(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
半導体基板上に絶縁膜を介して薄膜抵抗体が形成され、その薄膜抵抗体上の絶縁膜の膜厚が周囲より薄く形成されてレーザートリミング用のトリミング窓開口部が形成され、そのトリミング窓開口部を介して、薄膜抵抗体にレーザートリミングが施される半導体装置の製造方法において、
（Ａ）半導体基板上に薄膜抵抗体用の膜を形成し、前記薄膜抵抗体用の膜をパターニングして、薄膜抵抗体と前記薄膜抵抗体の周辺にダミーパターンを形成する工程と、
（Ｂ）前記半導体基板上に層間絶縁膜を形成する工程と、
（Ｃ）前記トリミング窓開口部形成領域及び膜厚モニタ用開口部形成領域の前記層間絶縁膜をエッチングして前記トリミング窓開口部及び膜厚モニタ用開口部を形成する工程と、をその順に含み、
前記工程（Ａ）で、前記ダミーパターンを前記エッチング処理前の前記薄膜抵抗体上の層間絶縁膜膜厚と前記膜厚モニタ用開口部形成領域の層間絶縁膜膜厚が同じになる位置に形成することを特徴とする半導体装置の製造方法。
【請求項２】
前記薄膜抵抗体及び前記ダミーパターンを含む領域は、前記トリミング窓開口部の面積よりも大きく形成する請求項１に記載の製造方法。
【請求項３】
前記薄膜抵抗体及び前記ダミーパターンを含む領域の短辺幅は８μｍ以上である請求項１又は２に記載の製造方法。
【請求項４】
前記工程（Ａ）で、前記膜厚モニタ用開口部形成領を含んで前記膜厚モニタ用開口部形成領の面積よりも大きい膜厚モニタ用パターンを前記薄膜抵抗体用の膜から形成する請求項１から３のいずれか一項に記載の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、半導体基板上に絶縁膜を介して薄膜抵抗体（レーザービームの照射によって溶断されるにより抵抗値を調整できる素子）が形成され、その薄膜抵抗体上の絶縁膜の膜厚が周囲より薄く形成されてレーザートリミング用のトリミング窓開口部が形成され、そのトリミング窓開口部を介して、薄膜抵抗体にレーザートリミングが施される半導体装置の製造方法に関し、特にトリミング窓開口部を形成するためのエッチングを精度良く行なうことに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来、一部の半導体装置では、薄膜抵抗体を予め設けておき、その薄膜抵抗体をレーザー照射により溶断して抵抗値を調整するレーザートリミングが行なわれている。レーザートリミングが施される半導体装置としては、安定したレーザートリミングを行なうために薄膜抵抗体のレーザー光が照射される部分の一部にレーザー光の吸収率の高い物質を備えたものがある（特開平９−２４６４６８号公報参照）。
【０００３】
そのような半導体装置の製造工程において、レーザートリミングを施す薄膜抵抗体上に形成された１層又は複数層の層間絶縁膜に、薄膜抵抗体に対してレーザー照射を行なうためのトリミング窓開口部を形成するとき、安定にかつ精度良くレーザートリミングを行なうためと、半導体装置の信頼性の観点から、トリミング窓開口部形成により薄膜抵抗体上に存在する層間絶縁膜残存膜厚を適切な値にコントロールする必要がある。
【０００４】
トリミング窓開口部形成後に薄膜抵抗体上に存在する層間絶縁膜残存膜厚を制御する方法として、薄膜抵抗体直上の層間絶縁膜のトリミング窓開口部形成領域に対応する表面位置に金属膜パターンを形成し、トリミング窓開口部形成時にその金属膜パターンをエッチングストッパーとして金属膜パターン上層の層間絶縁膜を除去した後、その金属膜パターンを除去してトリミング窓開口部を形成する方法が提案されている（特開平１１−１３５７３０号公報参照）。
しかし、その方法ではトリミング窓開口部を形成する際に、層間絶縁膜と金属膜パターンを別々のエッチング工程により除去する必要があるので、工程数が増加するという問題があった。
【０００５】
トリミング窓開口部形成後に薄膜抵抗体上に存在する層間絶縁膜残存膜厚を制御する他の方法として、その層間絶縁膜残存膜厚を測定する方法がある。
しかし、薄膜抵抗体は通常数μｍ幅しかない。この幅は、一般に用いられている干渉式膜厚計で膜厚を測定するには狭く、また位置精度を確保できないため、トリミング窓開口部形成後の薄膜抵抗体上の層間絶縁膜残存膜厚を直接測定することができない。
そこで、トリミング窓開口部とは異なる位置に、層間絶縁膜残存膜厚を測定できる程度の膜厚モニタ用開口部をトリミング窓開口部と同時に形成し、膜厚モニタ用開口部に存在する層間絶縁膜残存膜厚を測定することにより、間接的に薄膜抵抗体上の層間絶縁膜残存膜厚を制御している。
【０００６】
図９は、レーザートリミングを施す半導体装置の従来の製造方法により形成された半導体装置の一部の平面図であり、（ａ）は薄膜抵抗体周辺の平面図、（ｂ）は膜厚モニタ用開口部周辺の平面図である。
図１０は、レーザートリミングを施す半導体装置の従来の製造方法を示す工程断面図であり、以下にその工程を説明する。（ａ−１）はトリミング窓開口部形成前の薄膜抵抗体周辺の断面図、（ｂ−１）はトリミング窓開口部形成前の膜厚モニタ用開口部形成領域周辺の断面図、（ａ−２）はトリミング窓開口部形成後の薄膜抵抗体周辺の断面図、（ｂ−２）はトリミング窓開口部形成後の膜厚モニタ用開口部周辺の断面図を示す。（ａ−１）及び（ａ−２）は図９（ａ）のＡ−Ａ’位置での断面図、（ｂ−１）及び（ｂ−２）は図９（ｂ）のＢ−Ｂ’位置での断面図である。
【０００７】
（１）シリコン基板１表面に素子分離用のフィールド酸化膜３を形成した後、ポリシリコン膜を堆積し、そのポリシリコン膜をパターニングしてフィールド酸化膜３上に薄膜抵抗体５を形成する。その後、シリコン基板１上に、ＢＰＳＧ（上層）／ＮＳＧ（下層）膜７、プラズマＣＶＤ膜９、有機ＳＯＧ膜１１、プラズマＣＶＤ膜１３、ＰＳＧ膜１５及び窒化膜１７を順次形成する（（ａ−１），（ｂ−１）参照）。ＰＳＧ膜１５及び窒化膜１７はパッシベーション膜を構成する。ここで、配線の形成工程は省略されている。
【０００８】
（２）窒化膜１７上に、トリミング窓開口部形成領域及び膜厚モニタ用開口部形成領域に開口部をもつレジストパターンを形成した後、そのレジストパターンをマスクにしてエッチングにより、薄膜抵抗素子上のＢＰＳＧ／ＮＳＧ膜７が所望の膜厚になるように、窒化膜１７、ＰＳＧ膜１５、プラズマＣＶＤ膜１３、有機ＳＯＧ膜１１、プラズマＣＶＤ膜９及びＢＰＳＧ／ＮＳＧ膜７を順次エッチングしてトリミング窓開口部１９及び膜厚モニタ用開口部２１を同時に形成する。
【０００９】
一般にＢＰＳＧ／ＮＳＧ膜７、プラズマＣＶＤ膜９、有機ＳＯＧ膜１１、プラズマＣＶＤ膜１３は平坦化されており、薄膜抵抗体５等の段差がある位置では、その配線幅に応じて、上層に形成される層間絶縁膜の膜厚が異なる。
図１０（ａ−１）、（ｂ−１）に示すように、従来方法において、トリミング窓開口部形成領域の薄膜抵抗体５上の層間絶縁膜膜厚２３と膜厚モニタ用開口部形成領域の層間絶縁膜膜厚２５は、平坦化による影響で大きく異なる。特に、トリミング窓開口部形成領域と膜厚モニタ用開口部形成領域とでは、ＢＰＳＧ／ＮＳＧ膜７及びプラズマＣＶＤ膜９の膜厚が異なる。また、有機ＳＯＧ膜１１はトリミング窓開口部形成領域の段差の凹部には存在するが、平坦な膜厚モニタ用開口部形成領域には存在しない。
【００１０】
また、トリミング窓開口部１９及び膜厚モニタ用開口部２１は、パッシベーション膜１７，１９を形成した後、一度のエッチングにより所望の膜厚までエッチングして形成するが、エッチレートの異なる絶縁膜が積層された膜をエッチング対象としており、さらに層間絶縁膜膜厚２３，２５が異なることから、トリミング窓開口部形成領域と膜厚モニタ用開口部形成領域とではエッチング量が同一にならず、エッチング後の薄膜抵抗体５上の層間絶縁膜残存膜厚２７と膜厚モニタ用開口部２１の層間絶縁膜残存膜厚２９とが異なる。
【００１１】
図１１は、トリミング窓開口部及び膜厚モニタ用開口部の形成時の層間絶縁膜残存膜厚とエッチング時間の関係を模式的に示す図である。縦軸は層間絶縁膜残存膜厚を示し、横軸はエッチング時間を示す。
破線３０は、膜厚モニタ用開口部での層間絶縁膜残存膜厚とエッチング時間の関係を示している。また、実線３２は、ある配線幅を有する薄膜抵抗体５上の層間絶縁膜残存膜厚とエッチング時間の関係を示している。
エッチング後の薄膜抵抗体５上の層間絶縁膜残存膜厚２７（図１０も参照）を膜厚Ａとしたい場合、膜厚モニタ用開口部２１における層間絶縁膜残存膜厚２９は膜厚ａとなる（膜厚Ａ≠膜厚ａ）。そこで、エッチング時間に対する層間絶縁膜残存膜厚２７と２９の相関関係を予め把握しておく必要がある。
【００１２】
しかし、ある条件下で薄膜抵抗体５上の層間絶縁膜残存膜厚２７を膜厚モニタ用開口部２１の層間絶縁膜残存膜厚２９により間接的に精度良くモニタできたとしても、薄膜抵抗体５の線幅が異なったり、配線層の多層化及び層間絶縁膜の形成プロセスが変更されたりすると、各層間絶縁膜の膜厚のバランスが崩れて層間絶縁膜膜厚２３と２５の膜厚差が変化し、さらにエッチング時間に対する層間絶縁膜残存膜厚２７と２９の相関関係も変化するので、その都度トリミング窓開口部１９及び膜厚モニタ用開口部２１形成用のエッチング時における膜厚モニタ用開口部形成領域のエッチング量あるいはエッチング後の層間絶縁膜残存膜厚２９の最適化が必要になる。
【００１３】
その最適化の一例を以下に示す。
該当する構造を有する製品でエッチング時間を振り、処理を行ない、そのときの膜厚モニタ用開口部２１のエッチング後の層間絶縁膜残存膜厚２９を干渉式膜厚計で測定する。トリミング窓開口部１９の薄膜抵抗体５上の層間絶縁膜残存膜厚２７は、断面ＳＥＭ（走査型電子顕微鏡）観察により求める。得られた膜厚モニタ用開口部２１のエッチング後の層間絶縁膜残存膜厚２９と薄膜抵抗体５上の層間絶縁膜残存膜厚２７から図１１と同様の相関図を求め、所望する薄膜抵抗体５上の層間絶縁膜残存膜厚２７になるよう膜厚モニタ用開口部２１の層間絶縁膜残存膜厚２９とエッチング時間の最適化を行なう。
【００１４】
また、薄膜抵抗体５上の層間絶縁膜残存膜厚２７は薄膜抵抗体５の配線幅に依存することから、薄膜抵抗体５の配線幅が図１１中の実線３２の関係を示す配線幅より幅広の場合は一点鎖線３４の関係、幅狭の場合は二点鎖線３６の関係を示す。薄膜抵抗体５上の層間絶縁膜残存膜厚２７をＡにしたい場合、実線３２、一点鎖線３４、二点鎖線３６について、エッチング時間が各々異なり、実線３２では時間ａ、一点鎖線３４では時間ｂ’、二点鎖線３６では時間ｃ’となり、時間ａ’≠時間ｂ≠時間ｃとなる。したがって、膜厚モニタ用開口部２１の層間絶縁膜残存膜厚２９も各々異なり、時間ａ’に対する膜厚ａと、時間ｂ’に対する膜厚ｂと、時間ｃ’に対する膜厚ｃの関係は、膜厚ａ≠膜厚ｂ≠膜厚ｃとなる。そのため、薄膜抵抗体５の配線幅に応じて、エッチング時間に対する層間絶縁膜残存膜厚２７と２９の相関関係を把握しておく必要がある。
【００１５】
以上より、薄膜抵抗体５上の層間絶縁膜膜厚２３と膜厚モニタ用開口部形成領域の層間絶縁膜膜厚２５が異なると、薄膜抵抗体５上の層間絶縁膜残存膜厚２７の制御がプロセス変動やパターン依存の影響を受け易く、トリミング窓開口部１９を形成するためのエッチング時間の最適化が煩雑であるだけでなく、薄膜抵抗体５上の層間絶縁膜残存膜厚２７を精度良くをコントロールすることがでず、半導体装置の安定した品質及び信頼性を得るのが困難であるという問題があった。また、何らかの要因でトリミング窓開口部用のエッチング時にオーバーエッチングをし過ぎると、従来の構造であればシリコン基板１が露出してしまい（図１２参照）、著しく半導体装置の信頼性を低下させる場合もある。
【００１６】
【発明が解決しようとする課題】
そこで本発明は、トリミング窓開口部を形成するためのエッチングにおけるエッチング時間の最適化を容易に図ることができ、薄膜抵抗体上の層間絶縁膜残存膜厚を精度良く制御できる半導体装置の製造方法を提供することを目的とするものである。
【００１７】
【課題を解決するための手段】
本発明は、半導体基板上に絶縁膜を介して薄膜抵抗体が形成され、その薄膜抵抗体上の絶縁膜の膜厚が周囲より薄く形成されてレーザートリミング用のトリミング窓開口部が形成され、そのトリミング窓開口部を介して、薄膜抵抗体にレーザートリミングが施される半導体装置の製造方法であって、半導体基板上に薄膜抵抗体用の膜を形成し、上記薄膜抵抗体用の膜をパターニングして、薄膜抵抗体と上記薄膜抵抗体の周辺にダミーパターンを形成する工程（Ａ）と、上記半導体基板上に層間絶縁膜を形成する工程（Ｂ）と、上記トリミング窓開口部形成領域及び膜厚モニタ用開口部形成領域の上記層間絶縁膜をエッチングして上記トリミング窓開口部及び膜厚モニタ用開口部を形成する工程（Ｃ）と、をその順に含み、上記工程（Ａ）で、上記ダミーパターンを上記エッチング処理前の上記薄膜抵抗体上の層間絶縁膜膜厚と上記膜厚モニタ用開口部形成領域の層間絶縁膜膜厚が同じになる位置に形成するものである。
【００１８】
薄膜抵抗体の周辺にダミーパターンを形成することにより、薄膜抵抗体直上に形成される層間絶縁膜に関して、薄膜抵抗体及びダミーパターンを含む領域における膜厚を平坦化処理を施しても厚く形成することができ、膜厚モニタ用開口部形成領域における膜厚と同じにすることができる。そして、薄膜抵抗体及びダミーパターンを含む領域と、膜厚モニタ用開口部形成領域において、それらの領域上に形成される各層間絶縁膜の膜厚及びそれらの膜厚の合計が同じになる。これにより、トリミング窓開口部及び膜厚モニタ用開口部形成時のエッチングに関して、トリミング窓開口部形成領域及び膜厚モニタ用開口部形成領域における層間絶縁膜残存膜厚とエッチング時間の関係が同じになる。すなわち、トリミング窓開口部及び膜厚モニタ用開口部形成時のエッチングにおける薄膜抵抗体上の層間絶縁膜残存膜厚と、膜厚モニタ用開口部の層間絶縁膜残存膜厚が同じになるので、膜厚モニタ用開口部の層間絶縁膜残存膜厚を測定することにより、その残膜厚を薄膜抵抗体上の層間絶縁膜残存膜厚として得ることができる。
【００１９】
さらに、ダミーパターン形成工程を別途設ける必要がなくなるとともに、薄膜抵抗体及びダミーパターンの上面を同じ平面に形成することができ、トリミング窓開口部形成前の薄膜抵抗体上の層間絶縁膜膜厚と膜厚モニタ用開口部形成領域の層間絶縁膜膜厚を同じに制御しやすくなる。
【００２０】
【発明の実施の形態】
薄膜抵抗体及びダミーパターンを含む領域は、トリミング窓開口部の面積よりも大きく形成することが好ましい。その結果、トリミング窓開口部形成領域の層間絶縁膜の膜厚はその領域全てにおいて厚く形成されているので、トリミング窓開口部のエッチングにおけるオーバーエッチングによる半導体基板の露出を抑制することができる。さらに、トリミング窓開口部形成位置のマージンを大きくすることができる。
【００２１】
薄膜抵抗体及びダミーパターンを含む領域の短辺幅は８μｍ以上であることが好ましい。その結果、薄膜抵抗体直上の層間絶縁膜に平坦化処理を施してもその層間絶縁膜の薄膜抵抗体上の膜厚が平坦化処理により薄くなることを抑制することができる。
【００２２】
薄膜抵抗体とダミーパターンとの間隔、及びダミーパターンが複数のパターンにより構成される場合はそれらのパターン間隔も含めて、それらの間隔のうちの最大の間隔Ｓは、下記の式によって示される例を挙げることができる。
間隔Ｓ ≦ (薄膜抵抗体直上の層間絶縁膜の膜厚)×(カバレッジ)×２
ここでカバレッジとは、図１３に示すように、例えばダミーパターンなどの突出部分の側壁に形成される層間絶縁膜の膜厚ａと、平坦部分に形成される層間絶縁膜の膜厚ｂとの関係をいい、ａ／ｂで示される。
【００２３】
【実施例】
図１は本発明の一実施例を示す工程断面図であり、（ａ−１），（ａ−２），（ａ−３）はトリミング窓開口部形成領域を示し、（ｂ−１），（ｂ−２），（ｂ−３）は膜厚モニタ用開口部形成領域を示す。
（１）シリコンウェハ１表面に素子分離用のフィールド酸化膜３を形成した後、シリコンウェハ１上にポリシリコン膜を３５０ｎｍの膜厚で堆積させ、そのポリシリコン膜をパターニングして、半導体装置のゲート電極（図示は省略）を形成するとともに薄膜抵抗体５及びダミーパターン６を形成する（（ａ−１），（ｂ−１）参照）。
【００２４】
図２は、工程（１）により形成された薄膜抵抗体５及びダミーパターン６を示す上面図である。図１（ａ−１）は図２のＸ−Ｘ’位置での断面図である。
薄膜抵抗体５の線幅Ａは２μｍであり、長さ寸法Ｂは１１μｍである。薄膜抵抗体５の周辺に、薄膜抵抗体５と１μｍの間隔Ｓをもってダミーパターン６が形成されている。ダミーパターン６の線幅Ｃは４μｍであり、長さ寸法Ｄは１３μｍである。ここで、薄膜抵抗体５及びダミーパターン６を含む領域は幅寸法が１２μｍ、長さ寸法が１３μｍである。１９は後工程で形成されるトリミング窓開口部を示し、薄膜抵抗体５及びダミーパターン６を含む領域の幅寸法、長さ寸法がトリミング窓開口部１９の幅寸法、長さ寸法よりも大きくなるように設定されている。
【００２５】
（２）図１に戻って説明を続けると、薄膜抵抗体５及びダミーパターン６形成後のシリコン基板１上に、常圧ＣＶＤを用いてＮＳＧ膜を１００ｎｍの膜厚で堆積させ、さらにその上にＢＰＳＧ膜を７００ｎｍの膜厚で堆積させた後、８５０℃、窒素雰囲気下の条件で熱処理を行ない、ＢＰＳＧ膜をリフローさせてＢＰＳＧ（上層）／ＮＳＧ（下層）膜７を形成する。
ここで、薄膜抵抗体５とダミーパターン６の間隔Ｓは１μｍであるので、ＮＳＧ膜及びＢＰＳＧ膜の堆積時に、薄膜抵抗体５及びダミーパターン６を含む領域において、ＮＳＧ膜及びＢＰＳＧ膜の表面に凹凸が形成されることはない。
さらに、薄膜抵抗体５及びダミーパターン６を含む領域の寸法は１２μｍ×１３μｍであるので、ＢＰＳＧ膜の平坦化処理において、その領域上のＢＰＳＧ膜は薄くならず、薄膜抵抗体５上及び膜厚モニタ用開口部形成領域のＢＰＳＧ／ＮＳＧ膜７の膜厚は同じである。
【００２６】
ＢＰＳＧ／ＮＳＧ膜７を形成した後、ＢＰＳＧ／ＮＳＧ膜７表面に形成される第１の金属配線パターンとＢＰＳＧ／ＮＳＧ膜７直下に形成された薄膜抵抗体５を含むポリシリコン配線を接続させるための配線接続孔（図示せず）をＢＰＳＧ／ＮＳＧ膜７に形成する。
次にスパッタ法を用い、ＢＰＳＧ／ＮＳＧ膜７上に、主にＡｌ（アルミニウム）を主成分とする金属層を堆積させた後、その金属層をパターニングして第１の金属配線パターン（図示せず）を形成する。
【００２７】
第１の金属配線パターンを形成した後、ＢＰＳＧ／ＮＳＧ膜７上に、プラズマＣＶＤにより、プラズマＣＶＤ膜９を４００ｎｍの膜厚で堆積させる。第１の金属配線パターンの配線段差を平坦化するために、有機ＳＯＧ膜１１を４００ｎｍの膜厚になるように回転塗布した後、４００℃、窒素雰囲気下の条件で有機ＳＯＧ膜１１のベークを行ない、さらに、後工程で形成される配線接続孔の形成領域に有機ＳＯＧ膜１１が残存しないように、酸化膜エッチャーで有機ＳＯＧ膜１１のエッチバックを行なう。
【００２８】
プラズマＣＶＤにより、有機ＳＯＧ膜１１上にプラズマＣＶＤ膜１３を４００ｎｍの膜厚で堆積させる。その後、プラズマＣＶＤ膜１３表面に形成される第２の金属配線パターンと第１の配線パターンを接続させるための配線接続孔（図示せず）をプラズマＣＶＤ膜１３及び９に形成する。
次にスパッタ法を用い、プラズマＣＶＤ膜１３上に、主にＡｌを主成分とする金属層を堆積させた後、その金属層をパターニングして第２の金属配線パターン（図示せず）を形成する。
【００２９】
第２の金属配線パターンを形成した後、プラズマＣＶＤ膜１３上に、プラズマＣＶＤにより、ＰＳＧ膜１５を２００ｎｍの膜厚で堆積させ、さらにその上にシリコン窒化膜１７を７００ｎｍの膜厚で堆積させる。ＰＳＧ膜１５及びシリコン窒化膜１７はパッシベーション膜を構成する。
ここで、薄膜抵抗体５上の層間絶縁膜膜厚３１と膜厚モニタ用開口部形成領域の層間絶縁膜膜厚２５は同じになっている（（ａ−２），（ｂ−２）参照）。
【００３０】
（３）シリコン窒化膜１７上にレジストを塗布し、そのレジスト層のトリミング窓開口部形成領域及び膜厚モニタ用開口部形成領域に対応する部分に露光し、現像処理を施してトリミング窓開口部形成領域及び膜厚モニタ用開口部形成領域に対応する位置に開口部分をもつレジストパターンを形成する。このとき、図２に示すように、トリミング窓開口部１９が薄膜抵抗素子５及びダミーパターン６を含む領域よりも小さくなるように、レジストパターンを形成する。
【００３１】
そのレジストパターンをマスクにして、ドライエッチングにより、シリコン窒化膜１７、ＰＳＧ膜１５、プラズマＣＶＤ膜１３、プラズマＣＶＤ膜９及びＢＰＳＧ／ＮＳＧ膜７を順次エッチングして、トリミング窓開口部１９及び膜厚モニタ用開口部２１を形成する。このとき、エッチング時間を制御して、薄膜抵抗体５上層の層間絶縁膜残存膜厚３３が所望の膜厚、例えば２００ｎｍになるように、膜厚モニタ用開口部２１の層間絶縁膜残存膜厚３５をモニタしながらエッチングする。
【００３２】
図３は、トリミング窓開口部１９及び膜厚モニタ用開口部２１の形成時の層間絶縁膜残存膜厚とエッチング時間の関係を模式的に示す図である。縦軸は層間絶縁膜残存膜厚を示し、横軸はエッチング時間を示す。
破線２４は、膜厚モニタ用開口部２１での層間絶縁膜残存膜厚２９とエッチング時間の関係を示している。また、実線２６は、薄膜抵抗体５上の層間絶縁膜残存膜厚３３とエッチング時間の関係を示している。
【００３３】
図１（ａ−２），（ｂ−２）に示すように、膜厚モニタ用開口部形成領域及び薄膜抵抗体５上における多層層間絶縁膜の構成及び各層間絶縁膜の膜厚は同じであり、膜厚モニタ用開口部形成領域の層間絶縁膜膜厚２５と、薄膜抵抗体５上の層間絶縁膜膜厚３１は同じである。したがって、図３に示すように、トリミング窓開口部１９形成領域及び膜厚モニタ用開口部２１形成領域における層間絶縁膜残存膜厚とエッチング時間の関係が一致する。つまり、薄膜抵抗体５上の層間絶縁膜残存膜厚を膜厚Ａにしたい場合、エッチング時間は時間ｄであり、膜厚モニタ用開口部２１の膜厚も同じく膜厚Ａとなる。
また、層間絶縁膜膜厚２５，３１は、プロセス変動やパターン依存の影響を受けること無く同じになる。
【００３４】
薄膜抵抗体５上の層間絶縁膜残存膜厚３３は、膜厚モニタ用開口部２１の層間絶縁膜残存膜厚３５と同じであるので、従来技術のようには薄膜抵抗体５上の層間絶縁膜残存膜厚と膜厚モニタ用開口部２１の層間絶縁膜残存膜厚の相関関係を把握する必要がなくなり、膜厚モニタ用開口部２１の層間絶縁膜残存膜厚３５を測定することにより、薄膜抵抗体５上の層間絶縁膜残存膜厚３３を知ることができる。これにより、薄膜抵抗体５上の層間絶縁膜残存膜厚３３を安定にかつ制御性よくコントロールできる。
【００３５】
また、図１（ａ−２）において、薄膜抵抗体５の周辺にダミーパターン６を形成することにより、薄膜抵抗体５及びダミーパターン６を含む領域のＢＰＳＧ／ＮＳＧ膜７の膜厚は従来技術に比べて厚くなる。これにより、図４に示すように、トリミング窓開口部１９形成用のドライエッチング時にオーバーエッチングが発生しても、シリコンウェハ１の露出を抑制することができ、半導体装置の信頼性低下を抑制することができる。
【００３６】
図５は本発明の他の実施例を示す工程断面図であり、（ａ−１），（ａ−２），（ａ−３）はトリミング窓開口部形成領域を示し、（ｂ−１），（ｂ−２），（ｂ−３）は膜厚モニタ用開口部形成領域を示す。ここで、薄膜抵抗体５及びダミーパターン６は図１の実施例と同じである。
（１）シリコンウェハ１表面に素子分離用のフィールド酸化膜３を形成した後、シリコンウェハ１上にポリシリコン膜を３５０ｎｍの膜厚で堆積させ、そのポリシリコン膜をパターニングして、半導体装置のゲート電極（図示は省略）を形成するとともに薄膜抵抗体５、ダミーパターン６及び膜厚モニタ用パターン１０を形成する（（ａ−１），（ｂ−１）参照）。
【００３７】
図６は、図５の工程（１）により形成された膜厚モニタ用パターン１０を示す上面図である。図５（ｂ−１）は図６のＹ−Ｙ’位置での断面図である。
膜厚モニタ用パターン１０の幅寸法Ｅは１００μｍであり、長さ寸法Ｆは１００μｍである。２１は後工程で形成される膜厚モニタ用窓開口部を示し、膜厚モニタ用パターン１０が膜厚モニタ用開口部２１よりも大きくなるように設定されている。
【００３８】
（２）図５に戻って説明を続けると、図１の実施例と同様にして、ＢＰＳＧ／ＮＳＧ膜７を形成する。ここで、薄膜抵抗体５上及び膜厚モニタ用パターン１０上に形成されるＢＰＳＧ／ＮＳＧ膜７の膜厚は同じである。
続けて、図１の実施例と同様にして、プラズマＣＶＤ膜９、有機ＳＯＧ膜１１、プラズマＣＶＤ膜１３、ＰＳＧ膜１５及びシリコン窒化膜１７を形成する。図３でも、図１の実施例と同様に、配線接続孔及び金属配線パターンの図示は省略されている。
シリコン窒化膜１７形成後の、薄膜抵抗体５上の層間絶縁膜膜厚３１と膜厚モニタ用パターン１０上の層間絶縁膜膜厚３７は同じになっている（ａ−２），（ｂ−２）参照）。
【００３９】
（３）シリコン窒化膜１７上にレジストを塗布し、そのレジスト層のトリミング窓開口部形成領域及び膜厚モニタ用開口部形成領域に対応する部分に露光し、現像処理を施してトリミング窓開口部形成領域及び膜厚モニタ用開口部形成領域に対応する位置に開口部分をもつレジストパターンを形成する。このとき、図６に示すように、膜厚モニタ用開口部２１が膜厚モニタ用パターン１０よりも小さくなるように、レジストパターンを形成する。
【００４０】
そのレジストパターンをマスクにして、ドライエッチングにより、シリコン窒化膜１７、ＰＳＧ膜１５、プラズマＣＶＤ膜１３、プラズマＣＶＤ膜９及びＢＰＳＧ／ＮＳＧ膜７を順次エッチングして、トリミング窓開口部１９及び膜厚モニタ用開口部２１を形成する。このとき、エッチング時間を制御して、薄膜抵抗体５上層の層間絶縁膜残存膜厚３３が所望の膜厚、例えば２００ｎｍになるようエッチングする。薄膜抵抗体５上の層間絶縁膜残存膜厚３３は、膜厚モニタ用パターン１０上の層間絶縁膜残存膜厚３９と同じであるので、膜厚モニタ用パターン１０上の層間絶縁膜残存膜厚３９を測定することにより、薄膜抵抗体５上の層間絶縁膜残存膜厚３３を知ることができる。
【００４１】
図７は本発明のさらに他の実施例を示す工程断面図であり、（ａ−１），（ａ−２），（ａ−３）はトリミング窓開口部形成領域を示し、（ｂ−１），（ｂ−２），（ｂ−３）は膜厚モニタ用開口部形成領域を示す。ここで、膜厚モニタ用パターン１０は図５の実施例と同じである。
（１）シリコンウェハ１表面に素子分離用のフィールド酸化膜３を形成した後、シリコンウェハ１上にポリシリコン膜を３５０ｎｍの膜厚で堆積させ、そのポリシリコン膜をパターニングして、半導体装置のゲート電極（図示は省略）を形成するとともに薄膜抵抗体５、ダミーパターン６ａ及び膜厚モニタ用パターン１０を形成する（（ａ−１），（ｂ−１）参照）。
【００４２】
図８は、図７の工程（１）により形成されたダミーパターン６ａを含む領域を示す上面図である。図７（ａ−１）は図８のＸ−Ｘ’位置での断面図である。
薄膜抵抗体５は図１の実施例と同じであり、線幅Ａが２μｍ、長さ寸法Ｂが１１μｍである。薄膜抵抗体５の周辺に、薄膜抵抗体５と１μｍの間隔Ｓ１をもってダミーパターン６ａが形成されている。ダミーパターン６ａの線幅Ｃは７μｍであり、長さ寸法Ｄは１３μｍである。ダミーパターン６ａは１μｍのパターン間隔Ｓ２をもって配置された幅寸法ｃが１μｍの複数のパターンから構成されている。
ここで、薄膜抵抗体５及びダミーパターン６ａを含む領域は幅寸法が１８μｍ、長さ寸法が１３μｍである。１９は後工程で形成されるトリミング窓開口部を示し、薄膜抵抗体５及びダミーパターン６ａを含む領域の幅寸法、長さ寸法がトリミング窓開口部１９の幅寸法、長さ寸法よりも大きくなるように設定されている。
【００４３】
（２）図７に戻って説明を続けると、図１の実施例と同様にして、ＢＰＳＧ／ＮＳＧ膜７を形成する。ここで、薄膜抵抗体５とダミーパターン６ａの間隔Ｓ１は１μｍであり、ダミーパターン６ａのパターン間隔Ｓ２は１μｍであるので、ＮＳＧ膜及びＢＰＳＧ膜の堆積時に薄膜抵抗体５及びダミーパターン６ａを含む領域において、ＮＳＧ膜及びＢＰＳＧ膜の表面に凹凸が形成されることはない。さらに、薄膜抵抗体５及びダミーパターン６ａを含む領域の寸法は１８μｍ×１３μｍであるので、ＢＰＳＧ膜の平坦化処理において、その領域上のＢＰＳＧ膜は薄くならず、薄膜抵抗体５上及び膜厚モニタ用パターン１０上に形成されるＢＰＳＧ／ＮＳＧ膜７の膜厚は同じである。
【００４４】
続けて、図１の実施例と同様にして、ＢＰＳＧ／ＮＳＧ膜７、プラズマＣＶＤ膜９、有機ＳＯＧ膜１１、プラズマＣＶＤ膜１３、ＰＳＧ膜１５、シリコン窒化膜１７を形成する。図７でも、図１の実施例と同様に、配線接続孔及び金属配線パターンの図示は省略されている。
シリコン窒化膜１７形成後の、薄膜抵抗体５上の層間絶縁膜膜厚３１と膜厚モニタ用パターン上の層間絶縁膜膜厚３７は同じになっている（ａ−２），（ｂ−２）参照）。
【００４５】
（３）シリコン窒化膜１７上にレジストを塗布し、そのレジスト層のトリミング窓開口部形成領域及び膜厚モニタ用開口部形成領域に対応する部分に露光し、現像処理を施してトリミング窓開口部形成領域及び膜厚モニタ用開口部形成領域に対応する位置に開口部分をもつレジストパターンを形成する。このとき、図８に示すように、トリミング窓開口部１９が薄膜抵抗体５及びダミーパターン６ａを含む領域よりも小さくなるように、レジストパターンを形成する。
【００４６】
そのレジストパターンをマスクにして、ドライエッチングにより、シリコン窒化膜１７、ＰＳＧ膜１５、プラズマＣＶＤ膜１３、プラズマＣＶＤ膜９及びＢＰＳＧ／ＮＳＧ膜７を順次エッチングして、トリミング窓開口部１９及び膜厚モニタ用開口部２１を形成する。このとき、エッチング時間を制御して、薄膜抵抗体５上層の層間絶縁膜残存膜厚３３が所望の膜厚、例えば２００ｎｍになるようエッチングする。薄膜抵抗体５上の層間絶縁膜残存膜厚３３は、膜厚モニタ用パターン１０上の層間絶縁膜残存膜厚３９と同じであるので、膜厚モニタ用パターン１０上の層間絶縁膜残存膜厚３９を測定することにより、薄膜抵抗体５上の層間絶縁膜残存膜厚３３を知ることができる。
【００４７】
本発明において、ダミーパターンは図２に示すような台形の平面形状のものに限定されるものではなく、他の形状であっても良いし、図８に示すように複数のパターンからなるものであってもよい。ただし、薄膜抵抗体とダミーパターンとの間隔、ダミーパターンが複数のパターンからなる場合はそれらのパターン間隔も含めて、それらの間隔のうちの最大の間隔Ｓは、その間隔Ｓにより層間絶縁膜に凹部が形成されないようにするために、
間隔Ｓ ≦ (薄膜抵抗体直上の層間絶縁膜の膜厚)×(カバレッジ)×２
であることが好ましい。
【００４８】
上記の実施例では、薄膜抵抗体としてポリシリコン膜を用いているが、本発明はこれに限定されるものではなく、例えばＷ（タングステン）、ＷＳｉ／ポリシリコン（ＷＳｉはタングステンシリサイドを示し、WSi2，W5Si3を含む）、ＴｉＳｉ／ポリシリコン（ＴｉＳｉはチタンシリサイドを示し、TiSi，TiSi2，Ti5Si3を含む）など、他の材料であってもよい。
また、上記の実施例では２層金属配線構造を備えた半導体装置の製造方法を示しているが、本発明はこれに限定されるものではなく、３層以上の多層配線構造を備えた半導体装置の製造方法にも適用することができる。
また、薄膜抵抗体の寸法、ダミーパターンの寸法並びに薄膜抵抗体及びダミーパターンを含む領域の寸法は、上記の実施例に限定されるものではない。好ましくは、薄膜抵抗体及びダミーパターンを含む領域の短辺幅は８μｍ以上である。
【００４９】
【発明の効果】
本発明にかかる半導体装置の製造方法では、半導体基板上に薄膜抵抗体用の膜を形成し、上記薄膜抵抗体用の膜をパターニングして、薄膜抵抗体と上記薄膜抵抗体の周辺にダミーパターンを形成する工程（Ａ）と、上記半導体基板上に層間絶縁膜を形成する工程（Ｂ）と、上記トリミング窓開口部形成領域及び膜厚モニタ用開口部形成領域の上記層間絶縁膜をエッチングして上記トリミング窓開口部及び膜厚モニタ用開口部を形成する工程（Ｃ）と、をその順に含み、上記工程（Ａ）で、上記ダミーパターンを上記エッチング処理前の上記薄膜抵抗体上の層間絶縁膜膜厚と上記膜厚モニタ用開口部形成領域の層間絶縁膜膜厚が同じになる位置に形成することにより、トリミング窓開口部形成前の薄膜抵抗体上の層間絶縁膜膜厚を膜厚モニタ用開口部における層間絶縁膜膜厚と同じにし、トリミング窓開口部形成用のエッチング時において膜厚モニタ用開口部の層間絶縁膜残存膜厚を測定することにより、その残存膜厚を薄膜抵抗体上の層間絶縁膜残存膜厚として得ることができるようにしたので、トリミング窓開口部を形成するためのエッチングにおけるエッチング時間の最適化を容易に図ることができ、薄膜抵抗体上の層間絶縁膜残存膜厚を精度良く制御できるようになる。
【００５０】
さらに、ダミーパターンを薄膜抵抗体と同じ材質かつ同じ膜厚で薄膜抵抗体と同一工程で形成するので、ダミーパターン形成工程を別途設ける必要がなくなるので工程時間を短縮することができるとともに、薄膜抵抗体及びダミーパターンの上面を同じ平面に形成することができ、トリミング窓開口部形成前の薄膜抵抗体上の層間絶縁膜膜厚と膜厚モニタ用開口部形成領域の層間絶縁膜膜厚を同じに制御しやすくなる。
【００５１】
薄膜抵抗体及びダミーパターンを含む領域をトリミング窓開口部の面積よりも大きく形成することにより、トリミング窓開口部形成領域の層間絶縁膜の膜厚をその領域全てにおいて厚く形成するようにすれば、トリミング窓開口部のエッチングにおけるオーバーエッチングによる半導体基板の露出を抑制することができ、さらに、トリミング窓開口部形成位置のマージンを大きくすることができる。
【００５２】
薄膜抵抗体及びダミーパターンを含む領域の短辺幅を８μｍ以上にすれば、薄膜抵抗体直上の層間絶縁膜に平坦化処理を施してもその層間絶縁膜の薄膜抵抗体上の膜厚が平坦化処理により薄くなることを抑制することができる。
【００５３】
また、上記工程（Ａ）で、膜厚モニタ用開口部形成領を含んで膜厚モニタ用開口部形成領の面積よりも大きい膜厚モニタ用パターンを薄膜抵抗体用の膜から形成するようにすれば、上記工程（Ｃ）でのエッチング処理前の薄膜抵抗体上の層間絶縁膜膜厚と膜厚モニタ用パターン上の層間絶縁膜膜厚を同じにすることができ、上記工程（Ｃ）でのエッチング処理で膜厚モニタ用パターン上の層間絶縁膜残存膜厚を測定することにより薄膜抵抗体上の層間絶縁膜残存膜厚を知ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】一実施例を示す工程断面図であり、（ａ−１），（ａ−２），（ａ−３）はトリミング窓開口部形成領域を示し、（ｂ−１），（ｂ−２），（ｂ−３）は膜厚モニタ用開口部形成領域を示す。
【図２】同実施例の工程（１）により形成された薄膜抵抗体及びダミーパターンを示す上面図である。
【図３】同実施例におけるトリミング窓開口部び膜厚モニタ用開口部の形成時の層間絶縁膜残存膜厚とエッチング時間の関係を模式的に示す図である。
【図４】同実施例においてオーバーエッチングが生じた場合を示す断面図である。
【図５】他の実施例を示す工程断面図であり、（ａ−１），（ａ−２），（ａ−３）はトリミング窓開口部形成領域を示し、（ｂ−１），（ｂ−２），（ｂ−３）は膜厚モニタ用開口部形成領域を示す。
【図６】同実施例の工程（１）により形成された膜厚モニタ用パターンを示す上面図である。
【図７】さらに他の実施例を示す工程断面図であり、（ａ−１），（ａ−２），（ａ−３）はトリミング窓開口部形成領域を示し、（ｂ−１），（ｂ−２），（ｂ−３）は膜厚モニタ用開口部形成領域を示す。
【図８】同実施例の工程（１）により形成されたダミーパターンを含む領域を示す上面図である。
【図９】レーザートリミングを施す半導体装置の従来の製造方法により形成された半導体装置の部分平面図であり、（ａ）は薄膜抵抗体周辺の平面図、（ｂ）は膜厚モニタ用開口部周辺の平面図である。
【図１０】レーザートリミングを施す半導体装置の従来の製造方法を示す工程断面図である。
【図１１】従来例におけるトリミング窓開口部及び膜厚モニタ用開口部の形成時の層間絶縁膜残存膜厚とエッチング時間の関係を模式的に示す図である。
【図１２】従来技術においてオーバーエッチングが生じた場合を示す断面図である。
【図１３】カバレッジを説明するための断面図である。
【符号の説明】
１      シリコンウェハ
３      フィールド酸化膜
５      薄膜抵抗体
６      ダミーパターン
７      ＢＰＳＧ／ＮＳＧ膜
９，１３      プラズマＣＶＤ膜
１１      有機ＳＯＧ膜
１５      ＰＳＧ膜
１７      シリコン窒化膜ソース
１９      トリミング窓開口部
２１      膜厚モニタ用開口部
２５，３１，３３，３５      層間絶縁膜残存膜厚
【図１】
0003966679.tif 000002
【図２】
0003966679.tif 000003
【図３】
0003966679.tif 000004
【図４】
0003966679.tif 000005
【図５】
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【図６】
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【図７】
0003966679.tif 000008
【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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