JPH1164662A

JPH1164662A - 光導波路膜の形成方法

Info

Publication number: JPH1164662A
Application number: JP22760697A
Authority: JP
Inventors: Shigeru Konishi; 繁小西; Yukio Fujimaki; 幸雄藤巻; Masaki Ejima; 正毅江島; Kazuo Kamiya; 和雄神屋; Shinji Makikawa; 新二牧川
Original assignee: Shin Etsu Chemical Co Ltd
Current assignee: Shin Etsu Chemical Co Ltd
Priority date: 1997-08-08
Filing date: 1997-08-08
Publication date: 1999-03-05

Abstract

(57)【要約】【解決手段】酸水素火炎バーナーから酸化物ガラス微
粒子をテーブル上の基板に対し相対的に移動させながら
堆積させて多孔質酸化物ガラス膜を形成すると共に、上
記基板に堆積されなかった酸化物ガラス微粒子を排気管
により排出させる多孔質酸化物ガラス膜形成工程を有
し、上記多孔質酸化物ガラス膜を加熱することによって
透明な酸化物ガラス膜を形成する光導波路膜の形成方法
において、上記相対的移動を停止した静止状態における
基板への酸化物ガラス膜の膜厚分布が、上記バーナーの
噴出口と排気管の排気口とを結ぶ方向で極大値が一つと
なるように酸化物ガラス膜の堆積を行うことを特徴とす
る光導波路膜の形成方法。【効果】本発明によれば、基板に酸化物ガラス膜を可
及的に均一に形成でき、基板内のガラス膜厚のばらつき
が非常に少ないものである。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、可及的に均一な酸
化物ガラス膜を形成することができる光導波路膜の形成
方法に関する。

【０００２】

【従来の技術及び発明が解決しようとする課題】光導波
路はアンダークラッド層、コア層、オーバークラッド層
を積層した構造をとっており、光導波路を形成する基板
にはＳｉもしくは石英が用いられている。光導波路のデ
バイスには、光を多数に分割するビームスプリッタや、
所望の線路に信号を切り換える光スイッチ、更には今
後、光加入者系において各家庭にはＳｉ基板の上に光信
号の分波／合波の機能を持つ光導波路と共にＬＤ、ＰＤ
などを集積化したＯＮＵ中の光回路に導入されることが
予想され、例えばＹ．Ｙａｍａｄａｅｔａｌ．，
“Ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎｏｆｐｌａｎａｒｌｉ
ｇｈｔｗａｖｅｃｉｒｃｕｉｔｐｌａｔｆｏｒｍ
ｔｏｈｙｂｒｉｄｉｎｔｅｇｒａｔｅｄｏｐｔｉ
ｃａｌＷＤＭｔｒａｎｓｍｉｔｔｅｒ／ｒｅｃｅｉ
ｖｅｒｍｏｄｕｌｅ”，Ｅｌｅｃｔｒｏｎ．Ｌｅｔ
ｔ．３１（１６），１３６６−１３６７（１９９５）に
示されるように開発が進められている。

【０００３】このような光導波路を基板としてＳｉを用
いる場合を例にとって光導波路の製造プロセスについて
説明すると、Ｓｉ基板上に光導波路を作製するには、ま
ずアンダークラッドとなる厚さ約２０μｍのガラス層を
形成し、その上に光が導波するコア層を形成し、このコ
ア層をリソグラフィー及び異方性エッチングにより光の
導波パターンに加工した後、オーバークラッドとなる厚
さ３０μｍ以上のガラス層を形成することによって行わ
れている。これらのガラス層の形成手段としては、火炎
堆積法や電子ビーム蒸着法、スパッタリング、プラズマ
ＣＶＤ法などが知られているが、厚さ数十μｍのガラス
膜の作製には一般に火炎堆積法が用いられている。

【０００４】火炎堆積（ＦｌａｍｅＨｙｄｒｏｌｙｓ
ｉｓＤｅｐｏｓｉｔｉｏｎ，ＦＨＤ）法とは、例えば
Ｍ．Ｋａｗａｃｈｉ，“Ｓｉｌｉｃａｗａｖｅｇｕｉ
ｄｅｓｏｎｓｉｌｉｃｏｎａｎｄｔｈｅｉｒ
ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎｔｏｉｎｔｅｇｒａｔｅｄ
−ｏｐｔｉｃｃｏｍｐｏｎｅｎｔｓ”，Ｏｐｔｉｃａ
ｌａｎｄＱｕａｎｔｕｍＥｌｅｃｔｒｏｎｉｃｓ
２２，３９１−４１６（１９９０）に示されているよ
うに、図１に示すような装置においてＳｉやＧｅ，Ｂ
ｒ，Ｐなどのハロゲン化物を酸水素バーナーに供給して
ガラス微粒子を生成し、これをテーブルの上に置かれた
基板上に堆積して多孔質のガラス微粒子膜を形成し、こ
れを電気炉中１２００〜１４００℃の温度で焼結するこ
とによって透明なガラス膜を作製する方法である。

【０００５】ここで、図１において、１１は回転テーブ
ルで、その外周縁側に周方向に沿って複数の基板１２が
配置され、この基板１２上方に所定の距離を置いて酸水
素火炎バーナー１３及び排気管１４が配設されている。
そして、このバーナー１３から酸化物ガラス微粒子をテ
ーブル１１上の基板１２に対し堆積させて多孔質酸化物
ガラス膜を形成する一方、基板１２に堆積されなかった
酸化物ガラス微粒子を排気管１４より排出する。この場
合、基板１２に酸化物ガラス微粒子を均一に堆積するた
めに、基板１２とバーナー１３とを相対的に移動させる
ことが行われており、図１の場合、例えばバーナー１３
をテーブル１１の径方向に沿って移動させながら堆積す
ることが行われており、この際、一般にバーナー１３の
移動につれて排気管１４を移動させることが行われてい
る。

【０００６】ところで、通常ガラス膜が形成される基板
の大きさとしては、直径４インチ（＝１０ｃｍ）のもの
がよく用いられるが、この一枚の基板に複数個のデバイ
スが作られることを考慮すると、デバイス間のばらつき
を小さくするために面内の膜厚や屈折率が均一であるこ
とが望まれる。特に膜厚に関していえば、図１に示され
る装置では基板面内で堆積のされ方が同じであることが
要求される。例えば図１では、複数枚の基板が半径の大
きいターンテーブルの外周部に置かれているが、テーブ
ルの回転の角速度が常に一定である場合、基板の内側と
外側では速度が変わってしまう。こうした状況で酸水素
火炎バーナーを等速度で往復させると、基板の内側と外
側とでは堆積時間が変わるため、面内の膜厚分布が大き
くなる問題がある。こうした状況を回避するため、例え
ば特開平５−３０１７２１号公報や特開平８−２６２２
５２号公報では酸水素火炎バーナーの移動速度を基板位
置で変化させたり、特開平７−２０３３８号公報ではテ
ーブルの回転速度をバーナーの位置によって変化させる
方法が述べられている。

【０００７】しかし、図１において示されるような平坦
なテーブル上に基板を乗せた形態で、上記のように酸水
素火炎バーナーの移動速度又はターンテーブルの回転速
度の調整を行っても、基板上に形成した厚さ２０μｍの
ガラス膜について、面内で１μｍ以上の膜厚ばらつきが
みられた。その原因として、テーブルと基板との間に基
板の厚さに相当する段差があり、その段差部分と基板中
央部分とでは酸水素火炎バーナーより出射される酸水素
火炎及び酸化物ガラス微粒子の流れの様子が異なること
があった。即ち、基板中央付近では酸水素火炎から余剰
酸化物微粒子を系外に除去する排気管に至る流れが層流
状態であるのに対し、基板端に酸水素火炎が当たる場合
には段差部分で流れが乱れ、乱流状態となり、中央付近
とは異なる流れの状態になる。そのため基板中央付近と
外周付近とでは堆積の様子が変化し、基板面内における
膜厚ばらつきが発生する。

【０００８】こうした事情を回避するため、特開平５−
２７１３３号公報や特開平５−２６４８３８号公報で
は、テーブルと基板との段差をなくすために、予めテー
ブルに窪みを設けておくことが述べられている。

【０００９】しかしながら、本発明者らが実験したとこ
ろ、厚さ２０μｍのガラス膜を形成した場合、基板面内
における膜厚変動が１μｍ程度あり、またサンプル間で
のばらつきも大きかった。このことは膜厚分布の発生原
因がその他にもあることを意味し、これを解決しないと
歩留まりの低下、コスト高となる問題があった。

【００１０】本発明は、上記事情を改善したもので、酸
水素火炎バーナーと基板とを相対的に移動させてガラス
微粒子を堆積させ、多孔質ガラス膜を形成する場合に、
基板面内の膜厚分布のばらつきを小さくし、膜厚が均一
なガラス膜を形成することができる光導波路膜の形成方
法を提供することを目的とする。

【００１１】

【課題を解決するための手段及び発明の実施の形態】本
発明は、上記目的を達成するため、酸水素火炎バーナー
から酸化物ガラス微粒子をテーブル上の基板に対し相対
的に移動させながら堆積させて多孔質酸化物ガラス膜を
形成すると共に、上記基板に堆積されなかった酸化物ガ
ラス微粒子を排気管により排出させる多孔質酸化物ガラ
ス膜形成工程を有し、上記多孔質酸化物ガラス膜を加熱
することによって透明な酸化物ガラス膜を形成する光導
波路膜の形成方法において、上記相対的移動を停止した
静止状態における基板への酸化物ガラス膜の膜厚分布
が、上記バーナーの噴出口と排気管の排気口とを結ぶ方
向で極大値が一つとなるように酸化物ガラス膜の堆積を
行うことを特徴とする光導波路膜の形成方法を提供す
る。この場合、上記膜厚分布が極大になる位置が、バー
ナーの噴出口と排気管の排気口とを結ぶ直線の中点より
バーナー側に位置することが好適である。また、ガラス
形成原料を酸水素火炎バーナーへ搬送するガスを酸素と
することが好ましい。

【００１２】即ち、本発明者は、上述した従来技術の課
題を克服し、基板に均一にガラス膜を形成することにつ
いて種々の検討を行った。まず、膜厚分布が大きいとき
に酸水素火炎バーナーから排気管に至るまでどういう膜
厚分布を示すか、酸水素火炎バーナー、基板共に静止さ
せた状態でガラス微粒子の堆積を行い、透明ガラス化を
行ったときの膜厚分布を調べた。結果を図２に示す。基
板には直径１０ｃｍ、厚さ１ｍｍのＳｉ基板を用いてお
り、図２の横軸は基板径を表している。酸水素火炎バー
ナー、基板、排気管の位置関係は図４に示すような位置
にあり、酸水素火炎バーナーは、図２の横軸で表せば
０．５ｃｍの位置に、排気管は７．１ｃｍの場所に位置
している。酸水素火炎バーナーと法線方向のなす角度は
７０°であり、バーナーの基板からの高さは約２ｃｍで
ある。

【００１３】図２に示す分布は、酸水素火炎バーナーの
噴出口中心と排気管の排出口中心を結ぶ線に対し平行方
向の膜厚分布を表している。この図では、左側に酸水素
火炎バーナーが、右側に排気管が位置している。酸水素
火炎バーナーからの火炎が基板に当たる位置の近傍（図
２中、横軸３ｃｍの位置）で膜厚は最大となっている
が、その排気管側にもう１箇所膜厚が極大となる箇所が
みられる。

【００１４】静止堆積時の膜厚分布が図２の様子を示す
条件で、今度は酸水素火炎バーナーと排気管との位置関
係を一定に保ったまま往復運動させ、基板面内にわたっ
てガラス微粒子を堆積すると、基板中心部での膜厚２０
μｍに対し面内の膜厚変動は１μｍ（±２．５％）あっ
た。また、同一条件で数サンプル作製したところ、膜厚
分布は±１．５％から±３．０％（膜厚変動０．６〜
１．２μｍ）あった。

【００１５】図２に示す膜厚分布は、酸水素火炎バーナ
ーに原料ガスを搬送するガス種としてＡｒを用いて得ら
れたものであるが、原料ガスの搬送ガス種としてＯ₂を
用い、同様に酸水素火炎バーナー、基板共に静止させた
状態で堆積を行い、透明ガラス化したときの、酸水素火
炎バーナーと排気管を結ぶ方向の膜厚分布を図３に示
す。この時の酸水素火炎バーナー、基板、排気管の位置
関係は図４と同じである。図２とは異なり、膜厚の最大
値は酸水素火炎バーナーからの火炎が基板に当たる位置
には存在するが、その排気管側には膜厚が再び増加する
様子は見られず、単調に減少するだけである。この条件
のもとで基板面内にわたってガラス微粒子を堆積する
と、基板中心部での膜厚２０μｍに対し面内の膜厚変動
は０．４μｍ（±１％）あった。また同一条件で数サン
プル作製したところ、膜厚分布は±０．６％から±１．
２％（膜厚変動０．２５〜０．５μｍ）であり、面内の
膜厚のばらつき及びサンプル間でのばらつきがかなり小
さくなった。

【００１６】膜厚分布発生原因について考えると、図２
中、右側の膜厚分布極大の存在が考えられた。即ち、酸
水素火炎バーナーから放出される火炎が直接基板と当た
る位置において最も膜厚が最大となるが、バーナーから
出されるガスの線速が速いため外部雰囲気の影響を受け
にくいのに対し、その右側の膜厚が極大となる位置で
は、一度基板に当たり広がった火炎及びガラス微粒子の
流れが排気管によって集束される位置であるため、排気
圧の変動や基板を一定温度に加熱するために基板下方に
設置されているヒーターの熱揺らぎなど外乱の影響を受
けやすい。そのため図２のような静止時の膜厚分布を示
す条件では堆積する位置によってその分布形状、特に右
側の極大値の様子が変化し、最終的に面内の膜厚分布発
生へとつながるものと考えられた。従って、図２のよう
な静止時の膜厚分布をもたないような条件、例えば図３
に示すような静止時の膜厚分布をもつ条件で堆積するこ
とにより、外乱の影響を小さくでき、膜厚分布を小さく
保ち且つサンプル間でのばらつきも小さく保つことがで
きることを見出し、上述した酸化物ガラス膜の堆積方法
が有効であることを知見したものである。

【００１７】以下、本発明につき更に詳しく説明する
と、本発明の光導波路膜の形成方法は、酸水素火炎バー
ナーから酸化物ガラス微粒子をテーブル上の基板に対し
相対的に移動させながら堆積させて多孔質酸化物ガラス
膜を形成すると共に、上記基板に堆積されなかった酸化
物ガラス微粒子を排気管により排出させる多孔質酸化物
ガラス膜形成工程を有し、上記多孔質酸化物ガラス膜を
加熱することによって透明な酸化物ガラス膜を形成する
ものであり、かかる方法で用いるガラス形成原料、酸化
物ガラス微粒子堆積装置などは公知の通常の方法と同様
でよいが、本発明においては、実際に多孔質ガラス薄膜
を形成するときのガス流量、原料供給量、並びに基板、
バーナー及び排気管位置等の条件を、基板とバーナーを
相対的に移動させず静止したときに形成されるバーナー
噴出口と排気管排気口を結ぶ方向に平行方向の膜厚分布
が２個以上の極大値をもたない、極大値が１個となる条
件にて多孔質ガラス膜の形成を行うものである。

【００１８】上述したように、膜厚が面内でばらつく原
因は、図２に示されるように排気管に近い位置での膜厚
が大きく、これが例えば排気圧の変動や熱揺らぎなどの
外乱により変動しやすく、基板面全体にわたって堆積し
たときには面内の膜厚分布増大の結果をもたらすのでは
ないかと考えられ、従って、膜厚分布を小さくするため
には、図２に示される静止時の膜厚分布において、比較
的外乱の影響を受けにくい左側の膜厚極大の寄与を大き
くし、右側の極大の寄与を小さくする、即ち排気管近傍
で膜厚分布が極大値をとらないような分布形状をなすバ
ーナー及び排気管の幾何学的配置、ガス種・流量や排気
量等の条件で堆積を行うものである。

【００１９】このような条件の中で、ガラス形成原料を
酸水素火炎バーナーに搬送するガスを酸素とすることが
好ましく、ガラス膜を形成する原料の搬送ガス種をＯ₂
とすることにより、排気管近傍で膜厚が極大値をとら
ず、単調に減少する分布をとるものである。このこと
は、上記図２，３の結果から明らかであり、この時の静
止時の膜厚分布を示す図３の結果は、図２と異なり排気
管側での膜厚増大が抑えられていることがわかる。

【００２０】なお、静止時の膜厚分布が図２及び図３に
示される条件で、酸水素火炎バーナー及び基板を移動さ
せ、堆積・焼結した後の膜厚分布の例をまとめた結果を
表１に示す。

【００２１】

【表１】

【００２２】また、上記膜厚分布が極大になる位置は、
バーナーの噴出口と排気管の排気口とを結ぶ直線、特に
図４において、噴出口中心と排気口中心とを結ぶ直線Ｌ
の中点Ｌ／２よりバーナー側に位置すること、更に好ま
しくはバーナーから噴流が基板と交わる位置Ｐ付近であ
り、これによって更に確実に均一厚さのガラス膜を形成
することができる。

【００２３】即ち、ガラス原料ガスであるＳｉＣｌ₄の
搬送ガスをＯ₂とし、その流量を変化させたときにおけ
る静止時の膜厚分布の変化を図５に示す。この時の酸水
素火炎バーナー、基板及び排気管の配置は図４の配置と
同じである。搬送ガス流量は５０ｃｃ／ｍｉｎ、２００
ｃｃ／ｍｉｎ、２５０ｃｃ／ｍｉｎの３通り変化させて
いるが、すべて膜厚分布の極大は１箇所であるが、極大
をとる位置が異なっている。つまり、ＳｉＣｌ₄の供給
量を増すに従い、極大位置が排気管側にシフトしてい
る。これらの条件でバーナー、基板を移動させ、堆積・
透明ガラス化した後の結果を表２に示す。

【００２４】

【表２】

【００２５】表２の結果からわかるように、ＳｉＣｌ₄
の供給量が大きい場合には、静止堆積時の膜厚極大が１
箇所しかないにも拘わらず、膜厚の分布が大きくなって
いる。これは供給量が小さいときの分布に比べ、膜厚極
大位置が排気管側にシフトしており、外乱による影響を
受けやすい位置で膜厚が最大値をとっているためと考え
られる。従って、たとえ静止堆積時の膜厚極大値が１箇
所でしかとらないとしても、どの位置で極大値をとるか
が最終的にスキャンを行ったときの面内膜厚分布におい
て重要である。即ち、熱揺らぎや排気圧変動等外乱の影
響を受けにくい位置に膜厚の極大値があれば良いわけで
あるが、その目安としては、図５においてＳｉＣｌ₄搬
送ガス流量５０ｃｃ／ｍｉｎ時の分布における膜厚極大
位置では問題ないこと、また静止堆積時の図４に示され
るバーナー及び排気管の位置関係よりバーナーと排気管
の中点が図５の横軸上４ｃｍのところに位置しているこ
とから、静止堆積時膜厚の極大値をとる場所としては、
排気管とバーナーを結ぶ線上の中点よりバーナー側であ
ることが望ましいものである。

【００２６】また、このような状態を達成するため、ガ
ラス形成原料の流量乃至ガラス原料を搬送するＯ₂（キ
ャリアガス）の流量を２０〜１００ｃｃ／ｍｉｎとする
ことが好ましい。

【００２７】なお、バーナーの基板からの高さは１〜４
ｃｍ、バーナーの法線方向に対する角度は６０〜８０
°、バーナーと排気管との間隔は６〜８ｃｍ、往復運動
時のバーナー及び排気管のストローク長は１４〜１８ｃ
ｍ、移動速度は０．５〜３ｃｍ／ｍｉｎ、テーブルの回
転速度は０．５〜１０ｒｐｍ、Ｈ₂の流量は４〜８Ｌ／
ｍｉｎ、Ｏ₂の流量は４〜８Ｌ／ｍｉｎ、Ａｒの流量は
０．５〜２Ｌ／ｍｉｎとすることができ、これらの範囲
で上述した基板への酸化物ガラス膜の膜厚分布が、上記
バーナーの噴出口と排気管の排気口とを結ぶ方向で極大
値が一つとなるように条件設定を行うことができる。

【００２８】

【発明の効果】本発明によれば、基板に酸化物ガラス膜
を可及的に均一に形成でき、基板内のガラス膜厚のばら
つきが非常に少ないものである。

【００２９】

【実施例】以下、実施例及び比較例を示し、本発明を具
体的に説明するが、本発明は下記の実施例に制限される
ものではない。

【００３０】〔実施例１〕基板上への酸化物ガラス微粒
子の堆積は以下のように行った。直径８０ｃｍの回転テ
ーブルの外周部に直径１０ｃｍ、厚さ１ｍｍのＳｉ基板
を複数枚搭載した。このとき回転テーブル下部に設けて
あるヒーターにより基板温度を約６００℃に加熱した。
基板を載せたテーブルを回転させながら酸水素火炎バー
ナーにガラス原料を供給し、バーナーをテーブルの径方
向に往復させながらガラス微粒子を基板上に堆積させ
た。堆積時の条件は静止して堆積を行ったとき、バーナ
ーと排気管とを結ぶ方向における膜厚分布が図３の形状
を示す条件とした。バーナーの基板からの高さは２ｃｍ
であり、バーナーと排気管との距離は６．６ｃｍ、バー
ナーの法線方向に対する角度は７０°とした。ガラス原
料としてはＳｉＣｌ₄、ＢＢｒ₃及びＰＯＣｌ₃を供給
し、各々の供給量は５０ｃｃ／ｍｉｎ、２０ｃｃ／ｍｉ
ｎ、２０ｃｃ／ｍｉｎとした。この時のキャリアガスに
はＯ₂を用いた。これらのガラス原料ガスは４重管バー
ナーの中心より供給しており、その他のガスの流量に関
しては、Ｈ₂＝８Ｌ／ｍｉｎ、Ｏ₂＝６Ｌ／ｍｉｎ、Ａｒ
＝１Ｌ／ｍｉｎとした。図３の分布を得たときの堆積時
間は１０秒である。基板を回転させながらバーナーを往
復運動させているが、バーナーとの位置関係を変化させ
ないよう排気管もバーナーに連動させて往復運動させて
いる。往復運動時のバーナー及び排気管のストローク長
は１６ｃｍであり、移動速度は１ｃｍ／ｍｉｎ、テーブ
ルの回転速度は５ｒｐｍとした。堆積は約９０分間行
い、堆積終了後基板を取り出し電気炉にてガラス化処理
を行った。処理時の雰囲気はＨｅとＯ₂の混合雰囲気で
あり、それぞれの流量はＨｅ＝２．５Ｌ／ｍｉｎ、Ｏ₂
＝０．３Ｌ／ｍｉｎである。処理温度は１３５０℃であ
り、その温度で２時間保持することにより行った。ガラ
ス化した試料の膜厚分布の測定にはＭｅｔｒｉｃｏｎ社
製ｍｏｄｅｌ２０１０を用いたプリズム・カップリング
法により行った。測定した膜厚分布の一例を図６に示
す。最大膜厚２１．０１６４μｍ、最小膜厚２０．６５
６２μｍ、膜厚変動幅０．３６０２μｍであり、膜厚分
布は±０．９％であった。

【００３１】同条件でサンプルの作製・測定を繰り返し
たとき、サンプル間の膜厚分布の推移を図７に示す。図
７には作製した１４サンプルの膜厚分布の変化が表され
ているが、最小で±０．８％、最大で±１．２％であ
り、ほぼ±１％前後の膜厚分布で安定して作製できてい
ることがわかる。

【００３２】〔比較例１〕実施例１との比較を行うた
め、ＳｉＣｌ ₄のキャリアガスとしてＡｒを用いて行っ
た。方法は実施例１で述べた方法と同じであるが、静止
して堆積を行ったときのバーナーと排気管とを結ぶ方向
における膜厚分布は図２の形状を示している。バーナー
や排気管の配置などは実施例１と同じであり、ＳｉＣｌ
₄の供給量は５０ｃｃ／ｍｉｎ、その他の堆積条件、焼
結条件も全く同様にして行った。透明ガラス化した試料
の膜厚分布を測定した一例を図８に示す。最大膜厚２
０．７７１４μｍ、最小膜厚１９．５２６４μｍ、膜厚
変動幅１．２４５μｍであり、膜厚分布は±３．１％で
あった。即ち、キャリアガスをＯ₂からＡｒに変更する
だけで、膜厚変動幅で０．３６０２μｍ→１．２４５μ
ｍ、膜厚分布で±０．９％→±３．１％と悪くなってお
り、排気管近傍で堆積する膜厚の寄与がいかに全体の分
布を悪くするかが認められる。

【００３３】次に、同条件でサンプルの作製・測定を繰
り返したとき、サンプル間の膜厚分布の推移を図９に示
す。図９には作製した１４サンプルの膜厚分布の変化が
表されているが、最小で±１．５％、最大で±３．１％
であり、図７に比べ膜厚分布の値が大きいことがわか
る。またサンプル間で膜厚分布の変動が激しく、図７に
比べ安定して作製できているとは言い難い。従って図２
の静止時の膜厚分布において、右側の膜厚極大の存在に
より膜厚分布の大きさ及びサンプル間のばらつきにどれ
だけ影響があるかが確認できる。

【００３４】〔参考例〕ＳｉＣｌ ₄のキャリアガスとし
てＯ₂を用いるが、その流量を増加させた場合の膜厚分
布を調べた。キャリアガスの流量は２５０ｃｃ／ｍｉｎ
とした。静止して堆積を行ったときのバーナーと排気管
とを結ぶ方向における膜厚分布は、図５中の２５０ｃｃ
／ｍｉｎで示される分布に対応する。バーナーや排気管
の配置などは実施例１で述べたときと同じである。堆積
・焼結の条件も実施例１とほぼ同様に行ったが、透明ガ
ラス化後の膜厚を２０μｍ程度となるように行っている
ため、堆積時間を約２０分とした。この条件で透明ガラ
ス化した試料の膜厚分布を測定した一例を図１０に示
す。最大膜厚２０．２１６５μｍ、最小膜厚１９．１７
１３μｍ、膜厚変動幅１．０４５２μｍであり、膜厚分
布は±２．７％であった。即ち、静止時の膜厚分布にお
いて膜厚が極大となる箇所が１箇所であっても、極大位
置がバーナーと排気管を結ぶ線上において排気管に近い
位置にあると面内膜厚分布が悪くなっていることがわか
る。従って、静止時の膜厚分布において、どの場所で膜
厚が最大となるかが実際に基板面全体にわたって堆積し
た時の膜厚分布を小さく抑える上で大切であることがわ
かる。

【図面の簡単な説明】

【図１】火炎堆積法によりガラス微粒子膜を形成する装
置の概略斜視図である。

【図２】従来法における静止堆積時の膜厚分布を示すグ
ラフである。

【図３】本発明法における静止堆積時の膜厚分布の一例
を示すグラフである。

【図４】基板に対するバーナーと排気管との位置関係を
示す説明図である。

【図５】酸素ガスを搬送ガスとして流量を種々変化させ
た場合の静止堆積時の膜厚分布を示すグラフである。

【図６】実施例における膜厚分布を示し、（ａ）は基板
測定位置の説明図、（ｂ）はＹ軸方向の膜厚分布グラ
フ、（ｃ）はＸ軸方向の膜厚分布グラフである。

【図７】実施例におけるサンプル間の膜厚分布の推移を
示すグラフである。

【図８】比較例における膜厚分布を示し、（ａ）は基板
測定位置の説明図、（ｂ）はＹ軸方向の膜厚分布グラ
フ、（ｃ）はＸ軸方向の膜厚分布グラフである。

【図９】比較例におけるサンプル間の膜厚分布の推移を
示すグラフである。

【図１０】参考例における膜厚分布を示し、（ａ）は基
板測定位置の説明図、（ｂ）はＹ軸方向の膜厚分布グラ
フ、（ｃ）はＸ軸方向の膜厚分布グラフである。

【符号の説明】

１１回転テーブル１２基板１３酸水素火炎バーナー１４排気管

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者神屋和雄群馬県安中市磯部２丁目13番１号信越化学工業株式会社精密機能材料研究所内 (72)発明者牧川新二群馬県安中市磯部２丁目13番１号信越化学工業株式会社精密機能材料研究所内

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】酸水素火炎バーナーから酸化物ガラス微
粒子をテーブル上の基板に対し相対的に移動させながら
堆積させて多孔質酸化物ガラス膜を形成すると共に、上
記基板に堆積されなかった酸化物ガラス微粒子を排気管
により排出させる多孔質酸化物ガラス膜形成工程を有
し、上記多孔質酸化物ガラス膜を加熱することによって
透明な酸化物ガラス膜を形成する光導波路膜の形成方法
において、上記相対的移動を停止した静止状態における
基板への酸化物ガラス膜の膜厚分布が、上記バーナーの
噴出口と排気管の排気口とを結ぶ方向で極大値が一つと
なるように酸化物ガラス膜の堆積を行うことを特徴とす
る光導波路膜の形成方法。
【請求項２】上記膜厚分布が極大になる位置が、バー
ナーの噴出口と排気管の排気口とを結ぶ直線の中点より
バーナー側に位置することを特徴とする請求項１記載の
光導波路膜の形成方法。
【請求項３】ガラス形成原料を酸水素火炎バーナーへ
搬送するガスを酸素とすることを特徴とする請求項１又
は２記載の光導波路膜の形成方法。