特開 2024-141834 半導体装置及び半導体装置の酸化膜厚測定方法

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公開特許公報(A)

(11)【公開番号】P2024141834

(43)【公開日】2024-10-10

(54)【発明の名称】半導体装置及び半導体装置の酸化膜厚測定方法

(51)【国際特許分類】

   H01L 21/3205 20060101AFI20241003BHJP

   H01L 21/66 20060101ALI20241003BHJP

   H01L 21/822 20060101ALI20241003BHJP

【ＦＩ】

H01L21/88 Z

H01L21/66 P

H01L27/04 A

【審査請求】未請求

【請求項の数】9

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2023053681

(22)【出願日】2023-03-29

(71)【出願人】

【識別番号】308033711

【氏名又は名称】ラピスセミコンダクタ株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】110001519

【氏名又は名称】弁理士法人太陽国際特許事務所

(72)【発明者】

【氏名】草野 健一郎

【テーマコード（参考）】

4M106

5F033

5F038

【Ｆターム（参考）】

4M106AA01

4M106AA13

4M106CA10

4M106CA48

4M106DH04

5F033GG01

5F033GG02

5F033HH04

5F033JJ01

5F033MM20

5F033MM21

5F033PP06

5F033QQ08

5F033RR04

5F033SS11

5F033VV12

5F033XX34

5F033XX37

5F038CA02

5F038CA13

5F038CD12

5F038DT12

(57)【要約】

【課題】酸化膜の厚さを容易に測定することが可能な半導体装置及び半導体装置の酸化膜厚測定方法を提供する。
【解決手段】半導体装置は、半導体素子及び１以上のトレンチが形成される基板と、トレンチ内に配置される酸化膜と、基板のトレンチが形成されるトレンチ領域と、トレンチが形成されずに半導体素子が形成される非トレンチ領域との境界を跨いで、非トレンチ領域からトレンチ領域の酸化膜に渡って配置される配線と、を備え、配線は、トレンチを形成する壁面の一部を覆う。
【選択図】図２Ｂ

【特許請求の範囲】

【請求項1】

半導体素子及び１以上のトレンチが形成される基板と、
前記トレンチ内に配置される酸化膜と、
前記基板の前記トレンチが形成されるトレンチ領域と、前記トレンチが形成されずに前記半導体素子が形成される非トレンチ領域との境界を跨いで、前記非トレンチ領域から前記トレンチ領域の前記酸化膜に渡って配置される配線と、
を備え、
前記配線は、前記トレンチを形成する壁面の一部を覆う、半導体装置。

【請求項2】

前記配線は、前記基板を平面視して、複数の蛇行部を有するミアンダ状に形成され、
前記境界は、前記基板を平面視して、前記蛇行部に沿って形成されている、請求項１に記載の半導体装置。

【請求項3】

前記トレンチ及び前記酸化膜は、前記基板を平面視して、前記基板において第１方向に延伸して形成され、
前記配線は、前記基板を平面視して、前記第１方向と交差する第２方向に延伸して、前記トレンチ及び前記酸化膜を横切る部分を有する、請求項１に記載の半導体装置。

【請求項4】

前記トレンチ及び前記酸化膜は、前記第２方向に間隔を空けて、複数本配列される、請求項３に記載の半導体装置。

【請求項5】

前記配線は、前記トレンチ及び前記酸化膜を前記第１方向において間欠的に横切るように、ミアンダ状に形成される、請求項３に記載の半導体装置。

【請求項6】

前記半導体装置は、前記基板のスクライブラインに形成される請求項１に記載の半導体装置。

【請求項7】

半導体素子及び１以上のトレンチが形成される基板と、前記トレンチ内に配置される酸化膜と、前記基板の前記トレンチが形成されるトレンチ領域と、前記トレンチが形成されずに前記半導体素子が形成される非トレンチ領域との境界を跨いで、前記非トレンチ領域から前記トレンチ領域の前記酸化膜に渡って配置される配線と、を備え、前記配線は、前記トレンチを形成する壁面の一部を覆う半導体装置の酸化膜厚測定方法であって、
前記酸化膜が第１厚さのときの前記配線の第１抵抗値を測定するステップと、
前記酸化膜が前記第１厚さよりも小さい第２厚さのときの前記配線の第２抵抗値を測定するステップと、
前記第１抵抗値及び前記第２抵抗値に基づき、前記第２厚さを測定する測定ステップと、
を含む半導体装置の酸化膜厚測定方法。

【請求項8】

半導体素子及び１以上のトレンチが形成される基板と、前記トレンチ内に配置される酸化膜と、前記基板の前記トレンチが形成されるトレンチ領域と、前記トレンチが形成されずに前記半導体素子が形成される非トレンチ領域との境界を跨いで、前記非トレンチ領域から前記トレンチ領域に渡って配置される配線と、を備え、前記配線は、前記トレンチを形成する壁面の一部を覆い、前記トレンチ及び前記酸化膜は、前記基板を平面視して、前記基板において第１方向に延伸して形成され、前記配線は、前記基板を平面視して、前記第１方向と交差する第２方向に延伸して、前記トレンチ及び前記酸化膜を横切る部分を有する半導体装置の酸化膜厚測定方法であって、
前記酸化膜が第１厚さのときの前記配線の第１抵抗値を測定するステップと、
前記酸化膜が前記第１厚さよりも小さい第２厚さのときの前記配線の第２抵抗値を測定するステップと、
前記第１抵抗値及び前記第２抵抗値に基づき、前記第２厚さを測定する測定ステップと、
を含む半導体装置の酸化膜厚測定方法。

【請求項9】

前記半導体装置は、前記基板のスクライブラインに形成される請求項７または８に記載の半導体装置の酸化膜厚測定方法。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、半導体装置及び半導体装置の酸化膜厚測定方法に関する。

【背景技術】

【0002】

従来の半導体装置として、ＳＴＩ構造を有する半導体装置が開示されている（例えば特許文献１）。ＳＴＩ構造を有する半導体装置では、基板の表面に形成された１以上のトレンチを埋めるように酸化膜が形成され、当該酸化膜の表面が平坦化される。これにより、基板の表面に形成された複数の半導体素子がトレンチにより絶縁される。

【0003】

ここで、酸化膜の厚さが小さい場合、トレンチの肩部が露出し、又は、当該肩部に形成される酸化膜が薄くなり得る。これにより半導体素子間に寄生トランジスタが発生し、トランジスタの特性が所望の特性に対して変化し得る。また、酸化膜の耐圧が低下して経時絶縁破壊（Ｔｉｍｅ Ｄｅｐｅｎｄａｎｔ Ｄｉｅｌｅｃｔｒｉｃ Ｂｒｅａｋｄｏｗｎ：ＴＤＤＢ：）が生じ易くなる。従って、半導体素子を適切に絶縁するためには、トレンチを埋めこまれている酸化膜の厚さを確保することが重要である。なお、トレンチの肩部は、トレンチが形成されるトレンチ領域とトレンチが形成されずに半導体素子が形成される非トレンチ領域との境界付近の領域である。

【0004】

ＴＤＤＢなどを防止するため、従来の半導体装置の製造工程では、酸化膜が適切な厚さを有しているかを確認する方法として、半導体装置を裁断して酸化膜の断面を確認する方法、トランジスタのＩ－Ｖ特性（Ｃｕｒｒｅｎｔ－Ｖｏｌｔａｇｅ ｃｈａｒａｃｔｅｒｉｓｔｉｃ）を確認する方法などを採用している。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0005】

【特許文献1】特開２０２３－０１７２４６号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0006】

しかしながら、従来技術では、量産される半導体装置の全てについて酸化膜の厚さを測定することが困難であり、半導体装置の製造時間を短縮する上で改善の余地がある。

【0007】

本発明は、上記の事情を踏まえ、酸化膜の厚さを容易に測定することが可能な半導体装置及び半導体装置の酸化膜厚測定方法を提供することを目的とする。

【課題を解決するための手段】

【0008】

上記課題を解決するため、本発明に係る半導体装置は、半導体素子及び１以上のトレンチが形成される基板と、前記トレンチ内に配置される酸化膜と、前記基板の前記トレンチが形成されるトレンチ領域と、前記トレンチが形成されずに前記半導体素子が形成される非トレンチ領域との境界を跨いで、前記非トレンチ領域から前記トレンチ領域の前記酸化膜に渡って配置される配線と、を備え、前記配線は、前記トレンチを形成する壁面の一部を覆う。

【0009】

上記課題を解決するため、本発明に係る半導体装置の酸化膜厚測定方法は、半導体素子及び１以上のトレンチが形成される基板と、前記トレンチ内に配置される酸化膜と、前記基板の前記トレンチが形成されるトレンチ領域と、前記トレンチが形成されずに前記半導体素子が形成される非トレンチ領域との境界を跨いで、前記非トレンチ領域から前記トレンチ領域の前記酸化膜に渡って配置される配線と、を備え、前記配線は、前記トレンチを形成する壁面の一部を覆う半導体装置の酸化膜厚測定方法であって、前記酸化膜が第１厚さのときの前記配線の第１抵抗値を測定するステップと、前記酸化膜が前記第１厚さよりも小さい第２厚さのときの前記配線の第２抵抗値を測定するステップと、前記第１抵抗値及び前記第２抵抗値に基づき、前記第２厚さを測定する測定ステップと、を含む。

【0010】

上記課題を解決するため、本発明に係る半導体装置の酸化膜厚測定方法は、半導体素子及び１以上のトレンチが形成される基板と、前記トレンチ内に配置される酸化膜と、前記基板の前記トレンチが形成されるトレンチ領域と、前記トレンチが形成されずに前記半導体素子が形成される非トレンチ領域との境界を跨いで、前記非トレンチ領域から前記トレンチ領域に渡って配置される配線と、を備え、前記配線は、前記トレンチを形成する壁面の一部を覆い、前記トレンチ及び前記酸化膜は、前記基板を平面視して、前記基板において第１方向に延伸して形成され、前記配線は、前記基板を平面視して、前記第１方向と交差する第２方向に延伸して、前記トレンチ及び前記酸化膜を横切る部分を有する半導体装置の酸化膜厚測定方法であって、前記酸化膜が第１厚さのときの前記配線の第１抵抗値を測定するステップと、前記酸化膜が前記第１厚さよりも小さい第２厚さのときの前記配線の第２抵抗値を測定するステップと、前記第１抵抗値及び前記第２抵抗値に基づき、前記第２厚さを測定する測定ステップと、を含む。

【発明の効果】

【0011】

本発明によれば、酸化膜の厚さを容易に測定することが可能な半導体装置及び半導体装置の酸化膜厚測定方法を提供することが可能となる、という効果を奏する。

【図面の簡単な説明】

【0012】

【図1】図１は、本開示の第１実施形態にかかる半導体装置を含むウエハを平面視した図である。

【図2A】図２Ａは、本開示の第１実施形態にかかる半導体装置の構成を示す図である。

【図2B】図２Ｂは、本開示の第１実施形態にかかる半導体装置の構成を示す図である。

【図3A】図３Ａは、酸化膜２の厚さと配線３の抵抗値との間の相関性について説明するための図である。

【図3B】図３Ｂは、酸化膜２の厚さと配線３の抵抗値との間の相関性について説明するための図である。

【図3C】図３Ｃは、酸化膜２の厚さと配線３の抵抗値との間の相関性について説明するための図である。

【図4】図４は、本開示の第１実施形態にかかる半導体装置の酸化膜厚測定方法を説明するための図である。

【図5】図５は、本開示の第１実施形態にかかる半導体装置の変形例を説明するための図である。

【図6A】図６Ａは、本開示の第２実施形態にかかる半導体装置の構成を示す図である。

【図6B】図６Ｂは、本開示の第２実施形態にかかる半導体装置の構成を示す図である。

【図7A】図７Ａは、本開示の第２実施形態にかかる半導体装置の酸化膜厚測定方法を説明するための図である。

【図7B】図７Ｂは、本開示の第２実施形態にかかる半導体装置の酸化膜厚測定方法を説明するための図である。

【図8】図８は、本開示の第２実施形態にかかる半導体装置の第１変形例を説明するための図である。

【図9】図９は、本開示の第２実施形態にかかる半導体装置の第２変形例を説明するための図である。

【発明を実施するための形態】

【0013】

以下、実施形態を図面に基づいて説明する。なお、同一の機能や構成には、同一または類似の符号を付して、その説明を適宜省略する。

【0014】

［第１実施形態］
（半導体装置の構成）
図１は、本開示の第１実施形態にかかる半導体装置を含むウエハを平面視した図である。

【0015】

ウエハＷは、半導体素子１０が形成される半導体基板である。具体的には、ウエハはＳｉ（シリコン）を含むＳｉ基板である。なお、ウエハＷは、Ｓｉ基板に限定されず、ＳｉＣ（シリコンカーバイド）を含む基板、ＧａＡｓ（ガリウム砒素）を含む基板などでもよい。

【0016】

ウエハＷには、所定幅のスクライブライン領域ＳＬおよびアクティブ領域ＡＣが設けられている。スクライブライン領域ＳＬには、テスト用素子群（Ｔｅｓｔ Ｅｌｅｍｅｎｔ Ｇｒｏｕｐ：ＴＥＧ）としての半導体装置１００が形成されている。アクティブ領域ＡＣは、ウエハＷのうち後述するトレンチが形成されない非トレンチ領域と解釈してよい。図１に示す領域Ｘは、複数のスクライブライン領域ＳＬの内、第１実施形態にかかる半導体装置１００が形成される領域である。図２Ａ及び図２Ｂを参照して、第１実施形態にかかる半導体装置１００の構成を説明する。

【0017】

図２Ａ及び図２Ｂは、本開示の第１実施形態にかかる半導体装置の構成を示す図である。図２Ａには、図１の領域Ｘを拡大した図が示されている。図２Ｂには、図２Ａに示す半導体装置１００のＡ－Ａ線断面が示されている。

【0018】

半導体装置１００は、半導体素子及び１以上のトレンチ１が形成される基板２０と、トレンチ１内に配置される酸化膜２と、配線３とを備える。

【0019】

基板２０は、図１に示すウエハＷの一部である。トレンチ１は、方向Ｄ１に間隔を空けて複数配列されている。酸化膜２の材料は、用途、目的などに応じて適宜選択可能であり、一例としてシリコン酸化膜が挙げられる。

【0020】

配線３は、方向Ｄ１と交差する方向Ｄ２に延伸し、基板２０上に配置される導電部材である。配線３は、ゲート電極、ドレイン電極、ソース電極などに相当する電極であり、配線３の材料は、用途、目的などに応じて適宜選択可能であり、一例としてＰｏｌｙ Ｓｉ（多孔質シリコン）が挙げられる。

【0021】

図２Ａに示すように、配線３は、中央部が基板２０上の境界３０と重なるように、基板２０に配置されている。具体的には、配線３は、境界３０を跨いで、アクティブ領域ＡＣ（非トレンチ領域）からトレンチ領域ＴＣの酸化膜２に渡って配置される。境界３０は、基板２０のトレンチ１が形成されるトレンチ領域ＴＣと、アクティブ領域ＡＣとが接する部分である。

【0022】

図２Ｂに示すように、配線３は、その表面に段差部４を有すると共に、トレンチ１を形成する壁面１Ａの一部を覆っている。配線３の一部は、アクティブ領域ＡＣに配置され、配線３の残りの部分は、トレンチ１の内部に配置されている。当該部分は、トレンチ１を形成する壁面１Ａの一部と覆い、かつ、酸化膜２の上面の一部を覆う。このように配線３は段差部４を有することにより、配線３の断面積は段差が無い場合に比べて大きくなる。

【0023】

（半導体装置の製造方法）
次に、第１実施形態にかかる半導体装置１００の製造方法について簡単に説明する。

【0024】

まず基板２０のアクティブ領域ＡＣを覆うようにシリコン酸化膜を形成する。次に公知のＣＶＤ（Ｃｈｅｍｉｃａｌ Ｖａｐｏｒ Ｄｅｐｏｓｉｔｉｏｎ）法を用いてシリコン酸化膜を覆うようにシリコン窒化膜を形成する。次に、公知のフォトリソグラフィ技術及びエッチング技術を用いて、シリコン酸化膜及びシリコン窒化膜にパターニングを施す。

【0025】

次に、シリコン酸化膜及びシリコン窒化膜をマスクとして基板２０をエッチングすることにより、基板２０にトレンチ１を形成する。次に、公知のＣＶＤ法を用いて、基板２０を覆うように、ＳｉＯ２等の絶縁体で構成される酸化膜２を形成する。酸化膜２は、シリコン酸化膜及びシリコン窒化膜の上面を覆う厚さで形成される。先の工程で形成されたトレンチ１には、酸化膜２が埋め込まれる。

【0026】

次に、公知のＣＭＰ（Ｃｈｅｍｉｃａｌ Ｍｅｃｈａｎｉｃａｌ Ｐｏｌｉｓｈｉｎｇ）法を用いて酸化膜２を平坦化する。具体的には、ＣＭＰ法による平坦化においては、研磨液（スラリー）を流しながら酸化膜２を研磨する。次に、シリコン酸化膜及びシリコン窒化膜をエッチングにより除去する。

【0027】

次に、公知の熱酸化法を用いて基板２０に絶縁膜を形成する。続いて、公知のＣＶＤ法を用いて、絶縁膜上にポリシリコン膜を形成する。次に、公知のフォトリソグラフィ技術及びエッチング技術により、絶縁膜及びポリシリコン膜をパターニングして、配線３を形成する。

【0028】

次に、酸化膜２の厚さと配線３の抵抗値との間の相関性について説明する。図３Ａ、図３Ｂ及び図３Ｃは、酸化膜２の厚さと配線３の抵抗値との間の相関性について説明するための図である。

【0029】

図３Ａには、正常に成膜された酸化膜２及び配線３の断面が示されている。酸化膜２が正常に成膜された場合、酸化膜２の上面とアクティブ領域ＡＣの上面とが略同じ高さに位置するため、酸化膜２とアクティブ領域ＡＣの間に段差が発生しない。従って、アクティブ領域ＡＣから酸化膜２に渡って形成される配線３の断面は、平らな板状となる。

【0030】

図３Ｂには、図３Ａの酸化膜２に比べて、厚さが小さくなった酸化膜２が示されている。トレンチ１の深さに対して酸化膜２の厚さが小さい場合、酸化膜２の上面の位置は、アクティブ領域ＡＣの上面の位置と異なるため、酸化膜２とアクティブ領域ＡＣの間に段差が発生する。このため、配線３の一部がトレンチ１の内部に入る形となることで、アクティブ領域ＡＣから酸化膜２に渡って形成される配線３には、段差部４が形成される。

【0031】

このように段差部４が形成される配線３の断面積は、配線３の一部がトレンチ１の内部に入る形となることで、図３Ａに示す配線３の断面積よりも大きくなる。そして、図３Ａに示す配線３と図３Ｂに示す配線３のそれぞれの長さが等しい場合、配線３の断面積が大きくなるほど、配線３の抵抗値は小さくなる。

【0032】

図３Ｃには、さらに厚さが小さくなった酸化膜２が示されている。図３Ｃに示すように酸化膜２が薄くなると、配線３の断面積がより大きくなり、配線３の抵抗値がさらに小さくなる。

【0033】

このように、酸化膜２の厚さと配線３の抵抗値との間に相関性があるため、配線３の抵抗値を測定することによって、酸化膜２の厚さを測定することが可能である。図４を参照して、第１実施形態にかかる半導体装置１００の酸化膜厚測定方法について説明する。

【0034】

（酸化膜厚測定方法）
図４は、本開示の第１実施形態にかかる半導体装置の酸化膜厚測定方法を説明するための図である。図４には、横軸を酸化膜２の厚さとし、縦軸を配線３の抵抗値とするグラフが示されている。グラフには、酸化膜２の厚さと配線３の抵抗値とを示す複数のデータ点（ａ点、ｂ点、ｃ点）がプロットされている。

【0035】

ａ点に対応するＴｈａは、図３Ａに示す酸化膜２の厚さを表し、ａ点に対応するＲａは、図３Ａに示す配線３の抵抗値を表す。

【0036】

ｂ点に対応するＴｈｂは、図３Ｂに示す酸化膜２の厚さを表し、ｂ点に対応するＲｂは、図３Ｂに示す配線３の抵抗値を表す。

【0037】

ｃ点に対応するＴｈｃは、図３Ｃに示す酸化膜２の厚さを表し、ｃ点に対応するＲｃは、図３Ｃに示す配線３の抵抗値を表す。

【0038】

図４に示すように、Ｔｈａを基準にして酸化膜２の厚さが小さくなるにつれて、配線３の抵抗値は、Ｒａを基準にして小さくなる傾向がある。このように、酸化膜２の厚さと配線３の抵抗値との間には相関性があるため、配線３の抵抗値を測定することにより、トレンチ１に埋め込まれている酸化膜２の厚さを測定することが可能である。

【0039】

第１実施形態にかかる酸化膜厚測定方法は、酸化膜２が第１厚さのときの配線３の第１抵抗値を測定するステップと、酸化膜２が第１厚さよりも小さい第２厚さのときの配線３の第２抵抗値を測定するステップとを含む。さらに、第１実施形態にかかる酸化膜厚測定方法は、測定した第１抵抗値及び第２抵抗値に基づき、第２厚さを測定する測定ステップを含む。

【0040】

具体的には、ＲａとＲｂとの差分、ＲａとＲｃとの差分などを予め収集し、これらが検出されたときの酸化膜２の厚さの測定値と当該差分とを対応付けたデータを、メモリに保存する。その後、図１に示すウエハＷ上に設けられている半導体装置１００の配線３の抵抗値を測定し、上記のデータに測定した抵抗値を照合することで、酸化膜２の厚さを測定することができる。

【0041】

これにより、例えば点ａの抵抗値（Ｒａ）を基準にして、測定した抵抗値（例えばＲｂ）が特定範囲内にある場合には、図１に示す半導体素子１０が形成されるアクティブ領域ＡＣのトレンチに埋め込まれている酸化膜２が正常に形成されていると判定可能である。一方、測定した抵抗値が特定範囲内にない場合には、酸化膜２が薄い、つまり酸化膜２が正常に形成されていないと判定可能である。

【0042】

［第１実施形態の変形例］
図５は、本開示の第１実施形態にかかる半導体装置の変形例を説明するための図である。図５に示す半導体装置１００はミアンダ状の配線３を備え、当該配線３は基板２０を平面視して複数の蛇行部４０を有する。配線３の中央部は、基板２０を平面視して、基板２０上の境界３０と重なるように、ミアンダ状に配置されている。トレンチ１とアクティブ領域ＡＣとの境界３０は、基板２０を平面視して、配線３の蛇行部４０に沿って形成されている。

【0043】

ミアンダ状に形成された配線３を用いることにより、第１実施形態の直線状の配線３に比べて、ミアンダ状の配線３の配線長が長くなるため、各トレンチ１内の酸化膜２の厚さが小さくなったときの配線３の抵抗値の変化が大きくなり、抵抗値の測定感度が向上する。

【0044】

（作用・効果）
以上に説明したように、第１実施形態にかかる半導体装置１００及び半導体装置１００の酸化膜厚測定方法では、アクティブ領域ＡＣ（非トレンチ領域）からトレンチ領域ＴＣの酸化膜２に渡って配置される配線３がトレンチ１を形成する壁面１Ａの一部を覆うように構成されている。

【0045】

この構成により、酸化膜２の厚さが小さくなるほど配線３の抵抗値が小さくなるため、配線３の抵抗値を測定することにより、トレンチ１に埋め込まれている酸化膜２の厚さを測定することが可能である。このため、アクティブ領域ＡＣに形成される半導体装置を裁断して酸化膜の断面を確認し、或いはアクティブ領域ＡＣに形成されるトランジスタのＩ－Ｖ特性を確認することなく、ＳＴＩ構造における酸化膜の厚さを容易に測定することが可能となる。従って、量産される半導体装置の製造時間を短縮することが可能である。

【0046】

また、第１実施形態にかかる半導体装置１００は、基板２０のスクライブライン（スクライブライン領域ＳＬ）に形成されることで、アクティブ領域ＡＣを狭めることなく酸化膜２の厚さを測定することができる。従って、量産される半導体装置の製造数量を減らすことなく、ＳＴＩ構造における酸化膜の厚さを容易に測定することが可能となる。

【0047】

［第２実施形態］
図６Ａ及び図６Ｂは、本開示の第２実施形態にかかる半導体装置の構成を示す図である。図６Ａには、基板２０を平面視したときの半導体装置１００が示されている。

【0048】

半導体装置１００のトレンチ１及び酸化膜２は、基板２０を平面視して、基板２０において第１方向に延伸して形成されている。半導体装置１００の配線３は、基板２０を平面視して、第１方向と交差する第２方向に延伸して、トレンチ１及び酸化膜２を横切る部分３１を有する。

【0049】

図６Ｂには、図６Ａに示す半導体装置１００のＢ－Ｂ線断面が示されている。図６Ｂに示すように、配線３は、アクティブ領域ＡＣから酸化膜２の上面に渡って配置され、さらに、当該酸化膜２の上面からアクティブ領域ＡＣに渡って配置されている。つまり配線３は、一部領域が、トレンチ１の開口部に形成される２つの境界３０を跨ぎ、かつ、トレンチ１内の酸化膜２の上面全体を覆うように、形成されている。

【0050】

図７Ａ及び図７Ｂは、本開示の第２実施形態にかかる半導体装置の酸化膜厚測定方法を説明するための図である。

【0051】

図７Ａには、酸化膜２が正常に成膜された場合、つまり、酸化膜２の上面とアクティブ領域ＡＣの上面とが略同じ高さに位置する場合の配線３の断面が示されている。酸化膜２が正常に成膜された場合、酸化膜２の上面とアクティブ領域ＡＣの上面とが略同じ高さに位置するため、酸化膜２とアクティブ領域ＡＣの間に段差が発生しない。従って、アクティブ領域ＡＣから酸化膜２に渡って形成される配線３の断面は、平らな板状となる。

【0052】

図７Ｂには、図７Ａの酸化膜２に比べて、厚さが小さくなった酸化膜２が示されている。トレンチ１の深さに対して酸化膜２の厚さが小さい場合、酸化膜２の上面の位置は、アクティブ領域ＡＣの上面の位置と異なるため、酸化膜２とアクティブ領域ＡＣの間に段差が発生する。このため、配線３の一部領域、つまり酸化膜２と対向する箇所が、トレンチ１の内部に入る形となることで、配線３の一部領域は、トレンチ１の開口部からトレンチ１の底部に向かって窪む凹状に形成される。

【0053】

従って、図７Ｂに示す配線３の長さは、図７Ａに示す配線３よりも長くなるため、図７Ｂに示す配線３の抵抗値は、図７Ａに示す配線３の抵抗値と異なる値を示す。

【0054】

前述の通り、酸化膜２の厚さと配線３の抵抗値との間に相関性があるため、第１実施形態と同様に、配線３の抵抗値を測定することにより、トレンチ１に埋め込まれている酸化膜２の厚さを測定可能である。

【0055】

［第２実施形態の第１変形例］
図８は、本開示の第２実施形態にかかる半導体装置の第１変形例を説明するための図である。図８に示すトレンチ１及び酸化膜２は、前述した第２方向に間隔を空けて、複数本配列される。なお、図８には、２つのトレンチ１と、これらのトレンチ１に埋め込まれている酸化膜２とが示されている。

【0056】

このように複数のトレンチ１及び酸化膜２を設けることで、トレンチ１の数が増えるほど、酸化膜２上に形成される凹状の配線３の領域が増加し得る。これにより、各トレンチ１内の酸化膜２の厚さが小さくなったときの配線３は、トレンチ１が１つの場合に比べて、より一層長くなり得る。従って、配線３の抵抗値の変化量がさらに大きくなり、抵抗値の測定感度が向上することで、酸化膜２の厚さをより一層容易に測定し得る。

【0057】

なお、トレンチ１及び酸化膜２の数は２つに限定されず、３つ以上でもよい。トレンチ１及び酸化膜２の数が増えるほど、配線３がより一層長くなり、配線３の抵抗値の変化量を大きくすることができる。

【0058】

［第２実施形態の第２変形例］
図９は、本開示の第２実施形態にかかる半導体装置の第２変形例を説明するための図である。図９に示す配線３は、トレンチ１及び酸化膜２を、第１方向において、間欠的に横切るようにミアンダ状に形成されている。第１方向は、基板２０を平面視して、半導体装置１００のトレンチ１及び酸化膜２が延伸する方向である。

【0059】

具体的には、ミアンダ状の配線３は、基板２０を平面視して、複数の蛇行部４０を有する。トレンチ１及び酸化膜２は、これらの複数の蛇行部４０の内、少なくとも１以上の蛇行部と重なるように設けられている。

【0060】

このように、トレンチ１が蛇行部４０と重なることで、トレンチ１内の酸化膜２上に形成される凹状の配線３の領域は、図８に示す配線３に比べて、さらに増加し得る。つまり、配線３がトレンチ１及び酸化膜２を横切る部分３１が増加し得る。

【0061】

これにより、各トレンチ１内の酸化膜２の厚さが小さくなったときの配線３の配線長がさらに長くなる。従って、配線３の抵抗値の変化量がさらに大きくなり、抵抗値の測定感度が向上することで、酸化膜２の厚さをさらに容易に測定し得る。

【0062】

（作用・効果）
以上に説明したように、第２実施形態にかかる半導体装置１００によれば、配線３は、基板２０を平面視して第２方向に延伸して、トレンチ１及び酸化膜２を横切る部分３１を有するように構成されている。

【0063】

この構成により、酸化膜２の厚さが小さい場合、配線３の一部領域が、トレンチ１の開口部からトレンチ１の底部に向かって窪む凹状に形成されるため、配線３の抵抗値が変化する。従って、第１実施形態と同様に、配線３の抵抗値に基づき、酸化膜２の厚さを容易に測定し得る。

【0064】

なお、本開示では、スクライブライン（スクライブライン領域ＳＬ）に形成される半導体装置１００の構成例を説明したが、半導体装置１００が形成される場所は、スクライブライン以外の箇所、例えば、図１に示すウエハＷの周縁部付近の領域でもよい。

【0065】

なお、以上の説明に関して更に以下の付記を開示する。

【0066】

（付記１）
半導体素子及び１以上のトレンチが形成される基板と、
前記トレンチ内に配置される酸化膜と、
前記基板の前記トレンチが形成されるトレンチ領域と、前記トレンチが形成されずに前記半導体素子が形成される非トレンチ領域との境界を跨いで、前記非トレンチ領域から前記トレンチ領域の前記酸化膜に渡って配置される配線と、
を備え、
前記配線は、前記トレンチを形成する壁面の一部を覆う、半導体装置。

【0067】

（付記２）
前記配線は、前記基板を平面視して、複数の蛇行部を有するミアンダ状に形成され、
前記境界は、前記基板を平面視して、前記蛇行部に沿って形成されている、付記１に記載の半導体装置。

【0068】

（付記３）
前記トレンチ及び前記酸化膜は、前記基板を平面視して、前記基板において第１方向に延伸して形成され、
前記配線は、前記基板を平面視して、前記第１方向と交差する第２方向に延伸して、前記トレンチ及び前記酸化膜を横切る部分を有する、付記１または２に記載の半導体装置。

【0069】

（付記４）
前記トレンチ及び前記酸化膜は、前記第２方向に間隔を空けて、複数本配列される、付記３に記載の半導体装置。

【0070】

（付記５）
前記配線は、前記トレンチ及び前記酸化膜を前記第１方向において間欠的に横切るように、ミアンダ状に形成される、付記３に記載の半導体装置。

【0071】

（付記６）
前記半導体装置は、前記基板のスクライブラインに形成される付記１から５の何れか一つに記載の半導体装置。

【0072】

（付記７）
半導体素子及び１以上のトレンチが形成される基板と、前記トレンチ内に配置される酸化膜と、前記基板の前記トレンチが形成されるトレンチ領域と、前記トレンチが形成されずに前記半導体素子が形成される非トレンチ領域との境界を跨いで、前記非トレンチ領域から前記トレンチ領域の前記酸化膜に渡って配置される配線と、を備え、前記配線は、前記トレンチを形成する壁面の一部を覆う半導体装置の酸化膜厚測定方法であって、
前記酸化膜が第１厚さのときの前記配線の第１抵抗値を測定するステップと、
前記酸化膜が前記第１厚さよりも小さい第２厚さのときの前記配線の第２抵抗値を測定するステップと、
前記第１抵抗値及び前記第２抵抗値に基づき、前記第２厚さを測定する測定ステップと、
を含む半導体装置の酸化膜厚測定方法。

【0073】

（付記８）
半導体素子及び１以上のトレンチが形成される基板と、前記トレンチ内に配置される酸化膜と、前記基板の前記トレンチが形成されるトレンチ領域と、前記トレンチが形成されずに前記半導体素子が形成される非トレンチ領域との境界を跨いで、前記非トレンチ領域から前記トレンチ領域に渡って配置される配線と、を備え、前記配線は、前記トレンチを形成する壁面の一部を覆い、前記トレンチ及び前記酸化膜は、前記基板を平面視して、前記基板において第１方向に延伸して形成され、前記配線は、前記基板を平面視して、前記第１方向と交差する第２方向に延伸して、前記トレンチ及び前記酸化膜を横切る部分を有する半導体装置の酸化膜厚測定方法であって、
前記酸化膜が第１厚さのときの前記配線の第１抵抗値を測定するステップと、
前記酸化膜が前記第１厚さよりも小さい第２厚さのときの前記配線の第２抵抗値を測定するステップと、
前記第１抵抗値及び前記第２抵抗値に基づき、前記第２厚さを測定する測定ステップと、
を含む半導体装置の酸化膜厚測定方法。

【0074】

（付記９）
前記半導体装置は、前記基板のスクライブラインに形成される付記７または８に記載の半導体装置の酸化膜厚測定方法。

【符号の説明】

【0075】

１ トレンチ
１Ａ 壁面
２ 酸化膜
３ 配線
４ 段差部
１０ 半導体素子
２０ 基板
３０ 境界
３１ 横切る部分
４０ 蛇行部
１００ 半導体装置

【図1】

【図2A】

【図2B】

【図3A】

【図3B】

【図3C】

【図4】

【図5】

【図6A】

【図6B】

【図7A】

【図7B】

【図8】

【図9】