(57)【要約】【課題】  基板の上下両面に同一組成、同一膜厚のガラスを成膜するガラス膜の製造方法を提供する。【解決手段】  反応容器１１内で上部電極１８と下部電極１６とを対向するように配置させ、その電極１６、１８に高電圧を印加すると共に、電極１６、１８を加熱し、ガラス原料となるガスを容器１１内に導入してプラズマ雰囲気下で基板２５にガラス薄膜を形成するガラス膜の製造方法において、下部電極１６上にギャップを介して基板を配置すると共にその基板２５の下面に開空間２６を形成し、その基板２５の上下面にガラス膜を成膜するものである。【選択図】        図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
反応容器内で上部電極と下部電極とを対向するように配置させ、その電極に高電圧を印加すると共に、電極を加熱し、ガラス原料となるガスを容器内に導入してプラズマ雰囲気下で基板にガラス薄膜を形成するガラス膜の製造方法において、下部電極上にギャップを介して基板を配置すると共にその基板の下面に開空間を形成し、その基板の上下面にガラス膜を成膜することを特徴とするガラス膜の製造方法。
【請求項２】
上記ギャップの高さは、２ｍｍから１５ｍｍの範囲内である請求項１記載のガラス膜の製造方法。
【請求項３】
上記下部電極上に基板固定部材を、その上部に配置される基板の外周に位置するように設けた請求項１または２記載のガラス膜の製造方法。
【請求項４】
上記基板固定部材は柱状に形成され、基板の外周に位置して少なくとも３本設けられ、その柱状の基板固定部材上に基板が載置されて成膜される請求項１から３いずれかに記載のガラス膜の製造方法。
【請求項５】
上記原料ガスは、アルコレート系の液体ソースを気化させたガス、またはＳｉＨ4 系のガスを用いた請求項１から４いずれかに記載のガラス膜の製造方法。
【請求項６】
上記基板の両面にガラス組成の異なるガラス膜を複数層積層する請求項１から５いずれかに記載のガラス膜の製造方法。
【請求項７】
上記基板には、ガラス、半導体、セラミックス及び高分子材料で形成された基板を用いた請求項１から６いずれかに記載のガラス膜の製造方法。
【請求項８】
上記基板の両面の少なくとも一方が、鏡面状態に研磨された基板を用いた請求項１から７いずれかに記載のガラス膜の製造方法。
【請求項９】
上記上部電極及び下部電極を３００〜６００℃の範囲内で同じ温度に加熱した請求項１から８いずれかに記載のガラス膜の製造方法。
【請求項１０】
上記原料ガスにＳｉ（ＯＣ2Ｈ5）4 を気化させたガスとＯ2 ガス及びＣ2Ｆ6ガスを混合したガスを所定の混合比で導入し、フッ素が添加されたガラス膜を成膜する請求項１から９いずれか記載のガラス膜の製造方法。
【請求項１１】
請求項１０記載の製造方法で製造したガラス膜の上層にそのガラス膜よりも屈折率の高いガラス層を積層することを特徴とするガラス膜の製造方法。
【請求項１２】
請求項１から１１いずれかのガラス膜の製造方法で形成したガラス膜を
８００℃から１３５０℃の範囲内の温度で高温熱処理する工程と、
フォトリソグラフィとドライエッチングにより導波路パターンを形成する工程と
を含むことを特徴とする導波路の製造方法。
【請求項１３】
請求項１２記載の導波路の製造方法で形成した基板上面の導波路パターン上及び基板下面のガラス膜上にＳｉ（ＯＣ2Ｈ5）4 を気化させたガスとＯ2 ガス及びＣ2Ｆ6ガスを混合したガスを所定の混合比で導入し、フッ素が添加されたガラス膜を形成することを特徴とする導波路の製造方法。
【請求項１４】
請求項１３記載の導波路の製造方法で形成した導波路パターンが形成された基板を８００℃から１３５０℃の温度範囲内で高温熱処理をしたことを特徴とする導波路の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、基板上にガラス膜を形成するガラス膜の製造方法と、そのガラス膜を加工して形成する導波路の製造方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
図４に示す従来のＣＶＤ法によるガラス膜の製造装置６０は、反応容器６１内にヒータのついた上部電極６３と下部電極６４が対向配置され、電極間６３、６４に高周波電源６６が接続されており、下部電極６４上に基板６８が配置される。さらに、反応容器６１内を真空状態に保つ排気装置６２と、原料ガス等を供給する供給管６７が接続されている。
【０００３】
ガラス膜の成膜方法は、上部電極６３と下部電極６４が加熱され、高周波電力が印加されると共に、恒温槽７２内で加熱されたアルコレート系の液体ソース（［Ｓｉ（ＯＣ2Ｈ5）4 ］６９、［Ｇｅ（ＯＣＨ3）4］７０、［Ｐ（ＯＣＨ3）3］７１等）が気化したガス及びＯ2 管７３を通って供給されるＯ2 ガスが、供給管６７を通り、ガスシャワー６５から基板６８に吹き付けられて、プラズマ雰囲気下で熱分解反応し、基板６８上にガラス膜が成膜される。
【０００４】
なお、７４は基板６８上への均一なガラス膜を形成するための側面保護板である。
【０００５】
【特許文献１】特開平１１−２８８９２８号公報
【特許文献２】特開２００１−３４８２３６号公報
【特許文献３】特開２００２−１４１３４２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、上述のガラス製造方法には以下の問題点がある。
【０００７】
（１）上述の製造方法では、基板片面にしか成膜することができない。そこで、基板の両面にガラス膜を成膜する場合には、基板片面（表面）にガラス膜を成膜した後、反応容器内を一度大気圧にブレークしてから基板を裏返しに置き、再度高真空にして裏面にガラス膜を成膜しなければならなかった。
【０００８】
しかし、この方法では、ガラス膜を形成する時間が掛かってしまうという問題がある。
【０００９】
さらに、基板表面と基板裏面でそれぞれ別々に成膜するので、表面と裏面のガラス膜間での特性（光学的、熱的、機械的特性等）が異なるおそれがある。
【００１０】
また、基板を下部電極上に裏返して置く際に、基板表面のガラス膜が傷付いたり、汚染されたりする。
【００１１】
（２）基板表面にガラス膜を形成すると、ガラス膜と基板との熱膨張係数の違いにより、基板に反りが生じる。その反りの生じた基板を高温熱処理すると、その基板の反りが大きくなる。
【００１２】
反りの生じたガラス膜を加工して導波路を形成すると、ＴＥモード、ＴＭモード間の損失差が大きい、いわゆる偏波依存性の大きい導波路になる。
【００１３】
また、基板の反りは、フォトリソグラフィ工程において、基板面内での露光パターンの寸法に分布を生じさせ、その後のドライエッチング工程において、加工寸法精度をさらに劣化させる問題がある。
【００１４】
基板とガラス膜の熱膨張係数、軟化温度が大きく異なった場合には、上記問題が著しく発生するため、最初に基板表面にガラス膜を成膜した段階で基板が反ってしまう。また、反った基板の裏面にガラス膜を形成しても、生じた反りは戻らない。
【００１５】
また、導波路のコア層とクラッド層との比屈折率差が大きい場合にも上記問題が著しく発生する。
【００１６】
そこで、本発明の目的は、上記課題を解決し、基板の上下両面に同一組成、同一膜厚のガラスを成膜するガラス膜の製造方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１７】
上記目的を達成するために、請求項１の発明は、反応容器内で上部電極と下部電極とを対向するように配置させ、その電極に高電圧を印加すると共に、電極を加熱し、ガラス原料となるガスを容器内に導入してプラズマ雰囲気下で基板にガラス薄膜を形成するガラス膜の製造方法において、下部電極上にギャップを介して基板を配置すると共にその基板の下面に開空間を形成し、その基板の上下面にガラス膜を成膜するガラス膜の製造方法である。
【００１８】
請求項２の発明は、ギャップの高さは、２ｍｍから１５ｍｍの範囲内である請求項１記載のガラス膜の製造方法である。
【００１９】
請求項３の発明は、下部電極上に基板固定部材を、その上部に配置される基板の外周に位置するよう設けた請求項１または２記載のガラス膜の製造方法である。
【００２０】
請求項４の発明は、基板固定部材は柱状に形成され、基板の外周に位置して少なくとも３本設けられ、その柱状の基板固定部材上に基板が載置されて成膜される請求項１から３いずれかに記載のガラス膜の製造方法である。
【００２１】
請求項５の発明は、原料ガスは、アルコレート系の液体ソースを気化させたガス、またはＳｉＨ4 系のガスを用いた請求項１から４いずれかに記載のガラス膜の製造方法である。
【００２２】
請求項６の発明は、基板の両面にガラス組成の異なるガラス膜を複数層積層する請求項１から５いずれかに記載のガラス膜の製造方法である。
【００２３】
請求項７の発明は、基板には、ガラス、半導体、セラミックス及び高分子材料で形成された基板を用いた請求項１から６いずれかに記載のガラス膜の製造方法である。
【００２４】
請求項８の発明は、基板の両面の少なくとも一方が、鏡面状態に研磨された基板を用いた請求項１から７いずれかに記載のガラス膜の製造方法である。
【００２５】
請求項９の発明は、電極及び下部電極を３００〜６００℃の範囲内で同じ温度に加熱した請求項１から８いずれかに記載のガラス膜の製造方法である。
【００２６】
請求項１０の発明は、原料ガスにＳｉ（ＯＣ2Ｈ5）4 を気化させたガスとＯ2 ガス及びＣ2Ｆ6ガスを混合したガスを所定の混合比で導入し、フッ素を添加させたガラス膜を成膜する請求項１から９いずれか記載のガラス膜の製造方法である。
【００２７】
請求項１１の発明は、請求項１０記載の製造方法で製造したガラス膜の上層にそのガラス膜よりも屈折率の高いガラス層を積層するガラス膜の製造方法である。
【００２８】
請求項１２の発明は、請求項１から１１いずれかのガラス膜の製造方法で形成したガラス膜を８００℃から１３５０℃の範囲内の温度で高温熱処理する工程と、
フォトリソグラフィとドライエッチングにより導波路パターンを形成する工程と
からなる導波路の製造方法である。
【００２９】
請求項１３の発明は、請求項１２記載の導波路の製造方法で形成した基板上面の導波路パターン上及び基板下面のガラス膜上にＳｉ（ＯＣ2Ｈ5）4 を気化させたガスとＯ2 ガス及びＣ2Ｆ6ガスを混合したガスを所定の混合比で導入し、フッ素を添加させたガラス膜を形成する導波路の製造方法である。
【００３０】
請求項１４の発明は、請求項１３記載の導波路の製造方法で形成した導波路が形成された基板を８００℃から１３５０℃の温度範囲内で高温熱処理をした導波路の製造方法である。
【発明の効果】
【００３１】
本発明によれば基板の上下面に同一組成、同一膜厚のガラス膜が成膜できるといった優れた効果を発揮する。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３２】
以下、本発明の好適な一実施形態を添付図面に基づいて詳述する。
【００３３】
図１に本実施の形態のガラス膜の製造方法に用いる製造装置１の概略図を示す。
【００３４】
製造装置１はクリーンユニット４０によりクラス１００に維持されたクリーンブース１０内に設けられる。
【００３５】
反応容器１１の内部には、上部電極１８及び下部電極１６が所定間隔で対向配置されている。下部電極１６には最大温度５００℃まで加熱できるヒータが設けられ（図示せず）、上部電極１８には最大温度４００℃まで加熱できるヒータ（図示せず）が設けられている。
【００３６】
反応容器１１の底部には、２つの排気口１２、１２を介してそれぞれ大容量排気装置１３、１３が設けられている。大容量排気装置１３はメカニカルブースターポンプ１４とドライポンプ１５とで構成される。
【００３７】
メカニカルブースターポンプ１４の排気量は８２００ｌ／ｍｉｎ以上、ドライポンプ１５の排気量は１２００ｌ／ｍｉｎ以上である。
【００３８】
下部電極１６及び上部電極１８にはリード線２１、２１により高周波電力を印加する高周波電源２２が接続されている。下部電極１６上には、基板固定部材２４によって形成されるギャップ１７を介して少なくとも１枚の基板２５が配置され（図では３枚）、下部電極１６と基板２５の間は開空間２６となっている。
【００３９】
ここで、基板２５の下面に形成された開空間２６について説明する。
【００４０】
図２に示すように、基板固定部材２４は、柱状に形成され、基板２５の外周に位置するように設けられて、基板２５を平行に固定している。各基板固定部材２４は、１つの基板２５において外周を略等分割する３箇所に設けることによって、基板２５を固定するようにした。
【００４１】
これにより、下部電極１６上にギャップ１７を介して基板２５が配置され、基板２５の下面には開空間２６が形成される。基板２５と下部電極１６とのギャップ１７は、２ｍｍから１５ｍｍが好ましい。
【００４２】
ギャップ１７が２ｍｍよりも小さいと、ガラス膜成膜中にプラズマが基板２５の下面に回りこみにくくなる。さらに、反応容器１１内に導入されるガスも基板２５の下面に回りこみ難くなり、基板２５の上面と下面に成膜されたガラス膜の組成、膜厚が異なる。逆に、ギャップが１５ｍｍより大きいと、基板２５の上面と基板２５下面との面内のガラス膜の組成や光学特性の差が大きくなり、基板上面と基板下面に成膜されたガラス膜の組成、膜厚の分布に不均一が生じる。
【００４３】
よって、ギャップの幅は、２〜１５ｍｍの範囲内であるのが好ましい。
【００４４】
本実施の形態では、一枚の基板２５において、柱状の基板固定部材２４を基板２５の下側に３本設けたが、４本以上でもよい。また、基板固定部材２４は、基板２５を挟む機構を備え、反応容器１１の上側（上部電極１８、上壁等）または側壁に固定されて、基板２５を保持してもよい。その際、基板固定部材２４は、柱状に限らず、２つ以上あればよい。
【００４５】
一方、上部電極１８の下部電極１６側には、反応容器１１内にガスを噴射するシャワー円板１９が設けられる。シャワー円板１９には多数の噴射口２０が形成され、その噴射するガスを供給するガス供給管２３が接続されている。また、ガス供給管２３には、ガス供給管２３内を通るガスを同一温度にするためのテープヒータ４５が設けられている。
【００４６】
反応容器１１には、基板２５の出し入れをする反応容器前室４２が基板出入り口４１を介して隣接される。反応容器前室４２には、基板表面にＮ2 ガスを吹き付けるガスシャワー４４が設けられ、ガスシャワー４４にはＮ2 ガスを導入するＮ2 ガス管４３が接続されている。
【００４７】
反応容器１１内に導入するガスは、ガラス膜の原料となるアルコレート系の液体ソースを気化させたガスと、そのガスに反応させるＯ2 、Ｎ2、ＮＨ3、Ｃ2Ｆ6等のガスが用いられる。
【００４８】
アルコレート系の液体ソースとしては、［Ｓｉ（ＯＣ2Ｈ5）4 ］等のＳｉ系液体ソース２８が用いられ、恒温槽２９にて加熱、気化される。恒温槽２９の温度は、液体ソース２８の融点よりも高く、沸点よりも低い７５℃とした。Ｓｉ系液体ソース２８を気化させたガスを供給するＳｉ系ガス供給管２７は、ガス供給管２３に接続されている。
【００４９】
Ｓｉ系液体ソース２８の他に、［Ｇｅ（ＯＣＨ3）4］等のＧｅ系液体ソース３１、［Ｐ（ＯＣＨ3）4］等のＰ系液体ソース３４を用いてもよく、それぞれ恒温槽３２、３５で加熱、気化される。Ｇｅ系液体ソース３１を気化させたガスを供給するＧｅ系ガス供給管３０、及びＰ系液体ソース３４を気化させたガスを供給するＰ系ガス供給管３３もガス供給管２３に接続されている。
【００５０】
また、Ｏ2、Ｎ2、ＮＨ3 、Ｃ2Ｆ6をそれぞれ反応容器１１に供給するＯ2 ガス供給管３６、Ｎ2 ガス供給管３７、ＮＨ3 ガス供給管３８、Ｃ2Ｆ6ガス供給管３９がガス供給管２３に接続されている。
【００５１】
次に、ガラス膜の成膜方法（製造方法）について説明する。
【００５２】
基板２５が配置された反応容器１１内を大容量排気装置１３、１３により高真空に排気し、高周波電源２２で下部電極１６と上部電極１８に高周波電力を印加すると共に、上部電極１８及び下部電極１６を加熱する。
【００５３】
印加する高周波電力は１３．５６ＭＨｚ、１ｋＷとし、上部電極１８及び下部電極１６の加熱温度は３００〜６００℃とする。
【００５４】
反応容器１１内の真空度は、数Ｐａから数十Ｐａが好ましい。真空度が低いと基板２５下面へのガラス膜の成膜量が低下すると共に、不均一なガラス膜になりやすく、真空度が高すぎると、成膜速度の低下や酸素欠陥のガラス膜になりやすいためである。
【００５５】
次に、Ｓｉ系液体ソース２８を恒温槽２９で７５℃に加熱して気化させた蒸気、Ｏ2 ガス及びＣ2Ｆ6ガスを、テープヒータ４５で加熱されたガス供給管２３で混合して重畳させ、反応容器１１内に導入する。導入されるガスは、反応容器１１内で、シャワー円板１９の噴出口２０から基板２５に吹き付けるようにするため、均一に拡散される。
【００５６】
Ｏ2 ガスは、プラズマ雰囲気下でＳｉ系液体ソース２８を気化させたガスの熱分解反応を十分に行わせるために流し、Ｃ2Ｆ6ガスは、ＳｉＯ2 のガラス膜内にＦ（フッ素）を添加させるために用いる。
【００５７】
ガス供給管２３内の温度は、８０℃〜１２０℃の範囲内であるのがよい。管内温度が１２０℃より高いと、管内で加水分解反応が起こり、管内にガラス微粒子が付着してしまい、８０℃より低いと、Ｓｉ系液体ソース２８の液化による付着や、Ｃ2Ｆ6ガスとの液体反応が起こるためである。
【００５８】
反応容器１１内は、高周波電力により上部電極１８下部電極１６間にプラズマが発生し、高真空に保たれているので、プラズマ雰囲気下での熱分解反応により、基板２５の上面及び下面にＦの添加されたＳｉＯ2 の低屈折率のガラス膜が形成される。
【００５９】
ガラス膜が成膜された基板２５を、反応容器１１から取り出す際は、反応容器１１内を大気圧にブレークしてから、基板出入口４１から取り出す。このとき、反応容器前室４２のガスシャワー４４からＮ2 ガスを基板２５に吹き付け、基板２５の上下面に付着したゴミ等を取り除く。
【００６０】
以上より、下部電極１６上に開空間２６を形成して基板２５を略平行に固定して、基板２５の上面及び下面上にガラス膜を製造するので、ガラス膜の成膜時間を短くでき、極めて効率的、経済的である。
【００６１】
さらに、基板２５とガラス膜の熱膨張係数や軟化温度に大きな差があっても基板表面のみならず、基板の下面にも略同一組成のガラス膜を同時に成膜することができるので、基板２５への反り発生がほとんど生じない。
【００６２】
基板２５の上面及び下面は下部電極１６及び上部電極１８からの輻射熱で十分に加熱され、プラズマも基板２５の上面のみならず基板２５下面に回りこんで発生し、かつガラス原料のガスとそのガスに反応するガスも基板２５下面にも回りこむことができるので、基板２５上面のみならず、基板２５の下面にも同時にほぼ同一組成のガラス膜を成膜することができる。
【００６３】
本実施の形態では、アルコレート系の液体ソースを気化させたものを用いているので、わずかのギャップ内にもガスを回りこませることができ、基板表面のみならず、基板２５下面にもほぼ同一組成のガラス膜を同時に成膜することができる。
【００６４】
また、基板の反りがほとんど発生しないことから、基板２５上面及び下面上にはガラス組成の異なるガラス膜を複数層形成することが容易にできる。
【００６５】
上部電極１８及び下部電極１６を所望の同一温度に加熱してガラス膜を成膜するため、基板上面及び下面上に形成されたガラス膜はほぼ同一組成でほぼ同じ膜厚で成膜することができる。
【００６６】
基板２５は、加熱温度に耐えることができれば、石英ガラスや多成分ガラス等のガラス材料、半導体材料（Ｓｉ、ＧａＡｓ、ＩｎＰ等）、セラミックス、高分子材料、強誘電体材料のいずれを用いてもよい。
【００６７】
基板２５を形成する材料を広範囲に選択することで、反射ミラー用ガラス膜、フィルタ用ガラス膜、偏向ミラー用ガラス膜、絶縁用ガラス膜、光拡散用ガラス膜等に適用できる。
【００６８】
ガラス原料となるガスはアルコレート系の液体ソースを気化させたガスのほかに、ＳｉＨ4 系のガスを用いてもよい。
【００６９】
また、高周波電力は、１３．５６ＭＨｚより高くてもよく、マイクロ波の周波数でもよい。
【００７０】
上部電極１８及び下部電極１６の加熱温度は、３００℃から６００℃の温度範囲内であればよく、抵抗加熱以外に赤外線加熱でもよい。電極温度が３００℃より低いと、均一で低損失なガラス膜が得にくく、６００℃より高いと真空を保持するための部材や装置を設けるのが難しいためである。
【００７１】
また、Ｓｉ系液体ソース２８、Ｏ2 ガス、Ｃ2Ｆ6ガス以外に、Ｇｅ系液体ソース３１、Ｐ系液体ソース３４、Ｎ2 ガス、ＮＨ3 ガスを用いることで、基板２５の上下面にＳｉＯ2 膜、ＧｅＯ2 を含むＳｉＯ2 膜、Ｐ2Ｏ5を含むＳｉＯ2 膜、さらにＮが添加されたガラス膜を形成することができる。
【００７２】
製造装置１に設けられる大容量排気装置１３であるメカニカルブースターポンプ１４及びドライポンプ１５は２セットに限定されず、２セット以上設けてもよい。
【００７３】
ただし、排気装置は排気量が大きいものである必要がある。なぜなら、Ｎ2 、Ｃ2Ｆ6、ＮＨ3 等のガスは、ＳｉＯ2 のガラス膜内にＮやＦを大量に添加させるために用いるが、酸素欠陥の少ない、かつ、ＯＨ基の混入の少ないガラス膜を成膜するために少なくとも流量１００ｓｃｃｍ流す必要があり、Ｎ2 、ＮＨ3 、Ｃ2Ｆ6等のガスの流量を増やすと、それに応じてＯ2 の流量を増やす必要がある。
【００７４】
よって、大流量のガスを導入し、反応容器１１内を高真空度に保った状態にするには、大容量な排気装置が必要となる。これにより、反応容器１１内に大流量のガスを流しながら高真空でガラス膜を成膜できる。
【００７５】
さらに、基板２５の両面の少なくとも一方を鏡面状態に研磨された基板２５を用いてもよい。鏡面状態に研磨された基板を用いることで、膜厚や屈折率等の分布が均一なガラス膜を形成できる。
【００７６】
次に、図３（ａ）〜（ｄ）により導波路の製造方法について説明する。
【００７７】
先ず、図３（ａ）に示すように、石英ガラス基板５０の上下面に低屈折率の下部クラッド層となるガラス膜を成膜する。
【００７８】
図１に示した上部電極１８及び下部電極１６を４００℃に加熱した状態で、［Ｓｉ（ＯＣ2Ｈ5）4 ］を気化したガスとＯ2 ガスとＣ2Ｆ6ガスとをテープヒータ４５で所望の温度に加熱されたガス供給配管２３で、ガス流量比Ｏ2 ：Ｃ2Ｆ6が４：１となるよう混合して重畳させてから反応容器１１内に導入し、３５分間プラズマ雰囲気下で下部クラッドとなる第１ガラス膜５１、５２を成膜する。
【００７９】
この工程で基板５０上面には波長６３２．８ｎｍにおいて屈折率が１．４３８±０．００１のガラス膜５１を２．１μｍ±０．３μｍの厚さで形成でき、基板５０下面には、波長６３２．８ｎｍにおける屈折率が１．４３８±０．０００８のガラス膜５２を２．０μｍ±０．２μｍの厚さで形成できた。
【００８０】
また、上述の第１ガラス膜５１、５２の成膜条件を変えて第１ガラス膜を成膜した工程について説明する。
【００８１】
上部電極１８及び下部電極１６の加熱温度、使用ガス及び成膜時間は同じであるが、Ｏ2 ガスをＣ2Ｆ6ガスの流量比をＯ2 ：Ｃ2Ｆ6＝１３：１とした。これにより基板上面には波長６３２．８ｎｍにおける屈折率が１．４１５±０．００１４のガラス膜を２．０μｍ±０．３５μｍの厚みで形成でき、基板下面には波長６３２．８ｎｍにおける屈折率が１．４１４±０．００１のガラス膜を１．９μｍ±０．３μｍの厚さで形成することができた。
【００８２】
第１ガラス膜５１、５２は、石英ガラス基板５０の上面及び下面に対してほぼ４００℃に加熱した状態で成膜して得られているので、温度に対して安定なガラス膜であり、このガラス膜をさらに高い温度８００〜１２００℃の範囲で加熱処理してもガラス膜の屈折率はほとんど変わらない、安定したガラス膜であった。
【００８３】
次に、図３（ｂ）に示すように、第１ガラス膜５１、５２上に、基板５０上面ではコア層を形成する第２ガラス膜を成膜する。
【００８４】
上部電極１８及び下部電極１６を４００℃に加熱した状態で、［Ｓｉ（ＯＣ2Ｈ5）4 ］を恒温槽で７５℃に加熱して気化させた蒸気とＯ2 ガスとＮ2 ガスをテープヒータ４５で８０℃で加熱されたガス供給配管２３に導入する。ガス流量比はＮ2 ：Ｏ2 ＝１０：１で混合して重畳させてから反応容器１１内に導入し、３５分間プラズマ雰囲気下で第２ガラス膜５３、５４を形成した。
【００８５】
これにより、基板５０上面の第１ガラス膜５１の上層には、波長６３２．８ｎｍにおける屈折率が１．４７０１２±０．０００６の第２ガラス膜５３を１．８μｍ±０．４６μｍの厚さで形成でき、基板５０下面の第１ガラス膜５２の上層（図では下側）には、波長６３２．８ｎｍにおける屈折率が１．４６９８±０．００１４の第２ガラス膜５４を１．８μｍ±０．２３μｍの厚さで形成することができた。
【００８６】
また、上述の第２ガラス膜５３、５４の成膜条件を変えて第２ガラス膜を成膜した工程について説明する。
【００８７】
上部電極１８及び下部電極１６を４００℃に加熱した状態で、［Ｓｉ（ＯＣ2Ｈ5）4 ］の流量を６ｓｃｃｍ、［Ｇｅ（ＯＣＨ3）4］の流量を０．８ｓｃｃｍに設定し、恒温槽で７５℃に加熱して気化させた蒸気と、Ｏ2 ガスとＮ2 ガスをテープヒータ４５で８０℃に加熱された供給配管２３に導入する。ガス流量比Ｎ2 ：Ｏ2は１４：１で混合して重畳させてから反応容器１１内に導入し、３５分間プラズマ雰囲気下で第２ガラス膜を形成した。
【００８８】
これにより、基板上面の第１ガラス膜上層には、波長６３２．８ｎｍにおける屈折率が１．４９８±０．０００４の第２ガラス膜を１．９８μｍ±０．０４μｍの厚さで形成でき、基板下面の第１ガラス膜の上層には、波長６３２．８ｎｍにおける屈折率が１．４９７±０．００９の第２ガラス膜を１．９３μｍ±０．１０μｍの厚さで形成することができた。
【００８９】
次に、図３（ｃ）に示すように、第２ガラス膜５３を断面が矩形状のコア層５５に形成する。
【００９０】
基板５０上面の第２ガラス膜５３を酸素雰囲気中において、１０００℃で２時間加熱処理した後、室温まで下げ、その後、第２ガラス膜５３上にフォトレジストを塗布、ベーキング処理する。そのレジスト膜上にコア層５５の導波路パターンの描かれたフォトマスクを置いて、フォトマスクの上方から紫外線を照射する。紫外線照射後、現像してコア層５５の導波路パターンと同じフォトレジストパターンが第２ガラス膜５３上に得られる。
【００９１】
次に、そのフォトレジストパターンをエッチングマスクとして、リアクティブイオンエッチング装置（ＲＩＥ）を用いたドライエッチング工程で、エッチングガスとしてＣＨＦ3 ガスを流しながら、第２ガラス膜５３をパターニングし、断面が矩形状のコア層５５が得られる。
【００９２】
次に、図３（ｄ）に示すように、コア層５５を有する基板を再び装置１に入れ、上述の第１ガラス膜５１、５２と同じ組成からなる第３ガラス膜５６、５７を、コア層５５上、第１ガラス膜５１上層及び第２ガラス膜５４上層（図では下側）に約１０μｍの膜厚で形成した。
【００９３】
その後、基板を１１００℃で酸素雰囲気中において２時間熱処理を施し、導波路５８の完成とする。
【００９４】
その高温熱処理は、８００℃〜１３５０℃の範囲内で施せばよい。
【００９５】
次に、上述の製造方法で作製された導波路５８の反りと光学特性の測定結果について説明する。
【００９６】
導波路５８の反りの発生は、ガラス膜形成前の直径４インチの石英ガラス基板５０の反りは約７μｍであったのに対して、導波路５８形成後のガラス基板の反りは約９μｍであり、導波路形成による反りはほとんどない。よって、基板５０の上面及び下面に同一条件で、同一組成、同一膜厚のガラス膜が形成できる。
【００９７】
長さが３０ｃｍの直線とＳ字状の曲線で構成した導波路パターンからなる導波路５８において、ＴＥモード及びＴＭモードでの波長１５５０ｎｍにおける伝搬損失を測定した。その結果、ＴＥ及びＴＭモード間での損失差は０．０５ｄＢ以下とほとんどなく、偏波依存性の極めて小さい導波路が形成できる。
【００９８】
さらに、本実施の形態の導波路の製造方法を用いることで、図３（ｃ）に示すような、フォトリソグラフィやドライエッチングにより矩形状に加工された導波路のコアパターンを得るのに失敗したときは、基板５０下面に積層された第１及び第２ガラス膜５２、５４を用いて導波路パターンを加工できる。これにより、導波路の作製歩留まりの改善や、導波路の低コスト化が可能になる。
【図面の簡単な説明】
【００９９】
【図１】本実施の形態のガラス膜及び導波路の製造装置を示す概略図である。
【図２】図１の製造装置の下部電極に基板を固定する構造を示し、（ａ）はその上平面図であり、（ｂ）は側面図である。
【図３】（ａ）〜（ｄ）は、基板両面にガラス膜を成膜し、導波路を形成する工程断面図である。
【図４】従来のＣＶＤ法によるガラス膜の製造装置を示す概略図である。
【符号の説明】
【０１００】
１１  反応容器
１６  下部電極
１７  ギャップ
１８  上部電極
２４  基板固定部材
２５  基板
２６  開空間
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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