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技術 半導体メモリの製造方法

出願人 日本電気株式会社
発明者 松原宏行
出願日 1999年8月27日 (21年5ヶ月経過) 出願番号 1999-241036
公開日 2001年3月16日 (19年11ヶ月経過) 公開番号 2001-068566
状態 拒絶査定
技術分野 電子ビーム露光 半導体メモリ
主要キーワード 連続調整 プログラム可能なROM 連続設定 伸縮度 マスクROM コードマスク パターン種 型半導体メモリ
関連する未来課題
重要な関連分野

この項目の情報は公開日時点(2001年3月16日)のものです。
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図面 (6)

課題

不揮発性メモリであって、顧客情報データのコードデータの疎及び密に影響されずに、連続してウエハ上にプログラム(書き込む)されるマスクROM型半導体メモリの製造方法を提供することである。

解決手段

データ処理工程1、マスク製造工程2及び拡散工程3を介して情報データをウエハにプログラムするマスクROM型半導体メモリの製造方法において、データ処理工程1で、顧客情報ROMコードデータを、EBデータに加工し、マスク製造工程2で、EBデータ露光装置を用いて、このEDデータに応じて露光量を調整させて所定の回路パターンマスク上に、回路として印刷し、この回路パターンマスクを介して拡散工程3で、ウエハ上にパターン化拡散させて情報をプログラムするマスクROM型半導体メモリの製造方法である。

概要

背景

ICメモリのROMは、各メモリ情報を固定しておき、読み出し専用に使用するものであるが、セルの情報を書き込み(プログラム)する方法や、消去して変更する方法等によって、マスクROMPROMプログラム可能なROM)、EPROM消去可能なPROM)、EEPROM(電気的消去可能なPROM)等に分類される。

これらの内、マスクROM、PROMは、使用時に電源を切っても内容を保持している、読み出し専用を目的に用いられるROM(Read only Memory)、すなわち、不揮発性メモリと言われているものである。

また、マスクROMは、修正する必要のない情報データを記録する場合に、メモリ用IC製造のマスク工程で、その情報データを回路として書き込む、つまり、回路パターンを作成するマスク上に、情報を固定して、書き込むことから、マスクROMと呼ばれているものであり、高密度化の利点を有するが、各セルの情報を変更、修正することができないものである。

一方、PROMは、ユーザが一度だけ情報を電気的に書き込めるようにしたもので、EPROMは、ユーザが書き込めて、この情報を紫外線照射することで消去できるようにしたROMで、その消去は部分的ではなく、チップの全部のデータを一括して消去されて、ユーザが、再び電気的に情報を書き込むことができる。また、EEPROMは、電気的に消去でき、その消去は部分的にできて内容を修正できるものである。

そこで、従来、顧客より得られるROMコードデータには、様々なパターンがあり、例えば、“1”データか“0”データにより、疎と密を配置するか、1点隣接、2点隣接等を配置していた。

このような場合に、これらのROMコードデータのコード径寸法をすべて同じにすると、通常、ウエハ上のレジストにコード注入用のパターンを形成する時、近接効果により、疎のデータは、密のデータと比較して所望より小さいパターンに形成されてしまう傾向にある。その結果、コード注入用のパターンが小さいと十分なコードイオン注入がなされず、セルのトランジスタ形成障害となる傾向があった。

そこで、これらを解消する手段として、データ処理工程において、あらかじめ疎のデータのコード径を大きくしたEB(電子ビーム露光によりデータを作成し、それを元にマスク製作して、ウエハ上のレジストのコード径を疎と密で合わせるようにしていた。

しかしながら、近年の半導体装置高集積化、高微細化に伴い要求されるコード径寸法が小さくなるにつれて、疎のデータのコード径の調整量も小さい調整が要求されてきた。ところが、通常、一般的に、データ処理工程では、データのユニットに制限があるため、調整量に限界があった。

概要

不揮発性メモリであって、顧客情報データのコードデータの疎及び密に影響されずに、連続してウエハ上にプログラム(書き込む)されるマスクROM型半導体メモリの製造方法を提供することである。

データ処理工程1、マスク製造工程2及び拡散工程3を介して情報データをウエハにプログラムするマスクROM型半導体メモリの製造方法において、データ処理工程1で、顧客情報のROMコードデータを、EBデータに加工し、マスク製造工程2で、EBデータ露光装置を用いて、このEDデータに応じて露光量を調整させて所定の回路パターンマスク上に、回路として印刷し、この回路パターンマスクを介して拡散工程3で、ウエハ上にパターン化拡散させて情報をプログラムするマスクROM型半導体メモリの製造方法である。

目的

そこで、本発明の目的は、このようなマスクROM型半導体メモリは、ウェハ工程の段階で、マスクに情報を固定して、書き込むので、各セルの情報を変更できない実状下で、上述する従来法における課題であった、この連続的に調整できないコード径寸法を、連続調整可能とするマスクROM型半導体メモリの製造方法を提供するものである。

効果

実績

技術文献被引用数
1件
牽制数
0件

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請求項1

情報データをウエハにプログラム加工するマスクROM型半導体メモリの製造方法において、前記情報データであるROMコードデータを、EBデータに加工処理するデータ処理工程と、前記EBデータを所定の回路パターンマスク上に、EBデータ露光装置を用いて、前記EBデータに応じて、露光量を調整させて回路として印刷するマスク製造工程と、得られた前記回路パターンマスクを介して、ウエハ上に形成された回路パターン上に前記EBデータをプログラム加工する拡散工程と、を有することを特徴とするマスクROM型半導体メモリの製造方法。

請求項2

前記データ処理工程におけるEBデータに加工処理された前記ROMコードデータが、注目するコードデータのパターン種に応じて、前記マスク製造工程を介して形成された前記コードデータのコード径を、同等の寸法値としてウエハ上にプログラムすることを特徴とする請求項1に記載のマスクROM型半導体メモリの製造方法。

請求項3

前記注目するコードデータのパターン種が、疎と密及び/又は少なくとも1点隣接〜3点隣接の半疎と密であることを特徴とする請求項2に記載のマスクROM型半導体メモリの製造方法。

請求項4

前記EBデータ露光装置の露光量を調整させてマスク上に形成させる前記注目するコードデータの前記パターン種における疎及び半疎に相当する見掛けコード径の寸法値が、前記パターン種における密のコード径の寸法値より大きくなるように、形成されることを特徴とする請求項2又は3に記載のマスクROM型半導体メモリの製造方法。

請求項5

前記露光量を調整するに際して、前記露光量を経時的に調整することにより、前記見掛けコード径の寸法値が連続して調整されることを特徴とする請求項4に記載のマスクROM型半導体メモリの製造方法。

請求項6

前記プログラム加工が、拡散層プログラム方式コンタクトホールプログラム方式及びイオン注入プログラム方式から選ばれる何れかであることを特徴とする請求項1〜5の何れかに記載のマスクROM型半導体メモリの製造方法。

技術分野

0001

本発明は、半導体メモリの製造方法に関し、より詳細には、不揮発性メモリであって、顧客情報データのコードデータの疎及び密に影響されずに、連続してウエハ上にプログラム(書き込まれる)されるマスクROM型半導体メモリの製造方法に関するものである。

背景技術

0002

ICメモリのROMは、各メモリ情報を固定しておき、読み出し専用に使用するものであるが、セルの情報を書き込み(プログラム)する方法や、消去して変更する方法等によって、マスクROM、PROMプログラム可能なROM)、EPROM消去可能なPROM)、EEPROM(電気的消去可能なPROM)等に分類される。

0003

これらの内、マスクROM、PROMは、使用時に電源を切っても内容を保持している、読み出し専用を目的に用いられるROM(Read only Memory)、すなわち、不揮発性メモリと言われているものである。

0004

また、マスクROMは、修正する必要のない情報データを記録する場合に、メモリ用IC製造のマスク工程で、その情報データを回路として書き込む、つまり、回路パターンを作成するマスク上に、情報を固定して、書き込むことから、マスクROMと呼ばれているものであり、高密度化の利点を有するが、各セルの情報を変更、修正することができないものである。

0005

一方、PROMは、ユーザが一度だけ情報を電気的に書き込めるようにしたもので、EPROMは、ユーザが書き込めて、この情報を紫外線照射することで消去できるようにしたROMで、その消去は部分的ではなく、チップの全部のデータを一括して消去されて、ユーザが、再び電気的に情報を書き込むことができる。また、EEPROMは、電気的に消去でき、その消去は部分的にできて内容を修正できるものである。

0006

そこで、従来、顧客より得られるROMコードデータには、様々なパターンがあり、例えば、“1”データか“0”データにより、疎と密を配置するか、1点隣接、2点隣接等を配置していた。

0007

このような場合に、これらのROMコードデータのコード径寸法をすべて同じにすると、通常、ウエハ上のレジストにコード注入用のパターンを形成する時、近接効果により、疎のデータは、密のデータと比較して所望より小さいパターンに形成されてしまう傾向にある。その結果、コード注入用のパターンが小さいと十分なコードイオン注入がなされず、セルのトランジスタ形成障害となる傾向があった。

0008

そこで、これらを解消する手段として、データ処理工程において、あらかじめ疎のデータのコード径を大きくしたEB(電子ビーム露光によりデータを作成し、それを元にマスク製作して、ウエハ上のレジストのコード径を疎と密で合わせるようにしていた。

0009

しかしながら、近年の半導体装置高集積化、高微細化に伴い要求されるコード径寸法が小さくなるにつれて、疎のデータのコード径の調整量も小さい調整が要求されてきた。ところが、通常、一般的に、データ処理工程では、データのユニットに制限があるため、調整量に限界があった。

発明が解決しようとする課題

0010

以上から、このようにマスクROM型半導体メモリは、ウェハ工程の段階で、予めマスク上に情報を書き込み固定されるので、ウェハ工程の段階で、各セルの情報を変更することができないROMメモリである。

0011

例えば、図5に示す如く、従来では、0.4μmのコード径寸法を、データ処理工程で疎のデータに補正をする際には、通常、ユニットが0.02μmに制限されているため、調整量の限界から連続的に設定できず、0.44μmのEBデータを作成していた。これを元に、マスクを製作し、このマスクを介して拡散工程で、ウエハ上のレジストにパターンを形成していたのが実状である。

0012

このような場合に、ウエハ上の疎のデータのコード径寸法は0.42μm程度と、所望する狙い目値の0.40μmに対して、ユニット制限があるため、一致させることができないという支障を来す傾向にあった。

0013

そこで、本発明の目的は、このようなマスクROM型半導体メモリは、ウェハ工程の段階で、マスクに情報を固定して、書き込むので、各セルの情報を変更できない実状下で、上述する従来法における課題であった、この連続的に調整できないコード径寸法を、連続調整可能とするマスクROM型半導体メモリの製造方法を提供するものである。

課題を解決するための手段

0014

そこで、本発明者は、上述する課題に鑑み、鋭意検討した結果、EBデータの露光装置の機能に着目し、すなわち、EBデータを図形的に見て、データ量の疎及び密によって露光量を変えられることに着目して、ウエハ上に転写させるデーターコード径寸法を、マスク上に形成するデーターコード径寸法との係わりで調整できることを見出して、本発明を完成させるに至った。

0015

すなわち、本発明は、データ処理工程、マスク製造工程及び拡散工程を主工程として、ユーザからの情報データをウエハ上にプログラムさせて成るマスクROM型半導体メモリの製造方法であって、本発明によれば、データ処理工程で、顧客の情報データであるROMコードデータを、EBデータとして加工処理をする。

0016

次いで、マスク製造工程で、このEBデータを所定の回路パターンマスク上に、EBデータ露光装置を用いて、このEBデータに応じて、その露光量を調整(又は変化)させて回路として印刷をする。

0017

次いで、拡散工程で、このように得られたEBデータを回路に印刷されたパターンマスクを介して、ウエハ上にパターンを形成するに際して、このウエハ上に転写された回路パターン上の前記EBデータを拡散させてプログラムすることを特徴とするマスクROM型半導体メモリの製造方法である。

0018

これによって、マスク製造工程で、EBデータ露光装置を用いて、情報データをEBデータとして所定の回路パターンマスク上に、回路としてプログラムされるに際して、EBデータ露光装置によって、データ量の疎及び密に対応させて、露光量を変化させることができ、この回路パターンマスクを介してウエハ上にプログラムされるデータは、例えば、そのデータ量の疎及び密にかかわらず、同一のコード径の寸法値として形成させることができる。

0019

また、このようにマスクROMのコードマスクにおいて、データの疎及び密に応じて、そのコード径の寸法をEBデータ露光装置の露光量で調整できることから、特に、ウエハ上のレジストのコード径寸法が、疎と密のデータに関係なく、その大きさを連続的に制御でき、各セルに注入されるROMコードイオンは等しくなり、コード注入量の差によるセルの影響を無くすことができる。

発明を実施するための最良の形態

0020

そこで、以下に図1〜4を参照して、本発明によるマスクROM型半導体メモリの製造方法の実施の形態について、更に説明する。

0021

既に上述する如く、本発明によるマスクROM型半導体メモリを製造するに際して、EB露光装置の特性を利用することで、ユーザからの情報データを、データ量の疎及び密にかかわらず、同一のコード径寸法で、連続させてプログラムされることを特徴とするものである。

0022

本発明による製造工程は、図1に示す如く、データ処理工程1、マスク製造工程2及び拡散工程3に大別される。顧客より得られるROMコードデータを、データ処理工程1でEBデータに加工処理をし、そのEBデータを、EBデータ露光装置を用いてマスク製造工程2において、所定の回路を有するマスクパターン上に印刷させてマスクを製作する。得られたマスクを介して、拡散工程で、例えばイオン注入させ、拡散処理が施されて、ウエハ上に印刷された所定の回路上に、データがプログラムされた半導体チップが得られる。

0023

そこで、本発明において、メモリセルとして、例えばMOSFETなるメモリセルに、プログラム加工する方法としては、従来から公知である拡散層プログラム方式コンタクトホールプログラム方式及びイオン注入プログラム方式等を適宜選んで用いることができる。

0024

ここで、拡散層プログラム方式とは、ウエハ(基板)上に定義する拡散層なるマスクでのFETの有無で“1”又は“0”をプログラムする。また、コンタクトホールプログラム方式とは、FETのゲートやドレン配線用の孔(コンタクトホール)をあけないで、“0”をプログラムする。また、イオン注入プログラム方式とは、チャネルにイオンを注入することにより、FETのしきい値電圧を変化させてプログラムする。

0025

また、上述するデータ処理工程で、EBデータに加工処理される顧客情報データであるROMコードデータには、図3に示す如く、通常、疎なコードデータ[図3の(a)参照]及び密なるコードデータ[図3(b)参照]等が混在し、半導体メモリセル部に、物理的に配置される。

0026

そこで、本発明においては、図4にそのコードデータのパターン種として、その区分を模式的に示すことができる。すなわち、注目するコードデータが、疎のパターンとは、その注目コードデータに隣接するデータが無い場合で、密のパターンとは、その注目コードデータに隣接するデータが、8方向全てにある場合で、更にその注目コードデータに隣接するデータが、1方向、2方向、3方向等の場合に相当する半疎のパターンとして1点隣接、2点隣接、3点隣接等を定義することができる。従って、顧客情報データには、疎と密、半疎(1点隣接、2点隣接等)と密、又は疎と半疎と密等の組み合わせパターン種がある。

0027

そこで、上述するデータ処理工程において、EBデータに加工処理されたROMコードデータが、上述する如く、注目するコードデータのパターン種に対して、本発明においては、密のパターンに対しての近接効果により疎及び半疎(1点隣接パターン)のデータが、密のデータと比較して所望より小さいパターンに形成されないように、防止させることができるのである。

0028

すなわち、本発明おいては、マスク製造工程において、EBデータ露光装置を用いて、上述するパターン種における疎及び半疎のコード径に対して、その露光量を調整させながら、マスク上に注目するコードデータの上述するパターン種中の疎及び半疎のコード径の寸法値を、見掛けコード径の寸法値として、適宜にその大きさを変更させて、ムスク上に形成させることができるのである。

0029

しかも、本発明においては、これらの見掛けコード径の寸法値を、上述するパターン種における密のコード径の寸法値より、大きく形成させることができるのである。

0030

すなわち、後述する実施例の図2に示す如く、このマスク上の値を、疎のパターンの場合には、0.40μm→0.42μmに、また半疎(1点隣接)のパターンの場合には、0.40μm→0.41μmに、それぞれマスク製造工程で作成されるマスク上に、それぞれの見掛けコード径の寸法値として、密のコード径の寸法値の0.40μmよりは大きめの見掛けコード径の寸法値としてマスク上に形成させるものである。

0031

このように、疎又は半疎のコードデータのコード径をマスク製造工程で、大きめにEB露光装置で調整しておくことにより、図2に示す如く、疎、半疎のコードデータを密のコードデータと同等の寸法値としてウエハ上にプログラムすることができるのである。

0032

これにより、従来から課題としていたウエハ上のレジストにコード注入用のパターンを形成する際に、近接効果のため、疎のデータが、密のデータに比べて小さいパターン(コード径寸法値)になることを防止することができる。

0033

以上から、本発明によるマスクROM型半導体メモリの製造方法においては、このようにマスク製造工程で、マスク上に形成される上述する見掛けのコード径寸法値が、顧客情報データ中の疎又は半疎のコードデータ径寸法値を、密のコード径寸法値より大きめに調整されたマスクになる。このマスクを、拡散工程で使用して、ウエハ上のレジストにパターン形成する場合に、疎及び半疎が近接効果の影響を受けて縮小しても、ウエハ上には、疎、半疎及び密に関係なく同等径のコード径としてプログラムされる。

0034

また、本発明において、このようにマスク製造工程で、EB露光装置を用いることにより、上述する露光量を調整するに際して、このEB露光装置の特徴から露光量を経時的に調整される。これにより、上述するマスク上に形成させる疎及び密のコードデータに対する調整を、適宜上述する見掛けコード径寸法値として連続させて調整させることができるのである。

0035

以下に、本発明を実施例により説明するが、本発明はこれらにいささかも限定されるものではない。

0036

(実施例1)顧客より得られるコードデータは、図3のように半導体メモリのセル部に物理的に配置される。コードデータの有無は、データが“1”か“0”かで決定される。例えば、“1”データの時はコードデータ有りとし、“0”データの場合はコードデータ無しとなる。従って、データによって疎と密になる場合が存在し得る。ここで、図2に示す如く、疎のデータとは、注目するコードデータに隣接するデータが無い場合で、密のデータは、注目するコードデータに隣接するデータが8方向すべてある場合である。

0037

そこで、図2に示す如く、コードデータのコード径が0.40μmの時を考える。データ処理工程で作成されるEBデータも疎と密のデータ共に0.40μmである。このEBデータを、EBデータ露光装置を用いてマスク製作する時に、疎と密のデータで露光量を調整することで、疎のデータを見かけコード径として0.42μmと大きめに調整し、密のデータは0.40μmとすることができる。

0038

また、露光装置の露光量は時間で調整できるので、コード径寸法は理論上連続的に制御できることになる。

0039

このように疎のデータを0.42μmと密のデータに比べて、大きめに調整されたマスクを、拡散工程で使用して、ウエハ上のレジストにパターン形成する場合に用いる。ウエハ上のレジストにパターン形成する時、疎のパターンと密のパターンでレジストの伸縮度が異なるため、近接効果により疎のデータのコード径が他のデータと比較して小さく縮小されても、予め疎のデータのコード径を大きくしたマスクを作っておくことにより、ウエハ上でのコード径寸法を0.40μmに合わせることができる。

0040

この場合は、ウエハ上のレジストのコード径寸法が、疎のデータで、0.02μm小さくできることを想定しているので、0.03μm小さくなる場合は、EBデータ露光装置で0.43μmのマスクを製作すればよい。

0041

その結果、ウエハ上のレジストのコード径の寸法が、疎と密データに関係なく、大きさを連続的に制御できるので、各セルに注入されるROMコードイオンは等しくなり、コード注入量の差によるセルの影響を無くすことができる。

0042

更に、注目するコードデータに1点のみ隣接する場合も、露光装置で調整することができる。注目するコードデータに1点のみ隣接する場合を1点隣接と定義する。1点隣接しているコードデータは疎のデータ程ではないが、やはりウエハ上では、レジストのコード径が小さくなる。そこで、この場合もEBデータ露光装置で調整することで、マスクのコード径を連続的に設定できて、ウエハ上のコード径寸法をそろえることができる。

0043

例では、1点隣接の補正後寸法を0.41μmにしているが、レジスト上のコード径に応じて連続設定が可能である。以上をふまえて、同様に、2点隣接、3点隣接と応用して、EBデータ露光装置でコードデータを連続的に設定することが可能である。

0044

データの疎と密、1点隣接、2点隣接等の半疎と密との判別をするには、あらかじめEBデータ上で、それらを判別するフラグを立てておいて、そのフラグをEBデータ露光装置で読みとればよい。

0045

例えば、疎の時はフラグ“0”、密では“8”、1点隣接では“1”のように決めておいてEBデータ上に記述して、EBデータ露光装置で判別すればよい。

0046

(実施例2)図4に示す如く、EBデータ露光装置が、ユーザからの情報データを、疎と密、1点隣接パターンのコードデータとして、EBデータからパターンを認識して判断し、露光量を調整する場合の実施例である。この場合は、露光装置自体が疎と密のパターンを判断するため、EBデータにフラグを持たせる必要は無いので、データ量を削減できる。

0047

以上をふまえて、同様に、2点隣接、3点隣接と応用して、EBデータ露光装置でコードデータを連続的に設定することが可能である。

発明の効果

0048

本発明のマスクROM型半導体メモリの製造方法により、特に、マスク製造工程において、EB露光装置の特徴を活かすことにより、顧客情報データの疎及び/又は半疎と密のコードデータのパターン種において、疎及び半疎のコード径寸法値を、その露光量を調整させて、容易に、しかも、連続的に調整させることができて、疎及び密に係る近接効果の影響を受けずに、ウエハ上に情報データをプログラムすることができる。

0049

また、このような従来からの課題であった疎と密とのパターンによる近接縮小化の問題が無くなり、特に疎と密データに関係なく、連続して調整されることから、各メモリセルに注入されるROMコードイオンを等しくすることができる。

0050

これにより、従来法のコード注入量の差によるメモリセルの影響を無くすこととができるマスクROM型半導体メモリの製造方法を提供できる。

図面の簡単な説明

0051

図1本発明によるマスクROM型半導体メモリの製造工程を表すブロック工程図である。
図2本発明の実施例による各製造工程で発生する形成情報の状況を表す図である。
図3本発明における疎及び密のコードデータの模式パターン図を示す。
図4本発明の他の実施例による各製造工程で発生する形成情報の状況を表す図である。
図5従来法による各製造工程で発生する形成情報の状況を表す図である。

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