JPH10231133A - 酸化物ガラス膜製造装置 - Google Patents
酸化物ガラス膜製造装置Info
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- JPH10231133A JPH10231133A JP3497097A JP3497097A JPH10231133A JP H10231133 A JPH10231133 A JP H10231133A JP 3497097 A JP3497097 A JP 3497097A JP 3497097 A JP3497097 A JP 3497097A JP H10231133 A JPH10231133 A JP H10231133A
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- JP
- Japan
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- substrate
- burner
- glass
- glass film
- oxide glass
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
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Classifications
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C03—GLASS; MINERAL OR SLAG WOOL
- C03B—MANUFACTURE, SHAPING, OR SUPPLEMENTARY PROCESSES
- C03B19/00—Other methods of shaping glass
- C03B19/14—Other methods of shaping glass by gas- or vapour- phase reaction processes
- C03B19/1484—Means for supporting, rotating or translating the article being formed
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C03—GLASS; MINERAL OR SLAG WOOL
- C03C—CHEMICAL COMPOSITION OF GLASSES, GLAZES OR VITREOUS ENAMELS; SURFACE TREATMENT OF GLASS; SURFACE TREATMENT OF FIBRES OR FILAMENTS MADE FROM GLASS, MINERALS OR SLAGS; JOINING GLASS TO GLASS OR OTHER MATERIALS
- C03C17/00—Surface treatment of glass, not in the form of fibres or filaments, by coating
- C03C17/02—Surface treatment of glass, not in the form of fibres or filaments, by coating with glass
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
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- Manufacturing & Machinery (AREA)
- Glass Melting And Manufacturing (AREA)
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Abstract
(57)【要約】 （修正有）
【課題】 けい素化合物の酸水素火炎バーナー中での火
炎加水分解で発生したガラス微粒子を基板上に堆積し
て、膜厚や屈折率分布の均一なガラス膜を形成すること
ができる酸化物ガラス膜製造装置を提供する。 【解決手段】 けい素化合物の酸水素火炎バーナー４中
での火炎加水分解により発生したガラス微粒子をターン
テーブル１上の基板２に堆積させ、ガラス微粒子層を加
熱し、透明化する酸化物ガラス膜製造装置において、基
板２を載せるターンテーブル１に溝３を設ける。
炎加水分解で発生したガラス微粒子を基板上に堆積し
て、膜厚や屈折率分布の均一なガラス膜を形成すること
ができる酸化物ガラス膜製造装置を提供する。 【解決手段】 けい素化合物の酸水素火炎バーナー４中
での火炎加水分解により発生したガラス微粒子をターン
テーブル１上の基板２に堆積させ、ガラス微粒子層を加
熱し、透明化する酸化物ガラス膜製造装置において、基
板２を載せるターンテーブル１に溝３を設ける。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は酸化物ガラス膜製造
装置、特にはけい素化合物の酸水素火炎バーナー中での
火炎加水分解により発生したガラス微粒子を基板上に堆
積させ、加熱し透明化する酸化物ガラス膜製造装置の改
良に関するものである。
装置、特にはけい素化合物の酸水素火炎バーナー中での
火炎加水分解により発生したガラス微粒子を基板上に堆
積させ、加熱し透明化する酸化物ガラス膜製造装置の改
良に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】酸化物ガラス膜の製造については、SiCl
4 とTiCl4 やSiCl4 とGeCl4 などの原料ガスを酸水素火
炎バーナーに供給し、バーナー中で原料ガスの火炎加水
分解によりガラス微粒子を発生させ、酸水素火炎バーナ
ーおよび／または基板を移動させてガラス微粒子を基体
上に堆積させてガラスの多孔質膜を作り、これを電気炉
中で1、200 〜1、400 ℃の温度で焼結して透明なガラス膜
とすることが知られている（M.Kawachi,Optical and Qu
antum Electronics,22, 391 〜416. 1990、特開昭58-105
11号公報参照) 。
4 とTiCl4 やSiCl4 とGeCl4 などの原料ガスを酸水素火
炎バーナーに供給し、バーナー中で原料ガスの火炎加水
分解によりガラス微粒子を発生させ、酸水素火炎バーナ
ーおよび／または基板を移動させてガラス微粒子を基体
上に堆積させてガラスの多孔質膜を作り、これを電気炉
中で1、200 〜1、400 ℃の温度で焼結して透明なガラス膜
とすることが知られている（M.Kawachi,Optical and Qu
antum Electronics,22, 391 〜416. 1990、特開昭58-105
11号公報参照) 。
【０００３】公知の酸化物ガラス膜製造装置では図４に
示すように、所定の基板12の表面全体にわたって多孔質
ガラス質を形成させるため、シリコンや石英などからな
る複数の基板12をターンテーブル11上に置き、ターンテ
ーブル11を回転させながら酸水素火炎バーナー13を軸14
を用いてテーブルの径方向に往復させている。この他に
も基板を固定し、バーナーの排気ガスと余剰のガラス微
粒子を排気する排気管15をＸ方向、Ｙ方向に走査して均
一の膜を得ることが提案されている（実公平7-10323 号
公報参照）。
示すように、所定の基板12の表面全体にわたって多孔質
ガラス質を形成させるため、シリコンや石英などからな
る複数の基板12をターンテーブル11上に置き、ターンテ
ーブル11を回転させながら酸水素火炎バーナー13を軸14
を用いてテーブルの径方向に往復させている。この他に
も基板を固定し、バーナーの排気ガスと余剰のガラス微
粒子を排気する排気管15をＸ方向、Ｙ方向に走査して均
一の膜を得ることが提案されている（実公平7-10323 号
公報参照）。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】しかし、公知の装置は
いずれも、基板12上を酸水素火炎が通過するので、基板
12は酸水素火炎と接触する領域が局所的に加熱される。
図５（ａ）に示したように酸水素火炎バーナーが使われ
る前はターンテーブル11上の所定の位置に基板12がセッ
トされているが、基板12上を酸水素火炎が通過すると、
基板12が局所的に加熱されるため、図５（ｂ）に示すよ
うに基板12に反り16が発生する。しかし、バーナーが移
動すると、基板の加熱領域も移動し、加熱がなくなるの
で、基板の反り16も解消され、このとき図５（ｃ）に示
すように基板12の反りとターンテーブル11との間の空所
に侵入した堆積雰囲気気体（空気、窒素、不活性ガスな
ど）の出口がないために基板12をスライドさせるので、
形成されたガラス膜の膜厚や屈折率のバラツキが発生
し、均一なガラス膜を再現性よく得ることができないと
いう問題がある。
いずれも、基板12上を酸水素火炎が通過するので、基板
12は酸水素火炎と接触する領域が局所的に加熱される。
図５（ａ）に示したように酸水素火炎バーナーが使われ
る前はターンテーブル11上の所定の位置に基板12がセッ
トされているが、基板12上を酸水素火炎が通過すると、
基板12が局所的に加熱されるため、図５（ｂ）に示すよ
うに基板12に反り16が発生する。しかし、バーナーが移
動すると、基板の加熱領域も移動し、加熱がなくなるの
で、基板の反り16も解消され、このとき図５（ｃ）に示
すように基板12の反りとターンテーブル11との間の空所
に侵入した堆積雰囲気気体（空気、窒素、不活性ガスな
ど）の出口がないために基板12をスライドさせるので、
形成されたガラス膜の膜厚や屈折率のバラツキが発生
し、均一なガラス膜を再現性よく得ることができないと
いう問題がある。
【０００５】
【課題を解決するための手段】本発明はこのような問題
点を解決するもので、これはけい素化合物の酸水素火炎
バーナー中での火炎加水分解により発生したガラス微粒
子をターンテーブル上の基板に堆積させ、ガラス微粒子
層を加熱し、透明化する酸化物ガラス膜製造装置におい
て、基板を載せるターンテーブルに溝を設けてなること
を特徴とするものである。
点を解決するもので、これはけい素化合物の酸水素火炎
バーナー中での火炎加水分解により発生したガラス微粒
子をターンテーブル上の基板に堆積させ、ガラス微粒子
層を加熱し、透明化する酸化物ガラス膜製造装置におい
て、基板を載せるターンテーブルに溝を設けてなること
を特徴とするものである。
【０００６】
【発明の実施の形態】本発明の酸化物ガラス膜製造装置
は図１、図２に示したようにターンテーブル１に溝３を
設けたもので、図１(a),図２(a) はその縦断面図、図１
(b),図２(b)はその平面図である。
は図１、図２に示したようにターンテーブル１に溝３を
設けたもので、図１(a),図２(a) はその縦断面図、図１
(b),図２(b)はその平面図である。
【０００７】本発明の酸化物ガラス膜製造装置は図１に
示すように、石英またはカーボンなどで作られたターン
テーブル１にシリコンや石英などで作られた基板２を載
せたものであるが、これはターンテーブルに溝３が設け
られているので、基板２に酸水素火炎バーナー中で作ら
れたガラス微粒子が堆積されると、バーナーの加熱によ
り基板２に反りが生ずるが、バーナーの通過に伴って基
板２の反りが解消するときに、ターンテーブル１と基板
２の反りとの間に入り込んでいた堆積雰囲気気体は溝３
を通って外部に排気されるので、気体の排気に伴なう基
板２のスライドがなくなるという効果が得られる。
示すように、石英またはカーボンなどで作られたターン
テーブル１にシリコンや石英などで作られた基板２を載
せたものであるが、これはターンテーブルに溝３が設け
られているので、基板２に酸水素火炎バーナー中で作ら
れたガラス微粒子が堆積されると、バーナーの加熱によ
り基板２に反りが生ずるが、バーナーの通過に伴って基
板２の反りが解消するときに、ターンテーブル１と基板
２の反りとの間に入り込んでいた堆積雰囲気気体は溝３
を通って外部に排気されるので、気体の排気に伴なう基
板２のスライドがなくなるという効果が得られる。
【０００８】また、図２のものは溝３を複数本としたも
ので、これによれば酸水素火炎バーナーの通過後におけ
る基板２の反りの解消時における基板２のスライドが完
全になくなる。なお、本発明によりターンテーブル１に
設けられる溝３の長さは、基板２の反りによって発生す
るターンテーブル１と基板２との空間に入り込んだ堆積
雰囲気気体を完全に外部に排気するために、基板２の直
径よりも大きいことが必要であるが、溝３の幅、深さは
基板２をターンテーブル下方から加熱したときに、基板
表面における面内の温度分布が大きくならないようにす
るために、幅、深さをともに１mm〜５mm程度の範囲のも
のとすることが望ましい。
ので、これによれば酸水素火炎バーナーの通過後におけ
る基板２の反りの解消時における基板２のスライドが完
全になくなる。なお、本発明によりターンテーブル１に
設けられる溝３の長さは、基板２の反りによって発生す
るターンテーブル１と基板２との空間に入り込んだ堆積
雰囲気気体を完全に外部に排気するために、基板２の直
径よりも大きいことが必要であるが、溝３の幅、深さは
基板２をターンテーブル下方から加熱したときに、基板
表面における面内の温度分布が大きくならないようにす
るために、幅、深さをともに１mm〜５mm程度の範囲のも
のとすることが望ましい。
【０００９】本発明の酸化物ガラス膜製造装置によれ
ば、これから作られる合成石英ガラスは膜厚のバラツキ
が３％以下で、屈折率のバラツキが0.0001以下である膜
厚、屈折率分布の均一なものとすることができ、したが
って光導波路のクラッド層、またはコア層として用いる
ことができる。
ば、これから作られる合成石英ガラスは膜厚のバラツキ
が３％以下で、屈折率のバラツキが0.0001以下である膜
厚、屈折率分布の均一なものとすることができ、したが
って光導波路のクラッド層、またはコア層として用いる
ことができる。
【００１０】
【実施例】つぎに本発明の実施例、比較例をあげる。 実施例 図３に示した酸化物ガラス膜製造装置を使用したが、こ
れは直径800 mm、 厚さ１mmの石英製のターンテーブル１
に、直径10mm、 厚さ0.5mm のシリコン基板２を９枚設け
たもので、基板２に、可動用の軸５を有する酸水素火炎
バーナー４から酸水素火炎を向け、酸水素火炎バーナー
４に供給されるけい素化合物の火炎加水分解で発生した
ガラス微粒子を基板２上に堆積させ、余剰のガラス微粒
子は排気管６で排気したが、ターンテーブル１には幅２
mm、深さ２mmの溝３が４本設けられている。
れは直径800 mm、 厚さ１mmの石英製のターンテーブル１
に、直径10mm、 厚さ0.5mm のシリコン基板２を９枚設け
たもので、基板２に、可動用の軸５を有する酸水素火炎
バーナー４から酸水素火炎を向け、酸水素火炎バーナー
４に供給されるけい素化合物の火炎加水分解で発生した
ガラス微粒子を基板２上に堆積させ、余剰のガラス微粒
子は排気管６で排気したが、ターンテーブル１には幅２
mm、深さ２mmの溝３が４本設けられている。
【００１１】このとき、酸水素火炎バーナー４にSiCl4
を120cc/分、BBr3 を50cc/ 分、POCl3 を20cc/ 分、H2 ガ
スを2.0L/ 分、O2 ガスを4.0L/ 分、Ar ガスを1.6L/ 分で
それぞれ供給し、バーナー４をＸ方向とこれに直交する
Ｙ方向に20mm/ 秒の速さで移動させて、Ｘ方向、Ｙ方向
にそれぞれストローク長16mmになるようにして基板２に
ガラス微粒子を30分間堆積したが溝３の存在により基板
２にスライドは発生しなかった。
を120cc/分、BBr3 を50cc/ 分、POCl3 を20cc/ 分、H2 ガ
スを2.0L/ 分、O2 ガスを4.0L/ 分、Ar ガスを1.6L/ 分で
それぞれ供給し、バーナー４をＸ方向とこれに直交する
Ｙ方向に20mm/ 秒の速さで移動させて、Ｘ方向、Ｙ方向
にそれぞれストローク長16mmになるようにして基板２に
ガラス微粒子を30分間堆積したが溝３の存在により基板
２にスライドは発生しなかった。
【００１２】ついで、基板に堆積したガラス微粒子を電
気炉中において、Heガス 1.0L/分とO2ガス1.0L/ 分の雰
囲気下に1,250 ℃で２時間加熱処理して焼結し、透明化
させたところ、基板内での膜厚20μm に対しバラツキが
±0.1 μm、屈折率のバラツキが0.0001である厚み、屈折
率の均一な合成石英ガラスが得られた。
気炉中において、Heガス 1.0L/分とO2ガス1.0L/ 分の雰
囲気下に1,250 ℃で２時間加熱処理して焼結し、透明化
させたところ、基板内での膜厚20μm に対しバラツキが
±0.1 μm、屈折率のバラツキが0.0001である厚み、屈折
率の均一な合成石英ガラスが得られた。
【００１３】比較例 ターンテーブルに溝のない酸化物ガラス膜製造装置を用
いて実施例と同様の方法でガラス膜の製造を行なったと
ころ、基板がターンテーブル上にスライドしてガラス微
粒子の厚みが不均一で、これを実施例と同じ方法で透明
化したところ、得られた合成石英ガラスは膜厚20μm に
対してバラツキが±３μm で、屈折率も不均一であり、
透明化した領域と半透明な領域との混在するものとなっ
た。
いて実施例と同様の方法でガラス膜の製造を行なったと
ころ、基板がターンテーブル上にスライドしてガラス微
粒子の厚みが不均一で、これを実施例と同じ方法で透明
化したところ、得られた合成石英ガラスは膜厚20μm に
対してバラツキが±３μm で、屈折率も不均一であり、
透明化した領域と半透明な領域との混在するものとなっ
た。
【００１４】
【発明の効果】本発明によれば、酸水素火炎の熱で発生
した基板の反りによる基板のスライドがなくなるので、
基板上に堆積されるガラス膜の膜厚と屈折率のバラツキ
を低く抑えることができ、したがってこれを透明化して
得られる合成石英ガラスを光導波路のクラッド層または
コア層とすることができる。
した基板の反りによる基板のスライドがなくなるので、
基板上に堆積されるガラス膜の膜厚と屈折率のバラツキ
を低く抑えることができ、したがってこれを透明化して
得られる合成石英ガラスを光導波路のクラッド層または
コア層とすることができる。
【図１】本発明の酸化物ガラス膜製造装置のターンテー
ブルと基板との関係図を示したもので、(a) はその縦断
面図、(b) はその平面図を示したものである。
ブルと基板との関係図を示したもので、(a) はその縦断
面図、(b) はその平面図を示したものである。
【図２】本発明の酸化物ガラス膜製造装置のターンテー
ブルと基板との他の関係図を示したもので、(a) はその
縦断面図、(b) はその平面図を示したものである。
ブルと基板との他の関係図を示したもので、(a) はその
縦断面図、(b) はその平面図を示したものである。
【図３】本発明の実施例で使用された酸化物ガラス膜製
造装置の斜視図を示したものである。
造装置の斜視図を示したものである。
【図４】従来公知の酸化物ガラス膜製造装置の斜視図を
示したものである。
示したものである。
【図５】従来公知の酸化物ガラス膜製造装置におけるタ
ーンテーブルと基板との関係図を示したもので、(a) は
ガラス膜形成前、(b) は酸水素火炎により基板に反りが
生じたもの、(c) は酸水素火炎バーナーの通過後におけ
る基板のスライド状態、の縦断面図を示したものであ
る。
ーンテーブルと基板との関係図を示したもので、(a) は
ガラス膜形成前、(b) は酸水素火炎により基板に反りが
生じたもの、(c) は酸水素火炎バーナーの通過後におけ
る基板のスライド状態、の縦断面図を示したものであ
る。
１、11…ターンテーブル ２、12…基板 ３…溝 ４、13…酸水素火炎バーナー ５、14…軸 ６、15…排気管 16…基板の反り
Claims (1)
- 【請求項１】 けい素化合物の酸水素火炎バーナー中で
の火炎加水分解により発生したガラス微粒子をターンテ
ーブル上の基板に堆積させ、ガラス微粒子層を加熱し、
透明化する酸化物ガラス膜製造装置において、基板を載
せるターンテーブルに溝を設けてなることを特徴とする
酸化物ガラス膜製造装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3497097A JPH10231133A (ja) | 1997-02-19 | 1997-02-19 | 酸化物ガラス膜製造装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3497097A JPH10231133A (ja) | 1997-02-19 | 1997-02-19 | 酸化物ガラス膜製造装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH10231133A true JPH10231133A (ja) | 1998-09-02 |
Family
ID=12429008
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP3497097A Pending JPH10231133A (ja) | 1997-02-19 | 1997-02-19 | 酸化物ガラス膜製造装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH10231133A (ja) |
-
1997
- 1997-02-19 JP JP3497097A patent/JPH10231133A/ja active Pending
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