JPH0617239B2 - ガラス微粒子堆積法 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 ［発明の対象］ 本発明は、石英ガラス光導波路素子の形成等に用いるガ
ラス微粒子の堆積法に関するものである。

［従来技術］ 従来技術について、第１図を用いて説明する。

カーボンあるいは、石英ガラス等より成るターンテーブ
ル１の中心から半径ｒの円周上に、シリコンあるいは石
英ガラスの基板２が配置されている。ターンテーブル１
は、一定の回転角速度ωで回転する。バーナ３は、ター
ンテーブル１の中心から外側、外側から中心に向けて反
復した並進運動を行うことができる。バーナ３には、フ
レーム用ガスであるＨ_２，Ｏ_２をそれぞれＨ_２ポート
５、Ｏ_２ポート６より、またフレーム制御用ガスである
ＡｒをＡｒポート７より、さらにガラス原料用ガスであ
るＳｉＣｌ_４，ＴｉＣｌ_４，ＧｅＣｌ_４等のガラス原料
をポート８より送り込んでいる。バーナ３から発する火
炎４を、シリコンあるいは石英ガラスの基板２に吹き付
けると、ガラス原料ガスであるＳｉＣｌ_４，ＴｉＣ
ｌ_４，ＧｅＣｌ_４は、加水分解反応により０．１μｍ〜
１μｍ程度のガラス微粒子となり、基板２の上に堆積す
る。尚、加水分解反応により生じたＨＣｌ等のガスを排
気管９により排気する。本ガラス微粒子堆積法において
は、一度に多数の基板上にガラス微粒子を形成できると
いう利点を持つが、均一な厚さのガラス微粒子を形成す
ることは容易なことではない。

例えば、従来法においては、 の条件により堆積を行なっていた。この従来法により堆
積したガラス微粒子膜厚分布を第２図に示す。横軸は、
ターンテーブル中心からの距離ｒ、縦軸は、相対膜厚で
ある。第２図により明らかなように、従来の堆積法で
は、膜厚は、大きく変化していることがわかる。

因みに、このときのバーナ先端の軌跡は第３図に示すよ
うになる。第３図において、１はターンテーブルであ
り、３１はバーナ先端の軌跡である。

［発明の目的と要点］ 本発明の目的は、前記した従来技術の欠点を解消し、均
一な厚さのガラス微粒子膜を形成することができる新規
な、ガラス微粒子堆積法を提供することにある。

すなわち、本発明の要旨は、ターンテーブルの回転速度
ｒωをバーナの並進速度 より十分大きくし、かつターンテーブルの中心からの距
離ｒに対して、並進速度 に比例した動きとなるように制御してガラス微粒子を堆
積することにある。

［発明の実施例］ 本発明について、実施例を示しながら具体的に説明す
る。

ターンテーブルの回転速度ｒωとバーナの並進速度 との関係を、 とし、バーナ３の並進運動の速さ をターンテーブル中心からの距離ｒに対して となる様な条件でガラス微粒子を堆積する場合、バーナ
先端の軌跡は第４図に示すようになる。

ここで、単位時間にバーナ３から発するガラス微粒子量
が一定であるとすると、合成速度（回転速度ｒωと、並
進速度 のベクトル和、大きさは が小さいほど、微粒子は厚く堆積する。（効果１）ま
た、バーナから発するガラス微粒子はある分布を持って
おり、第４図に示す、バーナ先端の軌跡３１の間隔が狭
いほど、微粒子が重なり合うため、厚く堆積する。（効
果２） 例えば、従来法である の条件を用いて堆積した場合、バーナ先端の軌跡３１は
第３図に示したようにほぼ一定の間隔となっている。

元来、中心ほど合成速度 が小さいため、この場合には必然的に中心側に厚く堆積
することになる。また、本発明の条件である によれば、第４図に示したバーナ先端の軌跡３１の間隔
が中心ほど広くなるため、効果１と効果２とが相互に打
ち消し合い、均一な厚さのガラス微粒子を堆積できる。

ここで、並進速度 となる様にバーナの動きを制御するためには、例えば、
第５図に示す制御系を用いるとよい。

ターンテーブル１上におけるバーナ先端５１の位置ｒを
ポテンションメータ５２により電圧Ｖに変換し、電圧計
５３とコントローラ５４により電圧Ｖを読み取り に比例した電圧を、Ｄ．Ｃ．電源５５を用いて、Ｄ．
Ｃ．モータ５６に印加する。Ｄ．Ｃ．モータ５６は、台
形ネジ５７に取り付けられたバーナ固定用アーム５８に
より、バーナ３の並進運動を行なう。以上の様な制御系
を用いて、堆積したガラス微粒子の膜厚分布を第６図に
示す。横軸は、ターンテーブル中心から距離ｒ、縦軸は
ガラス微粒子の相対膜厚である。本発明のガラス微粒子
堆積法により形成した膜厚の均一性は従来法に比べ、大
きく改善されている。

という条件は現実には のの１０倍程度であれば良いと認められる。

バーナを となる条件で並進運動させるかわりにターンテーブルを
並進運動させてもよいが、この場合には、ターンテーブ
ルは、回転運動と並進運動の両方の機能を持たせる必要
がある。

［発明の効果］ 本発明によれば、均一な厚さのガラス微粒子膜を一度に
多数の基板上に堆積することが可能となり、均一性が従
来より極めて高くなるので、本発明の工業上の価値は極
めて大きいものである。

【図面の簡単な説明】

第１図は、従来のガラス微粒子堆積法の一実施例を示す
説明図、第２図は、従来のガラス微粒子堆積法により形
成された膜厚分布の一例を示す線図、第３図は、従来の
ガラス微粒子堆積法におけるバーナ先端の軌跡を示す説
明図、第４図は、本発明のガラス微粒子堆積法における
バーナ先端の軌跡を示す説明図、第５図は、本発明ガラ
ス微粒子堆積法を実施するための制御系の一例を示す説
明図であり、第６図は、本発明ガラス微粒子堆積法によ
り形成された膜厚分布の一例を示す線図である。 １：ターンテーブル、 ２：シリコン基板あるいは石英ガラス基板、 ３：バーナ、 ４：火炎、 ５：Ｈ_２ポート、 ６：Ｏ_２ポート、 ７：Ａｒポート、 ８：ガラス原料ポート、 ９：排気管、 ３１：バーナ先端の軌跡、 ５１：バーナ先端、 ５２：ポテンショメータ、 ５３：電圧計、 ５４：コントローラ、 ５５：Ｄ．Ｃ．電源、 ５６：Ｄ．Ｃ．モータ、 ５７：台形ネジ、 ５８：バーナ固定用アーム。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 上塚 尚登 茨城県日立市日高町５丁目１番１号 日立 電線株式会社電線研究所内 審査官 雨宮 弘治 (56)参考文献 特開 昭59−92923（ＪＰ，Ａ) 実開 昭59−102177（ＪＰ，Ｕ)

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】一定の回転角速度ωで回転するターンテー
   ブル１上で、ターンテーブル１の中心から半径ｒの位置
   に基板２を配置し、バーナ３によりガラス微粒子を供給
   して前記基板２上にガラス微粒子を堆積する方法におい
   て、基板２の回転速度ｒω及び前記バーナ３の並進速度 をそれぞれ次のように制御することを特徴とするガラス
   微粒子堆積法。