JP4146827B2 - 基準値設定方法、パターン判定方法、アライメント検査装置、半導体装置製造システム、半導体製造工場および半導体装置の製造方法 - Google Patents

Description

本発明は、基準値設定方法、パターン判定方法、アライメント検査装置、半導体装置製造システム、半導体製造工場および半導体装置の製造方法に関する。

半導体装置の製造プロセスにおけるリソグラフィ工程は、半導体基板上に形成されたパターンの良否を判定するための検査工程を含んでいる。この検査工程では、前工程でパターニングされたパターンと現工程のパターンとの間の距離が基準値より小さいか否かに基づいて、前工程のパターンに対する現工程のパターンの位置の良否を判定している。より詳しくは、上記検査工程では、前工程のパターンに形成された位置合わせマークと、現工程のパターンに形成された位置合わせマークとの距離が基準値より小さいか否かに基づいて、前工程のパターンに対する現工程のパターンの位置の良否を判定している。

従来、半導体基板上に形成されたパターンの良否を判定する方法としては、例えば特許文献１（特開昭６２−１１５７３７号公報）に開示されたものがある。この特許文献１では、前工程のパターンに形成された位置合わせマークの座標に対して、現工程のパターンに形成された位置合わせマークの座標がどれだけズレているかをＸ軸方向およびＹ軸方向に関して求めている。

以下、現工程のパターンの良否をＸ軸方向に関して判定する場合について説明する。

予め、前工程のパターンに形成する位置合わせマークの座標ａと、現工程のパターンに形成する位置合わせマークの座標ｂとの本来の位置関係（位置あわせズレが全く無い場合の位置関係）を設定しておく。つまり、前工程のパターンの位置合わせマークに対して現工程のパターンの位置合わせマークが所定の位置にあるとした場合の座標ａと座標ｂとの距離ｃを求めておく。

上記距離ｃは式で表すと、
｜ａ−ｂ｜＝ｃ…（１）
となる。

そして、上記距離ｃに対する基準値ｄを設定しておく。ただし、ｄは０を含まない正の自然数とする。

次に、実際にパターニングを行い、前工程のパターンの位置合わせマークの座標ａ’と、現工程のパターンの位置合わせマークの座標ｂ’との間の距離ｃ’を求める。

上記距離ｃ’は式で表すと、
｜ａ’−ｂ’｜＝ｃ’…（２）
となる。

次に、上記距離ｃ’と、本来の座標間の距離ｃとの関係を求める。具体的には、上記本来の座標間の距離ｃに対して距離ｃ’がどれだけズレているかを示す位置合わせズレ量ｇを求める。

上記位置合わせズレ量ｇは式で表すと、
｜ｃ−ｃ’｜＝ｇ…（３）
となる。

この位置合わせズレ量ｇが基準値ｄ以内であるか否かに基づいて現工程のパターンの良否を判定する。つまり、上記位置合わせズレ量ｇが次式を満たすか否かで現工程のパターンの良否を判定する。
ｇ≦ｄ…（４）

例えば、上記位置合わせズレ量ｇが上記式（４）を満たしていれば、現工程のパターンは良と判定する一方、位置合わせズレ量ｇが上記式（４）を満たしていなければ、現工程のパターンは不良と判定する。

このような方法と同様にして、現工程のパターンの良否をＹ軸方向に関して判定する。

しかしながら、上記特許文献１の方法で図４のパターンの良否を判定した場合、パターンの不良を検出するできないことがあるという問題がある。

以下、図４および図５を用いて、上記問題について説明する。

図４は、下地メタル配線３０１に対してコンタクトパターン３０２をレイアウトした場合の設計段階での位置関係を示す模式図である。ここでは、図示はしていないが、メタル配線３０１上に層間絶縁膜が形成されていて、レジストから成るコンタクトパターン３０２を層間絶縁膜上に形成された後、このコンタクトパターン３０２をマスクとして用いたエッチングを行うことにより、コンタクト孔を形成するというプロセスを想定している。メタル配線３０１とコンタクトパターン３０２とは、製造プロセスのバラツキなどの影響によるパターニングのズレが発生してもメタル配線３０１とコンタクトパターン３０２とが接触しないように予め基準値だけ離してレイアウトされる。

基準値の境界線３０３は、従来の技術に基づいた基準値であり、図４に示すように、Ｘ軸方向の基準値３０４ａ，３０４ｂおよびＹ軸方向の基準値３０５ａ，３０５ｂにより決定されている。メタル配線３０１が基準値の境界線３０３より外側にレイアウトされていれば、メタル配線３０１とコンタクトがショートしないことになる。

ところで、半導体素子の微細化が進むと上記基準値を厳守してセル構造を設計したとしても実際に得られるパターンは変形して丸みを帯びる。特に、図５に示すように、設計上のメタル配線４０１は実際に形成するとコーナー部が丸くなり内側にシフトする。

より詳しくは、図５において、４０２は設計上のコンタクトパターンであり、４０３は四角形状の基準値の境界線である。ここでは、メタル配線４０１は境界線４０３を越えてはいけない。このメタル配線４０１の内縁に沿って延びている。

コンタクトパターン４０２は小さなパターンであるため、光近接効果によりコーナー部にも丸みが生じてしまう。つまり、実際に得られるコンタクトパターン４０４は円形状となる。このため、実際のコンタクトパターン４０４は、設計上のコンタクトパターン４０２に比べて、コーナー部が長さ４０５分内側に移動してしまう。

コンタクトパターン４０２と同様に、メタル配線４０１も実際に形成するとコーナー部に丸みが生じる。例えば、実際に得られるメタル配線のコーナー部の内縁が長さ４０５と同じ長さ４０６分内側（コンタクトパターン４０４側）にシフトして二点鎖線４０７で示すようになったとする。この場合には、実際のメタル配線の内縁が設計上のメタル配線４０１よりもコンタクトパターン４０４に近づくが、メタル配線の内縁がコンタクトパターン４０４に近づいた分だけ、このコンタクトパターン４０４の内縁も設計上のコンタクトパターン４０２よりもメタル配線から離れるので、実際に得られるメタル配線と実際に得られるコンタクトパターン４０４とが接触する可能性は無いといえる。

一方、実際に得られるメタル配線の内縁が二点鎖線４０８，４０９で示すようになった場合には、実際に得られるメタル配線と実際に得られるコンタクトパターン４０４とが接触する可能性がある。

しかしながら、上記特許文献１の方法では、実際に得られるメタル配線と実際に得られるコンタクトパターン４０４との接触を確実に検出することはできない。

つまり、上記特許文献１の方法では、略円弧形状の部分を有するパターンや、円形状のパターンの不良を確実に検出することができないという問題がある。
特開昭６２−１１５７３７号公報

そこで、本発明の課題は、略円形状の部分を有する下地パターンであっても、下地パターンに対するレジストパターンの位置の良否を正確に判定することができる基準値設定方法およびパターン判定方法を提供することにある。

上記課題を解決するため、第１の発明の基準値設定方法は、
少なくとも略円形状の部分を有する下地パターンに対応する下地パターン画像を得る工程と、
上記下地パターン画像のうちの上記略円形状の部分に近似する円を求める工程と、
上記下地パターンに対応させて形成すべきレジストの設計上の特定のレジストパターンと上記円との間のコンピュータ画像上での距離を求める工程と、
上記距離を用いて、上記下地パターンに対応する特定のレジストパターンの位置の良否を判定するための基準値を決定する工程と
を備えたことを特徴としている。

上記構成の基準値設定方法によれば、少なくとも略円形状の部分を有する下地パターンに対応する下地パターン画像を得る。そして、上記下地パターン画像のうちの略円形状の部分に近似する円を求めた後、下地パターンに対応させて形成すべきレジストの設計上の特定のレジストパターンと円との間の画像上での距離を求める。この距離を用いて、下地パターンに対応する特定のレジストパターンの位置の良否を判定するための基準値を決定する。これにより、上記基準値は少なくとも略円形状の部分を有する下地パターンに対して適切な値となる。

したがって、上記基準値を用いることにより、少なくとも略円形状の部分を有する下地パターンに対するレジストパターンの位置の良否を正確に判定することができる。

また、実際に形成された下地パターンに基づいて下地パターン画像を例えばコンピュータで得た場合、下地パターンの設計データに基づいて下地パターン画像を例えばシミュレーションで得る場合に比べて、下地パターンに対するレジストパターンの位置の良否の判定に対する信頼性を高めることができる。

上記課題を解決するため、第２の発明の基準値設定方法は、
下地パターンの設計データに基づいて、上記下地パターンに対応すると共に、少なくとも略円形状の部分を有する下地パターン画像をシミュレーションで得る工程と、
上記下地パターン画像のうちの上記略円形状の部分に近似する円を求める工程と、
上記下地パターンに対応させて形成すべきレジストの設計上の特定のレジストパターンと上記円との間の上記画像上での距離を求める工程と、
上記距離を用いて、上記下地パターンに対応するレジストパターンの位置の良否を判定するための基準値を決定する工程と
を備えたことを特徴としている。

上記構成の基準値設定方法によれば、少なくとも略円形状の部分を有する下地パターンの設計データに基づいて、下地パターンに対応する下地パターン画像をシミュレーションで得る。そして、上記下地パターン画像のうちの略円形状の部分に近似する円を求めた後、下地パターンに対応させて形成すべきレジストの設計上の特定のレジストパターンと円との間の画像上での距離を求める。この距離を用いて、下地パターンに対応する特定のレジストパターンの位置の良否を判定するための基準値を決定する。これにより、上記基準値は少なくとも略円形状の部分を有する下地パターンに対して適切な値となる。

したがって、上記基準値を用いることにより、少なくとも略円形状の部分を有する下地パターンに対するレジストパターンの位置の良否を正確に判定することができる。

また、上記下地パターンの設計データに基づいて下地パターン画像をシミュレーションで得るから、下地パターンを実際に形成しなくても、下地パターン画像を得ることができる。したがって、上記基準値を決定するために要する時間を短縮することができる。

一実施形態の基準値設定方法では、上記下地パターンに対応するレジストパターンは上記略円形状の部分の内側にある。

一実施形態の基準値設定方法では、上記略円形状の部分に近似する円は真円である。

一実施形態の基準値設定方法では、上記略円形状の部分に近似する円は楕円である。

上記課題を解決するため、第３の発明のパターン判定方法は、
上記第１または第２の発明の基準値を用いたパターン判定方法であって、
上記下地パターンに対応させて形成すべきレジストの設計上の特定のレジストパターンに対する上記レジストの特定のレジストパターンのＸ軸方向，Ｙ軸方向のズレ量ΔＸ，ΔＹを測定する工程と、
上記ズレ量ΔＸ，ΔＹを下記式に代入して下記Ｒを算出する工程と、
上記基準値と上記Ｒとを比較することにより、上記下地パターンに対する上記レジストパターンの位置の良否を判定する工程と
を備えたことを特徴としている。

ΔＸ：上記レジストパターンのＸ軸方向のズレ量
ΔＹ：上記レジストパターンのＹ軸方向のズレ量

上記構成のパターン判定方法によれば、上記レジストパターンのＸ軸方向，Ｙ軸方向のズレ量を用いて算出したＲと、上記第１または第２の発明の基準値とを比較することにより、少なくとも略円形状の部分を有する下地パターンに対するレジストパターンの位置の良否を正確に判定することができる。

上記課題を解決するため、第４の発明のパターン判定方法は、
略円弧形状の部分と略直線形状の部分とを有する下地パターンに対応する下地パターン画像を得る工程と、
上記下地パターン画像のうちの上記略円弧形状の部分に近似する部分を有する円を求める工程と、
上記下地パターンに対応させて形成すべきレジストの設計上の特定のレジストパターンと上記円との間の上記画像上での第１の距離を求める工程と、
上記第１の距離を用いて、上記下地パターンに対応する特定のレジストパターンの位置の良否を判定するための第１の基準値を決定する工程と、
上記下地パターン画像のうちの上記略直線形状の部分に近似する部分を有する四角形を求める工程と、
上記レジストの設計上の特定のレジストパターンと上記四角形との間の上記画像上での第２の距離を求める工程と、
上記第２の距離を用いて、上記下地パターンに対応する特定のレジストパターンの位置の良否を判定するための第２の基準値を決定する工程と、
上記下地パターンに対応させて形成すべきレジストの設計上の特定のレジストパターンに対する上記レジストの特定のレジストパターンのＸ軸方向，Ｙ軸方向のズレ量ΔＸ，ΔＹを測定する工程と、
上記ΔＸおよび上記ΔＹを下記式に代入して下記Ｒを算出する工程と、
上記第１の基準値と上記Ｒとを比較すると共に、上記第２の基準値と上記ΔＸおよび上記ΔＹとを比較することにより、上記下地パターンに対する上記レジストパターンの位置の良否を判定する工程と
を備えたことを特徴としている。

ΔＸ：上記レジストパターンのＸ軸方向のズレ量
ΔＹ：上記レジストパターンのＹ軸方向のズレ量

上記構成のパターン判定方法によれば、略円弧形状の部分と略直線形状の部分とを有する下地パターンに対応する下地パターン画像を得る。そして、上記下地パターン画像のうちの略円弧形状の部分に近似する部分を有する円を求めた後、下地パターンに対応させて形成すべきレジストの設計上の特定のレジストパターンと円との間の画像上での第１の距離を求める。また、上記下地パターン画像のうちの略直線形状の部分に近似する部分を有する四角形を求めた後、レジストの設計上の特定のレジストパターンと四角形との間の画像上での第２の距離を求める。そして、上記第１，第２の距離を用いて、下地パターンに対応する特定のレジストパターンの位置の良否を判定するための第１，第２の基準値を決定する。これにより、上記第１の基準値は下地パターンの略円弧形状の部分に対して適切な値となる一方、第２の基準値は下地パターンの略直線形状の部分に対して適切な値となる。

したがって、上記レジストパターンのＸ軸方向，Ｙ軸方向のズレ量ΔＸ，ΔＹを用いて算出したＲと第１の基準値とを比較すると共に、そのズレ量ΔＸ，ΔＹと第２の基準値とを比較することにより、略円弧形状の部分と略直線形状の部分とを有する下地パターンに対するレジストパターンの位置の良否を正確に判定することができる。

また、実際に形成された下地パターンに基づいて下地パターン画像を例えばコンピュータで得た場合、下地パターンの設計データに基づいて下地パターン画像を例えばシミュレーションで得る場合に比べて、下地パターンに対するレジストパターンの位置の良否の判定に対する信頼性を高めることができる。

上記課題を解決するため、第５の発明のパターン判定方法は、
下地パターンの設計データに基づいて、上記下地パターンに対応すると共に、略円弧形状の部分と略直線形状の部分とを有する下地パターン画像をシミュレーションで得る工程と、
上記下地パターン画像のうちの上記略円弧形状の部分に近似する部分を有する円を求める工程と、
上記下地パターンに対応させて形成すべきレジストの設計上の特定のレジストパターンと上記円との間の上記画像上での第１の距離を求める工程と、
上記第１の距離を用いて、上記下地パターンに対応する特定のレジストパターンの位置の良否を判定するための第１の基準値を決定する工程と、
上記下地パターン画像のうちの上記略直線形状の部分に近似する部分を有する四角形を求める工程と、
上記レジストの設計上の特定のレジストパターンと上記四角形との間の上記画像上での第２の距離を求める工程と、
上記第２の距離を用いて、上記下地パターンに対応する特定のレジストパターンの位置の良否を判定するための第２の基準値を決定する工程と、
上記下地パターンに対応させて形成すべきレジストの設計上の特定のレジストパターンに対する上記レジストの特定のレジストパターンのＸ軸方向，Ｙ軸方向のズレ量ΔＸ，ΔＹを測定する工程と、
上記ΔＸおよび上記ΔＹを下記式に代入して下記Ｒを算出する工程と、
上記第１の基準値と上記Ｒとを比較すると共に、上記第２の基準値と上記ΔＸおよび上記ΔＹとを比較することにより、上記下地パターンに対する上記レジストパターンの位置の良否を判定する工程と
を備えたことを特徴としている。

ΔＸ：上記レジストパターンのＸ軸方向のズレ量
ΔＹ：上記レジストパターンのＹ軸方向のズレ量

上記構成のパターン判定方法によれば、下地パターンの設計データに基づいて、下地パターンに対応すると共に、略円弧形状の部分と略直線形状の部分とを有する下地パターン画像をシミュレーションで得る。そして、上記下地パターン画像のうちの略円弧形状の部分に近似する部分を有する円を求めた後、下地パターンに対応させて形成すべきレジストの設計上の特定のレジストパターンと円との間の画像上での第１の距離を求める。また、上記下地パターン画像のうちの略直線形状の部分に近似する部分を有する四角形を求めた後、レジストの設計上の特定のレジストパターンと四角形との間の画像上での第２の距離を求める。そして、上記第１，第２の距離を用いて、下地パターンに対応する特定のレジストパターンの位置の良否を判定するための第１，第２の基準値を決定する。これにより、上記第１の基準値は下地パターンの略円弧形状の部分に対して適切な値となる一方、第２の基準値は下地パターンの略直線形状の部分に対して適切な値となる。

したがって、上記レジストパターンのＸ軸方向，Ｙ軸方向のズレ量ΔＸ，ΔＹを用いて算出したＲと第１の基準値とを比較すると共に、そのズレ量ΔＸ，ΔＹと第２の基準値とを比較することにより、略円弧形状の部分と略直線形状の部分とを有する下地パターンに対するレジストパターンの位置の良否を正確に判定することができる。

また、上記下地パターンの設計データに基づいて下地パターン画像をシミュレーションで得るから、下地パターンを実際に形成しなくても、下地パターン画像を得ることができる。したがって、上記基準値を決定するために要する時間を短縮することができる。

一実施形態のパターン判定方法では、上記レジストパターンはコンタクトホールである。

上記実施形態のパターン判定方法によれば、上記レジストパターンがコンタクトホールであることにより、不適切な位置にコンタクトホールが形成されるのを防ぐことができる。したがって、上記コンタクトホールが下地パターンに接触するのを防ぐことができる。

第６の発明のアライメント検査装置は、上記第３乃至５のいずれか１つの発明のパターン判定方法を用いてアライメントズレを判定すること特徴としている。

上記構成のアライメント検査装置によれば、上記パターン判定方法を用いてアライメントズレを判定するから、アライメントズレの判定を効率よく行うことができると共に、アライメントズレの判定を正確に行うことができる。

第７の発明の半導体装置製造システムは、上記第３乃至５のいずれか１つの発明のパターン判定方法を用いてアライメントズレを判定することを特徴としている。

上記構成の半導体装置製造システムによれば、上記パターン判定方法を用いてアライメントズレを判定するから、アライメントズレの判定を効率よく行うことができると共に、アライメントズレの判定を正確に行うことができる。

第８の発明の半導体製造工場は、上記第６の発明のアライメント検査装置、または、上記第７の発明の半導体装置製造システムを備えたことを特徴としている。

上記構成の半導体製造工場によれば、上記アライメント検査装置または上記半導体装置製造システムを備えるから、アライメントズレの判定を効率よく行うことができると共に、アライメントズレの判定を正確に行うことができる。

第９の発明の半導体装置の製造方法は、上記第６の発明のアライメント検査装置、または、上記第７の発明の半導体装置製造システムを用いて半導体装置を製造することを特徴としている。

上記構成の半導体装置の製造方法によれば、上記アライメント検査装置または半導体装置製造システムを用いて半導体装置を製造するから、半導体装置の生産効率を向上して、製造コストを下げることができる。

一実施形態の半導体装置の製造方法では、
上記半導体装置は、
素子分離領域と活性領域とを表面部に有する半導体基板と、
上記活性領域に形成されてマトリクス状に配置された複数の電界効果トランジスタである記憶素子と、
上記記憶素子のゲート電極に接続するワード線と、
上記記憶素子のソース・ドレイン拡散領域にコンタクトホールを介して接続するビット線とを備え、
上記ワード線はそれぞれ蛇行して延在しており、隣り合う２つの上記ワード線間において、上記活性領域上にコンタクトホールを形成し、上記ビット線が延在する方向に平行な方向の距離は、上記活性領域上よりも上記素子分離領域上の方が短く、
隣り合う２つの上記ビット線に関して、一方の上記ビット線は同一列の上記ソース・ドレイン拡散領域の一方にコンタクトホールを介して接続する一方、他方の上記ビット線は上記同一列の上記ソース・ドレイン拡散領域の他方にコンタクトホールを介して接続し、
同一行で隣り合う上記記憶素子は上記ソース・ドレイン拡散領域の一方を共有し、
同一列で隣り合う上記記憶素子は上記ソース・ドレイン拡散領域の一方を共有し、
上記記憶素子が、
上記半導体基板上にゲート絶縁膜を介して形成された上記ゲート電極と、
上記ゲート電極の側方に形成され、電荷または分極を保持する機能を有するメモリ機能体と、
上記ゲート絶縁膜下に配置されたチャネル領域と、
上記チャネル領域の両側に配置された上記ソース・ドレイン拡散領域と
を含んでいる。

上記実施形態の半導体装置の製造方法によれば、上記半導体装置であっても、上記アライメント検査装置または半導体装置製造システムを用いて半導体装置を製造するから、半導体装置の生産効率を向上して、製造コストを下げることができる。

第１の発明の基準値設定方法は、下地パターンに対応する下地パターン画像のうちの略円形状の部分に近似する円を求めた後、下地パターンに対応させて形成すべきレジストの設計上の特定のレジストパターンと円との間の画像上での距離を用いて、下地パターンに対応する特定のレジストパターンの位置の良否を判定するための基準値を決定する。

したがって、少なくとも略円形状の部分を有する下地パターンに対して適切な基準値を得ることができるから、この適切な基準値を用いることにより、少なくとも略円形状の部分を有する下地パターンに対するレジストパターンの位置の良否を正確に判定することができる。

また、実際に形成された下地パターンに基づいて下地パターン画像を例えばコンピュータで得た場合、下地パターンの設計データに基づいて下地パターン画像を例えばシミュレーションで得る場合に比べて、下地パターンに対するレジストパターンの位置の良否の判定に対する信頼性を高めることができる。

第２の発明の基準値設定方法は、下地パターンに対応する下地パターン画像のうちの略円形状の部分に近似する円を求めた後、下地パターンに対応させて形成すべきレジストの設計上の特定のレジストパターンと円との間の画像上での距離を用いて、下地パターンに対応する特定のレジストパターンの位置の良否を判定するための基準値を決定する。

したがって、少なくとも略円形状の部分を有する下地パターンに対して適切な基準値を得ることができるから、この適切な基準値を用いることにより、少なくとも略円形状の部分を有する下地パターンに対するレジストパターンの位置の良否を正確に判定することができる。

また、上記下地パターンの設計データに基づいて下地パターン画像をシミュレーションで得るから、下地パターンを実際に形成しなくても、下地パターン画像を得ることができる。したがって、上記基準値を決定するために要する時間を短縮することができる。

第３の発明のパターン判定方法は、上記第１または第２の発明の基準値と、レジストパターンのＸ軸方向，Ｙ軸方向のズレ量ΔＸ，ΔＹを用いて算出したＲとを比較することにより、少なくとも略円形状の部分を有する下地パターンに対するレジストパターンの位置の良否を正確に判定することができる。

第４の発明のパターン判定方法は、略円弧形状の部分と略直線形状の部分とを有する下地パターンに対応する下地パターン画像を求めて、さらに、この下地パターン画像のうちの略円弧形状の部分に近似する部分を有する円を求めた後、下地パターンに対応させて形成すべきレジストの設計上の特定のレジストパターンと円との間の画像上での第１の距離を求める。また、上記下地パターン画像のうちの略直線形状の部分に近似する部分を有する四角形を求めた後、レジストの設計上の特定のレジストパターンと四角形との間の画像上での第２の距離を求める。そして、上記第１，第２の距離を用いて、下地パターンに対応する特定のレジストパターンの位置の良否を判定するための第１，第２の基準値を決定する。

したがって、略円弧形状の部分と略直線形状の部分とを有する下地パターンに対して適切な第１，第２の基準値を得ることができる。その結果、上記適切な第１の基準値と、レジストパターンのＸ軸方向，Ｙ軸方向のズレ量ΔＸ，ΔＹを用いて算出したＲとを比較すると共に、上記適切な第２の基準値と、レジストパターンのＸ軸方向，Ｙ軸方向のズレ量ΔＸ，ΔＹとを比較することにより、略円弧形状の部分と略直線形状の部分とを有する下地パターンに対するレジストパターンの位置の良否を正確に判定することができる。

また、実際に形成された下地パターンに基づいて下地パターン画像を例えばコンピュータで得た場合、下地パターンの設計データに基づいて下地パターン画像を例えばシミュレーションで得る場合に比べて、下地パターンに対するレジストパターンの位置の良否の判定に対する信頼性を高めることができる。

第５の発明のパターン判定方法は、略円弧形状の部分と略直線形状の部分とを有する下地パターンに対応する下地パターン画像を求めて、さらに、この下地パターン画像のうちの略円弧形状の部分に近似する部分を有する円を求めた後、下地パターンに対応させて形成すべきレジストの設計上の特定のレジストパターンと円との間の画像上での第１の距離を求める。また、上記下地パターン画像のうちの略直線形状の部分に近似する部分を有する四角形を求めた後、レジストの設計上の特定のレジストパターンと四角形との間の画像上での第２の距離を求める。そして、上記第１，第２の距離を用いて、下地パターンに対応する特定のレジストパターンの位置の良否を判定するための第１，第２の基準値を決定する。

したがって、略円弧形状の部分と略直線形状の部分とを有する下地パターンに対して適切な第１，第２の基準値を得ることができる。その結果、上記適切な第１の基準値と、レジストパターンのＸ軸方向，Ｙ軸方向のズレ量ΔＸ，ΔＹを用いて算出したＲとを比較すると共に、上記適切な第２の基準値と、レジストパターンのＸ軸方向，Ｙ軸方向のズレ量ΔＸ，ΔＹとを比較することにより、略円弧形状の部分と略直線形状の部分とを有する下地パターンに対するレジストパターンの位置の良否を正確に判定することができる。

また、上記下地パターンの設計データに基づいて下地パターン画像をシミュレーションで得るから、下地パターンを実際に形成しなくても、下地パターン画像を得ることができる。したがって、上記基準値を決定するために要する時間を短縮することができる。

第６の発明のアライメント検査装置は、上記第３乃至５のいずれか１つの発明のパターン判定方法を用いてアライメントズレを判定するから、アライメントズレの判定を効率よく行うことができると共に、アライメントズレの判定を正確に行うことができる。

第７の発明の半導体装置製造システムは、上記第３乃至５のいずれか１つの発明のパターン判定方法を用いてアライメントズレを判定するから、アライメントズレの判定を効率よく行うことができると共に、アライメントズレの判定を正確に行うことができる。

第８の発明の半導体製造工場は、上記第６の発明のアライメント検査装置、または、上記第７の発明の半導体装置製造システムを備えるから、アライメントズレの判定を効率よく行うことができると共に、アライメントズレの判定を正確に行うことができる。

第９の発明の半導体装置の製造方法は、上記第６の発明のアライメント検査装置、または、上記第７の発明の半導体装置製造システムを用いて半導体装置を製造するから、半導体装置の生産効率を向上して、製造コストを下げることができる。

（実施例１）
以下、図１を用いて本発明の実施例１について説明する。

図１は、実際に形成されたメタル配線およびコンタクトパターンの像をコンピュータ内に取り込んだものである。

図１において、１０１は実際に形成されたメタル配線の像に対応するメタル配線画像であり、１０６はメタル配線に対して位置合わせのズレがない理想コンタクトパターン（設計上のコンタクトパターン）に対応する理想コンタクトパターン画像であり、１１０は実際に形成されたコンタクトパターンに対応するコンタクトパターン画像である。上記メタル配線は下地パターンの一例であり、コンタクトパターンはレジストパターンの一例である。また、上記コンタクトパターンは、メタル配線上に形成されるレジストのコンタクトホールである。

以下、本発明の実施例１の基準値設定方法を説明する。

上記基準値設定方法では、図１に示すように、メタル配線画像１０１と理想コンタクトパターン画像１０６との間のコンピュータ画像上での最短直線距離（間隔）１０７を求める。この最短直線距離１０７は、メタル配線の略円形状の部分の内縁とレジストの設計上のコンタクトホールの周縁との間の最短直線距離に対応する。また、上記最短直線距離は、理想コンタクトパターン画像１０６の中心から見て３６０°のどの方向のものであってもよいが、理想コンタクトパターン画像１０６とメタル配線画像１０１との間の距離のうち最も短い距離（間隔）とすることが最も重要である。本実施例では、最短直線距離１０７を基準値とする。この基準値は向きは関係無くどの方向においても同じ直線距離で管理する。つまり、上記基準値は、理想コンタクトパターン画像１０６の中心から見て３６０°のどの角度の方向においても適用すべきものである。このため、必然的に基準値の境界は、理想コンタクトパターン画像１０６と同一の中心を持つ真円１０８となる。このため、真円１０８の内側にはメタル配線画像１０１の略円形状の部分１０１ａが存在していない。また、真円１０８の半径は、最短直線距離１０７と、理想コンタクトパターン画像１０６の半径とを合わせたものに等しい。

すなわち、上記基準値設定方法は、メタル配線画像１０１の略円形状の部分１０１ａに近似する真円１０８を求め、この真円１０８から理想コンタクトパターン画像１０６までの距離を基準値としている。

以下、上記基準値を用いたパターン判定方法について説明する。

上記パターン判定方法では、まず、実際上のコンタクトパターン画像１１０の中心１０９のＸ，Ｙ座標と、理想コンタクトパターン画像１０６の中心１０４のＸ，Ｙ座標を求める。

次に、実際上のコンタクトパターン画像１１０の中心１０９のＸ座標と理想コンタクトパターン画像１０６の中心１０４のＸ座標との間の距離１０３を求めると共に、コンタクトパターン画像１１０の中心１０９のＹ座標と理想コンタクトパターン画像１０６の中心１０４のＹ座標との間の距離１０５を求める。つまり、理想コンタクトパターン画像１０６に対するコンタクトパターン画像１１０のＸ軸方向（図中左右方向）のズレ量ΔＸを求めると共に、理想コンタクトパターン画像１０６に対するコンタクトパターン画像１１０のＹ軸方向（図中上下方向）のズレ量ΔＹを求める。なお、Ｘ軸はＹ軸に対して直角に交わる軸である。なお、ズレ量ΔＸ，ΔＹを求める別の方法としては、公知のボックス・イン・ボックスマークまたはバーニア等を用いた公知のズレ量測定方法がある。したがって、ズレ量ΔＸ，ΔＹは、公知のボックス・イン・ボックス・マークまたはバーニア等を用いた公知のズレ量測定方法で求めてもよい。

次に、ズレ量ΔＸ，ΔＹを用いて、理想コンタクトパターン画像１０６に対するコンタクトパターン画像１１０のズレの直線距離１０２を算出する。このズレの直線距離１０２は、下記の式にズレ量ΔＸ，ΔＹを代入して得られるＲに等しい。

次に、ズレの直線距離１０２と基準値とを比較して、ズレの直線距離１０２が基準値より小さければ、メタル配線に対するコンタクトパターンの位置は良（合格）と判定する一方、ズレの直線距離１０２が基準値以上であれば、メタル配線に対するコンタクトパターンの位置は不良（不合格）と判定する。ここでは、単純に直線距離で比較を行っているためズレの向きについては無視される。したがって、理想コンタクトパターン画像１０６の中心から見て３６０°のどの方向にコンタクトパターン画像１１０がズレていようとも、メタル配線に対するコンタクトパターンの位置の良否を正確に判定することができる。

以下、上記基準値を用いたパターン判定方法を具体的な数値を挙げて説明する。

まず、理想コンタクトパターン画像１０６とメタル配線画像１０１との間のコンピュータ画像上での距離のうち最も短い最短直線距離１０７を求め、この最短直線距離１０７を基準値とする。ここで、基準値が例えば１．０μｍであると求められたとする。

次に、理想コンタクトパターン画像１０６に対するコンタクトパターン画像１１０のＸ軸方向のズレ量ΔＸと、理想コンタクトパターン画像１０６に対するコンタクトパターン画像１１０のＹ軸方向のズレ量ΔＹとを求め、理想コンタクトパターン画像１０６に対するコンタクトパターン画像１１０のズレの直線距離１０２を算出する。ここで、ズレ量ΔＸが例えば０．７μｍであると求められ、ズレ量ΔＹが０．５μｍであると求められたとすると、ズレの直線距離１０２は約０．８６０μｍと算出される。

最後に、上記基準値とズレの直線距離１０２とを比較して、メタル配線に対するコンタクトパターンの位置の良否を判定する。ここでは、ズレの直線距離１０２（＝０．８６０μｍ）が基準値（＝１．０μｍ）より小さいので、コンタクトパターンの良（合格）と判定される。

実際に理想の位置からズレたコンタクトパターンを観察してみると、設計上のコンタクトパターンの中心に比べて、コンタクトパターンの中心は、Ｘ軸方向に０．７μｍズレていると共に、Ｙ軸方向に０．５μｍズレていて、コンタクトパターンはメタル配線に接触していなかった。

このようにして、略円形状の下地パターン（メタル配線の略円形状の部分）に対するコンタクトパターンの位置の良否を的確に判定することができる。

上記パターン判定方法は、光近接効果に変形した円形状の下地パターンのみならず、意図的に形成された円形状の下地パターンに対しても、コンタクトパターンの位置の良否を正確に判定することができる。

なお、図１に示すパターン画像は実パターン画像を基に描いている。

上記パターン判定方法を用いると正確に基準値を設定できるが、実パターンを用いるため時間が掛かるといったデメリットも有る。他のパターン判定方法としては、シミュレーションを用いるといった方法も有る。この方法では、比較的所要時間が少ないが、正確性に欠けるといったデメリットもある。どちらの方法を使用するかは状況に応じて決めればよい。

また、本実施例で、基準値を決定するために用いているパターンは、最も位置合わせマージンが少ないパターンで行っている。

上記実施例では、メタル配線の一部が円形状であったが、メタル配線の全部が円形状であってもよい。

また、メタル配線が四角形状の部分を有する場合、つまり、メタル配線の一部の形状が図４に示すような形状である場合、メタル配線の角部からコンタクトパターンまでの距離と、メタル配線の他の部分からコンタクトパターンまでの距離とが異なることを考慮に入れて、メタル配線に対するコンタクトパターンの位置の良否を判定する必要がある。

上記実施例では、下地パターンがメタル配線であったが、下地パターンがゲート電極または他の配線パターン等であってもよく、少なくとも円弧形状を含むパターンであればよい。

上記実施例では、コンタクトホールを形成するためのコンタクトパターンの位置の良否を判定していたが、円形状のパターンであれば、そのパターンの良否を判定することができる。

上記実施例では、メタル配線画像１０１の一部に近似する真円１０８を求め、この真円１０８を用いて基準値を求めていたが、下地パターンがＸ方向またはＹ方向のどちらかに長い場合は、メタル配線画像１０１の一部に近似する楕円を求め、この楕円を用いて基準値を求めてもよい。つまり、上記真円で説明したと同様に適切な形状の楕円に近似し、または、楕円と四角形を用いて近似することでＸ方向またはＹ方向のどちらかに長い場合の下地パターンに対するレジストパターンの判定をすることができる。

上記実施例では、メタル配線の略円形状の部分の内側にコンタクトパターンを形成していたが、メタル配線の略円形状の部分の外側にコンタクトパターンを形成してもよい。

（実施例２）
以下、本発明の実施例２の基準値設定方法について説明する。

図２は、実際に形成されたメタル配線およびコンタクトパターンの像をコンピュータ内に取り込んだものである。

図２において、２０１は実際に形成されたメタル配線の像に対応するメタル配線画像であり、２０６はメタル配線に対して位置合わせのズレがない理想コンタクトパターン（設計上のコンタクトパターン）に対応する理想コンタクトパターン画像であり、２１０は実際に形成されたコンタクトパターンに対応するコンタクトパターン画像である。上記メタル配線は下地パターンの一例であり、コンタクトパターンはレジストパターンの一例である。また、上記コンタクトパターンは、メタル配線上に形成されるレジストのコンタクトホールである。

以下、図２を用いて本発明の実施例２について説明する。

まず、メタル配線画像２０１の略円弧形状の部分２０１ａの内縁に近似する真円２０８を求めると共に、メタル配線画像２０１の略直線形状の部分２０１ｂの内縁に近似する四角形２１１を求める。略円弧形状の部分２０１ａと略直線形状の部分２０１ｂとは、光近接効果で曲がり始めたポイントを基点として分けられている。

次に、メタル配線画像２０１の略円弧形状の部分２０１ａと理想コンタクトパターン画像２０６との間の距離のうち最も短い最短直線距離（間隔）２０７をコンピュータ画像上で求める。この最短直線距離２０７は、メタル配線の略円弧形状の部分の内縁とレジストの設計上のコンタクトホールの周縁との間の最短直線距離に対応する。また、上記最短直線距離２０７は、理想コンタクトパターン画像２０６の中心から見て３６０°のどの方向のものであってもよい。この最短直線距離２０７をメタル配線画像２０１の略円弧形状の部分２０１ａの基準値とする。この基準値が第１の基準値の一例である。また、上記最短直線距離２０７が第１の距離の一例である。

次に、最短直線距離２０７を用いて真円２０８の大きさを微調整する。このとき、微調整後の真円２０８の内側にはメタル配線画像２０１の略円弧形状の部分２０１ａが存在しないようにする必要がある。この調整により、略円弧形状の部分の基準値は真円２０８で表すことができる。また、この調整は、略円弧形状の部分２０１ａを円と近似しているが、完全に円になっていない領域がある場合があるので重要な調整である。

次に、メタル配線画像２０１の略直線形状の部分２０１ｂと理想コンタクトパターン画像２０６との間のコンピュータ画像上での距離に関して、Ｘ軸方向（図中左右方向）の直線距離２１３ａ，２１３ｂと、Ｙ軸方向（図中上下方向）の直線距離２１２ａ，２１２ｂとを求める。この直線距離２１２ａ，２１２ｂ，２１３ａ，２１３ｂのそれぞれを基準値とする。この基準値が第２の基準値の一例である。なお、Ｘ軸はＹ軸に対して直角に交わる軸である。また、上記直線距離２１２ａ，２１２ｂ，２１３ａ，２１３ｂのそれぞれが第２の距離の一例である。

以下、上記メタル配線画像２０１の略円弧形状の部分２０１ａ，略直線形状の部分２０１ｂの基準値を用いたパターン判定方法について説明する。

まず、コンタクトパターン画像２１０の中心２０９のＸ，Ｙ座標と、理想コンタクトパターン画像２０６の中心２０４のＸ，Ｙ座標を求める。

次に、コンタクトパターン画像２１０の中心２０９のＸ座標と理想コンタクトパターン画像２０６の中心２０４のＸ座標との間のコンピュータ画像上での距離２０３を求めると共に、コンタクトパターン画像２１０の中心２０９のＹ座標と理想コンタクトパターン画像２０６の中心２０４のＹ座標との間のコンピュータ画像上での距離２０５を求める。つまり、コンピュータ画像上において、理想コンタクトパターン画像２０６に対するコンタクトパターン画像２１０のＸ軸方向のズレ量ΔＸを求めると共に、理想コンタクトパターン画像２０６に対するコンタクトパターン画像２１０のＹ軸方向のズレ量ΔＹを求める。なお、ズレ量ΔＸ，ΔＹを求める別の方法としては、公知のボックス・イン・ボックスマークまたはバーニア等を用いた公知のズレ量測定方法がある。したがって、ズレ量ΔＸ，ΔＹは、公知のボックス・イン・ボックス・マークまたはバーニア等を用いた公知のズレ量測定方法で求めてもよい。

次に、ズレ量ΔＸ，ΔＹを用いて、理想コンタクトパターン画像２０６に対するコンタクトパターン画像２１０のズレの直線距離２０２を算出する。このズレの直線距離２０２は下記の式にズレ量ΔＸ，ΔＹを代入して得られるＲに等しい。

次に、ズレの直線距離２０２と基準値とを比較して、ズレの直線距離２０２が略円弧形状の部分２０１ａの基準値より小さく、且つ、ズレ量ΔＸ，ΔＹがそれぞれ基準値である直線距離２１３ａ，２１３ｂ，２１２ａ，２１２ｂより小さければ、コンタクトパターンは良（合格）と判定する一方、上記以外であれば、コンタクトは不良（不合格）と判定する。

このように良と判定されたコンタクトパターンはメタル配線に接触することがない。すなわち、メタル配線に対するコンタクトパターンの位置の良否を正確に判定することができる。

以下、上記略円弧形状の部分２０１ａの基準値と、上記略直線形状の部分２０１ｂの基準値とを用いたパターン判定方法を具体的な数値を挙げて説明する。

まず、メタル配線画像２０１の略円弧形状の部分２０１ａと理想コンタクトパターン画像２０６との間のコンピュータ画像上での距離のうち最も短い最短直線距離２０７を求め、この最短直線距離２０７を屈曲部２０１ａの基準値とする。ここで、屈曲部２０１ａの基準値が例えば１．０μｍになったとする。

次に、理想コンタクトパターン画像２０６に対するコンタクトパターン画像２１０のＸ軸方向のズレ量ΔＸと、理想コンタクトパターン画像２０６に対するコンタクトパターン画像２１０のＹ軸方向のズレ量ΔＹとを求め、理想コンタクトパターン画像２０６に対するコンタクトパターン画像２１０のズレの直線距離２０２を算出する。ここで、ズレ量ΔＸが例えば０．７μｍであると求められ、ズレ量ΔＹが０．５μｍであると求められたとすると、ズレの直線距離２０２は約０．８６０μｍと算出される。

次に、メタル配線画像２０１の略直線形状の部分２０１ｂと理想コンタクトパターン画像２０６との間に関して、Ｘ軸方向（図中左右方向）の直線距離２１３ａ，２１３ｂおよびＹ軸方向（図中上下方向）の直線距離２１２ａ，２１２ｂを求める。この直線距離２１２ａ，２１２ｂ，２１３ａ，２１３ｂのそれぞれを基準値とする。ここで、略直線形状の部分２０１ｂの基準値が例えば０．９μｍになったとする。

最後に、略円弧形状の部分２０１ａの基準値とズレの直線距離２０２とを比較すると共に、略直線形状の部分２０１ｂの基準値とズレ量ΔＸ，ΔＹとを比較して、メタル配線に対するコンタクトパターンの位置の良否を判定する。ここでは、ズレの直線距離２０２（＝０．８６０μｍ）が略円弧形状の部分２０１ａの基準値（＝１．０μｍ）よりも小さく、且つ、ズレ量ΔＸ（＝０．７μｍ）およびズレ量ΔＹ（＝０．５μｍ）が略直線形状の部分２０１ｂの基準値（＝０．９μｍ）よりも小さいので、コンタクトパターンの良（合格）と判定される。

実際にズレたコンタクトパターンを観察してみると、設計上のコンタクトパターンの中心に比べて、コンタクトパターンの中心は、Ｘ軸方向に０．７μｍズレていると共に、Ｙ軸方向に０．５μｍズレていて、コンタクトパターンはメタル配線に接触していなかった。

このようにして、丸みをおびた角部を有する四角形状の下地パターンに対するコンタクトパターンのパターンの良否を的確に判定することができる。

上記パターン判定方法は、光近接効果に変形した略円弧形状の部分を有する四角形状の下地パターンのみならず、意図的に形成された略円弧形状の部分を有する四角形状の下地パターンに対しても、メタル配線に対するコンタクトパターンの位置の良否を正確に判定することができる。

なお、図２に示すパターン画像は実パターン画像を基に描いている。

上記パターン判定方法を用いると正確に基準値を設定できるが、実パターンを用いるため時間が掛かるといったデメリットも有る。他のパターン判定方法としては、シミュレーションを用いるといった方法も有る。この方法では、比較的所要時間が少ないが、正確性に欠けるといったデメリットもある。どちらの方法を使用するかは状況に応じて決めればよい。

また、本実施例で、基準値を決定するために用いているパターンは、最も位置合わせマージンが少ないパターンで行っている。

上記実施例では、メタル配線の略円弧形状の部分と理想コンタクトパターンとの間の距離は方向によって異なっていたが、方向によって異ならなくてもよい。つまり、メタル配線の略円弧形状の部分が完全な円の一部であってもよい。この場合、コンタクトパターンからメタル配線の略円弧形状の部分の内縁までの距離は全方向において同じとなる。

また、メタル配線の少なくとも一部が四角形状である場合、つまり、メタル配線の形状が図４に示すような形状である場合、メタル配線の角部からコンタクトパターンまでの距離と、メタル配線の他の部分からコンタクトパターンまでの距離とが異なることを考慮に入れて、メタル配線に対するコンタクトパターンの位置の良否を判定する必要がある。

上記実施例では、下地パターンがメタル配線であったが、下地パターンがゲート電極または他の配線パターン等であってもよく、少なくとも円弧形を含むパターンであればよい。

上記実施例では、コンタクトホールであるコンタクトパターンの良否を判定していたが、円形状のパターンであれば、そのパターンの良否を判定することができる。

上記実施例では、メタル配線画像２０１の略円弧形状の部分２０１ａに近似する真円２０８を求め、この真円２０８を用いて基準値を求めていたが、メタル配線画像２０１の略円弧形状の部分２０１ａに近似する楕円を求め、この楕円を用いて基準値を求めてもよい。上記楕円を用いる場合、この楕円から理想コンタクトパターン画像１０６の周縁までの距離うち最も短い距離を基準値とする。

上記実施例では、メタル配線の略円弧形状の部分の内側にコンタクトパターンを形成していたが、メタル配線の略円弧形状の部分の外側にコンタクトパターンを形成してもよい。

（実施例３）
本発明の実施例３の位置合わせ検査装置は半導体装置を製造するために用いられる。

上記位置合わせ検査装置は、上記実施例１または実施例２に記載の基準値を設定すると機能と、この基準値の値を記憶する機能とを備えている。つまり、上記位置合わせ検査装置は、少なくとも一部が円形状である下地パターンに適合した基準値を設定できると共に、この基準値の値を記憶することができる。また、上記位置合わせ検査装置は、上記実施例１または実施例２に記載のズレ量ΔＸ，ΔＹからズレの直線距離を求める機能と、このΔＸ，ΔＹおよびズレの直線距離が基準値内であるか否かを判定する機能とを備えている。

したがって、上記位置合わせ検査装置は、少なくとも一部が円形状である下地パターンに対して位置合わせして形成されたパターンが設計上の位置から直線距離でどれだけズレているかを自動で計算することも可能であるから、つまり、下地パターンに対するパターンのズレの直線距離を自動で計算することも可能であるから、円形状のセル、または、円形状の部分を含むセルの位置合わせ検査の判定を効率よく行うことができる。

（実施例４）
本発明の実施例４のＣＩＭ（Computer Integrated Manufacturing：半導体製造用生産システム）は半導体装置を製造するために用いられる。このＣＩＭは、上記実施例３の位置合わせ検査装置とは異なり、下地パターンに対するパターンの良否を生産システム側で判定するものである。

上記ＣＩＭは、上記実施例１または実施例２に記載の基準値を設定すると機能と、この基準値の値を記憶する機能とを備えている。つまり、上記ＣＩＭは、少なくとも一部が円形状である下地パターンに適合した基準値を設定できると共に、この基準値の値を記憶することができる。また、上記ＣＩＭは、上記実施例１または実施例２に記載のズレ量ΔＸ，ΔＹからズレの直線距離を求める機能と、このΔＸ，ΔＹおよびズレの直線距離が基準値より小さいか否かを判定する機能とを備えている。

したがって、上記ＣＩＭは、少なくとも一部が円形状である下地パターンに対して位置合わせして形成されたパターンが設計上の位置から直線距離でどれだけズレているかを自動で計算することも可能であるから、つまり、下地パターンに対するパターンのズレの直線距離を自動で計算することも可能であるから、円形状のセル、または、円形状の部分を含むセルの位置合わせ検査の判定を効率よく行うことができる。

（実施例５）
本発明の実施例５の半導体製造工場は半導体装置を製造するために用いられる。

上記半導体製造工場は、製造ラインと、この製造ラインに組み込まれた上記実施例３の位置合わせ検査装置または上記実施例４のＣＩＭとを備えている。

したがって、上記半導体製造工場では、少なくとも一部が円形状である下地パターンに対するパターンの良否が的確に判定されるから、生産効率が向上する。

（実施例６）
本発明の実施例６では、上記基準値設定方法およびパターン判定方法を用いて半導体装置を製造する。

上記半導体装置は、図３に示すように、記憶素子の一例としてのメモリ素子で構成されたセルアレイ構造を備えている。また、図示しないが、上記半導体装置では、半導体基板の表面部にはＰ型ウェル領域が形成されている。このＰ型ウェル領域に素子分離領域５０１が形成されている。そして、上記半導体基板の表面部において、素子分離領域５０１が形成されていない領域は活性領域となる。図３の紙面横方向にワード線５０２が延び、図３の紙面縦方向に関して並んで形成されている。このワード線５０２は素子分離領域５０１が並ぶ周期と同期して蛇行している。互いに隣接するワード線５０２の蛇行は、逆位相となっている（１８０度ズレている）。そのため、互いに隣り合う２本のワード線５０２において、ワード線５０２が延びる方向と垂直な方向（図３における紙面上下方向）における距離は、素子分離領域５０１が並ぶ周期と同期して変化している。すなわち、上記ワード線５０２の延びる方向と垂直な距離は、素子分離領域５０１上だけ縮めている。

各活性領域上には、図示しないゲート絶縁膜を介してワード線５０２が通過している。つまり、上記ワード線５０２と各活性領域との間にはゲート絶縁膜を形成している。また、ワード線５０２の側壁部にメモリ効果を有するサイドウォール（図示していない）が形成されている。また、各ワード線５０２の両側活性領域であってかつワード線５０２に覆われない領域においての、Ｐ型ウェル領域の表面には、ソース・ドレイン拡散領域の一例としてのＮ型拡散領域５０３が形成されている。

このように、ワード線５０２（ゲート電極）と、ワード線５０２の両側に形成されたＮ型拡散領域（ソース領域またはドレイン領域）とを、１つの電界効果トランジスタであるメモリ素子が含んでいる。

また、紙面縦方向のワード線５０２とワード線５０２との間隔が長い領域においてのＮ型拡散領域５０３上にコンタクトホール５０４を形成されている。

また、図３の紙面縦方向にビット線５０５が延び、図３の紙面横方向に関して並んでいてコンタクトホール５０４を介してＮ型拡散領域（ソース領域またはドレイン領域）に電気的に接続されている。

上記のように、ワード線５０２を蛇行させ、互いに隣接するワード線５０２の蛇行は、逆位相としていることにより、余分な素子分離領域５０１の長さを短くしている。このため、メモリセルアレイの大きさは、図３における紙面上下方向の長さにおいて縮小されていることになる。そして、隣り合うワード線が、両側からコンタクトホールを丸く囲むような形状となる。また、製造過程においてもそれらは近接効果等の影響により強調される。

そこで、上記セルアレイのコンタクトホールの位置合わせ検査工程において、従来の技術の基準値５０６と実施例１の基準値５０７とを設定し比較を行った。

その結果、従来技術の基準値では、下地形状と大きく異なった基準値であるため、下地パターンとの接触を防止することから、基準値５０６に設定するしかなかった。また、一方、上記実施例１の基準値のほうが下地形状に近いことから、基準値を大きくすることが出来た。

このことから、両側からコンタクトホールを丸く囲むような下地パターンにおいては、本発明における円形の基準値が有効であることが分った。

また、上記セルアレイにて実施例１の円形の基準値および判定方法を行ったが、上記実施例２の円形と四角形を組み合わせた基準値および判定法も場合によっては有効である。

また、円形でなく、楕円を用いた基準値および判定方法も用いることが可能でありそれらも有効となる場合がある。

図１は本発明の実施例１の基準値設定方法およびパターン判定方法を説明するための模式図である。 図２は本発明の実施例２の基準値設定方法およびパターン判定方法を説明するための模式図である。 図３は本発明の実施例６の基準値設定方法およびパターン判定方法を用いて得られる半導体装置の模式上面図である。 図４は従来の下地メタル配線とコンタクトパターンとの位置関係を示す模式図である。 図５は上記従来の下地メタル配線の変形を説明するための模式図である。

符号の説明

１０１ メタル配線画像
１０１ａ メタル配線画像１０１の略円形状の部分
１０２ ズレの直線距離
１０３ 距離（Ｘ軸方向のズレ量ΔＸ）
１０４ 中心
１０５ 距離（Ｙ軸方向のズレ量ΔＹ）
１０６ 理想コンタクトパターン画像
１０７ 最短直線距離
１０８ 真円
１０９ 中心
１１０ コンタクトパターン画像
２０１ メタル配線画像
２０１ａ メタル配線画像２０１の略円弧形状の部分
２０１ｂ メタル配線画像２０１の略直線形状の部分
２０２ ズレの直線距離
２０３ 距離（Ｘ軸方向のズレ量ΔＸ）
２０４ 中心
２０５ 距離（Ｙ軸方向のズレ量ΔＹ）
２０６ 理想コンタクトパターン画像
２０７ 最短直線距離
２０８ 真円
２０９ 中心
２１０ コンタクトパターン画像
２１１ 四角形
５０１ 素子分離領域
５０２ ワード線
５０３ Ｎ型拡散領域
５０４ コンタクトホール
５０５ ビット線
５０６ 従来技術の基準値
５０７ 本発明の基準値

Claims (13)

1. 少なくとも略円形状の部分を有する下地パターンに対応する下地パターン画像を得る工程と、
   上記下地パターン画像のうちの上記略円形状の部分に近似する円を求める工程と、
   上記下地パターンに対応させて形成すべきレジストの設計上の特定のレジストパターンと上記円との間のコンピュータ画像上での距離を求める工程と、
   上記距離を用いて、上記下地パターンに対応する特定のレジストパターンの位置の良否を判定するための基準値を決定する工程と
   を備えたことを特徴とする基準値設定方法。
2. 下地パターンの設計データに基づいて、上記下地パターンに対応すると共に、少なくとも略円形状の部分を有する下地パターン画像をシミュレーションで得る工程と、
   上記下地パターン画像のうちの上記略円形状の部分に近似する円を求める工程と、
   上記下地パターンに対応させて形成すべきレジストの設計上の特定のレジストパターンと上記円との間の上記画像上での距離を求める工程と、
   上記距離を用いて、上記下地パターンに対応するレジストパターンの位置の良否を判定するための基準値を決定する工程と
   を備えたことを特徴とする基準値設定方法。
3. 請求項１または２に記載の基準値設定方法において、
   上記下地パターンに対応するレジストパターンは上記略円形状の部分の内側にあることを特徴とする基準値設定方法。
4. 請求項１または２に記載の基準値設定方法において、
   上記略円形状の部分に近似する円は真円であることを特徴とする基準値設定方法。
5. 請求項１または２に記載の基準値を用いたパターン判定方法であって、
   上記下地パターンに対応させて形成すべきレジストの設計上の特定のレジストパターンに対する上記レジストの特定のレジストパターンのＸ軸方向，Ｙ軸方向のズレ量ΔＸ，ΔＹを測定する工程と、
   上記ズレ量ΔＸ，ΔＹを下記式に代入して下記Ｒを算出する工程と、
   上記基準値と上記Ｒとを比較することにより、上記下地パターンに対する上記レジストパターンの位置の良否を判定する工程と
   を備えたことを特徴とするパターン判定方法。
   

   

   ΔＸ：上記レジストパターンのＸ軸方向のズレ量
   ΔＹ：上記レジストパターンのＹ軸方向のズレ量
6. 略円弧形状の部分と略直線形状の部分とを有する下地パターンに対応する下地パターン画像を得る工程と、
   上記下地パターン画像のうちの上記略円弧形状の部分に近似する部分を有する円を求める工程と、
   上記下地パターンに対応させて形成すべきレジストの設計上の特定のレジストパターンと上記円との間の上記画像上での第１の距離を求める工程と、
   上記第１の距離を用いて、上記下地パターンに対応する特定のレジストパターンの位置の良否を判定するための第１の基準値を決定する工程と、
   上記下地パターン画像のうちの上記略直線形状の部分に近似する部分を有する四角形を求める工程と、
   上記レジストの設計上の特定のレジストパターンと上記四角形との間の上記画像上での第２の距離を求める工程と、
   上記第２の距離を用いて、上記下地パターンに対応する特定のレジストパターンの位置の良否を判定するための第２の基準値を決定する工程と、
   上記下地パターンに対応させて形成すべきレジストの設計上の特定のレジストパターンに対する上記レジストの特定のレジストパターンのＸ軸方向，Ｙ軸方向のズレ量ΔＸ，ΔＹを測定する工程と、
   上記ΔＸおよび上記ΔＹを下記式に代入して下記Ｒを算出する工程と、
   上記第１の基準値と上記Ｒとを比較すると共に、上記第２の基準値と上記ΔＸおよび上記ΔＹとを比較することにより、上記下地パターンに対する上記レジストパターンの位置の良否を判定する工程と
   を備えたことを特徴とするパターン判定方法。
   

   

   ΔＸ：上記レジストパターンのＸ軸方向のズレ量
   ΔＹ：上記レジストパターンのＹ軸方向のズレ量
7. 下地パターンの設計データに基づいて、上記下地パターンに対応すると共に、略円弧形状の部分と略直線形状の部分とを有する下地パターン画像をシミュレーションで得る工程と、
   上記下地パターン画像のうちの上記略円弧形状の部分に近似する部分を有する円を求める工程と、
   上記下地パターンに対応させて形成すべきレジストの設計上の特定のレジストパターンと上記円との間の上記画像上での第１の距離を求める工程と、
   上記第１の距離を用いて、上記下地パターンに対応する特定のレジストパターンの位置の良否を判定するための第１の基準値を決定する工程と、
   上記下地パターン画像のうちの上記略直線形状の部分に近似する部分を有する四角形を求める工程と、
   上記レジストの設計上の特定のレジストパターンと上記四角形との間の上記画像上での第２の距離を求める工程と、
   上記第２の距離を用いて、上記下地パターンに対応する特定のレジストパターンの位置の良否を判定するための第２の基準値を決定する工程と、
   上記下地パターンに対応させて形成すべきレジストの設計上の特定のレジストパターンに対する上記レジストの特定のレジストパターンのＸ軸方向，Ｙ軸方向のズレ量ΔＸ，ΔＹを測定する工程と、
   上記ΔＸおよび上記ΔＹを下記式に代入して下記Ｒを算出する工程と、
   上記第１の基準値と上記Ｒとを比較すると共に、上記第２の基準値と上記ΔＸおよび上記ΔＹとを比較することにより、上記下地パターンに対する上記レジストパターンの位置の良否を判定する工程と
   を備えたことを特徴とするパターン判定方法。
   

   

   ΔＸ：上記レジストパターンのＸ軸方向のズレ量
   ΔＹ：上記レジストパターンのＹ軸方向のズレ量
8. 請求項５乃至７のいずれか１つに記載のパターン判定方法において、
   上記レジストパターンはコンタクトホールであることを特徴とするパターン判定方法。
9. 請求項５乃至７のいずれか１つに記載のパターン判定方法を用いてアライメントズレを判定すること特徴とするアライメント検査装置。
10. 請求項５乃至７のいずれか１つに記載のパターン判定方法を用いてアライメントズレを判定することを特徴とする半導体装置製造システム。
11. 請求項９に記載のアライメント検査装置、または、請求項１１に記載の半導体装置製造システムを備えたことを特徴とする半導体製造工場。
12. 請求項９に記載のアライメント検査装置、または、請求項１１に記載の半導体装置製造システムを用いて半導体装置を製造することを特徴とする半導体装置の製造方法。
13. 請求項１２に記載の半導体装置の製造方法において、
    上記半導体装置は、
    素子分離領域と活性領域とを表面部に有する半導体基板と、
    上記活性領域に形成されてマトリクス状に配置された複数の電界効果トランジスタである記憶素子と、
    上記記憶素子のゲート電極に接続するワード線と、
    上記記憶素子のソース・ドレイン拡散領域にコンタクトホールを介して接続するビット線とを備え、
    上記ワード線はそれぞれ蛇行して延在しており、隣り合う２つの上記ワード線間において、上記活性領域上にコンタクトホールを形成し、上記ビット線が延在する方向に平行な方向の距離は、上記活性領域上よりも上記素子分離領域上の方が短く、
    隣り合う２つの上記ビット線に関して、一方の上記ビット線は同一列の上記ソース・ドレイン拡散領域の一方にコンタクトホールを介して接続する一方、他方の上記ビット線は上記同一列の上記ソース・ドレイン拡散領域の他方にコンタクトホールを介して接続し、
    同一行で隣り合う上記記憶素子は上記ソース・ドレイン拡散領域の一方を共有し、
    同一列で隣り合う上記記憶素子は上記ソース・ドレイン拡散領域の一方を共有し、
    上記記憶素子が、
    上記半導体基板上にゲート絶縁膜を介して形成された上記ゲート電極と、
    上記ゲート電極の側方に形成され、電荷または分極を保持する機能を有するメモリ機能体と、
    上記ゲート絶縁膜下に配置されたチャネル領域と、
    上記チャネル領域の両側に配置された上記ソース・ドレイン拡散領域と
    を含むことを特徴とする半導体装置の製造方法。

Images