(57)【要約】【課題】半導体装置に不良を生じることなく、コンタクトホールが正常に形成されているか否かを判定できるようにする。【解決手段】まず、半導体ウエハ１１の素子形成領域１１ａとは異なる非機能領域１１ｂに検査用ホール形成領域１０を区画し、検査用ホール形成領域１０に、素子形成領域１１ａの層間絶縁膜と厚さ及び組成が同等の第１の絶縁膜１２を形成する。次に、レジストパターン１４を用いて第１の絶縁膜１２にコンタクトホールと開口寸法が同等の孔部１３を形成する。次に、走査型電子顕微鏡により第１の絶縁膜１２を貫通していない未貫通孔部１３Ａが生じているか否かを検査する。未貫通孔部１３Ａが生じている場合にはコンタクトホールが正常に形成されていないと判定し、未貫通孔部１３Ａが生じていない場合にはコンタクトホールが正常に形成されていると判定する。【選択図】　　　　図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
半導体基板上の素子形成領域に層間絶縁膜を形成する工程と、前記層間絶縁膜にコンタクトホールを形成する工程とを備えた半導体装置の製造方法であって、
前記半導体基板上における前記素子形成領域と異なる領域に検査用ホール形成領域を区画し、該検査用ホール形成領域に前記層間絶縁膜とその組成及び厚さが同等のホール形成用絶縁膜を形成する第１の工程と、
前記ホール形成用絶縁膜に前記コンタクトホールとその開口寸法が同等の検査用ホールを形成する前記第２の工程とを備えていることを特徴とする半導体装置の製造方法。
【請求項２】
前記第２の工程よりも後に、前記検査用ホールを走査型電子顕微鏡を用いて観察することにより、前記検査用ホールが前記ホール形成用絶縁膜を貫通しているか否かを検査する工程をさらに備え、
前記検査用ホールが前記ホール形成用絶縁膜を貫通している場合には、前記コンタクトホールが正常に形成されていると判定し、前記検査用ホールが前記ホール形成用絶縁膜を貫通していない場合には、前記コンタクトホールが正常に形成されていないと判定することを特徴とする請求項１に記載の半導体装置の製造方法。
【請求項３】
前記第１の工程は、前記半導体基板上の前記検査用ホール形成領域に導電膜を形成する工程と、前記ホール形成用絶縁膜を前記検査用ホール形成領域における前記導電膜の上を含む全面にわたって形成する工程とを含み、
前記第２の工程は、前記導電膜が露出するように前記検査用ホールを形成することを特徴とする請求項２に記載の半導体装置の製造方法。
【請求項４】
前記導電膜を形成する工程において、前記導電膜は前記半導体基板と電気的に接続するように形成することを特徴とする請求項３に記載の半導体装置の製造方法。
【請求項５】
前記導電膜を形成する工程において、前記導電膜は、前記検査用ホールの開口部の面積の２倍以上の面積を有するように形成することを特徴とする請求項３又は４に記載の半導体装置の製造方法。
【請求項６】
前記走査型電子顕微鏡を用いた前記検査用ホールの観察は、前記検査用ホールを観察するよりも前に、前記検査用ホール形成領域の全面に電子線を照射する工程を含むことを特徴とする請求項３〜５のうちのいずれか１項に記載の半導体装置の製造方法。
【請求項７】
前記第１の工程は、前記半導体基板上の前記検査用ホール形成領域に凸状構造を形成する工程と、前記ホール形成用絶縁膜を前記検査用ホール形成領域における前記凸状構造の上を含む全面にわたって形成する工程とを含み、
前記第２の工程は、前記凸状構造の段差部分が露出するように前記検査用ホールを形成することを特徴とする請求項１に記載の半導体装置の製造方法。
【請求項８】
前記第２の工程よりも後に、前記検査用ホールを走査型電子顕微鏡を用いて観察することにより、前記検査用ホールに前記凸状構造の段差部分の上段が露出しているか否かを検査する工程をさらに備え、
前記検査用ホールに前記凸状構造の段差部分の上段が露出している場合には、前記コンタクトホールが正常に形成されていると判定し、前記検査用ホールに前記凸状構造の段差部分の上段が露出していない場合には、前記コンタクトホールが正常に形成されていないと判定することを特徴とする請求項７に記載の半導体装置の製造方法。
【請求項９】
前記第１の工程は、前記層間絶縁膜を形成する工程と同時に行い、
前記第２の工程は、前記コンタクトホールを形成する工程と同時に行うことを特徴とする請求項１〜８のうちのいずれか１項に記載の半導体装置の製造方法。
【請求項１０】
前記第２の工程は、前記ホール形成用絶縁膜に前記検査用ホールよりも開口寸法が小さい比較用ホールを形成する工程を含むことを特徴とする請求項１〜９のうちのいずれか１項に記載の半導体装置の製造方法。
【請求項１１】
半導体基板上の素子形成領域に形成された層間絶縁膜と、該層間絶縁膜に形成されたコンタクトホールとを備えた半導体装置であって、
前記半導体基板上の前記素子形成領域とは異なる領域に形成され、前記層間絶縁膜とその組成及び厚さが同等のホール形成用絶縁膜と、
前記ホール形成用絶縁膜に形成され、前記コンタクトホールとその開口寸法が同等の検査用ホールを備えていることを特徴とする半導体装置。
【請求項１２】
前記半導体基板と前記ホール形成用絶縁膜との間に形成され、その一部分が前記検査用ホールの下側に配置された導電膜をさらに備えていることを特徴とする請求項１１に記載の半導体装置。
【請求項１３】
前記導電膜は、前記半導体基板と電気的に接続されていることを特徴とする請求項１２に記載の半導体装置。
【請求項１４】
前記導電膜の上面の面積は、前記複数の検査用ホールにおける開口部分の総面積の２倍以上であることを特徴とする請求項１２又は１３に記載の半導体装置。
【請求項１５】
前記半導体基板と前記ホール形成用絶縁膜との間に形成された凸状構造をさらに備え、
前記凸状構造における前記段差部は前記検査用ホールの下側に配置されていることを特徴とする請求項１１に記載の半導体装置。
【請求項１６】
前記検査用ホールよりも開口寸法が小さい比較用ホールをさらに備えていることを特徴とする請求項１１〜１５のうちのいずれか１項に記載の半導体装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、配線同士又は半導体素子と配線との電気的接続に用いるコンタクトホールを備えた半導体装置及びその製造方法に関し、特に、高アスペクト比のコンタクトホールを備えた半導体装置及びその製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
近年、半導体装置の微細化に伴い、コンタクトホールの開口部の寸法もまた微細化されている。しかし、配線間容量の増大を抑制するため、層間絶縁膜に所定の厚さを確保する必要があるので、コンタクトホールにおいて開口部の寸法に対する深さ寸法の比（アスペクト比）の値は大きくなる。
【０００３】
ここで、コンタクトホールの形成は、層間絶縁膜の上にコンタクトホール形成領域が開口されたレジストパターンを形成し、形成したレジストパターンをマスクとして層間絶縁膜に対するドライエッチングを行うことにより形成される（例えば、特許文献１参照）。
【０００４】
このドライエッチングの工程において、形成しようとするコンタクトホールのアスペクト比の値が大きいと、エッチングガスが形成中のコンタクトホールの下面に位置する層間絶縁膜にまで達することが困難となるため、層間絶縁膜を貫通することなくエッチングが停止してしまうので、未貫通のコンタクトホールが形成されるという問題が生じる。特に、ゲート幅が０．１８μｍ以下のデザインルールで形成された高性能デバイスでは、このような問題が深刻である。
【０００５】
未貫通のコンタクトホールが生じると、その上に形成される配線は、その下の配線又は素子電極と断線されるため、半導体装置が動作しなくなる。従って、コンタクトホールが層間絶縁膜を貫通するように正常に形成されているか否かを、コンタクトホールを形成した後、コンタクトホールに導電性材料を埋め込んでコンタクトを形成するよりも前に検査することが重要である。
【０００６】
従来の半導体装置の製造方法において、コンタクトホールが正常に形成されているか否かを半導体装置を破壊することなく検査する工程として、前述のようにコンタクトホールを形成した後、形成されたコンタクトホールの表面を走査型電子顕微鏡を用いて観察し、未貫通のコンタクトホールが形成されている否かを検査する。
【０００７】
未貫通のコンタクトホールが形成されている場合には原因を調査し、未貫通のコンタクトホールが形成されないようにエッチング工程の条件を再度設定する。
【０００８】
また未貫通のコンタクトホールが形成されていない場合には、コンタクトホールの上部に導電性材料を埋め込んでコンタクト及び配線を形成し、続いてパッシベーション膜及びボンディングパッドを形成することにより半導体装置が完成する。
【０００９】
【特許文献１】
特開２００１−２５７２６１号公報
【００１０】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、前記従来の半導体装置の製造方法によると、コンタクトホールの底面から放出される二次電子量が小さくなるため、大量の電子線を照射してコンタクトホールを観察する必要があり、コンタクトホールをＭＯＳ型トランジスタの拡散層の上側を開口するように形成する場合には、コンタクトホールの下側に位置する拡散層のＰＮ接合や拡散層に隣接するゲート絶縁膜が静電破壊を起こすおそれがある。
【００１１】
さらに、走査型電子顕微鏡内の微小な粒子（パーティクル）が観察中のコンタクトホールに付着し、付着した粒子により配線を形成する工程においてコンタクトホール下部の導電層と上部の配線層の断線を引き起こすことがある。
【００１２】
このように、前記従来の半導体装置の製造方法によると、形成したコンタクトホールを走査型電子顕微鏡で観察することにより、半導体装置に静電破壊や断線等の不良が生じるという問題を有している。
【００１３】
本発明は、前記従来の問題を解決し、半導体装置に不良を生じることなく、コンタクトホールが正常に形成されているか否かを判定できるようにすることを目的とする。
【００１４】
【課題を解決するための手段】
前記の目的を達成するため、本発明は、半導体素子が形成される素子形成領域とは異なる領域にコンタクトホールと同等の開口寸法を有する検査用ホールを形成し、形成した検査用ホールを観察することによりコンタクトホールが正常に形成されているか否かを判定する構成とする。
【００１５】
具体的に、本発明に係る半導体装置の製造方法は、半導体基板上の素子形成領域に層間絶縁膜を形成する工程と、層間絶縁膜にコンタクトホールを形成する工程とを備えた半導体装置の製造方法であって、半導体基板上における素子形成領域と異なる領域に検査用ホール形成領域を区画し、該検査用ホール形成領域に層間絶縁膜とその組成及び厚さが同等のホール形成用絶縁膜を形成する第１の工程と、ホール形成用絶縁膜にコンタクトホールと開口寸法が同等の検査用ホールを形成する第２の工程とを備えている。
【００１６】
本発明の半導体装置の製造方法によると、素子形成領域とは異なる領域に、コンタクトホールとその開口寸法が同等の検査用ホールを形成する工程を備えているため、検査用ホールを検査することにより、コンタクトホールが正常に形成されたか否かを判定することができる。この検査の際、素子形成領域と異なる領域を検査対象の領域としているため、半導体素子に静電破壊又は断線等の不良が生じることがない。
【００１７】
本発明の半導体装置の製造方法は、第２の工程よりも後に、検査用ホールを走査型電子顕微鏡を用いて観察することにより、検査用ホールがホール形成用絶縁膜を貫通しているか否かを検査する工程をさらに備え、検査用ホールがホール形成用絶縁膜を貫通している場合には、コンタクトホールが正常に形成されていると判定し、検査用ホールがホール形成用絶縁膜を貫通していない場合には、コンタクトホールが正常に形成されていないと判定することが好ましい。このようにすると、走査型電子顕微鏡を用いて観察することにより、検査用ホールがホール形成用絶縁膜を貫通している場合には半導体基板から発生する二次電子を明瞭に観察できるのに対し、検査用ホールがホール形成用絶縁膜を貫通していない場合には、ホール形成用絶縁膜から二次電子がほとんど発生しないため、検査用ホールがホール形成用絶縁膜を貫通しているか否かを容易に区別することができる。
【００１８】
本発明の半導体装置の製造方法において、第１の工程は、半導体基板上の検査用ホール形成領域に導電膜を形成する工程と、ホール形成用絶縁膜を検査用ホール形成領域における導電膜の上を含む全面にわたって形成する工程とを含み、第２の工程は、導電膜が露出するように検査用ホールを形成することが好ましい。このようにすると、走査型電子顕微鏡を用いて検査用ホールを検査する工程において、ホール形成用絶縁膜からは二次電子がほとんど発生しないのに対し、導電膜から二次電子が効率良く放射されるため、導電膜が露出するように検査用ホールが形成されたか否かを容易に且つ確実に区別することができる。
【００１９】
本発明の半導体装置の製造方法の導電膜を形成する工程において、導電膜は半導体基板と電気的に接続するように形成することが好ましい。このようにすると、半導体基板の電子も二次電子の放出に寄与するため、導電膜が二次電子の発生効率が相対的に低い導電性材料により構成される場合であっても、導電膜から効率良く二次電子が放出されるので、導電膜が露出するように検査用ホールが形成されたか否かを容易に且つ確実に区別することができる。
【００２０】
本発明の半導体装置の製造方法の導電膜を形成する工程において、導電膜は、検査用ホールの開口部の面積の２倍以上の面積を有するように形成することが好ましい。このようにすると、導電膜におけるホール形成用絶縁膜に覆われた部分からも二次電子の放出に寄与できるため、導電膜が露出するように検査用ホールが形成されたか否かを容易に且つ確実に区別することができる。
【００２１】
本発明の半導体装置の製造方法において、走査型電子顕微鏡を用いた検査用ホールの観察は、検査用ホールを観察するよりも前に、検査用ホール形成領域の全面に電子線を照射する工程を含むことが好ましい。このようにすると、検査用ホール形成領域に形成された検査用ホールにおいて、導電膜からの二次電子の発生効率が向上するため、検査用ホールを観察する工程における導電膜とホール形成絶縁膜とのコントラストを大きくすることができる。
【００２２】
本発明の半導体装置の製造方法において、第１の工程は、半導体基板上の検査用ホール形成領域に凸状構造を形成する工程と、ホール形成用絶縁膜を検査用ホール形成領域における凸状構造の上を含む全面にわたって形成する工程とを含み、第２の工程は、凸状構造の段差部分が露出するように検査用ホールを形成することが好ましい。このようにすると、凸状構造の段差部分が露出しているかを検査することにより、コンタクトホールが正常に形成されているかを判定することができる。
【００２３】
本発明の半導体装置の製造方法は、第２の工程よりも後に、検査用ホールを走査型電子顕微鏡を用いて観察することにより、検査用ホールに凸状構造の段差部分の上段が露出しているか否かを検査する工程をさらに備え、検査用ホールに凸状構造の段差部分の上段が露出している場合には、コンタクトホールが正常に形成されていると判定し、検査用ホールに凸状構造の段差部分の上段が露出していない場合には、コンタクトホールが正常に形成されていないと判定することが好ましい。このようにすると、凸状構造の表面が絶縁性材料により形成されている場合であっても、段差部分からエッジ効果による二次電子が生じるため、凸状構造が露出するように検査用ホールが形成されているか否かを容易に且つ確実に区別することができる。
【００２４】
本発明の半導体装置の製造方法において、第１の工程は、層間絶縁膜を形成する工程と同時に行い、第２の工程は、コンタクトホールを形成する工程と同時に行うことが好ましい。
【００２５】
本発明の半導体装置の製造方法において、第２の工程は、ホール形成用絶縁膜に検査用ホールよりも開口寸法が小さい比較用ホールを形成する工程を含むことが好ましい。このようにすると、コンタクトホール形成工程のばらつきによって開口径が設定よりも小さく形成されるコンタクトホールについても、層間絶縁膜を貫通して形成されているか否かを判定することができる。
【００２６】
本発明に係る半導体装置は、半導体基板上の素子形成領域に形成された層間絶縁膜と、該層間絶縁膜に形成されたコンタクトホールとを備えた半導体装置であって、半導体基板上の素子形成領域とは異なる領域に形成され、層間絶縁膜とその組成及び厚さが同等のホール形成用絶縁膜と、ホール形成用絶縁膜に形成され、コンタクトホールとその開口寸法が同等の検査用ホールを備えている。
【００２７】
本発明の半導体装置によると、素子形成領域とは異なる領域に形成されたコンタクトホールと開口寸法が同等の検査用ホールを備えているため、検査用ホールを検査することにより、コンタクトホールが正常に形成されたか否かを判定することができる。この検査の際、素子形成領域と異なる領域を検査の対象としているため、半導体素子に静電破壊又は断線等の不良が生じることがない。
【００２８】
本発明の半導体装置は、半導体基板とホール形成用絶縁膜との間に形成され、その一部分が検査用ホールの下側に配置された導電膜をさらに備えていることが好ましい。
【００２９】
本発明の半導体装置において、導電膜は、半導体基板と電気的に接続されていることが好ましい。
【００３０】
本発明の半導体装置において、導電膜の面積は、複数の検査用ホールにおける開口部分の総面積の２倍以上であることが好ましい。
【００３１】
本発明の半導体装置は、半導体基板とホール形成用絶縁膜との間に形成されたをさらに備え、凸状構造における段差部分は検査用ホールの下側に配置されていることが好ましい。
【００３２】
本発明の半導体装置は、検査用ホールよりも開口寸法が小さい比較用ホールをさらに備えていることが好ましい。
【００３３】
【発明の実施の形態】
（第１の実施形態）
本発明の第１の実施形態について図面を参照しながら説明する。
【００３４】
図１は、第１の実施形態に係る半導体装置の平面構成を示している。図１に示すように、例えば、シリコンからなる半導体ウエハ１１には、半導体素子が形成される複数の素子形成領域１１ａと、半導体素子が形成されない非機能領域１１ｂとに区画されている。素子形成領域１１ａは、ダイシングによりスクライブ領域でそれぞれ分割して半導体チップとして用いる。
【００３５】
なお、図示はしていないが、素子形成領域１１ａには、例えばＭＯＳ型トランジスタ等からなる半導体素子が形成され、その上に酸化シリコンからなる層間絶縁膜を介して配線が形成されており、配線は層間絶縁膜に形成されたコンタクトホールに形成されたコンタクトを介して半導体素子と電気的に接続されている。
【００３６】
半導体ウエハ１１の非機能領域１１ｂのうち、素子形成領域１１ａ同士の間のスクライブ領域には、コンタクトホールが層間絶縁膜を貫通するように正常に形成されているか否かを検査するための検査用ホール形成領域１０が区画されている。
【００３７】
なお、図１では複数の検査用ホール形成領域１０が形成されているが、検査用ホール形成領域は１つであってもよい。
【００３８】
また、検査用ホール形成領域１０はスクライブ領域に形成されているが、これに限られず、非機能領域１１ｂに形成されていればよく、例えば、素子形成領域１１ａと検査用ホール形成領域１０とを含むように半導体チップを形成してもよい。
【００３９】
以下、第１の実施形態の検査用ホール形成領域１０について図面を参照しながら説明する。
【００４０】
図２（ａ）は、第１の実施形態の検査用ホール形成領域１０の平面構成を示しており、図２（ｂ）は図２（ａ）のＩＩｂ−ＩＩｂ線における断面構成を示している。図２（ａ）及び図２（ｂ）に示すように、第１の実施形態の検査用ホール形成領域１０には、半導体ウエハ１１の上に、例えば膜厚が約０．６μｍの酸化シリコンからなる第１の絶縁膜１２が形成されており、該第１の絶縁膜１２には、それぞれが、直径（開口径）が約０．２５μｍの円形状の開口部を有する複数の孔部１３が形成されている。
【００４１】
ここで、第１の絶縁膜１２は、素子形成領域１１ａの層間絶縁膜と同等の組成及び膜厚を有する絶縁膜として形成されており、検査用ホールを形成するためのホール形成用絶縁膜となる。また孔部１３は素子形成領域１１ａのコンタクトホールと同等の開口径を有する貫通孔として形成されており、検査用ホールとなる。
【００４２】
このように、素子形成領域１１ａと異なる領域に素子形成領域１１ａのコンタクトホールと同等の孔部１３が形成されているため、孔部１３を検査することにより、素子形成領域１１ａの半導体素子に静電破壊等の不良を生じさせることなく未貫通のコンタクトホールが生じているか否かを判定することができる。
【００４３】
なお、第１の実施形態では、第１の絶縁膜１２を構成する材料に酸化シリコンを用いているが、素子形成領域１１ａの層間絶縁膜と同一の絶縁性材料により構成されていればよい。
【００４４】
以下、第１の実施形態の半導体装置の製造方法について図面を参照しながら説明する。
【００４５】
図３（ａ）及び図３（ｂ）は、第１の実施形態に係る半導体装置の製造方法の工程順の断面構成を示している。図３（ａ）及び図３（ｂ）において、図２（ｂ）に示す部材と同一の構成部材については同一の符号を付すことにより説明を省略する。
【００４６】
まず、図３（ａ）に示すように、例えば化学気相堆積（ＣＶＤ）法により、半導体ウエハ１１の上に第１の絶縁膜１２を堆積した後、フォトリソグラフィ法により、半導体素子の形成工程で用いるコンタクトホール開口用レジストパターンの開口部と開口寸法が同等の開口部を有するレジストパターン１４を形成する。
【００４７】
ここで、第１の絶縁膜１２は、素子形成領域１１ａに層間絶縁膜を堆積する工程と同じ工程において堆積することにより、素子形成領域１１ａの層間絶縁膜と同等の組成及び膜厚を有するように形成される。
【００４８】
次に、図３（ｂ）に示すように、続いて、レジストパターン１４をマスクとしたドライエッチング法により、第１の絶縁膜１２に孔部１３を形成する。
【００４９】
ここで、孔部１３は、素子形成領域１１ａにコンタクトホールを形成する工程と同じ工程において形成することより、素子形成領域１１ａのコンタクトホールと同等の開口径を有するように形成される。
【００５０】
このエッチングの際に、例えばエッチング条件が不適切であったり、エッチング処理中に何らかの不具合が発生して、孔部１３が第１の絶縁膜１２を貫通しないでエッチングが終了し、未貫通孔部１３Ａが生じることがある。
【００５１】
その後、検査用ホール形成領域１０のすべての孔部１３を走査型電子顕微鏡により観察して、未貫通孔部１３Ａが生じているか否かを検査する。
【００５２】
以下、第１の実施形態の検査用ホール形成領域１０を走査型電子顕微鏡により観察して未貫通孔部１３Ａが生じているか否かを検査する工程について図面を参照しながら具体的に説明する。
【００５３】
図４は、第１の実施形態の検査用ホール形成領域１０を走査型電子顕微鏡を用いて観察した観察像を示す平面図である。
【００５４】
図４に示すように、走査型電子顕微鏡により観察倍率を約１０万倍としてレジストパターン１４の上側から検査用ホール形成領域１０を観察すると、レジストパターン１４の開口部は、端部から発生する二次電子が生じるため、レジストパターン１４の開口部に孔部１３を確認することができる。レジストパターン１４の開口部において、第１の絶縁膜１２を貫通する孔部１３はレジストパターン１４よりも明るく観察されるのに対し、未貫通孔部１３Ａはレジストパターン１４と同じ程度の明るさであり、第１の絶縁膜１２を貫通する孔部１３と未貫通孔部１３Ａとを容易に区別することができる。
【００５５】
これは、第１の絶縁膜１２を貫通する孔部１３の底面には半導体ウエハ１１が露出しているのに対し、未貫通孔部１３Ａの底面は第１の絶縁膜１２であるため、半導体材料と絶縁性材料とでは半導体材料の方が二次電子の発生効率が大きいので、孔部１３が第１の絶縁膜１２を貫通するように正常に形成されていると、半導体ウエハ１１からの二次電子を明瞭に観察できることによる。
【００５６】
以上に説明した走査電子顕微鏡を用いた検査により、未貫通孔部１３Ａが生じている場合には、素子形成領域１１ａのコンタクトホールが正常に形成されていないと判定し、原因を調査してエッチング条件を再度設定することにより、コンタクトホールが層間絶縁膜を確実に貫通するように再度半導体装置を製造する。
【００５７】
また、未貫通孔部１３Ａが生じていない場合には、素子形成領域１１ａのコンタクトホールが正常に形成されていると判定し、素子形成領域１１ａのコンタクトホールに導電性材料を埋め込むことによりコンタクト及び配線を形成し、続いてパッシベーション膜及びボンディングパッドを形成する工程を経て半導体装置が完成する。
【００５８】
以上説明したように、第１の実施形態の半導体装置の製造方法によると、素子形成領域１１ａとは異なる領域である非機能領域１１ｂに検査用ホールとして孔部１３が形成されているため、孔部１３を観察しても半導体素子に影響を与えることがない。従って、素子形成領域１１ａに形成されたコンタクトホールが層間絶縁膜を貫通して形成されているか否かを判定しても、半導体装置の信頼性に影響を与えることがない。
【００５９】
なお、第１の実施形態では走査型電子顕微鏡の観察倍率を約１０万倍としているが、モニタ上で孔部１３の底部を識別できる倍率であればよい。
【００６０】
（第１の実施形態の一変形例）
以下、本発明の第１の実施形態の一変形例について図面を参照しながら説明する。本変形例では、第１の実施形態の孔部１３に加えて、孔部１３とは開口寸法の異なる貫通孔を形成する点が第１の実施形態と異なっている。
【００６１】
図５（ａ）は、第１の実施形態の一変形例の検査用ホール形成領域１０の平面構成を示しており、図５（ｂ）は図５（ａ）のＶｂ−Ｖｂ線における断面構成を示している。図５（ａ）及び図５（ｂ）において、図２（ａ）及び図２（ｂ）に示す部材と同一の部材については同一の符号を付すことにより説明を省略する。
【００６２】
図５（ａ）及び図５（ｂ）に示すように、本変形例の検査用ホール形成領域１０には、それぞれが、直径が約０．２５μｍの円形状の開口部を有する複数の孔部１３と、直径が約０．２４μｍの円形状の開口部を有する複数の小型孔部１５とが形成されている。
【００６３】
ここで、孔部１３は、第１の実施形態と同様に、素子形成領域１１ａのコンタクトホールと同じ開口径を有するように形成された検査用ホールとなり、小型孔部１５は、素子形成領域１１ａのコンタクトホールよりも小さい開口径を有するように形成されており、製造工程のばらつきにより開口部が設定値よりも小さく形成されたコンタクトホールを検査するための比較用ホールとなる。
【００６４】
本変形例の半導体装置の製造方法は、図３（ａ）及び図３（ｂ）に示す工程と同様にして、フォトリソグラフィ法により第１の絶縁膜１２の上に孔部１３及び小型孔部１５をパターニングするための開口部が形成されたレジストパターン１４を形成した後、形成したレジストパターン１４をマスクとしたドライエッチング法により、孔部１３及び小型孔部１５を形成する。
【００６５】
その後、検査用ホール形成領域１０のすべての孔部１３及び小型孔部１５を走査型電子顕微鏡により観察倍率を約１０万倍の設定として観察し、未貫通孔部が生じているか否かを検査する。
【００６６】
ここで、本変形例の半導体装置において小型孔部１５を設けることの効果について図面を参照しながら説明する。
【００６７】
図６（ａ）及び図６（ｂ）は、本変形例の検査用ホール形成領域１０を走査型電子顕微鏡を用いてレジストパターン１４の上側から観察した観察像を示す平面図である。
【００６８】
図６（ａ）は、孔部１３がすべて第１の絶縁膜１２を貫通し、小型孔部１５に未貫通孔部１５Ａが生じているである場合を示している。図６（ｂ）に示すように、開口径が正常に形成されているコンタクトホールは層間絶縁膜を貫通するが、コンタクトホール形成工程のばらつきにより開口径が小さく形成されたコンタクトホールでは層間絶縁膜を貫通しない未貫通ホールが生じる。
【００６９】
また、図６（ｂ）はいくつかの孔部１３に未貫通孔部１３Ａが生じ、小型孔部１５ではすべてが未貫通孔部１５Ａとなる場合を示している。図６（ｂ）に示すように、開口径が設定したとおりに形成されているコンタクトホールに未貫通ホールが生じる場合には、コンタクトホール形成工程のばらつきにより開口径が小さく形成されたコンタクトホールではそのほとんどが層間絶縁膜を貫通しない。
【００７０】
これは、ドライエッチング工程において、マスクの開口径が小さいほど被エッチング膜のエッチング速度が低下するためである。つまり、孔部１３を形成する工程において、レジストパターン１４の開口径にばらつきがあると、設定値よりも小さい開口部では、小型孔部１５に未貫通孔部１５Ａが生じることを示しており、設定値の通りに形成されたコンタクトホールが正常に形成されていても、コンタクトホール形成工程のばらつきにより開口径が小さく形成されたコンタクトホールでは不良が生じる場合があることを示している。
【００７１】
本変形例の走査電子顕微鏡を用いた検査では、未貫通孔部１３Ａ，１５Ａが生じている場合には、素子形成領域１１ａのコンタクトホールが正常に形成されていないと判定し、原因を調査してエッチング条件を再度設定することにより、コンタクトホールが層間絶縁膜を確実に貫通するように再度半導体装置を製造する。
【００７２】
また、未貫通孔部１３Ａ，１５Ａが生じていない場合には、素子形成領域１１ａのコンタクトホールが正常に形成されていると判定し、素子形成領域１１ａのコンタクトホールに導電性材料を埋め込むことによりコンタクト及び配線を形成し、続いてパッシベーション膜及びボンディングパッドを形成する工程を経て半導体装置が完成する。
【００７３】
本変形例によると、第１の実施形態と同様の効果を得られるのに加えて、比較用ホールとなる小型孔部１５を設けることにより、コンタクトホール形成工程のばらつきによって開口径が設定よりも小さく形成されるコンタクトホールについても、層間絶縁膜を貫通して形成されているか否かを判定することができる。
【００７４】
なお、複数の小型孔部１５において、すべての小型孔部１５が同じ開口径を有するように形成されている場合に限られず、コンタクトホールの開口径よりも小さい開口径として異なる開口径を有するように複数の小型孔部１５が形成されていてもよい。
【００７５】
（第２の実施形態）
以下、本発明の第２の実施形態について図面を参照しながら説明する。
【００７６】
第２の実施形態の半導体装置は、図１に示す素子形成領域１１ａに半導体素子と接続される下層配線が形成され、その上に層間絶縁膜を介して上層配線が形成されており、下層配線と上層配線とが層間絶縁膜に形成されたコンタクトホールを介して電気的に接続されている。
【００７７】
第２の実施形態では、検査用ホール形成領域１０に下層配線に相当する導電膜を形成する点が第１の実施形態と異なっており、半導体ウエハ１１上における検査用ホール形成領域１０の配置は、図１に示す第１の実施形態の検査用ホール形成領域１０と同様に非機能領域１１ｂのスクライブ領域に形成されている。
【００７８】
図７は、第２の実施形態の検査用ホール形成領域１０の断面構成を示している。なお、図７において図２（ｂ）に示す第１の実施形態と同一の構成部材については同一の符号を付すことにより説明を省略する。
【００７９】
図７に示すように、第２の実施形態の検査用ホール形成領域１０は、半導体ウエハ１１上に、第１の絶縁膜１２を介して、例えば、膜厚が１０ｎｍのチタン（Ｔｉ）からなる下地膜（図示せず）、膜厚が１００ｎｍの窒化チタン（ＴｉＮ）からなるバリア膜（図示せず）、膜厚が約０．５μｍのアルミニウム（Ａｌ）と銅（Ｃｕ）の合金からなる導電膜２１及び膜厚が３００ｎｍのＴｉＮからなるバリア膜（図示せず）が形成されており、導電膜２１の上には酸化シリコンからなる第２の絶縁膜２２が形成されている。第２の絶縁膜２２には、それぞれが、直径が約０．２μｍの円形状の開口部を有する複数の孔部１３が形成されている。
【００８０】
なお、導電膜２１は孔部１３の底面の全面にわたって形成されるように図示されているが、孔部１３の底面に一部が露出されるように配置されていればよい。
【００８１】
第２の実施形態の検査用ホール形成領域１０の平面構成は、孔部１３を第２の絶縁膜２２に形成する点を除き、図２（ａ）に示す平面構成と同一であるため説明を省略する。
【００８２】
第２の実施形態の孔部１３は、素子形成領域１１ａにおいて半導体素子と接続される下層配線と、該下層配線の上に層間絶縁膜を介して形成された上層配線とを接続するためのコンタクトホールに対する検査用ホールとなり、また、第２の実施形態の第２の絶縁膜２２はホール形成用絶縁膜となる。
【００８３】
以下、第２の実施形態の半導体装置の製造方法について図面を参照しながら説明する。
【００８４】
図８（ａ）及び図８（ｂ）は第２の実施形態に係る半導体装置の製造方法の工程順の断面構成を示している。図８（ａ）及び図８（ｂ）において、図７に示す部材と同一の構成部材については同一の符号を付すことにより説明を省略する。
【００８５】
まず、図８（ａ）に示すように、半導体ウエハ１１の上に、例えばＣＶＤ法により第１の絶縁膜１２を堆積した後、スパッタ法によりＴｉからなる下地膜、ＴｉＮからなるバリア膜、ＡｌＣｕからなる導電膜２１及びＴｉＮからなるバリア膜を順次堆積する。
【００８６】
次に、フォトリソグラフィ法及びドライエッチング法により導電膜２１をパターニングして少なくとも孔部１３の下部に一部分が含まれるように導電膜２１を形成する。続いて、例えばＣＶＤ法により、導電膜２１の上に第２の絶縁膜２２を形成した後、フォトリソグラフィ法により、孔部１３を形成するため開口部を有するレジストパターン１４を形成する。レジストパターン１４は、その開口部に導電膜２１の一部分が含まれるように配置する。
【００８７】
ここで、第２の絶縁膜２２は、素子形成領域１１ａに層間絶縁膜を堆積する工程と同じ工程において堆積することにより、素子形成領域１１ａの層間絶縁膜と同等の組成及び膜厚を有するように形成される。
【００８８】
次に、図８（ｂ）に示すように、レジストパターン１４をマスクとしたドライエッチング法により第２の絶縁膜２２をエッチングして孔部１３を形成する。
【００８９】
ここで、孔部１３は、素子形成領域１１ａにコンタクトホールを形成する工程と同じ工程において形成することより、素子形成領域１１ａのコンタクトホールと同等の開口径を有するように形成される。
【００９０】
このエッチングの際に、例えばエッチング条件が不適切であったり、エッチング処理中に何らかの不具合が発生して、孔部１３が第１の絶縁膜１２を貫通しないでエッチングが終了し、未貫通孔部１３Ａが生じることがある。
【００９１】
その後、検査用ホール形成領域１０のすべての孔部１３を走査型電子顕微鏡により観察して、未貫通孔部１３Ａが生じているか否かを検査する。
【００９２】
以下、第２の実施形態の検査用ホール形成領域１０を走査型電子顕微鏡により観察して未貫通孔部１３Ａが生じているか否かを検査する工程について具体的に説明する。
【００９３】
まず、孔部１３が形成された半導体装置を、レジストパターン１４を上側にして走査型電子顕微鏡の試料台に設置し、観察倍率を約２０００倍として１つの検査用ホール形成領域１０の全体に電子線を照射する。
【００９４】
これにより、第２の絶縁膜２２は絶縁性材料からなるため、照射された電子線から二次電子がほとんど生じないのに対し、導電膜２１は二次電子の発生効率の高い導電性材料からなるため、照射された電子線から二次電子が効率良く発生する。したがって、第２の絶縁膜２２と導電膜２１とにコントラストが生じる。
【００９５】
次に、観察倍率を約１０万倍にして孔部１３を観察すると、図４に示す観察像と同様に、電子線の照射により生じたコントラストを明瞭に観察することができ、第２の絶縁膜２２を貫通する孔部１３と未貫通孔部１３Ａとを、第１の実施形態よりも確実に区別できる。
【００９６】
以上に説明した走査電子顕微鏡を用いた検査により、未貫通孔部１３Ａが生じている場合には、素子形成領域１１ａのコンタクトホールが正常に形成されていないと判定し、原因を調査してエッチング条件を再度設定することにより、コンタクトホールが層間絶縁膜を確実に貫通するように再度半導体装置を製造する。
【００９７】
また、未貫通孔部１３Ａが生じていない場合には、素子形成領域１１ａのコンタクトホールが正常に形成されていると判定し、素子形成領域１１ａのコンタクトホールに導電性材料を埋め込むことによりコンタクト及び配線を形成し、続いてパッシベーション膜及びボンディングパッドを形成する工程を経て半導体装置が完成する。
【００９８】
以上説明したように、第２の実施形態によると、孔部１３の底面に導電膜２１が設けられているため、未貫通孔部１３Ａが形成されているか否かを検査する工程において、第２の絶縁膜２２を貫通する孔部１３では導電膜２１から二次電子が効率良く放射されるため、第２の絶縁膜２２を貫通する孔部１３と未貫通孔部１３Ａとを第１の実施形態よりも容易に且つ確実に区別することができる。
【００９９】
なお、第２の実施形態において、コントラストを生じさせるための設定倍率を約２０００倍としているが、１つの検査用ホール形成領域１０の全体に電子線が照射される倍率であればよい。
【０１００】
また、第２の実施形態において、第１の実施形態の一変形例と同様に、素子形成領域１１ａのコンタクトホールと開口径の異なる比較用ホールを設けることにより、コンタクトホール形成工程のばらつきによって開口径が設定よりも小さく形成されるコンタクトホールについても、層間絶縁膜を貫通して形成されているか否かを判定することができる。
【０１０１】
（第３の実施形態）
以下、本発明の第３の実施形態について図面を参照しながら説明する。
【０１０２】
第３の実施形態の半導体装置は、図１に示す素子形成領域１１ａに半導体素子と接続される下層配線が形成され、その上に層間絶縁膜を介して上層配線が形成されており、下層配線と上層配線とが層間絶縁膜に形成されたコンタクトホールを介して電気的に接続されている。
【０１０３】
第３の実施形態では、検査用ホール形成領域１０に下層配線に相当する導電膜を形成する点が第１の実施形態と異なっており、半導体ウエハ１１上における検査用ホール形成領域１０の配置は、図１に示す第１の実施形態の検査用ホール形成領域１０と同様に非機能領域１１ｂのスクライブ領域に形成されている。
【０１０４】
図９は、第３の実施形態の検査用ホール形成領域１０の断面構成を示している。図９において図２（ｂ）に示す第１の実施形態と同一の構成部材については同一の符号を付すことにより説明を省略する。
【０１０５】
図９に示すように、第３の実施形態の検査用ホール形成領域１０は、半導体ウエハ１１上に、例えば、膜厚が５ｎｍのＴｉからなる下地膜（図示せず）及び膜厚が１０ｎｍのＴｉＮからなるバリア膜（図示せず）膜厚と、約８０μｍのタングステンからなり、第１の絶縁膜１２を貫通して半導体ウエハ１１と電気的に接続された導電膜３１とが順次形成されており、導電膜２１の上には酸化シリコンからなる第２の絶縁膜２２が形成されている。第２の絶縁膜２２には、それぞれが、直径が約０．２μｍの円形状の開口部を有する複数の孔部１３が形成されている。
【０１０６】
また、第３の実施形態の検査用ホール形成領域１０の平面構成は、孔部１３を第２の絶縁膜２２に形成する点を除き、図２（ａ）に示す平面構成と同一であるため説明を省略する。
【０１０７】
第３の実施形態の孔部１３は、素子形成領域１１ａの半導体素子と接続された配線を上層の配線と接続するためのコンタクトホールに対する検査用ホールとなり、また第２の絶縁膜２２はホール形成用絶縁膜となる。
【０１０８】
以下、第３の実施形態の半導体装置の製造方法について図面を参照しながら説明する。
【０１０９】
図１０（ａ）及び図１０（ｂ）は第２の実施形態に係る半導体装置の製造方法の工程順の断面構成を示している。図１０（ａ）及び図１０（ｂ）において、図９に示す部材と同一の構成部材については同一の符号を付すことにより説明を省略する。
【０１１０】
まず、図１０（ａ）に示すように、半導体ウエハ１１の上に、例えばＣＶＤ法により第１の絶縁膜１２を堆積した後、フォトリソグラフィ法及びドライエッチング法により、第１の絶縁膜１２に導電膜３１を半導体ウエハ１１と接続する接続孔を形成する。続いて、スパッタ法によりＴｉからなる下地膜、ＴｉＮからなるバリア膜及びタングステンからなる導電膜３１を順次堆積する。これにより、導電膜３１は第１の絶縁膜１２の接続孔を介して半導体ウエハ１１と電気的に接続される。
【０１１１】
次に、導電膜３１の上を含む第１の絶縁膜１２上の全面にわたって酸化シリコンからなる第２の絶縁膜２２を堆積し、続いてフォトリソグラフィ法により導電膜３１の一部分を含むように開口部を有するレジストパターン１４を形成する。
【０１１２】
ここで、第２の絶縁膜２２は、素子形成領域１１ａに層間絶縁膜を堆積する工程と同じ工程において堆積することにより、素子形成領域１１ａの層間絶縁膜と同等の組成及び膜厚を有するように形成される。
【０１１３】
次に、図１０（ｂ）に示すように、レジストパターン１４をマスクとしたドライエッチング法により第２の絶縁膜２２をエッチングして孔部１３を形成する。
【０１１４】
ここで、孔部１３は、素子形成領域１１ａにコンタクトホールを形成する工程と同じ工程において形成することより、素子形成領域１１ａのコンタクトホールと同等の開口径を有するように形成される。
【０１１５】
このエッチングの際に、例えばエッチング条件が不適切であったり、エッチング処理中に何らかの不具合が発生して、孔部１３が第１の絶縁膜１２を貫通しないでエッチングが終了し、未貫通孔部１３Ａが生じることがある。
【０１１６】
その後、検査用ホール形成領域１０のすべての孔部１３を走査型電子顕微鏡により観察して、未貫通孔部１３Ａが生じているか否かを検査する。
【０１１７】
以下、第３の実施形態の検査用ホール形成領域１０を走査型電子顕微鏡により観察して未貫通孔部１３Ａが生じているか否かを検査する工程について具体的に説明する。
【０１１８】
まず、孔部１３が形成された半導体装置を、レジストパターン１４を上側にして走査型電子顕微鏡の試料台に設置し、観察倍率を約２０００倍として１つの検査用ホール形成領域１０の全体に電子線を照射する。
【０１１９】
これにより、第２の絶縁膜２２は絶縁性材料からなるため、照射される電子線から二次電子がほとんど生じないの対し、導電膜３１は導電性材料からなり、二次電子の発生効率が高いため、第２の絶縁膜２２と導電膜３１とでコントラストが生じる。
【０１２０】
さらに、導電膜３１は半導体ウエハ１１と電気的に接続されているため、半導体ウエハ１１の電子も二次電子の放出に寄与することができる。このようにすると、アルミニウムに比べて二次電子の発生効率が低いタングステンを用いて導電膜３１を構成しても、半導体ウエハ１１と接続されることにより導電膜３１からの二次電子の放出量が向上するため、第２の絶縁膜２２と導電膜３１とでコントラストが大きくなる。
【０１２１】
次に、走査電子顕微鏡の観察倍率を約２０万倍の設定として孔部１３を観察すると、図４に示す観察像と同様に、電子線の照射により生じたコントラストを明瞭に観察することができ、第２の絶縁膜２２を貫通する孔部１３と未貫通孔部１３Ａとを容易に且つ確実に区別できる。
【０１２２】
以上説明したように、第３の実施形態によると、孔部１３の底面に半導体ウエハ１１と電気的に接続する導電膜３１が設けられているため、半導体ウエハ１１の電子も二次電子の放出に寄与するので、導電膜３１からの二次電子の発生量が増大する。従って、導電膜３１が二次電子の発生効率が相対的に低い導電性材料により構成される場合であっても導電膜３１から効率良く二次電子が放出されるため、第２の絶縁膜２２を貫通する孔部１３と未貫通孔部１３Ａとを容易に且つ確実に区別することができる。
【０１２３】
なお、第３の実施形態において、コントラストを生じさせるための設定倍率を２０００倍としているが、１つの検査用ホール形成領域１０の全体に電子線が照射される倍率であればよい。
【０１２４】
また、第３の実施形態において、第１の実施形態の一変形例と同様に、素子形成領域１１ａのコンタクトホールと開口径の異なる比較用ホールを設けることにより、コンタクトホール形成工程のばらつきによって開口径が設定よりも小さく形成されるコンタクトホールについても、層間絶縁膜を貫通して形成されているか否かを判定することができる。
【０１２５】
（第４の実施形態）
以下、本発明の第４の実施形態について図面を参照しながら説明する。
【０１２６】
第４の実施形態の半導体装置は、図９に示す第３の実施形態の半導体装置において、導電膜３１の上面の面積を、レジストパターン１４の開口部の総面積の２倍以上となるように形成する。
【０１２７】
以下、図１０（ａ）及び図１０（ｂ）を用いて第４の実施形態の半導体装置の製造方法について説明する。
【０１２８】
まず、図１０（ａ）に示す工程において、第１の絶縁膜１２の上に導電膜３１を形成する際、孔部１３を形成するためのレジストパターン１４の開口部の総面積の約２倍の面積となるように形成する。
【０１２９】
具体的に、素子形成領域１１ａに形成されるコンタクトホールが開口径が約０．２μｍの円形状に形成されている場合、レジストパターン１４の１つの開口部を開口径が約０．２μｍの円形状に形成し、１つの検査用ホール形成領域１０に１００個の検査用ホールを形成すると、レジストパターン１４の開口部の総面積は０．１×０．１×π×１００＝約３μｍ２　である。これに基づいて、１つの検査用ホール形成領域１０における導電膜３１をその上面の面積が約６μｍ２　となるように形成する。
【０１３０】
その後、導電膜３１の上を含む第１の絶縁膜１２上の全面にわたって第２の絶縁膜２２及びレジストパターン１４を順次形成する。
【０１３１】
次に、図１０（ｂ）と同様にして第２の絶縁膜２２に孔部１３を形成する。
【０１３２】
次に、孔部１３が形成された半導体装置をレジストパターン１４を上側として走査型電子顕微鏡の試料台に設置し、観察倍率を約２０００倍として検査用ホール形成領域１０の全面に電子線を照射する。
【０１３３】
ここで、走査型電子顕微鏡から照射される電子線は、第２の絶縁膜２２を貫通する孔部１３を通って導電膜３１に達し、二次電子を発生する。このとき、導電膜３１は、孔部１３の開口面積の２倍以上の面積に形成されているため、１つの孔部１３から照射された電子線により、導電膜３１における第２の絶縁膜２２に覆われた部分からも二次電子が発生するため、第３の実施形態と比べて第２の絶縁膜２２を貫通する孔部１３における二次電子の放出量が増大するので、未貫通孔部１３Ａとのコントラストが第３の実施形態よりも大きくなる。
【０１３４】
次に、走査電子顕微鏡の観察倍率を約２０万倍の設定として孔部１３を観察すると、図４に示す観察像と同様に、電子線の照射により生じたコントラストを明瞭に観察することができ、第２の絶縁膜２２を貫通する孔部１３と未貫通孔部１３Ａとを、第３の実施形態よりも容易に且つ確実に区別できる。
【０１３５】
なお、導電膜３１の上面の面積は、レジストパターン１４の開口部の面積の約２倍である場合に限られず、レジストパターン１４の開口部の総面積の２倍以上であればよく、例えば、導電膜３１を検査用ホール形成領域１０の全面にわたって形成してもよい。
【０１３６】
以上説明したように、第４の実施形態の半導体装置によると、導電膜３１の面積を、孔部１３形成領域の面積の２倍以上となるように形成するため、導電膜３１における第２の絶縁膜２２に覆われた部分も二次電子の放出に寄与できる。従って
なお、第４の実施形態では、第３の実施形態の半導体装置において導電膜３１の面積をレジストパターン１４の開口部の面積の約２倍とする構成について説明したが、第２の実施形態の半導体装置において導電膜２１の面積をレジストパターン１４の開口部の面積の２倍以上としても同様の効果を得られる。
【０１３７】
また、第４の実施形態において、第１の実施形態の一変形例と同様に、素子形成領域１１ａのコンタクトホールと開口径の異なる比較用ホールを設けることにより、コンタクトホール形成工程のばらつきによって開口径が設定よりも小さく形成されるコンタクトホールについても、層間絶縁膜を貫通して形成されているか否かを判定することができる。
【０１３８】
（第５の実施形態）
以下、本発明の第５の実施形態について図面を参照しながら説明する。
【０１３９】
第５の実施形態の半導体装置は、図１に示す素子形成領域１１ａにおいて、半導体ウエハ１１上にＭＯＳトランジスタが形成されており、ＭＯＳトランジスタのソース及びドレイン領域は、層間絶縁膜に自己整合的に形成されたコンタクトホールを介して配線と接続されている。
【０１４０】
第５の実施形態の検査用ホール形成領域１０にＭＯＳトランジスタのＭＯＳトランジスタのゲート電極及び該ゲート電極の上に形成された保護絶縁膜に相当する凸状構造が形成されている点が第１の実施形態と異なっており、半導体ウエハ１１上における検査用ホール形成領域１０の配置は、図１に示す第１の実施形態の検査用ホール形成領域１０と同様に、非機能領域１１ｂのスクライブ領域に形成されている。
【０１４１】
また、第５の実施形態の検査用ホール形成領域１０の平面構成は、図２（ａ）に示す第１の実施形態の検査用ホール形成領域１０と同様であるため説明を省略する。
【０１４２】
図１１は、第５の実施形態の検査用ホール形成領域１０の断面構成を示している。図１１において図２（ｂ）に示す第１の実施形態と同一の構成部材については同一の符号を付すことにより説明を省略する。
【０１４３】
図１１に示すように、第５の実施形態の検査用ホール形成領域１０は、半導体ウエハ１１の上に、ＭＯＳトランジスタのゲート電極と同等の構造として、膜厚が約１００ｎｍの多結晶シリコンからなる下部導電膜４１と膜厚が約８０ｎｍのタングステンからなる上部導電膜４２とが形成されており、上部導電膜４２の上にはＭＯＳトランジスタのゲート電極上部を保護する保護膜と同等の絶縁膜として、膜厚が約２００ｎｍの第１のシリコン窒化膜４３が形成されている。
【０１４４】
ここで、下部導電膜４１及び上部導電膜４２はＭＯＳトランジスタのゲート電極と同じ工程で形成されており、第１のシリコン窒化膜はゲート電極を保護する保護膜と同じ工程で形成される。
【０１４５】
なお、半導体ウエハ１１と下部電極膜４１との間に、ゲート絶縁膜と同じ毛工程で形成された酸化膜が形成されていてもよい。
【０１４６】
また、第１のシリコン窒化膜４３の上と、下部導電膜４１、上部導電膜４２及び第１のシリコン窒化膜４３の側面上とを含む半導体ウエハ１１上の全面に、テトラエチルオルソシリケート（ＴＥＯＳ：Ｓｉ（ＯＣ２Ｈ５）４　）の熱分解により得られる膜厚が約２０ｎｍのＴＥＯＳ膜４４と、膜厚が約５０ｎｍの第２のシリコン窒化膜４５とが形成されると共に、第２のシリコン窒化膜４５の上には、素子形成領域１１ａの層間絶縁膜と同等の絶縁膜として第１の絶縁膜１２が形成されている。
【０１４７】
ここで、ＴＥＯＳ膜４４及び第２のシリコン窒化膜４５は、ＭＯＳトランジスタのサイドウォールを構成する絶縁膜と同等の絶縁膜である。
【０１４８】
下部導電膜４１、上部導電膜４２及び第１のシリコン窒化膜４３からなる積層構造は幅が約１３０ｎｍとなるように凸形状にパターニングされており、ＴＥＯＳ膜４４及び第２のシリコン窒化膜４５は、この積層構造を覆うように形成されている。従って、第２のシリコン窒化膜４５は、第１のシリコン窒化膜４３の上に位置する上段部分と、下部導電膜４１同士の間に位置する下段部分とからなる段差部分を有する凸状構造となる。
【０１４９】
第１の絶縁膜１２には、それぞれが、第２のシリコン窒化膜４５の上段部分と下段部分との間の領域である段差部分を含むように且つ第２のシリコン窒化膜４５の下段部分に達するように形成された直径が約０．２μｍの円形状の開口部を有する複数の孔部１３が形成されている。
【０１５０】
第５の実施形態の孔部１３は、素子形成領域１１ａの半導体素子と配線とを接続するためのコンタクトホールに対する検査用ホールとなり、また第１の絶縁膜１２はホール形成用絶縁膜となる。
【０１５１】
以下、第５の実施形態の半導体装置の製造方法について図面を参照しながら説明する。
【０１５２】
図１２（ａ）及び図１２（ｂ）は第３の実施形態に係る半導体装置の製造方法の工程順の断面構成を示している。図１２（ａ）及び図１２（ｂ）において、図１１に示す部材と同一の構成部材については同一の符号を付すことにより説明を省略する。
【０１５３】
まず、図１２（ａ）に示すように、半導体ウエハ１１の上に、例えばＣＶＤ法により多結晶シリコンからなる下部導電膜４１、タングステンからなる上部導電膜４２及び第１のシリコン窒化膜４３を順次堆積した後、フォトリソグラフィ法及びドライエッチング法により、下部導電膜４１、上部導電膜４２及び第１のシリコン窒化膜４３を凸状にパターニングしてゲート電極と同等の構造に形成する。
【０１５４】
次に、下部導電膜４１上部導電膜４２及び第１のシリコン窒化膜４３の側面上及び第１のシリコン窒化膜４３の上側を含む半導体ウエハ１１の検査用ホール形成領域１０にＴＥＯＳ膜４４及び第２のシリコン窒化膜４５を形成する。このとき、下部導電膜４１、上部導電膜４２及び第１のシリコン窒化膜４３は凸状にパターニングされているため、第２のシリコン窒化膜４５は、凸状構造として形成される。
【０１５５】
次に、第２のシリコン窒化膜４５上の全面にわたって酸化シリコンからなる第１の絶縁膜１２を堆積し、続いてフォトリソグラフィ法により、凸状の第２のシリコン窒化膜４５における段差部分を含むように開口部が配置されたレジストパターン１４を形成する。
【０１５６】
ここで、第１の絶縁膜１２は、素子形成領域１１ａに層間絶縁膜を形成する工程と同じ工程において堆積することにより、素子形成領域１１ａの層間絶縁膜と同等の組成及び膜厚を有するように形成される。
【０１５７】
次に、図１２（ｂ）に示すように、レジストパターン１４をマスクとしたドライエッチング法により第１の絶縁膜１２をエッチングして孔部１３を形成する。これにより、孔部１３には第２のシリコン窒化膜４５の段差部分を含むように開口される。このエッチングの際に、例えばエッチング条件が不適切であったり、エッチング処理中に何らかの不具合が発生して、孔部１３が第１の絶縁膜１２を貫通しないでエッチングが終了し、未貫通孔部１３Ａが生じることがある。
【０１５８】
ここで、孔部１３は、素子形成領域１１ａにコンタクトホールを形成する工程と同じ工程において形成することより、素子形成領域１１ａのコンタクトホールと同等の開口径を有するように形成される。
【０１５９】
その後、孔部１３が形成された半導体装置を走査型電子顕微鏡を用いて観察することにより、未貫通孔部１３Ａが生じているか否かを検査する。
【０１６０】
図１３は、第５の実施形態の検査用ホール形成領域１０を走査型電子顕微鏡を用いて観察した観察像を示す平面図である。
【０１６１】
図１３に示すように、走査型電子顕微鏡により観察倍率を約２０万倍としてレジストパターン１４の上側から検査用ホール形成領域１０を観察すると、レジストパターン１４には、その端部からエッジ効果による二次電子が生じているため、レジストパターン１４に孔部１３形成用の開口部を確認することができる。
【０１６２】
レジストパターン１４の開口部において、第１の絶縁膜１２を貫通する孔部１３では、第２のシリコン窒化膜４５の段差部分の上段付近からエッジ効果による二次電子が発生するため、孔部１３の内部の一部分が明るく観察される。これに対し、未貫通孔部１３Ａでは第１の絶縁膜１２が平坦に露出しているため、レジストパターン１４と同じ程度の明るさであり、第１の絶縁膜１２を貫通する孔部１３と未貫通孔部１３Ａとを容易に区別することができる。
【０１６３】
以上に説明した走査電子顕微鏡を用いた検査により、未貫通孔部１３Ａが生じている場合には、素子形成領域１１ａのコンタクトホールが正常に形成されていないと判定し、原因を調査してエッチング条件を再度設定することにより、コンタクトホールが層間絶縁膜を確実に貫通するように再度半導体装置を製造する。
【０１６４】
また、未貫通孔部１３Ａが生じていない場合には、素子形成領域１１ａのコンタクトホールが正常に形成されていると判定し、素子形成領域１１ａのコンタクトホールに導電性材料を埋め込むことによりコンタクト及び配線を形成し、続いてパッシベーション膜及びボンディングパッドを形成する工程を経て半導体装置が完成する。
【０１６５】
以上説明したように、第５の実施形態の半導体装置によると、凸状構造の第２のシリコン窒化膜４５を形成し、その段差部分を開口するように孔部１３を形成するため、段差部分からエッジ効果による二次電子が生じるため、絶縁性材料からなる第２のシリコン窒化膜４５が露出していることを観察できる。
【０１６６】
なお、第５の実施形態では走査型電子顕微鏡の観察倍率を約２０万倍としているが、モニタ上で孔部１３の底部を識別できる倍率であればよい。
【０１６７】
また、第５の実施形態では、第２のシリコン窒化膜４５を凸状に形成したが、他の絶縁性材料からなる絶縁膜が凸状に形成されている場合であっても、孔部１３の内部に段差部分を配置することにより、段差部分からの二次電子の発生を観察できるため、第１の絶縁膜１２を貫通する孔部１３と未貫通孔部１３Ａとを区別することができる。また、導電性材料からなる凸状構造であっても、孔部１３の内部に段差部分を配置することにより、段差部分からの二次電子が効率良く発生するため、第１の絶縁膜１２を貫通する孔部１３と未貫通孔部１３Ａとを容易に且つ確実に区別することができる。
【０１６８】
また、第５の実施形態において、第１の実施形態の一変形例と同様に、素子形成領域１１ａのコンタクトホールと開口径の異なる比較用ホールを設けることにより、コンタクトホール形成工程のばらつきによって開口径が設定よりも小さく形成されるコンタクトホールについても、層間絶縁膜を貫通して形成されているか否かを判定することができる。
【０１６９】
【発明の効果】
本発明の半導体装置及びその製造方法によると、素子形成領域とは異なる非機能領域に形成された検査用ホールを走査型電子顕微鏡を用いて観察することにより、コンタクトホールが正常に形成されたか否かを判定することができる。このとき、素子形成領域と異なる領域に検査用ホールを設けているため、半導体素子に静電破壊又は断線等の不良を生じることなく検査用ホールを走査型電子顕微鏡で観察することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１の実施形態に係る半導体装置を示す平面図である。
【図２】（ａ）は本発明の第１の実施形態に係る半導体装置の検査用ホール形成領域を示す平面図であり、（ｂ）は（ａ）のＩＩｂ−ＩＩｂ線における構成断面図である。
【図３】（ａ）及び（ｂ）は本発明の第１の実施形態に係る半導体装置の製造工程を示す工程順の構成断面図である。
【図４】本発明の第１の実施形態に係る半導体装置の検査用ホール形成領域を走査型顕微鏡で観察した観察例を示す平面図である。
【図５】（ａ）は本発明の第１の実施形態の一変形例に係る半導体装置の検査用ホール形成領域を示す平面図であり、（ｂ）は（ａ）のＶｂ−Ｖｂ線における構成断面図である。
【図６】（ａ）及び（ｂ）は本発明の第１の実施形態の一変形例に係る半導体装置の検査用ホール形成領域を走査型顕微鏡で観察した観察例を示す平面図である。
【図７】本発明の第２の実施形態に係る半導体装置の検査用ホール形成領域を示す構成断面図である。
【図８】（ａ）及び（ｂ）は本発明の第２の実施形態に係る半導体装置の製造工程を示す工程順の構成断面図である。
【図９】本発明の第３の実施形態に係る半導体装置の検査用ホール形成領域を示す構成断面図である。
【図１０】（ａ）及び（ｂ）は本発明の第３の実施形態に係る半導体装置の製造工程を示す工程順の構成断面図である。
【図１１】本発明の第４の実施形態に係る半導体装置の検査用ホール形成領域を示す構成断面図である。
【図１２】（ａ）及び（ｂ）は本発明の第４の実施形態に係る半導体装置の製造工程を示す工程順の構成断面図である。
【図１３】本発明の第５の実施形態に係る半導体装置の検査用ホール形成領域を走査型顕微鏡で観察した観察例を示す平面図である。
【符号の説明】
１０　　検査用ホール形成領域
１１　　半導体ウエハ（半導体基板）
１１ａ　素子形成領域
１１ｂ　非機能領域
１２　　第１の絶縁膜（ホール形成用絶縁膜）
１３　　孔部（検査用ホール）
１３Ａ　未貫通孔部
１４　　レジストパターン
１５　　小型孔部（比較用ホール）
１５Ａ　未貫通孔部
２１　　導電膜
２２　　第２の絶縁膜（ホール形成用絶縁膜）
３１　　導電膜
４１　　下部導電膜
４２　　上部導電膜
４３　　第１のシリコン窒化膜
４４　　ＴＥＯＳ膜
４５　　第２のシリコン窒化膜
【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】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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