JP2014153596A - 半導体装置およびその製造方法、ならびにマスク - Google Patents

Abstract

【課題】ダミー構造体を確実に形成することにより、ＣＭＰなどを行なうことにより加工面に段差が形成される不具合を抑制することができる、分割露光方式により形成される半導体装置およびその製造方法、ならびにマスクを提供する。
【解決手段】半導体装置ＣＨＰは分割露光方式により形成されており、半導体基板ＳＵＢと、本体領域ＭＮＡと、外周領域ＳＢＬと、ダミー構造体ＤＭとを備える。ダミー構造体ＤＭは、本体領域ＭＮＡおよび外周領域ＳＢＬに配置される。
【選択図】図３

Description

本発明は、半導体装置およびその製造方法、ならびにマスクに関し、例えば、いわゆる分割露光方式を用いて形成される半導体装置およびその製造方法、ならびに分割露光方式に用いられるマスクに関するものである。

半導体装置において、１辺の長さが３３ｍｍを超えるような大判の半導体チップを形成する場合、１回の露光工程にてそのパターンを形成することが困難であるため、一般に複数のマスクを用いて複数回の露光工程を経て、それぞれの露光工程において形成される領域を接続する（繋ぎ合わせる）ことによりパターンが形成される。このような露光方式を分割露光方式と呼ぶ。１回の露光工程にて半導体基板の主表面上には、半導体素子を含む回路で構成された本体領域と、本体領域を取り囲む外周領域とが形成される。外周領域は、上記の回路で構成された本体領域を含む半導体基板（半導体ウェハ）を半導体チップに分割するためのいわゆるスクライブ領域として用いられることが多い。

分割露光方式により形成される場合、半導体素子として主に固体撮像素子を含む回路で構成された半導体装置において、各領域の接続の位置精度を高めるために、たとえば特開２００６−３１０４４６号公報（特許文献１）および特開２０１１−２３２５４９号公報（特許文献２）においては、各領域の外周（近傍）領域に位置合わせ用マークが形成され、当該マークを用いて分割露光時の位置合わせがなされる。

特開２００６−３１０４４６号公報 特開２０１１−２３２５４９号公報

ところで近年の半導体装置の集積化により、半導体装置の加工時に発生する各層間の段差が無視できなくなってきている。段差の発生を抑制するために、いわゆるＣＭＰ（Chemical Mechanical Polishing）により加工表面を研磨する要請がある。

ＣＭＰの加工精度を高めるためには、上記本体領域と外周領域との双方の、研磨しようとする薄膜の下方（基板側）に、ＣＭＰダミーと呼ばれる柱状の構造体が設けられていることが好ましい。このようにすれば、ＣＭＰ処理の際に加わる力を上記の柱状構造体が支えることにより、処理される面における凹部などの段差の形成が抑制される。

ところが分割露光方式を利用してＣＭＰダミーとしての柱状構造体を形成しようとした場合、本体領域を取り囲む外周領域は複数回の露光処理がなされる。このため、通常の写真製版技術により一度柱状構造体を形成するためのパターンが形成されても、それに続くその柱状構造体を含む露光領域に隣り合う露光領域を露光する際に、せっかく形成されたパターンが露光されて消失する可能性がある。上記の各特許文献にはこのような問題点について開示も示唆もされておらず、そもそもＣＭＰダミーについて何ら開示されていない。

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。

一実施の形態によれば、半導体装置は、分割露光方式により形成された半導体基板と、半導体素子を含む回路で構成された領域が配置される本体領域と、本体領域を取り囲む外周領域と、ダミー構造体とを備える。ダミー構造体は本体領域および外周領域に配置される。

他の実施の形態によれば、マスクは、基板と、半導体素子を含む回路で構成された領域のパターンが配置される矩形状の本体領域と、本体領域を取り囲む外周領域と、分割露光用の重ね合わせ部とを備える。複数の重ね合わせ部の１つである第１の重ね合わせ部には、ダミー構造体を形成するために遮光すべき領域のみを覆う第１の遮光用パターンが配置されている。上記重ね合わせ部の１つであり第１の重ね合わせ部による露光領域と重なることになる第２の重ね合わせ部には、第１の遮光用パターンの配置される領域と平面的に同一の領域を覆う、または、第２の重ね合わせ部において第１の遮光用パターンの配置される領域と平面的に同一の領域および他の領域の少なくとも一部を覆う、第２の遮光用パターンが配置されている。

さらに他の実施の形態によれば、半導体装置の製造方法においては、まず主表面を有する半導体基板が準備される。上記半導体基板の主表面の一部の領域に、半導体素子を含む回路で構成された本体領域を形成するための第１の露光工程がなされる。上記半導体基板の主表面のうち一部の領域の一部分と重なる連結部を含む他の領域に、本体領域を形成するための第２の露光工程がなされる。第１の露光工程においては、一部の領域に、連結部である、ダミー構造体を形成するための第１の連結部が形成される。

上記実施の形態によれば、複数回の露光がなされる外周領域において、ダミー構造体を確実に形成することができるため、ＣＭＰなどを行なうことにより加工面に段差が形成される不具合を抑制することができ、形成される半導体装置の信頼性が向上する。

実施の形態１のマスクの構成を示す概略平面図である。 実施の形態１の半導体ウェハの構成を示す概略平面図である。 図２中の点線ＩＩＩにおいて半導体ウェハが切断されることにより形成される半導体チップの構成を示す概略平面図である。 図３の半導体チップの構成を示す概略断面図である。 図１の変形例としてのマスクの構成を示す概略平面図である。 図２の変形例としての半導体ウェハの構成を示す概略平面図である。 図３の変形例としての半導体チップの構成を示す概略平面図である。 実施の形態１のマスクを用いた半導体チップの製造方法を説明するための概略図である。 実施の形態１のマスクの重ね合わせ部における、ダミー構造体パターンの態様を示す概略平面図である。 実施の形態１のマスクの重ね合わせ部により形成される、半導体チップ（半導体ウェハ）の連結部の態様を示す概略平面図（Ａ）と、図１０（Ａ）のＸＢ−ＸＢ線に沿う部分における概略断面図（Ｂ）と、である。 比較例のマスクの重ね合わせ部における、ダミー構造体パターンの態様を示す概略平面図である。 比較例のマスクの重ね合わせ部により形成される、半導体チップ（半導体ウェハ）の連結部の態様を示す概略平面図（Ａ）と、図１２（Ａ）のＸＩＩＢ−ＸＩＩＢ線に沿う部分における概略断面図（Ｂ）と、である。 実施の形態２のマスクの重ね合わせ部における、ダミー構造体パターンの態様を示す概略平面図である。 実施の形態２におけるダミー構造体パターンのサイズを示す概略平面図である。 実施の形態２のマスクの重ね合わせ部により形成される、半導体チップ（半導体ウェハ）の連結部の態様を示す概略平面図（Ａ）と、図１５（Ａ）のＸＶＢ−ＸＶＢ線に沿う部分における概略断面図（Ｂ）と、である。 実施の形態３のマスクの重ね合わせ部における、ダミー構造体パターンの態様を示す概略平面図である。 実施の形態３のマスクの重ね合わせ部により形成される、半導体チップ（半導体ウェハ）の連結部の態様を示す概略平面図（Ａ）と、図１７（Ａ）のＸＶＩＩＢ−ＸＶＩＩＢ線に沿う部分における概略断面図（Ｂ）と、である。 実施の形態３の変形例のマスクの重ね合わせ部における、ダミー構造体パターンの態様を示す概略平面図である。 実施の形態３の変形例のマスクの重ね合わせ部により形成される、半導体チップ（半導体ウェハ）の連結部の態様を示す概略平面図（Ａ）と、図１９（Ａ）のＸＩＸＢ−ＸＩＸＢ線に沿う部分における概略断面図（Ｂ）と、である。 実施の形態４のマスクの重ね合わせ部における、ダミー構造体パターンの態様を示す概略平面図である。 実施の形態４の第１例のマスクの重ね合わせ部により形成される、半導体チップ（半導体ウェハ）の連結部の態様を示す概略平面図（Ａ）と、図２１（Ａ）のＸＸＩＢ−ＸＸＩＢ線に沿う部分における概略断面図（Ｂ）と、である。 実施の形態４の第１例のマスクの重ね合わせ部により図２１の態様の後に形成される、半導体チップ（半導体ウェハ）の連結部の態様を示す概略平面図（Ａ）と、図２２（Ａ）のＸＸＩＩＢ−ＸＸＩＩＢ線に沿う部分における概略断面図（Ｂ）と、である。 実施の形態４の第２例のマスクの重ね合わせ部により形成される、半導体チップ（半導体ウェハ）の連結部の態様を示す概略平面図（Ａ）と、図２３（Ａ）のＸＸＩＩＩＢ−ＸＸＩＩＩＢ線に沿う部分における概略断面図（Ｂ）と、である。 実施の形態４の第２例のマスクの重ね合わせ部により図２３の態様の後に形成される、半導体チップ（半導体ウェハ）の連結部の態様を示す概略平面図（Ａ）と、図２４（Ａ）のＸＸＩＶＢ−ＸＸＩＶＢ線に沿う部分における概略断面図（Ｂ）と、である。 実施の形態４において図２中の点線ＩＩＩと同じ箇所で切断された半導体チップの構成を、第１例および第２例を総括して示す概略断面図である。 一実施の形態の補足説明用のマスクの構成を示す概略平面図である。

以下、一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）
まず図１を参照しながら、一実施の形態のマスクについて説明する。

図１を参照して、一実施の形態のマスクは、たとえば左側露光用マスクＭＬと、右側露光用マスクＭＲとの１対の露光用マスクである。これらは、半導体基板などの主表面上に分割露光方式により、半導体装置を形成するためのマスクである。

通常、分割露光方式によるマスクは矩形状を有し、これにより当該マスクにより露光される半導体基板上の領域が矩形状となる。当該マスクにより露光される半導体基板上の領域は、平面視においてたとえば短辺側は２５ｍｍ以下または２６ｍｍ以下、長辺側は３３ｍｍ以下となる。すなわち図１の露光用マスクＭＬ，ＭＲが示す矩形状のパターンは、たとえばマスクが半導体基板上に露光される領域の寸法の４倍の寸法を有するように形成されている場合、図１の左右方向を短辺側とする場合の寸法ａが１００ｍｍ以下または１０４ｍｍ以下となっており、また図１の上下方向を長辺側とする場合の寸法ｂが１３２ｍｍ以下となっている。そのため、半導体基板の露光される領域の平面視における長さが３３ｍｍを超える縁部を有している場合には、分割露光方式にて半導体装置を形成することが必須である。

露光用マスクＭＬ，ＭＲのそれぞれは、たとえばガラスなどの、露光工程において用いられる波長の光を透過する材質のマスク基板ＳＢ（基板）により形成されている。マスク基板ＳＢの主表面には、パターン領域ＭＭＮ（本体領域）と、外周領域ＰＲＰと、マスク遮光領域ＳＬ１，ＳＬ２，ＳＬ３，ＳＬ４とを有している。

パターン領域ＭＭＮは通常、矩形の平面形状を有しており、ここでは各マスクのマスク基板ＳＢの主表面に、パターン領域ＭＭＮが２行×２列となるように並んでいる。各パターン領域ＭＭＮには、たとえば半導体素子を含む回路で構成された領域を形成するためのパターンＰＰが少なくとも１つ（たとえば３つ）配置されている。パターンＰＰは、後述する半導体ウェハにトランジスタなどの半導体素子や、半導体素子同士を電気的に分離するための分離絶縁膜などを形成するためのパターンが形成される箇所であり、（露光工程に用いられる）露光機が露光する波長の光を遮光する材質（たとえばクロム）が形成されたパターンが配置されている。このため半導体基板ＳＵＢはパターンＰＰの真下の領域においては露光されなくなる。また、パターン領域ＭＭＮのうちパターンＰＰ以外の箇所にはダミー構造体パターンＤＰが形成されている。

外周領域ＰＲＰは、基板ＳＢの主表面のうち、パターン領域ＭＭＮを取り囲むように形成されている。外周領域ＰＲＰは、パターンＰＰが配置される領域ではなく、分割露光時に露光用マスクにより露光される領域同士を連結させるために用いられる領域である。したがって外周領域ＰＲＰには分割露光用の重ね合わせ部ＣＮＴ１，ＣＮＴ２，ＣＮＴ３，ＣＮＴ４，ＣＮＴ５，ＣＮＴ６を含んでいる。重ね合わせ部は左側露光用マスクＭＬと右側露光用マスクＭＲとの双方に、複数配置されている。

図１においては、重ね合わせ部ＣＮＴ１，ＣＮＴ３，ＣＮＴ５が露光用マスクＭＬの右側に、重ね合わせ部ＣＮＴ２，ＣＮＴ４，ＣＮＴ６が露光用マスクＭＲの左側に、それぞれ配置されている。すなわち重ね合わせ部ＣＮＴ１〜ＣＮＴ６は、露光用マスクＭＬ，ＭＲがそれぞれ互いに対をなす相手の露光用マスクＭＲ，ＭＬと対向する側に重ね合わせ部ＣＮＴ１〜ＣＮＴ６を有することが好ましい。

なおここでは外周領域ＰＲＰはマスク遮光領域ＳＬ１〜ＳＬ４が配置される領域において、パターン領域ＭＭＮを取り囲むように配置されていないが、ここでは図１のような外周領域ＰＲＰが配置される態様を、パターン領域ＭＭＮを取り囲むということにする。

重ね合わせ部ＣＮＴ１〜ＣＮＴ６には、パターン領域ＭＭＮのパターンＰＰ以外の箇所と同様に、ダミー構造体パターンＤＰ（遮光用パターン）が形成されている。ダミー構造体パターンＤＰは、一実施の形態においては、重ね合わせ部ＣＮＴ１〜ＣＮＴ６が延在する図２、図３の左右方向に関して複数（たとえば８つ）、互いに間隔をあけて配置されている。ダミー構造体パターンＤＰは、パターンＰＰと同様に、（露光工程に用いられる）露光機が露光する波長の光を遮光する材質（たとえばクロム）が形成されたものである。なお重ね合わせ部ＣＮＴ１〜ＣＮＴ６のうちダミー構造体パターンＤＰが形成されない領域は、露光工程に用いられる光を透過可能な態様となっている。

図１においては重ね合わせ部ＣＮＴ１〜ＣＮＴ６のすべてにおいて、後述する半導体ウェハＷＦにダミー構造体を形成するために遮光すべき領域のみを覆うように、ダミー構造体パターンＤＰが配置されている。したがって後述する半導体ウェハＷＦに形成されるダミー構造体が形成される領域と平面的に重なる領域にダミー構造体パターンＤＰが配置されている。

外周領域に配置されているダミー構造体パターンＤＰは、通常は重ね合わせ部ＣＮＴ１〜ＣＮＴ６以外の外周領域ＰＲＰにも、重ね合わせ部ＣＮＴ１〜ＣＮＴ６とほぼ同様のサイズおよび間隔で、複数配置されている。またパターン領域ＭＭＮ内に配置されているダミー構造体パターンＤＰは、重ね合わせ部ＣＮＴ１〜ＣＮＴ６とほぼ同様のサイズおよび間隔で、パターン領域ＭＭＮの縁部に沿うように複数配置されている。ただし重ね合わせ部ＣＮＴ１〜ＣＮＴ６以外の外周領域ＰＲＰのダミー構造体パターンＤＰは、図１以外の各図においては（図１と同様に配置されるが）図示が省略される。

マスク遮光領域ＳＬ１〜ＳＬ４は、外周領域ＰＲＰと隣り合うように、露光用マスクＭＬ，ＭＲの縁部の近傍に形成されている。図１においては、マスク遮光領域ＳＬ１，ＳＬ３が露光用マスクＭＬに、マスク遮光領域ＳＬ２，ＳＬ４が露光用マスクＭＲに、それぞれ形成されている。この領域にはパターンＰＰは形成されないが、露光工程に用いられる光を透過せず遮光する態様となっている。したがってマスク遮光領域ＳＬ１〜ＳＬ４のほぼ全面がクロムなどで覆われている。

図１においては、マスク遮光領域ＳＬ１，ＳＬ３が露光用マスクＭＬの右側に、マスク遮光領域ＳＬ２，ＳＬ４が露光用マスクＭＲの左側に、それぞれ配置されている。すなわちマスク遮光領域ＳＬ１〜ＳＬ４は、露光用マスクＭＬ，ＭＲがそれぞれ互いに対をなす相手の露光用マスクＭＲ，ＭＬと対向する側に有することが好ましい。

次に図２〜図４を参照しながら、一実施の形態の半導体ウェハおよび半導体装置（半導体チップ）について説明する。

図２および図３を参照して、一実施の形態の半導体装置（半導体チップ）は、半導体ウェハＷＦに形成されたチップ領域が個々の半導体チップＣＨＰとして分割されたものである。半導体ウェハＷＦ（半導体チップＣＨＰ）はたとえばシリコンの単結晶からなる半導体基板ＳＵＢにより形成されている。半導体ウェハＷＦの主表面には、たとえば点線で囲まれた領域ＩＩＩを繰り返しの単位とするチップ領域が形成されている。

ここで図２の半導体ウェハＷＦにおける上記チップ領域、および図３の半導体チップＣＨＰは、実際に電子回路などが形成される矩形状の領域（図３に示す領域）の縁部が、平面視において３３ｍｍを超える縁部を有している。すなわち矩形状の領域の縁部のうち少なくとも１つ（図２および図３においては左右方向に延びる縁部）の寸法ａが３３ｍｍを超えている。すなわちマスクを用いて１回の露光工程を行なっただけでは所望の半導体チップＣＨＰを得ることはできない。このため当該マスクを用いて複数回の露光工程を行なうことにより、所望の半導体チップＣＨＰを形成することができる。

図２においてＩＩＩで示したチップ領域、および図３における半導体チップＣＨＰは、半導体基板ＳＵＢの主表面に形成された素子領域ＭＮＡ（本体領域）と、外周スクライブ領域ＳＢＬ（外周領域）と、外周領域で複数回露光される領域ＣＮＤ１，ＣＮＤ２（連結部）とにより構成される。

素子領域ＭＮＡは、露光用マスクＭＬ，ＭＲのパターン領域ＭＭＮにより形成される領域である。素子領域ＭＮＡには、露光用マスクＭＬ，ＭＲ内のパターンＰＰにより形成された、トランジスタなどの半導体素子を含む回路で構成された領域ＰＤが少なくとも１つ配置されている。実際には、トランジスタなどの半導体素子や、半導体素子同士を電気的に分離するための分離絶縁膜などが形成されているが、図２においてそれらは簡略化して図示されている。

外周スクライブ領域ＳＢＬは、半導体基板ＳＵＢの主表面における素子領域ＭＮＡの外部において、素子領域ＭＮＡを取り囲むように形成されている。外周スクライブ領域ＳＢＬは、露光用マスクＭＬ，ＭＲの外周領域ＰＲＰにより形成される。外周スクライブ領域ＳＢＬ上のたとえば図２に示す点線ＩＩＩにおいて半導体基板ＳＵＢが切断され、個々の半導体チップに分割される。この点線は外周スクライブ領域ＳＢＬ上の、外周スクライブ領域ＳＢＬが延在する方向に交差する方向（幅方向）の中央部に、外周スクライブ領域ＳＢＬが延在する方向と同じ方向に延在している。したがって半導体ウェハＷＦから分割された半導体チップＣＨＰも、素子領域ＭＮＡの外部において素子領域ＭＮＡを取り囲むように外周スクライブ領域ＳＢＬ（外周領域）が形成される。

図２の点線ＩＩＩで囲まれた領域であるチップ領域および図３における半導体チップＣＨＰは、トランジスタなどの半導体素子を含む回路で構成された領域ＰＤが図の左右方向に３つ並ぶ素子領域ＭＮＡが２行×１列となるように並んでいる。半導体チップＣＨＰを構成するためのチップ領域は、図２の半導体ウェハＷＦにおいて半導体基板ＳＵＢの主表面に複数（たとえば上下方向に４つ）並ぶように配置されている。なお図２においてチップ領域は上下方向に４つのみ並んでいるが、これは図面を簡略化するためであり、半導体基板ＳＵＢの主表面において多数のチップ領域が、行列状に（たとえば２行×８列以上となるように）配置されてもよい。

外周スクライブ領域ＳＢＬには複数回露光部ＣＮＤ１，ＣＮＤ２が含まれる。複数回露光部ＣＮＤ１，ＣＮＤ２とは、図２の半導体ウェハＷＦの領域ＰＤなどを形成するための露光工程において、複数回露光される領域を意味する。これは一実施の形態の半導体装置は、いわゆる分割露光方式により形成されるためである。具体的には、各回の露光工程において露光される領域が部分的に重ねられるため、その重ねられた領域においては複数回露光される。この露光される領域が重ねられる領域が、複数回露光部ＣＮＤ１，ＣＮＤ２に相当する。

複数回露光される領域ＣＮＤ１，ＣＮＤ２は、露光用マスクＭＬ，ＭＲの重ね合わせ部ＣＮＴ１〜ＣＮＴ６により形成される。後述するように、複数回露光部ＣＮＤ１は露光工程が２回繰り返されることにより、複数回露光部ＣＮＤ２は露光工程が４回繰り返されることにより、それぞれ形成される。

この複数回露光部ＣＮＤ１，ＣＮＤ２にはダミー構造体ＤＭが形成されている。ダミー構造体ＤＭは、図１の露光用マスクＭＬ，ＭＲのダミー構造体パターンＤＰにより形成されている。複数回露光部ＣＮＤ１，ＣＮＤ２が延在する図２、図３の左右方向に関して複数（たとえば８つ）、互いに間隔をあけて配置されている。

また、ダミー構造体ＤＭは、図１のダミー構造体パターンＤＰの説明で述べたのと同様に、複数回露光部ＣＮＤ１，ＣＮＤ２以外の外周スクライブ領域ＳＢＬおよび素子領域ＭＮＡのうちトランジスタなどの半導体素子を含む回路で構成された領域ＰＤを除く領域にも形成されている。ただし複数回露光部ＣＮＤ１，ＣＮＤ２以外の外周スクライブ領域ＳＢＬのダミー構造体ＤＭは、図２および図３以外の各図においては（図２および図３と同様に配置されるが）図示が省略される。

図４は図３のＩＶ−ＩＶ線に沿う部分における概略断面図である。図４では、たとえばゲート電極を形成する際に本来ゲート電極を必要としない箇所の一部にもゲート電極と同一の層（ゲート電極と同一の材質である多結晶シリコンなど）である柱状の構造体としてダミー構造体ＤＭを形成する場合の例を示しており、半導体基板ＳＵＢの主表面に対して上方に突起した断面形状を有している。ダミー構造体ＤＭは、チップ領域を含む半導体ウェハＷＦに形成される層間絶縁膜ＩＩに対して行なうＣＭＰ加工時に、ＣＭＰ加工がされた後の表面の平坦度をより高めるために形成されるものである。したがってここでのダミー構造体ＤＭは、半導体チップＣＨＰにおいて、半導体素子や半導体素子などで構成される回路とは異なり、また露光工程における位置合わせ等のために用いられる、いわゆるアライメントマークとも別個のものである。

たとえば層間絶縁膜を形成する工程において行なわれるＣＭＰ加工、および当該ＣＭＰ加工以降に行なわれる工程においても、ダミー構造体ＤＭ自体は消滅することなく半導体ウェハＷＦおよび半導体チップＣＨＰに残存する。また半導体チップＣＨＰは、半導体ウェハＷＦから、図２の点線ＩＩＩで切り離すことにより形成されるが、切断後の半導体チップＣＨＰには複数回露光部ＣＮＤ１，ＣＮＤ２および外周スクライブ領域ＳＢＬが部分的に残存する。そのため図３、図４における複数回露光部ＣＮＤ１，ＣＮＤ２および外周スクライブ領域ＳＢＬに形成されたダミー構造体ＤＭは、チップ領域ＣＨＰの形成後も消滅することなく部分的に残存する。

図４において層間絶縁膜ＩＩは、図示されないが半導体チップＣＨＰの素子領域ＭＮＡにおいて、半導体素子間を接続する金属配線層と、半導体基板ＳＵＢとを電気的に絶縁するために用いられる。この場合、図示されないが、まず半導体素子を含む回路で構成された領域ＰＤに半導体素子が形成された後、層間絶縁膜ＩＩを形成するためのたとえばシリコン酸化膜が形成されることにより、領域ＰＤは層間絶縁膜ＩＩにより充填される。その後、充填された層間絶縁膜ＩＩの上面がＣＭＰにより研磨される。

このＣＭＰの際に、ダミー構造体ＤＭが外周スクライブ領域ＳＢＬおよび複数回露光部ＣＮＤ１，ＣＮＤ２にも形成されている。このため、半導体素子およびダミー構造体ＤＭが配置されている素子領域ＭＮＡに比べて外周スクライブ領域ＳＢＬの層間絶縁膜ＩＩの上面が下方に凹状に湾曲する、いわゆるディッシングと呼ばれる不具合の発生を抑制し、層間絶縁膜ＩＩの上面をより平坦にすることができる。層間絶縁膜ＩＩの上面が平坦になることにより、半導体チップＣＨＰの積層構造全体の平坦度が向上し、半導体チップＣＨＰの信頼性を向上させることができる。

上記の図１〜図４においては、マスクＭＬ，ＭＲのそれぞれがパターン領域ＭＭＮを（図の上下方向に）２列有する構成である。しかしそれぞれのマスクが有するパターン領域ＭＭＮの列の数は任意である。たとえば図５を参照して、このマスクＭＬ，ＭＲは、それぞれが６列のパターン領域ＭＭＮを有している。そのため左側露光用マスクＭＬは７つの重ね合わせ部ＣＮＴ１，ＣＮＴ３，ＣＮＴ５，ＣＮＴ７，ＣＮＴ９，ＣＮＴ１１，ＣＮＴ１３を有しており、右側露光用マスクＭＲは７つの重ね合わせ部ＣＮＴ２，ＣＮＴ４，ＣＮＴ６，ＣＮＴ８，ＣＮＴ１０，ＣＮＴ１２，ＣＮＴ１４を有している。また左側露光用マスクＭＬには６つのマスク遮光領域ＳＬ１，ＳＬ３，ＳＬ５，ＳＬ７，ＳＬ９，ＳＬ１１が、右側露光用マスクＭＲには６つのマスク遮光領域ＳＬ２，ＳＬ４，ＳＬ６，ＳＬ８，ＳＬ１０，ＳＬ１２が、それぞれ形成されている。このような態様であってもよいし、たとえば図示されないが、それぞれの露光用マスクがパターン領域ＭＭＮを１列のみ有する構成であってもよい。

図６および図７は、それぞれ図５の露光用マスクＭＬ，ＭＲを用いて分割露光方式により形成される半導体ウェハＷＦおよび半導体チップＣＨＰの態様を示している。

次に図８〜図９を参照しながら、一実施の形態の半導体ウェハおよび半導体装置（半導体チップ）の製造方法について説明する。まず図８を参照しながら、当該製造方法の概要について説明する。

図８（Ａ）は図２と同様の半導体ウェハＷＦの態様であるが、特に中央部の図２における複数回露光部ＣＮＤ２が点線で囲んだ多数回露光部ＣＮＸとして強調されており、また領域ＣＲ１〜ＣＲ４が定義されている点において、図８（Ａ）は図２と異なっている。図８（Ｂ）は露光用マスクＭＬ，ＭＲを用いた加工手順を示している。

図８（Ｂ）を参照して、まずたとえばシリコンの単結晶からなる半導体基板ＳＵＢ（半導体ウェハＷＦ）が準備される。次に当該半導体基板ＳＵＢ（半導体ウェハＷＦ）には図８（Ａ）に示すチップ領域のうち上半分かつ左半分の領域ＣＲ１が、露光用マスクＭＬを用いた１回目の露光工程により形成される。この露光用マスクＭＬによる１回目の露光工程は、図８（Ｂ）中に（１）で示される。

次に上記の露光用マスクＭＬを用いた１回目の露光工程の後に、図８（Ａ）に示すチップ領域のうち上半分かつ右半分の領域ＣＲ２が、露光用マスクＭＲを用いた１回目の露光工程により形成される。この露光用マスクＭＲによる１回目の露光工程は、図８（Ｂ）中に（２）で示される。

上記の露光用マスクＭＲを用いた１回目の露光工程の後に、図８（Ａ）に示すチップ領域のうち下半分かつ左半分の領域ＣＲ３が、露光用マスクＭＬを用いた２回目の露光工程により形成される。この露光用マスクＭＬによる２回目の露光工程は、図８（Ｂ）中に（３）で示される。

さらに、上記の露光用マスクＭＬを用いた２回目の露光工程の後に、図８（Ａ）に示すチップ領域のうち下半分かつ右半分の領域ＣＲ４が、露光用マスクＭＲを用いた２回目の露光工程により形成される。この露光用マスクＭＲによる２回目の露光工程は、図８（Ｂ）中に（４）で示される。

たとえば領域ＣＲ２は基本的には半導体基板ＳＵＢの主表面において領域ＣＲ１の右側に隣り合っているが、一部の領域（領域ＣＲ１の右側）において領域ＣＲ２は領域ＣＲ１と重なり合っている。このように露光用マスクＭＲは、露光用マスクＭＬにより形成される露光領域の一部と重なる領域を露光するための他の露光用マスクである。このため領域ＣＲ２を形成する工程（２）における露光の際には、左側露光用マスクＭＬの重ね合わせ部ＣＮＴ１により領域ＣＲ１に形成された領域と、右側露光用マスクＭＲの重ね合わせ部ＣＮＴ２とが重ね合わせられる。このようにするのは、領域ＣＲ１が形成される領域と領域ＣＲ２が形成される領域とが、たとえば当該露光用マスクＭＬ，ＭＲにより半導体基板ＳＵＢに形成される位置合わせ用マークにより高精度に位置合わせされることが好ましいためである。したがって重ね合わせ部ＣＮＴ１，ＣＮＴ２には、図示されないが位置合わせ用マークを形成するためのパターンが配置されている。

他の重ね合わせ部ＣＮＴ３〜ＣＮＴ６についても同様に考える。すなわち、たとえば図２の上から２番目の複数回露光部ＣＮＤ１は、露光用マスクの重ね合わせ部ＣＮＴ３，ＣＮＴ４を用いた２回の露光により形成される。言い換えれば図８（Ａ）の領域ＣＲ１と領域ＣＲ２とを跨ぐ１番上の複数回露光部ＣＮＤ１および上から２番目の複数回露光部ＣＮＤ１は、２回の露光により形成される。

同様に、たとえば領域ＣＲ３を形成するための露光の際には、領域ＣＲ１，ＣＲ２の形成の際に重ね合わせ部ＣＮＴ５，ＣＮＴ６により形成された領域と、左側露光用マスクＭＬの重ね合わせ部ＣＮＴ１とが、かつ領域ＣＲ４を形成する際には、領域ＣＲ３の形成時に重ね合わせ部ＣＮＴ１が重ね合わせられた領域と、右側露光用マスクＭＲの重ね合わせ部ＣＮＴ２とが、さらに重ね合わせられる。

したがって図８（Ａ）の領域ＣＲ３と領域ＣＲ４とを跨ぐ１番下および下から２番目の複数回露光部ＣＮＤ１は２回の露光により形成されるが、図８（Ａ）の中央の複数回露光部ＣＮＤ２は領域ＣＲ１〜ＣＲ４のすべての領域を形成する際に露光されるため、合計４回露光される。

ただし半導体ウェハＷＦの主表面上のある１点における露光の最大回数は上記のように４回であるが、図８の領域ＣＲ１〜ＣＲ４の４つの領域のいずれにも属さない領域も含め、半導体ウェハＷＦの主表面のほぼ全面に露光を行なう場合には、半導体ウェハＷＦ全体において合計４回を超える回数、たとえば数十回にわたって露光工程を行なう場合もある。

次に図９を参照しながら、当該製造方法の詳細について説明する。
図８（Ａ）、（Ｂ）および図９における（１）を参照して、図８（Ｂ）中に（１）で示される工程においては、たとえば左側露光用マスクＭＬを用いて、通常の写真製版技術により、準備された半導体基板ＳＵＢの主表面の一部の領域（図８（Ａ）で示す領域ＣＲ１）に、トランジスタなどの半導体素子を含む回路で構成された領域ＰＤが形成されるための露光がなされる（第１の露光工程）。このときたとえば左側露光用マスクＭＬの重ね合わせ部ＣＮＴ１，ＣＮＴ３，ＣＮＴ５により領域ＣＲ１には最上部の複数回露光部ＣＮＤ１、上から２番目の複数回露光部ＣＮＤ１、中央部の複数回露光部ＣＮＤ２の基をなすパターン（第１の連結部）が形成される。

ここではこの工程における写真製版技術には、露光部分が現像液により可溶性となるいわゆるポジ型の感光剤（いわゆるフォトレジスト）が用いられることとする。またここで用いられる左側露光用マスクＭＬは、図８（Ｂ）および図９の（１）に示すように、重ね合わせ部ＣＮＴ１，ＣＮＴ３，ＣＮＴ５のそれぞれに、たとえば８つの矩形状のダミー構造体パターンＤＰが互いに間隔をあけて配置されているものとする。これらの重ね合わせ部のうち図８の多数回露光部ＣＮＸを形成するために用いられるのは重ね合わせ部ＣＮＴ５である。このため図９の（１）においては重ね合わせ部ＣＮＴ５が図示されている。

図８（Ａ）、（Ｂ）および図９における（２）を参照して、図８（Ｂ）中に（２）で示される工程においては、たとえば右側露光用マスクＭＲを用いて、上記の領域ＣＲ１の一部分と重なる他の領域ＣＲ２に、トランジスタなどの半導体素子を含む回路で構成された領域ＰＤが形成されるための露光がなされる（第２の露光工程）。領域ＣＲ２のうち領域ＣＲ１と重なる領域の一部分、すなわち上記第１の連続部と重畳するように、第２の連結部が形成される結果、複数回露光部ＣＮＤ１，ＣＭＤ２（連結部）として形成される。このように第１および第２の露光工程がなされることにより、いわゆる分割露光がなされる。ここでも上記（１）の工程と同様の写真製版技術がなされる。このとき図８の多数回露光部ＣＮＸを形成するために用いられるのは重ね合わせ部ＣＮＴ６である。このため図９の（２）においては重ね合わせ部ＣＮＴ６が図示されている。

図８（Ａ）、（Ｂ）および図９における（３）、（４）を参照して、以下同様に、図８（Ｂ）中に（３）、（４）で示される工程においては、順にたとえば左側露光用マスクＭＬ、右側露光用マスクＭＲが用いられる。多数回露光部ＣＮＸを形成する領域として、図９の（３）においては重ね合わせ部ＣＮＴ１が、図９の（４）においては重ね合わせ部ＣＮＴ２が、それぞれ示されている。

ここでは上記（３）、（４）の工程についても（２）の工程と同様に、上記第２の露光工程であると考えることができ、ここでは第２の形成工程が３回行なわれる。

図９に示す重ね合わせ部ＣＮＴ５，ＣＮＴ６，ＣＮＴ１，ＣＮＴ２におけるダミー構造体パターンＤＰは、すべて平面視において（露光用マスクＭＬ，ＭＲの）主表面の互いに同一の領域を覆うように形成されている。ここではそれぞれのダミー構造体パターンＤＰをパターンＤＰ１とパターンＤＰ２とに分けているが、いずれも成分および大きさなどはすべてほぼ等しく、単に後述する比較例との対比を容易にするために異なる参照符号を付している。

なおたとえば上記（３）の工程においては、（１）の工程において半導体ウェハＷＦに形成される、複数回露光部ＣＮＤ２の左側に隣り合う外周スクライブ領域ＳＢＬと平面視において重なるように左側露光用マスクＭＬの外周領域ＰＲＰがセットされる。同様に上記（４）の工程においては、（２）の工程において半導体ウェハＷＦに形成される、複数回露光部ＣＮＤ２の右側に隣り合う外周スクライブ領域ＳＢＬと平面視において重なるように右側露光用マスクＭＲの外周領域ＰＲＰがセットされる。

（１）の工程において半導体ウェハＷＦにおける複数回露光部ＣＮＤ２の左側の外周スクライブ領域ＳＢＬには、露光用マスクＭＬの重ね合わせ部ＣＮＴ５の左側の外周領域ＰＲＰのダミー構造体パターンＤＰによりパターン（ダミー構造体ＤＭ）が形成される。また（３）の工程において半導体ウェハＷＦにおける複数回露光部ＣＮＤ２の左側の外周スクライブ領域ＳＢＬには、露光用マスクＭＬの重ね合わせ部ＣＮＴ１の左側の外周領域ＰＲＰのダミー構造体パターンＤＰによりダミー構造体ＤＭが形成される。

したがって露光用マスクＭＬの重ね合わせ部ＣＮＴ５と重ね合わせ部ＣＮＴ１とのそれぞれの左側の外周領域ＰＲＰのダミー構造体パターンＤＰが平面視において互いに同一の領域であることが好ましい。同様に、露光用マスクＭＲの重ね合わせ部ＣＮＴ６と重ね合わせ部ＣＮＴ２とのそれぞれの右側の外周領域ＰＲＰのダミー構造体パターンＤＰが平面視において互いに同一の領域であることが好ましい。同様に（外周領域ＰＲＰの）その他の各領域においても、先行して形成されるダミー構造体ＤＭを形成するためのダミー構造体パターンＤＰと、後に当該ダミー構造体ＤＭに重なりあうダミー構造体ＤＭを形成するためのダミー構造体パターンＤＰとは、重なり合った場合に平面視において互いに同一の領域に配置されることが好ましい。これは、ダミー構造体パターンＤＰはダミー構造体ＤＭを形成するために遮光すべき領域に形成されているためである。

次に図１０〜図１２を参照しながら、一実施の形態の作用効果について説明する。
図１０（Ａ）、（Ｂ）を参照して、半導体ウェハＷＦ（半導体基板ＳＵＢ）の連結部としての多数回露光部ＣＮＸ（複数回露光部ＣＮＤ２）には、各重ね合わせ部のダミー構造体パターンＤＰ（ＤＰ１，ＤＰ２）と同様の平面態様となるようにダミー構造体ＤＭが形成される。これは多数回露光部ＣＮＸを構成するための４つの重ね合わせ部ＣＮＴ５，ＣＮＴ６，ＣＮＴ１，ＣＮＴ２のすべてに同様のダミー構造体パターンＤＰ（ＤＰ１，ＤＰ２）が形成されているためである。

たとえば図１０（Ａ）、（Ｂ）において点線で囲まれる領域Ａ’に形成されるダミー構造体ＤＭは、図９のすべての重ね合わせ部において、（領域Ａに対応する）点線で囲まれる領域Ａに遮光するためのダミー構造体パターンＤＰ（ＤＰ１，ＤＰ２）が形成されているために形成される。たとえば図９の（１）の工程において図９中に点線で囲まれる領域Ａの必須ダミー構造体パターンＤＰ１により、図１０（Ａ）、（Ｂ）において点線で囲まれる領域Ａ’にダミー構造体ＤＭを形成するための露光がいったんなされるが、続く（２）以降の各工程においても領域Ａに存在する非必須ダミー構造体パターンＤＰ２により領域Ａ’が遮光される。このため図９の各重ね合わせ部を用いたすべての露光工程において、領域Ａ’には露光されない。したがって領域Ａ’には最終的にダミー構造体ＤＭが形成される。

次に比較例として、図１０（Ａ）、（Ｂ）と同様の多数回露光部ＣＮＸ（複数回露光部ＣＮＤ２）を形成するために、図１０とは別のダミー構造体パターンＤＰを有する露光用マスクを用いた場合を考察する。図１１を参照して、比較例においても一実施の形態と同様の手順で処理がなされるが、重ね合わせ部ＣＮＴ５などにはダミー構造体ＤＭを形成するために必要な最低限の個数の必須ダミー構造体パターンＤＰ１のみが、４つの重ね合わせ部のそれぞれに２つずつ割り当てられるように形成されている。すなわち図９に示す必須ダミー構造体パターンＤＰ１以外の非必須ダミー構造体パターンＤＰ２が形成されていない。比較例は以上の点が一実施の形態と異なっている。

図１２（Ａ）、（Ｂ）を参照して、当該比較例においては、図１２（Ｂ）の領域Ｂなどに、図１０（Ａ）、（Ｂ）と同一態様のダミー構造体ＤＭを形成することを意図して図１１に示す重ね合わせ部ＣＮＴ５などが準備されている。しかし当該比較例の場合、図１１の（１）〜（４）の各工程を経た後に、多数回露光部ＣＮＸ（複数回露光部ＣＮＤ２）にはダミー構造体がまったく形成されない。これはたとえば図１１の（１）の工程において図１１中に点線で囲まれる領域Ｂの必須ダミー構造体パターンＤＰ１により、図１２（Ａ）、（Ｂ）において点線で囲まれる領域Ｂ’にダミー構造体ＤＭを形成するための露光がいったんなされたとしても、続く（２）の工程においては領域Ｂに遮光用パターンが存在しないために、図１２の領域Ｂ’が露光されるためである。（２）の工程での領域Ｂ’の露光により、ダミー構造体ＤＭを形成するためのパターンが消失する。

ところが一実施の形態では、分割露光においてたとえば多数回露光部ＣＮＸを構成するための図９の（１）に示す工程に用いる、露光用マスクＭＬの複数の重ね合わせ部のうちの１つである第１の重ね合わせ部（たとえば重ね合わせ部ＣＮＴ５）の領域Ａには、必須ダミー構造体パターンＤＰ１（第１の遮光用パターン）が配置されている。この必須ダミー構造体パターンＤＰ１は図１０の領域Ａ’にダミー構造体ＤＭを形成するために遮光すべき領域のみを覆う平面形状である。またたとえば図９の（２）の工程において重ね合わせ部ＣＮＴ５による露光領域（すなわち多数回露光部ＣＮＸ）と重なることになる第２の重ね合わせ部（重ね合わせ部ＣＮＴ６）の領域Ａには、必須ダミー構造体パターンＤＰ１と平面的に同一の領域のみを覆う非必須ダミー構造体パターンＤＰ２（第２の遮光用パターン）が配置されている。

言い換えれば、一実施の形態の製造方法においては、分割露光における第１の露光工程において、ダミー構造体ＤＭを形成するために遮光すべき領域のみを覆う平面形状のダミー構造体パターンＤＰ１を有する重ね合わせ部ＣＮＴ５により、領域ＣＲ１の一部に多数回露光部ＣＮＸ（第１の連結部）が形成される。その後、第２の露光工程においては、少なくとも必須ダミー構造体パターンＤＰ１によりダミー構造体ＤＭが形成される領域と重なる領域を遮光することが可能な重ね合わせ部ＣＮＴ６の非必須ダミー構造体パターンＤＰ２により、第１の連結部としての多数回露光部ＣＮＸと同一の領域に重畳するように第２の連結部が形成される。ここでは第２の露光工程としては、図９の（２）〜（４）の工程すべてを挙げることができ、これらのすべての工程において、たとえば領域Ａ’には、必須ダミー構造体パターンＤＰ１により形成されたダミー構造体ＤＭと重なる領域のみが（非必須ダミー構造体パターンＤＰ２により）遮光される。

このため一実施の形態においては、露光用マスクの複数の重ね合わせ部のすべての、ダミー構造体ＤＭを形成したい領域に対応する領域に遮光用パターンが配置されることにより、所望のダミー構造体ＤＭを形成することができる。したがってたとえば図４を参照して説明したようにゲート電極を形成する際にそれと同時に柱状の構造体としてのダミー構造体ＤＭを形成する場合においては、多数回露光部ＣＮＸにおいて形成される層間絶縁膜の段差の発生を抑制する効果を高めることができる。

また上記のように、通常は半導体ウェハＷＦにおいては複数回露光部ＣＮＤ１，ＣＮＤ２以外の外周スクライブ領域ＳＢＬにもダミー構造体ＤＭを形成するためのパターンが形成される。これは複数回露光される領域を形成するために用いられる露光用マスクＭＬ，ＭＲにおける外周領域ＰＲＰのそれぞれにおいて、ダミー構造体パターンＤＰが、平面的に同一の領域を覆うことにより実現される。このことを実現するためには、露光用マスクＭＬ，ＭＲのダミー構造体パターンＤＰは、基本的に複数回露光部ＣＮＤ１，ＣＮＤ２以外の外周スクライブ領域ＳＢＬにおいては全体においてほぼ同様のサイズおよび間隔で配置されることが好ましい。このようにすれば、分割露光工程のうち後の工程に起因して、先の工程において形成された複数回露光部の周囲の外周スクライブ領域ＳＢＬに形成された、ダミー構造体ＤＭを形成するためのパターンが消失する不具合を抑制することができる。

（実施の形態２）
本実施の形態は、上記の非必須ダミー構造体パターンＤＰ２の態様において、実施の形態１と異なっている。以下、図１３〜図１５を参照しながら本実施の形態について説明する。

図１３を参照して、本実施の形態においても実施の形態１の図１と同様の露光用マスクＭＬ，ＭＲを用いて図８と同様の製造手順を行なうことにより、半導体ウェハＷＦ（半導体チップＣＨＰ）が形成される。しかし図１４を参照して、本実施の形態においては、非必須ダミー構造体パターンＤＰ２が必須ダミー構造体パターンＤＰ１よりも平面的に大きいサイズを有している。

実施の形態１の図９においては必須ダミー構造体パターンＤＰ１と非必須ダミー構造体パターンＤＰ２とは平面的に同じサイズである。これに対し本実施の形態の図１３においては、非必須ダミー構造体パターンＤＰ２が、ここに必須ダミー構造体パターンＤＰ１が配置されたと仮定したときに必須ダミー構造体パターンＤＰ１が配置される領域と平面的に同一の領域およびそれ以外の他の領域の一部を覆う。その結果、非必須ダミー構造体パターンＤＰ２が必須ダミー構造体パターンＤＰ１よりも平面的に大きいサイズを有する。

ここでは領域Ｃに、ダミー構造体ＤＭを形成するための露光をするための通常の大きさの必須ダミー構造体パターンＤＰ１が形成された重ね合わせ部ＣＮＴ５を上記の第１の重ね合わせ部、他の重ね合わせ部ＣＮＴ６，ＣＮＴ１，ＣＮＴ２を上記の第２の重ね合わせ部と考えることができる。次に本実施の形態における半導体チップ（半導体ウェハ）の製造方法について説明する。

たとえば図１３の領域Ｃおよび図１５の領域Ｃ’に着目して、まず本実施の形態においても、（１）の第１の露光工程において実施の形態１と同様に必須ダミー構造体パターンＤＰ１により、領域Ｃ’にはダミー構造体ＤＭを形成するための露光がなされる。

続く（２）〜（４）の第２の露光工程においては、非必須ダミー構造体パターンＤＰ２により、上記第２の連結部としての多数回露光部ＣＮＸのダミー構造体ＤＭが形成される領域と重なる領域についてはすべて遮光され、かつその周囲の領域の一部も遮光される。これは非必須ダミー構造体パターンＤＰ２が、ここに必須ダミー構造体パターンＤＰ１が配置されたと仮定したときに必須ダミー構造体パターンＤＰ１が配置される領域と平面的に同一の領域およびそれ以外の他の領域の一部を覆うためである。

上記以外の点においては本実施の形態は実施の形態１と同様であるため、同一の構成要素には同一の参照符号を付し、その説明を繰り返さない。

必須ダミー構造体パターンＤＰ１により形成される所望のダミー構造体ＤＭと重なる領域をすべて遮光する目的を達成するためには、本実施の形態のように、必須ダミー構造体パターンＤＰ１により遮光される領域をすべて含み、それよりもサイズの大きい非必須ダミー構造体パターンＤＰ２が用いられてもよい。このようにすれば、仮に図１３の（２）〜（４）の工程において重ね合わせ部ＣＮＴ６などのセットされる位置が所望の位置から多少ずれたとしても、非必須ダミー構造体パターンＤＰ２がダミー構造体ＤＭの形成される領域に対して位置的にマージンを有することになるため、確実にダミー構造体ＤＭの形成される領域を保護することができる。その結果、実施の形態１よりも確実に所望のダミー構造体ＤＭを形成することができる。

なお上記においては非必須ダミー構造体パターンＤＰ２のすべてが必須ダミー構造体パターンＤＰ１よりサイズが大きい場合について述べている。しかし非必須ダミー構造体パターンＤＰ２の一部のみが必須ダミー構造体パターンＤＰ１よりサイズが大きく、他の非必須ダミー構造体パターンＤＰ２は実施の形態１と同様に必須ダミー構造体パターンＤＰ１と同じサイズであってもよい。

（実施の形態３）
本実施の形態は、上記の非必須ダミー構造体パターンＤＰ２の態様において、実施の形態１と異なっている。以下、図１６〜図１９を参照しながら本実施の形態について説明する。

図１６を参照して、本実施の形態においても実施の形態１の図１と同様の露光用マスクＭＬ，ＭＲを用いて図８と同様の製造手順を行なうことにより、半導体ウェハＷＦ（半導体チップＣＨＰ）が形成される。しかし本実施の形態においては、非必須ダミー構造体パターンＤＰ２は重ね合わせ部ＣＮＴ６，ＣＮＴ１，ＣＮＴ２の全面を覆うように配置されている。

すなわち本実施の形態の図１６においては、非必須ダミー構造体パターンＤＰ２が、ここに必須ダミー構造体パターンＤＰ１が配置されたと仮定したときに必須ダミー構造体パターンＤＰ１が配置される領域と平面的に同一の領域およびそれ以外の他の領域のすべてを覆う。図１６においては、ダミー構造体ＤＭを形成するための露光をするための通常の大きさの必須ダミー構造体パターンＤＰ１が形成された重ね合わせ部ＣＮＴ５を上記の第１の重ね合わせ部、他の重ね合わせ部ＣＮＴ６，ＣＮＴ１，ＣＮＴ２を上記の第２の重ね合わせ部と考えることができる。

次に本実施の形態における半導体チップ（半導体ウェハ）の製造方法について説明する。たとえば図１６の領域Ｄおよび図１７の領域Ｄ’に着目して、まず本実施の形態においても、（１）の第１の露光工程において実施の形態１と同様に必須ダミー構造体パターンＤＰ１により、領域Ｄ’にはダミー構造体ＤＭを形成するための露光がなされる。

続く（２）〜（４）の第２の露光工程においては、非必須ダミー構造体パターンＤＰ２により、上記第２の連結部としての多数回露光部ＣＮＸのダミー構造体ＤＭが形成される領域と重なる領域についてはすべて遮光され、かつその周囲の領域もすべて遮光される。すなわち当該第２の露光工程においては、第２の連結部の全面が遮光される。

上記以外の点においては本実施の形態は実施の形態１および／または２と同様であるため、同一の構成要素には同一の参照符号を付し、その説明を繰り返さない。

必須ダミー構造体パターンＤＰ１により形成される所望のダミー構造体ＤＭと重なる領域をすべて遮光する目的を達成するためには、本実施の形態のように、必須ダミー構造体パターンＤＰ１により遮光される領域を含む、連結部を形成するための領域のすべてを遮光する非必須ダミー構造体パターンＤＰ２が用いられてもよい。このようにすれば、実施の形態１，２よりもさらに確実に、ダミー構造体ＤＭの形成される領域を保護することができる。その結果、実施の形態１よりも確実に所望のダミー構造体ＤＭを形成することができる。

図１８を参照して、図１６における第１の露光工程、すなわちダミー構造体ＤＭを形成するための露光は、（１）の工程のような最初に露光される工程でなされる必要はなく、たとえば（２）の工程でなされてもよい。この場合は重ね合わせ部ＣＮＴ６が必須ダミー構造体パターンＤＰ１が形成される上記の第１の重ね合わせ部に相当し、重ね合わせ部ＣＮＴ５，ＣＮＴ１，ＣＮＴ２が図１６の重ね合わせ部ＣＮＴ６などと同様の（全面を覆う）非必須ダミー構造体パターンＤＰ２が形成される上記の第２の重ね合わせ部に相当する。この場合も領域ＥのパターンＤＰ（ＤＰ１，ＤＰ２）により、図１９の領域Ｅ’には、上記の他の実施の形態と同様のダミー構造体ＤＭが形成される。また図示されないが、たとえば図１８の（３）、（４）の工程においてダミー構造体ＤＭを形成するための露光がなされてもよい。

（実施の形態４）
上記１〜３の各実施の形態においては、たとえば多結晶シリコンからなる柱状のダミー構造体ＤＭが形成される領域と平面視において重なる領域を遮光している。しかし上記と逆に、たとえば本実施の形態のように、ダミー構造体ＤＭが形成される領域と平面視において重なる領域を露光し、それ以外の領域を遮光することによってもダミー構造体ＤＭは形成され得る。

第１例として、半導体ウェハＷＦの主表面にボロン、リンなどの元素をイオン注入して拡散層を形成する際にイオン注入を望まない領域を覆うために形成するレジストパターンの体積をなるべく小さくするために、本来拡散層を必要としない箇所の一部にもダミーとして拡散層を形成する場合がある。その場合、いわゆるポジ型のフォトレジストを用いれば、露光された領域のフォトレジストが除去され、そのフォトレジストが除去された領域の真下の半導体ウェハＷＦには拡散層が形成される。この拡散層のうちダミーとして形成されたものをダミー構造体ＤＭとして考えることもできる。

第２例として、半導体ウェハＷＦに形成される層間絶縁膜ＩＩを部分的に掘り込み、掘り込んだ箇所にいわゆるダマシン法により金属配線層を形成する場合、金属配線層形成時に行なうＣＭＰ処理における段差低減のため、本来金属配線層を必要としない箇所の一部にもダミーとしてシリコン酸化膜からなる層間絶縁膜ＩＩなどが刳り抜かれた部分（開口部）が形成される。この層間絶縁膜ＩＩの開口部のうちダミーとして形成されたもの、および当該開口部を埋める金属配線層をダミー構造体ＤＭとして考えることもできる。

このように本実施の形態の上記第１例では、ダミー構造体として柱状の構造体自体は形成されない。また本実施の形態の上記第２例でも、層間絶縁膜ＩＩの開口部をダミー構造体として考えれば、ダミー構造体として柱状の構造体自体は形成されない。

しかし本明細書では「ダミー構造体」とは実施の形態１〜３のような柱状の構造体としてのダミー構造体ＤＭ以外にも、実施の形態４のような構造体自体が存在せず半導体ウェハＷＦ内の単なる拡散層として存在する場合や、構造体が刳り抜かれた開口部としてダミー構造体（ダミー領域）ＤＭが存在する場合などもすべて含むものと定義する。

具体的には、図２０を参照して、本実施の形態においても実施の形態１の図１と同様の露光用マスクＭＬ，ＭＲを用いて図８と同様の製造手順を行なうことにより、半導体ウェハＷＦ（半導体チップＣＨＰ）が形成される。ただしここでは、遮光がされない領域によりダミー領域ＤＭが形成されることを考慮して、実施の形態１〜３における領域Ａ〜Ｅに対応する領域Ｆ内でのダミー構造体パターンＤＰ１，ＤＰ２に相当する遮光がされない（最終的に開口部としてのダミー構造体ＤＭを形成するための）領域を非遮光領域ＤＰ０としている。

なおここでは、非遮光パターンＤＰ０以外の遮光される領域を実施の形態１〜３と同様にそれぞれ必須遮光部ＤＰ１、非必須遮光部ＤＰ２としている。必須遮光部ＤＰ１とは実施の形態１〜３の必須ダミー構造体パターンＤＰ１と同様の概念で、ダミー構造体ＤＭを形成するために必須である遮光部を指し、非必須遮光部ＤＰ２とは実施の形態１〜３の非必須ダミー構造体パターンＤＰ２と同様の概念で、パターンＤＰ１以外の構造体により構成されるパターン領域を指すものとする。

また本実施の形態においても実施の形態３の図１６と同様に、（１）の工程にて露光される重ね合わせ部ＣＮＴ５が所望のパターンを形成するための形状を有する第１の重ね合わせ部であり、重ね合わせ部ＣＮＴ６，ＣＮＴ１，ＣＮＴ２は全面が遮光用パターンＤＰ２で覆われた第２の重ね合わせ部に相当する。

図２０の重ね合わせ部ＣＮＴ５には、図１６の重ね合わせ部ＣＮＴ５に並ぶ必須ダミー構造体パターンＤＰ１と同じ箇所に、露光されるべき（遮光されるべきでない）領域として非遮光領域ＤＰ０が並んでいる。一方その外側には、遮光すべき領域として必須ダミー構造体パターンＤＰ１が形成されている。たとえば図１６の重ね合わせ部ＣＮＴ５のように柱状の遮光用パターンＤＰ１が形成された露光用マスクを以下においては正マスクといい、図２０の重ね合わせ部ＣＮＴ５のように開口部を形成するように遮光用パターンとしての必須ダミー構造体パターンＤＰ１が形成された露光用マスクを以下においては反マスクということにする。

上記第１例について、図２１、図２２および図２５を参照して、図２０の第１の重ね合わせ部が反マスクである場合においては、上記の各実施の形態のように第１の重ね合わせ部が正マスクである場合と同様に、ポジ型のフォトレジストを用いた処理により、ちょうど実施の形態１〜３において形成されるダミー構造体ＤＭと同じ位置（領域Ｆ’）のフォトレジストＰＨＲが刳り抜かれる。このフォトレジストＰＨＲが刳り抜かれた領域の真下の半導体基板ＳＵＢの主表面に、矢印で示すようにイオン注入がなされる。図２２を参照して、イオン注入の後、フォトレジストＰＨＲを除去すれば、半導体ウェハＷＦ内の拡散層としてのダミー構造体ＤＭが形成される。

上記第２例について、図２３、図２４および図２５を参照して、反マスクを用いて実施の形態１〜３において形成されるダミー構造体ＤＭと同じ位置の層間絶縁膜ＩＩが刳り抜かれ開口部ＣＶとしてのパターンが形成される。この開口部ＣＶ自体をダミー構造体ＤＭと考えてもよいが、図２４を参照して、当該開口部ＣＶにいわゆるダマシン法により金属材料を充填することにより形成される金属配線層をダミー構造体ＤＭと考えてもよい。ただし層間絶縁膜ＩＩが刳り抜かれ金属材料が充填される領域において、ダミー構造体ＤＭと半導体基板ＳＵＢとの間には、通常は薄くなった層間絶縁膜ＩＩが残存される。

（補足１）
以上においてはすべてポジ型のフォトレジストを用いた場合について説明しているが、ポジ型とは逆に露光部分が現像液により溶解性が低下するいわゆるネガ型のフォトレジストを用いた場合についても、同様の効果を得ることができる。

具体的には、フォトレジストの型に関らず、半導体ウェハに実施の形態１〜３のような柱状のダミー構造体ＤＭを形成する際には、そのために遮光すべき領域のみを覆う第１の遮光用パターン（ＤＰ１：図２０）と、少なくとも上記遮光すべき領域を覆い場合に応じて上記遮光すべき領域以外の他の領域をも覆う第２の遮光用パターン（ＤＰ２：図２０）とを備える露光用マスクを用いる。このようにすることにより露光してもよい領域以外は遮光することができる。実施の形態４のように開口部としてのダミー構造体ＤＭを形成する場合においても上記と同様である。

（補足２）
これまでは説明を簡略化するために、行方向（図の左右方向）に２行並ぶ露光用マスクＭＬ，ＭＲの２つのマスクを有するいわゆる２行×１列型のマスクを示しているが、準備されるべき露光用マスクの枚数は任意である。すなわち図２６を参照して、たとえば露光用マスクが、左側露光用マスクＭＬ、右側露光用マスクＭＲおよび中央露光用マスクＭＭの３つのマスクからなるもの（いわゆる３行×１列型）であってもよい。

中央露光用マスクＭＭは、露光用マスクＭＬ，ＭＲと同様に、マスク基板ＳＢの主表面に、パターン領域ＭＭＮと、外周領域ＰＲＰと、マスク遮光領域ＳＬ５，ＳＬ６，ＳＬ７，ＳＬ８とを有している。外周領域ＰＲＰには分割露光用の重ね合わせ部ＣＮＴ７〜ＣＮＴ１２が図中に示すように配置されており、図２６においては、重ね合わせ部ＣＮＴ７，ＣＮＴ９，ＣＮＴ１１が露光用マスクＭＭの左側に、重ね合わせ部ＣＮＴ８，ＣＮＴ１０，ＣＮＴ１２が露光用マスクＭＭの右側に、それぞれ配置されている。言い換えれば重ね合わせ部ＣＮＴ７，ＣＮＴ９，ＣＮＴ１１は露光用マスクＭＬと、重ね合わせ部ＣＮＴ８、ＣＮＴ１０，ＣＮＴ１２は露光用マスクＭＲと対向する側に配置されている。

この場合は、たとえば左側露光用マスクＭＬの重ね合わせ部ＣＮＴ５（第１の重ね合わせ部）による露光領域と、中央露光用マスクＭＭの重ね合わせ部ＣＮＴ１１（第２の重ね合わせ部）とが重なることになる。また同様に、たとえば中央露光用マスクＭＭの重ね合わせ部ＣＮＴ１２（第１の重ね合わせ部）による露光領域と、右側露光用マスクＭＲの重ね合わせ部ＣＮＴ６（第２の重ね合わせ部）とが重なることになる。これらが重なりあうことによる作用効果などは、上記の各実施の形態で述べたとおりである。

その他図示しないが、一般的に露光用マスクはｎ行×ｍ列型（ｎ，ｍは１以上の任意の整数）とすることができる。

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。
半導体ウェハは、主表面を有する半導体基板と、主表面のうち半導体基板内に半導体素子を含む回路で構成された領域が配置される素子領域と、主表面のうち平面視における素子領域の外部において素子領域を取り囲む外周領域とを含む、主表面に複数並ぶように配置された、平面視において長さが３３ｍｍを超える縁部を有する矩形状であるチップ領域を備える。また半導体ウェハは、外周領域に配置されるダミー構造体と、ダミー構造体の上方に配置され、ダミー構造体に支持される薄膜層を備える。

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。

ＣＨＰ 半導体チップ、ＣＮＤ１，ＣＮＤ２ 複数回露光部、ＣＮＴ１〜ＣＮＴ１２ 重ね合わせ部、ＣＮＸ 多数回露光部、ＤＭ ダミー構造体（ダミー領域）、ＤＰ ダミー構造体パターン、ＤＰ０ 非遮光領域、ＭＬ 左側露光用マスク、ＭＭ 中央露光用マスク、ＭＭＮ 素子パターン領域、ＭＮＡ 素子領域、ＭＲ 右側露光用マスク、ＰＰ パターン、ＰＲＰ 外周領域、ＳＢ マスク基板、ＳＢＬ 外周スクライブ領域、ＳＬ１〜ＳＬ８ マスク遮光領域、ＳＵＢ 半導体基板、ＷＦ 半導体ウェハ。

Claims (10)

1. 平面視において分割露光方式により形成された、矩形状の主表面を有する半導体基板と、
   前記主表面のうち、前記半導体基板内に半導体素子を含む回路で構成された領域が配置される本体領域と、
   前記主表面のうち、前記本体領域を取り囲む外周領域と、
   前記本体領域および外周領域に配置されるダミー構造体とを備える、半導体装置。
2. 平面視において主表面を有する基板と、
   前記主表面のうち、半導体素子を含む回路で構成された領域のパターンが配置される矩形状の本体領域と、
   前記主表面のうち、前記本体領域を取り囲む外周領域と、
   前記外周領域に配置される、分割露光用の重ね合わせ部とを備えるマスクであって、
   前記重ね合わせ部は前記マスクに複数配置され、
   複数の前記重ね合わせ部の１つである第１の重ね合わせ部には、ダミー構造体を形成するために遮光すべき領域のみを覆う第１の遮光用パターンが配置されており、
   前記重ね合わせ部の１つであり前記第１の重ね合わせ部による露光領域と重なることになる第２の重ね合わせ部には、前記第１の遮光用パターンの配置される領域と平面的に同一の領域を覆う、または、前記第２の重ね合わせ部において前記第１の遮光用パターンの配置される領域と平面的に同一の領域および他の領域の少なくとも一部を覆う、第２の遮光用パターンが配置されている、マスク。
3. 前記第２の重ね合わせ部には、前記第１の遮光用パターンの配置される領域と平面的に同一の領域のみを覆う前記第２の遮光用パターンが配置されている、請求項２に記載のマスク。
4. 前記第２の重ね合わせ部には、前記平面的に同一の領域および前記第２の重ね合わせ部における前記平面的に同一の領域以外の他の領域の一部のみを覆う前記第２の遮光用パターンが配置されている、請求項２に記載のマスク。
5. 前記第２の重ね合わせ部には、前記第２の重ね合わせ部の全面を覆う前記第２の遮光用パターンが配置されている、請求項２に記載のマスク。
6. 請求項２に記載のマスクと、
   前記マスクにより形成される露光領域の一部と重なる領域を露光するための他のマスクをさらに有し、
   前記他のマスクには、前記第２の重ね合わせ部を有する、マスク。
7. 主表面を有する半導体基板を準備する工程と、
   前記半導体基板の前記主表面の一部の領域に、半導体素子を含む回路で構成された本体領域を形成するための第１の露光工程と、
   前記半導体基板の前記主表面のうち前記一部の領域の一部分と重なる連結部を含む他の領域に、前記本体領域を形成するための第２の露光工程とを備え、
   前記第１の露光工程においては、前記一部の領域に、前記連結部である、ダミー構造体を形成するための第１の連結部が形成され、
   前記第２の露光工程においては、少なくとも前記ダミー構造体を形成するために遮光すべき領域と重なる領域を遮光することにより、前記第１の連結部と重畳するように第２の連結部が形成される、半導体装置の製造方法。
8. 前記第２の露光工程は１回以上行なわれ、
   すべての前記第２の露光工程では、前記第２の連結部において前記遮光すべき領域のみが遮光される、請求項７に記載の半導体装置の製造方法。
9. 前記第２の露光工程は１回以上行なわれ、
   少なくとも１回の前記第２の露光工程では、前記第２の連結部において前記ダミー構造体を形成するために遮光すべき領域と重なる領域および前記第２の連結部において前記遮光すべき領域以外の他の領域の一部のみが遮光される、請求項７に記載の半導体装置の製造方法。
10. 前記第２の露光工程は１回以上行なわれ、
    すべての前記第２の露光工程では、前記第２の連結部の全面が遮光される、請求項７に記載の半導体装置の製造方法。

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