JPH05188232A - 酸化物ガラス薄膜の製造方法及び装置 - Google Patents
酸化物ガラス薄膜の製造方法及び装置Info
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- C03—GLASS; MINERAL OR SLAG WOOL
- C03C—CHEMICAL COMPOSITION OF GLASSES, GLAZES OR VITREOUS ENAMELS; SURFACE TREATMENT OF GLASS; SURFACE TREATMENT OF FIBRES OR FILAMENTS MADE FROM GLASS, MINERALS OR SLAGS; JOINING GLASS TO GLASS OR OTHER MATERIALS
- C03C17/00—Surface treatment of glass, not in the form of fibres or filaments, by coating
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C03—GLASS; MINERAL OR SLAG WOOL
- C03B—MANUFACTURE, SHAPING, OR SUPPLEMENTARY PROCESSES
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 より均質な酸化物ガラス薄膜を製造しうる方
法を提供すること。 【構成】 トーチ１３に燃料および原料ガスを供給する
ことにより、酸化物ガラス微粒子を各基板１上に堆積す
る。これと同時に、ターンテーブル１６を回転させ、ト
ーチ１３を往復移動させているので、酸化物ガラス微粒
子は各基板４上に一様に供給される。さらに、排気管１
４の吸引流量を増減させて反応容器１６内の圧力を一定
に保っているので、反応容器１６内に比較的安定な対流
が形成され、酸水素炎を安定なものとすることができ
る。この結果、各基板１上に堆積される酸化物ガラス微
粒子層を、同一基板内あるいは基板相互間で均質かつ一
定の厚みにすることができる。その後、各基板１を別の
炉内で高温に加熱し、堆積された酸化物ガラス微粒子層
を透明化して均質な酸化物ガラス薄膜を得る。
法を提供すること。 【構成】 トーチ１３に燃料および原料ガスを供給する
ことにより、酸化物ガラス微粒子を各基板１上に堆積す
る。これと同時に、ターンテーブル１６を回転させ、ト
ーチ１３を往復移動させているので、酸化物ガラス微粒
子は各基板４上に一様に供給される。さらに、排気管１
４の吸引流量を増減させて反応容器１６内の圧力を一定
に保っているので、反応容器１６内に比較的安定な対流
が形成され、酸水素炎を安定なものとすることができ
る。この結果、各基板１上に堆積される酸化物ガラス微
粒子層を、同一基板内あるいは基板相互間で均質かつ一
定の厚みにすることができる。その後、各基板１を別の
炉内で高温に加熱し、堆積された酸化物ガラス微粒子層
を透明化して均質な酸化物ガラス薄膜を得る。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、光導波路等を構成する
ために用いる酸化物ガラス薄膜の製造方法及び装置に関
する。
ために用いる酸化物ガラス薄膜の製造方法及び装置に関
する。
【０００２】
【従来の技術】図２は、従来の酸化物ガラス薄膜の製造
装置を示す。反応容器６内のターンテーブル２上には複
数の基板１が載置される。これらの基板１には、トーチ
３からの火炎流にともなってガラス微粒子が堆積され
る。基板１に堆積されなかったガラス微粒子や排気ガス
は排気管４に吸引される。この場合、基板１上にガラス
微粒子を一様に堆積するため、基板１を載置したターン
テーブル２は、反応器６に対して回転される。また、ト
ーチ３もターンテーブル２の動径方向に往復移動され
る。このターンテーブル２には下部ヒータ５が設けられ
ていて、ターンテーブル２上の基板１を一様に加熱す
る。なお、従来例の具体的内容については、特開昭５８
−１０５１１１号公報等に詳しく記載されている。
装置を示す。反応容器６内のターンテーブル２上には複
数の基板１が載置される。これらの基板１には、トーチ
３からの火炎流にともなってガラス微粒子が堆積され
る。基板１に堆積されなかったガラス微粒子や排気ガス
は排気管４に吸引される。この場合、基板１上にガラス
微粒子を一様に堆積するため、基板１を載置したターン
テーブル２は、反応器６に対して回転される。また、ト
ーチ３もターンテーブル２の動径方向に往復移動され
る。このターンテーブル２には下部ヒータ５が設けられ
ていて、ターンテーブル２上の基板１を一様に加熱す
る。なお、従来例の具体的内容については、特開昭５８
−１０５１１１号公報等に詳しく記載されている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】しかし、従来の装置で
は、反応容器６内の圧力が制御されていなかったため、
各種要因によって反応容器６内の圧力が不安定に変動し
ていた。このため、下部ヒータ５の加熱等に起因する反
応容器６内の自然対流に乱れや変動が生じ、トーチ３か
らの火炎流にも乱れや変動が生じていた。この結果、均
質な酸化物ガラス薄膜を製造することができなかった。
は、反応容器６内の圧力が制御されていなかったため、
各種要因によって反応容器６内の圧力が不安定に変動し
ていた。このため、下部ヒータ５の加熱等に起因する反
応容器６内の自然対流に乱れや変動が生じ、トーチ３か
らの火炎流にも乱れや変動が生じていた。この結果、均
質な酸化物ガラス薄膜を製造することができなかった。
【０００４】そこで、本発明は、反応容器６内に生じて
いる自然対流の乱れを抑制することによって、より均質
な酸化物ガラス薄膜を製造しうる方法及びその装置を提
供することを目的とする。
いる自然対流の乱れを抑制することによって、より均質
な酸化物ガラス薄膜を製造しうる方法及びその装置を提
供することを目的とする。
【０００５】
【課題を解決するための手段】上記課題を解決するた
め、本発明に係る酸化物ガラス薄膜の製造方法では、反
応容器内に酸水素炎とともに原料を供給して酸化物ガラ
ス微粒子を生成し、該酸化物ガラス微粒子を基板上に堆
積して多孔質状の薄膜を形成した後、該基板を高温で加
熱して前記多孔質状の薄膜を透明化する。さらに、かか
る製造方法においては、多孔質状の薄膜を形成する際に
発生する余剰の酸化物ガラス微粒子を吸引排気する排気
管の排気圧を制御することによって、反応容器内の圧力
を所定値に保ちつつ多孔質状の薄膜を形成することとし
ている。
め、本発明に係る酸化物ガラス薄膜の製造方法では、反
応容器内に酸水素炎とともに原料を供給して酸化物ガラ
ス微粒子を生成し、該酸化物ガラス微粒子を基板上に堆
積して多孔質状の薄膜を形成した後、該基板を高温で加
熱して前記多孔質状の薄膜を透明化する。さらに、かか
る製造方法においては、多孔質状の薄膜を形成する際に
発生する余剰の酸化物ガラス微粒子を吸引排気する排気
管の排気圧を制御することによって、反応容器内の圧力
を所定値に保ちつつ多孔質状の薄膜を形成することとし
ている。
【０００６】また、本発明に係る酸化物ガラス薄膜の製
造装置は、（ａ）反応容器内に酸水素炎とともに原料を
供給して酸化物ガラス微粒子を生成し、この酸化物ガラ
ス微粒子を基板上に堆積して多孔質状の薄膜を形成する
火炎堆積手段と、（ｂ）多孔質状の薄膜を形成する際に
発生する余剰の酸化物ガラス微粒子を吸引排気する排気
管と、（ｂ）この排気管の排気圧を制御することによっ
て、多孔質状の薄膜を形成する際の反応容器内の圧力を
所定値に保つ圧力制御手段とを備えることとしている。
造装置は、（ａ）反応容器内に酸水素炎とともに原料を
供給して酸化物ガラス微粒子を生成し、この酸化物ガラ
ス微粒子を基板上に堆積して多孔質状の薄膜を形成する
火炎堆積手段と、（ｂ）多孔質状の薄膜を形成する際に
発生する余剰の酸化物ガラス微粒子を吸引排気する排気
管と、（ｂ）この排気管の排気圧を制御することによっ
て、多孔質状の薄膜を形成する際の反応容器内の圧力を
所定値に保つ圧力制御手段とを備えることとしている。
【０００７】
【作用】上記酸化物ガラス薄膜の製造方法によれば、排
気管の排気圧を制御することによって多孔質状の薄膜を
形成する際の反応容器内の圧力を所定値に保つこととし
ている。このため、反応容器内の圧力が安定化するのみ
ならず、反応容器内に比較的安定な対流を形成すること
ができる。この結果、酸水素炎を安定なものとすること
ができ、形成された多孔質状の薄膜の膜厚等をより均質
なものとすることができる。
気管の排気圧を制御することによって多孔質状の薄膜を
形成する際の反応容器内の圧力を所定値に保つこととし
ている。このため、反応容器内の圧力が安定化するのみ
ならず、反応容器内に比較的安定な対流を形成すること
ができる。この結果、酸水素炎を安定なものとすること
ができ、形成された多孔質状の薄膜の膜厚等をより均質
なものとすることができる。
【０００８】また、上記酸化物ガラス薄膜の製造装置に
よれば、圧力制御手段が、排気管の排気圧を制御するこ
とによって多孔質状の薄膜を形成する際の反応容器内の
圧力を所定値に保つこととしている。この結果、上記製
造方法と同様に、酸水素炎を安定なものとすることがで
き、形成された多孔質状の薄膜の膜厚等をより均質なも
のとすることができる。
よれば、圧力制御手段が、排気管の排気圧を制御するこ
とによって多孔質状の薄膜を形成する際の反応容器内の
圧力を所定値に保つこととしている。この結果、上記製
造方法と同様に、酸水素炎を安定なものとすることがで
き、形成された多孔質状の薄膜の膜厚等をより均質なも
のとすることができる。
【０００９】
【実施例】以下、本発明の実施例について具体的に説明
する。
する。
【００１０】図１は、実施例に係る酸化物ガラス薄膜の
製造装置の構成を示した図である。反応容器１６上部に
は、トーチ１３のガス噴出口と排気管１４の吸入口とが
設けられている。トーチ１３には燃料および原料ガスが
供給される。トーチ１３からは、燃料ガスによって生じ
た酸水素炎と、これによって原料ガスから合成された酸
化物ガラス微粒子とが各基板１上に供給される。これら
の基板１上に堆積されなかったガラス微粒子や排気ガス
は、排気管１４に吸引され、排気処理装置にて処理され
る。
製造装置の構成を示した図である。反応容器１６上部に
は、トーチ１３のガス噴出口と排気管１４の吸入口とが
設けられている。トーチ１３には燃料および原料ガスが
供給される。トーチ１３からは、燃料ガスによって生じ
た酸水素炎と、これによって原料ガスから合成された酸
化物ガラス微粒子とが各基板１上に供給される。これら
の基板１上に堆積されなかったガラス微粒子や排気ガス
は、排気管１４に吸引され、排気処理装置にて処理され
る。
【００１１】反応容器１６内に定常的な自然対流を形成
して酸水素炎を安定なものとするため、反応容器１６内
の圧力をモニタしながら排気管１４の吸引流量を制御す
る。具体的には、排気管１４から排気処理装置につなが
る排気ダクト２４の一部を分岐して余剰空気取入用ダク
ト３４を形成し、ここからの空気を反応容器１６内から
の排気ガスとともに排気処理装置に吸引させる。この場
合、反応容器１６上部に設けた圧力センサ素子１７ａに
よって、反応容器１６内の圧力をモニタする。検出され
た圧力は、センサドライバ１７ｂの出力として制御装置
１８に入力される。制御装置１８は、弁コントローラ１
９ａを制御しつつバタフライ弁１９ｂを調節し、余剰空
気取入用ダクト３４からの空気流入量を制御する。これ
により、排気管１４の排気圧すなわち吸引流量を増減さ
せて反応容器１６内の圧力を一定に保つことができる。
して酸水素炎を安定なものとするため、反応容器１６内
の圧力をモニタしながら排気管１４の吸引流量を制御す
る。具体的には、排気管１４から排気処理装置につなが
る排気ダクト２４の一部を分岐して余剰空気取入用ダク
ト３４を形成し、ここからの空気を反応容器１６内から
の排気ガスとともに排気処理装置に吸引させる。この場
合、反応容器１６上部に設けた圧力センサ素子１７ａに
よって、反応容器１６内の圧力をモニタする。検出され
た圧力は、センサドライバ１７ｂの出力として制御装置
１８に入力される。制御装置１８は、弁コントローラ１
９ａを制御しつつバタフライ弁１９ｂを調節し、余剰空
気取入用ダクト３４からの空気流入量を制御する。これ
により、排気管１４の排気圧すなわち吸引流量を増減さ
せて反応容器１６内の圧力を一定に保つことができる。
【００１２】各基板１上にガラス微粒子を均一に供給し
堆積させるため、基板１を支持するターンテーブル１２
は水平面内で回転する。また、トーチ１３もターンテー
ブル１２の回転の半径方向に往復移動する。この結果、
トーチ１３はターンテーブル１２に対して２次元的に走
査されることとなる。
堆積させるため、基板１を支持するターンテーブル１２
は水平面内で回転する。また、トーチ１３もターンテー
ブル１２の回転の半径方向に往復移動する。この結果、
トーチ１３はターンテーブル１２に対して２次元的に走
査されることとなる。
【００１３】また、ターンテーブル１２上に載置された
各基板１の温度を一定に保つため、ターンテーブル１２
の底面には下部ヒータ１５が固設されている。
各基板１の温度を一定に保つため、ターンテーブル１２
の底面には下部ヒータ１５が固設されている。
【００１４】図１の製造装置の動作について簡単に説明
する。トーチ１３に燃料および原料ガスを供給すること
により、酸化物ガラス微粒子を各基板１上に堆積する。
これと同時に、ターンテーブル１６を回転させ、かつ、
トーチ１３を往復移動させているので、トーチ１３から
の酸化物ガラス微粒子は各基板４上に一様に供給され
る。さらにこの場合、排気管１４の排気圧を増減させて
反応容器１６内の圧力を一定に保っているので、反応容
器１６内に比較的安定な対流が形成され、酸水素炎を安
定で変動の少ないものとすることができる。この結果、
各基板１上に堆積される酸化物ガラス微粒子層を、同一
基板内あるいは基板相互間で均質かつ一定の厚みにする
ことができる。その後、各基板１を別の炉内で高温に加
熱し、堆積された酸化物ガラス微粒子層を透明化して酸
化物ガラス薄膜を得る。また、上記の動作を繰り返して
屈折率の異なる酸化物ガラス薄膜を形成し、さらにＲＩ
Ｅ等によるエッチングを組み合わせれば、各基板１上に
光導波路を形成することもできる。
する。トーチ１３に燃料および原料ガスを供給すること
により、酸化物ガラス微粒子を各基板１上に堆積する。
これと同時に、ターンテーブル１６を回転させ、かつ、
トーチ１３を往復移動させているので、トーチ１３から
の酸化物ガラス微粒子は各基板４上に一様に供給され
る。さらにこの場合、排気管１４の排気圧を増減させて
反応容器１６内の圧力を一定に保っているので、反応容
器１６内に比較的安定な対流が形成され、酸水素炎を安
定で変動の少ないものとすることができる。この結果、
各基板１上に堆積される酸化物ガラス微粒子層を、同一
基板内あるいは基板相互間で均質かつ一定の厚みにする
ことができる。その後、各基板１を別の炉内で高温に加
熱し、堆積された酸化物ガラス微粒子層を透明化して酸
化物ガラス薄膜を得る。また、上記の動作を繰り返して
屈折率の異なる酸化物ガラス薄膜を形成し、さらにＲＩ
Ｅ等によるエッチングを組み合わせれば、各基板１上に
光導波路を形成することもできる。
【００１５】以下、図１の製造装置を用いて行う具体的
製造方法について説明する。酸化物ガラス微粒子の多孔
質膜を堆積するにあたって、基板１としては外径７５ｍ
ｍ、厚さ０．５ｍｍのシリコン基板を用い、半径５０ｃ
ｍのターンテーブル１２上に配置した。
製造方法について説明する。酸化物ガラス微粒子の多孔
質膜を堆積するにあたって、基板１としては外径７５ｍ
ｍ、厚さ０．５ｍｍのシリコン基板を用い、半径５０ｃ
ｍのターンテーブル１２上に配置した。
【００１６】酸化物ガラス微粒子の堆積条件は、ターン
テーブル１２の回転速度を５ｒｐｍとし、トーチ１３の
移動速度を１ｍｍ／ｓとし、その移動量を１５０ｍｍと
した。また、トーチ１３に供給するＯ2 ガスを５ｌ／ｍ
ｉｎとし、Ｈ2 ガスを２．５ｌ／ｍｉｎとした。このと
き、下部ヒータ２０はターンテーブル１６が８００℃に
なるように設定した。ガラス原料は、次の条件でトーチ
１３に供給した。
テーブル１２の回転速度を５ｒｐｍとし、トーチ１３の
移動速度を１ｍｍ／ｓとし、その移動量を１５０ｍｍと
した。また、トーチ１３に供給するＯ2 ガスを５ｌ／ｍ
ｉｎとし、Ｈ2 ガスを２．５ｌ／ｍｉｎとした。このと
き、下部ヒータ２０はターンテーブル１６が８００℃に
なるように設定した。ガラス原料は、次の条件でトーチ
１３に供給した。
【００１７】１）バッファ層用のガラス微粒子層 ＳｉＣｌ4 ：２５０ｃｃ／ｍｉｎ ＢＣｌ3 ： １０ｃｃ／ｍｉｎ ＰＣｌ3 ： ２５ｃｃ／ｍｉｎ １）コア層用のガラス微粒子層 ＳｉＣｌ4 ：２５０ｃｃ／ｍｉｎ ＧｅＣｌ4 ： ４０ｃｃ／ｍｉｎ ＰＣｌ3 ： ２０ｃｃ／ｍｉｎ このとき、反応容器１６内の圧力は、圧力センサ素子１
７ａ及びセンサドライバ１７ｂの出力に基づいて制御さ
れ、一定の負圧０．３ｍｍＨ2 Ｏ±０．０２ｍｍＨ2 Ｏ
に保たれた。
７ａ及びセンサドライバ１７ｂの出力に基づいて制御さ
れ、一定の負圧０．３ｍｍＨ2 Ｏ±０．０２ｍｍＨ2 Ｏ
に保たれた。
【００１８】上記のようにして堆積した２重構造の多孔
質膜を、別に用意した電気炉中でＨ2 ガスおよびＯ2 ガ
スの混合ガス雰囲気下で透明ガラス化した。このとき、
炉内にＨ2 ガスを５ｌ／ｍｉｎ供給し、Ｏ2 ガスを０．
５ｌ／ｍｉｎ供給し、電気炉内を１３００℃に保持し
た。実施例の方法によれば、サンプル数ｎ＝１００（１
ロットあたり２０個）に対してガラス膜厚を調べたとこ
ろ、３０μｍ±０．３μｍと良好なものであった。
質膜を、別に用意した電気炉中でＨ2 ガスおよびＯ2 ガ
スの混合ガス雰囲気下で透明ガラス化した。このとき、
炉内にＨ2 ガスを５ｌ／ｍｉｎ供給し、Ｏ2 ガスを０．
５ｌ／ｍｉｎ供給し、電気炉内を１３００℃に保持し
た。実施例の方法によれば、サンプル数ｎ＝１００（１
ロットあたり２０個）に対してガラス膜厚を調べたとこ
ろ、３０μｍ±０．３μｍと良好なものであった。
【００１９】
【発明の効果】以上説明したように、本発明の酸化物ガ
ラス薄膜の製造方法及び装置によれば、多孔質状の薄膜
の形成に際し、排気管の排気圧を制御することによって
反応容器内の圧力を所定値に保つこととしている。この
ため、反応容器内の圧力が安定化して反応容器内に比較
的安定な対流が形成される。この結果、酸水素炎を安定
なものとすることができ、さらに形成された多孔質状の
薄膜をより均質なものとすることができ、ひいては均質
な酸化物ガラス薄膜を得ることができる。
ラス薄膜の製造方法及び装置によれば、多孔質状の薄膜
の形成に際し、排気管の排気圧を制御することによって
反応容器内の圧力を所定値に保つこととしている。この
ため、反応容器内の圧力が安定化して反応容器内に比較
的安定な対流が形成される。この結果、酸水素炎を安定
なものとすることができ、さらに形成された多孔質状の
薄膜をより均質なものとすることができ、ひいては均質
な酸化物ガラス薄膜を得ることができる。
【図１】実施例の酸化物ガラス薄膜の製造装置を示す
図。
図。
【図２】従来の酸化物ガラス薄膜の製造装置を示す図。
１…基板、１２、１３…火炎堆積手段、１４…排気管、
１６…反応容器、１７ａ、１７ｂ、１８、１９ａ、１９
ｂ、３４…圧力制御手段。
１６…反応容器、１７ａ、１７ｂ、１８、１９ａ、１９
ｂ、３４…圧力制御手段。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 浦野 章 神奈川県横浜市栄区田谷町１番地 住友電 気工業株式会社横浜製作所内 (72)発明者 広瀬 智財 神奈川県横浜市栄区田谷町１番地 住友電 気工業株式会社横浜製作所内 (72)発明者 石川 真二 神奈川県横浜市栄区田谷町１番地 住友電 気工業株式会社横浜製作所内
Claims (2)
- 【請求項１】 反応容器内に酸水素炎とともに原料を供
給して酸化物ガラス微粒子を生成し、該酸化物ガラス微
粒子を基板上に堆積して多孔質状の薄膜を形成した後、
該基板を高温で加熱して前記多孔質状の薄膜を透明化す
る酸化物ガラス薄膜の製造方法において、 前記多孔質状の薄膜を形成する際に発生する余剰の酸化
物ガラス微粒子を吸引排気する排気管の排気圧を制御す
ることによって、前記反応容器内の圧力を所定値に保ち
つつ前記多孔質状の薄膜を形成することを特徴とする酸
化物ガラス薄膜の製造方法。 - 【請求項２】 反応容器内に酸水素炎とともに原料を供
給して酸化物ガラス微粒子を生成し、該酸化物ガラス微
粒子を基板上に堆積して多孔質状の薄膜を形成する火炎
堆積手段と、 前記多孔質状の薄膜を形成する際に発生する余剰の酸化
物ガラス微粒子を吸引排気する排気管と、 前記排気管の排気圧を制御することによって、前記多孔
質状の薄膜を形成する際の前記反応容器内の圧力を所定
値に保つ圧力制御手段と、 を備える酸化物ガラス薄膜の製造装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP392592A JPH05188232A (ja) | 1992-01-13 | 1992-01-13 | 酸化物ガラス薄膜の製造方法及び装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP392592A JPH05188232A (ja) | 1992-01-13 | 1992-01-13 | 酸化物ガラス薄膜の製造方法及び装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH05188232A true JPH05188232A (ja) | 1993-07-30 |
Family
ID=11570725
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP392592A Pending JPH05188232A (ja) | 1992-01-13 | 1992-01-13 | 酸化物ガラス薄膜の製造方法及び装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH05188232A (ja) |
-
1992
- 1992-01-13 JP JP392592A patent/JPH05188232A/ja active Pending
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