[go: up one dir, main page]

JP2005005384A - Semiconductor integrated circuit device and manufacturing method thereof - Google Patents

Semiconductor integrated circuit device and manufacturing method thereof Download PDF

Info

Publication number
JP2005005384A
JP2005005384A JP2003165148A JP2003165148A JP2005005384A JP 2005005384 A JP2005005384 A JP 2005005384A JP 2003165148 A JP2003165148 A JP 2003165148A JP 2003165148 A JP2003165148 A JP 2003165148A JP 2005005384 A JP2005005384 A JP 2005005384A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
layer
stopper layer
integrated circuit
interlayer insulating
read
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
JP2003165148A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Naoki Ikeda
直樹 池田
Akira Wada
和田  晃
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Toshiba Corp
Kioxia Systems Co Ltd
Original Assignee
Toshiba Corp
Toshiba Memory Systems Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Toshiba Corp, Toshiba Memory Systems Co Ltd filed Critical Toshiba Corp
Priority to JP2003165148A priority Critical patent/JP2005005384A/en
Publication of JP2005005384A publication Critical patent/JP2005005384A/en
Pending legal-status Critical Current

Links

Images

Landscapes

  • Semiconductor Memories (AREA)

Abstract

【課題】製造コストの増加の抑制、及び修正に要する期間の短縮が可能な読み出し専用半導体メモリを有する半導体集積回路装置を提供すること。
【解決手段】ゲートをワード線とするトランジスタTrと、層間絶縁膜5、9と、トランジスタTrの電流通路の一端上方に位置した層間絶縁膜5、9上に、プログラムされる情報に応じて選択的に設けられた、層間絶縁膜5、9とは異なる物質を含むストッパ層11と、層間絶縁膜5、9中に、ストッパ層11の有無に応じて選択的に設けられた、トランジスタTrの電流通路の一端に接続される導電層12と、層間絶縁膜5、9、導電層12、及びストッパ層11上に設けられたビット線BLとを具備する。
【選択図】 図2
A semiconductor integrated circuit device having a read-only semiconductor memory capable of suppressing an increase in manufacturing cost and shortening a time required for correction.
A transistor Tr having a gate as a word line, interlayer insulating films 5 and 9, and an interlayer insulating film 5 and 9 positioned above one end of a current path of the transistor Tr are selected according to information to be programmed. Of the transistor Tr provided selectively according to the presence or absence of the stopper layer 11 in the interlayer insulating films 5 and 9 and the stopper layer 11 containing a material different from the interlayer insulating films 5 and 9. A conductive layer 12 connected to one end of the current path, the interlayer insulating films 5 and 9, the conductive layer 12, and a bit line BL provided on the stopper layer 11 are provided.
[Selection] Figure 2

Description

【0001】
【発明の属する技術分野】
この発明は半導体集積回路装置に係わり、特に読み出し専用半導体メモリを有した半導体集積回路装置に関する。
【0002】
【従来の技術】
不揮発性メモリを搭載したマイクロコントローラでは、マスクROMやEPROM(Erasable and Programmable ROM)、あるいはフラッシュメモリにユーザー・プログラムを記憶する。このうち、マスクROMは、記憶情報をLSIの製造工程中、即ちLSIのマスクパターンにプログラムするデバイスである。マスクROMの利点としては、次のものが挙げられる。
【0003】
・書き込み動作が不要なので、EPROMやEEPROMに比較して周辺回路がシンプルである。
【0004】
・メモリセルを通常のトランジスタにすることができ、特別な製造工程を必要としない。このため、LSIチップを安価に製造できる。
【0005】
・データの書き込みや消去ができないので、ユーザーの取り扱いミス等によるデータの消失や誤書き換えが生じない。
【0006】
反対に欠点としては、
・生産者からエンド・ユーザーに製品が供給されるまでの期間、所謂“ターンアラウンド タイム(Turn Around Time:TAT)が長い。
【0007】
・母体とは別にユーザーのROMコードの種類だけマスクが必要となるため、少量生産の場合にはコストが高くなる。
【0008】
・データの変更ができないため、例えば、プログラムにバグがあった場合には修正が必要であり、ユーザーと生産者とにリスクが生じる。
【0009】
従来例として、ROMのセル平面図を図31〜図35に示し、各メモリセルの長所及び短所をあげる。なお、従来例の説明において、セル電流が流れ、ビット線の電位が低下する場合をデータ“1”、セル電流が流れず、ビット線の電位が変化しない場合をデータ“0”とする。
【0010】
図31は、拡散層パターンの有無に応じてデータをプログラムするセル(以下LOCOS ROM)の平面図である。LOCOS ROMは、メモリセルトランジスタTrのゲート電極(ワード線WL)の下、即ちチャネルに、拡散層(素子領域)パターンを形成するか否かでデータをプログラムする。拡散層パターンが形成されたTrでは、例えば、ワード線WLの電位を“HIGH”レベルとした時にセル電流が流れるように、しきい値が設定される。これにより、ビット線BLからソースSに向かってTrのチャネルを介して電流が流れ(Tr=ON)、プログラムされたデータは“1”となる。チャネルに拡散層パターンが無く、例えば、素子分離領域(LOCOS)パターンが形成されたTrでは、例えば、ワード線WLの電位を“HIGH”レベルとした時でもセル電流が流れない(Tr=OFF)。従って、プログラムされたデータは“0”となる。このタイプのセルの回路方式はNOR型が一般的であり、ビット線BLとソースSとの間の抵抗が少なく、大きな電流利得を得ることができ、高速な動作が可能である。しかし、また、ROMへのプログラムは、素子分離領域形成工程で行われ、データをプログラムするためのフォトマスク(以下ROMコードマスク)は、例えば、素子分離領域形成に使用されるフォトマスクと共通になる。素子分離領域形成工程は、ウェーハ プロセスの初期段階で行われるので、各IC製品で共通となる構造体(以下母体)は、素子分離領域形成前の構造体となる。このため、TATが長くなる。
【0011】
図32は、コンタクトホールの有無に応じてデータをプログラムするセル(以下、Contact ROM)の平面図である。Contact ROMは、ビット線BLとドレインDとの間にコンタクトCCが有る場合にプログラムされたデータは“1”となり、無い場合にプログラムされたデータは“0”となる。Contact ROMでは、データが、素子分離領域形成工程よりも最終工程に近いコンタクトホール形成工程でプログラムされるため、LOCOS ROMに比較してTATの短縮が可能である。このタイプのセルの公知文献としては、例えば、特許文献1がある。
【0012】
図33は、イオン注入の有無に応じてデータをプログラムするセル(以下イオン注入型ROM)の平面図である。イオン注入型ROMは、データ“1”をプログラムするメモリセルトランジスタTrに対して、デプレッション型になるように、チャネルに不純物イオンを注入し、それ以外のメモリセルトランジスタには、不純物イオンを注入せず、エンハンスメント型を維持させ、データ“0”をプログラムする。図33に示す例では、ビット線BLとソースSとの間に、複数のメモリセルトランジスタTrを直列に接続したNAND型セルである。NAND型セルは、NOR型セルに比較してビット毎にコンタクトホールを形成する必要がないのでメモリセルトランジスタ1個当たりのサイズを縮小できる。しかし、ビット線BLとソースSとの間に、複数のトランジスタが直接に接続されるために、電流利得を充分にとることができず、高速な動作が難しい。イオン注入型ROMでは、通常、ゲート電極形成工程の前のチャネルイオン注入工程時、デプレッション型化のためのチャネルイオン注入を利用して、データがプログラムされる。この方式で、さらに、TATを短縮するために、イオン注入エネルギーを高くし、ゲート電極形成工程の後に、デプレッション型化のための不純物イオンを、ゲート電極を貫通させてチャネルに対して注入する方法や、さらに、第1層層間絶縁膜を形成した後に、上記不純物イオンを、第1層層間絶縁膜及びゲート電極を貫通させてチャネルに対して不純物イオンを注入する方法がある。公知文献としては、例えば、特許文献2がある。
【0013】
図34は、配線の有無に応じてデータをプログラムするセル(以下AL ROM)の平面図である。AL ROMは、直列に接続されたメモリセルトランジスタTrのソース及びドレインのコンタクト同士を配線WWにて接続するか否かでデータをプログラムする。“配線有り”の場合、データ“1”がプログラムされ、“配線無し”の場合、データ“0”がプログラムされる。AL ROMでは、通常、第1層層間絶縁膜形成工程後の第1層金属配線形成工程で、データがプログラムされる。このため、TATを短縮できる。しかし、イオン注入型ROMに比較してビット毎にコンタクトを配置する必要があるため、セル1個当たりの占有面積は大きくなってしまう。
【0014】
図35は、スルーホールの有無に応じてデータをプログラムするセル(以下Via ROM)の平面図である。Via ROMは、各メモリセルトランジスタのドレインDに接続された局所配線LWWを、第1層金属層を利用して形成し、ビット線BLを、第2層金属層を利用して形成する。ビット線BLと局所配線との間の層間絶縁膜にスルーホールViaが有る場合、プログラムされたデータは“1”となり、無い場合にはプログラムされたデータは“0”となる。図36にVia ROMの断面を示す。ROMコードとなるパターンはスルーホールViaを形成するためのフォトマスクにより、例えば、開口の有無で決定する。ViaROMでは、データが、第1層金属配線形成工程及び第2層層間絶縁膜形成工程の後の、スルーホール形成工程でプログラムされるため、図31〜図34に示したセルのどれよりも、TATを短縮することができる。公知文献では、特許文献3がある。
【0015】
【特許文献1】
米国特許第4,358,889号明細書
【0016】
【特許文献2】
米国特許第4,649,629号明細書
【0017】
【特許文献3】
米国特許第5,943,255号明細書
【0018】
【発明が解決しようとする課題】
マスクROMを搭載したマイクロコントローラでは、ROMコードが、拡散層パターン、あるいはコンタクトホールパターン、あるいはチャネルイオン注入パターン、あるいは第1層金属配線形成パターン、あるいはスルーホールパターンを形成するためのフォトマスクに描かれる。これらのフォトマスクは、マスクROMと、マスクROM以外の回路とで共通である。
【0019】
もし、マスクROM以外の回路で不具合が生じた場合には、ROMコードを含むフォトマスクを修正する必要がある。ROMコードは、ほとんどのIC製品毎に異なる。もし、対応製品が多い母体において、マスクROM以外の回路に不具合が生じた場合には、修正しなければならないフォトマスクの数が増加する。このため、フォトマスクの修正及び検証にかかる費用は増え、修正及び検証に要する期間も長期に及ぶ。しかも、検証は、修正された部分が正しく修正されているかだけを検証するだけでなく、ROMコードがIC製品毎に正しく再現されているかまで、検証しなければならない。ROMコードはIC製品毎に異なり、その検証は煩雑であり、容易ではない。
【0020】
また、集積回路の微細化が進展した場合には、フォトマスク一枚当たりの製造時間が延び、マスクの検証及び検証に要する期間は更に長期化し、コストが更に増大する。特に、位相シフトマスク等の特殊なマスクが利用されている場合には、例えば、製造工程が通常のフォトマスクに比べて多く、製造コストが高い。また、パターンの検証においては、通常のフォトマスクに比較して、位相シフト量の検証や透過率の検証等が別途必要であり、その検証時間も長い。
【0021】
この発明は、上記の事情に鑑み為されたもので、その目的は、製造コストの増加の抑制、及び修正に要する期間の短縮が可能な読み出し専用半導体メモリを有する半導体集積回路装置及びその製造方法を提供することにある。
【0022】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、この発明の第1態様に係る半導体集積回路装置は、半導体基体上に設けられた、ゲートをワード線とするトランジスタと、前記トランジスタが設けられた前記半導体基板上に設けられた層間絶縁膜と、前記トランジスタの電流通路の一端上方に位置した前記層間絶縁膜上に、プログラムされる情報に応じて選択的に設けられた、前記層間絶縁膜とは異なる物質を含むストッパ層と、前記層間絶縁膜中に、前記ストッパ層の有無に応じて選択的に設けられた、前記トランジスタの電流通路の一端に接続される導電層と、前記層間絶縁膜、前記導電層、及び前記ストッパ層上に設けられたビット線とを具備することを特徴としている。
【0023】
この発明の第2態様に係る半導体集積回路装置の製造方法は、半導体基体上に、ゲートをワード線とするトランジスタを形成する工程と、前記トランジスタが形成された前記半導体基板上に、層間絶縁膜を形成する工程と、前記トランジスタの電流通路の一端上方に位置した前記層間絶縁膜上に、この層間絶縁膜とは異なる物質を含むストッパ層を、プログラムされる情報に応じて選択的に形成する工程と、前記層間絶縁膜中に、前記トランジスタの電流通路の一端に接続される導電層を、前記ストッパ層の有無に応じて選択的に形成する工程と、前記層間絶縁膜、前記導電層、及び前記ストッパ層上に、ビット線を形成する工程とを具備することを特徴としている。
【0024】
【発明の実施の形態】
以下、この発明の実施形態を、図面を参照して説明する。この説明に際し、全図にわたり、共通する部分には共通する参照符号を付す。
【0025】
(第1実施形態)
図1はこの発明の第1実施形態に係る読み出し専用半導体メモリの一平面パターン例を示す平面図、図2は図1中のII−II線に沿う断面図、図3は図1中のIII−III線に沿う断面図、図4はこの発明の第1実施形態に係る読み出し専用半導体メモリの等価回路図である。
【0026】
図1〜図4に示すように、半導体基板、例えば、P型シリコン基板1上には、Nチャネル型MOSトランジスタがアレイ状に配置されている。本第1実施形態では、Nチャネル型MOSトランジスタがメモリセルとして機能する。なお、図1〜図4では、メモリセルアレイ中の、ワード線WL1〜WL4とビット線BL1〜BL4との電気的交点に配置された16個のメモリセルTr11〜Tr44を示す。
【0027】
本例のメモリセルTr11〜Tr44は、カラム方向に沿って隣接するメモリセルどうしでN型ソース拡散層Sを共有する(本明細書では、ビット線BLが延びる方向をカラム方向と定義する)。例えば、図1〜図4には、カラム方向に沿って隣接し、ソース拡散層Sを共有するメモリセルとして、Tr21とTr31、Tr22とTr32、Tr23とTr33、Tr24が示されている。さらに、ソース拡散層Sは、ロウ方向に沿って隣接するメモリセルどうしでも共有される(本明細書では、カラム方向と交差し、ワード線WLが延びる方向をロウ方向と定義する)。例えば、図1〜図4には、ロウ方向に沿ってソース拡散層Sを共有したメモリセルとして、Tr11〜Tr14、Tr21〜Tr24、Tr31〜Tr34、Tr41〜Tr44が示されている。なお、本例のソース拡散層Sは、ロウ方向に沿って隣接するメモリセルどうしで共有するようにしている。しかし、ソース拡散層Sはこの構造に限られるものではない。例えば、ソース拡散層Sを素子分離領域2によってカラム毎に分離し、カラム毎に分離されたソース拡散層Sを、ロウ方向に沿って延び、ソース電位が供給される配線によって接続するようにしても良い。
【0028】
対して、N型ドレイン拡散層Dは、各メモリセルTr11〜Tr44それぞれに独立して設けられる。図1〜図4では、メモリセルTr11〜Tr44に対応させて、参照符号D11〜D44を付す。カラム方向に沿って隣接するドレイン拡散層、例えば、D11とD21、D31とD41、…、D14とD24、D34とD44は、素子分離領域2によって分離される。同様に、ロウ方向に沿って隣接するドレイン拡散層、例えば、D11〜D14、…、D41〜D44は、素子分離領域2によって分離される。
【0029】
素子分離領域2は基板1の表面領域に形成され、絶縁物、例えば、二酸化シリコンから成る。素子分離領域2に利用される二酸化シリコンとしては、テトラエトオキシシラン(TEOS)を原料ガスに用いて堆積された二酸化シリコン、あるいはシリコン表面を酸化した膜(熱酸化膜)を挙げることができる。素子分離領域2は、基板1の表面に素子領域を画定する。ソース拡散層S及びドレイン拡散層D11〜D44は、素子領域内に形成される。
【0030】
ソース拡散層S及びドレイン拡散層D11〜D44との間、即ちチャネル領域上には、ゲート絶縁膜3が形成されている。ゲート絶縁膜3は、薄い絶縁膜、例えば、厚さ5〜15nm程度の二酸化シリコン膜から成る。ゲート絶縁膜3に利用される二酸化シリコンとしては、熱酸化膜を挙げることができる。
【0031】
ゲート絶縁膜3上には、ゲート電極が形成されている。ゲート電極は、導電膜、例えば、導電性の多結晶シリコン膜、あるいはタングステン、コバルト等の高融点金属膜、あるいは多結晶シリコン膜とシリサイド化された高融点金属膜とを含む積層構造膜(ポリサイド構造)、あるいは多結晶シリコン膜と高融点金属膜とを含む積層構造膜(ポリメタル構造)から成る。本例において、ゲート電極はワード線WL1〜WL4として機能する。
【0032】
ゲート電極、ソース拡散層S、ドレイン拡散層D11〜D44、及び素子分離領域2が形成された基板1上には、第1層層間絶縁膜5が形成されている。層間絶縁膜5は、絶縁物、例えば、二酸化シリコンから成る。層間絶縁膜5に利用される二酸化シリコンとしては、ボロン及びリンを含有したシリケートガラス(BPSG)、あるいは堆積により形成された二酸化シリコン(CVD−SiO)を挙げることができる。
【0033】
層間絶縁膜5内には、ドレイン拡散層D11〜D44それぞれに達するコンタクトホール6が形成されている。コンタクトホール6は、メモリセルTr11〜Tr44一つ一つに設けられる。コンタクトホール6内には、プラグ7が形成されている。プラグ7は導電物、例えば、アルミニウムから成る。
【0034】
プラグ7の表面及び層間絶縁膜5の表面上には、局所配線8が形成されている。局所配線8はプラグ7に電気的に接続され、ドレイン拡散層D11〜D44に接続される。局所配線8は、メモリセルTr11〜Tr44一つ一つに設けられる。図1〜図4では、メモリセルTr11〜Tr44に対応させて、参照符号8−11〜8−44を付す。局所配線8は、例えば、第1層金属配線層を利用して形成され、例えば、アルミニウムと銅等との合金から成る。
【0035】
第1層層間絶縁膜5及び局所配線8上には、第2層層間絶縁膜9が形成されている。層間絶縁膜9内には局所配線8に達するスルーホール10が形成され、また、層間絶縁膜9上には局所配線8の上方に配置されたストッパ層11が形成されている。
【0036】
ストッパ層11はスルーホール10の形成を抑止する。このため、ストッパ層11の下方にはスルーホール10は形成されない。本例では、この構造を利用して、スルーホール10を形成するかストッパ層11を形成するかで、データ“1”又はデータ“0”を記憶するようにしている。本例では、データ記憶の一例として、メモリセルTr11、Tr24、Tr32及びTr44に対してストッパ層11を設け、これら以外のメモリセルに対してはスルーホール10を設けた例を示している。ストッパ層11は、スルーホール10の形成を抑止する、という目的から、例えば、層間絶縁膜9に対してエッチング選択比を取ることが可能な材料から構成される。層間絶縁膜9に対してエッチング選択比を取るためには、ストッパ層11は、例えば、層間絶縁膜9とは異なる物質を含んでいれば良い。また、層間絶縁膜9に対してエッチング選択比を取ることが可能であれば、ストッパ層11は、導電物でも絶縁物でもどちらでも良い。
【0037】
スルーホール10内には、プラグ12が形成されている。プラグ12は導電物、例えば、タングステンや、アルミニウムから成る。
【0038】
プラグ12の表面、層間絶縁膜9の表面及びストッパ層11上には、ビット線BL1〜BL4が形成されている。ビット線BL1〜BL4は、プラグ12を介して局所配線8−11〜8−44のうち、選ばれた局所配線8に電気的に接続され、そして、ドレイン拡散層D11〜D44のうち、選ばれたドレイン拡散層Dに電気的に接続される。また、本例のビット線BL1〜BL4は、ストッパ層11にも接して形成されており、ストッパ層11のロウ方向に沿った幅W11は、ビット線BL1〜BL4のロウ方向に沿った幅WBLと同じとされている(図3参照)。これによる利点については後述する。
【0039】
次に、その読み出し動作について説明する。
【0040】
(スルーホール有りのメモリセルを選択した場合)
例えば、図4に示すメモリセルTr21を選択した場合を想定する。
【0041】
まず、ビット線BL1を読み出し電位に充電する。次いで、ワード線WL1〜WL4のうち、ワード線WL2の電位を上げる。Tr21のドレイン拡散層D21は、スルーホール10内に形成されたプラグ12を介してビット線BL1に接続されている。このため、ビット線BL1は、Tr21のドレイン拡散層D21及びワード線(ゲート電極)WL2下方のチャネルを介して、例えば、接地されているソース拡散層Sに接続される。この結果、Tr21にセル電流が流れ、読み出し電位に充電されているビット線BL1の電位は、接地電位に向かって低下する。これにより、読み出しデータは、例えば、“1”となる。
【0042】
(ストッパ層有りのメモリセルを選択した場合)
例えば、図4に示すメモリセルTr11を選択した場合を想定する。
【0043】
上記同様、ビット線BL1を読み出し電位に充電する。次いで、ワード線WL1〜WL4のうち、ワード線WL1の電位を上げる。Tr11のドレイン拡散層D11の上方には、ストッパ層11があるために、スルーホール10が無い。このため、ビット線BL1は、Tr11のドレイン拡散層D11には接続されない。このため、上記セル電流は流れず、ビット線BL1は、例えば、オープン状態となって、読み出し電位を維持する。これにより、読み出しデータは、例えば、“0”となる。
【0044】
このようにして、本第1実施形態に係る読み出し専用半導体メモリでは、“1”、“0”の情報からなるROMコードをプログラムすることができる。
【0045】
次に、第1実施形態に係る読み出し専用半導体メモリの一製造方法例を説明する。図5〜図18は、この発明の第1実施形態に係る読み出し専用半導体メモリを、主要な製造工程毎に示した断面図である。図5〜図18に示す断面は、図1中のIII−III線に沿う断面に対応する。
【0046】
まず、図5に示すように、P型シリコン基板1内に、Nチャネル型MOSトランジスタTr11〜Tr44(図5にはTr31〜Tr34を示す)を形成する。本例では、メモリセルとなるNチャネル型MOSトランジスタTr11〜Tr44は、一般的な製造方法を用いて、P型シリコン基板1内に形成されているとして、詳細な製造方法については省略する。
【0047】
次に、Nチャネル型MOSトランジスタTr11〜Tr44が形成された基板1上に、例えば、LPCVD法を用いて、BPSGやアンドープSiOを堆積し、第1層層間絶縁膜5を形成する。層間絶縁膜5の厚さは、例えば、1.0μm程度である。また、基板1上には、ゲート電極(ワード線WL)による段差があり、また、素子分離領域2を、LOCOS法を用いて形成した場合には、素子領域と素子分離領域との間に段差が生ずる。このため、層間絶縁膜5の表面を平坦化すると良い。平坦化の一例は、三塩化リン酸(POCl)雰囲気中、あるいは窒素(N)雰囲気中で、温度800〜950℃程度の温度で熱処理した後、CMP法(Chemical Mechanical Polishing)を用いて層間絶縁膜5の表面を平坦にする。次いで、層間絶縁膜5内にドレイン拡散層Dに達するコンタクトホール6を形成する。次いで、コンタクトホール6内にプラグ7を形成する。なお、ドレイン拡散層D、コンタクトホール6及びプラグ7は、図5の断面には示されていない(ただし、図2に示す断面には示されている)。次いで、層間絶縁膜5及びプラグ7上に、第1層金属配線層を形成し、局所配線8を形成する。第1層金属配線層の一形成例は、層間絶縁膜5及びプラグ7上に、バリアメタル層21として、例えば、チタン膜及び窒化チタン膜の積層膜、主導電膜22として、例えば、アルミニウム又はアルミニウムと銅の合金膜、及びリソグラフィ工程における反射防止膜23として、例えば、窒化チタン膜を順次スパッタ法を用いて形成する。次いで、バリアメタル層21、主導電膜22、反射防止膜23の積層膜からなる第1層金属配線層を、リソグラフィ法を用いてパターニングし、プラグ7に電気的に接続される局所配線8を形成する。図5では、局所配線8−31〜8−34が示されている。次いで、層間絶縁膜5及び局所配線8上に、プラズマCVD法を用いてSiOを堆積し、第2層層間絶縁膜9を形成する。ここで、層間絶縁膜9の誘電率を下げるために、SiOにフッ素(F)をドープしても良い。次いで、
CMP法を用いて層間絶縁膜9の表面を平坦にする。この表面平坦化には、例えば、層間絶縁膜5の表面平坦化と同様な平坦化技術を用いることができる。
【0048】
次に、図6に示すように、層間絶縁膜9の表面上に、ストッパ層11となる薄膜24を形成する。薄膜24は、層間絶縁膜9に対してエッチング選択比を取れる物質を含んでいれば良い。本例では、層間絶縁膜9の一例としてSiOを例示している。従って、本例では、薄膜24の一材料例として、窒化チタン膜及びチタン膜を含む積層膜を用いる。この積層膜の一形成例は、層間絶縁膜9上にチタンをスパッタしてチタン膜を形成し、次いで、チタン膜上に窒化チタンをスパッタし、窒化チタン膜を形成する。チタンと窒化チタンとの積層順序は、逆でも良い。
【0049】
次に、薄膜24をパターニングし、ストッパ層11を形成する。パターニングには、例えば、リソグラフィ技術が用いられ、リソグラフィ技術には、例えば、ROMコード用フォトマスク25が使用される。ROMコード用フォトマスク25には、ROMコードが、例えば、遮光膜26の有無に応じてプログラムされている。ROMコード用フォトマスク25は、例えば、ROMコードが異なる製品毎に用意される。ストッパ層11の一形成例は、次の通りである。まず、図7に示すように、薄膜24上にフォトレジストを塗布し、フォトレジスト膜を形成する。次いで、ROMコード用フォトマスク25を用いてフォトレジスト膜を露光し、フォトレジスト膜にROMコードを転写する。次いで、露光されたフォトレジスト膜を現像し、ストッパ層11のパターンに応じたフォトレジストパターン27を得る。次いで、図8に示すように、フォトレジストパターン27をエッチング用マスクに用いて薄膜24をドライ加工し、ストッパ層11を形成する。ここで、ドライ加工には、RIE(Reactive Ion Etching)技術やCDE(Chemical Dry Etching)技術が用いられる。次いで、図9に示すように、フォトレジストパターン27を、酸素プラズマ雰囲気中で燃焼させて剥離する。このようにして、ストッパ層11が形成される。
【0050】
次に、層間絶縁膜9に、スルーホール10を形成する。スルーホール10の一形成例は、次の通りである。まず、図10に示すように、層間絶縁膜9上及びストッパ層11上にフォトレジストを塗布し、フォトレジスト膜を形成する。次いで、スルーホールのパターンに対応した透過部28を持つスルーホール用フォトマスク29を用いてフォトレジスト膜を露光する。ここで、フォトマスク29の透過部28は、メモリセルTrの一つ一つに対して形成される。このため、フォトマスク29のスルーホール10のパターンは、たとえROMコードが異なる製品であっても、共通となる。次いで、露光されたフォトレジスト膜を現像し、スルーホール10のパターンに応じた開口30を持つフォトレジストパターン31を得る。次いで、図11に示すように、フォトレジストパターン31をエッチング用マスクに用いて層間絶縁膜9を、層間絶縁膜9をエッチングし易く、ストッパ層11をエッチングし難い条件、例えば、SiO(層間絶縁膜9)をエッチングし易く、チタンと窒化チタンとの積層膜(ストッパ層11)をエッチングし難いエッチャントを使用したRIE技術を用いてエッチングし、局所配線8に達するスルーホール10を形成する。ここで、ストッパ層11がある領域では、エッチングの進行がストッパ層11で抑制されるために、スルーホール10は形成されない。次いで、フォトレジストパターン31を、酸素プラズマ雰囲気中で燃焼させて剥離する。このようにして、スルーホール10が形成される。
【0051】
次に、図12に示すように、層間絶縁膜9上、スルーホール10内、及びストッパ層11上に、グルー層32を形成する。グルー層32は、スルーホール10の埋め込み材と、例えば、層間絶縁膜9との密着性を向上させるための層である。グルー層32の一例としては、スルーホール10の埋め込み材を、例えば、タングステンとした場合、チタン、あるいはチタンと窒化チタンとの積層膜を用いることができる。グルー層32は、必要に応じて形成される。
【0052】
次に、図13に示すように、グルー層32上に、例えば、CVD法を用いてタングステンを堆積し、タングステン膜33を形成する。次いで、図14に示すように、例えば、エッチバック法を用いて、タングステン膜33をエッチバックし、タングステン膜33をスルーホール10内に残し、プラグ12を形成する。
【0053】
次に、図15に示すように、プラグ12上、及びグルー層32上に、バリアメタル層34を形成する。バリアメタル層34は、例えば、チタンと窒化チタンとの積層膜からなり、プラグ12上、及びグルー層32上に、例えば、スパッタ法を用いて、チタン、窒化チタンを順次スパッタすることで形成される。
【0054】
次に、図16に示すように、バリアメタル層34上に、例えば、スパッタ法を用いて、例えば、アルミニウムまたはアルミニウムと銅の合金をスパッタし、主導電膜35を形成する。次いで、主導電膜35上に、例えば、スパッタ法を用いて、例えば、窒化チタンをスパッタし、反射防止膜36を形成する。これにより、バリアメタル層34、主導電膜35、及び反射防止膜36を含む第2層金属配線層37が形成される。
【0055】
次に、図17に示すように、第2層金属配線層37上に、フォトレジストを塗布し、フォトレジスト膜を形成する。次いで、リソグラフィ技術を用いて、フォトレジスト膜を露光及び現像し、ビット線パターンに応じたフォトレジストパターン38を形成する。
【0056】
次に、図18に示すように、フォトレジストパターン38をマスクに用いて、第2層金属配線層37をパターニングし、ビット線BL(BL1〜BL4)を形成する。この際、ストッパ層11の端部が、ビット線BLよりはみ出している場合には、バリアメタル層34と同時にエッチングされる。本例におけるストッパ層11は、チタンと窒化チタンとの積層膜である。この積層膜は、バリアメタル層34と同じである。さらに、本例ではグルー層32と同じである。このため、ストッパ層11は、バリアメタル層34、及びグルー層32と同時にエッチングされ、ストッパ層11のロウ方向に沿った幅は、ビット線BLのロウ方向に沿った幅と同じになる。
【0057】
この発明の第1実施形態に係る読み出し専用半導体メモリによれば、ROMコードを、ストッパ層11を形成するか否かによりプログラムする。ストッパ層11の形成パターンは、例えば、ROMコード用フォトマスク25に描かれる。ROMコード用フォトマスク25は、ストッパ層11の形成パターンのみを描くことが可能であり、ROMコードのプログラムのみに使用することができる。ROMコード用フォトマスク25をROMコードのプログラムのみに使用することで、読み出し専用半導体メモリ以外の回路に不具合が生じたとき、ROMコード用フォトマスク25は修正する必要が無い。従って、読み出し専用半導体メモリ以外の回路に不具合が生じたとき、従来、ROMコードを含むフォトマスクを、ROMコードが異なる製品の全てで修正する必要があった事情を解消でき、製造コストの増加を抑制することができる。もちろん、修正に要する期間も短縮することができる。
【0058】
また、ROMコードは、ストッパ層11を形成するか否かによりプログラムされる。このため、ストッパ層11を形成する直前の段階までの装置を、各IC製品で共通使用される装置、所謂“母体”とすることができる。“母体”は各IC製品で共通の構造体であり、例えば、IC生産工場内にストックしておくことが可能である。各IC製品は、例えば、ストックされた“母体”から生産することが可能である。例えば、各IC製品は、“母体”に対して回路の結線状態を変え、ROMコードを変えることで、“母体”から生産される。
【0059】
本第1実施形態では、例えば、図5に示した第2層層間絶縁膜9を形成した段階の装置、もしくは図6に示したストッパ層となる薄膜24を形成した段階の装置を“母体”にできる。図5、もしくは図6に示す“母体”はIC製造の最終工程に近い段階の装置である。このため、“母体”以後の製造工程を減らすことができる。“母体”以後の製造工程は、各IC製品のTATを左右する。“母体”以後の製造工程を減らすことができれば、TATを短縮することが可能、という利点を得ることができる。
【0060】
図19に、特許文献1、2、3(Contact ROM、イオン注入型ROM、Via ROM)に係る装置、及び本第1実施形態に係る装置との比較図を示す。なお、図19では、特許文献1、2、3に係る装置の製造工程を、本第1実施形態に係る装置の製造工程に併せた場合を想定している。
【0061】
図19に示すように、本第1実施形態に係る装置の“母体”は、特許文献1、2(Contact ROM、イオン注入型ROM)に係る装置の“母体”よりも最終工程に近い段階にあり、特許文献3(Via ROM)に係る装置と同等の段階である。このため、本第1実施形態に係る装置のTATは、特許文献3に係る装置のTATと同等にできる。
【0062】
ところで、特許文献3に係る装置は、ROMコードプログラムを、スルーホールを形成するか否かで行う。このため、読み出し専用半導体メモリ以外の回路に不具合が生じたとき、スルーホール用フォトマスクを、ROMコードが異なる製品の全てで修正しなければならない。従って、修正が必要になった場合には、修正のために、相応の期間と、相応のコストが必要である。この点において、上述した通りであるが、本第1実施形態に係る装置は、スルーホール用フォトマスク29の読み出し専用半導体メモリのパターンは、ROMコードが異なる製品であっても共通である。このため、ROMコードの検証はしなくて良い。このため、本第1実施形態に係る装置は、特許文献3に係る装置に対して、例えば、修正に要する期間の短縮に有利である。
【0063】
また、本第1実施形態では、ストッパ層11のロウ方向に沿った幅W11が、ビット線BLのロウ方向に沿った幅WBLと同じである。しかし、幅W11は幅WBLと異なる、例えば、図20に示すように、幅W11が幅WBLよりも広くても良い。ただし、ストッパ層11が導電物であり、幅W11が幅WBLと同じ、もしくは幅W11が幅WBLよりも狭い場合には、次のような利点がある。
【0064】
例えば、図21に示すように、幅W11が幅WBLよりも広い場合(W11>WBL)、ストッパ層11が存在する部分において、ビット線BLの寄生容量(CBL)に、ストッパ層11の寄生容量が加わる。具体的には、ストッパ層11の露出した上面の寄生容量(C11LU+C11RU)と、ストッパ層11の露出した側面の寄生容量(C11LS+C11RS)とが、寄生容量(CBL)に加わる。このため、ビット線BLの寄生容量が増え、例えば、ビット線BLの信号伝播速度が低下し易くなる。また、1本のビット線BLに接続されるストッパ層11の数は、ビット線BL毎に異なるのが通常である。このため、ビット線BL毎の寄生容量のバラツキが大きくなる。このような事情により、もし、動作の高速化をシビアに要求する製品の場合には、不利である。
【0065】
対して、例えば、図22に示すように、幅W11が幅WBLと同じ、もしくは幅W11が幅WBLよりも狭い場合(W11≦WBL)、ビット線BL自体の寄生容量(CBL)に、ストッパ層11の露出した側面の寄生容量(C11LS+C11RS)が加わるのみで済む。このため、ビット線BLの寄生容量の増加は、図21に示す場合に比較して抑制され、例えば、動作の高速化に有利である。
【0066】
(第2実施形態)
第2実施形態は、第1実施形態に係る読み出し専用半導体メモリを用いたマイクロコントローラの一例である。
【0067】
図23はこの発明の第1実施形態に係る読み出し専用半導体メモリを持つマイクロコントローラチップのレイアウトの一例を示す平面図、図24はそのストッパ層パターンの一例を示す平面図である。
【0068】
図23に示すように、マイクロコントローラチップ40には、第1実施形態に係る読み出し専用半導体メモリ(ROM領域)の他に、CPUや、その他の様々な回路が含まれている。図24に示すように、ストッパ層11は、読み出し専用半導体メモリが形成されるROM領域上に形成され、それ以外の領域には形成されない。通常は、このパターンである。
【0069】
しかし、ストッパ層11の微細化が進むと、チップの一部分に、局所的に集まったストッパ層11のパターンを形成することが難しくなってくる。この理由の一つは、ストッパ層11のパターンの粗密差である。ストッパ層11のパターンに粗な部分と密な部分とがあると、ストッパ層11のパターンに、例えば、マイクロローディング効果が発生する。マイクロローディング効果が発生すると、ストッパ層11のサイズが、例えば、読み出し専用半導体メモリの外周部分と、内側部分とで変わってしまう。この現象を抑制するために、第2実施形態では、読み出し専用半導体メモリの領域以外の領域上にも、ストッパ層(以下ダミーストッパ層)を設けるようにした。
【0070】
図25はこの発明の第2実施形態の第1例に係る読み出し専用半導体メモリ付マイクロコントローラのダミーストッパ層パターンの一例を示す平面図である。
【0071】
図25に示すように、第1例に係る装置では、読み出し専用半導体メモリの領域(ROM領域)上にストッパ層11を形成し、読み出し専用半導体メモリの領域(ROM領域)以外には、ストッパ層11と同じアイランドパターンのダミーストッパ層41を形成する。ダミーストッパ層41を設けることで、ストッパ層11、41が、チップ全体にほぼ均等に配置されるようになり、ストッパ層11、41のパターンの粗密差が、例えば、図24に示す装置に比較して緩和される。従って、例えば、マイクロローディング効果が発生し難くなり、読み出し専用半導体メモリにおいて、ストッパ層11が形成され易くなる。例えば、ストッパ層11のサイズが、読み出し専用半導体メモリの外周部分と、内側部分とで変わってしまうことを抑制でき、ストッパ層11を微細に形成することができる。
【0072】
図26はこの発明の第2実施形態の第2例に係る読み出し専用半導体メモリ付マイクロコントローラのダミーストッパ層パターンの一例を示す平面図である。
【0073】
図26に示すように、第2例に係る装置では、ダミーストッパ層41のパターンを、アイランドパターンからホールパターンとしている。ダミーストッパ層41のパターンは、アイランドパターンに限らず、ホールパターンとすることが可能である。
【0074】
ダミーストッパ層41をホールパターンとした場合、ダミーストッパ層41が導電物であると、例えば、第2層金属配線層どうしが、ダミーストッパ層41を介して短絡する可能性がある。この場合には、第1実施形態でも述べたように、第2層金属配線層をパターニングするためのマスク、もしくは第2層金属配線層自体をマスクに用いて、ダミーストッパ層41をエッチングし、ダミーストッパ層41を第2層金属配線層下に閉じ込めてしまえば良い。
【0075】
また、ダミーストッパ層41のパターンがアイランドパターン、ホールパターンのいずれの場合においても、ダミーストッパ層41は、読み出し専用半導体メモリ以外の領域において、例えば、第1層金属配線層に接続されるスルーホール10が形成されない個所に形成される。言い換えれば、ダミーストッパ層41は、読み出し専用半導体メモリ以外の領域において、スルーホール10の形成を予定する個所以外に形成される。例えば、図25に示す第1例では、ダミーストッパ層41がスルーホール10の上方以外の領域に形成され、図26に示す第2例では、スルーホール10の上方に、ダミーストッパ層41のホールパターン42を形成するようにしている。ダミーストッパ層41は、スルーホールの形成を抑止する材料で形成されるため、ダミーストッパ層41の下にはスルーホール10が形成されない。スルーホール10を形成すべき個所に、スルーホール10が形成されないと、誤配線が生じる。
【0076】
スルーホール10の形成を予定する個所の一例は、ダミーストッパ層41よりも下の層にある導電体パターンの上方、本例では第1層金属配線層の上方である。従って、ダミーストッパ層41は、例えば、第1層金属配線層の上方を避けて配置されると良い。
【0077】
さらに、スルーホール10は、第1層金属配線層ではなく、第1層金属配線層が形成される層をスルーし、第1層金属配線層よりも下の層にある導電体パターンに向かって形成されることもある。例えば、MOSトランジスタのゲート電極や、ソース/ドレイン拡散層である。従って、ダミーストッパ層41は、MOSトランジスタのゲート電極の上方、あるいはソース/ドレイン拡散層、即ち活性領域の上方を、さらに避けて配置されるようにしても良い。
【0078】
なお、ダミーストッパ層41は、必ずしも設けられる必要はなく、例えば、図24に示すパターンでも、ストッパ層11を良好に形成できるのであれば、図24に示すパターンとしても良い。ダミーストッパ層41は、必要に応じて設けられれば良い。
【0079】
(第3実施形態)
第3実施形態は、第2実施形態と同様に、ダミーストッパ層を設けた例である。ダミーストッパ層の形成位置はIC製品毎に変えてもよいが、“母体”から製造する製品(セミカスタム)には不利である。例えば、IC製品ごとに、ダミーストッパ層41の形成位置を変える必要があり、ROMコード用マスクの製作に、時間を要してしまう。これは、TATの長期化を招く。
【0080】
本第3実施形態は、TATの長期化を抑制できるダミーストッパ層を有した読み出し専用半導体メモリ付マイクロコントローラに関する。
【0081】
図27はこの発明の第3実施形態の第1例に係る読み出し専用半導体メモリ付マイクロコントローラのダミーストッパ層パターンの一例を示す平面図である。
【0082】
図27に示すように、第1例に係る装置は、配線を敷くための領域(配線トラック)が、予め確保されているICである。このようなICは、例えば、ゲートアレイ方式IC、SOG(Sea Of Gate)方式IC、スタンダードセル方式IC、セルベース方式IC等にみられる。これらの装置では、例えば、第1層金属配線層用配線トラック50と、第2層金属配線層用配線トラック51とが予め確保されており、これらの配線トラック50、51を利用して、第1層金属配線層、第2層金属配線層が敷かれる。第1層金属配線層配線トラック50と第2層金属配線層トラック51との交点52は、第2層金属配線層を第1層金属配線層に接続するスルーホールの形成が可能な領域である。つまり、スルーホールの形成を予定する個所である。そこで、第3実施形態の一例に係る装置では、ダミーストッパ層41を、交点52の上方を避け、交点52の上方以外の領域に配置する。これにより、ダミーストッパ層41のパターンは、たとえ、スルーホールの位置が変わる場合においても変更せずに済む。従って、ROMコード用マスクの製作に要する時間を短縮でき、TATの長期化を抑制することが可能となる。
【0083】
図28はこの発明の第3実施形態の第2例に係る読み出し専用半導体メモリ付マイクロコントローラのダミーストッパ層パターンの一例を示す平面図である。
【0084】
図28に示すように、第2例に係る装置は、第1例に係る装置のダミーストッパ層41を、ホールパターンとした例である。この場合には、ダミーストッパ層41のホールパターン42を、交点52の上方に配置する。これにより、上記第1例と同様に、ダミーストッパ層41のパターンは、たとえ、スルーホールの位置が変わる場合においても、変更せずに済む。従って、ROMコード用マスクの製作に要する時間を短縮でき、TATの長期化を抑制することが可能となる。
【0085】
図29はこの発明の第3実施形態の第3例に係る読み出し専用半導体メモリ付マイクロコントローラのダミーストッパ層パターンの一例を示す平面図である。
【0086】
第1、第2例では、配線トラックどうしの交点を、スルーホールの形成を予定する個所とみなし、ダミーストッパ層41を、上記交点を避けて配置した。
【0087】
本第3例は、スルーホールを形成するための領域53が、予め確保されているICである。このようなICは、例えば、スルーホールを形成するための領域53がランダムに存在している場合に、利用される。第2層金属配線層は、領域53どうしをつなぐように配置され、結線される。このようなICも、第1、第2例と同様に、例えば、ゲートアレイ方式IC、SOG(Sea Of Gate)方式IC、スタンダードセル方式IC、セルベース方式IC等にみられる。領域53は、スルーホールの形成を予定する個所である。従って、ダミーストッパ層41は、領域53の上方を避け、領域53の上方以外の領域に配置される。領域53であるか否かを決定する例は、いくつかあるが、代表的には次の通りである。
【0088】
(1) ダミーストッパ層41よりも下の層にある導電体パターン、本例では第1層金属配線層及びゲート電極に幅が広い部分(フリンジ)54があるか否か。フリンジ54がある部分は、スルーホールを形成するための領域53である。
【0089】
(2) 活性領域AAの上方であるか否か。活性領域AAは、トランジスタのソース/ドレインであり、第1層金属配線層や第2層金属配線層が接続される領域である。活性領域AAは、スルーホールを形成するための領域53である。
【0090】
(3) ダミーストッパ層41よりも下の層にある導電体パターン、本例では第1層金属配線層やゲート電極にフリンジがない場合、他の導電体パターンとの接続個所(プラグ、あるいはコンタクトホール、あるいはスルーホール)55があるか否か。接続個所55がある部分には、通常、スルーホールを形成しない。つまり、接続個所55がない部分は、スルーホールを形成することが可能な領域である。従って、接続個所がない部分を、スルーホールを形成するための領域53とみなす。
【0091】
もちろん、これらは代表的な例のいくつかであり、領域53の決定は、これらに限られるものではない。
【0092】
このように、ダミーストッパ層41を、スルーホールを形成するための領域53の上方を避け、領域53の上方以外の領域に配置することで、第1、第2例と同様に、ダミーストッパ層41のパターンは、たとえ、スルーホールの位置が変わる場合においても、変更せずに済む。従って、ROMコード用マスクの製作に要する時間を短縮でき、TATの長期化を抑制することが可能となる。
【0093】
図30はこの発明の第3実施形態の第4例に係る読み出し専用半導体メモリ付マイクロコントローラを示す平面図である。
【0094】
図30に示すように、第4例に係る装置は、第3例に係る装置のダミーストッパ層41を、ホールパターンとした例である。この場合には、ダミーストッパ層41のホールパターン42を、スルーホールを形成するための領域53の上方に配置する。これにより、上記第1〜第3例と同様に、ダミーストッパ層41のパターンは、たとえ、スルーホールの位置が変わる場合においても、変更せずに済む。従って、ROMコード用マスクの製作に要する時間を短縮でき、TATの長期化を抑制することが可能となる。
【0095】
以上、この発明を第1〜第4実施形態により説明したが、この発明は、これら実施形態それぞれに限定されるものではなく、その実施にあたっては、発明の要旨を逸脱しない範囲で種々に変形することが可能である。
【0096】
また、上記実施形態はそれぞれ、単独で実施することが可能であるが、適宜組み合わせて実施することも、もちろん可能である。
【0097】
また、上記各実施形態には、種々の段階の発明が含まれており、各実施形態において開示した複数の構成要件の適宜な組み合わせにより、種々の段階の発明を抽出することも可能である。
【0098】
また、上記各実施形態では、この発明を読み出し専用半導体メモリ、及びこの読み出し専用半導体メモリを備えたマイクロコントローラに適用した例に基づき説明したが、上述したような読み出し専用半導体メモリを備えた半導体集積回路装置、例えば、プロセッサ、システムLSI等もまた、この発明の範疇である。
【0099】
【発明の効果】
以上説明したように、この発明によれば、製造コストの増加の抑制、及び修正に要する期間の短縮が可能な読み出し専用半導体メモリを有する半導体集積回路装置及びその製造方法を提供できる。
【図面の簡単な説明】
【図1】図1はこの発明の第1実施形態に係る読み出し専用半導体メモリの一平面パターン例を示す平面図
【図2】図2は図1中のII−II線に沿う断面図
【図3】図3は図1中のIII−III線に沿う断面図
【図4】図4はこの発明の第1実施形態に係る読み出し専用半導体メモリの等価回路図
【図5】図5はこの発明の第1実施形態に係る読み出し専用半導体メモリの主要な製造工程を示す断面図
【図6】図6はこの発明の第1実施形態に係る読み出し専用半導体メモリの主要な製造工程を示す断面図
【図7】図7はこの発明の第1実施形態に係る読み出し専用半導体メモリの主要な製造工程を示す断面図
【図8】図8はこの発明の第1実施形態に係る読み出し専用半導体メモリの主要な製造工程を示す断面図
【図9】図9はこの発明の第1実施形態に係る読み出し専用半導体メモリの主要な製造工程を示す断面図
【図10】図10はこの発明の第1実施形態に係る読み出し専用半導体メモリの主要な製造工程を示す断面図
【図11】図11はこの発明の第1実施形態に係る読み出し専用半導体メモリの主要な製造工程を示す断面図
【図12】図12はこの発明の第1実施形態に係る読み出し専用半導体メモリの主要な製造工程を示す断面図
【図13】図13はこの発明の第1実施形態に係る読み出し専用半導体メモリの主要な製造工程を示す断面図
【図14】図14はこの発明の第1実施形態に係る読み出し専用半導体メモリの主要な製造工程を示す断面図
【図15】図15はこの発明の第1実施形態に係る読み出し専用半導体メモリの主要な製造工程を示す断面図
【図16】図16はこの発明の第1実施形態に係る読み出し専用半導体メモリの主要な製造工程を示す断面図
【図17】図17はこの発明の第1実施形態に係る読み出し専用半導体メモリの主要な製造工程を示す断面図
【図18】図18はこの発明の第1実施形態に係る読み出し専用半導体メモリの主要な製造工程を示す断面図
【図19】図19は公知文献に係る装置と第1実施形態に係る装置との比較図
【図20】図20はこの発明の第1実施形態の変形例に係る読み出し専用半導体メモリを示す平面図
【図21】図21はこの発明の第1実施形態の変形例に係る読み出し専用半導体メモリの寄生容量を示す図
【図22】図22はこの発明の第1実施形態に係る読み出し専用半導体メモリの寄生容量を示す図
【図23】図23はこの発明の第1実施形態に係る読み出し専用半導体メモリを持つマイクロコントローラチップのレイアウトの一例を示す平面図
【図24】図24はこの発明の第1実施形態に係る読み出し専用半導体メモリを持つマイクロコントローラチップのストッパ層パターンの一例を示す平面図
【図25】図25はこの発明の第2実施形態の第1例に係るマイクロコントローラチップのダミーストッパ層パターンの一例を示す平面図
【図26】図26はこの発明の第2実施形態の第2例に係るマイクロコントローラチップのダミーストッパ層パターンの一例を示す平面図
【図27】図27はこの発明の第3実施形態の第1例に係るマイクロコントローラのダミーストッパ層パターンの一例を示す平面図
【図28】図28はこの発明の第3実施形態の第2例に係るマイクロコントローラのダミーストッパ層パターンの一例を示す平面図
【図29】図29はこの発明の第3実施形態の第3例に係るマイクロコントローラのダミーストッパ層パターンの一例を示す平面図
【図30】図30はこの発明の第3実施形態の第4例に係るマイクロコントローラのダミーストッパ層パターンの一例を示す平面図
【図31】図31はLOCOS ROMの平面図
【図32】図32はContact ROMの平面図
【図33】図33はイオン注入型ROMの平面図
【図34】図34はAL ROMの平面図
【図35】図35はVia ROMの平面図
【図36】図36はVia ROMの断面図
【符号の説明】
1…P型シリコン基板、2…素子分離領域、3…ゲート絶縁膜、5…第1層層間絶縁膜、6…コンタクトホール、7…プラグ、8…局所配線、9…第2層層間絶縁膜、10…スルーホール、11…ストッパ層、12…プラグ、21…バリアメタル層、22…主導電膜、23…反射防止膜、24…ストッパ層となる薄膜、25…ROMコード用フォトマスク、26…遮光膜、27…フォトレジストパターン、28…透過部、29…スルーホール用フォトマスク、30…開口、31…フォトレジストパターン、32…グルー層、33…タングステン膜、34…バリアメタル層、35…主導電膜、36…反射防止膜、37…第2層金属配線層、38…フォトレジストパターン、40…マイクロコントローラチップ、41…ダミーストッパ層、42…ホールパターン、50…第1層金属配線層用配線トラック、51…第2層金属配線層用配線トラック、52…配線トラックどうしの交点、53…スルーホールを形成するための領域、54…フリンジ、55…接続個所。
[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a semiconductor integrated circuit device, and more particularly to a semiconductor integrated circuit device having a read-only semiconductor memory.
[0002]
[Prior art]
In a microcontroller equipped with a non-volatile memory, a user program is stored in a mask ROM, an EPROM (Erasable and Programmable ROM), or a flash memory. Among these, the mask ROM is a device that programs stored information into an LSI manufacturing process, that is, an LSI mask pattern. Advantages of the mask ROM include the following.
[0003]
-Since a write operation is unnecessary, the peripheral circuit is simpler than that of EPROM or EEPROM.
[0004]
The memory cell can be a normal transistor, and no special manufacturing process is required. For this reason, an LSI chip can be manufactured at low cost.
[0005]
-Since data cannot be written or erased, there is no loss of data or erroneous rewriting due to mishandling by the user.
[0006]
On the other hand, the disadvantage is
-The so-called "Turn Around Time (TAT)" is a long period until the product is supplied from the producer to the end user.
[0007]
・ In addition to the mother body, only the user's ROM code type mask is required, so the cost is high for small-volume production.
[0008]
-Since data cannot be changed, for example, if there is a bug in the program, it needs to be corrected, resulting in risks for users and producers.
[0009]
As conventional examples, ROM cell plan views are shown in FIGS. 31 to 35, and the advantages and disadvantages of each memory cell are given. In the description of the conventional example, data “1” indicates that the cell current flows and the bit line potential decreases, and data “0” indicates that the cell current does not flow and the bit line potential does not change.
[0010]
FIG. 31 is a plan view of a cell (hereinafter referred to as LOCOS ROM) for programming data in accordance with the presence or absence of the diffusion layer pattern. The LOCOS ROM programs data depending on whether or not a diffusion layer (element region) pattern is formed under the gate electrode (word line WL) of the memory cell transistor Tr, that is, in the channel. In the Tr in which the diffusion layer pattern is formed, for example, the threshold value is set so that the cell current flows when the potential of the word line WL is set to the “HIGH” level. As a result, a current flows from the bit line BL toward the source S through the Tr channel (Tr = ON), and the programmed data becomes “1”. For example, in a Tr having no diffusion layer pattern in the channel and having an element isolation region (LOCOS) pattern, for example, no cell current flows even when the potential of the word line WL is set to the “HIGH” level (Tr = OFF). . Therefore, the programmed data is “0”. The circuit system of this type of cell is generally a NOR type, has a small resistance between the bit line BL and the source S, can obtain a large current gain, and can operate at high speed. However, the ROM is programmed in the element isolation region forming step, and a photomask for programming data (hereinafter referred to as ROM code mask) is commonly used, for example, as a photomask used for element isolation region formation. Become. Since the element isolation region forming step is performed at an early stage of the wafer process, a structure (hereinafter referred to as a parent body) common to each IC product is a structure before the element isolation region is formed. For this reason, TAT becomes long.
[0011]
FIG. 32 is a plan view of a cell (hereinafter referred to as “Contact ROM”) for programming data according to the presence or absence of a contact hole. In the contact ROM, the programmed data is “1” when the contact CC is between the bit line BL and the drain D, and the programmed data is “0” when there is no contact CC. In the contact ROM, data is programmed in a contact hole forming process closer to the final process than in the element isolation region forming process, so that TAT can be shortened as compared with the LOCOS ROM. As a known document of this type of cell, for example, there is Patent Document 1.
[0012]
FIG. 33 is a plan view of a cell (hereinafter referred to as an ion implantation ROM) for programming data in accordance with the presence or absence of ion implantation. In the ion implantation ROM, impurity ions are implanted into the channel so that the memory cell transistor Tr for programming data “1” is a depletion type, and impurity ions are implanted into the other memory cell transistors. First, the enhancement type is maintained and data “0” is programmed. The example shown in FIG. 33 is a NAND cell in which a plurality of memory cell transistors Tr are connected in series between a bit line BL and a source S. Since the NAND type cell does not need to form a contact hole for each bit as compared with the NOR type cell, the size per memory cell transistor can be reduced. However, since a plurality of transistors are directly connected between the bit line BL and the source S, a sufficient current gain cannot be obtained, and high-speed operation is difficult. In an ion implantation ROM, data is usually programmed using channel ion implantation for depletion type during a channel ion implantation step before a gate electrode forming step. In this method, in order to further shorten TAT, the ion implantation energy is increased, and after the gate electrode forming step, impurity ions for depletion type are implanted into the channel through the gate electrode. In addition, there is a method of implanting the impurity ions into the channel through the first layer interlayer insulating film and the gate electrode after forming the first layer interlayer insulating film. As a known document, for example, there is Patent Document 2.
[0013]
FIG. 34 is a plan view of a cell (hereinafter referred to as AL ROM) for programming data according to the presence or absence of wiring. The AL ROM programs data depending on whether or not the source and drain contacts of the memory cell transistors Tr connected in series are connected by the wiring WW. In the case of “with wiring”, data “1” is programmed, and in the case of “without wiring”, data “0” is programmed. In the AL ROM, data is usually programmed in the first layer metal wiring forming step after the first layer interlayer insulating film forming step. For this reason, TAT can be shortened. However, since it is necessary to arrange a contact for each bit as compared with the ion implantation type ROM, the occupied area per cell is increased.
[0014]
FIG. 35 is a plan view of a cell (hereinafter referred to as Via ROM) for programming data according to the presence or absence of a through hole. In the Via ROM, the local wiring LWW connected to the drain D of each memory cell transistor is formed using the first layer metal layer, and the bit line BL is formed using the second layer metal layer. If there is a through hole Via in the interlayer insulating film between the bit line BL and the local wiring, the programmed data is “1”, and if not, the programmed data is “0”. FIG. 36 shows a cross section of the Via ROM. A pattern to be a ROM code is determined by, for example, the presence or absence of an opening by using a photomask for forming a through hole Via. In ViaROM, data is programmed in the through-hole forming process after the first-layer metal wiring forming process and the second-layer interlayer insulating film forming process, so that any of the cells shown in FIGS. TAT can be shortened. As a known document, there is Patent Document 3.
[0015]
[Patent Document 1]
US Pat. No. 4,358,889
[0016]
[Patent Document 2]
US Pat. No. 4,649,629
[0017]
[Patent Document 3]
US Pat. No. 5,943,255
[0018]
[Problems to be solved by the invention]
In a microcontroller equipped with a mask ROM, the ROM code is drawn on a photomask for forming a diffusion layer pattern, contact hole pattern, channel ion implantation pattern, first layer metal wiring formation pattern, or through hole pattern. It is. These photomasks are common to the mask ROM and circuits other than the mask ROM.
[0019]
If a problem occurs in a circuit other than the mask ROM, it is necessary to correct the photomask including the ROM code. The ROM code is different for most IC products. If there is a problem in a circuit other than the mask ROM in a mother body with many compatible products, the number of photomasks that must be corrected increases. For this reason, the cost required for correction and verification of the photomask increases, and the period required for correction and verification is also long. Moreover, the verification must not only verify that the corrected part is correctly corrected, but also verify whether the ROM code is correctly reproduced for each IC product. The ROM code is different for each IC product, and its verification is complicated and not easy.
[0020]
Further, when the miniaturization of an integrated circuit progresses, the manufacturing time per photomask increases, and the time required for mask verification and verification becomes longer and costs further increase. In particular, when a special mask such as a phase shift mask is used, for example, the number of manufacturing steps is larger than that of a normal photomask, and the manufacturing cost is high. Further, in the pattern verification, it is necessary to separately verify the phase shift amount and the transmittance, and the verification time is longer than that of a normal photomask.
[0021]
The present invention has been made in view of the above circumstances, and an object thereof is to provide a semiconductor integrated circuit device having a read-only semiconductor memory capable of suppressing an increase in manufacturing cost and shortening a period required for correction, and a method for manufacturing the same. Is to provide.
[0022]
[Means for Solving the Problems]
To achieve the above object, a semiconductor integrated circuit device according to a first aspect of the present invention includes a transistor having a gate as a word line provided on a semiconductor substrate, and a semiconductor substrate provided with the transistor. The interlayer insulating film provided and the interlayer insulating film positioned above one end of the current path of the transistor include a material different from the interlayer insulating film selectively provided according to programmed information A stopper layer, a conductive layer selectively provided in the interlayer insulating film depending on the presence or absence of the stopper layer, connected to one end of a current path of the transistor, the interlayer insulating film, the conductive layer, And a bit line provided on the stopper layer.
[0023]
According to a second aspect of the present invention, there is provided a method for manufacturing a semiconductor integrated circuit device comprising: forming a transistor having a gate as a word line on a semiconductor substrate; and forming an interlayer insulating film on the semiconductor substrate on which the transistor is formed. And a stopper layer containing a material different from the interlayer insulating film is selectively formed on the interlayer insulating film located above one end of the current path of the transistor according to programmed information. A step of selectively forming a conductive layer connected to one end of the current path of the transistor in the interlayer insulating film according to the presence or absence of the stopper layer, the interlayer insulating film, the conductive layer, And a step of forming a bit line on the stopper layer.
[0024]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings. In the description, common parts are denoted by common reference symbols throughout the drawings.
[0025]
(First embodiment)
1 is a plan view showing an example of a plane pattern of a read-only semiconductor memory according to the first embodiment of the present invention, FIG. 2 is a cross-sectional view taken along line II-II in FIG. 1, and FIG. 3 is III in FIG. FIG. 4 is an equivalent circuit diagram of the read-only semiconductor memory according to the first embodiment of the present invention.
[0026]
As shown in FIGS. 1 to 4, N-channel MOS transistors are arranged in an array on a semiconductor substrate, for example, a P-type silicon substrate 1. In the first embodiment, the N-channel MOS transistor functions as a memory cell. 1 to 4 show 16 memory cells Tr11 to Tr44 arranged at electrical intersections between the word lines WL1 to WL4 and the bit lines BL1 to BL4 in the memory cell array.
[0027]
The memory cells Tr11 to Tr44 of this example share the N-type source diffusion layer S between adjacent memory cells along the column direction (in this specification, the direction in which the bit line BL extends is defined as the column direction). For example, FIGS. 1 to 4 show Tr21 and Tr31, Tr22 and Tr32, Tr23 and Tr33, and Tr24 as memory cells that are adjacent along the column direction and share the source diffusion layer S. Further, the source diffusion layer S is shared by adjacent memory cells along the row direction (in this specification, the direction that intersects the column direction and the word line WL extends is defined as the row direction). For example, FIGS. 1 to 4 show Tr11 to Tr14, Tr21 to Tr24, Tr31 to Tr34, and Tr41 to Tr44 as memory cells sharing the source diffusion layer S along the row direction. Note that the source diffusion layer S of this example is shared between adjacent memory cells along the row direction. However, the source diffusion layer S is not limited to this structure. For example, the source diffusion layer S is separated for each column by the element isolation region 2, and the source diffusion layer S separated for each column is extended along the row direction and connected by a wiring to which a source potential is supplied. Also good.
[0028]
On the other hand, the N-type drain diffusion layer D is provided independently for each of the memory cells Tr11 to Tr44. 1 to 4, reference numerals D11 to D44 are assigned to the memory cells Tr11 to Tr44, respectively. The drain diffusion layers adjacent along the column direction, for example, D11 and D21, D31 and D41,..., D14 and D24, and D34 and D44 are separated by the element isolation region 2. Similarly, drain diffusion layers adjacent along the row direction, for example, D11 to D14,..., D41 to D44, are separated by the element isolation region 2.
[0029]
The element isolation region 2 is formed in the surface region of the substrate 1 and is made of an insulator, for example, silicon dioxide. Examples of silicon dioxide used for the element isolation region 2 include silicon dioxide deposited using tetraethoxysilane (TEOS) as a source gas, or a film obtained by oxidizing the silicon surface (thermal oxide film). The element isolation region 2 defines an element region on the surface of the substrate 1. The source diffusion layer S and the drain diffusion layers D11 to D44 are formed in the element region.
[0030]
A gate insulating film 3 is formed between the source diffusion layer S and the drain diffusion layers D11 to D44, that is, on the channel region. The gate insulating film 3 is made of a thin insulating film, for example, a silicon dioxide film having a thickness of about 5 to 15 nm. An example of silicon dioxide used for the gate insulating film 3 is a thermal oxide film.
[0031]
A gate electrode is formed on the gate insulating film 3. The gate electrode is a conductive film, for example, a conductive polycrystalline silicon film, a refractory metal film such as tungsten or cobalt, or a laminated structure film (polycide) including a polycrystalline silicon film and a silicided refractory metal film. Structure) or a laminated structure film (polymetal structure) including a polycrystalline silicon film and a refractory metal film. In this example, the gate electrode functions as the word lines WL1 to WL4.
[0032]
A first interlayer insulating film 5 is formed on the substrate 1 on which the gate electrode, the source diffusion layer S, the drain diffusion layers D11 to D44, and the element isolation region 2 are formed. The interlayer insulating film 5 is made of an insulator, for example, silicon dioxide. Silicon dioxide used for the interlayer insulating film 5 includes silicate glass (BPSG) containing boron and phosphorus, or silicon dioxide (CVD-SiO) formed by deposition. 2 ).
[0033]
In the interlayer insulating film 5, contact holes 6 reaching the drain diffusion layers D11 to D44 are formed. The contact hole 6 is provided in each of the memory cells Tr11 to Tr44. A plug 7 is formed in the contact hole 6. The plug 7 is made of a conductive material such as aluminum.
[0034]
Local wirings 8 are formed on the surface of the plug 7 and the surface of the interlayer insulating film 5. The local wiring 8 is electrically connected to the plug 7 and connected to the drain diffusion layers D11 to D44. The local wiring 8 is provided for each of the memory cells Tr11 to Tr44. 1 to 4, reference numerals 8-11 to 8-44 are assigned to the memory cells Tr11 to Tr44. The local wiring 8 is formed using, for example, a first metal wiring layer, and is made of, for example, an alloy of aluminum and copper.
[0035]
A second layer interlayer insulating film 9 is formed on the first layer interlayer insulating film 5 and the local wiring 8. A through hole 10 reaching the local wiring 8 is formed in the interlayer insulating film 9, and a stopper layer 11 disposed above the local wiring 8 is formed on the interlayer insulating film 9.
[0036]
The stopper layer 11 suppresses the formation of the through hole 10. For this reason, the through hole 10 is not formed below the stopper layer 11. In this example, using this structure, data “1” or data “0” is stored depending on whether the through hole 10 or the stopper layer 11 is formed. In this example, as an example of data storage, the stopper layer 11 is provided for the memory cells Tr11, Tr24, Tr32, and Tr44, and the through hole 10 is provided for the other memory cells. The stopper layer 11 is made of, for example, a material capable of taking an etching selectivity with respect to the interlayer insulating film 9 for the purpose of suppressing the formation of the through hole 10. In order to obtain an etching selection ratio with respect to the interlayer insulating film 9, the stopper layer 11 only needs to contain a material different from that of the interlayer insulating film 9, for example. In addition, the stopper layer 11 may be either a conductive material or an insulating material as long as an etching selection ratio can be obtained with respect to the interlayer insulating film 9.
[0037]
A plug 12 is formed in the through hole 10. The plug 12 is made of a conductive material such as tungsten or aluminum.
[0038]
Bit lines BL1 to BL4 are formed on the surface of the plug 12, the surface of the interlayer insulating film 9, and the stopper layer 11. The bit lines BL1 to BL4 are electrically connected to the selected local wiring 8 among the local wirings 8-11 to 8-44 through the plug 12, and are selected from the drain diffusion layers D11 to D44. The drain diffusion layer D is electrically connected. Further, the bit lines BL1 to BL4 in this example are also formed in contact with the stopper layer 11 and have a width W along the row direction of the stopper layer 11. 11 Is the width W of the bit lines BL1 to BL4 along the row direction. BL (See FIG. 3). Advantages of this will be described later.
[0039]
Next, the reading operation will be described.
[0040]
(When memory cells with through holes are selected)
For example, assume that the memory cell Tr21 shown in FIG. 4 is selected.
[0041]
First, the bit line BL1 is charged to the read potential. Next, among the word lines WL1 to WL4, the potential of the word line WL2 is raised. The drain diffusion layer D21 of Tr21 is connected to the bit line BL1 through the plug 12 formed in the through hole 10. Therefore, the bit line BL1 is connected to, for example, the grounded source diffusion layer S via the channel below the drain diffusion layer D21 and the word line (gate electrode) WL2 of Tr21. As a result, a cell current flows through Tr21, and the potential of the bit line BL1 charged to the read potential decreases toward the ground potential. Thereby, the read data becomes, for example, “1”.
[0042]
(When a memory cell with a stopper layer is selected)
For example, assume that the memory cell Tr11 shown in FIG. 4 is selected.
[0043]
Similarly to the above, the bit line BL1 is charged to the read potential. Next, among the word lines WL1 to WL4, the potential of the word line WL1 is raised. Since there is the stopper layer 11 above the drain diffusion layer D11 of Tr11, there is no through hole 10. For this reason, the bit line BL1 is not connected to the drain diffusion layer D11 of Tr11. For this reason, the cell current does not flow, and the bit line BL1 is in an open state, for example, and maintains the read potential. Thereby, the read data becomes, for example, “0”.
[0044]
In this way, in the read-only semiconductor memory according to the first embodiment, it is possible to program a ROM code composed of information “1” and “0”.
[0045]
Next, an example of a manufacturing method of the read-only semiconductor memory according to the first embodiment will be described. 5 to 18 are cross-sectional views showing the read-only semiconductor memory according to the first embodiment of the present invention for each main manufacturing process. The cross section shown in FIGS. 5 to 18 corresponds to the cross section taken along the line III-III in FIG.
[0046]
First, as shown in FIG. 5, N-channel MOS transistors Tr11 to Tr44 (Tr31 to Tr34 are shown in FIG. 5) are formed in a P-type silicon substrate 1. In this example, the N-channel MOS transistors Tr11 to Tr44 serving as memory cells are formed in the P-type silicon substrate 1 using a general manufacturing method, and a detailed manufacturing method is omitted.
[0047]
Next, on the substrate 1 on which the N-channel MOS transistors Tr11 to Tr44 are formed, for example, BPSG or undoped SiO 2 is used by using LPCVD. 2 Is deposited to form a first interlayer insulating film 5. The thickness of the interlayer insulating film 5 is, for example, about 1.0 μm. Further, there is a step due to the gate electrode (word line WL) on the substrate 1, and when the element isolation region 2 is formed using the LOCOS method, a step is formed between the element region and the element isolation region. Will occur. For this reason, the surface of the interlayer insulating film 5 is preferably planarized. An example of planarization is trichlorophosphoric acid (POCl 3 ) In an atmosphere or a nitrogen (N) atmosphere, heat treatment is performed at a temperature of about 800 to 950 ° C., and then the surface of the interlayer insulating film 5 is flattened by using a CMP method (Chemical Mechanical Polishing). Next, a contact hole 6 reaching the drain diffusion layer D is formed in the interlayer insulating film 5. Next, a plug 7 is formed in the contact hole 6. The drain diffusion layer D, the contact hole 6 and the plug 7 are not shown in the cross section of FIG. 5 (however, they are shown in the cross section shown in FIG. 2). Next, a first metal wiring layer is formed on the interlayer insulating film 5 and the plug 7, and a local wiring 8 is formed. One example of the formation of the first layer metal wiring layer is that the barrier metal layer 21 is formed on the interlayer insulating film 5 and the plug 7, for example, a laminated film of a titanium film and a titanium nitride film, and the main conductive film 22 is made of, As the aluminum and copper alloy film and the antireflection film 23 in the lithography process, for example, a titanium nitride film is sequentially formed by sputtering. Next, the first metal wiring layer composed of the laminated film of the barrier metal layer 21, the main conductive film 22, and the antireflection film 23 is patterned using a lithography method, and the local wiring 8 electrically connected to the plug 7 is formed. Form. In FIG. 5, local wirings 8-31 to 8-34 are shown. Next, SiO 2 is deposited on the interlayer insulating film 5 and the local wiring 8 using a plasma CVD method. 2 Is deposited to form a second interlayer insulating film 9. Here, in order to lower the dielectric constant of the interlayer insulating film 9, SiO 2 2 May be doped with fluorine (F). Then
The surface of the interlayer insulating film 9 is flattened using the CMP method. For the surface flattening, for example, a flattening technique similar to the surface flattening of the interlayer insulating film 5 can be used.
[0048]
Next, as shown in FIG. 6, a thin film 24 to be the stopper layer 11 is formed on the surface of the interlayer insulating film 9. The thin film 24 only needs to contain a substance capable of taking an etching selectivity with respect to the interlayer insulating film 9. In this example, as an example of the interlayer insulating film 9, SiO 2 Is illustrated. Therefore, in this example, a laminated film including a titanium nitride film and a titanium film is used as one material example of the thin film 24. In one example of forming this laminated film, titanium is sputtered on the interlayer insulating film 9 to form a titanium film, and then titanium nitride is sputtered on the titanium film to form a titanium nitride film. The stacking order of titanium and titanium nitride may be reversed.
[0049]
Next, the thin film 24 is patterned to form the stopper layer 11. For the patterning, for example, a lithography technique is used. For the lithography technique, for example, a ROM code photomask 25 is used. In the ROM code photomask 25, the ROM code is programmed according to the presence or absence of the light shielding film 26, for example. The ROM code photomask 25 is prepared for each product having a different ROM code, for example. An example of forming the stopper layer 11 is as follows. First, as shown in FIG. 7, a photoresist is applied on the thin film 24 to form a photoresist film. Next, the photoresist film is exposed using the ROM code photomask 25, and the ROM code is transferred to the photoresist film. Next, the exposed photoresist film is developed to obtain a photoresist pattern 27 corresponding to the pattern of the stopper layer 11. Next, as shown in FIG. 8, the thin film 24 is dry processed using the photoresist pattern 27 as an etching mask to form the stopper layer 11. Here, for dry processing, RIE (Reactive Ion Etching) technology or CDE (Chemical Dry Etching) technology is used. Next, as shown in FIG. 9, the photoresist pattern 27 is peeled off by burning in an oxygen plasma atmosphere. In this way, the stopper layer 11 is formed.
[0050]
Next, a through hole 10 is formed in the interlayer insulating film 9. An example of formation of the through hole 10 is as follows. First, as shown in FIG. 10, a photoresist is applied on the interlayer insulating film 9 and the stopper layer 11 to form a photoresist film. Next, the photoresist film is exposed using a through-hole photomask 29 having a transmissive portion 28 corresponding to the through-hole pattern. Here, the transmission part 28 of the photomask 29 is formed for each of the memory cells Tr. For this reason, the pattern of the through hole 10 of the photomask 29 is common even if the products have different ROM codes. Next, the exposed photoresist film is developed to obtain a photoresist pattern 31 having an opening 30 corresponding to the pattern of the through hole 10. Next, as shown in FIG. 11, using the photoresist pattern 31 as an etching mask, the interlayer insulating film 9, the interlayer insulating film 9 can be easily etched, and the stopper layer 11 is difficult to etch. 2 The interlayer insulating film 9 is easily etched, and the laminated film of titanium and titanium nitride (stopper layer 11) is etched using an RIE technique using an etchant that is difficult to etch to form a through hole 10 reaching the local wiring 8. To do. Here, in the region where the stopper layer 11 is present, the progress of etching is suppressed by the stopper layer 11, and thus the through hole 10 is not formed. Next, the photoresist pattern 31 is peeled off by burning in an oxygen plasma atmosphere. In this way, the through hole 10 is formed.
[0051]
Next, as shown in FIG. 12, the glue layer 32 is formed on the interlayer insulating film 9, in the through hole 10, and on the stopper layer 11. The glue layer 32 is a layer for improving the adhesion between the filling material of the through hole 10 and, for example, the interlayer insulating film 9. As an example of the glue layer 32, when the filling material of the through hole 10 is, for example, tungsten, titanium or a laminated film of titanium and titanium nitride can be used. The glue layer 32 is formed as necessary.
[0052]
Next, as shown in FIG. 13, tungsten is deposited on the glue layer 32 by using, for example, a CVD method to form a tungsten film 33. Next, as shown in FIG. 14, the tungsten film 33 is etched back by using, for example, an etch back method, leaving the tungsten film 33 in the through hole 10 and forming the plug 12.
[0053]
Next, as shown in FIG. 15, a barrier metal layer 34 is formed on the plug 12 and the glue layer 32. The barrier metal layer 34 is made of, for example, a laminated film of titanium and titanium nitride, and is formed on the plug 12 and the glue layer 32 by sequentially sputtering titanium and titanium nitride using, for example, a sputtering method. The
[0054]
Next, as shown in FIG. 16, the main conductive film 35 is formed on the barrier metal layer 34 by sputtering, for example, aluminum or an alloy of aluminum and copper by using a sputtering method, for example. Next, the antireflection film 36 is formed on the main conductive film 35 by sputtering, for example, using titanium nitride, for example. As a result, a second metal wiring layer 37 including the barrier metal layer 34, the main conductive film 35, and the antireflection film 36 is formed.
[0055]
Next, as shown in FIG. 17, a photoresist is applied on the second metal wiring layer 37 to form a photoresist film. Next, using a lithography technique, the photoresist film is exposed and developed to form a photoresist pattern 38 corresponding to the bit line pattern.
[0056]
Next, as shown in FIG. 18, the second-layer metal wiring layer 37 is patterned using the photoresist pattern 38 as a mask to form bit lines BL (BL1 to BL4). At this time, if the end portion of the stopper layer 11 protrudes from the bit line BL, the etching is performed simultaneously with the barrier metal layer 34. The stopper layer 11 in this example is a laminated film of titanium and titanium nitride. This laminated film is the same as the barrier metal layer 34. Further, this example is the same as the glue layer 32. Therefore, the stopper layer 11 is etched simultaneously with the barrier metal layer 34 and the glue layer 32, and the width of the stopper layer 11 along the row direction is the same as the width of the bit line BL along the row direction.
[0057]
According to the read-only semiconductor memory according to the first embodiment of the present invention, the ROM code is programmed depending on whether or not the stopper layer 11 is formed. The formation pattern of the stopper layer 11 is drawn on the ROM code photomask 25, for example. The ROM code photomask 25 can draw only the formation pattern of the stopper layer 11 and can be used only for the ROM code program. By using the ROM code photomask 25 only for the ROM code program, it is not necessary to correct the ROM code photomask 25 when a failure occurs in a circuit other than the read-only semiconductor memory. Therefore, when a problem occurs in a circuit other than the read-only semiconductor memory, it has been possible to eliminate the situation in which the photomask including the ROM code had to be corrected with all the products having different ROM codes. Can be suppressed. Of course, the period required for correction can also be shortened.
[0058]
The ROM code is programmed depending on whether or not the stopper layer 11 is formed. For this reason, the device up to the stage immediately before the formation of the stopper layer 11 can be a device commonly used in each IC product, so-called “matrix”. The “matrix” is a common structure for each IC product, and can be stocked, for example, in an IC production factory. Each IC product can be produced, for example, from a stocked “matrix”. For example, each IC product is produced from the “matrix” by changing the circuit connection state relative to the “matrix” and changing the ROM code.
[0059]
In the first embodiment, for example, the device at the stage where the second-layer interlayer insulating film 9 shown in FIG. 5 is formed, or the device at the stage where the thin film 24 serving as the stopper layer shown in FIG. Can be. The “matrix” shown in FIG. 5 or FIG. 6 is an apparatus at a stage close to the final process of IC manufacturing. For this reason, it is possible to reduce the manufacturing process after the “matrix”. The manufacturing process after the “matrix” determines the TAT of each IC product. If the manufacturing process after the “matrix” can be reduced, the advantage that TAT can be shortened can be obtained.
[0060]
FIG. 19 shows a comparison between the apparatus according to Patent Documents 1, 2, and 3 (Contact ROM, ion implantation ROM, Via ROM) and the apparatus according to the first embodiment. In FIG. 19, it is assumed that the manufacturing process of the device according to Patent Documents 1, 2, and 3 is combined with the manufacturing process of the device according to the first embodiment.
[0061]
As shown in FIG. 19, the “matrix” of the device according to the first embodiment is closer to the final process than the “matrix” of the device according to Patent Documents 1 and 2 (Contact ROM, ion-implanted ROM). Yes, it is the same stage as the apparatus according to Patent Document 3 (Via ROM). For this reason, the TAT of the device according to the first embodiment can be made equal to the TAT of the device according to Patent Document 3.
[0062]
Incidentally, the apparatus according to Patent Document 3 executes the ROM code program depending on whether or not to form a through hole. For this reason, when a failure occurs in a circuit other than the read-only semiconductor memory, the through-hole photomask must be corrected in all products having different ROM codes. Therefore, when a correction is required, a corresponding period and a corresponding cost are required for the correction. In this respect, as described above, in the apparatus according to the first embodiment, the pattern of the read-only semiconductor memory of the through-hole photomask 29 is common even for products having different ROM codes. For this reason, it is not necessary to verify the ROM code. For this reason, the apparatus according to the first embodiment is advantageous in shortening the time required for correction, for example, as compared with the apparatus according to Patent Document 3.
[0063]
Further, in the first embodiment, the width W of the stopper layer 11 along the row direction. 11 Is the width W along the row direction of the bit line BL. BL Is the same. But width W 11 Is width W BL For example, as shown in FIG. 11 Is width W BL It may be wider than. However, the stopper layer 11 is a conductive material and has a width W 11 Width W BL Same as or width W 11 Width W BL If it is narrower, there are the following advantages.
[0064]
For example, as shown in FIG. 11 Width W BL Wider than (W 11 > W BL ), In the portion where the stopper layer 11 exists, the parasitic capacitance (C BL ) Is added with the parasitic capacitance of the stopper layer 11. Specifically, the parasitic capacitance (C 11 LU + C 11 RU ) And the parasitic capacitance (C 11LS + C 11RS ) Is the parasitic capacitance (C BL ) For this reason, the parasitic capacitance of the bit line BL increases, and for example, the signal propagation speed of the bit line BL tends to decrease. Further, the number of stopper layers 11 connected to one bit line BL is usually different for each bit line BL. For this reason, the variation in parasitic capacitance for each bit line BL increases. Such a situation is disadvantageous in the case of a product that requires high speed operation.
[0065]
On the other hand, for example, as shown in FIG. 11 Width W BL Same as or width W 11 Width W BL Narrower than (W 11 ≦ W BL ), The parasitic capacitance (C11) of the exposed side surface of the stopper layer 11 to the parasitic capacitance (CBL) of the bit line BL itself. LS + C11 RS ) Just need to be added. For this reason, an increase in the parasitic capacitance of the bit line BL is suppressed as compared with the case shown in FIG. 21, which is advantageous, for example, in speeding up the operation.
[0066]
(Second Embodiment)
The second embodiment is an example of a microcontroller using the read-only semiconductor memory according to the first embodiment.
[0067]
FIG. 23 is a plan view showing an example of the layout of the microcontroller chip having the read-only semiconductor memory according to the first embodiment of the present invention, and FIG. 24 is a plan view showing an example of the stopper layer pattern.
[0068]
As shown in FIG. 23, the microcontroller chip 40 includes a CPU and various other circuits in addition to the read-only semiconductor memory (ROM area) according to the first embodiment. As shown in FIG. 24, the stopper layer 11 is formed on the ROM region where the read-only semiconductor memory is formed, and is not formed in any other region. Usually this pattern.
[0069]
However, when the stopper layer 11 is miniaturized, it becomes difficult to form a pattern of the stopper layer 11 gathered locally on a part of the chip. One reason for this is the difference in density of the pattern of the stopper layer 11. If the pattern of the stopper layer 11 includes a rough portion and a dense portion, for example, a microloading effect occurs in the pattern of the stopper layer 11. When the microloading effect occurs, the size of the stopper layer 11 changes, for example, between the outer peripheral portion and the inner portion of the read-only semiconductor memory. In order to suppress this phenomenon, in the second embodiment, a stopper layer (hereinafter referred to as a dummy stopper layer) is provided on an area other than the area of the read-only semiconductor memory.
[0070]
FIG. 25 is a plan view showing an example of a dummy stopper layer pattern of the microcontroller with a read-only semiconductor memory according to the first example of the second embodiment of the present invention.
[0071]
As shown in FIG. 25, in the device according to the first example, the stopper layer 11 is formed on the read-only semiconductor memory region (ROM region), and the stopper layer is formed on the region other than the read-only semiconductor memory region (ROM region). A dummy stopper layer 41 having the same island pattern as that of No. 11 is formed. By providing the dummy stopper layer 41, the stopper layers 11 and 41 are arranged almost evenly over the entire chip, and the difference in density of the patterns of the stopper layers 11 and 41 is compared with, for example, the apparatus shown in FIG. And relaxed. Therefore, for example, the microloading effect hardly occurs, and the stopper layer 11 is easily formed in the read-only semiconductor memory. For example, it is possible to suppress the size of the stopper layer 11 from changing between the outer peripheral portion and the inner portion of the read-only semiconductor memory, and the stopper layer 11 can be formed finely.
[0072]
FIG. 26 is a plan view showing an example of a dummy stopper layer pattern of a microcontroller with a read-only semiconductor memory according to a second example of the second embodiment of the present invention.
[0073]
As shown in FIG. 26, in the apparatus according to the second example, the pattern of the dummy stopper layer 41 is changed from an island pattern to a hole pattern. The pattern of the dummy stopper layer 41 is not limited to an island pattern, and can be a hole pattern.
[0074]
When the dummy stopper layer 41 is a hole pattern, if the dummy stopper layer 41 is a conductive material, for example, the second metal wiring layers may be short-circuited via the dummy stopper layer 41. In this case, as described in the first embodiment, the dummy stopper layer 41 is etched using the mask for patterning the second metal wiring layer or the second metal wiring layer itself as a mask, The dummy stopper layer 41 may be confined under the second metal wiring layer.
[0075]
Further, regardless of whether the pattern of the dummy stopper layer 41 is an island pattern or a hole pattern, the dummy stopper layer 41 is, for example, a through hole connected to the first metal wiring layer in an area other than the read-only semiconductor memory. 10 is formed at a place where it is not formed. In other words, the dummy stopper layer 41 is formed in a region other than the read-only semiconductor memory other than where the through hole 10 is to be formed. For example, in the first example shown in FIG. 25, the dummy stopper layer 41 is formed in a region other than above the through hole 10, and in the second example shown in FIG. 26, the hole of the dummy stopper layer 41 is above the through hole 10. A pattern 42 is formed. Since the dummy stopper layer 41 is formed of a material that suppresses the formation of the through hole, the through hole 10 is not formed under the dummy stopper layer 41. If the through hole 10 is not formed at a location where the through hole 10 is to be formed, an erroneous wiring occurs.
[0076]
An example of a place where the through hole 10 is scheduled to be formed is above the conductor pattern in a layer below the dummy stopper layer 41, in this example, above the first metal wiring layer. Therefore, the dummy stopper layer 41 is preferably disposed, for example, avoiding the upper side of the first metal wiring layer.
[0077]
Furthermore, the through hole 10 does not pass through the layer where the first metal wiring layer is formed, but instead of the first metal wiring layer, toward the conductor pattern in a layer below the first metal wiring layer. Sometimes formed. For example, a gate electrode of a MOS transistor or a source / drain diffusion layer. Therefore, the dummy stopper layer 41 may be disposed so as to avoid further above the gate electrode of the MOS transistor or above the source / drain diffusion layer, that is, the active region.
[0078]
The dummy stopper layer 41 is not necessarily provided. For example, the pattern shown in FIG. 24 may be the pattern shown in FIG. 24 as long as the stopper layer 11 can be satisfactorily formed. The dummy stopper layer 41 may be provided as necessary.
[0079]
(Third embodiment)
The third embodiment is an example in which a dummy stopper layer is provided, as in the second embodiment. Although the formation position of the dummy stopper layer may be changed for each IC product, it is disadvantageous for a product (semi-custom) manufactured from a “matrix”. For example, it is necessary to change the formation position of the dummy stopper layer 41 for each IC product, and it takes time to manufacture the ROM code mask. This leads to a prolonged TAT.
[0080]
The third embodiment relates to a microcontroller with a read-only semiconductor memory having a dummy stopper layer that can suppress the lengthening of TAT.
[0081]
FIG. 27 is a plan view showing an example of a dummy stopper layer pattern of the microcontroller with a read only semiconductor memory according to the first example of the third embodiment of the present invention.
[0082]
As shown in FIG. 27, the device according to the first example is an IC in which a region (wiring track) for laying wiring is secured in advance. Such ICs are found in, for example, gate array ICs, SOG (Sea Of Gate) ICs, standard cell ICs, cell base ICs, and the like. In these devices, for example, a first metal wiring layer wiring track 50 and a second metal wiring layer wiring track 51 are secured in advance, and the wiring tracks 50 and 51 are used to A first metal wiring layer and a second metal wiring layer are laid. An intersection 52 between the first-layer metal wiring layer wiring track 50 and the second-layer metal wiring layer track 51 is a region where a through hole that connects the second-layer metal wiring layer to the first-layer metal wiring layer can be formed. . In other words, it is a place where the formation of a through hole is planned. Therefore, in the apparatus according to the example of the third embodiment, the dummy stopper layer 41 is disposed in a region other than the area above the intersection 52 while avoiding the area above the intersection 52. Thereby, the pattern of the dummy stopper layer 41 does not need to be changed even when the position of the through hole changes. Accordingly, it is possible to shorten the time required for manufacturing the ROM code mask, and to suppress the lengthening of the TAT.
[0083]
FIG. 28 is a plan view showing an example of a dummy stopper layer pattern of a microcontroller with a read-only semiconductor memory according to a second example of the third embodiment of the present invention.
[0084]
As shown in FIG. 28, the device according to the second example is an example in which the dummy stopper layer 41 of the device according to the first example is a hole pattern. In this case, the hole pattern 42 of the dummy stopper layer 41 is disposed above the intersection 52. Thus, as in the first example, the pattern of the dummy stopper layer 41 does not need to be changed even when the position of the through hole changes. Accordingly, it is possible to shorten the time required for manufacturing the ROM code mask, and to suppress the lengthening of the TAT.
[0085]
FIG. 29 is a plan view showing an example of a dummy stopper layer pattern of a microcontroller with a read-only semiconductor memory according to a third example of the third embodiment of the present invention.
[0086]
In the first and second examples, the intersection between the wiring tracks is regarded as a place where the formation of a through hole is planned, and the dummy stopper layer 41 is arranged avoiding the intersection.
[0087]
The third example is an IC in which a region 53 for forming a through hole is secured in advance. Such an IC is used when, for example, regions 53 for forming through holes are present at random. The second level metal wiring layer is arranged and connected so as to connect the regions 53 to each other. Such ICs are also found in, for example, gate array ICs, SOG (Sea Of Gate) ICs, standard cell ICs, cell base ICs, and the like, as in the first and second examples. The region 53 is a place where a through hole is to be formed. Therefore, the dummy stopper layer 41 is disposed in a region other than the region 53 and avoiding the region 53. There are several examples of determining whether or not it is the region 53, but representative examples are as follows.
[0088]
(1) Whether there is a wide portion (fringe) 54 in the conductor pattern in the layer below the dummy stopper layer 41, in this example, the first metal wiring layer and the gate electrode. A portion having the fringe 54 is a region 53 for forming a through hole.
[0089]
(2) Whether it is above the active area AA. The active region AA is a source / drain of the transistor, and is a region to which the first metal wiring layer and the second metal wiring layer are connected. The active area AA is an area 53 for forming a through hole.
[0090]
(3) When there is no fringe in the conductor pattern in the layer below the dummy stopper layer 41, in this example, the first metal wiring layer or the gate electrode, it is connected to another conductor pattern (plug or contact) Whether there is a hole or through hole) 55. Normally, a through hole is not formed in a portion where the connection point 55 is present. In other words, the portion without the connection point 55 is a region where a through hole can be formed. Therefore, a portion having no connection portion is regarded as a region 53 for forming a through hole.
[0091]
Of course, these are some typical examples, and the determination of the region 53 is not limited to these.
[0092]
As described above, by disposing the dummy stopper layer 41 in a region other than the region 53 above, avoiding the region 53 for forming the through-hole, the dummy stopper layer 41 is formed in the same manner as in the first and second examples. The pattern 41 does not need to be changed even when the position of the through hole changes. Accordingly, it is possible to shorten the time required for manufacturing the ROM code mask, and to suppress the lengthening of the TAT.
[0093]
FIG. 30 is a plan view showing a microcontroller with a read-only semiconductor memory according to a fourth example of the third embodiment of the present invention.
[0094]
As shown in FIG. 30, the device according to the fourth example is an example in which the dummy stopper layer 41 of the device according to the third example is a hole pattern. In this case, the hole pattern 42 of the dummy stopper layer 41 is disposed above the region 53 for forming a through hole. Thereby, like the first to third examples, the pattern of the dummy stopper layer 41 does not need to be changed even when the position of the through hole is changed. Accordingly, it is possible to shorten the time required for manufacturing the ROM code mask, and to suppress the lengthening of the TAT.
[0095]
As mentioned above, although this invention was demonstrated by 1st-4th embodiment, this invention is not limited to each of these embodiment, In the implementation, it changes variously in the range which does not deviate from the summary of invention. It is possible.
[0096]
In addition, each of the above embodiments can be carried out independently, but it is of course possible to carry out a combination of them as appropriate.
[0097]
The above embodiments include inventions at various stages, and the inventions at various stages can be extracted by appropriately combining a plurality of constituent elements disclosed in the embodiments.
[0098]
In each of the above embodiments, the present invention has been described based on the example in which the present invention is applied to the read-only semiconductor memory and the microcontroller including the read-only semiconductor memory. However, the semiconductor integrated circuit including the read-only semiconductor memory as described above. Circuit devices such as processors, system LSIs, and the like are also within the scope of the present invention.
[0099]
【The invention's effect】
As described above, according to the present invention, it is possible to provide a semiconductor integrated circuit device having a read-only semiconductor memory capable of suppressing an increase in manufacturing cost and shortening a time required for correction, and a manufacturing method thereof.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a plan view showing a plane pattern example of a read-only semiconductor memory according to a first embodiment of the present invention;
FIG. 2 is a sectional view taken along line II-II in FIG.
3 is a cross-sectional view taken along line III-III in FIG.
FIG. 4 is an equivalent circuit diagram of the read-only semiconductor memory according to the first embodiment of the invention.
FIG. 5 is a sectional view showing main manufacturing steps of the read-only semiconductor memory according to the first embodiment of the present invention;
FIG. 6 is a sectional view showing main manufacturing steps of the read-only semiconductor memory according to the first embodiment of the present invention;
FIG. 7 is a cross-sectional view showing main manufacturing steps of the read-only semiconductor memory according to the first embodiment of the present invention;
FIG. 8 is a cross-sectional view showing main manufacturing steps of the read-only semiconductor memory according to the first embodiment of the present invention;
FIG. 9 is a sectional view showing main manufacturing steps of the read-only semiconductor memory according to the first embodiment of the present invention;
FIG. 10 is a cross-sectional view showing the main manufacturing steps of the read-only semiconductor memory according to the first embodiment of the invention.
FIG. 11 is a cross-sectional view showing main manufacturing steps of the read-only semiconductor memory according to the first embodiment of the present invention;
FIG. 12 is a sectional view showing main manufacturing steps of the read-only semiconductor memory according to the first embodiment of the present invention;
FIG. 13 is a cross-sectional view showing the main manufacturing steps of the read-only semiconductor memory according to the first embodiment of the invention.
FIG. 14 is a cross-sectional view showing main manufacturing steps of the read-only semiconductor memory according to the first embodiment of the present invention;
FIG. 15 is a cross-sectional view showing the main manufacturing steps of the read-only semiconductor memory according to the first embodiment of the present invention;
FIG. 16 is a cross-sectional view showing the main manufacturing steps of the read-only semiconductor memory according to the first embodiment of the present invention;
FIG. 17 is a cross-sectional view showing main manufacturing steps of the read-only semiconductor memory according to the first embodiment of the present invention;
FIG. 18 is a cross-sectional view showing the main manufacturing steps of the read-only semiconductor memory according to the first embodiment of the invention.
FIG. 19 is a comparison diagram of an apparatus according to a known document and an apparatus according to the first embodiment.
FIG. 20 is a plan view showing a read-only semiconductor memory according to a modification of the first embodiment of the present invention.
FIG. 21 is a diagram showing parasitic capacitance of a read-only semiconductor memory according to a modification of the first embodiment of the present invention.
FIG. 22 is a diagram showing parasitic capacitance of the read-only semiconductor memory according to the first embodiment of the present invention.
FIG. 23 is a plan view showing an example of a layout of a microcontroller chip having a read-only semiconductor memory according to the first embodiment of the present invention;
FIG. 24 is a plan view showing an example of a stopper layer pattern of a microcontroller chip having a read-only semiconductor memory according to the first embodiment of the present invention;
FIG. 25 is a plan view showing an example of a dummy stopper layer pattern of the microcontroller chip according to the first example of the second embodiment of the present invention;
FIG. 26 is a plan view showing an example of a dummy stopper layer pattern of a microcontroller chip according to a second example of the second embodiment of the present invention;
FIG. 27 is a plan view showing an example of a dummy stopper layer pattern of the microcontroller according to the first example of the third embodiment of the present invention;
FIG. 28 is a plan view showing an example of a dummy stopper layer pattern of a microcontroller according to a second example of the third embodiment of the present invention;
FIG. 29 is a plan view showing an example of a dummy stopper layer pattern of a microcontroller according to a third example of the third embodiment of the present invention;
FIG. 30 is a plan view showing an example of a dummy stopper layer pattern of a microcontroller according to a fourth example of the third embodiment of the present invention;
FIG. 31 is a plan view of a LOCOS ROM.
FIG. 32 is a plan view of the Contact ROM.
FIG. 33 is a plan view of an ion implantation type ROM.
FIG. 34 is a plan view of an AL ROM.
FIG. 35 is a plan view of a Via ROM.
FIG. 36 is a sectional view of a Via ROM.
[Explanation of symbols]
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... P-type silicon substrate, 2 ... Element isolation region, 3 ... Gate insulating film, 5 ... 1st layer interlayer insulating film, 6 ... Contact hole, 7 ... Plug, 8 ... Local wiring, 9 ... 2nd layer interlayer insulating film DESCRIPTION OF SYMBOLS 10 ... Through hole, 11 ... Stopper layer, 12 ... Plug, 21 ... Barrier metal layer, 22 ... Main conductive film, 23 ... Antireflection film, 24 ... Thin film used as stopper layer, 25 ... Photomask for ROM code, 26 DESCRIPTION OF SYMBOLS ... Shading film | membrane, 27 ... Photoresist pattern, 28 ... Transmission part, 29 ... Photomask for through hole, 30 ... Opening, 31 ... Photoresist pattern, 32 ... Glue layer, 33 ... Tungsten film, 34 ... Barrier metal layer, 35 ... Main conductive film 36 ... Antireflection film 37 ... Second metal wiring layer 38 ... Photoresist pattern 40 ... Microcontroller chip 41 ... Dummy stopper layer 42 ... 50 ... 1st metal wiring layer wiring track, 51 ... 2nd metal wiring layer wiring track, 52 ... intersection of wiring tracks, 53 ... region for forming a through hole, 54 ... fringe, 55 ... connection point.

Claims (15)

半導体基体上に設けられた、ゲートをワード線とするトランジスタと、
前記トランジスタが設けられた前記半導体基板上に設けられた層間絶縁膜と、
前記トランジスタの電流通路の一端上方に位置した前記層間絶縁膜上に、プログラムされる情報に応じて選択的に設けられた、前記層間絶縁膜とは異なる物質を含むストッパ層と、
前記層間絶縁膜中に、前記ストッパ層の有無に応じて選択的に設けられた、前記トランジスタの電流通路の一端に接続される導電層と、
前記層間絶縁膜、前記導電層、及び前記ストッパ層上に設けられたビット線と
を具備することを特徴とする半導体集積回路装置。
A transistor provided on a semiconductor substrate and having a gate as a word line;
An interlayer insulating film provided on the semiconductor substrate provided with the transistor;
A stopper layer containing a substance different from the interlayer insulating film, selectively provided according to information to be programmed, on the interlayer insulating film located above one end of the current path of the transistor;
A conductive layer selectively provided in the interlayer insulating film depending on the presence or absence of the stopper layer and connected to one end of the current path of the transistor;
A semiconductor integrated circuit device comprising: the interlayer insulating film; the conductive layer; and a bit line provided on the stopper layer.
前記トランジスタの電流通路の一端は、前記ワード線の上方に存在する配線層に接続され、前記配線層は前記ビット線の下方にあることを特徴とする請求項1に記載の半導体集積回路装置。2. The semiconductor integrated circuit device according to claim 1, wherein one end of the current path of the transistor is connected to a wiring layer existing above the word line, and the wiring layer is below the bit line. 前記ストッパ層の幅は、前記ビット線の幅と同じであることを特徴とする請求項1及び請求項2いずれかに記載の半導体集積回路装置。3. The semiconductor integrated circuit device according to claim 1, wherein the width of the stopper layer is the same as the width of the bit line. 前記ビット線は、バリア導電層と、このバリア導電層上に積層され、前記バリア導電層とは異なる導電物質を含む主導電層との積層構造を有し、
前記ストッパ層は、前記バリア導電層と同じ導電物を有する導電層からなることを特徴とする請求項3に記載の半導体集積回路装置。
The bit line has a stacked structure of a barrier conductive layer and a main conductive layer stacked on the barrier conductive layer and including a conductive material different from the barrier conductive layer,
4. The semiconductor integrated circuit device according to claim 3, wherein the stopper layer is made of a conductive layer having the same conductive material as the barrier conductive layer.
前記ストッパ層は、窒化チタン、あるいは窒化チタンとチタンとの積層構造のいずれかを含むことを特徴とした請求項4に記載の半導体集積回路装置。5. The semiconductor integrated circuit device according to claim 4, wherein the stopper layer includes any one of titanium nitride and a laminated structure of titanium nitride and titanium. 前記半導体集積回路装置は、読み出し専用半導体メモリと、読み出し専用半導体メモリ以外の集積回路を含むマイクロコントローラであり、
前記トランジスタは、前記読み出し専用半導体メモリに集積されていることを特徴とする請求項1乃至請求項5いずれか一項に記載の半導体集積回路装置。
The semiconductor integrated circuit device is a microcontroller including a read-only semiconductor memory and an integrated circuit other than the read-only semiconductor memory,
The semiconductor integrated circuit device according to claim 1, wherein the transistor is integrated in the read-only semiconductor memory.
前記ストッパ層は、前記読み出し専用半導体メモリの上方、及び前記読み出し専用半導体メモリ以外の集積回路の上方に設けられ、
前記読み出し専用半導体メモリ以外の集積回路の上方に設けられたストッパ層は、前記スルーホールの形成が予定される個所以外に設けられていることを特徴とする請求項6に記載の半導体集積回路装置。
The stopper layer is provided above the read-only semiconductor memory and above an integrated circuit other than the read-only semiconductor memory,
7. The semiconductor integrated circuit device according to claim 6, wherein a stopper layer provided above the integrated circuit other than the read-only semiconductor memory is provided at a place other than a place where the through hole is to be formed. .
前記読み出し専用半導体メモリ以外の集積回路の上方に設けられたストッパ層は、このストッパ層よりも下の層にある導電体パターンの上方以外に設けられていることを特徴とする請求項7に記載の半導体集積回路装置。8. The stopper layer provided above the integrated circuit other than the read-only semiconductor memory is provided other than above the conductor pattern in a layer below the stopper layer. Semiconductor integrated circuit device. 前記読み出し専用半導体メモリ以外の集積回路の上方に設けられたストッパ層は、配線トラックどうしの交点の上方以外に設けられていることを特徴とする請求項7に記載の半導体集積回路装置。8. The semiconductor integrated circuit device according to claim 7, wherein the stopper layer provided above the integrated circuit other than the read-only semiconductor memory is provided other than above the intersection of the wiring tracks. 前記読み出し専用半導体メモリ以外の集積回路の上方に設けられたストッパ層は、このストッパ層よりも下の層にある導電体パターンのうち、フリンジがある部分以外の上方に設けられていることを特徴とする請求項7に記載の半導体集積回路装置。The stopper layer provided above the integrated circuit other than the read-only semiconductor memory is provided above the portion other than the fringe portion of the conductor pattern in the layer below the stopper layer. A semiconductor integrated circuit device according to claim 7. 前記読み出し専用半導体メモリ以外の集積回路の上方に設けられたストッパ層は、活性領域以外の上方に設けられていることを特徴とする請求項7に記載の半導体集積回路装置。8. The semiconductor integrated circuit device according to claim 7, wherein the stopper layer provided above the integrated circuit other than the read-only semiconductor memory is provided above the active region. 前記読み出し専用半導体メモリ以外の集積回路の上方に設けられたストッパ層は、このストッパ層よりも下の層にある導電体パターンと、この導電体パターンよりも下の層にある導電体パターンとの接続個所がない部分以外の上方に設けられていることを特徴とする請求項7に記載の半導体集積回路装置。The stopper layer provided above the integrated circuit other than the read-only semiconductor memory is composed of a conductor pattern in a layer below the stopper layer and a conductor pattern in a layer below the conductor pattern. 8. The semiconductor integrated circuit device according to claim 7, wherein the semiconductor integrated circuit device is provided above a portion other than a portion where there is no connection portion. 半導体基体上に、ゲートをワード線とするトランジスタを形成する工程と、
前記トランジスタが形成された前記半導体基板上に、層間絶縁膜を形成する工程と、
前記トランジスタの電流通路の一端上方に位置した前記層間絶縁膜上に、この層間絶縁膜とは異なる物質を含むストッパ層を、プログラムされる情報に応じて選択的に形成する工程と、
前記層間絶縁膜中に、前記トランジスタの電流通路の一端に接続される導電層を、前記ストッパ層の有無に応じて選択的に形成する工程と、
前記層間絶縁膜、前記導電層、及び前記ストッパ層上に、ビット線を形成する工程と
を具備することを特徴とする半導体集積回路装置の製造方法。
Forming a transistor having a gate as a word line on a semiconductor substrate;
Forming an interlayer insulating film on the semiconductor substrate on which the transistor is formed;
A step of selectively forming a stopper layer containing a material different from the interlayer insulating film on the interlayer insulating film located above one end of the current path of the transistor according to programmed information;
Selectively forming a conductive layer connected to one end of a current path of the transistor in the interlayer insulating film according to the presence or absence of the stopper layer;
Forming a bit line on the interlayer insulating film, the conductive layer, and the stopper layer. A method for manufacturing a semiconductor integrated circuit device, comprising:
前記ストッパ層を形成する工程では、プログラム専用のマスクを使用することを特徴とする請求項13に記載の半導体集積回路装置の製造方法。14. The method of manufacturing a semiconductor integrated circuit device according to claim 13, wherein a mask dedicated to a program is used in the step of forming the stopper layer. 前記プログラム専用のマスクには、プログラムされる情報に応じたストッパ層パターンと、前記プログラムされる情報とは関係がないダミーストッパ層パターンとが描かれていることを特徴とする請求項14に記載の半導体集積回路装置の製造方法。15. The mask dedicated to programming includes a stopper layer pattern corresponding to programmed information and a dummy stopper layer pattern unrelated to the programmed information. Of manufacturing a semiconductor integrated circuit device.
JP2003165148A 2003-06-10 2003-06-10 Semiconductor integrated circuit device and manufacturing method thereof Pending JP2005005384A (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2003165148A JP2005005384A (en) 2003-06-10 2003-06-10 Semiconductor integrated circuit device and manufacturing method thereof

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2003165148A JP2005005384A (en) 2003-06-10 2003-06-10 Semiconductor integrated circuit device and manufacturing method thereof

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JP2005005384A true JP2005005384A (en) 2005-01-06

Family

ID=34091724

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2003165148A Pending JP2005005384A (en) 2003-06-10 2003-06-10 Semiconductor integrated circuit device and manufacturing method thereof

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP2005005384A (en)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2007095940A (en) * 2005-09-28 2007-04-12 Fujitsu Ltd Semiconductor memory device

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2007095940A (en) * 2005-09-28 2007-04-12 Fujitsu Ltd Semiconductor memory device

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US6593190B2 (en) Non-volatile memory device having a bit line contact pad and method for manufacturing the same
US7670907B2 (en) Isolation regions for semiconductor devices and their formation
US7312123B2 (en) Semiconductor device and a method of manufacturing the same
JP4477349B2 (en) Method for manufacturing NAND flash memory device
US9070743B2 (en) Semiconductor memory and manufacturing method of the same
US20060033215A1 (en) Diffusion barrier process for routing polysilicon contacts to a metallization layer
US20060030146A1 (en) Source lines for NAND memory devices
US7713819B2 (en) Semiconductor device manufacturing method and semiconductor integrated circuit device
US20090014771A1 (en) Semiconductor device and method of manufacturing the same
JP3389112B2 (en) Nonvolatile semiconductor memory device and method of manufacturing the same
CN1913132B (en) Nonvolatile semiconductor integrated circuit device and manufacturing method thereof
KR101144380B1 (en) Semiconductor device and manufacturing method thereof
US7049197B2 (en) Method of manufacturing a semiconductor device
WO2007087299A2 (en) Simultaneous formation of source/drain contacts and conductive layers on eeprom control gates
US20080290396A1 (en) Semiconductor memory
KR100545971B1 (en) Nonvolatile semiconductor memory
JP2000124332A (en) Semiconductor device manufacturing method and semiconductor device
US6146981A (en) Method of manufacturing buried contact in SRAM
JP2005183763A (en) Manufacturing method of semiconductor device including nonvolatile memory
JP2005005384A (en) Semiconductor integrated circuit device and manufacturing method thereof
US7838421B2 (en) Method of forming metal line of semiconductor device
KR100655277B1 (en) How to form a common source line in NAND flash memory
TWI846312B (en) Flash memory and manufacturing the same
US7982258B2 (en) Flash memory device and method for manufacturing the device
JP2000124152A (en) Method for manufacturing semiconductor device