(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
半導体基板上の第１の層に形成された第１測定マークと、
前記第１測定マークの略上方において、前記第１の層の上の第２の層に形成された第２測定マークと、
前記第１測定マークおよび前記第２測定マークの略上方において、前記第２の層の上の第３の層に形成され、前記第１測定マークとともに用いて、前記第１の層と前記第３の層とのＸ方向のずれと、前記第２測定マークとともに用いて、前記第２の層と前記第３の層とのＹ方向のずれとを測定するための第３測定マークと、を備え、
前記第１測定マークは、前記Ｙ方向に沿って平行に第１の間隔で配置された第１側壁および第２側壁を含み、
前記第２測定マークは、前記Ｘ方向に沿って平行に第２の間隔で配置された第３側壁および第４側壁を含み、
前記第３測定マークは、前記Ｙ方向に沿って平行に前記第１の間隔とは異なる第３の間隔で配置された第５側壁および第６側壁と、前記Ｘ方向に沿って平行に前記第２の間隔とは異なる第４の間隔で配置された第７側壁および第８側壁とを含み、
前記第３測定マークの前記第５側壁と前記第６側壁とは、前記第１測定マークの前記第１側壁と前記第２側壁とに挟まれた領域に配置され、
前記第３測定マークの前記第７側壁と前記第８側壁とは、前記第２測定マークの前記第３側壁と前記第４側壁とに挟まれた領域に配置され、
前記第１測定マークは、前記第１側壁と前記第２側壁とを周囲に含む略長方形の測定パターンを有し、
前記第２測定マークは、前記第３側壁と前記第４側壁とを周囲に含む略長方形の測定パターンを有し、
前記第３測定マークは、前記第５側壁、前記第６側壁、前記第７側壁および前記第８側壁を周囲に含む略正方形の測定パターンを有する、重合わせ精度測定マーク。
【請求項２】
半導体基板上の第１の層に形成された第１測定マークと、
前記第１測定マークの略上方において、前記第１の層の上の第２の層に形成された第２測定マークと、
前記第１測定マークおよび前記第２測定マークの略上方において、前記第２の層の上の第３の層に形成され、前記第１測定マークとともに用いて、前記第１の層と前記第３の層とのＸ方向のずれと、前記第２測定マークとともに用いて、前記第２の層と前記第３の層とのＹ方向のずれとを測定するための第３測定マークと、を備え、
前記第１測定マークは、前記Ｙ方向に沿って平行に第１の間隔で配置された第１側壁および第２側壁を含み、
前記第２測定マークは、前記Ｘ方向に沿って平行に第２の間隔で配置された第３側壁および第４側壁を含み、
前記第３測定マークは、前記Ｙ方向に沿って平行に前記第１の間隔とは異なる第３の間隔で配置された第５側壁および第６側壁と、前記Ｘ方向に沿って平行に前記第２の間隔とは異なる第４の間隔で配置された第７側壁および第８側壁とを含み、
前記第３測定マークの前記第５側壁と前記第６側壁とは、前記第１測定マークの前記第１側壁と前記第２側壁とに挟まれた領域に配置され、
前記第３測定マークの前記第７側壁と前記第８側壁とは、前記第２測定マークの前記第３側壁と前記第４側壁とに挟まれた領域に配置され、
前記第１測定マークは、前記第１側壁と前記第２側壁とを周囲に含む略長方形の開口測定パターンを有し、
前記第２測定マークは、前記第３側壁と前記第４側壁とを周囲に含む略長方形の開口測定パターンを有し、
前記第３測定マークは、前記第５側壁、前記第６側壁、前記第７側壁および前記第８側壁を周囲に含む略正方形の開口測定パターンを有する、重合わせ精度測定マーク。
【請求項３】
半導体基板上の第１の層に形成された第１測定マークと、
前記第１測定マークの略上方において、前記第１の層の上の第２の層に形成された第２測定マークと、
前記第１測定マークおよび前記第２測定マークの略上方において、前記第２の層の上の第３の層に形成され、前記第１測定マークとともに用いて、前記第１の層と前記第３の層とのＸ方向のずれと、前記第２測定マークとともに用いて、前記第２の層と前記第３の層とのＹ方向のずれとを測定するための第３測定マークと、を備え、
前記第１測定マークは、前記Ｙ方向に沿って平行に第１の間隔で配置された第１側壁および第２側壁を含み、
前記第２測定マークは、前記Ｘ方向に沿って平行に第２の間隔で配置された第３側壁および第４側壁を含み、
前記第３測定マークは、前記Ｙ方向に沿って平行に前記第１の間隔とは異なる第３の間隔で配置された第５側壁および第６側壁と、前記Ｘ方向に沿って平行に前記第２の間隔とは異なる第４の間隔で配置された第７側壁および第８側壁とを含み、
前記第３測定マークの前記第５側壁と前記第６側壁とは、前記第１測定マークの前記第１側壁と前記第２側壁とに挟まれた領域に配置され、
前記第３測定マークの前記第７側壁と前記第８側壁とは、前記第２測定マークの前記第３側壁と前記第４側壁とに挟まれた領域に配置され、
前記第１測定マークは、前記第１側壁を含む略長方形の第１測定パターンと、前記第２側壁を含む略長方形の第２測定パターンとを有し、
前記第２測定マークは、前記第３側壁を含む略長方形の第３測定パターンと、前記第４側壁を含む略長方形の第４測定パターンとを有し、
前記第３測定マークは、前記第５側壁、前記第６側壁、前記第７側壁および前記第８側壁を周囲に含む略正方形の第５測定パターンを有する、重合わせ精度測定マーク。
【請求項４】
半導体基板上の第１の層に形成された第１測定マークと、
前記第１測定マークの略上方において、前記第１の層の上の第２の層に形成された第２測定マークと、
前記第１測定マークおよび前記第２測定マークの略上方において、前記第２の層の上の第３の層に形成され、前記第１測定マークとともに用いて、前記第１の層と前記第３の層とのＸ方向のずれと、前記第２測定マークとともに用いて、前記第２の層と前記第３の層とのＹ方向のずれとを測定するための第３測定マークと、を備え、
前記第１測定マークは、前記Ｙ方向に沿って平行に第１の間隔で配置された第１側壁および第２側壁を含み、
前記第２測定マークは、前記Ｘ方向に沿って平行に第２の間隔で配置された第３側壁および第４側壁を含み、
前記第３測定マークは、前記Ｙ方向に沿って平行に前記第１の間隔とは異なる第３の間隔で配置された第５側壁および第６側壁と、前記Ｘ方向に沿って平行に前記第２の間隔とは異なる第４の間隔で配置された第７側壁および第８側壁とを含み、
前記第３測定マークの前記第５側壁と前記第６側壁とは、前記第１測定マークの前記第１側壁と前記第２側壁とに挟まれた領域に配置され、
前記第３測定マークの前記第７側壁と前記第８側壁とは、前記第２測定マークの前記第３側壁と前記第４側壁とに挟まれた領域に配置され、
前記第１測定マークは、前記第１側壁と第２側壁を含む略長方形の第１測定パターンを有し、
前記第２測定マークは、前記第３側壁を含む略長方形の第２測定パターンと、前記第４側壁を含む略長方形の第３測定パターンを有し、
前記第３測定マークは、前記第５側壁、前記第６側壁、前記第７側壁および前記第８側壁を周囲に含む略正方形の第４測定パターンを有する、重合わせ精度測定マーク。
【請求項５】
半導体基板上の第１の層に形成された第１測定マークと、
前記第１測定マークの略上方において、前記第１の層の上の第２の層に形成された第２測定マークと、
前記第１測定マークおよび前記第２測定マークの略上方において、前記第２の層の上の第３の層に形成され、前記第１測定マークとともに用いて、前記第１の層と前記第３の層とのＸ方向のずれと、前記第２測定マークとともに用いて、前記第２の層と前記第３の層とのＹ方向のずれとを測定するための第３測定マークと、を備え、
前記第１測定マークは、前記Ｙ方向に沿って平行に第１の間隔で配置された第１側壁および第２側壁を含み、
前記第２測定マークは、前記Ｘ方向に沿って平行に第２の間隔で配置された第３側壁および第４側壁を含み、
前記第３測定マークは、前記Ｙ方向に沿って平行に前記第１の間隔とは異なる第３の間隔で配置された第５側壁および第６側壁と、前記Ｘ方向に沿って平行に前記第２の間隔とは異なる第４の間隔で配置された第７側壁および第８側壁とを含み、
前記第１測定マークの前記第１側壁と前記第２側壁とは、前記第３測定マークの前記第５側壁と前記第６側壁とに挟まれた領域に配置され、
前記第３測定マークの前記第７側壁と前記第８側壁とは、前記第２測定マークの前記第３側壁と前記第４側壁とに挟まれた領域に配置され、
前記第１測定マークは、前記第１側壁および第２側壁を含む略長方形の第１測定パターンを有し、
前記第２測定マークは、前記第３側壁を含む略長方形の第２測定パターンおよび前記第４側壁を含む略長方形の第３測定パターンを有し、
前記第３測定マークは、前記第５側壁、前記第６側壁、前記第７側壁および前記第８側壁を周囲に含む略正方形の第４測定パターンを有する、重合わせ精度測定マーク。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】
この発明は、重合わせ精度測定マークに関し、より特定的には、重合わせ精度測定マークの構造に関する。
【０００２】
【従来の技術】
近年、複数の層から形成されるデバイスの寸法が微細化されるにつれ、各層の重合わせ精度が重要になってきている。以下、図を参照して、この重合わせ精度を測定するための重合わせ精度測定マークについて、ＭＯＳトランジスタの場合について説明する。
【０００３】
まず、図２２に、一般的なＭＯＳトランジスタの縦断面図を示し、図２３に、そのＭＯＳトランジスタが含まれる半導体装置の平面図を示す。両図を参照して、簡単にＭＯＳトランジスタの構造について説明する。まず、半導体基板１０６上に、ゲート酸化膜１０８を介在して、ゲート電極を構成するワード線１１０Ａが形成されている。また、半導体基板１０６には、ソース／ドレイン領域１０７が形成されている。
【０００４】
ゲート電極１１０Ａの上方には、層間酸化膜１１０を介在してビット線１１２Ａが形成されている。このビット線１１２Ａは、ソース／ドレイン領域１０７の一方と電気的に接続している。ワード線１１０Ａとビット線１１２Ａとは、図２３に示すように互いに直交するように配置されている。また、ビット線１１２Ａの上には、層間酸化膜１１３が形成されている。
【０００５】
次に、図２３を参照して、上記構造よりなる半導体装置に、１μｍの間隔で配置されたワード線１１０Ａとビット線１１２Ａとの間の活性領域１１５に、コンタクトホール１０４を形成する場合について説明する。
【０００６】
半導体装置に開口するコンタクトホール１０４の大きさは、０．５μｍ×０．５μｍである。したがって、ワード線１１０Ａ、ビット線１１２Ａおよびコンタクトホール１０４が設計通り重合わせて形成された場合、ワード線１１０Ａとコンタクトホール１０４とのＸ方向の距離Ｘおよびビット線１１２Ａとコンタクトホール１０４とのＹ方向の距離Ｙは、ともに０．２５μｍとなる。
【０００７】
しかしながら、コンタクトホール１０４の開口位置がずれて形成されてしまう場合がある。この場合、コンタクトホール１０４の一部分が、ワード線１１０Ａやビット線１１２Ａ上に形成されてしまう。
【０００８】
ここで、コンタクトホール１０４の形成は、図２２に示すように、層間酸化膜１１３上に形成されたレジスト膜１１４をリソグラフィ技術を用いてパターニングし、このパターニングされたレジスト膜をマスクとしてコンタクトホールの開口を行なっている。したがって、このレジスト膜１１４のパターニングを行なった段階で、レジスト膜１１４に形成されたコンタクトホールパターンの位置とワード線１１０Ａやビット線１１２Ａの位置ずれを予め測定した後、精度よくレジスト膜のコンタクトホールパターンが形成されていない場合は、レジスト膜のみ再度製膜し直せばよい。
【０００９】
しかし、コンタクトホール１０４とワード線１１０Ａや、コンタクトホール１０４とビット線１１２Ａの間隔は０．２５μｍと異常に小さいため、この領域での重合わせ精度を測定することは困難である。
【００１０】
そこで、従来より、半導体装置が形成される領域の周辺の領域において、重合わせ精度を測定するためのダミーパターンとして、重合わせ精度測定マークが、ワード線、ビット線およびレジスト膜の製膜と同時に形成され、この重合わせ精度測定マークの重合わせの精度を測定することで、レジスト膜のコンタクトホールパターンとワード線およびビット線との重合わせ精度を測定する方法が用いられている。
【００１１】
以下、この重合わせ精度測定マークについて、図２４ないし図２６を参照して説明する。まず、図２４を参照して、重合わせ精度測定マークの配置について説明する。半導体装置の周辺の領域において、ゲート酸化膜１０８の上に、ワード線１１０Ａを形成する工程と同時に、第１測定マーク１１０Ｂが所定の位置に形成される。この第１測定マーク１１０Ｂの平面形状は、図２５（ａ）に示すように、２０μｍ×２０μｍの正方形のパターンを有している。また、ビット線１１２Ａを形成する工程と同時に、層間酸化膜１１０上の所定の位置に、第２測定マーク１１２Ｂが形成される。この第２測定マーク１１２Ｂの平面形状は、図２６（ａ）に示すように、２０μｍ×２０μｍの正方形パターンである。
【００１２】
さらに、層間絶縁膜１１３の上の第１測定マーク１１０Ｂの上方および第２測定マーク１１２Ｂの上方には、それぞれレジスト膜のパターニングと同時に、第３測定マーク１１４Ｂおよび第４測定マーク１１４Ｃが形成されている。
【００１３】
この第３測定マーク１１４Ｂおよび第４測定マーク１１４Ｃの大きさは、図２５（ａ），図２６（ａ）に示すように、１０μｍ×１０μｍの正方形パターンを有している。
【００１４】
次に、図２５および図２６を参照して、第１測定マーク１１０Ｂ，第２測定マーク１１２Ｂ，第３測定マーク１１４Ｂおよび第４測定マーク１１４Ｃを用いた重合わせ精度の測定について説明する。
【００１５】
まず、図２５を参照して、ワード線１１０Ａとレジスト膜のコンタクトホールパターンの重合わせ精度について説明する。図２３より、ワード線１１０Ａとコンタクトホールパターンの重合わせ精度は、Ｘ方向のみの重合わせ精度が問題となる。
【００１６】
図２５（ａ）は、第３測定マーク１１４Ｂの上方からの平面図を示している。図２５（ｂ）は、第３測定マーク１１４Ｂの上方から光を照射した場合の、図２５（ａ）中Ａ−Ａ′断面に従った検出信号の光の明暗を示している。図からわかるように、検出信号の光の明暗は、第１測定マーク１１０Ｂおよび第３測定マーク１１４Ｂのそれぞれの側壁１０ａ，１０ｂ，１１ａ，１１ｂの位置で検出信号が暗くなっていることがわかる。ここで、この検出信号を用いて、Ｘ方向の重合わせ精度を測定する。
【００１７】
たとえば、側壁１０ａと側壁１０ｂの検出信号の中点ｃ1 と、側壁１１ａと側壁１１ｂの検出信号の中点ｃ2 とを求める。この中点ｃ1 と中点ｃ2 の位置とが一致した場合は、第１測定マーク１１０Ｂと第３測定マーク１１４ＢのＸ方向のずれは０となり、また、中点ｃ1 と中点ｃ2 の位置とに差が生じた場合は、その差が第１測定マーク１１０Ｂと第３測定マーク１１４ＢとのＸ方向のずれ量となる。同様にして、図２６（ａ）、（ｂ）に示すように、第２測定マーク１１２Ｂと、第４測定マーク１１４ＣのＹ方向のずれ量を求める。
【００１８】
このようにして、第１測定マーク１１０Ｂ、第２測定マーク１１２Ｂ、第３測定マーク１１４Ｂおよび第４測定マーク１１４Ｃを用いて測定した結果は、ワード線１１０Ａ、ビット線１１２Ａおよびレジスト膜のコンタクトホールパターンのずれ量と１対１に対応しており、そのまま重合わせ精度とすることができる。
【００１９】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら上述した重合わせ精度測定マークを用いた重合わせ精度の測定によれば、Ｘ方向の重合わせ精度を測定するための測定マークと、Ｙ方向の重合わせ精度を測定するための測定マークとの２種類の測定マークを、異なる位置に形成する必要がある。そのため、この測定マークを形成するための領域が必要となる。
【００２０】
また、観測光を用いて重合わせ精度を測定する場合、Ｘ方向の測定とＹ方向の測定とを行なう層が異なるために、別々に測定を行なう必要がある。そのため、測定に時間がかかり、半導体装置の製造時間を短縮することが困難となる。
【００２１】
この発明は、上記問題点を解決するためになされたもので、Ｘ方向の重合わせ精度の測定と、Ｙ方向の重合わせ精度の測定とが別々の層であっても、同時にＸ方向およびＹ方向の重合わせ精度を測定することのできる重合わせ精度測定マークを提供することを目的とする。
【００２２】
【課題を解決するための手段】
この発明に基づいた重合わせ精度測定マークの1つの局面においては、半導体基板上の第１の層に形成された第１測定マークと、上記第１測定マークの略上方において、上記第１の層の上の第２の層に形成された第２測定マークと、上記第１測定マークおよび上記第２測定マークの略上方において、上記第２の層の上の第３の層に形成され、上記第１測定マークとともに用いて、上記第１の層と上記第３の層とのＸ方向のずれと、上記第２測定マークとともに用いて、上記第２の層と上記第３の層とのＹ方向のずれとを測定するための第３測定マークとを備えている。さらに、上記第１測定マークは、上記Ｙ方向に沿って平行に第１の間隔で配置された第１側壁および第２側壁を含み、上記第２測定マークは、上記Ｘ方向に沿って平行に第２の間隔で配置された第３側壁および第４側壁を含み、上記第３測定マークは、上記Ｙ方向に沿って平行に上記第１の間隔とは異なる第３の間隔で配置された第５側壁および第６側壁と、上記Ｘ方向に沿って平行に上記第２の間隔とは異なる第４の間隔で配置された第７側壁および第８側壁とを含んでいる。
【００２３】
また、上記第３測定マークの上記第５側壁と上記第６側壁とは、上記第１測定マークの上記第１側壁と上記第２側壁とに挟まれた領域に配置され、上記第３測定マークの上記第７側壁と上記第８側壁とは、上記第２測定マークの上記第３側壁と上記第４側壁とに挟まれた領域に配置されている。
【００２４】
さらに、上記第１測定マークは、上記第１側壁と上記第２側壁とを周囲に含む略長方形の測定パターンを有し、上記第２測定マークは、上記第３側壁と上記第４側壁とを周囲に含む略長方形の測定パターンを有し、上記第３測定マークは、上記第５側壁、上記第６側壁、上記第７側壁および上記第８側壁を周囲に含む略正方形の測定パターンを有している。
【００２５】
この発明に基づいた重合わせ精度測定マークの他の局面においては、半導体基板上の第１の層に形成された第１測定マークと、上記第１測定マークの略上方において、上記第１の層の上の第２の層に形成された第２測定マークと、上記第１測定マークおよび上記第２測定マークの略上方において、上記第２の層の上の第３の層に形成され、上記第１測定マークとともに用いて、上記第１の層と上記第３の層とのＸ方向のずれと、上記第２測定マークとともに用いて、上記第２の層と上記第３の層とのＹ方向のずれとを測定するための第３測定マークとを備える。また、上記第１測定マークは、上記Ｙ方向に沿って平行に第１の間隔で配置された第１側壁および第２側壁を含み、上記第２測定マークは、上記Ｘ方向に沿って平行に第２の間隔で配置された第３側壁および第４側壁を含み、上記第３測定マークは、上記Ｙ方向に沿って平行に上記第１の間隔とは異なる第３の間隔で配置された第５側壁および第６側壁と、上記Ｘ方向に沿って平行に上記第２の間隔とは異なる第４の間隔で配置された第７側壁および第８側壁とを含んでいる。また、上記第３測定マークの上記第５側壁と上記第６側壁とは、上記第１測定マークの上記第１側壁と上記第２側壁とに挟まれた領域に配置され、上記第３測定マークの上記第７側壁と上記第８側壁とは、上記第２測定マークの上記第３側壁と上記第４側壁とに挟まれた領域に配置される。さらに、上記第１測定マークは、上記第１側壁と上記第２側壁とを周囲に含む略長方形の開口測定パターンを有し、上記第２測定マークは、上記第３側壁と上記第４側壁とを周囲に含む略長方形の開口測定パターンを有し、上記第３測定マークは、上記第５側壁、上記第６側壁、上記第７側壁および上記第８側壁を周囲に含む略正方形の開口測定パターンを有する。
【００２６】
この発明に基づいた重合わせ精度測定マークのさらに他の局面においては、半導体基板上の第１の層に形成された第１測定マークと、上記第１測定マークの略上方において、上記第１の層の上の第２の層に形成された第２測定マークと、上記第１測定マークおよび上記第２測定マークの略上方において、上記第２の層の上の第３の層に形成され、上記第１測定マークとともに用いて、上記第１の層と上記第３の層とのＸ方向のずれと、上記第２測定マークとともに用いて、上記第２の層と上記第３の層とのＹ方向のずれとを測定するための第３測定マークとを備える。また、上記第１測定マークは、上記Ｙ方向に沿って平行に第１の間隔で配置された第１側壁および第２側壁を含み、上記第２測定マークは、上記Ｘ方向に沿って平行に第２の間隔で配置された第３側壁および第４側壁を含み、上記第３測定マークは、上記Ｙ方向に沿って平行に上記第１の間隔とは異なる第３の間隔で配置された第５側壁および第６側壁と、上記Ｘ方向に沿って平行に上記第２の間隔とは異なる第４の間隔で配置された第７側壁および第８側壁とを含んでいる。上記第３測定マークの上記第５側壁と上記第６側壁とは、上記第１測定マークの上記第１側壁と上記第２側壁とに挟まれた領域に配置され、上記第３測定マークの上記第７側壁と上記第８側壁とは、上記第２測定マークの上記第３側壁と上記第４側壁とに挟まれた領域に配置される。さらに、上記第１測定マークは、上記第１側壁を含む略長方形の第１測定パターンと、上記第２側壁を含む略長方形の第２測定パターンとを有し、上記第２測定マークは、上記第３側壁を含む略長方形の第３測定パターンと、上記第４側壁を含む略長方形の第４測定パターンとを有し、上記第３測定マークは、上記第５側壁、上記第６側壁、上記第７側壁および上記第８側壁を周囲に含む略正方形の第５測定パターンを有する。
【００２７】
この発明に基づいた重合わせ精度測定マークのさらに他の局面においては、半導体基板上の第１の層に形成された第１測定マークと、上記第１測定マークの略上方において、上記第１の層の上の第２の層に形成された第２測定マークと、上記第１測定マークおよび上記第２測定マークの略上方において、上記第２の層の上の第３の層に形成され、上記第１測定マークとともに用いて、上記第１の層と上記第３の層とのＸ方向のずれと、上記第２測定マークとともに用いて、上記第２の層と上記第３の層とのＹ方向のずれとを測定するための第３測定マークとを備える。上記第１測定マークは、上記Ｙ方向に沿って平行に第１の間隔で配置された第１側壁および第２側壁を含み、上記第２測定マークは、上記Ｘ方向に沿って平行に第２の間隔で配置された第３側壁および第４側壁を含み、上記第３測定マークは、上記Ｙ方向に沿って平行に上記第１の間隔とは異なる第３の間隔で配置された第５側壁および第６側壁と、上記Ｘ方向に沿って平行に上記第２の間隔とは異なる第４の間隔で配置された第７側壁および第８側壁とを含んでいる。また、上記第３測定マークの上記第５側壁と上記第６側壁とは、上記第１測定マークの上記第１側壁と上記第２側壁とに挟まれた領域に配置され、上記第３測定マークの上記第７側壁と上記第８側壁とは、上記第２測定マークの上記第３側壁と上記第４側壁とに挟まれた領域に配置される。さらに、上記第１測定マークは、上記第１側壁と第２側壁を含む略長方形の第１測定パターンを有し、上記第２測定マークは、上記第３側壁を含む略長方形の第２測定パターンと、上記第４側壁を含む略長方形の第３測定パターンを有し、上記第３測定マークは、上記第５側壁、上記第６側壁、上記第７側壁および上記第８側壁を周囲に含む略正方形の第４測定パターンを有する。
【００２８】
この発明に基づいた重合わせ精度測定マークのさらに他の局面においては、半導体基板上の第１の層に形成された第１測定マークと、上記第１測定マークの略上方において、上記第１の層の上の第２の層に形成された第２測定マークと、上記第１測定マークおよび上記第２測定マークの略上方において、上記第２の層の上の第３の層に形成され、上記第１測定マークとともに用いて、上記第１の層と上記第３の層とのＸ方向のずれと、上記第２測定マークとともに用いて、上記第２の層と上記第３の層とのＹ方向のずれとを測定するための第３測定マークとを備える。また、上記第１測定マークは、上記Ｙ方向に沿って平行に第１の間隔で配置された第１側壁および第２側壁を含み、上記第２測定マークは、上記Ｘ方向に沿って平行に第２の間隔で配置された第３側壁および第４側壁を含み、上記第３測定マークは、上記Ｙ方向に沿って平行に上記第１の間隔とは異なる第３の間隔で配置された第５側壁および第６側壁と、上記Ｘ方向に沿って平行に上記第２の間隔とは異なる第４の間隔で配置された第７側壁および第８側壁とを含んでいる。また、上記第１測定マークの上記第１側壁と上記第２側壁とは、上記第３測定マークの上記第５側壁と上記第６側壁とに挟まれた領域に配置され、上記第３測定マークの上記第７側壁と上記第８側壁とは、上記第２測定マークの上記第３側壁と上記第４側壁とに挟まれた領域に配置される。さらに、上記第１測定マークは、上記第１側壁および第２側壁を含む略長方形の第１測定パターンを有し、上記第２測定マークは、上記第３側壁を含む略長方形の第２測定パターンおよび上記第４側壁を含む略長方形の第３測定パターンを有し、上記第３測定マークは、上記第５側壁、上記第６側壁、上記第７側壁および上記第８側壁を周囲に含む略正方形の第４測定パターンを有する。
【００２９】
【作用】
この発明に基づいた重合わせ精度測定マークの１つの局面によれば、それぞれ異なる層に、それぞれ単純な形状からなる第１測定マークと第２測定マークと第３測定マークとがほぼ積層するように配置され、かつ、第１測定マークは、Ｙ方向に沿って平行な第１側壁および第２側壁を有し、第２測定マークは、Ｘ方向に沿って平行な第３側壁および第４側壁を有し、第３測定マークは、Ｘ方向に沿って平行な第５側壁および第６側壁と、Ｙ方向に沿って平行な第７側壁と第８側壁とを含んでいる。
【００３０】
これにより、第１測定マーク、第２測定マークおよび第３測定マークに観測光を照射した場合、第１側壁から第８側壁の部分での観測光が暗くなり、所定の信号を観測することができる。この信号から第１側壁と第２側壁、第３側壁と第４側壁、第５側壁と第６側壁、第７側壁と第８側壁のそれぞれの間隔と中点を読取ることができる。さらに、第１側壁と第２側壁の中点の位置と第５側壁と第６側壁の中点の位置とを比較することで、第１測定マークと第３測定マークのＸ方向の重合わせ精度と、第３側壁と第４側壁の中点の位置と第７側壁と第８側壁の中点の位置とを比較することで、第２測定マークと第３測定マークのＹ方向の重合わせ精度とを同時に測定することができる。その結果、１度の観測光の照射で、異なる層のＸ方向およびＹ方向の重合わせ精度を測定することができる。
【００３１】
また、第５側壁と第６側壁は、第１側壁と第２側壁とに挟まれた領域に配置され、第７側壁と第８側壁は、第３側壁と第４側壁とに挟まれた領域に配置されている。
【００３２】
これにより、観測光の照射時に第５側壁と第６側壁の観測光は第１側壁と第２側壁の観測光に挟まれた領域に存在し、第７側壁と第８側壁の観測光は第３側壁と第４側壁の観測光に挟まれた領域に存在する。そのため、観測光による重合わせ精度の測定時に、どの観測光がどの側壁に対応しているかがわかりやすく、正確に重合わせ精度を測定することが可能となる。
【００３３】
この発明に基づいた重合わせ精度測定マークの他の局面によれば、第１測定マークの第１側壁と第２側壁とは、第３測定マークの第５側壁と第６側壁とに挟まれた領域に配置され、第３測定マークの第７側壁と第８側壁とは、第２測定マークの第３側壁と第４側壁とに挟まれた領域に配置されている。
【００３４】
これにより、観測光の照射時に第５側壁と第６側壁の観測光は第１側壁と第２側壁の観測光に挟まれた領域に存在し、第７側壁と第８側壁の観測光は第３側壁と第４側壁の観測光に挟まれた領域に存在する。そのため、観測光による重合わせ精度の測定時に、どの観測光がどの側壁に対応するのかがわかりやすく、正確に重合わせ精度を測定することが可能となる。
【００３５】
【実施例】
（実施例１）
以下、この発明に基づいた第１の実施例について図を参照して説明する。なお、この実施例における重合わせ精度測定マークは、従来と同様半導体装置の周辺領域に形成される。
【００３６】
まず、図１は、この実施例における重合わせ精度測定マークの平面図を示している。図２は、図１中Ａ−Ａ′線の矢視断面図およびその断面に従った観測光の検出信号を示している。図３は、図１中Ｂ−Ｂ′線矢視断面図およびその断面に従った観測光の検出信号を示している。
【００３７】
まず、図１ないし図３を参照して、重合わせ精度測定マークの構造について説明する。第１測定マーク１１０Ｂは、半導体基板１０６の上方にゲート酸化膜１０８を介在して形成されている。この第１測定マーク１１０Ｂは、Ｙ方向に沿って平行に所定の間隔で配置された第１側壁１０ａと第２側壁１０ｂとを含む平面形状が長方形のパターンを有している。
【００３８】
第２測定マーク１１２Ｂは、第１測定マーク１１０Ｂの上方に層間酸化膜１１０を介在して形成されている。この第２測定マーク１１２Ｂは、Ｘ方向に沿って平行に所定の間隔で配置された第３側壁１２ａと第４側壁１２ｂとを含む平面形状が長方形のパターンを有している。
【００３９】
第３測定マーク１１４Ｄは、第２測定マーク１１２Ｂの上方に層間酸化膜１１３を介在して形成されている。この第３測定マーク１１４Ｄは、Ｙ方向に沿って平行に所定の間隔で、かつ、第１側壁１０ａと第２側壁１０ｂとの間に配置された第５側壁１４ａおよび第６側壁１４ｂと、Ｙ方向に沿って平行に所定の間隔で、かつ、第３側壁１２ａと第４側壁１２ｂとの間に配置されて、第７側壁１４ｃおよび第８側壁１４ｄとを含む平面形状が正方形のパターンを有している。
【００４０】
次に、この第１測定マーク１１０Ｂ、第２測定マーク１１２Ｂおよび第３測定マーク１１４Ｄに観測光を照射したときの重合わせ精度の測定について、図２（ｂ）および図３（ｂ）を参照して説明する。
【００４１】
まず、第１測定マーク１１０Ｂと第３測定マーク１１４Ｄの重合わせ精度の測定について、図２（ｂ）を参照して説明する。図２（ｂ）に、第１側壁１０ａ、第２側壁１０ｂ、第５側壁１４ａおよび第６側壁１４ｂに従った検出信号が観測されている。この観測された検出信号から、従来と同様に、第１側壁１０ａの検出信号と第２側壁１０ｂの検出信号の中点および第５側壁１４ａの検出信号と第６側壁１４ｂの検出信号の中点を求め、この中点の位置を比較することで、第１測定マーク１１０Ｂと第３測定マーク１１４ＤのＸ方向の重合わせ精度を測定することができる。
【００４２】
また、同時に、第２測定マーク１１２Ｂと第３測定マーク１１４Ｄについても同様に測定することができる。図３（ｂ）に示すように、第３側壁１２ａ、第４側壁１２ｂ、第７側壁１４ｃおよび第８側壁１４ｄに従った検出信号が得られている。この観測された検出信号に基づいて、第３側壁１２ａの検出信号と第４側壁１２ｂの検出信号の中点および第７側壁１４ｃの検出信号と第８側壁１４ｄの検出信号の中点を求め、この中点の位置を比較することで、第２測定マーク１１２Ｂと第３マーク１１４ＤのＹ方向の重合わせ精度を測定することができる。
【００４３】
以上のように、この第１の実施例によれば、１回の観測光の照射で異なる層のＸ方向およびＹ方向の重合わせ精度を測定することができる。これにより、重合わせ精度の測定時間を短時間で行なうことが可能となる。
【００４４】
さらに、観測光の照射時に、第５側壁と第６側壁の観測光は第１側壁と第２側壁の観測光に挟まれた領域に存在し、第７側壁と第８側壁の観測光は第３側壁と第４側壁の観測光に挟まれた領域に存在する。そのため、観測光による重合わせ精度の測定時に、どの観測光がどの側壁に対応するかがわかりやすく、正確に観測光の測定を行なうことができる。
【００４５】
また、第１測定マーク１１０Ｂ、第２測定マーク１１２Ｂ、第３測定マーク１１４Ｄは、積層して形成されているため、半導体装置の周辺領域において重合わせ精度測定マークを形成するためのスペースが小さくすることができる。
【００４６】
（実施例２）
次に、この発明に基づいた第２の実施例について、図４ないし図６を参照して説明する。まず、図４は、この実施例における重合わせ精度測定マークの平面図を示している。図５は、図４中Ａ−Ａ′線矢視断面図およびその断面に従った観測光の検出信号を示している。図６は、図４中Ｂ−Ｂ′線矢視断面図およびその断面に従った観測光の検出信号を示している。
【００４７】
まず、この実施例における重合わせ精度測定マークの構造について説明する。第１測定マーク１１０Ｃは、半導体基板１０６の上方にゲート酸化膜１０８を介在して形成されている。この第１測定マーク１１０Ｃは、Ｙ方向に沿って平行に所定の間隔で配置された第１側壁１０ａと第２側壁１０ｂとを含む平面形状が長方形の開口測定パターンを有している。
【００４８】
第２測定マーク１１２Ｃは、第１測定マーク１１０Ｃの上方に層間酸化膜１１０を介在して形成されている。この第２測定マーク１１２Ｃは、Ｘ方向に沿って平行に所定の間隔で配置された第３側壁１２ａと第４側壁１２ｂとを含む平面形状が長方形の開口測定パターンを有している。
【００４９】
第３測定マーク１１４Ｅは、第２測定マーク１１２Ｃの上方に層間酸化膜１１３を介在して形成されている。この第３測定マーク１１４Ｅは、Ｙ方向に沿って平行に所定の間隔で、かつ、第１側壁１０ａと第２側壁１０ｂとの間に配置された第５側壁１４ａおよび第６側壁１４ｂと、Ｘ方向に沿って平行に所定の間隔で、かつ、第３側壁１２ａと第４側壁１２ｂとの間に配置された第７側壁１４ｃおよび第８側壁１４ｄとを含む平面形状が正方形の開口測定パターンを有している。
【００５０】
次に、この第１測定パターン１１０Ｃ、第２測定パターン１１２Ｃおよび第３測定パターン１１４Ｅに観測光を照射したときの重合わせ精度の測定については、図５（ｂ）および図６（ｂ）に示すように、第１の実施例と同様の検出信号を得ることができる。したがって、この第２の実施例においても、１回の観測光の照射で異なる層のＸ方向およびＹ方向の重合わせ精度を測定することができる。これにより、重合わせ精度の測定時間を短時間で行なうことが可能となる。
【００５１】
さらに、観測光の照射時に、第５側壁と第６側壁の観測光は第１側壁と第２側壁の観測光に挟まれた領域に存在し、第７側壁と第８側壁の観測光は第３側壁と第４側壁の観測光に挟まれた領域に存在する。そのため、観測光による重合わせ精度の測定時に、どの観測光がどの側壁に対応するかがわかりやすく、正確に観測光の測定を行なうことが可能となる。
【００５２】
（実施例３）
次に、この発明に基づいた第３の実施例について、図７ないし図９を参照して説明する。
【００５３】
まず、図７は、この第３の実施例における重合わせ精度測定マークの平面図を示している。図８は、図７中Ａ−Ａ′線矢視断面図およびその断面に従った観測光の検出信号を示している。図９は、図７中Ｂ−Ｂ′線矢視断面図およびその断面に従った観測光の検出信号を示している。
【００５４】
まず、重合わせ精度測定マークの構造について説明する。第１測定マーク１１０Ｄは、半導体基板１０６の上方にゲート酸化膜１０８を介して形成されている。この第１測定マーク１１０Ｄは、Ｙ方向に沿って平行に所定の間隔で配置された第１側壁１０ａを含む略長方形の第１測定パターン１１０ｄ1 と、第２側壁１０ｂを含む略長方形の第２測定パターン１１０ｄ2 とを有している。
【００５５】
第２測定マーク１１２Ｄは、第１測定マーク１１０Ｄの上方に層間酸化膜１１０を介在して形成されている。この第２測定マーク１１２Ｄは、Ｘ方向に沿って平行に所定の間隔で配置された、第３側壁１２ａを含む略長方形の第３測定パターン１１２ｄ1 と、第４側壁１２ｂを含む略長方形の第４測定パターン１１２ｄ2 とを有している。
【００５６】
第３測定マーク１１４Ｆは、第２測定マーク１１２Ｄの上方に層間酸化膜１１３を介在して形成されている。この第３測定マーク１１４Ｆは、Ｙ方向に沿って平行に所定の間隔で、かつ、第１側壁１０ａと第２側壁１０ｂとの間に配置された第５側壁１４ａおよび第６側壁１４ｂと、Ｘ方向に沿って平行に所定の間隔で、かつ、第３側壁１２ａと第４側壁１２ｂとの間に配置された第７側壁１４ｃおよび第８側壁１４ｄとを含む平面形状が正方形のパターンを有している。
【００５７】
次に、この第１測定マーク１１０Ｄ、第２測定マーク１１２Ｄおよび第３測定マーク１１４Ｆに観測光を照射したときの重合わせ精度の測定について、図８（ｂ）および図９（ｂ）を参照して説明する。
【００５８】
まず、第１測定マーク１１０Ｄと第３測定マーク１１４Ｆの重合わせ精度の測定について図８（ｂ）を参照して説明する。図８（ｂ）より、第１側壁１０ａ、第２側壁１０ｂ、第５側壁１４ａおよび第６側壁１４ｂに従った検出信号が観測されている。この観測された検出信号から、第１側壁１０ａと第２側壁１０ｂの観測光の中点および第５側壁１４ａと第６側壁１４ｂの観測光の中点を求め、この中点の位置を比較することで第１観測マーク１１０Ｄと第３観測マーク１１４ＦのＸ方向の重合わせ精度を測定することができる。なお、第１観測マーク１１０Ｂの観測光において、第１側壁１０ａ′と第２側壁１０ｂ′の観測光の中点を用いても、同様の測定を行なうことができる。
【００５９】
また、同時に、第２観測マーク１１２Ｄと第３観測マーク１１４Ｆの重合わせ精度も測定することができる。図９（ｂ）に示すように、第３側壁１２ａ、第４側壁１２ｂ、第７側壁１４ｃおよび第８側壁１４ｄに従った検出信号が観測されている。この観測された検出信号から、第３側壁１２ａと第４側壁１２ｂの検出信号の中点および第７側壁１４ｃと第８側壁１４ｄの検出信号の中点を求め、この中点の位置を比較することで、第２測定パターン１１２Ｄと第３測定パターン１１４ＦのＹ方向の重合わせ精度を測定することができる。なお、第３側壁１２ａ′と第４側壁１２ｂ′の検出信号の中点の位置を用いても同様の重合わせ精度の測定をすることができる。
【００６０】
このように第３の実施例よれば、１回の観測光の照射で異なる層のＸ方向、Ｙ方向の重合わせ精度を測定することができる。これにより、重合わせ精度の測定時間を短時間で行なうことが可能となる。
【００６１】
さらに、第５側壁と第６側壁の観測光は第１側壁と第２側壁の観測光に挟まれた領域に存在し、第７側壁と第８側壁の観測光は第３側壁と第４側壁の観測光に挟まれた領域に存在する。そのため、観測光による重合わせ精度測定時に、どの観測光がどの側壁に対応するかがわかりやすく、正確に観測光の測定を行なうことができる。
【００６２】
また、第１測定マーク１１０Ｄ、第２測定マーク１１２Ｄ、第３測定マーク１１４Ｆは、積層して形成されているため、半導体装置の周辺領域において、この重合わせ精度測定マークを形成するためのスペースは小さくすることができる。
【００６３】
（実施例４）
次に、この発明に基づいた第４の実施例について、図１０ないし図１２を参照して説明する。まず、図１０は、この第４の実施例における重合わせ精度測定マークの平面図を示している。図１１は、図１０中Ａ−Ａ′線矢視断面図およびその断面に従った観測光の検出信号を示している。図１２は、図１０中Ｂ−Ｂ′線矢視断面図およびその断面に従った観測光の検出信号を示している。
【００６４】
まず、この実施例における重合わせ精度測定マークの構造について説明する。第１測定マーク１１０Ｅは、半導体基板１０６の上方にゲート酸化膜１０８を介在して形成されている。この第１測定マーク１１０Ｅは、Ｙ方向に沿って平行に所定の間隔で配置された第１側壁１０ａと第２側壁１０ｂとを含む平面形状が長方形の測定パターンを有している。
【００６５】
第２測定マーク１１２Ｅは、第１測定マーク１１０Ｅの上方に層間酸化膜１１０を介在して形成されている。この第２測定マーク１１２Ｅは、Ｘ方向に沿って平行に所定の間隔で配置された第３側壁１２ａを含む略長方形の第１測定パターン１１２ｅ1 と第４側壁１２ｂを含む略長方形の第２測定パターン１１２ｅ2 とを有している。
【００６６】
第３測定マーク１１４Ｇは、第２測定マーク１１２Ｅの上方に層間酸化膜１１３を介在して形成されている。この第３測定マーク１１４Ｇは、Ｙ方向に沿って平行に所定の間隔で、かつ、第１側壁１０ａと第２側壁１０ｂとの間に配置された第５側壁１４ａおよび第６側壁１４ｂと、Ｘ方向に沿って平行に所定の間隔で、かつ、第３側壁１２ａと第４側壁１２ｂとの間に配置された第７側壁１４ｃおよび第８側壁１４ｄとを含む平面形状が正方形のパターンを有している。
【００６７】
次に、この第１測定マーク１１０Ｅ、第２測定マーク１１２Ｅおよび第３測定マーク１１４Ｇに観測光を照射したときの重合わせ精度の測定について、図１１（ｂ）および図１２（ｂ）を参照して説明する。まず、第１測定マーク１１０Ｅと第３測定マーク１１４Ｇの重合わせ精度の測定について、図１１（ｂ）を参照して説明する。図１１（ｂ）より、第１側壁１０ａ、第２側壁１０ｂ、第５側壁１４ａおよび第６側壁１４ｂに従った検出信号が観測されている。この観測された検出信号から、第１側壁１０ａと第２側壁１０ｂの検出信号の中点および第５側壁１４ａと第６側壁１４ｂの検出信号の中点を求め、この中点の位置を比較することで、第１測定マーク１１０Ｅと第３測定マーク１１４ＧのＸ方向の重合わせ精度を測定することができる。
【００６８】
また、同時に、第２測定マーク１１２Ｅと第３測定マーク１１４Ｇの重合わせ精度についても測定することができる。図１２（ｂ）に示すように、第３側壁１２ａ、第４側壁１２ｂ、第７側壁１４ｃおよび第６側壁１４ｄに従った検出信号が観測されている。この観測された検出信号から、第３側壁１２ａと第４側壁１２ｂの検出信号の中点および第７側壁１４ｃと第８側壁１４ｄの検出信号の中点を求め、この中点の位置を比較することで、第２観測マーク１１２Ｅと第３観測マーク１１４ＧのＸ方向の重合わせ精度を測定することができる。なお、第３側壁１２ａ′と第４側壁１２ｂ′の検出信号の中点の位置を用いることによっても同様の重合わせ精度の測定を行なうことができる。
【００６９】
以上のように、この第４の実施例によれば、１回の観測光の照射で異なる層のＸ方向およびＹ方向の重合わせ精度を測定することができる。これにより、重合わせ精度の測定時間を短時間で行なうことが可能となる。
【００７０】
さらに、第５側壁と第６側壁の観測光は、第１側壁と第２側壁の観測光に挟まれた領域に存在し、第７側壁と第８側壁の観測光は、第３側壁と第４側壁の観測光に挟まれた領域に存在する。そのため、観測光による重合わせ精度の測定時に、どの観測光がどの側壁に対応するかがわかりやすく、正確に観測光の測定を行なうことができる。
【００７１】
また、第１測定マーク１１０Ｅ、第２測定マーク１１２Ｅ、第３測定マーク１１４Ｇは、積層して形成されているため、半導体装置の周辺領域において、重合わせ精度測定マークを形成するためのスペースを小さくすることが可能となる。
【００７２】
（実施例５）
次に、この発明に基づいた第５の実施例について、図１３ないし図１５を参照して説明する。まず、図１３は、この第５の実施例における重合わせ精度測定マークの平面図を示している。図１４は、図１３中Ａ−Ａ′線矢視断面図およびその断面に従った観測光の検出信号を示している。図１５は、図１３中Ｂ−Ｂ′線矢視断面図およびその断面に従った観測光の検出信号を示している。
【００７３】
まず、この実施例における重合わせ精度測定マークの構造について説明する。
第１測定マーク１１０Ｆは、半導体基板１０６の上方にゲート酸化膜１０８を介在して形成されている。この第１測定マーク１１０Ｆは、Ｙ方向に沿って平行に所定の間隔で配置された第１側壁１０ａと第２側壁１０ｂとを含む平面形状が長方形の測定パターンを有している。第２測定マーク１１２Ｆは、第１測定マーク１１０Ｆの上方に層間酸化膜１１０を介在して形成されている。この第２測定マーク１１２Ｆは、Ｘ方向に沿って平行に所定の間隔で配置された第３側壁１２ａと第４側壁１２ｂとを含む平面形状が長方形の測定パターンを有している。
【００７４】
第３測定マーク１１４Ｈは、第２測定マーク１１２Ｆの上方に層間酸化膜１１３を介在して形成されている。この第３測定マーク１１４Ｈは、Ｙ方向に沿って平行に所定の間隔で、かつ、第１側壁１０ａと第２側壁１０ｂとの間に配置された第５側壁１４ａおよび第６側壁１４ｂと、Ｘ方向に沿って平行に所定の間隔でかつ第３側壁１２ａと第４側壁１２ｂとの間に配置された第７側壁１４ｃと第８側壁１４ｄとを含む平面形状が正方形のパターンを有している。
【００７５】
次に、この第１測定マーク１１０Ｆ、第２測定マーク１１２Ｆおよび第３測定マーク１１４Ｈに観測光を照射したときの重合わせ精度の測定については、図１４（ｂ）および図１５（ｂ）に示すように、第１または第２実施例に示した検出信号と同様の検出信号を得ることができる。したがって、本実施例においても、第１および第２の実施例と同様の作用効果を得ることができる。
【００７６】
（第６実施例）
次に、この発明に基づいた第６の実施例について、図１６ないし図１８を参照して説明する。まず、図１６は、この第６の実施例における重合わせ精度測定マークの平面図を示している。図１７は、図１６中Ａ−Ａ′線矢視断面図およびその断面に従った観測光の検出信号を示している。図１８は、図１６中Ｂ−Ｂ′線矢視断面図およびその断面に従った観測光の検出信号を示している。
【００７７】
まず、この実施例における重合わせ精度測定マークの構造について説明する。第１測定マーク１１０Ｇは、半導体基板１０６の上方にゲート酸化膜１０８を介在して形成されている。この第１測定マーク１１０Ｇは、Ｙ方向に沿って平行に所定の間隔で配置された第１側壁１０ａを含む略長方形の第１測定パターン１１０ｇ1 と、第２側壁１０ｂを含む略長方形の第２測定パターン１１０ｇ2 とを有している。
【００７８】
第２測定マーク１１２Ｇは、第１測定マーク１１０Ｇの上方に層間酸化膜１１０を介在して形成されている。この第２測定マーク１１２Ｇは、Ｘ方向に沿って平行に所定の間隔で配置された第３側壁１２ａを含む略長方形の第３測定パターン１１２ｇ1 と、第４側壁１２ｂを含む略長方形の第４測定パターン１１２ｇ2 とを有している。
【００７９】
第３測定マーク１１４Ｊは、第２測定マーク１１２Ｇの上方に層間酸化膜１１３を介在して形成されている。この第３測定マーク１１４Ｊは、Ｙ方向に沿って平行に所定の間隔で、かつ、第１側壁１０ａと第２側壁１０ｂとの間に配置された第５側壁１４ａおよび第６側壁１４ｂと、Ｘ方向に沿って平行に所定の間隔で、かつ、第３側壁１２ａと第４側壁１２ｂとの間に配置された第７側壁１４ｃおよび第８側壁１４ｄとを含む平面形状が正方形のパターンを有している。
【００８０】
次に、この第１測定マーク１１０Ｇ、第２測定マーク１１２Ｇおよび第３測定マーク１１４Ｊに観測光を照射したときの照射光の検出信号は、図１７および図１８に示すように第３の実施例と同様の検出信号が得られる。したがって、本実施例においても、第３の実施例と同様の作用効果を得ることができる。
【００８１】
（実施例７）
次に、この発明に基づいた第７の実施例について、図１９ないし図２１を参照して説明する。まず、図１９は、この第７の実施例における重合わせ精度測定マークの平面図を示している。図２０は、図１９中Ａ−Ａ′線矢視断面図およびその断面に従った観測光の検出信号を示している。図２１は、図１９中Ｂ−Ｂ′線矢視断面図およびその断面に従った観測光の検出信号を示している。
【００８２】
まず、この実施例における重合わせ精度測定マークの構造ついて説明する。
第１測定マーク１１０Ｋは、半導体基板１０６の上方にゲート酸化膜１０８を介在して形成されている。この第１測定マーク１１０Ｋは、Ｙ方向に沿って平行に所定の間隔で配置された第１側壁１０ａと第２側壁１０ｂとを含む平面形状が長方形の測定パターンを有している。
【００８３】
第２測定マーク１１２Ｋは、第１測定マーク１１０Ｋの上方に層間酸化膜１１０を介在して形成されている。この第２測定マーク１１２Ｋは、Ｘ方向に沿って平行に所定の間隔で配置された第３側壁１２ａを含む略長方形の第１測定パターン１１０ｋ1 と、第４側壁１２ｂを含む略長方形の第２測定パターン１１２ｋ2 とを有している。
【００８４】
第３測定マーク１１４Ｋは、第２測定マーク１１２Ｋの上方に層間酸化膜１１３を介在して形成されている。この第３測定マーク１１４Ｋは、Ｙ方向に沿って平行に所定の間隔で、かつ、第１側壁１０ａと第２側壁１０ｂとの外側に配置された第５側壁１４ａおよび第６側壁１４ｂと、Ｘ方向に沿って平行に所定の間隔で、かつ、第３側壁１２ａと第４側壁１２ｂとの間に配置された第７側壁１４ｃおよび第８側壁１４ｄとを含む平面形状が正方形の測定パターンを有している。次に、この第１測定マーク１１０Ｋ、第２測定マーク１１２Ｋおよび第３測定マーク１１４Ｋに観測光を照射したときの重合わせ精度の測定について、図２０（ｂ）および図２１（ｂ）を参照して説明する。
【００８５】
まず、第１測定マーク１１０Ｋと第３測定マーク１１４Ｋの重合わせ精度の測定について、図２０（ｂ）を参照して説明する。図２０（ｂ）より、第１側壁１０ａ、第２側壁１０ｂ、第５側壁１４ａおよび第６側壁１４ｂに従った検出信号が観測されている。この観測された検出信号から、第１側壁１０ａと第２側壁１０ｂの検出信号の中点および第５側壁１４ａと第６側壁１４ｂの検出信号の中点を求め、この中点の位置を比較することで、第１測定マーク１１０Ｋと第３測定マーク１１４ＫのＸ方向の重合わせ精度を測定することができる。
【００８６】
また同時に、第２測定マーク１１２Ｋと第３測定マーク１１４ＫのＹ方向の重合わせ精度も測定することができる。図２１（ｂ）に示すように、第３側壁１２ａ、第４側壁１２ｂ、第７側壁１４ｃおよび第８側壁１４ｄに従った検出信号が検出されている。この観測された検出信号から、第３側壁１２ａと第４側壁１２ｂの検出信号の中点および第７側壁１４ｃと第８側壁１４ｄの検出信号の中点を求め、この中点の位置を比較することで、第２測定マーク１１２Ｋと第３測定マーク１１４ＫのＹ方向の重合わせ精度を測定することができる。
【００８７】
このように、この第７の実施例によれば、１回の観測光の照射で、異なる層のＸ方向およびＹ方向の重合わせ精度を測定することができる。これにより、重合わせ精度の測定時間を短時間で行なうことが可能となる。
【００８８】
さらに、観測光の照射時に、第１側壁と第２側壁の観測光は第５側壁と第６側壁の観測光に挟まれた領域に存在し、第７側壁と第８側壁の観測光は第３側壁と第４側壁の観測光とに挟まれた領域に存在する。そのため、観測光による重合わせ精度の測定時に、どの観測光がどの側壁に対応するかがわかりやすく、正確に観測光の測定を行なうことができる。
【００８９】
また、第１測定マーク１１０Ｋ、第２測定マーク１１２Ｋ、第３測定マーク１１４Ｋは、積層して形成されているため、半導体装置の周辺領域において、重合わせ精度測定マークを形成するためのスペースを小さくすることが可能となる。
【００９０】
【発明の効果】
この発明に基づいた重合わせ精度測定マークの１つの局面によれば、第１測定マーク、第２測定マークおよび第３測定マークに観測光を照射した場合、第１側壁から第８側壁の各側壁部分での観測光が暗くなり、所定の信号を観測することができる。この信号から第１側壁と第２側壁、第３側壁と第４側壁、第５側壁と第６側壁、第７側壁と第８側壁のそれぞれの間隔と中点を読取ることができる。さらに、第１側壁と第２側壁の中点の位置と第５側壁と第６側壁の中点の位置とを比較することで、第１測定マークと第３測定マークのＸ方向の重合わせ精度と、第３側壁と第４側壁の中点の位置と第７側壁と第８側壁の中点の位置とを比較することで、第２測定マークと第３測定マークのＹ方向の重合わせ精度とを同時に測定することができる。その結果、１度の観測光の照射で、異なる層のＸ方向およびＹ方向の重合わせ精度を測定することができる。これにより、重合わせ精度の測定を短時間で行なうことが可能となり、半導体装置全体としての製造時間を短縮させることが可能となる。
【００９１】
また、観測光の照射時に第５側壁と第６側壁の観測光は第１側壁と第２側壁の観測光に挟まれた領域に存在し、第７側壁と第８側壁の観測光は第３側壁と第４側壁の観測光に挟まれた領域に存在する。そのため、観測光による重合わせ精度の測定時に、どの観測光がどの側壁に対応しているかがわかりやすく、正確に重合わせ精度を測定することが可能となる。その結果、重合わせ精度の測定の信頼性を損なうことなく行なうことが可能となる。
【００９２】
この発明に基づいた重合わせ精度測定マークの他の局面によれば、観測光の照射時に第１側壁と第２側壁の観測光は第５側壁と第６側壁の観測光に挟まれた領域に存在し、第７側壁と第８側壁の観測光は第３側壁と第４側壁の観測光に挟まれた領域に存在する。そのため、観測光による重合わせ精度の測定時に、どの観測光がどの側壁に対応するのかがわかりやすく、正確に重合わせ精度を測定することが可能となる。その結果、重合わせ精度の測定の信頼性を損なうことなく行なうことが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】  この発明に基づいた第１の実施例における重合わせ精度測定マークの平面図である。
【図２】  （ａ）は、図１中Ａ−Ａ′線矢視断面図である。（ｂ）は、図１中Ａ−Ａ′線矢視に従った検出信号を示す図である。
【図３】  （ａ）は、図１中Ｂ−Ｂ′線矢視断面図である。（ｂ）は、図１中Ｂ−Ｂ′線矢視に従った検出信号を示す図である。
【図４】  この発明に基づいた第２の実施例における重合わせ精度測定マークの平面図である。
【図５】  （ａ）は、図４中Ａ−Ａ′線矢視断面図である。（ｂ）は、図４中Ａ−Ａ′線矢視に従った検出信号を示す図である。
【図６】  （ａ）は、図４中Ｂ−Ｂ′線矢視断面図である。（ｂ）は、図４中Ｂ−Ｂ′線矢視に従った検出信号を示す図である。
【図７】  この発明に基づいた第３の実施例における重合わせ精度測定マークの平面図である。
【図８】  （ａ）は、図７中Ａ−Ａ′線矢視断面図である。（ｂ）は、図７中Ａ−Ａ′線矢視に従った検出信号を示す図である。
【図９】  （ａ）は、図７中Ｂ−Ｂ′線矢視断面図である。（ｂ）は、図７中Ｂ−Ｂ′線矢視に従った検出信号を示す図である。
【図１０】  この発明に基づいた第４の実施例における重合わせ精度測定マークの平面図である。
【図１１】  （ａ）は、図１０中Ａ−Ａ′線矢視断面図である。（ｂ）は、図１０中Ａ−Ａ′線矢視に従った検出信号を示す図である。
【図１２】  （ａ）は、図１０中Ｂ−Ｂ′線矢視断面図である。（ｂ）は、図１０中Ｂ−Ｂ′線矢視に従った検出信号を示す図である。
【図１３】  この発明に基づいた第５の実施例における重合わせ精度測定マークの平面図である。
【図１４】  （ａ）は、図１３中Ａ−Ａ′線矢視断面図である。（ｂ）は、図１３中Ａ−Ａ′線矢視に従った検出信号を示す図である。
【図１５】  （ａ）は、図１３中Ｂ−Ｂ′線矢視断面図である。（ｂ）は、図１３中Ｂ−Ｂ′線矢視に従った検出信号を示す図である。
【図１６】  この発明に基づいた第６の実施例における重合わせ精度測定マークの平面図である。
【図１７】  （ａ）は、図１６中Ａ−Ａ′線矢視断面図である。（ｂ）は、図１６中Ａ−Ａ′線矢視に従った検出信号を示す図である。
【図１８】  （ａ）は、図１６中Ｂ−Ｂ′線矢視断面図である。（ｂ）は、図１６中Ｂ−Ｂ′線矢視に従った検出信号を示す図である。
【図１９】  この発明に基づいた第７の実施例における重合わせ精度測定マークの平面図である。
【図２０】  （ａ）は、図１９中Ａ−Ａ′線矢視断面図である。（ｂ）は、図１９中Ａ−Ａ′線矢視に従った検出信号を示す図である。
【図２１】  （ａ）は、図１９中Ｂ−Ｂ′線矢視断面図である。（ｂ）は、図１９中Ｂ−Ｂ′線矢視に従った検出信号を示す図である。
【図２２】  従来技術におけるＭＯＳトランジスタの構造を示す縦断面図である。
【図２３】  従来技術におけるワード線とビット線とに囲まれた領域にコンタクトホールを形成した場合の平面図である。
【図２４】  従来技術における重合わせ精度測定マークの構造を示す縦断面図である。
【図２５】  （ａ）は、従来技術における重合わせ精度測定マークの平面図である。（ｂ）は、（ａ）中Ａ−Ａ′線矢視に従った検出信号を示す図である。
【図２６】  （ａ）は、従来技術における重合わせ精度測定マークの第２の平面図である。（ｂ）は、（ａ）中Ｂ−Ｂ′線矢視に従った検出信号を示す図である。
【符号の説明】
１０ａ  第１側壁、１０ｂ  第２側壁、１２ａ  第３側壁、１２ｂ  第４側壁、１４ａ  第５側壁、１４ｂ  第６側壁、１４ｃ  第７側壁、１４ｄ  第８側壁、１１０Ｂ，１１０Ｃ，１１０Ｄ，１１０Ｅ，１１０Ｆ，１１０Ｇ，１１０Ｋ第１測定マーク、１１２Ｂ，１１２Ｃ，１１２Ｄ，１１２Ｅ，１１２Ｆ，１１２Ｇ，１１２Ｋ  第２測定マーク、１１４Ｄ，１１４Ｅ，１１４Ｆ，１１４Ｇ，１１４Ｈ，１１４Ｊ，１１４Ｋ  第３測定マーク。
なお、各図中、同一符号は、同一または相当部分を示す。
【図１】
0003693370.tif 000002
【図２】
0003693370.tif 000003
【図３】
0003693370.tif 000004
【図４】
0003693370.tif 000005
【図５】
0003693370.tif 000006
【図６】
0003693370.tif 000007
【図７】
0003693370.tif 000008
【図８】
0003693370.tif 000009
【図９】
0003693370.tif 000010
【図１０】
0003693370.tif 000011
【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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【図２３】
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【図２４】
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【図２５】
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【図２６】
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