JP2601227B2 - 偏光解析法によるエッチング終点検出法 - Google Patents
偏光解析法によるエッチング終点検出法Info
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Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、酸化物超伝導集積回路
の製造におけるエッチングの終点検出に適用される偏光
解析法によるエッチング終点検出法に関するものであ
る。
の製造におけるエッチングの終点検出に適用される偏光
解析法によるエッチング終点検出法に関するものであ
る。
【０００２】
【従来の技術】多層膜を有する酸化物超伝導集積回路の
エッチングプロセスには、一般にイオンビームエッチン
グ法が利用される。イオンビームエッチング法は、試料
を物理的にエッチングするため、材料によるエッチング
速度比を大きくとることができないので、フォトレジス
ト，下地などに対する選択比がとり難く、多層膜でのエ
ッチング終点判定を困難なものにしている。このため、
多層膜に対するエッチング終点の検出は、目視または前
もって求めたエッチングレートから算出した時間で行っ
ていた。このような終点検出法は、エッチング残りやエ
ッチングオーバーが生じやすく、確実なエッチング終点
検出法が必要となっている。
エッチングプロセスには、一般にイオンビームエッチン
グ法が利用される。イオンビームエッチング法は、試料
を物理的にエッチングするため、材料によるエッチング
速度比を大きくとることができないので、フォトレジス
ト，下地などに対する選択比がとり難く、多層膜でのエ
ッチング終点判定を困難なものにしている。このため、
多層膜に対するエッチング終点の検出は、目視または前
もって求めたエッチングレートから算出した時間で行っ
ていた。このような終点検出法は、エッチング残りやエ
ッチングオーバーが生じやすく、確実なエッチング終点
検出法が必要となっている。
【０００３】半導体多層膜のエッチングプロセスにおい
ては、以下に示すような偏光解析法を用いた終点検出が
実用化されている。半導体材料に用いられている偏光解
析法には大きく分けて測光法と消光法との二種類があ
る。測光法は、検光子または偏光子を回転させ、エッチ
ング過程において光量変化を解析することにより、試料
表面で反射した光の偏光状態を受光側で測定する。この
方法は、測定パラメータΨとΔとから膜厚を求める方式
で、測定の基本条件としてエッチング過程で光学定数が
変動しないことが要求される。
ては、以下に示すような偏光解析法を用いた終点検出が
実用化されている。半導体材料に用いられている偏光解
析法には大きく分けて測光法と消光法との二種類があ
る。測光法は、検光子または偏光子を回転させ、エッチ
ング過程において光量変化を解析することにより、試料
表面で反射した光の偏光状態を受光側で測定する。この
方法は、測定パラメータΨとΔとから膜厚を求める方式
で、測定の基本条件としてエッチング過程で光学定数が
変動しないことが要求される。
【０００４】一方の消光法は、測定パラメータΨとΔと
には注目せず、受光器に入る光量変化を測定パラメータ
とする。この方法は、例えば表面の薄膜が透明な場合に
は、エッチング終点時に受光器に入る光が消光状態にな
るようにあらかじめ偏光子と検光子との方位角を設定し
ておき、光量変化を追跡する。表面の薄膜が不透明な場
合には、エッチングのはじめに受光器に入る光が消光状
態になるようにあらかじめ偏光子と検光子との方位角を
設定しておいて、光量変化を追跡する。半導体多層膜の
エッチングプロセスにおいては、測光法および消光法い
ずれの方法においても、半導体多層膜の界面において、
明瞭な光量変化が観測されるため、エッチングの終点を
確実に検出することができる。
には注目せず、受光器に入る光量変化を測定パラメータ
とする。この方法は、例えば表面の薄膜が透明な場合に
は、エッチング終点時に受光器に入る光が消光状態にな
るようにあらかじめ偏光子と検光子との方位角を設定し
ておき、光量変化を追跡する。表面の薄膜が不透明な場
合には、エッチングのはじめに受光器に入る光が消光状
態になるようにあらかじめ偏光子と検光子との方位角を
設定しておいて、光量変化を追跡する。半導体多層膜の
エッチングプロセスにおいては、測光法および消光法い
ずれの方法においても、半導体多層膜の界面において、
明瞭な光量変化が観測されるため、エッチングの終点を
確実に検出することができる。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、半導体
デバイスの分野で用いられてきた前述した偏光解析法を
用いた終点検出は、酸化物超伝導材料に対してはそのま
ま適用できないことが、本発明者の実験から明らかとな
った。すなわち、酸化物超伝導材料に対しては、光学定
数が変動するために測光法によるエッチングの終点検出
が行えない。さらに酸化物超伝導材料では、消光状態が
存在しないために消光法によるエッチング終点検出も適
用できない。しかし、本発明者は、半導体材料とは違っ
た酸化物超伝導材料に対する特徴的な偏光解析結果を利
用することで、偏光解析法による終点検出が可能である
ことを見いだした。
デバイスの分野で用いられてきた前述した偏光解析法を
用いた終点検出は、酸化物超伝導材料に対してはそのま
ま適用できないことが、本発明者の実験から明らかとな
った。すなわち、酸化物超伝導材料に対しては、光学定
数が変動するために測光法によるエッチングの終点検出
が行えない。さらに酸化物超伝導材料では、消光状態が
存在しないために消光法によるエッチング終点検出も適
用できない。しかし、本発明者は、半導体材料とは違っ
た酸化物超伝導材料に対する特徴的な偏光解析結果を利
用することで、偏光解析法による終点検出が可能である
ことを見いだした。
【０００６】具体的には、多層膜構造を持つ酸化物超伝
導体集積回路のイオンビームを用いたエッチングプロセ
スにおいて、目視または前もって調べておいたエッチン
グレートによる終点検出では、エッチング時の状況を精
確に捉えることができないため、エッチング残りやエッ
チングオーバーを生じやすく、エッチングプロセスの信
頼性が乏しかった。また、従来、半導体エッチングプロ
セスに用いられていた偏光解析法によるエッチング終点
検出は、そのままでは酸化物超伝導体のエッチングプロ
セスの終点検出には適用できないという問題があった。
導体集積回路のイオンビームを用いたエッチングプロセ
スにおいて、目視または前もって調べておいたエッチン
グレートによる終点検出では、エッチング時の状況を精
確に捉えることができないため、エッチング残りやエッ
チングオーバーを生じやすく、エッチングプロセスの信
頼性が乏しかった。また、従来、半導体エッチングプロ
セスに用いられていた偏光解析法によるエッチング終点
検出は、そのままでは酸化物超伝導体のエッチングプロ
セスの終点検出には適用できないという問題があった。
【０００７】したがって本発明は、前述した従来の課題
を解決するためになされたものであり、その目的は、多
層膜を有する酸化物超伝導集積回路の加工において、酸
化物超伝導体に適した偏光解析により、エッチング残り
やエッチングオーバーの生じない終点検出を行えるよう
にした偏光解析法によるエッチング終点検出法を提供す
ることにある。
を解決するためになされたものであり、その目的は、多
層膜を有する酸化物超伝導集積回路の加工において、酸
化物超伝導体に適した偏光解析により、エッチング残り
やエッチングオーバーの生じない終点検出を行えるよう
にした偏光解析法によるエッチング終点検出法を提供す
ることにある。
【０００８】
【課題を解決するための手段】このような目的を達成す
るために本発明による偏光解析法によるエッチング終点
検出法は、エッチング過程において偏光解析装置の受光
強度の変化を追跡して行う方法であり、下層が酸化物超
伝導膜および上層が絶縁膜からなる積層膜のエッチング
プロセスにおいて、偏光解析を行う偏光子，検光子の方
位角を膜法線に対して６５゜〜７５゜の範囲に設定し、
受光量が増加した後、一定値となった時点をエッチング
終点とするようにしたものである。
るために本発明による偏光解析法によるエッチング終点
検出法は、エッチング過程において偏光解析装置の受光
強度の変化を追跡して行う方法であり、下層が酸化物超
伝導膜および上層が絶縁膜からなる積層膜のエッチング
プロセスにおいて、偏光解析を行う偏光子，検光子の方
位角を膜法線に対して６５゜〜７５゜の範囲に設定し、
受光量が増加した後、一定値となった時点をエッチング
終点とするようにしたものである。
【０００９】また、他の発明による偏光解析法によるエ
ッチング終点検出法は、受光量の変化率がピークをとっ
たことを確認してエッチング終点とするようにしたもの
である。また、他の発明による偏光解析法によるエッチ
ング終点検出法は、受光量が減少した後、一定値となっ
た時点をエッチング終点とするようにしたものである。
また、他の発明による偏光解析法によるエッチング終点
検出法は、受光量の変化率が谷をとったことを確認して
エッチング終点とするようにしたものである。
ッチング終点検出法は、受光量の変化率がピークをとっ
たことを確認してエッチング終点とするようにしたもの
である。また、他の発明による偏光解析法によるエッチ
ング終点検出法は、受光量が減少した後、一定値となっ
た時点をエッチング終点とするようにしたものである。
また、他の発明による偏光解析法によるエッチング終点
検出法は、受光量の変化率が谷をとったことを確認して
エッチング終点とするようにしたものである。
【００１０】
【作用】本発明においては、酸化物超伝導体集積回路に
用いられるＹＢ2 Ｃｕ3Ｏ7-x膜およびＳｒＴｉＯ3 膜
は、半導体集積回路で用いられるＳｉおよびＳｉＯ2 の
ような平坦な表面ではなく、その表面には少なくとも数
１０ｎｍ程度の凹凸が存在することが知られている。こ
のように平坦でない表面を持っているために酸化物超伝
導体材料に対して偏光解析を適用すると、エッチングの
進展に伴って表面の凹凸が大きくなったりするために見
かけの光学定数が変化してしまい、精確な膜厚測定がで
きないばかりか、偏光の入射条件をかなり広い範囲で割
り当てても消光状態を得ることができないものと考えら
れる。
用いられるＹＢ2 Ｃｕ3Ｏ7-x膜およびＳｒＴｉＯ3 膜
は、半導体集積回路で用いられるＳｉおよびＳｉＯ2 の
ような平坦な表面ではなく、その表面には少なくとも数
１０ｎｍ程度の凹凸が存在することが知られている。こ
のように平坦でない表面を持っているために酸化物超伝
導体材料に対して偏光解析を適用すると、エッチングの
進展に伴って表面の凹凸が大きくなったりするために見
かけの光学定数が変化してしまい、精確な膜厚測定がで
きないばかりか、偏光の入射条件をかなり広い範囲で割
り当てても消光状態を得ることができないものと考えら
れる。
【００１１】しかしながら、偏光した入射光を試料に対
して６５゜〜７５゜の範囲に設定することによって試料
表面の凹凸が良好に平均化され、酸化物超伝導系材料よ
り構成される多層構造のエッチング過程において、材料
の違いに応じた受光量変化が見かけ上、生ずるものと考
えられる。したがって、受光量の強度をモニターするこ
とによってエッチングの終点を検出できる。また、受光
量の強度が見かけ上、材料の違いによって異なる値をと
るために受光量の変化率をエッチング深さに対して測定
すれば、界面位置において、受光量強度の変化率はピー
クまたは谷となり、これを用いてもエッチングの終点を
検出できる。
して６５゜〜７５゜の範囲に設定することによって試料
表面の凹凸が良好に平均化され、酸化物超伝導系材料よ
り構成される多層構造のエッチング過程において、材料
の違いに応じた受光量変化が見かけ上、生ずるものと考
えられる。したがって、受光量の強度をモニターするこ
とによってエッチングの終点を検出できる。また、受光
量の強度が見かけ上、材料の違いによって異なる値をと
るために受光量の変化率をエッチング深さに対して測定
すれば、界面位置において、受光量強度の変化率はピー
クまたは谷となり、これを用いてもエッチングの終点を
検出できる。
【００１２】
【実施例】以下、本発明の実施例について図面を用いて
説明する。図１は、本発明による偏光解析法によるエッ
チング終点検出法に用いるイオンビームエッチング装置
の構成を示す概略図である。図１において、イオンビー
ムエッチング装置は、エッチングチャンバー１と、アル
ゴンイオンガン２と、被加工物である試料を支持する試
料ホルダー３と、図示しない真空排気系とから構成さ
れ、エッチングチャンバー１には、イオンビームエッチ
ングを行いながら偏光解析ができるように波長６３２．
８ｎｍのヘリウム・ネオンレーザー光源４と、偏光子５
と、検光子６と、受光器７とから構成される偏光解析装
置が組み込まれている。偏光した入射光を６０°から８
０°の入射角（試料の膜表面の法線からの角度を入射角
と定義する）で被加工物である酸化物超伝導材料の積層
された試料に入射し、この試料から反射された反射光を
検出できるようになっている。
説明する。図１は、本発明による偏光解析法によるエッ
チング終点検出法に用いるイオンビームエッチング装置
の構成を示す概略図である。図１において、イオンビー
ムエッチング装置は、エッチングチャンバー１と、アル
ゴンイオンガン２と、被加工物である試料を支持する試
料ホルダー３と、図示しない真空排気系とから構成さ
れ、エッチングチャンバー１には、イオンビームエッチ
ングを行いながら偏光解析ができるように波長６３２．
８ｎｍのヘリウム・ネオンレーザー光源４と、偏光子５
と、検光子６と、受光器７とから構成される偏光解析装
置が組み込まれている。偏光した入射光を６０°から８
０°の入射角（試料の膜表面の法線からの角度を入射角
と定義する）で被加工物である酸化物超伝導材料の積層
された試料に入射し、この試料から反射された反射光を
検出できるようになっている。
【００１３】（実施例１）まず、被加工物としてＭｇＯ
（００１）基板上に厚さ４００ｎｍのＹＢａ2 Ｃｕ3Ｏ
7-x膜と厚さ２００ｎｍのＳｒＴｉＯ3 膜とを積層して
作製したＹＢＣＯ／ＳｒＴｉＯ3積層膜（以下、ＹＢａ2
Ｃｕ3Ｏ7-xをＹＢＣＯと略記する）を用いた実施例につ
いて説明する。ここで、ＹＢＣＯ／ＳｒＴｉＯ3 積層膜
とは、基板側から順にＹＢＣＯ膜、ＳｒＴｉＯ3 膜が積
層された膜であることを表す。試料への光入射角を６５
゜から８０゜の範囲で変え、それぞれの入射角における
イオンビームエッチング中の受光量を測定した。図２
（ａ），（ｂ），（ｃ），（ｄ），（ｅ）は、ＹＢＣＯ
／ＳｒＴｉＯ3 積層膜の各ビーム入射角６０゜，６５
゜，７０゜，７５゜，８０゜における受光量のエッチン
グ深さ依存性を示したものであり、ＹＢＣＯ膜とＳｒＴ
ｉＯ3 膜との界面を基準点０とし、ＳｒＴｉＯ3 膜の領
域を負の符号で表し、ＹＢＣＯ膜の領域を正の符号で表
してある。
（００１）基板上に厚さ４００ｎｍのＹＢａ2 Ｃｕ3Ｏ
7-x膜と厚さ２００ｎｍのＳｒＴｉＯ3 膜とを積層して
作製したＹＢＣＯ／ＳｒＴｉＯ3積層膜（以下、ＹＢａ2
Ｃｕ3Ｏ7-xをＹＢＣＯと略記する）を用いた実施例につ
いて説明する。ここで、ＹＢＣＯ／ＳｒＴｉＯ3 積層膜
とは、基板側から順にＹＢＣＯ膜、ＳｒＴｉＯ3 膜が積
層された膜であることを表す。試料への光入射角を６５
゜から８０゜の範囲で変え、それぞれの入射角における
イオンビームエッチング中の受光量を測定した。図２
（ａ），（ｂ），（ｃ），（ｄ），（ｅ）は、ＹＢＣＯ
／ＳｒＴｉＯ3 積層膜の各ビーム入射角６０゜，６５
゜，７０゜，７５゜，８０゜における受光量のエッチン
グ深さ依存性を示したものであり、ＹＢＣＯ膜とＳｒＴ
ｉＯ3 膜との界面を基準点０とし、ＳｒＴｉＯ3 膜の領
域を負の符号で表し、ＹＢＣＯ膜の領域を正の符号で表
してある。
【００１４】図２（ｂ）〜（ｄ）に示すように入射光の
ビーム入射角が６５°〜７５°の範囲においては、ＹＢ
ＣＯ膜およびＳｒＴｉＯ3 膜のそれぞれの領域において
受光量はほぼ一定の値を示すとともにＹＢＣＯ／ＳｒＴ
ｉＯ3 積層膜の界面で大きく変化することから、ＹＢＣ
Ｏ／ＳｒＴｉＯ3 積層膜の界面を特定することができ
る。一方、図２（ａ）および（ｅ）に示すように入射光
のビーム入射角が６０°および８０°の場合は、ＹＢＣ
Ｏ膜またはＳｒＴｉＯ3 膜のそれぞれの領域において受
光量が振動的に変動し、受光量からはＹＢＣＯ／ＳｒＴ
ｉＯ3 積層膜の界面位置を特定することは困難である。
したがって本実施例によるＹＢＣＯ／ＳｒＴｉＯ3 積層
膜においては、図２（ｂ）〜（ｄ）に示すように入射光
のビーム入射角を６５°〜７５°の範囲に設定すること
によって受光量の変化からエッチングの終点検出を行う
ことが可能であり、エッチングの終点の判定は受光量が
減少し、一定になった時点とすればよい。
ビーム入射角が６５°〜７５°の範囲においては、ＹＢ
ＣＯ膜およびＳｒＴｉＯ3 膜のそれぞれの領域において
受光量はほぼ一定の値を示すとともにＹＢＣＯ／ＳｒＴ
ｉＯ3 積層膜の界面で大きく変化することから、ＹＢＣ
Ｏ／ＳｒＴｉＯ3 積層膜の界面を特定することができ
る。一方、図２（ａ）および（ｅ）に示すように入射光
のビーム入射角が６０°および８０°の場合は、ＹＢＣ
Ｏ膜またはＳｒＴｉＯ3 膜のそれぞれの領域において受
光量が振動的に変動し、受光量からはＹＢＣＯ／ＳｒＴ
ｉＯ3 積層膜の界面位置を特定することは困難である。
したがって本実施例によるＹＢＣＯ／ＳｒＴｉＯ3 積層
膜においては、図２（ｂ）〜（ｄ）に示すように入射光
のビーム入射角を６５°〜７５°の範囲に設定すること
によって受光量の変化からエッチングの終点検出を行う
ことが可能であり、エッチングの終点の判定は受光量が
減少し、一定になった時点とすればよい。
【００１５】（実施例２）前述した実施例１では、受光
量の強度をエッチング深さに対して測定したが、実施例
１と同じ積層構造を持つＹＢＣＯ／ＳｒＴｉＯ3 積層膜
について、試料への光入射角を６５゜から８０゜の範囲
で変え、それぞれの入射角におけるイオンビームエッチ
ング中の受光量の変化率を測定した。図３（ａ），
（ｂ），（ｃ），（ｄ），（ｅ）は、ＹＢＣＯ／ＳｒＴ
ｉＯ3 積層膜の各ビーム入射角６０゜，６５゜，７０
゜，７５゜，８０゜における受光量の変化率のエッチン
グ深さ依存性を示したものであり、ＹＢＣＯ膜とＳｒＴ
ｉＯ3 膜との界面を基準点０とし、ＳｒＴｉＯ3 膜の領
域を負の符号、ＹＢＣＯ膜の領域を正の符号で表してあ
る。
量の強度をエッチング深さに対して測定したが、実施例
１と同じ積層構造を持つＹＢＣＯ／ＳｒＴｉＯ3 積層膜
について、試料への光入射角を６５゜から８０゜の範囲
で変え、それぞれの入射角におけるイオンビームエッチ
ング中の受光量の変化率を測定した。図３（ａ），
（ｂ），（ｃ），（ｄ），（ｅ）は、ＹＢＣＯ／ＳｒＴ
ｉＯ3 積層膜の各ビーム入射角６０゜，６５゜，７０
゜，７５゜，８０゜における受光量の変化率のエッチン
グ深さ依存性を示したものであり、ＹＢＣＯ膜とＳｒＴ
ｉＯ3 膜との界面を基準点０とし、ＳｒＴｉＯ3 膜の領
域を負の符号、ＹＢＣＯ膜の領域を正の符号で表してあ
る。
【００１６】図３（ｂ）〜（ｄ）に示すようにビーム入
射光の入射角が６５°〜７５°の範囲においては、ＹＢ
ＣＯ膜およびＳｒＴｉＯ3 膜のそれぞれの領域において
受光量変化率はほぼ０に近い値を示すとともに、ＹＢＣ
Ｏ／ＳｒＴｉＯ3 積層膜の界面で急峻なピークを持つこ
とから、ＹＢＣＯ／ＳｒＴｉＯ3 積層膜の界面を特定す
ることができる。一方、図３（ａ）および（ｅ）に示す
ように入射光のビーム入射角が６０°および８０°の場
合は、ＹＢＣＯ膜またはＳｒＴｉＯ3 膜のそれぞれの領
域において受光量の変化率が振動的に変動し、受光量の
変化率からはＹＢＣＯ／ＳｒＴｉＯ3 積層膜の界面位置
を特定することは困難である。したがって本実施例のＹ
ＢＣＯ／ＳｒＴｉＯ3 積層膜においては、図３（ｂ）〜
（ｄ）に示すように入射光の入射角を６５°〜７５°の
範囲に設定することによって受光量の変化からエッチン
グの終点検出を行うことが可能であり、エッチングの終
点の判定は、受光量の変化率が急激に増加し、ピークを
取った時点とすればよい。
射光の入射角が６５°〜７５°の範囲においては、ＹＢ
ＣＯ膜およびＳｒＴｉＯ3 膜のそれぞれの領域において
受光量変化率はほぼ０に近い値を示すとともに、ＹＢＣ
Ｏ／ＳｒＴｉＯ3 積層膜の界面で急峻なピークを持つこ
とから、ＹＢＣＯ／ＳｒＴｉＯ3 積層膜の界面を特定す
ることができる。一方、図３（ａ）および（ｅ）に示す
ように入射光のビーム入射角が６０°および８０°の場
合は、ＹＢＣＯ膜またはＳｒＴｉＯ3 膜のそれぞれの領
域において受光量の変化率が振動的に変動し、受光量の
変化率からはＹＢＣＯ／ＳｒＴｉＯ3 積層膜の界面位置
を特定することは困難である。したがって本実施例のＹ
ＢＣＯ／ＳｒＴｉＯ3 積層膜においては、図３（ｂ）〜
（ｄ）に示すように入射光の入射角を６５°〜７５°の
範囲に設定することによって受光量の変化からエッチン
グの終点検出を行うことが可能であり、エッチングの終
点の判定は、受光量の変化率が急激に増加し、ピークを
取った時点とすればよい。
【００１７】（実施例３）被加工物としてＭｇＯ（００
１）基板上に厚さ２００ｎｍのＳｒＴｉＯ3 膜と厚さ５
００ｎｍのＹＢＣＯ膜とを積層して作製したＳｒＴｉＯ
3 ／ＹＢＣＯ積層膜を用いた実施例について説明する。
ここで、ＳｒＴｉＯ3 ／ＹＢＣＯ積層膜とは、基板側か
ら順にＳｒＴｉＯ3 膜、ＹＢＣＯ膜が積層された膜であ
ることを表す。試料への光入射角を６５゜から８０゜の
範囲で変え、それぞれのビーム入射角におけるイオンビ
ームエッチング中の受光量を測定した。図４（ａ），
（ｂ），（ｃ），（ｄ），（ｅ）は、ＳｒＴｉＯ3 ／Ｙ
ＢＣＯ積層膜の各ビーム入射角６０゜，６５゜，７０
゜，７５゜，８０゜における受光量のエッチング深さ依
存性を示したものであり、ＳｒＴｉＯ3 ／ＹＢＣＯ積層
膜の界面を基準点０とし、ＹＢＣＯ膜の領域を負の符
号、ＳｒＴｉＯ3 膜の領域を正の符号で表してある。
１）基板上に厚さ２００ｎｍのＳｒＴｉＯ3 膜と厚さ５
００ｎｍのＹＢＣＯ膜とを積層して作製したＳｒＴｉＯ
3 ／ＹＢＣＯ積層膜を用いた実施例について説明する。
ここで、ＳｒＴｉＯ3 ／ＹＢＣＯ積層膜とは、基板側か
ら順にＳｒＴｉＯ3 膜、ＹＢＣＯ膜が積層された膜であ
ることを表す。試料への光入射角を６５゜から８０゜の
範囲で変え、それぞれのビーム入射角におけるイオンビ
ームエッチング中の受光量を測定した。図４（ａ），
（ｂ），（ｃ），（ｄ），（ｅ）は、ＳｒＴｉＯ3 ／Ｙ
ＢＣＯ積層膜の各ビーム入射角６０゜，６５゜，７０
゜，７５゜，８０゜における受光量のエッチング深さ依
存性を示したものであり、ＳｒＴｉＯ3 ／ＹＢＣＯ積層
膜の界面を基準点０とし、ＹＢＣＯ膜の領域を負の符
号、ＳｒＴｉＯ3 膜の領域を正の符号で表してある。
【００１８】図４（ｂ）〜（ｄ）に示すように入射光の
ビーム入射角が６５°〜７５°の範囲においては、Ｓｒ
ＴｉＯ3 膜およびＹＢＣＯ膜のそれぞれの領域において
受光量は、ほぼ一定の値を示すとともに、ＳｒＴｉＯ3
／ＹＢＣＯ積層膜の界面で大きく変化をすることから、
ＳｒＴｉＯ3 ／ＹＢＣＯ積層膜の界面を特定することが
できる。一方、図４（ａ）および（ｅ）に示すように入
射光のビーム入射角が６０°および８０°の場合は、Ｓ
ｒＴｉＯ3 膜またはＹＢＣＯ膜のそれぞれの領域におい
て、受光量が振動的に変動し、受光量からはＳｒＴｉＯ
3 ／ＹＢＣＯ積層膜の界面位置を特定することは困難で
ある。したがって、本実施例のＳｒＴｉＯ3 ／ＹＢＣＯ
積層膜においては、図４（ｂ）〜（ｄ）に示すように入
射光のビーム入射角を６５°〜７５°の範囲に設定する
ことによって受光量の変化からエッチングの終点検出を
行うことが可能であり、エッチングの終点の判定は、受
光量が増加し、一定になった時点とすればよい。
ビーム入射角が６５°〜７５°の範囲においては、Ｓｒ
ＴｉＯ3 膜およびＹＢＣＯ膜のそれぞれの領域において
受光量は、ほぼ一定の値を示すとともに、ＳｒＴｉＯ3
／ＹＢＣＯ積層膜の界面で大きく変化をすることから、
ＳｒＴｉＯ3 ／ＹＢＣＯ積層膜の界面を特定することが
できる。一方、図４（ａ）および（ｅ）に示すように入
射光のビーム入射角が６０°および８０°の場合は、Ｓ
ｒＴｉＯ3 膜またはＹＢＣＯ膜のそれぞれの領域におい
て、受光量が振動的に変動し、受光量からはＳｒＴｉＯ
3 ／ＹＢＣＯ積層膜の界面位置を特定することは困難で
ある。したがって、本実施例のＳｒＴｉＯ3 ／ＹＢＣＯ
積層膜においては、図４（ｂ）〜（ｄ）に示すように入
射光のビーム入射角を６５°〜７５°の範囲に設定する
ことによって受光量の変化からエッチングの終点検出を
行うことが可能であり、エッチングの終点の判定は、受
光量が増加し、一定になった時点とすればよい。
【００１９】（実施例４）前述した実施例３では、受光
量をエッチング深さに対し測定したが、実施例３と同じ
積層構造を持つＳｒＴｉＯ3 ／ＹＢＣＯ積層膜につい
て、試料への光入射角を６５゜から８０゜の範囲で変
え、それぞれの入射角におけるイオンビームエッチング
中の受光量の変化率を測定した。図５（ａ），（ｂ），
（ｃ），（ｄ），（ｅ）は、ＳｒＴｉＯ3 ／ＹＢＣＯ積
層膜の各ビーム入射角６０゜，６５゜，７０゜，７５
゜，８０゜における受光量の変化率のエッチング深さ依
存性を示したものであり、ＳｒＴｉＯ3 膜とＹＢＣＯ膜
との界面を基準点０とし、ＹＢＣＯ膜の領域を負の符
号、ＳｒＴｉＯ3 膜の領域を正の符号で表してある。
量をエッチング深さに対し測定したが、実施例３と同じ
積層構造を持つＳｒＴｉＯ3 ／ＹＢＣＯ積層膜につい
て、試料への光入射角を６５゜から８０゜の範囲で変
え、それぞれの入射角におけるイオンビームエッチング
中の受光量の変化率を測定した。図５（ａ），（ｂ），
（ｃ），（ｄ），（ｅ）は、ＳｒＴｉＯ3 ／ＹＢＣＯ積
層膜の各ビーム入射角６０゜，６５゜，７０゜，７５
゜，８０゜における受光量の変化率のエッチング深さ依
存性を示したものであり、ＳｒＴｉＯ3 膜とＹＢＣＯ膜
との界面を基準点０とし、ＹＢＣＯ膜の領域を負の符
号、ＳｒＴｉＯ3 膜の領域を正の符号で表してある。
【００２０】図５（ｂ）〜（ｄ）に示すように入射光の
ビーム入射角が６５°〜７５°の範囲においては、Ｓｒ
ＴｉＯ3 膜およびＹＢＣＯ膜のそれぞれの領域において
受光量の変化率はほぼ０に近い値を示すとともに、Ｓｒ
ＴｉＯ3 ／ＹＢＣＯ積層膜の界面で深い谷を持つことか
ら、ＳｒＴｉＯ3 ／ＹＢＣＯ積層膜の界面を特定するこ
とができる。一方、図５（ａ）および（ｅ）に示すよう
に入射光のビーム入射角が６０°および８０°の場合
は、ＳｒＴｉＯ3 膜またはＹＢＣＯ膜のそれぞれの領域
において、受光量の変化率が振動的に変動し、受光量の
変化率からはＳｒＴｉＯ3 ／ＹＢＣＯ積層膜の界面位置
を特定することは困難である。したがって本実施例のＳ
ｒＴｉＯ3 ／ＹＢＣＯ積層膜においては、図５（ｂ）〜
（ｄ）に示すように入射光のビーム入射角を６５°〜７
５°の範囲に設定することによって受光量の変化からエ
ッチングの終点検出を行うことが可能であり、エッチン
グの終点の判定は、受光量の変化率が急激に減少し、谷
になった時点とすればよい。
ビーム入射角が６５°〜７５°の範囲においては、Ｓｒ
ＴｉＯ3 膜およびＹＢＣＯ膜のそれぞれの領域において
受光量の変化率はほぼ０に近い値を示すとともに、Ｓｒ
ＴｉＯ3 ／ＹＢＣＯ積層膜の界面で深い谷を持つことか
ら、ＳｒＴｉＯ3 ／ＹＢＣＯ積層膜の界面を特定するこ
とができる。一方、図５（ａ）および（ｅ）に示すよう
に入射光のビーム入射角が６０°および８０°の場合
は、ＳｒＴｉＯ3 膜またはＹＢＣＯ膜のそれぞれの領域
において、受光量の変化率が振動的に変動し、受光量の
変化率からはＳｒＴｉＯ3 ／ＹＢＣＯ積層膜の界面位置
を特定することは困難である。したがって本実施例のＳ
ｒＴｉＯ3 ／ＹＢＣＯ積層膜においては、図５（ｂ）〜
（ｄ）に示すように入射光のビーム入射角を６５°〜７
５°の範囲に設定することによって受光量の変化からエ
ッチングの終点検出を行うことが可能であり、エッチン
グの終点の判定は、受光量の変化率が急激に減少し、谷
になった時点とすればよい。
【００２１】（実施例５）なお、前述した実施例１〜実
施例４においては、絶縁膜としてＳｒＴｉＯ3 膜と、酸
化物超伝導膜としてＹＢＣＯ膜とからなる多層膜のイオ
ンビームエッチング過程の偏光解析について説明した
が、絶縁膜がＬａＡｌＯ3 膜またはＭｇＯ膜からなり、
酸化物超伝導膜がＢｉ2Ｓｒ2ＣａＣｕ2Ｏx（以下ＢＳＣ
ＣＯと略記する）膜からなる多層膜においても、図２〜
図５の場合とほぼ同等の結果が得られた。すなわち、下
層膜が酸化物超伝導体膜で上層膜が絶縁体膜からなる多
層膜（ＹＢＣＯ／ＬａＡｌＯ3 ，ＹＢＣＯ／ＭｇＯ，Ｂ
ＳＣＣＯ／ＳｒＴｉＯ3 ，ＢＳＣＣＯ／ＬａＡｌＯ3 ，
ＢＳＣＣＯ／ＭｇＯ）においては、入射光のビーム入射
角が６５°〜７５°の範囲に設定すれば、酸化物超伝導
体膜および絶縁体膜のそれぞれの領域において受光量
は、ほぼ一定の値を示すとともに、酸化物超伝導体膜／
絶縁体膜の界面で大きく変化することから、超伝導体膜
／絶縁体膜の界面を特定することができる。
施例４においては、絶縁膜としてＳｒＴｉＯ3 膜と、酸
化物超伝導膜としてＹＢＣＯ膜とからなる多層膜のイオ
ンビームエッチング過程の偏光解析について説明した
が、絶縁膜がＬａＡｌＯ3 膜またはＭｇＯ膜からなり、
酸化物超伝導膜がＢｉ2Ｓｒ2ＣａＣｕ2Ｏx（以下ＢＳＣ
ＣＯと略記する）膜からなる多層膜においても、図２〜
図５の場合とほぼ同等の結果が得られた。すなわち、下
層膜が酸化物超伝導体膜で上層膜が絶縁体膜からなる多
層膜（ＹＢＣＯ／ＬａＡｌＯ3 ，ＹＢＣＯ／ＭｇＯ，Ｂ
ＳＣＣＯ／ＳｒＴｉＯ3 ，ＢＳＣＣＯ／ＬａＡｌＯ3 ，
ＢＳＣＣＯ／ＭｇＯ）においては、入射光のビーム入射
角が６５°〜７５°の範囲に設定すれば、酸化物超伝導
体膜および絶縁体膜のそれぞれの領域において受光量
は、ほぼ一定の値を示すとともに、酸化物超伝導体膜／
絶縁体膜の界面で大きく変化することから、超伝導体膜
／絶縁体膜の界面を特定することができる。
【００２２】また、入射光のビーム入射角が６５°〜７
５°の範囲においては、酸化物超伝導体膜および絶縁体
膜のそれぞれの領域において受光量の変化率は、ほぼ０
に近い値を示すとともに、酸化物超伝導体膜／絶縁体膜
の界面で急峻なピークを持つことから、酸化物超伝導体
膜／絶縁体膜の界面を特定することができる。受光量ま
たは受光量の変化率からエッチングの終点検出ができ
る。酸化物超伝導体膜／絶縁体膜の多層構造の場合、エ
ッチングの終点の判定は、受光量が減少し、一定になっ
た時点または受光量の変化率が急激に増加し、ピークを
取った時点とすればよい。
５°の範囲においては、酸化物超伝導体膜および絶縁体
膜のそれぞれの領域において受光量の変化率は、ほぼ０
に近い値を示すとともに、酸化物超伝導体膜／絶縁体膜
の界面で急峻なピークを持つことから、酸化物超伝導体
膜／絶縁体膜の界面を特定することができる。受光量ま
たは受光量の変化率からエッチングの終点検出ができ
る。酸化物超伝導体膜／絶縁体膜の多層構造の場合、エ
ッチングの終点の判定は、受光量が減少し、一定になっ
た時点または受光量の変化率が急激に増加し、ピークを
取った時点とすればよい。
【００２３】一方、下層膜が絶縁体膜で上層膜が酸化物
超伝導体膜からなる多層膜（ＬａＡｌＯ3 ／ＹＢＣＯ，
ＭｇＯ／ＹＢＣＯ，ＳｒＴｉＯ3 ／ＢＳＣＣＯ，ＬａＡ
ｌＯ3 ／ＢＳＣＣＯ，ＭｇＯ／ＢＳＣＣＯ）において
は、入射光のビーム入射角が６５°〜７５°の範囲に設
定すれば、絶縁体膜および酸化物超伝導体膜のそれぞれ
の領域において受光量は、ほぼ一定の値を示すととも
に、絶縁体膜／酸化物超伝導体膜の界面で大きく変化す
ることから、絶縁体膜／酸化物超伝導体膜の界面を特定
することができる。また、入射光のビーム入射角が６５
°〜７５°の範囲においては、絶縁体膜および酸化物超
伝導体膜のそれぞれの領域において受光量の変化率はほ
ぼ０に近い値を示すとともに、酸化物超伝導体膜／絶縁
体膜の界面で急峻なピークを持つことから、酸化物超伝
導体膜／絶縁体膜の界面を特定することができる。受光
量または受光量の変化率からエッチングの終点検出がで
きる。絶縁体膜／酸化物超伝導体膜の多層構造の場合、
エッチングの終点の判定は、受光量が増加し一定になっ
た時点または受光量の変化率が急激に減少し、谷になっ
た時点とすればよい。
超伝導体膜からなる多層膜（ＬａＡｌＯ3 ／ＹＢＣＯ，
ＭｇＯ／ＹＢＣＯ，ＳｒＴｉＯ3 ／ＢＳＣＣＯ，ＬａＡ
ｌＯ3 ／ＢＳＣＣＯ，ＭｇＯ／ＢＳＣＣＯ）において
は、入射光のビーム入射角が６５°〜７５°の範囲に設
定すれば、絶縁体膜および酸化物超伝導体膜のそれぞれ
の領域において受光量は、ほぼ一定の値を示すととも
に、絶縁体膜／酸化物超伝導体膜の界面で大きく変化す
ることから、絶縁体膜／酸化物超伝導体膜の界面を特定
することができる。また、入射光のビーム入射角が６５
°〜７５°の範囲においては、絶縁体膜および酸化物超
伝導体膜のそれぞれの領域において受光量の変化率はほ
ぼ０に近い値を示すとともに、酸化物超伝導体膜／絶縁
体膜の界面で急峻なピークを持つことから、酸化物超伝
導体膜／絶縁体膜の界面を特定することができる。受光
量または受光量の変化率からエッチングの終点検出がで
きる。絶縁体膜／酸化物超伝導体膜の多層構造の場合、
エッチングの終点の判定は、受光量が増加し一定になっ
た時点または受光量の変化率が急激に減少し、谷になっ
た時点とすればよい。
【００２４】
【発明の効果】以上、説明したように本発明によれば、
酸化物超伝導集積回路プロセスにおいて、従来困難であ
ったエッチング終点検出を容易に行うことができるの
で、プロセスの信頼性を大幅に向上させることができる
という極めて優れた効果が得られる。
酸化物超伝導集積回路プロセスにおいて、従来困難であ
ったエッチング終点検出を容易に行うことができるの
で、プロセスの信頼性を大幅に向上させることができる
という極めて優れた効果が得られる。
【図１】 本発明による偏光解析法によるエッチング終
点検出法を説明するための偏光解析装置を組み込んだイ
オンビームエッチング装置の構成を示す概略図である。
点検出法を説明するための偏光解析装置を組み込んだイ
オンビームエッチング装置の構成を示す概略図である。
【図２】 ＭｇＯ基板上に作製したＹＢＣＯ膜／ＳｒＴ
ｉＯ3 膜のイオンビームエッチングにおける受光量のエ
ッチング深さ依存性を示す図である。
ｉＯ3 膜のイオンビームエッチングにおける受光量のエ
ッチング深さ依存性を示す図である。
【図３】 ＭｇＯ基板上に作製したＹＢＣＯ膜／ＳｒＴ
ｉＯ3 膜のイオンビームエッチングにおける受光量変化
率のエッチング深さ依存性を示す図である。
ｉＯ3 膜のイオンビームエッチングにおける受光量変化
率のエッチング深さ依存性を示す図である。
【図４】 ＭｇＯ基板上に作製したＳｒＴｉＯ3 膜／Ｙ
ＢＣＯ膜のイオンビームエッチングにおける受光量のエ
ッチング深さ依存性を示す図である。
ＢＣＯ膜のイオンビームエッチングにおける受光量のエ
ッチング深さ依存性を示す図である。
【図５】 ＭｇＯ基板基板上に作製したＳｒＴｉＯ3 膜
／ＹＢＣＯ膜のイオンビームエッチングにおける受光量
変化率のエッチング深さ依存性を示す図である。
／ＹＢＣＯ膜のイオンビームエッチングにおける受光量
変化率のエッチング深さ依存性を示す図である。
１…エッチングチャンバー、２…アルゴンイオンガン、
３…試料ホルダー、４…ヘリウム・ネオンレーザー光
源、５…偏光子、６…検光子、７…受光器。
３…試料ホルダー、４…ヘリウム・ネオンレーザー光
源、５…偏光子、６…検光子、７…受光器。
Claims (4)
- 【請求項１】 下層が酸化物超伝導膜および上層が絶縁
膜からなる積層膜のエッチングプロセスにおいて、偏光
解析を行う偏光子，検光子の方位角を膜法線に対して６
５度〜７５度の範囲に設定し、受光量が増大した後、一
定になった時点をエッチング終点とすることを特徴とし
た偏光解析法によるエッチング終点検出法。 - 【請求項２】 下層が酸化物超伝導膜および上層が絶縁
膜からなる積層膜のエッチングプロセスにおいて、偏光
解析を行う偏光子，検光子の方位角を膜法線に対して６
５度〜７５度の範囲に設定し、受光量の変化率がピーク
をとったことを確認してエッチング終点とすることを特
徴とした偏光解析法によるエッチング終点検出法。 - 【請求項３】 下層が絶縁膜および上層が酸化物超伝導
膜からなる積層膜のエッチングプロセスにおいて、偏光
解析を行う偏光子，検光子の方位角を膜法線に対して６
５度〜７５度の範囲に設定し、受光量が減少した後、一
定になった時点をエッチング終点とすることを特徴とし
た偏光解析法によるエッチング終点検出法。 - 【請求項４】 下層が絶縁膜および上層が酸化物超伝導
膜からなる積層膜のエッチングプロセスにおいて、偏光
解析を行う偏光子，検光子の方位角を膜法線に対して６
５度〜７５度の範囲に設定し、受光量の変化率が谷にな
ったことを確認してエッチング終点とすることを特徴と
した偏光解析法によるエッチング終点検出法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP6278914A JP2601227B2 (ja) | 1994-11-14 | 1994-11-14 | 偏光解析法によるエッチング終点検出法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP6278914A JP2601227B2 (ja) | 1994-11-14 | 1994-11-14 | 偏光解析法によるエッチング終点検出法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH08139076A JPH08139076A (ja) | 1996-05-31 |
| JP2601227B2 true JP2601227B2 (ja) | 1997-04-16 |
Family
ID=17603853
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP6278914A Expired - Lifetime JP2601227B2 (ja) | 1994-11-14 | 1994-11-14 | 偏光解析法によるエッチング終点検出法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2601227B2 (ja) |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| FR2805924A1 (fr) * | 2000-03-06 | 2001-09-07 | France Telecom | Procede de gravure d'une couche de silicium polycristallin et son application a la realisation d'un emetteur auto- aligne avec la base extrinseque d'un transistor bipolaire simple ou double polysilicium |
| US10978278B2 (en) * | 2018-07-31 | 2021-04-13 | Tokyo Electron Limited | Normal-incident in-situ process monitor sensor |
-
1994
- 1994-11-14 JP JP6278914A patent/JP2601227B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH08139076A (ja) | 1996-05-31 |
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