JPH0725631A - ガラス薄膜の製造装置 - Google Patents

ガラス薄膜の製造装置

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Publication number
JPH0725631A
JPH0725631A JP17164693A JP17164693A JPH0725631A JP H0725631 A JPH0725631 A JP H0725631A JP 17164693 A JP17164693 A JP 17164693A JP 17164693 A JP17164693 A JP 17164693A JP H0725631 A JPH0725631 A JP H0725631A
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JP
Japan
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thin film
glass
outside air
exhaust
glass thin
Prior art date
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Pending
Application number
JP17164693A
Other languages
English (en)
Inventor
Masahide Saito
眞秀 斉藤
Hiroo Kanamori
弘雄 金森
Akira Urano
章 浦野
Takashi Kogo
隆司 向後
Tomokane Hirose
智財 広瀬
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Sumitomo Electric Industries Ltd
Original Assignee
Sumitomo Electric Industries Ltd
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Publication date
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Publication of JPH0725631A publication Critical patent/JPH0725631A/ja
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    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C03GLASS; MINERAL OR SLAG WOOL
    • C03BMANUFACTURE, SHAPING, OR SUPPLEMENTARY PROCESSES
    • C03B19/00Other methods of shaping glass
    • C03B19/14Other methods of shaping glass by gas- or vapour- phase reaction processes
    • C03B19/1446Means for after-treatment or catching of worked reactant gases

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Optical Integrated Circuits (AREA)
  • Glass Melting And Manufacturing (AREA)
  • Coating By Spraying Or Casting (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【目的】 余剰のガラス微粒子を基板上に再付着させる
ことなく排気できるガラス薄膜の製造装置を提供する。 【構成】 ターンテーブル12上に複数のシリコン基板
11が載置されている。排気管14には排気処理装置が
連結しており、外気取入口17から排気口14aの間に
は一様な気流が生じている。この状態でターンテーブル
12が回転され、トーチ13が往復移動しつつ、トーチ
13から供給されるガラス微粒子が基板11の表面に堆
積される。ここで、余剰のガラス微粒子は気流に乗って
速やかに排気口14aまで搬送され、容器16の外部へ
排出される。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、基板上に酸化物ガラス
薄膜を形成するためのガラス薄膜の製造装置に関するも
のである。
【0002】
【従来の技術】従来、この種のガラス薄膜の製造装置と
して、図2の斜視図に示される装置がある。
【0003】反応容器6内のターンテーブル2上には複
数のシリコン基板1が載置されている。これら各基板1
の表面にはトーチ3からの火炎流に伴って酸化物ガラス
微粒子が堆積される。基板1に堆積されなかった余剰の
ガラス微粒子は排気管4に吸引され、反応容器6の外部
にあり、反応容器6の内部を大気圧以下にする排気処理
装置によって処理される。また、基板上にガラス微粒子
を一様に堆積するため、基板1を載置したターンテーブ
ル2は反応容器6に対して一定の速度で回転する。さら
に、トーチ3も、ターンテーブル2の径方向に一定の移
動速度で往復移動する。また、各シリコン基板1は、タ
ーンテーブル2の下に設けられた下部ヒータ5によって
一様に加熱される。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記従
来のガラス薄膜の製造装置においては、余剰の酸化物ガ
ラス微粒子は排気管4によって完全には反応容器6の外
部へ排出されず、この余剰のガラス微粒子が反応容器内
の空間を飛翔するうちにガラス微粒子の粒子径が増大す
る。外径の大きくなったこの酸化物ガラス微粒子は、基
板1の表面で成長しつつある多孔質のガラス薄膜に再付
着する。このため、堆積したガラス微粒子の透明ガラス
化後に、再付着した粒径の大きいガラス微粒子が欠陥と
なり、石英導波路の伝送損失は増加した。
【0005】
【課題を解決するための手段】本発明はこのような課題
を解消するためになされたもので、反応容器と、この反
応容器内に設けられた回転運動するターンテーブルと、
このターンテーブルに対して相対運動しつつターンテー
ブル上に載置された基板に向けてガラス微粒子を噴出す
るトーチとを備えたガラス薄膜の製造装置において、ト
ーチから噴出されターンテーブル表面を流れた余剰ガラ
ス微粒子ガスの流れる位置に排気口が設けられた排気管
と、この排気口と対向する位置の反応容器側壁の一個所
または複数箇所に設けられた外気取入口とを備えたこと
を特徴とするものである。
【0006】また、外気取入口にフィルタを備え、ま
た、外気取入口での外気の風速が0.2〜1.0m/s
に設定されていることを特徴とするものである。また、
この外気取入口の直前の反応容器外部に設けられた清浄
空気発生装置をさらに備えたことを特徴とするものであ
る。
【0007】また、排気管が複数設けられていることを
特徴とするものである。また、排気管の排気口が反応容
器側壁に設けられ、また、反応容器の内部に設けられて
いることを特徴とするものである。
【0008】
【作用】反応容器内において、外気取入口から排気口に
向かって気流の流れが生成され、基板表面を流れた余剰
のガラス微粒子はこの気流の流れに乗って速やかに排気
口まで搬送される。
【0009】また、フィルタや清浄空気発生装置によっ
て外気が清浄化されれば、基板上に堆積されるガラス微
粒子中に汚染物が混入しなくなる。
【0010】また、外気の風速が0.2〜1.0m/s
に設定されていると、反応生成ガスは外気取入口を通じ
て容器外部に漏れることなく排気口まで搬送され、か
つ、トーチから噴出されるガラス微粒子の流れは外気に
よって乱されることがない。
【0011】また、排気管が複数設けられることによ
り、余剰のガラス微粒子はより効率よく排出される。ま
た、この排気管の排気口は反応容器側壁に設けてもよ
く、側壁に設けることによって余剰ガラス微粒子ガスの
流れに吹き溜まりが生じなくなる。
【0012】
【実施例】図1は本発明の一実施例によるガラス薄膜の
製造装置を示す斜視図である。
【0013】ターンテーブル12の上部は反応容器16
内に封入されており、ターンテーブル12上には複数の
シリコン基板11が載置されている。これら各基板11
の表面にはトーチ13からの火炎流に伴ってガラス微粒
子が堆積される。各基板上にガラス微粒子を一様に堆積
するため、基板11を載置したターンテーブル12は5
rpmの速度で回転する。また、トーチ13も、ターン
テーブル12の径方向に2.5mm/sの移動速度で往
復移動する。その移動量は150mmである。また、各
シリコン基板11は、ターンテーブル12の下に設けら
れた下部ヒータ15によって一様に加熱される。本実施
例では、下部ヒータ15によって基板11が800℃に
なるように設定されている。
【0014】基板11に堆積されなかった余剰のガラス
微粒子や排気ガスは、反応容器16の側壁に設けられた
開口部を排気口14aとする排気管14に吸引される。
この排気口14aは、トーチ13から噴出され、ターン
テーブル12の表面を流れた余剰ガラス微粒子ガスの流
れる位置に設けられている。排気管14に吸引された排
気ガスは、反応容器16の外部にあり、反応容器16の
内部を大気圧以下にする排気処理装置によって処理され
る。また、この排気口14aと対向する位置の反応容器
16の側壁16aには外気取入口17が設けられてい
る。この外気取入口17にはハニカム状に孔が開いたフ
ィルタが備えられている。
【0015】このような装置構成において、排気管14
に連結した排気処理装置を動作させることにより、反応
容器16の内部は大気圧以下となる。この結果、対向す
る外気取入口17と排気口14aとの間に一様な気流が
発生する。この気流は、外気取入口17での風速が0.
2〜1.5m/sになるよう、排気処理装置の排気動作
が調整される。このような気流が生じている状態で次の
ガラス原料がトーチ13から噴出され、シリコン基板1
1上にまずバッファ用ガラス微粒子層が堆積される。
【0016】SiCl4 :250cc/min BCl3 : 10cc/min POCl3 : 2.5cc/min 引き続いて、トーチ13から次の原料ガスが噴出され、
バッファ用ガラス微粒子層上にコア用ガラス微粒子層が
堆積される。
【0017】SiCl4 :250cc/min GeCl4 : 40cc/min POCl3 : 2.5cc/min ここで、各ガラス微粒子層を堆積する際に、火炎加水分
解反応を生じさせるため、トーチ13から基板表面にO
2 ガスおよびH2 ガスが同時に供給される。これら各ガ
スの供給量は、O2 ガスが5l/min,H2 ガスが
2.5l/minである。
【0018】次に、各ガラス微粒子層の堆積後、シリコ
ン基板11は1400℃の電気炉内に入れられる。この
高温加熱処理により、基板表面に堆積された各酸化物ガ
ラス微粒子層は焼結し、透明ガラス化する。その後、透
明ガラス化したコア層は断面が8μm角のリッジ状導波
路にパターニングされ、パターニングされたこのコア層
上にオーバークラッドが形成されて石英導波路が製造さ
れる。
【0019】このような本実施例によるガラス薄膜製造
装置によれば、上記のように反応容器16内において、
外気取入口17から排気管14に向かって気流の流れが
生成される。従って、基板表面を流れた余剰のガラス微
粒子はこの気流の流れに乗って速やかに排気口14aま
で搬送され、排気管14に連結された排気処理装置へ排
出される。このため、従来のように、基板表面に堆積し
つつある多孔質の酸化物ガラス薄膜に、径の大きくなっ
たガラス微粒子が再付着することがなくなり、ガラス微
粒子中に欠陥の原因が生成されなくなる。
【0020】また、外気取り入れの条件は、反応容器1
6の内部に清浄な空気を導入するため、外気取入口17
にフィルタを設置し、これに加えて外気取入口17での
外気の風速を0.2〜1.0m/sに設定している。こ
の設定値は、反応容器16の内部に生じるHCl等の反
応生成ガスを外気取入口17を通じて外部に漏洩させ
ず、かつ、トーチ13から基板表面への酸化物ガラス微
粒子の流れを安定に保つ値である。ここで、酸化物ガラ
ス薄膜製造装置の置かれている部屋の空気の清浄度に応
じ、フィルタを具備する外気取入口17の直前の容器外
部に清浄空気発生装置をさらに設置するようにしてもよ
い。このような本実施例によれば、トーチ13からの原
料ガス供給に影響を与えることなく、清浄化した外気で
反応容器16内の余剰ガスを容器外へ排出することがで
き、基板上に堆積されるガラス微粒子中には汚染物が混
入しない。
【0021】本実施例による製造装置で製造された上記
の石英導波路と、図2に示される従来の製造装置を用い
て本実施例と同じガラス原料および同じ製造条件で同一
形状に製造した石英導波路とについて、平均伝送損失を
測定した。この結果、本実施例による製造装置を用いて
製造された石英導波路の平均伝送損失は0.1dB/c
mと極めて低損失であったが、従来の製造装置を用いて
製造された石英導波路の平均伝送損失は0.5dB/c
mと大きな損失になった。すなわち、本実施例によるガ
ラス薄膜の製造装置の有効性が確認された。
【0022】なお、上記実施例の説明においては、外気
取入口17と排気管4とが単数の場合の例を示したが、
これらが複数であってもよく、この場合においては余剰
のガラス微粒子はより効率よく排出され、上記実施例と
同様な効果が奏される。また、上記実施例では排気管1
4の排気口14aを反応容器16の側壁に設けた場合に
ついて説明したが、排気管14が容器を貫通してその先
端部の排気口14aが容器16の内部に設置された構造
であっても構わない。ただし、排気口14aを容器16
の側壁に設けた方が、余剰ガラス微粒子ガスの流れに吹
き溜まりが生じなくなる。
【0023】
【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、反
応容器内において、外気取入口から排気管に向かって気
流の流れが生成され、基板表面を流れた余剰のガラス微
粒子はこの気流の流れに乗って速やかに排気口まで搬送
される。従って、空間を飛翔して径が大きくなったガラ
ス微粒子が基板上に再付着しなくなる。また、フィルタ
や清浄空気発生装置によって外気が清浄化されれば、基
板上に堆積されるガラス微粒子中に汚染物が混入しなく
なる。よって、基板上の再付着物や汚染物が原因して光
導波路に欠陥が生じなくなる。このため、伝送損失の小
さな光導波路膜を製造することが可能になる。
【0024】また、外気の風速が0.2〜1.0m/s
に設定されていると、反応生成ガスは外気取入口を通じ
て容器外部に漏れることなく排気口まで搬送され、か
つ、トーチから噴出されるガラス微粒子の流れは外気に
よって乱されることがない。このため、トーチからの原
料供給ガスに影響を与えることなく、清浄化した外気で
反応容器内の余剰ガスを容器外へ排出することができ
る。
【0025】また、排気管が複数設けられることによ
り、余剰のガラス微粒子はより効率よく排出される。ま
た、この排気管の排気口は反応容器側壁に設けてもよ
く、側壁に設けることによって余剰ガラス微粒子ガスの
流れに吹き溜まりが生じなくなる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の一実施例によるガラス薄膜の製造装置
を示す斜視図である。
【図2】従来のガラス薄膜の製造装置を示す斜視図であ
る。
【符号の説明】
11…シリコン基板、12…ターンテーブル、13…ト
ーチ、14…排気管、14a…排気口、15…下部ヒー
タ、16…反応容器、16a…排気口14aに対向する
反応容器の側壁、17…外気取入口。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 向後 隆司 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 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

Claims (7)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 反応容器と、この反応容器内に設けられ
    た回転運動するターンテーブルと、このターンテーブル
    に対して相対運動しつつ前記ターンテーブル上に載置さ
    れた基板に向けてガラス微粒子を噴出するトーチとを備
    えたガラス薄膜の製造装置において、 前記トーチから噴出され前記ターンテーブル表面を流れ
    た余剰ガラス微粒子ガスの流れる位置に排気口が設けら
    れた排気管と、 この排気口と対向する位置の前記反応容器側壁の一個所
    または複数箇所に設けられた外気取入口とを備えたこと
    を特徴とするガラス薄膜の製造装置。
  2. 【請求項2】 前記外気取入口にフィルタを備えたこと
    を特徴とする請求項1記載のガラス薄膜の製造装置。
  3. 【請求項3】 前記外気取入口での外気の風速が0.2
    〜1.0m/sに設定されていることを特徴とする請求
    項2記載のガラス薄膜の製造装置。
  4. 【請求項4】 前記外気取入口の直前の反応容器外部に
    清浄空気発生装置を備えたことを特徴とする請求項2記
    載のガラス薄膜の製造装置。
  5. 【請求項5】 前記排気管が複数設けられていることを
    特徴とする請求項1記載のガラス薄膜の製造装置。
  6. 【請求項6】 前記排気管の排気口が前記反応容器側壁
    に設けられていることを特徴とする請求項1記載のガラ
    ス薄膜の製造装置。
  7. 【請求項7】 前記排気管の排気口が前記反応容器の内
    部に設けられていることを特徴とする請求項1記載のガ
    ラス薄膜の製造装置。
JP17164693A 1993-07-12 1993-07-12 ガラス薄膜の製造装置 Pending JPH0725631A (ja)

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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP1046617A2 (en) * 1999-04-21 2000-10-25 Shin-Etsu Chemical Co., Ltd. Synthetic quartz glass manufacturing process
JP2006089799A (ja) * 2004-09-22 2006-04-06 Daihen Corp 溶射装置

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP1046617A2 (en) * 1999-04-21 2000-10-25 Shin-Etsu Chemical Co., Ltd. Synthetic quartz glass manufacturing process
EP1046617A3 (en) * 1999-04-21 2001-03-21 Shin-Etsu Chemical Co., Ltd. Synthetic quartz glass manufacturing process
JP2006089799A (ja) * 2004-09-22 2006-04-06 Daihen Corp 溶射装置

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