JPH08148485A - 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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- JPH08148485A JPH08148485A JP28014094A JP28014094A JPH08148485A JP H08148485 A JPH08148485 A JP H08148485A JP 28014094 A JP28014094 A JP 28014094A JP 28014094 A JP28014094 A JP 28014094A JP H08148485 A JPH08148485 A JP H08148485A
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- H01L21/76801—Applying interconnections to be used for carrying current between separate components within a device comprising conductors and dielectrics characterised by the formation and the after-treatment of the dielectrics, e.g. smoothing
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 半導体装置の製造方法に関し、半導体装置に
用いる保護絶縁膜におけるボイド及びクラックの発生を
防止して、それに伴うプラスティックパッケージの剥離
を防止する。 【構成】 半導体基板1上に下地絶縁膜2を介して設け
た金属配線層3を被覆する保護絶縁膜を形成する際に、
少なくとも、テトラ・エチル・オルト・シリケートとオ
ゾンとを反応させてTEOS−O3 −NSG膜5を形成
し、このTEOS−O3 −NSG膜5で金属配線層3間
を埋め込むようにする。
用いる保護絶縁膜におけるボイド及びクラックの発生を
防止して、それに伴うプラスティックパッケージの剥離
を防止する。 【構成】 半導体基板1上に下地絶縁膜2を介して設け
た金属配線層3を被覆する保護絶縁膜を形成する際に、
少なくとも、テトラ・エチル・オルト・シリケートとオ
ゾンとを反応させてTEOS−O3 −NSG膜5を形成
し、このTEOS−O3 −NSG膜5で金属配線層3間
を埋め込むようにする。
Description
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は半導体装置の製造方法に
関するものであり、特に、LOC(LeadOn Ch
ip)構造の半導体装置の保護絶縁膜の製造方法に関す
るものである。
関するものであり、特に、LOC(LeadOn Ch
ip)構造の半導体装置の保護絶縁膜の製造方法に関す
るものである。
【0002】
【従来の技術】従来、チップパッケージ時における外部
配線への接続はチップ周辺から取っていたが、近年、チ
ップの縮小化を目的として外部配線への接続、即ち、ボ
ンディングをチップの中心部で行い、ボンディングワイ
ヤを周辺部に引く所謂LOC(Lead On Chi
p)構造が主流になってきた。
配線への接続はチップ周辺から取っていたが、近年、チ
ップの縮小化を目的として外部配線への接続、即ち、ボ
ンディングをチップの中心部で行い、ボンディングワイ
ヤを周辺部に引く所謂LOC(Lead On Chi
p)構造が主流になってきた。
【0003】そして、従来の半導体装置のプラスティッ
クパッケージ形成に先立つカバー膜(保護絶縁膜)の形
成に際しては、保護絶縁膜の厚さはそれ程要求されてい
なかったが、LOC構造の採用と共に、チップに従来よ
りも大きな応力が加わるため保護絶縁膜の強化が必要と
なってきた。
クパッケージ形成に先立つカバー膜(保護絶縁膜)の形
成に際しては、保護絶縁膜の厚さはそれ程要求されてい
なかったが、LOC構造の採用と共に、チップに従来よ
りも大きな応力が加わるため保護絶縁膜の強化が必要と
なってきた。
【0004】この保護絶縁膜の強化のためには、保護絶
縁膜を厚く形成することになるが、この保護絶縁膜の形
成方法としては、CVD法及び有機溶剤を用いたSOG
法が一般的であった。この内のCVD法を用いた保護絶
縁膜及びポリイミド膜の形成工程を図2により説明す
る。
縁膜を厚く形成することになるが、この保護絶縁膜の形
成方法としては、CVD法及び有機溶剤を用いたSOG
法が一般的であった。この内のCVD法を用いた保護絶
縁膜及びポリイミド膜の形成工程を図2により説明す
る。
【0005】図2参照 従来の保護絶縁膜及びポリイミド膜の形成工程において
は、半導体基板1上に層間絶縁膜等の下地絶縁膜2を介
して設けたアルミニウム合金等からなる最終層の金属配
線層3を形成したのち、保護絶縁膜8をプラズマCVD
法で堆積させ、次いで、ポリイミド膜を設け、最後に、
半導体基板1をチップに分割してワイヤボンディングし
たのち、黒色樹脂等のプラスティックモールドを行っ
て、パッケージを完成していた。
は、半導体基板1上に層間絶縁膜等の下地絶縁膜2を介
して設けたアルミニウム合金等からなる最終層の金属配
線層3を形成したのち、保護絶縁膜8をプラズマCVD
法で堆積させ、次いで、ポリイミド膜を設け、最後に、
半導体基板1をチップに分割してワイヤボンディングし
たのち、黒色樹脂等のプラスティックモールドを行っ
て、パッケージを完成していた。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、図2の
ように保護絶縁膜8をプラズマCVD法で形成した場合
には、金属配線層3上部でオーバーハング構造が形成さ
れ、金属配線層3同士の間隔が狭い場合に互いに隣接す
るこのオーバーハング部が接続してCVD保護絶縁膜8
の内部にボイド(空洞)9が形成されることがあり、そ
の上に設けるポリイミド膜7或いはその上に設ける黒色
樹脂等のプラスティックパッケージが剥がれる等の問題
が生じていた。
ように保護絶縁膜8をプラズマCVD法で形成した場合
には、金属配線層3上部でオーバーハング構造が形成さ
れ、金属配線層3同士の間隔が狭い場合に互いに隣接す
るこのオーバーハング部が接続してCVD保護絶縁膜8
の内部にボイド(空洞)9が形成されることがあり、そ
の上に設けるポリイミド膜7或いはその上に設ける黒色
樹脂等のプラスティックパッケージが剥がれる等の問題
が生じていた。
【0007】また、プラズマCVD法の代わりに有機溶
剤を用いたSOG(Spin OnGlass)法を用
いた場合には、SOG膜の熱膨張係数等が原因でクラッ
クが発生しやすいという問題があり、クラックの発生に
伴う水分の進入等により内部のトランジスタ等が劣化
し、信頼性の点で大きな問題となっていた。
剤を用いたSOG(Spin OnGlass)法を用
いた場合には、SOG膜の熱膨張係数等が原因でクラッ
クが発生しやすいという問題があり、クラックの発生に
伴う水分の進入等により内部のトランジスタ等が劣化
し、信頼性の点で大きな問題となっていた。
【0008】そして、いずれの保護絶縁膜を用いても、
LOC構造に伴う応力の他にパッケージを構成するポリ
イミド膜等のプラスティックの応力が問題になり、剥が
れ或いはクラックにより水分が半導体内部に進入して信
頼性が低下するという問題が生ずる。
LOC構造に伴う応力の他にパッケージを構成するポリ
イミド膜等のプラスティックの応力が問題になり、剥が
れ或いはクラックにより水分が半導体内部に進入して信
頼性が低下するという問題が生ずる。
【0009】したがって、本発明は、半導体装置に用い
る保護絶縁膜におけるボイド及びクラックの発生を防止
して、それに伴うポリイミド膜或いはプラスティックパ
ッケージの剥離を防止することを目的とする。
る保護絶縁膜におけるボイド及びクラックの発生を防止
して、それに伴うポリイミド膜或いはプラスティックパ
ッケージの剥離を防止することを目的とする。
【0010】
【課題を解決するための手段】本発明は、半導体装置の
製造方法において、半導体基板(図1の1)上に下地絶
縁膜(図1の2)を介して設けた金属配線層(図1の
3)を被覆する保護絶縁膜を形成する工程として、少な
くとも、テトラ・エチル・オルト・シリケート(TEO
S)とオゾン(O3 )とを反応させてシリコン酸化膜
(図1の5)を形成し、このシリコン酸化膜で金属配線
層(図1の3)間を埋め込む工程を有することを特徴と
する。
製造方法において、半導体基板(図1の1)上に下地絶
縁膜(図1の2)を介して設けた金属配線層(図1の
3)を被覆する保護絶縁膜を形成する工程として、少な
くとも、テトラ・エチル・オルト・シリケート(TEO
S)とオゾン(O3 )とを反応させてシリコン酸化膜
(図1の5)を形成し、このシリコン酸化膜で金属配線
層(図1の3)間を埋め込む工程を有することを特徴と
する。
【0011】また、本発明は、上記シリコン酸化膜(図
1の5)の形成工程において、堆積雰囲気の圧力を常
圧、或いは、450乃至700Torrの準常圧にした
ことを特徴とする。また、本発明は、上記シリコン酸化
膜(図1の5)を形成するに先立って、屈折率が1.4
5乃至1.65程度の圧縮応力を有するプラズマシリコ
ン酸化膜或いはプラズマシリコンオキシナイトライド膜
等の絶縁膜(図1の4)を成長させることを特徴とす
る。
1の5)の形成工程において、堆積雰囲気の圧力を常
圧、或いは、450乃至700Torrの準常圧にした
ことを特徴とする。また、本発明は、上記シリコン酸化
膜(図1の5)を形成するに先立って、屈折率が1.4
5乃至1.65程度の圧縮応力を有するプラズマシリコ
ン酸化膜或いはプラズマシリコンオキシナイトライド膜
等の絶縁膜(図1の4)を成長させることを特徴とす
る。
【0012】また、本発明は、上記シリコン酸化膜(図
1の5)の上に応力が圧縮応力であるプラズマシリコン
窒化膜(図1の6)を成長させることを特徴とする。ま
た、本発明は、半導体装置がリード・オン・チップ構造
であることを特徴とする。
1の5)の上に応力が圧縮応力であるプラズマシリコン
窒化膜(図1の6)を成長させることを特徴とする。ま
た、本発明は、半導体装置がリード・オン・チップ構造
であることを特徴とする。
【0013】
【作用】テトラ・エチル・オルト・シリケートとオゾン
とを反応させて形成したシリコン酸化膜、即ち、TEO
S−O3 −NSG(Nondoped Silicat
e Glass)膜によって金属配線層間を埋め込むこ
とにより、金属配線層同士の間隔が狭い場合でもボイド
が発生することなく平坦化することが可能になり、ま
た、SOG膜に比べてクラック耐性が向上する。
とを反応させて形成したシリコン酸化膜、即ち、TEO
S−O3 −NSG(Nondoped Silicat
e Glass)膜によって金属配線層間を埋め込むこ
とにより、金属配線層同士の間隔が狭い場合でもボイド
が発生することなく平坦化することが可能になり、ま
た、SOG膜に比べてクラック耐性が向上する。
【0014】また、TEOS−O3 −NSG膜の堆積雰
囲気の圧力を常圧にすることにより、クラック耐性の強
い緻密な膜が得られ、また、圧力を450乃至700T
orrの準常圧にすることにより、このTEOS−O3
−NSG膜の下に設ける絶縁膜と、このTEOS−O3
−NSG膜の上に設けるプラズマシリコン窒化膜とを同
一の装置で処理することが可能になる。
囲気の圧力を常圧にすることにより、クラック耐性の強
い緻密な膜が得られ、また、圧力を450乃至700T
orrの準常圧にすることにより、このTEOS−O3
−NSG膜の下に設ける絶縁膜と、このTEOS−O3
−NSG膜の上に設けるプラズマシリコン窒化膜とを同
一の装置で処理することが可能になる。
【0015】また、本発明は、TEOS−O3 −NSG
膜の下地にプラズマシリコン酸化膜或いはプラズマシリ
コンオキシナイトライド膜等の絶縁膜を設けたので、T
EOS−O3 −NSG膜の下地依存性に起因する表面の
荒れの発生を抑制することができる。
膜の下地にプラズマシリコン酸化膜或いはプラズマシリ
コンオキシナイトライド膜等の絶縁膜を設けたので、T
EOS−O3 −NSG膜の下地依存性に起因する表面の
荒れの発生を抑制することができる。
【0016】また、本発明は、TEOS−O3 −NSG
膜上に、プラズマシリコン窒化膜を設けたので、外部か
らの進入を防止することができ、また、このTEOS−
O3−NSG膜の下に設ける絶縁膜の応力と、このTE
OS−O3 −NSG膜の上に設けるプラズマシリコン窒
化膜の応力とを圧縮応力にすることにより、TEOS−
O3 −NSG膜の有する引張応力を緩和し、クラックの
発生を防止することが出来る。
膜上に、プラズマシリコン窒化膜を設けたので、外部か
らの進入を防止することができ、また、このTEOS−
O3−NSG膜の下に設ける絶縁膜の応力と、このTE
OS−O3 −NSG膜の上に設けるプラズマシリコン窒
化膜の応力とを圧縮応力にすることにより、TEOS−
O3 −NSG膜の有する引張応力を緩和し、クラックの
発生を防止することが出来る。
【0017】また、本発明は、リード・オン・チップ構
造の半導体装置に適用することにより、TEOS−O3
−NSG膜によって金属配線層間を埋め込むことの有効
性をより発揮することができる。
造の半導体装置に適用することにより、TEOS−O3
−NSG膜によって金属配線層間を埋め込むことの有効
性をより発揮することができる。
【0018】
【実施例】図1は本発明の実施例の説明図であり、図1
を用いて本発明の製造工程を説明する。 図1(a)参照 先ず、半導体基板1上に設けたSiO2 膜等の下地絶縁
膜2を介してアルミニウム合金からなる金属配線層3を
設け、この金属配線層3及び露出している下地絶縁膜2
表面にプラズマオキシナイトライド膜4をプラズマCV
D法により堆積させる。
を用いて本発明の製造工程を説明する。 図1(a)参照 先ず、半導体基板1上に設けたSiO2 膜等の下地絶縁
膜2を介してアルミニウム合金からなる金属配線層3を
設け、この金属配線層3及び露出している下地絶縁膜2
表面にプラズマオキシナイトライド膜4をプラズマCV
D法により堆積させる。
【0019】この場合の堆積条件は、基板温度を350
℃〜400℃とした状態で、N2 を2000sccm、
N2 Oを100sccm〜200sccm、及び、Si
H4を50sccmの流量比で流した3.0Torrの
雰囲気中で、1.3W/cm 2 のRF電力を供給し、プ
ラズマ反応させて堆積させるものであり、基板温度を3
50℃、N2 Oを100sccmとした場合に得られた
プラズマオキシナイトライド膜4の屈折率は、1.65
である。
℃〜400℃とした状態で、N2 を2000sccm、
N2 Oを100sccm〜200sccm、及び、Si
H4を50sccmの流量比で流した3.0Torrの
雰囲気中で、1.3W/cm 2 のRF電力を供給し、プ
ラズマ反応させて堆積させるものであり、基板温度を3
50℃、N2 Oを100sccmとした場合に得られた
プラズマオキシナイトライド膜4の屈折率は、1.65
である。
【0020】このプラズマオキシナイトライド膜4は、
その上に設ける金属配線層3間を埋め込むための酸化膜
が下地依存性を有しているため、その表面に荒れが発生
することを防止するために設けるものであり、また、N
2 Oの流量を制御して、プラズマオキシナイトライド膜
4の屈折率が1.45(プラズマシリコン酸化膜)乃至
1.65の間になるように形成することにより、必要と
する任意の圧縮応力が得られる。
その上に設ける金属配線層3間を埋め込むための酸化膜
が下地依存性を有しているため、その表面に荒れが発生
することを防止するために設けるものであり、また、N
2 Oの流量を制御して、プラズマオキシナイトライド膜
4の屈折率が1.45(プラズマシリコン酸化膜)乃至
1.65の間になるように形成することにより、必要と
する任意の圧縮応力が得られる。
【0021】図1(b)参照 次いで、テトラ・エチル・オルト・シリケート〔化学
式:Si(OC2 H5 ) 4 〕とオゾンとを反応させてシ
リコン酸化膜、即ち、TEOS−O3 −NSG膜5を常
圧下で堆積させ、金属配線層3間を埋め込む。このTE
OS−O3 −NSG膜5は、平坦性に優れているので、
金属配線層3間が狭い場合にも、オーバーハング部を生
ずることなく堆積していくので、従来の様にボイドが形
成されなかった。
式:Si(OC2 H5 ) 4 〕とオゾンとを反応させてシ
リコン酸化膜、即ち、TEOS−O3 −NSG膜5を常
圧下で堆積させ、金属配線層3間を埋め込む。このTE
OS−O3 −NSG膜5は、平坦性に優れているので、
金属配線層3間が狭い場合にも、オーバーハング部を生
ずることなく堆積していくので、従来の様にボイドが形
成されなかった。
【0022】この場合のTEOS−O3 −NSG膜5の
堆積条件は、プラズマオキシナイトライド膜4を形成す
るためのプラズマCVD装置とは異なった通常のCVD
装置を用い、基板温度を380℃〜420℃とし、10
00〜5000sccmの流量のN2 ガスによってTE
OSをバブリングし、120g/m3 の比率でO3 を含
有する5000sccm〜7500sccmの流量のO
2 と反応させてTEOS−O3 −NSG膜5を堆積させ
るものであり、得られた膜は引張応力(テンシルストレ
ス)を有している。
堆積条件は、プラズマオキシナイトライド膜4を形成す
るためのプラズマCVD装置とは異なった通常のCVD
装置を用い、基板温度を380℃〜420℃とし、10
00〜5000sccmの流量のN2 ガスによってTE
OSをバブリングし、120g/m3 の比率でO3 を含
有する5000sccm〜7500sccmの流量のO
2 と反応させてTEOS−O3 −NSG膜5を堆積させ
るものであり、得られた膜は引張応力(テンシルストレ
ス)を有している。
【0023】図1(c)参照 次いで、水分の進入を防止するために、プラズマシリコ
ン窒化膜6をプラズマCVD法によってTEOS−O3
−NSG膜5上に堆積させる。この場合にも、TEOS
−O3 −NSG膜5の引張応力を緩和するように、この
プラズマシリコン窒化膜6は圧縮応力を有するようにす
る。
ン窒化膜6をプラズマCVD法によってTEOS−O3
−NSG膜5上に堆積させる。この場合にも、TEOS
−O3 −NSG膜5の引張応力を緩和するように、この
プラズマシリコン窒化膜6は圧縮応力を有するようにす
る。
【0024】図1(d)参照 次いで、ポリイミド膜7を設け、最後に、半導体基板の
チップに分割し、チップの中心部においてワイヤボンデ
ィングしてリード・フレームとの接続を行ったのち、黒
色樹脂でモールドして、プラスティックパッケージを完
成する。
チップに分割し、チップの中心部においてワイヤボンデ
ィングしてリード・フレームとの接続を行ったのち、黒
色樹脂でモールドして、プラスティックパッケージを完
成する。
【0025】なお、上記の実施例においては、TEOS
−O3 −NSG膜5の堆積工程を常圧下で行っているも
のの、450〜700Torrの準常圧下で行っても良
いものであり、この場合には、プラズマオキシナイトラ
イド膜4、TEOS−O3 −NSG膜5、及び、プラズ
マシリコン窒化膜6の堆積工程を同一のプラズマCVD
装置を用いて連続的に行うことができる。
−O3 −NSG膜5の堆積工程を常圧下で行っているも
のの、450〜700Torrの準常圧下で行っても良
いものであり、この場合には、プラズマオキシナイトラ
イド膜4、TEOS−O3 −NSG膜5、及び、プラズ
マシリコン窒化膜6の堆積工程を同一のプラズマCVD
装置を用いて連続的に行うことができる。
【0026】また、上記実施例においては、TEOS−
O3 −NSG膜5の下地膜としてプラズマオキシナイト
ライド膜4を単独で用いているが、先ず、プラズマシリ
コン窒化膜を堆積させて水分ブロック性を強化して、次
いで、プラズマシリコン酸化膜を堆積させてTEOS−
O3 −NSG膜5の下地依存性に起因する表面の荒れを
抑制しても良い。
O3 −NSG膜5の下地膜としてプラズマオキシナイト
ライド膜4を単独で用いているが、先ず、プラズマシリ
コン窒化膜を堆積させて水分ブロック性を強化して、次
いで、プラズマシリコン酸化膜を堆積させてTEOS−
O3 −NSG膜5の下地依存性に起因する表面の荒れを
抑制しても良い。
【0027】また、上記実施例においては、LOC構造
の半導体装置について説明しているが、LOC構造の半
導体装置に適用した場合により有効であるということ
で、LOC構造の半導体装置に限定されるものではな
く、本発明は、チップの周辺においてワイヤボンディン
グする半導体装置も対象とするものである。
の半導体装置について説明しているが、LOC構造の半
導体装置に適用した場合により有効であるということ
で、LOC構造の半導体装置に限定されるものではな
く、本発明は、チップの周辺においてワイヤボンディン
グする半導体装置も対象とするものである。
【0028】
【発明の効果】本発明によれば、金属配線層間を埋め込
む絶縁膜としてTEOS−O3 −NSG膜を用いること
により、クラック及びボイドの発生を防止し、それによ
ってプラスティックパッケージの剥離等を防止し、信頼
性の高い半導体装置を得ることが可能になる。
む絶縁膜としてTEOS−O3 −NSG膜を用いること
により、クラック及びボイドの発生を防止し、それによ
ってプラスティックパッケージの剥離等を防止し、信頼
性の高い半導体装置を得ることが可能になる。
【図1】本発明の実施例の説明図である。
【図2】従来の保護絶縁膜の問題点の説明図である。
1 半導体基板 2 下地絶縁膜 3 金属配線層 4 プラズマオキシナイトライド膜 5 TEOS−O3 −NSG膜 6 プラズマシリコン窒化膜 7 ポリイミド膜 8 保護絶縁膜 9 ボイド
Claims (8)
- 【請求項1】 半導体基板上に下地絶縁膜を介して設け
た金属配線層を被覆する保護絶縁膜を形成する工程とし
て、少なくとも、テトラ・エチル・オルト・シリケート
とオゾンとを反応させてシリコン酸化膜を形成し、この
シリコン酸化膜で金属配線層間を埋め込む工程を有する
ことを特徴とする半導体装置の製造方法。 - 【請求項2】 上記テトラ・エチル・オルト・シリケー
トとオゾンとを反応させたシリコン酸化膜の形成工程に
おいて、堆積雰囲気の圧力を常圧にしたことを特徴とす
る請求項1記載の半導体装置の製造方法。 - 【請求項3】 上記テトラ・エチル・オルト・シリケー
トとオゾンとを反応させたシリコン酸化膜の形成工程に
おいて、堆積雰囲気の圧力を450乃至700Torr
の準常圧にした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。 - 【請求項4】 上記テトラ・エチル・オルト・シリケー
トとオゾンとを反応させたシリコン酸化膜を形成するに
先立って、屈折率が1.45乃至1.65の圧縮応力を
有する絶縁膜を堆積させることを特徴とする請求項1乃
至3のいずれか1項に記載の半導体装置の製造方法。 - 【請求項5】 上記絶縁膜が、プラズマシリコン酸化膜
またはプラズマシリコンオキシナイトライド膜からなる
ことを特徴とする請求項4記載の半導体装置の製造方
法。 - 【請求項6】 上記絶縁膜が、プラズマシリコン窒化膜
と、その上に設けたプラズマシリコン酸化膜の二層膜か
らなることを特徴とする請求項4記載の半導体装置の製
造方法。 - 【請求項7】 上記テトラ・エチル・オルト・シリケー
トとオゾンとを反応させたシリコン酸化膜の上に応力が
圧縮応力であるプラズマシリコン窒化膜を堆積させたこ
とを特徴とする請求項1乃至6のいずれか1項に記載の
半導体装置の製造方法。 - 【請求項8】 上記半導体装置がリード・オン・チップ
構造であることを特徴とする請求項1乃至7のいずれか
1項に記載の半導体装置の製造方法。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP28014094A JPH08148485A (ja) | 1994-11-15 | 1994-11-15 | 半導体装置の製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP28014094A JPH08148485A (ja) | 1994-11-15 | 1994-11-15 | 半導体装置の製造方法 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH08148485A true JPH08148485A (ja) | 1996-06-07 |
Family
ID=17620900
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP28014094A Pending JPH08148485A (ja) | 1994-11-15 | 1994-11-15 | 半導体装置の製造方法 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPH08148485A (ja) |
Cited By (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
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