(57)【要約】【課題】詳細かつ正確な検査用マークの測定を容易に行なうことが可能な半導体装置を提供する。【解決手段】半導体基板上に形成され、素子形成領域と、この素子形成領域を囲むように配置されたダイシングライン領域とを備える半導体装置であって、ダイシングライン領域では、異なるショットで形成された第１および第２の重ね合わせ検査マーク１５が形成され、第１および第２の重ね合わせ検査マーク１５は、第１および第２の重ね合わせ検査マークを識別するための補助マーク１８を含む。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
半導体基板上に形成された素子形成領域と、この素子形成領域を囲むように配置されたダイシングライン領域とを備える半導体装置であって、
前記ダイシングライン領域には検査用素子領域が形成され、
前記検査用素子領域は、前記検査用素子領域に含まれる電極の種類を識別するための識別マーク、前記検査用素子領域に配置された層間絶縁膜に形成されたコンタクトホールの位置を示す位置表示マーク、前記検査用素子領域に配置され間隔を隔てて並列に並んだ複数の線状パターンからなるピッチ補正用マークおよび前記検査用素子領域に配置されプロセス条件を示す条件表示マークからなる群から選択される少なくとも１つを含む、半導体装置。
【請求項２】
前記識別マークは前記電極上に形成される、請求項１に記載の半導体装置。
【請求項３】
前記識別マークの平面形状は文字を形成し、前記文字を構成する線の幅が１０μｍ以下である、請求項１または２に記載の半導体装置。
【請求項４】
前記識別マークの幅は３０μｍ以上である、請求項１〜３のいずれか１項に記載の半導体装置。
【請求項５】
前記位置表示マークは、前記層間絶縁膜に形成された開口部である、請求項１に記載の半導体装置。
【請求項６】
前記開口部の平面形状は、前記コンタクトホールの方向を示す矢印状である、請求項５に記載の半導体装置。
【請求項７】
前記検査用素子領域は、ダイシングライン領域上に形成された導電体膜をさらに備え、
前記ピッチ補正用マークは前記導電体膜に隣接する位置に間隔を隔てて位置する請求項１に記載の半導体装置。
【請求項８】
前記条件表示マークの平面形状がプロセス条件を示す文字となっている、請求項１に記載の半導体装置。
【請求項９】
前記プロセス条件は、デザイン寸法、マスク上寸法、レジスト狙い寸法および仕上がり狙い寸法からなる群から選択される少なくとも２つを含む、請求項８に記載の半導体装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、半導体装置、フォトマスクおよび半導体装置の製造方法に関し、より特定的には、製造工程において重ね合せ検査マークなどの測定を容易に行なうことが可能な半導体装置、フォトマスクおよび半導体装置の製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、半導体装置の製造工程においては、成膜工程、写真製版加工工程などさまざまな工程が実施されている。写真製版加工工程における露光工程では、ステッパと呼ばれる露光装置を用いてフォトマスク上に形成されたマスクパターンを半導体基板上のフォトレジスト膜などに投影する。このような露光工程の方式として、２次元に移動できるＸ−Ｙステージ上に半導体基板を固定し、この半導体基板を一定距離移動させるごとに露光工程を実施するステップアンドリピート方式が知られている。
【０００３】
図３７は、上述のような露光工程に用いられる従来のフォトマスクを示す平面模式図である。図３７を参照して、フォトマスクを説明する。
【０００４】
図３７を参照して、フォトマスク１２０は、露光光を透過する基板上に、露光光を遮る金属膜などを用いて転写用パターンを形成したものである。図３７に示したフォトマスク１２０では、半導体素子などの転写用パターンが形成されているチップ領域１１１と、このチップ領域１１１を取囲むように配置され、ダイシングライン領域を形成するためのダイシング領域１５３、１５４、１６１〜１６３とが形成されている。ダイシング領域１５３、１５４、１６１においては、検査用マークを形成するためのマスクパターン１２１〜１２７が形成されている。
【０００５】
また、図３７に示したフォトマスク１２０においては、ダイシング領域１５３、１５４、１６１〜１６３の幅をできるだけ小さくするとともに、フォトマスク１２０の少なくとも四隅に重ね合せ検査マークなどの検査用マーク領域１２９ａ〜１３２ａ（図３８参照）を形成するためのマスクパターン１２１〜１２４を配置する必要があることから、いわゆる凹凸ダイシング構造を採用している。すなわち、所定領域にクロム膜などの遮光部材１１０が配置されることにより、露光光が透過することが可能な第１の外周部ダイシング領域１５３は、相対的に幅の広い凸部１５５と相対的に幅の狭い凹部１５６、１５７とを有している。そして、第２の外周部ダイシング領域１５４においては、第１の外周部ダイシング領域１５３の凸部１５５および凹部１５６、１５７に嵌まり込むような凹部１５８および凸部１５９、１６０を形成するように遮光部材１１０が配置されている。このようなフォトマスク１２０を用いてステップアンドリピート方式により半導体基板上に回路パターンを転写していくと、図３８に示すような構造を得る。
【０００６】
図３８は図３７に示したフォトマスク１２０を用いて半導体基板の主表面上に転写パターンが転写されて得られる構造を示す模式図である。チップ領域１２８ａと検査用マーク領域１２９ａ〜１３５ａとが１回の露光工程（１ショット）によって同時に転写される。また、チップ領域１２８ｂと検査用マーク領域１２９ｂ、１３２ｂとが、また、チップ領域１２８ｃと検査用マーク領域１３０ｃ、１３１ｃとがそれぞれ１ショットによって転写される。
【０００７】
このように、図３７に示したフォトマスク１２０を利用すれば、ダイシングライン領域１１３の幅を検査用マーク領域１２９ａ〜１３５ａ、１２９ｂ、１３０ｃ、１３１ｃ、１３２ｂの幅とほぼ同じ程度となるように設定することができるとともに、１回の露光工程によって転写される領域の四隅に検査用マーク１２９ａ〜１３２ａを配置することが可能となる。
【０００８】
図３９は、図３８に示した検査用マーク領域１２９ａ〜１３５ａ、１２９ｂ、１３０ｃ、１３１ｃ、１３２ｂに形成された従来の重ね合せ検査マーク１１５を示す平面模式図である。また、図４０および図４１は、それぞれ図３９の線分ＸＬ−ＸＬおよびＸＬＩ−ＸＬＩにおける断面模式図である。図３９〜４１を参照して、重ね合せ検査マーク１１５を説明する。
【０００９】
図３９〜４１を参照して、重ね合せ検査マーク１１５は、重ね合せの下層としてのトレンチ分離絶縁膜１０１、１０１ｂが含まれる層と、重ね合せの上層としての第１の配線１０３ｂが含まれる層との露光工程におけるパターンの重ね合せ精度を確認するために用いられる。下層としてのトレンチ分離絶縁膜によって第１の重ね合せ検査パターン１０１ａが形成されている。第１の検査パターン１０１ａはその平面形状が四角形状である。そして、この第１の検査パターン１０１ａの内側に位置する領域には、重ね合せの上層としての第１の配線によって平面形状が四角形状の第２の検査パターン１０３ａが形成されている。この第１の検査パターン１０１ａと第２の検査パターン１０３ａとの位置関係（水平方向における距離など）を測定することにより、トレンチ分離絶縁膜１０１を形成するための露光工程によって転写される回路パターンと第１の配線１０３ｂを形成するための露光工程によって転写される回路パターンとの重ね合せ精度を測定することができる。
【００１０】
重ね合せ検査マーク１１５においては、トレンチ分離絶縁膜１０１を含む下層を形成するための露光工程を識別するトレンチ分離パターン識別記号１１６がトレンチ分離絶縁膜１０１ｂによって形成されている。また、第１の配線１０３ｂを含む上層を形成するための露光工程を識別する第１の配線パターン識別記号１１７が第１の配線１０３ｂによって形成されている。このようにトレンチ分離パターン識別記号１１６および第１の配線パターン識別記号１１７を形成することにより、重ね合せ検査マーク１１５において重ね合せの精度を検出する上層と下層とがどの層であるかを容易に判別できる。
【００１１】
図４２は、従来の重ね合せ検査マーク１１５の他の例を示す平面模式図である。また、図４３は、図４２のＸＬＩＩＩ−ＸＬＩＩＩにおける断面模式図であり、図４４は図４２のＸＬＩＶ−ＸＬＩＶにおける断面模式図である。
【００１２】
図４２〜４４を参照して、重ね合せ検査マーク１１５は、基本的には図３９〜４１に示した重ね合せ検査マークと同様の構造を備える。ただし、図４２〜４４に示した重ね合せ検査マーク１１５では、重ね合せ精度を検出する対象である下層が半導体基板１１９の主表面上に形成された第１の配線１０３ｂを含む層であり、上層が第１の層間絶縁膜１０８上に形成された第２の配線１０５ｂを含む層である。そのため、相対的な大きなサイズの四角形状である第１の検査パターン１０３ａは第１の配線１０３ｂと同一レイヤによって形成され、相対的に小さなサイズの四角形状の第２の検査パターン１０５ａは第２の配線１０５ｂと同一レイヤによって形成されている。また、重ね合せ検査マーク１１５においては、下層としての第１の配線１０３ｂを含む層を形成するための露光工程を識別する第１の配線パターン識別記号１１７が第１の配線１０３ｂによって形成され、上層としての第２の配線１０５ｂを含む層を形成するための露光工程を識別する第２の配線パターン識別記号１３６が第２の配線１０５ｂによって形成されている。
【００１３】
このような重ね合せ検査マーク１１５を用いて、第１の配線１０３ｂを含む層と第２の配線１０５ｂを含む層との重ね合せ精度を容易に測定することができる。
【００１４】
図３９〜４４に示したような重ね合せ検査マーク１１５は、図３８における検査用マーク領域１２９ａ〜１３３ａ、１３０ａ、１３１ｂ、１３０ｃ、１３１ｃなどに形成されている。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１５】
図３９〜４４に示したような重ね合せ検査マーク１１５について、１回の露光工程（１ショット）ごとにそのショットにおける重ね合せ精度を確認するための測定などの作業が行なわれる。このとき、図３７に示したようなフォトマスク１２０を用いて、チップ領域１２８ｃ、１２８ａと順番に露光工程を実施すると、図４５に示すように、チップ領域１２８ａを形成するためのショットにおける検査用マーク領域１２９ａとチップ領域１２８ｃを形成するためのショットにおける検査用マーク領域１３０ｃとが１つのダイシングライン領域１１３上に隣接して配置されることになる。ここで、図４５は、図３８の検査用マーク領域１３４ａ、１３５ｂにおいて形成されたパッド群の平面模式図である。
【００１６】
図４５を参照して、ダイシングライン領域１１３においては、検査用マーク領域１２９ａと検査用マーク領域１３０ｃとが隣接して配置されている。検査用マーク領域１２９ａには、チップ領域１２８ａを形成する際の露光工程における重ね合せ精度を測定するための重ね合せ検査マーク１１５ａ、１１５ｂが配置されている。また、検査用マーク領域１３０ｃには、チップ領域１２８ｃを形成する際の露光工程における重ね合せ精度を測定するための重ね合せ検査マーク１１５ｃ、１１５ｄが配置されている。
【００１７】
ここで、たとえばチップ領域１２８ａを形成するための露光工程における重ね合せ精度を測定する場合を考える。このとき、作業者は重ね合せ検査マーク１１５ａ、１１５ｂのいずれかを半導体基板上において特定し、この重ね合せ検査マーク１１５ａ、１１５ｂのいずれかを用いて重ね合せ精度に関するデータを測定・採取する。しかし、図４５に示すように同じ形状の重ね合せ検査マーク１１５ｃ、１１５ｄが同一のダイシングライン領域１１３に隣接して形成されていると、作業者が誤って重ね合せ検査マーク１１５ａ、ｂではなく、チップ領域１２８ｃを形成するための露光工程における重ね合せ精度を示す重ね合せ検査マーク１１５ｃ、１１５ｄについてデータを測定してしまう場合があった。この場合、チップ領域１２８ａを形成するための露光工程における重ね合せ精度のデータではなく、チップ領域１２８ｃを形成するための露光工程における重ね合せ精度のデータを測定することになる。
【００１８】
したがって、次のショット領域、たとえばチップ領域１２８ｂなどにおける露光工程に対して、直前の露光工程であるチップ領域１２８ａを形成するための露光工程における重ね合せ精度のデータをフィードバックする際、誤ったデータ（チップ領域１２８ｃを形成するための露光工程における重ね合せ精度のデータ）をフィードバックすることになる。このような誤ったデータをフィードバックすることにより、チップ領域１２８ｂにおける重ね合せ精度が劣化するといった問題が発生していた。
【００１９】
また、図３８における検査用マーク領域１３４ａ、１３５ｂにおいては、サイドモニタやＴＥＧ（Test Element Group）などの検査用素子が形成される。検査用マーク領域１３４ａ、１３５ｂでは、この検査用素子の電気的特性を測定するための電極パッドが形成される場合がある。このような電極パッドの例を図４６に示す。図４６は、図３８の検査用マーク領域１３４ａ、１３５ｂにおいて形成されたパッド群の平面模式図である。
【００２０】
図４６を参照して、ダイシングライン領域１１３において、検査用マーク領域１３４ａ、１３５ａでは、検査用素子の電気的特性を測定するのための電極パッド１４３が形成されている。また、電極パッド１４３に隣接してエッジセンサとして作用するパッド１４４が形成されている。そして、図４６に示したような電極パッド１４３およびパッド１４４は、図３８に示した検査用マーク領域１３４ａ、１３５ａのそれぞれに形成される。検査用マーク領域１３４ａと検査用マーク領域１３５ａにおいて形成される電極パッド１４３は、外観上は同じであるが、接続されている検査用素子の種類などはその位置により異なる。また検査用マーク領域１３４ａ、１３５ａ毎に検査用素子の種類が異なる場合もある。この場合、検査用マーク領域１３４ａにて形成された電極パッド１４３と、検査用マーク領域１３５ａにて形成された電極パッド１４３とを識別する必要がある。
【００２１】
しかし、従来は図４６に示すように、検査用マーク領域１３４ａ、１３５ａ毎に電極パッド１４３を識別するようなマークなどは特に形成されていなかった。このため、たとえば検査用マーク領域１３４ａの電極パッド１４３にプローブ針などを接続して電気的特性の測定を行なう場合、作業者が誤って検査用マーク領域１３５ａにおける電極パッド１４３について測定を行ない、必要なデータとは異なるデータを採取するといった事故が発生する場合があった。
【００２２】
また、図３８において示した検査用マーク領域１２９ａ〜１３５ａにおいては、チップ領域１２８ａの内部のプロセス管理をより精度よく行なうため、図４７に示すような孤立ホールパターン１５０（ケルビンパターン）が形成される場合がある。そして、プロセス管理のため孤立ホールパターン１５０の測長を行なうといった作業が行なわれる。図４７は、従来の半導体装置の検査用マーク領域に形成された孤立ホールパターンを示す平面模式図である。また、図４８は、図４７のＸＬＶＩＩＩ−ＸＬＶＩＩＩにおける断面模式図である。
【００２３】
図４７および４８を参照して、検査用マーク領域における孤立ホールパターン１５０が形成された領域では、半導体基板１１９の主表面上に活性領域１０２が形成されている。活性領域１０２を囲むようにトレンチ分離絶縁膜１０１が配置されている。半導体基板１１９の主表面上には第１の層間絶縁膜１０８が形成されている。第１の層間絶縁膜１０８上には第２の配線１０５が形成されている。第１の層間絶縁膜１０８を部分的に除去することにより孤立ホールパターン１５０が形成されている。孤立ホールパターン１５０の内部には導電体膜１４９が充填されている。この導電体膜１４９によって活性領域１０２と第２の配線１０５とが接続されている。
【００２４】
第２の配線層１０５上には第２の層間絶縁膜１０９が形成されている。第２の層間絶縁膜１０９上には第３の配線１０７ａ〜１０７ｄが形成されている。第２の層間絶縁膜１０９を部分的に除去することにより、第２のコンタクトホール１０６が形成されている。第２のコンタクトホール１０６の内部には導電体膜１４６が充填されている。導電体膜１４６によって第２の配線１０５と第３の配線１０７ｂとが相互接続されている。また、第１および第２の層間絶縁膜１０８、１０９を部分的に除去することにより、第３の配線１０７ｃ下に位置する領域に第２のコンタクトホール１０６が形成されている。第２のコンタクトホール１０６の内部部分には、導電体１４９が充填されている。導電体１４９により活性領域１０２と第３の配線１０７ｃとが接続されている。
【００２５】
このような孤立ホールパターン１５０の測長作業を行なう場合、作業者は半導体基板上からこの孤立ホールパターン１５０を探し出す必要がある。しかし、孤立ホールパターン１５０のサイズは実際には極めて小さく、作業者が孤立ホールパターン１５０を探し出す作業には時間がかかっていた。そして、このような作業は半導体装置の製造工程の生産性を低下させる要因の１つとなっていた。
【００２６】
また、図３８に示した検査用マーク領域１２９ａ〜１３５ａにおいては、チップ領域１２８ａの内部におけるプロセス管理をより精密に行なうため、検査用素子としてたとえば図４９に示すような電界効果トランジスタを形成し、ゲート長の測定などを行なうといった作業が行なわれる。図４９は、従来の半導体装置の検査用マーク領域に形成された検査用素子を示す平面模式図である。また、図５０は、図４９の線分Ｌ−Ｌにおける断面模式図である。
【００２７】
図４９および５０を参照して、検査用マーク領域では、半導体基板１１９の主表面にソースおよびドレイン領域となる活性領域１０２が形成されている。活性領域１０２はトレンチ分離絶縁膜１０１によって周囲を囲まれている。この活性領域１０２上には、ゲート絶縁膜（図示せず）を介してゲート電極として作用する第２の配線１０５が形成されている。第２の配線１０５上には第１の層間絶縁膜１０８が形成されている。活性領域１０２の所定領域上に位置する領域においては、第１の層間絶縁膜１０８を部分的に除去することにより第２のコンタクトホール１０６が形成されている。第２のコンタクトホール１０６の内部には導電体膜１４６が充填されている。第１の層間絶縁膜１０８上には導電体膜１４６と接続するように第３の配線１０７ｂ、１０７ｃが形成されている。また、図４９に示すように、第２の配線１０５は、第１の層間絶縁膜１０８上に形成された第３の配線１０７ａとコンタクトホール１０６の内部に形成された導電体膜を介して電気的に接続されている。ソースおよびドレイン領域としての活性領域１０２とゲート絶縁膜（図示せず）とゲート電極としての第２の配線１０５とから検査用素子としての電界効果トランジスタが構成される。
【００２８】
このようにして形成された電界効果トランジスタにおいては、ゲート電極として作用する第２の配線１０５の幅、すなわちゲート長Ｌを走査型電子顕微鏡（scanning electron microscope : SEM）を用いて測定していた。このようなゲート長Ｌの測定においては、測定精度を高めるために測定値の校正を行なうことが好ましい。しかし、従来、検査用マーク領域の内部において、このような測定値の校正を行なうための構造は特に準備されていなかった。
【００２９】
また、図４９および５０に示した電界効果トランジスタなどの検査用素子においては、検査用素子の近傍に、その検査用素子を形成する際に用いられたプロセス条件を特定できる記号や、あるいはプロセス条件自体が示されていれば、作業者は検査用素子のサイズ測定などを行なうと同時にプロセス条件も確認できるので、写真製版加工工程に異常が発生した場合、この異常の発生を迅速かつ容易に認識できる。しかし、従来このような検査用素子を形成するための写真製版加工工程におけるプロセス条件を示すデータなどを示すマークは特に設けられていなかった。
【００３０】
この発明は、上記のような課題を解決するためになされたものであり、この発明の１つの目的は、詳細かつ正確な検査用マークの測定を容易に行なうことが可能な半導体装置を提供することである。
【００３１】
この発明のもう１つの目的は、詳細かつ正確な検査用マークの測定を容易に行なうことが可能な半導体装置を製造するためのフォトマスクを提供することである。
【００３２】
この発明のもう１つの目的は、詳細かつ正確な検査用マークの測定を容易に行なうことが可能な半導体装置の製造方法を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００３３】
この発明の一の局面における半導体装置は、半導体基板上に形成された素子形成領域と、この素子形成領域を囲むように配置されたダイシングライン領域とを備える半導体装置であって、ダイシングライン領域では、異なるショットで形成された第１および第２の重ね合せ検査マークが形成されている。第１および第２の重ね合せ検査マークは、第１および第２の重ね合せ検査マークを識別するための補助マークを含む。
【００３４】
この場合、ダイシングライン領域において、異なるショットで形成された第１および第２の重ね合せ検査マークが隣接して形成されていても、補助マークを検出することにより第１および第２の重ね合せ検査マークを容易に識別できる。そのため、第１および第２の重ね合せ検査マークを形成するためのショットのそれぞれについて重ね合せ精度を測定する際に、第１および第２の重ね合せ検査マークを取り違えるといった問題の発生を防止できる。この結果、重ね合せ精度の測定を正確かつ容易に行なうことができる。
【００３５】
上記一の局面における半導体装置は、半導体基板の表面を複数の領域に分割し、それぞれの領域について写真製版加工を行なうことにより製造される半導体装置であって、領域は、最外周部に第１または第２の重ね合せ検査マークのいずれかを備えることが好ましい。補助マークは、第１および第２の重ね合せ検査マークのそれぞれについて領域における相対的な位置を表示する領域内位置表示マークであることが好ましい。
【００３６】
この場合、１回の露光工程により回路パターンが転写される領域内に複数の重ね合せ検査マークが形成される際に、それぞれの重ね合せ検査マーク同士についての領域内における相対的な位置関係を領域内位置表示マークによって作業者が容易に認識することができる。このため、露光工程の重ね合せ精度の測定をより正確に行なうことができる。
【００３７】
上記一の局面における半導体装置では、第１または第２の重ね合せ検査マークが、領域の四隅の少なくともいずれかに形成されていることが好ましい。
【００３８】
この場合、領域の端部に重ね合せ検査マークを配置することになるので、露光工程におけるフォトマスクのアライメント不良をより確実に検出できる。
【００３９】
上記一の局面における半導体装置では、第１または第２の重ね合せ検査マークが、領域の四隅すべてに形成されていてもよい。
【００４０】
この場合、重ね合せの精度をより正確に測定することができる。
上記一の局面における半導体装置では、補助マークは平面形状が矢印状であってもよい。
【００４１】
このように、補助マークの平面形状を矢印状とすることにより、容易に重ね合せ検査マークの領域内における相対的な位置を表示することができる。たとえば、領域内において、右上の領域に位置する重ね合せ検査マークにおける補助マークの平面形状を、右上の方向を指し示す矢印状とすれば、作業者はその重ね合せ検査マークの領域内での位置を直感的に認識できる。このため、作業者が重ね合せ検査マークを誤認する危険性を低減できる。
【００４２】
この発明の他の局面における半導体装置は、半導体基板上に形成された素子形成領域と、この素子形成領域を囲むように配置されたダイシングライン領域とを備える半導体装置であって、ダイシングライン領域には検査用素子領域が形成されている。検査用素子領域は、識別マーク、位置表示マーク、ピッチ補正用マークおよび条件表示マークからなる群から選択される少なくとも１つを含む。識別マークは検査用素子領域に含まれる電極の種類を識別する。位置表示マークは検査用素子領域に配置された層間絶縁膜に形成されたコンタクトホールの位置を示す。ピッチ補正用マークは検査用素子領域に形成され、間隔を隔てて並列に並んだ複数の線状パターンからなる。条件表示マークは検査用素子領域に配置され、プロセス条件を示す。
【００４３】
このようにすれば、検査用素子領域がたとえば識別マークを含む場合、容易に電極の種類を識別マークによって識別できる。また、検査用素子領域が位置表示マークを含む場合、コンタクトホールの位置を作業者が位置表示マークによって容易に検出できる。さらに、検査用素子領域がピッチ補正用マークを含む場合、評価用の電界効果トランジスタなどにおいてゲート長を測定する際のデータの校正をピッチ補正用マークによって迅速かつ容易に行なうことができる。また、検査用素子領域が条件表示マークを含む場合、作業者が検査用素子領域の測定用の素子を形成した際のプロセス条件を条件表示マークによって容易に知ることができる。このため、検査用素子領域における検査用マークの測定などを行なう場合、プロセスの異常を迅速に検出できる。
【００４４】
上記他の局面における半導体装置では、識別マークは電極上に形成されていてもよい。
この場合、検査用素子領域において識別マークを形成するための領域を確保する必要がないので、検査用素子領域の面積を削減することができる。
【００４５】
上記他の局面における半導体装置では、識別マークの平面形状は文字を構成していてもよく、その文字を構成する線の幅は１０μｍ以下であることが好ましい。
【００４６】
この場合、電極に押圧されるプローブ針などの針先のサイズより、識別マークとしての文字の線幅を十分小さくできる。このため、電極上に識別マークとしての文字を形成しても、プローブ針と電極表面とを確実に接触させることができる。
【００４７】
上記他の局面における半導体装置では、識別マークの幅が３０μｍ以上であることが好ましい。
【００４８】
この場合、半導体基板からチップを切出すためのダイシングに用いるブレードの幅よりも識別マークの大きさを十分大きくできる。したがって、ダイシング後にの半導体装置であるチップの周辺部のダイシングライン領域において、識別マークを確実に残存させることができる。このため、ダイシング工程においてパターン剥がれなどの不具合が発生した場合に、このような識別マークが存在する位置を原点としてパターン剥がれなどの不良が発生した位置の特定を容易に行なうことができる。
【００４９】
また、このように識別マークを大きくしておくことで、作業者が電極を探す際に、作業者がこの識別マークを容易に認識できる。つまり識別マークの視認性を向上させることができる。これにより、検査作業をより正確かつ迅速に行なうことができる。
【００５０】
上記他の局面における半導体装置では、位置表示マークが層間絶縁膜に形成された開口部であってもよい。
【００５１】
この場合、コンタクトホールを形成する工程において位置表示マークを同時に形成することができる。したがって、このような位置表示マークを形成するために新たな工程を追加する必要がない。これにより、位置表示マークを形成するために半導体装置の製造工程数が増加することを防止できる。
【００５２】
上記他の局面における半導体装置では、開口部の平面形状が、コンタクトホールの方向を示す矢印状であってもよい。
【００５３】
このようにすれば、作業者が位置表示マークとしての開口部の平面形状を識別することによって、作業者は容易にコンタクトホールの位置を確認できる。
【００５４】
上記他の局面における半導体装置では、検査用素子領域はダイシングライン領域上に形成された導電体膜をさらに備えることが好ましい。ピッチ補正用マークは、導電体膜に隣接する位置に間隔を隔てて位置することが好ましい。
【００５５】
このようにすれば、導電体膜の幅を測長する際にピッチ補正用マークを用いて容易に測定データの校正を行なうことができる。この結果、導電体膜の幅の測長精度を向上させることができる。
【００５６】
上記他の局面における半導体装置では、ピッチ補正用マークは、導電体膜と同一レイヤによって形成されていてもよい。
【００５７】
上記他の局面における半導体装置では、条件表示マークの平面形状がプロセス条件を示す文字となっていることが好ましい。
【００５８】
この場合、作業者が条件表示マークを識別することで容易にプロセス条件を確認できる。
【００５９】
上記他の局面における半導体装置では、プロセス条件が、デザイン寸法、マスク上寸法、レジスト狙い寸法および仕上がり狙い寸法からなる群から選択される少なくとも２つを含むことが好ましい。
【００６０】
この場合、上記のようなデータをもとにして作業者がプロセス上の不具合などをより迅速かつ確実に発見することが可能となる。たとえば、デザイン寸法とマスク上寸法とが条件表示マークとして表示されている場合、作業者はサイジングの正誤を容易に確認することができる。また、マスク上寸法とレジスト狙い寸法とが条件表示マークとして表示されている場合、作業者は写真製版加工における異常を容易に検出できる。また、レジスト狙い寸法と仕上がり狙い寸法とが条件表示マークとして表示されている場合、作業者はエッチングプロセスの異常を容易に検出できる。
【００６１】
この発明の別の局面におけるフォトマスクは、素子パターン形成領域を含み、平面形状が四角形の領域と、第１の外周部ダイシング領域と第２の外周部ダイシング領域と重ね合せ検査マーク領域とを備える。第１の外周部ダイシング領域は、領域の四角形の対辺をなす一辺に接して配置され、かつ幅の広い凸部および幅の狭い凹部を有する外周形状である。第２の外周部ダイシング領域は、対辺をなす他辺に接して配置され、かつ第１の外周部ダイシング領域の凸部および凹部に嵌まり込むような凹部および凸部を有する外周形状である。重ね合せ検査マーク領域は、領域の四角形の４つの角部のそれぞれに対応して第１および第２の外周部ダイシング領域の凸部内に配置されている。重ね合せ検査マーク領域は、４つの角部のうちどの角部に対応するかを示す補助マーク領域を含む。
【００６２】
このようにすれば、半導体基板上においてフォトマスクを用いて回路パターンが転写された領域の内部において、重ね合せ検査マーク領域によって形成される重ね合せ検査マークが、相対的にどの部分に位置するかを補助マーク領域によって形成される補助マークによって作業者が容易に識別できる。この結果、重ね合せ検査マークについて重ね合せ精度を測定する作業を確実かつ容易に行なうことができる。
【００６３】
この発明のもう１つの局面における半導体装置の製造方法は、上記別の局面におけるフォトマスクを用いた露光方法を利用する。
【００６４】
このようにすれば、重ね合せ検査マークについての重ね合せ精度の測定作業などを容易かつ正確・確実に行なうことができる。したがって、重ね合せ検査マークの測定ミスなどによる重ね合せ精度の劣化を防止できる。この結果、重ね合せ精度の優れた半導体装置を容易に得ることができる。
【発明の効果】
【００６５】
このように、本発明によれば、検査用マーク領域における重ね合せ検査マークやその他のモニタパターンに補助マークを付加することにより、モニタパターンの測長や電気的特性の測定などの検査を正確かつ容易に行なうことができる。
【図面の簡単な説明】
【００６６】
【図１】本発明による半導体装置の実施の形態１における検査用マーク領域に形成された重ね合せ検査マークの平面模式図である。
【図２】図１の線分ＩＩ−ＩＩにおける断面模式図である。
【図３】図１の線分ＩＩＩ−ＩＩＩにおける断面模式図である。
【図４】図１の線分ＩＶ−ＩＶにおける断面模式図である。
【図５】本発明による半導体装置を製造するために用いられる、本発明によるフォトマスクを示す平面模式図である。
【図６】図５に示したフォトマスクを用いて回路パターンが転写された半導体基板の表面を示す模式図である。
【図７】図６における検査用マーク領域２９ａ〜３３ａに形成される重ね合せ検査マークを示す模式図である。
【図８】図６における検査用マーク領域２９ａ、３０ｃが形成された領域の部分拡大模式図である。
【図９】本発明による半導体装置の実施の形態１の変形例において形成される重ね合せ検査マークを示す模式図である。
【図１０】本発明による半導体装置の実施の形態２における重ね合せ検査マークを示す平面模式図である。
【図１１】図１０の線分ＸＩ−ＸＩにおける断面模式図である。
【図１２】図１０の線分ＸＩＩ−ＸＩＩにおける断面模式図である。
【図１３】図１０の線分ＸＩＩＩ−ＸＩＩＩにおける断面模式図である。
【図１４】本発明による半導体装置の実施の形態３における重ね合せ検査マークを示す平面模式図である。
【図１５】図１４の線分ＸＶ−ＸＶにおける断面模式図である。
【図１６】図１４の線分ＸＶＩ−ＸＶＩにおける断面模式図である。
【図１７】本発明による半導体装置の実施の形態４における重ね合せ検査マークを示す平面模式図である。
【図１８】図１７の線分ＸＶＩＩＩ−ＸＶＩＩＩにおける断面模式図である。
【図１９】図１７の線分ＸＩＸ−ＸＩＸにおける断面模式図である。
【図２０】本発明による半導体装置の実施の形態５における検査用マーク領域に形成されたパッド群を示す平面模式図である。
【図２１】本発明による半導体装置の実施の形態５における検査用マーク領域に形成されたパッド群を示す平面模式図である。
【図２２】本発明による半導体装置の実施の形態６における検査用マーク領域に形成されたパッド群を示す平面模式図である。
【図２３】本発明による半導体装置の実施の形態６における検査用マーク領域に形成されたパッド群を示す平面模式図である。
【図２４】本発明による半導体装置の実施の形態７における検査用マーク領域に形成された孤立ホールパターンを示す平面模式図である。
【図２５】図２４の線分ＸＸＶ−ＸＸＶにおける断面模式図である。
【図２６】図２４の線分ＸＸＶＩ−ＸＸＶＩにおける断面模式図である。
【図２７】図２４の線分ＸＸＶＩＩ−ＸＸＶＩＩにおける断面模式図である。
【図２８】図２４の線分ＸＸＶＩＩＩ−ＸＸＶＩＩＩにおける断面模式図である。
【図２９】本発明による半導体装置の実施の形態８における検査用マーク領域に形成された補正用パターンを示す平面模式図である。
【図３０】図２９の線分ＸＸＸ−ＸＸＸにおける断面模式図である。
【図３１】図２９の線分ＸＸＸＩ−ＸＸＸＩにおける断面模式図である。
【図３２】図２９の線分ＸＸＸＩＩ−ＸＸＸＩＩにおける断面模式図である。
【図３３】本発明による半導体装置の実施の形態９における検査用マーク領域に形成された検査用素子と条件表示マークとしてのプロセス条件表示部５２を示す平面模式図である。
【図３４】図３３の線分ＸＸＸＩＶ−ＸＸＸＩＶにおける断面模式図である。
【図３５】図３３の線分ＸＸＸＶ−ＸＸＸＶにおける断面模式図である。
【図３６】図３３の線分ＸＸＸＶＩ−ＸＸＸＶＩにおける断面模式図である。
【図３７】従来のフォトマスクを示す平面模式図である。
【図３８】図３７に示したフォトマスクを用いて半導体基板の主表面上に転写パターンが転写されて得られる構造を示す模式図である。
【図３９】従来の重ね合せ検査マークを示す平面模式図である。
【図４０】図３９の線分ＸＬ−ＸＬにおける断面模式図である。
【図４１】図３９の線分ＸＬＩ−ＸＬＩにおける断面模式図である。
【図４２】従来の重ね合せ検査マークの他の例を示す平面模式図である。
【図４３】図４２の線分ＸＬＩＩＩ−ＸＬＩＩＩにおける断面模式図である。
【図４４】図４２の線分ＸＬＩＶ−ＸＬＩＶにおける断面模式図である。
【図４５】図３８の検査用マーク領域１３４ａ、１３５ｂにおいて形成されたパッド群の平面模式図である。
【図４６】図３８の検査用マーク領域１３４ａ、１３５ｂにおいて形成されたパッド群の平面模式図である。
【図４７】従来の半導体装置の検査用マーク領域に形成された孤立ホールパターンを示す平面模式図である。
【図４８】図４７の線分ＸＬＶＩＩＩ−ＸＬＶＩＩＩにおける断面模式図である。
【図４９】従来の半導体装置の検査用マーク領域に形成された検査用素子を示す平面模式図である。
【図５０】図４９の線分Ｌ−Ｌにおける断面模式図である。
【発明を実施するための形態】
【００６７】
以下、図面に基づいて本発明の実施の形態を説明する。なお、以下の図面において同一または相当する部分には同一の参照番号を付しその説明は繰返さない。
【００６８】
（実施の形態１）
図１は、本発明による半導体装置の実施の形態１における検査用マーク領域に形成された重ね合せ検査マークの平面模式図である。また、図２は、図１の線分ＩＩ−ＩＩにおける断面模式図である。図３は、図１の線分ＩＩＩ−ＩＩＩにおける断面模式図である。図４は、図１の線分ＩＶ−ＩＶにおける断面模式図である。
【００６９】
図１〜４を参照して、重ね合せ検査マーク１５は、半導体基板１９の主表面に形成されたトレンチ分離絶縁膜１の層と、第１の配線３ｂが形成される層との重ね合せ精度を測定するための重ね合せ検査マークである。重ね合せ検査マーク１５では、トレンチ分離絶縁膜１ｂと同一レイヤからなる第１の検査パターン１ａと第１の配線３ｂと同一レイヤからなる第２の検査パターン３ａとを備える。第１の検査パターン１ａは図１に示すようにその平面形状が四角形状である。第２の検査パターン３ａはこの第１の検査パターン１ａの内側に位置し、第１の検査パターン１ａより相対的にサイズの小さな四角形状の平面形状を有している。
【００７０】
重ね合せ検査マーク１５においては、トレンチ分離絶縁膜１を形成するための露光工程を識別する工程識別マークとしてのトレンチ分離パターン識別記号１６が形成されている。このトレンチ分離パターン識別記号１６は、トレンチ分離絶縁膜１ｂによって構成されている。また、第１の配線３ｂを含む層を形成するための露光工程を識別する第１の配線パターン識別記号１７が第１の配線３ｂによって形成されている。
【００７１】
また、重ね合せ検査マーク１５においては、第１の配線３ｂと同一レイヤの導電体膜によって補助マークとしてのショット内位置表示マーク１８が形成されている。このショット内位置表示マーク１８は、１回の露光工程によって回路パターンが転写される領域内において複数の重ね合せ検査マーク１５が配置される場合、重ね合せ検査マーク１５がその領域内で相対的にどの部分に位置しているかを表示する領域内位置表示マークとして作用する。
【００７２】
すなわち、図１〜４に示したような重ね合せ検査マーク１５を備える半導体装置を製造する際に、図５に示したようなフォトマスク２０を使用する場合を考える。図５は、本発明による半導体装置を製造するために用いられる、本発明によるフォトマスクを示す平面模式図である。なお、図５に示したフォトマスク２０はレチクル（ステッパまたはフォトリピータに用いられるフォトマスク）である。図５を参照して、フォトマスク２０は、半導体記憶装置などの素子を形成するための転写パターンが形成されているチップ領域のマスクパターン１１と、このチップ領域のマスクパターン１１を囲むように配置され、ダイシングライン領域を形成するためのダイシング領域５３、５４、６１、６２、６５とを備える。ダイシング領域５３、５４、６１においては、重ね合せ検査マーク１５や検査用素子が形成される検査用マーク領域のためのマスクパターン領域２１〜２７が形成されている。
【００７３】
図５に示したフォトマスク２０においては、ダイシング領域５３、５４、６１、６２、６５の幅をできるだけ小さくするとともに、フォトマスク２０の少なくとも四隅に重ね合せ検査マークなどを配置した検査用マーク領域２９ａ〜３２ａ（図６参照）を形成するためのマスクパターン領域２１〜２４を配置する必要があることから、いわゆる凹凸ダイシング構造を採用している。すなわち、フォトマスク２０では、素子パターン形成領域としてのチップ領域のマスクパターン１１とダイシングライン領域６１とから、平面形状が四角形の領域が構成されている。
【００７４】
この領域の四角形の対辺をなす一辺に接し、かつ幅の広い凸部５５および幅の狭い凹部５６、５７を有する外周形状の第１の外周部ダイシングライン領域５３が配置されている。このような凸部５５および凹部５６、５７は、フォトマスク２０の所定領域にクロム膜などの遮光部材１０を配置することにより形成される。また、第１の外周部ダイシング領域５３の凸部５５および凹部５６、５７に嵌まり込むような凹部５８および凸部５９、６０を有する外周形状の第２の外周部ダイシング領域５４が、上記領域の対辺をなす他辺に接して配置されている。つまり、第２の外周部ダイシング領域５４において、第１の外周部ダイシング領域５３の凸部５５および凹部５６、５７に嵌まり込むような凹部５８および凸部５９、６０を形成するように遮光部材１０が配置されている。また、ダイシング領域６２、６５においても、どうように互いに嵌まり込むような凸部および凹部を形成するように、遮光部材１０が配置されている。
【００７５】
四角形の領域の４つの角部のそれぞれに対応して、第１および第２の外周部ダイシング領域５３、５４の凸部５５、５９、６０内部には、図１〜４に示したような重ね合せ検査マーク１５を形成するための重ね合せ検査マーク領域としてのマスクパターン領域２１〜２４（マークＡ〜マークＤ）が配置されている。また、ダイシングライン領域６１の中央部には、図１に示した重ね合せ検査マーク１５を形成するための検査用マークのマスクパターン領域２５（マークＥ）が配置されている。検査用マークのマスクパターン領域２１〜２５においては、図１に示したショット内位置表示マーク１８を形成するための補助マーク領域としてのマスクパターンが形成されている。また、検査用マークのマスクパターン領域２６、２７においては、後述するように検査用素子を形成するためのマスクパターンが配置されている。
【００７６】
図５に示したようなフォトマスク２０を用いて、半導体基板上にステップアンドリピート方式によって回路パターンを転写していく。図５に示したフォトマスク２０を用いて回路パターンを転写した半導体装置としての半導体基板の表面を図６に示す。図６は、図５に示したフォトマスクを用いて回路パターンが転写された半導体基板の表面を示す模式図である。
【００７７】
図６を参照して、図５に示したフォトマスク２０を用いて１回の露光工程によって転写される領域は、チップ領域２８ａと検査用マーク領域２９ａ〜３５ａとを含む。この１回の露光工程（１ショット）によって露光される領域の境界部をショット境界１２として点線で示している。そして、フォトマスク２０を所定の距離ずらしながら露光工程を繰返すことにより、たとえばチップ領域２８ａに隣接する位置にチップ領域２８ｂ、２８ｃを形成することができる。チップ領域２８ｂを形成するための露光工程においては、同時に検査用マーク領域２９ｂ、３２ｂを形成するためのパターンが転写される。また、チップ領域２８ｃが形成される露光工程においては、同時に検査用マーク領域３０ｃ、３１ｃにおいてパターンが転写される。
【００７８】
このように、図５に示したフォトマスク２０を用いて露光工程を行なうことにより、１回の露光工程（１ショット）によって露光される領域の四隅に重ね合せ検査マーク１５を含む検査用マーク領域２９ａ〜３２ａを形成できる。このため、露光工程におけるフォトマスク２０のアライメント不良をより確実に検出できる。
【００７９】
このような露光工程によって、たとえばダイシングライン領域１３においては、チップ領域２８ａを形成する際のショットの重ね合せ精度を確認するための重ね合せ検査マークを含む検査用マーク領域２９ａと、チップ領域２８ｃを形成する際のショットにおける重ね合せ精度を確認するための重ね合せ検査マークを含む検査用マーク領域３０ｃとが隣接して配置されることになる。このとき、フォトマスク２０における検査用マークのマスクパターン領域２１〜２５においては、それぞれの重ね合せ検査マークにおいて図７に示したようなショット内位置表示マーク１８ａ〜１８ｅを形成するための補助マーク領域が形成されている。図７は、図６における検査用マーク領域２９ａ〜３３ａに形成される重ね合せ検査マークを示す模式図である。
【００８０】
検査用マーク領域２９ａにおいては、図７に示した重ね合せ検査マーク１５ａが形成される。この重ね合せ検査マーク１５ａにおいては、１回の露光工程によってパターンが転写される領域内（チップ領域２８ａを含む領域内）における重ね合せ検査マーク１５ａの相対的な位置を示すショット内位置表示マーク１８ａが形成されている。重ね合せ検査マーク１５ａは、検査用マーク領域２９ａに形成されるので、ショット内においては右上に位置することになる。このため、ショット内位置表示マーク１８ａは、右上を示すカギ括弧形状の平面形状を有している。
【００８１】
また、検査用マーク領域３０ａ〜３２ａにおいては、それぞれ重ね合せ検査マーク１５ｂ〜１５ｄが形成されている。重ね合せ検査マーク１５ｂ〜１５ｄには、それぞれの重ね合せ検査マーク１５ｂ〜１５ｄの相対的な位置を表示するためのショット内位置表示マーク１８ｂ〜１８ｄがそれぞれ形成されている。また、検査用マーク領域３３ａにおいては、重ね合せ検査マーク１５ｅが形成されている。この重ね合せ検査マーク１５ｅは、１ショットで回路パターンが転写される領域内のほぼ中央部に位置している。そのため、ショット内位置表示マーク１８ｅはこの重ね合せ検査マーク１５ｅが上記領域内のほぼ中央部に位置していることを示すため、四角形状の平面形状を有している。なお、ダイシングライン領域１３の幅や検査用マーク領域２９ａ〜２９ｄの配置によっては、図７に示した重ね合せ検査マーク１５ａ〜１５ｅをそれぞれ９０°回転したような構成としてもよい。
【００８２】
このような補助マークとしてのショット内位置表示マーク１８ａ〜１８ｅを備える重ね合せ検査マーク１５ａ〜１５ｅを形成するために、図５に示したフォトマスク２０においては、検査用マークのマスクパターン領域２１〜２５において重ね合せ検査マーク１５ａ〜１５ｅに対応する形状の転写用パターンが形成されている。そして、このフォトマスク２０を用いてチップ領域２８ａ〜２８ｃをステップアンドリピート方式によって形成していく場合、検査用マーク領域２９ｂ、３２ｂ、３０ｃ、３１ｃにおいても同様にショット内位置表示マークを備える重ね合せ検査マークが形成される。たとえば、検査用マーク領域２９ａ、３０ｃが形成された部分について考える。図８は、図６における検査用マーク領域２９ａ、３０ｃが形成された領域の部分拡大模式図である。
【００８３】
図８を参照して、検査用マーク領域２９ａにおいては、トレンチ分離絶縁膜１ｂを含む層と第１の配線３ｂを含む層との重ね合せ精度を確認するための重ね合せ検査マーク１５ａ、および第１の配線３ｂを含む層と第２の配線５ｂを含む層層との重ね合せ精度を確認するための重ね合せ検査マーク３８ａとが形成されている。これらの重ね合せ検査マーク１５ａ、３８ａは、チップ領域２８ａ（図６参照）を形成するためのショットにおける重ね合せ精度を測定するために用いられる。
【００８４】
また、検査用マーク領域２９ａに隣接する検査用マーク領域３０ｃにおいては、重ね合せ検査マーク１５ａ、３８ａと基本的に同じ形状の重ね合せ検査マーク１５ｂ、３８ｂが形成されている。しかし、これらの重ね合せ検査マーク１５ｂ、３８ｂは、チップ領域２８ｃを形成する際のショットにおいて形成されるものであり、チップ領域２８ｃを形成するためのショットにおける重ね合せ精度を測定するために用いられる。
【００８５】
また、この検査用マーク領域３０ｃはフォトマスク２０における検査用マークのマスクパターン領域２２に形成されているものである。そのため、重ね合せ検査マーク１５ｂ、３８ｂにおいては、ショット内位置表示マーク１８ｂ、３７ｂが重ね合せ検査マーク１５ａ、３８ａのショット内位置表示マーク１８ａ、３７ａとは異なる形状となっている。これにより、作業者は重ね合せ検査マーク１５ａ、１５ｂ、３８ａ、３８ｂをそれぞれ識別できる。したがって、作業者が重ね合せ精度を測定するために重ね合せ検査マーク１５ａ、１５ｂ、３８ａ、３８ｂのいずれかを特定する場合に、たとえば重ね合せ検査マーク１５ａと重ね合せ検査マーク１５ｂとを取り違える、あるいは重ね合せ検査マーク３８ａと重ね合せ検査マーク３８ｂとを取り違えるといった事故の発生を防止できる。また、ショット内位置表示マーク１８ａ、１８ｂ、３７ａ、３７ｂが存在することにより、作業者は重ね合せ検査マーク１５ａ、１５ｂ、３８ａ、３８ｂがどのショットに属するパターンであるかを容易に判定できる。そのため、上記のような事故の発生を容易に防止できる。したがって、重ね合せ精度の測定を正確かつ容易に行なうことができる。この結果、重ね合せ精度の優れた半導体装置を容易に得ることができる。
【００８６】
また、ショット内位置表示マーク１８ａ〜１８ｅが形成されているので、１回の露光工程により回路パターンが転写される領域内に複数の重ね合せ検査マーク１５ａ〜１５ｅが形成される際に、それぞれの重ね合せ検査マーク１５ａ〜１５ｅについての相対的な位置関係を作業者が容易に認識することができる。このため、露光工程の重ね合せ精度の測定をより正確に行なうことができる。
【００８７】
図９は、本発明による半導体装置の実施の形態１の変形例において形成される重ね合せ検査マークを示す模式図であり、図７に対応している。図９に示した半導体装置の重ね合せ検査マーク１５ａ〜１５ｅは、基本的に図７に示した半導体装置の重ね合せ検査マーク１５ａ〜１５ｅと同様の構造を備えるが、ショット内位置表示マーク３９ａ〜３９ｅの平面形状が図７に示した重ね合せ検査マークとは異なる。図９に示した重ね合せ検査マーク１５ａ〜１５ｅにおけるショット内位置表示マーク３９ａ〜３９ｅの平面形状は、それぞれの重ね合せ検査マークの相対的な位置を示すため矢印状となっている。このような矢印状のショット内位置表示マーク３９ａ〜３９ｅを用いても、図７に示した半導体装置と同様の効果を得ることができるとともに、作業者はより直感的に重ね合せ検査マーク１５ａ〜１５ｅの相対的な位置を認識できる。したがって、より容易に重ね合せ検査マーク１５ａ〜１５ｅの位置を判別することができる。なお、重ね合せ検査マーク１５ｅにおけるショット内位置表示マーク３９ｅは、ショット内の中央部に位置することから図７に示したショット内位置表示マーク１８ｅと同様に四角形状としているが、図７に示したショット内位置表示マーク１８ｅと区別するためそのサイズをショット内位置表示マーク１８ｅ（図７参照）よりも小さくしている。
【００８８】
（実施の形態２）
図１０は、本発明による半導体装置の実施の形態２における重ね合せ検査マークを示す平面模式図である。図１１は図１０の線分ＸＩ−ＸＩにおける断面模式図である。図１２は図１０の線分ＸＩＩ−ＸＩＩにおける断面模式図である。図１３は図１０の線分ＸＩＩＩ−ＸＩＩＩにおける断面模式図である。
【００８９】
図１０〜１３を参照して、重ね合せ検査マーク１５は、第１の配線３ｂを含む層と、第２の配線５ｂを含む層との重ね合せ精度を測定するための重ね合せ検査マークである。重ね合せ検査マーク１５においては、平面形状が四角形状の第１の検査パターン３ａが、第１の配線３ｂと同一レイヤによって形成されている。そして、第１の検査パターン３ａと第１の配線３ｂとの上には第１の層間絶縁膜８が形成されている。この第１の層間絶縁膜８上には、平面形状が四角形状である第２の検査パターン５ａと第２の配線５ｂとが形成されている。この第２の検査パターン５ａは第２の配線５ｂと同一レイヤにより形成されている。この第１の検査パターン３ａと第２の検査パターン５ａとの間の水平方向における距離を測定することにより、重ね合せ精度を測定することができる。
【００９０】
また、重ね合せ検査マーク１５においては、第１の配線３ｂを含む層を形成するための露光工程を識別する第１の配線パターン識別記号１７が第１の配線３ｂにより形成されている。また、第２の配線５ａ、５ｂを含む層を形成する露光工程を識別するための第２の配線パターン識別記号３６が第２の配線５ｂによって形成されている。また、第２の配線５ｂと同一レイヤによって重ね合せ検査マーク１５のショット内位置表示マーク３７が形成されている。
【００９１】
このような重ね合せ検査マークを備える半導体装置によっても、本発明の実施の形態１による半導体装置と同様の効果を得ることができる。
【００９２】
（実施の形態３）
図１４は、本発明による半導体装置の実施の形態３における重ね合せ検査マークを示す平面模式図である。図１５は図１４の線分ＸＶ−ＸＶにおける断面模式図であり、図１６は図１４の線分ＸＶＩ−ＸＶＩにおける断面模式図である。なお、図１４の線分ＸＩＩ−ＸＩＩにおける断面模式図は、図１２に示した断面模式図と同様となる。
【００９３】
図１４〜１６を参照して、重ね合せ検査マーク１５は、第１の配線３ｂを含む層と、第１の層間絶縁膜８において形成される第１のコンタクトホール４ｂと同一ショットで形成されるコンタクトホールとの重ね合せ精度を測定するために用いられる。重ね合せ検査マーク１５においては、平面形状が四角形状の第１の検査パターン３ａが第１の配線３ｂと同一レイヤによって形成される。また、平面形状が四角形状である第２の検査パターン４ｂが第１の層間絶縁膜８において形成されたコンタクトホール４ｂと同一工程により形成されるコンタクトホールによって形成される。この第１および第２の検査パターン３ａ、４ａの水平方向における距離を測定することにより、第１の配線３ｂを含む層とコンタクトホール４ｂと同一工程により形成されるコンタクトホール群との重ね合せ精度を評価することができる。
【００９４】
また、重ね合せ検査マーク１５においては、図１０に示した重ね合せ検査マークと同様に第１の配線パターン識別記号１７が形成されるとともに、コンタクトホール４ｂによってこのコンタクトホール４ｂを形成するための露光工程を識別する第１のコンタクトホール識別記号４０が形成されている。また、コンタクトホール４ｂと同一工程によって、第１の層間絶縁膜８に形成されたコンタクトホールによりショット内位置表示マーク４１が構成されている。なお、第１の層間絶縁膜８上には第２の層間絶縁膜９が形成されている。
【００９５】
このように、補助マークとしてのショット内位置表示マーク４１が形成されているため、本発明の実施の形態１による半導体装置と同様の効果を得ることができる。
【００９６】
（実施の形態４）
図１７は、本発明による半導体装置の実施の形態４における重ね合せ検査マークを示す平面模式図である。図１８は、図１７の線分ＸＶＩＩＩ−ＸＶＩＩＩにおける断面模式図であり、図１９は、図１７の線分ＸＩＸ−ＸＩＸにおける断面模式図である。なお、図１７の線分ＸＩＩ−ＸＩＩにおける断面模式図は、図１２に示した断面模式図と同様となる。
【００９７】
図１７〜１９を参照して、重ね合せ検査マーク１５は、第１のコンタクトホール４ｂが形成される際に同時に形成される（同一ショットで形成される）コンタクトホールと第２の配線５ｂを含む層との間の重ね合せ精度を測定するために用いられる。第１のコンタクトホール４ｂと同一工程により形成されるコンタクトホールによって、第１の検査パターン４ａが形成される。また、平面形状が四角形状である第２の検査パターン５ａが、第２の配線５ｂと同一レイヤにより形成される。この第１および第２の検査パターン４ａ、５ａの間の水平方向における距離を測定することにより、上述したコンタクトホールと第２の配線５ｂを含む層との重ね合せ精度を測定することができる。
【００９８】
重ね合せ検査マーク１５においては、第１のコンタクトホール４ｂを形成する露光工程を識別するための第１のコンタクトホール識別記号４０が、第１のコンタクトホール４ｂによって形成されている。また、第２の配線５ｂを含む層を形成する露光工程を識別するための第２の配線パターン識別記号３６が、第２の配線５ｂによって形成されている。また、第２の配線５ｂと同一レイヤの導電体層によって、ショット内位置表示マーク３７が形成されている。このように、重ね合せ検査マーク１５がショット内位置表示マーク３７を備えるため、図１７〜１９に示した重ね合せ検査マークを備える半導体装置によって、本発明による半導体装置の実施の形態１と同様の効果を得ることができる。
【００９９】
（実施の形態５）
図２０および２１は、本発明による半導体装置の実施の形態５における検査用素子領域としての検査用マーク領域に形成されたパッド群を示す平面模式図である。図２０に示した電極パッド４３は、検査用マーク領域３４ａ（図６参照）に形成され、図２１に示した電極パッド４３は、検査用マーク領域３５ａ（図６参照）に形成されている。
【０１００】
図２０を参照して、検査用マーク領域３４ａ（図６参照）に形成された電極４３を識別するため、電極４３と同一レイヤの導電体膜によって識別マークとしての識別文字４５ａが形成されている。識別文字４５ａの平面形状は、たとえば図２０に示すように「Ａ」というような文字を用いてもよい。作業者は、この識別文字４５ａによって電極パッド４３およびエッジセンサとしてのパッド４４からなるパッド群を容易に識別できる。
【０１０１】
この識別文字４５ａの幅Ｌ１は３０μｍ以上となるように設定している。このようにすれば、ダイシングライン領域１３を切断するためのダイシングに用いられるブレード（ダイシングブレード）の幅よりも識別文字４５ａの幅Ｌ１を大きくできる。したがって、半導体基板をダイシングライン領域１３においてダイシングブレードを用いて切断するダイシング工程を実施した場合、半導体基板を切断して得られた半導体チップの端部に識別文字４５ａの一部を残存させることができる。このように識別文字４５ａの一部が残存することにより、ダイシング工程においてパターン剥がれなどの不良が発生した場合に、そのような不良発生部の位置を特定するための基準点として、ダイシング工程後に残存した識別文字４５ａを用いることができる。この結果、パターン剥がれなどの不具合が発生した不良箇所の位置の特定を容易に行なうことができる。
【０１０２】
また、このように識別文字４５ａの幅Ｌ１を大きくしておけば、識別文字４５ａの視認性を向上させることができる。
【０１０３】
なお、エッジセンサとしてのパッド４４は電極パッド４３と同一レイヤによって構成され、電極パッド４３にプローブ針などを押圧する際の位置検出のために用いられる。
【０１０４】
図２１を参照して、検査用マーク領域３５ａ（図６参照）に形成される電極パッド４３およびエッジセンサ４４からなる電極パッド群を識別するための識別マークとして、電極パッド４３と同一レイヤの導電体膜によって識別文字４５ｂが形成されている。この識別文字４５ｂとしては、図２１に示すように「Ｂ」などの文字を用いることができる。
【０１０５】
このように、それぞれの電極パッド群に対応して識別文字４５ａ、４５ｂを形成することにより、作業者が容易に電極パッド群を識別することができる。この結果、誤った電極パッド４３にプローブ針などを押圧してデータを採取するといった事故の発生を防止できる。
【０１０６】
また、図２１に示した識別文字４５ｂにおいても、その幅Ｌ１を３０μｍ以上とすることにより、図２０に示した識別文字４５ａによる効果と同様の効果を得ることができる。
【０１０７】
（実施の形態６）
図２２および２３は、本発明による半導体装置の実施の形態６における検査用マーク領域２９ａ〜３５ａ，３０ｃ，２９ｂ，３１ｃ，３２ｂに形成されたパッド群を示す平面模式図である。図２２は、検査用マーク領域３４ａ（図６参照）に形成された電極パッド群を示し、図２０に対応する。また、図２３は検査用マーク領域３５ａ（図６参照）に形成された電極パッド群を示し、図２１に対応する。
【０１０８】
図２２および図２３を参照して、それぞれの電極パッド群にはその電極パッド群を識別するための識別文字４５ａ、４５ｂが形成されているが、この識別文字４５ａ、４５ｂはエッジセンサとしてのパッド４４上にそれぞれ形成されている。具体的には、パッド４４の表面から識別文字４５ａ、４５ｂとなるべき領域のパッド４４を構成する導電体膜を除去することにより、識別文字４５ａ、４５ｂを形成している。このようにしても、識別文字４５ａ、４５ｂによって電極パッド群のそれぞれを認識できるので、本発明による半導体装置の実施の形態５と同様の効果を得ることができる。
【０１０９】
また、このようにパッド４４上に識別文字４５ａ、４５ｂを形成するので、図２０および２１に示した場合に比べて識別文字４５ａ、４５ｂのために必要であった領域を省略することができる。この結果、検査用マーク領域３４ａ、３５ａの面積を低減することが可能になる。
【０１１０】
また、識別文字４５ａ、４５ｂの幅Ｌ１は、図２０および２１に示した識別文字４５ａ、４５ｂと同様に３０μｍ以上とすることが好ましい。このようにすれば、ダイシング工程後において、図２０および２１に示した半導体装置と同様に不良部を特定するための基準点としてこの識別文字４５ａ、４５ｂを用いることができる。
【０１１１】
また、識別文字４５ａ、４５ｂを構成する線の幅は１０μｍ以下としている。このようにすれば、パッド４４に押圧されるプローブ針の先端部の幅よりも識別文字４５ａ、４５ｂを構成する線の幅を十分小さくすることができる。したがって、パッド４４にプローブ針などを押圧する際に、この識別文字４５ａ、４５ｂが存在することに起因してプローブ針とパッド４４との電気的接続が確保されないなどの問題の発生を防止できる。
【０１１２】
なお、識別文字４５ａ、４５ｂを図２２、２３においてはエッジセンサとしてのパッド４４上に形成しているが、電極パッド４３上に識別文字４５ａ、４５ｂを形成してもよい。
【０１１３】
（実施の形態７）
図２４は、本発明による半導体装置の実施の形態７における検査用マーク領域２９ａ〜３５ａ，３０ｃ，２９ｂ，３１ｃ，３２ｂに形成された孤立ホールパターンを示す平面模式図である。図２５は図２４の線分ＸＸＶ−ＸＸＶにおける断面模式図であり、図２６は図２４の線分ＸＸＶＩ−ＸＸＶＩにおける断面模式図である。また、図２７は図２４の線分ＸＸＶＩＩ−ＸＸＶＩＩにおける断面模式図であり、図２８は図２４の線分ＸＸＶＩＩＩ−ＸＸＶＩＩＩにおける断面模式図である。なお、孤立ホールパターンは検査用マーク領域２９ａ〜３５ａ，３０ｃ，２９ｂ，３１ｃ，３２ｂの少なくともいずれか１つにおいて形成されていればよい。
【０１１４】
図２４〜２８を参照して、半導体装置においては、半導体基板１９の主表面においてトレンチ分離絶縁膜１に囲まれた活性領域２が形成されている。活性領域２上には第１の層間絶縁膜８が形成されている。この第１の層間絶縁膜８においては、活性領域２上に位置する領域に孤立ホールパターン５０（ケルビンパターン）と、この孤立ホールパターン５０に隣接する位置に孤立ホールパターン５０の位置を示す位置表示マークとしての開口部４７が形成されている。この開口部４７の平面形状は、孤立ホールパターン５０の方向を示す矢印形状となっている。孤立ホールパターン５０と開口部４７との間の距離は１μｍ以上１０μｍ以下であることが好ましい。孤立ホールパターン５０と開口部４７との内部には導電体膜４９が充填されている。第１の層間絶縁膜８上では、孤立ホールパターン５０上に所定の形状の第２の配線５が形成されている。また、開口部４７上に位置する領域には、導電体膜４８が形成されている。
【０１１５】
第２の配線５および導電体膜４８上には第２の層間絶縁膜９が形成されている。図２４および２５を参照して、第２の配線５の所定領域上に位置する領域においては、第２の層間絶縁膜９を部分的に除去することによりコンタクトホール６が形成されている。コンタクトホール６の内部には導電体４６が充填されている。このコンタクトホール６上に位置する領域には、第３の配線７ａが形成されている。また、同様に、図２７を参照して、第２の配線５の他の領域上においては、第２の層間絶縁膜９を部分的に除去することにより、コンタクトホール６が形成されている。コンタクトホール６の内部には導電体４６が充填されている。コンタクトホール６上に位置する領域においては、第３の配線７ｂが形成されている。
【０１１６】
また、図２７、２８を参照して、活性領域２上に位置する領域においては、第１および第２の層間絶縁膜８、９を部分的に除去することにより、コンタクトホール６３が形成されている。コンタクトホール６３の内部には導電体膜４６が充填されている。コンタクトホール６３上には第３の配線７ｃ、７ｄが形成されている。
【０１１７】
このように、位置表示マークとして作用する開口部４７が孤立ホールパターン５０の近傍に形成されているので、作業者が孤立ホールパターン５０を容易に発見できる。特に、インラインで走査型電子顕微鏡を用いて孤立ホールパターン５０の測長などを行なう場合、レジスト膜が帯電する（チャージアップ）ことにより孤立ホールパターン５０の発見が非常に難しくなる場合があった。このような場合に特に本発明による位置表示マークを形成することは有効である。
【０１１８】
また、コンタクトホールとしての孤立ホールパターン５０を形成する工程において位置表示マークとしての開口部４７を同時に形成することができる。したがって、開口部４７を形成するために半導体装置の製造工程数が増加することを防止できる。
【０１１９】
また、上述のように、開口部４７の平面形状が、孤立ホールパターン５０の方向を示す矢印状であるので、作業者が開口部４７の平面形状を識別することによって、容易に孤立ホールパターン５０の位置を確認できる。
【０１２０】
（実施の形態８）
図２９は、本発明による半導体装置の実施の形態８における検査用素子領域としての検査用マーク領域２９ａ〜３５ａ，３０ｃ，２９ｂ，３１ｃ，３２ｂ（図６参照）に形成された補正用パターンを示す平面模式図である。また図３０は図２９の線分ＸＸＸ−ＸＸＸにおける断面模式図である。図３１は図２９の線分ＸＸＸＩ−ＸＸＸＩにおける断面模式図であり、図３２は図２９の線分ＸＸＸＩＩ−ＸＸＸＩＩにおける断面模式図である。なお、図２９に示した補正用パターンは検査用マーク領域２９ａ〜３５ａ，３０ｃ，２９ｂ，３１ｃ，３２ｂの少なくともいずれか１つにおいて形成されていればよい。
【０１２１】
図２９〜３２を参照して、検査用マーク領域２９ａ〜３５ａ，３０ｃ，２９ｂ，３１ｃ，３２ｂにおいては、検査用素子６４とピッチ補正用マークとしての補正用パターン５１とが形成されている。検査用素子６４と補正用パターン５１との間の距離は５０μｍ以下であることが好ましい。検査用素子６４は、半導体基板１９の主表面において、トレンチ分離絶縁膜１に囲まれた活性領域２とゲート電極として作用する第２の配線５ａとを含む。活性領域２はソースおよびドレイン領域として作用する。第２の配線５ａ上には第１の層間絶縁膜８が形成されている。第１の層間絶縁膜８では、活性領域２と第２の配線５ａとの上に位置する領域において第１の層間絶縁膜８を部分的に除去することにより、コンタクトホール６（図３１参照）が形成されている。コンタクトホール６の内部には導電体膜４６が充填されている。コンタクトホール６上に位置する領域には第２の配線７ａ〜７ｃがそれぞれ形成されている。
【０１２２】
また、補正用パターン５１として、半導体基板１９の主表面上において、第２の配線５ｂが所定の間隔を隔てて並列に並んだ複数の線状パターン（ラインアンドスペースパターン）が形成されている。補正用パターン５１では、第２の配線５ｂの線幅を写真製版加工工程のデザインルールに従って形成する。このようにすれば、補正用パターン５１における線幅を精度よく形成することができる。このため、ゲート電極として作用する５ａ（図３１参照）の幅（ゲート長）を測定する際、この補正用パターン５１を用いて、データの校正作業を迅速かつ容易に行なうことができる。この結果、ゲート長の測定精度を向上させることができる。
【０１２３】
（実施の形態９）
図３３は、本発明による半導体装置の実施の形態９における検査用マーク領域に形成された検査用素子と条件表示マークとしてのプロセス条件表示部５２を示す平面模式図である。また、図３４は図３３の線分ＸＸＸＩＶ−ＸＸＸＩＶにおける断面模式図であり、図３５は図３３の線分ＸＸＸＶ−ＸＸＸＶにおける断面模式図である。また、図３６は図３３の線分ＸＸＸＶＩ−ＸＸＸＶＩにおける断面模式図である。図３３〜３６を参照して、半導体装置を説明する。なお、図３３に示したプロセス条件表示部５２は検査用マーク領域２９ａ〜３５ａ，３０ｃ，２９ｂ，３１ｃ，３２ｂの少なくともいずれか１つにおいて形成されていればよい。
【０１２４】
図３３〜３６を参照して、半導体装置における検査用マーク領域に形成された検査用素子６４は、基本的に図２９〜３２に示した検査用素子と同様の構造を備える。そして、この検査用素子６４の近傍には、第２の配線５ａと同一レイヤにより構成される第２の配線５ｂを用いて形成されたプロセス条件表示部５２が配置されている。検査用素子６４とプロセス条件表示部５２との間の距離は５０μｍ以下であることが好ましい。
【０１２５】
このプロセス条件表示部５２においては、デザイン寸法、マスク上寸法、レジスト狙い寸法および仕上り狙い寸法という４つのデータが示されている。すなわち、図３３を参照して、Ｄ０．２９とは、デザイン寸法が０．２９μｍであることを示している。また、Ｍ０．２６とはマスク上寸法が０．２６μｍであることを示している。Ｒ０．２８とはレジスト狙い寸法が０．２８μｍであることを示している。また、Ｅ０．３０とは、仕上り狙い寸法が０．３０μｍであることを示している。
【０１２６】
このようにプロセス条件をプロセス条件表示部５２として検査用マーク領域に形成しておけば、作業者がプロセス条件を容易に知ることができる。したがって、露光工程に伴う不良を迅速に発見することが可能となる。たとえば、デザイン寸法とマスク上寸法とを表示していることにより、サイジングの正誤の検出を容易に行なうことができる。また、マスク上寸法とレジスト狙い寸法とを同時に表示しておくことにより、写真製版加工工程における異常の検出を容易に行なうことができる。また、レジスト狙い寸法と仕上り狙い寸法とを表示しておくことで、エッチングプロセスでの異常を迅速かつ容易に検出できる。
【０１２７】
今回開示された実施の形態はすべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は上記した実施の形態ではなくて特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。
【産業上の利用可能性】
【０１２８】
この発明は、重ね合せ検査マークが形成される半導体装置に有利に適用される。
【符号の説明】
【０１２９】
１，１ｂ  トレンチ分離絶縁膜、１ａ，３ａ，４ａ，５ａ  検査パターン、２  活性領域、３，３ｂ  第１の配線、４ｂ，６  コンタクトホール、５，５ｂ  第２の配線、７，７ａ〜７ｄ  第３の配線、８，９  層間絶縁膜、１０  遮光部材、１１  チップ領域のマスクパターン、１２  ショット境界、１３  ダイシングライン領域、１４  配線、１５，３８ａ，３８ｂ  重ね合せ検査マーク、１６  トレンチ分離パターン識別記号、１７  第１の配線パターン識別記号、１８ａ〜１８ｅ，３７ａ，３７ｂ，３９ａ〜３９ｅ，４１，４２  ショット内位置表示マーク、１９  基板、２０  フォトマスク、２１〜２７  検査用マークのマスクパターン領域、２８ａ〜２８ｃ  基板上のチップ領域、２９ａ〜３５ａ，３０ｃ，２９ｂ，３１ｃ，３２ｂ  検査用マーク領域、３６  第２の配線パターン識別記号、４０  第１のコンタクトホール識別記号、４３  電極パッド、４４  パッド、４５ａ，４５ｂ  識別文字、４６，４８，４９  導電体膜、４７  位置表示マークとしての開口部、５０  孤立ホールパターン、５１  補正用パターン、５２  プロセス条件表示部、５３  第１の外周部ダイシング領域、５４  第２の外周部ダイシング領域、５５，５９，６０  凸部、５６〜５８  凹部、６１，６２，６５  ダイシング領域、６３  コンタクトホール、６４  検査用素子。
【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】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
2011061236.tif 000012
【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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【図２７】
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【図２８】
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【図２９】
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【図３０】
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【図３１】
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【図３２】
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【図３３】
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【図３４】
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【図３５】
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【図３６】
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【図３７】
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【図３８】
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【図３９】
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【図４０】
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【図４１】
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【図４２】
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【図４３】
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【図４４】
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【図４５】
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【図４６】
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【図４７】
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【図４８】
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【図４９】
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【図５０】
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