(57)【要約】【課題】コーディングホールが所定のコーディング領域からずれることにより起こる問題を防ぐことのできるマスクＲＯＭの製作方法を提供すること。【解決手段】基板内に埋め込みビット線が形成され、その基板を覆ってゲートとワード線が形成される。その後、相対的に精度の高い工程にて複数のプリコーディングホールを内包するプリコーディング層が基板を覆って形成される。プリコーディングホールはゲートの下の基板内の複数のコーディング領域とその位置が合致している。充填材をプリコーディングホール内に付着させて充填層が形成される。相対的に精度の低い工程で複数のコーディングホールを有するコーディングマスクが基板を覆って形成される。コーディングマスク内のコーディングホールと位置が合致するプリコーディングホール内の充填材が除去される。コーディングマスクが除去される。最後に、プリコーディング層および充填層をマスクとして使用してコーディングイオンの打ち込みが実施され、それによりイオンがプリコーディングホールを通ってコード領域に打ち込まれる。【選択図】  図３
2004228380.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
基板を準備し；
前記基板内に埋め込みビット線を形成し、前記基板上に複数のワード線を形成し、このとき前記ワード線は前記ビット線と直角であり、前記基板内で前記ワード線の下のいずれかの二つのビット線の間にゲートが形成され、前記ゲートと前記ワード線の間に絶縁層が形成されており；
前記基板を覆ってプリコーディング層を形成し；
前記プリコーディング層内に複数のプリコーディングホールを形成し、このとき前記プリコーディングホールは前記ゲートの下の前記基板内の複数のコーディング領域とその位置が合致しており；
前記プリコーディングホールの内側に充填層を形成し；
前記基板を覆ってコーディングマスクを形成し；
前記コーディングマスク内に少なくとも一つのコーディングホールを形成し、このとき前記コーディングホールは前記プリコーディングホールの第一のプリコーディングホールの内側に少なくとも前記充填層を露出させており；
前記第一のプリコーディングホール内の前記充填層を除去し；
前記コーディングマスクを除去し；
イオンが前記第一のプリコーディングホールを通って前記コーディング領域に打ち込まれるよう、前記プリコーディング層および前記プリコーディングホール内の前記充填層をマスクとして使用してイオン打ち込みを実施することを特徴とする、マスク読み出し専用メモリーの製作方法。
【請求項２】
前記埋め込みビット線、ワード線、ゲートおよび絶縁層の形成工程はさらに、
前記基板を覆ってゲート絶縁層を形成し；
前記ゲート絶縁層を覆って複数の導電線を形成し；
埋め込みビット線が基板内に形成されるよう前記導電線をマスクとして使用してコーディングイオン打ち込みを実施し；
前記導電線の間に第一の絶縁層を形成し；
前記基板を覆って導電層を形成し；
前記ワード線と前記ゲートを形成すると同時に前記導電層と前記導電線をパターン形成し；
前記ワード線の間のスペースに絶縁材を付着させて第二の絶縁層を形成し、このとき前記第一の絶縁層と第二の絶縁層とで前記絶縁層が形成されるという副工程を含むことを特徴とする、請求項１に記載のマスク読み出し専用メモリーの製作方法。
【請求項３】
基板を準備し；
前記基板を覆ってプリコーディングマスク層を形成し；
前記プリコーディング層内に複数のプリコーディングホールを形成し、このとき前記プリコーディングホールは前記基板内の複数のコーディング領域とその位置が合致しており；
前記プリコーディングホール内に充填材を付着させて充填層を形成し；
前記コーディングマスク内に少なくとも一つのコーディングホールを形成し、このとき前記コーディングホールは少なくとも第一のプリコーディングホール内の充填層を露出させており；
前記第一のプリコーディングホール内の充填層を除去し；
コーディングマスクを除去し；
イオンが合致する第一のプリコーディングホールを通って前記コーディング領域内に打ち込まれるよう、前記プリコーディング層および前記プリコーディングホール内の前記充填層を使用してイオン打ち込みを実施することを特徴とする、メモリーのコーディング方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、メモリーの製作方法に関するものである。より具体的には、本発明はマスク読み出し専用メモリー（マスクＲＯＭ）の製作方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
マスク読み出し専用メモリー（マスクＲＯＭ）は電源がオフとなってもデータを保持する一種の不揮発性メモリーである。マスクＲＯＭはその汎用性のゆえに、多様なコンピューターや電子機器に使用されている。従来は納期短縮のため、埋め込みビット線とワード線は注文を受ける前に工場であらかじめ半製品として製作されている。注文が入ると、その仕様に応じてフォトマスクが製作され、コーディング工程を実施するのに使用される。
【０００３】
典型的なコーディング工程には基板上にフォトレジスト層を形成することが含まれる。その後、フォトレジスト層は仕様に応じて製作されたフォトマスクを用いて露光される。露光されたフォトレジストを現像した後、コーディングホールを内包するフォトレジスト層が、イオン打ち込みをおこなうためのマスクとして用いられる。このようにして、基板上のコーディングホールが露出している領域にイオンが打ち込まれることにより、マスクＲＯＭに正しいコードが敷設される。
【０００４】
近年の小型化の傾向に追随して、マスクＲＯＭもまたより高い集積度を実現するよう求められている。しかしながら、チップ上の装置サイズが小さくなり装置密度が大きくなるにつれ、従来のマスクＲＯＭの製作方法では多くの問題点が出てきた。
【０００５】
従来のマスクＲＯＭの製作方法を用いることによる問題の一つは、フォトレジスト層のパターン形成における配列エラーがコーディングホールのずれにつながる恐れがあることである。そのため、コーディングイオンが正しい領域でなく隣接する領域に打ち込まれ、その結果製品段階のマスクＲＯＭにコーディングエラーが現れる恐れがある。
【０００６】
従来のマスクＲＯＭの製作方法を用いることによるもう一つの問題は、コーディングホールの密度の違いによるマイクロローディング効果のため、コーディングホールがまばらな領域ではサイズや形状のばらつきがしばしば生じることである。このような状態が悪化すると、コーディングホール同士が接近することも起こりうる。コーディングホールの辺縁部のサイズや形状の違いはコードのイオン打ち込み領域の位置を直接左右するゆえ、コーディング工程の精度に重大な影響を与えかねない。
【０００７】
上記の問題に対応するため、多くの場合最新鋭の加工設備を用いてフォトマスク上のパターン修正がおこなわれている。しかしながら、この方法では工程が複雑となり、かつフォトマスクの製作コストも高くなる。しかも、フォトマスクのターンアラウンド時間（ＴＡＴ）が長くなるためマスクＲＯＭのターンアラウンド時間も必然的に長くなるという問題もある。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
したがって、本発明の目的の一つは、コーディングマスクの配列エラーに起因してコーディングホールが所定のコーディング領域からずれることにより起こる問題を防ぐことのできるマスク読み出し専用メモリー（マスクＲＯＭ）の製作方法を提供することである。
【０００９】
本発明の第二の目的は、従来のコーディングマスクの製作方法に起因するコーディングホールのサイズのばらつきにより起こる問題を防ぐことのできるマスク読み出し専用メモリー（マスクＲＯＭ）の製作方法を提供することである。
【００１０】
本発明の第三の目的は、より高い集積度をより低コストで実現することのできるマスク読み出し専用メモリー（マスクＲＯＭ）の製作方法を提供することである。
【００１１】
本発明の第四の目的は、より広い工程ウインドーを備えたマスク読み出し専用メモリー（マスクＲＯＭ）の製作方法を提供することである。
【００１２】
本発明の第五の目的は、ターンアラウンド時間がより短いマスク読み出し専用メモリー（マスクＲＯＭ）の製作方法を提供することである。
【００１３】
【課題を解決するための手段】
以下に具現化され広汎に説明されている本発明の目的にしたがい、また上記のおよび他の利点を達成するため、本発明はマスク読み出し専用メモリーの製作方法を提供するものである。基板内に埋め込みビット線が形成され、その基板を覆ってゲートとワード線が形成される。その後、複数のプリコーディングホールを内包するプリコーディング層が基板を覆って形成される。プリコーディングホールはゲートの下の基板内の複数のコーディング領域とその位置が合致している。充填材をプリコーディングホール内に付着させて充填層が形成される。次に複数のコーディングホールを有するコーディングマスクが基板を覆って形成される。コーディングマスク内のコーディングホールと位置が合致するプリコーディングホール内の充填材が除去される。コーディングマスクが除去される。最後に、プリコーディング層および充填層をマスクとして使用してコーディングイオンの打ち込みが実施される。イオンがプリコーディングホールを通ってコーディング領域に打ち込まれる。
【００１４】
本発明の実施の形態によれば、プリコーディング層内でのプリコーディングホールの形成には高精度の工程を適用し、一方コーディングマスク内でのコーディングホールの形成には低精度の工程を用いている。加えて、プリコーディング層と充填層とは異なるエッチング効率を持つ物質が用いられている。コーディング層は酸化シリコン、窒化シリコン、あるいは金属などの物質を用いて製作される。充填層はスピン塗布されたガラス、金属あるいは窒化シリコンなどの物質を用いて製作される。コーディング層もしくは充填層が金属材料でできている場合、金属のコーディング層または充填層はコーディングイオンの打ち込み後除去せねばならない。さらに、コーディングホールが露出する充填層はウエットエッチング法の実施によって除去することができる。
【００１５】
プリコーディング層と充填層は異なるエッチング効率を持つ物質を用いて製作されているので、マスク層内のコーディングホールは充填層の一部を所定のコーディング領域の上に露出するだけでよい。その後のエッチング工程では、所定のコーディング領域上の充填層は選択により完全に除去できる。このように、プリコーディング層内のプリコーディングホールが基板のコーディング領域に合わせて正確に配列されている場合、コーディング打ち込み工程において、イオンは自動的に所定のコーディング領域に打ち込まれる。言い換えれば、マスク層内にコーディングホールのパターン形成をおこなう際に、フォトリソグラフィ工程での配列エラーやエッチング工程でのマイクロローディング効果が多少あったとしても、コーディングホールが所定のコーディング領域上に充填層の一部でも露出し得ている限り、均一な形状とサイズを有するプリコーディングホールをプリコーディング領域上に形成するために充填層とプリコーディング層のエッチング選択性を利用することができ、その結果打ち込まれるイオンはコーディング領域との自己整合をおこなうことができる。
【００１６】
マスク層内のコーディングホールは所定のコーディング領域上に充填層の一部を露出するだけでよいので、加工ウインドーが拡大するため精度がやや劣る機械でもコーディング工程に用いることができる。しかも、あまり精巧でないマスク製作技術でもコーディングホールのパターン形成のためのフォトマスクを形成するのに採用でき、全体的なターンアラウンド時間（ＴＡＴ）を短縮することができる。加えて、精度の低いフォトレジストでもマスク層の形成に使用でき、その結果製作コストをさらに下げることができる。
【００１７】
さらに、プリコーディング層内のプリコーディングホールは均一な密度を有している。それゆえ、プリコーディングホールのパターン形成のためのフォトマスクを形成するのにはさほど精巧でないマスク製作技術で充分である。しかも、メモリー装置のためのコーディング構造がどのようなものであれ、同一のプリコーディングホールでよい。したがって、プリコーディングホールを形成するためのマスクはいろいろな種類の製品に応用可能である。このように、マスクＲＯＭの製作において、既成のプリコーディングマスクがプリコーディング層のパターン形成に使用できる。言い換えれば、本発明はマスクＲＯＭの全体的な製作コストを低減し、加工ウインドーを拡大し納期を短縮しうるものである。
【００１８】
前記の概略的記述および以下の詳細な記述はいずれも例証的なものであり、請求項に記載された本発明に関する更なる説明がなされることを前提とするものである。
【発明の実施の形態】
【００１９】
本発明の好適な実施の形態について、以下詳しく説明する。その例は添付の図面に図示されている。可能な限り、同一のまたは類似の部材を記述または図示する場合は、同一の符号が用いられている。
【００２０】
図１乃至図１１は、本発明のひとつの実施の形態にしたがってマスクＲＯＭを製作するための工程を示す模式図である。図１に示されたとおり、ゲート絶縁層１０２と複数の導電線１０４が基板１００の上に形成されている。ゲート絶縁層１０２は、例えば熱酸化により形成される。導電線１０４は例えば化学蒸着法にて形成されたドープト・ポリシリコン膜である。その後、導電線１０４をマスクとしてイオン打ち込み１０６が実施されて基板１００内に複数の埋め込みビット線１０８が形成される。イオン打ち込み１０６には、例えばＮタイプのイオンが使用される。図２は図１の平面図である。
【００２１】
図３に示されたとおり、絶縁材を導電線１０４の間のスペースに付着させて絶縁層１１０が形成される。導電層１１２が絶縁層１１０と導電線１０４を覆って形成される。絶縁層１１０は、例えば基板１００全体を覆って酸化シリコン膜を形成した後酸化膜にバックエッチングまたは化学的機械的研磨を実施して導電線１０４上の酸化膜の一部を除去することにより形成される酸化シリコン膜である。導電層１１２は例えば化学蒸着法にて形成される、ポリシリコン膜と金属シリコン膜を含む複合層である。
【００２２】
続いて、フォトリソグラフィとエッチング加工が実施され、導電層１１２がワード線１１２ａにパターン形成され、露出している導電線１０４が除去されてワード線１１２ａの下の導電線１０４ａがゲートとなる。絶縁材をワード線１１２ａの間のスペースに付着させると絶縁層１１３が形成される。絶縁層１１３は、例えば基板１００全体を覆って酸化物を付着させ、酸化膜にバックエッチングまたは化学的機械的研磨を実施してワード線１１２ａ上の酸化膜の一部を除去することにより形成される酸化シリコン膜である。これらの加工ステップの後、装置は図３の模式断面図及び図４の模式平面図に示された状態となる。
【００２３】
図５に示されたとおり、プリコーディング層１１４がワード線１１２ａおよび絶縁層１１３を覆って形成される。図６に示されたとおり、フォトレジスト層１１６がプリコーディング層１１４を覆って形成される。フォトリソグラフィ工程が実施されてフォトマスク１１８上のパターンがフォトレジスト層１１６に転写される。続いてフォトレジスト層１１６をエッチングマスクとして用いてプリコーディング層１１４に対しエッチング加工が実施され、複数のプリコーディングホール１２０がプリコーディング層１１４ａ内に形成される。プリコーディングホール１２０は基板１００内のコーディング領域１２２と位置が合致している。プリコーディング層１１４ａ内のプリコーディングホール１２０は均一な密度を有しているので、フォトマスク１１８の製作にはさほど精巧でないマスク製作技術を適用することができる。これに対し、プリコーディング層１１４ａは高い精度でパターン形成されている。すなわち、フォトレジストの露光を実施するにはより進歩した機器が使用され、フォトレジスト層１１６を形成するにはより解像度の高いフォトレジスト材が使用される。さらに、基板１００上のメモリー領域のコーディングホールの密度は均一であるので、エッチングによるプリコーディングホール１２０の形成工程においてマイクロローディング効果は起こらない。これにより、プリコーディングホール１２０の形状とサイズは相当に均一なものとなる。
【００２４】
図７に示されたとおり、プリコーディングホール１２０内に充填材を付着させ、基板１００内のコーディング領域１２２とそれぞれ合致した位置に充填層１２４が形成される。図８は図７の装置の平面図である。
【００２５】
充填層１２４とプリコーディング層１１４ａは異なる物質にて作られているため、エッチング効率が異なる。プリコーディング層１１４ａは例えば酸化シリコン、窒化シリコンあるいは金属などの物質から作られている。これに対し、充填層１２４は例えばスピン塗布されたガラス、金属あるいは酸化シリコンなどの物質から作られている。例えば、プリコーディング層１１４ａが酸化シリコン膜または窒化シリコン膜である場合、充填層１２４はスピン塗布されたガラス膜または金属膜である。金属膜はチタン／窒化チタンからできたバリア層とタングステン層を含んでいる。プリコーディング層１１４ａが金属膜である場合、充填層１２４はスピン塗布されたガラス膜または酸化シリコン膜である。
【００２６】
図９に示されたとおり、例えばフォトレジスト層のようなマスク層１２６がプリコーディング層１１４ａと充填層１２４を覆って形成される。フォトマスク１３０を使用してフォトリソグラフィ加工が実施されるとフォトマスク１３０のパターンがマスク層１２６に転写され、その結果コードホール１２８がマスク層１２６内に形成される。コードホール１２８はプリコーディングホール１２０ａ内の合致する充填層１２４ａを露出させている。言い換えれば、コードホール１２８はコード領域１２２ａの上の充填層１２４ａを露出させることになる。マスク層のパターン形成は低い精度でおこなってもよい。例えば、マスク層１２６を形成するには精度の低いフォトレジスト材を使用することができ、フォトマスク１３０を製作するにはさほど精巧でないマスク製作技術を用いることができ、露光工程を実施するには精度の低い機器を使用することができる。
【００２７】
図１０に示されたとおり、プリコーディングホール１２０ａ内の充填層１２４ａはマスク層１２６をマスクとして用いて完全に除去することができる。言い換えれば、コーディング領域１２２ａ上の充填層１２４ａは完全に除去される。プリコーディング層１１４ａと充填層１２４ａは異なるエッチング効率を持つ物質から作られているゆえ、充填層１２４ａは選択性等方性エッチング法を用いて除去することができる。好ましくは、フッ化水素酸溶液をエッチング溶液として用いるウエットエッチング工程が採用される。コーディング領域１２２ａ上の充填層１２４ａが完全に除去された後は、基板１００はプリコーディング層１１４ａに覆われている。プリコーディング層１１４ａ内のプリコーディングホール１２０は一つまたは二つのいずれかの状態にある。プリコーディングホール１２０は充填材で完全に満たされているか、もしくは充填材が全く存在せずそれゆえ下部の層を露出しているかのいずれかである。露出されているこれらコーディングホール１２０はすべて同一のサイズと形状を有している。
【００２８】
図１１に示されたとおり、マスク層１２６が除去される。続いて、プリコーディング層１１４ａと充填層１２４をマスクとして用いてイオン打ち込み１３２が実施される。イオン１３４は充填層１２４ａが除去されたプリコーディングホール１２０ａを通ってコーディング領域１２２ａに打ち込まれる。イオン打ち込み１３２によってコーディング領域１２２ａに打ち込まれたイオンは埋め込みビット線１０８に既存のイオンと同一でも異なるものでもよく、例えばｐタイプイオンであってもよい。
【００２９】
プリコーディング層１１４ａもしくは充填層１２４が金属膜である場合、プリコーディング層１１４ａと充填層１２４はイオン打ち込み１３２の実施後除去されねばならない。
【００３０】
以上を要約すれば、本発明ではプリコーディング層内のプリコーディングホールアレーのパターン形成には相対的に精度の高いフォトマスクを使用し、マスク層内のコーディングホールアレーのパターン形成には相対的に精度の低い別のフォトマスクを使用している。その後マスク層をエッチングマスクとして用いて、コーディングホールと合致するプリコーディングホール内の充填層が除去される。最後に、プリコーディング層と充填層をマスクとして用いて、コーディングのためのイオン打ち込みが実施されて充填材があらかじめ除去されたプリコーディングホールを通ってイオンがコード領域に打ち込まれる。
【００３１】
プリコーディング層と充填層は異なるエッチング効率を持つ物質を用いて作られている。それゆえ、コード領域上の充填層は後のエッチング工程において選択的に除去されるので、マスク層内のコーディングホールはコード領域上の充填層の一部を露出させるだけでよい。したがって、プリコーディング層内のプリコーディングホールが基板内のコード領域に合わせて正確に配列されている限り、コーディングのため打ち込まれたイオンは所定のコード領域に合わせて自己整合をおこなう。言い換えれば、マスク層内にコーディングホールのパターン形成をおこなう際に、フォトリソグラフィ工程での配列エラーやエッチング工程でのマイクロローディング効果が多少あったとしても、コーディングホールが所定のコード領域上に充填層の一部でも露出している限り、同一の形状とサイズを有するプリコーディングホールをプリコード領域上に形成するために充填層とプリコーディング層間のエッチング選択性を利用することができる。その後のイオン打ち込みにおいて、イオンはコード領域に合わせて自己整合をおこなう。
【発明の効果】
【００３２】
マスク層内のコーディングホールは所定のコーディング領域上に充填層の一部を露出させるだけでよいので、加工ウインドーが拡大するため精度がやや劣る機械でもコーディング工程に用いることができる。しかも、あまり精巧でないマスク製作技術でもコーディングホールのパターン形成のためのフォトマスクを形成するのに採用でき、全体的なターンアラウンド時間（ＴＡＴ）を短縮することができる。加えて、精度の低いフォトレジスト材でもマスク層の形成に使用でき、その結果製作コストをさらに下げることができる。
【００３３】
さらに、プリコーディング層内のプリコーディングホールは均一な密度を有している。それゆえ、プリコーディングホールのパターン形成のためのフォトマスクを形成するのにはさほど精巧でないマスク製作技術で充分である。しかも、メモリー装置のためのコーディング構造がどのようなものであれ、同一のプリコーディングホールでよい。したがって、高精度のフォトマスクはいろいろな種類の製品に応用可能である。このように、マスクＲＯＭの製作において、既成のプリコーディングマスクがプリコーディング層のパターン形成に使用できる。言い換えれば、本発明はマスクＲＯＭの全体的な製作コストを低減し、加工ウインドーを拡大し納期を短縮しうるものである。
【００３４】
一言で言うならば本発明は、より高い集積度、より広い加工ウインドー、向上した信頼性を有し、より低い製作コストおよびより短いターンアラウンド時間を実現するメモリー装置を提供するものである。
【００３５】
当業者にとっては、本発明の範囲と精神を逸脱することなく本発明の構成に対し様々な修正および変更をおこないうることは明らかである。そのことに鑑み、本発明の修正および変更は、添付の請求項および同等の記述の範囲に属する限り、本発明の範疇に含まれるものである。
添付の図面は本発明のさらなる理解のために提供されるものであり、本明細書の一部をなすものとして構成される。各図面は本発明の実施の形態を図示するもので、本文の記述とあいまって本発明の原理を説明するためのものである。各図の内容は以下のとおり。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明のひとつの実施の形態にしたがってマスクＲＯＭを製作するための工程を示す基板の模式的断面図である。
【図２】図１の平面図である。
【図３】本発明のひとつの実施の形態にしたがってマスクＲＯＭを製作するための工程を示す基板の模式的断面図である。
【図４】本発明のひとつの実施の形態にしたがってマスクＲＯＭを製作するための工程を示す基板の模式的断面図である。
【図５】本発明のひとつの実施の形態にしたがってマスクＲＯＭを製作するための工程を示す基板の模式的断面図である。
【図６】本発明のひとつの実施の形態にしたがってマスクＲＯＭを製作するための工程を示す基板の模式的断面図である。
【図７】本発明のひとつの実施の形態にしたがってマスクＲＯＭを製作するための工程を示す基板の模式的断面図である。
【図８】図７の平面図である。
【図９】本発明のひとつの実施の形態にしたがってマスクＲＯＭを製作するための工程を示す基板の模式的断面図である。
【図１０】本発明のひとつの実施の形態にしたがってマスクＲＯＭを製作するための工程を示す基板の模式的断面図である。
【図１１】本発明のひとつの実施の形態にしたがってマスクＲＯＭを製作するための工程を示す基板の模式的断面図である。
【符号の説明】
１００            基板
１０２          ゲート絶縁層
１０４            導電線
１０４ａ        導電線
１０８            ビット線
１１０            絶縁層
１１２            導電層
１１２ａ        ワード線
１１３            絶縁層
１１４            プリコーディング層
１１４ａ        プリコーディング層
１１６            フォトレジスト層
１１８            フォトマスク
１２０            プリコーディングホール
１２０ａ        プリコーディングホール
１２２            コーディング領域
１２２ａ        コーディング領域
１２４            充填層
１２４ａ        充填層
１２６            マスク層
１２８            コードホール
１３０            フォトマスク
１３４            イオン
【図１】
2004228380.tif 000003
【図２】
2004228380.tif 000004
【図３】
2004228380.tif 000005
【図４】
2004228380.tif 000006
【図５】
2004228380.tif 000007
【図６】
2004228380.tif 000008
【図７】
2004228380.tif 000009
【図８】
2004228380.tif 000010
【図９】
2004228380.tif 000011
【図１０】
2004228380.tif 000012
【図１１】
2004228380.tif 000013