JP3967701B2 - 半導体装置 - Google Patents

Description

本発明は，半導体装置に関し，より詳しくは，フォトリソグラフィ工程で用いられる合わせマークを含む半導体装置に関するものである。

従来，半導体装置には，金属酸化物強誘電体（以下，強誘電体という）及び金属酸化物常誘電体（以下，高誘電体という。本明細書において，高誘電体とは比誘電率が約１０以上の常誘電体のことをいう。）が用いられている。以降，強誘電体を使用した半導体装置を中心に説明する。

強誘電体を用いた半導体装置において，強誘電体膜としては，Ｂｉ（ビスマス）層状化合物であるＳｒＢｉ_２Ｔａ_２Ｏ_９（以下，この物質の組成を変えたもの，及びＮｂ（ニオブ）に代表される添加物を加えた，あるいは置換した一連の化合物群をＳＢＴと称する）やチタン酸ジルコン酸鉛：Ｐｂ（Ｚｒ_１−ＸＴｉ_Ｘ）Ｏ_３（以下，この化合物の組成を変えたもの，及びＬａ（ランタン）やＣａ（カルシウム）等の添加物を加えた一連の化合物群をＰＺＴと称する）を用いたものが現在実用化されている。また検討段階の強誘電体材料としては，ＢＬＴと呼ばれるチタン酸ビスマスにＬａ（ランタン）を添加したものや，以上に述べた強誘電体材料にその他の誘電体材料を固溶したもの等がある。いずれの場合も酸化物結晶として強誘電体特性を示すため，酸素雰囲気中での熱処理を必要とするという点で共通しており，本発明によって同等の効果を得る。よって，以降の説明においては，強誘電体膜，特にＳＢＴ膜を使用した場合を詳述する。

ＳＢＴをはじめとする強誘電体は，上述したように全て金属酸化物結晶であり，それらの材料を結晶化させる際や，後工程におけるスパッタやエッチング加工時等のプロセスダメージを回復させるために，６００℃から８００℃という高温熱処理を必要としている。しかも多くの場合これらの熱処理は酸素雰囲気中で行われる。このため，強誘電体キャパシタを形成する以前に作成した半導体装置において，Ｗ（タングステン）等の配線やコンタクト構造を有している場合，酸素雰囲気下で容易に酸化されてしまい，酸化されると導電性を失うため，何らかの酸化防止の対策が必要になる。

一方，上記の誘電体を含む半導体装置は，フォトリソグラフィ工程を経て製造されるが，その工程では，下地で形成したパターンとこれから形成するパターンを精密に重ねる（合わせる）必要があるため，デバイスパターンとは別に，合わせを精密に行うことのみを目的とした合わせマークを構成するパターンも同時に作成する。この合わせマークの主要なものを大別すると，露光機を用いてレジスト（感光剤）を露光する際に露光機で読み取る粗合わせ用マーク（サーチマーク）と，精密合わせ用マーク（ファインマーク），及び露光，現像後に合わせ測定器を用いて，合わせずれを検出するための合わせ測定用マークの３種類になる。これらの合わせマークは，半導体装置の機能には直接関与しないが，それを製造する際には必要不可欠である。

主要な合わせマークの種類は上述のように３種類あるが，それぞれの問題点やその解決のための対策はすべて同様なため，以後，合わせ測定用マークについて説明する。図５は，従来の半導体装置の合わせ測定用マークの代表的な構造の模式図であり，図５（ａ）はその概略平面図を示し，図５（ｂ）は図５（ａ）のＧ−Ｇ線に沿った断面図を示す。図５（ａ）に示すように，合わせ測定用マークは，ＯＵＴ−ＢＯＸ９００とＩＮ−ＢＯＸ９１０の２つのパターンから作られており，ＯＵＴ−ＢＯＸ９００のパターン形状は矩形の外形に所定幅をもたせた形状となっており，ＩＮ−ＢＯＸ９１０のパターン形状は矩形状であり，ＩＮ−ＢＯＸ９１０はＯＵＴ−ＢＯＸ９００内部に配置されている。

例えば，下地となる第１のパターン層と，これから形成する第２のパターン層を合わせる場合を考える。まず，第１のパターン層でＯＵＴ−ＢＯＸ９００を形成しておき，次に第２のパターン層のフォトリソグラフィ工程で，ＩＮ−ＢＯＸ９１０を形成する。ここで，例えば第２のパターン層によるＩＮ−ＢＯＸ９１０はレジストで形成されるとする。このＯＵＴ−ＢＯＸ９００とＩＮ−ＢＯＸ９１０で構成された合わせ測定用マークを合わせ測定器で測定することにより，第１のパターン層と第２のパターン層の相対的な合わせずれ量を検出する。そのずれ量が規格値より大きい場合には，レジストを全面除去し，得られた合わせ補正値を用いて再度，第２のパターン層を形成する。なお，逆に，第１のパターン層でＩＮ−ＢＯＸ９１０を形成した場合は，第２のパターン層でＯＵＴ−ＢＯＸ９００を形成し，同様に合わせずれ量を検出し，以降同様の作業を行う。

図５は，第１のパターン層がコンタクトホールを形成する層であり，そのコンタクトエッチング時に同時にＯＵＴ−ＢＯＸを形成し，それ以降の工程でＩＮ−ＢＯＸを形成した場合に相当する図である。図５（ｂ）に示す構造は，以下に述べる作製方法により作られる。まず，コンタクトホールエッチング工程にて層間の絶縁膜９０１にコンタクトホールを形成する。その後，例えばＴｉ／ＴｉＮ（チタン／窒化チタン）等によるバリアメタルを形成し，さらにW−ＣＶＤ（Ｔｕｎｇｓｔｅｎ Ｃｈｅｍｉｃａｌ Ｖａｐｏｒ Ｄｅｐｏｓｉｔｉｏｎ）によるＷ膜（タングステン膜；以下Ｗ膜と称する）を形成する。これらバリアメタルおよびＷ膜にエッチング法あるいはＣＭＰ（Ｃｈｅｍｉｃａｌ Ｍｅｃｈａｎｉｃａｌ Ｐｏｌｉｓｈｉｎｇ）法を用いてコンタクトホール内のみに金属膜９０２を形成する。この時，マーク領域は，エッチバック法を用いた場合には図５（ｂ）に示すように，サイドウォール状に金属層が残留し，ＣＭＰ法を用いた場合にはさらに広域な範囲に金属層が残留する。その後，層間の絶縁膜９０３を形成し，第２のパターン層によるＩＮ−ＢＯＸを形成する。絶縁膜９０３には例えばシリコン窒化膜が用いられる。あるいは，第１のパターン層形成後，層間の絶縁膜９０３を形成せずに直接キャパシタ電極を形成することもあり，その場合には，図５（ｂ）に示す絶縁膜９０３は，キャパシタ電極膜になる。

図５のようにサイドウォール状の段差部をシリコン窒化膜あるいはキャパシタ電極で被覆しても，強誘電体形成に伴う酸素雰囲気中での熱処理により，図６に示すように，Ｗ（タングステン）は激しく酸化してマーク形状が歪んでしまう。図６（ａ）はＩＮ−ＢＯＸの形状が歪んだ例であり，図６（ｂ）はＯＵＴ−ＢＯＸの形状が歪んだ例であり，共に光学顕微鏡による写真である。このように，マーク形状も歪んでしまうと，合わせマークとしての機能を果たせないばかりでなく，後工程でのパーティクルの発生・剥離，等，半導体装置の製造上，非常に重大な問題を引き起こす。また，図７は，マーク部分が酸化した時のＦＩＢ（Ｆｏｒｃｕｓｅｄ Ｉｏｎ Ｂｅａｍ：集束イオンビーム加工機）による断面写真であり，Ｗ膜が酸化膨張し，上層膜を突き破っている様子を示している。

本願発明に関連する公知文献としては，下記の特許文献１がある。特許文献１には，半導体集積回路以外のパターンであるアクセサリパターンを複数の部分パターンの集合に置き換えることに関する記載がある。

特開２０００−１７１９６６号公報

上記のマーク部分の酸化・剥離の問題に加え，図５に示すＯＵＴ−ＢＯＸ９００のような，パターン形状が矩形の外形形状のパターンでは，その角部のパターン幅は辺部分のパターン幅より大きくなるため，角部でボイドが生じやすいという問題があった。ボイドが生じると，後工程において，ＷエッチバックやＷ−ＣＭＰを行う際，そのエッチバック量やＣＭＰ研磨量が増すことになり，ウエハ面内の均一性低下の要因となる。

そこで，本発明は，このような問題に鑑みてなされたもので，その目的とするところは，合わせマーク機能を有し，且つ合わせマーク領域のボイドの問題が解決された，新規かつ改良された半導体装置を提供することにある。

上記課題を解決するために，本発明のある観点によれば，基板上に形成され，合わせマークを含む半導体装置であって，基板の面に平行な面内における合わせマークのパターンの形状は，多角形から角部を除外して得られる多角形の辺からなる形状であることを特徴とする半導体装置が提供される。かかる構成によれば，合わせマークのパターン形状は，ボイドの生じやすい角部が除外された形状となるため，従来生じていたボイドの問題を解決できる。また，上記の多角形の辺を構成する線分状のパターンを用いて合わせずれ検出等を行うことができるので，合わせマークとしての機能も果たすことができる。

その際に，多角形は矩形とすれば，単純な形状であるため形成容易であり，且つ矩形の直交する２辺に相当するパターンを用いて基板の面に平行な面内の２次元的な合わせずれ検出を容易に行うことができる。また，合わせマークのパターンの幅は０．６〜０．８μｍであることが好ましい。０．６μｍ未満とすると，合わせ測定時の測定精度に支障を来す。０．８μｍ以上とすると，Ｗ−ＣＶＤ時のＷ膜厚を０．６μｍ程度以上にする必要があり，その際のエッチバックあるいはＣＭＰ時のウエハ面内ばらつきを考慮すると０．８μｍ程度が上限となる。

また，上記半導体装置は，合わせマークのパターンを構成する金属膜と，金属膜の上層に形成されて金属膜の酸化を防止するカバー膜と，を含むことが好ましい。かかる構成によれば，カバー膜によって合わせマークを構成する金属膜の酸化，剥離を防止することができる。したがって，マーク形状が歪むことなく，合わせマークとしての機能を果たすことができる。

基板の面に平行な面内におけるカバー膜のパターンの形状は，多角形から角部を除外して得られる多角形の辺からなる形状であることが好ましい。通常，カバー膜は絶縁膜の上に形成されるが，カバー膜はこの下層の絶縁膜と密着性が良くなく，絶縁膜上に広い範囲で被着されていると，後工程において剥離を起こし易くなる。よって，上記のように金属膜を覆うために必要最小限となるよう金属膜と同様のパターン形状とすることにより，耐酸化性を維持しつつ，後工程での剥離に対しても防止効果を得ることができる。

上記カバー膜のパターンの幅は，金属膜により形成されるパターンの幅より片側で１〜数μｍ広いことが好ましい。かかる構成によれば，適度な被覆面積を得ることができ，耐酸化性を維持しつつ，後工程での剥離に対しても効果を得ることができる。

また，カバー膜はイリジウム系金属からなることが好ましい。イリジウム系金属は強誘電体キャパシタの下部電極の材質ともなりうるので，イリジウム系金属を採用した場合には，１つの工程でカバー膜と下部電極両方を形成することができる。

以上のように本発明の半導体装置によれば，合わせマーク機能を有し，且つ従来生じていた合わせマーク領域のボイドの問題を解決することができる。

以下に添付図面を参照しながら，本発明の好適な実施の形態について詳細に説明する。なお，本明細書及び図面において，実質的に同一の機能構成を有する構成要素については，同一の符号を付することにより重複説明を省略する。

本発明の典型的な態様にかかる半導体装置は，基板上に形成され，合わせマークを含む。基板の面に平行な面内における合わせマークのパターンの形状は，多角形から角部を除外して得られる多角形の辺からなる形状となる。この合わせマークのパターンは金属膜により構成される。また，本発明の典型的な態様にかかる半導体装置では，この金属膜の上層に金属膜の酸化を防止するカバー膜が形成される。

本発明の第１の実施の形態にかかる半導体装置について，図１を参照しながら説明する。この半導体装置は，基板上に形成され，合わせマークを含む。図１はその合わせマークの構成を示す図であり，図１（ａ）はその概略平面図であり，図１（ｂ）は図１（ａ）のＡ−Ａ線に沿った断面図であり，図１（ｃ）は図１（ａ）のB−B線に沿った断面図である。本実施の形態における半導体装置は，図１（ａ）に示すような，ＯＵＴ−ＬＩＮＥ１００およびＩＮ−ＬＩＮＥ１１０の合わせマークを含む。基板の面に平行な面内におけるＯＵＴ−ＬＩＮＥ１００，ＩＮ−ＬＩＮＥ１１０のパターン形状は共に，矩形から４つの角部（４隅）を除外して得られる４本の辺からなる形状をしている。ただし，ＩＮ−ＬＩＮＥ１１０のパターン形状の元となる矩形の方が，ＯＵＴ−ＬＩＮＥ１００のものより小さく，ＩＮ−ＬＩＮＥ１１０はＯＵＴ−ＬＩＮＥ１００の内側に位置している。ＯＵＴ−ＬＩＮＥ１００，ＩＮ−ＬＩＮＥ１１０を構成するパターンの幅は全て均一で０．６〜０．８μｍであり，後述するように金属膜により形成されている。

また，ＯＵＴ−ＬＩＮＥ１００，ＩＮ−ＬＩＮＥ１１０それぞれの上層にはこれらを覆って金属膜の酸化を防止するためのカバー膜１２０，１３０が形成されている。カバー膜１２０，１３０は共に，矩形の外形からなるパターン形状を有し，イリジウム系金属からなり，それぞれが覆うＯＵＴ−ＬＩＮＥ１００とＩＮ−ＬＩＮＥ１１０のパターン幅より，片側で１〜数μｍ広いパターン幅を有するよう形成されている。ここでは，片側で１μｍずつ広く，全幅で２μｍ広く形成されている。

図１に示す合わせマークは，合わせ測定用マークであり，下地となる第１のパターン層と，これから形成する第２のパターン層を合わせる場合に用いられる。例えば，第１のパターン層でＯＵＴ−ＬＩＮＥ１００を形成しておき，次に第２のパターン層でＩＮ−ＬＩＮＥ１１０を形成する。このＯＵＴ−ＬＩＮＥ１００とＩＮ−ＬＩＮＥ１１０で構成された合わせ測定用マークを合わせ測定器で測定することにより，第１のパターン層と第２のパターン層の相対的な合わせずれ量を検出する。そのずれ量が規格値より大きい場合には，第２のパターン層を全面除去し，得られた合わせ補正値を用いて再度，第２のパターン層を形成する。

次に図１（ｂ），図１（ｃ）に示す構造を作製する方法の一例について説明する。まず，コンタクトホールエッチング工程にて層間の絶縁膜１０１にコンタクトホールを形成し，Ｗ（タングステン）膜等の金属膜１０２をＣＶＤ法で形成する。このようにして，合わせマーク領域にＯＵＴ−ＬＩＮＥ１００を溝幅０．６〜０．８μｍ程度にて形成する。その後，層間の絶縁膜１０３を被着する。その後，ＯＵＴ−ＬＩＮＥ１００と目合わせを行う工程で，ＩＮ−ＬＩＮＥ１１０をフォトレジストで形成し，ずれをチェックする。ここで，ＩＮ−ＬＩＮＥ１１０についてもＯＵＴ−ＬＩＮＥ１００と同様に，絶縁膜１０３に溝幅を０．６〜０．８μｍ程度に細線化して形成する。次に，そのレジストパターンにてエッチング加工を行い，さらにＷ等の金属膜１０４をＣＶＤ法で形成し，全面エッチバックあるいはＣＭＰにより，コンタクトホール内以外の金属膜を除去する。なおここでは，ＯＵＴ−ＬＩＮＥ１００を形成してからＩＮ−ＬＩＮＥ１１０を形成するようにしたが，両者を入れ替えてもよい。

その後，酸素バリア性のあるカバー膜１２０，１３０を，マーク部の溝幅に対して大きい幅，例えばプラス１〜数μｍ程度大きい幅となるよう，マーク部の上層に堆積する。ここで，カバー膜１２０，１３０の材質にはイリジウム系金属を用いている。

本実施の形態の合わせマークは，矩形の輪郭から４つの角を除外して得られる辺からなるパターン形状を有する。すなわち，矩形の外形から４隅をカットした線分状のパターンにより構成される形状を有する。比較例を用いて後述するように，４隅を有する矩形の輪郭状のパターン形状の場合は，４隅部分のパターン幅が辺部分のパターン幅の√２倍になるため，パターン幅の異なる部分が生じ，ボイドが発生しやすくなる。しかし，本実施の形態における合わせマークのパターン形状では，このようなパターン幅が異なる部分を除外しているため，合わせマーク部のパターン幅は均一となり，従来生じていたＷ−ＣＶＤ時のボイドの発生を本質的に抑えることができる。このパターン形状によって，本来の目的である合わせ測定に支障が生じることは一切なく，合わせマークとしての機能を維持することができる。また，矩形を採用したことで，矩形の直交する２辺に相当するパターンを用いて，基板の面に平行な面内の２次元的な合わせずれ検出を容易に行うことができる

また，本実施の形態では，ＯＵＴ−ＬＩＮＥ１００とＩＮ−ＬＩＮＥ１１０のパターン幅は全て均一であり，その幅は０．６〜０．８μｍとしている。このように細線化したことにより溝が金属で埋まり，本実施の形態では，図５（ｂ）に示したようなマーク部の段差形状がなくなる。従来では酸素防止用の成膜をしてもこの段差部で被覆の状態が良くないために酸素の拡散を防ぎきれず酸化の問題が発生していたが，本実施の形態では細線化して段差を無くしたため，このような問題を回避できる。なお，パターン幅が０．６μｍ未満では合わせ測定時の測定精度に支障を来し，０．８μｍ以上ではＷ−ＣＶＤ時のＷ膜厚を０．６μｍ程度以上にする必要があり，エッチバックあるいはＣＭＰ時のウエハ面内ばらつきを考慮すると０．８μｍ程度が上限となると考えられる。

さらにまた，本実施の形態では，カバー膜１２０，１３０を設けることにより，従来生じていた合わせマークの酸化・剥離を防止することができる。したがって，マーク形状が歪むことはなく，合わせマークとしての機能を果たすことができる。カバー膜１２０，１３０は，ＯＵＴ−ＬＩＮＥ１００とＩＮ−ＬＩＮＥ１１０のパターン幅より，片側で１〜数μｍ広く形成されている。カバー膜は，下層の絶縁膜と密着性が良くないため，絶縁膜上に広い範囲で被着されていると，後工程において剥離を起こし易くなるが，逆に覆う領域を狭くしすぎると，酸素の周り込み（拡散）により酸化防止機能が低下してしまう。よって，上記のような幅でカバー膜を形成することにより，耐酸化性を維持しつつ，後工程での剥離に対しても効果を得ることができる。ここで，カバー膜１２０，１３０の材質としてイリジウム系金属膜を採用している。イリジウム系金属は強誘電体キャパシタの下部電極の材質ともなりうるので，１つの工程でカバー膜と下部電極両方を形成することができる。

次に，本発明の第２の実施の形態にかかる半導体装置について，図２を参照しながら説明する。図２は，本発明の第２の実施の形態にかかる半導体装置の構成を示す概略平面図である。本実施の形態では，第１の実施の形態と比べて，カバー膜のパターン形状のみが異なり，その他の部分は同様である。以下，この点に注目して説明し，第１の実施の形態と同様の点については重複説明を省略する。

本実施の形態における合わせマークは，図２に示すように，ＯＵＴ−ＬＩＮＥ２００とＩＮ−ＬＩＮＥ２１０のパターンからなり，基板の面に平行な面内におけるこれらのパターンの形状や材質等の構成は，第１の実施の形態のＯＵＴ−ＬＩＮＥ１００とＩＮ−ＬＩＮＥ１１０と同様である。また，図２のＣ−Ｃ線に沿った断面，Ｄ−Ｄ線に沿った断面は，第１の実施の形態において示された図１（ｂ），図１（ｃ）と同様の構成であり，その作製方法も同様である。

ＯＵＴ−ＬＩＮＥ２００，ＩＮ−ＬＩＮＥ２１０それぞれの上層にはこれらを覆うようにこれらを構成する金属の酸化を防止するためのカバー膜２２０，２３０が形成されている。基板の面に平行な面内におけるカバー膜２２０，２３０のパターン形状は共に，矩形から４つの角部（４隅）を除外して得られる４本の辺からなる形状をしている。すなわち，カバー膜２２０，２３０は，ＯＵＴ−ＬＩＮＥ２００，ＩＮ−ＬＩＮＥ２１０と同様のパターン形状を有するが，その寸法はそれぞれが覆うＯＵＴ−ＬＩＮＥ２００とＩＮ−ＬＩＮＥ２１０のパターンに対し，片側で１〜数μｍ広くなるよう構成されている。

カバー膜は，下層の絶縁膜と密着性が良くないため，絶縁膜上に広い範囲で被着されていると，後工程において剥離を起こし易くなるが，逆に覆う領域を狭くしすぎると，酸素の周り込み（拡散）により酸化防止機能が低下してしまう。よって，金属膜のパターン幅より片側で１〜数μｍ広い幅でカバー膜を形成することにより，耐酸化性を維持しつつ，後工程での剥離に対しても効果を得ることができる。本実施の形態は，上記点を考慮してカバー膜のパターン形状をさらに最適化するよう改良したものである。応力解析を行うと，矩形の角である４隅の部分に最も応力集中が起こりやすく，実際の試作においても，最もこの４隅部分に膜浮き等の異常が観測された。よって，この４隅をカットした形状を採用することで，酸化防止機能は変わらず，且つ，後工程において重要となる膜密着性の向上，すなわち剥離防止効果の向上を図ることができる。

図３は，上記第１，第２の実施の形態に対する比較例の半導体装置の概略平面図である。この比較例の半導体装置は合わせマークを有し，合わせマークはＯＵＴ−ＢＯＸ８００とＩＮ−ＢＯＸ８１０により構成される。ＯＵＴ−ＢＯＸ８００とＩＮ−ＢＯＸ８１０はともに矩形の外形からなるパターン形状を有する。また，ＯＵＴ−ＢＯＸ８００とＩＮ−ＢＯＸ８１０の上層にはこれらを覆うようにともに矩形の外形のパターン形状を有する酸化防止用のカバー膜８２０，８３０が形成されている。すなわち，図３に示す比較例は，第１の実施の形態の合わせマークを４隅を除外しない形状に変更したものに相当する。この比較例におけるその他の構成である，パターン幅や材質等は第１の実施の形態と同様である。また，図３のＥ−Ｅ線に沿った断面，Ｆ−Ｆ線に沿った断面は，第１の実施の形態において示された図１（ｂ），図１（ｃ）と同様の構成であり，その作製方法も同様である。

比較例では，ＯＵＴ−ＢＯＸ８００とＩＮ−ＢＯＸ８１０の直線部分のパターン幅は均一であるが，その角部のパターン幅は直線部分の√２倍になる。このようにパターン幅が大きくなる部分があり，パターン幅が不均一であるため，Ｗ−ＣＶＤ時に大きなボイドが生じる。図４は，図３の角部Ｌ部に生じたボイドを示すＳＥＭ（Ｓｃａｎｎｉｎｇ Ｅｌｅｃｔｒｏｎ Ｍｉｃｒｏｓｃｏｐｅ；走査型電子顕微鏡）による写真である。このボイドが生じる問題は，Ｗ−ＣＶＤの膜厚をパターン幅をａとしたとき，（ａ√２）／２以上形成すれば，ある程度抑制することができるが，本質的にボイドが生じやすい状況であることに変わりはない。ボイドが生じると，後工程において，ＷエッチバックやＷ−ＣＭＰを行う際，そのエッチバック量やＣＭＰ研磨量が増すことになり，ウエハ面内の均一性低下の要因となっていた。

以上，添付図面を参照しながら本発明の好適な実施形態について説明したが，本発明は係る例に限定されないことは言うまでもない。当業者であれば，特許請求の範囲に記載された範疇内において，各種の変更例または修正例に想到し得ることは明らかであり，それらについても当然に本発明の技術的範囲に属するものと了解される。

上記実施の形態では，合わせ測定用マークに適用した場合を例にとり説明したが，その他の粗合わせ用マークや精密合わせ用マーク等の合わせマークにも本発明は適用可能である。また，上記実施の形態では，多角形として矩形を例にとり説明したが，これに限定されるものではなく，単なる四角形や六角形等，別の形状の多角形であってもよい。

本発明は，強誘電体を用いた半導体装置および高誘電体を用いた半導体装置の双方について適用可能であり，また，一般的な半導体装置においても，例えば熱酸化膜の形成工程など，酸素雰囲気で熱処理を行うもの全てについても適用可能である。

本発明は，半導体装置に適用可能であり，特に強誘電体，あるいは金属酸化物常誘電体を用いた半導体装置を製造する際，フォトリソグラフィ工程で用いられる合わせマークを有する半導体装置に適用可能である。

本発明の第１の実施の形態にかかる半導体装置の合わせマークの構成を示す図であり，図１（ａ）は概略平面図，図１（ｂ）は図１（ａ）のＡ−Ａ線に沿って切開した断面図，図１（ｃ）は図１（ａ）のＢ−Ｂ線に沿って切開した断面図である。 本発明の第２の実施形態にかかる半導体装置の合わせマークの構成を示す概略平面図である。 比較例として従来の半導体装置の合わせマークの構成を示す概略平面図である。 図３のＬ部に発生したボイドを示すＳＥＭによる写真である。 従来の半導体装置の合わせマークの構成を示す図であり，図５（ａ）は概略平面図，図５（ｂ）は図５（ａ）のＧ−Ｇ線に沿って切開した断面図である。 従来の半導体装置の合わせマークにおいて，酸化により形状不良を起こしたものの光学顕微鏡による写真であり，図６（ａ）はＩＮ−ＢＯＸに関する例，図６（ｂ）はＯＵＴ−ＢＯＸに関する例である。 従来の半導体装置の合わせマークにおいて，酸化により形状不良を起こしたもののＦＩＢによる断面写真である。

符号の説明

１００ ＯＵＴ−ＬＩＮＥ
１０１，１０３ 絶縁膜
１０２，１０４ 金属膜
１１０ ＩＮ−ＬＩＮＥ
１２０，１３０ カバー膜

Claims (9)

1. 基板上に形成され，合わせマークを含む半導体装置であって，
   前記合わせマークのパターンを構成する金属膜と，
   前記金属膜の上層に形成されて前記金属膜の酸化を防止するカバー膜と，を含み，
   前記基板の面に平行な面内における前記合わせマークのパターンの形状は，多角形から角部を除外して得られる前記多角形の辺からなる形状であり，
   前記カバー膜のパターンの幅は，前記金属膜により形成されるパターンの幅より片側で１〜数μｍ広いことを特徴とする半導体装置。
2. 前記多角形は矩形であることを特徴とする請求項１に記載の半導体装置。
3. 前記合わせマークのパターンの幅は０．６〜０．８μｍであることを特徴とする請求項１または２に記載の半導体装置。
4. 前記基板の面に平行な面内における前記カバー膜のパターンの形状は，多角形から角部を除外して得られる前記多角形の辺からなる形状であることを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載の半導体装置。
5. 基板上に形成され，合わせマークを含む半導体装置であって，
   前記合わせマークのパターンを構成する金属膜と，
   前記金属膜の上層に形成されて前記金属膜の酸化を防止するカバー膜と，を含み，
   前記基板の面に平行な面内における前記合わせマークのパターンの形状は，多角形から角部を除外して得られる前記多角形の辺からなる形状であり，
   前記カバー膜はイリジウム系金属からなることを特徴とする半導体装置。
6. 前記多角形は矩形であることを特徴とする請求項５に記載の半導体装置。
7. 前記合わせマークのパターンの幅は０．６〜０．８μｍであることを特徴とする請求項５または６に記載の半導体装置。
8. 前記基板の面に平行な面内における前記カバー膜のパターンの形状は，多角形から角部を除外して得られる前記多角形の辺からなる形状であることを特徴とする請求項５〜７のいずれかに記載の半導体装置。
9. 前記カバー膜のパターンの幅は，前記金属膜により形成されるパターンの幅より片側で１〜数μｍ広いことを特徴とする請求項５〜８のいずれかに記載の半導体装置。