(57)【要約】  プラズマ堆積を使用して、プロセスチャンバ内で基板を覆う膜を処理する方法及びシステムが提供される。プラズマは、該プロセスチャンバ内に形成され、該膜を処理するのに適切なプロセスガス混合物が、プロセス条件のセットの下で、該プロセスチャンバ内に流される。該プロセスガス混合物は、ケイ酸塩ガラスを堆積させるために、シリコン含有ガス及び酸素含有ガスを含んでもよく、該ガスは、場合により、具体的に所望される光特性を得るためにドープすることもできる。該プロセス条件を、パラメータの値、該膜の光特性及び該プロセス条件の間の相関関係に従って変更できるように、膜の処理中にパラメータがモニタされる。【選択図】  図２
2007531823.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
プロセスチャンバ内で、基板を覆う膜を処理する方法であって、
プロセス条件を指定する所定のアルゴリズムに従って、前記基板を覆う膜を処理するのに適切なプロセスガスを前記プロセスチャンバ内に流すステップと、
３μｍを超える厚さの前記膜の処理中に、パラメータをモニタするステップと、
前記パラメータの値、前記膜の光特性及び前記プロセス条件の間の相関関係に従って前記プロセス条件を変更するステップと、
を備える方法。
【請求項２】
前記プロセスガスから、前記プロセスチャンバ内にプラズマを形成するステップをさらに備える、請求項１に記載の方法。
【請求項３】
前記パラメータをモニタするステップが、５μｍを超える厚さの前記膜の処理中に、前記パラメータをモニタする工程を備える、請求項１に記載の方法。
【請求項４】
前記所定のアルゴリズムが、前記膜の垂直方向プロファイルを制御するように最適化されている、請求項１に記載の方法。
【請求項５】
前記所定のアルゴリズムが、前記膜の水平方向プロファイルを制御するように最適化されている、請求項１に記載の方法。
【請求項６】
前記プロセス条件を変更するステップが、前記パラメータの変化に応じて行われる、請求項１に記載の方法。
【請求項７】
前記パラメータがプロセスパラメータを備える、請求項１に記載の方法。
【請求項８】
前記パラメータが膜特性パラメータを備える、請求項１に記載の方法。
【請求項９】
前記パラメータが反射率測定値を備える、請求項８に記載の方法。
【請求項１０】
前記パラメータが偏光解析法（ellipsometry）測定値を備える、請求項８に記載の方法。
【請求項１１】
前記パラメータが、前記膜の応力均一性を備える、請求項１に記載の方法。
【請求項１２】
前記プロセス条件を変更するステップが、よく調整された評価システムによって行われる、請求項１に記載の方法。
【請求項１３】
前記よく調整された評価システムがエキスパートシステムを備える、請求項１２に記載の方法。
【請求項１４】
前記よく調整された評価システムがニューラルネットワークを備える、請求項１２に記載の方法。
【請求項１５】
前記プロセス条件を変更するステップが、前記膜の処理全体を通じて、前記膜の光特性に対して実質的に一定値を維持するように行われる、請求項１に記載の方法。
【請求項１６】
前記プロセス条件を変更するステップが、前記膜の処理全体を通じて、前記膜の光特性の所望の変動で前記膜を堆積するように行われる、請求項１に記載の方法。
【請求項１７】
前記プロセスガスが、シリコン含有ガス及び酸素含有ガスを含む、請求項１に記載の方法。
【請求項１８】
前記膜を処理するステップが、前記膜を堆積させる工程を備える、請求項１に記載の方法。
【請求項１９】
前記膜を処理するステップが、前記膜をエッチングする工程を備える、請求項１に記載の方法。
【請求項２０】
前記膜をアニールするステップをさらに備える、請求項１に記載の方法。
【請求項２１】
プロセスチャンバ内で、基板上に光導波路を形成する方法であって、
前記プロセスチャンバ内にプラズマを形成するステップと、
前記基板を覆って膜を堆積させるためのプロセス条件を指定する所定のアルゴリズムに従って、シリコン含有ガス及び酸素含有ガスを前記プロセスチャンバ内に流すステップと、
３μｍを超える厚さの前記膜の堆積中に、前記膜の屈折率の値をモニタするステップと、
前記屈折率の値と前記プロセス条件との間の相関関係に従って前記プロセス条件を変更するステップと、
を備える、方法。
【請求項２２】
前記屈折率の値をモニタするステップが、５μｍを超える厚さの前記膜の堆積中に、前記膜の屈折率の値をモニタする工程を備える、請求項２１に記載の方法。
【請求項２３】
前記所定のアルゴリズムが、前記膜の垂直方向プロファイルを制御するように最適化されている、請求項２１に記載の方法。
【請求項２４】
前記所定のアルゴリズムが、前記膜の水平方向プロファイルを制御するように最適化されている、請求項２１に記載の方法。
【請求項２５】
前記プロセス条件を変更するステップが、よく調整された（trained）評価システムによって行われる、請求項２１に記載の方法。
【請求項２６】
前記よく調整された評価システムがエキスパートシステムを備える、請求項２５に記載の方法。
【請求項２７】
前記よく調整された評価システムがニューラルネットワークを備える、請求項２５に記載の方法。
【請求項２８】
前記プロセス条件を変更するステップが、前記堆積全体を通じて、前記屈折率の値に対して実質的に一定値を維持するように行われる、請求項２１に記載の方法。
【請求項２９】
前記プロセス条件を変更するステップが、前記堆積全体を通じて、前記屈折率の値の所望の変動によって、前記膜を堆積させるように行われる、請求項２１に記載の方法。
【請求項３０】
前記プロセス条件を変更するステップが、前記プラズマを維持する高周波電源を増加させる工程を備える、請求項２１に記載の方法。
【請求項３１】
前記高周波電源が離散的に増加される、請求項３０に記載の方法。
【請求項３２】
前記高周波電源が継続的に増加される、請求項３０に記載の方法。
【請求項３３】
前記膜をアニールするステップをさらに備える、請求項２１に記載の方法。
【請求項３４】
プロセスチャンバを画成するハウジングと、
前記プロセスチャンバに動作可能に結合されたプラズマ生成システムと、
基板処理中に、基板を保持するように構成された基板ホルダと、
前記プロセスチャンバ内にガスを導入するように構成されたガス配送システムと、
前記プロセスチャンバ内を選択された圧力に維持する圧力制御システムと、
前記プロセスチャンバ内の処理中に、パラメータをモニタするために配置されたセンサと、
前記プラズマ生成システム、前記ガス配送システム、センサ及び前記圧力制御システムを制御するコントローラと、
前記コントローラと結合された記憶装置であって、厚膜処理システムの動作を指示する、コンピュータ読み取り可能な媒体内に具体化されたコンピュータ読み取り可能なプログラムを有する前記コンピュータ読み取り可能な媒体を備え、前記コンピュータ読み取り可能なプログラムが、
前記プラズマ生成システムを制御して、前記プロセスチャンバ内にプラズマを形成するための指令と、
前記ガス配送システムを、プロセス条件を指定する所定のアルゴリズムに従って制御して、前記基板を覆って前記膜を堆積させるのに適切なプロセスガスを流すための指令と、
前記センサを制御して、３μｍを超える厚さの前記膜の処理中に、前記パラメータをモニタするための指令と、
前記パラメータの値、前記膜の光特性及び前記プロセス条件の間の相関関係に従って前記プロセス条件を変更するための指令と、
を含む記憶装置と、
を備える、厚膜処理システム。
【請求項３５】
前記パラメータをモニタするための指令が、５μｍを超える厚さの前記パラメータをモニタするための指令を備える、請求項３４に記載の厚膜処理システム。
【請求項３６】
前記所定のアルゴリズムが、前記膜の垂直方向プロファイルを制御するように最適化されている、請求項３４に記載の厚膜処理システム。
【請求項３７】
前記所定のアルゴリズムが、前記膜の水平方向プロファイルを制御するように最適化されている、請求項３４に記載の厚膜処理システム。
【請求項３８】
前記プロセス条件を変更するための指令が、前記パラメータの変化に応じて実行される、請求項３４に記載の厚膜処理システム。
【請求項３９】
前記センサが反射率計を備える、請求項３４に記載の厚膜処理システム。
【請求項４０】
前記センサが偏光解析装置（ellipsometer）を備える、請求項３４に記載の厚膜処理システム。
【請求項４１】
前記センサが、前記膜の応力を測定するように構成されている、請求項３４に記載の厚膜処理システム。
【請求項４２】
前記プロセス条件を変更するための指令が、前記膜の堆積全体を通じて、前記膜の光特性に対して実質的に一定値を維持するように実行される、請求項３４に記載の厚膜処理システム。
【請求項４３】
前記プロセス条件を変更するための指令が、前記膜の光特性の所望の変動によって前記膜を堆積させるように実行される、請求項３４に記載の厚膜処理システム。
【発明の詳細な説明】
【発明の背景】
【０００１】
[0001]現在、電子通信をベースとするネットワークに対する代替としての光ネットワーキングシステムの開発に対して、多くの努力がなされている。この新しいテクノロジーにおいては、データ伝送、データルーティング、及びデータ通信及び処理の他の形態としてこのような種々のネットワーキング機能を実行する電子の流れの代わりに、光のパルスが使用される。このような機能は、多数の個別のコンポーネントを使用して達成されるが、実質的には、全ての開発中の光ネットワーキングシステムには、１つの場所から他の場所へ伝播する光をガイドするのに使用される光導波路構造が不可欠である。例えば、積極的に開発されている特定の用途において、光導波路は、高密度波長分割多重（ｄｅｎｓｅ  ｗａｖｅｌｅｎｇｔｈ  ｄｉｖｉｓｉｏｎ  ｍｕｌｔｉｐｌｅｘｅｄ；“ＤＷＤＭ”）プロトコルに準拠する光信号を閉じ込めて伝えるのに使用される。このようなプロトコルは、個別の波長成分を多重化することによって、個々の光信号で伝えられる情報の量を増加させ、それにより、該光ネットワーキングシステムを使用して適応することができる有効帯域幅を増大させる。
【０００２】
[0002]このようなシステムにおける光導波路の使用を図示するため、図１Ａは、典型的な光ファイバ導波路１００の断面図を提供する。該導波路は、２つの主なコンポーネント、すなわち、光がそこを通って伝播するコア１０４と、該光を閉じ込めるように作用するクラッド層とを含む。該クラッド層は、上部クラッド層１０２と、コア１０４の周りの下方クラッド層１０６とを備えて示されている。該光が閉じ込められることを確実にするため、コア１０４は、通常、該クラッド層によって完全に包囲されており、該コアは、低屈折率（ｒｅｆｒａｃｔｉｖｅ  ｉｎｄｅｘ；“ＲＩ”）も有する。コア１０４及びクラッド層の屈折率の差は、コア１０４内の全反射によって光を閉じ込められるようにする。図１Ａは、光を、漏れなしに、該コアとクラッドとの境界に入射させることができる角度に関する上限を表す閉じ込め角度θＣで、例示的な光線１０８を使用した全反射の概念を図示する。
【０００３】
[0003]より多くの波長成分が、ＤＷＤＭシステム内の光導波路チャネルに組み込まれるにつれて、ルーティング、スイッチング、追加／ドロップ、及び他の機能を行う光コンポーネントに対する要求が、それに応じて増加する。例えば、フィルタ、変調器、増幅器、カプラ、マルチプレクサ、クロスコネクト、アレイ導波路回折格子、パワースプリッタ、スターカプラ等を含む様々な光通信コンポーネントは、このような機能を行う能力を有する。しかし、光ネットワーキングテクノロジーが成熟する際、１つの目標は、様々な光通信コンポーネントを、シリコンチップ又はガラス基板等の単一構造体上に、モノリシックに集積することである。
【０００４】
[0004]多くの努力が、このような開発においてなされてきているが、光導波路及び光通信コンポーネントを単一のチップ上に集積しようとする試みは、重大な難問に直面している。電子コンポーネントのモノリシック集積のための技術を修正する幾つかの取り組みが試みたが、様々な困難に遭った。これらの困難は、大抵、光通信用途と電子用途との間の基本的な違いから生じる。例えば、光通信用途のスケールは、電子用途のスケールよりもかなり大きく、場合によっては１〜２桁ほど、電子用途のスケールよりも大きい。このスケールの差は、概して、数ミクロンから数十ミクロンの厚さを有する膜を使用して、光通信用途において、かなり厚い膜を堆積させる必要性をもたらす。
【０００５】
[0005]この厚さの増加に関する１つの結果は、上記構造体の均一性のかなり大きな変動である。加えて、電子コンポーネントのモノリシック集積のための技術は、電子用途におけるその重要性のため、材料物質の誘電定数の最適化に焦点が明確に当てられている。対照的に、光通信用途においては、それよりもむしろ、その屈折率及び複屈折性等の材料物質の光特性に敏感である。ＳｉＯ２膜で作られた典型的な導波路の場合、上記コア及びクラッド層は、１％未満異なる屈折率を有する可能性があり、場合によっては、製品規格は、意味のある５桁を使用して、所要の屈折率を規定する。電子用途において構造体を生産するのに使用される方法及び材料物質が、単に、光通信用途の光学的要件に合わないことが分かってきている。
【０００６】
[0006]光導波路を生産する際に幅広く使用されている１つの従来技術は、火炎加水分解である。この技術は、非常にコストがかかるだけではなく、実際の大きな基板の場合、均一性の不十分な基板を生産してしまうことが分かっている。そこを覆って光コアが形成される下方クラッド層を単独で堆積させた後、該光コアを覆って、及び該光コアの間に、上方クラッド層を堆積させることにより、熱応力を軽減する試みには、他の技術が使用されている。このような努力に使用されてきている具体的な一技術は、プラズマ化学気相堆積法（ｐｌａｓｍａ−ｅｎｈａｎｃｅｄ  ｃｈｅｍｉｃａｌ  ｖａｐｏｒ  ｄｅｐｏｓｉｔｉｏｎ；“ＰＥＣＶＤ”）である。ＰＥＣＶＤを使用して形成された光導波路の実施例を図１Ｂに示す。
【０００７】
[0007]図１Ｂに提供された構造体１１０の断面図は、３つの光コア１０４を示し、それによって、３つの光導波路１００に相当する。光は、該ページと直角方向に各光コア１０４を通って伝わるように意図されている。光コア１０４は、それ自体は、基板１１２を覆って形成されている下クラッド層１０６を覆って形成されている。上方クラッド層１０２は、ＰＥＣＶＤを使用して堆積されている。ＰＥＣＶＤ技術の使用は、かなりの量の水素不純物を有する膜を生産してしまうことが既知であり、これは、該クラッド層における望ましくない不均一性をもたらす。このような不均一性のマイナスの影響は、該クラッド層の部分を、各コアの部分の近傍で、非常に薄くしてしまう可能性があるため、ＰＥＣＶＤ堆積の非共形の性質によって、さらに悪化する。これらの特徴は、光伝播に干渉する可能性があり、不満足な伝播損失を許してしまうことになる。
【０００８】
[0008]したがって、厳密な屈折率要件に合い、クラッキングに耐え、かつ生産環境の有効使用に影響を受けやすい光導波路を製造するための改善された方法及びシステムに対する持続的な要求がある。
【発明の簡単な概要】
【０００９】
[0009]これらの基準は、光導波路の作製中等の膜の処理中に、１つ以上のパラメータをモニタするために、プロセスチャンバ内にモニタデバイスを組み込むことにより、本発明の異なる実施形態において満たされる。該モニタデバイスにより集められた情報は、プロセス条件を調整し、それによって、該膜が堆積される際に、所望の光特性を達成するフィードバック構成で使用される。該フィードバック構成は、概して、該モニタデバイス、該所望の光特性及び該プロセス条件を用いて測定されたパラメータ間の予め決められた相関関係に依存する。このような相関関係は、例えば、エキスパートシステム又はニューラルネットワークを用いて実施された、追加データの蓄積がその性能を改善するような自己補正能力を有する、よく調整された評価システムによって管理することができる。該フィードバック構成は、上記コア及びクラッド層のために厳密に強いられた屈折率特性を有する階段状屈折率の光導波路の形成を可能にし、あるいは、該コアが、正確に制御された方式で変化する屈折率を有する、屈折率分布型の光導波路の形成を可能にする。
【００１０】
[0010]したがって、一実施形態において、プロセスチャンバ内で、基板を覆った膜を処理する方法が提供される。プラズマが該プロセスチャンバ内に形成され、該膜を処理するのに適切なプロセスガスが、プロセス条件を指定する所定のアルゴリズムに従って該プロセスチャンバ内に流される。該プロセスガスは、ケイ酸塩ガラスを堆積させるために、シリコン含有ガス及び酸素含有ガスを含んでもよく、これらのガスは、場合によっては、具体的に所望される光特性を得るためにドープしてもよい。該所定のアルゴリズムは、該膜の垂直方向プロファイルを制御するように最適化することができ、あるいは、幾つかの実施形態では、該膜の水平方向プロファイルを制御するように最適化することもできる。パラメータは、該パラメータの値、該膜の光特性及び該プロセス条件間の相関関係に従って、該プロセス条件を変更できるように、３μｍを超える厚さの該膜の処理中にモニタされる。このような変更は、上記よく調整された評価システムによって遂行することができる。該パラメータは、プラズマ診断に関連するパラメータ等のプロセスパラメータを備えてもよく、あるいは、膜特性パラメータを備えてもよく、例えば、反射率測定法又は偏光解析測定法を使用して決めてもよい。一実施形態において、該パラメータは、該パラメータは、該膜の応力を備える。別の実施形態においては、該パラメータは、該膜の不均一性を備える。
【００１１】
[0011]本発明の上記方法は、プロセスチャンバ、プラズマ生成システム、基板ホルダ、ガス配送システム、圧力制御システム、センサ及びコントローラを有する厚膜処理システムに具体化することができる。記憶装置は、該コントローラに結合されており、上述した実施形態に従って、該厚膜処理システムの動作を指示する、コンピュータ読み取り可能な記憶媒体に組み入れられたコンピュータ読み取り可能なプログラムを有する該コンピュータ読み取り可能な記憶媒体を含む。
【００１２】
[0012]本発明の本質及び利点のさらなる理解は、本明細書及び図面の残りの部分を参照することによって実現することができる。
【発明の詳細な説明】
【００１３】
[0021]本発明の実施形態は、プロセスチャンバ内の基板を覆う厚い膜の堆積を可能にすると共に、該膜が堆積されているときに、１つ以上の光特性に対する厳密な制御を維持することを可能にする。本明細書で使用する場合、「厚い」膜は、３μｍを超える厚さを有し、そのため、本明細書に記載した光通信用途においては、電子用途で使用される膜よりも、１〜２桁、厚さが大きい。幾つかの実施形態においては、該膜は、５μｍ以上を超える厚さで堆積される。本発明の実施形態は、該膜が堆積される際の垂直方向における光特性の慎重な制御だけではなく、ウェハ表面全域での水平方向における光特性の慎重な制御の提供も可能にする。このような特徴は、例えば、該ウェハの場合の屈折率の２次元均一性を制御する際に有用である。このような２次元制御は、全体的な厚さの均一性、ドーパント濃度の均一性及び応力均一性を保障する本発明の実施形態で提供され、これら全ては、電子用途の場合よりもより精密に制御することができる。
【００１４】
[0022]この制御は、本発明の実施形態に従って、以下のメカニズムのうちの１つ以上を使用することにより、達成することができる。まず、本発明の実施形態は、膜の垂直方向プロファイルを制御するように構築されている所定のアルゴリズムで始めることができる。次に、プロセス条件及び／又は膜特性のイン・シトゥー・モニタ及びフィードバックは、該アルゴリズムを修正して、このような特性に対してより正確な制御を提供できるようにするために使用することができる。場合によっては、このようなフィードバックを規定する際に、ニューラルネットワーク学習アルゴリズムが含まれてもよいが、他の種類の人工知能技術を代替的に使用してもよい。
【００１５】
[0023]これらのメカニズムは、図２に概略的に指し示すように、処理装置と一体化されている、よく調整された評価システムを用いて、本発明の実施形態で実施される。また、図２に示すように、チャンバマネージャ２１２は、指定されたプロセス条件２１６に従って、プロセスチャンバ２０４の動作を制御するのに使用される。プロセス条件２１６は、プロセスチャンバ２０４内で、上記膜の堆積がどのように遂行されるかを規定するのに十分である。例えば、ＰＥＣＶＤ法が堆積に使用される実施形態において、プロセス条件２１６は、前駆ガスのプロセスチャンバ２０４内への流量、プラズマを生成するための高周波電力、及びチャンバ及び／又は基板加熱システムにより維持される温度、及び他のあり得るプロセス条件を指定することができる。例示の目的のために、以下の議論で、膜の堆積を言及する場合があるが、本発明の実施形態が、光通信及び光学的用途に使用することのできる、エッチング、アニール等を含む他のプロセスにも当てはまることを正しく認識すべきである。
【００１６】
[0024]膜の最初の堆積は、垂直方向プロファイルを制御する所定のアルゴリズムを用いて進めることができる。次に、該膜が堆積される際に、該膜の光特性と関連付けることができるパラメータの値と、プロセス条件２１６とがパラメータモニタデバイス２０８を使用してモニタされ、該モニタデバイスは、プロセスチャンバ２０４内に含ませることができる。幾つかの実施形態においては、パラメータモニタデバイス２０８は、反射率計又はエリプソメータ等の、該膜の特性を測定するデバイスを備えてもよい。他の実施形態においては、パラメータモニタデバイス２０８は、高周波インピーダンス、負荷及び調整キャパシタンス、高周波電流、ピーク・ピーク電圧、ＤＣバイアス電圧等の高周波整合出力パラメータを測定するプラズマ診断システムを備えてもよい。該パラメータの値、該膜の光特性及び該プロセス条件の間の相関関係は、よく調整された評価システム２２０によって引き出され、該評価システムは、該相関関係を決める知識データベース２２４に格納されたデータに依存してもよい。例えば、よく調整された評価システム２２０は、モニタしたパラメータを評価し、該モニタしたパラメータのうちのどの値が該膜の所望の光特性を達成するかを判断し、該プロセス条件をどのように修正して、該モニタしたパラメータの適切な値を達成又は維持するかを判断するように調製されているエキスパートシステム又はニューラルネットワークを備えてもよい。このようなモニタ及び評価を、上記厚い膜の堆積の間中、定期的又は継続的に行い、全体に堆積された膜の光特性に対して非常に厳しい制御を達成することができる。
【００１７】
[0025]様々な異なる種類のＣＶＤ装置のうちのいずれかは、本発明の実施形態に組み込むことができる。例えば、該ＣＶＤ装置は、厚膜の堆積、厚膜のエッチング、厚膜のアニール、及び／又は他の何らかの光学的用途のために構成されたＰＥＣＶＤ装置を備えてもよい。適切な処理チャンバの実施例は、同一出願人による米国特許第５，５５８，７１７号明細書及び同第５，８５３，６０７号明細書に詳細に記載されており、両明細書の開示全体を参照として本明細書に組み入れる。
【００１８】
[0026]厚膜の堆積用の装置を構成するために、比較的薄い膜の堆積に使用される同様のＣＶＤ装置と比較して、多数の変更を行うことができる。例えば、厚膜の光特性は、上記基板の縁部において非常に敏感であることが既知である。したがって、厚さ、ドーパント濃度及び応力等の多数の性状における均一性を改善するために、該基板全域にわたって水平方向にプラズマを広げることが望ましい。該基板は、プロセスチャンバ内で、クランプリングを使用してペデスタル上に維持することができる。一実施形態において、この構造は、薄膜堆積構造と比較して、扁平で、水平方向に拡がっているので、均一性が改善され、その結果、該ウェハの縁部における光特性の改善につながる。
【００１９】
[0027]同様に、厚膜の堆積は、薄膜堆積に適した構造が使用された場合、該基板縁部において精密さを欠いている膜を生産する傾向がある。この縁部の膜品質は、該堆積システムのポンプ能力を低減させる、使途の定まっていない副生成物の蓄積をもたらす。本発明者らは、プラズマを生成する際に使用する電極ギャップ開口を増大させることが、特に該縁部において、膜品質の改善につながり、この場合、使途の定まっていない副生成物の蓄積が低減されることを発見した。したがって、本発明の幾つかの実施形態において、ＰＥＣＶＤ装置は、扁平でかつ拡がっているペデスタルと共に、及び増大された電極ギャップ開口と共に使用され、そのどちらも厚膜の堆積を改善する。これらの取り組みは、幾つかの実施形態において、より大きな堆積領域に適応するように拡大適用してもよい。
【００２０】
[0028]膜の処理は、その例示的な構造が図３に示されているシステム制御ソフトウェアを実行するコントローラによって実行されるコンピュータプログラムプロダクトを使用して実施することができる。この図は、特定の実施形態による、該システム制御ソフトウェアであるコンピュータプログラム３７０の階層制御構造の図示的なブロック図を含む。プロセスを実施するために、ユーザは、メニューに応じて、プロセスセット番号及びプロセスチャンバ番号をプロセスセレクタサブルーチン３７３に入力する。該プロセスセットは、特定のプロセスを実行するための初期プロセス条件２１６の所定のセットであり、予め定義されたセット番号により識別される。
【００２１】
[0029]各プロセスセットは、上記膜が処理される際に、該膜の垂直方向プロファイルを制御するように作用する所定のアルゴリズムを含む。また、以下にさらに詳細に説明するように、これらのプロセス条件２１６は、より厳密な制御を遂行する、よく調整された評価システム２２０を使用して、該プロセス中に、対話形式で修正することができる。プロセスセレクタサブルーチン３７３は、（i）所望のプロセスチャンバと、（ii）該プロセスチャンバを作動させて該所望のプロセスを行う初期プロセス条件２１６の所望のプロセスセットとを識別する。所与のプロセスセットの初期プロセス条件２１６は、例えば、プロセスガス成分及び流量、温度、圧力、高周波電力レベル及び低周波高周波等のプラズマ条件、冷却ガス圧力、及びチャンバ壁温度を備えてもよい。これらの初期プロセス条件は、適切なインタフェースによってユーザに提供される。
【００２２】
[0030]プロセスシーケンササブルーチン３７５は、プロセスセレクタサブルーチン３７３から、識別されたプロセスチャンバと、初期プロセス条件のセットとを受け入れ、様々なプロセスチャンバの動作を制御するプログラムコードを備える。複数のユーザが、プロセスセット番号及びプロセスチャンバ番号を入力することができ、あるいは、１人のユーザが、複数のプロセスセット番号及びプロセスチャンバ番号を入力することができるため、シーケンササブルーチン３７５は、所望のシーケンスにおいて選択されたプロセスの予定を決めるように作動する。好ましくは、シーケンササブルーチン３７５は、（i）該プロセスチャンバの動作をモニタして、該チャンバが使用されているか否かを判断するステップと、（ii）該使用されているチャンバ内で何のプロセスが実行されているかを判断するステップと、（iii）プロセスチャンバの使用可能性及び実行すべきプロセスの種類に基づいて、該所望のプロセスを実行するステップとを行うプログラムコードを含む。ポーリング等の、該プロセスチャンバをモニタする従来の方法を使用することができる。どのプロセスを実行すべきかの予定を決める場合、シーケンササブルーチン３７５は、選択されたプロセスに対する所望のプロセス条件、又は、各特定のユーザが入力した要求の「時期」、あるいは、システムプログラマが、スケジューリングの優先順位を決めることのために含めることを所望する他の何らかの関連要因と比較して、使用されている該プロセスチャンバの現在の状態を考慮する。
【００２３】
[0031]シーケンササブルーチン３７５が、一旦、どのプロセスチャンバとプロセスセットとの組合せを次に実行するつもりかを決めると、シーケンササブルーチン３７５は、シーケンササブルーチン３７５によって決められた上記プロセスセットに従って、プロセスチャンバにおける複数の処理タスクを制御するチャンバマネージャサブルーチン３７７ａ〜３７７ｃに特定のプロセスセットを渡すことにより、該プロセスセットの実行を開始する。例えば、チャンバマネージャサブルーチン３７７ａは、該プロセスチャンバにおける光導波路堆積プロセス工程のためのプログラムコードを備える。また、チャンバマネージャサブルーチン３７７は、選択されたプロセスセットを実行するのに必要なチャンバコンポーネントの動作を制御する様々なチャンバコンポーネントサブルーチンの実行も制御する。チャンバコンポーネントサブルーチンの実施例は、基板位置決めサブルーチン３８０、プロセスガス制御サブルーチン３８３、モニタデバイス制御サブルーチン３８４、圧力制御サブルーチン３８５、ヒータ制御サブルーチン３８７及びプラズマ制御サブルーチン３９０である。当業者は、該プロセスチャンバ内でどのプロセスを行うべきかにより、他のチャンバ制御サブルーチンを含めることができることを容易に認識する。
【００２４】
[0032]動作中、チャンバマネージャサブルーチン３７７ａは、実行されている特定のプロセスセットに従って、上記プロセスコンポーネントサブルーチンの予定を選択的に決め、又は、該サブルーチンを選択的に呼び出す。チャンバマネージャサブルーチン３７７ａは、どのプロセスチャンバ及びプロセスセットを次に実行すべきかのシーケンササブルーチン３７５のスケジュールと同様に、該プロセスコンポーネントサブルーチンの予定を決める。典型的には、チャンバマネージャサブルーチン３７７ａは、様々なチャンバコンポーネントをモニタするステップと、実行すべきプロセスセットのためのプロセスパラメータに基づいて、どのコンポーネントを作動させる必要があるかを判断するステップと、該モニタするステップ及び判断ステップに応答して、チャンバコンポーネントサブルーチンを実行させるステップとを含む。
【００２５】
[0033]また、チャンバマネージャサブルーチン３７７ａは、よく調整された評価システム２２０から指令を受けて、上記プロセス条件を修正する。このような修正は、特定の所望の特性が処理中に必ず達成されることを保障するために、モニタデバイス３２７によって受け取られたデータから、よく調整された評価システム２２０によって決められる。よく調整された評価システム２２０からの指令は、該プロセス条件の継続的又は定期的な更新を提供してもよい。よく調整された評価システム２２０とチャンバマネージャ３７７ａとの間の相互作用の効果は、レシピに正確に従うのではなく、処理特性を特徴付けることができるプロセスをもたらす。各プロセスは、指定された初期プロセス条件を実施することによって始まるが、各実施に対して、これらのプロセス条件の特徴付けられたバリエーションを引き起こす。これらのバリエーションは、該プロセスに影響を及ぼす可能性のある外部パラメータのわずかな違いを本質的に考慮して、該プロセスが実行される度に異なっていてもよい。該プロセスを通じて、このような特徴付けられたバリエーションを含む結果は、結果のより際立った均一性である。そのように改善された均一性は、異なる実施形態において、全体的な厚さの改善された均一性、改善されたドーパント濃度の均一性、改善された応力均一性等を備えてもよい。
【００２６】
[0034]次に、特定のチャンバコンポーネントサブルーチンの動作について説明する。基板位置決めサブルーチン３８０は、該基板を、該チャンバ内の所望の高さに積むのに使用されるチャンバコンポーネントを制御するプログラムコードを備える。プロセスガス制御サブルーチン３８３は、プロセスガス成分及び流量を制御するプログラムコードを有する。プロセスガス制御サブルーチン３８３は、安全遮断弁の開／閉位置を制御し、また、所望のガス流量を得るために、マスフローコントローラを増減させる。プロセスガス制御サブルーチン３８３は、全てのチャンバコンポーネントサブルーチンがそうであるように、チャンバマネージャサブルーチン３７７ａによって起動され、また、所望のガス流量を規定するチャンバマネージャサブルーチンからのプロセス条件の指定を受け取る。典型的には、プロセスガス制御サブルーチン３８３は、ガス供給ラインを開き、かつ（i）必要なマスフローコントローラを読取り、（ii）チャンバマネージャサブルーチン３７７ａから受け取り、恐らくよく調整された評価システム２１６によって修正された所望のガス流量と該読取値を比較し、（iii）必要に応じて、該ガス供給ラインの該流量を調整すること、を繰り返すことによって作動する。さらに、プロセスガス制御サブルーチン３８３は、安全でない流量の場合のガス流量をモニタするステップと、安全でない状況が検知された場合に、該安全遮断弁を稼動させるステップとを含む。
【００２７】
[0035]幾つかのプロセスにおいては、反応性プロセスガスが導入される前に、上記チャンバ内の圧力を安定化させるために、ヘリウム又はアルゴン等の不活性ガスが該チャンバ内に流入される。これらのプロセスの場合、プロセスガス制御サブルーチン３８３は、該不活性ガスを該チャンバ内に、該チャンバ内の圧力を安定化させるのに必要な一定時間、流すステップを含むようにプログラムされ、その後、上述したステップが実行されることになる。加えて、プロセスガスが、液状前駆物質、例えば、テトラエトキシシラン（ＴＥＯＳ）から蒸発する可能性がある場合、プロセスガス制御サブルーチン３８３は、バブラーアセンブリ内で、ヘリウム等の配送ガスを該液状前駆物質に通して泡立てるステップ、又は、ヘリウム又は窒素等のキャリアガスを液体注入システムに導入するステップを含むように記述されている。
【００２８】
[0036]モニタデバイス制御サブルーチン３８４は、該モニタデバイスを制御するためのプログラムコードを備える。該コードの具体的な性質は、どの種類のモニタデバイスが制御されているかに依存することが可能であり、場合においては、該プログラムコードは、種々の異なる種類のモニタデバイスを制御するための対策を含んでもよい。該モニタデバイスが、例えば、反射率計を備えている場合、該モニタデバイスは、多色光を基板に反射させて、その反射スペクトルをスペクトル分析することによって機能し、それに応じて、該プログラムコードは、いつ測定を行うか、及び該反射率計が複数の光源を有する場合に、どの光源を使用すべきかを指定する。該モニタデバイスがエリプソメータを備えている場合には、該デバイスは、多色光を該基板に反射させて、該基板の厚さの計算を可能にすることにより機能し、それに伴って、該プログラムコードは、いつ測定を行うか、及び使用すべき光の波長を指定する。ある場合においては、該モニタデバイスは、複合エリプソメータ／反射率計を備えてもよく、この場合、該プログラムコードは、該エリプソメータの機能を起動するか、又は、該反射率計の機能を起動するかを追加的に調整する。
【００２９】
[0037]圧力制御サブルーチン３８５は、上記チャンバ内の排気システム内の絞り弁の開口のサイズを調節することにより、該チャンバ内の圧力を制御するプログラムコードを備える。該絞り弁の開口のサイズは、該チャンバ圧力を、総ガス流量、該プロセスチャンバのサイズ及び該排気システムのためのポンピング設定圧力に関連する所望のレベルに制御するように設定される。圧力制御サブルーチン３８５が起動されると、所望の、又はターゲットの、圧力レベルをチャンバマネージャサブルーチン３７７ａから受け取る。圧力制御サブルーチン３８５は、該チャンバに接続された１つ以上の従来の圧力計を読取り、その測定値を該ターゲット圧力と比較して、該ターゲット圧力に対応する、格納された圧力テーブルからＰＩＤ（ｐｒｏｐｏｒｔｉｏｎａｌ，ｉｎｔｅｇｒａｌ，ａｎｄｄｉｆｆｅｒｅｎｔｉａｌ）値を得て、かつ該圧力テーブルから得られた該ＰＩＤ値に従って、該絞り弁を調整することにより、該チャンバ内の圧力を測定するように作動する。代替として、圧力制御サブルーチン３８５は、該絞り弁を特定の開口サイズに開閉して、該チャンバを所望の圧力に調節するように記述することができる。上記プロセス中の圧力の変化は、よく調整された評価システム２１６から受け取った指令に従ってなされてもよい。
【００３０】
[0038]ヒータ制御サブルーチン３８７は、基板３２０を加熱するのに使用される加熱ユニットへの電流を制御するためのプログラムコードを備える。ヒータ制御サブルーチン３８７もまた、チャンバマネージャサブルーチン３７７ａによって起動され、ターゲットの、又は、設定点温度パラメータを受け取る。ヒータ制御サブルーチン３８７は、上記プロセスチャンバ内で該基板を支持するペデスタル内にある熱電対の電圧出力を測定し、測定した温度を該設定点温度と比較し、該加熱ユニットに印加される電流を増減させて該設定点温度を得ることにより、該温度を測定する。該温度は、格納された変換テーブル内の対応する温度を参照することにより、又は、４次多項式を使用して該温度を計算することにより、測定電圧から得られる。組み込まれたループを、該ペデスタルを加熱するのに使用する場合、ヒータ制御サブルーチン３８７は、該ループに印加される電流の増加／減少を徐々に制御する。また、プロセスの安全順守を検知するために、内蔵フェイルセーフモードを含ませることができ、該モードは、該プロセスチャンバが正しくセットアップされていない場合には、該加熱ユニットの動作を遮断することができる。該基板の温度は、よく調整された評価システム２１６から受け取った指令に従って、該プロセス中に修正することができる。
【００３１】
[0039]プラズマ制御サブルーチン３９０は、上記チャンバ内のプロセス電極に印加される低い及び高い周波数の高周波電力レベルを設定し、採用する低周波高周波を設定するためのプログラムコードを備える。これまでに説明したチャンバコンポーネントサブルーチンと同様に、プラズマ制御サブルーチン３９０は、チャンバマネージャサブルーチン３７７ａによって起動され、その動作は、よく調整された評価システム２１６からの指令に従って、該プロセス中に修正することができる。
【００３２】
[0040]上記のリアクタの説明は、主に例示を目的とするものであり、本発明の上記方法は、どの特定の装置にも、あるいは、どの特定のプラズマ励起方法にも限定されない。
【００３３】
[0041]上記プログラムコードが、本発明の実施形態に従って、どのように膜の処理を実施するかという上記の概説は、図４に提供されたフロー図によって要約される。ブロック４０４において、プラズマがプロセスチャンバ内に形成され、ブロック４０８において、プロセスガスが該チャンバ内に流される。該膜の垂直方向プロファイルは、ブロック４１２に指し示すように、所定のアルゴリズムに従って、処理中に制御される。ブロック４１６において、プロセスパラメータ又は膜特性パラメータ等のパラメータが、膜処理中にモニタされる。例えば、このようなパラメータは、特に詳しく上述した反射率測定法及び／又は偏光解析法を使用することにより、モニタすることができる。上記プロセス条件は、ブロック４２０において、パラメータ間の相関関係、該膜に対する所望の光特性、及び現在のプロセス条件に従って、変更することができる。このような相関関係の認識は、例えば、ブロック４２４に指し示すように、ニューラルネットワークベースの学習アルゴリズムを適用して、フィードバック及び／又はフィードフォワード情報を提供することにより、遂行することができる。該膜は、一旦、形成されると、ブロック４２８において、通常、８００〜１１００℃の温度でアニールすることができる。
【００３４】
[0042]このようなニューラルネットワークベースのアルゴリズムは、上記プロセス条件のうちのどの値を最も有効に操作して、堆積した膜の所望の特性を達成することができるかを識別するパターン認識アルゴリズムを使用してもよい。該パターン認識アルゴリズムの特定の実施において、信頼性は、特定の測定可能なパラメータによって定義される、該堆積膜の特性に影響する異なる要因の説明となる証明可能なデータのセットを有する評価システム２２０をよく調整することにより、保障される。これらのデータの幾つかの実施例を、以下に具体的に論じる。具体的には、様々なサンプルプロセス条件が、膜特性に対する影響、例えば、光膜特性に対する影響を実験的に判断するのに使用される。該膜特性に対応する測定可能なパラメータと、該プロセス条件との間の結果として生じる相関関係は、評価システム２２０をよく調整するのに使用される。その結果は、評価システム２２０が新たなデータを提示したときの用途のために、知識データベース２２４に格納される。既知の値の間に挿入する能力、及び知識データベース２２４を新たな結果で修正する能力は、評価システム２２０が、適したプロセス条件を信頼できるように決めること、及び新たなデータが蓄積される度に、自己補正することを可能にする。
【００３５】
[0043]上記ニューラルネットワークは、適応的方式で作動する。例えば、該ネットワークは、上記チャンバマネージャに、特定の膜特性が生じるという見込みで、特定の方式でプロセス条件を変えるように指令してもよい。該膜特性が後に測定されて、大きすぎる屈折率を有する等により、予測した特性と異なることが分かった場合には、この情報を該ネットワークにフィードバックすることができ、その結果、該ネットワークは、時間の経過と共に、該ネットワークが、プロセス条件を規定する精度を改善するように、該ネットワーク自体を修正する。他の種類のよく調整された評価システムを代替的に使用してもよい。例えば、一実施形態において、該よく調整された評価システムは、エキスパートシステムを備える。他の実施形態においては、当業者には既知であるまた別の人工知能システムを、本明細書で説明した機能に適応させることができる。
【００３６】
例示的な膜堆積結果
[0044]上記よく調整された評価システムによって使用することができる効果を説明するために、多くの実験を実行してきた。その結果を、無ドープのケイ酸塩ガラス（ｕｎｄｏｐｅｄ  ｓｉｌｉｃａｔｅ  ｇｌａｓｓ；“ＵＳＧ”）の堆積を使用した実験について具体的に提示し、本発明者らは、“ＰＳＧ”（ｐｈｏｓｐｈｏｓｉｌｉｃａｔｅ  ｇｌａｓｓ）及び“ＢＰＳＧ”（Ｂｏｒｏｐｈｏｓｐｈｏｓｉｌｉｃａｔｅ  ｇｌａｓｓ）を含む、ドープケイ酸塩ガラスの堆積の場合に、同様の傾向が存在することを確認した。以下に記載する特定の実施形態において、光導波路は、ＵＳＧ、ＰＳＧ及びＢＰＳＧの組合せを使用して形成されている。
【００３７】
[0045]図５〜図７Ｃと共に説明する実験は、２００ｍｍのシリコンウェハに対する同様の条件下で、ＵＳＧの堆積に対して行った。ＳｉＨ４及びＮ２Ｏからなる前駆ガスを、同一の電源、圧力及び基板温度条件下で、実質的に同じ流量で上記プロセスチャンバに供給した。該実験の各々においては、異なる堆積時間に対して、幾つかの実施を行い、該堆積膜の特性を測定した。
【００３８】
[0046]図５及び図６Ａ〜図６Ｃの結果は、該堆積条件を固定した場合の屈折率、堆積速度及び堆積膜の応力に対して明らかになった傾向を図示する。これらの結果は、実際のプロセス条件下では、プロセス条件、測定したパラメータ及び膜の光特性の間に、複雑な相互作用があることを実証する。図５に示すデータは、結果の収集を集約し、７５００ｎｍ〜２３，０００ｎｍの厚さを有するＵＳＧ膜の屈折率を測定することにより作り出された。該屈折率は、反射率測定データを提供したモニタデバイスを用いて測定し、厚さは、偏光解析データを提供したモニタデバイスを用いて測定した。平均屈折率（菱形）及び１σ標準偏差（正方形）の両方がプロットされている。左の座標軸は、測定値の絶対値を指し示し、右の座標軸は、ＲＩ＝１．４５８５の基準値からの相対的変化を指し示す。図を見て分かるように、該屈折率は、膜厚に伴って概して増加する傾向を示す。該増加の大きさは、１５，０００ｎｍを超える厚さの増加に対して、約ΔＲＩ＝０．００２５である。電子用途との関連では、このような屈折率の変動は、許容できるであろうが、光用途においては、性能に有害な影響を及ぼす可能性がある。固定された堆積パラメータによりもたらされる制御以上の該屈折率に対するより厳密な制御は、本発明の実施形態における上記よく調整された評価システムによって提供される。
【００３９】
[0047]図６Ａ〜図６Ｃは、堆積時間の関数としての堆積速度、屈折率及び応力に対する個々の結果を提供する。該データは、「デート１」及び「デート２」として特定されている２つの異なる日に集めたものであり、「デート１」の結果は、３つ全てのグラフにおいて、円を使用して示されており、「デート２」の結果は、３つ全てのグラフにおいて、正方形を使用して示されている。全ての場合において、該データは、図６Ａ及び図６Ｂに示す堆積速度及び屈折率の結果の場合、黒い記号を使用して示されており、１σ標準偏差結果は、白い記号で示されている。このような１σ結果は、図６Ｂの屈折率結果に直接提供されているが、図６Ａの堆積速度結果の場合、膜厚の偏差と相関がある。また、全ての結果は、「第２の膜」と名付けられた幾つかのデータを含む。これらのデータは、第１の膜の堆積が完了した後に、該第１の膜を覆って形成された第２の膜に相当し、ある意味では、そのため、該第２の膜の堆積は、該第１の膜の堆積の延長とみなしてもよく、このことは、該データに反映されている。
【００４０】
[0048]図６Ａ、図６Ｂ及び図６Ｃの結果は、条件を膜特性と相関させる際に、上記評価システムに提供されるデータの実施例である。これらのデータは、堆積膜の厚さが増加するにつれて、堆積速度が増加し、屈折率が増加し、かつ圧縮応力が減少するという明らかな傾向を示している。これらの変化傾向は、該膜が堆積中に成長する際の有効なプラズマ高周波電力の低減から得られるものと説明することができる。したがって、該評価システムが、一旦、よく調整されると、該システムは、堆積中に、該プロセス条件を変えて、その影響を明らかにすることにより、対応する。一実施形態において、該よく調整された評価システムは、プラズマ高周波電力が増加して、膜成長中のその有効な低減の要因となるように、パワーステッピング処理手順を実施する。このようなパワーステッピングは、離散的に行ってもよく、あるいは、継続的に行ってもよく、本明細書に示した結果は、本明細書で説明した制御メカニズムの有効性をはっきり明示している。当然、このようなパワーステッピングの実施例が、単に例示的なものであること、及び他の多くの異なる種類のプロセスパラメータの変形例を他の実施形態に使用することができることは、正しく認識される。
【００４１】
[0049]上記パワーステッピングを実施することに関する好結果は、図７Ａ〜図７Ｃに示す、異なるパラメータに対する結果によって図示される。これらの結果は、図６Ａ〜図６Ｃにおける固定したプロセス条件の場合を示す結果と対をなすものとして提示し、図７Ａは、堆積時間の関数としての堆積速度に対する結果を示し、図７Ｂは、堆積時間の関数としての屈折率に対する結果を示し、図７Ｃは、堆積時間の関数としての応力に対する結果を示す。該堆積速度は、プロセスパラメータの実施例であり、該屈折率は、膜特性パラメータの実施例である。各グラフにおいて、黒い菱形は、比較のために固定したプロセス条件を使用した堆積からの結果を示すのに使用されており、白い円は、不連続のパワーステッピングを使用する堆積からの結果を示すのに使用されている。（Ｐ０−５％）、Ｐ０、（Ｐ０＋５％）及び（Ｐ０＋１０％）に相当する４つのステップを高周波電力レベルに使用し、ただし、Ｐ０は、図６Ａ〜図６Ｃの結果を生じるのに使用される固定された高周波電力である。該電力は、１６０秒の固定間隔でステッピングした。
【００４２】
[0050]図７Ａに示すように、このようなパワーステッピングは、約１３，０００Å／分の略一定の堆積速度をもたらす。この定常性は、固定されたプロセス条件を使用する場合にもたらされる逓増的な堆積速度と比較した場合に特に顕著である。図７Ｂは、上記堆積膜の屈折率をパワーステッピングによって、固定されたプロセス条件よりもかなり厳密に制約できることを追加的に示す。例えば、図７Ｂは、固定されたプロセス条件の場合は、約０．００１３の屈折率の変動を示すが、パワーステッピングを使用した場合には、０．０００３以下の変動を示す。また、応力の変動は、図７Ｃの固定されたプロセス条件からの結果との比較に示すように、パワーステッピングを使用した場合に低減される。
【００４３】
[0051]図７Ａ〜図７Ｃの結果は、プロセス条件の有益な変更が、図６Ａ〜図６Ｃのデータから引き出されたある種のトレーニング情報から直接遂行され得ることを概して示している。離散的なステッピングを使用するのではなく、高周波電力レベルを継続的に調整することにより、より厳密な制御を上記パラメータに対して行うことができる。また、該制御は、上記評価システムにより提供できるフィードバックを使用することにより、基板温度、前駆物質のフローレベル、圧力等の他のプロセス条件に対してもより厳密に実行することができる。さらに、トレーニングは、他のパラメータが、モニタされて、該プロセス条件を変更するのに使用されるように行うことができる。これは、プラズマ診断により提供されたパラメータ等のプロセスパラメータを含んでもよく、また、屈折率に加えて、他の膜特性パラメータを含んでもよい。
【００４４】
[0052]また、図７Ａ〜図７Ｃの結果は、一定値のパラメータを維持することを図示するために提示されているが、代替の実施形態においては、上記プロセス条件は、上記膜のために、該パラメータの具体的に所望される変動を達成する上記よく調整された評価システムによって制御される。例えば、大抵の光導波路用途において、コアＲＩｃｏｒｅの屈折率及びクラッド層ＲＩｃｌａｄの屈折率は、両方とも、好ましくは一定であり、ＲＩｃｌａｄ＜ＲＩｃｏｒｅである。このような光導波路は、一般に、「ステップ型（ｓｔｅｐ−ｉｎｄｅｘ）」と呼ばれている。しかし、別の用途においては、コアＲＩｃｏｒｅの屈折率が変化する、「グレーデッド型（ｇｒａｄｅｄ−ｉｎｄｅｘ）」導波路を形成することが望ましい。一用途において、半径ｒｃｏｒｅのコアの場合の屈折率の所望の変動は、以下の式によって、該コアの半径ｒの関数としてほぼ特定される。
【００４５】
ＲＩｃｏｒｅ  ＝
ＲＩｃｏｒｅ（０）√｛１−２（ＲＩｃｏｒｅ（０）−ＲＩｃｌａｄ）（ｒ／ｒcore）2  ／（ＲＩｃｌａｄ）｝                  
該導波路のこのような特定のグレーデッド型の変動は、本発明の実施形態において提供できるフィードバックによって提供することができ、また、固定されたプロセス条件によって容易に実現することができない。
【００４６】
[0053]特定の実施形態において、本発明の上記方法及びシステムは、図１Ｂに示す構造を有する光導波路を形成するのに使用される。下方クラッド層１０６は、ＳｉＨ４及びＮ２Ｏを前駆ガスとして使用して、シリコン基板１１２を覆って形成されたＵＳＧ膜を備える。コア１０４は、ＳｉＨ４、Ｎ２Ｏ及びＰＨ３を前駆ガスとして使用して形成されたＰＳＧを備える。上方クラッド層１０２は、ＳｉＨ４、Ｎ２Ｏ、ＰＨ３及びＢ２Ｈ６を前駆ガスとして使用して形成されたＢＰＳＧを備える。該下方クラッド層、コア及び上方クラッド層の各々は、上記よく調整された評価システムの使用により確立された狭い範囲に限定された屈折率を有する。典型的な厚さは、ＵＳＧ下方クラッド層の場合、約１５μｍであり、該ＰＳＧコアの場合、約７μｍであり、該ＢＰＳＧ下方クラッド層の場合に約１５μｍである。
【００４７】
[0054]上記説明を読んだ後には、当業者には、本発明の意図を逸脱することなく、他の変形例がはっきりと理解できる。例えば、本発明は、プラズマ堆積プロセスについて詳細に説明してきたが、本発明の原理は、ＭＯＣＶＤ等の他の非プラズマ堆積プロセスにも使用することができる。また、上記説明は、シリコン含有厚膜の堆積に焦点を当てているが、本発明の上記方法及びシステムは、III−IV及び／又はII−IV半導体厚膜等の非シリコン含有厚膜の堆積にも使用することができる。これらの等価物及び代替例は、本発明の範囲内に含まれるように意図されている。そのため、本発明の範囲は、説明した実施形態に限定すべきではなく、請求項によって規定すべきである。
【図面の簡単な説明】
【００４８】
【図１Ａ】全反射の原理を図示する光ファイバ導波路の内部図である。
【図１Ｂ】クラッド層を形成するために、ＰＥＣＶＤを使用して作られた光導波路構造の断面図を示す。
【図２】本発明の実施形態によるシステムの概略図である。
【図３】特定の実施形態による、装置を制御するソフトウェアの階層制御構造の例示的なブロック図を示す。
【図４】膜を処理するための、本発明のある実施形態を要約するフロー図を提供する。
【図５】シリコン酸化膜が堆積される際の、シリコン酸化膜の屈折率に対する影響を図示するＰＥＣＶＤ堆積結果を提示する。
【図６Ａ】堆積時間、堆積速度、屈折率及び応力の影響を図示するＰＥＣＶＤ堆積結果を提示する。
【図６Ｂ】堆積時間、堆積速度、屈折率及び応力の影響を図示するＰＥＣＶＤ堆積結果を提示する。
【図６Ｃ】堆積時間、堆積速度、屈折率及び応力の影響を図示するＰＥＣＶＤ堆積結果を提示する。
【図７Ａ】本発明の実施形態による、堆積速度、屈折率及び応力に対するパワーステッピングの影響を図示するＰＥＣＶＤ堆積結果を提示する。
【図７Ｂ】本発明の実施形態による、堆積速度、屈折率及び応力に対するパワーステッピングの影響を図示するＰＥＣＶＤ堆積結果を提示する。
【図７Ｃ】本発明の実施形態による、堆積速度、屈折率及び応力に対するパワーステッピングの影響を図示するＰＥＣＶＤ堆積結果を提示する。
【符号の説明】
【００４９】
２０４…チャンバ、２０８…パラメータモニタ、２１２…チャンバマネージャ、２１６…プロセス条件、２２０…よく調整された評価システム。
【図１Ａ】
2007531823.tif 000003
【図１Ｂ】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６Ａ】
2007531823.tif 000009
【図６Ｂ】
2007531823.tif 000010
【図６Ｃ】
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【図７Ａ】
2007531823.tif 000012
【図７Ｂ】
2007531823.tif 000013
【図７Ｃ】
2007531823.tif 000014
【国際調査報告】
2007531823.tif 000015
2007531823.tif 000016
2007531823.tif 000017
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