JPH04289411A - 測長sem用基準サンプルの製造方法 - Google Patents
測長sem用基準サンプルの製造方法Info
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- JPH04289411A JPH04289411A JP3052381A JP5238191A JPH04289411A JP H04289411 A JPH04289411 A JP H04289411A JP 3052381 A JP3052381 A JP 3052381A JP 5238191 A JP5238191 A JP 5238191A JP H04289411 A JPH04289411 A JP H04289411A
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Landscapes
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- Sampling And Sample Adjustment (AREA)
Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、半導体装置製造ライン
に組み込まれる測長SEM(すなわち、電子ビーム測長
機)、より詳しくは、測長SEMの較正を行う際に用い
る基準サンプルの製造方法に関する。近年、IC、LS
I等の半導体装置の製造では微細化が進み、製造過程で
線幅の管理が重要な要因になっている。パターン幅がサ
ブミクロンオーダに入ってきている現状においては、光
学技術を用いた通常の光学式測長器では限界があり、測
長を目的としたSEM(走査電子顕微鏡)が採用される
ようになってきている(例えば、「電子ビーム測長器
スループットが3倍向上、4MDRAM量産ラインに
導入」、日経マイクロデバイス、1989年4月号、N
o. 46、pp. 58−61参照) 。
に組み込まれる測長SEM(すなわち、電子ビーム測長
機)、より詳しくは、測長SEMの較正を行う際に用い
る基準サンプルの製造方法に関する。近年、IC、LS
I等の半導体装置の製造では微細化が進み、製造過程で
線幅の管理が重要な要因になっている。パターン幅がサ
ブミクロンオーダに入ってきている現状においては、光
学技術を用いた通常の光学式測長器では限界があり、測
長を目的としたSEM(走査電子顕微鏡)が採用される
ようになってきている(例えば、「電子ビーム測長器
スループットが3倍向上、4MDRAM量産ラインに
導入」、日経マイクロデバイス、1989年4月号、N
o. 46、pp. 58−61参照) 。
【0002】
【従来の技術】測長SEMはその性質上該装置の較正が
精度良く再現されなければならない。そこで、Si(シ
リコン)ウェハー上のレジストパターンやエッチングパ
ターンなどのサンプルを作成して、これを基準に較正し
ているが、絶対値の保証を考えると更に精度良く絶対値
を保証できるサンプルが必要になる。
精度良く再現されなければならない。そこで、Si(シ
リコン)ウェハー上のレジストパターンやエッチングパ
ターンなどのサンプルを作成して、これを基準に較正し
ているが、絶対値の保証を考えると更に精度良く絶対値
を保証できるサンプルが必要になる。
【0003】従来の基準サンプルを製造する場合、多く
はステッパーを用いて、ラインアンドスペース(Lin
e & Space) が1:1のパターンを作成し、
そのピッチを測長するか、更にドライエッチングを行っ
た後にエッチングパターンのピッチ幅を測長して、較正
(基準)サンプルとしていた。
はステッパーを用いて、ラインアンドスペース(Lin
e & Space) が1:1のパターンを作成し、
そのピッチを測長するか、更にドライエッチングを行っ
た後にエッチングパターンのピッチ幅を測長して、較正
(基準)サンプルとしていた。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】ところが、その較正(
基準)サンプル作成時に、その基準となるマスクの精度
やEB(電子ビーム)照射による帯電の影響、コンタミ
などの様々な要因が絶対値を保証する上で問題となって
いた。従って、絶対値管理は難しく、いわゆる相対管理
を行っていた。例えば、光学式のステッパーで1μmレ
ベルのサンプルを作成し、これで測長器を調整して、0
.2μmなどのサブミクロンレベルを装置機能の延長線
上で類推していくわけである。
基準)サンプル作成時に、その基準となるマスクの精度
やEB(電子ビーム)照射による帯電の影響、コンタミ
などの様々な要因が絶対値を保証する上で問題となって
いた。従って、絶対値管理は難しく、いわゆる相対管理
を行っていた。例えば、光学式のステッパーで1μmレ
ベルのサンプルを作成し、これで測長器を調整して、0
.2μmなどのサブミクロンレベルを装置機能の延長線
上で類推していくわけである。
【0005】本発明は、EB照射における安定性および
サンプル自体の絶対値の信頼性保証を可能にする基準サ
ンプルの製造方法を提案することを目的とする。本発明
の別の目的は、サブミクロンレベルの測長SEM用基準
サンプルを製造する方法を提供することである。
サンプル自体の絶対値の信頼性保証を可能にする基準サ
ンプルの製造方法を提案することを目的とする。本発明
の別の目的は、サブミクロンレベルの測長SEM用基準
サンプルを製造する方法を提供することである。
【0006】
【課題を解決するための手段】上述の目的が、工程(ア
)〜(エ)、(ア)(110)Si単結晶基板の上に、
厚さ5〜50nmの絶縁膜を形成する工程:(イ)前記
絶縁膜の上に薄いレジスト膜を塗布し、レーザー干渉露
光器でストライプパターン露光し、現像して、レジスト
パターン膜を形成する工程:(ウ)前記レジストパター
ン膜をマスクにして、前記絶縁膜を選択エッチングする
工程:および(エ)前記絶縁膜をマスクにして、KOH
溶液のエッチング液で前記(110)Si単結晶基板を
異方性選択エッチングし、複数のストライプ溝のライン
アンドスペースパターンを形成する工程:からなること
を特徴とする測長SEM用基準サンプルの製造方法によ
って達成される。
)〜(エ)、(ア)(110)Si単結晶基板の上に、
厚さ5〜50nmの絶縁膜を形成する工程:(イ)前記
絶縁膜の上に薄いレジスト膜を塗布し、レーザー干渉露
光器でストライプパターン露光し、現像して、レジスト
パターン膜を形成する工程:(ウ)前記レジストパター
ン膜をマスクにして、前記絶縁膜を選択エッチングする
工程:および(エ)前記絶縁膜をマスクにして、KOH
溶液のエッチング液で前記(110)Si単結晶基板を
異方性選択エッチングし、複数のストライプ溝のライン
アンドスペースパターンを形成する工程:からなること
を特徴とする測長SEM用基準サンプルの製造方法によ
って達成される。
【0007】絶縁膜が厚さ5〜15nmのSiO2膜で
あるか、あるいは、厚さ10〜50nmのSi3N4
膜であることは好ましい。
あるか、あるいは、厚さ10〜50nmのSi3N4
膜であることは好ましい。
【0008】
【作用】本発明ではSi基板(ウェハー)に複数のスト
ライプ溝を非常に精度良くかつ微細パターンで形成する
ようにしている。そのために、■結晶方位が(110)
であるSi単結晶基板(ウェハー)を用いて、エッチン
グ液をKOH(水酸化カリウム)溶液として、結晶方位
を利用した異方性(垂直方向に)エッチングによってマ
スクのパターン(幅)を正確に反映した溝(すなわち、
、ラインアンドスペースパターン)をSi基板に形成す
る。■この時のエッチング液ではエッチングされない絶
縁膜で該マスクを構成し(従って、シフトが防止できる
)、さらにこのマスクが精度良いパターンとなるように
薄く(厚さ5〜500nm)してある。■絶縁膜パター
ンを微細にパターニングするために、この上にレジスト
(好ましくは、ポジ型レジスト)を薄く塗布形成し、レ
ーザー干渉露光器で直接に露光し、現像してレジストパ
ターン膜を形成する。このレジストパターン膜のピッチ
幅は使用レーザーの波長の整数倍で高精度である。
ライプ溝を非常に精度良くかつ微細パターンで形成する
ようにしている。そのために、■結晶方位が(110)
であるSi単結晶基板(ウェハー)を用いて、エッチン
グ液をKOH(水酸化カリウム)溶液として、結晶方位
を利用した異方性(垂直方向に)エッチングによってマ
スクのパターン(幅)を正確に反映した溝(すなわち、
、ラインアンドスペースパターン)をSi基板に形成す
る。■この時のエッチング液ではエッチングされない絶
縁膜で該マスクを構成し(従って、シフトが防止できる
)、さらにこのマスクが精度良いパターンとなるように
薄く(厚さ5〜500nm)してある。■絶縁膜パター
ンを微細にパターニングするために、この上にレジスト
(好ましくは、ポジ型レジスト)を薄く塗布形成し、レ
ーザー干渉露光器で直接に露光し、現像してレジストパ
ターン膜を形成する。このレジストパターン膜のピッチ
幅は使用レーザーの波長の整数倍で高精度である。
【0009】さらに、測長時のEB照射による帯電につ
いて、Si基板を使用することでかなり影響を少なくす
ることができる。本発明によって製造されたサンプルは
その形成したパターンが高精度でかつ微細であるので、
測長SEM用の基準サンプルとして安定している。
いて、Si基板を使用することでかなり影響を少なくす
ることができる。本発明によって製造されたサンプルは
その形成したパターンが高精度でかつ微細であるので、
測長SEM用の基準サンプルとして安定している。
【0010】
【実施例】以下、添付図面を参照して、本発明の実施態
様例によって本発明を詳細に説明する。図1(A)〜図
1(C)は、本発明に係る製造方法にしたがって製造過
程での測長SEM用基準サンプルの部分断面図であり、
図2は図1(C)に対応する製造した基準サンプルの部
分斜視図である。
様例によって本発明を詳細に説明する。図1(A)〜図
1(C)は、本発明に係る製造方法にしたがって製造過
程での測長SEM用基準サンプルの部分断面図であり、
図2は図1(C)に対応する製造した基準サンプルの部
分斜視図である。
【0011】先ず、結晶方位(110)の1.5インチ
のSi単結晶基板(ウェハー)1を用意する。図1Aに
示すように、このSi基板1を熱酸化してSiO2膜2
(厚さ:10nm)を形成する。その上にポジ型レジス
ト(OFPR:東京応化工業株式会社の商品名)を薄く
(厚さ:100nm)スピンコート法で塗布してレジス
ト膜3を形成する。
のSi単結晶基板(ウェハー)1を用意する。図1Aに
示すように、このSi基板1を熱酸化してSiO2膜2
(厚さ:10nm)を形成する。その上にポジ型レジス
ト(OFPR:東京応化工業株式会社の商品名)を薄く
(厚さ:100nm)スピンコート法で塗布してレジス
ト膜3を形成する。
【0012】次に、図2に示すようなレーザー干渉露光
器にて、レーザー(例えば、HeCdレーザー)21の
レーザー光22をハーフミラー23、ビームスプリッタ
ー24およびミラー25を介してSi基板1のレジスト
膜に照射露光する。レーザー光22は干渉して波長の整
数倍のピッチ幅P(図1B)で露光することになり、例
えば、201.7nmである。
器にて、レーザー(例えば、HeCdレーザー)21の
レーザー光22をハーフミラー23、ビームスプリッタ
ー24およびミラー25を介してSi基板1のレジスト
膜に照射露光する。レーザー光22は干渉して波長の整
数倍のピッチ幅P(図1B)で露光することになり、例
えば、201.7nmである。
【0013】図2のレーザー干渉露光器にて露光された
レジスト膜3を現像して、図1Bに示すように、レジス
トパターン膜3Aとする。これをマスクとして、絶縁膜
(SiO2)のエッチング液であるフッ酸溶液でSiO
2膜2を選択エッチングして、所定のパターン(酸化膜
パターン)2Aにする。レジストパターン膜を除去して
から、KOH溶液(好ましくは、エチルアルコールを混
合したエッチング溶液)を用いてSi基板1の表出部分
を異方性エッチングして、図1Cに示すように、ストラ
イプの溝4を掘る(形成する)。この時のKOH溶液は
SiO2をほとんどエッチングしないので、所定パター
ン通りの溝4のパターンが得られる。結晶方位を利用し
た異方性エッチングであるので、溝4の側面は基板表面
に対して垂直である。この状態を斜視図で示したのが図
3であり、溝4の垂直側面が(111)面である。溝4
の深さは、例えば、100nmである。そして、場合に
よってはSiO2パターン膜2Aをエッチング除去する
。
レジスト膜3を現像して、図1Bに示すように、レジス
トパターン膜3Aとする。これをマスクとして、絶縁膜
(SiO2)のエッチング液であるフッ酸溶液でSiO
2膜2を選択エッチングして、所定のパターン(酸化膜
パターン)2Aにする。レジストパターン膜を除去して
から、KOH溶液(好ましくは、エチルアルコールを混
合したエッチング溶液)を用いてSi基板1の表出部分
を異方性エッチングして、図1Cに示すように、ストラ
イプの溝4を掘る(形成する)。この時のKOH溶液は
SiO2をほとんどエッチングしないので、所定パター
ン通りの溝4のパターンが得られる。結晶方位を利用し
た異方性エッチングであるので、溝4の側面は基板表面
に対して垂直である。この状態を斜視図で示したのが図
3であり、溝4の垂直側面が(111)面である。溝4
の深さは、例えば、100nmである。そして、場合に
よってはSiO2パターン膜2Aをエッチング除去する
。
【0014】このようにして製造したストライプ溝パタ
ーンを有するサンプルを測長SEM装置にセットして、
レーザー干渉露光器で規定された高精度のサブミクロン
オーダのピッチ幅Pを利用して該装置の較正を行う。
ーンを有するサンプルを測長SEM装置にセットして、
レーザー干渉露光器で規定された高精度のサブミクロン
オーダのピッチ幅Pを利用して該装置の較正を行う。
【0015】
【発明の効果】以上説明したように、本発明に係るサン
プルを使用すれば、測長SEMの較正を安定してサブミ
クロンオーダで絶対値較正が可能になり、製造ラインで
の複数の測長SEMの装置間差を無くすことが可能とな
る。線幅を高精度に管理できることは微細加工に寄与し
、半導体装置の高密度・高集積化に寄与することになる
。
プルを使用すれば、測長SEMの較正を安定してサブミ
クロンオーダで絶対値較正が可能になり、製造ラインで
の複数の測長SEMの装置間差を無くすことが可能とな
る。線幅を高精度に管理できることは微細加工に寄与し
、半導体装置の高密度・高集積化に寄与することになる
。
【図1】図1は、本発明に係る製造方法にしたがって製
造過程での測長SEM用基準サンプルの部分断面図であ
り、(A)は絶縁膜およびレジスト膜形成した基準サン
プルの部分断面図であり、(B)は絶縁膜パターニング
後の基準サンプルの部分断面図であり、(C)は製造し
た基準サンプルの部分断面図である。
造過程での測長SEM用基準サンプルの部分断面図であ
り、(A)は絶縁膜およびレジスト膜形成した基準サン
プルの部分断面図であり、(B)は絶縁膜パターニング
後の基準サンプルの部分断面図であり、(C)は製造し
た基準サンプルの部分断面図である。
【図2】レーザー干渉露光器の原理図である。
【図3】図1(C)に対応する製造した基準サンプルの
部分断面斜視図である。
部分断面斜視図である。
1…Si基板(ウェハー)
2…絶縁膜
3…レジスト膜
3A…レジストパターン膜
4…溝
21…レーザー
25…ミラー
Claims (3)
- 【請求項1】 下記工程(ア)〜(エ)、(ア)(1
10)Si単結晶基板(1)の上に、厚さ5〜50nm
の絶縁膜(2)を形成する工程:(イ)前記絶縁膜(2
)の上に薄いレジスト膜(3)を塗布し、レーザー干渉
露光器でストライプパターン露光し、現像して、レジス
トパターン膜(3A)を形成する工程: (ウ)前記レジストパターン膜(3A)をマスクにして
、前記絶縁膜(2)を選択エッチングする工程:および (エ)前記絶縁膜(2A)をマスクにして、KOH溶液
のエッチング液で前記(110)Si単結晶基板(1)
を異方性エッチングし、複数のストライプ溝(4)のラ
インアンドスペースパターンを形成する工程:からなる
ことを特徴とする測長SEM用基準サンプルの製造方法
。 - 【請求項2】 前記絶縁膜(2)が厚さ5〜15nm
のSiO2膜であることを特徴とする請求項1記載の製
造方法。 - 【請求項3】 前記絶縁膜(2)が厚さ10〜50n
mのSi3N4 膜であることを特徴とする請求項1記
載の製造方法。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP3052381A JP2705338B2 (ja) | 1991-03-18 | 1991-03-18 | 測長sem用基準サンプルの製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP3052381A JP2705338B2 (ja) | 1991-03-18 | 1991-03-18 | 測長sem用基準サンプルの製造方法 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH04289411A true JPH04289411A (ja) | 1992-10-14 |
JP2705338B2 JP2705338B2 (ja) | 1998-01-28 |
Family
ID=12913226
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP3052381A Expired - Fee Related JP2705338B2 (ja) | 1991-03-18 | 1991-03-18 | 測長sem用基準サンプルの製造方法 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP2705338B2 (ja) |
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1991
- 1991-03-18 JP JP3052381A patent/JP2705338B2/ja not_active Expired - Fee Related
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