JP2002353761A - バルク音響波共振器およびフィルタのウェハレベルでの同調 - Google Patents
バルク音響波共振器およびフィルタのウェハレベルでの同調Info
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- Chemical Vapour Deposition (AREA)
- Surface Acoustic Wave Elements And Circuit Networks Thereof (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】 サイズの大きい基板上に動作周波数の均一な
バルク音響波素子を作製する。 【解決手段】 基板上に化学蒸着法によって形成した薄
膜層によってバルク音響波素子を作製する際、化学蒸着
の促進媒体を基板上の局所に供給することにより複数の
バルク音響波素子の動作周波数を均一に同調する。
バルク音響波素子を作製する。 【解決手段】 基板上に化学蒸着法によって形成した薄
膜層によってバルク音響波素子を作製する際、化学蒸着
の促進媒体を基板上の局所に供給することにより複数の
バルク音響波素子の動作周波数を均一に同調する。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、概してバルク音響
波共振器およびフィルタに関し、さらに特定すると、こ
のような共振器およびフィルタの同調に関する。
波共振器およびフィルタに関し、さらに特定すると、こ
のような共振器およびフィルタの同調に関する。
【０００２】
【従来の技術および発明が解決しようとする課題】バル
ク音響波（ＢＡＷ）素子が、一般的に、電極としての役
割を果たす２つの電気的に導電性の層のあいだに挟まれ
ている圧電体層から構成されることは既知である。無線
周波数（ＲＦ）信号が素子全体に印加されると、それは
圧電体層内で機械的な波動を生成する。（ＲＦ信号によ
って生成される）機械的な波動／音響波が圧電体層の厚
さの約２倍である時に、基本的な共振が起こる。ＢＡＷ
素子の共振周波数はそれ以外の要因にも依存するが、圧
電体層の厚さは共振周波数を決定する上で最も重要な要
因である。圧電体層の厚さが小さくなると、共振周波数
が増す。ＢＡＷ素子は、従来、水晶結晶板の薄板の上に
作製されてきた。一般的には、この製作方法を使用して
高い共振周波数の素子を達成するのは困難である。薄膜
層を受動基板材料の上に蒸着することによってＢＡＷ素
子を作製すると、共振周波数を０．５−１０ＧＨｚの範
囲に拡張することができる。これらの種類のＢＡＷ素子
は、一般的には薄膜バルク音響共振器つまりＦＢＡＲと
呼ばれている。おもに２種類のＦＢＡＲ、つまりＢＡＷ
共振器および積層結晶フィルタ（ＳＣＦ）がある。これ
ら２種類の素子の相違点は、おもにその構造にある。Ｓ
ＣＦは、通常２つまたは３つ以上の圧電体層および３つ
または４つ以上の電極を有し、いくつかの電極は接地さ
れている。ＦＢＡＲは、通常、帯域通過フィルタまたは
帯域阻止フィルタを作成するために組み合わされて使用
される。１つの直列ＦＢＡＲおよび１つの分路ＦＢＡＲ
が、いわゆるはしごフィルタの１つのセクションを構成
する。はしごフィルタに関する記述は、たとえば、Ｅｌ
ｌａ（米国特許番号第６，０８１，１７１号）に見られ
る。Ｅｌｌａに開示されているように、ＦＢＡＲベース
の素子は、一般的にパシベーション層とよばれる１つま
たは複数の保護層を有してよい。典型的なＦＢＡＲベー
スの素子が図９に図示される。図９に図示されるよう
に、ＦＢＡＲ素子１は、基板２、底部電極４、圧電体層
６、上部電極８、およびパシベーション層１０を備え
る。ＦＢＡＲ素子１は、さらに、低音響インピーダンス
の２つの層１４と１８のあいだに挟まれる高音響インピ
ーダンスの層１６から構成される、音響ミラー層１２を
含んでよい。ミラーは、必ずしもではないが通常、高イ
ンピーダンス層と低インピーダンス層の複数の対（偶数
の層）から成り立っている。ＳｉＯ2、Ｗ、ＳｉＯ2、Ｗ
のような順序で配列される２組の対からなるミラーもあ
る。ミラーの代わりに、ＦＢＡＲ素子は、ＳｉＯ2の１
つまたは複数の膜層および１つの犠牲層をさらに含んで
よい。基板２は、珪素（Ｓｉ）、二酸化珪素（Ｓｉ
Ｏ2）、ガリウム砒素（ＧａＡｓ）、ガラスまたはセラ
ミック材から作られることがある。底部電極４および上
部電極８は、金（Ａｕ）、モリブデン（Ｍｏ）、タング
ステン（Ｗ）、銅（Ｃｕ）、ニッケル（Ｎｉ）、ニオビ
ウム（Ｎｂ）、銀（Ａｇ）、タンタル（Ｔａ）、コバル
ト（Ｃｏ）、アルミニウム（Ａｌ）、チタニウム（Ｔ
ｉ）またはその他の電気的に導電性の材料から作られる
ことがある。圧電体層６は、酸化亜鉛（ＺｎＯ）、硫化
亜鉛（ＺｎＳ）、窒化アルミニウム（ＡＩＮ）、タンタ
ル酸塩リチウム（ＬｉＴａＯ3）またはいわゆるジルコ
ニウム酸チタン酸鉛ランタン族の他の要素から作られる
ことがある。パシベーション層は、ＳｉＯ２、Ｓｉ
3Ｎ4、またはポリイミドから作られることがある。低音
響インピーダンス層１４と１８は、Ｓｉ、ＳｉＯ2、ポ
リシリコン、Ａｌまたは高分子材料から作られることが
ある。高音響インピーダンス層１６は、Ａｕ、Ｍｏ、ま
たはタングステン（Ｗ）、から作られ、ある場合には、
数多くの層の対を形成するためにＡＩＮなどの誘電体か
ら作られることがある。ＦＢＡＲはしごフィルタは、典
型的には、直列共振器がそれぞれのフィルタの所望され
ている、または設計されている中心周波数にほぼ等し
い、または近い周波数で直列共振を生じさせるように設
計される。同様に、分路、または並列共振器は、直列Ｆ
ＢＡＲ共振からわずかに偏位された周波数で並列共振を
生じさせる。直列共振器は、通常、中心周波数に伝送の
最大ピークを有するように設計され、その結果信号は直
列共振器を通して伝送される。対照的に、分路共振器
は、信号が接地に短絡されないように、中心周波数に最
小の伝送を有するように設計される。層の種類および素
子内で利用されるその他の材料などのその他の要因に加
えて、ＦＢＡＲは、素子を作製するために使用される圧
電材料の圧電係数の関数である量だけ異なる周波数で並
列共振および直列共振を生じさせる。特に、ＦＢＡＲは
しごフィルタは、たとえば、共振層の圧電体層を形成す
るために使用される材料の種類、および素子内の多様な
層の厚さの関数である帯域幅を有する通過帯域を生じさ
せる。
ク音響波（ＢＡＷ）素子が、一般的に、電極としての役
割を果たす２つの電気的に導電性の層のあいだに挟まれ
ている圧電体層から構成されることは既知である。無線
周波数（ＲＦ）信号が素子全体に印加されると、それは
圧電体層内で機械的な波動を生成する。（ＲＦ信号によ
って生成される）機械的な波動／音響波が圧電体層の厚
さの約２倍である時に、基本的な共振が起こる。ＢＡＷ
素子の共振周波数はそれ以外の要因にも依存するが、圧
電体層の厚さは共振周波数を決定する上で最も重要な要
因である。圧電体層の厚さが小さくなると、共振周波数
が増す。ＢＡＷ素子は、従来、水晶結晶板の薄板の上に
作製されてきた。一般的には、この製作方法を使用して
高い共振周波数の素子を達成するのは困難である。薄膜
層を受動基板材料の上に蒸着することによってＢＡＷ素
子を作製すると、共振周波数を０．５−１０ＧＨｚの範
囲に拡張することができる。これらの種類のＢＡＷ素子
は、一般的には薄膜バルク音響共振器つまりＦＢＡＲと
呼ばれている。おもに２種類のＦＢＡＲ、つまりＢＡＷ
共振器および積層結晶フィルタ（ＳＣＦ）がある。これ
ら２種類の素子の相違点は、おもにその構造にある。Ｓ
ＣＦは、通常２つまたは３つ以上の圧電体層および３つ
または４つ以上の電極を有し、いくつかの電極は接地さ
れている。ＦＢＡＲは、通常、帯域通過フィルタまたは
帯域阻止フィルタを作成するために組み合わされて使用
される。１つの直列ＦＢＡＲおよび１つの分路ＦＢＡＲ
が、いわゆるはしごフィルタの１つのセクションを構成
する。はしごフィルタに関する記述は、たとえば、Ｅｌ
ｌａ（米国特許番号第６，０８１，１７１号）に見られ
る。Ｅｌｌａに開示されているように、ＦＢＡＲベース
の素子は、一般的にパシベーション層とよばれる１つま
たは複数の保護層を有してよい。典型的なＦＢＡＲベー
スの素子が図９に図示される。図９に図示されるよう
に、ＦＢＡＲ素子１は、基板２、底部電極４、圧電体層
６、上部電極８、およびパシベーション層１０を備え
る。ＦＢＡＲ素子１は、さらに、低音響インピーダンス
の２つの層１４と１８のあいだに挟まれる高音響インピ
ーダンスの層１６から構成される、音響ミラー層１２を
含んでよい。ミラーは、必ずしもではないが通常、高イ
ンピーダンス層と低インピーダンス層の複数の対（偶数
の層）から成り立っている。ＳｉＯ2、Ｗ、ＳｉＯ2、Ｗ
のような順序で配列される２組の対からなるミラーもあ
る。ミラーの代わりに、ＦＢＡＲ素子は、ＳｉＯ2の１
つまたは複数の膜層および１つの犠牲層をさらに含んで
よい。基板２は、珪素（Ｓｉ）、二酸化珪素（Ｓｉ
Ｏ2）、ガリウム砒素（ＧａＡｓ）、ガラスまたはセラ
ミック材から作られることがある。底部電極４および上
部電極８は、金（Ａｕ）、モリブデン（Ｍｏ）、タング
ステン（Ｗ）、銅（Ｃｕ）、ニッケル（Ｎｉ）、ニオビ
ウム（Ｎｂ）、銀（Ａｇ）、タンタル（Ｔａ）、コバル
ト（Ｃｏ）、アルミニウム（Ａｌ）、チタニウム（Ｔ
ｉ）またはその他の電気的に導電性の材料から作られる
ことがある。圧電体層６は、酸化亜鉛（ＺｎＯ）、硫化
亜鉛（ＺｎＳ）、窒化アルミニウム（ＡＩＮ）、タンタ
ル酸塩リチウム（ＬｉＴａＯ3）またはいわゆるジルコ
ニウム酸チタン酸鉛ランタン族の他の要素から作られる
ことがある。パシベーション層は、ＳｉＯ２、Ｓｉ
3Ｎ4、またはポリイミドから作られることがある。低音
響インピーダンス層１４と１８は、Ｓｉ、ＳｉＯ2、ポ
リシリコン、Ａｌまたは高分子材料から作られることが
ある。高音響インピーダンス層１６は、Ａｕ、Ｍｏ、ま
たはタングステン（Ｗ）、から作られ、ある場合には、
数多くの層の対を形成するためにＡＩＮなどの誘電体か
ら作られることがある。ＦＢＡＲはしごフィルタは、典
型的には、直列共振器がそれぞれのフィルタの所望され
ている、または設計されている中心周波数にほぼ等し
い、または近い周波数で直列共振を生じさせるように設
計される。同様に、分路、または並列共振器は、直列Ｆ
ＢＡＲ共振からわずかに偏位された周波数で並列共振を
生じさせる。直列共振器は、通常、中心周波数に伝送の
最大ピークを有するように設計され、その結果信号は直
列共振器を通して伝送される。対照的に、分路共振器
は、信号が接地に短絡されないように、中心周波数に最
小の伝送を有するように設計される。層の種類および素
子内で利用されるその他の材料などのその他の要因に加
えて、ＦＢＡＲは、素子を作製するために使用される圧
電材料の圧電係数の関数である量だけ異なる周波数で並
列共振および直列共振を生じさせる。特に、ＦＢＡＲは
しごフィルタは、たとえば、共振層の圧電体層を形成す
るために使用される材料の種類、および素子内の多様な
層の厚さの関数である帯域幅を有する通過帯域を生じさ
せる。
【０００３】素子内の多様な層の厚さの差異は、素子の
作製のあいだにもたらされることがある。現在、ＦＢＡ
Ｒは、ガラス基板またはシリコンウェハ上に作製され
る。ＦＢＡＲベースの素子の多様な層は、薄膜蒸着によ
って順次形成される。ＦＢＡＲベースの素子では、素子
の共振周波数は、通常、０．２％から０．５％の公差の
範囲内に制御されなければならない。つまり、素子内の
各層の厚さは、同じように制御されなければならない。
しかしながら、薄膜層の蒸着は、基板またはウェハの面
積が大きいときに、このような公差範囲内で厚さを生じ
させるために制御するのは困難である。その理由から、
ＦＢＡＲベースの素子の製造メーカは、素子の作製に直
径４インチ以下のウェハを使用する。小さいウェハまた
は基板を用いると、動作周波数が規格外であるために多
くの素子を失うことなく、一定の厚さの非均一性が許容
できる。しかしながら、小さいウェハまたは基板上に素
子を作製することは、同じことを大きな基板の上で行う
より費用低減効果が低い。一方、大きな基板を使用する
場合では、厚さの非均一性にまつわる問題は深刻にな
る。
作製のあいだにもたらされることがある。現在、ＦＢＡ
Ｒは、ガラス基板またはシリコンウェハ上に作製され
る。ＦＢＡＲベースの素子の多様な層は、薄膜蒸着によ
って順次形成される。ＦＢＡＲベースの素子では、素子
の共振周波数は、通常、０．２％から０．５％の公差の
範囲内に制御されなければならない。つまり、素子内の
各層の厚さは、同じように制御されなければならない。
しかしながら、薄膜層の蒸着は、基板またはウェハの面
積が大きいときに、このような公差範囲内で厚さを生じ
させるために制御するのは困難である。その理由から、
ＦＢＡＲベースの素子の製造メーカは、素子の作製に直
径４インチ以下のウェハを使用する。小さいウェハまた
は基板を用いると、動作周波数が規格外であるために多
くの素子を失うことなく、一定の厚さの非均一性が許容
できる。しかしながら、小さいウェハまたは基板上に素
子を作製することは、同じことを大きな基板の上で行う
より費用低減効果が低い。一方、大きな基板を使用する
場合では、厚さの非均一性にまつわる問題は深刻にな
る。
【０００４】したがって、大きな基板またはウェハでの
ＦＢＡＲベースの素子の作製における厚さの非均一性に
関する問題を解決するための方法およびシステムを提供
することが有利であり、所望されている。
ＦＢＡＲベースの素子の作製における厚さの非均一性に
関する問題を解決するための方法およびシステムを提供
することが有利であり、所望されている。
【０００５】
【課題を解決するための手段】バルク音響波素子の所望
の共振周波数を指定される公差の範囲内で達成するため
の方法およびそのシステムを提供することが、本発明の
第１の目的である。この目的は、基板上の素子の厚さの
非均一性を削減することにより達成することができる。
厚さの非均一性は、ウェハが複数の素子チップに切断さ
れる前に、ウェハの一番上の表面層、つまりダイスに選
択的に材料を付け加えることによって削減することがで
きる。このようにして、ウェハはその上に形成される１
つまたは複数のバルク音響波生成層および音響波制御層
を有することができる。その背景で、ここに説明される
ようなバルク音響波素子は、１つまたは複数の個々の素
子チップを形成するためにその上に作製される１つまた
は複数の層を有するウェハまたは基板全体、あるいはこ
のようなウェハまたは基板の一部を指す。さらに、ここ
に参照されるバルク音響波素子は、バルク音響波共振
器、バルク音響波フィルタ、積層結晶フィルタ、共振器
とフィルタの任意の組み合わせ、および共振器とフィル
タの構造上の変形を含む。さらに、一番上の層の厚さの
非均一性が削減されたとき、１つまたは複数の層はすで
にウェハまたは基板上に形成されているが、素子はすべ
ての必要な層あるいは層のパターンを有していてもよい
し、有さなくてもよい。たとえば、素子の一番上の層が
圧電体層または電極層であり、１つまたは複数の層が、
一番上の層の厚さが調整された後に一番上の層に加えら
れてもよい。
の共振周波数を指定される公差の範囲内で達成するため
の方法およびそのシステムを提供することが、本発明の
第１の目的である。この目的は、基板上の素子の厚さの
非均一性を削減することにより達成することができる。
厚さの非均一性は、ウェハが複数の素子チップに切断さ
れる前に、ウェハの一番上の表面層、つまりダイスに選
択的に材料を付け加えることによって削減することがで
きる。このようにして、ウェハはその上に形成される１
つまたは複数のバルク音響波生成層および音響波制御層
を有することができる。その背景で、ここに説明される
ようなバルク音響波素子は、１つまたは複数の個々の素
子チップを形成するためにその上に作製される１つまた
は複数の層を有するウェハまたは基板全体、あるいはこ
のようなウェハまたは基板の一部を指す。さらに、ここ
に参照されるバルク音響波素子は、バルク音響波共振
器、バルク音響波フィルタ、積層結晶フィルタ、共振器
とフィルタの任意の組み合わせ、および共振器とフィル
タの構造上の変形を含む。さらに、一番上の層の厚さの
非均一性が削減されたとき、１つまたは複数の層はすで
にウェハまたは基板上に形成されているが、素子はすべ
ての必要な層あるいは層のパターンを有していてもよい
し、有さなくてもよい。たとえば、素子の一番上の層が
圧電体層または電極層であり、１つまたは複数の層が、
一番上の層の厚さが調整された後に一番上の層に加えら
れてもよい。
【０００６】したがって、本発明の第１の態様によれ
ば、バルク音響波素子を同調する方法は、基板上に形成
される複数の音響波生成層および音響波制御層を備え、
バルク音響波素子は１つの表面層および非均一性プロフ
ァイルを有する表面層厚さを有し、バルク音響波素子は
部分的に表面層厚さにともなって変化する動作周波数を
有し、動作周波数は化学蒸着装置内で該表面層厚さを調
整することによって調整することができ、化学蒸着装置
が、厚さの非均一性を削減するために表面層上に材料を
蒸着するための気体の先駆物質を含み、該方法は、ある
場所での表面層上での材料の蒸着を局所的に促進するた
めに促進媒体を提供する工程と、前記少なくとも１つの
異なる場所で表面上での材料の蒸着を局所的に促進する
ために、表面層の面に沿う方向で促進媒体を少なくとも
１つの異なる場所に再配置する工程と、を備える。
ば、バルク音響波素子を同調する方法は、基板上に形成
される複数の音響波生成層および音響波制御層を備え、
バルク音響波素子は１つの表面層および非均一性プロフ
ァイルを有する表面層厚さを有し、バルク音響波素子は
部分的に表面層厚さにともなって変化する動作周波数を
有し、動作周波数は化学蒸着装置内で該表面層厚さを調
整することによって調整することができ、化学蒸着装置
が、厚さの非均一性を削減するために表面層上に材料を
蒸着するための気体の先駆物質を含み、該方法は、ある
場所での表面層上での材料の蒸着を局所的に促進するた
めに促進媒体を提供する工程と、前記少なくとも１つの
異なる場所で表面上での材料の蒸着を局所的に促進する
ために、表面層の面に沿う方向で促進媒体を少なくとも
１つの異なる場所に再配置する工程と、を備える。
【０００７】好ましくは、促進媒体は、光励起化学蒸着
プロセスで使用するための光ビームである。また、促進
媒体がプラズマ誘導、またはプラズマ促進化学蒸着プロ
セスで使用するためのプラズマであることも可能であ
る。
プロセスで使用するための光ビームである。また、促進
媒体がプラズマ誘導、またはプラズマ促進化学蒸着プロ
セスで使用するためのプラズマであることも可能であ
る。
【０００８】好ましくは、促進媒体はある時間期間のあ
いだ１つの場所に位置し、その時間期間は表面層の厚さ
の非均一性に基づく。
いだ１つの場所に位置し、その時間期間は表面層の厚さ
の非均一性に基づく。
【０００９】表面層は複数の個々の構成要素を備えてよ
く、個々の構成要素は共振器、フィルタ、積層結晶フィ
ルタ、またはその組み合わせであってよい。
く、個々の構成要素は共振器、フィルタ、積層結晶フィ
ルタ、またはその組み合わせであってよい。
【００１０】バルク音響波素子を同調するために、素子
の圧電体層の厚さの非均一性を調整することが好ましい
が、素子の活性領域に重なり合う電極またはパシベーシ
ョン層の厚さを変更することも可能である。
の圧電体層の厚さの非均一性を調整することが好ましい
が、素子の活性領域に重なり合う電極またはパシベーシ
ョン層の厚さを変更することも可能である。
【００１１】圧電体層の厚さが前述された方法にしたが
って調整される場合には、上部電極層が、圧電体層の厚
さが調整された後に圧電体層上に蒸着されることが理解
される。同じ方法またはその他の方法を用いて、上部電
極層の厚さを調整することが必要である場合がある。さ
らに、通常、電極層に所望されるパターンを生成するた
めに、パターン化工程が必要である。パターン化工程
は、電極層の厚さが調整される前または後に実施するこ
とができる。パターン化工程は、本発明の一部ではな
い。さらに、パシベーション層が上部電極層の上部に蒸
着される場合、パシベーション層の厚さを調整すること
が必要である場合がある。したがって、本発明による厚
さ調整工程は、必要であれば、素子全体を同調するため
一回または複数回実施されてよい。
って調整される場合には、上部電極層が、圧電体層の厚
さが調整された後に圧電体層上に蒸着されることが理解
される。同じ方法またはその他の方法を用いて、上部電
極層の厚さを調整することが必要である場合がある。さ
らに、通常、電極層に所望されるパターンを生成するた
めに、パターン化工程が必要である。パターン化工程
は、電極層の厚さが調整される前または後に実施するこ
とができる。パターン化工程は、本発明の一部ではな
い。さらに、パシベーション層が上部電極層の上部に蒸
着される場合、パシベーション層の厚さを調整すること
が必要である場合がある。したがって、本発明による厚
さ調整工程は、必要であれば、素子全体を同調するため
一回または複数回実施されてよい。
【００１２】本発明の第２態様によれば、バルク音響波
素子を同調するためのシステムは基板上に形成される複
数の音響波生成層および音響波制御層からなり、バルク
音響波素子は１つの表面層および非均一性プロファイル
を有する表面層厚さを有し、バルク音響波素子は、部分
的に表面層厚さにともなって変化する動作周波数を有
し、動作周波数は、化学蒸着装置の表面層厚さを調整す
ることにより調整することができ、化学蒸着装置が、厚
さ非均一性を削減するために表面層上に材料を蒸着する
ための気体先駆物質を含み、該システムは、ある場所に
おける表面層上での材料の蒸着を局所的に促進するため
に促進媒体を提供するための手段と、少なくとも１つの
異なる場所に、表面層に平行な方向に促進媒体を再配置
し、前記少なくとも１つの異なる場所にある表面層の上
での材料の蒸着を局所的に促進するための提供手段に動
作可能なように連結される移動機構と、を備える。
素子を同調するためのシステムは基板上に形成される複
数の音響波生成層および音響波制御層からなり、バルク
音響波素子は１つの表面層および非均一性プロファイル
を有する表面層厚さを有し、バルク音響波素子は、部分
的に表面層厚さにともなって変化する動作周波数を有
し、動作周波数は、化学蒸着装置の表面層厚さを調整す
ることにより調整することができ、化学蒸着装置が、厚
さ非均一性を削減するために表面層上に材料を蒸着する
ための気体先駆物質を含み、該システムは、ある場所に
おける表面層上での材料の蒸着を局所的に促進するため
に促進媒体を提供するための手段と、少なくとも１つの
異なる場所に、表面層に平行な方向に促進媒体を再配置
し、前記少なくとも１つの異なる場所にある表面層の上
での材料の蒸着を局所的に促進するための提供手段に動
作可能なように連結される移動機構と、を備える。
【００１３】好ましくは、促進媒体は光励起化学蒸着プ
ロセスで使用するための光ビームを備え、提供手段は光
源を備える。
ロセスで使用するための光ビームを備え、提供手段は光
源を備える。
【００１４】促進媒体が、プラズマ励起化学蒸着プロセ
スで使用するためのプラズマを備え、提供手段が、プラ
ズマを提供するためのイオンを生じさせるために、無線
周波数（ＲＦ）ソースに動作可能なように連結される電
極を備えることが可能である。
スで使用するためのプラズマを備え、提供手段が、プラ
ズマを提供するためのイオンを生じさせるために、無線
周波数（ＲＦ）ソースに動作可能なように連結される電
極を備えることが可能である。
【００１５】好ましくは、促進媒体が蒸着を促進するた
めにある位置に配置される滞在期間は、表面層の厚さの
非均一性に基づく。したがって、厚さの非均一性プロフ
ァイルにしたがって促進媒体を再配置するために移動機
構を制御するためのソフトウェアプログラムを有するこ
とが好ましい。
めにある位置に配置される滞在期間は、表面層の厚さの
非均一性に基づく。したがって、厚さの非均一性プロフ
ァイルにしたがって促進媒体を再配置するために移動機
構を制御するためのソフトウェアプログラムを有するこ
とが好ましい。
【００１６】好ましくは、システムが、表面層の厚さを
調整する前に、素子表面の厚さの非均一性プロファイル
をマッピング（場所ごとに測定）するための機構も備え
る。好ましくは、マッピング機構が、素子表面のさまざ
まな場所で周波数を測定するための周波数測定装置を備
える。その場合に、素子は、すでにパターン化された上
部電極層を有しているだろう。表面層の厚さの非均一性
プロファイルを決定するために厚さ測定素子を使用する
ことも可能である。
調整する前に、素子表面の厚さの非均一性プロファイル
をマッピング（場所ごとに測定）するための機構も備え
る。好ましくは、マッピング機構が、素子表面のさまざ
まな場所で周波数を測定するための周波数測定装置を備
える。その場合に、素子は、すでにパターン化された上
部電極層を有しているだろう。表面層の厚さの非均一性
プロファイルを決定するために厚さ測定素子を使用する
ことも可能である。
【００１７】本発明は、図１ないし図８とあわせて説明
を読むと明らかになるだろう。
を読むと明らかになるだろう。
【００１８】
【発明の実施の形態】図１は、基板２２の上に形成され
る上部表面層３０および複数のミラー層２４を有する簡
略されたバルク音響波素子を描く断面図である。ミラー
層のいくつかはパターン化されている。基板２２は、Ｓ
ｉ、ＧａＡｓ、ガラスまたはそれ以外の材料から作るこ
とができる。上部層３０は、上部電極と底部電極を有す
る複数の共振器（またはフィルタ）を備えてよいが、上
部層３０は、圧電体層、底部電極層、または上部電極層
を表してよい。バルク音響波生成層または音響波制御層
が薄膜蒸着プロセスでウェハ上に形成される場合、層は
通常、端縁部分より中心部分においてより厚い（図７を
参照すること）。上部表面層３０の厚さの非均一性は、
素子２０の共振周波数の不均一性に許容される公差を超
えることがある。したがって、削減された表面の非均一
性プロファイルが公差の範囲内に入るように、上部方面
層３０の部分を調整することが望ましい。上部表面層の
厚さ非均一性プロファイルに関する問題を明らかにする
ために、厚さがさまざまである複数の共振器（またはフ
ィルタ、積層結晶フィルタ、またはその組み合わせ）３
１〜３６が、図１に示されている。しかしながら、上部
表面層３０の厚さの非均一性プロファイルは、各共振器
の周波数が公差の範囲内に入るように、共振器のいくつ
かの厚さを増加することによって削減できる。
る上部表面層３０および複数のミラー層２４を有する簡
略されたバルク音響波素子を描く断面図である。ミラー
層のいくつかはパターン化されている。基板２２は、Ｓ
ｉ、ＧａＡｓ、ガラスまたはそれ以外の材料から作るこ
とができる。上部層３０は、上部電極と底部電極を有す
る複数の共振器（またはフィルタ）を備えてよいが、上
部層３０は、圧電体層、底部電極層、または上部電極層
を表してよい。バルク音響波生成層または音響波制御層
が薄膜蒸着プロセスでウェハ上に形成される場合、層は
通常、端縁部分より中心部分においてより厚い（図７を
参照すること）。上部表面層３０の厚さの非均一性は、
素子２０の共振周波数の不均一性に許容される公差を超
えることがある。したがって、削減された表面の非均一
性プロファイルが公差の範囲内に入るように、上部方面
層３０の部分を調整することが望ましい。上部表面層の
厚さ非均一性プロファイルに関する問題を明らかにする
ために、厚さがさまざまである複数の共振器（またはフ
ィルタ、積層結晶フィルタ、またはその組み合わせ）３
１〜３６が、図１に示されている。しかしながら、上部
表面層３０の厚さの非均一性プロファイルは、各共振器
の周波数が公差の範囲内に入るように、共振器のいくつ
かの厚さを増加することによって削減できる。
【００１９】図２を参照すると、本発明による厚さ調整
システム４０は、チャンバ６０内の圧力を調整するため
にポンプシステム（図示されていない）に動作可能なよ
うに連結される、気体先駆物質６２をチャンバ６０の中
に提供するための入り口６４および出口６６を有する化
学蒸着チャンバ６０を備える。当分野において既知であ
るように、気体先駆物質６２は、バルク音響波素子２０
の表面３０に蒸着される所望される固体の断片を含んで
よい。気体先駆物質６２は、通常、蒸着されない担体ガ
スによって入り口６４を通って蒸着チャンバ６０の中に
入れられる。化学蒸着は、一般的に、基板上に薄膜を成
長させるために使用される。たとえば、シラン（ＳｉＨ
4）、および酸素（Ｏ2）または一酸化二窒素（Ｎ2Ｏ）
のいずれかを含有する気体先駆物質が、基板上で二酸化
珪素（ＳｉＯ2）の薄膜を成長させるために使用され
る。シランおよび窒素（Ｎ2）および／またはアンモニ
ア（ＮＨ4）のいずれかを含有する別の気体先駆物質
は、基板上で窒化珪素（ＳｉＮ2）の薄膜を成長させる
ために使用される。蒸着チャンバ内では、反応物種を活
性化するために、エネルギーが蒸着プロセスに供給され
なければならない。気体先駆物質６２の選択は、一番上
の層３０の材料に依存する。好ましくは、パシベーショ
ン層に材料を加えるための気体先駆物質６２には、誘電
体材料が使用される。このような層を用いる場合、追加
のパターン化は必要とされない。適切な固体のフラグメ
ンテーションを含む適切な気体先駆物質を使用すること
によって、圧電体層またはその他の層の上に材料を追加
することが可能である。たとえば、電極層の上に、タン
タル、タングステンおよびその他の耐火性金属を蒸着す
ることも可能である。一般的には、活性化エネルギーを
供給するには、２つの方法が使用される。一方は熱を使
用し、他方は無線周波数（ＲＦ）誘導プラズマを使用す
る。後者の方法は、プラズマ促進化学蒸着（ＰＥＣＶ
Ｄ）とも呼ばれる。両方の方法とも、ウェハ全体に薄膜
を生成するために半導体工業で広く使用されている。Ｃ
ＶＤ方法の変形は、いわゆる光励起ＣＶＤまたは光誘導
ＣＶＤであり、この場合、反応は、基板表面を加熱する
ことで、あるいは気相内での反応物質種を解離／励起す
ることで、光によって活性化される。一般的に紫外線ラ
ンプまたはレーザが光源として用いられる。図２に図示
されるように、光源４２は、蒸着用チャンバ６０の窓６
１を通して光ビーム４４を提供するために使用される。
光ビーム４４のサイズ、または励起蒸着のスポットサイ
ズは、単一共振器（フィルタ）から複数の共振器（フィ
ルタ）の範囲となることがある。スポットサイズの選択
は、部分的には、共振周波数およびウェハまたは素子２
０の非均一性プロファイル１５４に依存し、部分的には
蒸着プロセスの反復性に依存する。しかしながら、本発
明の重要な態様は、化学蒸着プロセスが、厚さの非均一
性プロファイル１５４に基づいて、一度にウェハの１つ
のセクションだけの厚さが調整されるように、局所的に
促進できるという点である。したがって、移動機構１５
０が、光ビーム４４を表面３０の別の場所に再配置する
ために、素子表面３０に平行な方向４８に光源４２を移
動するために使用される。好ましくは、移動機構１５０
は、厚さの非均一性プロファイル１５４に基づいて、そ
れぞれの場所で光ビーム４４の滞在時間を制御するため
の制御プログラム１５２を有する。なお、光ビーム４４
を静止に保つ一方で、素子２０を再配置することも可能
である。
システム４０は、チャンバ６０内の圧力を調整するため
にポンプシステム（図示されていない）に動作可能なよ
うに連結される、気体先駆物質６２をチャンバ６０の中
に提供するための入り口６４および出口６６を有する化
学蒸着チャンバ６０を備える。当分野において既知であ
るように、気体先駆物質６２は、バルク音響波素子２０
の表面３０に蒸着される所望される固体の断片を含んで
よい。気体先駆物質６２は、通常、蒸着されない担体ガ
スによって入り口６４を通って蒸着チャンバ６０の中に
入れられる。化学蒸着は、一般的に、基板上に薄膜を成
長させるために使用される。たとえば、シラン（ＳｉＨ
4）、および酸素（Ｏ2）または一酸化二窒素（Ｎ2Ｏ）
のいずれかを含有する気体先駆物質が、基板上で二酸化
珪素（ＳｉＯ2）の薄膜を成長させるために使用され
る。シランおよび窒素（Ｎ2）および／またはアンモニ
ア（ＮＨ4）のいずれかを含有する別の気体先駆物質
は、基板上で窒化珪素（ＳｉＮ2）の薄膜を成長させる
ために使用される。蒸着チャンバ内では、反応物種を活
性化するために、エネルギーが蒸着プロセスに供給され
なければならない。気体先駆物質６２の選択は、一番上
の層３０の材料に依存する。好ましくは、パシベーショ
ン層に材料を加えるための気体先駆物質６２には、誘電
体材料が使用される。このような層を用いる場合、追加
のパターン化は必要とされない。適切な固体のフラグメ
ンテーションを含む適切な気体先駆物質を使用すること
によって、圧電体層またはその他の層の上に材料を追加
することが可能である。たとえば、電極層の上に、タン
タル、タングステンおよびその他の耐火性金属を蒸着す
ることも可能である。一般的には、活性化エネルギーを
供給するには、２つの方法が使用される。一方は熱を使
用し、他方は無線周波数（ＲＦ）誘導プラズマを使用す
る。後者の方法は、プラズマ促進化学蒸着（ＰＥＣＶ
Ｄ）とも呼ばれる。両方の方法とも、ウェハ全体に薄膜
を生成するために半導体工業で広く使用されている。Ｃ
ＶＤ方法の変形は、いわゆる光励起ＣＶＤまたは光誘導
ＣＶＤであり、この場合、反応は、基板表面を加熱する
ことで、あるいは気相内での反応物質種を解離／励起す
ることで、光によって活性化される。一般的に紫外線ラ
ンプまたはレーザが光源として用いられる。図２に図示
されるように、光源４２は、蒸着用チャンバ６０の窓６
１を通して光ビーム４４を提供するために使用される。
光ビーム４４のサイズ、または励起蒸着のスポットサイ
ズは、単一共振器（フィルタ）から複数の共振器（フィ
ルタ）の範囲となることがある。スポットサイズの選択
は、部分的には、共振周波数およびウェハまたは素子２
０の非均一性プロファイル１５４に依存し、部分的には
蒸着プロセスの反復性に依存する。しかしながら、本発
明の重要な態様は、化学蒸着プロセスが、厚さの非均一
性プロファイル１５４に基づいて、一度にウェハの１つ
のセクションだけの厚さが調整されるように、局所的に
促進できるという点である。したがって、移動機構１５
０が、光ビーム４４を表面３０の別の場所に再配置する
ために、素子表面３０に平行な方向４８に光源４２を移
動するために使用される。好ましくは、移動機構１５０
は、厚さの非均一性プロファイル１５４に基づいて、そ
れぞれの場所で光ビーム４４の滞在時間を制御するため
の制御プログラム１５２を有する。なお、光ビーム４４
を静止に保つ一方で、素子２０を再配置することも可能
である。
【００２０】あるいは、高周波（ＲＦ）電源５２が、化
学蒸着プロセスを局所的に補助するために、別の電極５
５に結合されている電極５４に電力を提供するためにシ
ステム５０内で使用される。図３に図示されるように、
表面３０の上に配置される電極５４は、電極５４と表面
３０のあるセクションとのあいだにプラズマグロー放電
５６を形成させるために使用される。プラズマ５６内で
高エネルギー状態に励起された電子は、気相内の分子を
解離し、イオン化することができる。これらのイオンは
活性である。したがって、プラズマは、表面３０のセク
ション上に蒸着される粒子の流れを供給する。移動機構
１５０は、蒸着場所を変更するために、表面３０に平行
な方向５８に電極５４を移動するために使用できる。な
お、蒸着場所を変更するために、電極５４または光ビー
ム４４（図２）を基準にして素子２０を移動することが
可能である。
学蒸着プロセスを局所的に補助するために、別の電極５
５に結合されている電極５４に電力を提供するためにシ
ステム５０内で使用される。図３に図示されるように、
表面３０の上に配置される電極５４は、電極５４と表面
３０のあるセクションとのあいだにプラズマグロー放電
５６を形成させるために使用される。プラズマ５６内で
高エネルギー状態に励起された電子は、気相内の分子を
解離し、イオン化することができる。これらのイオンは
活性である。したがって、プラズマは、表面３０のセク
ション上に蒸着される粒子の流れを供給する。移動機構
１５０は、蒸着場所を変更するために、表面３０に平行
な方向５８に電極５４を移動するために使用できる。な
お、蒸着場所を変更するために、電極５４または光ビー
ム４４（図２）を基準にして素子２０を移動することが
可能である。
【００２１】図４は、一番上の表面３０’の厚さ非均一
性が補正された後の結果を示す。なお、大部分の場合に
おいて、一番上の表面の厚さ非均一性が完全に排除され
る必要はない。通常、バルク音響波素子の共振周波数の
ばらつきが指定公差の範囲内に入るように、厚さ非均一
性を削減することだけが必要とされる。図示されるよう
に、共振器３１、３２、３５、および３６の厚さは増加
している。共振器３１〜３６の厚さは同じでない可能性
があるが、素子の共振周波数の拡散は規格の範囲内に入
っている。
性が補正された後の結果を示す。なお、大部分の場合に
おいて、一番上の表面の厚さ非均一性が完全に排除され
る必要はない。通常、バルク音響波素子の共振周波数の
ばらつきが指定公差の範囲内に入るように、厚さ非均一
性を削減することだけが必要とされる。図示されるよう
に、共振器３１、３２、３５、および３６の厚さは増加
している。共振器３１〜３６の厚さは同じでない可能性
があるが、素子の共振周波数の拡散は規格の範囲内に入
っている。
【００２２】さらに、厚さ調整済みの層の上部に１つま
たは複数のバルク音響波生成層および音響波制御層を追
加することも可能である。新規に追加される層が厚さの
調整を必要とする場合は、図２および図３とともに説明
されたような同じ方法が、所望される製品が達成される
まで適用できる。
たは複数のバルク音響波生成層および音響波制御層を追
加することも可能である。新規に追加される層が厚さの
調整を必要とする場合は、図２および図３とともに説明
されたような同じ方法が、所望される製品が達成される
まで適用できる。
【００２３】図２および図３に図示されるような、局所
的に促進された化学蒸着チャンバ６０内での一番上の表
面層３０の厚さの調整の前に、厚さプロファイル１５４
がマッピング（場所ごとに測定）されることが好まし
い。素子２０の共振周波数の局所測定を実行するために
は周波数測定装置８０を使用することが好ましい。素子
２０の個々の共振器および／またはフィルタの共振周波
数を測定することが必要である場合がある。それらの構
成要素の共振周波数を測定するためには、ウェハの上部
電極層を形成し、パターン化することが必要である。周
波数プロファイル１５２に基づいて、上部表面３０に加
えられるべき材料の量を計算することが可能である。図
６（ａ）に図示されるように、プロファイル写像システ
ム７０は、周波数測定装置８０および表面の周波数プロ
ファイル１５２を得るために、素子２０に対して周波数
測定装置８０を移動するための移動機構８８を備える。
移動方向は、参照番号７４で示される。周波数プロファ
イル１５２から、厚さ非均一性プロファイル１５４を得
ることが可能である（図７）。
的に促進された化学蒸着チャンバ６０内での一番上の表
面層３０の厚さの調整の前に、厚さプロファイル１５４
がマッピング（場所ごとに測定）されることが好まし
い。素子２０の共振周波数の局所測定を実行するために
は周波数測定装置８０を使用することが好ましい。素子
２０の個々の共振器および／またはフィルタの共振周波
数を測定することが必要である場合がある。それらの構
成要素の共振周波数を測定するためには、ウェハの上部
電極層を形成し、パターン化することが必要である。周
波数プロファイル１５２に基づいて、上部表面３０に加
えられるべき材料の量を計算することが可能である。図
６（ａ）に図示されるように、プロファイル写像システ
ム７０は、周波数測定装置８０および表面の周波数プロ
ファイル１５２を得るために、素子２０に対して周波数
測定装置８０を移動するための移動機構８８を備える。
移動方向は、参照番号７４で示される。周波数プロファ
イル１５２から、厚さ非均一性プロファイル１５４を得
ることが可能である（図７）。
【００２４】図６（ｂ）は、素子の物理的な厚さを測定
することによりバルク音響波素子２０をマッピングする
ためのシステム７２を示す概略図である。周波数測定装
置８０の代わりに、厚さ測定装置８２が素子２０の厚さ
を測定し、厚さプロファイル１５４を直接的に得るため
に使用される。
することによりバルク音響波素子２０をマッピングする
ためのシステム７２を示す概略図である。周波数測定装
置８０の代わりに、厚さ測定装置８２が素子２０の厚さ
を測定し、厚さプロファイル１５４を直接的に得るため
に使用される。
【００２５】図７は、複数の音響波生成層および音響波
制御層がその上に作製される、ウェハの非均一性厚さプ
ロファイルを描いた厚さチャートである。特に、図７
は、ナノメートル単位で表された圧電体（ＺｎＯ）層の
非均一性プロファイルを示す。平均厚さが基準として使
用される場合、層全体での厚さの変動は約±２３％であ
る。厚さにこのような大きな変動がある場合、ウェハ全
体での周波数変動は、通常、許容できない。したがっ
て、素子は、素子の厚さを調整することによって同調さ
れなければならない。
制御層がその上に作製される、ウェハの非均一性厚さプ
ロファイルを描いた厚さチャートである。特に、図７
は、ナノメートル単位で表された圧電体（ＺｎＯ）層の
非均一性プロファイルを示す。平均厚さが基準として使
用される場合、層全体での厚さの変動は約±２３％であ
る。厚さにこのような大きな変動がある場合、ウェハ全
体での周波数変動は、通常、許容できない。したがっ
て、素子は、素子の厚さを調整することによって同調さ
れなければならない。
【００２６】図８は、本発明によるバルク音響波素子を
同調するためのプロセス１００を説明するフローチャー
トである。工程１０２に示されるように、周波数測定装
置（図６（ａ））または厚さ測定装置（図６（ｂ））
が、素子２０の表面をマッピングするために使用され
る。厚さ非均一性プロファイル１５４は、このようにし
て得られる。表面層厚さが、工程１０３で判断されるよ
うに、公差の範囲内に入る場合には、新しい層が、工程
１１２で判断されるようにマッピングされた表面に追加
され、工程１１４で実行されてよい。それ以外の場合、
素子２０は、工程１０４で、厚さ調整のために局所的に
促進される化学蒸着チャンバ６０（図２および図３）に
配置される。ＣＶＤ促進媒体は、工程１０６で、一定の
時間、その上に材料を追加するために表面層３０上の所
望の場所に設置される。局所領域の厚さが局所促進化学
蒸着プロセスによって調整された後、工程１０８で、表
面全体で必要な厚さの調整が実施されたかどうかが決定
される。表面領域での厚さが調整される必要が残されて
いる場合には、促進媒体は、工程１１０で別の場所に再
配置される。表面全体の必要な厚さ調整がされた場合、
工程１１２で、素子を完成するためにさらに多くの層が
作製される必要があるかどうかが判断される。工程１１
４で、調整済みの層に１つまたは複数の新しい層が追加
された後、素子の表面プロファイルは、工程１０２で再
度マッピングされ、素子が規格にしたがって作られてい
るかどうかを判断する。
同調するためのプロセス１００を説明するフローチャー
トである。工程１０２に示されるように、周波数測定装
置（図６（ａ））または厚さ測定装置（図６（ｂ））
が、素子２０の表面をマッピングするために使用され
る。厚さ非均一性プロファイル１５４は、このようにし
て得られる。表面層厚さが、工程１０３で判断されるよ
うに、公差の範囲内に入る場合には、新しい層が、工程
１１２で判断されるようにマッピングされた表面に追加
され、工程１１４で実行されてよい。それ以外の場合、
素子２０は、工程１０４で、厚さ調整のために局所的に
促進される化学蒸着チャンバ６０（図２および図３）に
配置される。ＣＶＤ促進媒体は、工程１０６で、一定の
時間、その上に材料を追加するために表面層３０上の所
望の場所に設置される。局所領域の厚さが局所促進化学
蒸着プロセスによって調整された後、工程１０８で、表
面全体で必要な厚さの調整が実施されたかどうかが決定
される。表面領域での厚さが調整される必要が残されて
いる場合には、促進媒体は、工程１１０で別の場所に再
配置される。表面全体の必要な厚さ調整がされた場合、
工程１１２で、素子を完成するためにさらに多くの層が
作製される必要があるかどうかが判断される。工程１１
４で、調整済みの層に１つまたは複数の新しい層が追加
された後、素子の表面プロファイルは、工程１０２で再
度マッピングされ、素子が規格にしたがって作られてい
るかどうかを判断する。
【００２７】要約すると、本発明は、ウェハ、またはダ
イスのレベルでバルク音響波素子を同調するための方法
およびシステムを開示する。開示されるように、該方法
およびシステムは、ウェハの表面面積が、薄膜の蒸着が
許容できる厚さ均一性を達成できないほど充分に大きい
ときに特に有効である。ウェハ表面の局所化された領域
で厚さを調整することによってウェハ全体での周波数を
同調すると、ＦＢＡＲ製造プロセスの歩留まりを増加す
ることができる。厚さ調整プロセスは、ＦＢＡＲベース
の素子の１つまたは複数の層を調整するために、別個
に、かつ順次実施することができる。材料が、周波数を
同調するために表面層の上に追加され、気体先駆物質が
素子表面上に蒸着される材料を提供するために使用され
る場合、気体先駆物質は表面層の材料を含むことが好ま
しい。たとえば、調整される一番上の表面層がタンタル
またはタングステンから作られる電極層である場合、気
体先駆物質がタンタルまたはタングステンのフラグメン
テーションを含むことが好ましい。しかしながら、気体
先駆物質の材料と表面層の材料が同じでない場合があ
る。たとえば、調整される一番上の表面層が、ＳｉＯ2
のミラー層またはパシベーション層である場合、気体先
駆物質は、シラン（ＳｉＨ4）および酸素（Ｏ2）を含む
ことがある。
イスのレベルでバルク音響波素子を同調するための方法
およびシステムを開示する。開示されるように、該方法
およびシステムは、ウェハの表面面積が、薄膜の蒸着が
許容できる厚さ均一性を達成できないほど充分に大きい
ときに特に有効である。ウェハ表面の局所化された領域
で厚さを調整することによってウェハ全体での周波数を
同調すると、ＦＢＡＲ製造プロセスの歩留まりを増加す
ることができる。厚さ調整プロセスは、ＦＢＡＲベース
の素子の１つまたは複数の層を調整するために、別個
に、かつ順次実施することができる。材料が、周波数を
同調するために表面層の上に追加され、気体先駆物質が
素子表面上に蒸着される材料を提供するために使用され
る場合、気体先駆物質は表面層の材料を含むことが好ま
しい。たとえば、調整される一番上の表面層がタンタル
またはタングステンから作られる電極層である場合、気
体先駆物質がタンタルまたはタングステンのフラグメン
テーションを含むことが好ましい。しかしながら、気体
先駆物質の材料と表面層の材料が同じでない場合があ
る。たとえば、調整される一番上の表面層が、ＳｉＯ2
のミラー層またはパシベーション層である場合、気体先
駆物質は、シラン（ＳｉＨ4）および酸素（Ｏ2）を含む
ことがある。
【００２８】上部電極層および底部電極層の作製が、一
般的には、電極層のそれぞれの中からパターンを作るた
めに１つまたは複数の追加工程を含むことは当分野にお
いては既知である。パターン化工程は、それぞれの電極
層の厚さが調整された後に実施されることが好まれる。
しかしながら、厚さ調整の前にパターン化工程を実施す
ることも可能である。
般的には、電極層のそれぞれの中からパターンを作るた
めに１つまたは複数の追加工程を含むことは当分野にお
いては既知である。パターン化工程は、それぞれの電極
層の厚さが調整された後に実施されることが好まれる。
しかしながら、厚さ調整の前にパターン化工程を実施す
ることも可能である。
【００２９】さらに、化学蒸着方法およびシステムで
は、図２および図３とともに説明されるように、１つの
光ビーム４４または電極５４だけが、一度に１つの場所
の一番上の層での材料の局所的な蒸着を促進するために
使用される。２つまたは３つ以上の場所での蒸着を同時
にまたは順次に促進するために２つまたは３つ以上の光
ビームまたは電極を使用することが可能である。さら
に、光ビームおよびプラズマは、光源（またはリフレク
タなどの光経路調整装置）または電極を移動することに
よって再配置することができる。光ビームまたはプラズ
マに対して、バルク音響波素子をその面方向に沿って移
動することが可能である。
は、図２および図３とともに説明されるように、１つの
光ビーム４４または電極５４だけが、一度に１つの場所
の一番上の層での材料の局所的な蒸着を促進するために
使用される。２つまたは３つ以上の場所での蒸着を同時
にまたは順次に促進するために２つまたは３つ以上の光
ビームまたは電極を使用することが可能である。さら
に、光ビームおよびプラズマは、光源（またはリフレク
タなどの光経路調整装置）または電極を移動することに
よって再配置することができる。光ビームまたはプラズ
マに対して、バルク音響波素子をその面方向に沿って移
動することが可能である。
【００３０】さらに、前述されたように、素子は、通
常、それぞれがチップ表面積を有する複数の個別チップ
を備える。プロセスでは、図２および図３に関連して説
明されるように、ある場所での化学蒸着を局所的に促進
するための光ビームまたはプラズマが、材料の蒸着のた
めのスポットサイズを定める。スポットサイズは、チッ
プ表面積より小さいか、あるいは大きい場合がある。
常、それぞれがチップ表面積を有する複数の個別チップ
を備える。プロセスでは、図２および図３に関連して説
明されるように、ある場所での化学蒸着を局所的に促進
するための光ビームまたはプラズマが、材料の蒸着のた
めのスポットサイズを定める。スポットサイズは、チッ
プ表面積より小さいか、あるいは大きい場合がある。
【００３１】本発明によるバルク音響波素子が、個々の
共振器、積層結晶フィルタ、はしご形フィルタ、および
その組み合わせを含むことが注意される必要がある。し
かしながら、はしご構造に加えて、ＦＢＡＲから構築で
きる他のフィルタの種類がある。それらのすべては、同
調しなければならないいくつかの共振器を含むが、それ
らはすべてのケースで並列共振器または分路共振器と呼
ぶことはできない。平衡フィルタは、このようなフィル
タの種類の一例である。
共振器、積層結晶フィルタ、はしご形フィルタ、および
その組み合わせを含むことが注意される必要がある。し
かしながら、はしご構造に加えて、ＦＢＡＲから構築で
きる他のフィルタの種類がある。それらのすべては、同
調しなければならないいくつかの共振器を含むが、それ
らはすべてのケースで並列共振器または分路共振器と呼
ぶことはできない。平衡フィルタは、このようなフィル
タの種類の一例である。
【００３２】さらに、前述されたように、厚さ非均一性
は、ウェハ上のＢＡＷ素子の周波数非均一性に関係す
る。表面層をトリミングする目的は、素子の周波数非均
一性を低減することである。したがって、表面層をトリ
ミングしても、必ずしも一番上の層を完全に平坦にする
とは限らない。言い換えると、たとえ一番上の層が非常
に均一な厚さを有していても、１つまたは複数の下にあ
る層の非均一性を補正するためにそれをトリミングする
ことが必要である場合がある。たとえば、一番上の層
が、均一ではない圧電体層に重なる上部電極層である場
合、上部電極層をトリミングする目的は、たとえ上部電
極層自体が均一であっても、圧電体層の厚さの非均一性
による素子の周波数均一性を低減することである。本発
明の目的は、素子の最終的な周波数の所望される均一性
を達成することである。したがって、表面層は、上部
層、底部層または圧電体層などの単一の層である場合が
あるが、表面層は、上部電極層と圧電体層の組み合わせ
などの層の組み合わせである場合もある。
は、ウェハ上のＢＡＷ素子の周波数非均一性に関係す
る。表面層をトリミングする目的は、素子の周波数非均
一性を低減することである。したがって、表面層をトリ
ミングしても、必ずしも一番上の層を完全に平坦にする
とは限らない。言い換えると、たとえ一番上の層が非常
に均一な厚さを有していても、１つまたは複数の下にあ
る層の非均一性を補正するためにそれをトリミングする
ことが必要である場合がある。たとえば、一番上の層
が、均一ではない圧電体層に重なる上部電極層である場
合、上部電極層をトリミングする目的は、たとえ上部電
極層自体が均一であっても、圧電体層の厚さの非均一性
による素子の周波数均一性を低減することである。本発
明の目的は、素子の最終的な周波数の所望される均一性
を達成することである。したがって、表面層は、上部
層、底部層または圧電体層などの単一の層である場合が
あるが、表面層は、上部電極層と圧電体層の組み合わせ
などの層の組み合わせである場合もある。
【００３３】したがって、発明はその好ましい実施態様
に関して説明されてきたが、その形式および詳細におけ
る前記および多様なそれ以外の変更、省略および偏差
が、本発明の精神および範囲から逸脱することなく加え
られてよいことが当業者によって理解されるだろう。
に関して説明されてきたが、その形式および詳細におけ
る前記および多様なそれ以外の変更、省略および偏差
が、本発明の精神および範囲から逸脱することなく加え
られてよいことが当業者によって理解されるだろう。
【００３４】
【発明の効果】本発明のバルク音響波（ＢＡＷ）素子の
同調方法は、ＢＡＷ素子を構成する薄膜層の材料の蒸着
を局所的に促進する手段を備えたので、サイズの大きな
基板上に多数の均一な動作周波数のＢＡＷ素子を作製で
きるという効果を奏する。
同調方法は、ＢＡＷ素子を構成する薄膜層の材料の蒸着
を局所的に促進する手段を備えたので、サイズの大きな
基板上に多数の均一な動作周波数のＢＡＷ素子を作製で
きるという効果を奏する。
【図１】素子の一番上の層の厚さの非均一性を示す簡略
されたバルク音響波素子の断面図である。
されたバルク音響波素子の断面図である。
【図２】本発明の好ましい実施形態にしたがって、ウェ
ハレベルでバルク音響波素子の一番上の層に材料を追加
するためのシステムを示す概略表現である。
ハレベルでバルク音響波素子の一番上の層に材料を追加
するためのシステムを示す概略表現である。
【図３】本発明の別の実施形態にしたがって、ウェハレ
ベルでバルク音響波素子の一番上の層に材料を追加する
ための別のシステムを示す概略表現である。
ベルでバルク音響波素子の一番上の層に材料を追加する
ための別のシステムを示す概略表現である。
【図４】一番上の層の厚さが調整された後の簡略化され
たバルク音響波素子を示す断面図である。
たバルク音響波素子を示す断面図である。
【図５】一番上の層の厚さが調整された後の簡略化され
たバルク音響波素子を示す断面図である。
たバルク音響波素子を示す断面図である。
【図６】本発明にしたがって、バルク音響波素子の厚さ
の非均一性プロファイルをマッピングするためのシステ
ムにおける２つの例を示す概略図である。
の非均一性プロファイルをマッピングするためのシステ
ムにおける２つの例を示す概略図である。
【図７】その上に複数のバルク音響波生成層および音響
波制御層が作製されるウェハの非均一性プロファイルを
示す厚さチャートである。
波制御層が作製されるウェハの非均一性プロファイルを
示す厚さチャートである。
【図８】本発明にしたがって、ウェハレベルでバルク音
響波素子を同調するための工程を示すフローチャートで
ある。
響波素子を同調するための工程を示すフローチャートで
ある。
【図９】複数のバルク音響波生成層および音響波制御層
を示す典型的なバルク音響波素子の断面側面図である。
を示す典型的なバルク音響波素子の断面側面図である。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 ユハ エッレ フィンランド共和国、24800 ハリッコ、 ケーリエイセンチエ ５ Ｆターム(参考） 4K030 AA06 AA13 AA14 AA18 AA24 BA40 BA44 BB12 BB14 FA01 FA04 FA06 LA11 5J108 AA02 AA07 BB07 BB08 CC11 KK01 MM11 NA04 NB01
Claims (28)
- 【請求項１】 基板上に形成される複数の音響波生成層
および音響波制御層を備えるバルク音響波素子を同調す
る方法であって、バルク音響波素子が表面層および非均
一性プロファイルを有する表面層厚さを有し、バルク音
響波素子が部分的に表面層厚さにともなって変化する動
作周波数を有し、動作周波数が化学蒸着装置で表面層厚
さを調整することにより調整することができ、そこでは
化学蒸着装置が、厚さ非均一性を低減するために表面層
上に材料を蒸着するための気体先駆物質を含み、前記方
法がある場所における表面層での材料の蒸着を局所的に
促進するための促進媒体を提供する工程と、前記少なく
とも１つの別の場所における表面層での材料の蒸着を局
所的に促進するために、表面層に平行な方向に、少なく
とも１つの別の場所に促進媒体を再配置する工程と、を
備えるバルク音響波素子の同調方法。 - 【請求項２】 促進媒体が、光励起化学蒸着プロセスで
使用するための光ビームである請求項１記載の方法。 - 【請求項３】 促進媒体が、プラズマ誘導化学蒸着プロ
セスで使用するためのプラズマである請求項１記載の方
法。 - 【請求項４】 促進媒体が、プラズマ促進化学蒸着プロ
セスで使用するためのプラズマである請求項１記載の方
法。 - 【請求項５】 各場所における表面層での材料の蒸着の
局所的な促進が、ある時間期間内に実施され、該時間期
間が表面層の厚さ非均一性プロファイルに部分的に基づ
く請求項１記載の方法。 - 【請求項６】 表面層が圧電体層を備える請求項１記載
の方法。 - 【請求項７】 表面層がパシベーション層を備える請求
項１記載の方法。 - 【請求項８】 表面層が電極層を備える請求項１記載の
方法。 - 【請求項９】 表面層が複数の個々のバルク音響波構成
要素を備える請求項１記載の方法。 - 【請求項１０】 個々のバルク音響波構成要素が１つま
たはそれ以上の共振器を備える請求項９記載の方法。 - 【請求項１１】 個々のバルク音響波構成要素が１つま
たはそれ以上のフィルタを備える請求項９記載の方法。 - 【請求項１２】 個々のバルク音響波構成要素が、１つ
またはそれ以上の積層結晶フィルタを備える請求項９記
載の方法。 - 【請求項１３】 表面層が層材料から作られ、気体先駆
物質が層材料を備えることを特徴とする請求項１記載の
方法。 - 【請求項１４】 表面層が層材料から作られ、気体先駆
物質が層材料と異なる材料を備えることを特徴とする請
求項１記載の方法。 - 【請求項１５】 素子表面にわたって非均一性プロファ
イルを決定するために、素子表面をマッピングする工程
をさらに備える請求項１記載の方法。 - 【請求項１６】 マッピング工程が、素子の共振周波数
を測定することによって実施される請求項１５記載の方
法。 - 【請求項１７】 マッピング工程が、素子の厚さを測定
することによって実施される請求項１５記載の方法。 - 【請求項１８】 基板上に形成される複数の音響波生成
層および音響波制御層を備えるバルク音響波素子を同調
するためのシステムであって、バルク音響波素子が表面
層および非均一性プロファイルを有する表面層厚さを有
し、バルク音響波素子が表面層厚さにともなって部分的
に変化する動作周波数を有し、動作周波数が化学蒸着装
置内の表面層厚さを調整することにより調整でき、化学
蒸着装置が厚さの非均一性を低減するために表面層上に
材料を蒸着するための気体先駆物質を含み、前記システ
ムがある場所における表面層で材料の蒸着を局所的に促
進するための促進媒体を提供するための手段と、表面層
に平行な面方向に促進媒体を少なくとも１つの別の場所
に再配置し、前記少なくとも１つの別の場所における表
面層での材料の蒸着を局所的に促進するために、提供手
段に動作可能なように連結される移動機構と、を備える
システム。 - 【請求項１９】 促進媒体が光励起化学蒸着プロセスで
使用するためのレーザビームを備え、提供手段がレーザ
ビームを提供するためのレーザを備える請求項１８記載
のシステム。 - 【請求項２０】 促進媒体が、光励起化学蒸着プロセス
で使用するための光ビームを備え、提供手段が光源を備
える請求項１８記載のシステム。 - 【請求項２１】 促進媒体がプラズマ促進化学蒸着プロ
セスで使用するためのプラズマを備え、提供手段がプラ
ズマを提供するための複数のイオンを生成するために電
極を備える請求項１８記載のシステム。 - 【請求項２２】 素子表面をマッピングすることにより
非均一性プロファイルを得るためのマッピング機構をさ
らに備える請求項１８記載のシステム。 - 【請求項２３】 マッピング機構が、素子表面にわたっ
て素子の局所共振周波数を決定するための周波数測定装
置を備える請求項２２記載のシステム。 - 【請求項２４】 マッピング機構が厚さ測定装置を備え
る請求項２２記載のシステム。 - 【請求項２５】 前記再配置手段が、非均一性プロファ
イルに基づいて促進媒体を再配置するための制御機構を
有する請求項１８記載のシステム。 - 【請求項２６】 素子が、それぞれがチップ表面積を有
する複数の個別チップを備え、促進媒体がチップ表面積
より大きいスポットサイズを定める請求項１８記載のシ
ステム。 - 【請求項２７】 素子が、それぞれがチップ表面積を有
する複数の個別チップを備え、促進媒体がチップ表面積
より小さいスポットサイズを定める請求項１８記載のシ
ステム。 - 【請求項２８】 表面非均一性を削減するために厚さ非
均一性プロファイルにしたがって前記再配置手段を制御
するためのソフトウェアプログラムをさらに備える請求
項１８記載のシステム。
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| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| US09/845,096 US6480074B1 (en) | 2001-04-27 | 2001-04-27 | Method and system for wafer-level tuning of bulk acoustic wave resonators and filters by reducing thickness non-uniformity |
| US09/845,096 | 2001-04-27 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2002353761A true JP2002353761A (ja) | 2002-12-06 |
| JP4235398B2 JP4235398B2 (ja) | 2009-03-11 |
Family
ID=25294383
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2002119478A Expired - Fee Related JP4235398B2 (ja) | 2001-04-27 | 2002-04-22 | バルク音響波共振器およびフィルタのウェハレベルでの同調 |
Country Status (4)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US6480074B1 (ja) |
| EP (1) | EP1258987B1 (ja) |
| JP (1) | JP4235398B2 (ja) |
| DE (1) | DE60223620T2 (ja) |
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