JP2003338564A - 半導体集積回路装置の製造方法 - Google Patents
半導体集積回路装置の製造方法Info
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Abstract
れるマスクROMの記憶データ変更時の製造TATの短
縮が図れるとともに、製造の歩留を向上する。 【解決手段】 例えば5層の配線層を備える半導体集積
回路装置を製造する場合、マスクROMに書き込まれる
データが頻繁に変更されるサンプル製造時は、ビット線
を最上層の第5のメタル配線層とし、そのすぐ下の層間
絶縁層をデータ書き込み用のビアホールの形成層とする
ことで製造TATを短縮する。そして、ROMデータが
決定した後の量産時には、ビット線を最下層の第1のメ
タル配線層M1で形成し、そのすぐ下の層間絶縁層Z1
をデータ書き込み用のビアホールV1の形成層とするこ
とで、メモリセルを構成するレイア数を削減し、メモリ
セルの製造工程数を削減することで製造歩留を向上する
ことができる。
Description
書き込みを行うマスクROMを搭載した半導体集積回路
装置の製造方法に関する。
ク図であり、任意の機能を有するブロックA、ブロック
B及びブロックCと、マスクROMとから構成されてい
る。また本従来例では、半導体集積回路装置は5層のメ
タル配線層を有するものとする。
を構成するマスクROMのメモリセルの平面図であり、
図5(b)は、図5(a)の鎖線E−Eにおける断面図
である。
MおよびブロックA〜Cが形成された半導体基板、Gは
メモリセルトランジスタであるNチャネルトランジスタ
のゲート、DはNチャネルトランジスタのドレイン、S
はNチャネルトランジスタのソース、Z1、Z2、Z
3、Z4、Z5は第1、第2、第3、第4、第5の層間
絶縁層、V1、V2、V3、V4、V5はそれぞれの層
間絶縁層Z1、Z2、Z3、Z4、Z5に形成されたビ
アホール、M1、M2、M3、M4、M5は第1、第
2、第3、第4、第5のメタル配線層であり、ここで
は、M1、M2、M3、M4でパッドを形成し、M5で
ビット線を形成している。以下、M1、M2、M3、M
4をパッド、M5をビット線ともいう。U−BIT及び
B−BITは各々1ビットのメモリセル領域を示す。ド
レインDは、メタルのパッドM1、M2、M3、M4と
ビアホールV1、V2、V3、V4、V5を介してビッ
ト線M5に接続されている。
置におけるマスクROMのメモリセルについて説明す
る。
を各々のビットに設けたトランジスタを介して「放電す
る」,「放電しない」を記憶データの「0」,「1」に
対応させるものであり、トランジスタを介して「放電す
る」,「放電しない」を製造段階でビット線と各々のビ
ットのトランジスタを「接続する」,「接続しない」で
決定される。
き込みを行うため、半導体集積回路装置の仕様変更等に
よるデータ変更に短期間で対応することが市場から強く
求められるため、マスクROMのメモリセルも半導体集
積回路装置の他のブロックA,B,Cの配線層と同等な
配線層で構成し、可能な限り上層で記憶データの書き込
みを行う必要がある。
スクROMのメモリセルは、図4の半導体集積回路装置
の他のブロックA,B,Cと同じ5層の配線層M1〜M
5を用いて構成し、最上層の5層目をビット線とし、ビ
ット線M5とドレインDを接続する最上層であるビアホ
ールV5を製造工程で「形成する」,「形成しない」こ
とでビット線と各々のビットのトランジスタを「接続す
る」,「接続しない」状態を作り出し、各々記憶データ
の「0」,「1」に対応させる。
回路装置では、以下の問題を有している。
いく中で、半導体集積回路装置におけるマスクROMの
メモリセルも記憶データ変更時の製造TAT(Turn
Around Time)短縮のため、多層化して行
く必要があり、多層化するに従ってメモリセルの製造工
程が増加するため、不良を発生する確率が増加し半導体
集積回路装置の歩留を低下させる要因になって来た。
積回路装置における問題点を解決するものであり、その
目的は、マスクROMの記憶データ変更時の製造TAT
の短縮が図れるとともに、製造の歩留を向上することの
できる半導体集積回路装置の製造方法を提供することで
ある。
半導体集積回路装置の製造方法は、サンプル製造時に、
マスクROMセルアレイ部のメモリセルトランジスタ上
に形成された第1の配線層で第1のビット線を形成し、
ビット線の下層の配線層で形成されメモリセルトランジ
スタに電気的接続されたパッドとビット線とを接続する
ために、第1のビット線のすぐ下の絶縁層に形成された
第1のデータ書き込み用ビアホールの有無によりサンプ
ル製造時のデータを書き込む半導体集積回路装置の製造
方法であって、第1の配線層よりも下層の第2の配線層
のすぐ下の絶縁層に、メモリセルトランジスタと電気的
接続するための、第1のデータ書き込み用ビアホールに
代わる第2のデータ書き込み用ビアホールを形成する工
程と、第1のビット線に代わる第2のビット線を第2の
配線層で形成する工程とを有することを特徴とする。
回路装置の製造方法は、請求項1記載の半導体集積回路
装置の製造方法において、マスクROMセルアレイ部上
で、第2の配線層のすぐ上のビアホールを形成しないこ
とを特徴とする。
回路装置の製造方法は、請求項1記載の半導体集積回路
装置の製造方法において、マスクROMセルアレイ部上
で、第2の配線層よりも上層のビアホールを形成しない
ことを特徴とする。
回路装置の製造方法は、請求項1記載の半導体集積回路
装置の製造方法において、マスクROMセルアレイ部上
で、第2の配線層よりも上層の配線層およびビアホール
を形成しないことを特徴とする。
導体集積回路装置のマスクROMに書き込まれるデータ
が頻繁に変更される初期製造時であるサンプル製造時
は、ビット線を上層の配線層で形成し、そのすぐ下の絶
縁層をデータ書き込み用ビアホールの形成層として半導
体集積回路装置の製造TATを短縮しながら、ROMデ
ータが決定した後の量産時には、ビット線をより下層の
配線層で形成し、そのすぐ下の絶縁層をデータ書き込み
用ビアホールの形成層とすることで、メモリセルを構成
するレイア数を削減し、メモリセルの製造工程数を削減
することで、半導体集積回路装置の製造歩留を向上する
ことができる。
回路装置の製造方法は、請求項1記載の半導体集積回路
装置の製造方法において、第2のデータ書き込み用ビア
ホールを形成するためのマスクパターンとして、第1の
データ書き込み用ビアホールを形成するマスクパターン
と実質的に同一のマスクパターンを用いることを特徴と
する。
データ書き込み用ビアホールについて異なるマスクレイ
アウトを作成する事無く、マスク演算で自動的に量産時
に用いるマスクパターンを作成できる。
回路装置の製造方法は、請求項5記載の半導体集積回路
装置の製造方法において、第2のビット線を形成するた
めのマスクパターンとして、第1のビット線を形成する
マスクパターンと実質的に同一のマスクパターンを用い
ることを特徴とする。
ビット線について異なるマスクレイアウトを作成する事
無く、マスク演算で自動的に量産時に用いるマスクパタ
ーンを作成できる。
下で述べる第1〜第3の実施の形態における半導体集積
回路装置に搭載されるマスクROMは、複数のビット線
と複数のワード線とが交差して配置され、ゲートがワー
ド線に接続され、ソースが接地され、ドレインがビット
線と接続または非接続されたメモリセルトランジスタが
配置されている。ドレインとビット線との接続・非接続
はデータ書き込み用のビアホールを形成・非形成するこ
とによる。そして、任意のビット線とワード線が選択さ
れることにより、その交差点のメモリセルのデータがビ
ット線を介して読み出されるものである。
体集積回路装置も、従来例と同様に図4のブロック図で
示され、マスクROM以外の回路部分であるブロックA
〜Cは第1〜第5のメタル配線層M1〜M5を有する多
層配線構造とする。
き込まれるデータが頻繁に変更される初期製造時すなわ
ちサンプル製造時は製造数が少なく、データが決定した
後の量産時は製造数が大きく増すため、本実施の形態で
は、データが頻繁に変更される初期製造時は従来例と同
じ図5に示すメモリセル構造のマスクROMを備えた半
導体集積回路装置を製造することで製造TATを短縮
し、データが決定後は図1に示すメモリセル構造のマス
クROMを備えた半導体集積回路装置を製造することで
歩留を向上できるようにしている。なお、従来例の場合
は、サンプル製造時もROMデータを決定した後の量産
時も同じ構成のものを製造していた。
回路装置の量産時におけるマスクROMのメモリセルの
平面図であり、図1(b)は、図1(a)の鎖線A−A
における断面図である。
MおよびブロックA〜Cが形成された半導体基板、Gは
メモリセルトランジスタであるNチャネルトランジスタ
のゲート、DはNチャネルトランジスタのドレイン、S
はNチャネルトランジスタのソース、Z1、Z2、Z
3、Z4、Z5は第1、第2、第3、第4、第5の層間
絶縁層、V1は第1の層間絶縁層Z1に形成されたビア
ホール、M1は第1のメタル配線層であり、ここでは、
M1でビット線を形成している。以下、M1をビット線
ともいう。U−BIT及びB−BITは各々1ビットの
メモリセル領域を示す。
ルへのデータ書き込みは、ビット線M1とドレインDを
接続するビアホールV1を製造工程で「形成する」,
「形成しない」ことでビット線と各々のビットのトラン
ジスタを「接続する」,「接続しない」状態を作り出
し、各々記憶データの「0」,「1」に対応させる。
のメタル配線層M1で構成し、そのすぐ下の層間絶縁層
Z1をデータ書き込み用のビアホールV1の形成層とす
ることで、メモリセルを構成するレイア数(層間絶縁層
Z2〜Z5は含まない)を削減でき、メモリセルの製造
工程数が削減できる。そのため不良を発生する確率を低
減することができ、半導体集積回路装置の歩留を向上す
ることができる。
Mのメモリセルアレイ部分の作製(設計)では、サンプ
ル製造時に用いたマスク(ROMデータを決定したとき
のマスク)を、量産時に用いるマスクに容易に変換する
ことができ、この際のマスク演算は、V5=V1、M5
=M1とマスクの演算上でレイア変換した後、ビアホー
ルV2〜V5及びメタル配線層M2〜M5を消去する。
この方法により、サンプル製造時と量産時とで異なるマ
スクレイアウトを作成する事無く、マスク演算で自動的
に量産時に用いるマスクパターンを作成できる。
クROMに書き込まれるデータが頻繁に変更されるサン
プル製造時は、図5に示されるようにビット線を最上層
の第5のメタル配線層M5とし、そのすぐ下の層間絶縁
層Z5をデータ書き込み用のビアホールV5の形成層と
することで半導体集積回路装置の製造TATを短縮する
ことができ、ROMデータが決定した後の量産時には、
ビット線を最下層の第1のメタル配線層M1とし、その
すぐ下の層間絶縁層Z1をデータ書き込み用のビアホー
ルV1の形成層とすることで、メモリセルを構成するレ
イア数を削減することでメモリセルの製造工程数を削減
し、半導体集積回路装置の製造歩留を向上することがで
きる。
体集積回路装置も、従来例と同様に図4のブロック図で
示され、ブロックA〜Cは第1〜第5のメタル配線層M
1〜M5を有する多層配線構造とする。
OMに書き込まれるデータが頻繁に変更される初期製造
時すなわちサンプル製造時は従来例と同じ図5に示すメ
モリセル構造のマスクROMを備えた半導体集積回路装
置を製造することで製造TATを短縮し、データが決定
後は図2に示すメモリセル構造のマスクROMを備えた
半導体集積回路装置を製造することで歩留を向上できる
ようにしている。
回路装置の量産時におけるマスクROMのメモリセルの
平面図であり、図2(b)は、図2(a)の鎖線B−B
における断面図である。
MおよびブロックA〜Cが形成された半導体基板、Gは
メモリセルトランジスタであるNチャネルトランジスタ
のゲート、DはNチャネルトランジスタのドレイン、S
はNチャネルトランジスタのソース、Z1、Z2、Z
3、Z4、Z5は第1、第2、第3、第4、第5の層間
絶縁層、V1は第1の層間絶縁層Z1に形成されたビア
ホール、M1、M2、M3、M4、M5は第1、第2、
第3、第4、第5のメタル配線層であり、ここでは、M
1がビット線、M2、M3、M4、M5がメタルの配線
である。U−BIT及びB−BITは各々1ビットのメ
モリセル領域を示す。
ルへのデータ書き込みは、ビット線M1とドレインDを
接続するビアホールV1を製造工程で「形成する」,
「形成しない」ことでビット線と各々のビットのトラン
ジスタを「接続する」,「接続しない」状態を作り出
し、各々記憶データの「0」,「1」に対応させる。
のメタル配線層M1で構成し、そのすぐ下の層間絶縁層
Z1をデータ書き込み用のビアホールV1の形成層とす
ることで、メモリセルを構成するレイア数(層間絶縁層
Z2〜Z5およびメタル配線層M2〜M5は含まない)
を削減でき、メモリセルの製造工程数が削減できる。さ
らに、メタル配線M2〜M5を任意のパターンで配置す
ることにより、図4におけるマスクROMと隣接する5
層配線で形成されるブロックB、ブロックCとの隣接部
分で発生する層間絶縁層Z1〜Z5の段差を解消でき、
前記隣接部分付近の配線層の断線などの不良を発生する
確率を低減することができ、半導体集積回路装置の歩留
を向上することができる。
体集積回路装置も、従来例と同様に図4のブロック図で
示され、ブロックA〜Cは第1〜第5のメタル配線層M
1〜M5を有する多層配線構造とする。
OMに書き込まれるデータが頻繁に変更される初期製造
時すなわちサンプル製造時は従来例と同じ図5に示すメ
モリセル構造のマスクROMを備えた半導体集積回路装
置を製造することで製造TATを短縮し、データが決定
後は図3に示すメモリセル構造のマスクROMを備えた
半導体集積回路装置を製造することで歩留を向上できる
ようにしている。
回路装置の量産時におけるマスクROMのメモリセルの
平面図であり、図3(b)は、図3(a)の鎖線C−C
における断面図である。
MおよびブロックA〜Cが形成された半導体基板、Gは
メモリセルトランジスタであるNチャネルトランジスタ
のゲート、DはNチャネルトランジスタのドレイン、S
はNチャネルトランジスタのソース、Z1、Z2、Z
3、Z4、Z5は第1、第2、第3、第4、第5の層間
絶縁層、V1、V3、V4、V5はそれぞれの層間絶縁
層Z1、Z3、Z4、Z5に形成されたビアホール、M
1、M2、M3、M4、M5は第1、第2、第3、第
4、第5のメタル配線層であり、ここでは、M1がビッ
ト線、M2、M3、M4がメタルのパッド、M5がメタ
ルの配線である。以下、M1をビット線、M2、M3、
M4をパッド、M5を配線ともいう。U−BIT及びB
−BITは各々1ビットのメモリセル領域を示す。
ルへのデータ書き込みは、ビット線M1とドレインDを
接続するビアホールV1を製造工程で「形成する」,
「形成しない」ことでビット線と各々のビットのトラン
ジスタを「接続する」,「接続しない」状態を作り出
し、各々記憶データの「0」,「1」に対応させる。
のメタル配線層M1で構成し、そのすぐ下の層間絶縁層
Z1をデータ書き込み用のビアホールV1の形成層とす
ることで、メモリセルを構成するレイア数(層間絶縁層
Z2〜Z5、ビアホールV3〜V5およびメタル配線層
M2〜M5は含まない)を削減でき、メモリセルの製造
工程数が削減できる。そのため不良を発生する確率を低
減することができ、半導体集積回路装置の歩留を向上す
ることができる。
Mのメモリセルアレイ部分の作製(設計)では、サンプ
ル製造時に用いたマスク(ROMデータを決定したとき
のマスク)を、量産時に用いるマスクに容易に変換する
ことができ、この際のマスク演算は、V5=V1、M5
=M1とマスクの演算上でレイア変換した後、ビアホー
ルV2を消去する。この方法により、サンプル製造時と
量産時とで異なるマスクレイアウトを作成する事無く、
マスク演算で自動的に量産時に用いるマスクパターンを
作成できる。
ット線M1より上層のビアホールV3〜V5およびパッ
ドM2,M3,M4および配線M5は、機能的には不要
なものとなる。
の実施の形態同様、マスクROMに書き込まれるデータ
が頻繁に変更されるサンプル製造時は、図5に示される
ようにビット線を最上層の第5のメタル配線層M5と
し、そのすぐ下の層間絶縁層Z5をデータ書き込み用の
ビアホールV5の形成層とすることで半導体集積回路装
置の製造TATを短縮することができ、ROMデータが
決定した後の量産時には、ビット線を最下層の第1のメ
タル配線層M1とし、そのすぐ下の層間絶縁層Z1をデ
ータ書き込み用のビアホールV1の形成層とすること
で、メモリセルを構成するレイア数を削減することでメ
モリセルの製造工程数を削減し、半導体集積回路装置の
製造歩留を向上することができる。
に用いたマスク(ROMデータを決定したときのマス
ク)に対し、メタル配線層M1、ビアホールV1,V2
のみを変更するだけでよく、第1の実施の形態の場合よ
りも少ないマスク変更とすることができる。
態では、量産時の場合に、ビット線を最下層の第1のメ
タル配線層M1で形成したが、これに限らず、サンプル
製造時で用いる上層の配線層よりも下層の配線層でビッ
ト線を形成すればよく、そのビット線のすぐ下の層間絶
縁層をROMデータ書き込み用のビアホールの形成層と
することができる。例えば、ビット線を第3のメタル配
線層M3で形成する場合には、層間絶縁層Z3にビット
線(M3)とパッド(M2)とを接続するビアホールV
3が形成・非形成されることによりデータが書き込まれ
る。第1,第2,第3の実施の形態のように、ビット線
をより下側の配線層とすることで、メモリセルを構成す
るレイア数をより削減し、メモリセルの製造工程数をよ
り削減し、半導体集積回路装置の製造歩留をより向上す
ることができる。
態では、半導体集積回路装置のメタル配線層が5層の場
合について説明したが、5層に限らず複数層の場合に、
同様に適用することができる。
導体集積回路装置のマスクROMに書き込まれるデータ
が頻繁に変更されるサンプル製造時は、ビット線を上層
の配線層で形成し、そのすぐ下の絶縁層をデータ書き込
み用ビアホールの形成層として半導体集積回路装置の製
造TATを短縮しながら、ROMデータが決定した後の
量産時には、ビット線をより下層の配線層で形成し、そ
のすぐ下の絶縁層をデータ書き込み用ビアホールの形成
層とすることで、メモリセルを構成するレイア数を削減
し、メモリセルの製造工程数を削減することで、半導体
集積回路装置の製造歩留を向上することができる。
置の量産時におけるマスクROMのメモリセルの平面図
及び断面図
置の量産時におけるマスクROMのメモリセルの平面図
及び断面図
置の量産時におけるマスクROMのメモリセルの平面図
及び断面図
モリセルの平面図及び断面図
Claims (6)
- 【請求項1】 サンプル製造時に、マスクROMセルア
レイ部のメモリセルトランジスタ上に形成された第1の
配線層で第1のビット線を形成し、前記ビット線の下層
の配線層で形成され前記メモリセルトランジスタに電気
的接続されたパッドと前記ビット線とを接続するため
に、前記第1のビット線のすぐ下の絶縁層に形成された
第1のデータ書き込み用ビアホールの有無によりサンプ
ル製造時のデータを書き込む半導体集積回路装置の製造
方法であって、 前記第1の配線層よりも下層の第2の配線層のすぐ下の
絶縁層に、前記メモリセルトランジスタと電気的接続す
るための、前記第1のデータ書き込み用ビアホールに代
わる第2のデータ書き込み用ビアホールを形成する工程
と、 前記第1のビット線に代わる第2のビット線を前記第2
の配線層で形成する工程とを有することを特徴とする半
導体集積回路装置の製造方法。 - 【請求項2】 前記マスクROMセルアレイ部上で、前
記第2の配線層のすぐ上のビアホールを形成しないこと
を特徴とする請求項1記載の半導体集積回路装置の製造
方法。 - 【請求項3】 前記マスクROMセルアレイ部上で、前
記第2の配線層よりも上層のビアホールを形成しないこ
とを特徴とする請求項1記載の半導体集積回路装置の製
造方法。 - 【請求項4】 前記マスクROMセルアレイ部上で、前
記第2の配線層よりも上層の配線層およびビアホールを
形成しないことを特徴とする請求項1記載の半導体集積
回路装置の製造方法。 - 【請求項5】 前記第2のデータ書き込み用ビアホール
を形成するためのマスクパターンとして、前記第1のデ
ータ書き込み用ビアホールを形成するマスクパターンと
実質的に同一のマスクパターンを用いることを特徴とす
る請求項1記載の半導体集積回路装置の製造方法。 - 【請求項6】 前記第2のビット線を形成するためのマ
スクパターンとして、前記第1のビット線を形成するマ
スクパターンと実質的に同一のマスクパターンを用いる
ことを特徴とする請求項5記載の半導体集積回路装置の
製造方法。
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