JP7267882B2 - 基板、パターン、及び計測装置の較正方法 - Google Patents

Description

本発明の実施形態は、基板、パターン、及び計測装置の較正方法に関する。

パターンの延伸方向の粗度であるＬＥＲ（Ｌｉｎｅ Ｅｄｇｅ Ｒｏｕｇｈｎｅｓｓ）は半導体装置の特性に大きく影響する。測長ＳＥＭ等の計測装置による計測に基づいてＬＥＲを算出する場合、較正により計測装置のノイズを差し引く必要がある。

特開平１１－３２６２４７号公報 特開平４－２７４３３３号公報

１つの実施形態は、計測装置の較正の精度を向上させることができる基板、パターン、及び計測装置の較正方法を提供することを目的とする。

実施形態のパターンは、＜１１１＞方向に交わる方向に延び、延伸方向の側面が少なくとも１つの｛１１１｝結晶面を有する第１および第２のラインパターンを備え、前記第１のラインパターンの前記側面が有する第１のラフネスは所定値未満であり、前記第２のラインパターンの前記側面は、前記第１のラフネスよりも大きい第２のラフネスを有し、前記第１のラインパターンは、前記第２のラインパターンよりも、＜１１１＞方向に直交する方向に近い第１の方向に延伸し、前記第２のラインパターンは、前記第１のラインパターンの前記延伸方向に対して斜交する第２の方向に延伸し、前記第２のラインパターンの前記側面は第１の周期で現れる原子ステップを有する。

図１は、実施形態１にかかる試料の構成の一例を模式的に示す平面図である。 図２は、実施形態１にかかる試料が有するパターンの構成を模式的に示す図である。 図３は、実施形態１にかかる試料の製造方法の手順の一例を示す模式図である。 図４は、実施形態１にかかる計測装置の構成の一例を示す模式図である。 図５は、実施形態１にかかる計測装置の制御部が備えるハードウェア構成の一例を示すブロック図である。 図６は、実施形態１にかかる試料のパターンが示すＬＥＲのＰＳＤを模式的に示すグラフである。 図７は、実施形態１にかかる試料および任意のサンプルのラインパターンが示すＬＥＲ及び自己相関長の実測値の一例を示すグラフである。 図８は、実施形態１にかかる試料および任意のサンプルのラインパターンが示すＬＥＲ及び自己相関長の較正後の実測値の一例を示すグラフである。 図９は、実施形態１にかかる試料を用いた計測装置の較正方法の手順の一例を示すフロー図である。 図１０は、実施形態１の変形例１にかかる試料が有するパターンの構成を模式的に示す平面図である。 図１１は、実施形態１の変形例２にかかる試料が有するパターンの構成を模式的に示す平面図である。 図１２は、或るラインパターンが有する各種結晶面を示す模式図である。 図１３は、実施形態２にかかる試料の材料となるＳＯＩウェハと、試料が有するラインパターンとを模式的に示す断面図である。 図１４は、実施形態２の変形例１にかかる試料の構成の一例を模式的に示す平面図である。 図１５は、実施形態２の変形例１にかかるラインパターンから得られる画像の信号強度プロファイルを示すグラフである。 図１６は、実施形態３にかかるラインパターンの形成方法の手順の一例を示す平面図である。 図１７は、実施形態４にかかるラインパターンの形成方法の手順の一例を示す断面図である。 図１８は、実施形態４にかかるラインパターンの形成方法の手順の一例を示す断面図である。

以下に、本発明につき図面を参照しつつ詳細に説明する。なお、下記の実施形態により、本発明が限定されるものではない。また、下記実施形態における構成要素には、当業者が容易に想定できるものあるいは実質的に同一のものが含まれる。

なお、本明細書において、（ｈｋｌ）は特定の結晶面を示し、｛ｈｋｌ｝は等価な結晶面を示し、＜ｈｋｌ＞は等価な方向を示す。

［実施形態１］
以下、図面を参照して、実施形態１について詳細に説明する。

（試料の構成例）
図１は、実施形態１にかかる試料１の構成の一例を模式的に示す平面図である。試料１は、例えば測長ＳＥＭ（ＣＤ－ＳＥＭ：Ｃｒｉｔｉｃａｌ Ｄｉｍｅｎｓｉｏｎ Ｓｃａｎｎｉｎｇ Ｅｌｅｃｔｒｏｎ Ｍｉｃｒｏｓｃｏｐｅ）等の計測装置の較正用試料として用いられる。

図１に示すように、試料１は例えば矩形状の平板である。試料１の主面にはパターン１０が配置されている。パターン１０は、第１のラインパターンとしてのラインパターン１１、第２のラインパターンとしてのラインパターン１２、及び第３のラインパターンとしてのラインパターン１３を含む。これらの詳細については後述する。

試料１は、例えば（１１０）面を主面とするシリコン製の１５０ｍｍ基板または２００ｍｍ基板からチップ状に切り出されたものである。よって、試料１の主面は（１１０）面となっている。また、試料１の主面に沿う方向は＜１１１＞方向であり、主面と直交する方向が＜１１０＞方向である。

試料１は、例えばザグリ１ｃを有する１５０ｍｍ基板、２００ｍｍ基板、または３００ｍｍ基板等のウェハＷにはめ込まれて用いられる。これにより、それぞれ１５０ｍｍ基板用、２００ｍｍ基板用、３００ｍｍ基板用等の異なる搬送系を有する種々の計測装置において試料１を用いることができる。

図２は、実施形態１にかかる試料１が有するパターン１０の構成を模式的に示す図である。図２（ａ）～（ｃ）はパターン１０の平面図であり、図２（ｄ）～（ｆ）はパターン１０の斜視図である。

図２に示すように、パターン１０が有するラインパターン１１～１３は、それぞれ複数のラインを備えるラインアンドスペース（ＬＳ）パターンである。複数のラインは、シリコンが有するダイアモンド構造の結晶方位である＜１１１＞方向と交わる方向に延びる。＜１１１＞方向と交わる方向とは、例えば＜１１１＞方向と直交する方向である。また例えば、＜１１１＞方向と交わる方向は、＜１１１＞方向と完全に直交していなくともよい。

より具体的には、ラインパターン１１は、ラインパターン１１～１３のうち、＜１１１＞方向に直交する方向に最も近い方向に延伸している。ラインパターン１２は、ラインパターン１１に対して例えば時計回りに０．２°回転している。ラインパターン１３は、ラインパターン１１に対して例えば時計回りに０．４°回転している。

複数のラインの上面１１ｔ～１３ｔは、試料１の主面である（１１０）面から構成される。複数のラインの延伸方向の側面１１ｓ～１３ｓは、少なくとも１つの｛１１１｝結晶面を有する。ラインパターン１１は、＜１１１＞方向に略直交しており、その側面１１ｓは略単一の１つの｛１１１｝結晶面から構成される。そして、ラインパターン１１の側面１１ｓの粗度、つまり、ＬＥＲ（Ｌｉｎｅ Ｅｄｇｅ Ｒｏｕｇｈｎｅｓｓ）は略ゼロである。

ラインパターン１２は、＜１１１＞方向に直交する方向から若干回転している。この場合、ラインパターン１２の側面１２ｓには、結晶学的な周期を持って原子ステップ１２ａが現れる。

ここで、原子ステップとは、結晶表面上に現れる１原子～数原子で構成される原子層の段差のことである。原子ステップの大きさは結晶面によって決まっている。シリコンの｛１１１｝面の場合、１原子で構成される原子ステップは３．１４Å（約０．３ｎｍ）である。原子ステップの周期は、すなわち原子ステップの間隔のことであり、ラインパターンの延伸方向と結晶方位とのずれ量によって異なる。ずれ量が大きいと原子ステップの間隔は狭くなり、ずれ量が小さいと原子ステップの間隔は広くなる。

側面１２ｓの周期的な原子ステップ１２ａによって、ラインパターン１２は所定のＬＥＲを有する。例えば原子ステップ１２ａが１原子で構成されている場合には、ラインパターン１２のＬＥＲは０．３ｎｍ、３σでは０．９ｎｍである。

ラインパターン１３は、＜１１１＞方向に直交する方向からラインパターン１２よりも更に回転している。このため、ラインパターン１３の側面１３ｓには、ラインパターン１２よりも短い周期で原子ステップ１３ａが現れる。ラインパターン１３は、例えばラインパターン１２と同じＬＥＲを有する。

（試料の製造方法）
次に、図３を用いて、実施形態１の試料１の製造方法について説明する。図３は、実施形態１にかかる試料１の製造方法の手順の一例を示す模式図である。

図３（ａ）に示すように、（１１０）面を主面とするシリコン製のウェハ１ｗに、条件出し用のラインＬａ～Ｌｅを形成する。ラインＬａ～Ｌｅは、アライメントマークＭＫｓを基準にして、時計回りに例えば０．１°ずつ回転している。それぞれのラインＬａ～ＬｅにもアライメントマークＭＫａ～ＭＫｅが設けられる。

このようなラインＬａ～Ｌｅ及びアライメントマークＭＫａ～ＭＫｅ，ＭＫｓは、例えば電子線描画等によりレジストパターンを形成し、このレジストパターンをマスクに、ＫＯＨ溶液等のアルカリ性エッチング溶液で、ウェハ１ｗを所定深さまでウェットエッチングすることで得られる。

ＫＯＨ溶液等を用いたウェットエッチングでは、結晶面によってウェットエッチング速度が異なる。それぞれのラインＬａ～Ｌｅの側面にはウェットエッチング速度が最も遅い｛１１１｝結晶面が現れる。原子ステップは、ラインＬａ～Ｌｅの延伸方向が完璧な結晶面方位から若干ずれることで生じる。

このように得られたラインＬａ～Ｌｅのうち、どのラインＬａ～Ｌｅが＜１１１＞方向と直交する方向に最も近い延伸方向を有するかを確認する。つまり、原子ステップが生じていないもの、あるいは、ラインＬａ～Ｌｅのうち原子ステップが最も少ないものを選べばよい。ここでは、ラインＬｂがそれに該当するものとする。この場合、ラインＬｂと同じ回転角度となるようラインパターン１１を形成する。

図３（ｂ）に示すように、ラインパターン１１を形成する際には、ラインＬｂに設けられたアライメントマークＭＫｂと、基準となるアライメントマークＭＫｓとに合わせてレジストパターンを形成し、ウェハ１ｗをウェットエッチングする。

ラインパターン１２を形成する際には、ラインＬｂから０．２°回転しているラインＬｄのアライメントマークＭＫｄと、アライメントマークＭＫｓとに合わせてレジストパターンを形成し、ウェハ１ｗをウェットエッチングする。

ラインパターン１３を形成する際には、ラインＬｄから更に０．２°回転しているラインのアライメントマークと、アライメントマークＭＫｓとに合わせてレジストパターンを形成し、ウェハ１ｗをウェットエッチングする。

これにより、各ラインパターン１１～１３の側面には｛１１１｝結晶面が現れる。また、＜１１１＞と直交する方向からの回転角度に応じて、側面に原子ステップが形成されていく。

以上により、実施形態１の試料１が製造される。

（計測装置の構成例）
次に、図４及び図５を用いて、試料１を用いた較正が行われる計測装置２００の構成例について説明する。図４は、実施形態１にかかる計測装置２００の構成の一例を示す模式図である。計測装置２００は、例えばパターンの寸法変換差やＬＥＲ等を計測する測長ＳＥＭとして構成されている。

図４に示すように、計測装置２００は、電子ビームＥＢの照射源としての電子銃２２１が設置された鏡筒２１１と、ウェハＷが配置される試料室２１２と、計測装置２００の各部を制御する制御部２７０と、を備える。

鏡筒２１１は、閉塞された上端部と、電子ビームＥＢを通過させるために開放された下端部と、を備える筒状である。試料室２１２は、ウェハＷを収容可能に構成される。鏡筒２１１と試料室２１２とは気密に封止された状態で組み合わされている。鏡筒２１１内および試料室２１２内は、図示しないポンプ等により減圧に保持することが可能なように構成される。

鏡筒２１１内には、上端部近傍から順に、電子銃２２１、集束レンズ２３１ａ，２３１ｂ、コイル２４１ａ，２４１ｂ，２４２ａ，２４２ｂ、対物レンズ２３２、及び検出器２５１が設置される。

電子銃２２１は、鏡筒２１１内下方に向かって電子ビームＥＢを照射する。電子銃２２１から照射された電子ビームＥＢは、鏡筒２１１の長軸方向に沿うように進行する。

集束レンズ２３１ａ，２３１ｂは、鏡筒２１１の光軸を中心として同心円状に巻かれた電磁コイルであって、磁界により電子ビームＥＢを集束させる。

コイル２４１ａ，２４１ｂ，２４２ａ，２４２ｂは、電子ビームＥＢを偏向させるため、または非点収差補正をするため、２つで１組になった電磁コイルであって、鏡筒２１１の光軸に対して互いに対称に配置される。

対物レンズ２３２は、鏡筒２１１の光軸を中心として同心円状に巻かれた電磁コイルであって、磁界によりウェハＷへ向かって出射した電子ビームＥＢを集束させる。

検出器２５１は、電子ビームＥＢが入射されたウェハＷから発生した二次電子を検出する。

試料室２１２内には、ウェハＷが載置されるウェハステージ２６１が設置されている。ウェハステージ２６１にはアクチュエータ２６２が取り付けられ、ウェハステージ２６１を前後左右に駆動可能に構成される。ウェハステージ２６１が駆動することで、ウェハＷ上の所定のポイントに電子ビームＥＢを照射して、ウェハＷに入射させることができる。

制御部２７０は、ＣＰＵ（Ｃｅｎｔｒａｌ Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ Ｕｎｉｔ）、ＲＡＭ（Ｒａｎｄｏｍ Ａｃｃｅｓｓ Ｍｅｍｏｒｙ）、記憶装置、及びＩ／Ｏポート等を備えたコンピュータとして構成されている。

図５は、実施形態１にかかる計測装置２００の制御部２７０が備えるハードウェア構成の一例を示すブロック図である。

図１に示すように、計測装置２００の制御部２７０は、ＣＰＵ２０１、記憶装置としてのＲＯＭ（Ｒｅａｄ Ｏｎｌｙ Ｍｅｍｏｒｙ）２０２、ＲＡＭ２０３、表示部２０４、入力部２０５、及びＩＯポート２０６を有している。制御部２７０では、これらのＣＰＵ２０１、ＲＯＭ２０２、ＲＡＭ２０３、表示部２０４、入力部２０５、及びＩＯポート２０６がバスラインを介して接続されている。

ＣＰＵ２０１は、各種制御プログラムを用いて計測装置２００により計測を行う。また、ＣＰＵ２０１は、コンピュータプログラムである較正プログラム２０７を用いて計測装置２００の較正を行う。較正プログラム２０７は、コンピュータで実行可能な、較正を行うための複数の命令を含むコンピュータ読取り可能な記録媒体を有するコンピュータプログラムプロダクトである。較正プログラム２０７では、これらの複数の命令が、計測装置２００の較正処理をコンピュータに実行させる。

表示部２０４は、液晶モニタなどの表示装置であり、ＣＰＵ２０１からの指示に基づいて、計測装置２００による計測結果や較正パラメータなどを表示する。入力部２０５は、マウスやキーボードを備えて構成され、使用者から外部入力される計測や較正に必要なパラメータ等の指示情報を入力する。入力部２０５へ入力された指示情報は、ＣＰＵ２０１へ送られる。

ＩＯポート２０６は、電子銃２２１、集束レンズ２３１ａ，２３１ｂ、コイル２４１ａ，２４１ｂ，２４２ａ，２４２ｂ、対物レンズ２３２、検出器２５１、及びウェハステージ２６１のアクチュエータ２６２等に接続されている。

ＣＰＵ２０１は、ＲＯＭ２０２等から読み出した制御プログラムの内容に沿うように、ＩＯポート２０６を介して、電子銃２２１、集束レンズ２３１ａ，２３１ｂ、コイル２４１ａ，２４１ｂ，２４２ａ，２４２ｂ、対物レンズ２３２、検出器２５１、及びウェハステージ２６１のアクチュエータ２６２等を制御する。

較正プログラム２０７は、較正パラメータ等と共にＲＯＭ２０２内に格納されており、バスラインを介してＲＡＭ２０３へロードされる。図５では、較正プログラム２０７がＲＡＭ２０３へロードされた状態を示している。

ＣＰＵ２０１はＲＡＭ２０３内にロードされた較正プログラム２０７を実行する。具体的には、制御部２７０では、使用者による入力部２０５からの指示入力に従って、ＣＰＵ２０１がＲＯＭ２０２内から較正プログラム２０７を読み出してＲＡＭ２０３内のプログラム格納領域に展開して各種較正処理を実行する。ＣＰＵ２０１は、この各種較正処理に際して生じる各種データをＲＡＭ２０３内に形成されるデータ格納領域に一時的に記憶させておく。較正処理が終了すると較正パラメータは更新される。

制御部２７０で実行される較正プログラム２０７はモジュール構成となっており、これらが主記憶装置上にロードされ、主記憶装置上に生成される。

（計測装置の較正方法）
次に、図６～図９を用いて、実施形態１の試料１を用いて実施される計測装置２００の較正方法について説明する。

計測装置２００の較正は、例えばパターンのＬＥＲ及び自己相関長（Ｃｏｒｒｅｌａｔｉｏｎ Ｌｅｎｇｔｈ）ξに対して行われる。自己相関長ξは、同じ周期構造がどれくらいの間隔で繰り返されるかの指標である。試料１が有するパターン１０のＬＥＲに関して言えば、自己相関長ξは原子ステップが現れる間隔に相当する。試料１と異なり、ランダムなＬＥＲを有する実パターンの計測において、ＬＥＲの値そのものに加え、自己相関長ξは重要なパラメータの１つであり、これを正確に較正することも非常に重要である。

試料１は、所定の結晶面と、その結晶面に現れる原子ステップを利用した既知のＬＥＲ及び自己相関長ξを有する較正用試料である。また、試料１の有するＬＥＲは非常に小さい。このような試料１を用いることで、計測装置２００を精度よく較正することができる。

図６は、実施形態１にかかる試料１のパターン１０が示すＬＥＲのパワースペクトル密度関数（ＰＳＤ：Ｐｏｗｅｒ Ｓｐｅｃｔｒａｌ Ｄｅｎｓｉｔｙ Ｆｕｎｃｔｉｏｎ）を模式的に示すグラフである。ＰＳＤは、連続信号が周波数帯域ごとに持つパワー分布を表す。

図６のグラフの横軸は周波数（ｆ）であり、縦軸はＰＳＤである。また、グラフの実線は計測装置２００によるパターン１０の実測値であり、破線は実測値の正確度の許容範囲を示す。また、グラフの一点鎖線は、計測装置２００で得られる画像のノイズ成分を除去した値をプロットしたものである。

パターン１０が有するＬＥＲの自己相関長ξは、例えばグラフの低周波の平坦領域の値から１／ｅ下がったポイントＰ１～Ｐ３における周波数の逆数として求めることができる。ここで、「ｅ」は自然対数の底である。

図６（ａ）に示すように、ＬＥＲがゼロと見做せ、自己相関長ξが無限大となるラインパターン１１のＰＳＤは、理想的にはデルタ関数となる。ただし、計測装置２００の画像に起因するノイズ成分が現れるため、実線で示す値が実測値として得られる。グラフのポイントＰ１から求められる自己相関長ξも無限大とはならない。

図６（ｂ）に示すように、所定周期の原子ステップを有するラインパターン１２のＰＳＤは、ラインパターン１１のＰＳＤよりも緩やかな傾きを示し、ポイントＰ２から求められる自己相関長ξはラインパターン１１よりも小さくなる。

図６（ｃ）に示すように、更に小さな周期の原子ステップを有するラインパターン１３のＰＳＤは、ラインパターン１２のＰＳＤよりも緩やかな傾きを示し、ポイントＰ３から求められる自己相関長ξはラインパターン１２よりも小さくなる。

図７は、実施形態１にかかる試料１および任意のサンプルのラインパターン１１～１３，Ａ～Ｃが示すＬＥＲ及び自己相関長ξの実測値の一例を示すグラフである。

図７（ａ）はラインパターン１１～１３のＬＥＲのグラフであり、実線が実測値を示し、破線が実測値の正確度の許容範囲を示す。グラフの横軸は各ラインパターン１１～１３を示し、グラフの縦軸はＬＥＲである。図７（ｂ）はラインパターン１１～１３自己相関長ξのグラフであり、実線が実測値を示し、破線が実測値の正確度の許容範囲を示す。グラフの横軸は各ラインパターン１１～１３を示し、グラフの縦軸は自己相関長ξである。図７（ｃ）は任意のサンプルのラインパターンＡ～ＣのＬＥＲのグラフであり、実線が実測値を示し、破線が実測値の正確度の許容範囲を示す。グラフの横軸は各ラインパターンＡ～Ｃを示し、グラフの縦軸はＬＥＲである。

図７（ａ）（ｂ）の例では、ラインパターン１２，１３のＬＥＲ及び自己相関長ξの実測値は許容範囲内に入っている。しかし、ラインパターン１１のＬＥＲ及び自己相関長ξの実測値は共に許容範囲から外れている。つまり図７（ａ）（ｂ）の例では、計測装置２００は、ＬＥＲが無限小、つまり略ゼロの場合の計測値の補正が必要であることが判る。

このような状態で、任意のサンプルである実サンプルのラインパターンＡ～ＣのＬＥＲを計測すると、図７（ｃ）に示すように、やはり、ＬＥＲが小さい側のラインパターンＡの実測値が許容範囲からはずれてしまう。

図８は、実施形態１にかかる試料１および任意のサンプルのラインパターン１１～１３，Ａ～Ｃが示すＬＥＲ及び自己相関長ξの較正後の実測値の一例を示すグラフである。

図８（ａ）ラインパターン１１～１３ＬＥＲのグラフであり、実線が計測装置２００の較正後の実測値を示し、破線が実測値の正確度の許容範囲を示す。グラフの横軸は各ラインパターン１１～１３を示し、グラフの縦軸はＬＥＲである。図８（ｂ）はラインパターン１１～１３自己相関長ξのグラフであり、実線が計測装置２００の較正後の実測値を示し、破線が実測値の正確度の許容範囲を示す。グラフの横軸は各ラインパターン１１～１３を示し、グラフの縦軸は自己相関長ξである。図８（ｃ）は任意のサンプルのラインパターンＡ～ＣのＬＥＲのグラフであり、実線が実測値を示し、破線が実測値の正確度の許容範囲を示す。グラフの横軸は各ラインパターンＡ～Ｃを示し、グラフの縦軸はＬＥＲである。

図８（ａ）（ｂ）に示すように、ラインパターン１１～１３の全てのプロットが許容範囲内に入っている。既知のＬＥＲ及び自己相関長ξを有する試料１を用いた較正により、計測装置２００において、図８（ｃ）に示すように、その後の未知でランダムなＬＥＲ及び自己相関長ξを有するサンプルの精度の高い計測が可能となる。

なお、図７では、ＬＥＲが小さくなり、また、自己相関長ξが大きくなるほど計測装置２００による実測値がずれていく例について示したが、試料１で特定できる計測装置の実測値のずれの傾向はこれに限られない。計測装置によっては、ＬＥＲが大きくなり、または、自己相関長ξが小さくなるほど実測値がずれる場合や、特定のＬＥＲ及び自己相関長ξにおいて実測値がずれる場合等があり、試料１を用いればこれらの傾向を把握することができる。

図９は、実施形態１にかかる試料１を用いた計測装置２００の較正方法の手順の一例を示すフロー図である。

図９に示すように、計測装置２００により、試料１の各ラインパターン１１～１３を計測し、ＬＥＲ及び自己相関長ξの実測値を取得する（ステップＳ１０１）。

得られた実測値の正確度が許容範囲内か否かを判定する（ステップＳ１０２）。

実測値の正確度が許容範囲内でない場合には（ステップＳ１０２：Ｎｏ）、計測装置２００の較正を行う（ステップＳ１０３）。

計測装置２００の較正後、改めて、試料１の各ラインパターン１１～１３を計測し、ＬＥＲ及び自己相関長ξの実測値を取得する（ステップＳ１０４）。

得られた実測値の正確度が許容範囲内か否かを判定する（ステップＳ１０２）。実測値の正確度が許容範囲内である場合には（ステップＳ１０２：Ｙｅｓ）、処理を終了する。

以上により、実施形態１の試料１を用いた計測装置２００の較正が終了する。

（比較例）
測長ＳＥＭ等の計測装置で計測されたＬＥＲはノイズの影響で大きく見積もられる傾向にある。そこで、比較例の構成として、計測装置の較正によりノイズ成分をソフトウェア上で差し引く計算手法が提案されている。

しかしながら、計算方法が定まっておらず、同じサンプルを用いて計測したＬＥＲ及び自己相関長ξの値が異なってしまう。また、既知のＬＥＲ及び自己相関長ξを有する標準試料が存在せず、得られたＬＥＲ及び自己相関長ξの正確度を検証することができないという種々の課題がある。標準試料に関して言えば、将来的に求められる２ｎｍ以下のＬＥＲ計測を可能とするような試料が必要となってくると考えられる。

しかしながら、光リソグラフィや電子線リソグラフィを用いた微細加工では、２ｎｍ以下のＬＥＲを有する標準試料を意図的に作製することは非常に困難である。

実施形態１の試料１によれば、＜１１１＞方向に交わる方向に延び、延伸方向の側面が少なくとも１つの｛１１１｝結晶面を有するラインパターン１１～１３を備える。これにより、既知のＬＥＲ及び自己相関長ξを有する試料１が得られる。原子ステップに起因するＬＥＲは非常に微小であるので、試料１は例えば１ｎｍ前後のＬＥＲに基づき、計測装置２００を較正することが可能となる。

実施形態１の試料１によれば、試料１は種々の大きさのウェハＷにはめ込まれて用いられる。これにより、様々な計測装置２００に共通して試料１を用いることができる。よって、様々な計測装置２００のいずれにおいても、同じサンプルに対して同一の計測結果が得られるよう、これらの計測装置２００を較正することができる。

なお、実施形態１の試料１は、チップ状であり、ウェハＷにはめ込まれて用いられることとしたが、これに限られない。ウェハ１ｗにパターン１０を形成した後、チップに切り出すことなく、そのまま計測装置２００での計測および較正に用いられてもよい。

また、上述のように原子ステップは１原子～数原子で構成することが可能であり、原子ステップを構成する原子数を調整することで、種々のＬＥＲに対応することができる。上述のように、原子ステップの構成原子が１原子である場合には、ＬＥＲは０．３ｎｍ（３σで０．９ｎｍ）である。原子ステップの構成原子が２原子である場合には、原子ステップの段差は６．２８Åであり、ＬＥＲは０．６ｎｍ（３σで１．８ｎｍ）となる。

原子ステップの構成原子数は、ラインパターンの回転角度を大きくすることで増加させることができる。つまり、＜１１１＞方向の直交方向からのずれが大きくなるほど、段差の大きな原子ステップが現れやすい。これにより、原子ステップの間隔、つまり、自己相関長ξも縮小方向に調整することができる。

原子ステップの段差や間隔は、エッチング液やウェットエッチングの条件等によってもコントロールすることが可能である。

また、試料の材料となる（１１０）面を主面とするウェハは、シリコンだけでなく、ＧａＡｓまたはＧａＳｎ等の閃亜鉛（Ｚｉｎｃｂｌｅｎｄｅ）構造結晶の多元結晶を有するウェハであってもよい。例えば、ＧａＡｓの場合、格子間隔がシリコンとは若干異なり、ＧａＡｓの｛１１１｝結晶面の面間隔は３．２６Åと、シリコンより若干大きい。このように、ウェハの材料を様々に選定することによっても、ＬＥＲの大きさを制御することができる。

（変形例１）
次に、図１０を用いて、実施形態１の変形例１の試料２について説明する。図１０は、実施形態１の変形例１にかかる試料２が有するパターン２０の構成を模式的に示す平面図である。変形例１の試料２はＬＥＲの周期がランダムである点が、上述の実施形態１の試料１とは異なる。

図１０に示すように、試料２の（１１０）面である主面にはパターン２０が配置されている。パターン２０は、第１のラインパターンとしてのラインパターン２１、第２のラインパターンとしてのラインパターン２２、及び第３のラインパターンとしてのラインパターン２３を含む。

ラインパターン２１～２３は、＜１１１＞方向に略直交する方向に延伸している。つまり、ラインパターン２１～２３のベースとなるパターンは、上述の実施形態１のラインパターン１１と同様に構成されており、ＬＥＲが略ゼロであり、自己相関長ξは原理的には無限大である。

このようなラインパターンをベースとして、ラインパターン２２，２３にはランダムな周期を有するＬＥＲが導入されている。このようなラインパターン２２，２３は、例えばアッシングまたはドライエッチング等により、ラインパターン２２，２３の側面を荒らして微小な凹凸２２ｃ，２３ｃを設けることで形成することができる。

また、ラインパターン２３は、ラインパターン２２よりも大きなＬＥＲを有する。ＬＥＲは、アッシングやドライエッチングの条件を異ならせることで調整することができる。例えば、アッシングであれば、プラズマ生成用電圧を高めたり、処理時間を長くしたりすることで、より大きなＬＥＲが得られる。ドライエッチングであれば、上記手法の他、所定のＬＥＲを有するレジストパターンをマスクに、選択的にエッチングを行うことで異なるＬＥＲが得られる。

ラインパターン２２，２３のＬＥＲ及び自己相関長ξを既知のものとするには、例えば、予め、使用するアッシングやドライエッチンの条件ごとに、これらの条件により作成されたダミーパターン等を、透過型電子顕微鏡（ＴＥＭ：Ｔｒａｎｓｍｉｓｓｉｏｎ Ｅｌｅｃｔｒｏｎ Ｍｉｃｒｏｓｃｏｐｅ）等により観測し、ＬＥＲ及び自己相関長ξの値を取得しておけばよい。

なお、ラインパターン２１には、アッシングやドライエッチング等は行わず、初期状態のままのミラー面とする。

（変形例２）
次に、図１１を用いて、実施形態１の変形例２の試料３について説明する。図１１は、実施形態１の変形例２にかかる試料３が有するパターン３０の構成を模式的に示す平面図である。変形例２の試料３はＬＥＲの導入手法が、上述の変形例１の試料２とは異なる。

図１１に示すように、試料３の（１１０）面である主面にはパターン３０が配置されている。パターン３０は、第１のラインパターンとしてのラインパターン３１、第２のラインパターンとしてのラインパターン３２、及び第３のラインパターンとしてのラインパターン３３を含む。

ラインパターン３１～３３は、＜１１１＞方向に略直交する方向に延伸している。つまり、ラインパターン３１～３３のベースとなるパターンは、上述の実施形態１のラインパターン１１と同様に構成されており、ＬＥＲが略ゼロであり、自己相関長ξは原理的には無限大である。

このようなラインパターンをベースとして、ラインパターン３２，３３には、パーティクル３２ｐ，３３ｐを利用して、ランダムな周期を有するＬＥＲが導入されている。つまり、粒子サイズが既知のパーティクル３２ｐ，３３ｐをそれぞれのラインパターン３２，３３に付着させる。ラインパターン３３に付着させるパーティクル３３ｐは、ラインパターン３２に付着させるパーティクル３２ｐよりも粒子サイズの大きなものとする。

なお、ラインパターン３１には、パーティクルを付着させることなく、初期状態のままのミラー面とする。

［実施形態２］
以下、図面を参照して、実施形態２について詳細に説明する。実施形態２では、試料の材料となる基板としてＳＯＩ（Ｓｉｌｉｃｏｎ Ｏｎ Ｉｎｓｕｌａｔｏｒ）ウェハを用いる点が、上述の実施形態１の構成とは異なる。

図１２は、或るラインパターン４０が有する各種結晶面を示す模式図である。ラインパターン４０は、（１１０）面を主面とする基板に＜１１１＞方向と略直交する方向に延びるラインを有する。

図１２に示すように、ラインパターン４０は、（１１０）面である上面４１に対して略垂直な｛１１１｝結晶面である側面４２と、（１１０）面である底面４３との接合部分に裾部４４を有する。裾部４４は、ラインパターン４０の形成時に出現した他の｛１１１｝結晶面である（参考文献：Ｍｉｃｒｏ ａｎｄ Ｎａｎｏ Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ３（２０１９）４４－４９）。裾部４４の｛１１１｝結晶面は、側面４２の｛１１１｝結晶面とは異なる角度を有している。

例えば計測装置２００等による計測時、顕微鏡の焦点深度が深い場合等において、上記の裾部４４のような斜めの｛１１１｝結晶面が画像に写り込み、ラインパターン４０の輪郭が不鮮明になる場合がある。

以下に述べる実施形態２の構成は、斜めの｛１１１｝結晶面が形成されてしまうのを抑制する。

（試料の製造方法）
図１３は、実施形態２にかかる試料の材料となるＳＯＩウェハ５ｗと、試料が有するラインパターン５１とを模式的に示す断面図である。

図１３（ａ）に示すように、ＳＯＩウェハ５ｗは、シリコン等から構成される基板５０ｓｂ、シリコン酸化層等の絶縁層から構成されるボックス層５０ｂｘ、及びシリコン層等から構成される活性層５０ａｃを備える。

活性層５０ａｃは、（１１０）面を主面とする結晶構造を有する。ＳＯＩウェハ５ｗが、例えばＳＩＭＯＸ（Ｓｅｐａｒａｔｉｏｎ ｂｙ ＩＭｐｌａｎｔａｔｉｏｎ ｏｆ ＯＸｙｇｅｎ）方式で作製されている場合には、基板５０ｓｂも（１１０）結晶となる。基板５０ｓｂが（１１０）結晶であると、劈開等の加工が容易であるなどの利点がある。

ただし、基板５０ｓｂは必ずしも（１１０）結晶構造を有する必要はない。例えば、ＳＯＩウェハを貼り合わせ方式で作製した場合には、基板が（１１０）結晶以外の結晶構造を有することもある。

ＳＯＩウェハ５ｗを用いて、ＳＯＩウェハ５ｗの活性層５０ａｃにラインを形成することで、ラインパターン５１を得ることができる。

図１３（ｂ）に示すように、第１のラインパターンとしてのラインパターン５１は、底面５１ｂがボックス層５０ｂｘに達するラインアンドスペースパターンとなっている。ラインパターン５１は、例えば活性層５０ａｃの結晶方位である＜１１０＞方向に略直交する方向に延びる。

ＫＯＨ溶液等によるウェットエッチングでは、シリコン等である活性層５０ａｃに対し、シリコン酸化層等であるボックス層５０ｂｘは殆どエッチングされず、高い選択比を有する。この高選択比を利用して、図１２に示した裾部４４の｛１１１｝結晶面のような傾斜面が消失するまでウェットエッチングを継続することにより、傾斜面の無いラインパターン５１が得られる。

このようなＳＯＩウェハ５ｗを用いた試料に対しては、上述の実施形態１及びその変形例１，２の構成を適用することが可能である。つまり、ラインパターン５１をベースに、＜１１０＞方向の直交方向から意図的にずらして延伸させた第２及び第３のラインパターンを形成することで、上述の実施形態１に相当する試料が得られる。また、ラインパターン５１をベースに、ドライエッチング等により側面を荒らした第２及び第３のラインパターンを形成することで、上述の実施形態１の変形例１に相当する試料が得られる。また、ラインパターン５１をベースに、粒子サイズが既知であるパーティクルを付着させた第２及び第３のラインパターンを形成することで、上述の実施形態１の変形例２に相当する試料が得られる。

なお、ＳＯＩウェハの作製条件や、作製後の研磨処理等により、活性層の厚さは種々に調整可能である。厚膜の活性層を有するＳＯＩウェハを使って、ドライエッチングとウェットエッチングとの複合処理によりラインパターンを形成してもよい。

ドライエッチングは垂直性の高い深溝の形成に優れる。ただし、ドライエッチングによる加工面に完全な結晶面が現れるわけではない。一方、ＫＯＨ溶液等を用いたウェットエッチングでは、加工面は略完全な結晶面となるが、ウェットエッチングは等方的にエッチングが進行することから狭ピッチのパターン形成には不向きである。

そこで、ドライエッチングにより厚膜の活性層をボックス層に達するまで深掘りし、その後、ＫＯＨ溶液等を用いたウェットエッチングを行うことで、ウェットエッチングの処理時間を短縮することができ、ラインパターンのピッチが広がってしまうことを抑制できる。これにより、側面に｛１１１｝結晶面を有する狭ピッチのラインパターンを形成することができる。

狭ピッチのラインパターンを形成する際、金属触媒エッチング（ＭａｃＥｔｃｈ：Ｍｅｔａｌ－Ａｓｓｉｓｔｅｄ Ｃｈｅｍｉｃａｌ Ｅｔｃｈｉｎｇ）等の、より高アスペクト比のパターンの加工性に優れる手法を用いてもよい。

（変形例１）
次に、図１４及び図１５を用いて、実施形態２の変形例１の試料６について説明する。変形例１の試料６は、電気的な状態の異なるラインパターン６１ａ～６３ａ，６１ｆ～６３ｆを備える点が、上述の実施形態２とは異なる。

図１４は、実施形態２の変形例１にかかる試料６の構成の一例を模式的に示す平面図である。図１４に示すように、変形例１の試料６もＳＯＩウェハから構成され、ボックス層６０ｂｘ上に配置されたパターン６０を備える。パターン６０は、ラインパターン６１ａ～６３ａ，６１ｆ～６３ｆを含む。

第１のラインパターンとしてのラインパターン６１ａ，６１ｆは、＜１１０＞方向と略直交する方向に延び、実質的にゼロと見做せるＬＥＲ、及び実質的に無限大の自己相関長ξを有する。第２のラインパターンとしてのラインパターン６２ａ，６２ｆ、及び第３のラインパターンとしてのラインパターン６３ａ，６３ｆには、上述の実施形態１及びその変形例１，２の少なくともいずれかの手法により、所定の自己相関長ξを有するＬＥＲが導入されている。

また、ラインパターン６１ｆ～６３ｆは、絶縁層であるボックス層６０ｂｘ上に配置されていることからフローティング状態となっている。ラインパターン６１ａ～６３ａは、接地線６４に接続されてアース状態となっている。これにより、計測装置の電子ビームによる帯電が計測制度に与える影響を調べることができる。

ただし、ラインパターン６１ａ～６３ａは、これ以外の手法でアース状態とされていてもよい。例えば、ＳＯＩウェハの基板と物理的に接触させることで、ラインパターン６１ａ～６３ａをアース状態にすることができる。また、ラインパターン６１ａ～６３ａの体積が充分に大きければ電気的な容量も大きくなり、帯電の影響を無視することができる。

図１５は、実施形態２の変形例１にかかるラインパターン６１ａ，６１ｆから得られる画像の信号強度プロファイルを示すグラフである。グラフの横軸は、ラインパターン６１ａ，６１ｆの延伸方向と直交する方向の断面における計測位置であり、グラフの縦軸は信号強度である。

図１５に示すように、フローティング状態で帯電されたラインパターン６１ｆの線幅は、アース状態のラインパターン６１ａの線幅よりも太く計測される（参考文献：Ｊｏｕｒｎａｌ ｏｆ Ｖａｃｕｕｍ Ｓｃｉｅｎｃｅ＆Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ Ｂ３６，０６Ｊ５０２（２０１８））。帯電されていない状態でラインパターン６１ａ，６１ｆを計測すると、これらの信号強度プロファイルはほぼ一致し、これらが等しい線幅であることが判っている。したがって、図１５のグラフの信号強度プロファイルの違いは帯電の影響によるものであることが判る。

実施形態２の変形例１の試料６によれば、帯電の影響下にあるパターンの計測結果の確度および精度を知ることができ、計測装置における帯電対策技術の評価も可能となる。

（変形例２）
上述の実施形態２及びその変形例１の構成を欠陥検査装置の較正用の試料に転用することも可能である。計測装置としての欠陥検査装置は、例えば隣り合うダイ同士のパターンを比較することにより、ピンドット欠陥やピンホール欠陥等の欠陥を検出する装置である。

欠陥検査装置においては、欠陥検査装置の検出対象となるピンドット欠陥やピンホール欠陥等のサイズを意図的に変化させたプログラム欠陥と呼ばれる欠陥を導入したパターンを評価することで、所定サイズの欠陥を正しく検出できるか否かを判定することがある。判定結果は欠陥検査装置の較正に用いられる。

しかしながら、判定に用いるパターンが所定の大きさ以上のＬＥＲを有していると、欠陥検査装置における評価を攪乱させる要因となってしまう。

そこで、図１６に示すように、実施形態２のラインパターン５１をベースに、プログラム欠陥の無いラインパターン６１ｉｅと、プログラム欠陥６５ｐを導入したラインパターン６５ｉｅとを形成することで、攪乱要因となるＬＥＲが実質的にゼロであるような状態で、欠陥検査装置の評価を行うことができる。また、プログラム欠陥６５ｐの導入に際しては、ＬＥＲの影響を考慮しなくともよく、プログラム欠陥６５ｐを例えば約２ｎｍ以下の微小サイズとすることも可能である。

また、上述の変形例１のラインパターン６１ａ，６１ｆをベースに、プログラム欠陥の無いラインパターンと、プログラム欠陥を導入したラインパターンとを形成することで、帯電の影響が欠陥検査装置に与える影響をも調べることが可能となる。

［実施形態３］
以下、図面を参照して、実施形態３について詳細に説明する。実施形態３の構成では、結晶成長により所定の結晶面を側壁に有するラインパターンを形成する点が、上述の実施形態１，２とは異なる。

（試料の製造方法）
図１７は、実施形態３にかかるラインパターン７１の形成方法の手順の一例を示す平面図である。

図１７（ａ）は、光リソグラフィや電子線リソグラフィ等のリソグラフィ技術と、反応性イオンエッチング（ＲＩＥ：Ｒｅａｃｔｉｖｅ Ｉｏｎ Ｅｔｃｈｉｎｇ）等のドライエッチング技術とによって形成したラインパターン７１ｐである。ラインパターン７１ｐは、＜１１０＞方向と略直交する方向に延びる。

図１７（ａ）に示すように、リソグラフィとドライエッチングにより形成されたラインパターン７１ｐは、例えばレジストパターンが有していたＬＥＲが転写されたり、ドライエッチングにより側壁荒れが起きたりすることによって側面に凹凸７１ｃが形成されて、ラインパターン７１ｐのＬＥＲが大きくなることがある。

次に、ラインパターン７１ｐの上面に絶縁層等による保護層（不図示）を形成する。ラインパターン７１ｐの形成時、レジストパターン等の補助のためにハードマスクを形成しておき、それを保護層として転用してもよい。

次に、液相成長技術等を用いてラインパターン７１ｐに対して結晶成長を行う。液相成長技術では、平衡状態に近い状態で結晶成長が進行するため、最安定面である｛１１１｝結晶面が容易に形成される。ラインパターン７１ｐ上面は保護層の存在により、結晶成長は殆ど行われない。

また、溶液または融液の温度を調整することで、溶解または融解等のエッチングと、結晶成長との両方が並行して行われる。これにより、ラインパターン７１ｐの線幅の太りを抑制しつつ、主にラインパターン７１ｐ側面での結晶成長を行うことができる。

具体的には、溶液または融液の温度を平衡温度よりも若干高くすることで、まずはエッチングを進行させる。その際、ラインパターン７１ｐ側面の凹凸７１ｃのような曲率半径が小さい部分が優先的にエッチングされる。その後、線幅が細りすぎないよう、溶液または融液の温度を下げて結晶成長を進行させる。

ラインパターン７１ｐの側面が略完全な｛１１１｝結晶面で覆われたところで、液相成長を終了する。その後、ラインパターン７１ｐの上面から図示しない保護層を除去する。

図１７（ｂ）は、以上により得られた第１のラインパターンとしてのラインパターン７１である。ラインパターン７１は、｛１１１｝結晶面である側面７１ｓを有し、実質的にゼロと見做せるＬＥＲ、及び実質的に無限大の自己相関長ξを有する。

ラインパターン７１をベースに、上述の実施形態１及びその変形例１，２の少なくともいずれかの手法により、所定の自己相関長ξを有するＬＥＲが導入された第２及び第３のラインパターンを形成することで、実施形態３の試料が得られる。

なお、リソグラフィ技術とドライエッチング技術とを用いた加工においては、例えばハーフピッチが２０ｎｍ以下の微細パターンを作製することも可能である。それには、例えば電子線リソグラフィ技術やダブルパターニング技術を用いればよい。ダブルパターニング技術は、二重露光により、１回の露光で形成したレジストパターンの間に、もう１回の露光で新たなレジストパターンを形成する技術である。

実施形態３の試料によれば、例えばハーフピッチが２０ｎｍ以下の微細なラインパターン７１における計測結果の確度および精度を知ることができる。これを計測装置の較正に活かすことで、微細パターンにおける計測の精度を向上させることができる。

なお、実施形態３の試料の材料としては、シリコンウェハ及びＳＯＩウェハのいずれも用いることができる。

（変形例）
実施形態３における液相成長技術に替えて、変形例として、分子線エピタキシ（ＭＢＥ：Ｍｏｌｅｃｕｌａｒ Ｂｅａｍ Ｅｐｉｔａｘｙ）技術や有機金属気相成長（ＭＯＣＶＤ：Ｍｅｔａｌ Ｏｒｇａｎｉｃ Ｃｈｅｍｉｃａｌ Ｖａｐｏｒ Ｄｅｐｏｓｉｔｉｏｎ）技術等の気相成長技術を用いることも可能である。

気相成長技術では、結晶成長の速度が液相成長技術に比べて遅く、線幅の制御が容易である。また、結晶成長の条件によって最安定面である｛１１１｝結晶面のみならず、｛１１０｝結晶面や｛１００｝結晶面のような準安定面も形成可能である。得られる結晶面は、結晶成長の下地の結晶方位にも大きく依存する。これを利用して、例えば、ドライエッチング後にラインパターンの上面である（１１０）面を露出させておくことで、上面には（１１０）面が成長しやすく、側面には｛１１１｝結晶面が成長しやすい状態を作ることができる。

なお、気相成長技術を用いる場合には、予め、ドライエッチング後のラインパターンの線幅を狭くしておくことが好ましい。電子線リソグラフィや極端紫外線（ＥＵＶ：Ｅｘｔｒｅｍｅ Ｕｌｔｒａｖｉｏｌｅｔ）を用いたリソグラフィでは、ネガレジストが多用される。この場合、スペース幅に比べてライン幅（線幅）を狭くすることが容易である。これにより、気相成長により線幅が太っても所望の線幅のラインパターンが得られる。

変形例の試料の材料としても、シリコンウェハ及びＳＯＩウェハのいずれも用いることができる。

［実施形態４］
以下、図面を参照して、実施形態４について詳細に説明する。実施形態４の構成では、ラインパターンが更に微細化されている点が、上述の実施形態１～３とは異なる。

（試料の製造方法）
図１８は、実施形態４にかかるラインパターン８１の形成方法の手順の一例を示す断面図である。

図１８（ａ）に示すように、例えば（１１０）面を主面とするウェハ８ｗ上に、シリコン酸化層等のマスクパターン８０ｏｘを形成する。マスクパターン８０ｏｘは、ウェハ８ｗの＜１１０＞方向に略直交する方向に延びるよう形成される。

マスクパターン８０ｏｘの形成には、例えば、ネガ型電子ビームレジストであるＨＳＱ（Ｈｙｄｒｏｇｅｎ Ｓｉｌｓｅｓｑｕｉｘａｎｅ）レジストを用いることができる。ＨＳＱレジストは現在最も微細加工性に優れる材料と言われ、ハーフピッチが１０ｎｍ前後、あるいは、孤立パターンであれば線幅数ｎｍが実現されたという報告もある。

ＨＳＱレジストはシリコン系のレジストであり、パターニング後にアニール処理を行うことでＳｉＯ_２化する。ＨＳＱレジストのパターニングは、例えば電子線リソグラフィ等により行う。ＨＳＱレジストを用いることで、比較的容易に、シリコン酸化層等の微細なマスクパターン８０ｏｘを得ることができる。

次に、マスクパターン８０ｏｘが形成されたウェハ８ｗに対して、液相成長技術または気相成長技術を用いて結晶成長を行う。結晶は、マスクパターン８０ｏｘから露出したウェハ８ｗの（１１０）面上に選択的に成長する。結晶の上面がマスクパターン８０ｏｘの高さを超えると、結晶は若干横方向にも広がる。このとき、結晶の上面は、下地であるウェハ８ｗの主面と同じ（１１０）面となる。結晶の側面は、最安定面である｛１１１｝結晶面となる。なお、液相成長技術を用いた場合、結晶上面に｛１１１｝結晶面が形成される場合もある。その場合には、化学機械研磨（ＣＭＰ：Ｃｈｅｍｉｃａｌ Ｍｅｃｈａｎｉｃａｌ Ｐｏｌｉｓｈｉｎｇ）技術により、結晶上面を平坦化する。

図１８（ｂ）は、以上により得られた第１のラインパターンとしてのラインパターン８１である。ラインパターン８１は、結晶成長により得られた結晶８０ｇｒから構成され、｛１１１｝結晶面である側面８１ｓを有し、実質的にゼロと見做せるＬＥＲ、及び実質的に無限大の自己相関長ξを有する。

ラインパターン８１をベースに、上述の実施形態１及びその変形例１，２の少なくともいずれかの手法により、所定の自己相関長ξを有するＬＥＲが導入された第２及び第３のラインパターンを形成することで、実施形態４の試料が得られる。

上記において、ラインパターン８１をベースに、＜１１０＞方向の直交方向から意図的にずらして延伸させた第２及び第３のラインパターンを形成した場合には、ウェハ８ｗ主面の（１１０）面が種結晶となる。したがって、そこから成長する結晶の側面は｛１１１｝結晶面となり、結晶学的な周期を持った原子ステップが形成される。

なお、実施形態４の試料の材料としては、シリコンウェハ及びＳＯＩウェハのいずれも用いることができる。

ところで、上述の実施形態３，４のように、結晶成長を用いたラインパターン７１，８１等にプログラム欠陥を導入し、欠陥検査装置の較正用の試料とすることもできる。プログラム欠陥を例えばエッチングのみにより形成する場合には、プログラム欠陥の側面には高指数面が現れるため、エッチング速度が大きく、プログラム欠陥の大きさの制御が困難である。上述のように、結晶成長を用いれば、プログラム欠陥の側面に｛１１１｝結晶面を形成することが可能となり、プログラム欠陥の大きさの制御が容易になる。

本発明のいくつかの実施形態を説明したが、これらの実施形態は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。これら新規な実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更を行うことができる。これら実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれるとともに、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれる。

１，２，３，６…試料、１ｗ，８ｗ…ウェハ、５ｗ…ＳＯＩウェハ、１０，２０，３０，６０…パターン、１１～１３，２１～２３，３１～３３，５１，６１ａ～６３ａ，６１ｆ～６３ｆ，７１，８１…ラインパターン、１２ａ，１３ａ…原子ステップ、１１ｓ～１３ｓ，７１ｓ，８１ｓ…側面、２００…計測装置、２０７…較正プログラム。

Claims (11)

1. ＜１１１＞方向に交わる方向に延び、延伸方向の側面が少なくとも１つの｛１１１｝結晶面を有する第１および第２のラインパターンを備え、
   前記第１のラインパターンの前記側面が有する第１のラフネスは所定値未満であり、
   前記第２のラインパターンの前記側面は、前記第１のラフネスよりも大きい第２のラフネスを有し、
   前記第１のラインパターンは、前記第２のラインパターンよりも、＜１１１＞方向に直交する方向に近い第１の方向に延伸し、
   前記第２のラインパターンは、前記第１のラインパターンの前記延伸方向に対して斜交する第２の方向に延伸し、前記第２のラインパターンの前記側面は第１の周期で現れる原子ステップを有する、
   基板。
2. ＜１１１＞方向に交わる方向に延び、延伸方向の側面が少なくとも１つの｛１１１｝結晶面を有する第１および第２のラインパターンを備え、
   前記第１のラインパターンの前記側面が有する第１のラフネスは所定値未満であり、
   前記第２のラインパターンの前記側面は、前記第１のラフネスよりも大きい第２のラフネスを有し、
   前記第１のラインパターンの前記側面はミラー面となっており、
   前記第２のラインパターンの前記側面はランダムな凹凸を有する、
   基板。
3. 前記第１および第２のラインパターンは、（１１０）面を主面とする基板に配置され、
   前記第１および第２のラインパターンの上面は前記基板の前記主面から構成される、
   請求項１または請求項２に記載の基板。
4. 前記第１および第２のラインパターンは、（１１０）面を主面とする基板上に配置され、
   前記第１および第２のラインパターンの下面は前記基板の前記主面と接している、
   請求項１または請求項２に記載の基板。
5. 前記基板上には前記基板の一部を覆う絶縁層が配置され、
   前記第１および第２のラインパターンは、前記絶縁層から露出した前記基板上に配置されている、
   請求項４に記載の基板。
6. 前記第１および第２のラインパターンは絶縁層上に配置されている、
   請求項１または請求項２に記載の基板。
7. それぞれの前記第１および第２のラインパターンの一部はフローティング状態となっており、
   それぞれの前記第１および第２のラインパターンの他の一部はアース状態となっている、
   請求項６に記載の基板。
8. ＜１１１＞方向に交わる方向に延び、延伸方向の側面が少なくとも１つの｛１１１｝結晶面を有する第１および第２のラインパターンを備え、
   前記第１のラインパターンの前記側面が有する第１のラフネスは所定値未満であり、
   前記第２のラインパターンの前記側面は、前記第１のラフネスよりも大きい第２のラフネスを有し、
   前記第１のラインパターンは、前記第２のラインパターンよりも、＜１１１＞方向に直交する方向に近い第１の方向に延伸し、
   前記第２のラインパターンは、前記第１のラインパターンの前記延伸方向に対して斜交する第２の方向に延伸し、前記第２のラインパターンの前記側面は第１の周期で現れる原子ステップを有する、
   パターン。
9. ＜１１１＞方向に交わる方向に延び、延伸方向の側面が少なくとも１つの｛１１１｝結晶面を有する第１および第２のラインパターンを備え、
   前記第１のラインパターンの前記側面が有する第１のラフネスは所定値未満であり、
   前記第２のラインパターンの前記側面は、前記第１のラフネスよりも大きい第２のラフネスを有し、
   前記第１のラインパターンの前記側面はミラー面となっており、
   前記第２のラインパターンの前記側面はランダムな凹凸を有する、
   パターン。
10. ＜１１１＞方向に交わる方向に延び、延伸方向の側面が少なくとも１つの｛１１１｝結晶面を有する第１および第２のラインパターンを備え、
    前記第１のラインパターンの前記側面が有する第１のラフネスは所定値未満であり、
    前記第２のラインパターンの前記側面は、前記第１のラフネスよりも大きい第２のラフネスを有し、または、前記第１のラフネスを有する側面にプログラム欠陥が導入されたものである試料をそれぞれ計測装置で計測し、
    計測結果に基づき前記計測装置の較正を行い、
    前記第１のラインパターンは、前記第２のラフネスを有する前記第２のラインパターンよりも、＜１１１＞方向に直交する方向に近い第１の方向に延伸し、
    前記第２のラフネスを有する前記第２のラインパターンは、前記第１のラインパターンの前記延伸方向に対して斜交する第２の方向に延伸し、前記第２のラインパターンの前記側面は第１の周期で現れる原子ステップを有し、
    前記第１のラフネスを有する前記第２のラインパターンは前記第１の方向に延伸している、
    計測装置の較正方法。
11. ＜１１１＞方向に交わる方向に延び、延伸方向の側面が少なくとも１つの｛１１１｝結晶面を有する第１および第２のラインパターンを備え、
    前記第１のラインパターンの前記側面が有する第１のラフネスは所定値未満であり、
    前記第２のラインパターンの前記側面は、前記第１のラフネスよりも大きい第２のラフネスを有し、または、前記第１のラフネスを有する側面にプログラム欠陥が導入されたものである試料をそれぞれ計測装置で計測し、
    計測結果に基づき前記計測装置の較正を行い、
    前記第１のラインパターンの前記側面はミラー面となっており、
    前記第２のラフネスを有する前記第２のラインパターンの前記側面はランダムな凹凸を有し、
    前記第１のラフネスを有する前記第２のラインパターンの前記側面はミラー面となっている、
    計測装置の較正方法。

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