(57)【要約】【課題】少ない労力でプラズマチャージ量が基準値より多いか否かを評価することができるようにする。【解決手段】プラズマチャージ評価基板を、半導体装置の製造工程で使用されるプラズマに曝露する工程と、プラズマチャージ評価基板を調べることにより、プラズマが基板に与えるプラズマチャージ量を評価する工程とを具備する。プラズマチャージ評価基板は、半導体基板１に形成された放電領域１ａと、半導体基板１上に形成された層間絶縁膜２と、層間絶縁膜２に形成され、放電領域１ａ上に位置する接続孔２ａと、層間絶縁膜２上に形成されたアンテナ用導電膜３と、層間絶縁膜２上に形成され、接続孔２ａを介してアンテナ用導電膜３と放電領域１ａとを接続するヒューズ用配線４とを備える。ヒューズ用配線４が溶断している場合には、プラズマチャージ量が基準値より多いと評価する。【選択図】      図４
2006013141.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
半導体基板と、
半導体基板に形成された放電領域と、
前記半導体基板上に形成された層間絶縁膜と、
前記層間絶縁膜に形成され、前記放電領域上に位置する接続孔と、
前記層間絶縁膜上に形成されたアンテナ用導電膜と、
前記層間絶縁膜上に形成され、前記接続孔を介して前記アンテナ用導電膜と前記放電領域とを接続するヒューズ用配線と
を具備するプラズマチャージ評価基板。
【請求項２】
前記放電領域は、前記半導体基板に形成された不純物領域である請求項１に記載のプラズマチャージ評価基板。
【請求項３】
絶縁層上に形成されたアンテナ用導電膜と、
前記絶縁層上に形成され、前記アンテナ用導電膜に接続するヒューズ用配線と、
前記ヒューズ用配線に接続され、前記アンテナ用導電膜にチャージした電荷が放電される放電領域と
を具備するプラズマチャージ評価基板。
【請求項４】
絶縁層上に形成された複数のアンテナ用導電膜と、
前記絶縁層上に形成され、前記複数のアンテナ用導電膜それぞれに接続する複数のヒューズ用配線と、
前記複数のヒューズ用配線それぞれに接続され、前記アンテナ用導電膜にチャージした電荷が放電される放電領域と
を具備し、
前記複数のヒューズ用配線それぞれは、互いに幅が異なるプラズマチャージ評価基板。
【請求項５】
絶縁層上に形成され、互いに面積が異なる複数のアンテナ用導電膜と、
前記絶縁層上に形成され、それぞれ前記複数のアンテナ用導電膜に接続する複数のヒューズ用配線と、
前記複数のヒューズ用配線それぞれに接続され、前記アンテナ用導電膜にチャージした電荷が放電される放電領域と
を具備するプラズマチャージ評価基板。
【請求項６】
前記ヒューズ用配線は、Ａｌ合金膜からなる請求項１〜５のいずれか一項に記載のプラズマチャージ評価基板。
【請求項７】
プラズマチャージ評価基板を、半導体装置の製造工程で使用されるプラズマに曝露する工程と、
前記プラズマチャージ評価基板を調べることにより、前記プラズマが基板に与えるプラズマチャージ量を評価する工程と
を具備し、
前記プラズマチャージ評価基板は、
半導体基板と、
半導体基板に形成された放電領域と、
前記半導体基板上に形成された層間絶縁膜と、
前記層間絶縁膜に形成され、前記放電領域上に位置する接続孔と、
前記層間絶縁膜上に形成されたアンテナ用導電膜と、
前記層間絶縁膜上に形成され、前記接続孔を介して前記アンテナ用導電膜と前記放電領域とを接続するヒューズ用配線と
を備え、
前記プラズマチャージ量を評価する工程は、前記ヒューズ用配線が溶断している場合は、プラズマチャージ量が基準値より多いと判断し、前記ヒューズ用配線が溶断していない場合は、プラズマチャージ量が前記基準値より少ないと判断する工程である、プラズマチャージ評価方法。
【請求項８】
プラズマが半導体基板に与えるプラズマチャージ量を評価し、プラズマ生成条件を設定する工程と、
前記プラズマ生成条件に基づいてプラズマを生成し、該プラズマを用いて半導体装置を製造する工程と
を具備し、
前記プラズマ生成条件を設定する工程は、
プラズマチャージ評価基板を、半導体装置の製造工程で使用されるプラズマに曝露する工程と、
前記プラズマチャージ評価基板を調べることにより、前記プラズマが基板に与えるプラズマチャージ量を評価する工程と、
プラズマチャージ量が基準値より多い場合には、プラズマチャージ量が減るようにプラズマ生成条件を変更する工程と
を具備し、
前記プラズマチャージ評価基板は、
半導体基板と、
半導体基板に形成された放電領域と、
前記半導体基板上に形成された層間絶縁膜と、
前記層間絶縁膜に形成され、前記放電領域上に位置する接続孔と、
前記層間絶縁膜上に形成されたアンテナ用導電膜と、
前記層間絶縁膜上に形成され、前記接続孔を介して前記アンテナ用導電膜と前記放電領域とを接続するヒューズ用配線と
を備え、
前記プラズマチャージ量を評価する工程は、前記ヒューズ用配線が溶断している場合は、プラズマチャージ量が基準値より多いと判断し、前記ヒューズ用配線が溶断していない場合は、プラズマチャージ量が前記基準値より少ないと判断する工程である、半導体装置の製造方法。
【請求項９】
半導体基板の上方に絶縁膜を形成する工程と、
前記絶縁膜上に導電膜を形成する工程と、
前記導電膜をパターニングすることにより、前記絶縁膜上に、チップ領域に位置する配線を形成すると共に、前記絶縁膜上に、スクライブラインに位置するアンテナ用導電膜、及び該アンテナ用導電膜にチャージした電荷を放電させるヒューズ用配線を形成する工程と、
前記層間絶縁膜上、前記アンテナ用導電膜上、及び前記ヒューズ用配線上に第２の絶縁膜を、プラズマを用いて形成する工程と、
前記ヒューズ用配線が溶断しているか否かを確認することにより、前記プラズマによるプラズマチャージ量を評価する工程と
を具備する半導体装置の製造方法。
【請求項１０】
前記第２の絶縁膜を形成する工程と、前記プラズマチャージ量を評価する工程の間に、前記半導体基板に熱が加わる工程をさらに具備する請求項１１に記載の半導体装置の製造方法。
【請求項１１】
前記第２の絶縁膜を形成する工程と、前記プラズマチャージ量を評価する工程の間に、前記第２の絶縁膜を前記ヒューズ用配線上から除去する工程をさらに具備する請求項９又は１０に記載の半導体装置の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、プラズマチャージ評価基板、プラズマチャージ評価方法及び半導体装置の製造方法に関する。特に本発明は、少ない労力でプラズマチャージ量が基準値より多いか否かを評価することができる、プラズマチャージ評価基板、プラズマチャージ評価方法及び半導体装置の製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
トランジスタを含む半導体装置の製造工程中において、ゲート電極に接続している配線やパッドが、プラズマからチャージを受ける場合がある。この場合、チャージした電荷はゲート電極に伝わり、ゲート電極の下に位置するゲート絶縁膜に欠陥が入ることがある。
【０００３】
一方、半導体装置の省電力化が進み、トランジスタのゲート絶縁膜も薄くなっている。このため、プラズマチャージによってゲート絶縁膜に欠陥が入りやすくなっている。従って、半導体製造工程において、配線やパッドが受けるプラズマチャージ量を評価し、プラズマチャージによってゲート絶縁膜に欠陥が入らないようなプラズマ生成条件に設定する必要がある。
【０００４】
図１０（Ａ）は、従来のプラズマチャージ評価方法に用いられるプラズマチャージ評価素子の平面概略図であり、図１０（Ｂ）は（Ａ）のＡ−Ａ断面図である。このプラズマチャージ評価素子において、シリコン基板１上には素子分離膜１０２が形成されている。素子分離膜１０２の開口部１０２ａには、ＭＯＳトランジスタが形成されている。
【０００５】
このＭＯＳトランジスタは、シリコン基板１０１の表面に形成されたゲート酸化膜１０３、ゲート酸化膜１０３上に位置するゲート電極１０４、及びソース及びドレインとして機能する不純物領域１０７ａ，１０７ｂを有する。また、このＭＯＳトランジスタは層間絶縁膜１０８によって覆われている。層間絶縁膜１０８には、ゲート電極１０４上に位置する接続孔１０８ａが形成されている。
【０００６】
層間絶縁膜１０８上には、Ａｌ合金膜からなる大面積のアンテナ用導電膜１０９が形成されている。アンテナ用導電膜１０９は、一部が接続孔１０８ａに埋め込まれることにより、ゲート電極１０４に接続している。
【０００７】
このプラズマチャージ評価素子を、評価対象となるプラズマに曝露すると、アンテナ用導電膜１０８はプラズマチャージを受ける。チャージした電荷はゲート電極１０４に伝わる。チャージした電荷量が基準値より多い場合、ゲート電極１０４の下に位置するゲート酸化膜１０３に欠陥が生じ、ＭＯＳトランジスタの電気特性が変化する。このため、ＭＯＳトランジスタの電気特性の変化を評価することにより、プラズマチャージ量が基準値より多いか否かを評価することができる。
これに類似する技術が、特許文献１に開示されている。
【特許文献１】特許第３２５４５４９号公報（第５８段落〜第６０段落、図５）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
上記のようなプラズマチャージ評価素子をモニター基板に形成してプラズマチャージを評価する場合、モニター基板に、ＭＯＳトランジスタを形成する必要があった。このため、モニター基板を作製するためには長い時間（例えば１０〜１４日間）が必要であった。このように、従来は、プラズマチャージの評価に労力を要していた。
【０００９】
また、プラズマチャージ評価素子を、実際の製品となるウェハのスクライブラインに形成していた場合、プラズマ曝露後の製造プロセスにおいてシリコン基板が加熱され、プラズマチャージ評価素子に熱が加わることがある。この場合、熱によってゲート絶縁膜の欠陥が回復し、プラズマチャージ量が基準値より多いか否かを、正確に評価することができなくなることがある。
【００１０】
本発明は上記のような事情を考慮してなされたものであり、その目的は、少ない労力でプラズマチャージ量が基準値より多いか否かを評価することができるプラズマチャージ評価基板、プラズマチャージ評価方法及び半導体装置の製造方法を提供することにある。また、本発明の他の目的は、プラズマチャージ量が基準値より多いか否かを、従来と比べて正確に評価することができる半導体装置の製造方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
上記課題を解決するため、本発明に係るプラズマチャージ評価基板は、
半導体基板と、
半導体基板に形成された放電領域と、
前記半導体基板上に形成された層間絶縁膜と、
前記層間絶縁膜に形成され、前記放電領域上に位置する接続孔と、
前記層間絶縁膜上に形成されたアンテナ用導電膜と、
前記層間絶縁膜上に形成され、前記接続孔を介して前記アンテナ用導電膜と前記放電領域とを接続するヒューズ用配線と
を具備する。
【００１２】
このプラズマチャージ評価基板をプラズマに曝露した場合、アンテナ用導電膜がプラズマチャージを受ける。チャージした電荷は、ヒューズ用配線を経由して放電領域に放電されるが、この電荷量が多すぎた場合、ヒューズ用配線は溶断する。このため、ヒューズ用配線が溶断したか否かを調べることにより、プラズマチャージの量が基準値より多いか否かを評価することができる。
【００１３】
このように、本発明に係るプラズマチャージ評価基板は、トランジスタを有していなくても、プラズマチャージ量を評価することができる。従って、プラズマチャージ評価基板を、従来と比べて大幅に短い時間で製造することができる。
なお、放電領域は、例えば、半導体基板に形成された不純物領域であるが、半導体基板上（例えば全面上）に形成された金属層であってもよい。
【００１４】
また、ヒューズ用配線は、接続孔上に位置する部分が、本体より幅広になっているのが好ましい。ヒューズ用配線が溶断しているか否かを調べるには、ヒューズ用配線の抵抗を測定する方法がある。ヒューズ用配線のうち接続孔上に位置する部分が幅広になっていると、抵抗を測定するための端子を接触させることが可能になる。
【００１５】
本発明に係る他のプラズマチャージ評価基板は、
絶縁層上に形成されたアンテナ用導電膜と、
前記絶縁層上に形成され、前記アンテナ用導電膜に接続するヒューズ用配線と、
前記ヒューズ用配線に接続され、前記アンテナ用導電膜にチャージした電荷が放電される放電領域と
を具備する。
【００１６】
本発明に係る他のプラズマチャージ評価基板は、
絶縁層上に形成された複数のアンテナ用導電膜と、
前記絶縁層上に形成され、前記複数のアンテナ用導電膜それぞれに接続する複数のヒューズ用配線と、
前記複数のヒューズ用配線それぞれに接続され、前記アンテナ用導電膜にチャージした電荷が放電される放電領域と
を具備し、
前記複数のヒューズ用配線それぞれは、互いに幅が異なっている。
【００１７】
このプラズマチャージ評価基板によれば、ヒューズ用配線それぞれは、溶断するために必要な電流量すなわちプラズマチャージの量が異なる。このため、いずれのヒューズ用配線が溶断しているかを確認することにより、プラズマチャージの量を細かく調べることができる。
【００１８】
本発明に係る他のプラズマチャージ評価基板は、
絶縁層上に形成され、互いに面積が異なる複数のアンテナ用導電膜と、
前記絶縁層上に形成され、それぞれ前記複数のアンテナ用導電膜に接続する複数のヒューズ用配線と、
前記複数のヒューズ用配線それぞれに接続され、前記アンテナ用導電膜にチャージした電荷が放電される放電領域と
を具備する。
【００１９】
このプラズマチャージ評価基板によれば、各々のアンテナ用導電膜の面積が異なるため、各々のアンテナ用導電膜がプラズマチャージの量が異なる。このため、各々のヒューズ用配線は、溶断するために必要な単位面積あたりのプラズマチャージの量が異なる。従って、いずれのヒューズ用配線が溶断しているかを確認することにより、単位面積あたりのプラズマチャージの量を細かく調べることができる。
【００２０】
上記したプラズマチャージ評価基板において、ヒューズ用配線は、Ａｌ合金膜からなるのが好ましい。
【００２１】
本発明に係るプラズマチャージ評価方法は、
プラズマチャージ評価基板を、半導体装置の製造工程で使用されるプラズマに曝露する工程と、
前記プラズマチャージ評価基板を調べることにより、前記プラズマが基板に与えるプラズマチャージ量を評価する工程と
を具備し、
前記プラズマチャージ評価基板は、
半導体基板と、
半導体基板に形成された放電領域と、
前記半導体基板上に形成された層間絶縁膜と、
前記層間絶縁膜に形成され、前記放電領域上に位置する接続孔と、
前記層間絶縁膜上に形成されたアンテナ用導電膜と、
前記層間絶縁膜上に形成され、前記接続孔を介して前記アンテナ用導電膜と前記放電領域とを接続するヒューズ用配線と
を備え、
前記プラズマチャージ量を評価する工程は、前記ヒューズ用配線が溶断している場合には、プラズマチャージ量が基準値より多いと判断し、前記ヒューズ用配線が溶断していない場合は、プラズマチャージ量が前記基準値より少ないと判断する工程である。
【００２２】
本発明に係る半導体装置の製造方法は、
プラズマが半導体基板に与えるプラズマチャージ量を評価し、プラズマ生成条件を設定する工程と、
前記プラズマ生成条件に基づいてプラズマを生成し、該プラズマを用いて半導体装置を製造する工程と
を具備し、
前記プラズマ生成条件を設定する工程は、
プラズマチャージ評価基板を、半導体装置の製造工程で使用されるプラズマに曝露する工程と、
前記プラズマチャージ評価基板を調べることにより、前記プラズマが基板に与えるプラズマチャージ量を評価する工程と、
プラズマチャージ量が基準値より多い場合には、プラズマチャージ量が減るようにプラズマ生成条件を変更する工程と
を具備し、
前記プラズマチャージ評価基板は、
半導体基板と、
半導体基板に形成された放電領域と、
前記半導体基板上に形成された層間絶縁膜と、
前記層間絶縁膜に形成され、前記放電領域上に位置する接続孔と、
前記層間絶縁膜上に形成されたアンテナ用導電膜と、
前記層間絶縁膜上に形成され、前記接続孔を介して前記アンテナ用導電膜と前記放電領域とを接続するヒューズ用配線と
を備え、
前記プラズマチャージ量を評価する工程は、前記ヒューズ用配線が溶断している場合には、プラズマチャージ量が多いと判断し、前記ヒューズ用配線が溶断していない場合は、プラズマチャージ量が前記基準値より少ないと判断する工程である。
【００２３】
本発明に係る他の半導体装置の製造方法は、
絶縁膜上に導電膜を形成する工程と、
前記導電膜をパターニングすることにより、前記絶縁膜上に、チップ領域に位置する配線を形成すると共に、前記絶縁膜上に、スクライブラインに位置するアンテナ用導電膜、及び該アンテナ用導電膜にチャージした電荷を放電させるヒューズ用配線を形成する工程と、
前記層間絶縁膜上、前記アンテナ用導電膜上、及び前記ヒューズ用配線上に第２の絶縁膜を、プラズマを用いて形成する工程と、
前記ヒューズ用配線が溶断しているか否かを確認することにより、前記プラズマによるプラズマチャージ量を評価する工程と
を具備する。
第２の絶縁膜は、層間絶縁膜であっても良いし、パッシベーション膜であってもよい。      
【００２４】
この半導体装置の製造方法において、前記半導体基板に熱が加わる工程をさらに具備してもよい。ヒューズ用配線が溶断しているか否かは、半導体基板に熱が加わっても変化しない。このため、ＭＯＳトランジスタを用いる従来方法と比べて、プラズマチャージ量が基準値を超えているか否かを正確に判断することができる。
【００２５】
また、第２の絶縁膜を形成する工程と、プラズマチャージ量を評価する工程の間に、第２の絶縁膜をヒューズ用配線上から除去する工程をさらに具備してもよい。
【発明を実施するための形態】
【００２６】
以下、図面を参照して本発明の実施形態について説明する。図１の各図は、第1の実施形態に係るプラズマチャージ評価基板の製造方法を示す断面図である。このプラズマチャージ評価基板は、製品となる半導体装置が、半導体製造装置においてプラズマに曝露されている間に受けるプラズマチャージの量を評価するために使用される。なお、半導体装置において、プラズマチャージは、半導体装置が有する配線に発生するが、このプラズマチャージの量は、配線層ごとに異なる。このため、プラズマチャージ評価基板を、配線層別に形成する必要がある。
【００２７】
まず、図１（Ａ）に示すように、シリコン基板１の表面にフォトレジスト膜を塗布し、このフォトレジスト膜を露光及び現像する。これにより、シリコン基板１の表面にはレジストパターン５０が形成される。次いで、レジストパターン５０をマスクとしてシリコン基板１に不純物イオンを注入する。これにより、シリコン基板１には、放電用の不純物領域１ａが形成される。
【００２８】
その後、図１（Ｂ）に示すように、レジストパターン５０を除去する。次いで、シリコン基板１上に、例えば酸化シリコンを主成分とする層間絶縁膜２を、ＣＶＤ法により形成する。次いで、層間絶縁膜２上にフォトレジスト膜（図示せず）を塗布し、このフォトレジスト膜を露光及び現像する。これにより、層間絶縁膜２上には、レジストパターンが形成される。次いで、このレジストパターンをマスクとして層間絶縁膜２をエッチングする。これにより、層間絶縁膜２には、不純物領域１ａ上に位置する接続孔２ａが形成される。その後、レジストパターンを除去する。
【００２９】
次いで、図１（Ｃ）に示すように、接続孔２ａ中及び層間絶縁膜２上に、ＴｉＮ膜及びＡｌ合金膜をこの順に積層した膜を、スパッタリング法により形成する。ＴｉＮ膜はバリア膜として機能する。次いで、この積層膜上にフォトレジスト膜（図示せず）を塗布し、このフォトレジスト膜を露光及び現像する。これにより、層間絶縁膜２上にはレジストパターンが形成される。次いで、このレジストパターンをマスクとして積層膜をエッチングする。これにより、層間絶縁膜２上には、プラズマチャージ評価パターンが形成される。その後、レジストパターンを除去する。
このようにして、プラズマチャージ評価基板を作製することができる。この作製に必要な時間は１〜２日間である。
【００３０】
図２は、図１（Ｃ）の状態におけるプラズマチャージ評価基板の平面概略図である。プラズマチャージ評価基板が有するプラズマチャージ評価パターンは、アンテナ用導電膜３、ヒューズ用配線４及びコンタクト部５を有している。ヒューズ用配線４は、アンテナ用導電膜３とコンタクト部５を接続している。コンタクト部５は接続孔２ａ上に位置しており、一部が接続孔２ａに埋め込まれることにより、不純物領域１ａに接続している。このようにして、アンテナ用導電膜３は、ヒューズ用配線４及びコンタクト部５を介して、不純物領域１ａに接続される。
【００３１】
アンテナ用導電膜３は、例えば略長方形である。アンテナ用導電膜３の面積は、プラズマチャージ量の評価対象としている配線層のうち、半導体素子（例えばトランジスタ又は容量素子）に接続する配線及びパッドの面積の和と略等しくするか、面積の和よりやや大きくするのが好ましい。
【００３２】
アンテナ用導電膜３がプラズマチャージしたとき、チャージした電荷は、ヒューズ用配線４及びコンタクト部５を介して不純物領域１ａで放電される。ヒューズ用配線４は、アンテナ用導電膜３が受けたプラズマチャージ量が、半導体装置が許容できるプラズマチャージ量（すなわち基準値）を超えたときに、溶断するように、その太さが設定される。
このため、ヒューズ用配線４の太さは、上記した半導体素子が許容できるプラズマチャージの量が減るにつれて、細くなる。例えば、半導体素子がトランジスタである場合、トランジスタが微細化するにつれて、又はトランジスタのゲート絶縁膜が薄くなるにつれて、ヒューズ用配線４も細くなる。
【００３３】
また、コンタクト部５は、ヒューズ用配線４よりも幅広になっている。このため、コンタクト部５の位置は、接続孔２ａ上から外れにくい。
【００３４】
図３の各図は、図１及び図２に示したプラズマチャージ評価基板を用いて、半導体装置の製造工程において半導体装置が受けるプラズマチャージの量を評価する方法を説明するための断面図である。
まず、図３（Ａ）に示すように、プラズマチャージ評価基板を、半導体製造装置が生成するプラズマに曝露する。このプラズマは、例えばプラズマＣＶＤ法に用いられるプラズマ（例えば層間絶縁膜又はパッシベーション膜を形成するためのプラズマ）であるが、これら以外のプラズマであってもよい。また、プラズマ生成条件は、製品となる半導体装置を製造するときの条件に一致させる。
【００３５】
このとき、アンテナ用導電膜３に電荷がチャージする。チャージした電荷は、ヒューズ用配線４、コンタクト部５を経由してシリコン基板１の不純物領域１ａで放電される。このとき、チャージ量が基準値より多い場合、Ａｌ合金からなるヒューズ用配線４は溶断する。
なお、プラズマに曝露されることにより、プラズマチャージ評価基板上には、絶縁膜等の膜６が成膜され、層間絶縁膜２、アンテナ用導電膜３、ヒューズ用配線４及びコンタクト部５それぞれは、膜６によって覆われる。
【００３６】
その後、図３（Ｂ）に示すように、成膜された膜６を除去し、アンテナ用導電膜３、ヒューズ用配線４及びコンタクト部５を露出させる。次いで、ヒューズ用配線４が溶断しているか否かを検査する。このとき、電子顕微鏡等を用いてヒューズ用配線４が溶断しているか否かを直接確認しても良いし、アンテナ用導電膜３とコンタクト部５それぞれに端子を接触させ、これらの間が絶縁しているか否かを確認することにより、ヒューズ用配線４が溶断しているか否かを確認してもよい。後者の場合、コンタクト部５がヒューズ用配線４より幅広になっているため、端子をコンタクト部５に接触させることも可能である。
【００３７】
図４は、図３（Ｂ）の状態におけるプラズマチャージ評価基板の平面概略図である。図４の平面概略図に示すように、ヒューズ用配線４が溶断している場合、プラズマチャージが多すぎると判断し、プラズマチャージが減る方向に、半導体製造装置のプラズマ生成条件を変更し、再度プラズマチャージの評価を行う。
【００３８】
ヒューズ用配線４が溶断していない場合、プラズマ生成条件は適切であると判断し、半導体製造装置のプラズマ生成条件を現状通りに維持し、この半導体製造装置が生成するプラズマを用いて、半導体装置の製造を行う。
【００３９】
以上、本実施形態によれば、シリコン基板１に放電用の不純物領域１ａを形成し、シリコン基板１上に層間絶縁膜２及び接続孔２ａを形成し、さらに、層間絶縁膜２上に、アンテナ用導電膜３、ヒューズ用配線４及びコンタクト部５を形成することで、プラズマチャージ評価基板を作製することができる。このため、プラズマチャージ評価基板の作製に必要な期間は１〜２日となり、従来と比べて大幅に短くなる。
【００４０】
また、Ａｌ合金膜をパターニングすることで、プラズマチャージ評価パターンを形成しているが、このパターンの特性は、アンテナ用導電膜３及びヒューズ用配線４それぞれの形状で決まる。このため、ＭＯＳトランジスタを用いた従来の評価パターンと比べてばらつきを小さくすることができる。
【００４１】
図５は、第２の実施形態に係るプラズマチャージ評価基板の平面概略図である。本実施形態において、第１の実施形態と同一の構成については同一の符号を付し、説明を省略する。
まず、シリコン基板（図示せず）に、第１の実施形態と同様の手法により、複数の放電用の不純物領域（図示せず）を形成し、さらに層間絶縁膜２を形成する。次いで、層間絶縁膜２に、接続孔２ａを、複数の放電用の不純物領域それぞれの上に形成する。これらの形成方法は、第１の実施形態と同じである。
【００４２】
次いで、層間絶縁膜２上及び複数の接続孔２ａそれぞれの上に、ＴｉＮ膜及びＡｌ合金膜をこの順に積層した積層膜を形成する。次いで、この積層膜上に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として積層膜をエッチングする。これにより、層間絶縁膜２上には、複数のプラズマチャージ評価パターンが形成される。その後、レジストパターンを除去する。
このようにして、プラズマチャージ評価基板が形成される。
【００４３】
各々のプラズマチャージ評価パターンは、アンテナ用導電膜３、ヒューズ用配線４、コンタクト部５を有する。それぞれのコンタクト部５は、一部が、互いに異なる接続孔２ａに埋め込まれることにより、互いに異なる放電用の不純物領域に接続している。
また、各々のプラズマチャージ評価パターンは、ヒューズ用配線４の太さが互いに異なる。このため、各々のプラズマチャージ評価パターンは、ヒューズ用配線４を溶断するために必要なプラズマチャージの量が、互いに異なる。なお、すべてのアンテナ用導電膜３の面積は、第１の実施形態と同一である。
【００４４】
このプラズマチャージ評価基板を用いたプラズマチャージ評価方法は、第１の実施形態と同じである。このため、本実施形態によっても、第１の実施形態と同一の効果を得ることができる。
また、複数のプラズマチャージ評価パターンを設け、これらが有するヒューズ用配線４の太さを互いに変えたため、いずれのヒューズ用配線４が溶断しているかを確認することにより、プラズマチャージ量の大小を細かく調べることができる。
【００４５】
図６は、第３の実施形態に係るプラズマチャージ評価基板の平面概略図である。本実施形態において、第１の実施形態と同一の構成については同一の符号を付し、説明を省略する。
まず、シリコン基板（図示せず）に、第１の実施形態と同様の手法により複数の放電用の不純物領域（図示せず）を形成し、さらに層間絶縁膜２を形成する。次いで、層間絶縁膜２に、接続孔２ａを、複数の放電用の不純物領域それぞれの上に形成する。これらの形成方法は、第１の実施形態と同じである。
【００４６】
次いで、層間絶縁膜２上及び複数の接続孔２ａそれぞれの上に、ＴｉＮ膜及びＡｌ合金膜をこの順に積層した積層膜を形成する。次いで、この積層膜上に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として積層膜をエッチングする。これにより、層間絶縁膜２上には、複数のプラズマチャージ評価パターンが形成される。その後、レジストパターンを除去する。
このようにして、プラズマチャージ評価基板が形成される。
【００４７】
各々のプラズマチャージ評価パターンは、アンテナ用導電膜３、ヒューズ用配線４、コンタクト部５を有する。それぞれのコンタクト部５は、一部が、互いに異なる接続孔２ａに埋め込まれることにより、互いに異なる放電用の不純物領域に接続している。
また、各々のプラズマチャージ評価パターンは、アンテナ用導電膜３の面積が互いに異なるが、ヒューズ用配線４の太さは同一である。このため、各々のプラズマチャージ評価パターンは、ヒューズ用配線４を溶断するために必要な、単位面積あたりのプラズマチャージの量が、互いに異なる。
【００４８】
このプラズマチャージ評価基板を用いたプラズマチャージ評価方法は、第１の実施形態と同じである。このため、本実施形態によっても、第１の実施形態と同一の効果を得ることができる。
また、複数のプラズマチャージ評価パターンを設け、これらが有するアンテナ用導電膜３の面積を互いに変えたため、いずれのヒューズ用配線４が溶断しているかを確認することにより、プラズマチャージ量の単位面積あたりの大小を、細かく調べることができる。
【００４９】
図７の各図は、第４の実施形態を説明するための断面図である。本実施形態は、半導体装置を製造する方法である。そして、スクライブラインにプラズマチャージ評価パターンを形成することにより、実際の半導体装置を製造するときのプラズマチャージ量が基準値を超えたか否かを評価することができるようにしている。
【００５０】
まず、図７（Ａ）に示すように、シリコン基板１１上に素子分離膜１２を形成する。素子分離膜１２は、例えばＬＯＣＯＳ法によって形成され、チップ領域１０ａ、スクライブライン１０ｂそれぞれに開口部１２ａ，１２ｂを有する。次いで、シリコン基板１１を熱酸化する。これにより、チップ領域１０ａの開口部１２ａ内には、ゲート酸化膜１３ａが形成される。またスクライブライン１０ｂの開口部１２ｂにも酸化膜１３ｂが形成される。
【００５１】
次いで、ゲート酸化膜１３ａを含む全面上にポリシリコン膜を形成し、このポリシリコン膜をパターニングする。これにより、ゲート酸化膜１３ａ上にはゲート電極１４が形成される。次いで、素子分離膜１２及びゲート電極１４をマスクとしてシリコン基板１１に不純物イオンを注入する。これにより、開口部１２ａ内に位置するシリコン基板１１には、低濃度不純物領域１６ａ，１６ｂが形成される。このとき、開口部１２ｂ内に位置するシリコン基板１にも不純物イオンが注入される。
【００５２】
次いで、ゲート電極１４上を含む全面上に酸化シリコン膜を形成し、この酸化シリコン膜をエッチバックする。これにより、ゲート電極１４の側壁にはサイドウォール１５が形成される。
次いで、素子分離膜１２、ゲート電極１４及びサイドウォール１５をマスクとしてシリコン基板１１に不純物イオンを注入する。これにより、開口部１２ａ内に位置するシリコン基板１１には、ソース及びドレインとなる不純物領域１７ａ，１７ｂが形成される。このとき、開口部１２ｂ内に位置するシリコン基板１にも不純物イオンが注入され、放電用の不純物領域１７ｄが形成される。
このようにして、チップ領域１０ａにはトランジスタが形成される。
【００５３】
次いで、チップ領域１０ａのトランジスタ上及びスクライブライン１０ｂの酸化膜１３ｂ上を含む全面上に、層間絶縁膜１８を形成する。次いで、層間絶縁膜１８上にフォトレジスト膜（図示せず）を塗布し、このフォトレジスト膜を露光及び現像する。これにより、層間絶縁膜１８上にはレジストパターンが形成される。次いで、このレジストパターンをマスクとして層間絶縁膜１８をエッチングする。これにより、層間絶縁膜１８には、不純物領域１７ａ，１７ｂ，１７ｄそれぞれの上に位置する接続孔１８ａ，１８ｂ，１８ｄが形成され、また、ゲート電極１４上に位置する接続孔１８ｃも形成される。
その後、レジストパターンを除去する。
【００５４】
次いで、接続孔それぞれの中、及び層間絶縁膜１８上にタングステン（Ｗ）膜を形成する。次いで、層間絶縁膜１８上に位置するタングステン膜を、ＣＭＰ法又はエッチバックにより除去する。これにより、接続孔１８ａ，１８ｂ，１８ｃ，１８ｄそれぞれにはＷプラグ１９ａ，１９ｂ，１９ｃ，１９ｄが埋め込まれる。
【００５５】
次いで、Ｗプラグそれぞれの上、及び層間絶縁膜１８上に、ＴｉＮ膜、Ａｌ合金膜、Ｔｉ膜及びＴｉＮ膜をこの順に積層した積層膜を、例えばスパッタリング法により形成する。次いで、この積層膜上にフォトレジスト膜を塗布し、このフォトレジスト膜を露光及び現像する。これにより、積層膜上にはレジストパターンが形成される。次いで、このレジストパターンをマスクとして積層膜をエッチングする。これにより、層間絶縁膜１８上には、チップ領域１０ａに位置する配線３１ａ，３１ｂ，３１ｃが形成され、また、スクライブライン１０ｂに位置するプラズマチャージ評価パターン２０が形成される。なお、配線３１ａ，３１ｂ，３１ｃそれぞれは、Ｗプラグ１９ａ，１９ｂを介してソース及びドレインとなる不純物領域１７ａ，１７ｂに接続し、配線３１ｃは、Ｗプラグ１９ｃを介してゲート電極１４に接続している。
【００５６】
ここで、図８を参照してプラズマチャージ評価パターン２０の形状を説明する。図８は、図７（Ｂ）の状態における半導体装置の平面概略図である。
プラズマチャージ評価パターン２０は、アンテナ用導電膜２１、ヒューズ用配線２２及びコンタクト部２３を有する。アンテナ用導電膜２１は、例えば略長方形である。
【００５７】
コンタクト部２３は、Ｗプラグ１９ｄを介して不純物領域１７ｄに接続している。ヒューズ用配線２２は、アンテナ用導電膜２１とコンタクト部２３を接続している。このようにして、アンテナ用導電膜２１は、ヒューズ用配線２２及びコンタクト部２３、及びＷプラグ１９ｄを介して放電用の不純物領域１７ｄに接続している。
【００５８】
そして、アンテナ用導電膜２１が受けたプラズマチャージは、ヒューズ用配線２２及びコンタクト部２３を経由して不純物領域１７ｄに流れ、放電される。なお、ヒューズ用配線２２の太さは、アンテナ用導電膜２１が受けたプラズマチャージの量が基準値を超えたときに溶断するように、設定される。なお、この基準値は、配線３１ｃが受けるプラズマチャージの量が、トランジスタのゲート酸化膜１３ａの許容量と一致するか、またはこれより少し少なくなる場合に、アンテナ用導電膜２１が受けるプラズマチャージの量である。
【００５９】
半導体装置の製造方法の説明に戻る。
その後、図７（Ｃ）に示すように、層間絶縁膜１８上、配線３１ａ〜３１ｃそれぞれの上、及びプラズマチャージ評価パターン２０上を含む全面上に、第２の層間絶縁膜３２を形成する。第２の層間絶縁膜３２の形成には、プラズマＣＶＤ法が用いられる。
【００６０】
このとき、アンテナ用導電膜２１及び配線３１ｃそれぞれは、プラズマチャージを受ける。配線３１ｃが受けたプラズマチャージは、Ｗプラグ１９ｃを介してゲート電極１４に流れる。
上述したように、第２の層間絶縁膜３２の形成工程において、配線３１ｃが受けたプラズマチャージの量が、ゲート酸化膜１３ａの許容量を超えた場合（又は超えそうになった場合）、アンテナ用導電膜２１が受けたプラズマチャージの量は、ヒューズ用配線２２の基準値を超える。このため、ヒューズ用配線２２は溶断する。
【００６１】
その後、半導体装置には、上層の配線層が形成され、さらに層間絶縁膜やパッシベーション膜が形成される。このとき、シリコン基板１は加熱されるが、ヒューズ用配線２２が溶断しているか否かは、この加熱処理によっては変化しない。
このようにして、半導体装置は製造される。
【００６２】
図９（Ａ）は、図７及び図８に示した半導体装置において、第２の層間絶縁膜３２の形成工程でゲート酸化膜１３ａが受けたプラズマチャージの量を評価する方法を説明するための半導体装置の断面図であり、図９（Ｂ）は、（Ａ）の状態における半導体装置の平面概略図である。
【００６３】
プラズマチャージの量を評価するときは、図９（Ａ）に示すように、半導体装置から第２の層間絶縁膜３２を除去し、プラズマチャージ評価パターン２０を露出させる。次いで、ヒューズ用配線２２が溶断しているか否かを検査する。この検査方法は、第１の実施形態と同じである。
【００６４】
ヒューズ用配線２２が溶断している場合、プラズマチャージが多すぎると判断し、第２の層間絶縁膜３２を形成する装置のプラズマ生成条件を、プラズマチャージが減る方向に変更する。ヒューズ用配線４が溶断していない場合、プラズマ生成条件は適切であると判断し、プラズマ生成条件を現状通りに維持する。
【００６５】
以上、本実施形態によれば、ヒューズ用配線２２が溶断しているか否かを調べることにより、プラズマチャージ量を評価することができる。ヒューズ用配線２２が溶断しているか否かは、第２の層間絶縁膜３２を形成した後に、半導体装置に熱が加わっても、変化しにくい。このため、実際の半導体装置の製造工程において、プラズマチャージ量が許容値を超えているか否かを、従来と比べて正確に評価することができる。
【００６６】
尚、本発明は上述した実施形態に限定されるものではなく、本発明の主旨を逸脱しない範囲内で種々変更して実施することが可能である。
【図面の簡単な説明】
【００６７】
【図１】（Ａ）は第１の実施形態に係るプラズマチャージ評価基板の製造方法を説明するための断面図、（Ｂ）は（Ａ）の次の工程を説明するための断面図、（Ｃ）は（Ｂ）の次の工程を説明するための断面図。
【図２】図１（Ｃ）の状態におけるプラズマチャージ評価基板の平面概略図。
【図３】（Ａ）は、半導体装置が受けるプラズマチャージの量を評価する方法を説明するための断面図、（Ｂ）は（Ａ）の次の工程を説明するための断面図。
【図４】図３（Ｂ）の状態におけるプラズマチャージ評価基板の平面概略図。
【図５】第２の実施形態に係るプラズマチャージ評価基板の平面概略図。
【図６】第３の実施形態に係るプラズマチャージ評価基板の平面概略図。
【図７】第４の実施形態に係る半導体装置の製造方法を説明するための断面図、（Ｂ）は（Ａ）の次の工程を説明するための断面図、（Ｃ）は（Ｂ）の次の工程を説明するための断面図。
【図８】図７（Ｂ）の状態における半導体装置の平面概略図。
【図９】（Ａ）は、ゲート酸化膜１３ａが受けたプラズマチャージの量を評価する方法を説明するための断面図、（Ｂ）は、（Ａ）の状態における半導体装置の平面概略図。
【図１０】（Ａ）は、従来のプラズマチャージ評価方法に用いられるモニター基板の平面概略図、（Ｂ）は（Ａ）のＡ−Ａ断面図。
【符号の説明】
【００６８】
１，１１，１０１…シリコン基板、１ａ，１７ｄ…放電用の不純物領域、２，１８，１０８…層間絶縁膜、２ａ，１８ａ，１８ｂ，１８ｃ，１８ｄ，１０８ａ…接続孔、３，２１，１０９…アンテナ用導電膜、４，２２…ヒューズ用配線、５，２３…コンタクト部、６…膜、１７ａ，１７ｂ，１０７ａ，１０７ｂ…不純物領域、１０ａ…チップ領域、１０ｂ…スクライブライン、１２，１０２…素子分離膜、１２ａ，１２ｂ，１０２ａ…開口部、１３ａ，１０３…ゲート酸化膜、１３ｂ…酸化膜、１４，１０４…ゲート電極、１５…サイドウォール、１６ａ，１６ｂ…低濃度不純物領域、１９ａ，１９ｂ，１９ｃ，１９ｄ…Ｗプラグ、２０…プラズマチャージ評価パターン，３１ａ，３１ｂ，３１ｃ…配線、３２…第２の層間絶縁膜、５０…レジストパターン
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
2006013141.tif 000009
【図８】
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【図９】
2006013141.tif 000011
【図１０】
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