半導体記憶装置
【課題】一部を除去した配線パターンを利用して、ワード線に対するボーダーレスコンタクト或いは、ビット線に対するビアコンタクト等を歩留まり良く形成する。
【解決手段】メモリセルアレイ上の列方向に延伸する複数の活性領域パターンAAi,AAi+1,…,AAnと、行方向に延伸すると共に、非一様に配置される複数のワード線パターンWL1,WL2…と、複数のワード線パターンに平行に配列される複数の選択ゲート線パターンSG1,SG2…と、メモリセルアレイ上のワード線パターンの終端部分近傍において配置され、メモリセルアレイ端から引き出された配線の一部分に接触し、配線の隣の配線とは接触していないボーダーレスコンタクト14と、複数のワード線パターン及び選択ゲート線パターンの内の一部を2重露光により除去して形成したコンタクト形成予定領域内に配置されたビット線コンタクト(CB)11とを備える半導体記憶装置。
【解決手段】メモリセルアレイ上の列方向に延伸する複数の活性領域パターンAAi,AAi+1,…,AAnと、行方向に延伸すると共に、非一様に配置される複数のワード線パターンWL1,WL2…と、複数のワード線パターンに平行に配列される複数の選択ゲート線パターンSG1,SG2…と、メモリセルアレイ上のワード線パターンの終端部分近傍において配置され、メモリセルアレイ端から引き出された配線の一部分に接触し、配線の隣の配線とは接触していないボーダーレスコンタクト14と、複数のワード線パターン及び選択ゲート線パターンの内の一部を2重露光により除去して形成したコンタクト形成予定領域内に配置されたビット線コンタクト(CB)11とを備える半導体記憶装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は配線層とコンタクトに関するものであり、特に微細なピッチで配線されたセルアレイからの引き出し部において、コントロールゲートパターン、金属配線パターン、ビット線パターン等を非一様性(Non-uniform)パターンにて形成したことを特徴とする半導体記憶装置に関する。
【背景技術】
【0002】
従来の配線では引き出し部は斜めの配線を用いており、コンタクトをとるところまでの間において斜め配線によってピッチを緩和して、配線していた。しかし微細化が進み2つ目露光などを用いて一方方向にのみ高解像度を有するパターンを形成してセルの微細化を進めている。そのためセルのパターンは等間隔のライン・アンド・スペースですべて形成する必要が生じ、引き出し部の規則性が崩れたパターンを形成することができない。そのためそのようなコンタクト形成パターンのないライン・アンド・スペースのパターンにコンタクトを形成する必要が生じてきた。
【0003】
一方、ゲート配線パターン等へのコンタクトではなく、DRAMのアレイ状の活性領域を利用することによって、素子分離領域を形成後に、セルフアラインポリシリコンとポリシリコンプラグを利用して、拡散層に対してコンタクトを形成する半導体装置及びその製造方法については、特許文献1に開示されている。
【特許文献1】特開平9−97882号公報(図33,図35)
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【0004】
本発明の目的は、2重露光を用いて一部を除去した配線パターンを利用して、ビット線コンタクトCB、ソース線コンタクトCS、ワード線或いは選択ゲート線に対するボーダーレスコンタクト(ワード線コンタクト、選択ゲートコンタクト)、ビット線引き出し部のビアコンタクト、ビット線に対するビアコンタクト等を歩留まり良く形成する半導体記憶装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【0005】
上記目的を達成するために、本発明の第1の特徴は、(イ)列方向に延伸する複数のビット線と、(ロ)行方向に延伸する複数のワード線と、(ハ)ワード線の終端部に各々形成された複数のワード線コンタクトとを備え、(ニ)ワード線は直線状に形成され、少なくとも隣接する2本のワード線の行方向の長さは、互いに異なる半導体記憶装置であることを要旨とする。
【0006】
本発明の第2の特徴は、(イ)メモリセルアレイ上の列方向に延伸する複数のビット線と、(ロ)ビット線に直交し、行方向に延伸する複数のワード線と、(ハ)複数のビット線はそれぞれ非一様パターンにてストライプ状に配置され、ビット線の列方向に沿った終端部において、ビット線のパターン欠損領域を挟んでビット線上に配置され、行方向に直線状に配列されるビアコンタクトとを備える半導体記憶装置であることを要旨とする。
【発明の効果】
【0007】
本発明によれば、コンタクトを形成する場合にセルルールピッチの配線に対してコンタクトをとる方法において、二回目の露光時にコンタクトの接続領域を形成し、このコンタクトの接続領域にコンタクトを配置し、しかも、このコンタクトは配線に一部分がかかって形成されたボーダーレスコンタクト(ワード線コンタクト)を形成しており、このボーダーレスコンタクトによって、歩留まり良く配線が接続されていることを特徴とする半導体記憶装置を提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【0008】
微細なピッチで配線されたセルアレイからの引き出し部においてコンタクトを形成する場合にセルルールピッチの配線に対してコンタクトをとる方法において、二回目の露光時にコンタクトの接続領域を形成し、この接続領域にコンタクトを形成する。このコンタクトは配線に一部分がかかって形成されたボーダーレスコンタクトを形成しており、このボーダーレスコンタクトによって、歩留まり良く配線が接続されている。
【0009】
本発明の実施の形態の説明において、「M0」とは、同一階層レベルの金属層であることを表しており、ビット線引き出し部19、選択ゲート線引き出し部20、タングステン電極膜50等が相当する。同様に、「M1」とは、同一階層レベルの金属層であることを表しており、銅(Cu)電極膜60が相当する。「V1」とは、ビアコンタクト46に相当する。ビアコンタクト(V1−M1)10は、V1とM1レベルを結合するコンタクトであり、ビアコンタクト(M0−V1)13とは、M0とV1レベルを結合するコンタクトである。
【0010】
次に、図面を参照して、本発明の第1乃至第11の実施の形態を説明する。以下の図面の記載において、同一又は類似の部分には同一又は類似の符号を付している。ただし、図面は模式的なものであり、厚みと平面寸法との関係、各層の厚みの比率等は現実のものとは異なることに留意すべきである。したがって、具体的な厚みや寸法は以下の説明を参酌して判断すべきものである。又、図面相互間においても互いの寸法の関係や比率が異なる部分が含まれていることはもちろんである。
【0011】
また、以下に示す第1乃至第11の実施の形態は、この発明の技術的思想を具体化するための装置や方法を例示するものであって、この発明の技術的思想は、構成部品の材質、形状、構造、配置等を下記のものに特定するものでない。この発明の技術的思想は、特許請求の範囲において、種々の変更を加えることができる。
【0012】
(第1の実施の形態)
本発明の第1の実施の形態に係る半導体記憶装置は、図15に示すように、列方向に延伸する複数のビット線BLj-2,BLj-1,BLj,BLj+1,BLj+2…(図示省略)と、行方向に延伸する複数のワード線WL1,WL2…と、ワード線WL1,WL2…の終端部に各々形成された複数のワード線コンタクト(ボーダーレスコンタクトCG)14とを備え、ワード線WL1,WL2…は直線状に形成され、少なくとも隣接する2本のワード線の行方向の長さは、互いに異なる構成を備える。
【0013】
或いは又、ワード線コンタクト(ボーダーレスコンタクトCG)14は、複数のワード線WL1,WL2…の内の一本のワード線の一部分に接触し、ワード線に隣接するワード線とは接触していない構成を備える。
【0014】
或いは又、ワード線コンタクト(ボーダーレスコンタクトCG)14は、更にワード線WL1,WL2…の側面の一部分に接触すると共に、下地半導体基板26とは接触していないこと構成を備える。
【0015】
或いは又、複数のワード線WL1,WL2…及び複数のワード線WL1,WL2…に平行に形成された複数の選択ゲート線SG1,SG2…の内の一部分に設定されるコンタクト形成領域と、コンタクト形成領域内に配置されるビット線コンタクト(CB)11とを更に備える構成を有する。
【0016】
或いは又、コンタクト形成領域は、複数のワード線WL1,WL2…及び複数の選択ゲート線SG1,SG2…の内の少なくとも1本をパターン欠損領域として除去することにより形成される領域である構成を有する。
【0017】
或いは又、コンタクト形成領域は、ワード線WL1,WL2…の幅の1倍、或いは奇数倍の幅の寸法を有する構成を有する。
【0018】
或いは又、複数のワード線WL1,WL2…は、中心部分は短く、列方向に順次階段形状に長く配置される構成を有する。
【0019】
本発明の第1の実施の形態に係る半導体記憶装置は、ワード線WL1,WL2…の周辺端部において、非一様性パターンを備える。ここで、「非一様性(Non-uniform)パターン」とは、隣り合うパターン寸法がパターン形状端部において、互いに異なるパターンを意味し、例えば、パターン形状が階段状のパターン、放物線状のパターン、楕円形状のパターンあるいは、互い違いに異なる寸法のパターン等をいう。非一様性(Non-uniform)パターンはワード線パターン、選択ゲート線パターンのみならず、ビット線パターンにおいても適用可能である。更に又、ビット線引き出し部のパターン形状、或いはワード線引き出し部のパターン形状に対しても適用可能である。又、ワード線はWL1,WL2…は「直線状」に配置されている。ここで、「直線状」に配置されるワード線とは、一定のラインアンドスペースで形成されていることを意味する。ワード線WL1,WL2…の線幅と、選択ゲート線SG1,SG2…の線幅は等しく同じラインアンドスペース形成されている。したがって、ワード線WL1,WL2…の線幅と、選択ゲート線SG1,SG2…の線幅は共に最小線幅で形成することができる。
【0020】
本発明の第1の実施の形態に係る半導体記憶装置は、図15に示すように、メモリセルアレイ上の列方向に延伸する複数の活性領域AAi,AAi+1,…AAnに対応するビット線パターンと、ビット線パターンに直交し、行方向に延伸すると共に、非一様に配置される複数のワード線パターンWL1,WL2…と、複数のワード線パターンに平行に配列される複数の選択ゲート線パターンSG1,SG2…と、メモリセルアレイ上のワード線パターンの終端部分近傍において配置され、メモリセルアレイ端から引き出された配線の一部分に接触し、配線の隣の配線とは接触していないボーダーレスコンタクト14と、複数のワード線パターン及び選択ゲート線パターンの内の一部分を2重露光により除去して形成した、コンタクト形成予定領域内に配置されたビット線コンタクト(CB)11とを備える。
【0021】
(検討例)
本発明の検討例に係る半導体記憶装置は、図45の模式的平面図に示すように、メモリセルアレイ1とその周辺回路3を備え、メモリセルアレイの周辺端部においては、図中のBで示すように、配線パターンの一部分における重なりを防止するために、鍵型形状の配線パターンを使用し、メモリセルアレイ内においては、図中のAで示すように、ビット線BLに相当する一定のライン・アンド・スペースの配線パターンを使用している。
【0022】
同様に、本発明の検討例に係る半導体記憶装置は、図46の模式的平面図に示すように、メモリセルブロック33の周辺部近傍においては、図中のC及びDに示すように、コンタクトホールを設定するために、斜め配線パターン4を使用している。
【0023】
更に、本発明の検討例に係る半導体記憶装置は、図47の模式的平面図に示すように、半導体チップ100上に形成されたメモリセルアレイ1の周辺部のセンスアンプ6の領域においても、図中のEに示すように、斜め配線パターン4の形状を備えており、メモリセルアレイ1内のビット線引き出し部19においては、図中Aで示すように、ビアコンタクト13を配置する近傍領域の幅を広く形成している。
【0024】
本発明の検討例に係る半導体記憶装置は、半導体チップ100上のメモリセルアレイ内のビット線引き出し部(M0)19の近傍において、図48に示すように、ビアコンタクト(M0−V1)13及びビット線コンタクト11を配置している。
【0025】
(二重露光)
本発明の第1の実施の形態に係る半導体記憶装置の製造方法において使用する二重露光について説明する。
【0026】
(a)図1に示すように、半導体チップ100上にワード線WL1,WL2のパターン,選択ゲート線SG1,SG2,ダミー配線DEのパターンを形成する。
【0027】
(b)次に、図2に示すように、ワード線WL2の周辺部のパターンP1及びP3と、ダミー配線DEのパターンP2に対して二重露光を実施して、これらのパターンP1,P2,P3を除去する。
【0028】
(c)次に、図3に示すように、パターンP1,P3が除去されたことにより形成されえるスペースを利用して、ボーダーレスコンタクト(CG)14を配置すると共に、パターンP3が除去されたスペースを利用して、ビット線コンタクト(CB)11を直線状に配置形成する。
【0029】
(第1の実施の形態の変形例1)
本発明の第1の実施の形態の変形例1に係る半導体記憶装置の製造方法の一工程を説明する平面パターンは、図4に示すように、ビット線コンタクト(CB)11を配置するスペースとして、一対の選択ゲート線SG1のパターンの間の間隔として、3Lとしている。ここで、Lは最小のライン・アンド・スペース(最小線幅)を表す。図4中の点線で示すように、ダミー配線DEを1本分だけ二重露光によって除去することで、図4のパターン構造を実現することができる。例えば、本発明の第1の実施の形態の変形例1に係る半導体記憶装置は、図4に示すように、複数のワード線パターン及び選択ゲート線パターンの内の一本を2重露光により除去して形成した、最小線幅Lの3倍の幅の寸法を有するコンタクト形成予定領域を備える。
【0030】
(第1の実施の形態の変形例2)
本発明の第1の実施の形態の変形例2に係る半導体記憶装置の製造方法の一工程を説明する平面パターンは、図5に示すように、ビット線コンタクト(CB)11を配置するスペースとして、選択ゲート線SG2と選択ゲート線SG1のパターンの間の間隔として、5Lとしている。図5中の点線で示すように、ダミー配線DEと選択ゲート線SG1を1本分だけ二重露光によって除去することで、図5のパターン構造を実現することができる。例えば、本発明の第1の実施の形態の変形例2に係る半導体記憶装置は、図5に示すように、複数のワード線パターン及び選択ゲート線パターンの内の二本を2重露光により除去して形成した、最小線幅Lの5倍の幅の寸法を有するコンタクト形成予定領域を備える。
【0031】
(第1の実施の形態の変形例3)
本発明の第1の実施の形態の変形例3に係る半導体記憶装置の製造方法の一工程を説明する平面パターンは、図6に示すように、ビット線コンタクト(CB)11を配置するスペースとして、一対の選択ゲート線SG2のパターンの間の間隔として、7Lとしている。図6中の点線で示すように、ダミー配線DEと一対の選択ゲート線SG1を二重露光によって除去することで、図6のパターン構造を実現することができる。
【0032】
例えば、本発明の第1の実施の形態の変形例3に係る半導体記憶装置は、図6に示すように、複数のワード線パターン及び選択ゲート線パターンの内の三本を2重露光により除去して形成した、最小線幅Lの7倍の幅の寸法を有するコンタクト形成予定領域を備える。
【0033】
本発明の第1の実施の形態の変形例1〜3においては、最小線幅Lの3倍、5倍、7倍の幅の寸法を有するコンタクト形成予定領域を備える例について説明したが、これらの値に限られるものではないことは勿論である。最小線幅Lの1倍であってもよく、或いは又、9倍、11倍の幅の寸法を有するコンタクト形成予定領域を備えていても良い。更に一般的には、最小線幅Lの2k−1(kは1以上の正の整数)倍の幅の寸法を有するコンタクト形成予定領域を備えていても良い。
【0034】
(製造方法)
本発明の第1の実施の形態に係る半導体記憶装置の製造方法を以下に説明する。図7乃至図10は、図3のI−I線に沿う模式的素子断面構造図に対応し、図11は、図3のII―I線に沿う模式的素子断面構造に対応する。
【0035】
(a)図7に示すように、ウェル若しくは半導体基板26上にゲート絶縁膜30、例えばポリシリコンからなるフローティングゲート8、例えばアルミナ膜からなるゲート間絶縁膜7、例えばポリシリコンからなるコントロールゲート2を順次形成後、全面にハードマスク28を形成し、更にリソグラフィーとパターニングによってレジスト27のパターンを形成する。
【0036】
(b)次に、図8に示すように、レジスト27のパターンをマスクとして、コントロールゲート2の表面が露出するまで、ハードマスク28をエッチングにより除去する。
【0037】
(c)次に、図9に示すように、レジスト40のパターンをリソグラフィーとパターニングによって形成後、ハードマスク28のパターンを1本分を二重露光によって除去する。
【0038】
(d)次に、図10に示すように、レジスト40を除去後、ハードマスク28のパターンを利用して、全面エッチングを実施して、ゲート絶縁膜30、フローティングゲート8、ゲート間絶縁膜7、コントロールゲート2からなるスタックゲート構造を形成する。
【0039】
(e)次に、図11に示すように、全面に層間絶縁膜36を堆積し、リソグラフィーとパターニングによって、ビット線コンタクト(CB)11及びボーダーレスコンタクト(CG)14を形成する。
【0040】
(第1の実施の形態の変形例4)
本発明の第1の実施の形態の変形例4に係る半導体記憶装置の製造方法を以下に説明する。
【0041】
(a)図12に示すように、半導体チップ100上にワード線若しくは選択ゲート線のパターンを形成後、これらの電極配線パターン上のボーダーレスコンタクトの形成予定領域となる二重露光領域16を設定する。
【0042】
この二重露光領域16は、例えばレチクルの交換のみで、同じレジストに2回露光現像工程(PEP)を実施することによって、形成することができる。
【0043】
(b)次に、図13に示すように、ビット線コンタクト(CB)11の形成予定領域となるパターンP2と、ソース線コンタクト(CS)12の形成予定領域となるパターンP4に対して2重露光を実施して、パターンP2及びP4を除去する。
【0044】
(c)次に、図14に示すように、ビット線コンタクト(CB)11を直線状に配置形成すると共に、ソース線コンタクト(CS)12及びボーダーレスコンタクト(CG)14を形成する。
【0045】
(第1の実施の形態の変形例5)
本発明の第1の実施の形態に係る半導体記憶装置のワード線端部における模式的平面パターンは、図15に示すように、非一様性パターン形状として階段状構造を有する。
【0046】
(素子断面構造)
図15のI−I線に沿うボーダーレスコンタクト部分の模式的素子断面構造は、図16に示すように、ウェル若しくは半導体基板26内に形成された素子分離領域(STI)32上に配置されるゲート絶縁膜30と、層間絶縁膜36内に形成され、ゲート絶縁膜30上に積層構造として配置されるフローティングゲート8、ゲート間絶縁膜7及びコントロールゲート2とから形成されるスタックゲート構造と、コントロールゲート2上にバリアメタル9を介して接触するボーダーレスコンタクト14とから構成される。ボーダーレスコンタクト14は、図15及び図16に示すように、メモリセルアレイ上のワード線パターンの終端部分近傍において配置され、メモリセルアレイ端から引き出された配線の一部分に接触し、接触する配線の隣の配線とは接触していない。更に詳細には、図16に示すように、メモリセルアレイ端から引き出された配線の側面の一部分に接触するが、下地のウェル若しくは半導体基板26とは接触していない。
【0047】
比較的セルルールピッチが緩やかな場合のコンタクトの構造例は、図17(a)に示すように、フローティングゲート8、層間絶縁膜7及びコントロールゲート2からなるスタックゲート構造に対して、層間絶縁膜58を介して一部重なりをもってセルフアライン形成されたビット線コンタクト(CB)11及び、図17(b)に示すように、スタックゲート構造に隣接して形成されるソース線コンタクト(CS)12のように表される。
【0048】
一方、セルルールピッチが更に微細化された場合のコンタクトの構造例は、図18(a)に示すように、フローティングゲート8、層間絶縁膜7及びコントロールゲート2からなるスタックゲート構造に対して、コントロールゲート2上に形成されるボーダーレスコンタクト14及び、選択ゲート電極15上に形成される選択ゲートコンタクト(SG)15a、図18(b)に示すように、拡散層に対するビット線コンタクト(CB)11及びソース線コンタクト(CS)12のように表される。
【0049】
図15のIII−III線に沿うボーダーレスコンタクト14(CG)及び選択ゲート線引き出し部(M0)20の部分の模式的素子断面構造は、図19に示すように、ウェル若しくは半導体基板26内に形成された素子分離領域(STI)32上に配置されるゲート絶縁膜30と、層間絶縁膜36内に形成され、ゲート絶縁膜30上に配置される選択ゲート電極(SG1,SG2)15と、選択ゲート電極15上にバリアメタル10を介して接触するボーダーレスコンタクト14と、ボーダーレスコンタクト14の接触する選択ゲート線引き出し部(M0)20とから構成される。
【0050】
図15のII−II線に沿うボーダーレスコンタクト14(CG)及び選択ゲート線引き出し部(M0)20の部分の模式的素子断面構造は、図20に示すように、ウェル若しくは半導体基板26内に形成された素子分離領域(STI)32上に配置されるゲート絶縁膜30と、層間絶縁膜36内に形成され、ゲート絶縁膜30上に配置される選択ゲート電極(SG1,SG2)15と、選択ゲート電極15上にバリアメタル10を介して接触するボーダーレスコンタクト14と、ボーダーレスコンタクト14の接触する選択ゲート線引き出し部(M0)20とから構成される。メモリセルアレイ端から引き出された一対の選択ゲート線15の両方の一部分に接触し、一対の選択ゲート配線の隣の配線とは接触していないボーダーレスコンタクト14を備える。
【0051】
以上のように、本発明の第1の実施の形態に係る半導体記憶装置によれば、ワード線WL若しくはコントロールゲート線、選択ゲート線SGの周辺端部分において、二重露光によって除去された非一様性のパターンを採用することによって、ボーダーレスコンタクト14をパターン余裕を持って配置し、形成することができ、また、ビット線コンタクト(CB)11や、ソース線コンタクト(CS)12もパターン余裕をもって、配置し、形成することができる。
【0052】
(第2の実施の形態)
本発明の第2の実施の形態に係る半導体記憶装置は、図21に示すように、メモリセルアレイ上の列方向に延伸する複数のビット線BLj-2,BLj-1,BLj,BLj+1,BLj+2,BLj+3,BLj+4…と、ビット線BLj-2,BLj-1,BLj,BLj+1,BLj+2,BLj+3,BLj+4…に直交し、行方向に延伸する複数のワード線WLi-1,WLi,WLi+1…(図示省略)と、複数のビット線BLj-2,BLj-1,BLj,BLj+1,BLj+2,BLj+3,BLj+4…はそれぞれ非一様パターンにてストライプ状に配置され、ビット線BLj-2,BLj-1,BLj,BLj+1,BLj+2,BLj+3,BLj+4…の列方向に沿った終端部において、ビット線のパターン欠損領域を挟んでビット線BLj-2,BLj-1,BLj,BLj+1,BLj+2,BLj+3,BLj+4…上に配置され、行方向に直線状に配列されるビアコンタクト(M0−V1)13とを備える。
【0053】
或いは又、ビアコンタクト(M0−V1)13の行方向のピッチは、ビット線BLj-2,BLj-1,BLj,BLj+1,BLj+2,BLj+3,BLj+4…が行方向に配列されるピッチの2倍である構成を有する。
【0054】
或いは又、金属埋め込み層を更に備え、ビアコンタクト(M0−V1)13は、金属埋め込み層の一部分に接触する構成を有する。
【0055】
或いは又、金属埋め込み層は、タングステン電極膜50である構成を有する。
【0056】
本発明の第2の実施の形態に係る半導体記憶装置は、図21に示すように、半導体チップ100上に形成されるビット線BLj-2,BLj-1,BLj,BLj+1,BLj+2,BLj+3,BLj+4に対応して形成されるビット線引き出し部(M0)19において非一様性パターンを備え、ビット線コンタクト(CB)11の配置パターンピッチに対して、ビアコンタクト(M0−V1)13の配置パターンピッチは倍ピッチの関係にある。
【0057】
即ち、本発明の第2の実施の形態に係る半導体記憶装置は、図21を参照して、メモリセルアレイ上の列方向に延伸する複数のビット線BLj-2,BLj-1,BLj,BLj+1,BLj+2,BLj+3,BLj+4…のパターンと、ビット線パターンに直交し、行方向に延伸する複数のワード線パターン(図示省略)と、複数のビット線パターン上にそれぞれ非一様に配置され、ストライプ形状を有する複数のビット線引き出し部(M0)19と、ビット線引き出し部(M0)19の終端部分近傍において、二重露光によりビット線引き出し部(M0)19の一部のパターンP5,P6(図22)を除去した領域を挟んでビット線引き出し部(M0)19上に配置されるビアコンタクト(M0−V1)13とを備え、ビアコンタクト(M0−V1)13は、ビット線引き出し部(M0)19のパターンの倍のピッチで行方向に配置される構成を備える。
【0058】
或いは又、メモリセルアレイ内に形成された例えば、タングステン電極膜(M0)50からなる金属埋め込み層を更に備え、ビット線引き出し部(M0)19の終端部分近傍において配置されるビアコンタクト(M0−V1)13は、タングステン電極膜(M0)50の一部分に接触する構成を有する。
【0059】
(ビット線引き出し部の形成方法)
(a)図22に模式的に示すように、半導体チップ100上において、ビット線BLj-2,BLj-1,BLj,BLj+1,BLj+2,BLj+3,BLj+4…に対応するビット線引き出し部(M0)19の電極パターンを形成後、パターンP5及びP6で示されるパターンを形成する。
【0060】
(b)次に、図23に模式的に示すように、二重露光によって、パターンP5及びP6に相当する終端部分のパターンを除去すると共に、ビアコンタクト(M0−V1)13を最小ライン・アンド・スペースの倍のピッチで配置する。
【0061】
(c)更に、図21に示すように、ビット線コンタクト(CB)11を各ビット線引き出し部(M0)19に対して配置する。
【0062】
(製造方法)
本発明の第2の実施の形態に係る半導体記憶装置は、図21のI―I線に沿う模式的素子断面構造を用いて、以下の製造工程に従って形成することができる。
【0063】
(a)図24に示すように、層間絶縁膜38上にマスク54を用いて、ビット線引き出し部(M0)19に対応する金属配線形成用のパターンを形成する。
【0064】
(b)次に、図25に示すように、レジスト52のパターンをリソグラフィーとパターニングにより形成後、エッチングを実施して層間絶縁膜38に対して、金属埋め込み層形成予定領域56を形成する。
【0065】
(c)次に、図26に示すように、金属埋め込み層形成予定領域56の内側にバリアメタル42を形成後、レジスト52及びマスク54を除去し、全面に例えばタングステン電極膜50を厚く形成する。
【0066】
(d)次に、図27に示すように、エッチング若しくは化学的機械的研磨技術(CMP)等の技術を用いて、タングステン電極膜50を層間絶縁膜38が露出するまで平坦化し、除去する。
【0067】
(e)更に、図28の拡大図に示すように、層間絶縁膜48を堆積後、上記(a)〜(d)の工程と同様に、ビアコンタクト13形成用のパターンを形成し、層間絶縁膜48をエッチングにより除去し、タングステン電極膜(M0)の表面を露出し、バリアメタル44を形成後、金属膜若しくはポリシリコン等によって、ビアコンタクト(V1)46を埋め込み、ビアコンタクト(M0−V1)13を形成する。
【0068】
本発明の第2の実施の形態に係る半導体記憶装置によれば、ビット線引き出し部(M0)19においても非一様性のパターンを採用することによって、ビアコンタクト(M0−V1)13を最小のライン・アンド・スペースの倍のピッチで配置し、形成することができる。
【0069】
(第3の実施の形態)
本発明の第3の実施の形態に係る半導体記憶装置は、図29に示すように、列方向に延伸する複数のビット線BLj-2,BLj-1,BLj,BLj+1,BLj+2,BLj+3,BLj+4…と、行方向に延伸する複数のワード線WLi-1,WLi,WLi+1…(図示省略)と、ビット線BLj-2,BLj-1,BLj,BLj+1,BLj+2,BLj+3,BLj+4…の終端部上に各々形成された複数のビアコンタクト(M0−V1)13とを備え、ビット線BLj-2,BLj-1,BLj,BLj+1,BLj+2,BLj+3,BLj+4…は直線状に形成され、少なくとも隣接する2本のビット線の列方向の長さは、互いに異なる構成を有する。
【0070】
或いは又、ビアコンタクト(M0−V1)13は、複数のビット線BLj-2,BLj-1,BLj,BLj+1,BLj+2,BLj+3,BLj+4…の内の一本のビット線の一部分に接触し、ビット線に隣接するビット線とは接触していない構成を有する。
【0071】
或いは又、ビアコンタクト(M0−V1)13の上部に配置され、ビアコンタクト(M0−V1)13の一部分に対して接触する電極膜からなる別のビアコンタクト(V1−M1)10を更に備える。
【0072】
或いは又、複数のビット線BLj-2,BLj-1,BLj,BLj+1,BLj+2,BLj+3,BLj+4…は、中心部分は短く、行方向に順次階段形状に長く配置される構成を有する。
【0073】
本発明の第3の実施の形態に係る半導体記憶装置は、図29に示すように、半導体チップ100上に形成されるビット線BLj-2,BLj-1,BLj,BLj+1,BLj+2,BLj+3,BLj+4…に対応するパターンの周辺端部において、階段状の非一様性パターンを備え、ビアコンタクト(M0−V1)13を配置し、更にビアコンタクト(M0−V1)13に対して、ビアコンタクト(V1−M1)10を配置する構成を有する。
【0074】
即ち、本発明の第3の実施の形態に係る半導体記憶装置は、図29に示すように、メモリセルアレイ上の列方向に延伸すると共に、非一様に配置される複数のビット線BLj-2,BLj-1,BLj,BLj+1,BLj+2,BLj+3,BLj+4…のパターンと、ビット線パターンに直交し、行方向に延伸する複数のワード線パターン(図示省略)と、メモリセルアレイ上のビット線パターンの終端部分近傍において配置され、メモリセルアレイ端から引き出された配線の一部分に接触するビアコンタクト(M0−V1)13とを備え、ビアコンタクト(M0−V1)13は接触する配線の隣の配線とは接触していない構成を有する。
【0075】
更に、図36に示すように、ビアコンタクト(M0−V1)13の一部分に対して接触する更に別のビアコンタクト(V1−M1)10を備える。
【0076】
本発明の第3の実施の形態に係る半導体記憶装置によれば、図32乃至図35に示すように、ビアコンタクト(M0−V1)13の上部に対して、ビアコンタクト(V1−M1)10を形成する。
【0077】
(ビット線パターンの周辺端部の形成方法)
(a)図30に模式的に示すように、半導体チップ100上において、ビット線BLj-2,BLj-1,BLj,BLj+1,BLj+2,BLj+3,BLj+4に対応するパターンを形成後、パターンP7で示されるパターンを形成する。
【0078】
(b)次に、図31に模式的に示すように、二重露光によって、パターンP7に相当する周辺端部分のパターンを除去すると共に、ビアコンタクト(M0−V1)13を階段状に配置する。
【0079】
(製造方法)
本発明の第3の実施の形態に係る半導体記憶装置は、図29のI―I線に沿う模式的素子断面構造を用いて、以下の製造工程に従って形成することができる。
【0080】
(a)図32に示すように、ビアコンタクト(V1)46を形成後、層間絶縁膜68を堆積し、更に層間絶縁膜68上にマスク72を用いて、ビット線BLj-2,BLj-1,BLj,BLj+1,BLj+2,BLj+3,BLj+4…に対応する金属配線形成用のパターンを形成し、レジスト70を塗布後、リソグラフィーとパターニングによって、レジスト70のパターンを形成し、エッチングを実施して図29に対応するビット線BLj-2,BLj-1,BLjに対応するパターン部分の層間絶縁膜68をビアコンタクト(V1)46の表面が露出するまで除去する。
【0081】
(b)次に、図33に示すように、エッチング除去された溝部分にバリアメタル62を形成し、溝底部においてビアコンタクト(V1)46が露出した溝内においては、バリアメタル62とビアコンタクト(V1)46を接触させる。
【0082】
(c)次に、図34に示すように、マスク72及びレジスト70を除去し、全面に例えば銅(Cu)電極膜60を厚く形成する。
【0083】
(d)次に、図35に示すように、エッチング若しくは化学的機械的研磨技術(CMP)等の技術を用いて、銅(Cu)電極膜60を層間絶縁膜68が露出するまで平坦化し、除去する。
【0084】
以上の製造工程によって、最終的に図36の拡大図に示すように、ビアコンタクト(V1−M1)10を形成することができる。
【0085】
本発明の第3の実施の形態に係る半導体記憶装置によれば、ビット線BLj-2,BLj-1,BLj,BLj+1,BLj+2,BLj+3,BLj+4…に対応するパターンの周辺端部においても非一様性のパターンを採用することによって、ビアコンタクト(M0−V1)13を階段状に歩留まり良く形成すると共に、更に、ビット線配線パターンとの接続のために、ビアコンタクト(V1−M1)10を歩留まり良く形成することができる。
【0086】
(第4の実施の形態)
本発明の第4の実施の形態に係る半導体記憶装置は、図37に示すように、複数のワード線WL1,WL2…は、中心部分は短く、列方向に順次放物線形状に長く配置される。
【0087】
本発明の第4の実施の形態に係る半導体記憶装置は、図37に示すように、ワード線WL1,WL2…の周辺端部において、二重露光によって除去された放物線形状の非一様性パターンを備える。放物線形状のパターンを用いることによって、微細な階段状のパターンを形成する必要がないという利点がある。
【0088】
本発明の第4の実施の形態に係る半導体記憶装置の構造及び製造方法は、第1の実施の形態と同様であるため、説明は省略する。
【0089】
本発明の第4の実施の形態に係る半導体記憶装置においても、本発明の第2の実施の形態に係る半導体記憶装置と同様に、ビット線引き出し部(M0)19においても非一様性のパターンを採用することによって、ビアコンタクト(M0−V1)13を最小のライン・アンド・スペースの倍のピッチで配置し、形成することができることも明らかである。
【0090】
又、本発明の第4の実施の形態に係る半導体記憶装置においても、本発明の第3の実施の形態に係る半導体記憶装置と同様に、ビット線BLj-2,BLj-1,BLj,BLj+1,BLj+2,BLj+3,BLj+4…に対応するパターンの周辺端部においても非一様性のパターンを採用することによって、ビアコンタクト(M0−V1)13を階段状に歩留まり良く形成すると共に、更に、ビット線配線パターンとの接続のために、ビアコンタクト(V1−M1)10を歩留まり良く形成することもできる。
本発明の第4の実施の形態に係る半導体記憶装置によれば、ワード線WL若しくはコントロールゲート線、選択ゲート線SGの周辺端部分において、二重露光によって除去された放物線形状の非一様性のパターンを採用することによって、ボーダーレスコンタクト14をパターン余裕を持って配置し、形成することができ、また、ビット線コンタクト(CB)11や、ソース線コンタクト(CS)12もパターン余裕をもって、配置し、形成することができる。
【0091】
(第5の実施の形態)
本発明の第5の実施の形態に係る半導体記憶装置は、図38に示すように、複数のワード線WL1,WL2…は、中心部分は長く、列方向に順次楕円形状に長く短く配置される。
【0092】
本発明の第5の実施の形態に係る半導体記憶装置は、図38に示すように、ワード線WL1,WL2…の周辺端部において、二重露光によって除去された非一様性パターンを備える。楕円形状のパターンを用いることによって、微細な階段状のパターンを形成する必要がないという利点がある。
【0093】
本発明の第5の実施の形態に係る半導体記憶装置の構造及び製造方法は、第1の実施の形態と同様であるため、説明は省略する。
【0094】
本発明の第5の実施の形態に係る半導体記憶装置においても、本発明の第2の実施の形態に係る半導体記憶装置と同様に、ビット線引き出し部(M0)19においても楕円形状の非一様性のパターンを採用することによって、ビアコンタクト(M0−V1)13を最小のライン・アンド・スペースの倍のピッチで配置し、形成することができることも明らかである。
【0095】
又、本発明の第5の実施の形態に係る半導体記憶装置においても、本発明の第3の実施の形態に係る半導体記憶装置と同様に、ビット線BLj-2,BLj-1,BLj,BLj+1,BLj+2,BLj+3,BLj+4…に対応するパターンの周辺端部においても非一様性のパターンを採用することによって、ビアコンタクト(M0−V1)13を階段状に歩留まり良く形成すると共に、更に、ビット線配線パターンとの接続のために、ビアコンタクト(V1−M1)10を歩留まり良く形成することもできる。
【0096】
本発明の第5の実施の形態に係る半導体記憶装置及びその製造方法によれば、ワード線WL若しくはコントロールゲート線、選択ゲート線SGの周辺端部分において、二重露光によって除去された楕円形状の非一様性のパターンを採用することによって、ボーダーレスコンタクト14をパターン余裕を持って配置し、形成することができ、また、ビット線コンタクト(CB)11や、ソース線コンタクト(CS)12もパターン余裕をもって、配置し、形成することができる。
【0097】
(第6の実施の形態)
本発明の第6の実施の形態に係る半導体記憶装置は、図39に示すように、複数のワード線WL1,WL2…は、中心部分は短く、列方向に順次放物線形状に長く配置される。
【0098】
本発明の第6の実施の形態に係る半導体記憶装置は、図39に示すように、ワード線WL1,WL2…の両側の周辺端部において、二重露光によって除去された放物線形状の非一様性パターンを備える。放物線形状のパターンを用いることによって、微細な階段状のパターンを形成する必要がないという利点がある。
【0099】
本発明の第6の実施の形態に係る半導体記憶装置の構造及び製造方法は、第1の実施の形態と同様であるため、説明は省略する。
【0100】
本発明の第6の実施の形態に係る半導体記憶装置においても、本発明の第2の実施の形態に係る半導体記憶装置と同様に、ビット線引き出し部(M0)19においても非一様性のパターンを採用することによって、ビアコンタクト(M0−V1)13を最小のライン・アンド・スペースの倍のピッチで配置し、形成することができることも明らかである。
【0101】
又、本発明の第6の実施の形態に係る半導体記憶装置においても、本発明の第3の実施の形態に係る半導体記憶装置と同様に、ビット線BLj-2,BLj-1,BLj,BLj+1,BLj+2,BLj+3,BLj+4…に対応するパターンの周辺端部においても非一様性のパターンを採用することによって、ビアコンタクト(M0−V1)13を階段状に歩留まり良く形成すると共に、更に、ビット線配線パターンとの接続のために、ビアコンタクト(V1−M1)10を歩留まり良く形成することもできる。
【0102】
本発明の第6の実施の形態に係る半導体記憶装置によれば、ワード線WL若しくはコントロールゲート線、選択ゲート線SGの両側の周辺端部分において、二重露光によって除去された放物線形状の非一様性のパターンを採用することによって、ボーダーレスコンタクト14をパターン余裕を持って配置し、形成することができ、また、ビット線コンタクト(CB)11や、ソース線コンタクト(CS)12もパターン余裕をもって、配置し、形成することができる。
【0103】
(第7の実施の形態)
(NAND型)
本発明の第7の実施の形態に係る半導体記憶装置は、図40に示すように、NAND型回路構成を備える。
【0104】
NANDセルユニット24は、図40に詳細に示されているように、メモリセルトランジスタM0〜M15と、選択ゲートトランジスタSG1、SG2から構成される。選択ゲートトランジスタSG1のドレインは、ビット線コンタクトCBを介して、ビット線・・・BLj-1,BLj, BLj+1・・・に対して接続され、選択ゲートトランジスタSG2のソースは、ソース線コンタクトCSを介して、共通のソース線SLに接続されている。
【0105】
本発明の第7の実施の形態に係る半導体記憶装置の例では、NAND型フラッシュEEPROMの構造を基本構造としており、pウェル若しくは半導体基板26上に形成されたゲート絶縁膜30をトンネル絶縁膜とし、更にゲート絶縁膜30上に配置されたフローティングゲート8、ゲート間絶縁膜7、コントロールゲート2からなるスタックゲート構造のメモリセルを備えている。各メモリセルトランジスタのソース・ドレイン拡散層を介して複数個のメモリセルがビット線方向に直列に接続され、両端部に選択ゲートトランジスタの選択ゲート電極15が配置され、更にこれらの選択ゲートトランジスタを介して、ビット線コンタクト(CB)11及びソース線コンタクト(CS)12に接続されている。結果として、1つのメモリセルユニットが構成され、これらのメモリセルユニットは、ビット線に直交するワード線WL方向に複数並列に配置されている。
【0106】
本発明の第7の実施の形態に係る半導体記憶装置においても、第1の実施の形態と同様に、ワード線WL若しくはコントロールゲート線、選択ゲート線SGの周辺端部分において、二重露光によって除去された非一様性のパターンを採用することによって、ボーダーレスコンタクト14をパターン余裕を持って配置し、形成することができ、また、ビット線コンタクト(CB)11や、ソース線コンタクト(CS)12もパターン余裕をもって、配置し、形成することができることは明らかである。
【0107】
又、本発明の第7の実施の形態に係る半導体記憶装置においても、本発明の第2の実施の形態に係る半導体記憶装置と同様に、ビット線引き出し部(M0)19においても非一様性のパターンを採用することによって、ビアコンタクト(M0−V1)13を最小のライン・アンド・スペースの倍のピッチで配置し、形成することができることも明らかである。
【0108】
又、本発明の第7の実施の形態に係る半導体記憶装置においても、本発明の第3の実施の形態に係る半導体記憶装置と同様に、ビット線BLj-2,BLj-1,BLj,BLj+1,BLj+2,BLj+3,BLj+4…に対応するパターンの周辺端部においても非一様性のパターンを採用することによって、ビアコンタクト(M0−V1)13を階段状に歩留まり良く形成すると共に、更に、ビット線配線パターンとの接続のために、ビアコンタクト(V1−M1)10を歩留まり良く形成することもできることも明らかである。
【0109】
(第8の実施の形態)
(AND型)
本発明の第8の実施の形態に係る半導体記憶装置は、図41に示すように、AND型回路構成を備える。
【0110】
ANDセルユニット23は、図41に詳細に示されているように、並列に接続されたメモリセルトランジスタM0〜M15と、選択ゲートトランジスタSG1、SG2から構成される。選択ゲートトランジスタSG1のドレインは、ビット線コンタクトCBを介して、ビット線・・・BLj-1,BLj, BLj+1・・・に対して接続され、選択ゲートトランジスタSG2のソースは、ソース線コンタクトCSを介して、共通のソース線SLに接続されている。
【0111】
図41において、点線で囲まれた23がANDセルユニットを示す。ANDセルユニット23内において、メモリセルトランジスタM0〜M15の各ドレイン領域を共通接続し、又各ソース領域を共通接続している。即ち、図41に示されるようにAND型フラッシュメモリのANDセルユニット23では、メモリセルトランジスタM0〜M15が並列に接続され、その一方側に1つのビット線側選択トランジスタSG1、他方側に1つのソース線側選択トランジスタSG2が接続されている。各メモリセルトランジスタM0〜M15のゲートには、ワード線WL0〜WL15がそれぞれ1対1で接続されている。ビット線側選択トランジスタSG1のゲートには、選択ゲート線SGDが接続されている。ソース線側選択トランジスタSG2のゲートには、選択ゲート線SGSが接続されている。ビット線側選択トランジスタSGS1のドレインは、ビット線コンタクトCBを介してビット線BLj-1,BLj,BLj+1・・・に接続されている。ソース線側選択トランジスタSG2のソースは、ソース線コンタクトCSを介してソース線SLに接続されている。
【0112】
本発明の第8の実施の形態に係る半導体記憶装置においても、第1の実施の形態と同様に、ワード線WL若しくはコントロールゲート線、選択ゲート線SGの周辺端部分において、二重露光によって除去された非一様性のパターンを採用することによって、ボーダーレスコンタクト14をパターン余裕を持って配置し、形成することができ、また、ビット線コンタクト(CB)11や、ソース線コンタクト(CS)12もパターン余裕をもって、配置し、形成することができることは明らかである。
【0113】
又、本発明の第8の実施の形態に係る半導体記憶装置においても、本発明の第2の実施の形態に係る半導体記憶装置と同様に、ビット線引き出し部(M0)19においても非一様性のパターンを採用することによって、ビアコンタクト(M0−V1)13を最小のライン・アンド・スペースの倍のピッチで配置し、形成することができることも明らかである。
【0114】
又、本発明の第8の実施の形態に係る半導体記憶装置においても、本発明の第3の実施の形態に係る半導体記憶装置と同様に、ビット線BLj-2,BLj-1,BLj,BLj+1,BLj+2,BLj+3,BLj+4…に対応するパターンの周辺端部においても非一様性のパターンを採用することによって、ビアコンタクト(M0−V1)13を階段状に歩留まり良く形成すると共に、更に、ビット線配線パターンとの接続のために、ビアコンタクト(V1−M1)10を歩留まり良く形成することもできることも明らかである。
【0115】
(第9の実施の形態)
(NOR構成)
本発明の第9の実施の形態に係る半導体記憶装置は、図42に示すように、NOR型回路構成を備える。
【0116】
図42において、点線で囲まれた29がNORセルユニットを示す。NORセルユニット29内において、隣接する2つのメモリセルトランジスタの共通ソース領域はソース線コンタクトCSを介してソース線SLに接続され、共通ドレイン領域はビット線コンタクトCBを介してビット線BLj-2,BLj-1,BLj,BLj+1,BLj+2に接続されている。更に、ビット線BLj-2,BLj-1,BLj,BLj+1,BLj+2…に直交するワード線WLi-1,WLi,WLi+1…方向にNORセルユニット29が配列されており、各ワード線WLi-1,WLi,WLi+1…がNORセル間で、メモリセルトランジスタのゲートを共通に接続している。NOR型回路構成による不揮発性半導体記憶装置では、NAND型構成に比べ高速読み出しができるという特徴を有する。
【0117】
本発明の第9の実施の形態に係る半導体記憶装置においても、第1の実施の形態と同様に、ワード線WL若しくはコントロールゲート線、選択ゲート線SGの周辺端部分において、二重露光によって除去された非一様性のパターンを採用することによって、ボーダーレスコンタクト14をパターン余裕を持って配置し、形成することができ、また、ビット線コンタクト(CB)11や、ソース線コンタクト(CS)12もパターン余裕をもって、配置し、形成することができることは明らかである。
【0118】
又、本発明の第9の実施の形態に係る半導体記憶装置においても、本発明の第2の実施の形態に係る半導体記憶装置と同様に、ビット線引き出し部(M0)19においても非一様性のパターンを採用することによって、ビアコンタクト(M0−V1)13を最小のライン・アンド・スペースの倍のピッチで配置し、形成することができることも明らかである。
【0119】
又、本発明の第9の実施の形態に係る半導体記憶装置においても、本発明の第3の実施の形態に係る半導体記憶装置と同様に、ビット線BLj-2,BLj-1,BLj,BLj+1,BLj+2,BLj+3,BLj+4…に対応するパターンの周辺端部においても非一様性のパターンを採用することによって、ビアコンタクト(M0−V1)13を階段状に歩留まり良く形成すると共に、更に、ビット線配線パターンとの接続のために、ビアコンタクト(V1−M1)10を歩留まり良く形成することもできることも明らかである。
【0120】
(第10の実施の形態)
本発明の第10の実施の形態に係る半導体記憶装置は、図43に示すように、2トランジスタ/セル型回路構成を備える。
【0121】
本発明の第10の実施の形態に係る半導体記憶装置の例では、2トランジスタ/セル方式の構造を基本構造としており、pウェル若しくは半導体基板26上に形成されたゲート絶縁膜30をトンネル絶縁膜とし、更にゲート絶縁膜30上に配置されたフローティングゲート8、ゲート間絶縁膜7、コントロールゲート2からなるスタックゲート構造のメモリセルを備えている。メモリセルトランジスタMTのドレイン領域は拡散層18を介してビット線コンタクト(CB)11に接続され、メモリセルトランジスタMTのソース領域は拡散層18を介して選択トランジスタSTのドレイン領域に接続されている。又、選択トランジスタSTのソース領域は、拡散層18を介してソース線コンタクト(CS)12に接続されている。このような2トランジスタ/セル方式のメモリセルがワード線方向に並列に配置されて、図43に示すように、メモリセルブロック33が構成される。1つのメモリセルブロック33内ではワード線WLi-2がメモリセルのコントロールに共通に接続され、ページ単位34を構成している。尚、複数のブロック内のページをまとめてページ単位とすることもあることは勿論である。更に、選択トランジスタのゲートに対しては選択ゲート線SGSが共通に接続されている。一方、ビット線BL0,BL1,BL2,…,BLn方向においては、2トランジスタ/セル方式のメモリセルがソース線SLに対して折り返された回路構造が直列に、配置されている。
【0122】
結果として、図43に示すように、ビット線コンタクトCBは隣接するワード線WLi-1,WLi間にワード線方向に直線状に配置され、ソース線コンタクトCSは隣接する選択ゲート線SGS間においてワード線方向に直線状に配置されている。
【0123】
本発明の第10の実施の形態に係る半導体記憶装置においても、第1の実施の形態と同様に、ワード線WL若しくはコントロールゲート線、選択ゲート線SGの周辺端部分において、二重露光によって除去された非一様性のパターンを採用することによって、ボーダーレスコンタクト14をパターン余裕を持って配置し、形成することができ、また、ビット線コンタクト(CB)11や、ソース線コンタクト(CS)12もパターン余裕をもって、配置し、形成することができることは明らかである。
【0124】
又、本発明の第10の実施の形態に係る半導体記憶装置においても、本発明の第2の実施の形態に係る半導体記憶装置と同様に、ビット線引き出し部(M0)19においても非一様性のパターンを採用することによって、ビアコンタクト(M0−V1)13を最小のライン・アンド・スペースの倍のピッチで配置し、形成することができることも明らかである。
【0125】
又、本発明の第10の実施の形態に係る半導体記憶装置においても、本発明の第3の実施の形態に係る半導体記憶装置と同様に、ビット線BLj-2,BLj-1,BLj,BLj+1,BLj+2,BLj+3,BLj+4…に対応するパターンの周辺端部においても非一様性のパターンを採用することによって、ビアコンタクト(M0−V1)13を階段状に歩留まり良く形成すると共に、更に、ビット線配線パターンとの接続のために、ビアコンタクト(V1−M1)10を歩留まり良く形成することもできることも明らかである。
【0126】
(第11の実施の形態)
本発明の第11の実施の形態に係る半導体記憶装置は、図44に示すように、3トランジスタ/セル型回路構成を備える。
【0127】
本発明の第11の実施の形態に係る半導体記憶装置の例では、3トランジスタ/セル方式の構造を基本構造としており、pウェル若しくは半導体基板26上に形成されたゲート絶縁膜30をトンネル絶縁膜とし、更にゲート絶縁膜30上に配置されたフローティングゲート8、ゲート間絶縁膜7、コントロールゲート2からなるスタックゲート構造のメモリセルを備え、メモリセルの両側には、選択ゲート電極15を有する選択トランジスタが配置されている。メモリセルトランジスタMTのドレイン領域はビット線側選択トランジスタST1を介してビット線コンタクト(CB)11に接続され、メモリセルトランジスタMTのソース領域はソース線側選択トランジスタST2を介してソース線コンタクト(CS)12に接続されている。このような3トランジスタ/セル方式のメモリセルがワード線方向に並列に配置されて、図44に示すように、メモリセルブロック33が構成される。1つのメモリセルブロック33内ではワード線WLi-2がメモリセルのコントロールゲート2に共通に接続され、ページ単位34を構成している。尚、複数のブロック内のページをまとめてページ単位とすることもあることは勿論である。更に、ソース線側選択トランジスタST2のゲートに対しては選択ゲート線SGSが共通に接続され、ビット線側選択トランジスタST1のゲートに対しては選択ゲート線SGDが共通に接続されている。一方、ビット線BL0,BL1,BL2,…,BLn方向においては、3トランジスタ/セル方式のメモリセルがソース線SLに対して折り返された回路構造が直列に、配置されている。
【0128】
結果として、図44に示すように、ビット線コンタクトCBは隣接するワード線WLi-1,WLi間にワード線方向に直線状に配置され、ソース線コンタクトCSは隣接する選択ゲート線SGS間においてワード線方向に直線状に配置されている。
【0129】
本発明の第11の実施の形態に係る半導体記憶装置によれば、NAND型とNOR型の中間的な動作が可能となる。このような3トランジスタ/セル方式の回路構成においても、図44に示すように、ビット線コンタクト(CB)11及びソース線コンタクト(CS)12の配置が直線的である。
【0130】
本発明の第11の実施の形態に係る半導体記憶装置においても、第1の実施の形態と同様に、ワード線WL若しくはコントロールゲート線、選択ゲート線SGの周辺端部分において、二重露光によって除去された非一様性のパターンを採用することによって、ボーダーレスコンタクト14をパターン余裕を持って配置し、形成することができ、また、ビット線コンタクト(CB)11や、ソース線コンタクト(CS)12もパターン余裕をもって、配置し、形成することができることは明らかである。
【0131】
又、本発明の第11の実施の形態に係る半導体記憶装置においても、本発明の第2の実施の形態に係る半導体記憶装置と同様に、ビット線引き出し部(M0)19においても非一様性のパターンを採用することによって、ビアコンタクト(M0−V1)13を最小のライン・アンド・スペースの倍のピッチで配置し、形成することができることも明らかである。
【0132】
又、本発明の第11の実施の形態に係る半導体記憶装置においても、本発明の第3の実施の形態に係る半導体記憶装置と同様に、ビット線BLj-2,BLj-1,BLj,BLj+1,BLj+2,BLj+3,BLj+4…に対応するパターンの周辺端部においても非一様性のパターンを採用することによって、ビアコンタクト(M0−V1)13を階段状に歩留まり良く形成すると共に、更に、ビット線配線パターンとの接続のために、ビアコンタクト(V1−M1)10を歩留まり良く形成することもできることも明らかである。
【0133】
(その他の実施の形態)
上記のように、本発明は第1乃至第11の実施の形態によって記載したが、この開示の一部をなす論述及び図面はこの発明を限定するものであると理解すべきではない。この開示から当業者には様々な代替実施の形態、実施例及び運用技術が明らかとなろう。
【0134】
例えば、本発明の第1乃至第11の実施の形態の説明においては、主として、2値NAND型
EEPROMについて説明した。しかし、3値以上の多値NAND型EEPROMについても適用可能である。例えば、4値NAND型EEPROMであれば、2値NAND型EEPROMに較べ、2倍のメモリ容量を達成することができる。更に又、m値(m>3)以上の多値NAND型EEPROMについても適用可能である。
【0135】
このように、本発明はここでは記載していない様々な実施の形態等を含むことは勿論である。したがって、本発明の技術的範囲は上記の説明から妥当な特許請求の範囲に係る発明特定事項によってのみ定められるものである。
【図面の簡単な説明】
【0136】
【図1】本発明の第1の実施の形態に係る半導体記憶装置の製造方法の一工程を説明する平面パターン図。
【図2】本発明の第1の実施の形態に係る半導体記憶装置の製造方法の一工程を説明する平面パターン図。
【図3】本発明の第1の実施の形態に係る半導体記憶装置の製造方法の一工程を説明する平面パターン図。
【図4】本発明の第1の実施の形態の変形例1に係る半導体記憶装置の製造方法の一工程を説明する平面パターン図。
【図5】本発明の第1の実施の形態の変形例2に係る半導体記憶装置の製造方法の一工程を説明する平面パターン図。
【図6】本発明の第1の実施の形態の変形例3に係る半導体記憶装置の製造方法の一工程を説明する平面パターン図。
【図7】本発明の第1の実施の形態に係る半導体記憶装置の製造方法の一工程を説明する図であって、図3のI−I線に沿う模式的素子断面構造図。
【図8】本発明の第1の実施の形態に係る半導体記憶装置の製造方法の一工程を説明する図であって、図3のI−I線に沿う模式的素子断面構造図。
【図9】本発明の第1の実施の形態に係る半導体記憶装置の製造方法の一工程を説明する図であって、図3のI−I線に沿う模式的素子断面構造図。
【図10】本発明の第1の実施の形態に係る半導体記憶装置の製造方法の一工程を説明する図であって、図3のI−I線に沿う模式的素子断面構造図。
【図11】本発明の第1の実施の形態に係る半導体記憶装置の製造方法の一工程を説明する図であって、図3のII−I線に沿う模式的素子断面構造図。
【図12】本発明の第1の実施の形態の変形例4に係る半導体記憶装置の製造方法の一工程を説明する模式的平面パターン図。
【図13】本発明の第1の実施の形態の変形例4に係る半導体記憶装置の製造方法の一工程を説明する模式的平面パターン図。
【図14】本発明の第1の実施の形態の変形例4に係る半導体記憶装置の製造方法の一工程を説明する模式的平面パターン図。
【図15】本発明の第1の実施の形態に係る半導体記憶装置のワード線端部における模式的平面パターン図。
【図16】図15のI−I線に沿うボーダーレスコンタクト部分の模式的素子断面構造図。
【図17】(a)セルフアライン形成によるビット線コンタクト(CB)11部分の素子断面構造図、(b)ソース線コンタクト(CS)12部分の素子断面構造図。
【図18】(a)ボーダーレスコンタクト(CG)14と選択ゲートコンタクト(SG)15aの素子断面構造図、(b)ビット線コンタクト(CB)11及びソース線コンタクト(CS)12の素子断面構造図。
【図19】図15のIII−III線に沿うボーダーレスコンタクト及び選択ゲート線引き出し部(M0)部分の模式的素子断面構造図。
【図20】図15のII−II線に沿うボーダーレスコンタクト及び選択ゲート線引き出し部(M0)部分の模式的素子断面構造図。
【図21】本発明の第2の実施の形態に係る半導体記憶装置の模式的平面パターン図であって、ビット線引き出し部(M0)近傍におけるビット線コンタクト(CB)とビアコンタクト(M0−V1)の配置パターンの説明図。
【図22】本発明の第2の実施の形態に係る半導体記憶装置の製造方法の一工程を説明する模式的平面パターン図。
【図23】本発明の第2の実施の形態に係る半導体記憶装置の製造方法の一工程を説明する模式的平面パターン図。
【図24】本発明の第2の実施の形態に係る半導体記憶装置の製造方法の一工程を説明する図であって、図22のI−I線に沿う模式的素子断面構造図。
【図25】本発明の第2の実施の形態に係る半導体記憶装置の製造方法の一工程を説明する図であって、図22のI−I線に沿う模式的素子断面構造図。
【図26】本発明の第2の実施の形態に係る半導体記憶装置の製造方法の一工程を説明する図であって、図22のI−I線に沿う模式的素子断面構造図。
【図27】本発明の第2の実施の形態に係る半導体記憶装置の製造方法の一工程を説明する図であって、図22のI−I線に沿う模式的素子断面構造図。
【図28】ビアコンタクト(M0−V1)近傍における模式的素子断面構造図。
【図29】本発明の第3の実施の形態に係る半導体記憶装置の模式的平面パターン図であって、ビット線端部近傍におけるビアコンタクト(M0−V1)の配置パターンの説明図。
【図30】本発明の第3の実施の形態に係る半導体記憶装置の製造方法の一工程を説明する平面パターン図。
【図31】本発明の第3の実施の形態に係る半導体記憶装置の製造方法の一工程を説明する平面パターン図。
【図32】本発明の第3の実施の形態に係る半導体記憶装置の製造方法の一工程を説明する図であって、図29のI−I線に沿う模式的素子断面構造図。
【図33】本発明の第3の実施の形態に係る半導体記憶装置の製造方法の一工程を説明する図であって、図29のI−I線に沿う模式的素子断面構造図。
【図34】本発明の第3の実施の形態に係る半導体記憶装置の製造方法の一工程を説明する図であって、図29のI−I線に沿う模式的素子断面構造図。
【図35】本発明の第3の実施の形態に係る半導体記憶装置の製造方法の一工程を説明する図であって、図29のI−I線に沿う模式的素子断面構造図。
【図36】ビアコンタクト(V1−M1)近傍における模式的素子断面構造図。
【図37】本発明の第4の実施の形態に係る半導体記憶装置のワード線端部における模式的平面パターン図。
【図38】本発明の第5の実施の形態に係る半導体記憶装置のワード線端部における模式的平面パターン図。
【図39】本発明の第6の実施の形態に係る半導体記憶装置のワード線端部における模式的平面パターン図。
【図40】本発明の第7の実施の形態に係る半導体記憶装置のワード線端部における模式的平面パターン図。
【図41】本発明の第8の実施の形態に係る半導体記憶装置のワード線端部における模式的平面パターン図。
【図42】本発明の第9の実施の形態に係る半導体記憶装置のワード線端部における模式的平面パターン図。
【図43】本発明の第10の実施の形態に係る半導体記憶装置のワード線端部における模式的平面パターン図。
【図44】本発明の第11の実施の形態に係る半導体記憶装置のワード線端部における模式的平面パターン図。
【図45】本発明の検討例に係る半導体記憶装置の模式的平面図。
【図46】本発明の検討例に係る半導体記憶装置のメモリセルブロック近傍における模式的平面図。
【図47】本発明の検討例に係る半導体記憶装置のメモリセルアレイ及びセンスアンプ近傍における模式的平面図。
【図48】本発明の検討例に係る半導体記憶装置のメモリセルアレイ内のビット線引き出し部近傍における模式的平面図。
【符号の説明】
【0137】
1…メモリセルアレイ
2…コントロールゲート
3…周辺回路
4…斜め配線パターン
6…センスアンプ
7…ゲート間絶縁膜
8…フローティングゲート
9,42,44,62…バリアメタル
10…ビアコンタクト(V1−M1)
11…ビット線コンタクト(CB)
12…ソース線コンタクト(CS)
13…ビアコンタクト(M0−V1)
14…ワード線コンタクト(ボーダーレスコンタクト,コントロールゲートコンタクトCG)
15…選択ゲート電極
15a…選択ゲートコンタクト(SG)
16…二重露光領域
17…ポリシリコンコンタクト
18…拡散層
19…ビット線引き出し部(M0)
20…選択ゲート線引き出し部(M0)
23…ANDセルユニット
24…NANDセルユニット
26…ウェル若しくは半導体基板
27,40,52,70…レジスト
28…ハードマスク
29…NORセルユニット
30…ゲート絶縁膜
32…素子分離領域(STI)
33…メモリセルブロック
34…ページ単位
36,38,48,58,68…層間絶縁膜
46…ビアコンタクト(V1)
50…タングステン電極膜(M0)
60…銅(Cu)電極膜
56…金属埋め込み層形成予定領域
72…マスク
100…半導体チップ
MT,M0〜M15…メモリセルトランジスタ
ST1,SG1…ビット線側選択ゲートトランジスタ
ST2,SG2…ソース線側選択ゲートトランジスタ
SGD,SGS…選択ゲート線
BL,BL0 〜BLn−1,…BLj-2,BLj-1,BLj,BLj+1,BLj+2…,…ビット線
WL,WL0〜WL15,…WLi-1,WLi,WLi+1…,…ワード線
SL…ソース線
【技術分野】
【0001】
本発明は配線層とコンタクトに関するものであり、特に微細なピッチで配線されたセルアレイからの引き出し部において、コントロールゲートパターン、金属配線パターン、ビット線パターン等を非一様性(Non-uniform)パターンにて形成したことを特徴とする半導体記憶装置に関する。
【背景技術】
【0002】
従来の配線では引き出し部は斜めの配線を用いており、コンタクトをとるところまでの間において斜め配線によってピッチを緩和して、配線していた。しかし微細化が進み2つ目露光などを用いて一方方向にのみ高解像度を有するパターンを形成してセルの微細化を進めている。そのためセルのパターンは等間隔のライン・アンド・スペースですべて形成する必要が生じ、引き出し部の規則性が崩れたパターンを形成することができない。そのためそのようなコンタクト形成パターンのないライン・アンド・スペースのパターンにコンタクトを形成する必要が生じてきた。
【0003】
一方、ゲート配線パターン等へのコンタクトではなく、DRAMのアレイ状の活性領域を利用することによって、素子分離領域を形成後に、セルフアラインポリシリコンとポリシリコンプラグを利用して、拡散層に対してコンタクトを形成する半導体装置及びその製造方法については、特許文献1に開示されている。
【特許文献1】特開平9−97882号公報(図33,図35)
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【0004】
本発明の目的は、2重露光を用いて一部を除去した配線パターンを利用して、ビット線コンタクトCB、ソース線コンタクトCS、ワード線或いは選択ゲート線に対するボーダーレスコンタクト(ワード線コンタクト、選択ゲートコンタクト)、ビット線引き出し部のビアコンタクト、ビット線に対するビアコンタクト等を歩留まり良く形成する半導体記憶装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【0005】
上記目的を達成するために、本発明の第1の特徴は、(イ)列方向に延伸する複数のビット線と、(ロ)行方向に延伸する複数のワード線と、(ハ)ワード線の終端部に各々形成された複数のワード線コンタクトとを備え、(ニ)ワード線は直線状に形成され、少なくとも隣接する2本のワード線の行方向の長さは、互いに異なる半導体記憶装置であることを要旨とする。
【0006】
本発明の第2の特徴は、(イ)メモリセルアレイ上の列方向に延伸する複数のビット線と、(ロ)ビット線に直交し、行方向に延伸する複数のワード線と、(ハ)複数のビット線はそれぞれ非一様パターンにてストライプ状に配置され、ビット線の列方向に沿った終端部において、ビット線のパターン欠損領域を挟んでビット線上に配置され、行方向に直線状に配列されるビアコンタクトとを備える半導体記憶装置であることを要旨とする。
【発明の効果】
【0007】
本発明によれば、コンタクトを形成する場合にセルルールピッチの配線に対してコンタクトをとる方法において、二回目の露光時にコンタクトの接続領域を形成し、このコンタクトの接続領域にコンタクトを配置し、しかも、このコンタクトは配線に一部分がかかって形成されたボーダーレスコンタクト(ワード線コンタクト)を形成しており、このボーダーレスコンタクトによって、歩留まり良く配線が接続されていることを特徴とする半導体記憶装置を提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【0008】
微細なピッチで配線されたセルアレイからの引き出し部においてコンタクトを形成する場合にセルルールピッチの配線に対してコンタクトをとる方法において、二回目の露光時にコンタクトの接続領域を形成し、この接続領域にコンタクトを形成する。このコンタクトは配線に一部分がかかって形成されたボーダーレスコンタクトを形成しており、このボーダーレスコンタクトによって、歩留まり良く配線が接続されている。
【0009】
本発明の実施の形態の説明において、「M0」とは、同一階層レベルの金属層であることを表しており、ビット線引き出し部19、選択ゲート線引き出し部20、タングステン電極膜50等が相当する。同様に、「M1」とは、同一階層レベルの金属層であることを表しており、銅(Cu)電極膜60が相当する。「V1」とは、ビアコンタクト46に相当する。ビアコンタクト(V1−M1)10は、V1とM1レベルを結合するコンタクトであり、ビアコンタクト(M0−V1)13とは、M0とV1レベルを結合するコンタクトである。
【0010】
次に、図面を参照して、本発明の第1乃至第11の実施の形態を説明する。以下の図面の記載において、同一又は類似の部分には同一又は類似の符号を付している。ただし、図面は模式的なものであり、厚みと平面寸法との関係、各層の厚みの比率等は現実のものとは異なることに留意すべきである。したがって、具体的な厚みや寸法は以下の説明を参酌して判断すべきものである。又、図面相互間においても互いの寸法の関係や比率が異なる部分が含まれていることはもちろんである。
【0011】
また、以下に示す第1乃至第11の実施の形態は、この発明の技術的思想を具体化するための装置や方法を例示するものであって、この発明の技術的思想は、構成部品の材質、形状、構造、配置等を下記のものに特定するものでない。この発明の技術的思想は、特許請求の範囲において、種々の変更を加えることができる。
【0012】
(第1の実施の形態)
本発明の第1の実施の形態に係る半導体記憶装置は、図15に示すように、列方向に延伸する複数のビット線BLj-2,BLj-1,BLj,BLj+1,BLj+2…(図示省略)と、行方向に延伸する複数のワード線WL1,WL2…と、ワード線WL1,WL2…の終端部に各々形成された複数のワード線コンタクト(ボーダーレスコンタクトCG)14とを備え、ワード線WL1,WL2…は直線状に形成され、少なくとも隣接する2本のワード線の行方向の長さは、互いに異なる構成を備える。
【0013】
或いは又、ワード線コンタクト(ボーダーレスコンタクトCG)14は、複数のワード線WL1,WL2…の内の一本のワード線の一部分に接触し、ワード線に隣接するワード線とは接触していない構成を備える。
【0014】
或いは又、ワード線コンタクト(ボーダーレスコンタクトCG)14は、更にワード線WL1,WL2…の側面の一部分に接触すると共に、下地半導体基板26とは接触していないこと構成を備える。
【0015】
或いは又、複数のワード線WL1,WL2…及び複数のワード線WL1,WL2…に平行に形成された複数の選択ゲート線SG1,SG2…の内の一部分に設定されるコンタクト形成領域と、コンタクト形成領域内に配置されるビット線コンタクト(CB)11とを更に備える構成を有する。
【0016】
或いは又、コンタクト形成領域は、複数のワード線WL1,WL2…及び複数の選択ゲート線SG1,SG2…の内の少なくとも1本をパターン欠損領域として除去することにより形成される領域である構成を有する。
【0017】
或いは又、コンタクト形成領域は、ワード線WL1,WL2…の幅の1倍、或いは奇数倍の幅の寸法を有する構成を有する。
【0018】
或いは又、複数のワード線WL1,WL2…は、中心部分は短く、列方向に順次階段形状に長く配置される構成を有する。
【0019】
本発明の第1の実施の形態に係る半導体記憶装置は、ワード線WL1,WL2…の周辺端部において、非一様性パターンを備える。ここで、「非一様性(Non-uniform)パターン」とは、隣り合うパターン寸法がパターン形状端部において、互いに異なるパターンを意味し、例えば、パターン形状が階段状のパターン、放物線状のパターン、楕円形状のパターンあるいは、互い違いに異なる寸法のパターン等をいう。非一様性(Non-uniform)パターンはワード線パターン、選択ゲート線パターンのみならず、ビット線パターンにおいても適用可能である。更に又、ビット線引き出し部のパターン形状、或いはワード線引き出し部のパターン形状に対しても適用可能である。又、ワード線はWL1,WL2…は「直線状」に配置されている。ここで、「直線状」に配置されるワード線とは、一定のラインアンドスペースで形成されていることを意味する。ワード線WL1,WL2…の線幅と、選択ゲート線SG1,SG2…の線幅は等しく同じラインアンドスペース形成されている。したがって、ワード線WL1,WL2…の線幅と、選択ゲート線SG1,SG2…の線幅は共に最小線幅で形成することができる。
【0020】
本発明の第1の実施の形態に係る半導体記憶装置は、図15に示すように、メモリセルアレイ上の列方向に延伸する複数の活性領域AAi,AAi+1,…AAnに対応するビット線パターンと、ビット線パターンに直交し、行方向に延伸すると共に、非一様に配置される複数のワード線パターンWL1,WL2…と、複数のワード線パターンに平行に配列される複数の選択ゲート線パターンSG1,SG2…と、メモリセルアレイ上のワード線パターンの終端部分近傍において配置され、メモリセルアレイ端から引き出された配線の一部分に接触し、配線の隣の配線とは接触していないボーダーレスコンタクト14と、複数のワード線パターン及び選択ゲート線パターンの内の一部分を2重露光により除去して形成した、コンタクト形成予定領域内に配置されたビット線コンタクト(CB)11とを備える。
【0021】
(検討例)
本発明の検討例に係る半導体記憶装置は、図45の模式的平面図に示すように、メモリセルアレイ1とその周辺回路3を備え、メモリセルアレイの周辺端部においては、図中のBで示すように、配線パターンの一部分における重なりを防止するために、鍵型形状の配線パターンを使用し、メモリセルアレイ内においては、図中のAで示すように、ビット線BLに相当する一定のライン・アンド・スペースの配線パターンを使用している。
【0022】
同様に、本発明の検討例に係る半導体記憶装置は、図46の模式的平面図に示すように、メモリセルブロック33の周辺部近傍においては、図中のC及びDに示すように、コンタクトホールを設定するために、斜め配線パターン4を使用している。
【0023】
更に、本発明の検討例に係る半導体記憶装置は、図47の模式的平面図に示すように、半導体チップ100上に形成されたメモリセルアレイ1の周辺部のセンスアンプ6の領域においても、図中のEに示すように、斜め配線パターン4の形状を備えており、メモリセルアレイ1内のビット線引き出し部19においては、図中Aで示すように、ビアコンタクト13を配置する近傍領域の幅を広く形成している。
【0024】
本発明の検討例に係る半導体記憶装置は、半導体チップ100上のメモリセルアレイ内のビット線引き出し部(M0)19の近傍において、図48に示すように、ビアコンタクト(M0−V1)13及びビット線コンタクト11を配置している。
【0025】
(二重露光)
本発明の第1の実施の形態に係る半導体記憶装置の製造方法において使用する二重露光について説明する。
【0026】
(a)図1に示すように、半導体チップ100上にワード線WL1,WL2のパターン,選択ゲート線SG1,SG2,ダミー配線DEのパターンを形成する。
【0027】
(b)次に、図2に示すように、ワード線WL2の周辺部のパターンP1及びP3と、ダミー配線DEのパターンP2に対して二重露光を実施して、これらのパターンP1,P2,P3を除去する。
【0028】
(c)次に、図3に示すように、パターンP1,P3が除去されたことにより形成されえるスペースを利用して、ボーダーレスコンタクト(CG)14を配置すると共に、パターンP3が除去されたスペースを利用して、ビット線コンタクト(CB)11を直線状に配置形成する。
【0029】
(第1の実施の形態の変形例1)
本発明の第1の実施の形態の変形例1に係る半導体記憶装置の製造方法の一工程を説明する平面パターンは、図4に示すように、ビット線コンタクト(CB)11を配置するスペースとして、一対の選択ゲート線SG1のパターンの間の間隔として、3Lとしている。ここで、Lは最小のライン・アンド・スペース(最小線幅)を表す。図4中の点線で示すように、ダミー配線DEを1本分だけ二重露光によって除去することで、図4のパターン構造を実現することができる。例えば、本発明の第1の実施の形態の変形例1に係る半導体記憶装置は、図4に示すように、複数のワード線パターン及び選択ゲート線パターンの内の一本を2重露光により除去して形成した、最小線幅Lの3倍の幅の寸法を有するコンタクト形成予定領域を備える。
【0030】
(第1の実施の形態の変形例2)
本発明の第1の実施の形態の変形例2に係る半導体記憶装置の製造方法の一工程を説明する平面パターンは、図5に示すように、ビット線コンタクト(CB)11を配置するスペースとして、選択ゲート線SG2と選択ゲート線SG1のパターンの間の間隔として、5Lとしている。図5中の点線で示すように、ダミー配線DEと選択ゲート線SG1を1本分だけ二重露光によって除去することで、図5のパターン構造を実現することができる。例えば、本発明の第1の実施の形態の変形例2に係る半導体記憶装置は、図5に示すように、複数のワード線パターン及び選択ゲート線パターンの内の二本を2重露光により除去して形成した、最小線幅Lの5倍の幅の寸法を有するコンタクト形成予定領域を備える。
【0031】
(第1の実施の形態の変形例3)
本発明の第1の実施の形態の変形例3に係る半導体記憶装置の製造方法の一工程を説明する平面パターンは、図6に示すように、ビット線コンタクト(CB)11を配置するスペースとして、一対の選択ゲート線SG2のパターンの間の間隔として、7Lとしている。図6中の点線で示すように、ダミー配線DEと一対の選択ゲート線SG1を二重露光によって除去することで、図6のパターン構造を実現することができる。
【0032】
例えば、本発明の第1の実施の形態の変形例3に係る半導体記憶装置は、図6に示すように、複数のワード線パターン及び選択ゲート線パターンの内の三本を2重露光により除去して形成した、最小線幅Lの7倍の幅の寸法を有するコンタクト形成予定領域を備える。
【0033】
本発明の第1の実施の形態の変形例1〜3においては、最小線幅Lの3倍、5倍、7倍の幅の寸法を有するコンタクト形成予定領域を備える例について説明したが、これらの値に限られるものではないことは勿論である。最小線幅Lの1倍であってもよく、或いは又、9倍、11倍の幅の寸法を有するコンタクト形成予定領域を備えていても良い。更に一般的には、最小線幅Lの2k−1(kは1以上の正の整数)倍の幅の寸法を有するコンタクト形成予定領域を備えていても良い。
【0034】
(製造方法)
本発明の第1の実施の形態に係る半導体記憶装置の製造方法を以下に説明する。図7乃至図10は、図3のI−I線に沿う模式的素子断面構造図に対応し、図11は、図3のII―I線に沿う模式的素子断面構造に対応する。
【0035】
(a)図7に示すように、ウェル若しくは半導体基板26上にゲート絶縁膜30、例えばポリシリコンからなるフローティングゲート8、例えばアルミナ膜からなるゲート間絶縁膜7、例えばポリシリコンからなるコントロールゲート2を順次形成後、全面にハードマスク28を形成し、更にリソグラフィーとパターニングによってレジスト27のパターンを形成する。
【0036】
(b)次に、図8に示すように、レジスト27のパターンをマスクとして、コントロールゲート2の表面が露出するまで、ハードマスク28をエッチングにより除去する。
【0037】
(c)次に、図9に示すように、レジスト40のパターンをリソグラフィーとパターニングによって形成後、ハードマスク28のパターンを1本分を二重露光によって除去する。
【0038】
(d)次に、図10に示すように、レジスト40を除去後、ハードマスク28のパターンを利用して、全面エッチングを実施して、ゲート絶縁膜30、フローティングゲート8、ゲート間絶縁膜7、コントロールゲート2からなるスタックゲート構造を形成する。
【0039】
(e)次に、図11に示すように、全面に層間絶縁膜36を堆積し、リソグラフィーとパターニングによって、ビット線コンタクト(CB)11及びボーダーレスコンタクト(CG)14を形成する。
【0040】
(第1の実施の形態の変形例4)
本発明の第1の実施の形態の変形例4に係る半導体記憶装置の製造方法を以下に説明する。
【0041】
(a)図12に示すように、半導体チップ100上にワード線若しくは選択ゲート線のパターンを形成後、これらの電極配線パターン上のボーダーレスコンタクトの形成予定領域となる二重露光領域16を設定する。
【0042】
この二重露光領域16は、例えばレチクルの交換のみで、同じレジストに2回露光現像工程(PEP)を実施することによって、形成することができる。
【0043】
(b)次に、図13に示すように、ビット線コンタクト(CB)11の形成予定領域となるパターンP2と、ソース線コンタクト(CS)12の形成予定領域となるパターンP4に対して2重露光を実施して、パターンP2及びP4を除去する。
【0044】
(c)次に、図14に示すように、ビット線コンタクト(CB)11を直線状に配置形成すると共に、ソース線コンタクト(CS)12及びボーダーレスコンタクト(CG)14を形成する。
【0045】
(第1の実施の形態の変形例5)
本発明の第1の実施の形態に係る半導体記憶装置のワード線端部における模式的平面パターンは、図15に示すように、非一様性パターン形状として階段状構造を有する。
【0046】
(素子断面構造)
図15のI−I線に沿うボーダーレスコンタクト部分の模式的素子断面構造は、図16に示すように、ウェル若しくは半導体基板26内に形成された素子分離領域(STI)32上に配置されるゲート絶縁膜30と、層間絶縁膜36内に形成され、ゲート絶縁膜30上に積層構造として配置されるフローティングゲート8、ゲート間絶縁膜7及びコントロールゲート2とから形成されるスタックゲート構造と、コントロールゲート2上にバリアメタル9を介して接触するボーダーレスコンタクト14とから構成される。ボーダーレスコンタクト14は、図15及び図16に示すように、メモリセルアレイ上のワード線パターンの終端部分近傍において配置され、メモリセルアレイ端から引き出された配線の一部分に接触し、接触する配線の隣の配線とは接触していない。更に詳細には、図16に示すように、メモリセルアレイ端から引き出された配線の側面の一部分に接触するが、下地のウェル若しくは半導体基板26とは接触していない。
【0047】
比較的セルルールピッチが緩やかな場合のコンタクトの構造例は、図17(a)に示すように、フローティングゲート8、層間絶縁膜7及びコントロールゲート2からなるスタックゲート構造に対して、層間絶縁膜58を介して一部重なりをもってセルフアライン形成されたビット線コンタクト(CB)11及び、図17(b)に示すように、スタックゲート構造に隣接して形成されるソース線コンタクト(CS)12のように表される。
【0048】
一方、セルルールピッチが更に微細化された場合のコンタクトの構造例は、図18(a)に示すように、フローティングゲート8、層間絶縁膜7及びコントロールゲート2からなるスタックゲート構造に対して、コントロールゲート2上に形成されるボーダーレスコンタクト14及び、選択ゲート電極15上に形成される選択ゲートコンタクト(SG)15a、図18(b)に示すように、拡散層に対するビット線コンタクト(CB)11及びソース線コンタクト(CS)12のように表される。
【0049】
図15のIII−III線に沿うボーダーレスコンタクト14(CG)及び選択ゲート線引き出し部(M0)20の部分の模式的素子断面構造は、図19に示すように、ウェル若しくは半導体基板26内に形成された素子分離領域(STI)32上に配置されるゲート絶縁膜30と、層間絶縁膜36内に形成され、ゲート絶縁膜30上に配置される選択ゲート電極(SG1,SG2)15と、選択ゲート電極15上にバリアメタル10を介して接触するボーダーレスコンタクト14と、ボーダーレスコンタクト14の接触する選択ゲート線引き出し部(M0)20とから構成される。
【0050】
図15のII−II線に沿うボーダーレスコンタクト14(CG)及び選択ゲート線引き出し部(M0)20の部分の模式的素子断面構造は、図20に示すように、ウェル若しくは半導体基板26内に形成された素子分離領域(STI)32上に配置されるゲート絶縁膜30と、層間絶縁膜36内に形成され、ゲート絶縁膜30上に配置される選択ゲート電極(SG1,SG2)15と、選択ゲート電極15上にバリアメタル10を介して接触するボーダーレスコンタクト14と、ボーダーレスコンタクト14の接触する選択ゲート線引き出し部(M0)20とから構成される。メモリセルアレイ端から引き出された一対の選択ゲート線15の両方の一部分に接触し、一対の選択ゲート配線の隣の配線とは接触していないボーダーレスコンタクト14を備える。
【0051】
以上のように、本発明の第1の実施の形態に係る半導体記憶装置によれば、ワード線WL若しくはコントロールゲート線、選択ゲート線SGの周辺端部分において、二重露光によって除去された非一様性のパターンを採用することによって、ボーダーレスコンタクト14をパターン余裕を持って配置し、形成することができ、また、ビット線コンタクト(CB)11や、ソース線コンタクト(CS)12もパターン余裕をもって、配置し、形成することができる。
【0052】
(第2の実施の形態)
本発明の第2の実施の形態に係る半導体記憶装置は、図21に示すように、メモリセルアレイ上の列方向に延伸する複数のビット線BLj-2,BLj-1,BLj,BLj+1,BLj+2,BLj+3,BLj+4…と、ビット線BLj-2,BLj-1,BLj,BLj+1,BLj+2,BLj+3,BLj+4…に直交し、行方向に延伸する複数のワード線WLi-1,WLi,WLi+1…(図示省略)と、複数のビット線BLj-2,BLj-1,BLj,BLj+1,BLj+2,BLj+3,BLj+4…はそれぞれ非一様パターンにてストライプ状に配置され、ビット線BLj-2,BLj-1,BLj,BLj+1,BLj+2,BLj+3,BLj+4…の列方向に沿った終端部において、ビット線のパターン欠損領域を挟んでビット線BLj-2,BLj-1,BLj,BLj+1,BLj+2,BLj+3,BLj+4…上に配置され、行方向に直線状に配列されるビアコンタクト(M0−V1)13とを備える。
【0053】
或いは又、ビアコンタクト(M0−V1)13の行方向のピッチは、ビット線BLj-2,BLj-1,BLj,BLj+1,BLj+2,BLj+3,BLj+4…が行方向に配列されるピッチの2倍である構成を有する。
【0054】
或いは又、金属埋め込み層を更に備え、ビアコンタクト(M0−V1)13は、金属埋め込み層の一部分に接触する構成を有する。
【0055】
或いは又、金属埋め込み層は、タングステン電極膜50である構成を有する。
【0056】
本発明の第2の実施の形態に係る半導体記憶装置は、図21に示すように、半導体チップ100上に形成されるビット線BLj-2,BLj-1,BLj,BLj+1,BLj+2,BLj+3,BLj+4に対応して形成されるビット線引き出し部(M0)19において非一様性パターンを備え、ビット線コンタクト(CB)11の配置パターンピッチに対して、ビアコンタクト(M0−V1)13の配置パターンピッチは倍ピッチの関係にある。
【0057】
即ち、本発明の第2の実施の形態に係る半導体記憶装置は、図21を参照して、メモリセルアレイ上の列方向に延伸する複数のビット線BLj-2,BLj-1,BLj,BLj+1,BLj+2,BLj+3,BLj+4…のパターンと、ビット線パターンに直交し、行方向に延伸する複数のワード線パターン(図示省略)と、複数のビット線パターン上にそれぞれ非一様に配置され、ストライプ形状を有する複数のビット線引き出し部(M0)19と、ビット線引き出し部(M0)19の終端部分近傍において、二重露光によりビット線引き出し部(M0)19の一部のパターンP5,P6(図22)を除去した領域を挟んでビット線引き出し部(M0)19上に配置されるビアコンタクト(M0−V1)13とを備え、ビアコンタクト(M0−V1)13は、ビット線引き出し部(M0)19のパターンの倍のピッチで行方向に配置される構成を備える。
【0058】
或いは又、メモリセルアレイ内に形成された例えば、タングステン電極膜(M0)50からなる金属埋め込み層を更に備え、ビット線引き出し部(M0)19の終端部分近傍において配置されるビアコンタクト(M0−V1)13は、タングステン電極膜(M0)50の一部分に接触する構成を有する。
【0059】
(ビット線引き出し部の形成方法)
(a)図22に模式的に示すように、半導体チップ100上において、ビット線BLj-2,BLj-1,BLj,BLj+1,BLj+2,BLj+3,BLj+4…に対応するビット線引き出し部(M0)19の電極パターンを形成後、パターンP5及びP6で示されるパターンを形成する。
【0060】
(b)次に、図23に模式的に示すように、二重露光によって、パターンP5及びP6に相当する終端部分のパターンを除去すると共に、ビアコンタクト(M0−V1)13を最小ライン・アンド・スペースの倍のピッチで配置する。
【0061】
(c)更に、図21に示すように、ビット線コンタクト(CB)11を各ビット線引き出し部(M0)19に対して配置する。
【0062】
(製造方法)
本発明の第2の実施の形態に係る半導体記憶装置は、図21のI―I線に沿う模式的素子断面構造を用いて、以下の製造工程に従って形成することができる。
【0063】
(a)図24に示すように、層間絶縁膜38上にマスク54を用いて、ビット線引き出し部(M0)19に対応する金属配線形成用のパターンを形成する。
【0064】
(b)次に、図25に示すように、レジスト52のパターンをリソグラフィーとパターニングにより形成後、エッチングを実施して層間絶縁膜38に対して、金属埋め込み層形成予定領域56を形成する。
【0065】
(c)次に、図26に示すように、金属埋め込み層形成予定領域56の内側にバリアメタル42を形成後、レジスト52及びマスク54を除去し、全面に例えばタングステン電極膜50を厚く形成する。
【0066】
(d)次に、図27に示すように、エッチング若しくは化学的機械的研磨技術(CMP)等の技術を用いて、タングステン電極膜50を層間絶縁膜38が露出するまで平坦化し、除去する。
【0067】
(e)更に、図28の拡大図に示すように、層間絶縁膜48を堆積後、上記(a)〜(d)の工程と同様に、ビアコンタクト13形成用のパターンを形成し、層間絶縁膜48をエッチングにより除去し、タングステン電極膜(M0)の表面を露出し、バリアメタル44を形成後、金属膜若しくはポリシリコン等によって、ビアコンタクト(V1)46を埋め込み、ビアコンタクト(M0−V1)13を形成する。
【0068】
本発明の第2の実施の形態に係る半導体記憶装置によれば、ビット線引き出し部(M0)19においても非一様性のパターンを採用することによって、ビアコンタクト(M0−V1)13を最小のライン・アンド・スペースの倍のピッチで配置し、形成することができる。
【0069】
(第3の実施の形態)
本発明の第3の実施の形態に係る半導体記憶装置は、図29に示すように、列方向に延伸する複数のビット線BLj-2,BLj-1,BLj,BLj+1,BLj+2,BLj+3,BLj+4…と、行方向に延伸する複数のワード線WLi-1,WLi,WLi+1…(図示省略)と、ビット線BLj-2,BLj-1,BLj,BLj+1,BLj+2,BLj+3,BLj+4…の終端部上に各々形成された複数のビアコンタクト(M0−V1)13とを備え、ビット線BLj-2,BLj-1,BLj,BLj+1,BLj+2,BLj+3,BLj+4…は直線状に形成され、少なくとも隣接する2本のビット線の列方向の長さは、互いに異なる構成を有する。
【0070】
或いは又、ビアコンタクト(M0−V1)13は、複数のビット線BLj-2,BLj-1,BLj,BLj+1,BLj+2,BLj+3,BLj+4…の内の一本のビット線の一部分に接触し、ビット線に隣接するビット線とは接触していない構成を有する。
【0071】
或いは又、ビアコンタクト(M0−V1)13の上部に配置され、ビアコンタクト(M0−V1)13の一部分に対して接触する電極膜からなる別のビアコンタクト(V1−M1)10を更に備える。
【0072】
或いは又、複数のビット線BLj-2,BLj-1,BLj,BLj+1,BLj+2,BLj+3,BLj+4…は、中心部分は短く、行方向に順次階段形状に長く配置される構成を有する。
【0073】
本発明の第3の実施の形態に係る半導体記憶装置は、図29に示すように、半導体チップ100上に形成されるビット線BLj-2,BLj-1,BLj,BLj+1,BLj+2,BLj+3,BLj+4…に対応するパターンの周辺端部において、階段状の非一様性パターンを備え、ビアコンタクト(M0−V1)13を配置し、更にビアコンタクト(M0−V1)13に対して、ビアコンタクト(V1−M1)10を配置する構成を有する。
【0074】
即ち、本発明の第3の実施の形態に係る半導体記憶装置は、図29に示すように、メモリセルアレイ上の列方向に延伸すると共に、非一様に配置される複数のビット線BLj-2,BLj-1,BLj,BLj+1,BLj+2,BLj+3,BLj+4…のパターンと、ビット線パターンに直交し、行方向に延伸する複数のワード線パターン(図示省略)と、メモリセルアレイ上のビット線パターンの終端部分近傍において配置され、メモリセルアレイ端から引き出された配線の一部分に接触するビアコンタクト(M0−V1)13とを備え、ビアコンタクト(M0−V1)13は接触する配線の隣の配線とは接触していない構成を有する。
【0075】
更に、図36に示すように、ビアコンタクト(M0−V1)13の一部分に対して接触する更に別のビアコンタクト(V1−M1)10を備える。
【0076】
本発明の第3の実施の形態に係る半導体記憶装置によれば、図32乃至図35に示すように、ビアコンタクト(M0−V1)13の上部に対して、ビアコンタクト(V1−M1)10を形成する。
【0077】
(ビット線パターンの周辺端部の形成方法)
(a)図30に模式的に示すように、半導体チップ100上において、ビット線BLj-2,BLj-1,BLj,BLj+1,BLj+2,BLj+3,BLj+4に対応するパターンを形成後、パターンP7で示されるパターンを形成する。
【0078】
(b)次に、図31に模式的に示すように、二重露光によって、パターンP7に相当する周辺端部分のパターンを除去すると共に、ビアコンタクト(M0−V1)13を階段状に配置する。
【0079】
(製造方法)
本発明の第3の実施の形態に係る半導体記憶装置は、図29のI―I線に沿う模式的素子断面構造を用いて、以下の製造工程に従って形成することができる。
【0080】
(a)図32に示すように、ビアコンタクト(V1)46を形成後、層間絶縁膜68を堆積し、更に層間絶縁膜68上にマスク72を用いて、ビット線BLj-2,BLj-1,BLj,BLj+1,BLj+2,BLj+3,BLj+4…に対応する金属配線形成用のパターンを形成し、レジスト70を塗布後、リソグラフィーとパターニングによって、レジスト70のパターンを形成し、エッチングを実施して図29に対応するビット線BLj-2,BLj-1,BLjに対応するパターン部分の層間絶縁膜68をビアコンタクト(V1)46の表面が露出するまで除去する。
【0081】
(b)次に、図33に示すように、エッチング除去された溝部分にバリアメタル62を形成し、溝底部においてビアコンタクト(V1)46が露出した溝内においては、バリアメタル62とビアコンタクト(V1)46を接触させる。
【0082】
(c)次に、図34に示すように、マスク72及びレジスト70を除去し、全面に例えば銅(Cu)電極膜60を厚く形成する。
【0083】
(d)次に、図35に示すように、エッチング若しくは化学的機械的研磨技術(CMP)等の技術を用いて、銅(Cu)電極膜60を層間絶縁膜68が露出するまで平坦化し、除去する。
【0084】
以上の製造工程によって、最終的に図36の拡大図に示すように、ビアコンタクト(V1−M1)10を形成することができる。
【0085】
本発明の第3の実施の形態に係る半導体記憶装置によれば、ビット線BLj-2,BLj-1,BLj,BLj+1,BLj+2,BLj+3,BLj+4…に対応するパターンの周辺端部においても非一様性のパターンを採用することによって、ビアコンタクト(M0−V1)13を階段状に歩留まり良く形成すると共に、更に、ビット線配線パターンとの接続のために、ビアコンタクト(V1−M1)10を歩留まり良く形成することができる。
【0086】
(第4の実施の形態)
本発明の第4の実施の形態に係る半導体記憶装置は、図37に示すように、複数のワード線WL1,WL2…は、中心部分は短く、列方向に順次放物線形状に長く配置される。
【0087】
本発明の第4の実施の形態に係る半導体記憶装置は、図37に示すように、ワード線WL1,WL2…の周辺端部において、二重露光によって除去された放物線形状の非一様性パターンを備える。放物線形状のパターンを用いることによって、微細な階段状のパターンを形成する必要がないという利点がある。
【0088】
本発明の第4の実施の形態に係る半導体記憶装置の構造及び製造方法は、第1の実施の形態と同様であるため、説明は省略する。
【0089】
本発明の第4の実施の形態に係る半導体記憶装置においても、本発明の第2の実施の形態に係る半導体記憶装置と同様に、ビット線引き出し部(M0)19においても非一様性のパターンを採用することによって、ビアコンタクト(M0−V1)13を最小のライン・アンド・スペースの倍のピッチで配置し、形成することができることも明らかである。
【0090】
又、本発明の第4の実施の形態に係る半導体記憶装置においても、本発明の第3の実施の形態に係る半導体記憶装置と同様に、ビット線BLj-2,BLj-1,BLj,BLj+1,BLj+2,BLj+3,BLj+4…に対応するパターンの周辺端部においても非一様性のパターンを採用することによって、ビアコンタクト(M0−V1)13を階段状に歩留まり良く形成すると共に、更に、ビット線配線パターンとの接続のために、ビアコンタクト(V1−M1)10を歩留まり良く形成することもできる。
本発明の第4の実施の形態に係る半導体記憶装置によれば、ワード線WL若しくはコントロールゲート線、選択ゲート線SGの周辺端部分において、二重露光によって除去された放物線形状の非一様性のパターンを採用することによって、ボーダーレスコンタクト14をパターン余裕を持って配置し、形成することができ、また、ビット線コンタクト(CB)11や、ソース線コンタクト(CS)12もパターン余裕をもって、配置し、形成することができる。
【0091】
(第5の実施の形態)
本発明の第5の実施の形態に係る半導体記憶装置は、図38に示すように、複数のワード線WL1,WL2…は、中心部分は長く、列方向に順次楕円形状に長く短く配置される。
【0092】
本発明の第5の実施の形態に係る半導体記憶装置は、図38に示すように、ワード線WL1,WL2…の周辺端部において、二重露光によって除去された非一様性パターンを備える。楕円形状のパターンを用いることによって、微細な階段状のパターンを形成する必要がないという利点がある。
【0093】
本発明の第5の実施の形態に係る半導体記憶装置の構造及び製造方法は、第1の実施の形態と同様であるため、説明は省略する。
【0094】
本発明の第5の実施の形態に係る半導体記憶装置においても、本発明の第2の実施の形態に係る半導体記憶装置と同様に、ビット線引き出し部(M0)19においても楕円形状の非一様性のパターンを採用することによって、ビアコンタクト(M0−V1)13を最小のライン・アンド・スペースの倍のピッチで配置し、形成することができることも明らかである。
【0095】
又、本発明の第5の実施の形態に係る半導体記憶装置においても、本発明の第3の実施の形態に係る半導体記憶装置と同様に、ビット線BLj-2,BLj-1,BLj,BLj+1,BLj+2,BLj+3,BLj+4…に対応するパターンの周辺端部においても非一様性のパターンを採用することによって、ビアコンタクト(M0−V1)13を階段状に歩留まり良く形成すると共に、更に、ビット線配線パターンとの接続のために、ビアコンタクト(V1−M1)10を歩留まり良く形成することもできる。
【0096】
本発明の第5の実施の形態に係る半導体記憶装置及びその製造方法によれば、ワード線WL若しくはコントロールゲート線、選択ゲート線SGの周辺端部分において、二重露光によって除去された楕円形状の非一様性のパターンを採用することによって、ボーダーレスコンタクト14をパターン余裕を持って配置し、形成することができ、また、ビット線コンタクト(CB)11や、ソース線コンタクト(CS)12もパターン余裕をもって、配置し、形成することができる。
【0097】
(第6の実施の形態)
本発明の第6の実施の形態に係る半導体記憶装置は、図39に示すように、複数のワード線WL1,WL2…は、中心部分は短く、列方向に順次放物線形状に長く配置される。
【0098】
本発明の第6の実施の形態に係る半導体記憶装置は、図39に示すように、ワード線WL1,WL2…の両側の周辺端部において、二重露光によって除去された放物線形状の非一様性パターンを備える。放物線形状のパターンを用いることによって、微細な階段状のパターンを形成する必要がないという利点がある。
【0099】
本発明の第6の実施の形態に係る半導体記憶装置の構造及び製造方法は、第1の実施の形態と同様であるため、説明は省略する。
【0100】
本発明の第6の実施の形態に係る半導体記憶装置においても、本発明の第2の実施の形態に係る半導体記憶装置と同様に、ビット線引き出し部(M0)19においても非一様性のパターンを採用することによって、ビアコンタクト(M0−V1)13を最小のライン・アンド・スペースの倍のピッチで配置し、形成することができることも明らかである。
【0101】
又、本発明の第6の実施の形態に係る半導体記憶装置においても、本発明の第3の実施の形態に係る半導体記憶装置と同様に、ビット線BLj-2,BLj-1,BLj,BLj+1,BLj+2,BLj+3,BLj+4…に対応するパターンの周辺端部においても非一様性のパターンを採用することによって、ビアコンタクト(M0−V1)13を階段状に歩留まり良く形成すると共に、更に、ビット線配線パターンとの接続のために、ビアコンタクト(V1−M1)10を歩留まり良く形成することもできる。
【0102】
本発明の第6の実施の形態に係る半導体記憶装置によれば、ワード線WL若しくはコントロールゲート線、選択ゲート線SGの両側の周辺端部分において、二重露光によって除去された放物線形状の非一様性のパターンを採用することによって、ボーダーレスコンタクト14をパターン余裕を持って配置し、形成することができ、また、ビット線コンタクト(CB)11や、ソース線コンタクト(CS)12もパターン余裕をもって、配置し、形成することができる。
【0103】
(第7の実施の形態)
(NAND型)
本発明の第7の実施の形態に係る半導体記憶装置は、図40に示すように、NAND型回路構成を備える。
【0104】
NANDセルユニット24は、図40に詳細に示されているように、メモリセルトランジスタM0〜M15と、選択ゲートトランジスタSG1、SG2から構成される。選択ゲートトランジスタSG1のドレインは、ビット線コンタクトCBを介して、ビット線・・・BLj-1,BLj, BLj+1・・・に対して接続され、選択ゲートトランジスタSG2のソースは、ソース線コンタクトCSを介して、共通のソース線SLに接続されている。
【0105】
本発明の第7の実施の形態に係る半導体記憶装置の例では、NAND型フラッシュEEPROMの構造を基本構造としており、pウェル若しくは半導体基板26上に形成されたゲート絶縁膜30をトンネル絶縁膜とし、更にゲート絶縁膜30上に配置されたフローティングゲート8、ゲート間絶縁膜7、コントロールゲート2からなるスタックゲート構造のメモリセルを備えている。各メモリセルトランジスタのソース・ドレイン拡散層を介して複数個のメモリセルがビット線方向に直列に接続され、両端部に選択ゲートトランジスタの選択ゲート電極15が配置され、更にこれらの選択ゲートトランジスタを介して、ビット線コンタクト(CB)11及びソース線コンタクト(CS)12に接続されている。結果として、1つのメモリセルユニットが構成され、これらのメモリセルユニットは、ビット線に直交するワード線WL方向に複数並列に配置されている。
【0106】
本発明の第7の実施の形態に係る半導体記憶装置においても、第1の実施の形態と同様に、ワード線WL若しくはコントロールゲート線、選択ゲート線SGの周辺端部分において、二重露光によって除去された非一様性のパターンを採用することによって、ボーダーレスコンタクト14をパターン余裕を持って配置し、形成することができ、また、ビット線コンタクト(CB)11や、ソース線コンタクト(CS)12もパターン余裕をもって、配置し、形成することができることは明らかである。
【0107】
又、本発明の第7の実施の形態に係る半導体記憶装置においても、本発明の第2の実施の形態に係る半導体記憶装置と同様に、ビット線引き出し部(M0)19においても非一様性のパターンを採用することによって、ビアコンタクト(M0−V1)13を最小のライン・アンド・スペースの倍のピッチで配置し、形成することができることも明らかである。
【0108】
又、本発明の第7の実施の形態に係る半導体記憶装置においても、本発明の第3の実施の形態に係る半導体記憶装置と同様に、ビット線BLj-2,BLj-1,BLj,BLj+1,BLj+2,BLj+3,BLj+4…に対応するパターンの周辺端部においても非一様性のパターンを採用することによって、ビアコンタクト(M0−V1)13を階段状に歩留まり良く形成すると共に、更に、ビット線配線パターンとの接続のために、ビアコンタクト(V1−M1)10を歩留まり良く形成することもできることも明らかである。
【0109】
(第8の実施の形態)
(AND型)
本発明の第8の実施の形態に係る半導体記憶装置は、図41に示すように、AND型回路構成を備える。
【0110】
ANDセルユニット23は、図41に詳細に示されているように、並列に接続されたメモリセルトランジスタM0〜M15と、選択ゲートトランジスタSG1、SG2から構成される。選択ゲートトランジスタSG1のドレインは、ビット線コンタクトCBを介して、ビット線・・・BLj-1,BLj, BLj+1・・・に対して接続され、選択ゲートトランジスタSG2のソースは、ソース線コンタクトCSを介して、共通のソース線SLに接続されている。
【0111】
図41において、点線で囲まれた23がANDセルユニットを示す。ANDセルユニット23内において、メモリセルトランジスタM0〜M15の各ドレイン領域を共通接続し、又各ソース領域を共通接続している。即ち、図41に示されるようにAND型フラッシュメモリのANDセルユニット23では、メモリセルトランジスタM0〜M15が並列に接続され、その一方側に1つのビット線側選択トランジスタSG1、他方側に1つのソース線側選択トランジスタSG2が接続されている。各メモリセルトランジスタM0〜M15のゲートには、ワード線WL0〜WL15がそれぞれ1対1で接続されている。ビット線側選択トランジスタSG1のゲートには、選択ゲート線SGDが接続されている。ソース線側選択トランジスタSG2のゲートには、選択ゲート線SGSが接続されている。ビット線側選択トランジスタSGS1のドレインは、ビット線コンタクトCBを介してビット線BLj-1,BLj,BLj+1・・・に接続されている。ソース線側選択トランジスタSG2のソースは、ソース線コンタクトCSを介してソース線SLに接続されている。
【0112】
本発明の第8の実施の形態に係る半導体記憶装置においても、第1の実施の形態と同様に、ワード線WL若しくはコントロールゲート線、選択ゲート線SGの周辺端部分において、二重露光によって除去された非一様性のパターンを採用することによって、ボーダーレスコンタクト14をパターン余裕を持って配置し、形成することができ、また、ビット線コンタクト(CB)11や、ソース線コンタクト(CS)12もパターン余裕をもって、配置し、形成することができることは明らかである。
【0113】
又、本発明の第8の実施の形態に係る半導体記憶装置においても、本発明の第2の実施の形態に係る半導体記憶装置と同様に、ビット線引き出し部(M0)19においても非一様性のパターンを採用することによって、ビアコンタクト(M0−V1)13を最小のライン・アンド・スペースの倍のピッチで配置し、形成することができることも明らかである。
【0114】
又、本発明の第8の実施の形態に係る半導体記憶装置においても、本発明の第3の実施の形態に係る半導体記憶装置と同様に、ビット線BLj-2,BLj-1,BLj,BLj+1,BLj+2,BLj+3,BLj+4…に対応するパターンの周辺端部においても非一様性のパターンを採用することによって、ビアコンタクト(M0−V1)13を階段状に歩留まり良く形成すると共に、更に、ビット線配線パターンとの接続のために、ビアコンタクト(V1−M1)10を歩留まり良く形成することもできることも明らかである。
【0115】
(第9の実施の形態)
(NOR構成)
本発明の第9の実施の形態に係る半導体記憶装置は、図42に示すように、NOR型回路構成を備える。
【0116】
図42において、点線で囲まれた29がNORセルユニットを示す。NORセルユニット29内において、隣接する2つのメモリセルトランジスタの共通ソース領域はソース線コンタクトCSを介してソース線SLに接続され、共通ドレイン領域はビット線コンタクトCBを介してビット線BLj-2,BLj-1,BLj,BLj+1,BLj+2に接続されている。更に、ビット線BLj-2,BLj-1,BLj,BLj+1,BLj+2…に直交するワード線WLi-1,WLi,WLi+1…方向にNORセルユニット29が配列されており、各ワード線WLi-1,WLi,WLi+1…がNORセル間で、メモリセルトランジスタのゲートを共通に接続している。NOR型回路構成による不揮発性半導体記憶装置では、NAND型構成に比べ高速読み出しができるという特徴を有する。
【0117】
本発明の第9の実施の形態に係る半導体記憶装置においても、第1の実施の形態と同様に、ワード線WL若しくはコントロールゲート線、選択ゲート線SGの周辺端部分において、二重露光によって除去された非一様性のパターンを採用することによって、ボーダーレスコンタクト14をパターン余裕を持って配置し、形成することができ、また、ビット線コンタクト(CB)11や、ソース線コンタクト(CS)12もパターン余裕をもって、配置し、形成することができることは明らかである。
【0118】
又、本発明の第9の実施の形態に係る半導体記憶装置においても、本発明の第2の実施の形態に係る半導体記憶装置と同様に、ビット線引き出し部(M0)19においても非一様性のパターンを採用することによって、ビアコンタクト(M0−V1)13を最小のライン・アンド・スペースの倍のピッチで配置し、形成することができることも明らかである。
【0119】
又、本発明の第9の実施の形態に係る半導体記憶装置においても、本発明の第3の実施の形態に係る半導体記憶装置と同様に、ビット線BLj-2,BLj-1,BLj,BLj+1,BLj+2,BLj+3,BLj+4…に対応するパターンの周辺端部においても非一様性のパターンを採用することによって、ビアコンタクト(M0−V1)13を階段状に歩留まり良く形成すると共に、更に、ビット線配線パターンとの接続のために、ビアコンタクト(V1−M1)10を歩留まり良く形成することもできることも明らかである。
【0120】
(第10の実施の形態)
本発明の第10の実施の形態に係る半導体記憶装置は、図43に示すように、2トランジスタ/セル型回路構成を備える。
【0121】
本発明の第10の実施の形態に係る半導体記憶装置の例では、2トランジスタ/セル方式の構造を基本構造としており、pウェル若しくは半導体基板26上に形成されたゲート絶縁膜30をトンネル絶縁膜とし、更にゲート絶縁膜30上に配置されたフローティングゲート8、ゲート間絶縁膜7、コントロールゲート2からなるスタックゲート構造のメモリセルを備えている。メモリセルトランジスタMTのドレイン領域は拡散層18を介してビット線コンタクト(CB)11に接続され、メモリセルトランジスタMTのソース領域は拡散層18を介して選択トランジスタSTのドレイン領域に接続されている。又、選択トランジスタSTのソース領域は、拡散層18を介してソース線コンタクト(CS)12に接続されている。このような2トランジスタ/セル方式のメモリセルがワード線方向に並列に配置されて、図43に示すように、メモリセルブロック33が構成される。1つのメモリセルブロック33内ではワード線WLi-2がメモリセルのコントロールに共通に接続され、ページ単位34を構成している。尚、複数のブロック内のページをまとめてページ単位とすることもあることは勿論である。更に、選択トランジスタのゲートに対しては選択ゲート線SGSが共通に接続されている。一方、ビット線BL0,BL1,BL2,…,BLn方向においては、2トランジスタ/セル方式のメモリセルがソース線SLに対して折り返された回路構造が直列に、配置されている。
【0122】
結果として、図43に示すように、ビット線コンタクトCBは隣接するワード線WLi-1,WLi間にワード線方向に直線状に配置され、ソース線コンタクトCSは隣接する選択ゲート線SGS間においてワード線方向に直線状に配置されている。
【0123】
本発明の第10の実施の形態に係る半導体記憶装置においても、第1の実施の形態と同様に、ワード線WL若しくはコントロールゲート線、選択ゲート線SGの周辺端部分において、二重露光によって除去された非一様性のパターンを採用することによって、ボーダーレスコンタクト14をパターン余裕を持って配置し、形成することができ、また、ビット線コンタクト(CB)11や、ソース線コンタクト(CS)12もパターン余裕をもって、配置し、形成することができることは明らかである。
【0124】
又、本発明の第10の実施の形態に係る半導体記憶装置においても、本発明の第2の実施の形態に係る半導体記憶装置と同様に、ビット線引き出し部(M0)19においても非一様性のパターンを採用することによって、ビアコンタクト(M0−V1)13を最小のライン・アンド・スペースの倍のピッチで配置し、形成することができることも明らかである。
【0125】
又、本発明の第10の実施の形態に係る半導体記憶装置においても、本発明の第3の実施の形態に係る半導体記憶装置と同様に、ビット線BLj-2,BLj-1,BLj,BLj+1,BLj+2,BLj+3,BLj+4…に対応するパターンの周辺端部においても非一様性のパターンを採用することによって、ビアコンタクト(M0−V1)13を階段状に歩留まり良く形成すると共に、更に、ビット線配線パターンとの接続のために、ビアコンタクト(V1−M1)10を歩留まり良く形成することもできることも明らかである。
【0126】
(第11の実施の形態)
本発明の第11の実施の形態に係る半導体記憶装置は、図44に示すように、3トランジスタ/セル型回路構成を備える。
【0127】
本発明の第11の実施の形態に係る半導体記憶装置の例では、3トランジスタ/セル方式の構造を基本構造としており、pウェル若しくは半導体基板26上に形成されたゲート絶縁膜30をトンネル絶縁膜とし、更にゲート絶縁膜30上に配置されたフローティングゲート8、ゲート間絶縁膜7、コントロールゲート2からなるスタックゲート構造のメモリセルを備え、メモリセルの両側には、選択ゲート電極15を有する選択トランジスタが配置されている。メモリセルトランジスタMTのドレイン領域はビット線側選択トランジスタST1を介してビット線コンタクト(CB)11に接続され、メモリセルトランジスタMTのソース領域はソース線側選択トランジスタST2を介してソース線コンタクト(CS)12に接続されている。このような3トランジスタ/セル方式のメモリセルがワード線方向に並列に配置されて、図44に示すように、メモリセルブロック33が構成される。1つのメモリセルブロック33内ではワード線WLi-2がメモリセルのコントロールゲート2に共通に接続され、ページ単位34を構成している。尚、複数のブロック内のページをまとめてページ単位とすることもあることは勿論である。更に、ソース線側選択トランジスタST2のゲートに対しては選択ゲート線SGSが共通に接続され、ビット線側選択トランジスタST1のゲートに対しては選択ゲート線SGDが共通に接続されている。一方、ビット線BL0,BL1,BL2,…,BLn方向においては、3トランジスタ/セル方式のメモリセルがソース線SLに対して折り返された回路構造が直列に、配置されている。
【0128】
結果として、図44に示すように、ビット線コンタクトCBは隣接するワード線WLi-1,WLi間にワード線方向に直線状に配置され、ソース線コンタクトCSは隣接する選択ゲート線SGS間においてワード線方向に直線状に配置されている。
【0129】
本発明の第11の実施の形態に係る半導体記憶装置によれば、NAND型とNOR型の中間的な動作が可能となる。このような3トランジスタ/セル方式の回路構成においても、図44に示すように、ビット線コンタクト(CB)11及びソース線コンタクト(CS)12の配置が直線的である。
【0130】
本発明の第11の実施の形態に係る半導体記憶装置においても、第1の実施の形態と同様に、ワード線WL若しくはコントロールゲート線、選択ゲート線SGの周辺端部分において、二重露光によって除去された非一様性のパターンを採用することによって、ボーダーレスコンタクト14をパターン余裕を持って配置し、形成することができ、また、ビット線コンタクト(CB)11や、ソース線コンタクト(CS)12もパターン余裕をもって、配置し、形成することができることは明らかである。
【0131】
又、本発明の第11の実施の形態に係る半導体記憶装置においても、本発明の第2の実施の形態に係る半導体記憶装置と同様に、ビット線引き出し部(M0)19においても非一様性のパターンを採用することによって、ビアコンタクト(M0−V1)13を最小のライン・アンド・スペースの倍のピッチで配置し、形成することができることも明らかである。
【0132】
又、本発明の第11の実施の形態に係る半導体記憶装置においても、本発明の第3の実施の形態に係る半導体記憶装置と同様に、ビット線BLj-2,BLj-1,BLj,BLj+1,BLj+2,BLj+3,BLj+4…に対応するパターンの周辺端部においても非一様性のパターンを採用することによって、ビアコンタクト(M0−V1)13を階段状に歩留まり良く形成すると共に、更に、ビット線配線パターンとの接続のために、ビアコンタクト(V1−M1)10を歩留まり良く形成することもできることも明らかである。
【0133】
(その他の実施の形態)
上記のように、本発明は第1乃至第11の実施の形態によって記載したが、この開示の一部をなす論述及び図面はこの発明を限定するものであると理解すべきではない。この開示から当業者には様々な代替実施の形態、実施例及び運用技術が明らかとなろう。
【0134】
例えば、本発明の第1乃至第11の実施の形態の説明においては、主として、2値NAND型
EEPROMについて説明した。しかし、3値以上の多値NAND型EEPROMについても適用可能である。例えば、4値NAND型EEPROMであれば、2値NAND型EEPROMに較べ、2倍のメモリ容量を達成することができる。更に又、m値(m>3)以上の多値NAND型EEPROMについても適用可能である。
【0135】
このように、本発明はここでは記載していない様々な実施の形態等を含むことは勿論である。したがって、本発明の技術的範囲は上記の説明から妥当な特許請求の範囲に係る発明特定事項によってのみ定められるものである。
【図面の簡単な説明】
【0136】
【図1】本発明の第1の実施の形態に係る半導体記憶装置の製造方法の一工程を説明する平面パターン図。
【図2】本発明の第1の実施の形態に係る半導体記憶装置の製造方法の一工程を説明する平面パターン図。
【図3】本発明の第1の実施の形態に係る半導体記憶装置の製造方法の一工程を説明する平面パターン図。
【図4】本発明の第1の実施の形態の変形例1に係る半導体記憶装置の製造方法の一工程を説明する平面パターン図。
【図5】本発明の第1の実施の形態の変形例2に係る半導体記憶装置の製造方法の一工程を説明する平面パターン図。
【図6】本発明の第1の実施の形態の変形例3に係る半導体記憶装置の製造方法の一工程を説明する平面パターン図。
【図7】本発明の第1の実施の形態に係る半導体記憶装置の製造方法の一工程を説明する図であって、図3のI−I線に沿う模式的素子断面構造図。
【図8】本発明の第1の実施の形態に係る半導体記憶装置の製造方法の一工程を説明する図であって、図3のI−I線に沿う模式的素子断面構造図。
【図9】本発明の第1の実施の形態に係る半導体記憶装置の製造方法の一工程を説明する図であって、図3のI−I線に沿う模式的素子断面構造図。
【図10】本発明の第1の実施の形態に係る半導体記憶装置の製造方法の一工程を説明する図であって、図3のI−I線に沿う模式的素子断面構造図。
【図11】本発明の第1の実施の形態に係る半導体記憶装置の製造方法の一工程を説明する図であって、図3のII−I線に沿う模式的素子断面構造図。
【図12】本発明の第1の実施の形態の変形例4に係る半導体記憶装置の製造方法の一工程を説明する模式的平面パターン図。
【図13】本発明の第1の実施の形態の変形例4に係る半導体記憶装置の製造方法の一工程を説明する模式的平面パターン図。
【図14】本発明の第1の実施の形態の変形例4に係る半導体記憶装置の製造方法の一工程を説明する模式的平面パターン図。
【図15】本発明の第1の実施の形態に係る半導体記憶装置のワード線端部における模式的平面パターン図。
【図16】図15のI−I線に沿うボーダーレスコンタクト部分の模式的素子断面構造図。
【図17】(a)セルフアライン形成によるビット線コンタクト(CB)11部分の素子断面構造図、(b)ソース線コンタクト(CS)12部分の素子断面構造図。
【図18】(a)ボーダーレスコンタクト(CG)14と選択ゲートコンタクト(SG)15aの素子断面構造図、(b)ビット線コンタクト(CB)11及びソース線コンタクト(CS)12の素子断面構造図。
【図19】図15のIII−III線に沿うボーダーレスコンタクト及び選択ゲート線引き出し部(M0)部分の模式的素子断面構造図。
【図20】図15のII−II線に沿うボーダーレスコンタクト及び選択ゲート線引き出し部(M0)部分の模式的素子断面構造図。
【図21】本発明の第2の実施の形態に係る半導体記憶装置の模式的平面パターン図であって、ビット線引き出し部(M0)近傍におけるビット線コンタクト(CB)とビアコンタクト(M0−V1)の配置パターンの説明図。
【図22】本発明の第2の実施の形態に係る半導体記憶装置の製造方法の一工程を説明する模式的平面パターン図。
【図23】本発明の第2の実施の形態に係る半導体記憶装置の製造方法の一工程を説明する模式的平面パターン図。
【図24】本発明の第2の実施の形態に係る半導体記憶装置の製造方法の一工程を説明する図であって、図22のI−I線に沿う模式的素子断面構造図。
【図25】本発明の第2の実施の形態に係る半導体記憶装置の製造方法の一工程を説明する図であって、図22のI−I線に沿う模式的素子断面構造図。
【図26】本発明の第2の実施の形態に係る半導体記憶装置の製造方法の一工程を説明する図であって、図22のI−I線に沿う模式的素子断面構造図。
【図27】本発明の第2の実施の形態に係る半導体記憶装置の製造方法の一工程を説明する図であって、図22のI−I線に沿う模式的素子断面構造図。
【図28】ビアコンタクト(M0−V1)近傍における模式的素子断面構造図。
【図29】本発明の第3の実施の形態に係る半導体記憶装置の模式的平面パターン図であって、ビット線端部近傍におけるビアコンタクト(M0−V1)の配置パターンの説明図。
【図30】本発明の第3の実施の形態に係る半導体記憶装置の製造方法の一工程を説明する平面パターン図。
【図31】本発明の第3の実施の形態に係る半導体記憶装置の製造方法の一工程を説明する平面パターン図。
【図32】本発明の第3の実施の形態に係る半導体記憶装置の製造方法の一工程を説明する図であって、図29のI−I線に沿う模式的素子断面構造図。
【図33】本発明の第3の実施の形態に係る半導体記憶装置の製造方法の一工程を説明する図であって、図29のI−I線に沿う模式的素子断面構造図。
【図34】本発明の第3の実施の形態に係る半導体記憶装置の製造方法の一工程を説明する図であって、図29のI−I線に沿う模式的素子断面構造図。
【図35】本発明の第3の実施の形態に係る半導体記憶装置の製造方法の一工程を説明する図であって、図29のI−I線に沿う模式的素子断面構造図。
【図36】ビアコンタクト(V1−M1)近傍における模式的素子断面構造図。
【図37】本発明の第4の実施の形態に係る半導体記憶装置のワード線端部における模式的平面パターン図。
【図38】本発明の第5の実施の形態に係る半導体記憶装置のワード線端部における模式的平面パターン図。
【図39】本発明の第6の実施の形態に係る半導体記憶装置のワード線端部における模式的平面パターン図。
【図40】本発明の第7の実施の形態に係る半導体記憶装置のワード線端部における模式的平面パターン図。
【図41】本発明の第8の実施の形態に係る半導体記憶装置のワード線端部における模式的平面パターン図。
【図42】本発明の第9の実施の形態に係る半導体記憶装置のワード線端部における模式的平面パターン図。
【図43】本発明の第10の実施の形態に係る半導体記憶装置のワード線端部における模式的平面パターン図。
【図44】本発明の第11の実施の形態に係る半導体記憶装置のワード線端部における模式的平面パターン図。
【図45】本発明の検討例に係る半導体記憶装置の模式的平面図。
【図46】本発明の検討例に係る半導体記憶装置のメモリセルブロック近傍における模式的平面図。
【図47】本発明の検討例に係る半導体記憶装置のメモリセルアレイ及びセンスアンプ近傍における模式的平面図。
【図48】本発明の検討例に係る半導体記憶装置のメモリセルアレイ内のビット線引き出し部近傍における模式的平面図。
【符号の説明】
【0137】
1…メモリセルアレイ
2…コントロールゲート
3…周辺回路
4…斜め配線パターン
6…センスアンプ
7…ゲート間絶縁膜
8…フローティングゲート
9,42,44,62…バリアメタル
10…ビアコンタクト(V1−M1)
11…ビット線コンタクト(CB)
12…ソース線コンタクト(CS)
13…ビアコンタクト(M0−V1)
14…ワード線コンタクト(ボーダーレスコンタクト,コントロールゲートコンタクトCG)
15…選択ゲート電極
15a…選択ゲートコンタクト(SG)
16…二重露光領域
17…ポリシリコンコンタクト
18…拡散層
19…ビット線引き出し部(M0)
20…選択ゲート線引き出し部(M0)
23…ANDセルユニット
24…NANDセルユニット
26…ウェル若しくは半導体基板
27,40,52,70…レジスト
28…ハードマスク
29…NORセルユニット
30…ゲート絶縁膜
32…素子分離領域(STI)
33…メモリセルブロック
34…ページ単位
36,38,48,58,68…層間絶縁膜
46…ビアコンタクト(V1)
50…タングステン電極膜(M0)
60…銅(Cu)電極膜
56…金属埋め込み層形成予定領域
72…マスク
100…半導体チップ
MT,M0〜M15…メモリセルトランジスタ
ST1,SG1…ビット線側選択ゲートトランジスタ
ST2,SG2…ソース線側選択ゲートトランジスタ
SGD,SGS…選択ゲート線
BL,BL0 〜BLn−1,…BLj-2,BLj-1,BLj,BLj+1,BLj+2…,…ビット線
WL,WL0〜WL15,…WLi-1,WLi,WLi+1…,…ワード線
SL…ソース線
【特許請求の範囲】
【請求項1】
列方向に延伸する複数のビット線と、
行方向に延伸する複数のワード線と、
前記ワード線の終端部に各々形成された複数のワード線コンタクト
とを備え、前記ワード線は直線状に形成され、少なくとも隣接する2本のワード線の行方向の長さは、互いに異なることを特徴とする半導体記憶装置。
【請求項2】
前記ワード線コンタクトは、更に前記ワード線の側面の一部分に接触すると共に、下地半導体基板とは接触していないことを特徴とする請求項1記載の半導体記憶装置。
【請求項3】
前記複数のワード線及び前記複数のワード線に平行に形成された複数の選択ゲート線の内の一部分に設定されるコンタクト形成領域と、
前記コンタクト形成領域内に配置されるビット線コンタクト
とを更に備え、前記コンタクト形成領域は、前記複数のワード線及び前記複数の選択ゲート線の内の少なくとも1本をパターン欠損領域として除去することにより形成されることを特徴とする請求項1記載の半導体記憶装置。
【請求項4】
メモリセルアレイ上の列方向に延伸する複数のビット線と、
前記ビット線に直交し、行方向に延伸する複数のワード線と、
前記複数のビット線はそれぞれ非一様パターンにてストライプ状に配置され、前記ビット線の列方向に沿った終端部において、前記ビット線のパターン欠損領域を挟んで前記ビット線上に配置され、行方向に直線状に配列されるビアコンタクト
とを備えることを特徴とする半導体記憶装置。
【請求項5】
金属埋め込み層を更に備え、前記ビアコンタクトは、前記金属埋め込み層の一部分に接触することを特徴とする請求項4記載の半導体記憶装置。
【請求項1】
列方向に延伸する複数のビット線と、
行方向に延伸する複数のワード線と、
前記ワード線の終端部に各々形成された複数のワード線コンタクト
とを備え、前記ワード線は直線状に形成され、少なくとも隣接する2本のワード線の行方向の長さは、互いに異なることを特徴とする半導体記憶装置。
【請求項2】
前記ワード線コンタクトは、更に前記ワード線の側面の一部分に接触すると共に、下地半導体基板とは接触していないことを特徴とする請求項1記載の半導体記憶装置。
【請求項3】
前記複数のワード線及び前記複数のワード線に平行に形成された複数の選択ゲート線の内の一部分に設定されるコンタクト形成領域と、
前記コンタクト形成領域内に配置されるビット線コンタクト
とを更に備え、前記コンタクト形成領域は、前記複数のワード線及び前記複数の選択ゲート線の内の少なくとも1本をパターン欠損領域として除去することにより形成されることを特徴とする請求項1記載の半導体記憶装置。
【請求項4】
メモリセルアレイ上の列方向に延伸する複数のビット線と、
前記ビット線に直交し、行方向に延伸する複数のワード線と、
前記複数のビット線はそれぞれ非一様パターンにてストライプ状に配置され、前記ビット線の列方向に沿った終端部において、前記ビット線のパターン欠損領域を挟んで前記ビット線上に配置され、行方向に直線状に配列されるビアコンタクト
とを備えることを特徴とする半導体記憶装置。
【請求項5】
金属埋め込み層を更に備え、前記ビアコンタクトは、前記金属埋め込み層の一部分に接触することを特徴とする請求項4記載の半導体記憶装置。
【図1】
【図2】
【図3】
【図4】
【図5】
【図6】
【図7】
【図8】
【図9】
【図10】
【図11】
【図12】
【図13】
【図14】
【図15】
【図16】
【図17】
【図18】
【図19】
【図20】
【図21】
【図22】
【図23】
【図24】
【図25】
【図26】
【図27】
【図28】
【図29】
【図30】
【図31】
【図32】
【図33】
【図34】
【図35】
【図36】
【図37】
【図38】
【図39】
【図40】
【図41】
【図42】
【図43】
【図44】
【図45】
【図46】
【図47】
【図48】
【図2】
【図3】
【図4】
【図5】
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【図7】
【図8】
【図9】
【図10】
【図11】
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【図16】
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【図18】
【図19】
【図20】
【図21】
【図22】
【図23】
【図24】
【図25】
【図26】
【図27】
【図28】
【図29】
【図30】
【図31】
【図32】
【図33】
【図34】
【図35】
【図36】
【図37】
【図38】
【図39】
【図40】
【図41】
【図42】
【図43】
【図44】
【図45】
【図46】
【図47】
【図48】
【公開番号】特開2006−108510(P2006−108510A)
【公開日】平成18年4月20日(2006.4.20)
【国際特許分類】
【出願番号】特願2004−295268(P2004−295268)
【出願日】平成16年10月7日(2004.10.7)
【出願人】(000003078)株式会社東芝 (54,554)
【Fターム(参考)】
【公開日】平成18年4月20日(2006.4.20)
【国際特許分類】
【出願日】平成16年10月7日(2004.10.7)
【出願人】(000003078)株式会社東芝 (54,554)
【Fターム(参考)】
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