(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
主表面を有する半導体基板と、
前記半導体基板の前記主表面上の第１の拡散防止膜と、
前記第１の拡散防止膜の前記半導体基板側に配置される銅を主成分とする第１の配線層と、前記第１の拡散防止膜の前記半導体基板側と反対側に配置される銅を主成分とする第２の配線層とを接続する接続部と、
前記第１の拡散防止膜を覆う層間絶縁膜とを備え、
前記第１の拡散防止膜は、平面視における一部の領域である半導体回路領域に形成された第１の開口領域と、平面視において前記第１の開口領域とは別の開口領域として形成された第２の開口領域とを含み、
前記第１および第２の開口領域は、前記接続部が前記第１の拡散防止膜を貫通するために形成される開口領域とは異なる領域に形成され、
前記第２の配線層は、前記半導体回路領域において前記層間絶縁膜内に形成された溝の内部を埋めるように形成されており、
前記第２の配線層と同一の層として前記第２の開口領域の真上に配置されるマーク配線層と、
前記マーク配線層の上面に接するように配置される第２の拡散防止膜とをさらに備える、半導体装置。
【請求項２】
前記層間絶縁膜は、第１の層間絶縁膜と、前記第１の層間絶縁膜の上面を覆うように積層される第２の層間絶縁膜とを含む、請求項１に記載の半導体装置。
【請求項３】
前記第１の開口領域の平面視における寸法の最小値よりも、前記第２の開口領域の平面視における寸法の最小値の方が大きい、請求項１に記載の半導体装置。
【請求項４】
前記マーク配線層の厚みは、前記層間絶縁膜の厚みの１／３以上である、請求項１に記載の半導体装置。
【請求項５】
前記マーク配線層の側壁の角度は、前記主表面に対して７０°以上９０°以下である、請求項１に記載の半導体装置。
【請求項６】
平面視における前記マーク配線層の面積は、平面視における前記第２の開口領域の面積以上である、請求項１に記載の半導体装置。
【請求項７】
前記第２の開口領域は複数、互いに積層されるように形成され、
前記複数の第２の開口領域のそれぞれの真上に前記マーク配線層が配置される、請求項１に記載の半導体装置。
【請求項８】
半導体基板の主表面上に銅を主成分とする第１の配線層を形成する工程と、
前記第１の配線層上に、平面視における一部の領域である半導体回路領域における開口領域としての第１の開口領域と、平面視において前記第１の開口領域とは別の開口領域としての第２の開口領域とが形成された第１の拡散防止膜を形成する工程と、
前記第１の拡散防止膜を覆うように絶縁膜を形成する工程と、
前記絶縁膜の上面を研磨し平坦にすることにより第１の層間絶縁膜を形成する工程と、
前記第１の層間絶縁膜上を覆うように第２の層間絶縁膜を形成することにより層間絶縁膜を形成する工程と、
前記第２の層間絶縁膜内に形成された溝および孔の内部を埋めるように、前記半導体回路領域において、銅を主成分とする第２の配線層と、前記第１の配線層と前記第２の配線層とを接続する接続部とを形成する工程とを備え、
前記第１および第２の開口領域は、前記接続部が前記第１の拡散防止膜を貫通するために形成される開口領域とは異なる領域に形成され、
前記第２の配線層を形成する工程においては、前記第２の配線層と同一の層として前記第２の開口領域の真上にマーク配線層が形成され、
前記マーク配線層の上面に接するように第２の拡散防止膜を形成する工程をさらに備える、半導体装置の製造方法。
【請求項９】
前記第１の開口領域の平面視における寸法の最小値よりも、前記第２の開口領域の平面視における寸法の最小値の方が大きく形成される、請求項８に記載の半導体装置の製造方法。
【請求項１０】
前記マーク配線層の深さは、前記層間絶縁膜の厚みの１／３以上となるように形成される、請求項８に記載の半導体装置の製造方法。
【請求項１１】
前記マーク配線層の側壁の角度は、前記主表面に対して７０°以上９０°以下となるように形成される、請求項８に記載の半導体装置の製造方法。
【請求項１２】
平面視における前記マーク配線層の面積は、平面視における前記第２の開口領域の面積以上となるように形成される、請求項８に記載の半導体装置の製造方法。
【請求項１３】
前記第２の開口領域は複数、互いに積層されるように形成され、
前記複数の第２の開口領域のそれぞれの真上に前記マーク配線層が形成される、請求項８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】
本発明は半導体装置およびその製造方法に関し、特に、光電変換素子を有する半導体装置および製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
ＬＳＩ（Large Scale Integrated circuit）と呼ばれる大規模半導体集積回路においては、近年の微細化および高速化に伴い、配線層を形成する材料として、従来用いられてきたアルミニウムより電気抵抗の低い銅が用いられ始めている。同様に、ＣＭＯＳ（Complementary Metal Oxide Semiconductor）イメージセンサなどの固体撮像素子、およびこれを含む半導体撮像装置においても微細化および高速化が進んでいることに伴い、たとえば以下の特許文献１，２においては、銅製の配線を用いた固体撮像素子および半導体撮像装置が開示されている。
【０００３】
銅製の配線を形成する場合には、一般的に、以下の特許文献３に示すように、層間絶縁膜に溝および孔が一体となった構成を形成し、その溝および孔の内部を銅の配線で埋めることにより、配線と、その配線の１層下側の配線と接続するための接続部とが一体となった構造を形成するいわゆるデュアルダマシン法が用いられる。
【０００４】
また銅製の配線はその構成成分が層間絶縁膜中に拡散する不具合を来しやすいため、これを抑制する観点から、その上面に接するように拡散防止膜が形成される。ただし拡散防止膜は、上記のデュアルダマシン法により形成された接続部においては、その上層および下層の配線と電気的に接続する観点から、また固体撮像素子における受光素子が配置される画素領域の真上においては受光素子の受光性を高めるため配線が配置されないことから、一般的には除去されそこには開口領域が形成される。上記の接続部と、受光素子の真上の領域との双方において拡散防止膜が除去された構成は、たとえば以下の特許文献４に開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特許第４５５１６０３号公報
【特許文献２】特許第５３６７４５９号公報
【特許文献３】特許第４８３２８０７号公報
【特許文献４】特開２００８−１９９０５９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
ところで、たとえば受光素子などが形成される半導体回路領域内の一部領域、または半導体回路領域の外側の半導体ウェハを個々の半導体チップに分割するために用いられるスクライブライン領域に、拡散防止膜が除去されたパターンが形成される。この拡散防止膜が除去されたパターンであるモニタパターンは、上記のたとえば受光素子の真上において拡散防止膜が所望のように除去されているか、その除去された領域の膜厚および寸法などを確認する目的で用いられる。
【０００７】
通常モニタパターンは、画素領域内の拡散防止膜の開口領域よりも寸法が大きく形成される。この場合、モニタパターンを覆うように形成される層間絶縁膜は、モニタパターンの真上において凹むように段差が形成される領域が広くなる。このため、ＣＭＰ（Chemical Mechanical Polishing）法により層間絶縁膜の上面を研磨しても層間絶縁膜の上記の段差が除去しきれず、意図しない凹部が形成される場合がある。この場合、その層間絶縁膜内に形成された溝の内部を埋めるように銅の配線が形成される場合に、モニタパターンの真上の上記の意図しない凹部内にも銅の薄膜層が意図せず形成される。この意図せず形成された銅の薄膜層はたとえば剥がれによる銅の異物として作用したり、意図せず形成された銅の薄膜層上に拡散防止膜が形成されないようなモニタパターンの構造である場合においては、層間絶縁膜または半導体回路領域内に銅が拡散されて動作不具合の要因として作用したりする可能性がある。このように意図せず形成される銅の薄膜層は、半導体装置の特性に影響を及ぼすため、形成されないようにされるべきである。
【０００８】
なお上記の特許文献１〜４のいずれにも、そもそも上記のモニタパターンについての開示がなされていないため、上記の課題を解決する手段についてもなんら記載されていない。
【０００９】
その他の課題と新規な特徴は、本明細書の記述および添付図面から明らかになるであろう。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
一実施の形態に係る半導体装置は、半導体基板と、第１の拡散防止膜と、接続部と、層間絶縁膜とを備えている。接続部は、半導体基板の主表面上の第１の拡散防止膜から見て半導体基板側に配置される銅を主成分とする第１の配線層と、第１の拡散防止膜の半導体基板側と反対側に配置される銅を主成分とする第２の配線層とを接続する。層間絶縁膜は第１の拡散防止膜を覆う。第１の拡散防止膜は、平面視における一部の領域である半導体回路領域に形成された第１の開口領域と、平面視において第１の開口領域とは別の開口領域として形成された第２の開口領域とを含む。第１および第２の開口領域は、接続部が第１の拡散防止膜を貫通するために形成される開口領域とは異なる領域に形成されている。第２の配線層と同一の層として第２の開口領域の真上に配置されるマーク配線層と、マーク配線層の上面に接するように配置される第２の拡散防止膜とをさらに備える。
【００１２】
一実施の形態に係る半導体装置の製造方法は、まず半導体基板の主表面上に銅を主成分とする第１の配線層が形成される。第１の配線層上に、平面視における一部の領域である半導体回路領域における開口領域としての第１の開口領域と、平面視において第１の開口領域とは別の開口領域としての第２の開口領域とが形成された第１の拡散防止膜が形成される。第１の拡散防止膜を覆うように絶縁膜が形成される。絶縁膜の上面を研磨し平坦にすることにより第１の層間絶縁膜が形成される。第１の層間絶縁膜上を覆うように第２の層間絶縁膜を形成することにより層間絶縁膜が形成される。第２の層間絶縁膜内に形成された溝および孔の内部を埋めるように、半導体回路領域において、銅を主成分とする第２の配線層と、第１の配線層と第２の配線層とを接続する接続部とが形成される。第１および第２の開口領域は、接続部が第１の拡散防止膜を貫通するために形成される開口領域とは異なる領域に形成される。第２の配線層を形成する工程においては、第２の配線層と同一の層として第２の開口領域の真上にマーク配線層が形成される。マーク配線層の上面に接するように第２の拡散防止膜がさらに形成される。
【発明の効果】
【００１３】
一実施の形態によれば、マーク配線層およびその上面を覆う第２の拡散防止膜が形成されることにより、層間絶縁膜に意図せず銅の薄膜層が形成されそれが拡散する可能性が低減される。
【００１４】
他の実施の形態によれば、第２の開口領域の寸法の最小値が第１の開口領域の寸法の最小値以下となるように小さくすることにより、第２の開口領域の真上の層間絶縁膜に意図しない凹部が形成される可能性が低減されるため、層間絶縁膜に意図せず銅の薄膜層が形成されそれが拡散する可能性が低減される。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】実施の形態１に係る半導体装置であってウェハの状態を示す概略断面図である。
【図２】図１の点線で囲まれた領域ＩＩの概略拡大平面図である。
【図３】図２の点線で囲まれた領域ＩＩＩの概略拡大平面図である。
【図４】図２の点線で囲まれた領域ＩＶの概略拡大平面図である。
【図５】図３および図４のＶ−Ｖ線に沿う部分を含む、実施の形態１に係る半導体装置の構成を示す概略断面図である。
【図６】実施の形態１におけるモニタパターンおよびマーク配線層の平面視において重なり合った態様を示す概略平面図（Ａ）と、実施の形態におけるマーク配線層の寸法を示す概略断面図（Ｂ）とである。
【図７】実施の形態１の画素領域における拡散防止膜の開口領域の概略平面図である。
【図８】実施の形態１の画素領域における最下層の拡散防止膜の開口領域の形状および寸法を示す概略平面図である。
【図９】実施の形態１の画素領域における最下層より１層上層の拡散防止膜の開口領域の形状および寸法を示す概略平面図である。
【図１０】実施の形態１における半導体装置の製造方法の第１工程を示す概略断面図である。
【図１１】実施の形態１における半導体装置の製造方法の第２工程を示す概略断面図である。
【図１２】実施の形態１における半導体装置の製造方法の第３工程を示す概略断面図である。
【図１３】実施の形態１における半導体装置の製造方法の第４工程を示す概略断面図である。
【図１４】実施の形態１における半導体装置の製造方法の第５工程を示す概略断面図である。
【図１５】実施の形態１における半導体装置の製造方法の第６工程を示す概略断面図である。
【図１６】実施の形態１における半導体装置の製造方法の第７工程を示す概略断面図である。
【図１７】実施の形態１における半導体装置の製造方法の第８工程を示す概略断面図である。
【図１８】実施の形態１における半導体装置の製造方法の第９工程を示す概略断面図である。
【図１９】実施の形態１における半導体装置の製造方法の第１０工程を示す概略断面図である。
【図２０】実施の形態１における半導体装置の製造方法の第１１工程を示す概略断面図である。
【図２１】実施の形態１における半導体装置の製造方法の第１２工程を示す概略断面図である。
【図２２】実施の形態１における半導体装置の製造方法の第１３工程を示す概略断面図である。
【図２３】実施の形態１における半導体装置の製造方法の第１４工程を示す概略断面図である。
【図２４】実施の形態１における半導体装置の製造方法の第１５工程を示す概略断面図である。
【図２５】実施の形態１における半導体装置の製造方法の第１６工程を示す概略断面図である。
【図２６】比較例に係る半導体装置の構成を示す概略断面図である。
【図２７】比較例における半導体装置の製造方法の第１工程を示す概略断面図である。
【図２８】比較例における半導体装置の製造方法の第２工程を示す概略断面図である。
【図２９】比較例における半導体装置の製造方法の第３工程を示す概略断面図である。
【図３０】比較例における半導体装置の製造方法の第４工程を示す概略断面図である。
【図３１】比較例における半導体装置の製造方法の第５工程を示す概略断面図である。
【図３２】実施の形態１における図２が示す態様の変形例を示す概略拡大平面図である。
【図３３】実施の形態２に係る半導体装置の構成を示す概略断面図である。
【図３４】実施の形態２においてマーク配線層が矩形状でありモニタパターンが矩形状以外である場合の両者の重なり合った平面態様の第１例（Ａ）と、上記平面態様の第２例（Ｂ）と、上記平面態様の第３例（Ｃ）と、上記平面態様の第４例（Ｄ）と、上記平面態様の第５例（Ｅ）とである。
【図３５】実施の形態２においてマーク配線層が矩形状以外でありモニタパターンが矩形状である場合の両者の重なり合った平面態様の第１例（Ａ）と、上記平面態様の第２例（Ｂ）と、上記平面態様の第３例（Ｃ）と、上記平面態様の第４例（Ｄ）と、上記平面態様の第５例（Ｅ）とである。
【図３６】実施の形態２においてマーク配線層とモニタパターンとがともに矩形状以外である場合の両者の重なり合った平面態様の第１例（Ａ）と、上記平面態様の第２例（Ｂ）と、上記平面態様の第３例（Ｃ）と、上記平面態様の第４例（Ｄ）と、上記平面態様の第５例（Ｅ）とである。
【図３７】実施の形態２におけるマーク配線層およびモニタパターンの重なり合った平面態様の、図３４〜図３６とは異なる第１例（Ａ）と、上記平面態様の第２例（Ｂ）とである。
【図３８】実施の形態３に係る半導体装置の構成を示す概略断面図である。
【図３９】実施の形態４に係る半導体装置であってウェハの状態を示す概略断面図である。
【図４０】図３９の点線で囲まれた領域ＸＬの概略拡大平面図である。
【図４１】図４０の点線で囲まれた領域ＸＬＩの概略拡大平面図である。
【図４２】図４１のＸＬＩＩ−ＸＬＩＩ線に沿う部分を含む、実施の形態４に係る半導体装置の構成を示す概略断面図である。
【図４３】実施の形態４における半導体装置の製造方法の第１工程を示す概略断面図である。
【図４４】実施の形態４における半導体装置の製造方法の第２工程を示す概略断面図である。
【図４５】実施の形態４における半導体装置の製造方法の第３工程を示す概略断面図である。
【図４６】実施の形態４における半導体装置の製造方法の第４工程を示す概略断面図である。
【図４７】実施の形態４における半導体装置の製造方法の第５工程を示す概略断面図である。
【図４８】実施の形態４における半導体装置の製造方法の第６工程を示す概略断面図である。
【図４９】実施の形態４における半導体装置の製造方法の第７工程を示す概略断面図である。
【図５０】実施の形態４の原点マークの変形例を示す概略平面図である。
【図５１】図５０のＬＩ−ＬＩ線に沿う部分における実施の形態４の原点マークの変形例を示す概略断面図である。
【図５２】実施の形態４における図４０が示す態様の変形例を示す概略拡大平面図である。
【図５３】実施の形態５に係る半導体装置の構成を示す概略断面図である。
【図５４】実施の形態５における原点と原点マークとの配置態様の第１の変形例を示す概略平面図である。
【図５５】実施の形態５における原点と原点マークとの配置態様の第２の変形例を示す概略平面図である。
【図５６】実施の形態５における原点と原点マークとの配置態様の第３の変形例を示す概略平面図である。
【図５７】実施の形態５における原点と原点マークとの配置態様の第４の変形例を示す概略平面図である。
【図５８】実施の形態２における原点マークのみの平面態様の第１例（Ａ）と、上記平面態様の第２例（Ｂ）と、上記平面態様の第３例（Ｃ）と、上記平面態様の第４例（Ｄ）と、上記平面態様の第５例（Ｅ）とである。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
以下、実施の形態について図に基づいて説明する。
（実施の形態１）
まず、本実施の形態としてウェハ状態の半導体装置について説明する。
【００１７】
図１を参照して、半導体基板ＳＵＢをベースとする半導体ウェハＳＣＷには、たとえば複数のイメージセンサ用のチップ領域ＩＭＣが形成されている。複数のチップ領域ＩＭＣの各々は矩形の平面形状を有し、行列状に配置されている。
【００１８】
半導体ウェハＳＣＷにおいては、複数のチップ領域ＩＭＣの間に、スクライブライン領域ＳＬＲが形成されている。半導体ウェハＳＣＷがスクライブライン領域ＳＬＲでダイシングされることにより、半導体ウェハＳＣＷは複数個の半導体チップに分割される。
【００１９】
次に図２〜図４を用いて、分割された半導体チップの構成、およびその中の各領域の構成について簡単に説明する。
【００２０】
図２を参照して、複数のチップ領域ＩＭＣのそれぞれとして切断された半導体チップは、画素領域と、ダミー画素領域と、黒基準領域と、ロジック回路領域と、スクライブライン領域ＳＬＲと、モニタパターン領域とを有している。画素領域は、光電変換素子としてのたとえばフォトダイオード、およびフォトダイオードと外部との間で信号を入出力するためのトランジスタ（選択トランジスタ、増幅トランジスタなど）が形成される領域である。ダミー画素領域は、画素領域と同様のフォトダイオードが形成される場合もあるが、フォトダイオードが配置されない場合もあり、画素領域のフォトダイオードに照射される光が画素領域外のたとえばロジック回路領域に回り込んでロジック回路領域に形成される回路などに影響を及ぼすことを抑制するために、たとえば画素領域を取り囲むように設けられた領域である。
【００２１】
黒基準領域は、ダミー画素領域の特に中央部に形成された領域である。黒基準領域は、画素領域と同様のフォトダイオードが形成されているが、その真上が遮光膜で覆われることによりそのフォトダイオードに光が入射しない態様とされた領域である。これにより黒基準領域は、フォトダイオードに光が入射されないときに出力される信号の基準値を出力することができる。
【００２２】
ロジック回路領域は、画素領域から出力された信号をアナログ処理またはデジタル処理するためのトランジスタ、容量素子、抵抗素子などから構成された信号処理回路で構成されている。
【００２３】
スクライブライン領域ＳＬＲは上記のように半導体ウェハＳＣＷから個々のチップ領域ＩＭＣを含む半導体チップに切断するための領域である。スクライブライン領域ＳＬＲは半導体ウェハＳＣＷのダイシングにより切断または除去されてもよいが、図２に示すように部分的に残存する場合もある。スクライブライン領域ＳＬＲにはモニタパターン領域が形成されるため、これも図２に示すように切断後の半導体チップに残存する場合がある。
【００２４】
モニタパターン領域は、半導体ウェハＳＣＷに形成されるフォトダイオードおよびロジック回路などの半導体素子の製造工程において形成される薄膜の膜厚、または薄膜に対して部分的に形成される開口の寸法などを確認する目的で形成される。図２においては、モニタパターン領域がスクライブライン領域ＳＬＲ内に形成される例が示されている。
【００２５】
図２においては画素領域の外側に黒基準領域を含むダミー画素領域が、ダミー画素領域の外側にロジック回路領域が、ロジック回路領域の外側にスクライブライン領域が配置されるが、各領域の配置される態様はこれに限られない。
【００２６】
図３を参照して、画素領域には光電変換素子としてのフォトダイオードＰＤが複数、互いに間隔をあけてたとえば行列状に配置されている。フォトダイオードＰＤの上側には拡散防止膜ＡＤＬ１、および配線層Ｍ１，Ｍ２が形成されている。なお後述するように実際にはフォトダイオードＰＤの上側には配線層Ｍ３，Ｍ４および層間絶縁膜などが形成されるが、ここではそれらの図示が省略されている。
【００２７】
配線層Ｍ１は図３の上下方向に延びるように配置されており、配線層Ｍ２は配線層Ｍ１に交差（たとえば直交）するように、図３の左右方向に延びるように配置されている。配線層Ｍ１，Ｍ２ともに、フォトダイオードＰＤの真上すなわちフォトダイオードＰＤと平面視において重なる領域を避けてそれ以外の領域に配置されている。このように配線層Ｍ１，Ｍ２がフォトダイオードＰＤの真上を避けて配置されることにより、フォトダイオードＰＤに入射しようとする光が配線層Ｍ１，Ｍ２に遮られることが抑制された構造となっている。
【００２８】
上記により、複数並ぶフォトダイオードＰＤのうち互いに隣り合う１対のフォトダイオードＰＤに挟まれた領域に配線層Ｍ１，Ｍ２が配置されている。図３においては上記挟まれた領域ごとに、互いに間隔をあけて２本の配線層Ｍ１，Ｍ２が配置されているが、このような態様になっていなくてもよい。
【００２９】
フォトダイオードＰＤおよび配線層Ｍ１，Ｍ２が複数並ぶそれぞれの個々の領域（単位画素）の周期であるピッチａは、たとえば図の縦方向および横方向ともに１０μｍ以下であることが好ましいがこれに限られない。
【００３０】
図４を参照して、モニタパターン領域には、後に詳述する銅などの金属材料の拡散を防止するための拡散防止膜ＡＤＬ１が形成されるが、この拡散防止膜ＡＤＬ１の一部が除去されることにより形成された開口領域としてのモニタパターンＭＰが形成されている。モニタパターンＭＰは、たとえば矩形状を有していて、一例ではその横方向の寸法ｂが５０μｍ、縦方向の寸法ｃが７０μｍとなっているが、これに限られない。また図４においてもモニタパターン領域に配置されるその他の構成要素の図示が省略されている。
【００３１】
次に図５〜図９を用いて、本実施の形態におけるウェハ状態およびチップ状態の双方の、画素領域、ロジック回路領域およびモニタパターン領域の構成について詳細に説明する。
【００３２】
図５を参照して、本実施の形態の半導体装置としてのイメージセンサは、たとえばシリコンからなるｐ型の半導体基板ＳＵＢに形成されている。画素領域、ロジック回路領域およびモニタパターン領域のそれぞれは、半導体基板ＳＵＢの主表面Ｓ１に形成されたシリコン酸化膜としての分離絶縁膜ＳＩにより互いに平面視において分離されている。
【００３３】
画素領域におけるｐ型ウェル領域ＰＷＬ内の半導体基板ＳＵＢの主表面Ｓ１には図示されないｎ型不純物領域が形成されており、たとえばこれとｐ型ウェル領域ＰＷＬとによりｐｎ接合が形成されている。このｐｎ接合がフォトダイオードＰＤとして形成されている。フォトダイオードＰＤはこのようなｎ型不純物領域とｐ型ウェル領域ＰＷＬとにより形成されている。さらに、画素領域内には実際にはフォトダイオードＰＤ、転送用ゲート電極およびフローティングディフュージョン領域からなる転送用トランジスタのみならず、選択トランジスタおよび増幅トランジスタなどが形成されている。しかし図５ではフォトダイオードＰＤの構成の図示が省略されており、また転送用ゲート電極および選択トランジスタなどの図示が省略されている。
【００３４】
ロジック回路領域におけるｐ型ウェル領域ＰＷＬには、画素領域から出力された信号をアナログ処理またはデジタル処理するための信号処理回路を構成する、ＭＯＳ（Metal Oxide Semiconductor）トランジスタ、容量素子、抵抗素子を含んでいる。しかし図５ではＭＯＳトランジスタのみが図示されており、容量素子、抵抗素子などは図示が省略されている。
【００３５】
このＭＯＳトランジスタは、１対のｎ型のソース領域ＳＲおよびｎ型のドレイン領域ＤＲと、ゲート絶縁膜ＧＩと、ゲート電極ＧＥとを有している。ｎ型のソース／ドレイン領域ＳＲ，ＤＲの各々は、互いに間隔をあけて半導体基板ＳＵＢの主表面Ｓ１に形成されている。１対のｎ型のソース／ドレイン領域ＳＲ，ＤＲの各々は、たとえば高濃度領域としてのｎ型不純物領域と低濃度領域であるＬＤＤ（Lightly Doped Drain）としてのｎ型不純物領域とを有している。
【００３６】
１対のｎ型のソース／ドレイン領域ＳＲ，ＤＲに挟まれる半導体基板ＳＵＢの主表面Ｓ１の上にはゲート絶縁膜ＧＩを挟んでゲート電極ＧＥが形成されている。ゲート電極ＧＥの側壁には、反射防止膜の残渣として、酸化膜と窒化膜とからなる側壁絶縁膜ＳＷが形成されている。
【００３７】
ＭＯＳトランジスタのゲート電極ＧＥの材質はたとえば不純物がドープされた多結晶シリコンからなっていてもよく、またたとえば窒化チタンなどの金属からなっていてもよい。
【００３８】
画素領域、ロジック回路領域およびモニタパターン領域の各々において、半導体基板ＳＵＢの主表面Ｓ１上には、上記の素子（フォトダイオードＰＤおよびＭＯＳトランジスタ）上を覆うように層間絶縁膜ＩＩ１が形成されている。層間絶縁膜ＩＩ１は、層間絶縁膜ＩＩ１ａと層間絶縁膜ＩＩ１ｂとがこの順に積層された構成を有している。
【００３９】
ロジック回路領域および画素領域においては、層間絶縁膜ＩＩ１ａを図の上下方向に貫通するようにコンタクト領域Ｃ１が形成されている。コンタクト領域Ｃ１は、層間絶縁膜ＩＩ１ａ内を図の上下方向に貫通するように形成されたコンタクトホール内を充填するように形成されており、コンタクトホールの内壁を覆い金属材料の拡散を防止するためのバリアメタルＢＲＬ１と、バリアメタルＢＲＬ１の表面を覆いかつコンタクトホール内を充填するコンタクトＣＴ１とにより形成されている。なお図５の画素領域にはコンタクト領域Ｃ１が図示されないが、画素領域にも図５の示す断面以外の領域に、ロジック回路領域のコンタクト領域Ｃ１と同様の態様を有するコンタクト領域Ｃ１が形成されている。後述するコンタクト領域Ｃ２〜Ｃ４についても同様である。
【００４０】
またロジック回路領域および画素領域においては、層間絶縁膜ＩＩ１ｂを図の上下方向に貫通するように配線層Ｍ１が形成されている。配線層Ｍ１は層間絶縁膜ＩＩ１ｂ内を図の上下方向に貫通するように形成された溝内を充填するように形成されており、平面視においては図３に示すように一の方向に延びる長尺形状を有している。配線層Ｍ１は、溝の内壁を覆うバリアメタルＢＲＬ２と、バリアメタルＢＲＬ２の表面を覆いかつ溝内を充填する金属膜ＭＬ１とにより形成されている。なおロジック回路領域における配線層Ｍ１と画素領域における配線層Ｍ１とはその形状が異なるが、これは両領域間で配線層Ｍ１の延びる方向が異なることを示している。ただし両領域間で配線層Ｍ１は同じ方向に延びてもよい。
【００４１】
配線層Ｍ１は、コンタクト領域Ｃ１を通じて、ロジック回路領域のＭＯＳトランジスタのソース領域ＳＲまたはドレイン領域ＤＲに電気的に接続されている。なお図５では図示が省略されているが、画素領域内の、転送トランジスタのゲート電極、フローティングディフュージョン領域、フォトダイオードＰＤと外部との間で信号を入出力するためのトランジスタ（選択トランジスタ、増幅トランジスタなど）にも配線層Ｍ１が接続されている。
【００４２】
層間絶縁膜ＩＩ１ｂ上には、拡散防止膜ＡＤＬ１（第１の拡散防止膜）が形成されている。拡散防止膜ＡＤＬ１は配線層Ｍ１の上面を覆うように形成されているが、配線層Ｍ１の上面以外の領域の一部にも拡散防止膜ＡＤＬ１が形成されている。
【００４３】
ただし上記のように、画素領域のフォトダイオードＰＤの真上においては配線層Ｍ１が配置されないことに伴い、フォトダイオードＰＤの真上においては拡散防止膜ＡＤＬ１が除去されており、拡散防止膜ＡＤＬ１の開口領域ＣＶ１（第１の開口領域）が形成されている。
【００４４】
またフォトダイオードおよびＭＯＳトランジスタなどが形成される半導体回路領域を除く領域であるスクライブライン領域の一部としてのモニタパターン領域においては、その一部に拡散防止膜ＡＤＬ１が除去された開口領域として、図４に示すモニタパターンＭＰ（第２の開口領域）が形成されている。
【００４５】
画素領域、ロジック回路領域およびモニタパターン領域の各々において、拡散防止膜ＡＤＬ１上を覆うように層間絶縁膜ＩＩ１上には層間絶縁膜ＩＩ２が形成されている。層間絶縁膜ＩＩ２は、層間絶縁膜ＩＩ２ａ（第１の層間絶縁膜）と層間絶縁膜ＩＩ２ｂ（第２の層間絶縁膜）とがこの順に積層された構成を有している。
【００４６】
ロジック回路領域および画素領域においては、層間絶縁膜ＩＩ２ａを図の上下方向に貫通するコンタクト領域Ｃ２と、層間絶縁膜ＩＩ２ｂを図の上下方向に貫通する配線層Ｍ２とが形成されている。具体的には、コンタクト領域Ｃ２は層間絶縁膜ＩＩ２ａおよび拡散防止膜ＡＤＬ１を図の上下方向に貫通するように形成されたコンタクトホール内を充填するように形成されており、バリアメタルＢＲＬ２とコンタクトＣＴ２とにより形成されている。また配線層Ｍ２は層間絶縁膜ＩＩ２ｂ内を図の上下方向に貫通するように形成された溝内を充填するように形成されており、配線層Ｍ１と同様に、バリアメタルＢＲＬ２と金属膜ＭＬ２とにより形成されている。
【００４７】
配線層Ｍ２とコンタクト領域Ｃ２とは一体として形成されている。すなわち金属膜ＭＬ２とコンタクトＣＴ２とは一体として形成されており、かつ配線層Ｍ２のバリアメタルＢＲＬ２とコンタクト領域Ｃ２のバリアメタルＢＲＬ２とも一体として形成されている。
【００４８】
一体となった配線層Ｍ２およびコンタクト領域Ｃ２は、コンタクト領域Ｃ２の下側の端部において拡散防止膜ＡＤＬ１を貫通することにより、その下方の配線層Ｍ１と電気的に接続されている。このようにして、配線層Ｍ２はコンタクト領域Ｃ２を通じて配線層Ｍ１と電気的に接続されている。言い換えればコンタクト領域Ｃ２（接続部）は、拡散防止膜ＡＤＬ１の半導体基板ＳＵＢ側（下側）に配置される配線層Ｍ１（第１の配線層）と、拡散防止膜ＡＤＬ１の半導体基板ＳＵＢ側と反対側（上側）に配置される配線層Ｍ２（第２の配線層）とを電気的に接続している。
【００４９】
以上のように、ロジック回路領域および画素領域（半導体回路領域）の拡散防止膜ＡＤＬ１には、画素領域におけるコンタクト領域Ｃ２が貫通して配線層Ｍ１と接続するための開口と、フォトダイオードＰＤの真上の開口領域ＣＶ１との２種類の開口領域が形成されているといえる。しかしここではフォトダイオードＰＤの真上の開口領域ＣＶ１のみを第１の開口領域としての開口領域ＣＶ１と定義し、コンタクト領域Ｃ２が貫通するための拡散防止膜ＡＤＬ１の開口は開口領域ＣＶ１に含めないものとする。またコンタクト領域Ｃ２が貫通するための拡散防止膜ＡＤＬ１の開口は、第２の開口領域としてのモニタパターンＭＰ２にも含めないものとする。
【００５０】
また図３に示すように、実際にはたとえば画素領域における配線層Ｍ１と配線層Ｍ２とは平面視において互いに交差する方向に延びることが一般的であるが、図５においては図を単純化し理解しやすくする観点から、後述する配線層Ｍ３，Ｍ４を含む全ての配線層Ｍ１〜Ｍ４が同一の方向に延びるように示されている。
【００５１】
一方、モニタパターン領域においては、マーク配線層ＭＣが形成されている。マーク配線層ＭＣは配線層Ｍ２と同一の層として、層間絶縁膜ＩＩ２ｂ内を図の上下方向に貫通するように形成された溝の内部を埋めるように形成されており、配線層Ｍ２と同様に、バリアメタルＢＲＬ２と金属膜ＭＬ２とにより形成されている。ただしマーク配線層ＭＣは、層間絶縁膜ＩＩ２ｂを図の上下方向に貫通していなくてもよく、たとえばその最下部が層間絶縁膜ＩＩ２ｂ内（層間絶縁膜ＩＩ２ｂの最下部よりも上方）に形成されてもよい。マーク配線層ＭＣはモニタパターンＭＰの真上に、すなわちモニタパターンＭＰと平面視において重なるように、配置されている。
【００５２】
配線層Ｍ２およびマーク配線層ＭＣの上面を覆うように、層間絶縁膜ＩＩ２ｂ上には拡散防止膜ＡＤＬ２が形成されている。拡散防止膜ＡＤＬ２はロジック回路領域および画素領域においては、基本的に平面視において拡散防止膜ＡＤＬ１と同じ領域に（拡散防止膜ＡＤＬ１の真上に）配置されており、それ以外の領域において開口を有している。このためフォトダイオードＰＤの真上においては拡散防止膜ＡＤＬ２が除去されており、開口領域ＣＶ２が形成されている。したがって開口領域ＣＶ２は開口領域ＣＶ１の少なくとも一部と重なるように形成されている。
【００５３】
またモニタパターン領域においては、特にマーク配線層ＭＣの上面に接するように拡散防止膜ＡＤＬ２（第２の拡散防止膜）が配置されている。ここではマーク配線層ＭＣの上面の全体に接するように拡散防止膜ＡＤＬ２が配置されていることが好ましい。マーク配線層ＭＣとその上面に接する拡散防止膜ＡＤＬ２とにより、マーク配線層領域ＭＣＦが構成されている。
【００５４】
画素領域、ロジック回路領域およびモニタパターン領域の各々において、拡散防止膜ＡＤＬ２上を覆うように層間絶縁膜ＩＩ２上には層間絶縁膜ＩＩ３が形成されている。層間絶縁膜ＩＩ３は、層間絶縁膜ＩＩ３ａと層間絶縁膜ＩＩ３ｂとがこの順に積層された構成を有している。
【００５５】
ロジック回路領域および画素領域においては、層間絶縁膜ＩＩ３ａおよび拡散防止膜ＡＤＬ２を図の上下方向に貫通するコンタクト領域Ｃ３と、層間絶縁膜ＩＩ３ｂを図の上下方向に貫通する配線層Ｍ３（第２の配線層）とが一体となるように形成されている。具体的には、上記と同様に、コンタクト領域Ｃ３はバリアメタルＢＲＬ２とコンタクトＣＴ３とにより形成されており、配線層Ｍ３はバリアメタルＢＲＬ２と金属膜ＭＬ３とにより形成されている。コンタクト領域Ｃ３のバリアメタルＢＲＬ２と配線層Ｍ３のバリアメタルＢＲＬ２とは一体となっており、かつコンタクトＣＴ３と金属膜ＭＬ３とも一体となっている。
【００５６】
一体となった配線層Ｍ３およびコンタクト領域Ｃ３は、コンタクト領域Ｃ３の下側の端部において拡散防止膜ＡＤＬ２を貫通することにより、その下方の配線層Ｍ２と電気的に接続されている。このようにして、配線層Ｍ３はコンタクト領域Ｃ３を通じて配線層Ｍ２と電気的に接続されている。
【００５７】
図５のモニタパターン領域においては配線層Ｍ３と同一の層は形成されていないが、これが部分的に、または全体に形成されていてもよい。また図５のモニタパターン領域においては配線層Ｍ２と同一の層としてマーク配線層ＭＣが形成されるが、マーク配線層ＭＣは少なくともモニタパターンＭＰの上側（半導体基板ＳＵＢと反対側）に形成されればよいためこれに限らず、たとえば配線層Ｍ２と同一の層の代わりに配線層Ｍ３、または後述する配線層Ｍ４と同一の層としてマーク配線層ＭＣが形成されてもよい。さらに、モニタパターンＭＰは図５においては拡散防止膜ＡＤＬ１に形成されているがこれに限らず任意であり、たとえば拡散防止膜ＡＤＬ２に形成されても拡散防止膜ＡＤＬ３に形成されてもよい。
【００５８】
さらに以上と基本的に同様であるため詳細な説明を省略するが、配線層Ｍ３の上面を覆うように、層間絶縁膜ＩＩ３ｂ上には拡散防止膜ＡＤＬ３が形成されている。特にフォトダイオードＰＤの真上においては拡散防止膜ＡＤＬ３が除去された開口領域ＣＶ３が（開口領域ＣＶ１，ＣＶ２の少なくとも一部と重なるように）形成されている。
【００５９】
図５のモニタパターン領域においてはその全体に拡散防止膜ＡＤＬ３が形成されているが、これは一例であり、たとえばその一部のみに拡散防止膜ＡＤＬ３が形成されてもよいし、拡散防止膜ＡＤＬ３がまったく形成されなくてもよい。ただし仮に上記のように仮に配線層Ｍ３と同一の層としてマーク配線層ＭＣが形成される場合は、その上面に接するように拡散防止膜ＡＤＬ３が形成される。
【００６０】
画素領域、ロジック回路領域およびモニタパターン領域の各々において、拡散防止膜ＡＤＬ３上を覆うように層間絶縁膜ＩＩ３上には層間絶縁膜ＩＩ４が形成されている。層間絶縁膜ＩＩ４は、層間絶縁膜ＩＩ４ａと層間絶縁膜ＩＩ４ｂとがこの順に積層された構成を有している。そしてロジック回路領域および画素領域においては、当該層間絶縁膜ＩＩ４を貫通するコンタクト領域Ｃ４と配線層Ｍ４とが一体として形成されている。コンタクト領域Ｃ４はバリアメタルＢＲＬ２とコンタクトＣＴ４とにより形成されており、配線層Ｍ４はバリアメタルＢＲＬ２と金属膜ＭＬ４とにより形成されている。コンタクト領域Ｃ４のバリアメタルＢＲＬ２と配線層Ｍ４のバリアメタルＢＲＬ２とは一体となっており、かつコンタクトＣＴ４と金属膜ＭＬ４とも一体となっている。コンタクト領域Ｃ４は拡散防止膜ＡＤＬ３を貫通しており、かつ配線層Ｍ４と配線層Ｍ３とを電気的に接続している。
【００６１】
図５のモニタパターン領域においては配線層Ｍ４と同一の層は形成されていないが、これが部分的に、または全体に形成されていてもよい。
【００６２】
さらに以上と基本的に同様であるため詳細な説明を省略するが、配線層Ｍ４の上面を覆うように、層間絶縁膜ＩＩ４ｂ上には拡散防止膜ＡＤＬ４が形成されている。特にフォトダイオードＰＤの真上においては拡散防止膜ＡＤＬ４が除去された開口領域ＣＶ４が（開口領域ＣＶ１，ＣＶ２，ＣＶ３の少なくとも一部と重なるように）形成されている。図５においては画素領域の開口領域ＣＶ１〜ＣＶ４をまとめて開口領域ＣＶとしている。
【００６３】
図５のモニタパターン領域においてはその全体に拡散防止膜ＡＤＬ４が形成されているが、これは一例であり、たとえばその一部のみに拡散防止膜ＡＤＬ４が形成されてもよいし、拡散防止膜ＡＤＬ４がまったく形成されなくてもよい。ただし仮に上記のように仮に配線層Ｍ４と同一の層としてマーク配線層ＭＣが形成される場合は、その上面に接するように拡散防止膜ＡＤＬ４が形成される。
【００６４】
画素領域、ロジック回路領域およびモニタパターン領域の各々において、拡散防止膜ＡＤＬ４上を覆うように層間絶縁膜ＩＩ４上には層間絶縁膜ＩＩ５が形成されている。層間絶縁膜ＩＩ５は、層間絶縁膜ＩＩ５ａと層間絶縁膜ＩＩ５ｂとがこの順に積層された構成を有している。ロジック回路領域においては層間絶縁膜ＩＩ５ａ上に配線層Ｍ５が形成され、これはロジック回路領域のＭＯＳトランジスタなどと外部との電気信号の入出力を行なうために配置される配線層である。
【００６５】
図示されないが、層間絶縁膜ＩＩ５上には、たとえばシリコン酸化膜からなる平坦化膜が形成されてもよい。特に画素領域における層間絶縁膜ＩＩ５（または上記の平坦化膜）の上にはカラーフィルタＣＦが形成され、カラーフィルタＣＦの上には受光レンズＬＮＳが形成される。したがって本実施の形態の半導体装置は、受光レンズＬＮＳからカラーフィルタＣＦを介してフォトダイオードＰＤに入射する光を光電変換することにより、フォトダイオードＰＤにおいて電気信号を発生させる固体撮像素子を含んでいる。
【００６６】
以上の図５、および図４の平面図におけるモニタパターン領域の態様は、図１のダイシングされる前のウェハ状態におけるモニタパターン領域の全体を示したものである。図２のようにダイシングされた後の半導体チップのモニタパターン領域は、当該チップの縁部に形成されておりその一部が切断により除去されているため、図４および図５に示す態様の一部のみが残存している（たとえば図４の構成が２分割されたものが図２のチップ領域ＩＭＣの左右両端部に形成される）。
【００６７】
図６（Ａ）を参照して、本実施の形態においては、図中実線で示すマーク配線層ＭＣは、図中点線で示すモニタパターン領域のモニタパターンＭＰとほぼ完全一致するように重なるような形状（ほぼ同一の形状および寸法）を有しており、たとえばほぼ正方形の平面形状を有している。このようにマーク配線層ＭＣは平面視においてその真下のモニタパターンＭＰの全体と完全に重なるように配置されることが好ましい。
【００６８】
また図６（Ｂ）を参照して、マーク配線層ＭＣの厚みｈは、これが形成される層間絶縁膜ＩＩ２の厚みの１／３以上であることが好ましい。言い換えればマーク配線層ＭＣの厚みｈは、図５および図６（Ｂ）を参照して、これと同一の層として並ぶ配線層Ｍ２とコンタクト領域Ｃ２とのセットの、図５の上下方向における寸法（厚み）の１／３以上であることが好ましい。
【００６９】
さらに図６（Ｂ）を参照して、マーク配線層ＭＣの側壁の角度αは、半導体基板ＳＵＢの主表面Ｓ１の方向（図５の左右方向）に対して７０°以上９０°以下であることが好ましい。ここでは特にマーク配線層ＭＣの側壁のうち外側を向く面が、側壁の最下部においてその外側（マーク配線層ＭＣの外側）に延びる主表面に平行な面Ｓ２に対してなす角度αが７０°以上９０°以下であることが好ましい。
【００７０】
ところで図５に示すように、第２の開口領域としての拡散防止膜ＡＤＬ１のモニタパターンＭＰの、主表面Ｓ１に沿う方向の寸法ｘ２は、基本的に第１の開口領域としての拡散防止膜ＡＤＬ１の開口領域ＣＶ１の、主表面Ｓ１に沿う方向の寸法ｘ１より大きくなっている。次に図７〜図９を用いてこのことについて詳しく説明する。
【００７１】
図７を参照して、基本的に開口領域ＣＶを構成する各開口領域ＣＶ１〜ＣＶ４は、いずれもフォトダイオードＰＤの真上に形成されるためこれらは平面視において互いにほぼ完全に一致するように重なることが好ましい。しかしたとえば配線層Ｍ１とその上層である配線層Ｍ２とは延びる方向も延びる場所も厳密には異なるため、配線層Ｍ１の配置場所に依存して形成される拡散防止膜ＡＤＬ１の開口領域ＣＶ１と、配線層Ｍ２の配置場所に依存して形成される拡散防止膜ＡＤＬ２の開口領域ＣＶ２とは少なくとも部分的に重なるが、開口領域ＣＶ１と開口領域ＣＶ２との寸法は互いに等しくない場合がある。
【００７２】
図８〜図９を参照して、たとえば拡散防止膜ＡＤＬ１に形成される開口領域ＣＶ１が横方向の寸法Ｈ１、縦方向の寸法Ｖ１の矩形状（Ｈ１＜Ｖ１）であり、たとえば拡散防止膜ＡＤＬ２に形成される開口領域ＣＶ２が横方向の寸法Ｈ２、縦方向の寸法Ｖ２の矩形状（Ｈ２＞Ｖ２）であるとする。
【００７３】
本実施の形態においては、仮に図５に示すようにモニタパターンＭＰが拡散防止膜ＡＤＬ１に形成される場合には、開口領域ＣＶ１の平面視における寸法の最小値であるＨ１よりも、モニタパターンＭＰを構成するたとえば矩形状の寸法の最小値の方が大きい。また仮にモニタパターンＭＰが拡散防止膜ＡＤＬ２に形成される場合には、開口領域ＣＶ２の平面視における寸法の最小値であるＶ２よりも、モニタパターンＭＰを構成するたとえば矩形状の寸法の最小値の方が大きい。
【００７４】
このように、本実施の形態においては、図８に示すようなフォトダイオードＰＤの真上に形成される拡散防止膜ＡＤＬ１の第１の開口領域ＣＶ１の平面視における寸法の最小値Ｈ１よりも、拡散防止膜ＡＤＬ１に形成されるモニタパターンＭＰの平面視における寸法の最小値の方が大きい。ここで図８における開口領域ＣＶ１の寸法の最小値Ｈ１は横方向であるが、モニタパターンＭＰの上記Ｈ１よりも大きい寸法の方向は不問であり、平面視において横方向であっても縦方向であっても斜め方向であってもよい。
【００７５】
同様に、仮に拡散防止膜ＡＤＬ２にモニタパターンＭＰが形成される場合には、図９の開口領域ＣＶ２の寸法の最小値Ｖ２よりも、モニタパターンＭＰの平面視における寸法の最小値の方が大きくなっている。この場合もモニタパターンＭＰの上記Ｖ２よりも大きい寸法の方向は不問であり、平面視において横方向であっても縦方向であっても斜め方向であってもよい。
【００７６】
以上のようなモニタパターンＭＰと第１の開口領域ＣＶ１との大小関係を有する場合に本実施の形態を適用することにより、下記の作用効果を奏することができる。
【００７７】
次に図５に示す、本実施の形態の半導体装置の製造方法について図１０〜図２５を用いて説明する。
【００７８】
図１０を参照して、まずシリコンやゲルマニウムなど、使用時に照射する光の波長に応じて異なる半導体材料からなる半導体基板ＳＵＢが準備される。半導体基板ＳＵＢの主表面Ｓ１にはｐ型ウェル領域ＰＷＬが、たとえば通常のイオン注入技術により形成される。またロジック回路領域と画素領域との境界部、画素領域において互いに隣り合う１対のフォトダイオードに挟まれる領域などには分離絶縁膜ＳＩが形成される。分離絶縁膜ＳＩは、ロジック回路領域、画素領域およびモニタパターン領域などの間を電気的に分離するものである。
【００７９】
次に、たとえば画素領域およびモニタパターン領域の主表面Ｓ１上にフォトレジスト（感光体）が塗布された状態で、ロジック回路領域の所望の場所に、ゲート絶縁膜ＧＩおよびゲート電極ＧＥが形成される。また通常の写真製版技術およびイオン注入技術を用いて、ゲート電極ＧＥの左右両側における半導体基板ＳＵＢの主表面Ｓ１にソース領域ＳＲおよびドレイン領域ＤＲが形成される。またゲート電極ＧＥおよびゲート絶縁膜ＧＩの側壁にはたとえばシリコン酸化膜およびシリコン窒化膜からなる側壁絶縁膜ＳＷが形成される。
【００８０】
図１１を参照して、次に、画素領域のフォトレジストが除去された状態で、画素領域のｐ型ウェル領域ＰＷＬの内部に、通常の写真製版技術およびイオン注入技術を用いてｎ型不純物領域が形成される。これにより、ｐ型ウェル領域ＰＷＬとｎ型不純物領域とよりなるフォトダイオードＰＤが形成される。
【００８１】
次に、たとえばＣＶＤ（Chemical Vapor Deposition）法を用いて、シリコン酸化膜からなる層間絶縁膜ＩＩ１ａが形成される。層間絶縁膜ＩＩ１ａは炭素を含んでいてもよい。その後、当該層間絶縁膜ＩＩ１ａがＣＭＰ法と呼ばれる化学機械的研磨法により上面が平坦となるように研磨される。次に通常の写真製版技術およびエッチング技術により、ソース領域ＳＲおよびドレイン領域ＤＲに達するように層間絶縁膜ＩＩ１ａにコンタクトホールＣＨが形成される。
【００８２】
次に、コンタクトホールＣＨの内壁を覆うように、層間絶縁膜ＩＩ１ａ上にバリアメタルＢＲＬ１がたとえば通常のスパッタリング法により形成される。バリアメタルＢＲＬ１は、たとえばチタンまたは窒化チタンの層が１層以上含まれる単層または複層により形成されることが好ましい。
【００８３】
次に、コンタクトホールＣＨの内部にたとえばタングステンの薄膜としてのコンタクトＣＴ１が充填される。この処理においてはたとえばＣＶＤ法が用いられ、層間絶縁膜ＩＩ１ａ上にもタングステンを主成分とする薄膜が形成される。層間絶縁膜ＩＩ１ａ上のバリアメタルＢＲＬ１およびコンタクトＣＴ１はＣＭＰにより除去される。以上により、バリアメタルＢＲＬ１とコンタクトＣＴ１とからなるコンタクト領域Ｃ１が形成される。
【００８４】
図１２を参照して、層間絶縁膜ＩＩ１ａ上にＣＶＤ法によりシリコン酸化膜からなる層間絶縁膜ＩＩ１ｂが形成される。層間絶縁膜ＩＩ１ｂの表面がＣＭＰ法により研磨され、層間絶縁膜ＩＩ１ａと併せて層間絶縁膜ＩＩ１が形成された後、通常の写真製版技術により、配線層Ｍ１を形成しようとする領域と平面視において重なる領域に開口を有するフォトレジストＰＨＲのパターンが形成される。フォトレジストＰＨＲの開口は、コンタクト領域Ｃ１の真上の領域を含むように形成されることが好ましい。
【００８５】
図１３を参照して、図１２のフォトレジストＰＨＲのパターンを用いた通常のエッチング技術により、層間絶縁膜ＩＩ１ｂを貫通してその真下のコンタクト領域Ｃ１に達するように、たとえば紙面奥行き方向など所望の方向に延びる溝ＴＨが形成される。次に、溝ＴＨの内壁を覆うように、層間絶縁膜ＩＩ１ｂ上にバリアメタルＢＲＬ２がたとえば通常のスパッタリング法により形成される。なおバリアメタルＢＲＬ２は、たとえばタンタル、チタン、窒化タンタルまたは窒化チタンからなる群から選択されるいずれかにより形成されることが好ましい。
【００８６】
図１４を参照して、溝ＴＨの内部に、ＣＶＤ法またはめっき法を用いて、たとえば銅を主成分とする金属膜ＭＬ１が充填される。
【００８７】
図１５を参照して、ＣＭＰ法により層間絶縁膜ＩＩ１ｂ上の金属膜ＭＬ１およびバリアメタルＢＲＬ２が除去される。以上により半導体基板ＳＵＢの主表面Ｓ１上には、銅を主成分とする配線層Ｍ１（第１の配線層）が形成される。
【００８８】
図１６を参照して、配線層Ｍ１の上面を覆うように、層間絶縁膜ＩＩ１ｂ上に拡散防止膜ＡＤＬ１が形成される。拡散防止膜ＡＤＬ１は主にシリコン窒化物、シリコン炭化物、シリコン、窒素、炭素からなる化合物であり、たとえばＣＶＤ法により形成されることが好ましい。また拡散防止膜ＡＤＬ１は上記の材質からなる単層膜であってもよいが、複数の薄膜が積層された積層膜であってもよく、たとえばシリコン窒化物からなる膜とＴＥＯＳ膜とが積層された構成であってもよい。この場合、ＴＥＯＳ膜はシリコン窒化物からなる膜のエッチング加工のために形成される。
【００８９】
次に、通常の写真製版技術により、フォトレジストＰＨＲのパターンが形成される。フォトレジストＰＨＲのパターンは、たとえば画素領域においては、フォトダイオードＰＤと平面視において重なる領域の少なくとも一部を含むように開口が形成され、たとえばモニタパターン領域においては、モニタパターンＭＰを形成しようとする領域と平面視において重なる領域に開口を有するように形成される。
【００９０】
図１７を参照して、図１２のフォトレジストＰＨＲのパターンを用いた通常のエッチング技術により、フォトダイオードＰＤの真上に第１の開口領域としての開口領域ＣＶ１が形成され、かつモニタパターン領域において第２の開口領域としてのモニタパターンＭＰが形成された拡散防止膜ＡＤＬ１（第１の拡散絶縁膜）が形成される。ここでは開口領域ＣＶ１の平面視における寸法の最小値よりも、モニタパターンＭＰの平面視における寸法の最小値の方が大きくなるように形成される。
【００９１】
図１８を参照して、上記と同様の方法により、拡散防止膜ＡＤＬ１を覆うように、上記と同様の材質の層間絶縁膜ＩＩ２ａ（絶縁膜）が形成される。
【００９２】
図１９を参照して、層間絶縁膜ＩＩ２ａの上面がたとえばＣＭＰ法により研磨され、上面が平坦な層間絶縁膜ＩＩ２ａ（第１の層間絶縁膜）となる。
【００９３】
図２０を参照して、平坦になった層間絶縁膜ＩＩ２ａ上を覆うように、上記と同様の方法により、上記と同様の材質の層間絶縁膜ＩＩ２ｂが形成される。層間絶縁膜ＩＩ２ｂの上面が研磨され、層間絶縁膜ＩＩ２ａと併せて層間絶縁膜ＩＩ２として形成される。
【００９４】
図２１を参照して、通常の写真製版技術およびエッチング技術により、層間絶縁膜ＩＩ２のコンタクト領域Ｃ２を形成しようとする領域にコンタクトホールＣＨ（孔）が形成される。コンタクトホールＩＩ２は、拡散防止膜ＡＤＬ１の上面に達するように形成される。
【００９５】
図２２を参照して、通常の写真製版技術により、たとえば半導体回路領域における配線層Ｍ１を形成しようとする領域およびモニタパターン領域におけるマーク配線層ＭＣを形成しようとする領域と平面視において重なる領域に開口を有するフォトレジストＰＨＲのパターンが形成される。フォトレジストＰＨＲの開口は、コンタクトホールＣＨの真上の領域を含むように形成されることが好ましい。またコンタクトホールＣＨの底壁もフォトレジストＰＨＲのパターンで覆われる。
【００９６】
図２３を参照して、図２２のフォトレジストＰＨＲのパターンを用いた通常のエッチング技術により、層間絶縁膜ＩＩ２ｂを貫通してその真下のコンタクトホールＣＨに達するように、たとえば紙面奥行き方向など所望の方向に延びる溝ＴＨが形成される。これにより、特に半導体回路領域（ロジック回路領域および画素領域）においては、コンタクトホールＣＨと溝ＴＨとは一体となる。
【００９７】
またモニタパターン領域においてはモニタパターンＭＰの真上に、マーク配線層ＭＣを形成するための溝ＴＨが形成される。本実施の形態においてはモニタパターンＭＰと平面的にほぼ完全に重なるように、モニタパターンＭＰと同じ形状および大きさの溝ＴＨが形成される。次に、図２２のフォトレジストＰＨＲのパターンが除去された後、コンタクトホールＣＨの底壁に露出した拡散防止膜ＡＤＬ１がエッチングにより除去される。このとき形成される拡散防止膜ＡＤＬ１の開口部分は、上記の第１および第２の開口領域には含まれない。
【００９８】
次に、必要に応じてアルゴンを用いたスパッタエッチング、水素雰囲気中での熱処理、またはウェットエッチングがなされることにより、コンタクトホールＣＨの底壁に露出した下層配線である金属膜ＭＬ１としての銅を主成分とする薄膜の表面が清浄化される。
【００９９】
図２４を参照して、溝ＴＨおよびコンタクトホールＣＨの内壁を覆うように、層間絶縁膜ＩＩ２ｂ上にバリアメタルＢＲＬがたとえば通常のスパッタリング法により形成される。次に溝ＴＨおよびコンタクトホールＣＨの内部に、たとえば銅を主成分とする薄膜が充填される。これにより、溝ＴＨの内部における薄膜は銅を主成分とする金属膜ＭＬ２として、コンタクトホールＣＨの内部における薄膜はコンタクトＣＴ２として、それぞれ形成される。上記の銅を主成分とする薄膜によりコンタクトＣＴ２と金属膜ＭＬ２とは一体として形成されるが、このとき最初にシールド膜となる薄膜を形成し、その後当該シールド膜にめっきされるようにめっき法により溝ＴＨおよびコンタクトホールＣＨの内部を埋め得る厚みの銅を主成分とする膜が形成される。
【０１００】
またモニタパターン領域においては、上記の半導体回路領域における金属膜ＭＬ２などの形成と同時に、溝ＴＨの内部を埋めるように、薄膜すなわちバリアメタルＢＲＬ２と金属膜ＭＬ２が形成される。
【０１０１】
その後、ＣＭＰ法により層間絶縁膜ＩＩ２ｂ上の金属膜ＭＬ２およびバリアメタルＢＲＬ２が除去される。以上により半導体回路領域においては、銅を主成分とする金属膜ＭＬ２とバリアメタルＢＲＬ２とからなる配線層Ｍ２（第２の配線層）と、配線層Ｍ１と配線層Ｍ２とを接続するコンタクト領域Ｃ２（接続部）とが一体として形成される。またモニタパターン領域においては、配線層Ｍ２と同一の層としてのマーク配線層ＭＣが、モニタパターンＭＰの真上に形成される。なおマーク配線層ＭＣの図６（Ｂ）に示す寸法ｈおよび角度αは上記の大きさとすることにより、下記の作用効果を奏することができる。
【０１０２】
以上のように、配線層Ｍ２などの形成においては、溝ＴＨとコンタクトホールＣＨとを形成しこれらの内部を金属膜で埋めることにより配線層と接続部とを一体として形成するデュアルダマシン法が用いられることが好ましい。
【０１０３】
図２５を参照して、配線層Ｍ２の上面を覆うように、層間絶縁膜ＩＩ２ｂ上に拡散防止膜ＡＤＬ２が形成される。拡散防止膜ＡＤＬ２の形成方法、構成および材質は拡散防止膜ＡＤＬ１と同様である。この拡散防止膜ＡＤＬ２は、たとえば画素領域においては、フォトダイオードＰＤと平面視において重なる領域の少なくとも一部を含むように開口領域ＣＶ２が形成される。
【０１０４】
拡散防止膜ＡＤＬ２は、モニタパターン領域においては、少なくともマーク配線層ＭＣの上面に接するように形成されることにより、マーク配線層ＭＣと拡散防止膜ＡＤＬ２とを含むマーク配線層領域ＭＣＦが形成される。ここではマーク配線層ＭＣの上面の全体に接するように拡散防止膜ＡＤＬ２が形成されることが好ましい。
【０１０５】
以降においては以上と基本的に同様の処理が繰り返されることにより図５に示す半導体装置としてのイメージセンサが形成されるため、詳細な説明は省略する。
【０１０６】
次に図２６〜図３１の比較例を参照しながら、本実施の形態の作用効果を説明する。
図２６を参照して、比較例の半導体装置としてのイメージセンサは、基本的に本実施の形態の半導体装置としてのイメージセンサと同様の構成を有しているが、モニタパターン領域の構成において若干の差異がある。具体的には、本実施の形態においてマーク配線層ＭＣが形成される層間絶縁膜ＩＩ２ｂにはマーク配線層ＭＣが形成されておらず、当該領域には余剰形成層ＥＸＴが形成されている。余剰形成層ＥＸＴはマーク配線層ＭＣと同様に、金属膜ＭＬ２およびバリアメタルＢＲＬ２により形成されている。
【０１０７】
余剰形成層ＥＸＴは、層間絶縁膜ＩＩ２ｂの上側の表面に形成された凹部ＤＰ内に形成されている。この凹部ＤＰは、拡散防止膜ＡＤＬ１の開口領域であるモニタパターンＭＰを覆うように形成された層間絶縁膜ＩＩ２ａ，ＩＩ２ｂの上側の表面に段差として形成されたものである。
【０１０８】
具体的には、図２７を参照して、比較例の半導体装置の製造方法において、ここでは本実施の形態の図１８の工程と同様に層間絶縁膜ＩＩ２ａが形成される。このとき、モニタパターンＭＰの真上の層間絶縁膜ＩＩ２ａは拡散防止膜ＡＤＬ１が配置されない分だけ最上面が低くなるように段差としての凹部ＤＰが形成される。図２７に示す凹部ＤＰの形状はあくまで一例であり、採用される工程に応じてその形状は変化する。
【０１０９】
図２８を参照して、ここでは図１９の工程と同様に層間絶縁膜ＩＩ２ａの上面が研磨除去されるが、凹部ＤＰの段差の形成される面積が大きければこれがすべて除去しきれない場合がある。図２９を参照して、凹部ＤＰが残った状態でその上に図２０の工程と同様に層間絶縁膜ＩＩ２ｂが形成されれば、層間絶縁膜ＩＩ２ｂの上面にも凹部ＤＰが形成される。
【０１１０】
図３０を参照して、図２１〜図２３の工程と同様にバリアメタルＢＲＬ２および金属膜ＭＬ２が形成されることにより配線層Ｍ２などが形成されるが、このとき層間絶縁膜ＩＩ２ｂの上面には凹部ＤＰが形成されているため、その表面を図２４の工程と同様にＣＭＰなどにより研磨した後にも凹部ＤＰ内には配線層Ｍ２を構成する金属膜ＭＬ２などと同時に形成された金属膜ＭＬ２などが残存する。これにより凹部ＤＰ内に余剰形成層ＥＸＴが形成される。
【０１１１】
図３１を参照して、図２５の工程と同様に配線層Ｍ２の上面を覆う拡散防止膜ＡＤＬ２が形成される。しかしモニタパターン領域の余剰形成層ＥＸＴは本来形成されるべきでないものであるため、この真上には拡散防止膜ＡＤＬ２が形成されない。
【０１１２】
この場合、図３１の工程の後にさらに層間絶縁膜ＩＩ３などが形成されれば、拡散防止膜ＡＤＬ２により保護されない余剰形成層ＥＸＴが凹部ＤＰから剥がれることにより半導体装置内にて異物として残存し、半導体装置の動作不具合および歩留り低下を来す可能性がある。また余剰形成層ＥＸＴの金属膜ＭＬ２を構成するたとえば銅は非常に拡散しやすいため、これが外部に拡散し、半導体装置の内部にて意図せぬ領域に短絡を発生させるなどの不具合を起こす可能性がある。
【０１１３】
このような問題は、以下の理由により発生する。モニタパターンＭＰの中でも、たとえば画素領域の拡散防止膜ＡＤＬ１の開口領域の縁部の近くにおいて拡散防止膜ＡＤＬ１の膜厚を測定するための膜厚モニタは、図４に示す寸法ｂおよび寸法ｃが大きく、平面視における面積が非常に大きい。このため、平面積の大きなモニタパターンＭＰを覆う層間絶縁膜の上面をＣＭＰ法によりその許容される最大限の厚み分だけ研磨したとしても、たとえば図１９に示すモニタパターンＭＰの真上の層間絶縁膜ＩＩ２ａの上面ＤＳは、実際には層間絶縁膜ＩＩ２ａの上面のうち上面ＤＳ以外の領域に比べて、拡散防止膜ＡＤＬ１の開口による段差の分だけ下方に凹んだ段差が残存してしまう。
【０１１４】
なお、画素領域においてフォトダイオードＰＤの真上に形成される拡散防止膜ＡＤＬ１の第１の開口領域などによっては、その上層の層間絶縁膜ＩＩ２ａの上面などに形成される段差はＣＭＰ法により研磨されることで除去され平坦な表面を形成することができる。そのため層間絶縁膜ＩＩ２ａ上に形成される層間絶縁膜ＩＩ２ｂにも段差が形成されず、上記のモニタパターンＭＰ上のような不具合は起こりにくい。これは上記のモニタパターンＭＰに比べてフォトダイオードＰＤの真上に形成される第１の開口領域は平面視における面積が小さいため、その上の層間絶縁膜ＩＩ２ａに段差が形成されたとしても研磨によりこれを除去することが可能であるためである。
【０１１５】
層間絶縁膜ＩＩ２が第１の層間絶縁膜ＩＩ２ａと第２の層間絶縁膜ＩＩ２ｂとの２層構造を有することにより、第１の層間絶縁膜ＩＩ２ａを形成した後にいったんその表面を研磨し、その上に層間絶縁膜ＩＩ２ｂを形成することができる。このため特に画素領域などの半導体回路領域において、層間絶縁膜ＩＩ２ｂの平坦性を高めることができる。また層間絶縁膜ＩＩ２ｂと同一の層として溝ＴＨおよび配線層Ｍ２が形成され、層間絶縁膜ＩＩ２ａと同一の層としてコンタクトホールＣＨおよびコンタクト領域Ｃ２が形成されることにより、デュアルダマシン法による配線層およびコンタクト領域を容易に形成することができる。
【０１１６】
以上のようなモニタパターンＭＰ上の層間絶縁膜ＩＩ２における余剰形成層ＥＸＴの形成を抑制する観点で、本実施の形態においては余剰形成層ＥＸＴが形成され得る領域、すなわちモニタパターンＭＰと平面視において重なる真上の領域にあらかじめマーク配線層ＭＣが形成され、さらにその上面を覆うように拡散防止膜ＡＤＬ２が形成される。このようにすれば、モニタパターンＭＰの寸法がたとえフォトダイオードＰＤの真上の第１の開口領域の寸法より大きくても、モニタパターンＭＰの上方のマーク配線層ＭＣの存在により、余剰形成層ＥＸＴによる金属材料の拡散等が発生する可能性を低減することができる。またマーク配線層ＭＣの上面は拡散防止膜ＡＤＬ２に覆われるため、銅の残渣物が外部に拡散して半導体装置の動作不具合および歩留り低下を招く可能性を低減することができる。したがって層間絶縁膜内に形成された溝の内部を埋めるように金属膜を形成するデュアルダマシン法などを用いる場合において、意図せず余剰形成層ＥＸＴが形成される可能性を排除し、形成される半導体装置の信頼性を高めることができる。
【０１１７】
図８および図９を参照して、拡散防止膜ＡＤＬ１に形成されたモニタパターンＭＰの平面視における寸法の最小値が半導体回路領域における拡散防止膜ＡＤＬ１の開口領域の平面視における寸法の最小値よりも大きくなれば、凹部ＤＰおよび余剰形成層ＥＸＴが形成されやすくなる。このため第１の開口領域の平面視における寸法の最小値よりも、第２の開口領域の平面視における寸法の最小値の方が大きい場合に本実施の形態が適用されることがより好ましい。
【０１１８】
以上においては、モニタパターンＭＰをスクライブライン領域に配置している場合の例を説明している。しかし図３２を参照して、半導体回路領域内であるたとえばロジック回路領域内にモニタパターンＭＰが形成されてもよい。この場合においてもモニタパターンＭＰがスクライブライン領域に形成された場合と同様の効果を得ることができる。さらに図示されないが、半導体回路領域内の画素領域内の、第１の開口領域ＣＶ１が形成される領域以外の領域に、第１の開口領域ＣＶ１とは別の第２の開口領域としてモニタパターンＭＰが形成されてもよい。
【０１１９】
なお図３２のように半導体回路領域内にモニタパターンＭＰが形成される場合には、上記の場合と異なり、ダイシングによりモニタパターンＭＰは切断されないため、図１に示すウェハ状態、および図３２に示す分割後の半導体チップの状態の双方において、図４および図５以降の各図のモニタパターン領域が示す全体が残存する態様となる。
【０１２０】
（実施の形態２）
図３３を参照して、本実施の形態の半導体装置としてのイメージセンサは、基本的に図５に示す実施の形態１の半導体装置としてのイメージセンサと同様の構成を有している。なお本実施の形態においても、各図が示す態様は基本的にダイシング前のウェハ状態における態様である。
【０１２１】
しかし本実施の形態においては、平面視におけるマーク配線層ＭＣの面積が、平面視におけるモニタパターンＭＰの面積よりも大きくなっている。マーク配線層ＭＣは、モニタパターンＭＰと平面視において重なる領域の全体を含むように（すなわちマーク配線層ＭＣはモニタパターンＭＰの全体と平面視において重なるように）配置されている。この点において本実施の形態は、図６（Ａ）に示す実施の形態１の、モニタパターンＭＰとマーク配線層ＭＣとの平面視における大きさおよび形状が同じであり両者がその全体において重なる構成を有する実施の形態１と異なっている。
【０１２２】
以上をまとめると、本実施の形態のモニタパターン領域のマーク配線層ＭＣの平面視における面積は、モニタパターンＭＰの平面視における面積以上である（ように形成される）。ただし本実施の形態においても、マーク配線層ＭＣは平面視においてその真下のモニタパターンＭＰの全体と完全に重なるように配置されることが好ましい。この場合においても実施の形態１と同様の作用効果を奏することができる。
【０１２３】
このため本実施の形態においては、マーク配線層ＭＣとモニタパターンＭＰとの形状が異なっていてもよい。図３４（Ａ）〜（Ｅ）を参照して、たとえばこれらの図が示すように、図中実線で示すマーク配線層ＭＣがたとえば正方形のような矩形の平面形状を有しており、その内部に完全に収まるように、図中点線で示す矩形状以外の平面形状を有するモニタパターンＭＰが形成されていてもよい。モニタパターンＭＰは、図３４（Ａ）においては矩形の角部が丸くなった平面形状、図３４（Ｂ）においては十字形状、図３４（Ｃ），（Ｄ），（Ｅ）においてはいずれも矩形状の角部のうち１つまたは２つが斜め方向に切り落とされた平面形状を有している。
【０１２４】
また本実施の形態においても、各モニタパターンＭＰの寸法の最小値ｄは、これが形成される拡散防止膜の、フォトダイオードＰＤの真上の第１の開口領域の寸法の最小値よりも大きい（ように形成される）。
【０１２５】
その他、図３５（Ａ）〜（Ｅ）を参照して、たとえばこれらの図が示すように、図中実線で示すマーク配線層ＭＣが矩形状以外の平面形状を有しており、その内部に完全に収まるように、図中点線で示すほぼ正方形の平面形状を有するモニタパターンＭＰが形成されていてもよい。マーク配線層ＭＣは、図３５（Ａ）においては矩形状の角部が丸くなった平面形状、図３５（Ｂ）においては十字形状、図３５（Ｃ），（Ｄ），（Ｅ）においてはいずれも矩形状の角部のうち１つまたは２つが斜め方向に切り落とされた平面形状を有している。
【０１２６】
また図３６（Ａ）〜（Ｅ）を参照して、たとえばこれらの図が示すように、図中実線で示すマーク配線層ＭＣ、図中点線で示すモニタパターンＭＰともに正方形状以外の平面形状を有していてもよい。両者は図３６（Ａ）においては矩形の角部が丸くなった平面形状、図３６（Ｂ）においては十字形状、図３６（Ｃ），（Ｄ），（Ｅ）においてはいずれも矩形状の角部のうち１つまたは２つが斜め方向に切り落とされた平面形状を有している。
【０１２７】
また図３７（Ａ），（Ｂ）を参照して、たとえばこれらの図が示すように、図中実線で示すマーク配線層ＭＣと平面的に重なるように、図中点線で示すモニタパターンＭＰが複数、互いに間隔をあけて配置されてもよい。図３７（Ａ）においてはマーク配線層ＭＣ、モニタパターンＭＰともに矩形状であり、図３７（Ｂ）においてはマーク配線層ＭＣが十字形状、モニタパターンＭＰが矩形状を有している。
【０１２８】
（実施の形態３）
図３８を参照して、本実施の形態の半導体装置としてのイメージセンサは、基本的に図５に示す実施の形態１の半導体装置としてのイメージセンサと同様の構成を有している。しかし本実施の形態においては、モニタパターンＭＰが拡散防止膜ＡＤＬ１に加えて拡散防止膜ＡＤＬ３にも形成されている。
【０１２９】
拡散防止膜ＡＤＬ１のモニタパターンＭＰの真上には金属膜ＭＬ２およびバリアメタルＢＲＬ２からなるマーク配線層ＭＣが配置され、マーク配線層ＭＣの上面に接するように配置される拡散防止膜ＡＤＬ２と併せてマーク配線層領域ＭＣＦが配置されている。同様に、拡散防止膜ＡＤＬ３にもフォトダイオードＰＤの真上に形成された開口領域ＣＶ３（第１の開口領域）とは別の第２の開口領域としてのモニタパターンＭＰが、たとえばスクライブライン領域内のモニタパターン領域に形成されている。
【０１３０】
拡散防止膜ＡＤＬ３に形成されたモニタパターンＭＰの真上には金属膜ＭＬ４およびバリアメタルＢＲＬ２からなるマーク配線層ＭＣが配置され、マーク配線層ＭＣの上面に接するように配置される拡散防止膜ＡＤＬ４と併せてマーク配線層領域ＭＣＦが配置されている。
【０１３１】
このように本実施の形態においては、モニタパターン領域における拡散防止膜の第２の開口領域であるモニタパターンＭＰが複数、互いに積層されるように（積層される図３８の上下方向に並ぶように）形成されている。複数の互いに積層されたモニタパターンＭＰのそれぞれの真上にマーク配線層ＭＣが形成されている。
【０１３２】
すなわち本実施の形態においては、積層される図３８の上下方向に並ぶように（複数の拡散防止膜のそれぞれに）複数のモニタパターンＭＰが形成され、かつ複数のマーク配線層ＭＣが形成される。
【０１３３】
なお図３８においては複数のモニタパターンＭＰ同士が平面視において完全に重なる位置に配置されており、かつ複数のマーク配線層ＭＣ同士も平面視において完全に重なるように配置されている。このようにこれらが平面視において完全に重なる位置に配置されていてもよいが、これらは必ずしも平面視において重なるように配置されなくてもよい。すなわち複数のモニタパターンＭＰのそれぞれの平面形状および大きさが異なっていてもよく、同様に複数のマーク配線層ＭＣのそれぞれの平面形状および大きさが異なっていてもよい。
【０１３４】
なお、これ以外の本実施の形態の構成は、実施の形態１の構成とほぼ同じであるため同一の要素については同一の符号を付し、その説明は繰り返さない。
【０１３５】
次に、本実施の形態の作用効果について説明する。
たとえばモニタパターンＭＰの形成によりその上層の層間絶縁膜に凹部ＤＰ（図２７〜３１参照）が残存することが避けられない場合には、その上層にさらにモニタパターンＭＰを形成する場合には意図的に下側のモニタパターンＭＰが形成される位置とは平面的に異なる位置に形成する必要が生じる。しかし本実施の形態においては、拡散防止膜ＡＤＬ１に形成されたモニタパターンＭＰの直上のマーク配線層ＭＣにより、層間絶縁膜ＩＩ２の最上面の平坦性が確保される。このため、層間絶縁膜ＩＩ２の上方にさらにモニタパターンＭＰを形成する場合においても、その下側のモニタパターンＭＰが形成される位置を避けるように設計する必要がなく、設計の自由度を高めることができる。したがって平面視において完全に重なる（ほぼまったく同じ）場所に複数のモニタパターンＭＰ、およびマーク配線層ＭＣを形成することができる。
【０１３６】
（実施の形態４）
まず、本実施の形態としてウェハ状態の半導体装置について説明する。
【０１３７】
図３９および図４０を参照して、本実施の形態としてのウェハ状態および分割された半導体チップの構成は、基本的に図１および図２と同様であるが、スクライブライン領域ＳＬＲ内にはモニタパターン領域の代わりに原点マーク領域が形成されている。原点マークとは、ここでは半導体装置を形成する各工程にて形成されるパターン間の位置合わせを正確に行なう場合などのように、全工程において一貫して同じ位置の基準（原点）を確認するために用いられるマークを意味するものとする。またこのパターンは、製造工程中に半導体ウェハの原点位置を確認するためのマークを形成する領域として形成される場合もある。
【０１３８】
したがって原点マークは、最初の工程において下層に形成された後、各工程において上方から視認可能とすべく、各工程において特に遮光性の強い銅などの金属膜（配線層Ｍ１などを構成する金属膜ＭＬ１など）に覆われないことが要求される。
【０１３９】
そこで図４１および図４２を参照して、本実施の形態においては、原点マークが示す位置の原点ＯＣの上方が金属膜ＭＬ１〜ＭＬ４（配線層Ｍ１〜Ｍ４）で覆われないように構成されている。
【０１４０】
図４１および図４２においては、原点マーク領域において、配線層Ｍ１，Ｍ２のいずれも配置されないことに伴い、拡散防止膜ＡＤＬ１，ＡＤＬ２のそれぞれに第２の開口領域としてそれぞれ原点マークＯＭが形成されている。
【０１４１】
原点マークＯＭは、図４１および図４２の原点マーク領域の左右方向、および図４１の上下方向のそれぞれに関して３つずつ、互いに間隔をあけて合計５つが、巨視的に十字状を構成するように配置されている。それぞれの原点マークＯＭはたとえば平面視において矩形状（ほぼ正方形状）を有している。
【０１４２】
原点マーク領域は半導体回路領域以外の領域であるが、図４２においては層間絶縁膜ＩＩ１〜ＩＩ４のいずれにおいても、画素領域に形成される配線層Ｍ１〜Ｍ４と同様の態様を有する配線層Ｍ１〜Ｍ４が形成されている。また図４２の原点マーク領域においては配線層Ｍ１〜Ｍ４がすべて平面視において同一の位置に（互いに重なるように）配置されている。拡散防止膜ＡＤＬ１〜ＡＤＬ４についても同様に、すべて平面視において同一の位置に（互いに重なるように）配置されている。たとえば図４２に示す配線層Ｍ１〜Ｍ４の配列はあくまで一例であり、これに限られない。特に原点ＯＣを含む原点マークＯＭ以外と平面視において重なる領域以外の原点マーク領域における配線層Ｍ１〜Ｍ４の配置は任意である。
【０１４３】
また図４２においては原点マーク領域の拡散防止膜ＡＤＬ３，ＡＤＬ４はその全体に形成されているがこの形成態様も任意であり、たとえば拡散防止膜ＡＤＬ３，ＡＤＬ４にも部分的に（たとえば拡散防止膜ＡＤＬ１，ＡＤＬ２の原点マークＯＭの真上に）原点マークＯＭとしての開口領域が形成されていてもよい。あるいは拡散防止膜ＡＤＬ３，ＡＤＬ４は原点マーク領域にはまったく形成されなくてもよい。さらにはたとえば拡散防止膜ＡＤＬ１〜ＡＤＬ４のいずれかのみに第２の開口領域としての原点マークが形成されていてもよい。
【０１４４】
本実施の形態においては、図４２に示すように、第２の開口領域としての拡散防止膜ＡＤＬ１，ＡＤＬ２の原点マークＯＭの、主表面Ｓ１に沿う方向の寸法ｘ２が、基本的に第１の開口領域としての拡散防止膜ＡＤＬ１の開口領域ＣＶ１の、主表面Ｓ１に沿う方向の寸法ｘ１と同じであるか、それより小さくなっている。より具体的には、原点マークＯＭの、主表面Ｓ１に沿う方向の（平面視における）寸法の最小値が、画素領域におけるフォトダイオードＰＤの真上に形成される拡散防止膜ＡＤＬ１の第１の開口領域ＣＶ１の平面視における寸法の最小値Ｈ１，Ｖ２（図８、図９参照）と同じであるか、それよりも小さくなっている。この点において、上記寸法ｘ２（モニタパターン）が寸法ｘ１より大きくなっている実施の形態１〜３と異なっている。
【０１４５】
また上記のように、本実施の形態の原点マークＯＭは、全工程において視認性を確保するために、その真上には実施の形態１〜３のようなマーク配線層ＭＣは配置されていない。この点において、本実施の形態は実施の形態１〜３と異なっている。
【０１４６】
なお、これ以外の本実施の形態の構成は、実施の形態１の構成とほぼ同じであるため同一の要素については同一の符号を付し、その説明は繰り返さない。
【０１４７】
以上の図４２、および図４１の平面図におけるモニタパターン領域の態様は、図３９のダイシングされる前のウェハ状態におけるモニタパターン領域の全体を示したものである。図４０のようにダイシングされた後の半導体チップのモニタパターン領域は、当該チップの縁部に形成されておりその一部が切断により除去されているため、図４１および図４２に示す態様の一部のみが残存している（たとえば原点ＯＣが半導体チップの角部に相当する位置に配置され、図４１の構成が４分割されたものが図４０のチップ領域ＩＭＣの４隅に形成される）。
【０１４８】
次に図４２に示す、本実施の形態の半導体装置の製造方法について図４３〜図４９を用いて説明する。
【０１４９】
図４３を参照して、基本的に実施の形態１の図１０〜図１６と同様の処理がなされる。ただしここでは原点マーク領域において画素領域と同様に配線層Ｍ１が形成される点が実施の形態１と異なっている。その配線層Ｍ１の上面を覆うように層間絶縁膜ＩＩ１ｂ上に拡散防止膜ＡＤＬ１が形成され、通常の写真製版技術により、フォトレジストＰＨＲのパターンが形成される。フォトレジストＰＨＲのパターンは、たとえば画素領域においては、フォトダイオードＰＤと平面視において重なる領域の少なくとも一部を含むように開口が形成され、たとえば原点マーク領域においては、原点マークＯＭを形成しようとする領域と平面視において重なる領域に開口を有するように形成される。
【０１５０】
図４４を参照して、図１７の工程と同様の処理がなされ、拡散防止膜ＡＤＬ１には開口領域ＣＶ１と原点マークＯＭとが形成される。ここでは原点マークＯＭの平面視における寸法の最小値が、開口領域ＣＶ１の平面視における寸法の最小値以下となるように形成される。
【０１５１】
図４５を参照して、図１８および図１９と同様の処理がなされる。これにより、原点マーク領域における拡散防止膜ＡＤＬ１の開口領域の（平面視における）寸法の最小値が、画素領域（半導体回路領域）における拡散防止膜ＡＤＬ１の開口領域の（平面視における）寸法の最小値以下となるように、拡散防止膜ＡＤＬ１の開口領域が形成される。
【０１５２】
図４６を参照して、図２０および図２１と同様の処理がなされる。図４７〜図４９を参照して、図２２〜図２４と同様の処理がなされ、層間絶縁膜ＩＩ２には配線層Ｍ２およびコンタクト領域Ｃ２が形成される。このとき原点マーク領域において、拡散防止膜ＡＤＬ１に形成された原点マークＯＭの真上を配線層Ｍ２が覆うことのないように（すなわち原点マークＯＭの真上以外の領域に配線層Ｍ２が配置されるように）、配線層Ｍ２がパターニングされる。これ以降の各工程については実施の形態１と同様に説明を省略する。また上記で記載されなかった部分については基本的に実施の形態１で説明した手順と同様である。
【０１５３】
次に、本実施の形態の作用効果について説明する。
上記のように本実施の形態においては、拡散防止膜ＡＤＬ１に形成された開口領域としての原点マークＯＭの真上にマーク配線層ＭＣを形成することができないため、たとえば図４５の工程の後に形成される層間絶縁膜ＩＩ２ａ、および図４６の工程の後に形成される層間絶縁膜ＩＩ２ｂの表面に凹部ＤＰが形成されないことが要求される。
【０１５４】
そこで拡散防止膜ＡＤＬ１に形成された開口領域としての原点マークＯＭの平面視における寸法の最小値を、画素領域においてフォトダイオードＰＤの真上に形成される拡散防止膜ＡＤＬ１の第１の開口領域ＣＶ１の平面視における寸法の最小値と同じまたはそれよりも小さく（それ以下に）する。
【０１５５】
このようにすれば、画素領域においてフォトダイオードＰＤの真上に形成される第１の開口領域は面積が小さいためその上の層間絶縁膜ＩＩ２ａに段差が形成されたとしても研磨により除去可能となるのと同様に、原点マークＯＭの真上の層間絶縁膜ＩＩ２ａなどに形成される段差は研磨により除去しきれる程度の大きさおよび深さとなるため容易に除去される。したがって原点マークＯＭの真上にマーク配線層ＭＣなどが形成されなくても、原点マークＯＭの真上に凹部ＤＰおよび余剰形成層ＥＸＴが形成される可能性を低減することができる。このため２層の層間絶縁膜ＩＩ２ａ，ＩＩ２ｂを用いたデュアルダマシン法により、信頼性の高い配線層およびコンタクト領域を形成することができる。
【０１５６】
原点ＯＣを含む原点マークＯＭの真上が配線層Ｍ１〜Ｍ４（と同一の層）に覆われなければ原点ＯＣの視認性を確保することができる。したがって、本実施の形態における原点マークＯＭの平面形状は、図４１に示す態様に限らず、たとえば図５０および図５１に示すような態様を有していてもよい。なお図５０においては図５１から配線層Ｍ１，拡散防止膜ＡＤＬ１および原点マークＯＭのみが抽出されている。
【０１５７】
以上においては、原点マークＯＭをスクライブライン領域に配置している場合の例を説明している。しかし図５２を参照して、半導体回路領域内であるたとえばロジック回路領域内に原点マークＯＭが形成されてもよい。この場合においてもモニタパターンＭＰがスクライブライン領域に形成された場合と同様の効果を得ることができる。さらに図示されないが、半導体回路領域内の画素領域内の、第１の開口領域ＣＶ１が形成される領域以外の領域に、第１の開口領域ＣＶ１とは別の第２の開口領域として原点マークＯＭが形成されてもよい。
【０１５８】
なお図５２のように半導体回路領域内に原点マークＯＭが形成される場合には、上記の場合と異なり、ダイシングにより原点マークＯＭは切断されないため、図１に示すウェハ状態、および図５２に示す分割後の半導体チップの状態の双方において、図４１および図４２以降の各図の原点マーク領域が示す全体が残存する態様となる。
【０１５９】
（実施の形態５）
実施の形態４において、以下の各態様が用いられてもよい。これらの場合においても、基本的に実施の形態４と同様の作用効果を奏することができる。なおここでも、各図が示す態様は基本的にダイシング前のウェハ状態における態様である。
【０１６０】
まず図５３を参照して、本実施の形態の半導体装置としてのイメージセンサは、基本的に図４２に示す実施の形態４の半導体装置としてのイメージセンサと同様の構成を有している。しかし本実施の形態においては、拡散防止膜ＡＤＬ１に形成された原点ＯＣを含む原点マークＯＭの真上に拡散防止膜ＡＤＬ２が配置されており、その真下には配線層Ｍ２が配置されていない。この点において、原点マーク領域における拡散防止膜ＡＤＬ１と拡散防止膜ＡＤＬ２とが平面視において重なるように配置されている実施の形態４と異なっている。
【０１６１】
図５４を参照して、原点マークＯＭは、たとえば矩形（ほぼ正方形）状の平面形状を有し互いに間隔をあけて行列状に配置される複数の拡散防止膜ＡＤＬ１のパターンに挟まれた、拡散防止膜ＡＤＬ１の開口領域として形成され、その原点マークＯＭ内に原点ＯＣが配置される構成であってもよい。
【０１６２】
また図５５を参照して、拡散防止膜ＡＤＬ１に複数（たとえば４つ）形成された開口領域としての原点マークＯＭのそれぞれは、一方向に向けて尖ったような平面形状を有しており、その尖った部分が原点ＯＣの方向を向くように形成されていてもよい。この場合、原点ＯＣは拡散防止膜ＡＤＬ１に覆われた領域に配置されているものの、複数の原点マークＯＭの尖った部分の指す方向が交わる位置に原点ＯＣが配置されると認識することができる。なおこのような構成を有する場合には原点ＯＣの位置が必ずしも拡散防止膜ＡＤＬ１の開口を有している必要はなく、拡散防止膜ＡＤＬ１が形成される領域と重なるように銅を主成分とする金属膜が形成されてもよい。
【０１６３】
図５６を参照して、これは図５４の拡散防止膜ＡＤＬ１と同様に矩形状の態様を有する複数の原点マークＯＭが、拡散防止膜ＡＤＬ１の開口領域として行列状に配置されている。そしてこれらの原点マークＯＭに挟まれた部分の中心に原点ＯＣが配置されている。この場合も図５５と同様に、複数の原点マークＯＭの配置により原点ＯＣの位置を特定することができるため、原点ＯＣ自身が拡散防止膜ＡＤＬ１の開口領域に形成されていなくてもよい。
【０１６４】
また図５７を参照して、拡散防止膜ＡＤＬ１の開口領域としての原点マークＯＭが十字形状を有しており、その中心に原点ＯＣが配置された構成であってもよい。
【０１６５】
その他、図５８（Ａ）〜（Ｅ）を参照して、図５７に示すようなその中心に原点ＯＣが配置されるような原点マークＯＭは、矩形状以外の平面形状を有していてもよい。原点マークＯＭは、図５８（Ａ）においては矩形状の角部が丸くなった平面形状、図５８（Ｂ）においては十字形状、図５８（Ｃ），（Ｄ），（Ｅ）においてはいずれも矩形状の角部のうち１つまたは２つが斜め方向に切り落とされた平面形状を有している。図５８（Ｂ）の原点マークＯＭの形状は、図５７の原点マークＯＭの形状にほぼ等しくなっている。
【０１６６】
上記のように原点マーク領域の（原点マークＯＭを構成する）拡散防止膜の開口領域の寸法の最小値が、半導体回路領域の拡散防止膜の開口領域の寸法の最小値以下であることが好ましい。したがってたとえば図５８（Ｂ）のように十字形状の原点マークＯＭを形成すれば、原点マークＯＭをある程度大きく形成することによりその内部に原点ＯＣが確実に収まるようにし、かつ原点マークＯＭの視認性を高めることができることに加え、原点マークＯＭの寸法の最小値ｅを小さくすることができる。
【０１６７】
たとえば図５８（Ａ），（Ｃ），（Ｄ），（Ｅ）はその寸法の最小値ｅはその形状の外枠の寸法として現れるのに対し、図５８（Ｂ）においては寸法の最小値ｅはその形状の外枠ではなく十字形状を構成するそれぞれの細長い領域の細い幅として形成される。このため、その外枠の寸法は図５８（Ａ）〜（Ｅ）まですべてほぼ同じであるのに対し、寸法の最小値ｅは図５８（Ｂ）において他の形状よりも著しく小さくすることができる。このことから、特に図５８（Ｂ）に示すように十字形状の原点マークＯＭを形成することにより、実施の形態４に示す原点マークＯＭの真上における凹部ＤＰおよび余剰形成層ＥＸＴの形成を抑制する効果がいっそう高められる。
【０１６８】
以上の実施の形態は、イメージセンサのフォトダイオードＰＤの真上に拡散防止膜の開口領域が形成される場合を例に挙げて説明したが、これに限らず、たとえばイメージセンサを含まない半導体装置において、半導体回路領域の拡散防止膜に開口領域が形成される場合においても適用可能である。また以上の各実施の形態の技術的特徴同士が、技術的な矛盾のない程度に適宜組み合わせて用いられてもよい。
【０１６９】
その他、実施の形態に記載された内容の一部を以下に記載する。
（１）  半導体装置の製造方法は、まず半導体基板の主表面上に銅を主成分とする第１の配線層が形成される。第１の配線層上に、平面視における一部の領域である半導体回路領域における開口領域としての第１の開口領域と、平面視において第１の開口領域とは別の開口領域としての第２の開口領域とが形成された第１の拡散防止膜が形成される。第１の拡散防止膜を覆うように絶縁膜が形成される。絶縁膜の上面を研磨し平坦にすることにより第１の層間絶縁膜が形成される。第１の層間絶縁膜上を覆うように第２の層間絶縁膜を形成することにより層間絶縁膜が形成される。第２の層間絶縁膜内に形成された溝および孔の内部を埋めるように、半導体回路領域において、銅を主成分とする第２の配線層と、第１の配線層と第２の配線層とを接続する接続部とが形成される。第１および第２の開口領域は、接続部が第１の拡散防止膜を貫通するために形成される開口領域とは異なる領域に形成される。第２の開口領域の平面視における寸法の最小値は、第１の開口領域の平面視における寸法の最小値以下となるように形成される。
【０１７０】
以上、本発明者によってなされた発明を実施の形態に基づき具体的に説明したが、本発明は上記実施の形態に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で種々変更可能であることはいうまでもない。
【符号の説明】
【０１７１】
ＡＤＬ１，ＡＤＬ２，ＡＤＬ３，ＡＤＬ４  拡散防止膜、ＢＲＬ１，ＢＲＬ２  バリアメタル、Ｃ１，Ｃ２，Ｃ３，Ｃ４  コンタクト領域、ＣＦ  カラーフィルタ、ＣＨ  コンタクトホール、ＣＶ，ＣＶ１，ＣＶ２，ＣＶ３，ＣＶ４  開口領域、ＣＴ１，ＣＴ２，ＣＴ３  コンタクト、ＤＰ  凹部、ＤＲ  ドレイン領域、ＥＸＴ  余剰形成層、ＧＥ  ゲート電極、ＧＩ  ゲート絶縁膜、ＩＩ１，ＩＩ１ａ，ＩＩ１ｂ，ＩＩ２，ＩＩ２ａ，ＩＩ２ｂ，ＩＩ３，ＩＩ３ａ，ＩＩ３ｂ，ＩＩ４，ＩＩ４ａ，ＩＩ４ｂ，ＩＩ５，ＩＩ５ａ，ＩＩ５ｂ  層間絶縁膜、ＩＭＣ  チップ領域、ＬＮＳ  受光レンズ、Ｍ１，Ｍ２，Ｍ３，Ｍ４  配線層、ＭＣ  マーク配線層、ＭＣＦ  マーク配線層領域、ＭＬ１，ＭＬ２，ＭＬ３，ＭＬ４  金属膜、ＭＰ  モニタパターン、ＯＣ  原点、ＯＭ  原点マーク、ＰＤ  フォトダイオード、ＰＨＲ  フォトレジスト、ＰＷＬ  ｐ型ウェル領域、Ｓ１  主表面、ＳＣＷ  半導体ウェハ、ＳＩ  分離絶縁膜、ＳＬＲ  スクライブライン領域、ＳＲ  ソース領域、ＳＷ  側壁絶縁膜、ＴＨ  溝。
【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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【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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【図５１】
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【図５２】
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【図５３】
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【図５４】
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【図５５】
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【図５６】
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【図５７】
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【図５８】
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