中:
图1是根据本发明的一个实施例的起始管状主体的透视图;
图2A是根据本发明的一个实施例的在第一成型阶段期间的起始管状主体和成型组件的透视图;
图2B是根据本发明的一个实施例的在第二成型阶段期间大体成形为椭圆形或卵形的中间主体和成型组件的透视图;以及
图3是根据本发明的一个实施例的由图1所示的起始管状主体生产的所得的容器的透视图。
【具体实施方式】
[0035]本发明涉及一种用于形成熔凝石英玻璃,并且更具体地用于形成期望形状的熔凝石英玻璃容器的系统和方法。本领域的技术人员将理解,由以下描述的系统和方法生产的容器可用于各种目的。更具体地,本发明涉及一种用于由熔凝石英玻璃的起始主体生产大的熔凝石英玻璃容器的方法。优选地,根据本发明的熔凝石英玻璃容器用作工艺容器或腔室。根据本发明的熔凝石英玻璃容器优选地用作半导体工业(例如,用于半导体晶片加工)、LED面板加工和光伏衬底加工(例如,用于薄膜沉积)的工艺腔室。更优选地,任何物理气相沉积、化学气相沉积和其他涂覆/沉积工艺,特别是需要受控气氛和/或非反应性气氛的工艺可以在通过本发明的系统和本方法所生产的工艺容器和腔室内执行。更优选地,任何需要高温度、高纯度、快速加热和冷却和/或用于处理在400°C以上的受控气氛的处理可在根据本发明的工艺容器内执行。
[0036]应当理解,在本申请的上下文中,术语“大约”或“约”意味着所例举的或要求保护的值的±5%的变化,并且更优选地意味着所列举的或要求保护的值的±2%的变化,并且最优选地意味着确切列举的或要求保护的值。
[0037]虽然术语可以用于表示不同的二氧化硅浓度的组合物或组分,但当它们用在本文中时,术语“石英玻璃”可与“二氧化硅玻璃”、“熔凝石英玻璃”或“熔凝二氧化硅玻璃”互换使用。应当理解,这些术语中的每个是指组合物、材料、组分、产品或通过熔化包含天然或合成砂(二氧化硅)的混合物形成的制品。任一种或两种天然或合成砂(二氧化硅)可被使用。
[0038]参照图1,其示出起始恪凝石英玻璃主体10。图2A-2B所示的成型组件24用于将起始熔凝石英玻璃主体成形和成型为期望形状和大小的容器或腔室34 (参见图3)。
[0039]本领域的技术人员将理解,起始熔凝石英玻璃主体10、容器34和成型组件24的每个部件可具有多种形状、尺寸、配置、大小等中的任何一个。更具体地,在一个实施例中,起始主体的形状、尺寸、配置和大小优选地补充待生产的容器的最终形状、尺寸、配置和大小。另外,在一个实施例中,成型组件的各种部件的形状、尺寸、配置和大小将优选地被设计、构造和/或选择,以便最佳补充起始主体和待生产的容器两者的形状、尺寸、配置和大小。因此,应当理解,虽然优选实施例将在下面进行详细讨论,但本发明决不限于本文所讨论的特定形状、尺寸、配置和大小。
[0040]起始主体10的熔凝石英玻璃可以是纯石英玻璃或石英玻璃的复合材料。优选地,熔凝石英玻璃主体10由纯石英玻璃制成。另外,应当理解,如果使用复合玻璃,则期望的粘度范围和成型温度范围可不同于本文所述的粘度范围和成型温度范围。例如,起始主体10可以由石英玻璃和较低熔点玻璃的复合玻璃制成,使得该复合玻璃的粘度对温度曲线低于熔凝石英玻璃的粘度对温度曲线,并且可以在较低温度下完成成型,从而利用更便宜的模具材料和更少的能量。熔凝石英玻璃也可以掺杂有降低该玻璃的粘度对温度曲线的组分。任何金属氧化物可以用作此类掺杂剂。具体地,此类掺杂剂的一个示例是氧化钛,该氧化钛具有的粘度对温度曲线低于熔凝石英玻璃的粘度对温度曲线。钠钙玻璃是可以使用的掺杂剂的另一个示例。优选地,石英玻璃中掺杂剂的浓度小于约10%,并且更优选地小于约5%。
[0041]参照图1,在一个实施例中,起始主体10优选地具有大体管状形状,因为这是熔凝石英玻璃是最容易商购获得的形式。更具体地,起始主体10具有大体敞开的第一端或上端12、大体敞开的第二端或下端14以及在敞开的第一端12和敞开的第二端14之间或从敞开的第一端12和敞开的第二端14延伸的侧壁16。然而,本领域的技术人员将理解,起始主体不必具有两个开口端,而是代之可以具有仅一个开口端。侧壁16优选地为大体管状形状并且具有内部表面18和相对的外部表面20。侧壁16的内部表面18围绕并限定起始主体的大体圆柱形的内部腔体22。起始主体优选地具有大体圆形的横截面形状。
[0042]然而,起始主体10不限定于此类形状和/或配置。起始主体10可以具有任何可想到的配置和/或形状,诸如立方体、管状、矩形、椭圆形、圆柱形、锥形、球形、截头圆锥形等,只要其是中空或部分中空并允许本文所述的功能性。在一个实施例中,起始主体优选地具有大体补充待制造的容器34的形状的形状,使得材料和劳动力成本和成型时间将减少。
[0043]本领域技术人员也将理解,起始主体10的大小可基于待由起始主体制造的容器34的大小而变化。在一个实施例中,侧壁16 (如沿纵向轴线A测得)的长度L、侧壁16的厚度、主体10的外径Do和主体10的内径D1 (S卩,内部腔体22的直径)可以各自被选择为补充待生产的容器24的大小。
[0044]优选地,起始主体10的外部表面20是不含外来粒子的大体平滑的表面。已知的机械和/或化学整理工艺可用于确保外部表面具有优选的平滑度并且不
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