(57)【特許請求の範囲】
【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を有し、前記表面層の厚さが非均一性プロファイルで表される非均一な厚さを有し、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、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、
前記厚さの非均一を減らすために、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、該時間期間が厚さの非均一を減らすために必要な期間である請求項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を有し、前記表面層の厚さが非均一性プロファイルで表される非均一な厚さを有し、バルク音響波素子が表面層厚さにともなって変化する動作周波数を有し、動作周波数が表面層厚さを調整することにより調整でき、
前記システムが、
前記表面層に材料を堆積するために前記表面層を気体先駆物質に曝すための化学蒸着チャンバと、
厚さの非均一を減じるために、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に、前記化学蒸着チャンバに連結される促進装置と、
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、前記促進装置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】
促進装置がレーザーであり、前記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で構成される請求項１８記載のシステム。
【請求項２０】
促進装置が光源であり、前記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構成される請求項１８記載のシステム。
【請求項２１】
促進装置がイオンを生成する電極を備え、前記促進媒体が光励起化学蒸着プロセスで使用するためのプラズマで構成される請求項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。
【発明の詳細な説明】
【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。
【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。ＳＣＦ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、Ｅｌｌａ（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（ＳｉＯ2）、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（Ｔｉ）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���作られることがある。パシベーション層は、ＳｉＯ２、Ｓｉ3Ｎ4、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ＦＢＡＲ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、ＦＢＡＲ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。
【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。
【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。
【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。
【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。
【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。
【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。
【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。
【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。
【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。
【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。
【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。
【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。
【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。
【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、Ｓｉ、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）３１〜３６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（ＳｉＨ4）、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（ＰＥＣＶＤ）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。ＣＶＤ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６１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２０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１５０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、��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５５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。
【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。
【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）。
【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。
【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。
【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１１４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。
【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。
【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。
【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。
【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。
【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。
【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。
【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。
【図面の簡単な説明】
【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。
【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。
【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。
【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。
【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。
【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。
【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。
【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。
【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。
【図１】
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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６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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