JP3104899B2 - 平面距離スケール - Google Patents
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- Length Measuring Devices With Unspecified Measuring Means (AREA)
- Length-Measuring Devices Using Wave Or Particle Radiation (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は走査型電子顕微鏡（ＳＥ
Ｍ）や原子間力顕微鏡などの高分解能な顕微鏡などの高
倍での倍率較正が可能になるスケールに関するものであ
る。
Ｍ）や原子間力顕微鏡などの高分解能な顕微鏡などの高
倍での倍率較正が可能になるスケールに関するものであ
る。
【０００２】
【従来の技術】微細加工技術の向上によりμｍオーダー
以下の微細な構造物の各種の利用が行われている。この
代表的な例としてＬＳＩがあり、現在ではサブミクロン
オーダーの微細加工技術を使用して生産が行われてい
る。さらに最近微細なマイクロマシンなどの作製も活性
化している。これらの微細加工において加工後の構造物
の形状の計測は非常に重要であるため、ＳＥＭなどの各
種の高分解能の測定法が利用されるようになり、μｍオ
ーダーでの形状観察が容易になされるようになってき
た。しかしながら、従来、たとえばＳＥＭにおいては１
０００倍程度の倍率で数１０〜数１００μｍの較正用の
パターンを観察し、これを基準にして電気的な外挿手法
によりμｍオーダーのパターンの寸法を推測しているの
が実状であり、収差等の影響により、その絶対的な寸法
はわからず、相対的な寸法値としてのみ意味をもつ。ま
た、原子間力顕微鏡など走査プローブ顕微鏡は原子オー
ダー（１ｎｍオーダー）の分解能があり、このレベルの
領域では各種の結晶の原子配列をスケールとして用いる
ことができるが、これよりも大きな領域ではＳＥＭと同
様絶対的なスケールは存在しなかった。さらにこのＡＦ
Ｍでは走査をピエゾ素子を用いて行っているためＳＥＭ
と比べると収差は桁違いに大きく、外挿法でそのスケー
ルを決めた場合、大きな誤差を生じる。いずれにせよ較
正用のパターンの大きさと測定対象の大きさが一致して
おらず外挿により、その寸法を推測しているのが実状で
ある。そこで最近、金属薄膜あるいはＷとＣなどを積層
させその断面を利用する方法が試みられるようになりつ
つある。単層薄膜の厚みは一般に約１ｎｍ程度の精度で
の評価が可能であるため、この薄膜断面をスケールとし
て利用する方法を用いることで、それ以前のスケールに
比べ精度が良くなってきた。
以下の微細な構造物の各種の利用が行われている。この
代表的な例としてＬＳＩがあり、現在ではサブミクロン
オーダーの微細加工技術を使用して生産が行われてい
る。さらに最近微細なマイクロマシンなどの作製も活性
化している。これらの微細加工において加工後の構造物
の形状の計測は非常に重要であるため、ＳＥＭなどの各
種の高分解能の測定法が利用されるようになり、μｍオ
ーダーでの形状観察が容易になされるようになってき
た。しかしながら、従来、たとえばＳＥＭにおいては１
０００倍程度の倍率で数１０〜数１００μｍの較正用の
パターンを観察し、これを基準にして電気的な外挿手法
によりμｍオーダーのパターンの寸法を推測しているの
が実状であり、収差等の影響により、その絶対的な寸法
はわからず、相対的な寸法値としてのみ意味をもつ。ま
た、原子間力顕微鏡など走査プローブ顕微鏡は原子オー
ダー（１ｎｍオーダー）の分解能があり、このレベルの
領域では各種の結晶の原子配列をスケールとして用いる
ことができるが、これよりも大きな領域ではＳＥＭと同
様絶対的なスケールは存在しなかった。さらにこのＡＦ
Ｍでは走査をピエゾ素子を用いて行っているためＳＥＭ
と比べると収差は桁違いに大きく、外挿法でそのスケー
ルを決めた場合、大きな誤差を生じる。いずれにせよ較
正用のパターンの大きさと測定対象の大きさが一致して
おらず外挿により、その寸法を推測しているのが実状で
ある。そこで最近、金属薄膜あるいはＷとＣなどを積層
させその断面を利用する方法が試みられるようになりつ
つある。単層薄膜の厚みは一般に約１ｎｍ程度の精度で
の評価が可能であるため、この薄膜断面をスケールとし
て利用する方法を用いることで、それ以前のスケールに
比べ精度が良くなってきた。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】しかし、金属薄膜積
層、単体金属と単体非金属積層を積層し、その断面を用
いるスケールでは、層界面における原子が拡散する。こ
の現象によって界面がシャープにならず、読みとる距離
に誤差が生じて、例えば、数１０ｎｍの距離を測長する
のに積層した薄膜間の拡散により界面の幅が数ｎｍにも
なるため、１０％以上の誤差が生じるなどの欠点があっ
た。
層、単体金属と単体非金属積層を積層し、その断面を用
いるスケールでは、層界面における原子が拡散する。こ
の現象によって界面がシャープにならず、読みとる距離
に誤差が生じて、例えば、数１０ｎｍの距離を測長する
のに積層した薄膜間の拡散により界面の幅が数ｎｍにも
なるため、１０％以上の誤差が生じるなどの欠点があっ
た。
【０００４】
【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
め、本発明は （１）既知の厚さの薄膜層を複数層積層させた薄膜の断
面を長さの基準として用いる平面距離スケールにおい
て、一方の層を金属層とし、他の一方の層を硼化物層、
炭化物層、窒化物層、酸化物層の少なくとも一種とし
て、これらの層を交互に並べた平面距離スケールを発明
の特徴とする。 （２）（１）項において、金属層が合金層である平面距
離スケールを発明の特徴とする。 （３）既知の厚さの薄膜層を複数層積層させた薄膜の断
面を長さの基準として用いる平面距離スケールにおい
て、硼化物層、炭化物層、窒化物層、酸化物層のいずれ
か２つの層を交互に積層させた薄膜の断面を用いる平面
距離スケールを発明の特徴とする。 換言すれば、本発明は薄膜層積層型スケールに使用する
薄膜に合金を含む金属、硼化物、炭化物、窒化物、酸化
物を使用することにより、精度の良い薄膜層積層型スケ
ールを提供し、微細構造物の測長を高精度に行うのに役
立てようとするものである。
め、本発明は （１）既知の厚さの薄膜層を複数層積層させた薄膜の断
面を長さの基準として用いる平面距離スケールにおい
て、一方の層を金属層とし、他の一方の層を硼化物層、
炭化物層、窒化物層、酸化物層の少なくとも一種とし
て、これらの層を交互に並べた平面距離スケールを発明
の特徴とする。 （２）（１）項において、金属層が合金層である平面距
離スケールを発明の特徴とする。 （３）既知の厚さの薄膜層を複数層積層させた薄膜の断
面を長さの基準として用いる平面距離スケールにおい
て、硼化物層、炭化物層、窒化物層、酸化物層のいずれ
か２つの層を交互に積層させた薄膜の断面を用いる平面
距離スケールを発明の特徴とする。 換言すれば、本発明は薄膜層積層型スケールに使用する
薄膜に合金を含む金属、硼化物、炭化物、窒化物、酸化
物を使用することにより、精度の良い薄膜層積層型スケ
ールを提供し、微細構造物の測長を高精度に行うのに役
立てようとするものである。
【０００５】
【作用】１０μｍ以下のスケールを機械加工で精度よく
形成することは現状の技術では非常に困難である。ま
た、ＬＳＩ等の加工に用いられているリソグラフィを利
用しても１００ｎｍ以下の平面スケールは形成すること
自体がほとんど不可能であり、また、仮に形成できたと
してもそれ自体のサイズを測定する方法がなかった。そ
こで、１ｎｍから１０μｍ程度の厚さの薄膜は、均一
性、制御性の点でも問題なく高精度に各種の材料でかつ
各種の形成法で形成することができ、さらに、その厚さ
は各種の段差計、あるいは、光学的手法で数Åから１０
数Åの誤差以内と非常に精度よく測定することができる
ことを利用して、複数の積層薄膜の断面を利用する精度
のよいスケールが提案された。しかしながら、このよう
な薄膜断面利用型スケールにおいては積層させる薄膜材
料の選択が重要になる。例えばＭｏとＳｉでは界面にお
ける原子の拡散が大きく、界面でＭｏ−Ｓｉ化合物がで
きて界面のシャープさが失われ、蒸着法、スパッタ法、
ＣＶＤ法など各種作製法の作製条件によっては界面幅が
２〜５ｎｍにも及ぶ場合がある。このため、例えば１０
ｎｍの厚みの重元素層と軽元素層を積層させ１０ｎｍの
スケールを作製しても誤差が数１０％にもなる。この誤
差は微小な距離を測定するスケールになればなるほど大
きくなる。このような現象はＷとＣなど様々な物質で生
じている。そこで薄膜層積層型スケールに使用する薄膜
に、本来安定な化合物である硼化物、炭化物、窒化物、
酸化物や安定な合金を少なくとも一方の薄膜層に使用す
ると、各薄膜層間における原子の拡散が抑制され、薄膜
層間の界面がシャープになる。このためこのような物質
を利用して薄膜層積層型スケールを作製すると精度の良
い薄膜層積層型スケールになり、微細構造物の測長を高
精度に行うのに役立つことになる。
形成することは現状の技術では非常に困難である。ま
た、ＬＳＩ等の加工に用いられているリソグラフィを利
用しても１００ｎｍ以下の平面スケールは形成すること
自体がほとんど不可能であり、また、仮に形成できたと
してもそれ自体のサイズを測定する方法がなかった。そ
こで、１ｎｍから１０μｍ程度の厚さの薄膜は、均一
性、制御性の点でも問題なく高精度に各種の材料でかつ
各種の形成法で形成することができ、さらに、その厚さ
は各種の段差計、あるいは、光学的手法で数Åから１０
数Åの誤差以内と非常に精度よく測定することができる
ことを利用して、複数の積層薄膜の断面を利用する精度
のよいスケールが提案された。しかしながら、このよう
な薄膜断面利用型スケールにおいては積層させる薄膜材
料の選択が重要になる。例えばＭｏとＳｉでは界面にお
ける原子の拡散が大きく、界面でＭｏ−Ｓｉ化合物がで
きて界面のシャープさが失われ、蒸着法、スパッタ法、
ＣＶＤ法など各種作製法の作製条件によっては界面幅が
２〜５ｎｍにも及ぶ場合がある。このため、例えば１０
ｎｍの厚みの重元素層と軽元素層を積層させ１０ｎｍの
スケールを作製しても誤差が数１０％にもなる。この誤
差は微小な距離を測定するスケールになればなるほど大
きくなる。このような現象はＷとＣなど様々な物質で生
じている。そこで薄膜層積層型スケールに使用する薄膜
に、本来安定な化合物である硼化物、炭化物、窒化物、
酸化物や安定な合金を少なくとも一方の薄膜層に使用す
ると、各薄膜層間における原子の拡散が抑制され、薄膜
層間の界面がシャープになる。このためこのような物質
を利用して薄膜層積層型スケールを作製すると精度の良
い薄膜層積層型スケールになり、微細構造物の測長を高
精度に行うのに役立つことになる。
【０００６】
【実施例】次に本発明の代表的な実施例について説明す
る。 （実施例１）図１は本発明の多層膜断面を示す。厚み５
ｍｍの鏡面研磨されたＳｉウエハ１上にｒｆスパッタ法
でＢＮ層２とＷ層３を交互に５対積層した多層膜を形成
する。このときＢＮの膜厚、Ｗの膜厚は全て５０ｎｍと
なるように成膜して形成した。この多層膜のＷ各層の厚
みをＸ線回折法で求めたところいずれのＷ層の厚みも実
際には５０ｎｍ±０．１ｎｍで形成されていること、ま
た、電子顕微鏡観察においてはいずれのＷ層、ＢＮ層と
も５０ｎｍ±０．２ｎｍの厚みで形成されていることが
確認された。この多層膜４を多層膜面内で約５ｍｍ×１
ｍｍ角になるように２個切り出し、切り出したものを多
層膜面同士が向き合うようにして図２に示すように接着
剤で接着し、およそ１０ｍｍ×５ｍｍ×１ｍｍの形状に
した後、多層膜４の断面が見える面を通常の電子顕微鏡
観察用試料作製の研磨技術などで平滑に研磨した。この
後、アンモニアと過酸化水素水の混合溶液に浸けてＷを
５ｎｍ程度エッチングした。以上のようにして形成した
スケールのＷ溝を溝に垂直な方向にＡＦＭ測定を行い、
その段差の１０％の高さと９０％の高さの幅を、１層の
厚み５０ｎｍで除した値は２％となった。一方、比較の
ために、上記と同様にして、Ｃの膜厚、Ｗの膜厚を全て
５０ｎｍとし交互に５対積層した多層膜スケールを作製
した。上記と同様にＡＦＭ測定を行って、その段差の１
０％の高さと９０％の高さの幅を、５０ｎｍで除した値
は１８％であった。つまり、ＢＮ層とＷ層を積層したス
ケールはＣ層とＷ層を積層したスケールに比べ精度が９
倍向上したことが確認された。
る。 （実施例１）図１は本発明の多層膜断面を示す。厚み５
ｍｍの鏡面研磨されたＳｉウエハ１上にｒｆスパッタ法
でＢＮ層２とＷ層３を交互に５対積層した多層膜を形成
する。このときＢＮの膜厚、Ｗの膜厚は全て５０ｎｍと
なるように成膜して形成した。この多層膜のＷ各層の厚
みをＸ線回折法で求めたところいずれのＷ層の厚みも実
際には５０ｎｍ±０．１ｎｍで形成されていること、ま
た、電子顕微鏡観察においてはいずれのＷ層、ＢＮ層と
も５０ｎｍ±０．２ｎｍの厚みで形成されていることが
確認された。この多層膜４を多層膜面内で約５ｍｍ×１
ｍｍ角になるように２個切り出し、切り出したものを多
層膜面同士が向き合うようにして図２に示すように接着
剤で接着し、およそ１０ｍｍ×５ｍｍ×１ｍｍの形状に
した後、多層膜４の断面が見える面を通常の電子顕微鏡
観察用試料作製の研磨技術などで平滑に研磨した。この
後、アンモニアと過酸化水素水の混合溶液に浸けてＷを
５ｎｍ程度エッチングした。以上のようにして形成した
スケールのＷ溝を溝に垂直な方向にＡＦＭ測定を行い、
その段差の１０％の高さと９０％の高さの幅を、１層の
厚み５０ｎｍで除した値は２％となった。一方、比較の
ために、上記と同様にして、Ｃの膜厚、Ｗの膜厚を全て
５０ｎｍとし交互に５対積層した多層膜スケールを作製
した。上記と同様にＡＦＭ測定を行って、その段差の１
０％の高さと９０％の高さの幅を、５０ｎｍで除した値
は１８％であった。つまり、ＢＮ層とＷ層を積層したス
ケールはＣ層とＷ層を積層したスケールに比べ精度が９
倍向上したことが確認された。
【０００７】（実施例２）実施例１と同様にしてＢ4 Ｃ
の膜厚、Ｗの膜厚を５０ｎｍとして構成した積層薄膜断
面利用スケールのＷ溝を溝に垂直な方向にＡＦＭ測定を
行い、その段差の１０％の高さと９０％の高さの幅を、
１層の厚み５０ｎｍで除した値は４％となり、ＣとＷの
積層薄膜断面利用スケールの精度に比べ精度が良いこと
が確認された。
の膜厚、Ｗの膜厚を５０ｎｍとして構成した積層薄膜断
面利用スケールのＷ溝を溝に垂直な方向にＡＦＭ測定を
行い、その段差の１０％の高さと９０％の高さの幅を、
１層の厚み５０ｎｍで除した値は４％となり、ＣとＷの
積層薄膜断面利用スケールの精度に比べ精度が良いこと
が確認された。
【０００８】（実施例３）実施例１と同様にしてＳｉＣ
の膜厚、Ｗの膜厚を５０ｎｍとした積層薄膜断面利用ス
ケールのＷ溝を溝に垂直な方向にＡＦＭ測定を行い、そ
の段差の１０％の高さと９０％の高さの幅を、１層の厚
み５０ｎｍで除した値は４％となり、ＣとＷの積層薄膜
断面利用スケールの精度に比べ精度が良いことが確認さ
れた。
の膜厚、Ｗの膜厚を５０ｎｍとした積層薄膜断面利用ス
ケールのＷ溝を溝に垂直な方向にＡＦＭ測定を行い、そ
の段差の１０％の高さと９０％の高さの幅を、１層の厚
み５０ｎｍで除した値は４％となり、ＣとＷの積層薄膜
断面利用スケールの精度に比べ精度が良いことが確認さ
れた。
【０００９】（実施例４）実施例１と同様にしてＡｌＮ
の膜厚、Ｗの膜厚を５０ｎｍとした積層薄膜断面利用ス
ケールのＷ溝を溝に垂直な方向にＡＦＭ測定を行い、そ
の段差の１０％の高さと９０％の高さの幅を、１層の厚
み５０ｎｍで除した値は３．５％となり、ＣとＷの積層
薄膜断面利用スケールの精度に比べ精度が良いことが確
認された。
の膜厚、Ｗの膜厚を５０ｎｍとした積層薄膜断面利用ス
ケールのＷ溝を溝に垂直な方向にＡＦＭ測定を行い、そ
の段差の１０％の高さと９０％の高さの幅を、１層の厚
み５０ｎｍで除した値は３．５％となり、ＣとＷの積層
薄膜断面利用スケールの精度に比べ精度が良いことが確
認された。
【００１０】（実施例５）実施例１と同様にしてＡｌ2
Ｏ3 の膜厚、Ｗの膜厚を５０ｎｍとした積層薄膜断面利
用スケールのＷ溝を溝に垂直な方向にＡＦＭ測定を行
い、その段差の１０％の高さと９０％の高さの幅を、１
層の厚み５０ｎｍで除した値は６％となり、ＣとＷの積
層薄膜断面利用スケールの精度に比べ精度が良いことが
確認された。
Ｏ3 の膜厚、Ｗの膜厚を５０ｎｍとした積層薄膜断面利
用スケールのＷ溝を溝に垂直な方向にＡＦＭ測定を行
い、その段差の１０％の高さと９０％の高さの幅を、１
層の厚み５０ｎｍで除した値は６％となり、ＣとＷの積
層薄膜断面利用スケールの精度に比べ精度が良いことが
確認された。
【００１１】（実施例６）実施例１と同様にしてＺｒＯ
2 の膜厚、Ｗの膜厚を１０ｎｍとした積層薄膜断面利用
スケールのＷ溝を溝に垂直な方向にＡＦＭ測定を行い、
その段差の１０％の高さと９０％の高さの幅を、１層の
厚み５０ｎｍで除した値は６．５％であって、ＣとＷの
積層薄膜断面利用スケールの精度に比べ精度が良いこと
が確認された。
2 の膜厚、Ｗの膜厚を１０ｎｍとした積層薄膜断面利用
スケールのＷ溝を溝に垂直な方向にＡＦＭ測定を行い、
その段差の１０％の高さと９０％の高さの幅を、１層の
厚み５０ｎｍで除した値は６．５％であって、ＣとＷの
積層薄膜断面利用スケールの精度に比べ精度が良いこと
が確認された。
【００１２】（実施例７）実施例１と同様にしてＡｌＮ
の膜厚、ＷＣの膜厚を１０ｎｍとした積層薄膜断面利用
スケールのＷＣ溝を溝に垂直な方向にＡＦＭ測定を行
い、その段差の１０％の高さと９０％の高さの幅を、１
層の厚み５０ｎｍで除した値は２．８％となり、ＣとＷ
の積層薄膜断面利用スケールの精度に比べ精度が良いこ
とが確認された。
の膜厚、ＷＣの膜厚を１０ｎｍとした積層薄膜断面利用
スケールのＷＣ溝を溝に垂直な方向にＡＦＭ測定を行
い、その段差の１０％の高さと９０％の高さの幅を、１
層の厚み５０ｎｍで除した値は２．８％となり、ＣとＷ
の積層薄膜断面利用スケールの精度に比べ精度が良いこ
とが確認された。
【００１３】（実施例８）実施例１と同様にしてＡｌＮ
の膜厚、ＲｅＷの膜厚を１０ｎｍとした積層薄膜断面利
用スケールのＲｅＷ溝を溝に垂直な方向にＡＦＭ測定を
行い、その段差の１０％の高さと９０％の高さの幅を、
１層の厚み５０ｎｍで除した値は１．８％となり、Ｃと
Ｗの積層薄膜断面利用スケールの精度に比べ精度が良い
ことが確認された。
の膜厚、ＲｅＷの膜厚を１０ｎｍとした積層薄膜断面利
用スケールのＲｅＷ溝を溝に垂直な方向にＡＦＭ測定を
行い、その段差の１０％の高さと９０％の高さの幅を、
１層の厚み５０ｎｍで除した値は１．８％となり、Ｃと
Ｗの積層薄膜断面利用スケールの精度に比べ精度が良い
ことが確認された。
【００１４】（実施例９）厚み５ｍｍの鏡面研磨された
Ｓｉウエハ上にｒｆスパッタ法でＡｌ2 Ｏ3 層とＷＣ層
を交互に３対積層した多層膜を形成する。このときのＡ
ｌ2 Ｏ3 膜厚、ＷＣの膜厚は最初の１対は５０ｎｍづつ
の厚みとなるように、次の１対は１００ｎｍづつの厚み
となるように、次の１対は１５０ｎｍづつの厚みとなる
ように成膜して形成した。この多層膜の各層の厚みを電
子顕微鏡観察において求めたところ最初のＡｌ2 Ｏ
3 層、ＷＣ層とも、５０ｎｍ±０．３ｎｍの厚みで、次
のＡｌ2Ｏ3 層、ＷＣ層はともに１００ｎｍ±０．４ｎ
ｍの厚みで、最後のＡｌ2 Ｏ3 層、ＷＣ層はともに１５
０ｎｍ±０．４ｎｍの厚みで形成されていることが確認
された。この多層膜を多層膜面内で約５ｍｍ×１ｍｍ角
になるように２個切り出し、切り出したものを多層膜面
同士が向き合うようにして接着剤で接着し、およそ１０
ｍｍ×５ｍｍ×１ｍｍの形状にした後、多層膜の断面が
見える面を通常の電子顕微鏡観察用試料作製の研磨技術
などで平滑に研磨した。この後、アンモニアと過酸化水
素水の混合溶液に浸けてＷＣを５ｎｍ程度エッチングし
た。以上のようにして形成したスケールのＷＣ溝を、溝
に垂直な方向にＡＦＭ測定を行い、その段差の１０％の
高さと９０％の高さの幅を、それぞれの１層の厚み５０
ｎｍで除した値は４％となった。一方、比較のために、
上記と同様にして、ＣとＷを用い、Ｃの膜厚、Ｗの膜厚
を本実施例の発明と同様の構造の多層膜スケールを作製
した。上記と同様にＡＦＭ測定を行って、最初の段差、
次の段差、最後の段差の１０％の高さと９０％の高さの
幅を、それぞれ最初の溝の幅、次の溝の幅、最後の溝の
幅で除した値は１６％から２１％であった。つまり、Ａ
ｌ2 Ｏ3 層とＷＣ層を積層したスケールはＣ層とＷ層を
積層したスケールに比べ精度が約４倍以上向上したこと
が確認された。
Ｓｉウエハ上にｒｆスパッタ法でＡｌ2 Ｏ3 層とＷＣ層
を交互に３対積層した多層膜を形成する。このときのＡ
ｌ2 Ｏ3 膜厚、ＷＣの膜厚は最初の１対は５０ｎｍづつ
の厚みとなるように、次の１対は１００ｎｍづつの厚み
となるように、次の１対は１５０ｎｍづつの厚みとなる
ように成膜して形成した。この多層膜の各層の厚みを電
子顕微鏡観察において求めたところ最初のＡｌ2 Ｏ
3 層、ＷＣ層とも、５０ｎｍ±０．３ｎｍの厚みで、次
のＡｌ2Ｏ3 層、ＷＣ層はともに１００ｎｍ±０．４ｎ
ｍの厚みで、最後のＡｌ2 Ｏ3 層、ＷＣ層はともに１５
０ｎｍ±０．４ｎｍの厚みで形成されていることが確認
された。この多層膜を多層膜面内で約５ｍｍ×１ｍｍ角
になるように２個切り出し、切り出したものを多層膜面
同士が向き合うようにして接着剤で接着し、およそ１０
ｍｍ×５ｍｍ×１ｍｍの形状にした後、多層膜の断面が
見える面を通常の電子顕微鏡観察用試料作製の研磨技術
などで平滑に研磨した。この後、アンモニアと過酸化水
素水の混合溶液に浸けてＷＣを５ｎｍ程度エッチングし
た。以上のようにして形成したスケールのＷＣ溝を、溝
に垂直な方向にＡＦＭ測定を行い、その段差の１０％の
高さと９０％の高さの幅を、それぞれの１層の厚み５０
ｎｍで除した値は４％となった。一方、比較のために、
上記と同様にして、ＣとＷを用い、Ｃの膜厚、Ｗの膜厚
を本実施例の発明と同様の構造の多層膜スケールを作製
した。上記と同様にＡＦＭ測定を行って、最初の段差、
次の段差、最後の段差の１０％の高さと９０％の高さの
幅を、それぞれ最初の溝の幅、次の溝の幅、最後の溝の
幅で除した値は１６％から２１％であった。つまり、Ａ
ｌ2 Ｏ3 層とＷＣ層を積層したスケールはＣ層とＷ層を
積層したスケールに比べ精度が約４倍以上向上したこと
が確認された。
【００１５】（実施例１０）実施例９と同様に厚み５ｍ
ｍの鏡面研磨されたＳｉウエハ上にｒｆスパッタ法でＢ
4 Ｃ層とＷＣ層を交互に３対積層した多層膜を形成す
る。このときのＢ4 Ｃ膜厚、ＷＣの膜厚は最初の１対は
５０ｎｍづつの厚みとなるように、次の１対は１００ｎ
ｍづつの厚みとなるように、次の１対は１５０ｎｍづつ
の厚みとなるように成膜して形成した。この多層膜の各
層の厚みを電子顕微鏡観察において求めたところ最初の
Ｂ4 Ｃ層、ＷＣ層とも５０ｎｍ±０．３ｎｍの厚みで、
次のＢ4Ｃ層、ＷＣ層はともに１００ｎｍ±０．３ｎｍ
の厚みで、最後のＢ4 Ｃ層、ＷＣ層はともに１５０ｎｍ
±０．３ｎｍの厚みで形成されていることが確認され
た。この多層膜を多層膜面内で約５ｍｍ×１ｍｍ角にな
るように２個切り出し、切り出したものを多層膜面同士
が向き合うようにして接着剤で接着し、およそ１０ｍｍ
×５ｍｍ×１ｍｍの形状にした後、多層膜の断面が見え
る面を通常の電子顕微鏡観察用試料作製の研磨技術など
で平滑に研磨した。この後、アンモニアと過酸化水素水
の混合溶液に浸けてＷＣを５ｎｍ程度エッチングした。
以上のようにして形成したスケールのＷＣ溝を、溝に垂
直な方向にＡＦＭ測定を行い、その段差の１０％の高さ
と９０％の高さの幅を、それぞれの１層の厚み５０ｎｍ
で除した値は最初から４％，３％，２％，となった。一
方、比較のために、上記と同様にして、ＣとＷを用い、
Ｃの膜厚、Ｗの膜厚を本実施例の発明と同様の構造の多
層膜スケールを作製した。上記と同様にＡＦＭ測定を行
って、最初の段差、次の段差、最後の段差の１０％の高
さと９０％の高さの幅を、それぞれ最初の溝の幅、次の
溝の幅、最後の溝の幅で除した値は１６％から２１％で
あった。つまり、Ａｌ2 Ｏ3 層とＷＣ層を積層したスケ
ールはＣ層とＷ層を積層したスケールに比べ精度が約４
から１０倍程度向上したことが確認された。
ｍの鏡面研磨されたＳｉウエハ上にｒｆスパッタ法でＢ
4 Ｃ層とＷＣ層を交互に３対積層した多層膜を形成す
る。このときのＢ4 Ｃ膜厚、ＷＣの膜厚は最初の１対は
５０ｎｍづつの厚みとなるように、次の１対は１００ｎ
ｍづつの厚みとなるように、次の１対は１５０ｎｍづつ
の厚みとなるように成膜して形成した。この多層膜の各
層の厚みを電子顕微鏡観察において求めたところ最初の
Ｂ4 Ｃ層、ＷＣ層とも５０ｎｍ±０．３ｎｍの厚みで、
次のＢ4Ｃ層、ＷＣ層はともに１００ｎｍ±０．３ｎｍ
の厚みで、最後のＢ4 Ｃ層、ＷＣ層はともに１５０ｎｍ
±０．３ｎｍの厚みで形成されていることが確認され
た。この多層膜を多層膜面内で約５ｍｍ×１ｍｍ角にな
るように２個切り出し、切り出したものを多層膜面同士
が向き合うようにして接着剤で接着し、およそ１０ｍｍ
×５ｍｍ×１ｍｍの形状にした後、多層膜の断面が見え
る面を通常の電子顕微鏡観察用試料作製の研磨技術など
で平滑に研磨した。この後、アンモニアと過酸化水素水
の混合溶液に浸けてＷＣを５ｎｍ程度エッチングした。
以上のようにして形成したスケールのＷＣ溝を、溝に垂
直な方向にＡＦＭ測定を行い、その段差の１０％の高さ
と９０％の高さの幅を、それぞれの１層の厚み５０ｎｍ
で除した値は最初から４％，３％，２％，となった。一
方、比較のために、上記と同様にして、ＣとＷを用い、
Ｃの膜厚、Ｗの膜厚を本実施例の発明と同様の構造の多
層膜スケールを作製した。上記と同様にＡＦＭ測定を行
って、最初の段差、次の段差、最後の段差の１０％の高
さと９０％の高さの幅を、それぞれ最初の溝の幅、次の
溝の幅、最後の溝の幅で除した値は１６％から２１％で
あった。つまり、Ａｌ2 Ｏ3 層とＷＣ層を積層したスケ
ールはＣ層とＷ層を積層したスケールに比べ精度が約４
から１０倍程度向上したことが確認された。
【００１６】
【発明の効果】以上述べたように本発明のスケールは薄
膜の厚みを利用し、かつ、薄膜層間の原子の拡散の少な
い化学的に安定な材料を適用するため、層界面が数原子
レベルの厚みの乱れのみのシャープさをもつ。このため
本発明のスケールを使用することで、数１０ｎｍレベル
の高精度測長を実現できるという効果を有することにな
る。本実施例では成膜をスパッタ法で行ったが成膜自体
は抵抗加熱蒸着、電子線ビーム蒸着、イオンビームスパ
ッタ、ｒｆスパッタ、ｄｃスパッタ、ＭＢＥ、ＣＶＤな
ど成膜できるものであればどのような方法を使用しても
よく、また、本実施例では基板にＳｉウエハを使用した
が基板面が平滑であれば基板の材質は問わない。さら
に、本実施例では化合物層の組合わせとして窒化物と炭
化物、酸化物と炭化物、硼化物と炭化物の例について述
べたが、酸化物と窒化物、窒化物と硼化物、硼化物と窒
化物についても同様の効果が得られる。例えば、ＮｂＣ
／ＷＢ，ＴｉＣ／ＷＢ，ＺｒＣ／ＷＢ，ＴａＣ／ＷＢ，
ＴｉＣ／Ｗ2 Ｃ，ＺｒＣ／Ｗ2 Ｃ，ＴａＣ／Ｗ2 Ｃ，Ｎ
ｂＣ／Ｗ2 Ｃ，Ｔｉ2 Ｏ3 ／Ｗ2 Ｃ，ＨｆＯ2 ／Ｗ
2 Ｃ，ＺｒＯ2 ／Ｗ2 Ｃなどを用いることができる。本
実施例では１層の厚みを５０ｎｍや１００ｎｍあるいは
１５０ｎｍにしたがこれは長さに制限があるわけでは無
い。また、一層の厚みを様々に変えて何種類も作製して
おくと一種のスケールで様々な距離の較正が可能なスケ
ールとなることはいうまでもない。多層膜を切断するの
に多層膜面に対しほぼ垂直にカットしたが、膜面に対し
垂直以外にカットしてもよい。この場合、傾き角が大き
くなるほど垂直にカットした場合よりも大きなサイズの
測長を行うスケールを作製することができる。
膜の厚みを利用し、かつ、薄膜層間の原子の拡散の少な
い化学的に安定な材料を適用するため、層界面が数原子
レベルの厚みの乱れのみのシャープさをもつ。このため
本発明のスケールを使用することで、数１０ｎｍレベル
の高精度測長を実現できるという効果を有することにな
る。本実施例では成膜をスパッタ法で行ったが成膜自体
は抵抗加熱蒸着、電子線ビーム蒸着、イオンビームスパ
ッタ、ｒｆスパッタ、ｄｃスパッタ、ＭＢＥ、ＣＶＤな
ど成膜できるものであればどのような方法を使用しても
よく、また、本実施例では基板にＳｉウエハを使用した
が基板面が平滑であれば基板の材質は問わない。さら
に、本実施例では化合物層の組合わせとして窒化物と炭
化物、酸化物と炭化物、硼化物と炭化物の例について述
べたが、酸化物と窒化物、窒化物と硼化物、硼化物と窒
化物についても同様の効果が得られる。例えば、ＮｂＣ
／ＷＢ，ＴｉＣ／ＷＢ，ＺｒＣ／ＷＢ，ＴａＣ／ＷＢ，
ＴｉＣ／Ｗ2 Ｃ，ＺｒＣ／Ｗ2 Ｃ，ＴａＣ／Ｗ2 Ｃ，Ｎ
ｂＣ／Ｗ2 Ｃ，Ｔｉ2 Ｏ3 ／Ｗ2 Ｃ，ＨｆＯ2 ／Ｗ
2 Ｃ，ＺｒＯ2 ／Ｗ2 Ｃなどを用いることができる。本
実施例では１層の厚みを５０ｎｍや１００ｎｍあるいは
１５０ｎｍにしたがこれは長さに制限があるわけでは無
い。また、一層の厚みを様々に変えて何種類も作製して
おくと一種のスケールで様々な距離の較正が可能なスケ
ールとなることはいうまでもない。多層膜を切断するの
に多層膜面に対しほぼ垂直にカットしたが、膜面に対し
垂直以外にカットしてもよい。この場合、傾き角が大き
くなるほど垂直にカットした場合よりも大きなサイズの
測長を行うスケールを作製することができる。
【図１】Ｓｉ基板上にＢＮ層／Ｗ層／ＢＮ層／Ｗ層・・
・を積層させた多層膜の断面を示した図である。
・を積層させた多層膜の断面を示した図である。
【図２】Ｓｉ基板上に形成したＢＮ層／Ｗ層／ＢＮ層／
Ｗ層・・・を多層膜面にほぼ垂直（Ｓｉ基板面にもほぼ
垂直）に切り出したものを膜表面を向かい合わせて張り
付けた構造を示す図である。
Ｗ層・・・を多層膜面にほぼ垂直（Ｓｉ基板面にもほぼ
垂直）に切り出したものを膜表面を向かい合わせて張り
付けた構造を示す図である。
１ Ｓｉ基板 ２ ＢＮ層 ３ Ｗ層 ４ 多層膜
フロントページの続き (56)参考文献 特開 平６−218870（ＪＰ，Ａ) 特開 平６−58753（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) G01B 21/00 - 21/32 G01B 1/00 - 3/08 G01B 3/11 - 3/56 G01B 15/00 - 15/08
Claims (3)
- 【請求項１】 既知の厚さの薄膜層を複数層積層させた
薄膜の断面を長さの基準として用いる平面距離スケール
において、一方の層を金属層とし、他の一方の層を硼化
物層、炭化物層、窒化物層、酸化物層の少なくとも一種
として、これらの層を交互に並べたことを特徴とする平
面距離スケール。 - 【請求項２】 請求項１において、金属層が合金層であ
ることを特徴とする平面距離スケール。 - 【請求項３】 既知の厚さの薄膜層を複数層積層させた
薄膜の断面を長さの基準として用いる平面距離スケール
において、硼化物層、炭化物層、窒化物層、酸化物層の
いずれか２つの層を交互に積層させた薄膜の断面を用い
ることを特徴とする平面距離スケール。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP06252853A JP3104899B2 (ja) | 1994-09-21 | 1994-09-21 | 平面距離スケール |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP06252853A JP3104899B2 (ja) | 1994-09-21 | 1994-09-21 | 平面距離スケール |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0894346A JPH0894346A (ja) | 1996-04-12 |
| JP3104899B2 true JP3104899B2 (ja) | 2000-10-30 |
Family
ID=17243090
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP06252853A Expired - Fee Related JP3104899B2 (ja) | 1994-09-21 | 1994-09-21 | 平面距離スケール |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3104899B2 (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| 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 |
| US8373113B2 (en) | 2008-11-05 | 2013-02-12 | Hitachi High-Technologies Corporation | Calibration standard member, method for manufacturing the member and scanning electronic microscope using the member |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE19604348C2 (de) * | 1996-02-07 | 2003-10-23 | Deutsche Telekom Ag | Verfahren zur Herstellung einer kalibrierten Längenskala im Nanometerbereich für technische Geräte, die der hochauflösenden bis ultrahochauflösenden Abbildung von Strukturen dienen |
-
1994
- 1994-09-21 JP JP06252853A patent/JP3104899B2/ja not_active Expired - Fee Related
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| 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 |
| US8373113B2 (en) | 2008-11-05 | 2013-02-12 | Hitachi High-Technologies Corporation | Calibration standard member, method for manufacturing the member and scanning electronic microscope using the member |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0894346A (ja) | 1996-04-12 |
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