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0.25μm 64M DRAM (3rd Generation) Process Flow

⚠️ 注記 / Note
本工程表は、三溝真一による1990年代末の製造経験と記憶をもとに再構成された技術記録です。内容は当時の知識と状況に基づくものであり、現在の技術資料や実データとは一部異なる可能性があります。正確性を保証するものではなく、教育・技術アーカイブ目的での参考情報としてご利用ください。

This process table is a technical reconstruction based on Shinichi Samizo’s manufacturing experience and memory from the late 1990s. The content reflects knowledge and conditions of that time and may differ from current technical documents or actual data. It is not guaranteed to be accurate and should be used as reference information for educational or archival purposes only.


🔹 特徴 / Key Features

項目 / Item 内容 / Description
電源電圧 / Supply Voltage 3.3V(メモリセル・周辺・I/O)
3.3V for Memory Cell, Peripheral, and I/O
セルキャパシタ構造 / Cell Capacitor Structure スタック型キャパシタ
Stacked capacitor structure
ウェル構成 / Well Structure メモリセルにトリプルウェル構造を採用
Triple-well adopted in memory cell region
ワードライン構造 / Word Line デバイデッドWL構造、WSA-ALA接続
Divided word-line structure with WSA-ALA connection
ビットライン形成 / Bit Line WSB-CVDにより、BLとBLコンタクトを同時形成
Bit line and bit line contact formed simultaneously by WSB-CVD
ストレージノード処理 / Storage Node Surface Treatment 粗面化処理により容量値1.5〜1.8倍向上
Surface roughening improved capacitance by 1.5–1.8×

🟫 素子分離形成 / Device Isolation Formation

工程名 / Step 処理内容 / Process Description 対象領域 / Target Area 主目的 / Purpose 処理条件 / Conditions 備考 / Notes
FS-DP SiON酸窒化膜堆積
SiON deposition
全体基板
Whole wafer
LOCOS前の界面保護
Pre-LOCOS interface protection
200Å @ 700℃ 膜質改善のための初期積層
Improved interface quality
FSN-DP LOCOS用窒化膜堆積
Field Nitride deposition
Field領域
Field area
LOCOS酸化マスク
LOCOS oxidation mask
1500Å @ 750℃ LOCOS酸化前の主保護膜
Main hard mask before oxidation
F-PH Fieldフォトリソ(KrF)
Field lithography (KrF)
Field領域
Field area
LOCOSパターン定義
Patterning LOCOS region
0.35μm Semi-recess対応パターン
Semi-recess LOCOS layout
F-ET SIN + SiON開口(エッチング)
Etching SIN + SiON
Field領域
Field area
LOCOS開口形成
Open field oxide region
- 多層保護膜の選択除去
Selective removal of multilayer mask
F-OX LOCOS熱酸化
Thermal field oxidation (LOCOS)
Field領域
Field area
フィールド酸化膜形成
Field oxide isolation
4500Å @ 1000℃ 鳥くちばし抑制プロファイル
Bird’s beak minimization
PRE-OX 犠牲酸化膜形成
Sacrificial oxidation
チャネル領域
Channel region
ゲート酸化前の表面処理
Channel surface protection
200Å @ 900℃ 汚染除去および表面平坦化
Cleaning and surface smoothing

🧪 ウエル・CD形成 / Well & Channel Doping (Deep/N/P-Well, Channel Doping)

工程名 / Step 処理内容 / Process Description 対象領域 / Target Area 注入目的 / Purpose 条件 / Conditions 備考 / Notes
NWLA-PH Deep N-Wellフォトリソ
Deep N-Well lithography
メモリセル領域
Memory cell region
Deep N-Well定義
Define Deep N-Well
1.5μm α線耐性向上のための深打ち領域
Deep region for α-particle immunity
NWLA-ION Deep N-Well注入(MeV)
Deep N-Well implantation (MeV)
メモリセル領域
Memory cell region
高耐性N-Well形成
Form high-resistance N-Well
1e13/cm² @ 1.2 MeV (P⁺) メモリセル専用の深層注入
Exclusive to memory cell area
NWLB-PH N-Wellフォトリソ
N-Well lithography
ペリフェラル領域
Peripheral region
N-Well定義
Define N-Well
1.2μm 周辺PMOSトランジスタ領域に適用
For peripheral PMOS devices
NWLB-ION N-Well注入(HC)
N-Well implantation (HC)
ペリフェラル領域
Peripheral region
① N-Well形成
② PMOSチャネル形成
① Form N-Well
② PMOS channel doping
・N-Well: 1e13/cm² @ 300 keV (P⁺)
・PMOS CD: 5e12/cm² @ 100 keV (B⁺)
2段階注入を1工程で統合
Two-step function integrated in one process
PWL-PH P-Wellフォトリソ
P-Well lithography
メモリセル・周辺領域
Cell + Peripheral
P-Well定義
Define P-Well
1.0μm Field Stopper領域を含む
Includes Field Stopper region
PWL-ION P-Well注入(HC)
P-Well implantation (HC)
同上
Same as above
① P-Well形成
② Field Stopper形成
③ NMOSチャネル形成
① Form P-Well
② Field Stopper
③ NMOS channel doping
・P-Well: 1e13/cm² @ 150 keV (B⁺)
・Field Stopper: 5e12/cm² @ 100 keV (B⁺)
・NMOS CD: 2e12/cm² @ 50 keV (B⁺)
3段階注入を1工程で統合
Three-step function integrated in one process

🟦 ゲート膜・ゲート電極形成 / Gate Oxide & Gate Electrode Formation (Word Line WSA)

工程名 / Step 処理内容 / Process Description 膜厚 / Thickness 寸法 / CD 温度 / Temp 備考 / Notes
G-OX ゲート酸化膜形成
Gate oxide formation
80Å - 800℃ 高品質な熱酸化膜(LPCVD)
High-quality thermal oxide by LPCVD
PLYA-DP ドープポリ堆積
Doped poly-Si deposition
2000Å - 620℃ ゲート電極用ポリシリコン
Poly-Si for gate electrode
WSA-DP WSi堆積(CVD)
WSi deposition (CVD)
1500Å - 450℃ ポリ上にタングステンサイリサイド
Tungsten silicide on poly-Si
BRAC-DP バリアキャップ堆積(SiO₂)
Barrier cap deposition (SiO₂)
800Å - 400℃ エッチング保護と絶縁層形成
Etch protection and insulation
WSA-PH ゲートパターンフォト(KrF)
Gate lithography (KrF)
- 0.25μm - 高解像度パターン形成
High-resolution patterning
WSA-ET ゲートエッチング
Gate etching
- - 室温 / RT BRAC層を残して絶縁性維持
Keeps BRAC layer for insulation

⚙️ ソース・ドレイン形成 / Source & Drain Formation

工程名 / Step 処理内容 / Process Description 対象領域 / Target Area 注入目的 / Purpose 処理条件 / Conditions 備考 / Notes
NLD-PH NMOS LDDフォト
NMOS LDD lithography
ペリフェラル領域
Peripheral
LDD位置定義
Define LDD region
0.35μm 高精度パターン必要
NLD-ION NMOS LDD注入
NMOS LDD implantation
ペリフェラル領域
Peripheral
浅層N⁻拡散形成
Form shallow N⁻ diffusion
5e13/cm² @ 40 keV (As⁺) LDD:低電界化設計
NLDC-PH NMOSセルLDDフォト
NMOS Cell LDD lithography
メモリセル領域
Cell
セル部LDD定義
Define LDD for cell
0.3μm WSA干渉に注意
NLDC-ION NMOSセルLDD注入
NMOS Cell LDD implantation
メモリセル領域
Cell
浅層N⁻形成(セル)
Shallow N⁻ in memory cell
5e13/cm² @ 30 keV (As⁺) 小電流制御型
PLD-PH PMOS LDDフォト
PMOS LDD lithography
ペリフェラル領域
Peripheral
PMOS LDD位置定義
Define LDD region for PMOS
0.35μm  
PLD-ION PMOS LDD注入
PMOS LDD implantation
ペリフェラル領域
Peripheral
P⁻浅層拡散形成
Form shallow P⁻ diffusion
3e13/cm² @ 30 keV (BF₂⁺)  
SW-DP スペーサー堆積(酸化膜/窒化膜)
Spacer deposition (oxide/nitride)
全体
Global
スペーサー積層
Spacer stack for S/D mask
SiO₂: 600Å, SiN: 400Å CVD積層
SW-ET スペーサーエッチング
Spacer etching
全体
Global
スペーサー形成
Form oxide/nitride spacers
ドライエッチ @ RT SiO₂/SiN選択
NLD2-PH NMOS深拡散フォト
NMOS deep S/D lithography
ペリフェラル領域
Peripheral
N⁺ソース・ドレイン定義
Define N⁺ S/D
0.35μm  
NLD2-ION NMOS深拡散注入
NMOS deep S/D implantation
ペリフェラル領域
Peripheral
N⁺深拡散形成
Form deep N⁺ S/D
5e15/cm² @ 60 keV (As⁺) アニールにより活性化
NLDC2-PH NMOSセル深拡散フォト
NMOS Cell deep S/D lithography
メモリセル領域
Cell
セルN⁺定義
Define N⁺ S/D in memory cell
0.3μm  
NLDC2-ION NMOSセル深拡散注入
NMOS Cell deep S/D implantation
メモリセル領域
Cell
N⁺深拡散形成(セル)
Deep N⁺ in memory cell
5e15/cm² @ 50 keV (As⁺)  
PLD2-PH PMOS深拡散フォト
PMOS deep S/D lithography
ペリフェラル領域
Peripheral
PMOS P⁺定義
Define P⁺ S/D
0.35μm  
PLD2-ION PMOS深拡散注入
PMOS deep S/D implantation
ペリフェラル領域
Peripheral
P⁺深拡散形成
Form deep P⁺ S/D
3e15/cm² @ 50 keV (BF₂⁺)  

🟩 ビットライン形成 / Bit Line Formation (Through Hole THA to Bit Line WSB)

工程名 / Step 処理内容 / Process Description 備考 / Notes
THA-DP TEOS堆積(THA下地)
TEOS deposition (THA base layer)
4000Å @ 650℃
THA-PH スルーホールフォトリソ(KrF)
Through-hole lithography (KrF)
アスペクト比 AR=2、WSA干渉を回避するレイアウト
AR=2, layout avoiding interference with WSA
THA-ET スルーホール開口エッチング
THA contact hole etching
ビットライン用コンタクトホール形成
Contact hole for BL contact
PLYB-DP ドープポリ堆積(ビットライン下地)
Doped poly-Si deposition (BL base)
2500Å @ 620℃
WSB-DP タングステンサイリサイド堆積(CVD)
WSi deposition (CVD)
1800Å @ 450℃
WSB-PH ビットラインフォトリソ(KrF)
Bit line lithography (KrF)
0.25μm L/S 高密度配線対応
0.25μm L/S for high-density interconnect
WSB-ET ビットラインエッチング
Bit line etching
BRACキャップ効果で下層絶縁性を維持
Maintains insulation using BRAC cap

🟥 キャパシタ形成 / Capacitor Formation (THB to PLYD)

工程名 / Step 処理内容 / Process Description 備考 / Notes
THB-DP TEOS堆積(V2下地)
TEOS deposition (V2 base layer)
6000Å
THB-PH V2フォトリソ(KrF)
V2 lithography (KrF)
アスペクト比 AR=8 深コンタクト対応
AR=8 for deep contact
THB-ET V2開口エッチング
V2 contact etching
キャパシタ下部コンタクトホール形成
Contact hole to bottom capacitor electrode
PLYC-DP 厚膜ポリSi堆積(下部電極)
Thick poly-Si deposition (bottom electrode)
8000Å @ 620℃
PLYC-PH 下部電極パターンフォト
Bottom electrode lithography
0.25μm
PLYC-ET 下部電極エッチング
Bottom electrode etching
残渣によるショートを避ける
Residue can cause shorts
PLYC2-DP 粗面化処理(容量向上)
Surface roughening (capacitance boost)
700℃, 容量1.5〜1.8倍向上
Capacitance boosted 1.5–1.8×
SIN-DP SiN堆積(ONO誘電体)
SiN deposition for ONO dielectric
150Å @ 750℃
SIN-OX SiN酸化(ONO形成)
SiN oxidation (ONO structure)
800℃, ONO構造完成
Completes ONO dielectric
PLYD-DP 上部電極堆積(ポリSi)
Top electrode deposition (poly-Si)
2000Å
PLYD-PH 上部電極フォトリソ
Top electrode lithography
0.3μm, ノード絶縁確保
Ensures node isolation
PLYD-ET 上部電極エッチング
Top electrode etching
セルプレート形成
Forms cell plate

⬜ 層間絶縁・Wプラグ形成 / Interlayer Dielectric & W Plug Formation

工程名 / Step 処理内容 / Process Description 備考 / Notes
F2-DP BPSG堆積
BPSG deposition
1.0μm @ 750℃ / セル段差緩和
Step coverage for memory cell
F2-ANL BPSGリフロー
BPSG reflow
850℃ 平坦化処理
Planarization by reflow
CNT-PH コンポーネントフォト(KrF)
Contact lithography (KrF)
ハーフトーンマスク / AR=6
Half-tone mask for high AR contact
CNT-ET コンポーネント開口エッチング
Contact hole etching
N+/P+拡散層接続ホール形成
Open contact to N+/P+ regions
CNT-ION N+/P+イオン注入
Contact ion implantation
3e15/cm² @ 30 keV(As⁺/BF₂⁺)
Shallow doping for contact
TIN-SP Ti/TiNバリアスパッタ
Barrier metal sputtering
300Å 低温スパッタ
Low-temp Ti/TiN stack
LAMP-ANL LAMPアニール
LAMP annealing
400℃ / TiN活性化・接合安定化
Contact stabilization
CW-DP Wプラグ形成(CVD)
Tungsten plug deposition (CVD)
4000Å, WF₆-CVD
CW-ET Wプラグエッチバック
W plug etch-back
CMPなし / 非選択ドライ方式
No CMP used

🟨 M1/M2配線・パッド・封止形成 / Metal Interconnects, Pad, and Final Passivation

工程名 / Step 処理内容 / Process Description 備考 / Notes
ALA-SP M1スパッタ(Ti/AlCu/TiN)
M1 sputtering (Ti/AlCu/TiN)
6000Å / 0.4μm L/S
HL1-DP ILD1堆積
ILD1 deposition
7000Å
HL-SOG SOGコート
SOG coating
5000Å スピンオンガラスによる平坦化
Spin-on-glass planarization
HL2-DP ILD2堆積
ILD2 deposition
7000Å
HL-PH ビアフォトリソ
Via lithography
AR=4, M1→M2接続用
For M1-M2 via connection
HL-ET ビア開口エッチング
Via hole etching
M1露出・接続用ホール形成
Via hole to expose M1
ALB-SP M2スパッタ(Ti/AlCu/TiN)
M2 sputtering (Ti/AlCu/TiN)
6000Å / 0.4μm L/S
ALB-PH M2フォトリソ
M2 lithography
0.35μm
ALB-ET M2パターンエッチング
M2 etching
アルCu金属パターン形成
AlCu interconnect patterning
PAD-DP パッシベーション膜堆積
Passivation layer deposition
5000Å / SiNまたはPI
PAD-PH パッドフォトリソ
Pad opening lithography
60μm 外部I/O接続開口
I/O pad access window
PAD-ET パッド開口エッチング
Pad etching
アルミPad露出処理
Expose Al pads
AL-SNT 水素シンター処理
Hydrogen sintering
450℃ / 金属リーク低減
Leakage suppression
POP-PH PI塗布フォトリソ
Photo-PI coating lithography
60μm, 光PI対応
Photo-defined PI opening
POP-CUR PIキュア処理
PI curing
300℃ / 封止膜硬化
Cure polymer sealing layer
E-TEST 電気特性評価
Electrical Testing
RT, TEG測定
Room temp parametric test on TEG