JPH0464222A - 半導体装置の製造方法 - Google Patents
半導体装置の製造方法Info
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- JPH0464222A JPH0464222A JP17900490A JP17900490A JPH0464222A JP H0464222 A JPH0464222 A JP H0464222A JP 17900490 A JP17900490 A JP 17900490A JP 17900490 A JP17900490 A JP 17900490A JP H0464222 A JPH0464222 A JP H0464222A
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Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
〔概要]
半導体装置の製造方法に関し、
絶縁膜に形成されたコンタクトホール内の拡散層を有す
る基板とコンタクトを取る配線層をほとんど膜質劣化が
生じないように形成することができる半導体装置の製造
方法を提供することを目的とし、 下地の膜上にコンタクトホールを有する絶縁膜を形成す
る工程と、300°C未満でのスパッタ法により該コン
タクトホール内の該下地の膜とコンタクトを取るように
、かつ1亥コンタクトホールから該絶縁膜表面に延在す
るように第1の金属膜を形成する工程と、300°C以
上でのスパッタ法により該第1の金属膜を覆うように該
第1の金属膜膜厚よりも厚膜な第2の金属膜を形成する
工程とを含むように構成する。
る基板とコンタクトを取る配線層をほとんど膜質劣化が
生じないように形成することができる半導体装置の製造
方法を提供することを目的とし、 下地の膜上にコンタクトホールを有する絶縁膜を形成す
る工程と、300°C未満でのスパッタ法により該コン
タクトホール内の該下地の膜とコンタクトを取るように
、かつ1亥コンタクトホールから該絶縁膜表面に延在す
るように第1の金属膜を形成する工程と、300°C以
上でのスパッタ法により該第1の金属膜を覆うように該
第1の金属膜膜厚よりも厚膜な第2の金属膜を形成する
工程とを含むように構成する。
[産業上の利用分野]
本発明は、半導体装置の製造方法に係り、絶縁膜に形成
されたコンタクトホール内の拡散層を有するシリコン基
板とコンタクトを取るようにAf等の配線層を形成する
半導体装置の製造方法に適用することができ、特に、コ
ンタクトホール内の拡散層を有するシリコン基板とコン
タクトを取る配線層を安定に形成することができる半導
体装置の製造方法に関する。
されたコンタクトホール内の拡散層を有するシリコン基
板とコンタクトを取るようにAf等の配線層を形成する
半導体装置の製造方法に適用することができ、特に、コ
ンタクトホール内の拡散層を有するシリコン基板とコン
タクトを取る配線層を安定に形成することができる半導
体装置の製造方法に関する。
近年、半導体素子の微細化が進み、特に水平方向に比べ
て垂直方向の微細化が遅れた関係で従来にも増して半導
体表面の凸凹が激しくなってきており、アスペクト比が
1を超えている。このため、このような微細化に伴って
生ずるストレスマイグレーションやエレクトロマイグレ
ーション問題ヲ解決することと、微細なコンタクトホー
ルでの低抵抗コンタクトを確保することが要求されてい
る。
て垂直方向の微細化が遅れた関係で従来にも増して半導
体表面の凸凹が激しくなってきており、アスペクト比が
1を超えている。このため、このような微細化に伴って
生ずるストレスマイグレーションやエレクトロマイグレ
ーション問題ヲ解決することと、微細なコンタクトホー
ルでの低抵抗コンタクトを確保することが要求されてい
る。
従来、コンタクトホール内の拡散層を有するシリコン基
板とコンタクトを取るための配線層を形成する方法とし
ては、比較的低温(250〜260℃程度)でのスパフ
タリング(材料としてはAfSi、AJ合金系等)が行
われていたが、素子微細化に伴いコンタクトホール幅が
小さくなってくると、このような低温スパッタ法ではコ
ンタクトホール部に対して十分な膜厚で配線層を形成す
ることができず、カバレッジが悪くなるという問題があ
った。この配線層のカバレッジ改善のために、近時、高
温スパッタ法(300℃程度以上)で行えば良いことが
知られており低温スパッタ法から変わりつつある。しか
しながら、高温にすることによって弊害も生じてきてお
り、例えば、PSG、5iCh等のCVD膜中に取り込
まれた、あるいはシリコンオングラス(S OG)に含
まれたガスによって配線層を構成するA1等のメタル膜
質を著しく劣化させてしまうという問題があった。
板とコンタクトを取るための配線層を形成する方法とし
ては、比較的低温(250〜260℃程度)でのスパフ
タリング(材料としてはAfSi、AJ合金系等)が行
われていたが、素子微細化に伴いコンタクトホール幅が
小さくなってくると、このような低温スパッタ法ではコ
ンタクトホール部に対して十分な膜厚で配線層を形成す
ることができず、カバレッジが悪くなるという問題があ
った。この配線層のカバレッジ改善のために、近時、高
温スパッタ法(300℃程度以上)で行えば良いことが
知られており低温スパッタ法から変わりつつある。しか
しながら、高温にすることによって弊害も生じてきてお
り、例えば、PSG、5iCh等のCVD膜中に取り込
まれた、あるいはシリコンオングラス(S OG)に含
まれたガスによって配線層を構成するA1等のメタル膜
質を著しく劣化させてしまうという問題があった。
このため、コンタクトホール内のシリコン基板とコンタ
クトを取るA1等の配線層を膜質劣化させることなく形
成することができる半導体装置の製造方法が要求されて
いる。
クトを取るA1等の配線層を膜質劣化させることなく形
成することができる半導体装置の製造方法が要求されて
いる。
第3図(a)、(b)は従来の半導体装置の製造方法を
説明する図である。第3図において、31は例えばSi
からなる基板、32は基板31に形成されたソース/ド
レイン等の拡散層、33aは例えばPSGからなる絶縁
膜、33bは例えばSOGからなる絶縁膜、33cは例
えばPSGからなる絶縁膜、34は絶縁膜33a、33
b、33cに形成されたコンタクトホール、35は例え
ば/lからなる配線層である。
説明する図である。第3図において、31は例えばSi
からなる基板、32は基板31に形成されたソース/ド
レイン等の拡散層、33aは例えばPSGからなる絶縁
膜、33bは例えばSOGからなる絶縁膜、33cは例
えばPSGからなる絶縁膜、34は絶縁膜33a、33
b、33cに形成されたコンタクトホール、35は例え
ば/lからなる配線層である。
次に、その製造方法について説明する。
まず、第3図(a)に示すように、例えばイオン注入に
より基板31に拡散層32を形成し、例えばCVD法に
より基板31上にPSGを堆積して絶縁膜33aを形成
し、絶縁膜33a上にSOGを塗布して絶縁膜33bを
形成した後、例えばCVD法により絶縁膜33b上にP
SGを堆積して絶縁膜33cを形成する。次いで、例え
ばRIEにより絶縁膜33C133b、33aを選択的
にエツチングしてコンタクトホール34を形成するとと
もに、コンタクトホール34内に拡散層32を有する基
板31を露出させる。
より基板31に拡散層32を形成し、例えばCVD法に
より基板31上にPSGを堆積して絶縁膜33aを形成
し、絶縁膜33a上にSOGを塗布して絶縁膜33bを
形成した後、例えばCVD法により絶縁膜33b上にP
SGを堆積して絶縁膜33cを形成する。次いで、例え
ばRIEにより絶縁膜33C133b、33aを選択的
にエツチングしてコンタクトホール34を形成するとと
もに、コンタクトホール34内に拡散層32を有する基
板31を露出させる。
次に、第3図(b)に示すように、高温スパッタ法によ
りコンタクトホール34内の拡散層32を有する基板3
1とコンタクトを取るようにAI!、を堆積して配線層
35を形成する。
りコンタクトホール34内の拡散層32を有する基板3
1とコンタクトを取るようにAI!、を堆積して配線層
35を形成する。
そして、例えばRIEにより配線層35をバターニング
することにより、配線層35が拡散層32を有する基板
31とコンタクトされた配線構造を得ることができる。
することにより、配線層35が拡散層32を有する基板
31とコンタクトされた配線構造を得ることができる。
上記した従来の半導体装置の製造方法は、配線層35の
形成を高温スパッタ法で行っているため、温度が500
°C程度の低温スパッタ法により形成する場合よりも配
線層35をコンタクトホール34内にカバレンジ良く形
成することができ、しかも表面平坦化を実現することが
できるという利点がある。
形成を高温スパッタ法で行っているため、温度が500
°C程度の低温スパッタ法により形成する場合よりも配
線層35をコンタクトホール34内にカバレンジ良く形
成することができ、しかも表面平坦化を実現することが
できるという利点がある。
〔発明が解決しようとする課題〕
しかしながら、上記した従来の高温スパッタ法により配
線層35を形成する半導体装置の製造方法にあっては、
貰温でAJからなる配線層35を成膜しているために、
PSGからなる絶縁膜33a、33C中に取り込まれた
ガス、SOGからなる絶縁膜33b中に含まれたガス等
が発生し、このガスが配線層35成膜の際配線層35中
に取り込まれて配線層35の膜質を著しく劣化させてし
まうという問題があった。
線層35を形成する半導体装置の製造方法にあっては、
貰温でAJからなる配線層35を成膜しているために、
PSGからなる絶縁膜33a、33C中に取り込まれた
ガス、SOGからなる絶縁膜33b中に含まれたガス等
が発生し、このガスが配線層35成膜の際配線層35中
に取り込まれて配線層35の膜質を著しく劣化させてし
まうという問題があった。
そこで本発明は、絶縁膜に形成されたコンタクトホール
内の拡散層を有する基板とコンタクトを取る配線層をほ
とんど膜質劣化が生じないように形成することができる
半導体装置の製造方法を提供することを目的としている
。
内の拡散層を有する基板とコンタクトを取る配線層をほ
とんど膜質劣化が生じないように形成することができる
半導体装置の製造方法を提供することを目的としている
。
本発明による半導体装置の製造方法は上記目的達成のた
め、下地の膜上にコンタクトホールを有する絶縁膜を形
成する工程と、300℃未満でのスパッタ法により該コ
ンタクトホール内の該下地の膜とコンタクトを取るよう
に、かつ該コンタクトホールから該絶縁膜表面に延在す
るように第1の金属膜を形成する工程と、300″C以
上でのスパッタ法により該第1の金属膜を覆うように該
第1の金属膜膜厚よりも厚膜な第2の金属膜を形成する
工程とを含むものである。
め、下地の膜上にコンタクトホールを有する絶縁膜を形
成する工程と、300℃未満でのスパッタ法により該コ
ンタクトホール内の該下地の膜とコンタクトを取るよう
に、かつ該コンタクトホールから該絶縁膜表面に延在す
るように第1の金属膜を形成する工程と、300″C以
上でのスパッタ法により該第1の金属膜を覆うように該
第1の金属膜膜厚よりも厚膜な第2の金属膜を形成する
工程とを含むものである。
本発明では、第1図(a)〜(C)に示すように高温ス
パッタ法を行っても絶縁膜3a、3b、3Cからの脱ガ
スを抑えるように予め低温スパッタ法により絶縁膜3a
、3b、3Cを覆って保護するように金属膜5aを形成
している。このため、高温スパッタ法で金属膜5bを形
成する際、絶縁膜3a、3b、3Cが金属膜5aで保護
されているため絶縁膜3a、3b、3Cから脱ガスを発
生させないようにすることができ、金属膜5b内に上記
ガスが取り込まれないようにすることができる。
パッタ法を行っても絶縁膜3a、3b、3Cからの脱ガ
スを抑えるように予め低温スパッタ法により絶縁膜3a
、3b、3Cを覆って保護するように金属膜5aを形成
している。このため、高温スパッタ法で金属膜5bを形
成する際、絶縁膜3a、3b、3Cが金属膜5aで保護
されているため絶縁膜3a、3b、3Cから脱ガスを発
生させないようにすることができ、金属膜5b内に上記
ガスが取り込まれないようにすることができる。
以下、本発明を図面に基づいて説明する。
第1図(a)、(b)は本発明に係る半導体装置の製造
方法の一実施例を説明する図である。第1図において、
1は例えばSiからなる基板、2は基板1に形成された
拡散層、3aは例えばPSGからなる絶縁膜、3bは例
えばSOGからなる絶縁膜、3Cは例えばPSGからな
る絶縁膜、4は絶縁膜3a、3b、3cに形成されたコ
ンタクトホール、5a、5bは例えばA!からなる金属
膜である。
方法の一実施例を説明する図である。第1図において、
1は例えばSiからなる基板、2は基板1に形成された
拡散層、3aは例えばPSGからなる絶縁膜、3bは例
えばSOGからなる絶縁膜、3Cは例えばPSGからな
る絶縁膜、4は絶縁膜3a、3b、3cに形成されたコ
ンタクトホール、5a、5bは例えばA!からなる金属
膜である。
次に、その製造方法について説明する。
まず、第1図(a)に示すように、例えばイオン注入に
より基板lに拡散層2を形成し、例えばCVD法により
基板l上に5iOzを堆積して膜厚が例えば1500人
程度0絶縁膜3aを形成し、絶縁膜3a上にSOGを塗
布して膜厚が例えば1000人程度0絶縁膜3bを形成
した後、例えばCVD法により絶縁膜3b上にPSGを
堆積して膜厚が絶縁膜3Cを形成する。ここでSOGを
塗布して縁膜2bを形成しているのは、多層配線等によ
ってできた基板表面の段差がひどくなると、この上に更
に配線層を形成する際に、段差での配線層切れの問題が
でてくるのを防止するために、即ち段差を緩和するため
に形成している。次いで、例えばRIEにより絶縁膜3
C13b、3aを選択的にエツチングしてコンタクトホ
ール4を形成するとともに、コンタクトホール4内に拡
散層2を有する基板lを露出させる。
より基板lに拡散層2を形成し、例えばCVD法により
基板l上に5iOzを堆積して膜厚が例えば1500人
程度0絶縁膜3aを形成し、絶縁膜3a上にSOGを塗
布して膜厚が例えば1000人程度0絶縁膜3bを形成
した後、例えばCVD法により絶縁膜3b上にPSGを
堆積して膜厚が絶縁膜3Cを形成する。ここでSOGを
塗布して縁膜2bを形成しているのは、多層配線等によ
ってできた基板表面の段差がひどくなると、この上に更
に配線層を形成する際に、段差での配線層切れの問題が
でてくるのを防止するために、即ち段差を緩和するため
に形成している。次いで、例えばRIEにより絶縁膜3
C13b、3aを選択的にエツチングしてコンタクトホ
ール4を形成するとともに、コンタクトホール4内に拡
散層2を有する基板lを露出させる。
次に、第1図(b)に示すように、例えば250℃程度
(室温でもよい)の低温スパッタ法によりコンタクトホ
ール4内の拡散層2を有する基板1とコンタクトを取る
ようにAI!を堆積して膜厚が例えば600人の金属膜
5aを形成する。
(室温でもよい)の低温スパッタ法によりコンタクトホ
ール4内の拡散層2を有する基板1とコンタクトを取る
ようにAI!を堆積して膜厚が例えば600人の金属膜
5aを形成する。
次に、第1図(c)に示すように、温度が例えば515
℃の高温スパッタ法により金属膜5aを覆うようにAA
を堆積して膜厚が例えば0.5〜0.7μmの金属膜5
bを形成する。
℃の高温スパッタ法により金属膜5aを覆うようにAA
を堆積して膜厚が例えば0.5〜0.7μmの金属膜5
bを形成する。
そして、例えばRIEにより金属膜5a、5bをバター
ニングして配線層を形成することにより、配線層が拡散
層2を有する基Fi、1とコンタクトされた配線構造を
得ることができる。
ニングして配線層を形成することにより、配線層が拡散
層2を有する基Fi、1とコンタクトされた配線構造を
得ることができる。
すなわち、上記実施例では、低温スパッタ法によりコン
タクトホール4内の拡散層2を有する基Filとコンタ
クトを取るように、かつ絶縁膜3a、3b、3cを覆う
ようにシャドウリングが起こらない程度の薄い膜厚で金
属膜5aを予め形成した後、高温スパッタ法により金属
膜5aを覆うように金属膜5aの膜厚よりも厚膜な金属
膜5bを形成するようにしている。このように、高温ス
バ・7り法を行っても絶縁膜3a、3b、3Cからの脱
ガスを抑えるように予め低温スパッタ法により絶縁膜3
a、3b、3cを覆って保護するうように金属膜5aを
形成している。このため、高温スパッタ法で金属膜5b
を形成する際、絶縁膜3a、3b、3Cが金属膜5aで
保護されているため絶縁膜3a、3b、3cから脱ガス
を発生させないようにすることができ、金属膜5b内に
上記ガスが取り込まれないようにすることができる。ま
た、金属膜5aを覆うように金属膜5bを高温スパッタ
法で形成しているため、カハレソジ良く、しかも表面平
坦化を実現することができる。したがって、絶縁膜3a
、3b、3Cに形成されたコンタクトホール内の拡散層
2を有する基板1とコンタクトを取る金属膜5a、5b
からなる配線層をほとんど膜質劣化が生じないように形
成することができ、しかも力ハレソジ良く表面平坦化を
実現することができる。
タクトホール4内の拡散層2を有する基Filとコンタ
クトを取るように、かつ絶縁膜3a、3b、3cを覆う
ようにシャドウリングが起こらない程度の薄い膜厚で金
属膜5aを予め形成した後、高温スパッタ法により金属
膜5aを覆うように金属膜5aの膜厚よりも厚膜な金属
膜5bを形成するようにしている。このように、高温ス
バ・7り法を行っても絶縁膜3a、3b、3Cからの脱
ガスを抑えるように予め低温スパッタ法により絶縁膜3
a、3b、3cを覆って保護するうように金属膜5aを
形成している。このため、高温スパッタ法で金属膜5b
を形成する際、絶縁膜3a、3b、3Cが金属膜5aで
保護されているため絶縁膜3a、3b、3cから脱ガス
を発生させないようにすることができ、金属膜5b内に
上記ガスが取り込まれないようにすることができる。ま
た、金属膜5aを覆うように金属膜5bを高温スパッタ
法で形成しているため、カハレソジ良く、しかも表面平
坦化を実現することができる。したがって、絶縁膜3a
、3b、3Cに形成されたコンタクトホール内の拡散層
2を有する基板1とコンタクトを取る金属膜5a、5b
からなる配線層をほとんど膜質劣化が生じないように形
成することができ、しかも力ハレソジ良く表面平坦化を
実現することができる。
なお、上記実施例では、金属膜5aを拡散層2を有する
基板1と直接コンタクトするように形成する場合につい
て説明したが、本発明はこれに限定されるものではなく
、第2図に示すように、金属膜5aと拡散層2を有する
基板1間にTiN等からなるバリアメタル層11を形成
する場合であってもよく、この場合、金属膜5aのAl
と基板工のSiとの反応を防止することができ好ましい
。
基板1と直接コンタクトするように形成する場合につい
て説明したが、本発明はこれに限定されるものではなく
、第2図に示すように、金属膜5aと拡散層2を有する
基板1間にTiN等からなるバリアメタル層11を形成
する場合であってもよく、この場合、金属膜5aのAl
と基板工のSiとの反応を防止することができ好ましい
。
本発明によれば、絶縁膜に形成されたコンタクトホール
内の拡散層を有する基板とコンタクトを取る配線層をほ
とんど膜質劣化が生しないように形成することができる
という効果がある。
内の拡散層を有する基板とコンタクトを取る配線層をほ
とんど膜質劣化が生しないように形成することができる
という効果がある。
(a)
第1図は本発明に係る半導体装置の製造方法の一実施例
の製造方法を説明する図、 第2図は他の実施例の製造方法を説明する図、第3図は
従来例の製造方法を説明する図である。 1・・・・・・基板、 2・・・・・・拡散層、 3a、3b、3C・・−・・・絶縁膜、4・・・−・−
コンタクトホール、 5a、5b・・・・・・金属膜、 11・・・・・・バリアメタル層。 第1図 他の実施例の製造方法を説明する図 第2図 第 図
の製造方法を説明する図、 第2図は他の実施例の製造方法を説明する図、第3図は
従来例の製造方法を説明する図である。 1・・・・・・基板、 2・・・・・・拡散層、 3a、3b、3C・・−・・・絶縁膜、4・・・−・−
コンタクトホール、 5a、5b・・・・・・金属膜、 11・・・・・・バリアメタル層。 第1図 他の実施例の製造方法を説明する図 第2図 第 図
Claims (2)
- (1)下地の膜(1)上にコンタクトホール(4)を有
する絶縁膜(3a、3b、3c)を形成する工程と、 300℃未満でのスパッタ法により該コンタクトホール
(4)内の該下地の膜(1)とコンタクトを取るように
、かつ該コンタクトホール(4)から該絶縁膜(3a、
3b、3c)表面に延在するように第1の金属膜(5a
)を形成する工程と、 300℃以上での高温スパッタ法により該第1の金属膜
(5a)を覆うように該第1の金属膜(5a)膜厚より
も厚膜な第2の金属膜(5b)を形成する工程とを含む
ことを特徴とする半導体装置の製造方法。 - (2)前記下地の膜(1)と前記第1の金属膜(5a)
間にバリアメタル層(11)を形成することを特徴とす
る請求項1記載の半導体装置の製造方法。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP17900490A JPH0464222A (ja) | 1990-07-04 | 1990-07-04 | 半導体装置の製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP17900490A JPH0464222A (ja) | 1990-07-04 | 1990-07-04 | 半導体装置の製造方法 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH0464222A true JPH0464222A (ja) | 1992-02-28 |
Family
ID=16058434
Family Applications (1)
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-
1990
- 1990-07-04 JP JP17900490A patent/JPH0464222A/ja active Pending
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