JPH09178969A - ガラス微粒子堆積装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 本発明の課題は、基板側面に不要なガラス微
粒子が付着することを防止した状態で、基板上にガラス
微粒子層を形成することができるガラス微粒子堆積装置
を提供することにある。 【解決手段】 基板２を載置する基板載置部３を有する
ステージ４と、この基板２上にガラス微粒子層５を形成
するガラス微粒子層形成手段６とを有するガラス微粒子
堆積装置であって、前記ステージ４の基板載置部３の周
囲には、溝部１２が形成されていることを特徴とするガ
ラス微粒子堆積装置。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、基板上にガラス微
粒子層を形成するガラス微粒子堆積装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】ガラス微粒子堆積装置によって基板上に
ガラス微粒子層を形成し、ガラス化炉によってガラス微
粒子層を透明ガラス化させて、光導波路等の基板付きガ
ラス薄膜を製造する技術が知られている。

【０００３】従来のガラス微粒子堆積装置の一例を図５
に示す。図５に示すように、ガラス微粒子堆積装置で
は、気密に設けられたチャンバー１内に、基板２上にガ
ラス微粒子層５を堆積するための各手段が配設されてい
て、ガラス微粒子８やその原料ガスを当該チャンバー１
内に密封して基板付きガラス薄膜を製造できるようにな
っている。

【０００４】図５に示すように、従来のガラス微粒子堆
積装置は、基板２を載置する基板載置部３（ここでは凹
部）を有するステージ４と、前記基板２上にガラス微粒
子８を吹き付け、堆積させてガラス微粒子層５を形成す
るバーナー等のガラス微粒子層形成手段６とを有してい
る。ここで符号７はチャンバー１内の空間中のガラスの
原料ガスやガラス微粒子８を排気する排気管であり、符
号１３はステージ４を通して基板２を加熱するステージ
ヒーターである。前述のガラス微粒子層形成手段６と排
気管７とは、互いに所定間隔を保ちながら、基板２上方
の空間を水平方向に移動するものである。

【０００５】このガラス微粒子堆積装置と、図６に示す
ガラス化炉によって基板付きガラス薄膜を形成する手順
を以下に示す。図５に示すように、まず、ガラス微粒子
堆積装置において、ステージ４の基板載置部３内に基板
２を載置し、ステージヒータ１３によってステージ４と
ともに基板２を加熱し約３００〜６００℃に保温する。

【０００６】次に、この状態で、ガラス微粒子層形成手
段６と排気管７とを基板上方で移動させながら、ガラス
微粒子層形成手段６によりガラス微粒子８を生成し、こ
れを噴射して基板２上に堆積させて、ガラス微粒子層５
を形成し、これとともに、不要な原料ガスやガラス微粒
子８を排気管７により排気する。こうして基板付きガラ
ス微粒子層が得られる。

【０００７】しかる後、ガラス微粒子堆積装置から基板
付きガラス微粒子層を取り出し、図６に示すように、こ
の基板付きガラス微粒子層をガラス化炉に入れ、ガラス
化炉内に配設された加熱器９により、基板２上のガラス
微粒子層５を加熱し、透明ガラス化させてガラス薄膜１
０（図７を参照）を形成し、図７に示すような基板付き
ガラス薄膜を得ていた。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】しかし、上記のように
基板２上にガラス微粒子８を堆積させる際、図５に示す
ように、ステージ４の凹部の側壁と基板２の側面との間
隙に、不要なガラス微粒子８（図５中、ａの部分）が入
り込み、基板２側面に付着することがあった。

【０００９】これを放置したまま、図６に示すガラス化
炉によってガラス微粒子層５を透明ガラス化させると、
前述の不要なガラス微粒子８も一緒に透明ガラス化して
しまい、基板２側面に付着してしまうという問題があっ
た。この透明ガラス化状態の不要なガラス微粒子８をガ
ラス薄膜不要部１１と称する。

【００１０】このガラス薄膜不要部１１は、図７中ｂの
部分に示すように、鋭い突起状になって基板２側面に残
ることもあるため、その後、基板付きガラス薄膜を取扱
う際に危険であった。

【００１１】そこで、ガラス微粒子堆積装置から基板付
きガラス微粒子層を取り出した際に、前述の不要なガラ
ス微粒子８を取り除くことも試みられたが、この除去作
業中に前記不要なガラス微粒子８と一緒に、基板２上に
形成された必要なガラス微粒子層５の端部までもが剥げ
落ちて、透明ガラス化後、図７中ｃの部分に示すよう
に、基板２上のガラス薄膜１０に欠損部が生じてしまう
ことがあった。

【００１２】また前述した不要なガラス微粒子８の除去
作業中に、不要なガラス微粒子８がガラス微粒子層５上
に再付着してしまい、図７中ｄに示すように、透明ガラ
ス化後、これがガラス薄膜１０上に突起状のガラス薄膜
不要部１１として残ってしまって、基板付きガラス薄膜
を、例えば光導波路等の光部品として使用することがで
きなくなることがあった。

【００１３】本発明は前記課題を解決するためになされ
たもので、その目的は、基板側面に不要なガラス微粒子
が付着することを防止した状態で、基板上にガラス微粒
子層を形成することができるガラス微粒子堆積装置を提
供することにある。

【００１４】

【課題を解決するための手段】本発明のガラス微粒子堆
積装置は、基板を載置する基板載置部を有するステージ
と、この基板上にガラス微粒子層を形成するガラス微粒
子層形成手段とを有するガラス微粒子堆積装置であっ
て、前記ステージの基板載置部の周囲には、溝部が形成
されていることを特徴とする。

【００１５】上記の本発明のガラス微粒子堆積装置で
は、ステージの基板載置部の周囲に溝部が形成されてい
る。

【００１６】そのため、ステージの基板載置部に基板を
載置し、そのまま基板上にガラス微粒子層を形成させる
と、基板側面に落ちてくる不要なガラス微粒子は溝部内
に堆積し、しかも通常、基板に比べてガラス微粒子層は
非常に薄い層なので、基板上にガラス微粒子層を形成さ
せ終わるまでに基板載置部の高さまでこの不要なガラス
微粒子が堆積することはなく、この不要なガラス微粒子
が基板側面に付着することを防止できる。

【００１７】従って、その後、ガラス化炉等によって基
板上のガラス微粒子層を透明ガラス化させても、基板側
面にガラス薄膜不要部は形成されず、ガラス薄膜不要部
のない基板付きガラス薄膜が得られる。

【００１８】よって、基板付きガラス薄膜を取り扱う際
に、このガラス薄膜不要部の突起状のもので怪我をする
等の危険性がなくなる。しかもガラス微粒子層の透明ガ
ラス化前に、不要なガラス微粒子層を除去する必要がな
いので、ガラス微粒子層の端部が剥げ落ちたり、ガラス
微粒子層上に、不要なガラス微粒子が再付着する心配が
ない。

【００１９】ただし本発明における基板載置部とは、ス
テージ上に基板を載置するための何らかの表示や特定形
状の部分等を意味しているわけではなく、単に、基板を
載置するステージの一部のことを意味している。

【００２０】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を図面
に従って詳細に説明する。図１に本発明の実施の形態の
一例となるガラス微粒子堆積装置を示す。図１に示すよ
うに、このガラス微粒子堆積装置では、気密に設けられ
たチャンバー１内に、基板付きガラス薄膜を製造するた
めの各手段が配設されていて、ガラス微粒子８やその原
料ガスを当該チャンバー１内に密封して基板付きガラス
薄膜を製造できるようになっている。ただしこのチャン
バー１の密封は、当該チャンバー１のフレームのガタつ
きが小さい場合には開放系でも可能である。

【００２１】このチャンバー１内には、基板２を載置す
る基板載置部３が設けられ、さらに基板載置部３の周囲
に深さ１．５ｍｍ、幅１．５ｍｍの断面長方形状の溝部
１２が形成されているステージ４と、前記基板２上にガ
ラス微粒子８を吹き付け、堆積させてガラス微粒子層５
を形成するバーナー等のガラス微粒子層形成手段６と、
チャンバー１内の空間中に浮遊している不要なガラス微
粒子８を吸い込む排気管７と、ステージ４を通して基板
２を加熱するステージヒーター１３とが設けられてい
る。

【００２２】図２に示すように、前述のステージ４は、
円板状の基板２上にガラス微粒子層５を形成するもの
で、基板載置部３の周囲に形成された溝部１２は、基板
２の形状に合わせてドーナツ状に形成されている。また
前述のガラス微粒子層形成手段６と排気管７とは、図５
に示すものと同様、互いに所定間隔を保ちながら、対向
して配置され、両者は基板２上方の空間を水平方向に移
動するものである。

【００２３】ここで、このガラス微粒子堆積装置と図３
に示すガラス化炉によって、直径１００ｍｍ、厚さ１ｍ
ｍのＳｉ製、円板状の基板２上に厚さ４０μｍのガラス
薄膜１０を形成する例を示す。図１に示すように、ま
ず、ガラス微粒子堆積装置のステージ４の基板載置部３
上に基板２を載置し、ステージヒーター１３によりステ
ージ４ごと基板２を加熱し約３００℃に保温した。

【００２４】次いで、この状態で、ガラス微粒子層形成
手段６と排気管７とを基板上方で移動させながら、ガラ
ス微粒子層形成手段６によりガラス微粒子８を生成して
基板２上に吹き付け、かつ、連続的に不要な原料ガスや
ガラス微粒子８を排気した。こうして基板２上にガラス
微粒子８を堆積させて、厚さ４０μｍのガラス微粒子層
５を形成し、基板付きガラス微粒子層を得た。

【００２５】この際、ステージ４の溝部１２内には、同
程度の厚さの不要なガラス微粒子８が堆積するが、溝部
１２内に収まるので、この不要なガラス微粒子８が基板
載置部３にまで影響を及ぼすことはなかった。

【００２６】またステージ４の溝部１２を深さ１．５ｍ
ｍ、幅１．５ｍｍの断面長方形状と、小さく形成したこ
とにより、基板２上にガラス微粒子８を吹きつけた際発
生するガラス微粒子８の乱流を防止し、かつ排気管７に
よりチャンバー１内の空間中の不要なガラス微粒子８を
排気しながらガラス微粒子層５形成作業を行ったので、
基板２上に形成されたガラス微粒子層５は均一な厚さで
形成された。

【００２７】次いで、図３に示すガラス化炉内に、この
基板付きガラス微粒子層を移し、加熱器９により基板２
上のガラス微粒子層５を透明ガラス化させてガラス薄膜
１０（図４を参照）を形成して、図４に示すような基板
付きガラス薄膜を得た。

【００２８】以上のようにして得られた基板付きガラス
薄膜は、膜厚が所定の厚さに均一で、かつ基板２側面付
近の欠損もなく、極めて品質の高いものであった。

【００２９】ただし本実施の形態の一例となるガラス微
粒子堆積装置では、ステージ４の基板載置部３と基板２
とを固定せず、単にステージ４の基板載置部３上に基板
２を載置した状態で当該基板２上にガラス薄膜１０を形
成したが、より安定した状態でガラス薄膜１０を形成す
るためには、ステージ４の基板載置部３と基板２とを固
定した方がよい。特に横方向に基板２がガタつかないよ
うにすることが好ましい。

【００３０】そのため、例えばステージ４の基板載置部
３と基板２の一部とを、簡単に引き剥がせる耐熱性両面
粘着テープで貼り合わせてもよいし、基板載置部３と溝
部１２との境に、垂直に立つ細くて短い突起部を複数本
設け、この突起部をストッパーとして基板２が横方向に
ガタつくことを防止してもよい。この突起部は前述のよ
うに細くて短くてよいので、ガラス薄膜不要部１１の発
生原因にはならない。

【００３１】また本実施の形態の一例となるガラス微粒
子堆積装置のステージ４に形成する溝部１２の形状や大
きさは基板２の形状や大きさによって変える必要があ
る。そこで、ステージ４を、チャンバー１内面から分離
できるようにしておいて、基板２の形状や大きさに合っ
た基板載置部３、溝部１２を有するステージ４に適宜取
り替えることができるようにしておけば、１つのガラス
微粒子堆積装置を用いてさまざまな形状や大きさの基板
２上にガラス微粒子層５を形成できるので好ましい。

【００３２】さらに本発明のガラス微粒子堆積装置に
は、例えばステージ４が、円の中心を回転軸として回転
するターンテーブル状のものであり、かつこのステージ
４の同一回転経路上に基板載置部３が所定間隔に複数箇
所形成されていて、これら基板載置部３それぞれに基板
２を載置し、この回転経路の一部にガラス微粒子層形成
手段６によりガラス微粒子８を吹き付け、これにより前
記基板２上にガラス微粒子層５を形成するようなタイ
プ、すなわち一度に複数枚の基板付きガラス微粒子層を
製造できるタイプのガラス微粒子堆積装置等も含まれて
いる。

【００３３】

【発明の効果】本発明のガラス微粒子堆積装置では、ス
テージの基板載置部の周りに溝部を形成することによ
り、不要なガラス微粒子が基板側面に付着することを防
止することにより、その後、ガラス化炉等によって基板
上のガラス微粒子層を透明ガラス化させても、基板側面
にガラス薄膜不要部は形成されず、ガラス薄膜不要部の
ない基板付きガラス薄膜が得られる。よって、基板付き
ガラス薄膜を取り扱う際に、このガラス薄膜不要部の突
起状のもので怪我をする等の危険性がなくなる。しかも
ガラス微粒子層の透明ガラス化前に、不要なガラス微粒
子層を除去する必要がないので、ガラス微粒子層の端部
が剥げ落ちたり、ガラス微粒子層上に、不要なガラス微
粒子が再付着する心配がない。

【図面の簡単な説明】

【図１】 本発明の実施の形態の一例となるガラス微粒
子層堆積装置を一部断面状態で示す説明図。

【図２】 図１に示すステージを上方側から見た平面
図。

【図３】 ガラス微粒子層を透明ガラス化するためのガ
ラス化炉を示す断面図。

【図４】 図１に示すガラス微粒子層堆積装置と図３に
示すガラス化炉を使用して得られた基板付きガラス薄膜
の断面図。

【図５】 従来のガラス微粒子層堆積装置を一部断面状
態で示す説明図。

【図６】 ガラス微粒子層を透明ガラス化するためのガ
ラス化炉を示す断面図。

【図７】 図５に示すガラス微粒子層堆積装置と図６に
示すガラス化炉によって得られた基板付きガラス薄膜の
断面図。

【符号の説明】

１ チャンバー ２ 基板 ３ 基板載置部 ４ ステージ ５ ガラス微粒子層 ６ ガラス微粒子層形成手段 ７ 排気管 ８ ガラス微粒子 ９ 加熱器 １０ ガラス薄膜 １１ ガラス薄膜不要部 １２ 溝部 １３ ステージヒーター

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 基板を載置する基板載置部を有するステ
   ージと、この基板上にガラス微粒子層を形成するガラス
   微粒子層形成手段とを有するガラス微粒子堆積装置であ
   って、 前記ステージの基板載置部の周囲には、溝部が形成され
   ていることを特徴とするガラス微粒子堆積装置。