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(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】公開特許公報(A)
(11)【公開番号】P2024133972
(43)【公開日】2024-10-03
(54)【発明の名称】シリカ熱反射板
(51)【国際特許分類】
H01L 21/22 20060101AFI20240926BHJP
C23C 14/06 20060101ALI20240926BHJP
C03C 27/06 20060101ALI20240926BHJP
C03C 17/36 20060101ALI20240926BHJP
C03C 17/40 20060101ALI20240926BHJP
C04B 35/14 20060101ALI20240926BHJP
H01L 21/324 20060101ALI20240926BHJP
【ＦＩ】
H01L21/22 501F
C23C14/06 N
C03C27/06
C03C17/36
C03C17/40
C04B35/14
H01L21/324 G
【審査請求】未請求
【請求項の数】12
【出願形態】ＯＬ
(21)【出願番号】P 2023044016
(22)【出願日】2023-03-20
(71)【出願人】
【識別番号】000136561
【氏名又は名称】株式会社フルヤ金属
(74)【代理人】
【識別番号】100115794
【弁理士】
【氏名又は名称】今下 勝博
(74)【代理人】
【識別番号】100119677
【弁理士】
【氏名又は名称】岡田 賢治
(72)【発明者】
【氏名】丸子 智弘
(72)【発明者】
【氏名】石黒 好裕
(72)【発明者】
【氏名】松村 尊信
(72)【発明者】
【氏名】板橋 淳
【テーマコード（参考）】
4G059
4G061
4K029
【Ｆターム（参考）】
4G059AA01
4G059AA08
4G059AC06
4G059DA03
4G059DA07
4G059DA09
4G059DB01
4G059DB02
4G059EA01
4G059EA05
4G059EA12
4G059EB01
4G059EB02
4G059EB03
4G059EB04
4G059GA01
4G059GA04
4G059GA13
4G059GA14
4G061AA25
4G061BA03
4G061CA02
4G061CB07
4G061CB12
4G061CD02
4G061CD12
4G061CD16
4K029AA08
4K029AA24
4K029BA02
4K029BA07
4K029BA11
4K029BA16
4K029BA35
4K029BA58
4K029BB02
4K029BC10
4K029CA05
4K029CA06
4K029DC16
4K029EA01
4K029GA01
(57)【要約】
【課題】本開示は、従来と比べて、シリカ熱反射板の低熱容量化を実現しつつ、反射体を囲い込むためにシリカ板同士を表面活性化接合にて接合したとしても、反射体である第１反射層と接合剤層との反応を抑制することで、反射率の経時低下が少ない長寿命のシリカ熱反射板を提供することを目的とする。
【解決手段】本開示に係るシリカ熱反射板は、第１シリカ板１ａと、第１シリカ板の一方の表面のうち、第１周縁環状表面７ａに囲まれた第１内側表面８ａに設けられたＩｒ、Ｐｔ、Ｒｈ、Ｒｕ、Ｒｅ、Ｈｆ及びＭｏの群から選ばれた１種からなるか、又は、この群より選ばれた少なくともいずれか１種を含む合金からなる第１反射層４ａと、第１反射層を覆う第１バリア層５ａと、第２シリカ板１ｂと、接合剤層３と、第１周縁環状表面と第２周縁環状表面７ｂとが接合剤層を介して接合された表面活性化接合部２と、を有する。
【選択図】図３
【解決手段】本開示に係るシリカ熱反射板は、第１シリカ板１ａと、第１シリカ板の一方の表面のうち、第１周縁環状表面７ａに囲まれた第１内側表面８ａに設けられたＩｒ、Ｐｔ、Ｒｈ、Ｒｕ、Ｒｅ、Ｈｆ及びＭｏの群から選ばれた１種からなるか、又は、この群より選ばれた少なくともいずれか１種を含む合金からなる第１反射層４ａと、第１反射層を覆う第１バリア層５ａと、第２シリカ板１ｂと、接合剤層３と、第１周縁環状表面と第２周縁環状表面７ｂとが接合剤層を介して接合された表面活性化接合部２と、を有する。
【選択図】図３
【特許請求の範囲】
【請求項1】
第１シリカ板と、
前記第１シリカ板の一方の表面のうち、第１周縁環状表面に囲まれた第１内側表面に設けられたＩｒ、Ｐｔ、Ｒｈ、Ｒｕ、Ｒｅ、Ｈｆ及びＭｏの群から選ばれた１種からなるか、又は、この群より選ばれた少なくともいずれか１種を含む合金からなる第１反射層と、
該第１反射層の表面に設けられ、該第１反射層を覆う第１バリア層と、
前記第１シリカ板の前記第１バリア層が設けられた面側と向かい合わせに配置された第２シリカ板と、
前記第１周縁環状表面及び前記第１バリア層と前記第２シリカ板との間に配置された接合剤層と、
前記第１周縁環状表面と前記第２シリカ板の表面のうち前記第１周縁環状表面と向かい合う第２周縁環状表面とが前記接合剤層を介して接合された表面活性化接合部と、
を有することを特徴とするシリカ熱反射板。
前記第１シリカ板の一方の表面のうち、第１周縁環状表面に囲まれた第１内側表面に設けられたＩｒ、Ｐｔ、Ｒｈ、Ｒｕ、Ｒｅ、Ｈｆ及びＭｏの群から選ばれた１種からなるか、又は、この群より選ばれた少なくともいずれか１種を含む合金からなる第１反射層と、
該第１反射層の表面に設けられ、該第１反射層を覆う第１バリア層と、
前記第１シリカ板の前記第１バリア層が設けられた面側と向かい合わせに配置された第２シリカ板と、
前記第１周縁環状表面及び前記第１バリア層と前記第２シリカ板との間に配置された接合剤層と、
前記第１周縁環状表面と前記第２シリカ板の表面のうち前記第１周縁環状表面と向かい合う第２周縁環状表面とが前記接合剤層を介して接合された表面活性化接合部と、
を有することを特徴とするシリカ熱反射板。
【請求項2】
前記第１バリア層は、酸化ケイ素膜、酸化クロム膜、酸化クロムが前記接合剤層の側に配置されるクロム／酸化クロム積層膜、窒化チタン膜、タンタル膜、クロム膜、イリジウム膜又はルテニウム膜であることを特徴とする請求項１に記載のシリカ熱反射板。
【請求項3】
前記第１バリア層の膜厚が、５ｎｍ以上であることを特徴とする請求項１に記載のシリカ熱反射板。
【請求項4】
前記第１シリカ板は前記第１内側表面が凹部となる第１凹部を有し、該第１凹部の底面に前記第１反射層が設けられ、該第１反射層の表面に前記第１バリア層が設けられていることを特徴とする請求項１に記載のシリカ熱反射板。
【請求項5】
前記第２シリカ板は前記第２内側表面が凹部となる第２凹部を有し、前記第１反射層及び前記第１バリア層が前記第２凹部の中に配置されていることを特徴とする請求項１に記載のシリカ熱反射板。
【請求項6】
前記第１シリカ板は前記第１内側表面が凹部となる第１凹部を有し、該第１凹部の底面に前記第１反射層が設けられ、該第１反射層の表面に前記第１バリア層が設けられており、前記第２シリカ板は前記第２内側表面が凹部となる第２凹部を有していることを特徴とする請求項１に記載のシリカ熱反射板。
【請求項7】
前記第２シリカ板は、
前記第２周縁環状表面に囲まれた第２内側表面にＩｒ、Ｐｔ、Ｒｈ、Ｒｕ、Ｒｅ、Ｈｆ及びＭｏの群から選ばれた１種からなるか、又は、この群より選ばれた少なくともいずれか１種を含む合金からなる第２反射層と、
該第２反射層の表面に設けられ、該第２反射層を覆う第２バリア層と、をさらに有し、
前記接合剤層は、前記第１周縁環状表面及び前記第１バリア層と前記第２周縁環状表面及び前記第２バリア層との間に配置されていることを特徴とする請求項１に記載のシリカ熱反射板。
前記第２周縁環状表面に囲まれた第２内側表面にＩｒ、Ｐｔ、Ｒｈ、Ｒｕ、Ｒｅ、Ｈｆ及びＭｏの群から選ばれた１種からなるか、又は、この群より選ばれた少なくともいずれか１種を含む合金からなる第２反射層と、
該第２反射層の表面に設けられ、該第２反射層を覆う第２バリア層と、をさらに有し、
前記接合剤層は、前記第１周縁環状表面及び前記第１バリア層と前記第２周縁環状表面及び前記第２バリア層との間に配置されていることを特徴とする請求項１に記載のシリカ熱反射板。
【請求項8】
前記第２バリア層は、酸化ケイ素膜、酸化クロム膜、酸化クロムが前記接合剤層の側に配置されるクロム／酸化クロム積層膜、窒化チタン膜、タンタル膜、クロム膜、イリジウム膜又はルテニウム膜であることを特徴とする請求項７に記載のシリカ熱反射板。
【請求項9】
前記第２バリア層の膜厚が、５ｎｍ以上であることを特徴とする請求項７に記載のシリカ熱反射板。
【請求項10】
前記第１シリカ板は前記第１内側表面が凹部となる第１凹部を有し、該第１凹部の底面に前記第１反射層が設けられ、該第１反射層の表面に前記第１バリア層が設けられおり、前記第２反射層及び前記第２バリア層が前記第１凹部の中に配置されていることを特徴とする請求項７に記載のシリカ熱反射板。
【請求項11】
前記第１シリカ板は前記第１内側表面が凹部となる第１凹部を有し、該第１凹部の底面に前記第１反射層が設けられ、該第１反射層の表面に前記第１バリア層が設けられおり、
前記第２シリカ板は前記第２内側表面が凹部となる第２凹部を有し、該第２凹部の底面に前記第２反射層が設けられ、該第２反射層の表面に前記第２バリア層が設けられていることを特徴とする請求項７に記載のシリカ熱反射板。
前記第２シリカ板は前記第２内側表面が凹部となる第２凹部を有し、該第２凹部の底面に前記第２反射層が設けられ、該第２反射層の表面に前記第２バリア層が設けられていることを特徴とする請求項７に記載のシリカ熱反射板。
【請求項12】
前記第１シリカ板及び前記第２シリカ板は平板であることを特徴とする請求項１又は７に記載のシリカ熱反射板。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本開示は、例えば、半導体・電子部品の分野で、ウエハ、基板等を高温で熱処理する種々の熱処理装置の熱反射板として利用でき、高反射率を有することから熱処理装置の省エネルギー化が可能であり、また、汚染を抑制することが可能なシリカ熱反射板に関する。
【背景技術】
【0002】
半導体ウエハの製造または処理工程においては、半導体ウエハに各種の性質を付与するため熱処理作業が行われている。例えば、半導体ウエハを高純度石英製の炉芯管に収納し、炉芯管内の雰囲気を制御して、熱処理作業が行われる。この熱処理工程に使用される熱処理装置では、炉内の高温維持と炉床部への熱放散を防止するため、炉内と炉床との間に炉開口部を塞ぐように保温体（蓋体）が設けられている。
【0003】
本出願人は、蓋体として、金属膜を内包したシリカ熱反射板を提案している（例えば、特許文献１又は特許文献２を参照。）。
【0004】
特許文献１のシリカ熱反射板は、シリカ板と、シリカ板の内部に配置されてシリカ板によって外周囲が完全に覆われてなり、かつ、シリカ板の一方の表面に入射した赤外線を反射する反射体と、を有するシリカ熱反射板であって、反射体は、薄膜、板又は箔であり、反射体の少なくとも反射面を含む表面層は、Ｉｒ、Ｐｔ、Ｒｈ、Ｒｕ、Ｒｅ、Ｈｆ又はＭｏからなるか、又は、Ｉｒ、Ｐｔ、Ｒｈ、Ｒｕ、Ｒｅ、Ｈｆ及びＭｏから選ばれる少なくともいずれか１種を含む合金からなる。
【0005】
特許文献２のシリカ熱反射板は、シリカ板とシリカ板の内部に配置された赤外線を反射する反射体とを有する。シリカ板は、第１シリカ板と第２シリカ板とが対向して配置されて周縁部同士が周縁に沿って環状に連続して接合された合わせ板の構造をする。合わせ板の構造は、密閉されているキャビティとキャビティ内に収容された第３シリカ板とを有する。反射体は、薄膜、板又は箔であり、反射体の少なくとも反射面を含む表面層は、Ｉｒ、Ｐｔ、Ｒｈ、Ｒｕ、Ｒｅ、Ｈｆ又はＭｏからなるか又はＩｒ、Ｐｔ、Ｒｈ、Ｒｕ、Ｒｅ、Ｈｆ及びＭｏから選ばれる少なくともいずれか１種を含む合金からなる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0006】
【特許文献1】特許７０９６４０９号公報
【特許文献2】特許７０２９５６７号公報
【特許文献3】特開２０１９‐２１７５３０号公報
【特許文献4】特許４１７２８０６号公報
【特許文献5】特許６０３２６６７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0007】
特許文献１又は特許文献２では２枚のシリカ板で反射膜を隙間なく覆うことで、炉内汚染を防止し、反射膜の耐久性が向上する。さらに特許文献２では、反射体を対向する第１シリカ板、第２シリカ板又は第３シリカ板に密着させることができ、反射膜とシリカ板が部分的に接触することで発生する干渉縞をより抑制することができる。また、昇降温に伴う反射膜の剥離を物理的に抑制することができ、熱反射板を長持ちさせることができる。
【0008】
しかし、熱反射板の外側に位置する第１シリカ板と第２シリカ板とを表面活性化接合にて接合する場合、熱処理後に反射率の低下が生じる場合があった。表面活性化接合ではシリコン層等の接合剤層を第１シリカ板と第２シリカ板との接合部分に形成する必要がある。所望の接合部分以外の箇所、例えば反射膜にも接合剤層が形成された場合、反射膜と接合剤層とが反応してしまい、上記の反射率の低下が起こりうることが分かった。また、反射膜の反射面の反対面において反射膜と接合剤層を接合させた場合、干渉縞が生じる場合があり、干渉縞は熱反射板の商品価値を低下させうる。
【0009】
本開示は、従来と比べて、シリカ熱反射板の低熱容量化を実現しつつ、反射体を囲い込むためにシリカ板同士を表面活性化接合にて接合したとしても、反射体である反射層と接合剤層との反応を抑制することで、反射率の経時低下が少ない長寿命のシリカ熱反射板を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【0010】
本発明者らは、鋭意検討した結果、反射膜の表面のうち、接合剤層が形成されうる面に接合剤層の構成元素の拡散を防止するバリア層を設けることで、上記課題を解決できることを見出し、本発明を完成させた。すなわち、本発明に係るシリカ熱反射板は、第１シリカ板と、前記第１シリカ板の一方の表面のうち、第１周縁環状表面に囲まれた第１内側表面に設けられたＩｒ、Ｐｔ、Ｒｈ、Ｒｕ、Ｒｅ、Ｈｆ及びＭｏの群から選ばれた１種からなるか、又は、この群より選ばれた少なくともいずれか１種を含む合金からなる第１反射層と、該第１反射層の表面に設けられ、該第１反射層を覆う第１バリア層と、前記第１シリカ板の前記第１バリア層が設けられた面側と向かい合わせに配置された第２シリカ板と、前記第１周縁環状表面及び前記第１バリア層と前記第２シリカ板との間に配置された接合剤層と、前記第１周縁環状表面と前記第２シリカ板の表面のうち前記第１周縁環状表面と向かい合う第２周縁環状表面とが前記接合剤層を介して接合された表面活性化接合部と、を有することを特徴とする。
【0011】
本発明に係るシリカ熱反射板では、前記第１バリア層は、酸化ケイ素膜、酸化クロム膜、酸化クロムが前記接合剤層の側に配置されるクロム／酸化クロム積層膜、窒化チタン膜、タンタル膜、クロム膜、イリジウム膜又はルテニウム膜であることが好ましい。第１反射層と接合剤層との反応をより抑制することができる。
【0012】
本発明に係るシリカ熱反射板では、前記第１バリア層の膜厚が、５ｎｍ以上であることが好ましい。第１反射層と接合剤層との反応を抑制することができる。
【0013】
本発明に係るシリカ熱反射板では、前記第１シリカ板は前記第１内側表面が凹部となる第１凹部を有し、該第１凹部の底面に前記第１反射層が設けられ、該第１反射層の表面に前記第１バリア層が設けられていることが好ましい。第１反射層が密閉空間であるキャビティ内にあるため、第１シリカ板と第２シリカ板の周縁部同士の表面活性化接合部に、第１反射層に起因する剥がす方向の応力がかかりにくく、第１反射層の破損による炉内の汚染を抑制することができる。また、第１バリア層と第２シリカ板の部分接触により生じる干渉縞をより抑制することができる。また、第１シリカ板と第２シリカ板の周縁部同士を、変形をさせることなく接合することができるので接合率が高い。
【0014】
本発明に係るシリカ熱反射板では、前記第２シリカ板は前記第２内側表面が凹部となる第２凹部を有し、前記第１反射層及び前記第１バリア層が前記第２凹部の中に配置されていることが好ましい。第１反射層が密閉空間であるキャビティ内にあるため、第１シリカ板と第２シリカ板の周縁部同士の表面活性化接合部に、第１反射層に起因する剥がす方向の応力がかかりにくく、第１反射層の破損による炉内の汚染を抑制することができる。また、接合剤層と第２シリカ板の部分接触により生じる干渉縞をより抑制することができる。また、第１シリカ板と第２シリカ板の周縁部同士を、変形をさせることなく接合することができるので接合率が高い。
【0015】
本発明に係るシリカ熱反射板では、前記第１シリカ板は前記第１内側表面が凹部となる第１凹部を有し、該第１凹部の底面に前記第１反射層が設けられ、該第１反射層の表面に前記第１バリア層が設けられており、前記第２シリカ板は前記第２内側表面が凹部となる第２凹部を有していることが好ましい。第１反射層が密閉空間であるキャビティ内にあるため、第１シリカ板と第２シリカ板の周縁部同士の表面活性化接合部に、第１反射層に起因する剥がす方向の応力がかかりにくく、第１反射層の破損による炉内の汚染を抑制することができる。また、接合剤層と第２シリカ板との部分接触が抑制されるため、部分接触により生じる干渉縞が生じにくい。また、第１シリカ板と第２シリカ板の周縁部同士を、変形をさせることなく接合することができるので接合率が高い。
【0016】
本発明に係るシリカ熱反射板では、前記第２シリカ板は、前記第２周縁環状表面に囲まれた第２内側表面にＩｒ、Ｐｔ、Ｒｈ、Ｒｕ、Ｒｅ、Ｈｆ及びＭｏの群から選ばれた１種からなるか、又は、この群より選ばれた少なくともいずれか１種を含む合金からなる第２反射層と、該第２反射層の表面に設けられ、該第２反射層を覆う第２バリア層と、をさらに有し、前記接合剤層は、前記第１周縁環状表面及び前記第１バリア層と前記第２周縁環状表面及び前記第２バリア層との間に配置されていることが好ましい。シリカ熱反射板のどちらの面も熱反射板として機能させることができる。また、第１反射層のみを設けた場合、接合剤層が付着した側の面には接合剤層に起因する干渉縞が生じやすい。一方、第１反射層と第２反射層とがそれぞれ反射面となれば、接合剤層が見えなくなるため、シリカ熱反射板の美観の低下が防止できる。
【0017】
本発明に係るシリカ熱反射板では、前記第２バリア層は、酸化ケイ素膜、酸化クロム膜、酸化クロムが前記接合剤層の側に配置されるクロム／酸化クロム積層膜、窒化チタン膜、タンタル膜、クロム膜、イリジウム膜又はルテニウム膜であることが好ましい。第２反射層と接合剤層との反応をより抑制することができる。
【0018】
本発明に係るシリカ熱反射板では、前記第２バリア層の膜厚が、５ｎｍ以上であることが好ましい。第２反射層と接合剤層との反応を抑制することができる。
【0019】
本発明に係るシリカ熱反射板では、前記第１シリカ板は前記第１内側表面が凹部となる第１凹部を有し、該第１凹部の底面に前記第１反射層が設けられ、該第１反射層の表面に前記第１バリア層が設けられおり、前記第２反射層及び前記第２バリア層が前記第１凹部の中に配置されていることが好ましい。第１反射層及び第２反射層が密閉空間であるキャビティ内にあるため、第１シリカ板と第２シリカ板の周縁部同士の表面活性化接合部に、第１反射層及び第２反射層に起因する剥がす方向の応力がかかりにくく、第１反射層及び第２反射層の破損による炉内の汚染を抑制することができる。また、接合剤層は第１バリア層及び第２バリア層に挟まれているため、接合剤層の構成元素の拡散が抑制される。また、接合剤層を隙間なく第１バリア層及び第２バリア層で挟み込んだ場合には、シリカ熱反射板の全体の強度が向上する。
【0020】
本発明に係るシリカ熱反射板では、前記第１シリカ板は前記第１内側表面が凹部となる第１凹部を有し、該第１凹部の底面に前記第１反射層が設けられ、該第１反射層の表面に前記第１バリア層が設けられおり、前記第２シリカ板は前記第２内側表面が凹部となる第２凹部を有し、該第２凹部の底面に前記第２反射層が設けられ、該第２反射層の表面に前記第２バリア層が設けられていることが好ましい。第１反射層及び第２反射層が密閉空間であるキャビティ内にあるため、第１シリカ板と第２シリカ板の周縁部同士の表面活性化接合部に、第１反射層及び第２反射層に起因する剥がす方向の応力がかかりにくく、第１反射層及び第２反射層の破損による炉内の汚染を抑制することができる。また、接合剤層は第１バリア層及び第２バリア層に挟まれているため、接合剤層の構成元素の拡散が抑制される。また、接合剤層を隙間なく第１バリア層及び第２バリア層で挟み込んだ場合には、シリカ熱反射板の全体の強度が向上する。第１凹部の底面に第１反射層を形成し、第１反射層が第１バリア層で覆われ、第２凹部の底面に第２反射層を形成し、第２反射層が第２バリア層で覆われるため、各反射層の平面及び側面が覆われた状態で接合剤層を形成して接合するため、反射層と接合剤層が反応することがない。
【0021】
本発明に係るシリカ熱反射板では、前記第１シリカ板及び前記第２シリカ板は平板であることが好ましい。凹部を形成するための掘り込みの加工と反射層が形成される箇所となる底部のポリッシング加工が不要であり、構造がシンプルであるため、作製が容易である。
【発明の効果】
【0022】
本開示によれば、従来と比べて、シリカ熱反射板の低熱容量化を実現しつつ、反射体を囲い込むためにシリカ板同士を表面活性化接合にて接合したとしても、反射体である第１反射層と接合剤層との反応を抑制することで、反射率の経時低下が少ない長寿命のシリカ熱反射板を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【0023】
【図1】本実施形態に係るシリカ熱反射板であってキャビティを有さない例の構造を説明するための概略図である。
【図2】接合剤層を蒸着する前の状態の第１例を示す概略図である。
【図3】第１例のＡ－Ａ断面を示す概略図である。
【図4】第１凹部を有する第１シリカ板の構造を説明するための概略図である。
【図5】接合剤層を蒸着する前の状態の第２例を示す概略図である。
【図6】第２例の断面概略図である。
【図7】接合剤層を蒸着する前の状態の第３例を示す概略図である。
【図8】第３例の断面概略図である。
【図9】接合剤層を蒸着する前の状態の第４例を示す概略図である。
【図10】第４例の断面概略図である。
【図11】接合剤層を蒸着する前の状態の第５例を示す概略図である。
【図12】第５例の断面概略図である。
【図13】接合剤層を蒸着する前の状態の第６例を示す概略図である。
【図14】第６例の断面概略図である。
【図15】接合剤層を蒸着する前の状態の第７例を示す概略図である。
【図16】第７例の断面概略図である。
【図17】実施例１のシリカ熱反射板の反射面の一方の外観画像である。
【図18】実施例２～６及び比較例１の反射率の熱サイクル後の結果を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【0024】
以降、本発明について実施形態を示して詳細に説明するが本発明はこれらの記載に限定して解釈されない。本発明の効果を奏する限り、実施形態は種々の変形をしてもよい。
【0025】
（第１例：反射層が片面でキャビティなしの形態）
図１～図３を参照して、第１例のシリカ熱反射板１００について説明する。図１は、第１例のシリカ熱反射板であってキャビティを有さない例の構造を説明するための概略図であり、図３において下から上に向かってシリカ熱反射板１００を見た図に相当、すなわちシリカ熱反射板１００の底面図に相当する。そして、図１ではシリカ熱反射板１００の反射面側の構造を説明するために、第１シリカ板１ａを透過して見える第１反射層４ａ及び表面活性化接合部（周縁部同士の接合部）２も図示されている。図２は、接合剤層３を蒸着する前の状態を断面図で示している。第１例のシリカ熱反射板１００は、第１シリカ板１ａと、第１シリカ板１ａの一方の表面のうち、第１周縁環状表面７ａに囲まれた第１内側表面８ａに設けられたＩｒ、Ｐｔ、Ｒｈ、Ｒｕ、Ｒｅ、Ｈｆ及びＭｏの群から選ばれた１種からなるか、又は、この群より選ばれた少なくともいずれか１種を含む合金からなる第１反射層４ａと、第１反射層４ａの表面に設けられ、第１反射層４ａを覆う第１バリア層５ａと、第１シリカ板１ａの第１バリア層５ａが設けられた面側と向かい合わせに配置された第２シリカ板１ｂと、第１周縁環状表面７ａ及び第１バリア層５ａと第２シリカ板１ｂとの間に配置された接合剤層３と、第１周縁環状表面７ａと第２シリカ板１ｂの表面のうち第１周縁環状表面７ａと向かい合う第２周縁環状表面７ｂとが接合剤層３を介して接合された表面活性化接合部２と、を有する。ここで第２シリカ板１ｂの表面のうち、第１シリカ板１ａと向かい合う側の表面が、第２周縁環状表面７ｂと第２周縁環状表面７ｂに囲まれた第２内側表面８ｂとを有している。そして、シリカ熱反射板１００は、表面活性化接合部２における接合だけでなく、第２内側表面８ｂと第１バリア層５ａとの間に介在する接合剤層３による接合によって第１シリカ板１ａと第２シリカ板１ｂとが接合される構造となっていることが好ましい。接合強度をより高めることができる。
図１～図３を参照して、第１例のシリカ熱反射板１００について説明する。図１は、第１例のシリカ熱反射板であってキャビティを有さない例の構造を説明するための概略図であり、図３において下から上に向かってシリカ熱反射板１００を見た図に相当、すなわちシリカ熱反射板１００の底面図に相当する。そして、図１ではシリカ熱反射板１００の反射面側の構造を説明するために、第１シリカ板１ａを透過して見える第１反射層４ａ及び表面活性化接合部（周縁部同士の接合部）２も図示されている。図２は、接合剤層３を蒸着する前の状態を断面図で示している。第１例のシリカ熱反射板１００は、第１シリカ板１ａと、第１シリカ板１ａの一方の表面のうち、第１周縁環状表面７ａに囲まれた第１内側表面８ａに設けられたＩｒ、Ｐｔ、Ｒｈ、Ｒｕ、Ｒｅ、Ｈｆ及びＭｏの群から選ばれた１種からなるか、又は、この群より選ばれた少なくともいずれか１種を含む合金からなる第１反射層４ａと、第１反射層４ａの表面に設けられ、第１反射層４ａを覆う第１バリア層５ａと、第１シリカ板１ａの第１バリア層５ａが設けられた面側と向かい合わせに配置された第２シリカ板１ｂと、第１周縁環状表面７ａ及び第１バリア層５ａと第２シリカ板１ｂとの間に配置された接合剤層３と、第１周縁環状表面７ａと第２シリカ板１ｂの表面のうち第１周縁環状表面７ａと向かい合う第２周縁環状表面７ｂとが接合剤層３を介して接合された表面活性化接合部２と、を有する。ここで第２シリカ板１ｂの表面のうち、第１シリカ板１ａと向かい合う側の表面が、第２周縁環状表面７ｂと第２周縁環状表面７ｂに囲まれた第２内側表面８ｂとを有している。そして、シリカ熱反射板１００は、表面活性化接合部２における接合だけでなく、第２内側表面８ｂと第１バリア層５ａとの間に介在する接合剤層３による接合によって第１シリカ板１ａと第２シリカ板１ｂとが接合される構造となっていることが好ましい。接合強度をより高めることができる。
【0026】
第１シリカ板１ａ及び第２シリカ板１ｂの形状は、例えば、円形、楕円形、長方形又は正方形であり、円形が好ましい。円形の直径は、例えば、５～５０ｃｍである。表面活性化接合部２の環状形状の幅は、例えば０．５～２５ｍｍである。シリカ熱反射板１００の肉厚は０．１～２０ｍｍであることが好ましく、０．２～１０ｍｍであることがより好ましい。第１シリカ板１ａ及び第２シリカ板１ｂの肉厚は、それぞれ０．０５～１０ｍｍであることが好ましく、０．５～１．５ｍｍであることがより好ましい。
【0027】
第１シリカ板１ａ及び第２シリカ板１ｂは、結晶性シリカ板又は非晶質シリカ板である形態を包含する。第１シリカ板１ａ及び第２シリカ板１ｂの不純物濃度は、１００ｐｐｍ以下、好ましくは９０ｐｐｍ以下である。
【0028】
第１反射層４ａはＩｒ、Ｐｔ、Ｒｈ、Ｒｕ、Ｒｅ、Ｈｆ及びＭｏの群から選ばれた１種からなるか、又は、この群より選ばれた少なくともいずれか１種を含む合金からなる。このような金属又は合金は、融点が高く、かつ、赤外線の反射率が高い。第１反射層４ａは、例えば、スパッタ膜、塗布膜、ＣＶＤ、蒸着等で得られる薄膜であることが好ましい。Ｉｒ、Ｐｔ、Ｒｈ、Ｒｕ、Ｒｅ、Ｈｆ及びＭｏの群より選ばれた少なくともいずれか１種を含む合金としては、これらの元素のいずれか一種を最多質量にて含む合金であることが好ましく、より好ましくはＩｒ、Ｐｔ、Ｒｈ、Ｒｕ、Ｒｅ、Ｈｆ又はＭｏを５０質量％以上含有する合金、さらに好ましくは６０質量％以上含有する合金、最も好ましくは７０質量％以上含有する合金である。例えば、Ｉｒ‐Ｐｔ系合金、Ｉｒ‐Ｒｈ系合金又はＰｔ‐Ｒｕ系合金である。第１反射層４ａの膜厚は、５～１０００ｎｍであることが好ましく、１０～３００ｎｍであることがより好ましい。第１反射層４ａの膜厚が５ｎｍ未満であると、十分な反射が行われない場合がある。また、第１反射層４ａの膜厚が１０００ｎｍを超えると、熱容量が大きくなりすぎる場合がある。
【0029】
第１バリア層５ａは、酸化ケイ素膜、酸化クロム、膜酸化クロムが前記接合剤層の側に配置されるクロム／酸化クロム積層膜、窒化チタン膜、タンタル膜、クロム膜、イリジウム膜又はルテニウム膜であることが好ましい。第１バリア層５ａの膜厚は、５ｎｍ以上であることが好ましく、２０ｎｍ以上であることがより好ましく、５０ｎｍ以上であることがさらに好ましい。第１バリア層５ａは、接合剤層３の構成元素の第１反射層４ａへの拡散を抑制する。第１バリア層５ａの膜厚が５ｎｍ未満であると、拡散の抑制効果が得られない場合がある。第１バリア層５ａの膜厚は第１反射層と接合剤層との接触が抑制されれば特に制限はないが、膜厚の上限としては、低熱容量の維持、加熱・冷却の繰り返しによる破損のしづらさ、量産性の確保の観点から、５０００ｎｍ程度までは許容できる。第１バリア層５ａは、例えば、ＰＶＤ膜（真空蒸着膜、イオンプレーティング膜、スパッタ膜）、ＣＶＤ膜（熱ＣＶＤ膜、プラズマＣＶＤ膜）等で得られる薄膜であることが好ましい。好ましくはスパッタ膜である。膜が緻密で、拡散がしにくい。
【0030】
シリカ熱反射板１００では、第１周縁環状表面７ａと第２周縁環状表面７ｂとは、表面活性化接合部２によって接合されている。比較的低温での接合が可能な為、反射膜に熱的、物理的ダメージが無く接合することが可能であり、また、内部を真空に保ったまま接合することで接合部における接合強度が高められており、シリカ熱反射板はより長寿命となり、また耐食性が高まり、炉内の汚染が抑制される。表面活性化接合部とは、接合し合う部位の少なくとも一方を表面活性化状態とした後、接合部位同士を、押圧をかけて合わせることにより原子レベルで表面組織を一体化して接合した部位をいう。接合し合う部位の両方を表面活性化状態とした後、接合部位同士を、押圧をかけて合わせることがより好ましい。シリカ板同士の接合では、接合剤層３としてシリコン皮膜を成膜した後、表面活性化状態とし、その後、接合部位同士を、押圧をかけて結合させることが好ましい。シリコン皮膜の成膜は、例えば、第１シリカ板１ａと第２シリカ板１ｂとを図２に示すような位置関係に配置し、真空蒸着法によって第１シリカ板１ａと第２シリカ板１ｂとが向かい合う面同士にシリコン皮膜を成膜する。そして成膜後、真空系を保持したまま表面活性化接合を行う。表面活性化接合部には、常温活性化接合部とプラズマ活性化接合部とがある。常温活性化接合部には、例えば、高速原子ビームを用いて表面活性化して接合した接合部、Ｓｉ等の活性金属を用いてナノ密着層を形成して表面活性化して接合した接合部、イオンビームを用いて表面活性化して接合した接合部がある。プラズマ活性化接合部には、例えば、酸素プラズマを用いて表面活性化して接合した接合部、窒素プラズマを用いて表面活性化して接合した接合部がある。第１周縁環状表面７ａと第２周縁環状表面７ｂとを表面活性化接合部２として接合することで、接合部におけるリークを低減できる。表面活性化接合部２を形成する方法については、例えば、特許文献３～５を参照できる。
【0031】
接合剤層３は、第１周縁環状表面７ａ及び第２周縁環状表面７ｂ以外の表面、例えば、第１バリア層５ａの表面、第２内側表面８ｂに設けてもよく、この場合、接合剤層３を挟み合う表面同士の結合強度が向上し、シリカ熱反射板１００の全体強度も向上する。このとき、第１バリア層５ａを設けない場合、第１反射層４ａと接合剤層３とが直接接触することとなるが、シリカ熱反射板の使用時における加熱によって、第１反射層４ａと接合剤層３との反応が生じてしまうおそれがある。しかし、第１バリア層５ａが第１反射層４ａと接合剤層３との間に介在することで、この反応が抑制される。
【0032】
（第２例：反射層が片面でキャビティ有りの形態１）
図４～図６を参照して、シリカ熱反射板１００との違いを中心に、第２例のシリカ熱反射板２００について説明する。図４は、第１凹部６ａを有する第１シリカ板１ａの構造を説明するための概略図である。図５は、図２と同様の断面にて、接合剤層を蒸着する前の状態を示している。図６は、図３と同様の断面にて、第２例の構造を示す概略図である。シリカ熱反射板２００では、第１シリカ板１ａは第１内側表面８ａが凹部となる第１凹部６ａを有し、第１凹部６ａの底面に第１反射層４ａが設けられ、第１反射層４ａの表面に第１バリア層５ａが設けられている。第１周縁環状表面７ａは、第１凹部６ａによって、第１凹部６ａの底面よりも高い位置にあるため、第１シリカ板１ａの土手部１１ａの天面となる。第２シリカ板１ｂによって閉じられた第１凹部６ａは密閉空間となるキャビティ１２を形成する。第１凹部６ａに第１反射層４ａ及び第１バリア層５ａの全体が配置されていることが好ましい。第１バリア層５ａの表面には接合剤層３が存在するが、第１バリア層５ａの表面上の接合剤層３と第２シリカ板１ｂとは接触していても、いなくてもよい。接触している場合には、シリカ熱反射板２００の全体の強度が向上する。一方、接触していない場合には接合剤層３側の干渉縞の発生を抑制できる。第２シリカ板１ｂは平板であることが好ましい。第１反射層４ａ及び第１バリア層５ａが密閉空間内にあるため、表面活性化接合部２に、第１反射層４ａ及び第１バリア層５ａに起因する剥がす方向の応力がかかりにくく、破損による炉内の汚染を抑制することができる。さらに第１シリカ板１ａ及び第２シリカ板１ｂと第１反射層４ａ及び第１バリア層５ａとの熱膨張差による破損を回避できる。
図４～図６を参照して、シリカ熱反射板１００との違いを中心に、第２例のシリカ熱反射板２００について説明する。図４は、第１凹部６ａを有する第１シリカ板１ａの構造を説明するための概略図である。図５は、図２と同様の断面にて、接合剤層を蒸着する前の状態を示している。図６は、図３と同様の断面にて、第２例の構造を示す概略図である。シリカ熱反射板２００では、第１シリカ板１ａは第１内側表面８ａが凹部となる第１凹部６ａを有し、第１凹部６ａの底面に第１反射層４ａが設けられ、第１反射層４ａの表面に第１バリア層５ａが設けられている。第１周縁環状表面７ａは、第１凹部６ａによって、第１凹部６ａの底面よりも高い位置にあるため、第１シリカ板１ａの土手部１１ａの天面となる。第２シリカ板１ｂによって閉じられた第１凹部６ａは密閉空間となるキャビティ１２を形成する。第１凹部６ａに第１反射層４ａ及び第１バリア層５ａの全体が配置されていることが好ましい。第１バリア層５ａの表面には接合剤層３が存在するが、第１バリア層５ａの表面上の接合剤層３と第２シリカ板１ｂとは接触していても、いなくてもよい。接触している場合には、シリカ熱反射板２００の全体の強度が向上する。一方、接触していない場合には接合剤層３側の干渉縞の発生を抑制できる。第２シリカ板１ｂは平板であることが好ましい。第１反射層４ａ及び第１バリア層５ａが密閉空間内にあるため、表面活性化接合部２に、第１反射層４ａ及び第１バリア層５ａに起因する剥がす方向の応力がかかりにくく、破損による炉内の汚染を抑制することができる。さらに第１シリカ板１ａ及び第２シリカ板１ｂと第１反射層４ａ及び第１バリア層５ａとの熱膨張差による破損を回避できる。
【0033】
（第３例：反射層が片面でキャビティ有りの形態２）
図７及び図８を参照して、シリカ熱反射板２００との違いを中心に、第３例のシリカ熱反射板３００について説明する。図７は、図５と同様の断面にて、接合剤層を蒸着する前の状態を示している。図８は、図６と同様の断面にて、第３例の構造を示す概略図である。シリカ熱反射板３００では、第２シリカ板１ｂは第２内側表面８ｂが凹部となる第２凹部６ｂを有し、第１反射層４ａ及び第１バリア層５ａが第２凹部６ｂの中に配置されている。第２周縁環状表面７ｂは、第２凹部６ｂによって、第２凹部６ｂの底面よりも高い位置にあるため、第２シリカ板１ｂの土手部１１ｂの天面となる。第１シリカ板１ａによって閉じられた第２凹部６ｂは密閉空間となるキャビティ１２を形成する。第２凹部６ｂに第１反射層４ａ及び第１バリア層５ａの全体が配置されていることが好ましい。第１バリア層５ａの表面には接合剤層３が存在するが、第１バリア層５ａの表面上の接合剤層３と第２凹部６ｂの底面とは接触していても、いなくてもよい。接触している場合には、シリカ熱反射板３００の全体の強度が向上する。一方、接触していない場合には接合剤層３側の干渉縞の発生を抑制できる。第１シリカ板１ａは平板であることが好ましい。シリカ熱反射板２００と同様にシリカ熱反射板３００において破損を回避できる。
図７及び図８を参照して、シリカ熱反射板２００との違いを中心に、第３例のシリカ熱反射板３００について説明する。図７は、図５と同様の断面にて、接合剤層を蒸着する前の状態を示している。図８は、図６と同様の断面にて、第３例の構造を示す概略図である。シリカ熱反射板３００では、第２シリカ板１ｂは第２内側表面８ｂが凹部となる第２凹部６ｂを有し、第１反射層４ａ及び第１バリア層５ａが第２凹部６ｂの中に配置されている。第２周縁環状表面７ｂは、第２凹部６ｂによって、第２凹部６ｂの底面よりも高い位置にあるため、第２シリカ板１ｂの土手部１１ｂの天面となる。第１シリカ板１ａによって閉じられた第２凹部６ｂは密閉空間となるキャビティ１２を形成する。第２凹部６ｂに第１反射層４ａ及び第１バリア層５ａの全体が配置されていることが好ましい。第１バリア層５ａの表面には接合剤層３が存在するが、第１バリア層５ａの表面上の接合剤層３と第２凹部６ｂの底面とは接触していても、いなくてもよい。接触している場合には、シリカ熱反射板３００の全体の強度が向上する。一方、接触していない場合には接合剤層３側の干渉縞の発生を抑制できる。第１シリカ板１ａは平板であることが好ましい。シリカ熱反射板２００と同様にシリカ熱反射板３００において破損を回避できる。
【0034】
（第４例：反射層が片面でキャビティ有りの形態３）
図９及び図１０を参照して、シリカ熱反射板２００との違いを中心に、第４例のシリカ熱反射板４００について説明する。図９は、図５と同様の断面にて、接合剤層を蒸着する前の状態を示している。図１０は、図６と同様の断面にて、第４例の構造を示す概略図である。シリカ熱反射板４００では、第１シリカ板１ａは第１内側表面８ａが凹部となる第１凹部６ａを有し、第１凹部６ａの底面に第１反射層４ａが設けられ、第１反射層４ａの表面に第１バリア層５ａが設けられており、第２シリカ板１ｂは第２内側表面８ｂが凹部となる第２凹部６ｂを有している。シリカ熱反射板４００は、シリカ熱反射板２００において、第２シリカ板１ｂに第２凹部６ｂをさらに設けた例である。第１凹部６ａ及び第２凹部６ｂを設けることで、密閉空間となるキャビティ１２の容積が大きくなり、第１反射層４ａ及び第１バリア層５ａの厚さに多少のムラがあっても第１バリア層５ａの上にある接合剤層３側の干渉縞の発生をより抑制できる。なお、第２凹部６ｂには、接合剤層３が形成されていてもよい。
図９及び図１０を参照して、シリカ熱反射板２００との違いを中心に、第４例のシリカ熱反射板４００について説明する。図９は、図５と同様の断面にて、接合剤層を蒸着する前の状態を示している。図１０は、図６と同様の断面にて、第４例の構造を示す概略図である。シリカ熱反射板４００では、第１シリカ板１ａは第１内側表面８ａが凹部となる第１凹部６ａを有し、第１凹部６ａの底面に第１反射層４ａが設けられ、第１反射層４ａの表面に第１バリア層５ａが設けられており、第２シリカ板１ｂは第２内側表面８ｂが凹部となる第２凹部６ｂを有している。シリカ熱反射板４００は、シリカ熱反射板２００において、第２シリカ板１ｂに第２凹部６ｂをさらに設けた例である。第１凹部６ａ及び第２凹部６ｂを設けることで、密閉空間となるキャビティ１２の容積が大きくなり、第１反射層４ａ及び第１バリア層５ａの厚さに多少のムラがあっても第１バリア層５ａの上にある接合剤層３側の干渉縞の発生をより抑制できる。なお、第２凹部６ｂには、接合剤層３が形成されていてもよい。
【0035】
（第５例：反射層が両面でキャビティなしの形態）
図１１及び図１２を参照して、シリカ熱反射板１００との違いを中心に、第５例のシリカ熱反射板５００について説明する。図１１は、図２と同様の断面にて、接合剤層を蒸着する前の状態を示している。図１２は、図３と同様の断面にて、第５例の構造を示す概略図である。シリカ熱反射板５００では、第２シリカ板１ｂは、第２周縁環状表面７ｂに囲まれた第２内側表面８ｂにＩｒ、Ｐｔ、Ｒｈ、Ｒｕ、Ｒｅ、Ｈｆ及びＭｏの群から選ばれた１種からなるか、又は、この群より選ばれた少なくともいずれか１種を含む合金からなる第２反射層４ｂと、第２反射層４ｂの表面に設けられ、第２反射層４ｂを覆う第２バリア層５ｂと、をさらに有し、接合剤層３は、第１周縁環状表面７ａ及び第１バリア層５ａと第２周縁環状表面７ｂ及び第２バリア層５ｂとの間に配置されている。そして、シリカ熱反射板５００は、表面活性化接合部２における接合だけでなく、第１バリア層５ａと第２バリア層５ｂとの間に介在する接合剤層３による接合によって第１シリカ板１ａと第２シリカ板１ｂとが接合される構造となっていることが好ましい。接合強度をより高めることができる。シリカ熱反射板５００は、第１反射層４ａによる反射と第２反射層４ｂによる反射の両方が可能であるため、シリカ熱反射板５００のどちらの面も反射板として機能させることができる。また、第１反射層のみを設けた場合、接合剤層が付着した側の面には接合剤層に起因する干渉縞が生じやすい。一方、第１反射層と第２反射層とがそれぞれ反射面となれば、接合剤層が見えなくなるため、シリカ熱反射板の美観の低下が防止できる。
図１１及び図１２を参照して、シリカ熱反射板１００との違いを中心に、第５例のシリカ熱反射板５００について説明する。図１１は、図２と同様の断面にて、接合剤層を蒸着する前の状態を示している。図１２は、図３と同様の断面にて、第５例の構造を示す概略図である。シリカ熱反射板５００では、第２シリカ板１ｂは、第２周縁環状表面７ｂに囲まれた第２内側表面８ｂにＩｒ、Ｐｔ、Ｒｈ、Ｒｕ、Ｒｅ、Ｈｆ及びＭｏの群から選ばれた１種からなるか、又は、この群より選ばれた少なくともいずれか１種を含む合金からなる第２反射層４ｂと、第２反射層４ｂの表面に設けられ、第２反射層４ｂを覆う第２バリア層５ｂと、をさらに有し、接合剤層３は、第１周縁環状表面７ａ及び第１バリア層５ａと第２周縁環状表面７ｂ及び第２バリア層５ｂとの間に配置されている。そして、シリカ熱反射板５００は、表面活性化接合部２における接合だけでなく、第１バリア層５ａと第２バリア層５ｂとの間に介在する接合剤層３による接合によって第１シリカ板１ａと第２シリカ板１ｂとが接合される構造となっていることが好ましい。接合強度をより高めることができる。シリカ熱反射板５００は、第１反射層４ａによる反射と第２反射層４ｂによる反射の両方が可能であるため、シリカ熱反射板５００のどちらの面も反射板として機能させることができる。また、第１反射層のみを設けた場合、接合剤層が付着した側の面には接合剤層に起因する干渉縞が生じやすい。一方、第１反射層と第２反射層とがそれぞれ反射面となれば、接合剤層が見えなくなるため、シリカ熱反射板の美観の低下が防止できる。
【0036】
第２反射層４ｂの合金組成、成膜法及び膜厚と、第２バリア層５ｂの成膜法及び膜厚は、シリカ熱反射板１００の場合と同様である。
【0037】
（第６例：反射層が両面でキャビティ有りの形態１）
図１３及び図１４を参照して、シリカ熱反射板２００との違いを中心に、第６例のシリカ熱反射板６００について説明する。図１３は、図２と同様の断面にて、接合剤層を蒸着する前の状態を示している。図１４は、図３と同様の断面にて、第６例の構造を示す概略図である。シリカ熱反射板６００では、第１シリカ板１ａは第１内側表面８ａが凹部となる第１凹部６ａを有し、第１凹部６ａの底面に第１反射層４ａが設けられ、第１反射層４ａの表面に第１バリア層５ａが設けられおり、第２反射層４ｂ及び第２バリア層５ｂが第１凹部６ａの中に配置されている。シリカ熱反射板６００では、第２シリカ板１ｂ、第２反射層４ｂ及び第２バリア層５ｂの構成がシリカ熱反射板５００と同様となっている。第２シリカ板１ｂによって閉じられた第１凹部６ａは密閉空間となるキャビティ１２を形成する。第１反射層４ａ及び第２反射層４ｂが密閉空間であるキャビティ内にあるため、第１シリカ板１ａと第２シリカ板１ｂの周縁部同士の表面活性化接合部２に、第１反射層４ａ及び第２反射層４ｂに起因する剥がす方向の応力がかかりにくく、第１反射層４ａ及び第２反射層４ｂの破損による炉内の汚染を抑制することができる。また、接合剤層３は第１バリア層５ａ及び第２バリア層５ｂに挟まれているため、接合剤層３の構成元素の拡散が抑制される。また、接合剤層３を隙間なく第１バリア層５ａ及び第２バリア層５ｂで挟み込んだ場合には、シリカ熱反射板６００の全体の強度が向上する。また、第１シリカ板１ａと第２シリカ板１ｂの周縁部同士を、変形をさせることなく接合することができるので接合率が高い。第２シリカ板１ｂは平板であることが好ましい。
図１３及び図１４を参照して、シリカ熱反射板２００との違いを中心に、第６例のシリカ熱反射板６００について説明する。図１３は、図２と同様の断面にて、接合剤層を蒸着する前の状態を示している。図１４は、図３と同様の断面にて、第６例の構造を示す概略図である。シリカ熱反射板６００では、第１シリカ板１ａは第１内側表面８ａが凹部となる第１凹部６ａを有し、第１凹部６ａの底面に第１反射層４ａが設けられ、第１反射層４ａの表面に第１バリア層５ａが設けられおり、第２反射層４ｂ及び第２バリア層５ｂが第１凹部６ａの中に配置されている。シリカ熱反射板６００では、第２シリカ板１ｂ、第２反射層４ｂ及び第２バリア層５ｂの構成がシリカ熱反射板５００と同様となっている。第２シリカ板１ｂによって閉じられた第１凹部６ａは密閉空間となるキャビティ１２を形成する。第１反射層４ａ及び第２反射層４ｂが密閉空間であるキャビティ内にあるため、第１シリカ板１ａと第２シリカ板１ｂの周縁部同士の表面活性化接合部２に、第１反射層４ａ及び第２反射層４ｂに起因する剥がす方向の応力がかかりにくく、第１反射層４ａ及び第２反射層４ｂの破損による炉内の汚染を抑制することができる。また、接合剤層３は第１バリア層５ａ及び第２バリア層５ｂに挟まれているため、接合剤層３の構成元素の拡散が抑制される。また、接合剤層３を隙間なく第１バリア層５ａ及び第２バリア層５ｂで挟み込んだ場合には、シリカ熱反射板６００の全体の強度が向上する。また、第１シリカ板１ａと第２シリカ板１ｂの周縁部同士を、変形をさせることなく接合することができるので接合率が高い。第２シリカ板１ｂは平板であることが好ましい。
【0038】
（第７例：反射層が両面でキャビティ有りの形態２）
図１５及び図１６を参照して、シリカ熱反射板４００との違いを中心に、第７例のシリカ熱反射板７００について説明する。図１５は、図９と同様の断面にて、接合剤層を蒸着する前の状態を示している。図１６は、図１０と同様の断面にて、第７例の構造を示す概略図である。シリカ熱反射板７００では、第１シリカ板１ａは第１内側表面８ａが凹部となる第１凹部６ａを有し、第１凹部６ａの底面に第１反射層４ａが設けられ、第１反射層４ａの表面に第１バリア層５ａが設けられおり、第２シリカ板１ｂは第２内側表面８ｂが凹部となる第２凹部６ｂを有し、第２凹部６ｂの底面に第２反射層４ｂが設けられ、第２反射層４ｂの表面に第２バリア層５ｂが設けられている。シリカ熱反射板７００では、第１凹部６ａ及び第２凹部６ｂの両方に、反射層とその上にバリア層が設けられている。第１反射層４ａ及び第２反射層４ｂが密閉空間であるキャビティ１２内にあるため、第６例のシリカ熱反射板６００と同様の効果が得られる。
図１５及び図１６を参照して、シリカ熱反射板４００との違いを中心に、第７例のシリカ熱反射板７００について説明する。図１５は、図９と同様の断面にて、接合剤層を蒸着する前の状態を示している。図１６は、図１０と同様の断面にて、第７例の構造を示す概略図である。シリカ熱反射板７００では、第１シリカ板１ａは第１内側表面８ａが凹部となる第１凹部６ａを有し、第１凹部６ａの底面に第１反射層４ａが設けられ、第１反射層４ａの表面に第１バリア層５ａが設けられおり、第２シリカ板１ｂは第２内側表面８ｂが凹部となる第２凹部６ｂを有し、第２凹部６ｂの底面に第２反射層４ｂが設けられ、第２反射層４ｂの表面に第２バリア層５ｂが設けられている。シリカ熱反射板７００では、第１凹部６ａ及び第２凹部６ｂの両方に、反射層とその上にバリア層が設けられている。第１反射層４ａ及び第２反射層４ｂが密閉空間であるキャビティ１２内にあるため、第６例のシリカ熱反射板６００と同様の効果が得られる。
【0039】
第２例、第３例、第４例、第６例及び第７例において、第１反射層４ａ又は第２反射層４ｂは、第１凹部６ａ又は第２凹部６ｂの底面の全面積に対して５０～１００％の面積で形成されていることが好ましく、８０～１００％の面積で形成されていることがより好ましい。
【0040】
本実施形態に係るシリカ熱反射板の赤外線の入射方向は、第１シリカ板１ａ又は第２シリカ板１ｂを通して第１反射層４ａ又は第２反射層４ｂが見える面に向かって入射させる。シリカ熱反射板の両面とも第１反射層４ａ又は第２反射層４ｂが見える場合には、どちらから入射させてもよい。
【0041】
本実施形態に係るシリカ熱反射板では、第１凹部６ａ又は第２凹部６ｂ、またはそれらの両方を設けて密閉空間を設ける場合には、キャビティ１２内の圧力は、大気圧未満の減圧となっていることが好ましい。キャビティ１２内の圧力は、１０－２Ｐａ以下であることがより好ましい。熱処理時にキャビティ１２の内圧が高まることを抑制することができ、炉内の汚染をより抑制することができる。また、高温時の反射膜の劣化を抑制できる。
【0042】
本実施形態では、第１凹部６ａまたは第２凹部６ｂ、またはそれらの両方を有するとき、凹部の合計高さから第１反射層４ａ、第２反射層４ｂ、第１バリア層５ａ、第２バリア層５ｂ及び接合剤層３の厚さを差し引いた値、すなわちキャビティ内の隙間が２００μｍ以下であることが好ましく、１００μｍ以下であることがより好ましい。キャビティ内の隙間が２００μｍを超えると、大気圧によるシリカ板の変形が大きくなり、その結果、接合部付近に掛かる応力が大きくなり、結合部の割れが生じるおそれがある。
【実施例0043】
以下、実施例を示しながら本発明についてさらに詳細に説明するが、本発明は実施例に限定して解釈されない。
【0044】
［シリカ熱反射板の形成］
（実施例１）
（シリカ板が平板同士でＭｏ／Ｃｒ２Ｏ３／Ｓｉ／Ｃｒ２Ｏ３／Ｍｏである形態）
図３に示したシリカ熱反射板を作製する。まず、外周３２４ｍｍ、厚さ１ｍｍのシリカ板２枚を準備し、それぞれ第１シリカ板、第２シリカ板とした。次に、第１シリカ板の外周から幅５ｍｍを第２シリカ板との接合部として残した。次に、第１シリカ板に第１反射層としてＭｏターゲットを用いてスパッタリング法によって１００ｎｍ成膜した。次に第１反射層の上に第１バリア層としてＣｒターゲットを用いてアルゴンに酸素を含ませた雰囲気でＣｒ２Ｏ３となるようにスパッタリング法によって２０ｎｍ成膜した。次に、第２シリカ板に第２反射層としてＭｏターゲットを用いてスパッタリング法によって１００ｎｍ成膜した。次に第２反射層の上に第２バリア層としてＣｒターゲットを用いてアルゴンに酸素を含ませた雰囲気でＣｒ２Ｏ３となるようにスパッタリング法によって２０ｎｍ成膜した。第１シリカ板の第１バリア層と第２シリカ板の第２バリア層とが向かい合い、かつ、第１バリア層と第２バリア層とを離した状態で、第１シリカ板の接合部及び第１バリア層の上、かつ、第２シリカ板の接合部及び第２バリア層の上に、それぞれ、接合剤層としてＳｉを堆積させた。次に、前記第１シリカ板と前記第２シリカ板の接合剤層同士を接合し、シリカ熱反射板を形成した。接合後の反射面である両面の外観を目視で確認した結果、干渉縞は見られなかった。図１７に、代表して、シリカ熱反射板の反射面の一方の外観画像を示した。
（実施例１）
（シリカ板が平板同士でＭｏ／Ｃｒ２Ｏ３／Ｓｉ／Ｃｒ２Ｏ３／Ｍｏである形態）
図３に示したシリカ熱反射板を作製する。まず、外周３２４ｍｍ、厚さ１ｍｍのシリカ板２枚を準備し、それぞれ第１シリカ板、第２シリカ板とした。次に、第１シリカ板の外周から幅５ｍｍを第２シリカ板との接合部として残した。次に、第１シリカ板に第１反射層としてＭｏターゲットを用いてスパッタリング法によって１００ｎｍ成膜した。次に第１反射層の上に第１バリア層としてＣｒターゲットを用いてアルゴンに酸素を含ませた雰囲気でＣｒ２Ｏ３となるようにスパッタリング法によって２０ｎｍ成膜した。次に、第２シリカ板に第２反射層としてＭｏターゲットを用いてスパッタリング法によって１００ｎｍ成膜した。次に第２反射層の上に第２バリア層としてＣｒターゲットを用いてアルゴンに酸素を含ませた雰囲気でＣｒ２Ｏ３となるようにスパッタリング法によって２０ｎｍ成膜した。第１シリカ板の第１バリア層と第２シリカ板の第２バリア層とが向かい合い、かつ、第１バリア層と第２バリア層とを離した状態で、第１シリカ板の接合部及び第１バリア層の上、かつ、第２シリカ板の接合部及び第２バリア層の上に、それぞれ、接合剤層としてＳｉを堆積させた。次に、前記第１シリカ板と前記第２シリカ板の接合剤層同士を接合し、シリカ熱反射板を形成した。接合後の反射面である両面の外観を目視で確認した結果、干渉縞は見られなかった。図１７に、代表して、シリカ熱反射板の反射面の一方の外観画像を示した。
【0045】
［シリカ板に各層を堆積させた試料の反射率の測定］
（実施例２）
（シリカ板が平板で積層膜がＭｏ／Ｔａ／Ｓｉ／Ｔａ／Ｍｏである形態）
まず、２０ｍｍ×４０ｍｍ×０．７ｍｍのシリカ板１枚を準備した。次に、シリカ板に第１反射層としてＭｏターゲットを用いてスパッタリング法によって１００ｎｍ成膜した。次に、第１反射層の上に第１バリア層としてＴａターゲットを用いてスパッタリング法によって２０ｎｍ成膜した。次に、第１バリア層の上に接合剤層としてＳｉターゲットを用いてスパッタリング法によって２３ｎｍ成膜した。次に、接合剤層の上に第２バリア層としてＴａターゲットを用いてスパッタリング法によって２０ｎｍ成膜した。次に、第２バリア層の上に第２反射層としてＭｏターゲットを用いてスパッタリング法によって１００ｎｍ成膜した積層体を形成した。次に前記積層体を真空アニール炉（ＵＬＶＡＣ理工社製）に入れて１．０×１０‐４Ｐａに真空引きした後、熱サイクル試験(５５０℃⇔８００℃)を行った。５５０℃から８００℃までの昇温時間を１．５分とし、８００℃で１０分維持し、８００℃から５５０℃までの降温時間を６．５分とし、５５０℃で１０分維持し、このような昇温－維持－降温－維持を１サイクルとして、１００サイクルを赤外線ランプアニール装置にて行った。１００サイクルを経た前記積層体に赤外線を入射させ、反射率を測定した。測定した結果を図１８に示す。
（実施例２）
（シリカ板が平板で積層膜がＭｏ／Ｔａ／Ｓｉ／Ｔａ／Ｍｏである形態）
まず、２０ｍｍ×４０ｍｍ×０．７ｍｍのシリカ板１枚を準備した。次に、シリカ板に第１反射層としてＭｏターゲットを用いてスパッタリング法によって１００ｎｍ成膜した。次に、第１反射層の上に第１バリア層としてＴａターゲットを用いてスパッタリング法によって２０ｎｍ成膜した。次に、第１バリア層の上に接合剤層としてＳｉターゲットを用いてスパッタリング法によって２３ｎｍ成膜した。次に、接合剤層の上に第２バリア層としてＴａターゲットを用いてスパッタリング法によって２０ｎｍ成膜した。次に、第２バリア層の上に第２反射層としてＭｏターゲットを用いてスパッタリング法によって１００ｎｍ成膜した積層体を形成した。次に前記積層体を真空アニール炉（ＵＬＶＡＣ理工社製）に入れて１．０×１０‐４Ｐａに真空引きした後、熱サイクル試験(５５０℃⇔８００℃)を行った。５５０℃から８００℃までの昇温時間を１．５分とし、８００℃で１０分維持し、８００℃から５５０℃までの降温時間を６．５分とし、５５０℃で１０分維持し、このような昇温－維持－降温－維持を１サイクルとして、１００サイクルを赤外線ランプアニール装置にて行った。１００サイクルを経た前記積層体に赤外線を入射させ、反射率を測定した。測定した結果を図１８に示す。
【0046】
（実施例３）
（シリカ板が平板で積層膜がＭｏ／Ｃｒ／Ｓｉ／Ｃｒ／Ｍｏである形態）
第１反射層の上に第１バリア層としてＣｒターゲットを用いてスパッタリング法によって２０ｎｍ成膜し、接合剤層の上に第２バリア層としてＣｒターゲットを用いてスパッタリング法によって２０ｎｍ成膜した以外は、実施例２と同様にして、積層膜を形成した。反射率を測定した結果を図１８に示す。
（シリカ板が平板で積層膜がＭｏ／Ｃｒ／Ｓｉ／Ｃｒ／Ｍｏである形態）
第１反射層の上に第１バリア層としてＣｒターゲットを用いてスパッタリング法によって２０ｎｍ成膜し、接合剤層の上に第２バリア層としてＣｒターゲットを用いてスパッタリング法によって２０ｎｍ成膜した以外は、実施例２と同様にして、積層膜を形成した。反射率を測定した結果を図１８に示す。
【0047】
（実施例４）
（シリカ板が平板で積層膜がＭｏ／ＴｉＮ／Ｓｉ／ＴｉＮ／Ｍｏである形態）
第１反射層の上に第１バリア層としてＴｉターゲットを用いてアルゴンに窒素を含ませた雰囲気でＴｉＮとなるようにスパッタリング法によって２０ｎｍ成膜し、接合剤層の上に第２バリア層としてＴｉターゲットを用いてアルゴンに窒素を含ませた雰囲気でＴｉＮとなるようにスパッタリング法によって２０ｎｍ成膜した以外は、実施例２と同様にして、積層膜を形成した。反射率を測定した結果を図１８に示す。
（シリカ板が平板で積層膜がＭｏ／ＴｉＮ／Ｓｉ／ＴｉＮ／Ｍｏである形態）
第１反射層の上に第１バリア層としてＴｉターゲットを用いてアルゴンに窒素を含ませた雰囲気でＴｉＮとなるようにスパッタリング法によって２０ｎｍ成膜し、接合剤層の上に第２バリア層としてＴｉターゲットを用いてアルゴンに窒素を含ませた雰囲気でＴｉＮとなるようにスパッタリング法によって２０ｎｍ成膜した以外は、実施例２と同様にして、積層膜を形成した。反射率を測定した結果を図１８に示す。
【0048】
（実施例５）
（シリカ板が平板で積層膜がＭｏ／Ｉｒ／Ｓｉ／Ｉｒ／Ｍｏである形態）
第１反射層の上に第１バリア層としてＩｒターゲットを用いてスパッタリング法によって２０ｎｍ成膜し、接合剤層の上に第２バリア層としてＩｒターゲットを用いてスパッタリング法によって２０ｎｍ成膜した以外は、実施例２と同様にして、積層膜を形成した。反射率を測定した結果を図１８に示す。
（シリカ板が平板で積層膜がＭｏ／Ｉｒ／Ｓｉ／Ｉｒ／Ｍｏである形態）
第１反射層の上に第１バリア層としてＩｒターゲットを用いてスパッタリング法によって２０ｎｍ成膜し、接合剤層の上に第２バリア層としてＩｒターゲットを用いてスパッタリング法によって２０ｎｍ成膜した以外は、実施例２と同様にして、積層膜を形成した。反射率を測定した結果を図１８に示す。
【0049】
（実施例６）
（シリカ板が平板で積層膜がＭｏ／Ｒｕ／Ｓｉ／Ｒｕ／Ｍｏである形態）
第１反射層の上に第１バリア層としてＲｕターゲットを用いてスパッタリング法によって２０ｎｍ成膜し、接合剤層の上に第２バリア層としてＲｕターゲットを用いてスパッタリング法によって２０ｎｍ成膜した以外は、実施例２と同様にして、積層膜を形成した。反射率を測定した結果を図１８に示す。
（シリカ板が平板で積層膜がＭｏ／Ｒｕ／Ｓｉ／Ｒｕ／Ｍｏである形態）
第１反射層の上に第１バリア層としてＲｕターゲットを用いてスパッタリング法によって２０ｎｍ成膜し、接合剤層の上に第２バリア層としてＲｕターゲットを用いてスパッタリング法によって２０ｎｍ成膜した以外は、実施例２と同様にして、積層膜を形成した。反射率を測定した結果を図１８に示す。
【0050】
【0051】
実施例２～６では、２４００ｎｍの波長の赤外線で９０％以上の反射率が得られた。すなわち、反射層と接合剤層との間にバリア層を設けたことによって反射層と接合剤層との反応を抑制したことを確認した。一方、比較例１では２４００ｎｍの波長の赤外線で８５％以下の反射率が見受けられた。これは、反射層と接合剤層との間にバリア層が設けていなかったため、反応層と接合剤層との間で反応が生じたことが原因と考えられる。
【符号の説明】
【0052】
１００～７００ シリカ熱反射板
１ａ 第１シリカ板
１ｂ 第２シリカ板
２ 表面活性化接合部（周縁部同士の接合部）
３ 接合剤層
４ａ 第１反射層
４ｂ 第２反射層
５ａ 第１バリア層
５ｂ 第２バリア層
６ａ 第１凹部
６ｂ 第２凹部
７ａ 第１周縁環状表面
７ｂ 第２周縁環状表面
８ａ 第１内側表面
８ｂ 第２内側表面
１１ａ 第１シリカ板の土手部
１１ｂ 第２シリカ板の土手部
１２ キャビティ
１ａ 第１シリカ板
１ｂ 第２シリカ板
２ 表面活性化接合部（周縁部同士の接合部）
３ 接合剤層
４ａ 第１反射層
４ｂ 第２反射層
５ａ 第１バリア層
５ｂ 第２バリア層
６ａ 第１凹部
６ｂ 第２凹部
７ａ 第１周縁環状表面
７ｂ 第２周縁環状表面
８ａ 第１内側表面
８ｂ 第２内側表面
１１ａ 第１シリカ板の土手部
１１ｂ 第２シリカ板の土手部
１２ キャビティ
【図1】
【図2】
【図3】
【図4】
【図5】
【図6】
【図7】
【図8】
【図9】
【図10】
【図11】
【図12】
【図13】
【図14】
【図15】
【図16】
【図17】
【図18】