JP3488745B2 - 寸法校正試料搭載ステ−ジ、及び寸法校正試料 - Google Patents
寸法校正試料搭載ステ−ジ、及び寸法校正試料Info
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- JP3488745B2 JP3488745B2 JP16766794A JP16766794A JP3488745B2 JP 3488745 B2 JP3488745 B2 JP 3488745B2 JP 16766794 A JP16766794 A JP 16766794A JP 16766794 A JP16766794 A JP 16766794A JP 3488745 B2 JP3488745 B2 JP 3488745B2
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Description
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、半導体集積素子等の微
細寸法を電子ビームを用いて測定する測長装置を校正す
るための校正試料に関するものである。
細寸法を電子ビームを用いて測定する測長装置を校正す
るための校正試料に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】半導体集積素子等の微細パターン寸法測
定に、電子ビーム走査により測長を行う測長ＳＥＭ（Ｓ
ｃａｎｎｉｎｇ Ｅｌｅｃｔｒｏｎ Ｍｉｃｒｏｓｃｏ
ｐｅ）が用いられている。この測長ＳＥＭをはじめとす
る走査形電子顕微鏡の倍率校正あるいは寸法校正はシリ
コンウェーハ上に光学投影露光あるいは電子ビーム露光
により形成されたレジストパターンを用い校正時にこの
基板を装置内にいれて行うか、あるいは小さくきりだし
た校正用試料を装置ステージ上に貼付ていた。前者の場
合には、校正のたびに試料を出し入れしなければならな
いため、位置ぎめやパターン方向の回転調整に時間を要
したり自動校正ができなかった。後者の場合には、校正
時に照射される電子ビームにより汚染されるために一定
期間使用後の洗浄や交換が困難であった。
定に、電子ビーム走査により測長を行う測長ＳＥＭ（Ｓ
ｃａｎｎｉｎｇ Ｅｌｅｃｔｒｏｎ Ｍｉｃｒｏｓｃｏ
ｐｅ）が用いられている。この測長ＳＥＭをはじめとす
る走査形電子顕微鏡の倍率校正あるいは寸法校正はシリ
コンウェーハ上に光学投影露光あるいは電子ビーム露光
により形成されたレジストパターンを用い校正時にこの
基板を装置内にいれて行うか、あるいは小さくきりだし
た校正用試料を装置ステージ上に貼付ていた。前者の場
合には、校正のたびに試料を出し入れしなければならな
いため、位置ぎめやパターン方向の回転調整に時間を要
したり自動校正ができなかった。後者の場合には、校正
時に照射される電子ビームにより汚染されるために一定
期間使用後の洗浄や交換が困難であった。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】本発明の目的は測長Ｓ
ＥＭをはじめとする走査形電子顕微鏡の倍率校正あるい
は寸法校正において、設置が簡便でかつ高精度の校正が
可能な寸法校正試料を提供することにある。
ＥＭをはじめとする走査形電子顕微鏡の倍率校正あるい
は寸法校正において、設置が簡便でかつ高精度の校正が
可能な寸法校正試料を提供することにある。
【０００４】
【課題を解決するための手段】本発明は微細な校正パタ
ーンを有する基板をパターン方向に対応した基準面のあ
るホルダに装着した校正試料を用いることを主な特徴と
する。また、（１１０）Ｓｉ基板上の回折格子パターン
を用いることで、高精度な校正が可能となりまた、縦横
方向の校正には、直行した二つの上記基板を用意するこ
とで解決できる。
ーンを有する基板をパターン方向に対応した基準面のあ
るホルダに装着した校正試料を用いることを主な特徴と
する。また、（１１０）Ｓｉ基板上の回折格子パターン
を用いることで、高精度な校正が可能となりまた、縦横
方向の校正には、直行した二つの上記基板を用意するこ
とで解決できる。
【０００５】
【作用】本発明は目視では確認のできない微細パターン
を内在した校正試料において、ホルダの基準面により、
容易にかつ正確に設置できる。また上記校正試料を装置
内に常設することで、いつでも校正が簡便に行える。ま
た、パターン位置や方向の調整は校正試料設置時に完了
しているので、自動校正も可能である。また、（１１
０）Ｓｉ基板上にレーザ干渉露光と湿式異方性エッチン
グで作製した回折格子パターンを用いることで、高精度
なピッチ寸法を実現できるので高精度校正が可能とな
る。
を内在した校正試料において、ホルダの基準面により、
容易にかつ正確に設置できる。また上記校正試料を装置
内に常設することで、いつでも校正が簡便に行える。ま
た、パターン位置や方向の調整は校正試料設置時に完了
しているので、自動校正も可能である。また、（１１
０）Ｓｉ基板上にレーザ干渉露光と湿式異方性エッチン
グで作製した回折格子パターンを用いることで、高精度
なピッチ寸法を実現できるので高精度校正が可能とな
る。
【０００６】
【実施例】図１に本発明による校正試料の説明図を図２
に校正試料の取付け例の説明図を示す。図３には本発明
による別な校正試料の説明図である。校正試料は、図１
に示すように、ホルダ１と回折格子パターンを内在した
基板２からなる。基板２は（１１０）Ｓｉ基板であり、
この基板にレーザ干渉露光法により回折格子パターンを
形成し、水酸化カリウム水溶液により、基板をエッチン
グした（１１１）面で構成される垂直断面の回折格子が
形成されている。ピッチ寸法は、０．２μｍである。こ
のためこの格子パターンは目視ではその方向が分からな
いので、アルミ製のホルダ１に基準面３を設け、測長装
置のウェーハカセット５上に設置する場合には、この基
準面により方向調整を行う。基板２のホルダ１上への固
定には、基板２上にアルゴンイオンレーザを照射させそ
の回折光の方向と基準面の方向を合わせることで行う。
調整後接着剤でホルダ１に固定する。この方法により、
ホルダ１と基板２上のパターンの方向は０．１度以下に
調整できる。また、ホルダ１上には、パターン方向の基
準としてマーク４が刻印されている。この刻印４により
校正試料の前後の関係が分かる。
に校正試料の取付け例の説明図を示す。図３には本発明
による別な校正試料の説明図である。校正試料は、図１
に示すように、ホルダ１と回折格子パターンを内在した
基板２からなる。基板２は（１１０）Ｓｉ基板であり、
この基板にレーザ干渉露光法により回折格子パターンを
形成し、水酸化カリウム水溶液により、基板をエッチン
グした（１１１）面で構成される垂直断面の回折格子が
形成されている。ピッチ寸法は、０．２μｍである。こ
のためこの格子パターンは目視ではその方向が分からな
いので、アルミ製のホルダ１に基準面３を設け、測長装
置のウェーハカセット５上に設置する場合には、この基
準面により方向調整を行う。基板２のホルダ１上への固
定には、基板２上にアルゴンイオンレーザを照射させそ
の回折光の方向と基準面の方向を合わせることで行う。
調整後接着剤でホルダ１に固定する。この方法により、
ホルダ１と基板２上のパターンの方向は０．１度以下に
調整できる。また、ホルダ１上には、パターン方向の基
準としてマーク４が刻印されている。この刻印４により
校正試料の前後の関係が分かる。
【０００７】この校正試料を図２に示すように、測定装
置のウェーハカセット５上に搭載する。通常の測長ＳＥ
Ｍでは、測定するウェーハ６上の半導体デバイスパター
ン７の測定部に対して垂直方向に電子ビーム８を走査す
る。従って、校正試料を搭載するに当たっては、この電
子ビーム走査方向に校正試料の回折格子パターンが垂直
になる必要がある。本発明の校正試料では、ホルダ１に
設けられた基準面３を電子ビーム走査方向に合わせるこ
とで、その方向差を０．１度以内に設定できた。ホルダ
のウェーハカセット５に設置するに当たっては、上記回
転を合わせた後、ホルダ１の上面により、校正試料の表
面が測定ウェーハ６の表面と高さがあうように設定し
た。設置場所は、測定ウェーハ近傍に設けられた穴部に
はめこみ、ねじ９により固定する。
置のウェーハカセット５上に搭載する。通常の測長ＳＥ
Ｍでは、測定するウェーハ６上の半導体デバイスパター
ン７の測定部に対して垂直方向に電子ビーム８を走査す
る。従って、校正試料を搭載するに当たっては、この電
子ビーム走査方向に校正試料の回折格子パターンが垂直
になる必要がある。本発明の校正試料では、ホルダ１に
設けられた基準面３を電子ビーム走査方向に合わせるこ
とで、その方向差を０．１度以内に設定できた。ホルダ
のウェーハカセット５に設置するに当たっては、上記回
転を合わせた後、ホルダ１の上面により、校正試料の表
面が測定ウェーハ６の表面と高さがあうように設定し
た。設置場所は、測定ウェーハ近傍に設けられた穴部に
はめこみ、ねじ９により固定する。
【０００８】このように、校正試料を装置内に常設する
ことにより、測定中や装置たち上げ時等を含め、随時校
正が可能となる。特に測定中に、倍率を変更したり、ビ
ーム電流値や加速電圧を変更した場合にはそのたびに校
正が必要になるがこの場合でも、ウェーハカセット５を
移動させ校正試料上に電子ビーム８を走査させることで
簡単に校正ができる。さらに、校正パターンを（１１
０）Ｓｉ基板上にレーザ干渉露光法および水酸化カリウ
ム水溶液により形成した深溝の垂直断面の回折格子とす
ることで、０．２μｍレベルでどの加速電圧領域でも高
コントラスト信号により精度の高い校正が可能であっ
た。
ことにより、測定中や装置たち上げ時等を含め、随時校
正が可能となる。特に測定中に、倍率を変更したり、ビ
ーム電流値や加速電圧を変更した場合にはそのたびに校
正が必要になるがこの場合でも、ウェーハカセット５を
移動させ校正試料上に電子ビーム８を走査させることで
簡単に校正ができる。さらに、校正パターンを（１１
０）Ｓｉ基板上にレーザ干渉露光法および水酸化カリウ
ム水溶液により形成した深溝の垂直断面の回折格子とす
ることで、０．２μｍレベルでどの加速電圧領域でも高
コントラスト信号により精度の高い校正が可能であっ
た。
【０００９】また、長い時間電子ビームを照射すると試
料上には、一般にコンタミネーションと呼ばれる炭化物
が付着してしまう。このために、一定期間使用した校正
試料は、装置外に取り出して、洗浄するか交換する必要
がある。この場合でも、本校正試料は容易に取外しが可
能であり、ホルダごと洗浄することも可能である。洗浄
は、酸素プラズマアッシャ装置に校正試料をおいて酸素
プラズマ処理を行った後、校正試料上にアルゴンイオン
レーザを照射させその回折光の方向をはかることで校正
ピッチ標準値を求めて、再び上記の手順にした該測定装
置内に設置して高精度校正を維持できた。
料上には、一般にコンタミネーションと呼ばれる炭化物
が付着してしまう。このために、一定期間使用した校正
試料は、装置外に取り出して、洗浄するか交換する必要
がある。この場合でも、本校正試料は容易に取外しが可
能であり、ホルダごと洗浄することも可能である。洗浄
は、酸素プラズマアッシャ装置に校正試料をおいて酸素
プラズマ処理を行った後、校正試料上にアルゴンイオン
レーザを照射させその回折光の方向をはかることで校正
ピッチ標準値を求めて、再び上記の手順にした該測定装
置内に設置して高精度校正を維持できた。
【００１０】上記は、電子ビーム８の走査方向の校正が
一方向の場合について説明したが、縦横と云った互いに
直行する走査についても校正する場合には、図３に示す
ように同一ホルダ１上に、互いに直行する位置に二つの
回折格子基板２１、２２を用意することで解決できた。
設置方法や校正方法は、上記実施例と同様である。ま
た、ホルダ１上に、刻印されたマーク４によって、回折
格子の縦横方向を認識することができる。
一方向の場合について説明したが、縦横と云った互いに
直行する走査についても校正する場合には、図３に示す
ように同一ホルダ１上に、互いに直行する位置に二つの
回折格子基板２１、２２を用意することで解決できた。
設置方法や校正方法は、上記実施例と同様である。ま
た、ホルダ１上に、刻印されたマーク４によって、回折
格子の縦横方向を認識することができる。
【００１１】
【発明の効果】以上説明したように、本校正試料によ
り、高精度校正が簡便かつ随時行える。校正パターンの
回折格子は数ミリメートルの領域で均一であるので、校
正パターンの位置はウェーハカセット上の座標指定によ
り、自動で位置ぎめができるので、本校正試料を用いた
自動校正も可能である。また、上記実施例では、校正試
料の一部である校正パターン内在基板として（１１０）
Ｓｉ基板の例を説明したが、（１１０）面方位の化合物
半導体基板によっても全く同じ校正パターンを実現でき
る。
り、高精度校正が簡便かつ随時行える。校正パターンの
回折格子は数ミリメートルの領域で均一であるので、校
正パターンの位置はウェーハカセット上の座標指定によ
り、自動で位置ぎめができるので、本校正試料を用いた
自動校正も可能である。また、上記実施例では、校正試
料の一部である校正パターン内在基板として（１１０）
Ｓｉ基板の例を説明したが、（１１０）面方位の化合物
半導体基板によっても全く同じ校正パターンを実現でき
る。
【図１】本発明の実施例に係る校正試料を示す図であ
る。
る。
【図２】本発明の実施例に係る校正試料を測長ＳＥＭに
搭載した例を示す図である。
搭載した例を示す図である。
【図３】本発明の他の実施例に係る校正試料を示す図で
ある。
ある。
１…ホルダ、２…校正パターン内在基板、３…基準面、
４…基準マーク、５…ウェーハカセット、６…測定ウェ
ーハ、７…測定パターン、８…電子ビーム、９…固定ね
じ、２２、２３…校正パターン内在基板。
４…基準マーク、５…ウェーハカセット、６…測定ウェ
ーハ、７…測定パターン、８…電子ビーム、９…固定ね
じ、２２、２３…校正パターン内在基板。
─────────────────────────────────────────────────────
フロントページの続き
(72)発明者 斉藤 徳郎
東京都国分寺市東恋ケ窪１丁目280番地
株式会社日立製作所中央研究所内
(72)発明者 岡崎 信次
東京都国分寺市東恋ケ窪１丁目280番地
株式会社日立製作所中央研究所内
(72)発明者 豊田 幸司
茨城県つくば市梅園１丁目１番４ 工業
技術院計量研究所内
(56)参考文献 特開 平４−289411（ＪＰ，Ａ)
特開 昭59−51447（ＪＰ，Ａ)
特開 昭64−32107（ＪＰ，Ａ)
(58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名)
H01J 37/20
G01B 15/00 - 15/06
G01N 1/00
Claims (6)
- 【請求項１】電子ビームによる、測定試料中の半導体で
形成されたパターン寸法の計測に際し、寸法を校正する
ための寸法校正試料を搭載してなる寸法校正試料搭載ス
テージにおいて、上記寸法校正試料は、回折格子パター
ンを含む基板と、該基板を装着し、該回折格子パターン
の方向を示す基準マークを備えたホルダとを有してな
り、かつ、上記寸法校正試料は、上記測定試料とは別な
位置に脱着可能に取り付けられてなることを特徴とする
寸法校正試料搭載ステージ。 - 【請求項２】上記基板が、（１１０）Ｓｉ基板、又は導
電性（１１０）化合物半導体基板で構成されていること
を特徴とする請求項１記載の寸法校正試料搭載ステー
ジ。 - 【請求項３】上記回折格子パターンが、レーザ干渉露光
法によって形成されてなることを特徴とする請求項１記
載の寸法校正試料搭載ステージ。 - 【請求項４】上記ホルダは、回折格子パターンを含む上
記基板を複数有してなり、かつ、各基板の回折格子パタ
ーンが互いに直交方向をなすように配置してなることを
特徴とする請求項１記載の寸法校正試料搭載ステージ。 - 【請求項５】上記寸法校正試料の搭載は、上記ステージ
との間でネジ止め手段により固定してなることを特徴と
する請求項１記載の寸法校正試料搭載ステージ。 - 【請求項６】電子ビームを用いて試料上のパターン寸法
を測定する測長装置用の寸法校正試料において、該寸法
校正試料は、回折格子パターンを含んだ基板と、該基板
を装着し、該回折格子の方向を示す基準マークを備えた
ホルダとを有することを特徴とする寸法校正試料。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP16766794A JP3488745B2 (ja) | 1994-07-20 | 1994-07-20 | 寸法校正試料搭載ステ−ジ、及び寸法校正試料 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP16766794A JP3488745B2 (ja) | 1994-07-20 | 1994-07-20 | 寸法校正試料搭載ステ−ジ、及び寸法校正試料 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0831363A JPH0831363A (ja) | 1996-02-02 |
| JP3488745B2 true JP3488745B2 (ja) | 2004-01-19 |
Family
ID=15853995
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP16766794A Expired - Lifetime JP3488745B2 (ja) | 1994-07-20 | 1994-07-20 | 寸法校正試料搭載ステ−ジ、及び寸法校正試料 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3488745B2 (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2011013196A (ja) * | 2009-07-06 | 2011-01-20 | Hitachi High-Technologies Corp | 走査型電子顕微鏡 |
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP4727777B2 (ja) | 1999-05-24 | 2011-07-20 | 株式会社日立製作所 | 走査形電子顕微鏡による測長方法 |
| JP4263416B2 (ja) | 2001-08-24 | 2009-05-13 | 株式会社日立製作所 | 荷電粒子顕微鏡評価システム |
| JP3967668B2 (ja) | 2002-11-25 | 2007-08-29 | 株式会社日立ハイテクサイエンスシステムズ | 微小寸法標準試料及びその製造方法 |
| JP4287671B2 (ja) * | 2003-02-19 | 2009-07-01 | 株式会社日立ハイテクノロジーズ | 測長用標準部材およびその作製方法、並びにそれを用いた電子ビーム測長装置 |
| JP4276140B2 (ja) | 2004-06-25 | 2009-06-10 | 株式会社日立ハイテクノロジーズ | 走査電子顕微鏡及び寸法校正用試料 |
| JP2007248082A (ja) | 2006-03-14 | 2007-09-27 | Hitachi High-Technologies Corp | 荷電粒子線装置に用いられる標準試料，荷電粒子線装置、及び荷電粒子線装置に用いられる標準試料の製造方法 |
| JP5361137B2 (ja) * | 2007-02-28 | 2013-12-04 | 株式会社日立ハイテクノロジーズ | 荷電粒子ビーム測長装置 |
| JP2008218167A (ja) * | 2007-03-02 | 2008-09-18 | Hitachi High-Technologies Corp | 荷電粒子線装置 |
| JP5542650B2 (ja) * | 2010-12-28 | 2014-07-09 | 株式会社日立ハイテクノロジーズ | 校正用標準部材およびその作製方法並びにそれを用いた走査電子顕微鏡 |
| US8958898B2 (en) * | 2011-11-07 | 2015-02-17 | Nalco Company | Method and apparatus to monitor and control sheet characteristics on a creping process |
| CN110579340B (zh) * | 2019-09-17 | 2021-04-09 | 长江存储科技有限责任公司 | 透射电镜放大倍率的评判方法和校准方法 |
| CN115704677A (zh) * | 2021-08-13 | 2023-02-17 | 长鑫存储技术有限公司 | 一种计量标准器及其制备方法 |
-
1994
- 1994-07-20 JP JP16766794A patent/JP3488745B2/ja not_active Expired - Lifetime
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2011013196A (ja) * | 2009-07-06 | 2011-01-20 | Hitachi High-Technologies Corp | 走査型電子顕微鏡 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0831363A (ja) | 1996-02-02 |
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