JP2007328038A - Dimension calibration sample for microscope - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、顕微鏡用寸法校正試料に関する。本発明は特に、走査電子顕微鏡や光学顕微鏡などの異なった種類の顕微鏡で共用できる顕微鏡用寸法校正試料に関する。 The present invention relates to a dimensional calibration sample for a microscope. The present invention particularly relates to a dimensional calibration sample for a microscope that can be shared by different types of microscopes such as a scanning electron microscope and an optical microscope.
走査電子顕微鏡が測定対象とする極微小寸法領域(1μm以下)の測定領域においては、国家標準にトレーサブルな標準試料として、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)が用いられている。 In the measurement area of the extremely small dimension area (1 μm or less) that is measured by the scanning electron microscope, the standard microscale (lattice pattern pitch 240 nm ± 1 nm, but the inclusion coefficient K = 2) is used as a standard sample traceable to the national standard. It is used.
特許文献1には、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の任意の複数個所を標準マイクロスケールを用いて校正した測長専用走査電子顕微鏡により実測し、その平均値を標準値として付与することにより、数μm〜数100μmの測定領域用のトレーサブルな寸法校正用標準試料を作成する方法が開示されている。
In
電子顕微鏡は二次電子の発生によって像を形成する。サンプルの平坦部に対して傾斜やエッジを形成している部分はより多くの二次電子が発生することにより明るく見える。そのため、電子顕微鏡の寸法校正試料は、半導体材料の基板単体に形成された凹凸のパターンのピッチを認識して測定ができるしくみとなっている。 The electron microscope forms an image by generating secondary electrons. A portion where an inclination or an edge is formed with respect to the flat portion of the sample appears bright due to generation of more secondary electrons. For this reason, the dimensional calibration sample of the electron microscope has a mechanism that allows measurement by recognizing the pitch of the uneven pattern formed on the single substrate of the semiconductor material.
一方、レーザ顕微鏡は基板の反射率の違いによって像を形成している。そのため、寸法校正試料となるパターンは反射率の違う材料で構成され、凹部分は透明が望ましい。 On the other hand, the laser microscope forms an image by the difference in the reflectance of the substrate. Therefore, it is desirable that the pattern to be a dimension calibration sample is made of materials having different reflectivities, and the concave portion is transparent.
また、下面から光を照射する透過型光学顕微鏡においても基板は透明なものが必要である。 In addition, a transparent substrate is required for a transmission optical microscope that emits light from the lower surface.
現存する微小寸法領域(数μm〜数100μm)の寸法校正試料は電子顕微鏡での観察を基本としており、半導体単体の材料で形成されている。そのため、レーザ顕微鏡や透過型光学顕微鏡では使用できなかった。 An existing dimensional calibration sample in a minute dimension region (several μm to several hundred μm) is based on observation with an electron microscope and is formed of a single semiconductor material. Therefore, it could not be used with a laser microscope or a transmission optical microscope.
レーザ顕微鏡や透過型光学顕微鏡においては、現存する国家標準やSI単位系へのトレーサブルな寸法校正試料が存在せず、レーザ顕微鏡や透過型光学顕微鏡で計測した寸法に信頼性がないという問題がある。また、複数の異なった種類の顕微鏡で同一サンプルを計測した場合などに寸法誤差が生じ、整合性がとれないという問題がある。 In laser microscopes and transmission optical microscopes, there are no existing calibrated specimens that are traceable to national standards and SI unit systems, and there is a problem that the dimensions measured with laser microscopes and transmission optical microscopes are not reliable. . Further, there is a problem that a dimensional error occurs when the same sample is measured with a plurality of different types of microscopes and consistency cannot be obtained.
また、最近のレーザや光学式の顕微鏡は電子顕微鏡に近い数μm以下の分解能を持つものが増えているため、電子顕微鏡とその他の顕微鏡が同じ試料を使用して寸法の校正を行うことにより、多分野における微小寸法計測管理を統一化することが望まれている。 In addition, recent lasers and optical microscopes have an increasing resolution of several μm or less, which is close to that of electron microscopes. By calibrating dimensions using the same sample, It is desired to unify micro dimension measurement management in many fields.
上述したことを鑑み、本発明は、数μm〜数100μmの測定を行う主な顕微鏡で共用が可能な顕微鏡用寸法校正試料を提供することを目的とする。 In view of the above, an object of the present invention is to provide a microscope dimensional calibration sample that can be shared by main microscopes that measure several μm to several 100 μm.
本発明による顕微鏡用寸法校正試料は、透明基板と、前記透明基板上に成膜された透明又は半透明の第1導電膜と、前記第1導電膜上に成膜された不透明又は半透明の第2導電膜とを備え、前記第2導体膜によって寸法校正用パターンが形成され、前記寸法校正用パターンがない部分は前記第1導電膜が露出していることを特徴とする。 A dimensional calibration sample for a microscope according to the present invention includes a transparent substrate, a transparent or translucent first conductive film formed on the transparent substrate, and an opaque or translucent film formed on the first conductive film. And a second conductive film, wherein a dimension calibration pattern is formed by the second conductive film, and the first conductive film is exposed at a portion where the dimension calibration pattern is not present.
好適には、前記第1導電膜と前記第2導電膜の光反射率が異なる。
好適には、前記透明基板の材料は石英、ガラス又はプラスティックであり、前記第1導電膜の材料はインジウムスズ酸化物であり、前記第2導電膜の材料はシリコン、タンタル又はチタンである。
Preferably, the light reflectance of the first conductive film is different from that of the second conductive film.
Preferably, the material of the transparent substrate is quartz, glass, or plastic, the material of the first conductive film is indium tin oxide, and the material of the second conductive film is silicon, tantalum, or titanium.
好適には、前記寸法校正用パターンが形成されているのと同じ面に、前記寸法校正用パターンを識別する符号又は番号パターンを形成する。 Preferably, a code or number pattern for identifying the dimension calibration pattern is formed on the same surface on which the dimension calibration pattern is formed.
好適には、互いに直交する2方向において前記寸法校正用パターンを形成する。
好適には、前記寸法校正用パターンが形成されているのと同じ面に、前記寸法校正用パターンの位置を示す探索ガイドパターンを形成する。
好適には、互いに寸法が異なる複数の前記寸法校正用パターンを形成する。
Preferably, the dimension calibration pattern is formed in two directions orthogonal to each other.
Preferably, a search guide pattern indicating the position of the dimension calibration pattern is formed on the same surface on which the dimension calibration pattern is formed.
Preferably, a plurality of the dimension calibration patterns having different dimensions are formed.
本発明によれば、数μm〜数100μmの測定を行う主な顕微鏡で共用が可能な顕微鏡用寸法校正試料を提供することができる。 ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, the dimension calibration sample for microscopes which can be shared by the main microscope which measures several micrometer-several hundred micrometer can be provided.
図1は、本発明による顕微鏡用寸法校正試料の一例を示す上面図及び断面図である。基板1上には、それぞれサイズの異なる3つの寸法校正用パターン2が形成されている。これらの寸法校正用パターンは矩形パターンであり、顕微鏡用寸法校正用パターンとして一般的なものである。右上の寸法校正パターンを例に取ると、その近傍には、校正部目印パターン3と、ピッチ名称パターン4とが形成されている。校正部目印パターン3は、寸法校正の際、寸法校正パターンにおける校正箇所を容易に認識できるようにするためのものである。これにより、寸法校正の際は必ず寸法校正パターンの同じ箇所において寸法校正を行うことが可能になる。ピッチ名称パターン4は、寸法校正パターンである矩形パターンのピッチの寸法を識別するためのものであり、パターンピッチを校正した機関が発行する証明書などに記載されるパターンピッチの寸法を表記する際の名称と同一にする。基板1上には、この顕微鏡用寸法校正試料を識別するための試料No.パターン6も形成される。左上の寸法校正用パターンは、互いに直交する2方向において形成されている。このようにすれば、顕微鏡用寸法校正試料を移動することなく、縦横両方向の校正を行うことができる。
FIG. 1 is a top view and a cross-sectional view showing an example of a dimensional calibration sample for a microscope according to the present invention. Three
図2に示すように、寸法校正用パターンを容易に探索できるように、多方向から該寸法校正用パターンに向かう矢印状の探索用ガイドパターンを形成してもよい。 As shown in FIG. 2, an arrow-shaped search guide pattern from multiple directions toward the dimension calibration pattern may be formed so that the dimension calibration pattern can be easily searched.
透明基板1は表面が平滑で光を透過するものであり、材質は、例えば、石英、ガラス又はプラスティックが好適である。この透明基板1上に、透明又は半透明の第1導電膜5を成膜する。第1導電膜5は、ITOのような透明導電膜を成膜するか、反射率を最低限にできる程度の極薄膜の金属を蒸着して形成する。第1導電膜5上に、第1導電膜5より反透過率が低く、反射率が高い不透明又は半透明の導電性のある金属膜である第2導電膜2を成膜する。第2導電膜2の材質は、例えば、シリコン、タンタル又はクロムが好適である。その後、縮小投影露光、化学エッチングなどのリソグラフィ手法を用いて矩形状パターンである寸法校正用パターン2を形成する。寸法校正用パターン2以外の部分は、第1導電膜5を露出させる。校正部目印パターン3、サイズ名称パターン4及び試料ナンバ6は、リソグラフィあるいはレーザビーム加工などの手段によって形成する。
The
このようにして製造された顕微鏡用寸法校正試料は、第1導電膜及び第2導電膜によって全体にわたって導電性が確保されているため、電子顕微鏡に用いることができる。電子顕微鏡で使用する場合、寸法校正用パターン2は第1導電膜上の凸部として存在する第2導電膜によって形成されているため、エッジを形成している部分はより多くの二次電子が発生することにより明るく見える。したがってパターンのピッチを認識することができ、測定が可能となる。
The dimensional calibration sample for a microscope manufactured in this way can be used for an electron microscope because conductivity is ensured throughout by the first conductive film and the second conductive film. When used in an electron microscope, the
光学顕微鏡で使用する場合、下から光を照射すると、寸法校正用パターン2がない部分は透明基板1及び透明又は半透明の第1導電膜5から成るため明るく見え、寸法校正用パターン2の部分は不透明又は半透明の第2導電膜があるため暗く見える。したがって、パターンのピッチを認識することができ、測定が可能となる。
When used in an optical microscope, when light is irradiated from below, a portion without the
レーザ顕微鏡で使用する場合、寸法校正用パターン2の部分の第2導電膜と、寸法校正用パターン2がない部分の第1導電膜の光反射率が異なる。したがって、パターンのピッチを認識することができ、測定が可能となる。
When used in a laser microscope, the light reflectance of the second conductive film in the portion of the
寸法校正用パターンの任意の複数箇所のパターンピッチを、標準マイクロスケールを用いて校正した測長専用走査電子顕微鏡により実測し、その平均値を標準値として付与する。このようにして、国家標準へのトレーサビリティを確保することができる。 The pattern pitches at a plurality of arbitrary positions of the dimension calibration pattern are measured with a length-measuring scanning electron microscope calibrated using a standard microscale, and the average value is given as a standard value. In this way, traceability to national standards can be ensured.
図3は、本発明の顕微鏡用寸法校正試料のトレーサビリティ体系を説明する流れ図である。独立行政法人産業技術総合研究所には、国家標準となる微小寸法絶対測定装置がある。財団法人日本品質保証機構(JQA)は、計量計測器の検定/校正を行う機関である。JQAには、微小寸法絶対測定装置によって校正された光学式ピッチ測定装置がある。本発明による顕微鏡用寸法校正試料の寸法校正用パターンを、この光学式ピッチ測定装置を用いて校正する。このようにして校正された顕微鏡用寸法校正試料には、図6に示すような校正証明書が発行される。このようにして、国家標準へのトレーサビリティが確立される。 FIG. 3 is a flowchart for explaining the traceability system of the dimensional calibration sample for a microscope according to the present invention. The National Institute of Advanced Industrial Science and Technology has an absolute measurement device that is a national standard. The Japan Quality Assurance Organization (JQA) is an organization that performs verification / calibration of measuring instruments. JQA has an optical pitch measuring device calibrated by a minute dimension absolute measuring device. The pattern for dimensional calibration of the dimensional calibration sample for microscope according to the present invention is calibrated by using this optical pitch measuring apparatus. A calibration certificate as shown in FIG. 6 is issued to the microscope calibrated sample thus calibrated. In this way, traceability to national standards is established.
図4は、本発明の顕微鏡用寸法校正試料を使用して顕微鏡の校正を行う方法を示す流れ図である。光学顕微鏡と電子顕微鏡を例に説明する。使用する顕微鏡用寸法校正試料の寸法校正用パターン(微細パターン、極微細パターン)は、同一機関により同一装置(上記例では、JQAの光学式ピッチ測定装置)を用いて同一方法によって校正されているものとする。 FIG. 4 is a flowchart showing a method of calibrating a microscope using the microscope dimensional calibration sample of the present invention. An optical microscope and an electron microscope will be described as examples. The dimensional calibration pattern (fine pattern, ultrafine pattern) of the dimensional calibration sample to be used is calibrated by the same organization using the same apparatus (in the above example, the JQA optical pitch measuring device) by the same method. Shall.
光学顕微鏡を校正する場合、例えば、数100μmピッチの微細パターンを用いる。図5aは、光学顕微鏡の校正の原理を説明する図である。光源7から放射された光は、集光レンズ8によって平行光に変換され、顕微鏡用寸法校正試料9の寸法校正用パターンを通過する。寸法校正用パターンを通過した光は、対物レンズ10及び投影レンズ11によって集束され、スクリーン12に結像する。顕微鏡用寸法構成試料9の寸法校正用パターン以外の部分は透明又は半透明の第1導電膜から成るため、光を多く透過し、寸法校正用パターンの部分は不透明又は半透明の第2導電膜から成るため、光をあまり透過しない。したがって、スクリーン12には寸法校正用パターンの像13が結像される。光学顕微鏡の自動校正アプリケーションにより、この寸法校正用パターンの像13を測定する。顕微鏡用寸法校正試料の構成値を規定箇所に入力し、光学顕微鏡の校正は完了する。
When calibrating an optical microscope, for example, a fine pattern with a pitch of several hundreds of μm is used. FIG. 5 a is a diagram for explaining the principle of calibration of an optical microscope. The light emitted from the light source 7 is converted into parallel light by the condenser lens 8 and passes through the dimension calibration pattern of the microscope dimension calibration sample 9. The light that has passed through the dimensional calibration pattern is focused by the
電子顕微鏡を構成する場合、例えば、数μmピッチの極微細パターンを用いる。図5bは、電子顕微鏡の構成の原理を説明する図である。電子源14から放射された電子線は電子レンズ15によって集束され、偏光コイル16によって顕微鏡用寸法校正試料9の寸法校正用パターン上で走査される。顕微鏡用寸法校正試料9の寸法校正用パターンから発生された二次電子は二次電子検出器18によって検出され、電気信号に変換されて、CRTスクリーン19によって寸法校正用パターンの像として表示される。寸法校正用パターン部分は凸部によって構成されているため、エッジを形成している部分はより多くの二次電子が発生することにより明るく見える。この寸法校正用パターンの像を繰り返し測定し、平均値を電子顕微鏡の校正アプリケーション規定箇所に入力する。顕微鏡用寸法校正試料の構成値を規定箇所に入力し、電子顕微鏡の校正は完了する。
When configuring an electron microscope, for example, a very fine pattern with a pitch of several μm is used. FIG. 5b is a diagram for explaining the principle of the configuration of the electron microscope. The electron beam emitted from the
本発明は、顕微鏡用寸法校正試料に利用可能である。 The present invention can be used for a dimensional calibration sample for a microscope.
1 透明基板
2 寸法校正用パターン
3 校正部目印パターン
4 サイズ名称パターン
5 透明導電膜
6 試料番号
7 ランプ(光源)
8 集光レンズ
9 試料
10 対物レンズ
11 投射レンズ
12 スクリーン
13 校正用パターン
14 電子源
15 電子レンズ(コンデンサ)
16 偏光コイル
17 試料
18 2次電子検出器
19 CRTスクリーン
20 ブラウン管
DESCRIPTION OF
8 Condenser lens 9
16 Polarizing
Claims (9)
前記透明基板上に成膜された透明又は半透明の第1導電膜と、
前記第1導電膜上に成膜された不透明又は半透明の第2導電膜とを備え、
前記第2導体膜によって寸法校正用パターンが形成され、前記寸法校正用パターンがない部分は前記第1導電膜が露出していることを特徴とする顕微鏡用寸法校正試料。 A transparent substrate;
A transparent or translucent first conductive film formed on the transparent substrate;
An opaque or translucent second conductive film formed on the first conductive film,
A dimension calibration sample for a microscope, wherein a dimension calibration pattern is formed by the second conductor film, and the first conductive film is exposed in a portion where the dimension calibration pattern is not present.
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