【事件の表示】
　特許第２９００７３２号「光導波路の製造方法」の請求項１ないし４に係る特許に対する特許異議の申立てについて、次のとおり決定する。
【結　論】
　訂正を認める。
　特許第２９００７３２号の請求項１ないし４に係る特許を維持する。
【理　由】
１．手続の経緯
　本件特許第２９００７３２号の請求項１ないし４に係る発明についての出願は、平成４年１１月２４日に出願されたものであって、平成１１年３月１９日にその発明についての特許の設定登録がなされ、その後、谷川侃是より特許異議の申し立てがなされ、取消理由通知がなされ、その指定期間内である平成１２年６月１日に訂正請求がなされたものである。
２．訂正の適否についての判断
2．1　訂正の内容
　ア．訂正事項ａ
　（１）【特許請求の範囲】の【請求項１】に、
「Ｓｉアルコキシド蒸気を主とする原料蒸気とオゾンガスとを反応させて、」とあるのを、
「キャリアガスとしてアルゴンガスを用い、Ｓｉアルコキシド蒸気を主とする原料蒸気と１０％以上のオゾンを含む酸素ガスとを反応させて、」と訂正する。
　（２）特許明細書の【０００７】第２行〜第３行及び【００２０】第２行〜第３行に、
「Ｓｉアルコキシド蒸気を主とする原料蒸気とオゾンガスとを反応させて、」とあるのを、
「キャリアガスとしてアルゴンガスを用い、Ｓｉアルコキシド蒸気を主とする原料蒸気と１０％以上のオゾンを含む酸素ガスとを反応させて、」と訂正する。
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
　イ．訂正事項ｂ
　（１）【特許請求の範囲】の【請求項２】に、
「Ｓｉアルコキシド蒸気を主とする原料蒸気とオゾンガスとを反応させて、基板にＳｉＯ2を主成分とする膜を形成する工程、基板に形成したＳｉＯ2を主成分とする膜を加工する工程、並びに酸化性雰囲気でＳｉＯ2を主成分とする膜を」とあるのを、
「キャリアガスとしてアルゴンを用い、Ｓｉアルコキシド蒸気を主とする原料蒸気と１０％以上のオゾンを含む酸素ガスとを反応させて、基板にＳｉＯ2を主成分とする膜を形成する工程、基板に形成したＳｉＯ2を主成分とする膜を加工する工程、並びにオゾンを含む酸素ガス中でＳｉＯ2を主成分とする膜を」と訂正する。
　（２）特許明細書の【０００７】第５行〜第８行及び【００２１】第１行〜第４行に、
「Ｓｉアルコキシド蒸気を主とする原料蒸気とオゾンガスとを反応させて、基板にＳｉＯ2を主成分とする膜を形成する工程、基板に形成したＳｉＯ2を主成分とする膜を加工する工程、並びに酸化性雰囲気でＳｉＯ2を主成分とする膜を」とあるのを、
「キャリアガスとしてアルゴンを用い、Ｓｉアルコキシド蒸気を主とする原料蒸気と１０％以上のオゾンを含む酸素ガスとを反応させて、基板にＳｉＯ2を主成分とする膜を形成する工程、基板に形成したＳｉＯ2を主成分とする膜を加工する工程、並びにオゾンを含む酸素ガス中でＳｉＯ2を主成分とする膜を」と訂正し、
　特許明細書の【０００８】第５行に、
「酸化性雰囲気で」とあるのを、
「オゾンを含む酸素ガス中で」と訂正し、
　特許明細書の【００２１】第５行に、
「上記効果に加えて特性の優れた」とあるのを、
「上記効果に加えて膜中に残留しているＨ2Ｏや炭化水素の取り除かれた、特性の優れた」と訂正する。
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
ウ．訂正事項ｃ
　特許明細書の【０００８】第８行及び第１０行に「原料上記」とあるのを、
「原料蒸気」と訂正する。
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
2．2　訂正の適否、新規事項の有無及び拡張・変更の存否
　訂正事項ａ（１）は、【特許請求の範囲】の【請求項１】の「原料蒸気とオゾンガスとの反応条件」に関する構成を限定するものであり、特許請求の範囲の減縮を目的としたものである。また、訂正事項ａ（２）は、上記ａ（１）の訂正に伴い、特許請求の範囲と発明の詳細な説明との整合をとるための、明りょうでない記載の釈明を目的としたものである。また、訂正事項ａ（１）及びａ（２）は、本件明細書の【０００９】及び【００１４】の記載に基づくものであるから、願書に添付した明細書に記載した事項の範囲内のものであり、実質的に特許請求の範囲を拡張又は変更するものではない。
　
　訂正事項ｂ（１）は、【特許請求の範囲】の【請求項２】の「原料蒸気とオゾンガスとの反応条件」に関する構成、及び「基板に形成したＳｉＯ2を主成分とする膜の熱処理の条件」に関する構成を限定するものであり、特許請求の範囲の減縮を目的としたものである。また、訂正事項ｂ（２）は、上記ｂ（１）の訂正に伴い、特許請求の範囲と発明の詳細な説明との整合をとるための、明りょうでない記載の釈明を目的としたものである。また、訂正事項ｂ（１）及びｂ（２）は、本件明細書の【０００９】、【００１３】及び【００１４】の記載に基づくものであるから、願書に添付した明細書に記載した事項の範囲内のものであり、実質的に特許請求の範囲を拡張又は変更するものではない。
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
　訂正事項ｃは、【０００８】第８行及び第１０行の記載中、「原料蒸気」とすべきところを、誤って記載したものであり、誤記の訂正を目的としたものである。また、訂正事項ｃは、本件明細書の【０００７】の記載に基づくものであるから、願書に添付した明細書に記載した事項の範囲内のものであり、実質的に特許請求の範囲を拡張又は変更するものではない。
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
2．3　独立特許要件の検討
2．3．1　訂正明細書の請求項１ないし４に係る発明
　訂正明細書の請求項１ないし４に係る発明（以下、「本件訂正発明１ないし４」という。）は、その特許請求の範囲１ないし４に記載された事項により特定される次のとおりのものである。
「【請求項１】　キャリアガスとしてアルゴンガスを用い、Ｓｉアルコキシド蒸気を主とする原料蒸気と１０％以上のオゾンを含む酸素ガスとを反応させて、基板にＳｉＯ2を主成分とする膜を形成する光導波路の製造方法。
　【請求項２】　キャリアガスとしてアルゴンガスを用い、Ｓｉアルコキシド蒸気を主とする原料蒸気と１０％以上のオゾンを含む酸素ガスとを反応させて、基板にＳｉＯ2を主成分とする膜を形成する工程、基板に形成したＳｉＯ2を主成分とする膜を加工する工程、並びにオゾンを含む酸素ガス中でＳｉＯ2を主成分とする膜を成膜中の温度より高く、上記基板の融点より低い温度で熱処理する工程を施す光導波路の製造方法。
　【請求項３】　請求項第１項または第２項記載のものにおいて、原料蒸気がＳｉのアルコキシド蒸気を主として、Ｂ、Ｇｅ、Ｐ等の非金属元素のアルコキシド蒸気並びにＴｉ、Ａｌ、Ｚｒ等の金属アルコキシド蒸気の少なくとも１種を含有することを特徴とする光導波路の製造方法。
　【請求項４】　請求項第１項ないし第３項の何れかに記載のものにおいて、原料蒸気がＳｉのアルコキシド蒸気を主として、Ｅｒ、Ｎｄ、Ｐｒ、Ｓｍ、Ｈｏ、Ｔｍ、Ｙｂ等の希土類元素の有機金属化合物のアルコキシド蒸気の少なくとも１種を含有することを特徴とする光導波路の製造方法。」
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
2．3．2　引用例
　当審が、取消理由通知で引用した、刊行物１（特開平３−２２０５０６号公報）には、
「１．真空に保たれた低温プラズマ雰囲気中で、表面が低屈折率ガラスで覆われた基板に屈折率制御用ドーパントと希土類元素を含んだ有機オキシシランの蒸気を酸素を含むガスと共に吹き付けて、基板のガラス層表面にこれよりも屈折率の高い屈折率制御用ドーパントと希土類元素を含んだガラス膜を形成することを特徴とする光導波路用ガラス膜の形成方法。
２．上記基板がプラズマ雰囲気中で４００℃以下の温度に加熱されていることを特徴とする請求項１記載の光導波路用ガラス膜の形成方法。」（特許請求の範囲）、
「［発明が解決しようとする課題］・・・ＭＣＶＤ法及びＶＡＤ法は、いずれも高温反応プロセスであるため、光ファイバ中に希土類元素イオンを高濃度に添加することが難しく、・・・不均一な光ファイバになり易いという問題があった。・・・本発明の目的は、上記従来技術の問題点を解消し、小形低損失、多機能性の光ディバイスを実現するために、・・・光導波路用ガラス膜の形成方法を提供することにある。」（第２頁左上欄第２行〜右上欄第５行）、
「以下、本発明の一実施例を添付図面に基づいて詳述する。・・・１はプラズマＣＶＤ装置であり、・・・第３のタンクは有機オキシシラン１７・・・等を収容しており、その有機オキシシランをＯ2ガスで気泡化させて蒸気を発生するようになっている。・・・基板６のガラス層表面にこれよりも屈折率の高い屈折率制御用ドーパントと希土類元素を含んだガラス膜を形成する。・・・」（第２頁左下欄第２０行〜第３頁右下欄第２０行）と記載されている。
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
　同じく、 刊行物２（JOURNAL　OF　LIGHTWAVE　TECHNOLOGY,　Vol.6,　No.6,　JUNE　1988,　pp.1011-1015）には、
「本論文の目的は、従来のシリコンＩＣ製法による大量生産が可能で、光集積回路としてのマルチプレクサを論証し評価することにある。・・・パッシブ素子はシリコンウエハー上にリンガラスをコア及びガイド層材料として使用して形成できる。これら素子の形成はかくしてシリコン技術に適合している。」（第１０１１頁の１．「INTRODUCTON」の欄の第６行〜第２４行）、
「シラン、酸素及びリンを用いた４５０℃でのデポジットによるリンシリケートガラスをコア層として使用し、ＴＥＯＳ（Ｓｉアルコキシド）、酸素およびリンを用いた７３０℃でのデポジットによるＳｉＯ2をトップ層として使用した」（第１０１３頁左欄第２行〜第１０行）と記載されている。
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
　同じく、 刊行物３（J.　Electrochem.　Soc.,　Vol.137,　No.9,　September　1990,pp.2883-2887）には、
「進化したＣＶＤ膜は、・・・シリコン原料としてのＴＥＯＳの特徴は、安全であり、取り扱いが容易であり、化学的に安定であることである。低圧／高温（3，5，6）やプラズマＣＶＤ（7）では、主に酸素と共に使用されており、したがって、層間誘電体膜としては使用できない。しかしながら、プラズマＣＶＤにおいて共通であるところの上述した欠点やカーボン汚染は依然として残るが、ＴＥＯＳと酸素とのプラズマＣＶＤによる低温でのシリコン酸化膜は堆積できる。本論文は、低温でシリコン誘電体膜を堆積するための代替ＣＶＤ技術を提案するものであり、その代替技術とは、オゾンとＴＥＯＳとを用いた常圧ＣＶＤ技術であり、これにより、堆積された膜に、優れたステップカバレジ、低ストレス及びほとんどない微粒子というすばらしい特性を与えるものである。」（第２８８３頁左欄 下から８行〜第２８８４頁左欄第９行）と記載され、その第２図には、その堆積温度は４００℃であることが示されている。
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
2．3．3　対比・判断
（１）本件訂正発明１について
　本件訂正発明１と上記刊行物１〜３に記載の発明とを対比すると、上記刊行物１〜３に記載の発明は、何れも、本件訂正発明１の必須の構成である、「キャリアガスとしてアルゴンガスを用い、Ｓｉアルコキシド蒸気を主とする原料蒸気と１０％以上のオゾンを含む酸素ガスとを反応させて、基板にＳｉＯ2を主成分とする膜を形成すること」の点を具備していない。
　すなわち、刊行物１及び２に記載の発明は、光導波路の形成方法に係るものであるが、Ｓｉアルコキシドと酸素とをプラズマＣＶＤ法により反応させてＳｉＯ2膜を形成することについて記載しているだけであり、キャリアガスとしてアルゴンガスを用いること、Ｓｉアルコキシドとオゾンとを反応させてＳｉＯ2膜を形成すること、当該オゾンの濃度は１０％以上であること、の何れの点についても記載しておらず、示唆もしていない。
　また、刊行物３に記載の発明は、ＶＬＳＩデバイス中のＳｉＯ2膜の形成に係るものであって、光導波路の製造方法に係るものではなく、そのため、本件訂正発明１とは、ＳｉＯ2の膜厚、及びその上下の層構成、が異なるものであり、更に、キャリアガスの種類、オゾン濃度、の各点でも、本件訂正発明１とは相違するものである。
　そして、本件訂正発明１は、上記構成を採用することにより、従来より低い温度で基板にＳｉＯ2を主成分とする膜を形成することができ、プロセスが簡略化できるとともに、高温では形状や成分が変化してしまう基板を用いることができ、しかも実用レベル以上の特性を有する光導波路の製造方法を得ることが出来る、という明細書記載の顕著な効果を奏するものである。
　したがって、本件訂正発明１は、上記刊行物１〜３に記載された発明に基いて当業者が容易に発明をすることができたものであるとはいえない。
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
（２）本件訂正発明２ないし４について
　本件訂正発明２ないし４は、請求項１に係る発明に、更に構成を付加したものであるから、本件請求項１に係る発明についてと同様の理由により、刊行物１〜３に記載された発明に基いて当業者が容易に発明をすることができたものであるとすることができない。
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
（３）まとめ
　以上のとおりであるから、本件訂正発明１ないし４は、出願の際独立して特許を受けることができるものである。
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
３．特許異議申立についての判断
3．1　申立ての理由の概要
　特許異議申立人 谷川侃是は、甲第１〜３号証を提示し、本件訂正発明１ないし４は、甲第１〜３号証から当業者が容易に発明をすることができたものであり、特許法第２９条第２項の規定により特許を受けることができないものであるから、その特許を取り消すべき旨主張している。
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
3．2　判断
　上記甲第１〜３号証は、上記刊行物１〜３に対応するものであり、本件訂正発明１ないし４が、上記刊行物１〜３に記載された発明に基づいて当業者が容易に発明をすることができたものでないことは、上記「2．3．3　対比・判断」の項に記載したとおりである。　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
４．むすび
　以上のとおりであるから、特許異議の申立の理由及び証拠によっては本件訂正発明１ないし４の特許を取り消すことはできない。
　また、他に本件訂正発明１ないし４の特許を取り消すべき理由を発見しない。
　よって、結論のとおり決定する。
【異議決定日】
平成１３年３月１５日（２００１．３．１５）
【訂正の要旨】
訂正の要旨
　ア．訂正事項ａ
　（１）【特許請求の範囲】の【請求項１】に、
「Ｓｉアルコキシド蒸気を主とする原料蒸気とオゾンガスとを反応させて、」とあるのを、
「キャリアガスとしてアルゴンガスを用い、Ｓｉアルコキシド蒸気を主とする原料蒸気と１０％以上のオゾンを含む酸素ガスとを反応させて、」と訂正する。
　（２）特許明細書の【０００７】第２行〜第３行及び【００２０】第２行〜第３行に、
「Ｓｉアルコキシド蒸気を主とする原料蒸気とオゾンガスとを反応させて、」とあるのを、
「キャリアガスとしてアルゴンガスを用い、Ｓｉアルコキシド蒸気を主とする原料蒸気と１０％以上のオゾンを含む酸素ガスとを反応させて、」と訂正する。
　イ．訂正事項ｂ
　（１）【特許請求の範囲】の【請求項２】に、
「Ｓｉアルコキシド蒸気を主とする原料蒸気とオゾンガスとを反応させて、基板にＳｉＯ２を主成分とする膜を形成する工程、基板に形成したＳｉＯ２を主成分とする膜を加工する工程、並びに酸化性雰囲気でＳｉＯ２を主成分とする膜を」とあるのを、
「キャリアガスとしてアルゴンを用い、Ｓｉアルコキシド蒸気を主とする原料蒸気と１０％以上のオゾンを含む酸素ガスとを反応させて、基板にＳｉＯ２を主成分とする膜を形成する工程、基板に形成したＳｉＯ２を主成分とする膜を加工する工程、並びにオゾンを含む酸素ガス中でＳｉＯ２を主成分とする膜を」と訂正する。
　（２）特許明細書の【０００７】第５行〜第８行及び【００２１】第１行〜第４行に、
「Ｓｉアルコキシド蒸気を主とする原料蒸気とオゾンガスとを反応させて、基板にＳｉＯ２を主成分とする膜を形成する工程、基板に形成したＳｉＯ２を主成分とする膜を加工する工程並びに酸化性雰囲気でＳｉＯ２を主成分とする膜を」とあるのを、
「キャリアガスとしてアルゴンを用い、Ｓｉアルコキシド蒸気を主とする原料蒸気と１０％以上のオゾンを含む酸素ガスとを反応させて、基板にＳｉＯ２を主成分とする膜を形成する工程、基板に形成したＳｉＯ２を主成分とする膜を加工する工程、並びにオゾンを含む酸素ガス中でＳｉＯ２を主成分とする膜を」と訂正し、
　特許明細書の【０００８】第５行に、
「酸化性雰囲気で」とあるのを、
「オゾンを含む酸素ガス中で」と訂正し、
　特許明細書の【００２１】第５行に、
「上記効果に加えて特性の優れた」とあるのを、
「上記効果に加えて膜中に残留しているＨ２Ｏや炭化水素の取り除かれた、特性の優れた」と訂正する。
ウ．訂正事項ｃ
　特許明細書の【０００８】第８行及び第１０行に「原料上記」とあるのを、
「原料蒸気」と訂正する。
（５４）【発明の名称】
光導波路の製造方法
（５７）【特許請求の範囲】
　【請求項１】　
キャリアガスとしてアルゴンガスを用い、Ｓｉ
と１０％以上のオゾンを含む酸素ガス
　【請求項２】　
キャリアガスとしてアルゴンを用い、Ｓｉ
と１０％以上のオゾンを含む酸素ガス
オゾンを含む酸素ガス中で
　【請求項３】　請求項第１項または第２項記載のものにおいて、原料蒸気がＳｉのアルコキシド蒸気を主として、Ｂ、Ｇｅ、Ｐ等の非金属元素のアルコキシド蒸気並びにＴｉ、Ａｌ、Ｚｒ等の金属アルコキシド蒸気の少なくとも１種を含有することを特徴とする光導波路の製造方法。
　【請求項４】　請求項第１項ないし第３項の何れかに記載のものにおいて、原料蒸気がＳｉのアルコキシド蒸気を主として、Ｅｒ、Ｎｄ、Ｐｒ、Ｓｍ、Ｈｏ、Ｔｍ、Ｙｂ等の希土類元素の有機金属化合物のアルコキシド蒸気の少なくとも１種を含有することを特徴とする光導波路の製造方法。
【発明の詳細な説明】
　【０００１】
　【産業上の利用分野】
　本発明は、光通信分野、特に周波数多重光伝送技術において重要な部品である光合分波器、方向性結合器等を構成する特に石英系の光導波路の製造方法に関するものである。
　【０００２】
　【従来の技術】
　従来、石英を主成分とする薄膜堆積型光導波路形成のための基板として、Ｓｉ基板が使用されてきた。Ｓｉは高屈折率であるため、直接、薄膜を堆積して屈折率の高い導波路とすることはできないので、光学的バッファ層として表面に屈折率の低いＳｉＯ２層を形成することが必要である。このＳｉ基板上に形成された石英系の光導波路が、熔融石英や光学ガラスに金属イオンを拡散するなどの方法で形成した他の光導波路に比べて伝搬損失・散乱が小さいことが報告されている。また石英系光導波路は、光通信で使用される石英の光ファイバと同じ石英系材料であるため、接続損失を極めて小さくできる点でも優れた導波路である。しかし、以下に述べる従来の製造方法では、全てのプロセス中の最高温度を７００℃以下に下げる事は難しく、その結果、高温で形状や成分が変化する基板上には形成することは困難であった。
　【０００３】
　この導波路を作製する代表的な方法としては、火炎堆積法、スパッタ法とＣＶＤ法等がある。最も一般的に用いられるのは、火炎堆積法で、図３は火炎堆積法による導波路作製装置の構成図であり、１は基板、２はキャリアガス導入口、５は原料容器、６は流量調節器、９は水素ガスおよび水素ガス導入口、１０はバーナー、１１は回転試料台である。即ち、流量調節器６により流量を調節しながらキャリアガス導入口２からアルゴンガスを原料容器５中へ導入し、原料容器５中のＳｉＣｌ４などの出発原料を酸水素バーナー１０へ輸送し、火炎中にて加水分解して粉末状のＳｉＯ２を作製し、これを基板１へ吹き付けて堆積する。基板１は、回転試料台１１に配置され、一定の速度で回転できるため、一度に数１０枚の火炎堆積が施せる。光導波路膜の厚み方向の屈折率分布は、ガラスの組成制御によって形成される。即ち、火炎堆積の当初はＳｉＯ２のみを吹き付け、その後コア層の屈折率に応じてＴｉなどを所定量ドープする。そして、最後に再びＳｉＯ２のみとして、上部クラッド層を形成する。このように、屈折率分布の形状は輸送原料の組成を時間的に変化させる事で制御するため、ステップ型のみならずグレーデッド型の導波路作製が可能となる。ただし、ＳｉＯ２膜形成後、１２５０から１３５０℃の温度で透明化のための熱処理を行う必要がある。その際、熱処理雰囲気を低温時には酸素ガス、高温時にはヘリウムガスと切り替えなくてはならない。これは、低温時に膜中に残留している炭化物、塩化物を酸化させ、高温時に膜中に残留している微小な気泡を取り除くためである。光導波路の屈折率・光伝送損失は、これらの残留物に大きく依存するため、この透明化熱処理は重要なプロセスである。このプロセスで作製した石英系光導波路の基本特性は、刊行物｛ＮＴＴ、Ｒ＆Ｄ（ｖｏｌ．４０，Ｎｏ．２，ｐ．１９９）｝によると損失０．１ｄＢ／ｃｍ、比屈折率差０．７５％、許容曲げ半径５ｍｍとなっている。
　【０００４】
　次に、他の従来例として、ＣＶＤ法による石英系導波路作製装置の構成図を図４に示す。なお、図中３は反応管、４は排気口である。この装置は、通常のホットウォール型の熱分解ＣＶＤ装置で、酸素ガスをキャリアガスとしている。即ち、流量調節器６により流量を調節しながらキャリアガス導入口２から酸素ガスを原料容器５中へ導入し、原料容器５中のＳｉＣｌ４、ＴｉＣｌ４、ＧｅＣｌ４、ＰＣｌ３およびＢＢｒ３等の液体原料などの出発原料を反応管３に輸送し、１０００℃の高温で輸送原料を分解・反応させ、微粉末を基板１に堆積させる。ここでも、光導波路膜の厚み方向の屈折率分布は、輸送原料の組成制御によって行われる。即ち、ＳｉＣｌ４のみを原料として供給し、その後コア層の屈折率に応じてＧｅＣｌ４、ＴｉＣｌ４、ＰＣｌ３およびＢＣｌ３などを所定量ドープする。そして、最後に再びＳｉＣｌ４のみとして、上部クラッド層を形成する。このように、屈折率分布の形状は輸送原料の組成を時間的に変化させる事で制御するため、ステップ型のみならずグレーデッド型の導波路作製が可能となる。ただし、このＣＶＤ法によるＳｉＯ２膜形成も火炎堆積法と同様に、１２５０から１５００℃の温度で透明化のための熱処理を行う必要がある。
　【０００５】
　【発明が解決しようとする課題】
　上記のように、従来の火炎堆積法およびＣＶＤ法により光導波路膜を成膜した後、透明化させて所望の屈折率・伝搬損失を得るためには、１２００℃から１５００℃の高温で基板を熱処理する必要があった。そのため、例えば安価な低融点ガラス等のように、高温熱処理により形状や成分が変化する基板には形成することが困難である。
　また、比較的低温でＳｉＯ２膜を形成する方法として、スパッタ法やＳｉＨ４とＯ３ガスを使用する低温ＣＶＤ法があるが、膜の組成ずれが大きく、膜応力が大きく、不純物が入りやすいなどの理由により、光損失の小さい光導波路を形成することが困難であった。
　【０００６】
　本発明は、かかる課題を解決するためになされたもので、従来より低い温度で形成できるため、プロセスが簡略化できるとともに、高温では形状や成分が変化してしまう基板をも用いることができ、しかも実用レベル以上の特性を有する光導波路の製造方法を得ることを目的とするものである。
　本発明の別の発明は、上記効果に加えて特性の優れた光導波路の製造方法を得ることを目的とするものである。
　本発明の別の発明は、上記効果に加えて屈折率の制御が可能となるので、より特性の向上した光導波路の製造方法を得ることを目的とするものである。
　本発明のさらに別の発明は、上記効果に加えて光の増幅作用のある光導波路の製造方法を得ることを目的とするものである。
　【０００７】
　【課題を解決するための手段】
　本発明の光導波路の製造方法は、
キャリアガスとしてアルゴンガスを用い、Ｓｉ
と１０％以上のオゾンを含む酸素ガス
　本発明の別の発明の光導波路の製造方法は、
キャリアガスとしてアルゴンガスを用い、Ｓｉ
と１０％以上のオゾンを含む酸素ガス
オゾンを含む酸素ガス中で
　本発明の別の発明の光導波路の製造方法は、上記発明において、原料蒸気がＳｉのアルコキシド蒸気を主として、Ｂ、Ｇｅ、Ｐ等の非金属元素のアルコキシド蒸気並びにＴｉ、Ａｌ、Ｚｒ等の金属アルコキシド蒸気の少なくとも１種を含有することを特徴とする方法である。
　本発明の別の発明の光導波路の製造方法は、上記発明において、原料蒸気がＳｉのアルコキシド蒸気を主として、Ｅｒ、Ｎｄ、Ｐｒ、Ｓｍ、Ｈｏ、Ｔｍ、Ｙｂ等の希土類元素の有機金属化合物のアルコキシド蒸気の少なくとも１種を含有することを特徴とする方法である。
　【０００８】
　【作用】
　本発明において、反応ガスであるオゾンガスは強い酸化能力を持ち、また主原料であるＳｉアルコキシドが比較的低温での分解が可能なため、比較的低い基板温度でも、原料が分解し反応して透明なＳｉＯ２を主成分とする膜が形成される。本発明の別の発明において
、オゾンを含む酸素ガス中で
　本発明の別の発明において、原料
蒸気
蒸気
　【０００９】
　【実施例】
実施例１．
　図１に本発明の別の発明の一実施例に用いられるオゾン酸化を用いたＣＶＤ法による石英膜の光導波路の製造装置の構成図を示す。図中、７はオゾナイザー、１２は酸素ガス導入口である。この装置では４個の原料容器５を備えており、４種類のＣＶＤ原料蒸気を同時に基板１上に供給できる。キャリアガスは、高純度アルゴンガスとした。各原料容器ごとに流量調節器６が付属しており、それぞれの蒸気の流量を独立に制御できる。従って４種類のアルコキシド原料を任意の割合で反応管３内の基板１上へ輸送することが可能である。反応管３へは、オゾナイザー７から１０％のオゾンを含む酸素ガスを導入すると共に、基板温度を４００℃として、原料の分解と反応を促進させ、反応管３内に設置した基板１に成膜する。基板１は一辺が３インチの正方形ガラス基板を使用した。
　【００１０】
　図２（ａ）〜（ｄ）は、本発明の別の発明の一実施例による光導波路製造のプロセスを示す工程図である。図中１０１はクラッド部となる膜、１０２はコア部となる膜、１０３はマスクである。光導波路の製造は、まず基板上にＳｉ（ＯＣ２Ｈ５）４｛Ｔｅｔｒａｅｔｈｙｌ　Ｏｒｔｈｏｓｉｌｉｃａｔｅ（ＴＥＯＳ）｝の蒸気のみを供給し、石英膜１０１を形成する。この石英膜１０１は、クラッドの一部を構成するもので、厚さ１５μｍ程度とした。次に、ＴＥＯＳとＴｉのアルコキシドを同時に基板上に供給して、光導波路のコア部となる高屈折率層１０２を形成した。ＴｉのアルコキシドとしてＴｉ（Ｏ―ｉ―Ｃ３Ｈ７）４（Ｔｉｔａｎｉｕｍ　Ｔｅｔｒａ―ｉｓｏｐｒｏｐｏｘｉｄｅ）を使用した。コア部形成では、Ｔｉ酸化物の含有量が約２ｍｏｌ％となるように、Ｔｉアルコキシドの蒸気の流量調整を行った。基板温度は、ＴＥＯＳのみの場合と同一とした。このコア部の厚さは６μｍとした。さらに、上部のクラッド部となる約１５μｍの厚みの石英膜１０１を、ＴＥＯＳのみの原料蒸気を基板上に供給して形成した｛図２（ａ）｝。次に、コア部のマスク１０３をａ（アモルファス）―Ｓｉ膜で作製し｛図２（ｂ）｝、ＲＩＥ法により石英多層膜をエッチングした｛図２（ｃ）｝。最後に、この導波路を囲むクラッド層１０１（屈折率ｎ２）をＴＥＯＳのみの原料で厚さ４０μｍ程度作製した｛図２（ｄ）｝。
　【００１１】
　上記本発明の別の発明の一実施例により製造した石英系の光導波路の特性は、直線での光損失が０．２５ｄＢ／ｃｍ（波長＝１．５５μｍ）と従来のＣＶＤプロセスの１から２ｄＢ／ｃｍと比較して１０分の１程度に小さくなった。火炎堆積法による導波路の光損失０．１ｄＢ／ｃｍと比較すると若干高いが実用レベルを有している。また、石英膜の屈折率は、ＴＥＯＳのみの膜で、１．４４８、Ｔｉをドープした石英膜で１．４５５であり、屈折率差は約０．５％であった。この結果から、本発明の別の発明の一実施例の光導波路の製造方法では、従来のＣＶＤ法、火炎堆積法では用いることができなかった基板上にも低損失な石英系の光導波路を形成できることが解る。
　【００１２】
　なお本実施例ではＳｉのアルコキシドとしてＴＥＯＳを使用したが、Ｓｉ（ＯＣＨ３）４（ｓｉｌｉｃｏｎ　ｔｅｔｒａ―ｍｅｔｈｏｘｉｄｅ）、Ｓｉ（ＯＣ３Ｈ７）４（ｓｉｌｉｃｏｎ　ｔｅｔｒａ―ｐｒｏｐｏｘｉｄｅ）、Ｓｉ（ＯＣ４Ｈ９）４（ｓｉｌｉｃｏｎ　ｔｅｔｒａ―ｂｕｔｏｘｉｄｅ）等を使用しても同様の効果が得られる。またＴｉのアルコキシドとしてＴｉ（ＯＣ２Ｈ５）４（Ｔｉｔａｎｉｕｍ　Ｔｅｔｒａ―ｅｔｈｏｘｉｄｅ）、Ｔｉ（ＯＣ４Ｈ７）４（Ｔｉｔａｎｉｕｍ　Ｔｅｔｒａ―ｂｕｔｏｘｉｄｅ）等を使用しても同様の効果がある。
　【００１３】
実施例２．
　実施例１で製造した光導波路を酸化性雰囲気として例えばオゾンを含む酸素ガス中で、６００℃で４時間のアニール熱処理を行った。この熱処理の温度と時間は、ガラス基板が熱処理によるダメージを受けない最高温度（基板の融点）と時間を考慮して決定した。このアニール処理により、導波路の光損失は、直線で０．１ｄＢ／ｃｍとほぼ火炎堆積法により作製した導波路の損失と同等のレベルにまで下がった。このアニール処理は、ＴＥＯＳを原料としたオゾン酸化による石英膜中に残留しているＨ２Ｏおよび炭化水素などを膜から取り除く効果がある。しかし、屈折率に関しては、大きな変化はなかった。また、この熱処理の温度を成膜中の温度より低くした場合は光損失を低下させる効果が見られなかった。
　【００１４】
実施例３．
　実施例１において用いた装置を用い、実施例１とは異なる元素をドープして光導波路を製造した。即ち、基板としてガラス基板を用い、基板温度は３８０℃とした。また、酸素ガス中のオゾンガスの濃度は、高出力オゾナイザーを用いて、１２％とした。まず底部のクラッド部は原料としてＴＥＯＳのみを用いて厚さ１５μｍの石英膜で作製した。次に、コア部となるＰ（リン）を８％ドープした高屈折率層を厚さ８μｍ作製した。ＰのドープはＴＥＯＳと同時にＰのアルコキシドＰ（ＯＣ２Ｈ５）３（Ｔｒｉｅｔｈｙｌ　Ｐｈｏｓｐｈｉｔｅ）を基板に供給することで行った。この状態で、導波路のマスクをＴｉで作製し、反応性イオンエッチングにより導波路のパターニングを行った。導波路幅は、８μｍとした。次いで、コア部を形成した方法と同様だがＰのドープ量を２％と少なくした石英膜を、コア部を囲むクラッド層として形成した。この導波路の光損失は、０．０５ｄＢ／ｃｍと実施例１の様にコア部にＴｉドープしたものよりも４分の１ほど小さくなった。
　【００１５】
　この実施例以外にもＰのアルコキシドとしてＰ（ＯＣＨ３）３（Ｔｒｉｍｅｔｈｙｌ　Ｐｈｏｓｐｈｉｔｅ）を用いた場合や、ＰＯ（ＯＣＨ３）３（Ｐｈｏｓｐｈｏｒｕｓ　ｔｒｉｍｅｔｈｏｘｉｄｅ）、ＰＯ（ＯＣ２Ｈ５）３（Ｐｈｏｓｐｈｏｒｕｓ　ｔｒｉｅｔｈｏｘｉｄｅ）などのアルコキシリン酸を用いた場合も同様の効果がある。また他のドープ元素のアルコキシドでは、Ａｌの場合Ａｌ（Ｏ―ｉ―Ｃ３Ｈ７）３（Ａｌｕｍｉｎｕｍ　ｔｒｉ―ｉｓｏｐｒｏｐｏｘｉｄｅ）、Ａｌ（Ｏ―ｓｅｃ―Ｃ４Ｈ９）３（Ａｌｕｍｉｎｕｍ　ｔｒｉ―ｓｅｃ―ｂｕｔｏｘｉｄｅ）など、Ｇｅの場合Ｇｅ（ＯＣ２Ｈ５）４（Ｇｅｒｍａｎｉｕｍ　ｔｅｔｒａ‐ｅｔｈｏｘｉｄｅ）、Ｇｅｒｍａｎｉｕｍ　ｔｅｔｒａ―ｐｒｏｐｏｘｉｄｅ｛Ｇｅ（ＯＣ３Ｈ７）４｝など、Ｂの場合Ｂ（ＯＣ２Ｈ５）３（ｂｏｒｏｎ　ｔｒｉｅｔｈｏｘｉｄｅ）、Ｂ（ＯＣ３Ｈ７）３（ｂｏｒｏｎ　ｔｒｉ―ｐｒｏｐｏｘｉｄｅ）、Ｂ（ＯＣ４Ｈ９）３（ｂｏｒｏｎ　ｔｒｉ―ｂｕｔｏｘｉｄｅ）など、Ｚｒの場合Ｚｒ（Ｏ―ｔ―Ｃ４Ｈ９）４（ｚｉｒｃｏｎｉｕｍ　ｔｅｔｒａ―ｔ―ｂｕｔｏｘｉｄｅ）等を用いることにより同程度の効果を得ることが出来る。また、これらの物質以外でも、適当なキャリアガスにより蒸気を配管により輸送が可能であるアルコキシドで同様の効果が得られることが容易に予想できる。
　【００１６】
実施例４．
　ガラスや石英のファイバにＥｒ、Ｎｄ、Ｐｒ等の希土類をドープすると、適当な波長の光源を入力することにより別の波長の光強度を増幅できるレーザ媒体となる。近年、光ファイバにこれら元素をドープして、光通信で使用される１．３μｍ、１．５５μｍの波長の増幅を行う光ファイバ増幅が注目されている。ただし、これらの光ファイバ増幅では増幅特性の温度変化が大きいという点が問題であった。そこで光ファイバを低損失な平面状の光導波路に希土類元素をドープすれば、平面状のため温度制御が容易で、かつコンパクトな光増幅器が実現できる。その様な光増幅様の石英光導波路を、本発明のさらに別の発明の一実施例により製造した。増幅のためには、ある程度長い光導波路が必要であるため、基板には比較的大きな４インチ径のＳｉ基板を使用した。底部および上部のクラッド部はＴＥＯＳのみを原料とする石英膜とし、コア部はＴＥＯＳとＡｌのアルコキシドとＥｒのアルコキシドを同時に基板に供給した高屈折率石英膜とした。ＡｌのアルコキシドとしてはＡｌ（Ｏ―ｉ―Ｃ３Ｈ７）３（Ａｌｕｍｉｎｕｍ　ｔｒｉ―ｉｓｏｐｒｏｐｏｘｉｄｅ）、ＥｒのアルコキシドとしてはＥｒ（Ｏ―ｉ―Ｃ３Ｈ７）３（Ｅｒｂｉｕｍ　ｔｒｉ―ｉｓｏｐｒｏｐｏｘｉｄｅ）を使用した。Ｅｒのドープ量は約８００ｐｐｍとなるようにした。光導波路の形状は基板上で緩やかな曲線から構成して全長１ｍとなるようにした。得られた導波路の波長１．５５μｍでの光の挿入損失は全体で２７ｄＢであった。この光導波路に強度一定の波長１．５５μｍのレーザ光および強度可変の波長０．９８μｍの励起用レーザ光を入力し、励起光強度を大きくすることにより１．５５μｍの光強度が増幅される現象を確認した。
　【００１７】
　実施例４では希土類元素としてＥｒを選んだが、他の希土類元素Ｌｎ（Ｌｎ：Ｎｄ、Ｐｄ等）においても、アルコキシドとして、Ｌｎ（Ｏ―ｉ―Ｃ３Ｈ７）３（ｔｒｉ―ｉｓｏｐｒｏｐｏｘｉｄｅ）を使用することにより同様な効果が得られる。
　【００１８】
　上記実施例は、各原料容器から１種類の元素のアルコキシドまたは有機金属化合物の蒸気を基板上に供給した例であるが、１個の原料容器に複数の元素のアルコキシドまたは有機金属化合物、これらを溶解するための溶剤を入れることにより、複数の元素の蒸気を基板上に供給して、その酸化物膜を形成する方法でもよい。
　【００１９】
　なお、Ｓｉのアルコキシドおよび上記他の元素のアルコキシドと例えばメタノールおよびエタノール等のアルコールとを混合したものを気化して原料蒸気とすると、さらに低温で蒸気アルコキシドを安定に気化させることができるので好ましい。
　【００２０】
　【発明の効果】
　本発明は、以上説明したとおり、
キャリアガスとしてアルゴンガスを用い、Ｓｉ
と１０％以上のオゾンを含む酸素ガス
　【００２１】
　本発明の別の発明は、
キャリアガスとしてアルゴンガスを用い、Ｓｉ
と１０％以上のオゾンを含む酸素ガス
加えて膜中に残留しているＨ２Ｏや炭化水素が取り除かれた、
　【００２２】
　本発明の別の発明は、上記発明の原料蒸気がＳｉのアルコキシド蒸気を主として、Ｂ、Ｇｅ、Ｐ等の非金属元素のアルコキシド蒸気並びにＴｉ、Ａｌ、Ｚｒ等の金属アルコキシド蒸気の少なくとも１種を含有する物を用いることにより、上記効果に加えて屈折率の制御が可能となるので、より特性の向上した光導波路の製造方法を得ることが出来る。
　【００２３】
　本発明のさらに別の発明は、上記発明の原料蒸気がＳｉのアルコキシド蒸気を主として、Ｅｒ、Ｎｄ、Ｐｒ、Ｓｍ、Ｈｏ、Ｔｍ、Ｙｂ等の希土類元素の有機金属化合物のアルコキシド蒸気の少なくとも１種を含有する物を用いることにより、上記効果に加えて光の増幅作用のある光導波路の製造方法を得ることが出来る。
【図面の簡単な説明】
　【図１】
　本発明の別の発明の一実施例に用いられる光導波路の製造装置の構成図である。
　【図２】
　本発明の別の発明の一実施例による光導波路の製造方法のプロセスを示す工程図である。
　【図３】
　従来の火炎堆積法による導波路作製装置の構成図である。
　【図４】
　従来のＣＶＤ法による石英系導波路作製装置の構成図である。
　【符号の説明】
　１　基板
　２　キャリアガス導入口
　３　反応管
　５　原料容器
　７　オゾナイザー