JP2000223540A - 半導体装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 互いに隣接する導体パターン同士の接触の有
無を簡易に評価し得る半導体装置を得る。 【解決手段】 絶縁膜２の上面上には、電気容量Ｃを有
する第１配線３ａ〜３ｋのそれぞれに隣接して、第２配
線４ａ〜４ｋのそれぞれが形成されている。第１配線３
ａ〜３ｋ及び第２配線４ａ〜４ｋはいずれも基板１と電
気的に分離され、電気的にフローティングな状態となっ
ている。また、第２配線４ａ〜４ｋはいずれも第３配線
６に接続されており、その結果、互いに電気的に接続さ
れた第２配線４ａ〜４ｋ及び第３配線６は、一体として
電気容量１２Ｃを有する。第１配線３ａ〜３ｋに荷電粒
子を照射し、電気容量の大小に応じた第１配線３ａ〜３
ｋからの二次電子の放出量の差を電位コントラストとし
て検出することにより、第１配線３ａ〜３ｋと第２配線
４ａ〜４ｋとの接触の有無を評価する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明は、半導体装置に関
し、特に、互いに隣接して形成された導体パターン同士
の接触の有無を評価する評価方法において、評価対象と
して使用される半導体装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】ＬＳＩ等の半導体装置の製造過程におい
ては、互いに隣接して形成される配線同士の接触の有無
を、半導体装置に物理的に接触することなく評価するこ
とが行われている（特開昭６２−２７１４４４号公報参
照）。

【０００３】図３７は、評価対象たる従来の半導体装置
の構造を示す上面図である。絶縁膜１０２の上面上に
は、複数の配線１０３ａ〜１０３ｇと複数の配線１０４
ａ〜１０４ｇとが交互に配列して形成されている。図３
７に示す例では、配線１０３ａ〜１０３ｇのそれぞれ
と、配線１０３ａ〜１０３ｇに隣接する配線１０４ａ〜
１０４ｇのそれぞれとが対を成して、合計７個のテスト
パターン１０６ａ〜１０６ｇが形成されている。

【０００４】また、図３８は、図３７に示した半導体装
置の位置Ａにおける断面構造を示す断面図である。基板
１０１の上面上には、絶縁膜１０２が全面に形成されて
いる。また、絶縁膜１０２の上面上には、配線１０３
ａ，１０４ａが互いに隣接して形成されている。また、
絶縁膜１０２には、配線１０４ａが形成されている部分
の絶縁膜１０２の上面と基板１０１の上面との間で絶縁
膜１０２を貫通する、内部が導体で充填されたコンタク
トホール１０５ａが形成されている。その結果、配線１
０４ａはコンタクトホール１０５ａを介して基板１０１
に電気的に接続され、一方、配線１０３ａは電気的にフ
ローティングな状態となっている。なお、図３８では、
図３７に示した半導体装置のうち配線１０３ａ，１０４
ａが形成されている部分の構造のみを代表して示した
が、他の配線１０３ｂ〜１０３ｇ，１０４ｂ〜１０４ｇ
が形成されている部分も、図３８に示した構造と同様の
構造を成している。即ち、配線１０４ｂ〜１０４ｇは、
いずれも内部が導体で充填されたコンタクトホール１０
５ｂ〜１０５ｇを介してそれぞれ基板１０１に電気的に
接続され、配線１０３ｂ〜１０３ｇは、それぞれ電気的
にフローティングな状態となっている。

【０００５】図３８を参照して、配線１０３ａと配線１
０４ａとの接触の有無は、半導体装置の表面をＳＥＭ
（Scanning Electron Microscope）等の電子顕微鏡によ
って観察することにより評価することができる。具体的
には、半導体装置のうち少なくとも配線１０３ａが形成
されている部分に電子ビーム等の荷電粒子を照射し、配
線１０３ａ内に電荷を注入する。すると、配線１０３ａ
と配線１０４ａとが互いに接触していない場合は、配線
１０３ａ内に注入された電荷は配線１０３ａ内に蓄積さ
れるため、配線１０３ａは電荷の注入量に応じた所定の
電位を持つことになる。一方、配線１０３ａと配線１０
４ａとが互いに接触している場合は、配線１０３ａ内に
注入された電荷は配線１０４ａ及びコンタクトホール１
０５ａを介して基板１０１へ流出する。即ち、配線１０
３ａ内に注入された電荷は配線１０３ａ内に蓄積され
ず、配線１０３ａの電位は基板１０１の電位（例えば接
地電位）と等しくなる。このように、配線１０３ａと配
線１０４ａとが互いに接触しているか否かによって、荷
電粒子を照射した後の配線１０３ａの電位が異なる。そ
して、配線１０３ａの電位の高低に応じて、配線１０３
ａからの二次電子の放出量が異なる。

【０００６】従って、電気的にフローティングな状態と
なっている全ての配線１０３ａ〜１０３ｇに関して、各
配線からの二次電子の放出量の差を電位コントラストと
して検出することにより、配線１０３ａ〜１０３ｇのそ
れぞれと配線１０４ａ〜１０４ｇのそれぞれとの接触の
有無を評価することができる。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】しかし、このような従
来の半導体装置では、例えば図３８に示したように、互
いに隣接する一対の配線１０３ａ，１０４ａのうち、一
方の配線１０４ａの電位を基板１０１の電位に固定す
る。そのため、配線１０４ａと基板１０１とを電気的に
接続するためにコンタクトホール１０５ａを形成する必
要があり、半導体装置の製造プロセスが多工程化すると
いう問題があった。

【０００８】また、例えば図３７に示したように、絶縁
膜１０２の上面上には複数のテストパターン１０６ａ〜
１０６ｇが形成されているが、各テストパターンにおい
て、配線１０３ａ〜１０３ｇのそれぞれと配線１０４ａ
〜１０４ｇのそれぞれとの間隔が等間隔に形成されてい
る。そのため、半導体装置を製造する際に採用したフォ
トリソグラフィ技術において、隣接する配線同士を互い
に接触しないように形成できる最小の配線間隔を求める
場合は、配線間隔が異なる複数の半導体装置を個別に製
造する必要があるという問題があった。

【０００９】本発明はこのような問題を解決するために
成されたものであり、互いに隣接する導体パターン同士
の接触の有無を、半導体製造プロセスを多工程化するこ
となく簡易に評価し得る半導体装置を得ることを目的と
する。また本発明は、隣接する導体パターン同士を互い
に接触させることなく形成できる最小の間隔を、一つの
半導体装置のみを用いて求め得る半導体装置を得ること
を目的とする。

【００１０】

【課題を解決するための手段】この発明のうち請求項１
に記載の半導体装置は、互いに隣接して形成された導体
パターン同士の接触の有無を、導体パターンに荷電粒子
を照射し、導体パターンからの二次電子の放出量を検出
することにより評価する評価方法において、評価対象と
して使用される半導体装置であって、基板と、いずれも
基板と電気的に分離された、荷電粒子を照射するための
露出部分を有する第１の導体パターンと、第１の導体パ
ターンに隣接して形成された第２の導体パターンと、第
２の導体パターンに電気的に接続された導体領域とを備
え、第１の導体パターンの有する第１の電気容量と、第
２の導体パターンの有する第２の電気容量と、導体領域
の有する第３の電気容量との和は、第１の電気容量と第
２の電気容量との和よりも大きいことを特徴とするもの
である。

【００１１】また、この発明のうち請求項２に記載の半
導体装置は、請求項１に記載の半導体装置であって、第
１の導体パターンと第２の導体パターンとが対を成すテ
ストパターンは複数存在し、対を成す第１の導体パター
ンと第２の導体パターンとの間隔が互いに異なる２つの
テストパターンが存在することを特徴とするものであ
る。

【００１２】また、この発明のうち請求項３に記載の半
導体装置は、請求項１又は２に記載の半導体装置であっ
て、第１の電気容量と第２の電気容量と第３の電気容量
との和は、第１の電気容量と第２の電気容量との和の少
なくとも２倍以上であることを特徴とするものである。

【００１３】また、この発明のうち請求項４に記載の半
導体装置は、互いに隣接して形成された導体パターン同
士の接触の有無を、導体パターンに荷電粒子を照射し、
導体パターンからの二次電子の放出量を検出することに
より評価する評価方法において、評価対象として使用さ
れる半導体装置であって、基板と、基板と電気的に分離
された配線と、配線に電気的に接続されるとともに基板
と電気的に分離され、荷電粒子を照射するための露出部
分を有する、内部が導体で充填された第１のコンタクト
ホールと、配線に隣接して形成され、基板に電気的に接
続された、内部が導体で充填された複数の第２のコンタ
クトホールとを備えるものである。

【００１４】また、この発明のうち請求項５に記載の半
導体装置は、請求項４に記載の半導体装置であって、配
線に電気的に接続されるとともに基板と電気的に分離さ
れ、複数の第２のコンタクトホールのそれぞれに隣接し
て形成された、内部が導体で充填された複数の第３のコ
ンタクトホールをさらに備えるものである。

【００１５】

【発明の実施の形態】実施の形態１．図１は、本発明の
実施の形態１に係る半導体装置の構造を示す上面図であ
る。絶縁膜２の上面上には、１１本の第１配線３ａ〜３
ｋ（本実施の形態１において「第１の導体パターン」と
も称す）と、１１本の第２配線４ａ〜４ｋ（本実施の形
態１において「第２の導体パターン」とも称す）とが交
互に配列して形成されている。また、第２配線４ａ〜４
ｋはいずれも、第２配線４ａ〜４ｋが延在する方向に直
交する方向に延在して絶縁膜２上に形成された第３配線
６に接続されている。その結果、第２配線４ａ〜４ｋ及
び第３配線６は、互いに電気的に接続された状態となっ
ている。ここで、第１配線３ａ〜３ｋ、第２配線４ａ〜
４ｋ、及び第３配線６はいずれも、幅が０．２μｍ、長
さが１０μｍの金属配線あるいは不純物が導入されたポ
リシリコン配線である。また、第１配線３ａ〜３ｋのそ
れぞれと第２配線４ａ〜４ｋのそれぞれとの間隔は、い
ずれも０．２μｍである。図１に示す例では、第１配線
３ａ〜３ｋのそれぞれと、第１配線３ａ〜３ｋに隣接す
る第２配線４ａ〜４ｋのそれぞれとが対を成して、合計
１１個のテストパターン５ａ〜５ｋが形成されている。

【００１６】ところで、絶縁膜上に形成された配線の有
する電気容量の大きさは、絶縁膜に接する部分の配線の
面積と、配線の長さとに比例する。従って、第１配線３
ａ〜３ｋのそれぞれが有する電気容量をＣとすると、互
いに電気的に接続された第２配線４ａ〜４ｋ及び第３配
線６は、一体としてその１２倍の電気容量１２Ｃを有す
ることとなる。

【００１７】また、図２は、図１に示した半導体装置の
位置Ｂにおける断面構造を示す断面図である。基板１の
上面上には、絶縁膜２が全面に形成されている。また、
絶縁膜２の上面上には、第１配線３ａと第２配線４ａと
が互いに隣接して形成されている。第１配線３ａ及び第
２配線４ａはいずれも基板１と電気的に分離されてお
り、ともに電気的にフローティングな状態となってい
る。なお、図２では、図１に示した半導体装置のうち、
第１配線３ａ及び第２配線４ａから成るテストパターン
５ａが形成されている部分の構造のみを代表して示した
が、他のテストパターン５ｂ〜５ｋが形成されている部
分も、図２に示した構造と同様の構造を成している。即
ち、第１配線３ａ〜３ｋ及び第２配線４ａ〜４ｋはいず
れも基板１と電気的に分離され、電気的にフローティン
グな状態となっている。

【００１８】また、図３〜図７は、図２に示した半導体
装置の製造方法を工程順に示す断面図である。但し、第
１配線３ａ〜３ｋ及び第２配線４ａ〜４ｋがいずれも金
属配線である場合を想定している。まず、ＣＶＤ法等に
より、基板１の上面上に絶縁膜２を形成する（図３）。
次に、ＣＶＤ法等により、絶縁膜２の上面上に金属膜７
を形成する（図４）。次に、金属膜７の上面上にフォト
レジスト８を塗布する（図５）。次に、所定のパターン
を有するフォトマスク８ｃを用いて、フォトレジスト８
に紫外線を照射する（図６）。次に、紫外線が照射され
た部分のフォトレジスト８を除去する。その結果、金属
膜７の上面上には、フォトレジスト８ａ，８ｂのみが残
置する（図７）。次に、フォトレジスト８ａ，８ｂをマ
スクとして、基板１の深さ方向にエッチングレートの高
い異方性ドライエッチング法により金属膜７をエッチン
グし、絶縁膜２の上面を露出する。その結果、エッチン
グされなかった金属膜７として、絶縁膜２の上面上に第
１配線３ａ及び第２配線４ａを形成することができる。
その後、フォトレジスト８ａ，８ｂを除去する。以上の
工程により、図２に示した半導体装置を製造することが
できる。

【００１９】このような半導体装置の製造工程におい
て、例えば、フォトマスク８ｃの位置決め精度が悪かっ
たり、金属膜７のドライエッチング精度が悪かったりす
ると、第１配線３ａと第２配線４ａとが互いに接触して
しまう。

【００２０】図１を参照して、第１配線３ａ〜３ｋのそ
れぞれと第２配線４ａ〜４ｋのそれぞれとの接触の有無
は、半導体装置の表面をＳＥＭ等の電子顕微鏡によって
観察することにより評価することができる。以下、第１
配線３ａ〜３ｅのそれぞれと第２配線４ａ〜４ｅのそれ
ぞれとの接触の有無を評価する場合について説明する。
まず、半導体装置の上面のうち、第１配線３ａ〜３ｅ及
び第２配線４ａ〜４ｅを含む領域Ｓ１に、電子ビーム等
の荷電粒子を照射する。これにより、第１配線３ａ〜３
ｅ及び第２配線４ａ〜４ｅ内に電荷が注入される。この
電荷は第１配線３ａ〜３ｅ及び第２配線４ａ〜４ｅ内に
おいてそれぞれ一様に分布し、第１配線３ａ〜３ｅ及び
第２配線４ａ〜４ｅは、それぞれ１本の配線あたり一定
の電荷量Ｑを持つことになる。

【００２１】例えば第１配線３ａ及び第２配線４ａに着
目すると、これらの配線が互いに接触していない場合
は、第１配線３ａの電気容量は第１配線３ａ自身のみが
有する電気容量Ｃである。従って、この場合は、第１配
線３ａの電位Ｖ１はＶ１＝Ｑ／Ｃとなる。一方、これら
の配線が互いに接触している場合は、第１配線３ａの電
気容量は、第１配線３ａ、第２配線４ａ〜４ｋ、及び第
３配線６の合計の電気容量１３Ｃとなる。また、第１配
線３ａ及び第２配線４ａ〜４ｅに注入される電荷量の総
和は６Ｑとなる。従って、この場合は、第１配線３ａの
電位Ｖ２はＶ２＝６Ｑ／１３Ｃとなり、上記電位Ｖ１よ
りも低くなる。

【００２２】このように、第１配線３ａ〜３ｅのそれぞ
れと第２配線４ａ〜４ｅのそれぞれとが互いに接触して
いるか否かによって、荷電粒子を照射した後の第１配線
３ａ〜３ｅの電位が異なる。そして、第１配線３ａ〜３
ｅの電位の高低に応じて、第１配線３ａ〜３ｅからの二
次電子の放出量が異なる。二次電子の放出量は、材質が
同じであれば、その電位によって決定されるからであ
る。具体的には、電位が低くなっている第１配線３ａ〜
３ｅからの二次電子の放出量は多くなり、一方、電位が
高くなっている第１配線３ａ〜３ｅからの二次電子の放
出量は少なくなる。

【００２３】このため、図１に示した領域Ｓ１を電子顕
微鏡によって観察すると、第１配線３ａ〜３ｅのうち第
２配線４ａ〜４ｅに接触していないものは暗い像として
観察され、接触しているものは明るい像として観察され
る。また、第２配線４ａ〜４ｋ及び第３配線６は一体と
して大きい電気容量１２Ｃを有しており、いずれも明る
い像として観察される。従って、領域Ｓ１に含まれる第
１配線３ａ〜３ｅ及び第２配線４ａ〜４ｅに関して、各
配線からの二次電子の放出量の差を電位コントラストと
して検出することにより、第１配線３ａ〜３ｅのそれぞ
れと第２配線４ａ〜４ｅのそれぞれとの接触の有無を評
価することができる。

【００２４】なお、互いに隣接する配線同士の接触の有
無に基づく二次電子の放出量の差を電位コントラストと
して検出するためには、接触が生じている配線と生じて
いない配線との間に２倍以上の電位差があることが望ま
しい。従って、上記の例の場合は、第１配線３ａ、第２
配線４ａ〜４ｋ、及び第３配線６の各電気容量の総和
（１３Ｃ）が、第１配線３ａ及び領域Ｓ１に含まれる第
２配線４ａ〜４ｅの電気容量の総和（６Ｃ）の少なくと
も２倍以上であることが望ましい。

【００２５】以上のように、本実施の形態１に係る半導
体装置によれば、第１及び第２の導体パターンをいずれ
も基板と電気的に分離して形成する。そして、第１の導
体パターンに荷電粒子を照射し、第１の導体パターンの
電気容量の大小に応じた第１の導体パターンからの二次
電子の放出量の差を電位コントラストとして検出するこ
とにより、第１の導体パターンと第２の導体パターンと
の接触の有無を評価する。従って、従来の半導体装置と
は異なり、第２の導体パターンを基板の電位に固定する
ためのコンタクトホールを形成する工程を省略すること
ができる。

【００２６】実施の形態２．図８は、本発明の実施の形
態２に係る半導体装置の構造を示す上面図である。絶縁
膜２の上面上には、５本の第１配線３ａ〜３ｅ（本実施
の形態２において「第１の導体パターン」とも称す）
と、５本の第２配線４ａ〜４ｅ（本実施の形態２におい
て「第２の導体パターン」とも称す）とが交互に配列し
て形成されている。図８に示す例では、第１配線３ａ〜
３ｅのそれぞれと、第１配線３ａ〜３ｅに隣接する第２
配線４ａ〜４ｅのそれぞれとが対を成し、合計５個のテ
ストパターン５ａ〜５ｅが形成されている。

【００２７】図８に示す半導体装置において、第１配線
３ａ〜３ｅのそれぞれと第２配線４ａ〜４ｅのそれぞれ
との間隔は、いずれも０．２μｍである。また、第２配
線４ａ〜４ｅはいずれも、第２配線４ａ〜４ｅが延在す
る方向に直交する方向に延在して絶縁膜２上に形成され
た第３配線６に接続されている。また、第３配線６は、
絶縁膜２の上面上に形成された第４配線９を介して、同
じく絶縁膜２の上面上に形成された第５配線１０に接続
されている。その結果、第２配線４ａ〜４ｅ、第３配線
６、第４配線９、及び第５配線１０は、互いに電気的に
接続された状態となっている。

【００２８】ここで、第１配線３ａ〜３ｅ、第２配線４
ａ〜４ｅ、及び第３配線６はいずれも、幅が０．２μ
ｍ、長さが１０μｍの金属配線あるいは不純物が導入さ
れたポリシリコン配線である。また、第５配線１０は、
幅が０．２μｍ、長さが５０μｍの金属配線あるいは不
純物が導入されたポリシリコン配線である。但し第５配
線１０は、縦方向の幅が１．０μｍ、横方向の幅が１０
μｍの導体膜であってもよい。また、第４配線９を形成
することなく、第３配線６と第５配線１０とを一体とし
て形成してもよい。

【００２９】従って、第１配線３ａ〜３ｅのそれぞれが
有する電気容量をＣとすると、第５配線１０はその５倍
の電気容量５Ｃを有しており、また、互いに電気的に接
続された第２配線４ａ〜４ｅ、第３配線６、及び第５配
線１０は、一体として電気容量１１Ｃを有している。但
し、第４配線９の長さは第３配線６等の長さに比して十
分に短いため、第４配線９の有する電気容量は無視して
いる。

【００３０】また、図８に示した半導体装置の位置Ｃに
おける断面構造は、図２に示した上記実施の形態１に係
る半導体装置の断面構造と同様に現れる。また、本実施
の形態２に係る半導体装置も、上記実施の形態１と同様
に、図３〜図７に順に示した工程によって製造すること
ができる。

【００３１】上記実施の形態１と同様に、第１配線３ａ
〜３ｅ及び第２配線４ａ〜４ｅを含む領域Ｓ２に電子ビ
ーム等の荷電粒子を照射する。すると、これらの配線が
互いに接触していない場合は、第１配線３ａ〜３ｅの電
位Ｖ１はそれぞれＶ１＝Ｑ／Ｃとなる。一方、例えば第
１配線３ａと第２配線４ａとが互いに接触している場合
は、第１配線３ａの電位Ｖ２はＶ２＝６Ｑ／１２Ｃとな
る。

【００３２】なお、上記実施の形態１でも述べたよう
に、互いに隣接する配線同士の接触の有無に基づく二次
電子の放出量の差を電位コントラストとして検出するた
めには、接触が生じている配線と生じていない配線との
間に２倍以上の電位差があることが望ましい。従って、
上記の例の場合は、第１配線３ａ、第２配線４ａ〜４
ｅ、第３配線６、及び第５配線１０の電気容量の総和
（１２Ｃ）が、第１配線３ａ及び領域Ｓ２に含まれる第
２配線４ａ〜４ｅの電気容量の総和（６Ｃ）の少なくと
も２倍以上であることが望ましい。

【００３３】このように本実施の形態２に係る半導体装
置及び半導体装置の評価方法によれば、電気容量の大き
い導体領域を基板と電気的に分離して形成し、第２の導
体パターンとこの導体領域とを電気的に接続する。この
ため、図１に示した上記実施の形態１に係る半導体装置
と比較すると、６個のテストパターン５ｆ〜５ｋを半導
体装置の上面上に形成する必要がなく、図８に示した領
域１１の面積（本例の場合は約３μｍ２）だけ、テスト
パターンを形成するための面積を省略することができ
る。

【００３４】これに伴い、半導体装置の表面を電子顕微
鏡によって観察するにあたり、図８に示した領域１１に
は電子ビーム等の荷電粒子を照射する必要がない。従っ
て、図１に示した上記実施の形態１に係る半導体装置と
比較すると、荷電粒子の照射領域を小さくすることがで
きる。

【００３５】また、半導体装置の表面上に形成された全
ての第１配線３ａ〜３ｅ及び第２配線４ａ〜４ｅに対し
て、同時に荷電粒子を照射することができる。

【００３６】実施の形態３．図９は、本発明の実施の形
態３に係る半導体装置の構造を示す上面図である。図８
に示した上記実施の形態２に係る半導体装置において、
第１配線３ａ〜３ｅ（本実施の形態３において「第１の
導体パターン」とも称す）と、第２配線４ａ〜４ｅ（本
実施の形態３において「第２の導体パターン」とも称
す）との間隔を、０．０５μｍ〜０．２５μｍの範囲
で、０．０５μｍずつ段階的に変化させたものである。
本実施の形態３に係る半導体装置のその他の構造は、図
８に示した上記実施の形態２に係る半導体装置の構造と
同様である。

【００３７】また、図９に示した半導体装置の位置Ｄに
おける断面構造は、図２に示した上記実施の形態１に係
る半導体装置の断面構造と同様に現れる。但し、図９に
示した位置Ｄは第１配線３ｄ及び第２配線４ｄが形成さ
れている部分を表しているのに対し、図２では第１配線
３ａ及び第２配線４ａが形成されている部分の断面構造
を示している。また、本実施の形態３に係る半導体装置
も、上記実施の形態１と同様に、図３〜図７に順に示し
た工程によって製造することができる。

【００３８】このように本実施の形態３に係る半導体装
置によれば、第１の導体パターンと第２の導体パターン
との間隔を各テストパターンごとに段階的に変化させ
て、複数のテストパターンを形成する。従って、本実施
の形態３に係る半導体装置を電子顕微鏡によって観察し
た結果、例えば、テストパターン５ａ〜５ｃでは第１及
び第２の導体パターン同士が接触し、テストパターン５
ｄ，５ｅでは第１及び第２の導体パターン同士が接触し
ていないと評価された場合は、半導体装置を形成する際
に採用したフォトリソグラフィ技術において、第１の導
体パターンと第２の導体パターンとを互いに接触させる
ことなく形成できる最小の間隔は０．２０μｍであるこ
とが分かる。このように本実施の形態３に係る半導体装
置によれば、一つの半導体装置を用いて、隣接する配線
同士を互いに接触させることなく形成できる最小の間隔
を求めることができる。

【００３９】また、図１０は、本発明の実施の形態３に
係る半導体装置の他の構造を示す上面図であり、図１１
は、図１０に示した半導体装置の位置Ｈにおける断面構
造を示す断面図である。図１１に示すように、第２配線
４ｄと基板１とは、内部が導体で充填されたコンタクト
ホール３０ｄを介して、互いに電気的に接続されてい
る。なお、図１１では、図１０に示した半導体装置のう
ち、第１配線３ｄ及び第２配線４ｄから成るテストパタ
ーン５ｄが形成されている部分の構造のみを代表して示
したが、他のテストパターン５ａ〜５ｃ，５ｅ，５ｆが
形成されている部分も、図１１に示した構造と同様の構
造を成している。このような構造を有する半導体装置で
あっても、図１０に示すように、第１配線３ａ〜３ｆと
第２配線４ａ〜４ｆとの間隔をテストパターン５ａ〜５
ｆごとに段階的に変化させることにより、上記と同様の
効果を得ることができる。

【００４０】実施の形態４．図１２は、本発明の実施の
形態４に係る半導体装置の構造を示す上面図である。ま
た、図１３は、図１２に示した半導体装置の位置Ｅにお
ける断面構造を示す断面図である。図１３を参照して、
基板１の上面上には、絶縁膜２が全面に形成されてい
る。また、絶縁膜２の上面上には、第２配線４ａが形成
されている。また、絶縁膜２の上面上には絶縁膜１４が
全面に形成されており、絶縁膜１４には、絶縁膜１４の
上面と絶縁膜２の上面との間で絶縁膜１４を貫通する、
内部が導体で充填されたコンタクトホール１２ｏが、第
２配線４ａに隣接して形成されている。第２配線４ａ及
びコンタクトホール１２ｏはいずれも基板１と電気的に
分離されており、ともに電気的にフローティングな状態
となっている。なお、図１３では、図１２に示した半導
体装置のうち、第２配線４ａ及びコンタクトホール１２
ｏから成るテストパターン１３ｏが形成されている部分
の構造のみを代表して示したが、他のテストパターン１
３ａ〜１３ｎ，１３ｐ〜１３ｕが形成されている部分
も、図１３に示した構造と同様の構造を成している。即
ち、第２配線４ａ〜４ｆ及びコンタクトホール１２ａ〜
１２ｕは、いずれも基板１と電気的に分離され、電気的
にフローティングな状態となっている。

【００４１】また、図１２を参照して、絶縁膜２の上面
上には７本の第２配線４ａ〜４ｇ（本実施の形態４にお
いて「第２の導体パターン」とも称す）が形成されてい
る。そして、合計２１個のコンタクトホール１２ａ〜１
２ｕ（本実施の形態４において「第１の導体パターン」
とも称す）が、第２配線４ａ〜４ｇのそれぞれに３個ず
つ隣接して、第２配線４ａ〜４ｇと交互に配列して形成
されている。例えば、第２配線４ａに隣接してコンタク
トホール１２ａ，１２ｈ，１２ｏが形成されており、第
２配線４ｂに隣接してコンタクトホール１２ｂ，１２
ｉ，１２ｐが形成されている。その結果、図１２に示す
例では、合計２１個のテストパターン１３ａ〜１３ｕが
形成されている。第２配線４ａ〜４ｇのそれぞれとコン
タクトホール１２ａ〜１２ｕのそれぞれとの間隔はいず
れも０．２μｍであり、コンタクトホール１２ａ〜１２
ｕの直径はいずれも０．３μｍである。なお、電子顕微
鏡による観察を容易にするために、コンタクトホール１
２ａ〜１２ｕの上面の面積よりも大きい表面積を有する
導体領域を、コンタクトホール１２ａ〜１２ｕ上にそれ
ぞれ形成してもよい。

【００４２】また、第２配線４ａ〜４ｇはいずれも、第
２配線４ａ〜４ｇが延在する方向に直交する方向に延在
して絶縁膜２上に形成された第３配線６に接続されてい
る。その結果、第２配線４ａ〜４ｇ及び第３配線６は、
互いに電気的に接続された状態となっている。ここで、
第２配線４ａ〜４ｇ及び第３配線６はいずれも、幅が
０．２μｍ、長さが１０μｍの金属配線あるいは不純物
が導入されたポリシリコン配線である。従って、幅が
０．２μｍ、長さが１０μｍの１本の配線が有する電気
容量をＣとすると、互いに電気的に接続された第２配線
４ａ〜４ｇ及び第３配線６は、一体としてその８倍の電
気容量８Ｃを有する。また、コンタクトホール１２ａ〜
１２ｕがそれぞれ有する電気容量をＣ０とする。

【００４３】図１４〜図２２は、図１３に示した半導体
装置の製造方法を工程順に示す断面図である。但し、第
２配線４ａ〜４ｇがいずれも金属配線である場合を想定
している。まず、ＣＶＤ法等により基板１の上面上に絶
縁膜２を形成した後、ＣＶＤ法等により絶縁膜２の上面
上に金属膜７を形成する（図１４）。次に、金属膜７の
上面上にフォトレジスト１５を塗布した後、所定のパタ
ーンを有するフォトマスク１６ａを用いて、フォトレジ
スト１５に紫外線を照射する（図１５）。

【００４４】次に、紫外線が照射された部分のフォトレ
ジスト１５を除去する。その結果、金属膜７の上面上に
は、フォトレジスト１５ａのみが残置する（図１６）。
次に、フォトレジスト１５ａをマスクとして、基板１の
深さ方向にエッチングレートの高い異方性ドライエッチ
ング法により金属膜７をエッチングし、絶縁膜２の上面
を露出する。その結果、エッチングされなかった金属膜
７として、絶縁膜２の上面上に第２配線４ａを形成する
ことができる。その後、フォトレジスト１５ａを除去す
る（図１７）。

【００４５】次に、ＣＶＤ法等により、絶縁膜１４を全
面に形成する（図１８）。次に、絶縁膜１４の上面上に
フォトレジスト１７を塗布した後、所定のパターンを有
するフォトマスク１６ｂを用いて、フォトレジスト１７
に紫外線を照射する（図１９）。次に、紫外線が照射さ
れた部分のフォトレジスト１７を除去する。その結果、
絶縁膜１４の上面上には、フォトレジスト１７ａ，１７
ｂが残置する（図２０）。次に、フォトレジスト１７
ａ，１７ｂをマスクとして、基板１の深さ方向にエッチ
ングレートの高い異方性ドライエッチング法により絶縁
膜１４をエッチングし、絶縁膜２の上面を露出する。こ
れにより、絶縁膜１４の上面から絶縁膜２の上面に達す
るコンタクトホール１８が絶縁膜１４内に形成される。
その後、フォトレジスト１７ａ，１７ｂを除去する（図
２１）。

【００４６】次に、ＣＶＤ法等により、金属膜１９を全
面に形成する（図２２）。次に、ＣＭＰ（Chemical Mec
hanical Polishing）法等により、絶縁膜１４の上面が
露出するまで金属膜９を研磨し、表面を平坦化する。こ
れにより、内部が金属膜１９で充填されたコンタクトホ
ール１８として、コンタクトホール１２ｏを形成するこ
とができる。以上の工程により、図１３に示した半導体
装置を製造することができる。

【００４７】このような半導体装置の製造工程におい
て、例えば、フォトマスク１６ａ，１６ｂの位置決め精
度が悪かったり、コンタクトホール１８を形成する際の
絶縁膜１４のドライエッチング精度が悪かったりする
と、コンタクトホール１２ｏと第２配線４ａとが互いに
接触してしまう。

【００４８】図１２を参照して、コンタクトホール１２
ａ〜１２ｕのそれぞれと第２配線４ａ〜４ｇのそれぞれ
との接触の有無は、半導体装置の表面をＳＥＭ等の電子
顕微鏡によって観察することにより評価することができ
る。具体的には、半導体装置の上面に電子ビーム等の荷
電粒子を照射することにより、コンタクトホール１２ａ
〜１２ｕ内に電荷を注入する。この電荷はコンタクトホ
ール１２ａ〜１２ｕ内においてそれぞれ一様に分布し、
コンタクトホール１２ａ〜１２ｕは、それぞれ１個のコ
ンタクトホールあたり一定の電荷量Ｑを持つことにな
る。

【００４９】例えばコンタクトホール１２ｏと第２配線
４ａとに着目すると、両者が互いに接触していない場合
は、コンタクトホール１２ｏの電気容量はコンタクトホ
ール１２ｏ自身のみが有する電気容量Ｃ０である。従っ
て、この場合は、コンタクトホール１２ｏの電位Ｖ１は
Ｖ１＝Ｑ／Ｃ０となる。一方、両者が互いに接触してい
る場合は、コンタクトホール１２ｏの電気容量は、コン
タクトホール１２ｏ、第２配線４ａ〜４ｇ、及び第３配
線６の合計の電気容量（８Ｃ＋Ｃ０）となる。即ち、第
２配線４ａ〜４ｇを第３配線６によって互いに電気的に
接続したことにより、この例の場合は、第２配線４ｂ〜
４ｇ及び第３配線６が、図８に示した第５配線１０と同
様に、コンタクトホール１２ｏが有する電気容量に対し
て、第２配線４ａが有する電気容量を十分に大きくする
という機能を果たしている。そして、この場合、コンタ
クトホール１２ｏの電位Ｖ２はＶ２＝Ｑ／（８Ｃ＋Ｃ
０）となり、上記電位Ｖ１よりも低くなる。

【００５０】このように、コンタクトホール１２ａ〜１
２ｕのそれぞれと第２配線４ａ〜４ｇのそれぞれとが互
いに接触しているか否かによって、荷電粒子を照射した
後のコンタクトホール１２ａ〜１２ｕの電位が異なる。
そして、コンタクトホール１２ａ〜１２ｕの電位の高低
に応じて、コンタクトホール１２ａ〜１２ｕからの二次
電子の放出量が異なる。

【００５１】このため、図１２に示した半導体装置の表
面を電子顕微鏡によって観察すると、コンタクトホール
１２ａ〜１２ｕのうち第２配線４ａ〜４ｇに接触してい
ないものは暗い像として観察され、接触しているものは
明るい像として観察される。従って、コンタクトホール
１２ａ〜１２ｕのそれぞれからの二次電子の放出量の差
を電位コントラストとして検出することにより、コンタ
クトホール１２ａ〜１２ｕのそれぞれと第２配線４ａ〜
４ｇのそれぞれとの接触の有無を評価することができ
る。

【００５２】なお、互いに隣接するコンタクトホール及
び配線同士の接触の有無に基づく二次電子の放出量の差
を電位コントラストとして検出するためには、接触が生
じているコンタクトホールと生じていないコンタクトホ
ールとの間に２倍以上の電位差があることが望ましい。
従って、上記の例の場合は、コンタクトホール１２ｏ、
第２配線４ａ〜４ｇ、及び第３配線６の電気容量の総和
（８Ｃ＋Ｃ０）が、コンタクトホール１２ｏの電気容量
Ｃ０の少なくとも２倍以上であることが望ましい。以上
の説明では、コンタクトホール１２ａ〜１２ｕのそれぞ
れの電気容量に対して第２配線４ａ〜４ｇ及び第３配線
６の合計の電気容量を十分大きくするために、７本の第
２配線４ａ〜４ｇを形成した。しかし、このような条件
を満たす限り、７本未満の第２配線４ａ〜４ｇを形成し
てもよい。

【００５３】このように本実施の形態４に係る半導体装
置によれば、第１及び第２の導体パターンをいずれも基
板と電気的に分離して形成するため、従来の半導体装置
とは異なり、第２の導体パターンを基板の電位に固定す
るためのコンタクトホールを形成する工程を省略するこ
とができる。

【００５４】実施の形態５．図２３は、本発明の実施の
形態５に係る半導体装置の構造を示す上面図である。図
２３に示した半導体装置の位置Ｆにおける断面構造は、
図１３に示した上記実施の形態４に係る半導体装置の断
面構造と同様に現れる。但し、図２３の位置Ｆはコンタ
クトホール１２ｒ及び第２配線４ｄが形成されている部
分を表すのに対し、図１３ではコンタクトホール１２ｏ
及び第２配線４ａが形成されている部分の断面構造を示
している。また、本実施の形態５に係る半導体装置も、
上記実施の形態４と同様に、図１４〜図２２に順に示し
た工程によって製造することができる。

【００５５】図２３を参照して、本実施の形態５に係る
半導体装置は、図１２に示した上記実施の形態４に係る
半導体装置において、第２配線４ａ〜４ｇ（本実施の形
態５において「第２の導体パターン」とも称す）のそれ
ぞれと、コンタクトホール１２ａ〜１２ｕ（本実施の形
態５において「第１の導体パターン」とも称す）のそれ
ぞれとの間隔を、０．０５μｍ〜０．３５μｍの範囲
で、０．０５μｍずつ段階的に変化させたものである。
例えば、第２配線４ａとコンタクトホール１２ａ，１２
ｈ，１２ｏとの間隔はそれぞれ０．０５μｍであり、第
２配線４ｂとコンタクトホール１２ｂ，１２ｉ，１２ｐ
との間隔はそれぞれ０．１０μｍである。図２３に示す
本実施の形態５に係る半導体装置のその他の構造は、図
１２に示した上記実施の形態４に係る半導体装置の構造
と同様である。

【００５６】このように本実施の形態５に係る半導体装
置によれば、第１の導体パターンと第２の導体パターン
との間隔を段階的に変化させて、複数のテストパターン
を形成する。従って、本実施の形態５に係る半導体装置
を電子顕微鏡によって観察した結果、例えば、テストパ
ターン１３ａ〜１３ｃ，１３ｈ〜１３ｊ，１３ｏ〜１３
ｑでは隣接するコンタクトホール及び配線同士が接触
し、その他のテストパターン１３ｄ〜１３ｇ，１３ｋ〜
１３ｎ，１３ｒ〜１３ｕでは隣接するコンタクトホール
及び配線同士が接触していないと評価された場合は、半
導体装置を形成する際に採用したフォトリソグラフィ技
術において、第１及び第２の導体パターンを互いに接触
させることなく形成できる最小の間隔は０．２０μｍで
あることが分かる。このように本実施の形態５に係る半
導体装置によれば、一つの半導体装置を用いて、隣接す
るコンタクトホール及び配線同士を互いに接触させるこ
となく形成できる最小の間隔を求めることができる。

【００５７】実施の形態６．図２４は、本発明の実施の
形態６に係る半導体装置の構造を示す上面図である。ま
た、図２５は、図２４に示した半導体装置の位置Ｇにお
ける断面構造を示す断面図である。図２５を参照して、
基板１の上面上には、絶縁膜２が全面に形成されてい
る。また、絶縁膜２の上面上には、第２配線４ｄが形成
されている。また、絶縁膜２の上面上には絶縁膜１４が
全面に形成されており、絶縁膜１４には、絶縁膜１４の
上面と、第２配線４ｄが形成されている部分の絶縁膜２
の上面との間で絶縁膜１４を貫通する、内部が導体で充
填されたコンタクトホール２１ｒが形成されている。さ
らに、絶縁膜１４には、絶縁膜１４の上面と絶縁膜２の
上面との間で絶縁膜１４を貫通する、内部が導体で充填
されたコンタクトホール２０ｒが、コンタクトホール２
１ｒに隣接して形成されている。コンタクトホール２０
ｒ，２１ｒ及び第２配線４ｄはいずれも基板１と電気的
に分離されており、電気的にフローティングな状態とな
っている。なお、図２５では、図２４に示した半導体装
置のうち、コンタクトホール２０ｒ及びコンタクトホー
ル２１ｒから成るテストパターン２２ｒが形成されてい
る部分の構造のみを代表して示したが、他のテストパタ
ーン２２ａ〜２２ｑ，２２ｓ〜２２ｕが形成されている
部分も、図２５に示した構造と同様の構造を成してい
る。即ち、コンタクトホール２０ａ〜２０ｕ，２１ａ〜
２１ｕは、いずれも基板１と電気的に分離され、電気的
にフローティングな状態となっている。

【００５８】また、図２４を参照して、絶縁膜２上には
７本の第２配線４ａ〜４ｇが形成されている。第２配線
４ａ〜４ｇはいずれも、第２配線４ａ〜４ｇが延在する
方向に直交する方向に延在して絶縁膜２上に形成された
第３配線６に接続されている。ここで、第２配線４ａ〜
４ｇ及び第３配線６はいずれも、幅が０．２μｍ、長さ
が１０μｍの金属配線あるいは不純物が導入されたポリ
シリコン配線である。また、絶縁膜１４には、合計２１
個のコンタクトホール２０ａ〜２０ｕ（本実施の形態６
において「第１の導体パターン」とも称す）と、合計２
１個のコンタクトホール２１ａ〜２１ｕ（本実施の形態
６において「第２の導体パターン」とも称す）とが交互
に配列して形成されている。コンタクトホール２０ａ〜
２０ｕのそれぞれとコンタクトホール２１ａ〜２１ｕの
それぞれとは互いに対を成しており、その結果、図２４
に示す例では、合計２１個のテストパターン２２ａ〜２
２ｕが形成されている。ここで、コンタクトホール２０
ａ〜２０ｕ，２１ａ〜２１ｕの直径はいずれも０．３μ
ｍである。また、コンタクトホール２０ａ〜２０ｕのそ
れぞれとコンタクトホール２１ａ〜２１ｕのそれぞれと
の間隔は、いずれも０．２μｍである。

【００５９】コンタクトホール２１ａ〜２１ｕは、第２
配線４ａ〜４ｇのそれぞれに３個ずつ電気的に接続され
ている。例えば、第２配線４ａにはコンタクトホール２
１ａ，２１ｈ，２１ｏが、第２配線４ｂにはコンタクト
ホール２１ｂ，２１ｉ，２１ｐがそれぞれ電気的に接続
されている。その結果、コンタクトホール２１ａ〜２１
ｕは、第２配線４ａ〜４ｇ及び第３配線６を介して、い
ずれも電気的に接続された状態となっている。従って、
コンタクトホール２０ａ〜２０ｕがそれぞれ有する電気
容量をＣ０とし、上記実施の形態４，５と同様に第２配
線４ａ〜４ｇ及び第３配線６が一体として有する電気容
量を８Ｃとすると、コンタクトホール２１ａ〜２１ｕ、
第２配線４ａ〜４ｇ、及び第３配線６は一体として、電
気容量（２１Ｃ０＋８Ｃ）を有する。

【００６０】また、図２６〜図２９は、図２５に示した
半導体装置の製造方法を工程順に示す断面図である。但
し、第２配線４ａ〜４ｇがいずれも金属配線である場合
を想定している。まず、上記実施の形態４と同様の方法
により、図１８に示した構造と同様の構造を得た後、絶
縁膜１４の上面上にフォトレジスト２３を塗布し、その
後、所定のパターンを有するフォトマスク２４を用い
て、フォトレジスト２３に紫外線を照射する（図２
６）。

【００６１】次に、紫外線が照射された部分のフォトレ
ジスト２３を除去する。その結果、絶縁膜１４の上面上
には、フォトレジスト２３ａ〜２３ｃが残置する（図２
７）。図２７に示すように、絶縁膜１４の上面のうち第
２配線４ｄの上方に位置する部分には、フォトレジスト
２３ａ〜２３ｃが形成されていない。次に、フォトレジ
スト２３ａ〜２３ｃをマスクとして、基板１の深さ方向
にエッチングレートの高い異方性ドライエッチング法に
より絶縁膜１４をエッチングし、絶縁膜２の上面を露出
する。このドライエッチングは、第２配線４ｄがエッチ
ングされない条件下で行う。その結果、絶縁膜１４の上
面から絶縁膜２の上面に達するコンタクトホール２４
ａ，２４ｂを、絶縁膜１４内に形成することができる。
その後、フォトレジスト２３ａ〜２３ｃを除去する（図
２８）。図２８に示すように、コンタクトホール２４ｂ
の内部において、第２配線４ｄが露出している。

【００６２】次に、ＣＶＤ法等により金属膜２５を全面
に形成する（図２９）。次に、ＣＭＰ法等により、絶縁
膜１４の上面が露出するまで金属膜２５を研磨し、表面
を平坦化する。これにより、内部が金属膜２５で充填さ
れたコンタクトホール２４ａ，２４ｂとして、それぞれ
コンタクトホール２０ｒ，２１ｒを形成することができ
る。以上の工程により、図２５に示した半導体装置を製
造することができる。

【００６３】このような半導体装置の製造工程におい
て、例えば、フォトマスク２４の位置決め精度が悪かっ
たり、コンタクトホール２４ａ，２４ｂを形成する際の
絶縁膜１４のドライエッチング精度が悪かったりする
と、コンタクトホール２０ｒとコンタクトホール２１ｒ
とが互いに接触してしまう。

【００６４】図２４を参照して、コンタクトホール２０
ａ〜２０ｕのそれぞれとコンタクトホール２１ａ〜２１
ｕのそれぞれとの接触の有無は、半導体装置の表面をＳ
ＥＭ等の電子顕微鏡によって観察することにより評価す
ることができる。具体的には、半導体装置の上面に電子
ビーム等の荷電粒子を照射することにより、コンタクト
ホール２０ａ〜２０ｕ，２１ａ〜２１ｕ内に電荷を注入
する。この電荷はコンタクトホール２０ａ〜２０ｕ，２
１ａ〜２１ｕ内においてそれぞれ一様に分布し、コンタ
クトホール２０ａ〜２０ｕ，２１ａ〜２１ｕは、それぞ
れ１個のコンタクトホールあたり一定の電荷量Ｑを持つ
ことになる。

【００６５】例えばコンタクトホール２０ｒ及びコンタ
クトホール２１ｒに着目すると、これらのコンタクトホ
ールが互いに接触していない場合は、コンタクトホール
２０ｒの電気容量はコンタクトホール２０ｒ自身のみが
有する電気容量Ｃ０である。従って、この場合は、コン
タクトホール２０ｒの電位Ｖ１はＶ１＝Ｑ／Ｃ０とな
る。一方、コンタクトホール２０ｒとコンタクトホール
２１ｒとが互いに接触している場合は、コンタクトホー
ル２０ｒの電気容量は、コンタクトホール２０ｒが有す
る電気容量Ｃ０と、コンタクトホール２１ａ〜２１ｕ、
第２配線４ａ〜４ｇ、及び第３配線６が一体として有す
る電気容量（２１Ｃ０＋８Ｃ）との合計の電気容量（２
２Ｃ０＋８Ｃ）となる。即ち、本例の場合は、コンタク
トホール２１ｒに電気的に接続される第２配線４ａ〜４
ｇ及び第３配線６が、図８に示した第５配線１０と同様
に、コンタクトホール２０ｒの有する電気容量に対して
コンタクトホール２１ｒの有する電気容量を十分に大き
くするという機能を果たしている。また、コンタクトホ
ール２０ｒ，２１ａ〜２１ｕに注入される電荷量の総和
は２２Ｑとなる。従って、この場合、コンタクトホール
２０ｒの電位Ｖ２はＶ２＝２２Ｑ／（２２Ｃ０＋８Ｃ）
となり、上記電位Ｖ１よりも小さくなる。

【００６６】このように、コンタクトホール２０ａ〜２
０ｕのそれぞれとコンタクトホール２１ａ〜２１ｕのそ
れぞれとが互いに接触しているか否かによって、荷電粒
子を照射した後のコンタクトホール２０ａ〜２０ｕの電
位が異なる。そして、コンタクトホール２０ａ〜２０ｕ
の電位の高低に応じて、コンタクトホール２０ａ〜２０
ｕからの二次電子の放出量が異なる。

【００６７】このため、図２４に示した半導体装置の表
面を電子顕微鏡によって観察すると、コンタクトホール
２０ａ〜２０ｕのうち、隣接するコンタクトホール２１
ａ〜２１ｕに接触していないコンタクトホールは暗い像
として観察され、接触しているコンタクトホールは明る
い像として観察される。従って、コンタクトホール２０
ａ〜２０ｕのそれぞれからの二次電子の放出量の差を電
位コントラストとして検出することにより、コンタクト
ホール２０ａ〜２０ｕのそれぞれとコンタクトホール２
１ａ〜２１ｕのそれぞれとの接触の有無を評価すること
ができる。

【００６８】なお、互いに隣接するコンタクトホール同
士の接触の有無に基づく二次電子の放出量の差を電位コ
ントラストとして検出するためには、接触が生じている
コンタクトホールと生じていないコンタクトホールとの
間に２倍以上の電位差があることが望ましい。従って、
上記の例の場合は、コンタクトホール２０ｒ，２１ａ〜
２１ｕ、第２配線４ａ〜４ｇ、及び第３配線６の電気容
量の総和（２２Ｃ０＋８Ｃ）が、コンタクトホール２０
ｒ及び荷電粒子を照射するコンタクトホール２１ａ〜２
１ｕの電気容量の総和（２２Ｃ０）の少なくとも２倍以
上であることが望ましい。

【００６９】このように本実施の形態６に係る半導体装
置によれば、第１及び第２の導体パターンをいずれも基
板と電気的に分離して形成するため、従来の半導体装置
とは異なり、第２の導体パターンを基板の電位に固定す
るためのコンタクトホールを形成する工程を省略するこ
とができる。

【００７０】実施の形態７．図３０は、本発明の実施の
形態７に係る半導体装置の構造を示す上面図である。図
２４に示した上記実施の形態６に係る半導体装置におい
て、コンタクトホール２０ａ〜２０ｕ（本実施の形態７
において「第１の導体パターン」とも称す）と、コンタ
クトホール２１ａ〜２１ｕ（本実施の形態７において
「第２の導体パターン」とも称す）との間隔を、０．０
５μｍ〜０．３５μｍの範囲で、０．０５μｍずつ段階
的に変化させたものである。例えば、コンタクトホール
２０ａ，２０ｈ，２０ｏとコンタクトホール２１ａ，２
１ｈ，２１ｏとの間隔はそれぞれ０．０５μｍであり、
コンタクトホール２０ｂ，２０ｉ，２０ｐとコンタクト
ホール２１ｂ，２１ｉ，２１ｐとの間隔はそれぞれ０．
１０μｍである。本実施の形態７に係る半導体装置のそ
の他の構造は、図２４，２５に示した上記実施の形態６
に係る半導体装置の構造と同様である。

【００７１】このように本実施の形態７に係る半導体装
置によれば、第１の導体パターンと第２の導体パターン
との間隔を段階的に変化させて、複数のテストパターン
を形成する。従って、本実施の形態７に係る半導体装置
を電子顕微鏡によって観察した結果、例えば、テストパ
ターン２２ａ〜２２ｃ，２２ｈ〜２２ｊ，２２ｏ〜２２
ｑでは隣接するコンタクトホール同士が接触し、その他
のテストパターン２２ｄ〜２２ｇ，２２ｋ〜２２ｎ，２
２ｒ〜２２ｕでは隣接するコンタクトホール同士が接触
していないと評価された場合は、半導体装置を形成する
際に採用したフォトリソグラフィ技術において、第１及
び第２の導体パターンを互いに接触させることなく形成
できる最小の間隔は０．２０μｍであることが分かる。
このように本実施の形態７に係る半導体装置によれば、
一つの半導体装置を用いて、隣接するコンタクトホール
同士を互いに接触させることなく形成できる最小の間隔
を求めることができる。

【００７２】実施の形態８．上記各実施の形態による
と、互いに隣接する第１の導体パターンと第２の導体パ
ターンとの接触の有無を、適切に評価することができ
た。しかし、上記実施の形態４〜７に係る半導体装置の
ように、テストパターンが複数形成されており、しか
も、第１の導体パターンがコンタクトホールである場合
は、コンタクトホールと第２の導体パターンとの接触の
有無を全てのテストパターンに関して評価するために
は、コンタクトホールからの二次電子の放出量を各テス
トパターンごとに検出する必要があった。本実施の形態
８においては、複数のテストパターンをひとまとめとし
て、そのうちの少なくともいずれか一つのテストパター
ンにおいてコンタクトホールと他の導体パターンとの接
触があるか否かを評価し得る半導体装置を提案する。

【００７３】図３１は、本発明の実施の形態８に係る半
導体装置の構造を示す上面図である。絶縁膜４１には、
それぞれの内部が導体で充填された、いずれも直径が
０．３μｍの７個のコンタクトホール４０ａ〜４０ｇが
形成されている。また、図３２は、図３１に示した半導
体装置を、絶縁膜４１の記載を省略して示す上面図であ
る。また、図３３は、図３２に示した半導体装置の位置
Ｉにおける断面構造を示す断面図であり、図３４は、図
３２に示した半導体装置の位置Ｊにおける断面構造を示
す断面図である。

【００７４】図３３を参照して、基板１の上面上には絶
縁膜２が全面に形成されており、絶縁膜２の上面上には
第２配線４ｄが形成されている。また、絶縁膜２の上面
上には絶縁膜１４が全面に形成されており、絶縁膜１
４，２には、絶縁膜１４の上面と基板１の上面との間で
絶縁膜１４，２を貫通する、内部が導体で充填されたコ
ンタクトホール４２ｒが、第２配線４ｄに隣接して形成
されている。さらに、絶縁膜１４の上面上には、図３２
で記載を省略した絶縁膜４１が全面に形成されている。
なお、図３３では、図３２に示した半導体装置のうち、
第２配線４ｄ及びコンタクトホール４２ｒから成るテス
トパターン５０ｒが形成されている部分の構造のみを代
表して示したが、他のテストパターン５０ａ〜５０ｑ，
５０ｓ〜５０ｕが形成されている部分も、図３３に示し
た構造と同様の構造を成している。即ち、第２配線４ａ
〜４ｇはいずれも基板１と電気的に分離されており、コ
ンタクトホール４２ａ〜４２ｕはいずれも基板１に電気
的に接続されている。

【００７５】また、図３４を参照して、基板１の上面上
には絶縁膜２が全面に形成されており、絶縁膜２の上面
上には第２配線４ｇが形成されている。また、絶縁膜２
の上面上には絶縁膜１４が全面に形成されており、絶縁
膜１４の上面上には、図３２で記載を省略した絶縁膜４
１が全面に形成されている。また、絶縁膜１４，４１に
は、絶縁膜４１の上面と第２配線４ｇの上面との間で絶
縁膜１４，４１を貫通する、内部が導体で充填されたコ
ンタクトホール４０ｇが形成されている。なお、図３４
では、図３２に示した半導体装置のうち、コンタクトホ
ール４０ｇが形成されている部分の構造のみを代表して
示したが、他のコンタクトホール４０ａ〜４０ｆが形成
されている部分も、図３４に示した構造と同様の構造を
成している。

【００７６】また、図３２を参照して、絶縁膜２の上面
上には７本の第２配線４ａ〜４ｇが形成されている。第
２配線４ａ〜４ｇはいずれも、幅が０．２μｍ、長さが
１０μｍの金属配線あるいは不純物が導入されたポリシ
リコン配線である。そして、合計２１個のコンタクトホ
ール４２ａ〜４２ｕが、第２配線４ａ〜４ｇのそれぞれ
に３個ずつ隣接して、交互に配列して形成されている。
例えば、第２配線４ａに隣接してコンタクトホール４２
ａ，４２ｈ，４２ｏが形成されており、第２配線４ｂに
隣接してコンタクトホール４２ｂ，４２ｉ，４２ｐが形
成されている。その結果、図３２に示す例では、合計２
１個のテストパターン５０ａ〜５０ｕが形成されてい
る。コンタクトホール４２ａ〜４２ｕの直径はいずれも
０．３μｍであり、第２配線４ａ〜４ｇのそれぞれとコ
ンタクトホール４２ａ〜４２ｕのそれぞれとの間隔は、
いずれも０．２μｍである。

【００７７】以下、図３２を参照し、第２配線４ｄとコ
ンタクトホール４２ｄ，４２ｋ，４２ｒとから成るテス
トパターン５０ｄ，５０ｋ，５０ｒに着目して、本実施
の形態８に係る半導体装置の評価方法について説明す
る。

【００７８】第２配線４ｄとコンタクトホール４２ｄ，
４２ｋ，４２ｒとの接触の有無は、半導体装置の表面を
ＳＥＭ等の電子顕微鏡によって観察することにより評価
することができる。具体的には、半導体装置のうち少な
くともコンタクトホール４０ｄが形成されている部分に
電子ビーム等の荷電粒子を照射し、コンタクトホール４
０を介して第２配線４ｄ内に電荷を注入する。すると、
第２配線４ｄとコンタクトホール４２ｄ，４２ｋ，４２
ｒとがいずれも接触していない場合は、第２配線４ｄ内
に注入された電荷はコンタクトホール４０ｄ及び第２配
線４ｄ内に蓄積されるため、コンタクトホール４０ｄ
は、コンタクトホール４０ｄ及び第２配線４ｄの有する
電気容量に応じた一定の電位を持つことになる。

【００７９】一方、第２配線４ｄとコンタクトホール４
２ｄ，４２ｋ，４２ｒのうちの少なくともいずれか一つ
とが互いに接触している場合は、第２配線４ｄ内に注入
された電荷は、第２配線４ｄと接触しているコンタクト
ホール４２ｄ，４２ｋ，４２ｒを介して基板１へ流出す
る。即ち、コンタクトホール４０ｄ内に電荷は蓄積され
ず、コンタクトホール４０ｄの電位は基板１の電位（例
えば接地電位）と等しくなる。

【００８０】このように、第２配線４ｄとコンタクトホ
ール４２ｄ，４２ｋ，４２ｒのうちの少なくともいずれ
か一つとが互いに接触しているか否かによって、荷電粒
子を照射した後のコンタクトホール４０ｄの電位が異な
る。そして、コンタクトホール４０ｄの電位の高低に応
じて、コンタクトホール４０ｄからの二次電子の放出量
が異なる。

【００８１】従って、コンタクトホール４０ａ〜４０ｇ
のそれぞれからの二次電子の放出量の差を電位コントラ
ストとして検出することにより、第２配線４ａ〜４ｆ
と、第２配線４ａ〜４ｆのそれぞれに隣接するコンタク
トホール４２ａ〜４２ｕとの接触の有無を評価すること
ができる。

【００８２】このように本実施の形態８に係る半導体装
置及び半導体装置の評価方法によれば、配線とコンタク
トホールとが対を成すテストパターンが複数形成された
半導体装置に関して、その配線とコンタクトホールとの
接触の有無を評価するにあたり、その配線に隣接する複
数のコンタクトホールのいずれもがその配線に接触して
いないか、あるいは、その複数のコンタクトホールのい
ずれかがその配線に接触しているかを、複数のテストパ
ターンごとにまとめて評価することができる。

【００８３】また、半導体装置を電子顕微鏡によって観
察するにあたり、半導体装置の上面のうちコンタクトホ
ール４０ａ〜４０ｇが形成されている部分にのみ電子ビ
ーム等の荷電粒子を照射すればよいので、荷電粒子の照
射領域を小さくすることができる。

【００８４】図３５は、本発明の実施の形態８に係る半
導体装置の他の構造を示す上面図であり、図３６は、図
３５に示した半導体装置の位置Ｋにおける断面構造を示
す断面図である。図３５，３６に示す半導体装置は、図
３３に示した半導体装置において、絶縁膜１４に、絶縁
膜１４の上面と第２配線４ｄが形成されている部分の絶
縁膜２の上面との間で絶縁膜１４を貫通する、内部が導
体で充填されたコンタクトホール４３ｒを設けたもので
ある。なお、図３６では、図３５に示した半導体装置の
うち、第２配線４ｄ及びコンタクトホール４２ｒから成
るテストパターン５０ｒが形成されている部分の構造の
みを代表して示したが、他のテストパターン５０ａ〜５
０ｑ，５０ｓ〜５０ｕが形成されている部分も、図３６
に示した構造と同様の構造を成している。図３５，３６
に示す半導体装置のその他の構造は、図３２，３３に示
した半導体装置の構造と同様である。図３５，３６に示
す半導体装置によると、コンタクトホール同士が対を成
すテストパターンが複数形成された半導体装置に関し
て、隣接するコンタクトホール同士の接触の有無を評価
するにあたり、隣接する複数のコンタクトホールのいず
れもが互いに接触していないか、あるいは、いずれかが
互いに接触しているかを、複数のテストパターンごとに
まとめて評価することができる。

【００８５】

【発明の効果】この発明のうち請求項１に係るものによ
れば、第１の導体パターンが第２の導体パターンに接触
していない場合は、第１の導体パターンの電気容量は第
１の電気容量となり、一方、第１の導体パターンが第２
の導体パターンに接触している場合は、第１の導体パタ
ーンの電気容量は第１乃至第３の電気容量の和となる。
従って、第１の導体パターンが有する電気容量の大きさ
に依存する第１の導体パターンからの二次電子の放出量
を検出することにより、第１の導体パターンと第２の導
体パターンとの接触の有無を評価することができる。し
かも、第２の導体パターンと導体領域とが個別に形成さ
れており、導体領域には荷電粒子を照射する必要がない
ため、荷電粒子を照射すべき領域を小さくすることがで
きる。

【００８６】また、この発明のうち請求項２に係るもの
によれば、１つの半導体装置を用いて、隣接する第１の
導体パターンと第２の導体パターンとを互いに接触させ
ることなく形成できる最小の間隔を評価することができ
る。

【００８７】また、この発明のうち請求項３に係るもの
によれば、第１の導体パターンと第２の導体パターンと
が互いに接触しているか否かによって、第１の導体パタ
ーンからの二次電子の放出量の差を大きくすることがで
き、その差を明確に検出することができる。

【００８８】また、この発明のうち請求項４に係るもの
によれば、複数の第２のコンタクトホールのうちのいず
れかが配線に接触している場合は、第１のコンタクトホ
ール及び配線はその接触している第２のコンタクトホー
ルを介して基板に電気的に接続される。一方、複数の第
２のコンタクトホールのいずれもが配線に接触していな
い場合は、第１のコンタクトホール及び配線は基板に電
気的に接続されない。そして、第１のコンタクトホール
が基板に電気的に接続されるか否かによって、第１のコ
ンタクトホールの電位が異なる。従って、第１のコンタ
クトホールからの二次電子の放出量を検出することによ
り、複数の第２のコンタクトホールのいずれかが配線に
接触しているか、あるいは、いずれもが配線に接触して
いないかを、簡易に評価することができる。

【００８９】また、この発明のうち請求項５に係るもの
によれば、互いに隣接して形成された複数の第２のコン
タクトホール及び複数の第３のコンタクトホールのいず
れかが互いに接触しているか、あるいは、いずれもが互
いに接触しないかを、第１のコンタクトホールからの二
次電子の放出量を検出することにより、簡易に評価する
ことができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】 本発明の実施の形態１に係る半導体装置の構
造を示す上面図である。

【図２】 図１に示した半導体装置の位置Ｂにおける断
面構造を示す断面図である。

【図３】 図２に示した半導体装置の製造方法を工程順
に示す断面図である。

【図４】 図２に示した半導体装置の製造方法を工程順
に示す断面図である。

【図５】 図２に示した半導体装置の製造方法を工程順
に示す断面図である。

【図６】 図２に示した半導体装置の製造方法を工程順
に示す断面図である。

【図７】 図２に示した半導体装置の製造方法を工程順
に示す断面図である。

【図８】 本発明の実施の形態２に係る半導体装置の構
造を示す上面図である。

【図９】 本発明の実施の形態３に係る半導体装置の構
造を示す上面図である。

【図１０】 本発明の実施の形態３に係る半導体装置の
他の構造を示す上面図である。

【図１１】 図１０に示した半導体装置の位置Ｈにおけ
る断面構造を示す断面図である。

【図１２】 本発明の実施の形態４に係る半導体装置の
構造を示す上面図である。

【図１３】 図１２に示した半導体装置の位置Ｅにおけ
る断面構造を示す断面図である。

【図１４】 図１３に示した半導体装置の製造方法を工
程順に示す断面図である。

【図１５】 図１３に示した半導体装置の製造方法を工
程順に示す断面図である。

【図１６】 図１３に示した半導体装置の製造方法を工
程順に示す断面図である。

【図１７】 図１３に示した半導体装置の製造方法を工
程順に示す断面図である。

【図１８】 図１３に示した半導体装置の製造方法を工
程順に示す断面図である。

【図１９】 図１３に示した半導体装置の製造方法を工
程順に示す断面図である。

【図２０】 図１３に示した半導体装置の製造方法を工
程順に示す断面図である。

【図２１】 図１３に示した半導体装置の製造方法を工
程順に示す断面図である。

【図２２】 図１３に示した半導体装置の製造方法を工
程順に示す断面図である。

【図２３】 本発明の実施の形態５に係る半導体装置の
構造を示す上面図である。

【図２４】 本発明の実施の形態６に係る半導体装置の
構造を示す上面図である。

【図２５】 図２４に示した半導体装置の位置Ｇにおけ
る断面構造を示す断面図である。

【図２６】 図２５に示した半導体装置の製造方法を工
程順に示す断面図である。

【図２７】 図２５に示した半導体装置の製造方法を工
程順に示す断面図である。

【図２８】 図２５に示した半導体装置の製造方法を工
程順に示す断面図である。

【図２９】 図２５に示した半導体装置の製造方法を工
程順に示す断面図である。

【図３０】 本発明の実施の形態７に係る半導体装置の
構造を示す上面図である。

【図３１】 本発明の実施の形態８に係る半導体装置の
構造を示す上面図である。

【図３２】 図３１に示した半導体装置を、一部の記載
を省略して示す上面図である。

【図３３】 図３２に示した半導体装置の位置Ｉにおけ
る断面構造を示す断面図である。

【図３４】 図３２に示した半導体装置の位置Ｊにおけ
る断面構造を示す断面図である。

【図３５】 本発明の実施の形態８に係る半導体装置の
他の構造を示す上面図である。

【図３６】 図３５に示した半導体装置の位置Ｋにおけ
る断面構造を示す断面図である。

【図３７】 従来の半導体装置の構造を示す上面図であ
る。

【図３８】 図３７に示した半導体装置の位置Ａにおけ
る断面構造を示す断面図である。

【符号の説明】

１ 基板、２，１４，４１ 絶縁膜、３ａ〜３ｋ 第１
配線、４ａ〜４ｋ 第２配線、５ａ〜５ｋ，１３ａ〜１
３ｕ，２２ａ〜２２ｕ，４４ａ〜４４ｕ，５０ａ〜５０
ｕ テストパターン、６ 第３配線、７，１９，２５
金属膜、９ 第４配線、１０ 第５配線、１２ａ〜１２
ｕ，２０ａ〜２０ｕ，２１ａ〜２１ｕ，３０ａ〜３０
ｆ，４０ａ〜４０ｇ，４２ａ〜４２ｕ，４３ａ〜４３ｕ
コンタクトホール。

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 互いに隣接して形成された導体パターン
   同士の接触の有無を、前記導体パターンに荷電粒子を照
   射し、前記導体パターンからの二次電子の放出量を検出
   することにより評価する評価方法において、評価対象と
   して使用される半導体装置であって、 基板と、 いずれも前記基板と電気的に分離された、 前記荷電粒子を照射するための露出部分を有する第１の
   導体パターンと、 前記第１の導体パターンに隣接して形成された第２の導
   体パターンと、 前記第２の導体パターンに電気的に接続された導体領域
   とを備え、 前記第１の導体パターンの有する第１の電気容量と、前
   記第２の導体パターンの有する第２の電気容量と、前記
   導体領域の有する第３の電気容量との和は、前記第１の
   電気容量と前記第２の電気容量との和よりも大きいこと
   を特徴とする半導体装置。
2. 【請求項２】 前記第１の導体パターンと前記第２の導
   体パターンとが対を成すテストパターンは複数存在し、
   前記対を成す前記第１の導体パターンと前記第２の導体
   パターンとの間隔が互いに異なる２つの前記テストパタ
   ーンが存在することを特徴とする、請求項１に記載の半
   導体装置。
3. 【請求項３】 前記第１の電気容量と前記第２の電気容
   量と前記第３の電気容量との和は、前記第１の電気容量
   と前記第２の電気容量との和の少なくとも２倍以上であ
   ることを特徴とする、請求項１又は２に記載の半導体装
   置。
4. 【請求項４】 互いに隣接して形成された導体パターン
   同士の接触の有無を、前記導体パターンに荷電粒子を照
   射し、前記導体パターンからの二次電子の放出量を検出
   することにより評価する評価方法において、評価対象と
   して使用される半導体装置であって、 基板と、 前記基板と電気的に分離された配線と、 前記配線に電気的に接続されるとともに前記基板と電気
   的に分離され、前記荷電粒子を照射するための露出部分
   を有する、内部が導体で充填された第１のコンタクトホ
   ールと、 前記配線に隣接して形成され、前記基板に電気的に接続
   された、内部が導体で充填された複数の第２のコンタク
   トホールとを備える半導体装置。
5. 【請求項５】 前記配線に電気的に接続されるとともに
   前記基板と電気的に分離され、複数の前記第２のコンタ
   クトホールのそれぞれに隣接して形成された、内部が導
   体で充填された複数の第３のコンタクトホールをさらに
   備える、請求項４に記載の半導体装置。