JPH08262251A - Film forming device for optical waveguide - Google Patents

Film forming device for optical waveguide

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Publication number
JPH08262251A
JPH08262251A JP6256995A JP6256995A JPH08262251A JP H08262251 A JPH08262251 A JP H08262251A JP 6256995 A JP6256995 A JP 6256995A JP 6256995 A JP6256995 A JP 6256995A JP H08262251 A JPH08262251 A JP H08262251A
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JP
Japan
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optical waveguide
film forming
wafer
chamber
forming apparatus
Prior art date
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Application number
JP6256995A
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Japanese (ja)
Inventor
Satoshi Fukuyama
聡 福山
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Shibaura Machine Co Ltd
Original Assignee
Toshiba Machine Co Ltd
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Filing date
Publication date
Application filed by Toshiba Machine Co Ltd filed Critical Toshiba Machine Co Ltd
Priority to JP6256995A priority Critical patent/JPH08262251A/en
Publication of JPH08262251A publication Critical patent/JPH08262251A/en
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Abstract

PURPOSE: To provide an efficient film forming device for an optical waveguide in which a desired optical waveguide pattern can be formed without etching processing. CONSTITUTION: In this device, an IR laser genrator 57 emits laser light of <=1μm wavelength, which is made uniform by an optical system 59. The uniform laser light beams transmit a mask 55 in which the optical waveguide pattern is plotted to project the waveguide pattern on a wafer 23. The wafer 23 is mounted on a stage 21 in a chamber 3 the inside of which is sealed. The laser beams irradiates the wafer 23 through a light entrance window 11 of the chamber 3. The stage 21 where the wafer 23 is mounted is equipped with a cooling device 25 to cool the wafer 23. Plasma is generated by supplying at least two kinds of gasses to the wafer 23 through two or more groups of gas supply pipings 31, 35 and applying high frequency power to an antenna 41 from a high frequency power supply 51 for generation of plasma and through a matching box 49.

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】この発明は光導波路成膜装置に係
り、さらに詳しくは、レーザ光線を用いた光光導波路成
膜装置に関するものである。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an optical waveguide film forming apparatus, and more particularly to an optical optical waveguide film forming apparatus using a laser beam.

【0002】[0002]

【従来の技術】図2に基づいて従来の光導波路作製方法
を説明する。まず、シリコンウエハや石英のような基板
101を準備し(ステップSA1)、その上一面に厚さ
20μm 程度のSiO 2 膜を堆積させて下側クラッド層1
03を形成する(ステップSA2)。この堆積方法につ
いては後述する。
2. Description of the Related Art A conventional optical waveguide manufacturing method will be described with reference to FIG. First, a substrate 101 such as a silicon wafer or quartz is prepared (step SA1), and a SiO 2 film having a thickness of about 20 μm is deposited on the entire surface of the substrate 101 to form the lower clad layer 1
03 is formed (step SA2). This deposition method will be described later.

【0003】次に、Geを数 mol%含有した Ge-SiO 2
を前述の下側クラッド層103の上面一面に5μm 堆積
させて光が通過する光導波路であるコア層105Aを形
成した後(ステップSA3)、このコア層105Aの上
面一面にレジスト107Aを適当な厚さで塗布する(ス
テップSA4)。コア層105Aの厚さおよび下側クラ
ッド層103の厚さはコア層105Aを通過する光の波
長により決定される。
Next, a Ge-SiO 2 film containing several mol% of Ge is deposited on the entire upper surface of the lower clad layer 103 by 5 μm to form a core layer 105A which is an optical waveguide through which light passes ( In step SA3), the resist 107A is applied to the entire upper surface of the core layer 105A with an appropriate thickness (step SA4). The thickness of the core layer 105A and the thickness of the lower clad layer 103 are determined by the wavelength of light passing through the core layer 105A.

【0004】レジスト107A塗布後、光導波路のパタ
ーンが描画されたマスク109を介してレジスト107
Aの上面へUV光111を照射する(ステップSA
5)。レジスト107Aにはポジ型とネガ型があるが、
例えば、ポジ型の場合はマスク109によってUV光1
11を照射された部分が感光してアルカリ溶液に溶ける
状態となる。すなわち、アルカリ溶液に浸すことで感光
した部分が除去されて、コア層105A上には感光され
なかった部分107Bが残ることとなる(ステップSA
6)。
After the resist 107A is applied, the resist 107 is applied through a mask 109 on which an optical waveguide pattern is drawn.
The upper surface of A is irradiated with UV light 111 (step SA
5). The resist 107A has a positive type and a negative type,
For example, in the case of a positive type, UV light 1 is generated by the mask 109.
The portion irradiated with 11 is exposed to light and becomes soluble in the alkaline solution. That is, the exposed portion is removed by immersing it in an alkaline solution, and the unexposed portion 107B remains on the core layer 105A (step SA).
6).

【0005】次に、RIE(反応性イオンエッチング)
のようなドライエッチング処理を行う。これによりコア
層105Aの一部が除去されて下側クラッド層103上
にマスク109と全く同一のパターンを有するコア層1
05Bが形成され(ステップSA7)、レジスト107
Bを除去する(ステップSA8)。最後に、コア層10
5Bの上からSiO 2 膜を堆積させて上側クラッド層11
3を形成する(ステップSA9)。この上側クラッド層
113は、前述の下側クラッド層103と同様に20μ
m の膜厚を有し、この厚さはコア層105B内を通過す
る光の波長に大きく関係する。
Next, RIE (reactive ion etching)
The dry etching process as described above is performed. As a result, a part of the core layer 105A is removed, and the core layer 1 having the same pattern as the mask 109 is formed on the lower clad layer 103.
05B is formed (step SA7), and the resist 107 is formed.
B is removed (step SA8). Finally, the core layer 10
5B, a SiO 2 film is deposited on the upper clad layer 11
3 is formed (step SA9). The upper clad layer 113 has a thickness of 20 μm, like the lower clad layer 103 described above.
It has a film thickness of m 3, and this thickness is largely related to the wavelength of light passing through the core layer 105B.

【0006】また、コア層105Bは、上下クラッド層
113,103に比してGeを含んでいるため、その分屈
折率が高くなり、コア層105B内を進行する光が漏洩
しないため光信号を忠実に伝搬することとなる。
Further, the core layer 105B contains Ge as compared with the upper and lower clad layers 113 and 103, so that the refractive index is increased by that amount, and the light traveling in the core layer 105B does not leak, so that an optical signal is transmitted. It will propagate faithfully.

【0007】次に、前述のクラッド層113,103お
よびコア層105A,105Bの形成について、成膜工
程とエッチング工程に分けて説明する。
Next, the formation of the above-mentioned cladding layers 113, 103 and core layers 105A, 105B will be described separately for the film forming step and the etching step.

【0008】成膜方法は未だ特に定まった方法というも
のはない。最も多く用いられているのは図3に示される
火炎堆積法(FHD法という)と呼ばれる方法である。
[0008] There is no method for forming a film, which has not been fixed yet. The method most often used is the flame deposition method (referred to as FHD method) shown in FIG.

【0009】図3を参照するに、この方法では内側ノズ
ル115の周囲に外側ノズル117を有する多重管ノズ
ル119を用いる。内側ノズル115がH 2 とO 2 の混
合ガスを噴出し、外側ノズル117がSiCl4 ガス,GeCl
4 ガスを噴出する。
Referring to FIG. 3, this method uses a multi-tube nozzle 119 having an outer nozzle 117 around an inner nozzle 115. The inner nozzle 115 ejects a mixed gas of H 2 and O 2 , and the outer nozzle 117 ejects SiCl 4 gas and GeCl.
4 Eject gas.

【0010】まず、基板101を電源121により駆動
するヒータ123の上に載せ、電源121をオンにす
る。基板101が所定の温度になると、内側ノズル11
5からH 2 とO 2 の混合ガスを噴出して着火する。次に
外側ノズル117からSiCl4 ガスを噴出させて、SiCl4
とO 2 を火炎の中で反応させる。これにより、スート1
25と呼ばれる白濁した膜が基板101上に堆積する。
このスート125が堆積した基板101を1000°C
近傍まで加熱すると、白濁していたスート125がガラ
ス化して透明なクラッド層113,103が得られる。
First, the substrate 101 is placed on the heater 123 driven by the power supply 121, and the power supply 121 is turned on. When the substrate 101 reaches a predetermined temperature, the inner nozzle 11
A mixed gas of H 2 and O 2 is ejected from 5 to ignite. Then the outer nozzle 117 is ejected with SiCl 4 gas, SiCl 4
And O 2 react in a flame. This makes suit 1
A cloudy film called 25 is deposited on the substrate 101.
The substrate 101 on which the soot 125 is deposited is heated to 1000 ° C.
When heated to the vicinity, the cloudy soot 125 is vitrified and transparent clad layers 113 and 103 are obtained.

【0011】また、コア層105を堆積させる場合に
は、外側ノズル117からSiCl4 ガスに加えて GeCl 4
ガスを噴出させる。この時、 GeCl 4 ガスの噴出量を適
当な量にすればSiO 2 膜中にGeが微量含まれたコア層1
05が形成される。
In addition, when depositing the core layer 105, GeCl 4 is added from the outer nozzle 117 in addition to SiCl 4 gas.
Eject gas. At this time, if the amount of GeCl 4 gas jetted is set to an appropriate amount, the core layer 1 containing a small amount of Ge in the SiO 2 film 1
05 is formed.

【0012】しかし、上述のFHD法によると以下のよ
うな問題がある。すなわち、 工程がスート125堆積工程とガラス化工程の2工程
となり作業性が悪い。
However, the above FHD method has the following problems. That is, the workability is poor because the process has two processes, the soot 125 deposition process and the vitrification process.

【0013】ガラス化工程で1000°C近傍まで加
熱すると、例えばシリコンの基板101の場合に、熱膨
張率の相違から膜に引張応力が生じて破損する恐れがあ
る。
If the substrate 101 made of silicon, for example, is heated to around 1000 ° C. in the vitrification step, tensile stress may be generated in the film due to the difference in the coefficient of thermal expansion and the film may be damaged.

【0014】一般的に知られているように、シリコン
の基板101は800°C近傍を境にその強度が激減す
るので、温度分布を数°C以内に収めないと熱応力によ
りスリップという結晶欠陥を生じるという問題がある。
さらに、その分布はウエハ口径が大きくなる程厳しくな
る。
As is generally known, the strength of the silicon substrate 101 drastically decreases at around 800 ° C., so unless the temperature distribution is kept within a few ° C., a crystal defect called slip due to thermal stress occurs. There is a problem of causing.
Furthermore, the distribution becomes more severe as the wafer diameter increases.

【0015】将来的には、光導波路はトランジスタの
ような電気素子と光素子が一枚の基板内に収納されたも
のが望まれるが、トランジスタ等の配線にはAl等が用い
られており、400°C以上の温度になるとこのAl等が
シリコンの基板101と反応してしまう恐れがある。
In the future, it is desired that the optical waveguide has an electric element such as a transistor and an optical element housed in one substrate, but Al or the like is used for wiring of the transistor or the like. At a temperature of 400 ° C. or higher, this Al or the like may react with the silicon substrate 101.

【0016】以上の問題点よりFHD法はこのようなデ
バイスには一般に使用されない。
Due to the above problems, the FHD method is not generally used for such a device.

【0017】そこで、半導体の製造プロセスで用いられ
ているプラズマCVD法を利用することが近年検討され
ている。
Therefore, the utilization of the plasma CVD method used in the semiconductor manufacturing process has been studied in recent years.

【0018】以下、一般に用いられているプラズマCV
D法について説明する。
Hereinafter, generally used plasma CV
The D method will be described.

【0019】図4にはプラズマCVD法に用いられる最
も一般的な装置である平行平板型のプラズマCVD装置
127が示されている。ここでは、上下クラッド層11
3,103のSiO 2 膜をウエハ129上に成膜する場合
を例として説明する。
FIG. 4 shows a parallel plate type plasma CVD apparatus 127 which is the most general apparatus used in the plasma CVD method. Here, the upper and lower clad layers 11
A case where the SiO 2 films of 3 and 103 are formed on the wafer 129 will be described as an example.

【0020】結晶成長に際して外気と遮断するためのプ
ラズマCVDチャンバ131の内部には、相対向する一
対の平行平板型の電極133U,133Lが設けられて
おり、下側電極133Lの上にはウエハ129が載せら
れている。上側電極133Uは、チャンバ上蓋135を
貫通して設けられている絶縁碍子137を通ってマッチ
ングボックス139に接続され、さらに高周波電源14
1に接続されている。このマッチングボックス139
は、高周波電源141から供給された電力を効率よくチ
ャンバ131内に供給するためのものである。また、下
側電極133Lには回転装置143が設けられており、
下側電極133Lを回転させることによりウエハ129
に形成されるSiO 2 膜の均一性を確保するためのもので
ある。
A pair of parallel plate type electrodes 133U and 133L facing each other are provided inside a plasma CVD chamber 131 for blocking the outside air during crystal growth, and a wafer 129 is placed on the lower electrode 133L. Is posted. The upper electrode 133U is connected to the matching box 139 through an insulator 137 provided so as to penetrate the chamber upper lid 135, and is further connected to the high frequency power supply 14
Connected to 1. This matching box 139
Is for efficiently supplying the power supplied from the high frequency power supply 141 into the chamber 131. Further, the lower electrode 133L is provided with a rotating device 143,
The wafer 129 is rotated by rotating the lower electrode 133L.
This is for ensuring the uniformity of the SiO 2 film formed on the substrate.

【0021】チャンバ下蓋145には、CVD終了後の
背圧真空引き用高真空排気系147と、CVD中の供給
ガス排気用低真空排気系149が取付けられている。前
記背圧真空引き用高真空排気系147には途中排気用の
排気バルブ151が設けられており、ターボ分子ポンプ
等の高真空用の排気装置153に接続されている。
The chamber lower lid 145 is provided with a high vacuum exhaust system 147 for exhausting back pressure after completion of CVD and a low vacuum exhaust system 149 for exhausting supply gas during CVD. The high vacuum exhaust system 147 for vacuuming the back pressure is provided with an exhaust valve 151 for intermediate exhaust, and is connected to a high vacuum exhaust device 153 such as a turbo molecular pump.

【0022】一方、供給ガス排気用低真空排気系149
には途中排気用のバルブ155および前記チャンバ13
1内の圧力を一定に保持するためのスロットルバルブ1
57が設けられていて、ロータリーポンプやドライポン
プやメカニカルブースタポンプ等の比較的低真空用の排
気装置159に接続されている。
On the other hand, a low vacuum exhaust system 149 for exhausting the supply gas
The exhaust valve 155 and the chamber 13
Throttle valve 1 for keeping the pressure inside 1 constant
57 is provided and is connected to a relatively low vacuum exhaust device 159 such as a rotary pump, a dry pump, or a mechanical booster pump.

【0023】また、チャンバ上蓋135には、ガス供給
用配管161,163が取付けられている。ここでは、
ガス供給用配管161がジクロールシラン(SiH 2Cl 2)
用のものであり、ガス供給用配管163が酸素(O 2) 用
のものである。従って、ガス供給用配管161および1
63には、各々ジクロールシランガス供給用のバルブ1
65、酸素供給用のバルブ167が設けられている。
Gas supply pipes 161 and 163 are attached to the chamber upper lid 135. here,
The gas supply pipe 161 is dichlorosilane (SiH 2 Cl 2 ).
The gas supply pipe 163 is for oxygen (O 2 ). Therefore, the gas supply pipes 161 and 1
63 is a valve 1 for supplying dichlorosilane gas
65, a valve 167 for oxygen supply is provided.

【0024】チャンバ131には、ウエハ129のロー
ド/アンロード用ポート169が設けられており、バル
ブ171の開閉によりウエハ129のロード/アンロー
ドが可能となっている。
The chamber 131 is provided with a loading / unloading port 169 for the wafer 129, and the loading / unloading of the wafer 129 is possible by opening / closing the valve 171.

【0025】チャンバ131内部には下側電極133L
上のウエハ129を加熱するためのヒータブロック17
3が設けられており、このヒータブロック173はヒー
タ電源141に接続されている。この時の温度は、温度
計175により確認できるようになっている。
Inside the chamber 131, the lower electrode 133L
Heater block 17 for heating the upper wafer 129
3 are provided, and the heater block 173 is connected to the heater power supply 141. The temperature at this time can be confirmed by a thermometer 175.

【0026】次に、前述のプラズマCVD装置127の
動作を説明する。まず、ロード/アンロード用ポート1
69のバルブ171を開けてウエハ129を所定の枚数
だけチャンバ131内に導入した後、バルブ171を閉
じる。排気バルブ151を開いて排気装置153すなわ
ち高真空用の排気系147により10-6Torr程度の真空
度まで真空引きする。同時にヒータブロック173を加
熱して下側電極133Lおよびウエハ129を加熱す
る。この時、チャンバ131内の圧力は、真空スイッチ
または電離真空計などによって随時確認され、通常30
0〜400°Cに加熱する。また、下側電極133Lを
均一に加熱するために、下側電極133Lは回転装置1
43により回転駆動する。
Next, the operation of the above plasma CVD apparatus 127 will be described. First, port 1 for loading / unloading
The valve 171 of 69 is opened to introduce a predetermined number of wafers 129 into the chamber 131, and then the valve 171 is closed. The exhaust valve 151 is opened, and the exhaust device 153, that is, the exhaust system 147 for high vacuum is evacuated to a vacuum degree of about 10 −6 Torr. At the same time, the heater block 173 is heated to heat the lower electrode 133L and the wafer 129. At this time, the pressure inside the chamber 131 is checked at any time by a vacuum switch or an ionization vacuum gauge, and is usually 30
Heat to 0-400 ° C. Also, in order to heat the lower electrode 133L uniformly, the lower electrode 133L is installed in the rotating device 1.
It is rotationally driven by 43.

【0027】続いて、ガス供給用配管161のジクロー
ルシランガス供給用のバルブ165を開けることにより
ジクロールシランガスをチャンバ131内に供給し、つ
いでガス供給用配管163の酸素供給用のバルブ167
を開けることにより酸素ガスをチャンバ131内に供給
する。この時のチャンバ131内の排気は、低真空用の
排気系149を用いて行われる。
Subsequently, the dichlorosilane gas supply valve 165 of the gas supply pipe 161 is opened to supply the dichlorosilane gas into the chamber 131, and then the oxygen supply valve 167 of the gas supply pipe 163 is supplied.
Oxygen gas is supplied into the chamber 131 by opening. The exhaust of the chamber 131 at this time is performed by using an exhaust system 149 for low vacuum.

【0028】通常のガス供給量は全部で数百SccM程度で
あり、圧力としては0.1Torrから数Torrのオーダーと
なる。最終的な圧力調整は、スロットルバルブ157の
開度を調整することにより行われる。
The normal gas supply amount is about several hundred SccM in total, and the pressure is on the order of 0.1 Torr to several Torr. The final pressure adjustment is performed by adjusting the opening of the throttle valve 157.

【0029】以上のようにして所定のガスを所定の流量
比で供給し、且つチャンバ131内を所定の圧力に調整
した後、高周波電源141をオンにしてマッチングボッ
クス139を介して電力を上側電極133Uに供給す
る。電力は数百W程度が一般的である。この時、マッチ
ングボックス139は予め調整されており、高周波電源
141への反射電力はゼロかできるだけ小さく抑制され
ている。
After supplying a predetermined gas at a predetermined flow rate and adjusting the pressure in the chamber 131 to a predetermined pressure as described above, the high frequency power supply 141 is turned on to supply electric power through the matching box 139 to the upper electrode. Supply to 133U. The electric power is generally about several hundred W. At this time, the matching box 139 is adjusted in advance, and the reflected power to the high frequency power source 141 is suppressed to zero or as small as possible.

【0030】これにより上下電極133U,133L間
にはプラズマ177が形成され、このプラズマ177内
でジクロールシランガスと酸素ガスが分解・合成されて
ウエハ129上にSiO 2 膜が形成されることになる。こ
の時、特にジクロールシランのようなClを含んだガスを
用いると、SiClX の中間生成物(塩化物)が電極133
U,133Lおよびチャンバ131の内壁に付着して、
プロセス中ウエハ129上に付着して膜質の劣化を招い
たり、またチャンバ131を大気解放したときに空気中
の水分と反応してHCl を生成するので作業者の安全を損
なう恐れも生じる。特に、塩化物により膜質の劣化を招
くことは影響が大きい。
As a result, plasma 177 is formed between the upper and lower electrodes 133U and 133L, and dichlorosilane gas and oxygen gas are decomposed and synthesized in the plasma 177 to form a SiO 2 film on the wafer 129. . At this time, particularly when a gas containing Cl such as dichlorosilane is used, an intermediate product (chloride) of SiCl X is generated in the electrode 133.
U, 133L and the inner wall of the chamber 131,
During the process, it adheres on the wafer 129 and causes deterioration of the film quality, and when the chamber 131 is opened to the atmosphere, it reacts with moisture in the air to generate HCl, which may impair the safety of the operator. In particular, the deterioration of the film quality due to chloride has a great influence.

【0031】最後に、上記プロセスが一通り終了する
と、バルブ165,167は閉じられ、排気系147に
より高真空まで排気し、図示しないパージ手段によりパ
ージされ、処理後のウエハ129をチャンバ131の外
に取出す。同時に処理前のウエハ129がチャンバ13
1内に搬入され、上述のプロセスを繰り返す。
Finally, when the above process is completed, the valves 165 and 167 are closed, the exhaust system 147 evacuates to a high vacuum, and the unprocessed wafer 129 is purged to remove the processed wafer 129 from the chamber 131. Take out. At the same time, the unprocessed wafer 129 is transferred to the chamber 13
1 and repeat the above process.

【0032】このような方法によると、FHD法のよう
なガラス化工程は不要となり、製造工程は簡略化され
る。また、300〜400°Cの加熱温度で処理できる
ので、スリップや基板との熱膨張差による割れの問題は
解決される。
According to such a method, the vitrification step as in the FHD method is unnecessary, and the manufacturing process is simplified. Further, since the treatment can be performed at a heating temperature of 300 to 400 ° C., the problem of slippage and cracking due to the difference in thermal expansion from the substrate can be solved.

【0033】次に、図5に基づいて従来のプラズマエッ
チング装置179について説明する。このプラズマエッ
チング装置179は前述のプラズマCVD装置127と
類似しており、異なる点は、使用するガス,高周波を印
加する電極181U,181L、ウエハ129を冷却す
る点である。
Next, a conventional plasma etching apparatus 179 will be described with reference to FIG. The plasma etching apparatus 179 is similar to the plasma CVD apparatus 127 described above, except that the gas to be used, the electrodes 181U and 181L for applying a high frequency, and the wafer 129 are cooled.

【0034】ここでは、コア層105のパターニングエ
ッチングを例にとって説明する。
Here, patterning etching of the core layer 105 will be described as an example.

【0035】プラズマエッチングチャンバ183の内部
には、相対向する一対の平行平板型の電極181U,1
81Lが設けられており、下側電極181Lの上にはウ
エハ129が載せられている。この下側電極181L
は、チャンバ下蓋185を貫通して設けられている絶縁
碍子187を通ってマッチングボックス189に接続さ
れ、さらに高周波電源191に接続されている。また、
下側電極181Lには回転装置193が設けられてお
り、下側電極181Lを回転させることによりウエハ1
29に形成されたSiO 2 膜のエッチングレートの均一性
を確保するためのものである。
Inside the plasma etching chamber 183, a pair of parallel plate type electrodes 181U, 1 facing each other are provided.
81L is provided, and the wafer 129 is placed on the lower electrode 181L. This lower electrode 181L
Is connected to the matching box 189 through an insulator 187 provided through the chamber lower lid 185, and is further connected to a high frequency power source 191. Also,
The lower electrode 181L is provided with a rotating device 193, and by rotating the lower electrode 181L, the wafer 1
This is for ensuring the uniformity of the etching rate of the SiO 2 film formed on the film 29.

【0036】前記チャンバ下蓋185には、背圧真空引
き用排気系195と、供給ガス排気用排気系197が取
付けられている。前記背圧真空引き用排気系195には
途中排気バルブ199が設けられており、排気装置20
1に接続されている。
The chamber lower lid 185 is provided with a back pressure evacuation exhaust system 195 and a supply gas exhaust exhaust system 197. An exhaust valve 199 is provided in the middle of the exhaust system 195 for vacuuming the back pressure.
Connected to 1.

【0037】一方、供給ガス排気用排気系197には途
中排気バルブ201およびチャンバ183内の圧力を一
定に保持するためのスロットルバルブ203が設けられ
ていて、ロータリーポンプやドライポンプやメカニカル
ブースタポンプ等の比較的低真空用の排気装置207に
接続されている。
On the other hand, the exhaust system 197 for exhausting the supply gas is provided with a midway exhaust valve 201 and a throttle valve 203 for maintaining a constant pressure in the chamber 183, such as a rotary pump, a dry pump or a mechanical booster pump. Is connected to the exhaust device 207 for relatively low vacuum.

【0038】また、チャンバ上蓋209には、ガス供給
用配管211,213が取付けられている。ここでは、
配管211が例えば4フッ化炭素(CF 4 ) ガス用配管
で、配管213がアルゴン(Ar)ガス用のものである。従
って、配管211および213には、各々4フッ化炭素
(CF 4 ) ガス供給用のバルブ215、アルゴン(Ar)ガス
供給用のバルブ217が設けられている。
Gas supply pipes 211 and 213 are attached to the chamber upper lid 209. here,
The pipe 211 is, for example, a pipe for carbon tetrafluoride (CF 4 ) gas, and the pipe 213 is for argon (Ar) gas. Therefore, each of the pipes 211 and 213 has carbon tetrafluoride.
A (CF 4 ) gas supply valve 215 and an argon (Ar) gas supply valve 217 are provided.

【0039】前記チャンバ183には、ウエハ129の
ロード/アンロード用ポート219が設けられており、
バルブ221の開閉によりウエハ129のロード/アン
ロードが可能となっている。
The chamber 183 is provided with a loading / unloading port 219 for the wafer 129,
The wafer 129 can be loaded / unloaded by opening / closing the valve 221.

【0040】チャンバ183内部には冷却ユニット22
3が設けられており、冷却水注入口225から冷却水を
供給して冷却水出口227から排水する。これにより下
側電極181L上のウエハ129を冷却するものであ
る。なお、この時の温度は温度計229により確認でき
る。
A cooling unit 22 is provided inside the chamber 183.
3 is provided, and the cooling water is supplied from the cooling water inlet 225 and drained from the cooling water outlet 227. Thereby, the wafer 129 on the lower electrode 181L is cooled. The temperature at this time can be confirmed with a thermometer 229.

【0041】次に、プラズマエッチング装置179の動
作を説明する。まず、バルブ221を開けてロード/ア
ンロード用ポート219から所定の枚数のウエハ129
をチャンバ183内に導入した後、バルブ221を閉じ
る。排気バルブ199を開いて排気装置201すなわち
排気系195により10-6Torr程度の真空度まで真空引
きする。この時、チャンバ183内の圧力は、真空スイ
ッチまたは電離真空計などによって随時確認される。
Next, the operation of the plasma etching apparatus 179 will be described. First, the valve 221 is opened and a predetermined number of wafers 129 are loaded from the loading / unloading port 219.
Is introduced into the chamber 183, the valve 221 is closed. The exhaust valve 199 is opened, and the exhaust device 201, that is, the exhaust system 195, evacuates to a vacuum degree of about 10 −6 Torr. At this time, the pressure inside the chamber 183 is checked at any time by a vacuum switch or an ionization vacuum gauge.

【0042】同時に冷却水入口225より供給された冷
却水により冷却ユニット223を冷却し、所定の温度ま
で下側電極181Lとウエハ129を冷却する。この時
の温度は温度計229により随時確認するが、通常30
0〜400°Cの温度となるように冷却する。また、下
側電極181Lの温度の均一性を確保するため、下側電
極181Lは回転装置193により回転駆動する。
At the same time, the cooling unit 223 is cooled by the cooling water supplied from the cooling water inlet 225 to cool the lower electrode 181L and the wafer 129 to a predetermined temperature. The temperature at this time is checked with a thermometer 229 from time to time, but normally 30
Cool to a temperature of 0-400 ° C. Further, in order to ensure the temperature uniformity of the lower electrode 181L, the lower electrode 181L is rotationally driven by the rotating device 193.

【0043】続いて、ガス配管211の4フッ化炭素(C
F 4 ) ガス供給用のバルブ215を開けることにより4
フッ化炭素(CF 4 ) ガスをチャンバ183内に供給し、
ついでガス配管213のアルゴン(Ar)ガス供給用のバル
ブ217を開けることによりアルゴン(Ar)ガスをチャン
バ183内に供給する。この時のチャンバ183内の排
気は、排気系197を用いて行われる。
Next, carbon tetrafluoride (C
F 4 ) 4 by opening the valve 215 for gas supply
A fluorocarbon (CF 4 ) gas is supplied into the chamber 183,
Then, the valve 217 for supplying argon (Ar) gas in the gas pipe 213 is opened to supply the argon (Ar) gas into the chamber 183. The exhaust of the chamber 183 at this time is performed using the exhaust system 197.

【0044】通常のガス供給量は全部で数百SccM程度で
あり、圧力としては0.1Torrから数Torrのオーダーと
なる。最終的な圧力調整は、スロットルバルブ205の
開度を調整して行われる。
The normal gas supply amount is about several hundred SccM in total, and the pressure is on the order of 0.1 Torr to several Torr. The final pressure adjustment is performed by adjusting the opening of the throttle valve 205.

【0045】以上のようにして所定のガスを所定の流量
比で供給し、且つチャンバ183内を所定の圧力に調整
した後、高周波電源191をオンとしてマッチングボッ
クス189を介して電力を下側電極181Lに供給す
る。電力は数百W程度が一般的である。この時、マッチ
ングボックス189は予め調整されており、高周波電源
191への反射電力はゼロかできるだけ小さく抑制され
ている。
After the predetermined gas is supplied at the predetermined flow rate ratio and the pressure inside the chamber 183 is adjusted to the predetermined pressure as described above, the high frequency power source 191 is turned on and the power is supplied through the matching box 189 to the lower electrode. Supply to 181L. The electric power is generally about several hundred W. At this time, the matching box 189 is adjusted in advance, and the reflected power to the high frequency power source 191 is suppressed to zero or as small as possible.

【0046】これにより上,下電極181U,181L
間にはプラズマ231が形成され、このプラズマ231
内で4フッ化炭素(CF 4 ) ガスとアルゴン(Ar)ガスが分
解されてウエハ129上のSiO 2膜をエッチングする。
As a result, the upper and lower electrodes 181U, 181L
Plasma 231 is formed between them, and this plasma 231
Carbon tetrafluoride (CF 4 ) gas and argon (Ar) gas are decomposed therein to etch the SiO 2 film on the wafer 129.

【0047】最後に、上記プロセスが一通り終了する
と、バルブ215,217は閉じられ、排気系195に
より高真空まで排気し、図示しないパージ手段によりパ
ージされ、処理後のウエハ129をチャンバ183の外
に取り出す。同時に処理前のウエハ129がチャンバ1
83内に搬入され、上述のプロセスを繰り返す。
Finally, when the above process is completed, the valves 215 and 217 are closed, the exhaust system 195 is evacuated to a high vacuum, and the unprocessed wafer 129 is purged by the purging means (not shown). Take it out. At the same time, the unprocessed wafer 129 is the chamber 1
It is loaded into 83 and the above process is repeated.

【0048】[0048]

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、このよ
うな従来の技術にあっては、以下のような問題点があ
る。すなわち、平行平板型プラズマCVD法において
は、 半導体プロセスで使用されるプラズマCVD装置12
7の成膜速度はせいぜい5000Å/min 程度であり、
10μm 厚さの酸化膜形成に20min の時間を要する。
従って、上側クラッド層113の成膜に40min 、下側
クラッド層103の形成に40min 、コア層105の形
成に10min で合計90min の時間を要する。これは将
来光導波路デバイスが半導体デバイスに匹敵する生産量
となることを想定すると、生産性が問題となる。
However, such a conventional technique has the following problems. That is, in the parallel plate plasma CVD method, the plasma CVD device 12 used in the semiconductor process is used.
The film-forming speed of No. 7 is at most about 5000Å / min,
It takes 20 minutes to form a 10 μm thick oxide film.
Therefore, it takes 40 minutes to form the upper cladding layer 113, 40 minutes to form the lower cladding layer 103, and 10 minutes to form the core layer 105, for a total of 90 minutes. This is a problem in terms of productivity, assuming that the future optical waveguide device production will be comparable to that of semiconductor devices.

【0049】上術のプラズマCVD装置127で形成
されるSiO 2膜は、熱酸化膜に比してポアな膜である。
The SiO 2 film formed by the plasma CVD apparatus 127 of the above technique is a pore film as compared with the thermal oxide film.

【0050】ポアな膜であることと、SiとO との比を
保持することが困難であり、従って光導波路として重要
な屈折率を本来の値にすることが困難であるという問題
がある。
There is a problem that it is difficult to maintain the ratio of Si and O because it is a porous film, and therefore it is difficult to make the refractive index, which is important for an optical waveguide, to its original value.

【0051】また、前述の平行平板型プラズマエッチン
グ法においては、以下のような問題がある。すなわち、
プラズマエッチング速度はせいぜい10000Å/min
程度であり、10μm 厚さの酸化膜をエッチングするに
は10min の時間を要する。従って、将来光導波路デバ
イスが半導体デバイスに匹敵する生産量となることを想
定すると生産性が問題となる。
Further, the above-mentioned parallel plate type plasma etching method has the following problems. That is,
Plasma etching rate is at most 10,000Å / min
It takes about 10 minutes to etch an oxide film having a thickness of 10 μm. Therefore, assuming that the future optical waveguide device production volume will be comparable to that of semiconductor devices, productivity will be a problem.

【0052】この発明の目的は、以上のような従来の技
術に着目してなされたものであり、効率のよい光導波路
成膜装置を提供することにある。
An object of the present invention was made in view of the above-mentioned conventional techniques, and it is an object of the present invention to provide an efficient optical waveguide film forming apparatus.

【0053】[0053]

【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
めに、請求項1による発明の光導波路成膜装置は、1μ
m 以下の波長のレーザ光を照射する赤外光レーザ発生器
と、この赤外光レーザ発生器からのレーザ光を光導波路
が成膜される平板状ワークに均一に照射すべく設けられ
た光学系と、この光学系からのレーザ光により前記平板
状ワークに光導波路パターンを投影すべく設けられたマ
スクと、プラズマ発生用の高周波電源およびマッチング
ボックスと、前記レーザ光を導入する光導入窓を備える
と共に内部の気密を保持するチャンバとを有し、前記チ
ャンバが、前記平板状ワークを載置固定するステージ
と、このステージを冷却する冷却手段と、前記平板状ワ
ークに向かって少なくとも二種類のガスを供給する二組
以上のガス供給管と、前記高周波電源によりプラズマを
発生するアンテナと、を備えてなることを特徴とするも
のである。
In order to achieve the above object, an optical waveguide film forming apparatus of the invention according to claim 1 has a thickness of 1 μm.
An infrared laser generator that irradiates laser light with a wavelength of m or less, and an optical device that is provided to uniformly irradiate the laser light from this infrared laser generator onto a flat work on which an optical waveguide is formed. A system, a mask provided for projecting an optical waveguide pattern on the flat work by the laser light from the optical system, a high frequency power source for plasma generation and a matching box, and a light introduction window for introducing the laser light. And a chamber for maintaining airtightness inside, wherein the chamber has a stage for mounting and fixing the flat work, a cooling means for cooling the stage, and at least two types of facing the flat work. It is characterized by comprising two or more sets of gas supply pipes for supplying gas and an antenna for generating plasma by the high frequency power supply.

【0054】請求項2による発明の光導波路成膜装置
は、請求項1記載の赤外レーザ発生器がAr+ レーザ発生
器であることを特徴とするものである。
An optical waveguide film forming apparatus according to a second aspect of the present invention is characterized in that the infrared laser generator according to the first aspect is an Ar + laser generator.

【0055】請求項3による発明の光導波路成膜装置
は、請求項1記載の赤外レーザ発生器がAr+ レーザ発生
器とCO2 レーザ発生器の組合せであることを特徴とする
ものである。
The optical waveguide film forming apparatus of the invention according to claim 3 is characterized in that the infrared laser generator according to claim 1 is a combination of an Ar + laser generator and a CO 2 laser generator.

【0056】請求項4による発明の光導波路成膜装置
は、請求項1,2,3記載のレーザ光を周期的に照射す
ることを特徴とするものである。
The optical waveguide film forming apparatus of the invention according to claim 4 is characterized in that the laser light according to claims 1, 2 and 3 is periodically irradiated.

【0057】請求項5による発明の光導波路成膜装置
は、請求項1記載のアンテナが前記ガス供給管の内部に
設けられていることを特徴とするものである。
According to a fifth aspect of the invention, there is provided the optical waveguide film forming apparatus, wherein the antenna according to the first aspect is provided inside the gas supply pipe.

【0058】請求項6による発明の光導波路成膜装置
は、請求項1,5記載のアンテナがSiO 2 膜で覆われて
いることを特徴とするものである。
The optical waveguide film forming apparatus of the invention according to claim 6 is characterized in that the antenna according to claims 1 and 5 is covered with a SiO 2 film.

【0059】請求項7による発明の光導波路成膜装置
は、請求項1記載の光導入窓と前記マスクが一体的に設
けられていることを特徴とするものである。
The optical waveguide film forming apparatus of the invention according to claim 7 is characterized in that the light introduction window according to claim 1 and the mask are integrally provided.

【0060】[0060]

【作用】請求項1による光導波路成膜装置では、赤外光
レーザ発生器が1μm 以下の波長のレーザ光を照射し、
光学系が前記照射されたレーザ光を均一にする。この均
一にされたレーザ光は光導波路パターンを描画されたマ
スクを通り平板状ワーク上に前記光導波路のパターンを
投影する。平板状ワークは、内部の気密を保持するチャ
ンバ内のステージ上に置かれており、前記レーザ光はチ
ャンバの光導入窓から照射される。平板状ワークが置か
れているステージには冷却装置が設けられておりこれに
より平板状ワークを冷却する。また、二組以上のガス供
給管が平板状ワークに向かって少なくとも二種類のガス
を供給し、プラズマ発生用の高周波電源およびマッチン
グボックスにより高周波電力を供給されるアンテナがプ
ラズマを発生してガスを分解または合成する。
In the optical waveguide film forming apparatus according to claim 1, the infrared light laser generator irradiates laser light having a wavelength of 1 μm or less,
An optical system makes the irradiated laser light uniform. The uniformized laser light passes through the mask on which the optical waveguide pattern is drawn and projects the optical waveguide pattern on the flat work. The flat plate-shaped work is placed on a stage in a chamber that maintains airtightness inside, and the laser light is emitted from a light introduction window of the chamber. The stage on which the flat work is placed is provided with a cooling device, which cools the flat work. Further, two or more sets of gas supply pipes supply at least two types of gas toward the flat work, and a high frequency power source for plasma generation and an antenna supplied with high frequency power by a matching box generate plasma to generate gas. Decompose or synthesize.

【0061】請求項2による光導波路成膜装置では、赤
外レーザ発生器がAr+ レーザを発生するものである。
In the optical waveguide film forming apparatus according to the second aspect, the infrared laser generator generates the Ar + laser.

【0062】請求項3による光導波路成膜装置では、赤
外レーザ発生器がAr+ レーザ発生器とCO2 レーザ発生器
の組合せであるので、両レーザ光を選択的に照射するこ
とができる。
In the optical waveguide film forming apparatus according to the third aspect, since the infrared laser generator is a combination of the Ar + laser generator and the CO 2 laser generator, both laser lights can be selectively irradiated.

【0063】請求項4による光導波路成膜装置では、レ
ーザ光を周期的に照射するためレーザ光の照射により温
度が上昇した部分からの熱伝導の範囲を小さくすること
ができる。
In the optical waveguide film forming apparatus according to the fourth aspect, since the laser light is periodically irradiated, the range of heat conduction from the portion where the temperature is raised by the irradiation of the laser light can be reduced.

【0064】請求項5による光導波路成膜装置では、ア
ンテナが前記ガス供給管の内部に設けられているので、
レーザ光による温度上昇を防止できる。
In the optical waveguide film forming apparatus according to the fifth aspect, since the antenna is provided inside the gas supply pipe,
The temperature rise due to the laser light can be prevented.

【0065】請求項6による光導波路成膜装置では、ア
ンテナがSiO 2 膜で覆われているのでプラズマが形成さ
れた時のスパッタを防止することができる。
In the optical waveguide film forming apparatus according to the sixth aspect, since the antenna is covered with the SiO 2 film, it is possible to prevent sputtering when plasma is formed.

【0066】また、請求項7による光導波路成膜装置で
は、光導入窓と前記マスクが一体的に設けられており、
レーザ光が光導入窓を通ることにより光導波路パターン
を投影するものである。
Further, in the optical waveguide film forming apparatus according to the seventh aspect, the light introducing window and the mask are integrally provided,
The laser light passes through the light introduction window to project the optical waveguide pattern.

【0067】[0067]

【実施例】以下、この発明の好適な一実施例を図面に基
づいて説明する。
DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS A preferred embodiment of the present invention will be described below with reference to the drawings.

【0068】図1にはこの発明に係る光導波路成膜装置
1が示されている。図1において、反応室であるチャン
バ3には上蓋5および下蓋7が取付けられており、内部
を気密に保持できるようになっている。
FIG. 1 shows an optical waveguide film forming apparatus 1 according to the present invention. In FIG. 1, an upper lid 5 and a lower lid 7 are attached to a chamber 3 which is a reaction chamber so that the inside can be kept airtight.

【0069】上蓋5の中央部には開口部9が設けられて
おり、この開口部9にはレーザ光を透過する光導入窓1
1がOリング13により気密を保持する状態で取付けら
れている。このOリング13の耐熱性は200°C程度
であるので、このOリング13を冷却するための冷却室
15が上蓋5に設けられている。この冷却室15は、給
水口17から冷却水を注入し、排水口19から排水する
ことにより上蓋5を冷却するものである。
An opening 9 is provided in the center of the upper lid 5, and the light introducing window 1 for transmitting the laser beam is provided in the opening 9.
1 is attached by an O-ring 13 in a state where airtightness is maintained. Since the heat resistance of the O-ring 13 is about 200 ° C., the upper lid 5 is provided with a cooling chamber 15 for cooling the O-ring 13. The cooling chamber 15 is for cooling the upper lid 5 by injecting cooling water from the water supply port 17 and discharging it from the drainage port 19.

【0070】また、下蓋7の上面中央部、すなわちチャ
ンバ3内部には、ステージ21が設けられており、この
ステージ21の上に平板状ワークとして例えばシリコン
ウエハ23が載置されている。この場合、シリコンウエ
ハ23の密着度を得るためにステージ21として静電チ
ャックのようなものを用いる。
A stage 21 is provided in the central portion of the upper surface of the lower lid 7, that is, inside the chamber 3, and a silicon wafer 23, for example, is mounted on the stage 21 as a flat work. In this case, a stage such as an electrostatic chuck is used as the stage 21 in order to obtain the adhesion of the silicon wafer 23.

【0071】ステージ21内部には冷却室25が設けら
れており、給水口27から冷却水を注入し、排水口29
から排出することによりステージ21を冷却するもので
ある。また、このステージ21には、図示しないが熱電
対のような温度測定手段が設けられている。
A cooling chamber 25 is provided inside the stage 21. Cooling water is injected from a water supply port 27 and a drain port 29 is provided.
The stage 21 is cooled by discharging from the stage. The stage 21 is provided with temperature measuring means such as a thermocouple, which is not shown.

【0072】ステージ21の上方にはリング形状をした
ジクロールシランガス供給管31が設けられており、複
数のノズル31Aからシリコンウエハ23に向かってガ
スを噴出する。このジクロールシランガス供給管31に
は、気密状態で下蓋7を貫通して上下方向に伸びるジク
ロールシランガス枝管33が取付けられており、このジ
クロールシランガス枝管33によりジクロールシランガ
スが供給される。さらに、ジクロールシランガス供給管
31の上方にはリング形状をした石英製の酸素ガス供給
管35が設けられており、複数のノズル35Aからシリ
コンウエハ23に向かってガスを噴出する。この酸素ガ
ス供給管35には、気密を保持した状態で下蓋7を貫通
して上下方向に伸びる酸素ガス枝管37が取付けられて
おり、酸素ガス注入口39から酸素ガスが供給される。
A ring-shaped dichlorosilane gas supply pipe 31 is provided above the stage 21, and gas is ejected toward the silicon wafer 23 from a plurality of nozzles 31A. A dichlorsilane gas branch pipe 33 is attached to the dichlorsilane gas supply pipe 31 and extends vertically through the lower lid 7 in an airtight state. The dichlorsilane gas branch pipe 33 supplies dichlorsilane gas. It Further, a quartz oxygen gas supply pipe 35 having a ring shape is provided above the dichlorosilane gas supply pipe 31, and gas is ejected toward the silicon wafer 23 from the plurality of nozzles 35A. An oxygen gas branch pipe 37 is attached to the oxygen gas supply pipe 35 and extends vertically through the lower lid 7 while maintaining airtightness, and oxygen gas is supplied from an oxygen gas inlet 39.

【0073】酸素ガス供給管35の内部には、冷却性を
考慮して銅製のリング形状をしたアンテナ41が設けら
れており、周囲にプラズマが形成された時のスパッタ防
止のためにこのアンテナ41は石英43でくるまれてい
る。冷却水は、前記酸素ガス枝管37から分かれた供給
口45から供給される。また、アンテナ41は、高周波
の表皮効果を考慮して薄い銅板47によりマッチングボ
ックス49を介して高周波電源51に接続されている。
Inside the oxygen gas supply pipe 35, a copper ring-shaped antenna 41 is provided in consideration of the cooling property, and this antenna 41 is used to prevent spatter when plasma is formed in the surroundings. Is wrapped in quartz 43. The cooling water is supplied from the supply port 45 that is separated from the oxygen gas branch pipe 37. Further, the antenna 41 is connected to a high frequency power source 51 via a matching box 49 by a thin copper plate 47 in consideration of the high frequency skin effect.

【0074】また、下蓋7にはチャンバ3内部の排気を
行うための排気管53が設けられている。
Further, the lower lid 7 is provided with an exhaust pipe 53 for exhausting the inside of the chamber 3.

【0075】一方、前記シリコンウエハ23の真上に位
置する前記光導入窓11の上方に近接して、光導波路パ
ターンを描画されたマスク55が設けられている。この
マスク55は、レーザ光を透過する材質に所望の形状を
描画したものであり、この形状をウエハ23に投影する
ことによりレーザ光に照射されたウエハ23の部分が成
膜されなくなるものである。
On the other hand, a mask 55 on which an optical waveguide pattern is drawn is provided near and above the light introducing window 11 located right above the silicon wafer 23. The mask 55 is formed by drawing a desired shape on a material that transmits laser light, and by projecting this shape onto the wafer 23, the portion of the wafer 23 irradiated with the laser light is not formed. .

【0076】前記マスク55の上方には、赤外光レーザ
発生器としてのAr+ のレーザ発生器57および光学系5
9が設けられている。これによりレーザ発生器57から
の光を平行にしてマスク55に照射するものである。
Above the mask 55, an Ar + laser generator 57 as an infrared laser generator and an optical system 5 are provided.
9 are provided. This collimates the light from the laser generator 57 and irradiates the mask 55.

【0077】次に、動作を説明する。まず、シリコンウ
エハ23が図示しないロボットによりステージ21上に
搬入されて固定される。チャンバ3内が大気圧である場
合には、図示しない排気装置が排気管53よりチャンバ
3内部が10-6〜10-7Torrの真空度となるまで排気す
る。
Next, the operation will be described. First, the silicon wafer 23 is loaded onto the stage 21 and fixed by a robot (not shown). When the inside of the chamber 3 is at atmospheric pressure, an exhaust device (not shown) exhausts the interior of the chamber 3 through the exhaust pipe 53 until the degree of vacuum in the chamber 3 becomes 10 −6 to 10 −7 Torr.

【0078】次に、ステージ21の冷却室25に冷却水
を供給し、ついでAr+ のレーザ発生器57をオンにす
る。従って、レーザ光は光学系59により平行とされ、
マスク55を介してシリコンウエハ23を照射する。こ
のため、シリコンウエハ23上面でマスク55により陰
となってレーザ光を受けない部分は冷却されたステージ
21により冷却されて十分に低い温度となっている。一
方、シリコンウエハ23上面でレーザ光の照射を受ける
部分は、レーザ光を吸収して150〜180°Cの温度
となっている。
Next, cooling water is supplied to the cooling chamber 25 of the stage 21, and then the Ar + laser generator 57 is turned on. Therefore, the laser light is collimated by the optical system 59,
The silicon wafer 23 is irradiated through the mask 55. Therefore, the portion of the upper surface of the silicon wafer 23 that is shaded by the mask 55 and does not receive the laser light is cooled by the cooled stage 21 and has a sufficiently low temperature. On the other hand, the portion of the upper surface of the silicon wafer 23 that is irradiated with the laser light absorbs the laser light and has a temperature of 150 to 180 ° C.

【0079】ついで、ジクロールシランガス枝管33よ
りガスを供給すると、ジクロールシランガス供給管31
のノズル31Aからガスがシリコンウエハ23に向かっ
て噴出される。また、酸素ガス枝管37から酸素を供給
して酸素ガス供給管35のノズル35Aからシリコンウ
エハ23に向かって酸素を供給する。
Then, when gas is supplied from the dichlorosilane gas branch pipe 33, the dichlorosilane gas supply pipe 31
Gas is ejected toward the silicon wafer 23 from the nozzle 31A. Further, oxygen is supplied from the oxygen gas branch pipe 37 to supply oxygen from the nozzle 35A of the oxygen gas supply pipe 35 toward the silicon wafer 23.

【0080】ここで、高周波電源51をオンとすると、
高周波電力がアンテナ41に供給されて、アンテナ41
の周囲すなわち酸素ガス供給管35内部にプラズマが形
成される。この時、マッチングボックス49は高周波電
力が最大の効率でチャンバ3内に供給されるように調整
する。また、アンテナ41の温度が上昇するので冷却水
供給口45から冷却水を供給してアンテナ41内に冷却
水を流す。
When the high frequency power source 51 is turned on,
The high frequency power is supplied to the antenna 41,
A plasma is formed in the surroundings, that is, inside the oxygen gas supply pipe 35. At this time, the matching box 49 is adjusted so that the high frequency power is supplied into the chamber 3 with maximum efficiency. Further, since the temperature of the antenna 41 rises, the cooling water is supplied from the cooling water supply port 45 to flow the cooling water into the antenna 41.

【0081】これにより、シリコンウエハ23のレーザ
光の照射を受けて温度が上昇した部分にはSiO 2 膜は形
成されず、それ以外のレーザ光の照射を受けていない部
分は十分に冷却されてSiO 2 膜が形成されるので、選択
デポが行われてマスク55に描画されたパターンと同じ
形状のSiO 2 膜が形成されることになる。
As a result, the SiO 2 film is not formed on the portion of the silicon wafer 23 where the temperature has risen due to the irradiation of the laser light, and the other portions not irradiated with the laser light are sufficiently cooled. Since the SiO 2 film is formed, selective deposition is performed and the SiO 2 film having the same shape as the pattern drawn on the mask 55 is formed.

【0082】すなわち、エッチングの工程を経ることな
く光導波路パターンを得ることができる。
That is, the optical waveguide pattern can be obtained without going through the etching process.

【0083】なお、この発明は、前述した実施例に限定
されることなく、適宜な変更を行なうことにより、その
他の態様で実施し得るものである。例えば、前述の実施
例においてはAr+ のレーザ発生器57を用いたがこれに
限らず赤外光レーザ発生器としてランプのようなもので
もよい。但し、所望の波長のみを通すフイルターを介す
る必要がある。ここで所望の波長とは、ウエハ23が吸
収する波長をいい、1μm 以下の波長である。
The present invention is not limited to the above-described embodiments, but can be implemented in other modes by making appropriate changes. For example, although the Ar + laser generator 57 is used in the above-described embodiment, the present invention is not limited to this, and an infrared laser generator such as a lamp may be used. However, it is necessary to pass through a filter that passes only the desired wavelength. Here, the desired wavelength means a wavelength absorbed by the wafer 23, and is a wavelength of 1 μm or less.

【0084】また、Ar+ レーザ発生器57のみでなくCO
2 レーザ発生器をも設けておき、光学系59の作用によ
り処理途中でCO2 レーザに切り替えるとさらに効果的で
あることが実験的にわかった。これは、処理の初期の段
階ではシリコンウエハ23が吸収する波長が1μm 以下
であることからAr+ レーザを用いる必要があるが、SiO
2 膜がある程度堆積してしまうとSiO 2 が吸収する波長
である10μm 程度の波長を有するCO2 レーザを使用す
るのが効果的となるためである。さらに、シリコンウエ
ハ23は10μm の波長の光を吸収せずに透過させるの
で、SiO 2 膜が堆積していない部分は温度上昇せず一層
効果的となる。
In addition to the Ar + laser generator 57, CO
It was experimentally found that it is more effective to provide a two- laser generator and switch to the CO 2 laser during the process by the action of the optical system 59. This is because it is necessary to use an Ar + laser because the wavelength absorbed by the silicon wafer 23 is 1 μm or less at the initial stage of processing.
This is because it is effective to use a CO 2 laser having a wavelength of about 10 μm which is a wavelength absorbed by SiO 2 when the two films are deposited to some extent. Further, since the silicon wafer 23 allows light having a wavelength of 10 μm to pass therethrough without absorbing it, the portion where the SiO 2 film is not deposited does not increase in temperature and is more effective.

【0085】また、シリコンウエハ23の熱伝導により
温度上昇する範囲は、Ar+ レーザが照射された範囲より
も若干広がってしまうので、これを防止するためにレー
ザを周期的に照射するのが有効であるといえる。すなわ
ち、レーザが照射された範囲は温度上昇するが、すぐに
レーザがオフとなるため急激に温度が低下する。このた
め、熱伝導による温度上昇の範囲は連続照射の場合に比
して非常に小さくすることができるのである。
Further, since the range in which the temperature rises due to the heat conduction of the silicon wafer 23 becomes a little wider than the range irradiated with the Ar + laser, it is effective to irradiate the laser periodically to prevent this. It can be said that there is. That is, although the temperature of the range irradiated with the laser rises, the temperature is rapidly lowered because the laser is turned off immediately. Therefore, the range of temperature rise due to heat conduction can be made extremely small as compared with the case of continuous irradiation.

【0086】[0086]

【発明の効果】以上説明したように、請求項1の発明に
よる光導波路成膜装置では、平板状ワークにおいてレー
ザ光を照射された部分のみ温度が上昇し、マスクのパタ
ーンにより影となってレーザ光が照射されなかった部分
の平板状ワークはステージの冷却装置により冷却される
ため、レーザ光が照射されなかった部分のみにSiO 2
が成膜される。これにより、エッチング処理を行うこと
なく所望の光導波路パターンを形成できるので、光導波
路の作製工程が短縮化され、生産性が向上する。また、
製作コストの低減も図れる。
As described above, in the optical waveguide film forming apparatus according to the first aspect of the present invention, the temperature rises only in the portion of the flat plate-shaped work which is irradiated with the laser beam, and the shadow of the laser beam is formed by the mask pattern. Since the flat plate-shaped work in the portion not irradiated with light is cooled by the cooling device of the stage, the SiO 2 film is formed only in the portion not irradiated with laser light. As a result, a desired optical waveguide pattern can be formed without performing an etching process, so that the manufacturing process of the optical waveguide is shortened and the productivity is improved. Also,
The production cost can be reduced.

【0087】請求項2による光導波路成膜装置では、赤
外レーザ発生器がAr+ レーザを発生するので、平板状ワ
ークに吸収されやすく温度上昇に効果的である。
In the optical waveguide film forming apparatus according to the second aspect, since the infrared laser generator generates the Ar + laser, the infrared laser generator is easily absorbed by the flat work and is effective in increasing the temperature.

【0088】請求項3による光導波路成膜装置では、赤
外レーザ発生器がAr+ レーザ発生器とCO2 レーザ発生器
の組合せであるので、処理の初期の段階ではAr+ レーザ
を用い、SiO 2 膜がある程度堆積してしまうとSiO 2
吸収する波長である10μm程度の波長を有するCO2
ーザを使用することができる。このため、非常に効率よ
く光導波路の成膜ができる。
In the optical waveguide film forming apparatus according to the third aspect, since the infrared laser generator is a combination of the Ar + laser generator and the CO 2 laser generator, the Ar + laser is used in the initial stage of the process, and the SiO 2 film A CO 2 laser having a wavelength of about 10 μm, which is the wavelength absorbed by SiO 2, can be used when the CO 2 is deposited to some extent. Therefore, the optical waveguide can be formed very efficiently.

【0089】請求項4による光導波路成膜装置では、レ
ーザ光を周期的に照射するためレーザ光の照射により温
度が上昇した部分からの熱伝導の範囲を小さくすること
ができ、光導波路成膜の精度が大幅に改善される。
In the optical waveguide film forming apparatus according to the fourth aspect, since the laser light is periodically irradiated, it is possible to reduce the range of heat conduction from the portion where the temperature rises due to the laser light irradiation. The accuracy of is greatly improved.

【0090】請求項5による光導波路成膜装置では、ア
ンテナが前記ガス供給管の内部に設けられているので、
レーザ光による温度上昇を防止できる。
In the optical waveguide film forming apparatus according to the fifth aspect, since the antenna is provided inside the gas supply pipe,
The temperature rise due to the laser light can be prevented.

【0091】請求項6による光導波路成膜装置では、ア
ンテナがSiO 2 膜で覆われているのでプラズマが形成さ
れた時のスパッタを防止することができる。
In the optical waveguide film forming apparatus according to the sixth aspect, since the antenna is covered with the SiO 2 film, it is possible to prevent sputtering when plasma is formed.

【0092】また、請求項7よる光導波路成膜装置で
は、光導入窓と前記マスクが一体的に設けられており、
レーザ光が光導入窓を通ることにより光導波路パターン
を投影するので装置が簡略化される。
Further, in the optical waveguide film forming apparatus according to the seventh aspect, the light introduction window and the mask are integrally provided,
The device is simplified because the optical waveguide pattern is projected by the laser light passing through the light introduction window.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

【図1】この発明に係る光導波路成膜装置の一実施例を
示す説明図である。
FIG. 1 is an explanatory view showing an embodiment of an optical waveguide film forming apparatus according to the present invention.

【図2】従来の光導波路作製工程を示す工程図である。FIG. 2 is a process drawing showing a conventional optical waveguide manufacturing process.

【図3】従来のFHD成膜法(火炎堆積法)を示す説明
図である。
FIG. 3 is an explanatory diagram showing a conventional FHD film forming method (flame deposition method).

【図4】従来の平行平板プラズマCVD法に用いる装置
を示す説明図である。
FIG. 4 is an explanatory view showing an apparatus used for a conventional parallel plate plasma CVD method.

【図5】従来の平行平板プラズマエッチング法に用いる
装置を示す説明図である。
FIG. 5 is an explanatory view showing an apparatus used for a conventional parallel plate plasma etching method.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 光導波路成膜装置 3 チャンバ 11 光導入窓 21 ステージ 23 ウエハ(平板状ワーク) 25 冷却室(冷却手段) 31,35 ガス供給管 41 アンテナ 49 マッチングボックス 51 高周波電源 55 マスク 57 Ar+ レーザ発生器(赤外光レーザ発生器) 59 光学系 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Optical waveguide film forming apparatus 3 Chamber 11 Light introduction window 21 Stage 23 Wafer (flat plate work) 25 Cooling chamber (cooling means) 31, 35 Gas supply pipe 41 Antenna 49 Matching box 51 High frequency power supply 55 Mask 57 Ar + Laser generator ( Infrared laser generator) 59 Optical system

フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 庁内整理番号 FI 技術表示箇所 H01L 21/3065 H01L 21/302 B Continuation of the front page (51) Int.Cl. 6 Identification code Office reference number FI Technical display location H01L 21/3065 H01L 21/302 B

Claims (7)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 1μm 以下の波長のレーザ光を照射する
赤外光レーザ発生器と、この赤外光レーザ発生器からの
レーザ光を光導波路が成膜される平板状ワークに均一に
照射すべく設けられた光学系と、この光学系からのレー
ザ光により前記平板状ワークに光導波路パターンを投影
すべく設けられたマスクと、プラズマ発生用の高周波電
源およびマッチングボックスと、前記レーザ光を導入す
る光導入窓を備えると共に内部の気密を保持するチャン
バとを有し、前記チャンバが、前記平板状ワークを載置
固定するステージと、このステージを冷却する冷却手段
と、前記平板状ワークに向かって少なくとも二種類のガ
スを供給する二組以上のガス供給管と、前記高周波電源
によりプラズマを発生するアンテナと、を備えてなるこ
とを特徴とする光導波路成膜装置。
1. An infrared laser generator for irradiating a laser beam having a wavelength of 1 μm or less, and a laser beam from the infrared laser generator for uniformly irradiating a flat work on which an optical waveguide is formed. An optical system provided accordingly, a mask provided for projecting an optical waveguide pattern on the flat work by a laser beam from the optical system, a high frequency power source for plasma generation and a matching box, and introducing the laser beam. A chamber for holding the airtightness inside and a stage for mounting and fixing the flat work, a cooling means for cooling the stage, and a chamber for facing the flat work. And at least two sets of gas supply pipes for supplying at least two kinds of gas, and an antenna for generating plasma by the high frequency power source. MichiNarumaku apparatus.
【請求項2】 前記赤外レーザ発生器がAr+ レーザ発生
器であることを特徴とする請求項1記載の光導波路成膜
装置。
2. The optical waveguide film forming apparatus according to claim 1, wherein the infrared laser generator is an Ar + laser generator.
【請求項3】 前記赤外レーザ発生器がAr+ レーザ発生
器とCO2 レーザ発生器の組合せであることを特徴とする
請求項1記載の光導波路成膜装置。
3. The optical waveguide film forming apparatus according to claim 1, wherein the infrared laser generator is a combination of an Ar + laser generator and a CO 2 laser generator.
【請求項4】 前記レーザ光を周期的に照射することを
特徴とする請求項1,2,3記載の光導波路成膜装置。
4. The optical waveguide film forming apparatus according to claim 1, wherein the laser light is periodically irradiated.
【請求項5】 前記アンテナが前記ガス供給管の内部に
設けられていることを特徴とする請求項1記載の光導波
路成膜装置。
5. The optical waveguide film forming apparatus according to claim 1, wherein the antenna is provided inside the gas supply pipe.
【請求項6】 前記アンテナがSiO 2 膜で覆われている
ことを特徴とする請求項1,5記載の光導波路成膜装
置。
6. The optical waveguide film forming apparatus according to claim 1, wherein the antenna is covered with a SiO 2 film.
【請求項7】 前記光導入窓と前記マスクが一体的に設
けられていることを特徴とする請求項1記載の光導波路
成膜装置。
7. The optical waveguide film forming apparatus according to claim 1, wherein the light introducing window and the mask are integrally provided.
JP6256995A 1995-03-22 1995-03-22 Film forming device for optical waveguide Pending JPH08262251A (en)

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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH11125727A (en) * 1997-10-22 1999-05-11 Nhk Spring Co Ltd Production of optical waveguide
JPH11269643A (en) * 1998-03-20 1999-10-05 Toshiba Corp Deposition apparatus and deposition method using the same
WO2014151125A1 (en) * 2013-03-15 2014-09-25 Applied Materials, Inc. Selective deposition by light exposure

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH11125727A (en) * 1997-10-22 1999-05-11 Nhk Spring Co Ltd Production of optical waveguide
JPH11269643A (en) * 1998-03-20 1999-10-05 Toshiba Corp Deposition apparatus and deposition method using the same
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