JP3201442B2 - 光導波路の作製方法 - Google Patents
光導波路の作製方法Info
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- JP3201442B2 JP3201442B2 JP16449193A JP16449193A JP3201442B2 JP 3201442 B2 JP3201442 B2 JP 3201442B2 JP 16449193 A JP16449193 A JP 16449193A JP 16449193 A JP16449193 A JP 16449193A JP 3201442 B2 JP3201442 B2 JP 3201442B2
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Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、火炎堆積法を用いた光
導波路の作製方法において均質な厚さ及びドーパント分
布をもつガラス膜の形成技術に関する。
導波路の作製方法において均質な厚さ及びドーパント分
布をもつガラス膜の形成技術に関する。
【０００２】
【従来の技術】光導波路は、光システムを構成するため
の基本的な技術の一つとして、将来性のあるデバイスと
して期待されている。光導波路は様々な形状が提案され
ているが、その一つとして、石英を主成分とするコアと
これを囲むクラッド層とを形成し、コアに信号光を閉じ
込めて伝搬させるタイプがある。このタイプの光導波路
では、不純物を含んだコア及びクラッド層を火炎堆積法
で形成することにより作製される。このような火炎堆積
法として、例えば、「特開昭５８−１０５１１１」、
「特開昭６２−２８８８０２」に記載されているものが
ある。
の基本的な技術の一つとして、将来性のあるデバイスと
して期待されている。光導波路は様々な形状が提案され
ているが、その一つとして、石英を主成分とするコアと
これを囲むクラッド層とを形成し、コアに信号光を閉じ
込めて伝搬させるタイプがある。このタイプの光導波路
では、不純物を含んだコア及びクラッド層を火炎堆積法
で形成することにより作製される。このような火炎堆積
法として、例えば、「特開昭５８−１０５１１１」、
「特開昭６２−２８８８０２」に記載されているものが
ある。
【０００３】前者の文献記載の火炎堆積法では、回転す
るターンテーブル上に基板を配置し、ターンテーブルを
回転させる。同時に、バーナで生じたガラス微粒子流が
基板全面にあたるようにターンテーブルの半径方向に往
復させて、ガラス微粒子を基板上に堆積させる。
るターンテーブル上に基板を配置し、ターンテーブルを
回転させる。同時に、バーナで生じたガラス微粒子流が
基板全面にあたるようにターンテーブルの半径方向に往
復させて、ガラス微粒子を基板上に堆積させる。
【０００４】この方法で、ターンテーブルの回転を一定
速度とし、バーナの往復速度を一定とすると、バーナに
対するターンテーブルの表面の相対速度に違いが生じ
る。そのため、堆積したガラス微粒子の厚さが基板上で
異なったものになり、ガラス膜の厚さにテーパ状の変化
が生じることになる。これを改良したのが後者の文献記
載の方法であり、バーナの往復移動の速度を、ターンテ
ーブルの回転軸（中心）からバーナの位置までの距離ｒ
の逆数１／ｒに比例したものにしている。これによっ
て、テーパ状の変化を抑えることとしている。
速度とし、バーナの往復速度を一定とすると、バーナに
対するターンテーブルの表面の相対速度に違いが生じ
る。そのため、堆積したガラス微粒子の厚さが基板上で
異なったものになり、ガラス膜の厚さにテーパ状の変化
が生じることになる。これを改良したのが後者の文献記
載の方法であり、バーナの往復移動の速度を、ターンテ
ーブルの回転軸（中心）からバーナの位置までの距離ｒ
の逆数１／ｒに比例したものにしている。これによっ
て、テーパ状の変化を抑えることとしている。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】上述の文献記載の方法
で本件発明者が実験を行った結果、重大な問題点がある
のが判明した。この実験は、つぎのようにして行った。
で本件発明者が実験を行った結果、重大な問題点がある
のが判明した。この実験は、つぎのようにして行った。
【０００６】直径３インチ（約７５ｍｍ）のシリコンウ
ェハをその中心がターンテーブルの回転軸からの距離ｒ
が１６０ｍｍの位置にくるように配置し、ターンテーブ
ルの回転数１０ｒｐｍでバーナにてガラス微粒子を堆積
させた。このとき、基板温度は６００℃、バーナに投入
するガラス微粒子の原料ガスの流量は、ＳｉＣｌ4 を１
００cc／min ，ＢＣｌ3 を１５cc／min ，ＰＯＣｌ3 を
３cc／min ，Ｏ2 を６ｌ／min ，Ｈ2 を２ｌ／min ，Ｇ
ｅＣｌ4 を１０cc／min として１０分間行った。また、
バーナ１２は、その中心軸とターンテーブルの表面の交
点からターンテーブルの回転軸までの距離ｒが８０〜２
４０ｍｍになる範囲で移動させ、その移動速度は表１に
示す３つのパターンＡ，Ｂ，Ｃで行った。
ェハをその中心がターンテーブルの回転軸からの距離ｒ
が１６０ｍｍの位置にくるように配置し、ターンテーブ
ルの回転数１０ｒｐｍでバーナにてガラス微粒子を堆積
させた。このとき、基板温度は６００℃、バーナに投入
するガラス微粒子の原料ガスの流量は、ＳｉＣｌ4 を１
００cc／min ，ＢＣｌ3 を１５cc／min ，ＰＯＣｌ3 を
３cc／min ，Ｏ2 を６ｌ／min ，Ｈ2 を２ｌ／min ，Ｇ
ｅＣｌ4 を１０cc／min として１０分間行った。また、
バーナ１２は、その中心軸とターンテーブルの表面の交
点からターンテーブルの回転軸までの距離ｒが８０〜２
４０ｍｍになる範囲で移動させ、その移動速度は表１に
示す３つのパターンＡ，Ｂ，Ｃで行った。
【０００７】
【表１】
【０００８】パターンＡは移動速度一定の場合であり、
パターンＢは、移動速度をターンテーブルの回転軸から
バーナの位置までの距離ｒに反比例させたものである。
そして、パターンＣは、パターンＢで膜厚の変化を補償
するために本件発明者が見出だしたものである。図８
は、パターンＡ，Ｂ，Ｃにおいて距離ｒとバーナの移動
速度Ｖの関係を示したものである。
パターンＢは、移動速度をターンテーブルの回転軸から
バーナの位置までの距離ｒに反比例させたものである。
そして、パターンＣは、パターンＢで膜厚の変化を補償
するために本件発明者が見出だしたものである。図８
は、パターンＡ，Ｂ，Ｃにおいて距離ｒとバーナの移動
速度Ｖの関係を示したものである。
【０００９】ガラス微粒子の堆積後、これを焼結し透明
化処理を行ってガラス膜を形成した。このときの条件
は、Ｈ2 とＯ2 の１０：１の混合ガス雰囲気で８００℃
の炉に挿入し、１℃／min で１３８０℃まで昇温したも
のである。
化処理を行ってガラス膜を形成した。このときの条件
は、Ｈ2 とＯ2 の１０：１の混合ガス雰囲気で８００℃
の炉に挿入し、１℃／min で１３８０℃まで昇温したも
のである。
【００１０】図９は、パターンＡ，Ｂ，Ｃについて、タ
ーンテーブルの回転半径方向の距離ｒと得られたガラス
膜の厚さＴとの関係を示したもので、図のｒ＝１３０〜
１９０の範囲がシリコンウェハの有効な範囲を示してい
る。なお、太線は測定値を、細線は推定値を示す。
ーンテーブルの回転半径方向の距離ｒと得られたガラス
膜の厚さＴとの関係を示したもので、図のｒ＝１３０〜
１９０の範囲がシリコンウェハの有効な範囲を示してい
る。なお、太線は測定値を、細線は推定値を示す。
【００１１】表２は、シリコンウェハ上のターンテーブ
ルの回転軸からの距離ｒが最も小さい部分（ｒ＝１３
０）の膜厚と、最も大きい部分（ｒ＝１９０）の膜厚と
を示したものである。
ルの回転軸からの距離ｒが最も小さい部分（ｒ＝１３
０）の膜厚と、最も大きい部分（ｒ＝１９０）の膜厚と
を示したものである。
【００１２】
【表２】
【００１３】この結果から明らかなように、従来の方法
（パターンＡ，Ｂ）では、距離ｒに応じて膜厚が変化し
ており、補償を行ったパターンＣではこの変化が見られ
ず、一定の膜厚になっていることが分かる。距離ｒに応
じて膜厚の変化が生じることは、同一ロットにおいても
得られた光導波路にバラツキが生じることを意味し、こ
のことは、歩留まりの低下を招くことは明らかである。
パターンＣによりこの問題は一見解決したように見え
た。
（パターンＡ，Ｂ）では、距離ｒに応じて膜厚が変化し
ており、補償を行ったパターンＣではこの変化が見られ
ず、一定の膜厚になっていることが分かる。距離ｒに応
じて膜厚の変化が生じることは、同一ロットにおいても
得られた光導波路にバラツキが生じることを意味し、こ
のことは、歩留まりの低下を招くことは明らかである。
パターンＣによりこの問題は一見解決したように見え
た。
【００１４】図１０は、得られたガラス膜のＧｅＯ2 の
濃度分布を示したもので、図１１に示すように、深さ方
向で最大の濃度をプロットしたものである。この図から
明らかなように、距離ｒが大きくなると共に（即ちター
ンテーブルの外側で）ＧｅＯ2 の濃度が大きなものにな
っている。このことは、依然、得られた光導波路の性能
にバラツキが生じ、歩留まりの低下を招くという問題が
あることを意味する。
濃度分布を示したもので、図１１に示すように、深さ方
向で最大の濃度をプロットしたものである。この図から
明らかなように、距離ｒが大きくなると共に（即ちター
ンテーブルの外側で）ＧｅＯ2 の濃度が大きなものにな
っている。このことは、依然、得られた光導波路の性能
にバラツキが生じ、歩留まりの低下を招くという問題が
あることを意味する。
【００１５】このように、逆数１／ｒに比例した速度で
バーナを往復移動させても、ガラス膜の厚さが均一にな
らず、依然としてターンテーブルの外側となっている部
分の膜厚が小さなものになる。さらに、大きな問題は、
ターンテーブルの外側となっている部分のドーパント濃
度が大きく、ガラス膜の厚さが均一になるように補償し
ても、これを抑えることができない。
バーナを往復移動させても、ガラス膜の厚さが均一にな
らず、依然としてターンテーブルの外側となっている部
分の膜厚が小さなものになる。さらに、大きな問題は、
ターンテーブルの外側となっている部分のドーパント濃
度が大きく、ガラス膜の厚さが均一になるように補償し
ても、これを抑えることができない。
【００１６】そこで、本発明は、ガラス膜の厚さが均一
になるようにするとともに、ドーパント分布がほぼ均一
になる火炎堆積法を用いた光導波路の作製方法を提供す
ることをその目的とする。
になるようにするとともに、ドーパント分布がほぼ均一
になる火炎堆積法を用いた光導波路の作製方法を提供す
ることをその目的とする。
【００１７】
【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
に、本発明の光導波路の作製方法は、回転するターンテ
ーブル上に載せられた基板に、ターンテーブルの半径方
向に往復移動するガラス微粒子合成用バーナにてガラス
微粒子を基板に堆積させ、このガラス微粒子が堆積した
基板を加熱処理することによって、ガラス微粒子が透明
ガラス化した膜が形成される光導波路の作製方法であ
り、バーナを略一定の速度で移動させ、ターンテーブル
の回転速度を、バーナがターンテーブルの回転軸の内側
にきたときに大きく、外側にきたときに小さくしてガラ
ス微粒子を堆積することを特徴とする。
に、本発明の光導波路の作製方法は、回転するターンテ
ーブル上に載せられた基板に、ターンテーブルの半径方
向に往復移動するガラス微粒子合成用バーナにてガラス
微粒子を基板に堆積させ、このガラス微粒子が堆積した
基板を加熱処理することによって、ガラス微粒子が透明
ガラス化した膜が形成される光導波路の作製方法であ
り、バーナを略一定の速度で移動させ、ターンテーブル
の回転速度を、バーナがターンテーブルの回転軸の内側
にきたときに大きく、外側にきたときに小さくしてガラ
ス微粒子を堆積することを特徴とする。
【００１８】ターンテーブルの回転速度ωは、バーナの
中心軸とターンテーブル表面の交点から回転軸までの距
離ｒに対し「０．９ａ／ｒ＜ω＜１．１ａ／ｒ（但し、
ａは定数）」の関係を満たしてガラス微粒子を堆積する
ことを特徴としてもよい。
中心軸とターンテーブル表面の交点から回転軸までの距
離ｒに対し「０．９ａ／ｒ＜ω＜１．１ａ／ｒ（但し、
ａは定数）」の関係を満たしてガラス微粒子を堆積する
ことを特徴としてもよい。
【００１９】
【作用】本発明の光導波路の作製方法では、バーナの移
動速度を一定にしてターンテーブルの回転速度を上述の
ようにすることで、基板に対するバーナの相対速度の違
いで生じるバーナからのガラス微粒子の乱れを抑えられ
るようになって、基板の全表面でほぼ均一な膜厚及び濃
度を持つガラス膜が形成されるようになる。
動速度を一定にしてターンテーブルの回転速度を上述の
ようにすることで、基板に対するバーナの相対速度の違
いで生じるバーナからのガラス微粒子の乱れを抑えられ
るようになって、基板の全表面でほぼ均一な膜厚及び濃
度を持つガラス膜が形成されるようになる。
【００２０】特に、ターンテーブルの回転速度ωは、バ
ーナの中心軸とターンテーブルの交点から回転軸までの
距離ｒに対し「０．９ａ／ｒ＜ω＜１．１ａ／ｒ（但し
ａは定数）」の関係を満たすことで、バーナに対するタ
ーンテーブル表面の相対速度がほぼ一定になり、バーナ
からのガラス微粒子の乱れを大きく抑えられるようにな
ると考えられる。この範囲にあれば、堆積するガラス微
粒子の厚さだけでなく、ドーパント分布をもほぼ一定に
保つことができる。
ーナの中心軸とターンテーブルの交点から回転軸までの
距離ｒに対し「０．９ａ／ｒ＜ω＜１．１ａ／ｒ（但し
ａは定数）」の関係を満たすことで、バーナに対するタ
ーンテーブル表面の相対速度がほぼ一定になり、バーナ
からのガラス微粒子の乱れを大きく抑えられるようにな
ると考えられる。この範囲にあれば、堆積するガラス微
粒子の厚さだけでなく、ドーパント分布をもほぼ一定に
保つことができる。
【００２１】
【実施例】本発明の実施例を図面を参照して説明する。
図１は光導波路の作製工程を示したもので、第１の実施
例はつぎのようにしてなされる。
図１は光導波路の作製工程を示したもので、第１の実施
例はつぎのようにしてなされる。
【００２２】まず、下部クラッド層（バッファ層）用ガ
ラス微粒子層１２０を堆積する（図１（ａ））。図２
は、ガラス微粒子層１２０の堆積工程の外観を示したも
のであり、他のガラス微粒子層１３０の堆積も同様にし
てなされる。回転するターンテーブル１６上に基板１０
を配置し、ターンテーブル１６を回転させる。同時に、
バーナ１２で生じたガラス微粒子流１４が基板１０全面
にあたるようにターンテーブル１６の半径方向に往復さ
せ、ガラス微粒子１２０を基板１０上に堆積させる。符
号２０は、余剰のガラス微粒子を排出するためのもので
ある。そして、この堆積したガラス微粒子を基板１０ご
と高温下で加熱して透明ガラス化し、ガラス膜の形成が
なされる。
ラス微粒子層１２０を堆積する（図１（ａ））。図２
は、ガラス微粒子層１２０の堆積工程の外観を示したも
のであり、他のガラス微粒子層１３０の堆積も同様にし
てなされる。回転するターンテーブル１６上に基板１０
を配置し、ターンテーブル１６を回転させる。同時に、
バーナ１２で生じたガラス微粒子流１４が基板１０全面
にあたるようにターンテーブル１６の半径方向に往復さ
せ、ガラス微粒子１２０を基板１０上に堆積させる。符
号２０は、余剰のガラス微粒子を排出するためのもので
ある。そして、この堆積したガラス微粒子を基板１０ご
と高温下で加熱して透明ガラス化し、ガラス膜の形成が
なされる。
【００２３】ここで、シリコンウェハ１０を径３インチ
（約７５ｍｍ），厚み１ｍｍとし、その中心がターンテ
ーブルの回転軸からの距離ｒが１６０ｍｍの位置にくる
ように配置した。バーナの往復移動の範囲は、その中心
軸とターンテーブルの表面の交点からターンテーブルの
回転軸までの距離ｒ（ｍｍ）が８０〜２４０ｍｍになる
範囲とし、その往復移動の速度は５ｍｍ／秒としてガラ
ス微粒子１２０の堆積を３０分間行った。このとき、基
板温度は６００℃、同心４重管のバーナに投入するガラ
ス微粒子１２０の原料ガスの流量は、ＳｉＣｌ4 を１０
０cc／min 、ＢＣｌ3 を１５cc／min 、ＰＯＣｌ3 を１
cc／min （最初の１０分間），３cc／min （残りの２０
分間）、Ｏ2 を６ｌ／min ，Ｈ2 を２ｌ／min 、とし
た。
（約７５ｍｍ），厚み１ｍｍとし、その中心がターンテ
ーブルの回転軸からの距離ｒが１６０ｍｍの位置にくる
ように配置した。バーナの往復移動の範囲は、その中心
軸とターンテーブルの表面の交点からターンテーブルの
回転軸までの距離ｒ（ｍｍ）が８０〜２４０ｍｍになる
範囲とし、その往復移動の速度は５ｍｍ／秒としてガラ
ス微粒子１２０の堆積を３０分間行った。このとき、基
板温度は６００℃、同心４重管のバーナに投入するガラ
ス微粒子１２０の原料ガスの流量は、ＳｉＣｌ4 を１０
０cc／min 、ＢＣｌ3 を１５cc／min 、ＰＯＣｌ3 を１
cc／min （最初の１０分間），３cc／min （残りの２０
分間）、Ｏ2 を６ｌ／min ，Ｈ2 を２ｌ／min 、とし
た。
【００２４】そして、ターンテーブルの回転数ω（ｒｐ
ｍ）は、バーナの中心軸とターンテーブルの表面の交点
からターンテーブルの回転軸までの距離ｒ（ｍｍ）に対
してつぎの式（１）を満たすものとした。
ｍ）は、バーナの中心軸とターンテーブルの表面の交点
からターンテーブルの回転軸までの距離ｒ（ｍｍ）に対
してつぎの式（１）を満たすものとした。
【００２５】
【数１】
【００２６】堆積したガラス微粒子１２０を焼結し、透
明化処理を行ってガラス膜（下部クラッド層）１２２を
形成した。このときの条件は、Ｈ2 とＯ2 の１０：１の
混合ガス雰囲気で８００℃の炉に挿入し、１℃／min で
１３８０℃まで昇温した後、１時間で８００℃まで冷却
し取り出した。
明化処理を行ってガラス膜（下部クラッド層）１２２を
形成した。このときの条件は、Ｈ2 とＯ2 の１０：１の
混合ガス雰囲気で８００℃の炉に挿入し、１℃／min で
１３８０℃まで昇温した後、１時間で８００℃まで冷却
し取り出した。
【００２７】つぎに、コア用ガラス微粒子層１３０を堆
積する（図１（ｂ））。シリコンウェハ１０の配置位
置、バーナの往復移動の範囲及び速度、基板温度、ター
ンテーブルの回転数ωなどの条件は、下部クラッド層用
ガラス微粒子層１２０の場合と同様にして行ったが、バ
ーナへの原料ガスの流量は、ＳｉＣｌ4 を１００cc／mi
n 、ＢＣｌ3 を１５cc／min 、ＰＯＣｌ3 を３cc／min
、Ｏ2 を６ｌ／min 、Ｈ2 を２ｌ／min 、Ａｒを３ｌ
／min 、ＧｅＣｌ4 を１０cc／min として１０分間行っ
た。
積する（図１（ｂ））。シリコンウェハ１０の配置位
置、バーナの往復移動の範囲及び速度、基板温度、ター
ンテーブルの回転数ωなどの条件は、下部クラッド層用
ガラス微粒子層１２０の場合と同様にして行ったが、バ
ーナへの原料ガスの流量は、ＳｉＣｌ4 を１００cc／mi
n 、ＢＣｌ3 を１５cc／min 、ＰＯＣｌ3 を３cc／min
、Ｏ2 を６ｌ／min 、Ｈ2 を２ｌ／min 、Ａｒを３ｌ
／min 、ＧｅＣｌ4 を１０cc／min として１０分間行っ
た。
【００２８】この後、ガラス微粒子１２０を焼結し、コ
ア層１３２を形成する（図１（ｃ））。そして、コア層
１３２を所定のパターンにエッチングした後（図１
（ｄ））、上部クラッド層用のガラス微粒子層を堆積す
る。これを同様にして焼結・ガラス化し上部クラッド層
を形成して、光導波路が完成する。
ア層１３２を形成する（図１（ｃ））。そして、コア層
１３２を所定のパターンにエッチングした後（図１
（ｄ））、上部クラッド層用のガラス微粒子層を堆積す
る。これを同様にして焼結・ガラス化し上部クラッド層
を形成して、光導波路が完成する。
【００２９】図３は、図１（ｃ）において得られた下部
クラッド層１２２及びコア層１３２の膜厚についてター
ンテーブルの回転軸までの距離ｒによる変化を示したも
のである。また、図４は、コア層１３２に含まれるＧｅ
Ｏ2 濃度について、ターンテーブルの回転軸までの距離
ｒによる変化を示したものである（前述の従来例と同
様、濃度の最大値をとっている）。ＧｅＯ2 濃度は、
７．１±０．１ｗｔ％を示し、この誤差範囲はＥＰＭＡ
法の測定精度に近いものであった。この結果から明らか
なようにターンテーブル上の位置にかかわりなくほぼ均
一な膜厚及び濃度を持つガラス膜が形成されているのが
分かる。
クラッド層１２２及びコア層１３２の膜厚についてター
ンテーブルの回転軸までの距離ｒによる変化を示したも
のである。また、図４は、コア層１３２に含まれるＧｅ
Ｏ2 濃度について、ターンテーブルの回転軸までの距離
ｒによる変化を示したものである（前述の従来例と同
様、濃度の最大値をとっている）。ＧｅＯ2 濃度は、
７．１±０．１ｗｔ％を示し、この誤差範囲はＥＰＭＡ
法の測定精度に近いものであった。この結果から明らか
なようにターンテーブル上の位置にかかわりなくほぼ均
一な膜厚及び濃度を持つガラス膜が形成されているのが
分かる。
【００３０】つぎに、第２の実施例について説明する。
【００３１】通常、機械装置は幾らかの誤差を持つこと
から、この実施例は許容される誤差を調べるためにした
ものである。この実施例では、前述の第１の実施例と同
様にして行ったものであるが、ターンテーブルの回転数
ω（ｒｐｍ）については、バーナの中心軸とターンテー
ブルの表面の交点からターンテーブルの回転軸までの距
離ｒ（ｍｍ）に対してつぎの式（２）を満たすものとし
た。即ち、式（１）に示す回転数ωに対し、距離ｒ＝１
６０（ｍｍ）から内側で＋１０％、外側で−１０％の誤
差を持たせて膜厚の違いを調べたものである。
から、この実施例は許容される誤差を調べるためにした
ものである。この実施例では、前述の第１の実施例と同
様にして行ったものであるが、ターンテーブルの回転数
ω（ｒｐｍ）については、バーナの中心軸とターンテー
ブルの表面の交点からターンテーブルの回転軸までの距
離ｒ（ｍｍ）に対してつぎの式（２）を満たすものとし
た。即ち、式（１）に示す回転数ωに対し、距離ｒ＝１
６０（ｍｍ）から内側で＋１０％、外側で−１０％の誤
差を持たせて膜厚の違いを調べたものである。
【００３２】
【数２】
【００３３】図５は、図１（ｃ）において得られた下部
クラッド層１２２及びコア層１３２の膜厚についてター
ンテーブルの回転軸までの距離ｒによる変化を示したも
のである（実線）。点線は比較のために第１の実施例の
結果を示したもので、ターンテーブルの内側で膜厚は小
さく、外側で厚くなっているが、±５％の範囲内におさ
まっている。
クラッド層１２２及びコア層１３２の膜厚についてター
ンテーブルの回転軸までの距離ｒによる変化を示したも
のである（実線）。点線は比較のために第１の実施例の
結果を示したもので、ターンテーブルの内側で膜厚は小
さく、外側で厚くなっているが、±５％の範囲内におさ
まっている。
【００３４】また、図６は、コア層１３２に含まれるＧ
ｅＯ2 濃度の最大値について、ターンテーブルの回転軸
までの距離ｒによる変化を示したものである。濃度は
７．１±０．５ｗｔ％を示し、ターンテーブルの内側と
外側とでは差がみられず、この誤差範囲はＥＰＭＡ法の
測定限界内であった。この結果から明らかなように、タ
ーンテーブルの回転速度の誤差が少なくとも±１０％で
あれば、ターンテーブル上の位置にかかわりなくほぼ均
一な膜厚及び濃度を持つガラス膜が形成されているのが
分かる。したがって、バーナの位置に対してターンテー
ブルの回転速度が、図７に示すように、±１０％の範囲
内でステップ状に変化するようにしても、ターンテーブ
ル上の位置による変化が抑えられ、膜厚だけでなく濃度
についても均一なガラス膜を形成し得る。
ｅＯ2 濃度の最大値について、ターンテーブルの回転軸
までの距離ｒによる変化を示したものである。濃度は
７．１±０．５ｗｔ％を示し、ターンテーブルの内側と
外側とでは差がみられず、この誤差範囲はＥＰＭＡ法の
測定限界内であった。この結果から明らかなように、タ
ーンテーブルの回転速度の誤差が少なくとも±１０％で
あれば、ターンテーブル上の位置にかかわりなくほぼ均
一な膜厚及び濃度を持つガラス膜が形成されているのが
分かる。したがって、バーナの位置に対してターンテー
ブルの回転速度が、図７に示すように、±１０％の範囲
内でステップ状に変化するようにしても、ターンテーブ
ル上の位置による変化が抑えられ、膜厚だけでなく濃度
についても均一なガラス膜を形成し得る。
【００３５】従来の方法では、膜厚を一定とするため
に、ターンテーブル（または基板上）の一点を通過する
バーナの速度の違いをバーナの通過回数で補っているに
すぎない。しかし、図９の結果から明らかなように、膜
の形成は単純にバーナの移動速度に反比例したものとは
考えられない。恐らく、ターンテーブルの表面とバーナ
との間の相対的な速度が違っているので、基板（ウェ
ハ）表面での現象そのものがターンテーブル上の位置に
よって異なったものになっているものと考えられる。即
ち、基板上の一点とバーナとの相対速度が速いほど、ガ
ラス微粒子の堆積時にバーナからのガラス微粒子流に乱
れが生じやすくなり、その結果、基板への付着効率が低
下し、ターンテーブルの外周になるほど膜厚が薄くなっ
てしまう、と考えられる。
に、ターンテーブル（または基板上）の一点を通過する
バーナの速度の違いをバーナの通過回数で補っているに
すぎない。しかし、図９の結果から明らかなように、膜
の形成は単純にバーナの移動速度に反比例したものとは
考えられない。恐らく、ターンテーブルの表面とバーナ
との間の相対的な速度が違っているので、基板（ウェ
ハ）表面での現象そのものがターンテーブル上の位置に
よって異なったものになっているものと考えられる。即
ち、基板上の一点とバーナとの相対速度が速いほど、ガ
ラス微粒子の堆積時にバーナからのガラス微粒子流に乱
れが生じやすくなり、その結果、基板への付着効率が低
下し、ターンテーブルの外周になるほど膜厚が薄くなっ
てしまう、と考えられる。
【００３６】また、図８のパターンＣのように、パター
ンＢ（バーナの移動速度をターンテーブルの回転軸から
の距離に反比例させる）での膜厚の変化を補償するよう
にして、ガラス微粒子の付着効率の変化を考慮しても、
膜厚はターンテーブルの位置によらずに一定にはなる
が、ドーパントの分布を一定にするのは困難である。こ
のことは、ドーパント、特にＧｅＯ2 がＳｉＯ2 粒子に
添加される効率が基板とバーナとの相対的な速度に大き
く依存しているためと考えられる。
ンＢ（バーナの移動速度をターンテーブルの回転軸から
の距離に反比例させる）での膜厚の変化を補償するよう
にして、ガラス微粒子の付着効率の変化を考慮しても、
膜厚はターンテーブルの位置によらずに一定にはなる
が、ドーパントの分布を一定にするのは困難である。こ
のことは、ドーパント、特にＧｅＯ2 がＳｉＯ2 粒子に
添加される効率が基板とバーナとの相対的な速度に大き
く依存しているためと考えられる。
【００３７】これに対し、本発明ではバーナの位置に応
じてバーナと基板との相対速度が一定となるようにター
ンテーブルの回転数（回転速度）を制御していることか
ら、ターンテーブル上の位置によらずに基板表面での現
象がほぼ一定に保たれるものと考えられるので、ほぼ均
一な膜厚及び濃度を持つガラス膜が形成される。ここ
で、ターンテーブルの回転速度ωは、バーナの中心軸と
ターンテーブル表面の交点から回転軸までの距離ｒに対
し「０．９ａ／ｒ＜ω＜１．１ａ／ｒ（但し、ａは定
数）」の関係を満たしていれば、十分にバラツキが抑え
られる。
じてバーナと基板との相対速度が一定となるようにター
ンテーブルの回転数（回転速度）を制御していることか
ら、ターンテーブル上の位置によらずに基板表面での現
象がほぼ一定に保たれるものと考えられるので、ほぼ均
一な膜厚及び濃度を持つガラス膜が形成される。ここ
で、ターンテーブルの回転速度ωは、バーナの中心軸と
ターンテーブル表面の交点から回転軸までの距離ｒに対
し「０．９ａ／ｒ＜ω＜１．１ａ／ｒ（但し、ａは定
数）」の関係を満たしていれば、十分にバラツキが抑え
られる。
【００３８】本発明は前述の実施例に限らず様々な変形
が可能である。
が可能である。
【００３９】例えば、ターンテーブルの回転数ωをきめ
るのに、その比例定数ａを「８００」としたが、ターン
テーブルの半径やバーナへの原料ガスの流量に応じて異
なったものにしうる。また、バーナの移動速度でも異な
り、ガラス微粒子の堆積条件に適した比例定数ａにして
おくのが望ましい。
るのに、その比例定数ａを「８００」としたが、ターン
テーブルの半径やバーナへの原料ガスの流量に応じて異
なったものにしうる。また、バーナの移動速度でも異な
り、ガラス微粒子の堆積条件に適した比例定数ａにして
おくのが望ましい。
【００４０】また、バーナは、一定速度で移動させる例
を示したが、上記関係を満たしていれば、バーナの位置
を離散的に移動させ、等価的に略一定速度で往復移動さ
せるようにしても良い。
を示したが、上記関係を満たしていれば、バーナの位置
を離散的に移動させ、等価的に略一定速度で往復移動さ
せるようにしても良い。
【００４１】
【発明の効果】以上の通り本発明によれば、基板の全表
面でほぼ均一な膜厚及び濃度を持つガラス膜が形成され
るようになるため、品質を略一定にして光導波路の作製
をすることができる。また、ターンテーブルの回転速度
ωを上述の範囲にすることで、ターンテーブル上の位置
によらずに、堆積するガラス微粒子の厚さだけでなく、
ドーパント分布をもほぼ一定に保つことができるので、
良質な光導波路の作製をすることができる。
面でほぼ均一な膜厚及び濃度を持つガラス膜が形成され
るようになるため、品質を略一定にして光導波路の作製
をすることができる。また、ターンテーブルの回転速度
ωを上述の範囲にすることで、ターンテーブル上の位置
によらずに、堆積するガラス微粒子の厚さだけでなく、
ドーパント分布をもほぼ一定に保つことができるので、
良質な光導波路の作製をすることができる。
【図１】導波路の製造工程図。
【図２】ガラス微粒子の堆積工程の外観を示す図。
【図３】第１の実施例による膜厚とターンテーブル上の
位置との関係を示す図。
位置との関係を示す図。
【図４】第１の実施例によるコア層に含まれるＧｅＯ2
濃度について、ターンテーブルの回転軸までの距離ｒに
よる変化を示した図。
濃度について、ターンテーブルの回転軸までの距離ｒに
よる変化を示した図。
【図５】第２の実施例による下部クラッド層及びコア層
の膜厚についてターンテーブルの回転軸までの距離ｒに
よる変化を示した図。
の膜厚についてターンテーブルの回転軸までの距離ｒに
よる変化を示した図。
【図６】コア層に含まれるＧｅＯ2 濃度の最大値につい
て、ターンテーブルの回転軸までの距離ｒによる変化を
示した図。
て、ターンテーブルの回転軸までの距離ｒによる変化を
示した図。
【図７】バーナの位置に対してターンテーブルの回転速
度の制御の変形例を示す図。
度の制御の変形例を示す図。
【図８】パターンＡ，Ｂ，Ｃにおいて距離ｒとバーナの
移動速度Ｖの関係を示した図。
移動速度Ｖの関係を示した図。
【図９】パターンＡ，Ｂ，Ｃについて、ターンテーブル
の回転半径方向の距離ｒと得られたガラス膜の厚さＴと
の関係を示した図。
の回転半径方向の距離ｒと得られたガラス膜の厚さＴと
の関係を示した図。
【図１０】パターンＡ，Ｂ，Ｃについて、得られたガラ
ス膜のＧｅＯ2 の濃度分布を示した図。
ス膜のＧｅＯ2 の濃度分布を示した図。
【図１１】深さ方向のＧｅＯ2 の濃度分布を示した図。
１０…ウェハ、１２…バーナ、１２０，１３０…ガラス
微粒子、１２２…下部クラッド層、１３２…コア、１４
２…上部クラッド層。
微粒子、１２２…下部クラッド層、１３２…コア、１４
２…上部クラッド層。
フロントページの続き (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 斎藤 真秀 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 (56)参考文献 特開 昭64−3025（ＪＰ，Ａ) 特開 平５−147956（ＪＰ，Ａ) 特開 昭61−259205（ＪＰ，Ａ) 特開 昭63−223712（ＪＰ，Ａ) 特開 平４−86708（ＪＰ，Ａ) 特開 平５−27133（ＪＰ，Ａ) 実開 平３−8301（ＪＰ，Ｕ) (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) G02B 6/12 - 6/14
Claims (2)
- 【請求項１】 回転するターンテーブル上に載せられた
基板に、前記ターンテーブルの半径方向に往復移動する
ガラス微粒子合成用バーナにてガラス微粒子を前記基板
に堆積させ、このガラス微粒子が堆積した前記基板を加
熱処理することによって、前記ガラス微粒子を透明ガラ
ス化した膜が形成される光導波路の作製方法において、 前記バーナを略一定の速度で移動させ、 前記ターンテーブルの回転速度を、前記バーナが前記タ
ーンテーブルの回転軸の内側にきたときに大きく、外側
にきたときに小さくして前記ガラス微粒子を堆積するこ
とを特徴とする光導波路の作製方法。 - 【請求項２】 前記ターンテーブルの回転速度ωは、前
記バーナの中心軸と前記ターンテーブル表面の交点から
前記回転軸までの距離ｒに対し 「０．９ａ／ｒ＜ω＜１．１ａ／ｒ（但し、ａは定
数）」 の関係を満たして前記ガラス微粒子を堆積することを特
徴とする請求項１記載の光導波路の作製方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP16449193A JP3201442B2 (ja) | 1993-07-02 | 1993-07-02 | 光導波路の作製方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP16449193A JP3201442B2 (ja) | 1993-07-02 | 1993-07-02 | 光導波路の作製方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0720338A JPH0720338A (ja) | 1995-01-24 |
| JP3201442B2 true JP3201442B2 (ja) | 2001-08-20 |
Family
ID=15794173
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP16449193A Expired - Fee Related JP3201442B2 (ja) | 1993-07-02 | 1993-07-02 | 光導波路の作製方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3201442B2 (ja) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2024165127A1 (en) * | 2023-02-06 | 2024-08-15 | Applied Materials, Inc. | Method of processing waveguides, method of manufacturing at least two waveguide stacks, and rotary support for handling waveguides |
-
1993
- 1993-07-02 JP JP16449193A patent/JP3201442B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0720338A (ja) | 1995-01-24 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |