Способ изготовления меры ширины линий

(54) СПОСОБ ИЗ РИНЫ ЛИНИЙ (57) Изобретение ной технике, а им ния мер для из растровых электр гих средствах и диапазона, Цел повышение точн шение дискретно ВЛЕНИЯ МЕРЫ Ш ост сти скопа и на тношение икрофотогне на мере чение гракопа. Точобразом, ность СИ. ления мер т-объекты кроскопов, атыми неоэтих устточность ров сфер и р ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ ПРИ ГКНТ СССР ВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТ(56) Смирнов Ю.А., Васичев Б,Н., Скородумова А.А. Тест-объект для растрового электронного микроскопа. ОМП, 1984, М 2, с. 47,Патент США М 4068381, кл. 6 01 В 3/02, опублик, 1976. относится к измерительенно к способам выполнемерения ширины линий в онных микроскопах и друзмерений нанометрового ью изобретения являетсяи изготовления и уменьмеры, Способ. заключаИзобретение относится к измерительной технике, а именно к способам выполнения мер для измерения ширины линий в электронных микроскопах и других средствах измерений (СИ) нанометрового диапазона.Основной характеристикой меры является присваиваемое ей значение, точность которого обуславливается точностью метрологической аттестации ширины линий, реализуемых на мере, При использовании меру размещают на столе электронного микроскопа, где вследствие различных коэффициентов эмиссии участков поверхности меры возникает соответствующий контраст, катоется в образовании на основании чередующихся слоев. Каждый последующий слой выполняют с меньшей, чем предыдущий длиной. Слои выполняют из золота, никеля, кремния и окиси кремния или других минимально взаимно диффундирующих материалов. Для обеспечения необходимой однородности поверхностей выполняемой ступенчатой структуры сверху наносится дополнительный слой металла (хрома, никеля и т,п,). Боковая поверхность меры шлифуется, полируется и протравливается с обеспечением ее перпендикулярности к граням ступенчатой структуры при минимальном нарушении границ раздела слоев. Ширина линий слоев на боковой поверхности мерц аттестуется путем измерения интерференционным методом высоты ступеней на концах меры, равной толщине соответствующих слоев, Аналогичная мера может быть выполнена на монокристаллах слоистой структуры с помощью скалывания и травления, 2 ил. рыи фиксируется на экране микро электронной микрофотограмме. О ширины линий на экране или м рамме к их действительной шири определяет действительное увели дуируемого электронного микрос ность значений меры, таким непосредственно определяет точИзвестны способы изготов ширины, используемых как тес для градуировки электронных ми с латексными сферами и с линейч днородностями. Недостатками ройств является низкая и исваиваемых значений диамет10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 ширины линейчатой неоднородности вследствие погрешности наведения на край этихобьектов виэирующей системы при их измерении и аттестации,Известен также способ изготовлениямер ширины, который наиболее близок кпредлагаемому и принят за прототип. Онзаключается в нанесении на основание подложки равномерных слоев никеля, равномерных разделительных слоев золота столщиной 40 - 80 нм, по расстоянию междукоторыми и определяют действительноезначение ширины слоев никеля на боковойповерхности меры (тест-объекта) с помощьюполярйзационного микроскопа.При непосредственном измерении ширины линий проявляется погрешность наведения визира на их край, которая воптических системах достигает 200 нм иболее. Для исключения этой погрешностиаттестации ширины линий в известной мере измеряют расстояния между центрамиразделяющих слоев золота и полученныезначения присваивают ширине линий слоев никеля. Но в этом случае в значенияширины линий меры, кроме инструментальной, вносится методическая погрешность, равная ширине разделяющего слоя40 - 80 нм. При допустимой погрешностимеры 5% ширина линий никеля не должна, быть меньше 0,8 мкм,Таким образом, недостатками известного способа являются низкая точность ибольшая дискретность изготовляемой меры.Целью изобретения является повышение точности и уменьшение дискретностимеры,Указанная цель достигается тем, чтокаждый последующий образуемый слой выполняют с меньшей длиной, чем предыдущий так, что концы слоев меры образуютступенчатую структуру, а аттестацию мерыосуществляют по высоте этих ступеней,Сравнение заявляемого решения с другими техническими решениями показывает,что изготовление открытых ступенчатых аттестуемых структур известно в мерах толщины покрытий. Однако введение этихэлементов в укаэанной связи с остальнымиэлементами в заявляемом способе изготовления меры другого назначения - меры ширины линий позволяет получить новыйэффект, заключающийся в возможности непосредственной аттестации ширины болееузких линий по толщине слоев с исключением краевой погрешности наведения.На фиг. 1 показано исполнение известной линейчатой меры для градуировки сканирующего электронного микроскопа; на фиг. 2 - исполнение предлагаемым способом меры ширины линий для градуировки сканирующего электронного микроскопа и других СИ нанометрового диапазона.По предлагаемому способу изготовления меры на основание 1 (см, фиг. 2) после.- довательно наносят чередующиеся слои 2,3, 4, 5 меньшей длины, чем предыдущие из золота и никеля, кремния и окиси кремния или других минимально взаимно диффундирующих материалов необходимой контрастности. Для обеспечения однородности поверхностей выполняемой ступенчатой структуры сверху на укаэанные слои наносят дополнительный слой 6 металла толщиной порядка 60 нм (хрома, никеля и т.п.). Боковую поверхность А меры шлифуют и полируют с обеспечением ее перпендикулярности к граням ступенчатой структуры при минимальном нарушении границ раздела слоев. При необходимости указанная поверхность протравливается соответствующим реактивом. Аналогичная мера может быть выполнена на монокристаляах с сло-. истой ортогональной по плоскостям спайности структурой (например, топаза, фтористого лития и др.) с варизон ной линейчатостью методами. скалывания, дополнительного шлифования и полирования.Аттестация выполненной меры проводится следующим образом. На лазерной интерференционной установке высшей точности (УВТ 56 А 88 по МИ 1950-88) для средств измерений толщин особо тонких покрытий нанометрового диапазона (от 2 до 1000 нм) измеряют значения Ь высоты ступеней образованных слоев, значения которых приравниваются ширине контрастных линий между границами этих слоев Ь на боковой поверхности меры Ь 12 = Ь 1, Ь 2 з = Ь 2, пз 4 =Ьз, Ь 45 = Ь 4,Минимальная дискретность ширины линий меры определяется погрешностью УВТ, которая меньше О,б нм, При допускаемой погрешности аттестации меры 50 минимальная ширина линий может быть порядка 10 нм. Необходимая ширина площадок ступенчатой структуры определяется размерами оптического "щупа" интерферометра и не превышает 3 ммПогрешность аттестации высоты Ь ступени на УВТ, таким образом, надва порядка меньше погрешности наведения на край объекта в оптической системе. Этим обеспечивается повышенная точность аттестации ширины линий Ь меры при исключении погрешности краевого эффекта.Таким образом, предлагаемое техническое решение в отличиеот прототипа выполняется так, что при аттестации ширины1778513 кг л Ю 3 в 6 17 и Фиг.1 Составитель Я,ЦейтлинТехред М,Моргентал Редактор А.Бер орректор П,Ге Тираж ПодписноеИ Государственного комитета по изобретениям и Открытиям при ГКНТ СССР113035, Москва, Ж, Раушская наб 4/5Р каз 41 ВНИ Производственно-издательский комбинат "Патент", г. ужгОрод, ул, Гагарина. 10 образуемых равномерных слоев не возникает погрешности краевого эффекта (наведения на край линии), что позволяет повысить по крайней мере на два порядка точность способа изготовления меры ширины линий при меньшей на два порядка дискретности,Ф о р мул а и зоб рете ни я Способ изготовления меры ширины линий, заключающийся в том, что образуют равномерные слои на основании, производят аттестацию меры и получают меру ширины линий, о т л и ч а ю щ и й с я тем, что, с целью повышения точности изготовления 5 и уменьшения дискретности меры, каждыйпоследующий образуемый слой выполняют с меньшей длиной, чем предыдущий, так, что концы слоев меры образуют ступенчатую структуру, а аттестацию меры осущест вляют по высоте этих ступеней,