CN1279375C - 光波导管及其制造方法 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种光波导管，它包括：具有第1软化温度和第1折射率的、由玻璃材料构成的第1覆盖层；设置在上述第1覆盖层上的、由玻璃材料构成的、具有比上述第1折射率大的第2折射率的核心部分；和覆盖上述核心部分的、由包含碱金属元素、碱土金属元素以及稀土元素的至少一种元素的玻璃材料构成的、具有比上述第1覆盖层的软化温度低且比上述第1软化温度低50℃以上的第2软化温度，并具有比上述第2折射率小的第3折射率的第2覆盖层。该光波导管能不产生第2覆盖层变形而高效率地制造。

Description

光波导管及其制造方法
技术领域
本发明涉及在光通信系统中使用的光波导管及其制造方法。
背景技术
图5A-图5I是表示在特开平11-84157号公报上公开的现有光波导管的制造工序的剖面图。
首先，如图5B所示，在图5A所示的衬底11上用堆积处理等方法形成下部覆盖层12。以下如图5C所示，在下部覆盖层12上通过堆积处理形成中心层15。而后如图5D所示，在中心层15上形成掩膜层6，如图5E所示通过光蚀刻形成抗蚀剂图案17。以下如图5F所示，通过反应性离子蚀刻，蚀刻掩膜层16形成掩膜图案18，除去抗蚀剂图案17。以下，如图5G所示，通过反应性离子蚀刻，蚀刻中心层15形成核心部分13，如图5H所示除去掩膜图案18。而后如图5I所示，通过堆积处理形成上部覆盖层14。
在上述现有方法中，在用上部覆盖层14覆盖核心部分13时，需要下部覆盖层12以及核心部分13不变形。如果下部覆盖层12和核心部分13变形，则有时核心部分13不能被上部覆盖层14完全覆盖。在这种情况下，会导致光波导管的成品率下降，其结果是导致光波导管成本上升。
在形成上部覆盖层14之后，进行加热通过上部覆盖层14覆盖核心部分13需要花费很长时间。由于长时间加热而不能高效率地制造光波导管，其结果是导致光波导管成本上升。
发明内容
为了解决上述问题，本发明的光波导管，包括：
具有第1软化温度和第1折射率的、由玻璃材料构成的第1覆盖层；
设置在上述第1覆盖层上的、由玻璃材料构成的、具有比上述第1折射率大的第2折射率的核心部分；和
覆盖上述核心部分的、由包含碱金属元素、碱土金属元素以及稀土元素的至少一种元素的玻璃材料构成的、具有比上述第1覆盖层的软化温度低且比上述第1软化温度低50℃以上的第2软化温度，并具有比上述第2折射率小的第3折射率的第2覆盖层。
更好是，上述第1软化温度在580℃以上，上述第2软化温度在550℃以下。
另外，本发明的光波导管的制造方法，包括：
在由第1玻璃材料构成的第1覆盖层上形成由具有比上述第1玻璃材料大的折射率的第2玻璃材料构成的核心部分的步骤；和
形成覆盖上述核心部分的、由具有比上述第2玻璃材料小的折射率的第3玻璃材料构成的第2覆盖层的步骤；
形成上述第2覆盖层的步骤包括：
把上述第3玻璃材料设置在上述核心部分上来形成第1部分覆盖层的步骤；
加热上述第1部分覆盖层，以使上述第1部分覆盖层的温度达到比上述第1覆盖层的软化温度低并且比上述第2覆盖层的软化温度高的第1温度的步骤；
在加热上述第1部分覆盖层的步骤之后，在上述第1部分覆盖层上设置上述第3玻璃材料来形成第2部分覆盖层的步骤；和
加热上述第2部分覆盖层的步骤。
更好是，上述第3玻璃材料包含碱金属元素、碱土金属元素以及稀土元素中的至少一种。
更好是，形成上述第1部分覆盖层的步骤包含：在比上述第3玻璃材料的玻璃转变温度低50℃以上的温度下，把上述第3玻璃材料设置在上述核心部分上的步骤。
更好是，形成上述第2部分覆盖层的步骤包含：在比上述第3玻璃材料的玻璃转变温度低50℃以上的温度下，把上述第3玻璃材料设置在上述第1部分覆盖层上的步骤。
更好是，加热上述第1部分覆盖层的步骤包含：在氧气环境中加热上述第1部分覆盖层的步骤。
更好是，加热上述第2部分覆盖层的步骤包含：在氧气环境中加热上述第2部分覆盖层的步骤。
更好是，形成上述第2覆盖层的步骤还包括：在加热上述第1部分覆盖层的步骤之后，从上述第1温度到比上述第3玻璃材料的玻璃转变温度还高50℃的第2温度，以1K·min-1以上100K·min-1以下的速度冷却上述第1部分覆盖层的步骤。
更好是，形成上述第2覆盖层的步骤还包括：在冷却上述第1部分覆盖层的步骤之后，从上述第2温度到比上述玻璃转变温度还低50℃的温度，以1K·min-1以下的速度冷却上述第1部分覆盖层的步骤。
更好是，形成上述第2覆盖层的步骤还包括：在加热上述第1部分覆盖层的步骤之后，从比上述第3玻璃材料的玻璃转变温度还高50℃的温度到比上述玻璃转变温度还低50℃的温度，以1K·min-1以下的速度冷却上述第1部分覆盖层的步骤。
更好是，形成上述第2覆盖层的步骤还包括：
在加热上述第1部分覆盖层的步骤之后，从上述第1温度到比上述第3玻璃材料的玻璃转变温度还高50℃的温度和比上述玻璃转变温度还低50℃的温度之间的规定温度，以1K·min-1以上100K·min-1以下的速度冷却上述第1部分覆盖层的步骤；和
在冷却上述第1部分覆盖层的步骤之后，把上述第1覆盖层的温度保持在上述规定温度上的步骤。
更好是，把上述第1覆盖层的温度保持在上述规定温度上的步骤包含：把上述第1覆盖层的温度在上述规定温度上保持10分钟以上60分钟以下的步骤。
该光波导管的第2覆盖层不变形而可以高效率地制造。
附图说明
图1A是本发明的实施方式1、2的光波导管的立体图。
图1B是实施方式1、2的光波导管的分解立体图。
图2A～图2J是表示实施方式2的光波导管的制造工序的剖面图。
图3A和图3B是实施方式2的光波导管的剖面图。
图4A～图4G是表示实施方式2的光波导管的制造工艺的剖面图。
图5A～图5I是表示现有光波导管的制造工艺的剖面图。
具体实施方式
(实施方式1)
图1A是本发明的实施方式1的光波导管的立体图，图1B是光波导管的分解立体图。
衬底1由Si、SiO2或者多成分玻璃组成。多成分玻璃含有碱金属元素、碱土元素以及稀土元素的至少一种元素，该玻璃例如是BK7那样的包含碱金属元素的硼硅酸玻璃。另外此玻璃也可以是如氟化无铅玻璃那样包含多种碱金属元素和氟的玻璃。
而且，由SiO2构成的硅玻璃系列的通常的玻璃材料其折射率和热膨胀系数的物理参数大致由所含有的硅玻璃的物理参数确定。在多成分玻璃中由于使其组成适度变化，可以使折射率、热膨胀系数或者玻璃转变温度这些物理参数在更宽的范围内变化。
衬底1上的下部覆盖层2用SiO2和其他的玻璃形成。当衬底1和下部覆盖层2的线膨胀系数不同时，由于热应力有可能发生裂纹和剥离，希望两者的线膨胀系数接近。
当衬底1用Si组成时，氧化Si形成SiO2层，也可以把它作为下部覆盖层2使用。但是当用多成分玻璃形成核心部分3时，下部覆盖层2也由多成分玻璃形成的一方，因为可以用简易的方法制造光波导管所以是所希望的。而且衬底1和下部覆盖层2可以用同一材料形成。
核心部分3使用玻璃形成，由仅仅比下部覆盖层2折射率还大的材料组成。如果核心部分3用多成分玻璃形成，因为可以用简易的方法制造所以是所希望的。如覆盖下部覆盖层2上的核心部分3那样形成上部覆盖层4，得到光波导管。
实施方式1的光波导管的核心部分3的剖面不是必须是图1B所示的矩形，也可以是梯形等其他形状。在图1A、图1B中表示了1条核心部分3，但也可以形成多个同样的直线形状、曲线形状的核心部分3。
上部覆盖层4与下部覆盖层2一样，由与核心部分3相比也仅仅是折射率小一点的材料组成。核心部分3的折射率比下部覆盖层2的折射率以及上部覆盖层4的折射率的任何一方都大，由于该折射率的差的作用，光可以被封闭在核心部分3中传送。
在单模的光波导管中，如核心部分3的高度H3是通常的5μm～10μm那样设计核心部分3和下部覆盖层2以及上部覆盖层4的折射率。上部遮盖层4的厚度H4通常是20μm～30μm左右。
使用了多成分玻璃的上部覆盖层4用化学蒸镀法(CVD)等的化学性成膜法和阴极溅镀和物理蒸镀法等的堆积处理形成。
因为阴极溅镀一般可以低成本化所以理想。当用阴极溅镀形成上部覆盖层4时，可以用在阴极溅镀中具有所希望的构成的多成分玻璃的标板，形成由具有所希望构成的多成分玻璃构成的上部覆盖层4。标板的组成和上部覆盖层4的组成大多不严格的一致而是大致相等。为了精密地控制上部覆盖层4的折射率和热膨胀系数等的物理参数，标板构成的设计是重要的。
为了充分覆盖核心部分3加热上部覆盖层4。上部覆盖层4的软化温度比下部覆盖层2的软化温度还低。实际上如在比下部覆盖层2的软化温度低，并且比上部覆盖层4的软化温度高的温度下上部覆盖层4软化那样加热光波导管。据此可以防止下部覆盖层2的变形。
而且，这些下部覆盖层2和上部覆盖层4的软化温度的差如果不足50℃以上时，则需要精密的温度控制是不理想的。当软化温度的差在50℃以上时，因为加热中的温度控制的容许量宽，所以可以更可靠地防止下部覆盖层2的变形。上部遮盖层4的软化温度比核心部分3的软化温度还低，据此即使加热上部覆盖层4也可以防止核心部分3的变形。
希望形成上部覆盖层4的玻璃和形成核心部分3的玻璃的线膨胀系数的差在9×10-7K-1以下。同样希望形成上部覆盖层4的玻璃和形成下部覆盖层2的玻璃的线膨胀系数的差在9×10-7K-1以下。当线膨胀系数大不同的情况下，在加热时容易生成裂纹。
而且，为了软化硅玻璃系列的材料需要高温，例如纯粹的硅玻璃的软化温度通常在2000℃以上是非常高的温度。即使在添加有五氧化磷和氧化硼等的搀杂剂时，硅玻璃的软化也需要加热硅玻璃通常到1200℃～1700℃左右的温度。
在实施方式1的光波导管中，下部覆盖层2具有软化温度为580℃以上的组成，上部覆盖层4具有软化温度550℃以下的组成。据此，因为下部覆盖层2不变形，并且可以使制造温度低所以可以便宜地制造光波导管。实施方式1的光波导管可以在比硅玻璃系列的1200℃以上的软化温度低的温度下制造。而且如果核心部分3的软化温度在600℃以上，则可以设定大的下部覆盖层2和上部覆盖层4的软化温度的差。
例如，至少含有SiO2和B2O3，把Na2O或者K2O作为主要成分的玻璃的软化温度比由SiO2构成的硅玻璃的软化温度低很多。如果在上述玻璃中含有氟则可以得到软化温度在500℃以下的玻璃。氟化无铅系列的玻璃可以把软化温度设置在500℃以下。
(实施方式2)
实施方式2的光波导管具有和图1所示的光波导管同样的构造。图2A～图2J是表示实施方式2的光波导管的制造工艺的剖面图。在图2A所示的衬底1上如图2B所示，形成下部覆盖层2。而后如图2C所示，在下部覆盖层2上用玻璃形成中心层5。以下如图2D所示，在中心层5上形成掩膜层6。在此掩膜层6使用硅和钛、钨、镍或者铬等金属，半导体或者它们的合金以阴极溅镀和蒸镀等的方法形成。而后如图2E所示，在掩膜层6上涂抹抗蚀剂通过光蚀刻形成抗蚀剂图案7。而后如图2F所示，通过干蚀刻把抗蚀剂图案7作为掩膜加工掩膜层6得到掩膜图案8。
而且，抗蚀剂图案7容易提高薄的一方的尺寸精度。因而，希望在蚀刻时抗蚀剂图案7的蚀刻速度比掩膜层6的蚀刻速度小。
以下，如图2G所示，把掩膜图案8作为掩膜通过干蚀刻形成中心层5。在此当干蚀刻例如是反应性离子蚀刻时，作为蚀刻气体使用包含CF4、CHF3，或者C4F8等的氟化碳的气体，SF6等的硫磺化合物系列的气体、Ar或者Xe等的惰性气体、氧气、氢气，或者包含它们的混合气体等。
掩膜图案8是蚀刻中心层5用于形成图案的掩膜，在中心层5被时刻时实际上被同时蚀刻。一般掩膜图案8可以制造薄的一方的高精度的图案。因而希望在蚀刻时中心层5的蚀刻速度比掩膜图案8的蚀刻速度高。
由于掩膜图案8含有钨和硅，因而可以提高蚀刻速度。这种情况下，为了形成掩膜层6使用阴极溅镀形成含有钨和硅的材料的膜。作为蚀刻气体使用含有CF4、CHF3，或者C4F8等的氟化碳的气体可以在高的蚀刻速度下蚀刻掩膜层6。
而且，掩膜层6也可以通过在真空装置中发生的等离子来进行蚀刻。
以下，除去掩膜图案8如图2H所示得到核心部分3。而后如图2I所示，交替重复形成部分覆盖层4A和加热它的工序，如图2J所示形成覆盖核心部分3的上部覆盖层4得到光波导管。
详细说明图2I所示的上部覆盖层4的形成方法。
图3A和图3B是实施方式1的光波导管的剖面图，图4A～图4G是表示实施方式2的光波导管的上部覆盖层4的制造工艺的剖面图。
而且，在图3A～图4G中，没有表示衬底1，而下部覆盖层2也可以作为衬底1的一部分功能。
在下部覆盖层2上形成覆盖核心部分3的上部覆盖层4。使用了多成分玻璃的上部覆盖层4通过化学蒸镀法(CVD)等的化学性的成膜法和阴极溅镀和物理蒸镀法等的物理成膜法的堆积处理形成。
当用CVD形成上部覆盖层4时，成为其原料的多成分气体一般价格高，所以从成本的观点出发不理想，但一般可以可靠地覆盖高差和凹凸。但是即使用CVD形成上部覆盖层4也不能完全覆盖核心部分3，另外如图3B所示，上部覆盖层4不能完全覆盖核心部分3而产生间隙9。
另外，用阴极溅镀形成上部覆盖层4的方法一般从成本的观点出发是理想的。通过适当地设计在阴极溅镀中使用的标板，可以形成由具有所希望构成的多成分玻璃构成的上部覆盖层4。而且，标板的组成、上部覆盖层4的组成，大多不是严格的一致但大致相等。为了精密地控制上部覆盖层4的折射率和热膨胀系数等的物理参数，标板构成的设计是重要的。和平板成膜的情况不同，当一边覆盖核心部分3一边形成层4时，存在核心部分3未完全被覆盖的情况。即，在核心部分3的周边上上部覆盖层4未充分旋转进入，其结果在上部覆盖层4上有可能有间隙9。即使不产生间隙9也不能均匀地形成上部覆盖层4。
图4A～图4G表示在核心部分2和遮盖下部覆盖层2上形成上部覆盖层4的工序。
首先，如图4A所示，在下部覆盖层2上形成核心部分3，如图4B所示堆积规定量的部分覆盖层4A。而后如图4C所示堆积的覆盖层4A被加热后软化。其结果部分覆盖层4A软化因为具有流动性所以不会产生间隙地覆盖核心部分3。而后如图4D所示在部分覆盖层4A上覆盖层4的材料堆积，在核心部分3的周边部分上部分覆盖层4B堆积，如图4E所示，在部分覆盖层4B上加热。而后如图4F所示形成上部覆盖层4，如图4G所示覆盖层4被加热软化，不会产生间隙地覆盖核心部分3。
这样，通过重复交替地进行部分覆盖层的堆积和热的施加，就可以形成图3A所示的上部覆盖层4。
而且，通过使上部覆盖层4软化可以使覆盖层4的成分均匀。
上部覆盖层4的软化温度比下部覆盖层2的软化温度还低。在比下部覆盖层2的软化温度低，并且比上部覆盖层4的软化温度高的温度下，下部覆盖层2不软化而上部覆盖层4软化。据此，在图4A～图4G所示的工序中可以防止下部覆盖层2的变形。另外上部覆盖层4的软化温度比核心部分3的软化温度还低。据此可以在图4A～图4G所示的工序中防止核心部分3的变形。
而且，如果上部覆盖层4和下部覆盖层2的软化温度的差不足50℃，则因为需要精密的温度控制所以不理想。通过把上部覆盖层4和下部覆盖层2的软化温度的差设定在50℃以上，温度控制的容许量增大，可以更正确地防止下部覆盖层2的变形。
当在堆积一次上部覆盖层4后加热的情况下，上部覆盖层4大多不能充分覆盖核心部分3。例如当已经产生间隙9时，因为玻璃中的气泡非常难以除去，所以即使加热覆盖层4间隙9也残留。通过多次交替进行规定量的部分覆盖层4A、4B的堆积和加热，可以得到没有间隙9的上部覆盖层4。
核心部分3的高度H3从5μm到10μm，上部覆盖层4具有20μm左右的厚度H4。因为上部覆盖层4充分覆盖核心部分3，所以是最好是至少分别交替实施5次以上的部分覆盖层的堆积和热的施加。
当核心部分3的高度H3是8μm，上部覆盖层4的厚度H4是20μm时，例如分别交替重复7次部分覆盖层的堆积和热的施加。首先堆积厚度4μm的部分覆盖层，接着加热部分覆盖层使其软化。而后，堆积厚度3μm的部分覆盖层，加热它使其软化。同样其后交替分别实施后5次厚度3μm的部分覆盖层的堆积和加热。
在上述方法中，堆积厚度3μm的部分覆盖层，但也可以堆积其他厚度的部分覆盖层。最初堆积厚度2μm的部分覆盖层并加热它，在形成的层上堆积厚度3μm的部分覆盖层并加热它。即，可以形成厚度不同的部分覆盖层。但是，如果形成太薄的部分覆盖层，则形成覆盖层4需要时间。但是如果形成厚的部分覆盖层则为了充分覆盖核心部分3，需要的加热时间长，即使加热部分覆盖层也可以可能产生间隙9。因而，部分覆盖层4A、4B最好是在短时间堆积材料。
覆盖层4如果是一边使在下部覆盖层2上形成有核心部分3的衬底1旋转一边形成，则可以使上部覆盖层4的部分进一步均匀。衬底1可以以其内部的点作为中心旋转，也可以以衬底1外部的点为中心旋转，也可以以这多个点为中心同时进行多次旋转。
如果一边加热衬底1一边堆积上部覆盖层4，则上部覆盖层4和核心部分3更强地粘接。另外，可以缩短直至软化温度的加热时间。但是，当加热衬底1至上部覆盖层4的玻璃转变温度以上时，上部覆盖层4也可能引起再蒸发和结晶化。据此光波导管的成品率下降。形成上部覆盖层4的温度设定在上部覆盖层4的玻璃转变温度以下，而且，通过设定比上述玻璃转变温度还低50℃以上，可以提高光波导管的成品率，便宜地制造光波导管。例如，当上部覆盖层4的玻璃转变温度是480℃的情况下，在300℃下形成部分覆盖层4A、4B，加热到500℃使它们软化。
当加热包含氧化物的玻璃时，有可能在高温下产生氧缺损。为了控制它，最好是在包含氧气的氛围中加热氧化物。
当用飞溅形成包含氧化物的材料形成的层时，在飞溅的速率高时容易产生氧缺损，如果在包含氧气的环境中加热此层，则可以在加热时补充不足的氧气，因而，可以防止材料的氧缺损。通过利用它可以缩短工序时间。即，通过在产生氧缺损的可能性高的速率下堆积层可以缩短工序时间，其后，通过在氧气环境中加热此层据此减少氧缺损，可以使上部覆盖层4的组成均匀。
上部覆盖层4不仅包含阴极溅镀、施加热，如果进一步包含从用于软化的温度向用于层堆积的温度的冷却，则可以进一步缩短工序所需要的时间。如果急速冷却覆盖层4则有可能在形成上部覆盖层4的玻璃中产生变形。
在从通过加热软化的温度到用于层堆积的温度的冷却中，在从比上部覆盖层4的玻璃转变温度还高50℃的温度到比玻璃转变温度还低50℃的温度期间的100℃的范围中，通过以1K·min-1以下的速度冷却覆盖层4A、4B，就可以使覆盖层的玻璃中难以产生变形。
而且，在比玻璃转变温度还高50℃以上的高温度中，即使快速冷却覆盖层4A、4B也难以在玻璃中产生变形。在此温度范围中，通过用冷却机构快速冷却覆盖层4A、4B，即在1K·min-1以上的速度下冷却，可以缩短工序时间，其结果可以得到便宜的光波导管。但是如果冷却速度太快则覆盖层也可能产生裂纹，因而，最好是覆盖层在100K·min-1以下的速度下冷却。
另外，在比上部覆盖层的玻璃转变温度还低50℃以上的温度中，最好是覆盖层4A、4B在自然冷却状态下冷却。当在此温度范围中快速冷却时，也可能在覆盖层的玻璃中产生变形。覆盖层与在此玻璃转变温度附近快速冷却的情况相比难以产生变形，但与在比玻璃转变温度还高50℃以上的高温度范围中快速冷却的情况相比还是容易产生变形。
在从用于软化的温度到层堆积的温度的冷却中理想地管理热履历。例如，在从用于软化的温度到比上部覆盖层4的玻璃转变温度还高50的高温度中间，覆盖层以1K·min-1以上100K·min-1以下的速度下冷却。在从比上部覆盖层的玻璃转变温度还高50℃的温度到比玻璃转变温度还低50℃的温度之间的100℃范围中，覆盖层在1K·min-1以下的速度下冷却。据此，在缩短工序的时间的同时，可以在玻璃中不会产生变形地形成覆盖层4。
或者，在比上部覆盖层的玻璃转变温度还高50℃的温度和比玻璃转变温度还低50℃的温度之间的100℃范围中设定规定的温度T。在1K·min-1以上100K·min-1以下的速度下从用于软化的温度到温度T冷却覆盖层，其后可以把覆盖层的温度在10分钟以上60分钟以内期间保持在温度T。据此，因为包含一定温度保持所以可以更可靠地管理覆盖层的温度。因而，在可以缩短工序时间的同时，可以更可靠地抑制在玻璃中产生变形的现象。冷却速度、用于软化的加热条件、覆盖层的堆积时的衬底1的加热条件等需要根据覆盖层的玻璃组成分别适宜地最佳化。
以上说明了通过堆积而形成覆盖层4的方法。所谓层的堆积和用于软化的加热，如果在同一装置内进行则可以以高生产率形成覆盖层4，这是所希望的。层的堆积和软化的加热如果在同一处理室中实施，在另一处理室中实施冷却，则因为可以分别独立地管理层的堆积和加热的工序、冷却的工序，所以是理想的。据此，对于某一光波导管实施用于层的形成和软化的加热，在其间可以对其他的光波导管进行层的冷却。据此，与依次制作多个光波导管的方法相比，可以缩短每一个光波导管的平均制造时间。此时，最好是把冷却的时间设置为与层的堆积时间和加热时间的总和大致相等。通过这样的时间设定就可以缩短光波导管制造工序中的等待时间，从而能缩短制造时间。

Claims (13)

1.一种光波导管，其特征在于：包括：
具有第1软化温度和第1折射率的、由玻璃材料构成的第1覆盖层；
设置在上述第1覆盖层上的、由玻璃材料构成的、具有比上述第1折射率大的第2折射率的核心部分；和
覆盖上述核心部分的、由包含碱金属元素、碱土金属元素以及稀土元素的至少一种元素的玻璃材料构成的、具有比上述第1覆盖层的软化温度低且比上述第1软化温度低50℃以上的第2软化温度，并具有比上述第2折射率小的第3折射率的第2覆盖层。
2.根据权利要求1所述的光波导管，其特征在于：上述第1软化温度在580℃以上，上述第2软化温度在550℃以下。
3.一种光波导管的制造方法，其特征在于：包括：
在由第1玻璃材料构成的第1覆盖层上形成由具有比上述第1玻璃材料大的折射率的第2玻璃材料构成的核心部分的步骤；和
形成覆盖上述核心部分的、由具有比上述第2玻璃材料小的折射率的第3玻璃材料构成的第2覆盖层的步骤；
形成上述第2覆盖层的步骤包括：
把上述第3玻璃材料设置在上述核心部分上来形成第1部分覆盖层的步骤；
加热上述第1部分覆盖层，以使上述第1部分覆盖层的温度达到比上述第1覆盖层的软化温度低并且比上述第2覆盖层的软化温度高的第1温度的步骤；
在加热上述第1部分覆盖层的步骤之后，在上述第1部分覆盖层上设置上述第3玻璃材料来形成第2部分覆盖层的步骤；和
加热上述第2部分覆盖层的步骤。
4.根据权利要求3所述的制造方法，其特征在于：上述第3玻璃材料包含碱金属元素、碱土金属元素以及稀土元素中的至少一种。
5.根据权利要求3所述的制造方法，其特征在于：形成上述第1部分覆盖层的步骤包含：在比上述第3玻璃材料的玻璃转变温度低50℃以上的温度下，把上述第3玻璃材料设置在上述核心部分上的步骤。
6.根据权利要求3所述的制造方法，其特征在于：形成上述第2部分覆盖层的步骤包含：在比上述第3玻璃材料的玻璃转变温度低50℃以上的温度下，把上述第3玻璃材料设置在上述第1部分覆盖层上的步骤。
7.根据权利要求3所述的制造方法，其特征在于：加热上述第1部分覆盖层的步骤包含：在氧气环境中加热上述第1部分覆盖层的步骤。
8.根据权利要求3所述的制造方法，其特征在于：加热上述第2部分覆盖层的步骤包含：在氧气环境中加热上述第2部分覆盖层的步骤。
9.根据权利要求3所述的制造方法，其特征在于：  形成上述第2覆盖层的步骤还包括：在加热上述第1部分覆盖层的步骤之后，从上述第1温度到比上述第3玻璃材料的玻璃转变温度还高50℃的第2温度，以1K·min-1以上100K·min-1以下的速度冷却上述第1部分覆盖层的步骤。
10.根据权利要求9所述的制造方法，其特征在于：形成上述第2覆盖层的步骤还包括：在冷却上述第1部分覆盖层的步骤之后，从上述第2温度到比上述玻璃转变温度还低50℃的温度，以1K·min-1以下的速度冷却上述第1部分覆盖层的步骤。
11.根据权利要求3所述的制造方法，其特征在于：形成上述第2覆盖层的步骤还包括：在加热上述第1部分覆盖层的步骤之后，从比上述第3玻璃材料的玻璃转变温度还高50℃的温度到比上述玻璃转变温度还低50℃的温度，以1K·min-1以下的速度冷却上述第1部分覆盖层的步骤。
12.根据权利要求3所述的制造方法，其特征在于：形成上述第2覆盖层的步骤还包括：
在加热上述第1部分覆盖层的步骤之后，从上述第1温度到比上述第3玻璃材料的玻璃转变温度还高50℃的温度和比上述玻璃转变温度还低50℃的温度之间的规定温度，以1K·min-1以上100K·min-1以下的速度冷却上述第1部分覆盖层的步骤；和
在冷却上述第1部分覆盖层的步骤之后，把上述第1覆盖层的温度保持在上述规定温度上的步骤。
13.根据权利要求12所述的制造方法，其特征在于：把上述第1覆盖层的温度保持在上述规定温度上的步骤包含：把上述第1覆盖层的温度在上述规定温度上保持10分钟以上60分钟以下的步骤。
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