JP2007261942A - 光学用合成石英ガラス - Google Patents

Abstract

【課題】
光透過方向の複屈折が、０．２５ｎｍ／ｃｍ以下であり、かつ屈折率分布の良好な光学用合成石英ガラスを提供する。
【解決手段】
上下面を透光面とした円柱状光学用合成石英ガラス母材を熱処理するためのアニール炉を用いる光学用合成石英ガラスの製造方法によって製造される光学用合成石英ガラスであって、前記円柱状光学用合成石英ガラス母材を８００℃〜１２００℃の温度に昇温して一定時間保持したのち降温する過程において、前記光学用合成石英ガラス母材の光透過面の温度と前記光学用合成石英ガラス母材の外周側面の温度とで１〜２０℃の温度差をつけてそれぞれ２〜５０℃／ｈの降温速度で降温するようにして製造され、光透過方向の複屈折が０．２５ｎｍ／ｃｍ以下及び／又は屈折率分布Δｎが２×１０^-6以下であるようにした。
【選択図】図１

Description

本発明は、光学用途に用いる合成石英ガラスに関し、特に光透過面の複屈折が小さく屈折率分布の高均質性を要求される分野、例えば光リソグラフィー等の精密光学機器に有用とされる光学用合成石英ガラスに関する。

近年ＬＳＩの高集積化に伴い、微細パターン化が進んでおり、光源の短波長化が進んでいる。紫外光に対する高透過性の点から紫外線リソグラフィー用光学素子として石英ガラスが用いられてきているが、近年光源がＫｒＦエキシマレーザ（２４８ｎｍ）からＡｒＦエキシマレーザ（１９３ｎｍ）にシフトしつつあり光学素子である石英ガラスの光学的品質に対する要求も、より厳しくなってきている。その光学的品質の中の一つに複屈折がある。

従来は複屈折の良好な光学用合成石英ガラスを製造するためには、図９（ａ）に示すように、円柱状に成型した光学用合成石英ガラスＧをアニール炉中で歪点以上の温度に一定時間保持したのち、徐冷するという操作を行っていた。

しかし、紫外線リソグラフィー用として要求される水準に達するレベルにまで複屈折を低減するためには熱処理時の徐冷速度を１℃／ｈ程度に設定する必要があった。このために熱処理に要する時間が非常に長くかかり、なおかつ従来の徐冷方法では複屈折を低減できる可能性にも限界があった。

こうした状況に鑑み、本発明者らは石英ガラスの複屈折を低減する徐冷方法について鋭意研究を重ねた結果、熱処理における徐冷時の石英ガラス体内部の等温面を光透過面に対して略平行で平坦な形状とすることにより、光透過方向の複屈折を０．２５ｎｍ／ｃｍ以下にすることができることを見出した。

本発明は光透過方向の複屈折が、０．２５ｎｍ／ｃｍ以下であり、かつ屈折率分布の良好な光学用合成石英ガラスを提供することを目的とする。

上記課題を解決するために、本発明の光学用合成石英ガラスの第１の態様は、上下面を透光面とした円柱状光学用合成石英ガラス母材を熱処理するためのアニール炉を用いる光学用合成石英ガラスの製造方法によって製造される光学用合成石英ガラスであって、前記アニール炉が、前記合成石英ガラス母材を内部に収納するチャンバーと、該合成石英ガラス母材の上下面の少なくとも一方の面を加熱する光透過面加熱用ヒータと、該合成石英ガラス母材の外周側面を加熱する側面加熱用ヒータとを有し、該光透過面加熱用ヒータと該側面加熱用ヒータとを個別の温度調節機構によって制御することができるように構成されており、前記円柱状光学用合成石英ガラス母材を８００℃〜１２００℃の温度に昇温して一定時間保持したのち降温する過程において、前記光学用合成石英ガラス母材の光透過面の温度と前記光学用合成石英ガラス母材の外周側面の温度とで１〜２０℃の温度差をつけてそれぞれ２〜５０℃／ｈの降温速度で降温するようにして製造され、光透過方向の複屈折が０．２５ｎｍ／ｃｍ以下及び／又は屈折率分布Δｎが２×１０^-6以下であることを特徴とする。

本発明の光学用合成石英ガラスの第２の態様は、上下面を透光面とした円柱状光学用合成石英ガラス母材を熱処理するためのアニール炉を用いる光学用合成石英ガラスの製造方法によって製造される光学用合成石英ガラスであって、前記アニール炉が、前記合成石英ガラス母材を内部に収納するチャンバーと、該合成石英ガラス母材の上下面の少なくとも一方の面を加熱する光透過面加熱用ヒータと、該合成石英ガラス母材の外周側面を加熱する側面加熱用ヒータとを有し、該光透過面加熱用ヒータと該側面加熱用ヒータとを個別の温度調節機構によって制御することができるように構成されており、前記円柱状光学用合成石英ガラス母材を８００℃〜１２００℃の温度に昇温して一定時間保持したのち降温する過程において、前記光学用合成石英ガラス母材の光透過面である上下面の少なくとも一方の面の中心から外方へ第１離間距離だけ離れた位置での第１温度Ｔ₁と前記光学用合成石英ガラス母材の外周側面から外方へ第２離間距離だけ離れた位置での第２温度Ｔ₂とで１〜２０℃の温度差をつけてそれぞれ２〜５０℃／ｈの降温速度で降温するようにして製造され、光透過方向の複屈折が０．２５ｎｍ／ｃｍ以下及び／又は屈折率分布Δｎが２×１０^-6以下であることを特徴とする。

なお、上記光透過面の温度又は第１温度Ｔ₁と上記外周面側の温度又は第２温度Ｔ₂とで所定の温度差を維持したまま降温するのが好ましい。なお、温度調節の過程で上記温度差に多少のバラツキがでたとしても、本発明の効果が達成されることに変わりはない。

図９（ｂ）に従来の徐冷方法によって円柱状石英ガラスを徐冷した場合の石英ガラス中の等温面の状態を示す。従来の徐冷方法では、円柱状石英ガラスＧの表面全体が同じ温度になりながらの徐冷となるため円柱状石英ガラスＧ中の等温面Ｆは図９（ｂ）に示すようにその形状の略相似形になる。このために、円柱状石英ガラスＧの外周に近づくにつれて石英ガラスＧ中の等温面Ｆと光透過面Ｅとは次第に角度をなすようになる。

ところが、熱処理中に円柱状石英ガラス〔図１（ａ）〕の光透過面である上下面の少なくとも一方の面の中心から外方へ第１離間距離だけ離れた位置の第１温度Ｔ₁と、該円柱状石英ガラスの外周側面から外方へ第２離間距離だけ離れた位置の第２温度Ｔ₂とで、石英ガラスの形状と徐冷速度との関係から定まる、ある特定の温度調節を行いながら徐冷すると、図１（ｂ）に示すように円柱状石英ガラス体Ｇ内部の等温面Ｆを光透過面Ｅに対して略平行で平坦な形状とすることができる。

このとき、石英ガラスはアニール炉中で光透過方向を上下に向けて設置しても、あるいはこれと垂直な方向に向けて設置しても構わない。また、石英ガラスを石英ガラス等からなる容器等の被覆体によって被覆した状態でアニール炉内に設置してもよい。

円柱状石英ガラスの光透過面Ｅである上下面の少なくとも一方の面の中心から外方へ第１離間距離だけ離れた位置での第１温度Ｔ₁と、該円柱状石英ガラスの外周側面から外方へ第２離間距離だけ離れた位置の第２温度Ｔ₂との温度差は１〜２０℃がよく、より好ましくは１〜１５℃がよく、最も好ましくは１〜１０℃がよい。

前記降温過程において、第１温度Ｔ₁と第２温度Ｔ₂とはいずれを高温としてもよく、すなわち第１温度Ｔ₁＜第２温度Ｔ₂でもよく、又は第１温度Ｔ₁＞第２温度Ｔ₂であってもよい。

前記降温速度は２〜５０℃／ｈが適用されるが、５０℃／ｈよりも大きくなると温度の追随性が悪化するため好ましくなく、また２℃／ｈより小さくすると処理時間が長くなり生産性の点から好ましくない。この降温速度としては、より好ましくは２〜２０℃／ｈがよく、最も好ましくは２〜１０℃／ｈがよい。

前記円柱状光学用合成石英ガラス母材の形状としては、直径１５０〜３５０ｍｍ、厚さ４０〜１２０ｍｍの円柱状とするのが好適である。

上記第１及び第２離間距離は共に５ｍｍ〜１００ｍｍの範囲で互いに同一の距離とするのが好適である。なお、石英ガラスを容器等の被覆体によって被覆した場合には被覆体の上下面の少なくとも一方の面の中心から外方へ第１離間距離を設定し、該被覆体の外周側面から外方へ第２離間距離を設定すればよい。この場合も第１及び第２離間距離は共に５ｍｍ〜１００ｍｍの範囲で互いに同一の距離とすればよい。

前記降温に際して、光透過面に平行な面とそれに垂直な面とで個別の温度調節機構を用いるのが好ましい。

本発明によれば、光透過方向の複屈折が、０．２５ｎｍ／ｃｍ以下であり、かつ屈折率分布の良好な光学用石英ガラスを提供することが出来る。

以下に本発明の光学用合成石英ガラスを製造するアニール炉の実施の形態を添付図面中、図２〜図５に基づいて説明するが、図示例は例示的に示されるもので、本発明の技術思想から逸脱しない限り種々の変形が可能なことはいうまでもない。

図２は本アニール炉の一例を示す斜視的説明図である。同図において、アニール炉１０Ａは円筒状チャンバー１２を有している。該円筒状チャンバー１２の内部には円柱状ベース１４が設置されている。該円柱状ベース１４の上面には熱処理される円柱状合成石英ガラスＧが載置される。

１６は該円筒状チャンバー１２の内部でかつ該円柱状合成石英ガラスＧの上方に設けられた仕切り部材である。１８ａ，１８ｂは熱電対で、上面側熱電対１８ａは該円柱状合成石英ガラスＧの上面の中心から外方へ第１離間距離Ｒ₁、例えば、１０ｍｍだけ離れた位置Ｐ₁に設置され、かつ側面側熱電対１８ｂは該円柱状合成石英ガラスＧの外周側面から外方へ第２離間距離Ｒ₂、例えば、１０ｍｍだけ離れた位置Ｐ₂に設置され、それぞれの位置Ｐ₁，Ｐ₂の温度測定を行う。

前記仕切り部材１６の上部には上面（光透過面）加熱用ヒータＨ₁が設けられ、一方、円筒状チャンバー１２の内周側面には円環状の側面加熱用ヒータＨ₂が設けられている。

上記構成により、円柱状ベース１４上に載置された円柱状合成石英ガラスＧの上面側の温度調節は上面（光透過面）加熱用ヒータＨ₁によって仕切り部材１６の内部で行うことができ、該円柱状合成石英ガラスＧの側面側の温度調節は側面加熱用ヒータＨ₂によって仕切り部材１６の外部で行うことができる。

図３は本アニール炉の他の例を示す斜視的説明図である。図３において図２と同一又は類似部材は同一符号で示される。同図には、横型のアニール炉１０Ｂが示されている。該アニール炉１０Ｂは横置きされた円筒状チャンバー１２を有している。該円筒状チャンバー１２の内部にはベースプレート１４が設置されている。

該ベースプレート１４の上面には第１仕切り部材１６ａ及び第２仕切り部材１６ｂが載置空間１７を形成するように所定間隔をおいて対置せしめられている。熱処理される円柱状合成石英ガラスＧは該ベースプレート１４に載置されるとともに該載置空間１７に位置するように設置される。

１８ａ，１８ａ，１８ｂは熱電対で、上面側及び下面側熱電対１８ａ，１８ａは縦置きされた該円柱状合成石英ガラスＧの上下面の少なくとも一方の面（図示例では両面）の中心から外方へ第１離間距離Ｒ₁、例えば、１０ｍｍだけ離れた位置Ｐ₁に設置され、かつ側面側熱伝対１８ｂは該円柱状合成石英ガラスＧの外周側面から外方へ第２離間距離Ｒ₂、例えば、１０ｍｍだけ離れた位置Ｐ₂に設置され、それぞれの位置Ｐ₁，Ｐ₂の温度測定を行う。

前記第１及び第２仕切り部材１６ａ，１６ｂのそれぞれに上下面（光透過面）加熱用ヒータＨ₁，Ｈ₁が設けられ、一方、円筒状チャンバー１２の内周側面には円環状の側面加熱用ヒータＨ₂が設けられている。

上記構成により、ベースプレート１４上に載置された円柱状合成石英ガラスＧの上下両面側の温度調節は上下面（光透過面）加熱用ヒータＨ₁，Ｈ₁によって仕切り部材１６ａ，１６ｂの内部で行うことができ、該円柱状合成石英ガラスＧの側面側の温度調節は側面加熱用ヒータＨ₂によって仕切り部材１６ａ，１６ｂの外部で行うことができる。

図４は本アニール炉の別の例を示す斜視的説明図である。図４において、図２と同一又は類似部材は同一符号で示される。同図に示されたアニール炉１０Ｃは、熱処理される円柱状合成石英ガラスＧが石英ガラス製の蓋１９付きの円筒状収納容器２０である被覆体に収納され、それに応じて熱電対１８ａ，１８ｂが該円筒状収納容器２０の上面の中心から外方へ第１離間距離Ｒ₁、例えば、１０ｍｍだけ離れた位置Ｐ₁及び該円柱状合成石英ガラスＧの外周側面から外方へ第２離間距離Ｒ₂、例えば、１０ｍｍだけ離れた位置Ｐ₂にそれぞれ設置され、それぞれの位置Ｐ₁，Ｐ₂の温度測定を行う点を除いて、図２のアニール炉１０Ａの構成と同様である。このような円筒状収納容器２０内に合成石英ガラスＧを収納した状態でも該合成石英ガラスＧの上下面と外周側面との温度の制御を個別に行うことが可能である。

次に、アニール炉における温度調節機構について説明する。図５はアニール炉の温度調節機構の一例を示す概略説明図である。同図におけるアニール炉としては図２に示したアニール炉１０Ａを例として述べる。アニール炉１０Ａは、図２に示した場合と同様に、円筒状チャンバー１２、円柱状ベース１４、仕切り部材１６、熱電対１８ａ，１８ｂを具備し、該円柱状ベース１４上には熱処理される円柱状合成石英ガラスＧが載置される。上面側熱電対１８ａは、円柱状合成石英ガラスＧの上面の中心から外方へ第１離間距離Ｒ₁だけ離れた位置Ｐ₁に設置され、また側面側熱電対１８ｂは、円柱状合成石英ガラスＧの外周側面から外方へ第２離間距離Ｒ₂だけ離れた位置Ｐ₂に載置され、それぞれの位置Ｐ₁，Ｐ₂の温度測定を行う。

上記仕切り部材１６の上部には上面（光透過面）加熱用ヒータＨ₁が設けられ、円筒状チャンバー１２の内周面には円環状の側面加熱用ヒータＨ₂が設けられている。

上記上面側熱電対１８ａによって測定された位置Ｐ₁における温度Ｔ₁は第１比較部２１ａに送られ、予め入力されているプログラム上の温度Ｔ₃と比較される。この第１比較部２１ａにおける温度Ｔ₁とＴ₃との比較データは、第１制御部２２ａに送られる。この比較データに基づいて該第１制御部２２ａから発せられる制御信号によって光透過面（上面）加熱用ヒータＨ₁を制御し、円柱状合成石英ガラスＧの上面側の温度調節を行う。つまり、上面側熱電対１８ａ、第１比較部２１ａ、第１制御部２２ａ及び光透過面加熱用ヒータＨ₁によって上面側の温度調節機構Ａが構成されている。

一方、上記側面側熱電対１８ｂによって測定された位置Ｐ₂における温度Ｔ₂は第２比較部２１ｂに送られ、予め入力されているプログラム上の温度Ｔ₄と比較される。この第２比較部２１ｂにおける温度Ｔ₂とＴ₄との比較データは、第２制御部２２ｂに送られる。この比較データに基づいて該第２制御部２２ｂから発せられる制御信号によって側面加熱用ヒータＨ₂を制御し、円柱状合成石英ガラスＧの側面側の温度調節を行う。つまり、側面側熱電対１８ｂ、第２比較部２１ｂ、第２制御部２２ｂ及び側面加熱用ヒータＨ₂によって側面側の温度調節機構Ｂが構成されている。

なお、図５の図示例では、光透過面側の熱電対としては上面側熱電対１８ａのみを設けた例を示したが、図３に示したように、下面側熱電対を併せて設置した場合でも同様に光透過面加熱用ヒータと側面加熱用ヒータとを個別の温度調節機構によって制御することができる。

以下に実施例をあげて本発明をさらに具体的に説明するが、これらの実施例は例示的に示されるもので限定的に解釈されるべきでないことはいうまでもない。

実施例及び比較例における各物性値の測定法は下記の方法による。

複屈折：Ｈｅ−Ｎｅレーザ（６３２．８ｎｍ）を光源とする自動複屈折測定装置（ハインズインスツルメンツ社製、ＥＸＩＣＯＲ ３５０ＡＴ）を用いて測定した。

屈折率分布Δｎ：Ｈｅ−Ｎｅレーザ（６３２．８ｎｍ）を光源とする光干渉計（ザイゴ社製、Ｍａｒｋ ＧＰＩｘｐ）によって測定した。

（実施例１）
気化させた高純度メチルトリメトキシシランを酸水素火炎中に導入し、すす状シリカを生成し、回転する基体上に溶融堆積させる直接火炎加水分解法にて、外径１２０ｍｍ、長さ６３０ｍｍの合成石英ガラスインゴットを作成した。このインゴットの両端を石英ガラス加工旋盤のチャックに把持された石英ガラス製の支持棒に溶接し、合成石英ガラスインゴットを回転させた。

回転しているインゴットをバーナーで局部加熱して溶融帯域を形成し、チャックの回転方向及び回転数を独立に変動させ、溶融帯域に応力を発生させ、インゴットの脈理除去及び均質化を図った。その後石英ガラス加工用旋盤のチャック間を狭め、合成ガラスインゴットを抑圧しボール状の合成石英ガラスに変形し、ボール状合成石英ガラスを切り離し、切り離し面を上下にして合成石英ガラスインゴットを支持台の支持棒に取り付け回転しながらバーナーで加熱軟化させ、再度均質化して棒状合成石英ガラスインゴットを製造した。

得られたインゴットには３方向で脈理や層状構造は認められなかった。前記合成石英ガラスインゴットを所望の形状に成型するために、Ｎａの灰分２０ｐｐｍ以下のグラファイトルツボ中にインゴットを入れ、ルツボ内を窒素雰囲気で置換したのち炉内温度を１９００℃に保温し、１０分間保持し成型した。得られた外径３００ｍｍ、厚さ１００ｍｍの円柱状石英ガラス部材を純度９９％以上のアルミナを炉材とする図２に示したものと同様の構造を有するアニール炉内に光透過方向を上下に向けて設置した。なお、図２のアニール炉において、第１及び第２離間距離は共に１０ｍｍに設定した。

この状態で図６に示す温度プログラムに従い石英ガラス部材を１１５０℃で５０時間保持したのち、まず上面側（第１温度Ｔ₁）を１０℃／ｈの降温速度で降温した。上面側の降温を開始してから１時間後に外周側面側（第２温度Ｔ₂）を１０℃／ｈで降温開始し、上面側に設置した熱電対の指示温度が８００℃になったところで自然冷却した。この合成石英ガラス部材の光学特性を調べ、光透過面の中心からの距離と光透過方向の複屈折の値との関係を示すグラフを作成し図８に示した。図８に示されるように、光透過方向の複屈折の最大値は０．２５ｎｍ／ｃｍであった。また、屈折率分布Δｎは１．５×１０^-6であった。

（実施例２）
実施例１と同様の手順で成型した石英ガラス部材を図３に示したものと同様の構造をもつアニール炉内に図３に示したように縦置きにして設置した。実施例１と同様の操作で上記石英ガラス部材に対して熱処理を行い合成石英部材を作成した。得られた合成石英ガラス部材の光学特性を調べたところ、光透過方向の複屈折の最大値は０．２４ｎｍ／ｃｍ、屈折率分布Δｎは１．２×１０^-6であった。

（実施例３）
実施例１と同様の手順で成型した石英ガラス部材を図４に示したものと同様の構造をもつアニール炉中に、石英ガラス製の円筒状収納容器に入れて設置した。このとき温度制御のための熱電対は円筒状収納容器上面の中心から外方へ１０ｍｍ離れた位置と容器外周面から外方へ１０ｍｍ離れた位置に設置した。１１５０℃で５０時間保持した後、容器上面側を２０℃／ｈの降温速度で降温した。さらに３０分後に、容器外周面側を２０℃／ｈで降温開始し、容器上面側の熱電対の指示温度が８００℃になったところで自然冷却した以外は、実施例１と同様の操作で合成石英部材を作成した。得られた合成石英ガラス部材の光学特性を調べたところ、光透過方向の複屈折の最大値は０．２２ｎｍ／ｃｍ、屈折率分布Δｎは１．０×１０^-6であった。

（比較例１）
実施例１においてアニール炉内に設置した石英ガラス部材を１１５０℃で５０時間保持したのち、図７に示す温度プログラムに従い異なる温度調節機構を用いることなく１０℃／ｈの降温速度で降温し、８００℃になったところで自然冷却した以外は実施例１と同様の操作で合成石英部材を作成した。この合成石英ガラス部材の光学特性を調べ、光透過面の中心からの距離と複屈折の値との関係を、実施例１の結果とともに図８に示した。図８に示されるように、光透過方向の複屈折の最大値は２．４ｎｍ／ｃｍであった。また、屈折率分布Δｎは２．３×１０^-6であった。

（比較例２）
実施例１においてアニール炉内に設置した石英ガラス部材を１１５０℃で５０時間保持したのち、まず上面側を１０℃／ｈの降温速度で降温した。上面側の降温を開始してから３時間後に外周面側を１０℃／ｈで降温開始し、上面側の熱電対の指示温度が８００℃になったところで自然冷却した以外は実施例１と同様の操作で合成石英部材を作成した。この合成石英ガラス部材の光学特性を調べたところ、光透過方向の複屈折の最大値は２．０ｎｍ／ｃｍ、屈折率分布Δｎは３．４×１０^-6あった。

（比較例３）
実施例１においてアニール炉内に設置した石英ガラス部材を１１５０℃で５０時間保持したのち、まず上面側を８０℃／ｈの降温速度で降温した。上面側の降温を開始してから３分後に円周面側を８０℃／ｈで降温開始し、上面側の熱電対の指示温度が８００℃になったところで自然冷却した以外は実施例１と同様の操作で合成石英部材を作成した。この合成石英ガラス部材の光学特性を調べたところ、光透過方向の複屈折の最大値は１．８ｎｍ／ｃｍ、屈折率分布Δｎは３．７×１０^-6であった。

本発明の光学用合成石英ガラスの一例を示す説明図で、（ａ）は全体斜視図、（ｂ）は（ａ）の縦断面図である。 本発明の光学用合成ガラスの製造方法の実施に用いられるアニール炉の一例を示す斜視概略説明図である。 本発明の光学用合成ガラスの製造方法の実施に用いられるアニール炉の他の例を示す斜視概略説明図である。 本発明の光学用合成ガラスの製造方法の実施に用いられるアニール炉の別の例を示す斜視概略説明図である。 アニール炉における温度調節機構の一例を示す概略説明図である。 実施例１における熱処理における時間と温度との関係を示すグラフである。 比較例１における熱処理における時間と温度との関係を示すグラフである。 実施例１における熱処理線の合成石英ガラス部材の光透過面の中心からの距離と光透過方向の複屈折の値との関係を示すグラフである。 従来の光学用合成石英ガラスの一例を示す説明図で、（ａ）は全体斜視図、（ｂ）は（ａ）の縦断面図である。

符号の説明

１０Ａ，１０Ｂ，１０Ｃ：アニール炉、１２：円筒状チャンバー、１４：円柱状ベース、１４：ベースプレート、１６：仕切り部材、１６ａ：第１仕切り部材、１６ｂ：第２仕切り部材、１７：載置空間、１８ａ，１８ｂ：熱電対、１９：蓋、２０：円筒状収納容器、２１ａ：第１比較部、２１ｂ：第２比較部、２２ａ：第１制御部、２２ｂ：第２制御部、Ａ：上面側の温度調節機構、Ｂ：側面側の温度調節機構、Ｅ：光透過面、Ｆ：等温面、Ｇ：円柱状合成石英ガラス、Ｈ₁，Ｈ₂：ヒータ、Ｌ：光透過方向、Ｐ₁，Ｐ₂：温度測定位置、Ｒ₁：第１離間距離、Ｒ₂：第２離間距離。

Claims (7)

1. 上下面を透光面とした円柱状光学用合成石英ガラス母材を熱処理するためのアニール炉を用いる光学用合成石英ガラスの製造方法によって製造される光学用合成石英ガラスであって、前記アニール炉が、前記合成石英ガラス母材を内部に収納するチャンバーと、該合成石英ガラス母材の上下面の少なくとも一方の面を加熱する光透過面加熱用ヒータと、該合成石英ガラス母材の外周側面を加熱する側面加熱用ヒータとを有し、該光透過面加熱用ヒータと該側面加熱用ヒータとを個別の温度調節機構によって制御することができるように構成されており、前記円柱状光学用合成石英ガラス母材を８００℃〜１２００℃の温度に昇温して一定時間保持したのち降温する過程において、前記光学用合成石英ガラス母材の光透過面の温度と前記光学用合成石英ガラス母材の外周側面の温度とで１〜２０℃の温度差をつけてそれぞれ２〜５０℃／ｈの降温速度で降温するようにして製造され、光透過方向の複屈折が０．２５ｎｍ／ｃｍ以下及び／又は屈折率分布Δｎが２×１０^-6以下であることを特徴とする光学用合成石英ガラス。
2. 上下面を透光面とした円柱状光学用合成石英ガラス母材を熱処理するためのアニール炉を用いる光学用合成石英ガラスの製造方法によって製造される光学用合成石英ガラスであって、前記アニール炉が、前記合成石英ガラス母材を内部に収納するチャンバーと、該合成石英ガラス母材の上下面の少なくとも一方の面を加熱する光透過面加熱用ヒータと、該合成石英ガラス母材の外周側面を加熱する側面加熱用ヒータとを有し、該光透過面加熱用ヒータと該側面加熱用ヒータとを個別の温度調節機構によって制御することができるように構成されており、前記円柱状光学用合成石英ガラス母材を８００℃〜１２００℃の温度に昇温して一定時間保持したのち降温する過程において、前記光学用合成石英ガラス母材の光透過面である上下面の少なくとも一方の面の中心から外方へ第１離間距離だけ離れた位置での第１温度Ｔ₁と前記光学用合成石英ガラス母材の外周側面から外方へ第２離間距離だけ離れた位置での第２温度Ｔ₂とで１〜２０℃の温度差をつけてそれぞれ２〜５０℃／ｈの降温速度で降温するようにして製造され、光透過方向の複屈折が０．２５ｎｍ／ｃｍ以下及び／又は屈折率分布Δｎが２×１０^-6以下であることを特徴とする光学用合成石英ガラス。
3. 前記第１及び第２離間距離が共に５ｍｍ〜１００ｍｍであることを特徴とする請求項２記載の光学用合成石英ガラス。
4. 前記降温過程において、前記第１温度Ｔ₁が前記第２温度Ｔ₂よりも低温であることを特徴とする請求項２又は３記載の光学用合成石英ガラス。
5. 前記降温過程において、前記第１温度Ｔ₁が前記第２温度Ｔ₂よりも高温であることを特徴とする請求項２又は３記載の光学用合成石英ガラス。
6. 前記降温に際して、前記光透過面に平行な面とそれに垂直な面とで個別の温度調節機構を用いることを特徴とする請求項１〜５のいずれか１項記載の光学用合成石英ガラス。
7. 前記光学用合成石英ガラス母材が、直径１５０〜３５０ｍｍ、厚さ４０〜１２０ｍｍの円柱状であることを特徴とする請求項１〜６のいずれか１項記載の光学用合成石英ガラス。

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