JP2000208502A - 光導波路用ガラス膜の製造方法及びその製造装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 ガラス膜上でのパーティクルの発生がない光
導波路用ガラス膜の製造方法及びその製造装置を提供す
ることを提供する。 【解決手段】 真空に保たれた低温プラズマ雰囲気中で
基板６の表面に、屈折率の低いガラス膜あるいは屈折率
の高いガラス膜を形成する光導波路用ガラス膜の製造方
法及びその製造装置において、上記ガラス膜を形成する
前に上記基板６へアルゴンガスを吹き付けると共に上記
基板６が載置される下部電極４と該下部電極４に対向し
てその上側に配置された上部電極３との間に高周波電圧
を印加してプラズマを発生させ、上記基板表面をスパッ
タリングした後、成膜を開始する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、光導波路用ガラス
膜の製造方法及びその製造装置に係り、特にプラズマ化
学気相成長法を用いた光導波路用ガラス膜の製造方法及
びその製造装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】一般に、石英ガラス基板やＳｉ基板上に
形成可能な石英系ガラス導波路は、石英系ファイバとの
整合性が良いので、実用的な光導波路部品の実現手段と
して研究開発が進められている。

【０００３】これらの基板上に石英系ガラス導波路を形
成する方法として、プラズマ化学気相成長法（プラズマ
ＣＶＤ法）等がある。

【０００４】このプラズマＣＶＤ法は、密閉ハウジング
中にプラズマを発生させるための下部電極と上部電極と
が設けられた装置を用い、下部電極に基板を載置した
後、真空に保たれた低温プラズマ雰囲気中で基板の表面
に、屈折率の低いガラス膜あるいは屈折率の高いガラス
膜を形成する光導波路用ガラス膜の製造方法である。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上述し
た従来のプラズマＣＶＤ法では、下部電極に基板を載置
した後、材料ガスを吹き付け、基板上に結晶成長させて
成膜を行うため、基板表面に異物が付着したり基板表面
が汚れていると、この異物や汚れを核としてガラス膜の
形成が成されてしまうため、ガラス膜上でのパーティク
ルの発生が問題となっていた。

【０００６】そこで、本発明の目的は、上記課題を解決
し、ガラス膜上でのパーティクルの発生がない光導波路
用ガラス膜の製造方法及びその製造装置を提供すること
にある。

【０００７】

【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
に請求項１の発明は、真空に保たれた低温プラズマ雰囲
気中で基板の表面に、屈折率の低いガラス膜あるいは屈
折率の高いガラス膜を形成する光導波路用ガラス膜の製
造方法において、上記ガラス膜を形成する前に上記基板
へアルゴンガスを吹き付けると共に上記基板が載置され
る下部電極と該下部電極に対向してその上側に配置され
た上部電極との間に高周波電圧を印加してプラズマを発
生させ、上記基板表面をスパッタリングした後、成膜を
開始する方法である。

【０００８】上記請求項２の発明は、上記アルゴンガス
の代わりに酸素ガスを用いる方法である。

【０００９】上記請求項３の発明は、上記アルゴンガス
の代わりにアルゴンガスと酸素ガスを併用する方法であ
る。

【００１０】上記請求項４の発明は、光導波路用ガラス
膜を形成すべく基板を収容する密閉ハウジングと、該密
閉ハウジング内で基板が載置される下部電極と、下部電
極に対向して該下部電極の上面に配置された上部電極
と、密閉ハウジングを真空に保つ排気装置と、上記密閉
ハウジング内にプラズマを発生させるため上記電極間に
高周波電圧を印加する高周波電圧印加装置と、上記密閉
ハウジング内に成膜に必要なガスを供給するガス供給装
置とを備えた光導波路用ガラス膜の製造装置において、
アルゴンガス、酸素ガスを供給するガス供給装置を設け
たものである。

【００１１】なお、基板上に屈折率制御用ドーパントの
蒸気ガスと有機オキシシランの蒸気ガスおよび酸素ガス
を吹きつける場合、または、屈折率制御用ドーパントの
原料ガスとモノシランガス（ＳｉＨ₄ ）および酸素ガス
を吹きつける場合、あるいは、屈折率制御用ドーパント
の蒸気ガス、有機オキシシランの蒸気ガス、酸素ガス、
屈性率制御用ドーパントの原料ガス、モノシランガスを
併用する場合、該ガス中に不活性ガスを混合させてもよ
い。

【００１２】本発明によれば、基板表面をアルゴンガス
あるいは酸素ガスあるいはアルゴンガスと酸素ガスの混
合ガスでスパッタリングした後、屈折率制御用ドーパン
トの蒸気ガスと有機オキシシランの蒸気ガスおよび酸素
ガスを吹きつけ、または、屈折率制御用ドーパントの原
料ガスとモノシランガスおよび酸素ガスを吹きつけ、あ
るいは、屈折率制御用ドーパントの蒸気ガス、有機オキ
シシランの蒸気ガス、酸素ガス、屈折率制御用ドーパン
トの原料ガス、モノシランガスを併用して吹きつけると
共に、上部電極と下部電極の間に高周波電圧を印加する
ことによりプラズマを発生させて成膜を開始するため、
基板表面の異物を取り除きクリーニングしてからの成膜
となるので、異物を核として形成されるガラス膜上での
パーティクルの発生の防止が可能となる。したがって、
本発明で得られたガラス膜付基板を用いて光導波路を形
成することにより、小型、低損失、多機能の光デバイス
を実現することが可能となる。

【００１３】本発明で用いられる屈折率を高くする屈折
率制御用ドーパントとしては、例えば、ＰＯ（ＯＣ₂ Ｈ
₅ ）₃ 、Ｇｅ（ＯＣ₂ Ｈ₅ ）₄ 、Ｂ（ＯＣ₂ Ｈ₅ ）₃ 等
のアルコキシド類が挙げられ、屈折率を高くする屈折率
制御用ドーパントの原料ガスとして、ＰＨ₃ 、ＧｅＨ₄
等が挙げられる。

【００１４】これに対して、屈折率を低くする屈折率制
御用ドーパントとしては、例えばＢ（ＯＣ₂ Ｈ₅ ）₄ の
アルコキシド類が挙げられ、屈折率を低くする屈折率制
御用ドーパントの原料ガスとしては、Ｂ₂ Ｈ₆ 、Ｃ₂ Ｆ
₆ 、ＣＦ₄ 等が挙げられる。

【００１５】また、本発明に使用する有機オキシシラン
としては、例えば、Ｓｉ（ＯＣ₂ Ｈ₅ ）₄ 、Ｓｉ（ＯＣ
Ｈ₃ ）₄ 等が挙げられる。

【００１６】これらの屈折率制御用ドーパントあるいは
屈折率制御用ドーパントの原料ガス、および有機オキシ
シランあるいはモノシランガス（ＳｉＨ₄ ）に、酸素ガ
スあるいは酸素ガスと不活性ガスとの混合ガスがプラズ
マ雰囲気中に供給される。

【００１７】

【発明の実施の形態】次に、本発明の好適一実施の形態
を添付図面に基づいて詳述する。

【００１８】図１に本発明にかかる光導波路用ガラス膜
の製造方法を適用したプラズマＣＶＤ装置の概略図を示
す。さらに、図２（ａ）、図２（ｂ）、図２（ｃ）に図
１のプラズマＣＶＤ装置に設けられた下部電極の構造の
断面図を示す。

【００１９】図１に示すように、本発明にかかる光導波
路用ガラス膜の製造装置は、装置の密閉ハウジング２内
には円板状の上部電極３と下部電極４とが設けられ、こ
れら電極３，４間に、高周波電圧印加装置５が接続さ
れ、１３．５６ＭＨｚの高周波電圧を印加することによ
りプラズマを発生するように構成されている。

【００２０】この下部電極４の構造としては、図２
（ａ）に示すように下部電極４の表面に凹凸が無い平面
でその上に基板６を置くタイプ、図２（ｂ）に示すよう
に下部電極４の表面に基板６が入る大きさの形状で下部
電極４の表面と基板６の表面の高さが等しくなるような
深さを有した窪みがあり、そこに基板６を置くタイプ、
下部電極４の表面に凹凸が無い表面でその上に基板６を
置き、基板周囲を材質が石英ガラスの電極カバー３３に
より覆うタイプがあげられる。

【００２１】下部電極４の下部には、基板６を最高４０
０℃の温度にまで加熱できるように、ヒータ７が取り付
けられている。

【００２２】また、上部電極３は、その内部を蒸気（原
材料）ガスが通過できる流路を有しており、かつ壁には
流路に連通する穴が多数開けられている。上部電極３に
は蒸気ガスを送り込むガス噴出管３０、アルゴンガス噴
出管３１、酸素ガス噴出管３２が接続されており、蒸気
ガスがガス噴出管３０からアルゴンガスがアルゴンガス
噴出管３１から、酸素ガスが酸素ガス噴出管３２から上
部電極３に流入し、上部電極３に形成された多数の穴か
ら密閉ハウジング２内の電極３，４間に流入するように
なっている。

【００２３】尚、本実施の形態では、蒸気ガスは３種類
の蒸気ガスを用いた場合で示したが、３種類以上の蒸気
ガスを混合して用いても構わない。

【００２４】密閉ハウジング２の外には、第１から第３
の３個の蒸気ガス供給タンク１７，２１，２５が設置さ
れている。各蒸気ガス供給タンク１７，２１，２５は、
それぞれバルブ１６，２０，２４を経て、共通のガス導
入管２８とバルブ２９を介してガス噴出管８に接続され
ている。そして、蒸気ガス供給タンク１７，２１，２５
で発生した蒸気ガスはガス導入管２８、ガス噴出管３０
を経て上部電極３内に導かれるようになっている。

【００２５】これらの３個の蒸気ガス供給タンク１７，
２１，２５は恒温槽からなり、各蒸気ガス供給タンク１
７，２１，２５には酸素ガスを導入するための管１８，
２２，２６が挿入されている。

【００２６】第１の蒸気ガス供給タンク１７には屈折率
を低くする屈折率制御用ドーパントを含んだ溶液１９、
例えば、Ｂ（ＯＣ₂ Ｈ₅ ）₄ のアルコキシド類の屈折率
制御用ドーパントの溶液を収容しており、その溶液を酸
素ガスで気泡化させて蒸気ガスを発生するようになって
いる。

【００２７】第２の蒸気ガス供給タンク２１には屈折率
を高くする屈折率制御用ドーパントを含んだ溶液２３、
例えば、ＰＯ（ＯＣ₂ Ｈ₅ ）₃ 、Ｇｅ（ＯＣ
₂ Ｈ₅ ）₄ 、Ａｌ（ＯＣ₂ Ｈ₅ ）₃ 等のアルコキシド類
から選ばれた少なくとも１種類の屈折率制御用ドーパン
トの溶液を収容しており、その溶液を酸素ガスで気泡化
させて蒸気ガスを発生するようになっている。

【００２８】第３の蒸気ガス供給タンク２５には有機オ
キシシラン類、例えばＳｉ（ＯＣ₂Ｈ₅ ）₄ 、Ｓｉ（Ｏ
ＣＨ₃ ）₄ 等から選ばれた少なくとも１種類の有機オキ
シシラン２７を収容しており、その有機オキシシラン２
７を酸素ガスで気泡化させて蒸気ガスを発生するように
なっている。

【００２９】密閉ハウジング２の底部中央には排気口９
が形成されており、この排気口９と下部電極４の中央部
分に形成したハウジング開口部１０とが短管８で連通し
ている。そして、密閉ハウジング２内を真空排気するべ
く、排気口９には液体窒素トラップ１１、ロータリーポ
ンプ１２および排ガス処理装置１３が短管１４，１５を
介して接続されている。

【００３０】次に、このプラズマＣＶＤ装置を用い、光
導波路用ガラス膜の製造方法について説明する。ただ
し、本発明は以下の説明によって制限されないことはい
うまでもない。

【００３１】プラズマＣＶＤ装置１の密閉ハウジング２
内において、液体トラップ１１、ロータリーポンプ１
２、および排ガス処理装置１３の駆動によりハウジング
２内を真空排気し、下部電極４上に積載した基板６をヒ
ータ７で１００〜４００℃の温度に加熱する。次に基板
６の上面にアルゴンガスを、アルゴンガス噴出管３１よ
り吹きつける。

【００３２】このような状態で上部電極３および下部電
極４の間に１３．５６ＭＨｚの高周波電圧を印加するこ
とによりプラズマ５を発生させ、基板６の上面をスパッ
タリングさせ、付着している異物を取り除く。

【００３３】その後、バルブ１６，２４を開け、タンク
１７で発生させた屈折率を低くする屈折率制御用ドーパ
ント１９の蒸気ガスおよびタンク２５で発生させた有機
オキシシラン２７の蒸気ガスと酸素ガスを混合状態で、
開いた状態のバルブ２９を介してガス噴出管３０から上
部電極３を通して密閉ハウジング２内に噴出させる。

【００３４】かかる状態で上部電極３および下部電極４
の間に１３．５６ＭＨｚの高周波電圧を印加することに
よりプラズマ５を発生させる。

【００３５】このような状態で基板６の表面に屈折率の
低い屈折率制御用ドーパントを含んだガラス膜（バッフ
ァ層用ガラス膜あるいはクラッド層用ガラス膜）が形成
される。

【００３６】また、コア用ガラス膜を形成する場合は、
基板６の上面にアルゴンガスを、アルゴンガス噴出管３
１より吹きつける。

【００３７】このような状態で上部電極３および下部電
極４の間に１３．５６ＭＨｚの高周波電圧を印加するこ
とによりプラズマ５を発生させ、基板６の上面をスパッ
タリングさせ、付着している異物を取り除く。

【００３８】その後、バルブ２０，２４を開け、タンク
２１で発生させた屈折率を高くする屈折率制御用ドーパ
ント２３の蒸気ガス、およびタンク２５で発生させた有
機オキシシラン２７の蒸気ガスと酸素ガスを混合状態
で、開いた状態のバルブ２９を介してガス噴出管３０か
ら上部電極３を通して密閉ハウジング２内に噴射させ
る。

【００３９】かかる状態で上部電極３および下部電極４
の間に１３．５６ＭＨｚの高周波電圧を印加することに
よりプラズマ５を発生させる。

【００４０】プラズマ５により基板６の表面に屈折率の
高い屈折率ドーパントを含んだガラス膜が形成される。

【００４１】以上説明したように、本発明によれば、ア
ルゴンスパッタリングにより、基板表面の異物を取り除
いた後に、原材料ガスを供給し、高周波電圧を印加して
プラズマを発生させ成膜を行うため、基板表面の異物を
核としたパーティクルの発生を防止することが可能とな
る。そして、この方法で得られたガラス膜を用いて光導
波路を作ることにより、小型、低損失、多機能性の光デ
バイスを実現することが可能となる。

【００４２】また、本実施の形態の変形例１として、ア
ルゴンガスに代えて酸素ガスを酸素ガス噴出管３２より
基板上に吹きつけても良い。

【００４３】これにより、基板表面が酸素アッシング
（ａｓｈｉｎｇ）によりクリーニングされるので、ガラ
ス膜上でのパーティクルの発生の防止が可能となる。

【００４４】さらに、本実施の形態の変形例２として、
アルゴンガスに代えてアルゴンガスと酸素ガスの混合ガ
スを基板上に吹きつけても良い。

【００４５】これにより、同様に基板表面の異物がアル
ゴンスパッタリングにより取り除かれ、酸素アッシング
により基板表面がクリーニングされるので、ガラス膜上
でのパーティクルの発生の防止が可能となる。

【００４６】次に、本発明の他の実施の形態を図３、図
４を用いて説明する。

【００４７】図３に、本発明の他の実施の形態としての
光導波路用ガラス膜の製造装置を示す。

【００４８】図３に示すように、この光導波路用ガラス
膜の製造装置は、図１に示したプラズマＣＶＤ装置との
相違点が、屈折率制御用ドーパントの蒸気ガスと有機オ
キシシランの蒸気ガスと酸素ガスを吹きつける代わり
に、屈折率制御用ドーパントの原料ガスとモノシラン
（ＳｉＨ₄ ）ガスおよび酸素ガスとを吹きつける点であ
るものである。

【００４９】この光導波路用ガラス膜の製造装置に設け
られた下部電極４は、図２（ｂ）に示したような下部電
極４の表面に基板６が入る大きさ形状で下部電極４の表
面と基板６の表面の高さが等しくなるような深さを有し
た窪みがあり、そこに基板６をおくタイプである。

【００５０】すなわち、この光導波路用ガラス膜の製造
装置は、図１に示した装置に用いられる密閉ハウジング
２の外に設置した３個の蒸気ガス供給タンク１７，２
１，２５に代えて、３個のガスボンベ３５，３８，４１
を用いており、それぞれガスボンベ３５はバルブ３４、
ガス導入管４３を介して、ガスボンベ３８はバルブ３
７、ガス導入管４４を介して、ガスボンベ４１はバルブ
４０、ガス導入管４５を介して上部電極３中に導かれ
る。

【００５１】第１のガスボンベ３５は、屈折率を低くす
る屈折率制御用ドーパントの原料ガス３６、例えば、Ｂ
₂ Ｈ₆ 、Ｃ₂ Ｆ₆ 、ＣＦ₄ 等のガスを収容している。

【００５２】第２のガスボンベ３８は、屈折率を高くす
る屈折率制御用ドーパントの原料ガス３９、例えば、Ｐ
Ｈ₃ 、ＧｅＨ₄ 等のガスを収容している。

【００５３】第３のガスボンベ４１は、モノシランガス
４２を収容している。

【００５４】さらに密閉ハウジング２には、上述したよ
うに内部に酸素を噴出できるように、酸素ガス導入管３
２が接続されている。

【００５５】この図３に示した製造装置による光導波路
用ガラス膜の製造方法について説明する。

【００５６】プラズマＣＶＤ装置１の密閉ハウジング２
内において、液体トラップ１１、ロータリーポンプ１２
および排ガス処理装置１３の駆動により密閉ハウジング
２内を真空排気し、下部電極４上に載置した基板６をヒ
ータ７により１００〜４００℃の温度に加熱する。次に
基板６の上面にアルゴンガスを、アルゴンガス噴出管３
１より吹きつける。

【００５７】このような状態で上部電極３および下部電
極４の間に１３．５６ＭＨｚの高周波電圧を印加するこ
とによりプラズマ５を発生させ、基板６の上面をスパッ
タリングさせ、付着している異物を取り除く。

【００５８】その後、バルブ３４，４０を開け、ガスボ
ンベ３５より屈折率を低くする屈折率制御用ドーパント
の原料ガス３６をガス導入管４３を介して上部電極３へ
導入し、ガスボンベ４１よりモノシランガス４２をガス
導入管４５を介して上部電極３へ導入する。さらに酸素
導入管３２により酸素ガスを上部電極３へ導入する。そ
うすることにより、これらのガスが上部電極３より密閉
ハウジング２内に噴出する。

【００５９】このような状態で上部電極３および下部電
極４の間に１３．５６ＭＨｚの高周波電圧を印加するこ
とによりプラズマ５を発生させる。

【００６０】プラズマ５により基板６の表面が酸素アッ
シングされてクリーニングにされると共に、その基板６
の表面に屈折率の高い屈折率制御用ドーパントを含んだ
バッファ層用あるいはクラッド用ガラス膜が形成され
る。

【００６１】コア層用ガラス膜を形成するには、最初
に、基板６の上面にアルゴンガスを、アルゴンガス噴出
管３１より吹きつける。

【００６２】このような状態で上部電極３および下部電
極４の間に１３．５６ＭＨｚの高周波電圧を印加するこ
とによりプラズマ５を発生させ、基板６の上面をスパッ
タリングさせ、付着している異物を取り除く。

【００６３】その後、バルブ３７，４０を開け、ガスボ
ンベ３８より屈折率を高くする屈折率制御用ドーパント
の原料ガス３９をガス導入管４４を介して上部電極３へ
導入し、ガスボンベ４１よりモノシランガス４２をガス
導入管４５を介して上部電極３へ導入する。さらに酸素
導入管３２により酸素ガスを上部電極３へ導入する。こ
れらのガスは、上部電極３から密閉ハウジング２内に噴
出される。

【００６４】このような状態で上部電極３および下部電
極４の間に１３．５６ＭＨｚの高周波電圧を印加するこ
とによりプラズマ５が発生する。

【００６５】プラズマ５により基板６の表面が酸素アッ
シングされてクリーニングにされると共に、その基板６
の表面に屈折率の高い屈折率制御用ドーパントを含んだ
コア膜用のガラス膜が形成される。

【００６６】尚、図３に示した光導波路用ガラス膜の製
造装置では、３種類のガスを用いたが、３種類以上のガ
スを混合して用いても構わない。

【００６７】図４に、本発明の他の実施の形態としての
光導波路用ガラス膜の製造装置を示す。

【００６８】図４に示すように、この光導波路用ガラス
膜の製造装置は、図３に示したプラズマＣＶＤ装置との
相違点が、屈折率制御用ドーパントの蒸気ガス、有機オ
キシシランの蒸気ガス、屈折率制御用ドーパントの原料
ガスとモノシランガスを併用した点であるものである。

【００６９】この光導波路用ガラス膜の製造装置に設け
られた下部電極４は、図２（ｃ）に示したような下部電
極４の表面に凹凸が無い平面でその上に基板６を置き、
基板周囲を材質が石英ガラスの電極カバーで覆うタイプ
である。

【００７０】すなわち、この光導波路用ガラス膜の製造
装置は、図１、図３に示した装置に用いられる密閉ハウ
ジング２の外に設置した１個のガスボンベ４７および２
個の蒸気ガス供給タンク５０，５４を用いている。

【００７１】第１のガスボンベ４７は、屈折率を低くす
る屈折率制御用ドーパントの原料ガス４８、例えば、Ｂ
₂ Ｈ₆ 、Ｃ₂ Ｆ₆ 、ＣＦ₄ 等のガスを収容している。

【００７２】第１の蒸気ガス供給タンク５０は、屈折率
を高くする屈折率制御用ドーパントを含んだ溶液５２、
例えばＰＯ（ＯＣ₂ Ｈ₅ ）₃ 、Ｇｅ（ＯＣ₂ Ｈ₅ ）₄ 、
Ａｌ（ＯＣ₂ Ｈ₅ ）₃ 等のアルコキシド類から選ばれた
少なくとも１種類の屈折率制御用ドーパントの溶液を収
容しており、その溶液を酸素ガス導入管５１から導入さ
れる酸素ガスで気泡化させて蒸気ガスを発生するように
なっている。

【００７３】第２の蒸気ガス供給タンク５４には、有機
オキシシラン類、例えばＳｉ（ＯＣ₂ Ｈ₅ ）₄ 、Ｓｉ
（ＯＣＨ₃ ）₄ 等から選ばれた少なくとも１種類の有機
オキシシラン５６を収容しており、その有機オキシシラ
ン５６を酸素ガス導入管５５から導入される酸素ガスで
気泡化させて蒸気ガスを発生するようになっている。

【００７４】この図４に示した製造装置による光導波路
用ガラス膜の製造方法について説明する。

【００７５】プラズマＣＶＤ装置１の密閉ハウジング２
内において、液体トラップ１１、ロータリーポンプ１２
および排ガス処理装置１３の駆動により密閉ハウジング
２内を真空排気し、下部電極４上に載置した基板６をヒ
ータ７により１００〜４００℃の温度に加熱する。次に
基板６の上面にアルゴンガスを、アルゴンガス噴出管３
１より吹きつける。

【００７６】このような状態で上部電極３および下部電
極４の間に１３．５６ＭＨｚの高周波電圧を印加するこ
とによりプラズマ５を発生させ、基板６の上面をスパッ
タリングさせ、付着している異物を取り除く。

【００７７】その後、バルブ４６，５３を開け、ガスボ
ンベ４７より屈折率を低くする屈折率制御用ドーパント
の原料ガス４８を、蒸気ガス供給タンク５４より有機オ
キシシラン５６をガス導入管５７、バルブ５８、及びガ
ス噴出管５９を介して上部電極３内へ導入し、密閉ハウ
ジング２内に噴出させる。

【００７８】このような状態で上部電極３および下部電
極４の間に１３．５６ＭＨｚの高周波電圧を印加するこ
とによりプラズマ５を発生させる。

【００７９】プラズマ５により基板６の表面に屈折率の
低い屈折率制御用ドーパントを含んだバッファ層用ある
いはクラッド用ガラス膜が形成される。

【００８０】コア層用ガラス膜を形成するには、最初
に、基板６の上面にアルゴンガスを、アルゴンガス噴出
管３１より吹きつける。

【００８１】このような状態で上部電極３および下部電
極４の間に１３．５６ＭＨｚの高周波電圧を印加するこ
とによりプラズマ５を発生させ、基板６の上面をスパッ
タリングさせ、付着している異物を取り除く。

【００８２】その後、バルブ４９，５３を開け、第１の
蒸気ガス供給タンク５０で発生させた屈折率を高くする
屈折率制御用ドーパント５２の蒸気ガス及び第２の蒸気
ガス供給タンク５４で発生させた有機オキシシラン５６
の蒸気ガスを、ガス導入管５７、バルブ５８を介して上
部電極３へ導入し、密閉ハウジング２内に噴出させる。

【００８３】このような状態で上部電極３および下部電
極４の間に１３．５６ＭＨｚの高周波電圧を印加するこ
とによりプラズマ５が発生する。

【００８４】プラズマ５により基板６の表面に屈折率の
高い屈折率制御用ドーパントを含んだコア膜用のガラス
膜が形成される。

【００８５】尚、図４に示した光導波路用ガラス膜の製
造装置では、３種類のガス及び有機オキシシランを用い
たが、３種類以上のガス及び有機オキシシランを混合し
て用いても構わない。

【００８６】次に、光導波路の作成プロセスを図５を用
いて説明する。

【００８７】図５に示すように、まず、上記の方法で基
板表面に、バッファ層用の屈折率の低いガラス膜を形成
し（Ｓ１工程）、さらにコア膜用の屈折率の高いガラス
膜を形成した（Ｓ２工程）後、この基板を高温（８００
℃〜１３００℃）で熱処理する（Ｓ３工程）。この熱処
理は、必要に応じて酸素ガスあるいは窒素ガス雰囲気で
行うことが望ましい。この熱処理より、より緻密で透明
なガラス膜にすることができる。ついで、そのガラス膜
表面にメタルマスク用のメタル膜、例えばＷＳｉからな
るマスクを形成させ（Ｓ４工程）、そのメタル膜の上に
フォトレジストパターンを形成するためのフォトリソグ
ラフィを行った（Ｓ５工程）後、ドライエッチングプロ
セスを行う（Ｓ６工程）。ついで、クラッド膜形成プロ
セス（Ｓ７工程）において、基板上のガラス膜のエッチ
ングパターン全面にバッファ層のガラス膜の屈折率とほ
ぼ等しい屈折率のガラス膜を形成することにより、埋め
込み型あるいはリッジ型の光導波路が実現される。

【００８８】次に、光導波路用ガラス膜について具体的
な数値を挙げて説明するが、これに限定されるものでは
ない。

【００８９】図１に示した装置を用いて図５に示す光導
波路の作成プロセス、すなわち本発明にかかる光導波路
用ガラス膜の製造方法によって図６に示すような構造の
直線ガラス導波路を作成した。図６は図１に示したプラ
ズマＣＶＤ装置により形成した石英系光導波路の断面図
である。

【００９０】図６に示すように、基板６０上に形成され
た石英系ガラスからなるコア６２のサイズは、シングル
モードとなるように幅約９μｍ、高さ約９μｍとし、石
英系ガラスからなるバッファ層６１及びクラッド層６３
の高さを約１０μｍとした。また直線ガラス導波路の長
さを約５０ｍｍとし、コア６２とクラッド層６３との比
屈折率差が０．４５％となるように調整した。

【００９１】比較例として、従来の装置を用いて図５に
示す光導波路の製造プロセス、すなわち従来の光導波路
用ガラス膜の製造方法によって図７に示す構造の直線ガ
ラス導波路を製造した。

【００９２】図７に示すように、従来の石英系ガラスか
らなるコア６６のサイズは、シングルモードとなるよう
に、幅約９μｍ、高さ約９μｍとし、石英系ガラスから
なるバッファ層６５及びクラッド層６７の厚さを約１０
μｍとした。また直線ガラス導波路の長さを約５０ｍｍ
とし、コア６６とクラッド層６７との比屈折率差が０．
４５％となるように調整した。

【００９３】このようにして本発明にかかる光導波路用
ガラス膜の製造方法により得られた直線ガラス導波路と
従来の光導波路用ガラス膜の製造方法により得られた直
線ガラス導波路の波長１．３μｍにおける損失特性を表
１に示す。

【００９４】

【表１】

【００９５】表１に示すように、従来の光導波路用ガラ
ス膜の製造方法により製造作成したガラス導波路の損失
特性が０．１５ｄＢ／ｃｍであるのに対して、本発明の
光導波路用ガラス膜の形成方法により作成したガラス導
波路の損失特性が０．０９ｄＢ／ｃｍであり、低損失で
あることが分かる。

【００９６】以上において、本発明にかかる光導波路用
ガラス膜の製造方法によれば、アルゴンスパッタリング
により、基板表面の異物を取り除いた後に、原材料ガス
を供給し、高周波電圧を印加してプラズマを発生させ成
膜を行うため基板表面の異物を核としたパーティクルの
発生を防止することが可能となる。したがって低損失の
光導波路を得ることができる。

【００９７】

【発明の効果】以上要するに本発明によれば、次のよう
な優れた効果を発揮する。

【００９８】アルゴンスパッタリングにより、基板表面
の異物を取り除き、あるいは酸素アッシングにより基板
表面をクリーニングした後に、原材料ガスを供給し、高
周波電圧を印加してプラズマを発生させ、成膜を行うた
め、基板表面の異物を核としたパーティクルの発生を防
止することが可能となり、この方法で得られたガラス膜
付基板（予め低屈折率のガラス膜を有する）を用いて光
導波路を作ることにより、小型、低損失、多機能性の光
デバイスを実現することが可能となる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施の形態を示す光導波路用ガラス
膜の製造装置の概略図である。

【図２】図１の光導波路用ガラス膜の製造装置の下部電
極の拡大図である。

【図３】本発明の他の実施の形態を示す光導波路用ガラ
ス膜の製造装置の概略図である。

【図４】本発明の他の実施の形態を示す光導波路用ガラ
ス膜の製造装置の概略図である。

【図５】本発明の光導波路の製造プロセスを示す流れ図
である。

【図６】本発明により製造した石英系光導波路の断面図
である。

【図７】従来の光導波路用ガラス膜の製造方法により作
成した石英系光導波路の断面図である。

【符号の説明】

２ 密閉ハウジング ３ 上部電極 ４ 下部電極 ５ 高周波（ＲＦ）電圧印加装置 ６ 基板 ３１ Ａｒガス導入管 ３２ Ｏ₂ ガス導入管 ｐ プラズマ

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 真空に保たれた低温プラズマ雰囲気中で
   基板の表面に、屈折率の低いガラス膜あるいは屈折率の
   高いガラス膜を形成する光導波路用ガラス膜の製造方法
   において、上記ガラス膜を形成する前に上記基板へアル
   ゴンガスを吹き付けると共に上記基板が載置される下部
   電極と該下部電極に対向してその上側に配置された上部
   電極との間に高周波電圧を印加してプラズマを発生さ
   せ、上記基板表面をスパッタリングした後、成膜を開始
   することを特徴とする光導波路用ガラス膜の製造方法。
2. 【請求項２】 アルゴンガスの代わりに酸素ガスを用い
   る請求項１記載の光導波路用ガラス膜の製造方法。
3. 【請求項３】 アルゴンガスの代わりにアルゴンガスと
   酸素ガスを併用する請求項１記載の光導波路用ガラス膜
   の製造方法。
4. 【請求項４】 光導波路用ガラス膜を形成すべく基板を
   収容する密閉ハウジングと、該密閉ハウジング内で基板
   が載置される下部電極と、該下部電極に対向してその上
   側に配置された上部電極と、密閉ハウジングを真空に保
   つ排気装置と、上記密閉ハウジング内にプラズマを発生
   させるため上記電極間に高周波電圧を印加する高周波電
   圧印加装置と、上記密閉ハウジング内に成膜に必要なガ
   スを供給するガス供給装置とを有する光導波路用ガラス
   膜の製造装置において、上記密閉ハウジング内にアルゴ
   ンガスと酸素ガスを供給するガス供給装置を備えたこと
   を特徴とする光導波路用ガラス膜の製造装置。