JP2003279321A - 微小寸法校正用標準試料 - Google Patents
微小寸法校正用標準試料Info
- Publication number
- JP2003279321A JP2003279321A JP2002079917A JP2002079917A JP2003279321A JP 2003279321 A JP2003279321 A JP 2003279321A JP 2002079917 A JP2002079917 A JP 2002079917A JP 2002079917 A JP2002079917 A JP 2002079917A JP 2003279321 A JP2003279321 A JP 2003279321A
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- Japan
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- pattern
- standard
- calibration
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- Length Measuring Devices By Optical Means (AREA)
- Length-Measuring Devices Using Wave Or Particle Radiation (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】本発明の課題は、不確かさの小さいパターンピ
ッチの形成方法，標準値を付与する手段，特定のパター
ンピッチのトレーサビリティが確保されていることを容
易に確認可能にする。 【解決手段】上記課題を解決するために、リソグラフィ
ー手法を用いて矩形状パターンを形成し、そのパターン
ピッチを標準マイクロスケールで校正した測長ＳＥＭで
標準値を付与するとともに不確かさを付記した。また、
特定パターンのトレーサビリティ連鎖を確認できるよう
にするため、総てのパターンピッチ，チップ，ウェーハ
に識別符号または番号を施した。
ッチの形成方法，標準値を付与する手段，特定のパター
ンピッチのトレーサビリティが確保されていることを容
易に確認可能にする。 【解決手段】上記課題を解決するために、リソグラフィ
ー手法を用いて矩形状パターンを形成し、そのパターン
ピッチを標準マイクロスケールで校正した測長ＳＥＭで
標準値を付与するとともに不確かさを付記した。また、
特定パターンのトレーサビリティ連鎖を確認できるよう
にするため、総てのパターンピッチ，チップ，ウェーハ
に識別符号または番号を施した。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】最近、走査電子顕微鏡や光学
顕微鏡が製品開発や品質管理の現場で活用されるように
なったことから、材料や製品の微小寸法を精確に測定し
たいという要求が高まっている。本発明は、走査電子顕
微鏡や光学顕微鏡を用いて数μｍ〜数百μｍの微小寸法
を高い精度で測定可能にするための、国家標準にトレー
サブルな微小寸法標準試料を提供するものである。した
がって、本発明の属する技術分野は微小寸法計測の信頼
性確保に係るものである。
顕微鏡が製品開発や品質管理の現場で活用されるように
なったことから、材料や製品の微小寸法を精確に測定し
たいという要求が高まっている。本発明は、走査電子顕
微鏡や光学顕微鏡を用いて数μｍ〜数百μｍの微小寸法
を高い精度で測定可能にするための、国家標準にトレー
サブルな微小寸法標準試料を提供するものである。した
がって、本発明の属する技術分野は微小寸法計測の信頼
性確保に係るものである。
【０００２】
【従来の技術】走査電子顕微鏡や光学顕微鏡を用いた数
μｍ〜数百μｍの微小寸法測定において、高い測定信頼
性を確保するための適切な標準試料は存在しなかった。
汎用品としては、銅メッシュの間隔やポリスチレンラテ
ックスの直径などが用いられているが、これらは国家標
準へのトレーサビリティが確立されておらず信頼性の確
保は到底期待できない。一方、極微小寸法領域（１μｍ
以下）の測定においては標準マイクロスケール（格子パ
ターンピッチ２４０ｎｍ±１ｎｍ、ただし包含係数Ｋ＝
２）が国家標準にトレーサブルな標準試料として信頼性
確保のために活用されている。
μｍ〜数百μｍの微小寸法測定において、高い測定信頼
性を確保するための適切な標準試料は存在しなかった。
汎用品としては、銅メッシュの間隔やポリスチレンラテ
ックスの直径などが用いられているが、これらは国家標
準へのトレーサビリティが確立されておらず信頼性の確
保は到底期待できない。一方、極微小寸法領域（１μｍ
以下）の測定においては標準マイクロスケール（格子パ
ターンピッチ２４０ｎｍ±１ｎｍ、ただし包含係数Ｋ＝
２）が国家標準にトレーサブルな標準試料として信頼性
確保のために活用されている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】本発明が解決しようと
する課題は、数μｍ〜数百μｍの微小寸法標準として測
定不確かさの小さいラインパターンピッチの形成方法、
特定のラインパターンピッチが国家標準への切れ目のな
い連鎖を有することを容易に確認することを可能にする
手段、特定のラインパターンピッチに対して国家標準に
トレーサブルな標準値を付与する手段、特定のパターン
の探索を容易にするための手段、特に走査電子顕微鏡に
おいて信頼性の高い測定を実行するために非点収差補正
や焦点調整を確実に行えるようにする手段を提供するこ
とにある。
する課題は、数μｍ〜数百μｍの微小寸法標準として測
定不確かさの小さいラインパターンピッチの形成方法、
特定のラインパターンピッチが国家標準への切れ目のな
い連鎖を有することを容易に確認することを可能にする
手段、特定のラインパターンピッチに対して国家標準に
トレーサブルな標準値を付与する手段、特定のパターン
の探索を容易にするための手段、特に走査電子顕微鏡に
おいて信頼性の高い測定を実行するために非点収差補正
や焦点調整を確実に行えるようにする手段を提供するこ
とにある。
【０００４】
【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
本発明では、縮小投影露光，化学エッチングなどのリソ
グラフィー手法を用いてシリコン，チタン／シリコンな
どの矩形状パターンを形成し、そのパターンピッチの任
意の複数箇所を標準マイクロスケールを用いて校正した
測長専用ＳＥＭにより実測し、その平均値を標準値とし
て付与することにより二次標準試料を得るとともに不確
かさを付記する手段を用いた。また特定パターンのトレ
ーサビリティ連鎖を容易に確認できるようにするため、
総てのパターンピッチ，チップ内パターン，チップ，ウ
ェーハに識別符号または番号を施した。更に、チップ内
でパターンが形成された部位を容易に探索できるように
パターンに向けて矢印を直線状に配置した。
本発明では、縮小投影露光，化学エッチングなどのリソ
グラフィー手法を用いてシリコン，チタン／シリコンな
どの矩形状パターンを形成し、そのパターンピッチの任
意の複数箇所を標準マイクロスケールを用いて校正した
測長専用ＳＥＭにより実測し、その平均値を標準値とし
て付与することにより二次標準試料を得るとともに不確
かさを付記する手段を用いた。また特定パターンのトレ
ーサビリティ連鎖を容易に確認できるようにするため、
総てのパターンピッチ，チップ内パターン，チップ，ウ
ェーハに識別符号または番号を施した。更に、チップ内
でパターンが形成された部位を容易に探索できるように
パターンに向けて矢印を直線状に配置した。
【０００５】
【発明の実施の形態】微小寸法校正用二次標準試料の一
実施例を図１，図２，図３に示す。図１はチップ１の上
に形成されたパターン配置の一例およびパターンが形成
されたチップを走査電子顕微鏡用試料台２に貼付した際
の外観を示すものである。この実施例のチップ１のパタ
ーンレイアウトは９つの領域に分割され、この中の８つ
の領域３に校正用パターン群５が、他のひとつの領域４
にチップおよびウェーハの識別パターン６が形成されて
いる。図２は校正用パターン群が形成されている８つの
領域３のひとつを拡大したもので、パターン群を容易に
探索できるよう連続した矢印などによるガイド７が形成
されている。また、パターン群５は校正用パターン９と
その右上部の８つの領域を識別するための記号８で構成
されており、大きく表示された記号８によってチップ内
の８つの領域のどれかを特定できる（この例ではＡ領域
を示す）。さらに、校正用パターンは縦・横両方向７本
ずつの２０μｍ，６μｍ，２μｍルールのパターンピッ
チ１０，１１，１２および直径１０μｍ，３μｍ，１μ
ｍのホールパターン１３，１４，１５で構成されてい
る。図３はチップおよびウェーハを識別するためのパタ
ーン６を拡大したものである。パターン１６はチップを
識別するためのもの、またパターン１７はウェーハ識別
用である。レーザビーム加工によって特定の符号または
番号の近傍に深孔１８を形成することにより総てのパタ
ーンピッチ，チップ，ウェーハが特定でき、測長ＳＥＭ
により付与された標準値との切れ目のない連鎖を確保で
きる。
実施例を図１，図２，図３に示す。図１はチップ１の上
に形成されたパターン配置の一例およびパターンが形成
されたチップを走査電子顕微鏡用試料台２に貼付した際
の外観を示すものである。この実施例のチップ１のパタ
ーンレイアウトは９つの領域に分割され、この中の８つ
の領域３に校正用パターン群５が、他のひとつの領域４
にチップおよびウェーハの識別パターン６が形成されて
いる。図２は校正用パターン群が形成されている８つの
領域３のひとつを拡大したもので、パターン群を容易に
探索できるよう連続した矢印などによるガイド７が形成
されている。また、パターン群５は校正用パターン９と
その右上部の８つの領域を識別するための記号８で構成
されており、大きく表示された記号８によってチップ内
の８つの領域のどれかを特定できる（この例ではＡ領域
を示す）。さらに、校正用パターンは縦・横両方向７本
ずつの２０μｍ，６μｍ，２μｍルールのパターンピッ
チ１０，１１，１２および直径１０μｍ，３μｍ，１μ
ｍのホールパターン１３，１４，１５で構成されてい
る。図３はチップおよびウェーハを識別するためのパタ
ーン６を拡大したものである。パターン１６はチップを
識別するためのもの、またパターン１７はウェーハ識別
用である。レーザビーム加工によって特定の符号または
番号の近傍に深孔１８を形成することにより総てのパタ
ーンピッチ，チップ，ウェーハが特定でき、測長ＳＥＭ
により付与された標準値との切れ目のない連鎖を確保で
きる。
【０００６】図４は校正用パターンの一部を撮影した走
査電子顕微鏡像で、図５は６μｍピッチ校正用パターン
の一部を拡大し自動モードでピッチ寸法を測定した例を
示す。図６は標準マイクロスケールで構成された測長専
用ＳＥＭを用いてデザインルール２μｍ，６μｍ，２０
μｍのパターンピッチを測定した結果、また図７はパタ
ーンの同一個所を測定した結果でその標準偏差はパター
ンのラフネスなどに依存しない測長ＳＥＭ自身の不確か
さを表している。ここで平均値をそれぞれのパターンピ
ッチの標準値として値付けすることができるが、そのと
きの不確かさは測定の標準偏差をｕ1 ，標準マイクロス
ケールの不確かさをｕ2 ，測長ＳＥＭの校正不確かさを
ｕ3 とすると、合成標準不確かさｕはｕ2＝ｕ1 2＋ｕ2 2
＋ｕ3 2 で表される。よって、デザインルール２μｍピ
ッチの測定結果の合成標準不確かさｕ(2 μ m)は、図６よ
りｕ1＝０.００１２μｍ，ｕ2＝０.０００３μｍ（標準
マイクロスケール校正証明書より）、ｕ3＝０.０００６
μｍ（図７より）であるからｕ(2 μ m)≒０.００１４μ
ｍ となる。したがって、このパターンピッチは標準値
１.９９３１μｍ，拡張不確かさ±０.００２８μｍ（包
含係数Ｋ＝２）または±０.１％(Ｋ＝２）の二次標準試
料として用い得る。このパターンピッチへの標準値の付
与は、日本適合性協会（ＪＡＢ）によってＩＳＯガイド
２５(ISO17025)の要求事項への適合を認定された試験所
の職員が実施することにより信頼性が確保されている。
この微小寸法二次標準試料のトレーサビリティ体系を図
８に示す。
査電子顕微鏡像で、図５は６μｍピッチ校正用パターン
の一部を拡大し自動モードでピッチ寸法を測定した例を
示す。図６は標準マイクロスケールで構成された測長専
用ＳＥＭを用いてデザインルール２μｍ，６μｍ，２０
μｍのパターンピッチを測定した結果、また図７はパタ
ーンの同一個所を測定した結果でその標準偏差はパター
ンのラフネスなどに依存しない測長ＳＥＭ自身の不確か
さを表している。ここで平均値をそれぞれのパターンピ
ッチの標準値として値付けすることができるが、そのと
きの不確かさは測定の標準偏差をｕ1 ，標準マイクロス
ケールの不確かさをｕ2 ，測長ＳＥＭの校正不確かさを
ｕ3 とすると、合成標準不確かさｕはｕ2＝ｕ1 2＋ｕ2 2
＋ｕ3 2 で表される。よって、デザインルール２μｍピ
ッチの測定結果の合成標準不確かさｕ(2 μ m)は、図６よ
りｕ1＝０.００１２μｍ，ｕ2＝０.０００３μｍ（標準
マイクロスケール校正証明書より）、ｕ3＝０.０００６
μｍ（図７より）であるからｕ(2 μ m)≒０.００１４μ
ｍ となる。したがって、このパターンピッチは標準値
１.９９３１μｍ，拡張不確かさ±０.００２８μｍ（包
含係数Ｋ＝２）または±０.１％(Ｋ＝２）の二次標準試
料として用い得る。このパターンピッチへの標準値の付
与は、日本適合性協会（ＪＡＢ）によってＩＳＯガイド
２５(ISO17025)の要求事項への適合を認定された試験所
の職員が実施することにより信頼性が確保されている。
この微小寸法二次標準試料のトレーサビリティ体系を図
８に示す。
【０００７】
【発明の効果】本発明により、走査電子顕微鏡または光
学顕微鏡を用いた数μｍ〜数百μｍの微小寸法測定の信
頼性を確保するための実用的な手段を提供できる。
学顕微鏡を用いた数μｍ〜数百μｍの微小寸法測定の信
頼性を確保するための実用的な手段を提供できる。
【図１】本発明による微小寸法校正用二次標準試料の一
実施例を示す。
実施例を示す。
【図２】本発明による微小寸法校正用二次標準試料のチ
ップ上のパターン配置を示す。
ップ上のパターン配置を示す。
【図３】本発明による微小寸法校正用二次標準試料にお
いてチップ，ウェーハを特定する手段を示すものであ
る。
いてチップ，ウェーハを特定する手段を示すものであ
る。
【図４】本発明による微小寸法校正用二次標準試料のパ
ターンを走査電子顕微鏡で撮影したものである。
ターンを走査電子顕微鏡で撮影したものである。
【図５】上記パターンの一部（デザインルール６μｍピ
ッチ）を拡大し、ピッチの自動測定を行った例を示す。
ッチ）を拡大し、ピッチの自動測定を行った例を示す。
【図６】標準マイクロスケールで校正された測長専用Ｓ
ＥＭを用いてパターンピッチの任意の位置を１０回繰り
返し測定を行った例を示す。
ＥＭを用いてパターンピッチの任意の位置を１０回繰り
返し測定を行った例を示す。
【図７】パターンの同一個所を１０回繰り返し測定し
て、測長ＳＥＭの測定不確かさを確認した例である。
て、測長ＳＥＭの測定不確かさを確認した例である。
【図８】本発明による微小寸法校正用二次標準試料のト
レーサビリティを示す。
レーサビリティを示す。
１…微小寸法校正用二次標準試料チップ、２…微小寸法
校正用二次標準試料の試料台、３…チップパターンレイ
アウト、４…チップ及びウェーハ識別エリア、５，９…
校正用パターン、６…チップ及びウェーハ識別パター
ン、７…パターンガイド、８…校正パターン領域識別記
号、１０…２０μｍパターンピッチ、１１…６μｍパタ
ーンピッチ、１２…２μｍパターンピッチ、１３…１０
μｍホールパターン、１４…３μｍホールパターン、１
５…１μｍホールパターン、１６…チップ識別レイアウ
ト、１７…ウェーハＮo.識別レイアウト、１８…レーザ
ビームマーク。
校正用二次標準試料の試料台、３…チップパターンレイ
アウト、４…チップ及びウェーハ識別エリア、５，９…
校正用パターン、６…チップ及びウェーハ識別パター
ン、７…パターンガイド、８…校正パターン領域識別記
号、１０…２０μｍパターンピッチ、１１…６μｍパタ
ーンピッチ、１２…２μｍパターンピッチ、１３…１０
μｍホールパターン、１４…３μｍホールパターン、１
５…１μｍホールパターン、１６…チップ識別レイアウ
ト、１７…ウェーハＮo.識別レイアウト、１８…レーザ
ビームマーク。
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フロントページの続き
(72)発明者 山田 満彦
茨城県ひたちなか市大字市毛1040番地 株
式会社日立サイエンスシステムズ内
(72)発明者 黒澤 浩一
茨城県ひたちなか市大字市毛1040番地 株
式会社日立サイエンスシステムズ内
(72)発明者 長久保 康平
茨城県ひたちなか市大字市毛1040番地 株
式会社日立サイエンスシステムズ内
Ｆターム(参考） 2F065 AA21 BB02 DD00 FF61 PP24
Claims (6)
- 【請求項１】走査電子顕微鏡あるいは光学顕微鏡で用い
る微小寸法標準において、標準マイクロスケールを用い
て特定のパターンピッチに標準値を付与することにより
トレーサビリティを確保したことを特徴とする微小寸法
校正用二次標準試料。 - 【請求項２】上記請求項１においてトレーサビリティを
確実なものにするために、特定のパターンピッチからチ
ップ，ウェーハに至る連鎖を明確に把握できるようリソ
グラフィーあるいはレーザビーム加工などの手段により
それぞれに識別符号または番号を付与したことを特徴と
する微小寸法校正用二次標準試料の作成方法。 - 【請求項３】上記請求項１において、標準値を付与され
たラインパターンピッチを容易に探索できるよう探索用
ガイドを設けたことを特徴とする微小寸法校正用二次標
準試料のパターン形成方法。 - 【請求項４】上記請求項１において、標準値を付与され
たラインパターン近傍にドットパターンを配置すること
により非点収差補正や焦点調整が容易に且つ確実に行え
るようにしたことを特徴とする微小寸法校正用二次標準
試料のパターン形成法。 - 【請求項５】上記請求項１において、シリコン基板また
はチタン，タングステンなどの膜付シリコン基板をエッ
チング処理によって凹凸を設け、凸部と凹部の二次電子
放出効率や光反射率の違いを利用して明確にパターンピ
ッチを測定できるようにしたことを特徴とする微小寸法
校正用二次標準試料。 - 【請求項６】上記請求項１において、標準値を付与され
た縦横２方向のパターンピッチを配置し、縦横両方向の
校正を行えるようにしたことを特徴とする微小寸法校正
用二次標準試料。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2002079917A JP2003279321A (ja) | 2002-03-22 | 2002-03-22 | 微小寸法校正用標準試料 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2002079917A JP2003279321A (ja) | 2002-03-22 | 2002-03-22 | 微小寸法校正用標準試料 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2003279321A true JP2003279321A (ja) | 2003-10-02 |
Family
ID=29229167
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2002079917A Pending JP2003279321A (ja) | 2002-03-22 | 2002-03-22 | 微小寸法校正用標準試料 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2003279321A (ja) |
Cited By (9)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2007328038A (ja) * | 2006-06-06 | 2007-12-20 | Hitachi High-Technologies Corp | 顕微鏡用寸法校正試料 |
| US7361898B2 (en) | 2004-06-25 | 2008-04-22 | Hitachi High-Technologies Corporation | Scanning electron microscope and CD measurement calibration standard specimen |
| JP2008261689A (ja) * | 2007-04-11 | 2008-10-30 | Hitachi High-Technologies Corp | 校正用標準部材及びその作製方法、並びにそれを用いた電子ビーム装置 |
| JP2009002931A (ja) * | 2007-03-27 | 2009-01-08 | Asml Netherlands Bv | 計測ツールのキャリブレーションに使用する基板を形成する方法、キャリブレーション基板および計測ツールをキャリブレーションする方法 |
| US7622714B2 (en) | 2006-03-14 | 2009-11-24 | Hitachi High-Technologies Corporation | Standard specimen for a charged particle beam apparatus, specimen preparation method thereof, and charged particle beam apparatus |
| WO2010016211A1 (ja) * | 2008-08-06 | 2010-02-11 | 株式会社日立ハイテクノロジーズ | 校正用標準部材及びそれを用いた走査電子顕微鏡並びに走査電子顕微鏡の校正方法 |
| JP2011232354A (ja) * | 2011-07-22 | 2011-11-17 | Hitachi High-Technologies Corp | 校正用標準部材 |
| CN104849682A (zh) * | 2015-04-09 | 2015-08-19 | 中国船舶重工集团公司第七0九研究所 | 集成电路标准样片特性参量测量装置及方法 |
| CN109346421A (zh) * | 2018-09-29 | 2019-02-15 | 中国电子科技集团公司第十三研究所 | 线距标准样片的定值方法 |
-
2002
- 2002-03-22 JP JP2002079917A patent/JP2003279321A/ja active Pending
Cited By (13)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US8399832B2 (en) | 2004-06-25 | 2013-03-19 | Hitachi High-Technologies | Scanning electron microscope and CD measurement calibration standard specimen |
| US7361898B2 (en) | 2004-06-25 | 2008-04-22 | Hitachi High-Technologies Corporation | Scanning electron microscope and CD measurement calibration standard specimen |
| US7420168B2 (en) | 2004-06-25 | 2008-09-02 | Hitachi High-Technologies Corporation | Scanning electron microscope and CD measurement calibration standard specimen |
| US7622714B2 (en) | 2006-03-14 | 2009-11-24 | Hitachi High-Technologies Corporation | Standard specimen for a charged particle beam apparatus, specimen preparation method thereof, and charged particle beam apparatus |
| JP2007328038A (ja) * | 2006-06-06 | 2007-12-20 | Hitachi High-Technologies Corp | 顕微鏡用寸法校正試料 |
| JP2009002931A (ja) * | 2007-03-27 | 2009-01-08 | Asml Netherlands Bv | 計測ツールのキャリブレーションに使用する基板を形成する方法、キャリブレーション基板および計測ツールをキャリブレーションする方法 |
| JP2008261689A (ja) * | 2007-04-11 | 2008-10-30 | Hitachi High-Technologies Corp | 校正用標準部材及びその作製方法、並びにそれを用いた電子ビーム装置 |
| US8263929B2 (en) | 2008-08-06 | 2012-09-11 | Hitachi High-Technologies Corporation | Standard member for correction, scanning electron microscope using same, and scanning electron microscope correction method |
| WO2010016211A1 (ja) * | 2008-08-06 | 2010-02-11 | 株式会社日立ハイテクノロジーズ | 校正用標準部材及びそれを用いた走査電子顕微鏡並びに走査電子顕微鏡の校正方法 |
| JP5439375B2 (ja) * | 2008-08-06 | 2014-03-12 | 株式会社日立ハイテクノロジーズ | 校正用標準部材及びそれを用いた走査電子顕微鏡並びに走査電子顕微鏡の校正方法 |
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| CN104849682A (zh) * | 2015-04-09 | 2015-08-19 | 中国船舶重工集团公司第七0九研究所 | 集成电路标准样片特性参量测量装置及方法 |
| CN109346421A (zh) * | 2018-09-29 | 2019-02-15 | 中国电子科技集团公司第十三研究所 | 线距标准样片的定值方法 |
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