CN1245753C - 自行对准编码的罩幕式只读存储器的制造方法 - Google Patents

Abstract

一种自行对准编码的罩幕式只读存储器的制造方法，该方法于基底中形成复数条位线后，于基底上形成复数条字线与位于字线上的复数个第一阻挡墙。接着，于第一阻挡墙、字线之间的间隙形成复数个第二阻挡墙，并定义第一阻挡墙，使第一阻挡墙转为复数个阻挡柱，其中阻挡柱与第二阻挡墙将基底界定出复数个预定编码区。然后，于基底上形成一编码罩幕，此编码罩幕具有复数个编码开口暴露部分预定编码区。进行一编码离子植入步骤，以于编码开口所暴露的预定编码区中形成复数个编码区后，移除编码罩幕。

Description

自行对准编码的罩幕式只读存储器的制造方法

技术领域

本发明是有关于一种只读存储器(Read Only Memory，ROM)的制造方法，且特别是有关于一种自行对准编码的罩幕式只读存储器(Mask ROM)的制造方法。

背景技术

只读存储器由于具有不因电源中断而丧失存储的非挥发(Non-Volatile)特性，因此许多电器产品中都必须具备此类内存，以维持电器产品开与关之间的正常操作。而罩幕式只读存储器是只读存储器中最为基础的一种，一般常用的罩幕式只读存储器利用通道晶体管当作存储单元，并于程序化(Program)阶段选择性地植入离子到指定的通道区域，借此改变启始电压(Threshold Voltage)而达到控制存储单元导通(On)或关闭(Off)的目的。

一般罩幕式只读存储器的结构将复晶硅字线(Word Line，WL)横跨于位线(Bit Line，BL)之上，而位于字线下方以及位线之间的区域则作为存储单元的通道区。对部分制作工艺而言，只读存储器即以通道中离子植入与否，来储存二阶式位数据“0”或“1”。其中，植入离子到指定的通道区域的制作工艺又称为编码布植(CodeImplantation)制作工艺。

请参照图1与图2，其中图1所绘示为公知一种罩幕式只读存储器的上视示意图，且图2为图1的I-I剖面线的剖面图。在图1中数条平行的字线102横跨过数条平行的埋入式位线104，并通过在选定的存储单元的通道区域中，也即是在图标的离子植入区块106的基底100中植入离子，以进行程序化步骤，调整启始电压，并达到控制存储单元在读取操作时的开关的目的。

请参照图2，在图2中字线102与基底100之间具有栅极介电层108。在进行编码布植制作工艺时，先利用光罩形成一图案化光阻层110，以暴露欲编码区域(图1的离子植入区块106)。接着，进行掺质植入制作工艺112，以图案化光阻层110为罩幕，于欲编码区域的字线(栅极)102下方的基底100中植入掺质，借此以进行程序化，将所欲形成的程序代码编入只读存储器中。

然而，随着集成电路集成度的增加，器件也制作的越来越小。因此，当器件小型化之后，进行罩幕式只读存储器的编码制作工艺时，所使用光罩的开口图案的尺寸必须随着缩小方能符合需要。若以具有较大尺寸的开口图案的光罩来形成编码时光阻层的编码开口，则很可能因为未对准(Misalignment)而导致编码错误。但是，使用具有小尺寸开口图案的光罩进行编码制作工艺时，却因为制作具有小尺寸开口图案光罩除了制作费时外，更提高了制造光罩的困难度与制造成本。

此外，编码开口会因为光学散射等因素而发生转角圆化(Rounding)的现象，而使得编码开口的图案产生变形，进而导致编码发生错误。

发明内容

有鉴于此，本发明的一目的为提供一种自行对准编码的罩幕式只读存储器的制造方法，进行编码布植时，能够使用大尺寸开口图案的光罩，进而增加制作工艺的裕度，并能够正确(自行对准)的进行编码制作工艺。

本发明的另一目的为提供一种自行对准编码的罩幕式只读存储器的制造方法，不需要使用小尺寸开口图案的光罩来进行编码制作工艺，而可以节省制造成本。

本发明的又一目的为提供一种罩幕式只读存储器的制造方法，能够防止因编码开口图案的变形(转角圆化)所而导致的编码发生错误的问题，而能够正确的进行编码制作工艺。

为达成上述目的，本发明提供一种自行对准编码的罩幕式只读存储器的制造方法，此方法于一基底中形成复数条位线后，依序于基底上形成一导体层与一第一阻挡层。接着，定义导体层与第一阻挡层，以形成复数条字线与位于字线上的复数个第一阻挡墙，并于第一阻挡墙、字线之间的间隙形成复数个第二阻挡墙。然后，在对应于位线上方的基底上形成一第一光阻图案，并以第一光阻图案为罩幕，蚀刻第一阻挡墙，使第一阻挡墙转为复数个阻挡柱，其中阻挡柱与第二阻挡墙将基底界定出复数个预定编码区。去除第一光阻图案后，于基底上形成一第二光阻图案，此第二光阻图案具有复数个编码开口，编码开口对应于部分预定编码区，且编码开口的尺寸大于预定编码区的尺寸。以第二光阻图案以及阻挡柱与第二阻挡墙为罩幕，进行一编码离子植入步骤，以在编码开口所对应的预定编码区中形成复数个编码区后，去除第二光阻图案。

本发明的自行对准编码的罩幕式只读存储器的制造方法，由于利用阻挡墙与阻挡柱包围欲进行编码区，也即以阻挡墙与阻挡柱决定欲进行编码区，因此在进行编码布植制作工艺时，罩幕层上对应于欲进行编码区的开口的尺寸可以做得很大，即使发生错误对准，所植入的离子也可以自行对准阻挡墙与阻挡柱所界定的区域，而不发生错误对准所导致的编码错误等问题。

而且，由于编码区被阻挡墙与阻挡柱所决定，即使光阻因为光学散射等因素而发生转角圆化(Rounding)的现象，编码区也不会受其影响。

此外，由于光罩的编码开口可以做得较大，因此可以节省光罩的成本，并可以维持原有的一贯制作工艺所需时间。

为让本发明的上述和其它目的、特征、和优点能更明显易懂，下文特举一较佳实施例，并配合附图，作详细说明。

附图说明

图1所绘示为公知一种罩幕式只读存储器的上视示意图；

图2所绘示为图1中的罩幕式只读存储器进行程序化的沿I-I线的剖面示意图；

图3A至图3F所绘示为依照本发明较佳实施例的自行对准编码的罩幕式只读存储器的制作工艺上视示意图；

图4A至图4F所绘示为图3A至图3F中沿II-II线的制作工艺剖面示意图；

图5A至图5F所绘示为图3A至图3F中沿III-III线的制作工艺剖面示意图；

图6A至图6F所绘示为图3A至图3F中沿IV-IV线的制作工艺剖面示意图。

标记说明：

100、200：基底                   102、216：字线

104、204：位线(埋入式位线)       106：离子植入区块

108、202：栅极介电层             110：图案化光阻层

206：导体层                      208：隔离层

210：阻挡层                      212：复晶硅层

214：金属硅化物层                218、222：阻挡墙

220：堆栈条状物层                226：阻挡柱

228：预定编码区                  230：预定编码开口

232、224：罩幕层                 234、236：编码开口

238：编码掺杂区

具体实施方式

本发明提供一种罩幕式只读存储器的制造方法。图3A至图3F所绘示为本发明较佳实施例的一种罩幕式只读存储器的上视图。图4A至图4F、图5A至图5F、图6A至图6F为分别绘示本发明较佳实施例的一种罩幕式只读存储器的制造流程剖面图。其中图4A至图4F所绘示为图3A至图3F中沿II-II线的制作工艺剖面示意图。图5A至图5F所绘示为图3A至图3F中沿III-III线的制作工艺剖面示意图。图6A至图6F所绘示为图3A至图3F中沿IV-IV线的制作工艺剖面示意图。

首先，请同时参照图3A、图4A、图5A与图6A，提供一基底200，此基底200例如是半导体硅基底。接着，于基底200上形成一层栅极介电层202，此栅极介电层202的材质例如是氧化硅，形成栅极介电层202的方法例如是热氧化法(Thermal Oxidation)。

接着，于基底200中形成复数条位线204，这些位线204例如是埋入式位线。形成位线204的步骤，例如是先于栅极介电层202上形成一层图案化的罩幕层(未图标)，以暴露出预定形成位线的条状区域。再以图案化罩幕层为罩幕进行一掺杂制作工艺，以于图案化罩幕层所暴露的基底200中形成复数条位线204，然后进行一快速回火制作工艺(Rapid Thermal Anneal，RTA)以修复基底200中受损的晶格结构。其中，掺杂的方法例如是离子植入法，所使用的掺质例如是N型离子。然后，移除图案化罩幕层。

接着，依序于栅极介电层202上形成一层导体层206、一层隔离层208与一层阻挡层210。其中，导体层206例如是复晶硅化金属层，形成导体层206的步骤包括先以临场掺杂离子的方式，利用化学气相沉积法于基底200上形成一层掺杂复晶硅层212后，在于此复晶硅层212上形成一层金属硅化物层214。而金属硅化物层214的材质例如是硅化镍、硅化鹕、硅化钴、硅化钛、硅化铂、硅化钯等。隔离层208的材质例如是氧化硅，其用以隔离导体层206与阻挡层210，形成隔离层208的方法例如是热氧化法或化学气相沉积法。阻挡层210的材质例如是复晶硅，形成阻挡层的方法例如是化学气相沉积法。当然，阻挡层210的材质也可以是氮化硅、氮氧化硅或其它材质。

接着，请同时参照图3B、图4B、图5B与图6B，利用微影蚀刻制作工艺，图案化此阻挡层210、隔离层208与导体层206，以形成复数条字线216与复数的条状阻挡墙218。其中，字线216与阻挡墙218构成堆栈条状物220。

接着，请同时参照图3C、图4C、图5C与图6C，于基底200上形成一层阻挡层(未图标)，此阻挡层并填满堆栈条状物220之间的间隙。接着，移除部分阻挡层直到暴露出堆栈条状物220的表面，使阻挡层只位于堆栈条状物220之间的间隙，而形成阻挡墙222。阻挡墙222的材质为与阻挡墙218的材质具有不同的蚀刻速率，其例如是以四-乙基-邻-硅酸酯(Tetra Ethyl Ortho Silicate，TEOS)/臭氧(O₃)为反应气体源利用化学气相沉积法所形成的氧化硅。移除部分阻挡层的方法例如是化学机械研磨法(Chemical Mechanism Polishing)或回蚀刻法(Etch Back)。

接着，请同时参照图3D、图4D、图5D与图6D，于基底200上形成图案化的罩幕层224。其中此罩幕层224的材料例如是光阻，并且罩幕层224的形状为长条形。此罩幕层224的走向垂直于堆栈条状物220且设置于位线204上方，也即罩幕层224覆盖住位线204。

接着，请同时参照图3E、图4E、图5E与图6E，以罩幕层224为罩幕，移除未被罩幕层224覆盖的阻挡墙218(如图3D、图4D、图5D与图6D所示)直到暴露出隔离层208，并使阻挡墙218变成阻挡柱226。移除未被罩幕层224覆盖的阻挡墙218方法例如是使用非等向性蚀刻法。然后，移除罩幕层224。其中，阻挡柱226与阻挡墙222将基底200界定出复数个预定编码区228。也就是，由阻挡柱226与阻挡墙222所包围的暴露隔离层208的开口即作为预定编码开口230。

接着，请同时参照图3F、图4F、图5F与图6F，在基底200上形成一层罩幕层232(也就是作为编码罩幕(Coding Mask))，并使用一编码光罩(Coding Photomask)进行曝光制作工艺，然后将罩幕层232显影以形成编码开口234与编码开口236。然后，以罩幕层232、阻挡柱226与阻挡墙222为罩幕进行编码植入制作工艺，将掺质植入编码开口234与编码开口236下方的基底200中，以于基底200中形成编码掺杂区238。由于预定编码区228已经被周围的阻挡墙222与阻挡柱226所围绕，也就是，预定编码区228是由阻挡墙222与阻挡柱226所决定，因此，在进行编码布植制作工艺时，罩幕层232上对应于预定编码区228的开口的尺寸可以做得很大，即使发生错误对准(如编码开口236所示)，所植入的离子也可以自行对准阻挡墙222与阻挡柱226所界定的区域，而不发生错误对准所导致的编码错误等问题。而且，由于编码区被阻挡墙222与阻挡柱226所决定，即使光阻因为光学散射等因素而发生转角圆化(Rounding)的现象，编码区228也不会受其影响。由于光罩的编码开口可以做得较大，因此可以以节省光罩的成本，并可以维持原有的一贯制作工艺所需时间(Turn-Around Time，TAT)。

其后，移除罩幕层232并进行后续的制作工艺以完成罩幕式只读存储器的制作，由于后续制作工艺属于公知一般的制作工艺，在此不再赘述与绘示。

依照上述实施例所述，本发明的自行对准编码的罩幕式只读存储器的制造方法，由于利用阻挡墙与阻挡柱包围欲进行编码区，也就是说以阻挡墙与阻挡柱决定欲进行编码区，因此在进行编码布植制作工艺时，罩幕层上对应于欲进行编码区的开口的尺寸可以做得很大，即使发生错误对准，所植入的离子也可以自行对准阻挡墙与阻挡柱所界定的区域，而不发生错误对准所导致的编码错误等问题。

而且，由于编码区被阻挡墙与阻挡柱所决定，即使光阻因为光学散射等因素而发生转角圆化(Rounding)的现象，编码区也不会受之影响。

此外，由于光罩的编码开口可以做得较大，因此可以以节省光罩的成本，并可以维持原有的一贯制作工艺所需时间。

虽然本发明已以一较佳实施例公开如上，然其并非用以限定本发明，任何熟悉此技术者，在不脱离本发明的精神和范围内，当可作各种的更动与润饰，因此本发明的保护范围当视权利要求书所界定为准。

Claims (8)

1、一种自行对准编码的罩幕式只读存储器的制造方法，其特征在于：该方法包括：

于一基底中形成复数条位线；

于该基底上形成一栅极介电层；

于该栅极介电层上形成一导体层；

于该导体层上依序形成一隔离层与一第一阻挡层；

定义该导体层、该隔离层与该第一阻挡层，以形成复数条字线与位于该些字线上的复数个第一阻挡墙；

于该些第一阻挡墙、该些字线之间的间隙形成复数个第二阻挡墙；

在对应于该些位线上方的该基底上形成一第一光阻图案；

以该第一光阻图案为罩幕，蚀刻该些第一阻挡墙，使该些第一阻挡墙转为复数个阻挡柱，其中该些阻挡柱与该些第二阻挡墙将该基底界定出复数个预定编码区；

去除该第一光阻图案；

于该基底上形成一第二光阻图案，该光阻图案具有复数个编码开口，该些编码开口对应于部分该些预定编码区，且该些编码开口的尺寸大于该些预定编码区的尺寸；

以该第二光阻图案以及该些阻挡柱与该些第二阻挡墙为罩幕，进行一编码离子植入步骤，以在该些编码开口所对应的该些预定编码区中形成复数个编码区；

去除该第二光阻图案。

2、如权利要求1所述的自行对准编码的罩幕式只读存储器的制造方法，其特征在于：其中该第一阻挡层的材质包括复晶硅。

3、如权利要求1所述的自行对准编码的罩幕式只读存储器的制造方法，其特征在于：其中该隔离层的材质包括氧化硅。

4、如权利要求1所述的自行对准编码的罩幕式只读存储器的制造方法，其特征在于：其中该些第二阻挡墙的材质与该第一阻挡层的材质具有不同蚀刻速度。

5、如权利要求1所述的自行对准编码的罩幕式只读存储器的制造方法，其特征在于：其中该栅极介电层包括一栅极氧化层。

6、如权利要求1所述的自行对准编码的罩幕式只读存储器的制造方法，其特征在于：其中于该些第一阻挡墙、该些字线之间的间隙形成该些第二阻挡墙的步骤包括：

于该基底上形成一第二阻挡层，且该第二阻挡层填满该些第一阻挡墙、该些字线之间的间隙；

移除部分该第二阻挡层直到暴露该些第一阻挡墙的表面，以形成该些第二阻挡墙。

7、如权利要求6所述的自行对准编码的罩幕式只读存储器的制造方法，其特征在于：其中移除部分该第二阻挡层的方法包括化学机械研磨法。

8、如权利要求6所述的自行对准编码的罩幕式只读存储器的制造方法，其特征在于：其中移除部分该第二阻挡层包括回蚀刻法。

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