JPH09229629A - 試料ステージ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 電子ビーム測長装置の寸法校正のための絶対
校正部材を試料ステージに搭載する。 【構成】 面方位が（１１０）面の表面を有する半導体
基板を用い、レーザ干渉露光と湿式異方性エッチングに
より該表面上に０．１μｍピッチの凹凸パターンを形成
した絶対校正部材を試料ステージに搭載するする。 【効果】 本発明による回折格子を搭載することによ
り、電子ビーム測長装置における寸法校正が０．０１μ
ｍオーダの精度で行なうことが可能となる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、寸法測長用の寸法校正
を行う測長用校正部材及び校正部材の作製方法であっ
て、特にサブミクロン以下の微小寸法に対応した電子ビ
ーム測長に好適な測長用部材及びその作製方法に関す
る。

【０００２】

【従来の技術】従来の装置は、特開昭５９−１２３１４
９号に記載のように、寸法校正機能は全くなく、単に試
料観察点の移動の機能のみを有していた。また測長用部
材としては、特開昭６１−２９２５０５号公報に異方性
エッチングにより作製される鋸歯状の測定用基準体が開
示されている。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】上記従来技術は、鋸歯
状の回折格子について開示していたが検出信号のＳ／Ｎ
について問題があった。

【０００４】本発明の目的は、移動ステージ上に絶対校
正用部材を配置することにより、常に高い寸法精度と安
定性を付加することにある。

【０００５】

【課題を解決するための手段】上記目的は、回折角測定
（光学式測定）で保証された絶対校正用回折格子を、移
動ステージに配置することにより達成される。

【０００６】すなわち、上記絶対校正用回折格子は、１
μｍ以下の微細な寸法で、電子ビーム走査時の２次電子
信号のＳＮ比が高く、その寸法値が他の測定手段で保証
されることが必須条件である。

【０００７】上記目的を達成するために、１μｍ以下の
寸法を高い精度でパターニングできるレーザ干渉露光方
式と、微細でかつアスペクト比の高い垂直断面構造が作
製できるＳｉもしくは化合物半導体の（１１０）基板と
湿式異方性エッチングを組合わせることにより、（１１
１）面で形成される垂直断面構造を有し、かつ、２次電
子信号の高いＳＮ比が得られる寸法校正用回折格子を作
製した。本回折格子は、一定のピッチを有することか
ら、単一波長光源を入射、回折させることによりその回
折角からピッチ寸法を保証することにより、上記目的を
達成することができる。またピッチ寸法の保証は、ステ
ージ組込後も、ステージ移動量とピッチ移動の対応から
も達成できる。

【０００８】

【作用】（１１０）Ｓｉもしくは（１１０）化合物半導
体基板上にレーザ干渉露光方式と湿式異方性エッチング
によりパターニングされた回折格子は、０．１μｍピッ
チ程度まで加工することが可能で、その精度は回折角測
定により０．００１μｍまで保証できる特徴がある。こ
の回折格子を移動ステージ上に配置し、試料を測長する
前に回折格子を測長することで、いつの段階でも絶対校
正が可能となる。また、回折格子を、ステージ移動方向
に垂直な方向に設置することで、ステージ移動量と移動
した回折格子のピッチ数との対応により、装置に組込後
も、絶対寸法値を保証することが可能となる。

【０００９】

【実施例】以下、本発明の一実施例を図１，図２，図３
により説明する。

【００１０】図１に本発明の概略構成を示す。移動ステ
ージは、Ｘ方向に移動し、その移動量は、各々レーザ干
渉計により測定される。絶対校正用に用いた回折格子
は、（１１０）Ｓｉ基板に、Ｈｅ−Ｃｄレーザによる干
渉露光によるパターニングを用い、イソプロピルアルコ
ール飽和ＫＯＨ水溶液（３０ｗｔ％，８０℃）の異方性
エッチにより得られ、ピッチ０．２８μｍ，深さ１μｍ
であり、回折角の測定からそのピッチ寸法精度は０．０
１μｍ以下であった。（図２）この回折格子を電子ビー
ムで走査した場合得られる２次電子波形は、図３に示す
通りＳＮ比の良い良好なものが得られた。

【００１１】次に電子ビームを固定しステージを移動さ
せ移動したピッチ寸法と、レーザ干渉計によるステージ
移動量の測定から、その精度は０．０１６μｍで保証さ
れていた。以上の様に、２つの異なる測定方法により
０．０１μｍの精度で絶対寸法が保証された。

【００１２】本実施例ではステージがＸ方向のみの移動
の場合について説明したが、Ｙ方向についても移動方向
に垂直な方向に本実施例で用いた回折格子をステージ上
に設置すれば全く同じ効果が得られることは言うまでも
ない。

【００１３】

【発明の効果】本発明によれば、測長寸法の絶対校正
を、ステージ内の標準試料（回折格子）により行なえる
ので、これまで実現されなかった絶対寸法を高い精度で
保証できる。また標準試料の絶対寸法についても、組込
前の光学測定、組込後はステージ移動量測定方式により
常に高精度に保証される。

【００１４】さらに、本発明で用いる（１１０）Ｓｉま
たは（１１０）化合物半導体基板で作製する回折格子は
他の回折格子に比べ溝の深い回折格子が作製できるの
で、２次電子信号が良好でかつ、電子線照射による汚染
の影響が少なく経時変化がないことから、半永久的に使
用できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例の概略構成を示す図。

【図２】本発明で用いた回折格子の断面図。

【図３】その回折格子から得られた２次電子信号波形を
示す図。

【符号の説明】

１…試料、２…ステージ駆動モータ、３…試料移動ステ
ージ、４…レーザ干渉測定器、５…回折格子、６…電子
ビーム、７…（１１０）Ｓｉ基板、８…（１１１）Ｓｉ
結晶面。

Claims (6)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】試料を保持する試料ステージにおいて湿式
   異方性エッチングにより形成された斜面を有する回折格
   子に比べてアスペクト比が高い垂直断面構造を有する回
   折格子を該ステージ上に設けたことを特徴とする試料ス
   テージ。
2. 【請求項２】上記アスペクト比が１以上であることを特
   徴とする請求項１記載の試料ステージ。
3. 【請求項３】試料を保持する試料ステージにおいて光学
   的手段により絶対寸法が求められている（１１０）面と
   （１１１）面で構成される凹凸状の標準部材を該ステー
   ジ上に設けたことを特徴とする試料ステージ。
4. 【請求項４】粒子線と試料を保持するステージを相対に
   走査する試料ステージにおいて該粒子線を走査して得ら
   れる信号のピッチが等間隔で凹凸部材の１つの凸部から
   の信号が２つの直線の交点となる２つのピークを発生す
   る凹凸状回折格子を該ステージ上に設けたことを特徴と
   した試料ステージ。
5. 【請求項５】上記試料ステージが一定方向に移動するス
   テージで上記凹凸状標準部材もしくは回折格子の凹凸パ
   ターンが移動方向にたいして直交するように該ステージ
   上に設けたことを特徴とする請求項１から４のいずれか
   記載の試料ステージ。
6. 【請求項６】上記移動方向が互いに直交する２方向に移
   動するステージで上記凹凸状標準部材もしくは回折格子
   の凹凸パターンがそれぞれの移動方向にたいして直交す
   るように該ステージ上に２つ設けたことを特徴とする請
   求項５記載の試料ステージ。