JPS5957457A - 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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- JPS5957457A JPS5957457A JP16790682A JP16790682A JPS5957457A JP S5957457 A JPS5957457 A JP S5957457A JP 16790682 A JP16790682 A JP 16790682A JP 16790682 A JP16790682 A JP 16790682A JP S5957457 A JPS5957457 A JP S5957457A
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- wiring
- hole
- etching
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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
(1)発明の技術分野
本発明は半導体装置の製i11カ法、ilシ<は?1′
導体装置に形成される多1i・1配線を甲111化し、
かつ、層間絶縁膜のスルーホールをテーバを何&Jて形
成する方法に関する。 (2)技術の背甲 半導体装置゛の集411度をj「11めるために、半導
体、Ii+8板土に形成される配線を多層化する技術が
開発されている。第1図の断面1ツ1を参照すると、1
り導体ノ、(扱1上に第1層のアルミニラJ、(A4)
配線2を1.0μmの厚さに形成し、その十G、二削同
左糾11史3 (例えば燐シリケートガラス<rst:
> 11q)を2.017mの152厚に形成し、そ
の」二に第21Tり^p配線4を形成する。かかる多層
配線においてに1、第1層配線2と第2層配線4とのコ
ンタクトを取るために、R・1同左縁膜3にスルーボー
ル(ウイアボールともいう)を形成し、第2層配線4を
形成JるときこのスルーホールをA6で埋めると、第1
ハづ配線2と第217→配線4とは接続される、ずなわ
らコンタクI・が取られたことになる。 (3)従来技術と問題点 fC11図をネジ照すると、層間絶縁膜3をll5Gで
形成するとき、第1 Ji・を配線2に段差があ存ノこ
めに、図ニ3 aでホーJ’如きオーバーハング(出っ
張り)が形成される。次に旧聞絶縁膜3上に例えばA6
のノr′〜゛Cによっ“(’、(S 21E’を配線4
を形成するとき、前記したl−バーバングの部分ではへ
l配線に段差(不連ζ]ε(It(分) 4aが発4目
゛る。この段差4aの発生は呪在の技術で4J: f’
+’+″決し7えない。第2層配線4はかかる1党ノ・
ご4 n O) i!lじiに4?いて1υf線される
、二とがあり、1′フl、’r体ふ’jii・′1′の
イ11わ′1性に好ましくない影響を与える。 −1−記した問題点を解決ずべく、レジスト1lffを
眉同左#′J: 119Jの」ユに形成し、レジスト膜
と眉間絶縁111)とを二7ントロールエ・ソチングに
よりエツチングしてjI’mな表面もった層間絶縁膜を
形成する技術が開発された。 第2図を参照すると(なお第2図1.(いし2第4図に
おいてlj%に1ツ1示した(i1%分と同しく(14
分は同一・符号を(マt して示す)、半導体基板1」
二には第1屓配線2と旧聞絶縁膜3とが第1図の場合と
同様に形成され、次いでレジスI−IIW 6をスピン
コード法(回転塗布法)で形成する。かかるスピン−I
−1−においてムJ゛、レジス1−はオーバーハングt
+qの−[・力部分を完全に埋め、しかも回転塗布をな
すのでレジスト膜6の表ia1はし1口、
導体装置に形成される多1i・1配線を甲111化し、
かつ、層間絶縁膜のスルーホールをテーバを何&Jて形
成する方法に関する。 (2)技術の背甲 半導体装置゛の集411度をj「11めるために、半導
体、Ii+8板土に形成される配線を多層化する技術が
開発されている。第1図の断面1ツ1を参照すると、1
り導体ノ、(扱1上に第1層のアルミニラJ、(A4)
配線2を1.0μmの厚さに形成し、その十G、二削同
左糾11史3 (例えば燐シリケートガラス<rst:
> 11q)を2.017mの152厚に形成し、そ
の」二に第21Tり^p配線4を形成する。かかる多層
配線においてに1、第1層配線2と第2層配線4とのコ
ンタクトを取るために、R・1同左縁膜3にスルーボー
ル(ウイアボールともいう)を形成し、第2層配線4を
形成JるときこのスルーホールをA6で埋めると、第1
ハづ配線2と第217→配線4とは接続される、ずなわ
らコンタクI・が取られたことになる。 (3)従来技術と問題点 fC11図をネジ照すると、層間絶縁膜3をll5Gで
形成するとき、第1 Ji・を配線2に段差があ存ノこ
めに、図ニ3 aでホーJ’如きオーバーハング(出っ
張り)が形成される。次に旧聞絶縁膜3上に例えばA6
のノr′〜゛Cによっ“(’、(S 21E’を配線4
を形成するとき、前記したl−バーバングの部分ではへ
l配線に段差(不連ζ]ε(It(分) 4aが発4目
゛る。この段差4aの発生は呪在の技術で4J: f’
+’+″決し7えない。第2層配線4はかかる1党ノ・
ご4 n O) i!lじiに4?いて1υf線される
、二とがあり、1′フl、’r体ふ’jii・′1′の
イ11わ′1性に好ましくない影響を与える。 −1−記した問題点を解決ずべく、レジスト1lffを
眉同左#′J: 119Jの」ユに形成し、レジスト膜
と眉間絶縁111)とを二7ントロールエ・ソチングに
よりエツチングしてjI’mな表面もった層間絶縁膜を
形成する技術が開発された。 第2図を参照すると(なお第2図1.(いし2第4図に
おいてlj%に1ツ1示した(i1%分と同しく(14
分は同一・符号を(マt して示す)、半導体基板1」
二には第1屓配線2と旧聞絶縁膜3とが第1図の場合と
同様に形成され、次いでレジスI−IIW 6をスピン
コード法(回転塗布法)で形成する。かかるスピン−I
−1−においてムJ゛、レジス1−はオーバーハングt
+qの−[・力部分を完全に埋め、しかも回転塗布をな
すのでレジスト膜6の表ia1はし1口、
【゛甲J11
化される。 次いで、(CI’、1 1 02 )ガスを用いイ)1
ライエツチングでレジス1〜映をエツチングする。この
とき、エツチングをなす処理室の真空度を適当に選ぶご
とにより、レジストとp S Gの工・7千ングレー1
−(エソーエ・ングi)話度)・を1司じG、ニー4−
る、二とがI”J (ii3である。その結果、レジス
ト膜6の表面からそのj)i川な表面を保ちつつエツチ
ングがi+jsめ↑イS3図に示される如く、平坦な表
面7が得られる。この技術は旧聞絶縁膜の平坦化には有
り))であるものの、スルーポールの形成について別の
問題が発生し7た。 同じガスを用いるトライエツチングでスルーポール5を
形成しく第3図)、第2層配線4を形成するが、かかる
スフレ−ホールのエツチングに才9いてスルーポール5
は急峻に、すなわち垂直方向に形成されるため、第2旧
配線は、スルーホール5の部分で段部が付いた状態で凹
む(?rS4図)。 ごの現象は段リノれとり称されるが、第2層配線の表面
がスルーホールのlilじ)・で平坦でなく、前記した
第1層配線12の11ノ1線のおそれは除去されたこと
にならない。iノLっで、スルーホール5がテーパして
一1力に開いた形状に形成され、第2層配線がスルーポ
ールの部分でも平坦化されて形成されうるカン去がりj
j望され゛(いる。 (4)発明の1−1的 本発明は上記従来の問題点に鑑み、半導体基1〜1−の
第1層配線の」−に旧聞絶縁膜を隔て°ζ第2jvり配
線を形成し、かつ、旧聞絶縁膜に形成したスルーポール
によっ”ζ第1指と第2層の配線の、;lンタクトを取
る半導体装置の!M造方法におい−(,1チク間絶縁股
の表面が平坦に形成され、かつ、第1層と第2層の配線
の二lンタクトをとるためのスルーポールがテーパして
」三方に開いた形状で形成され・うる方法をlj供する
ことを目的とする。 (5)発明の構成 そしCごの目的は本発明によれば、半導体基板に形成さ
れた第1 Ti’i配線1−の旧聞絶縁膜の上に第2層
配線を、これら第1層と第2層の配線とが前記旧同左i
X、11ψに形成されたスルーポールを経て接続された
状態で形成する方法において、前記層間絶縁膜を燐シリ
ケートガラスで成員し、層間絶縁股上にレジストを塗布
しそれをパクーニングしCltV間絶間膜縁膜ルーポー
ルを形成するだめの開11部を形成する工程、および燐
シリゲートガラスのエッチング速度がレジストのエッチ
ング4i度と同じか人とソ、1′る■空度において第1
配紳j(’tに達するスルーポールが形成されるまでエ
ッチングをなし、しかる後に?fS2M配線を形成する
上杵を含むことを特徴とする半導体装置の製造方法をI
JL供するごとによって達成される。 (6)発明の実施例 以下本発明実施例を図面によってiT述する。 第5図に本発明の方法を実施する工程に、j、′iJる
半導体装置の要部が断面図で示される。先ず、そのfa
+に示される如く、半導体J、(板−1にlを1、Ol
’mの厚さに蒸着し、それをバターニンクして第1層配
線12を形成する。 θ(いて、同図fb)に示される如く、ll5Gを2,
071mの厚さに化学気相成1.−法(CVII法)に
より成1、Zしてjτ旧1)1絶縁)1史13を形成す
る。層間絶縁)1史13に4;I にIf来の場合と同
様にオーバーハング13aが形成される。 次いで、同図fnlに示される如く、全面にレジスト)
1東14を1.0Ijmの膜厚に形成し、層間絶縁膜1
3にスルーボールを形成する目的で、レジスト膜14に
開11部15を窓開きする。図示の例においてはポジ型
レジストを用いたが、ネガ型レジストを用いることも可
能である。レジスト膜14は従来例の場合の如くスピン
コード法で塗布するので、オーバーハング1;輌の部分
は完全に埋められた状態でその表面はほぼ平面に形成さ
れる。 θくいで、同図(dlに示される如く、(C1’、l
+02)ガスを用いるトライコントロールエツチングを
行・う。このエツチングは、ll5Gのエツチングが、
レジストのエツチングと同じかやや早く進行する如きエ
ツチングである。 次いで、同図(clに;1<される如く、第1層配線1
2に達するスルーボール16が形成されたとこ、7)で
エツチングを止めると、レジスロ914は完全に除去さ
れ、I’SGの層間絶縁1模13の表面は・1何11に
なり、スルーボール16はテーパが伺いで1力に開いた
形状に形成され、そのとき1習間絶縁11ツ】の膜厚は
1,0μmであり、この)膜厚で十分な層間絶縁がi!
′7られるごとがrlTC認された。ll5Gのエツチ
ング番、1開l−1部15のパターン幅に対応して垂直
方向に進行すると同時に、レジスト膜は垂直方向だりで
なく開L1部15が横に拡がる方向にもエツチングされ
、それに対応しll5Gは上方の部分から僅か1゛つ1
mに拡がる方向にエツチングされ、レジA1・がなくな
った(糸にはP S Gの全面エツチングとなるために
スルーボールにテーパが形成される。 次いで同図(flに示される如く第21f’を配線17
を従来技術と同様に形成する。この第2層配線17は、
テーパしたスルーボール16によって第1IFill!
i1.!線とコンタクトをとられるので^lはスルーボ
ールをカバレージ性よく完全に埋め、かつスルーボール
の部分においても平坦に形成され、1JL来技術の諸B
+j 、)、′J目、しlべて)す1°決された。 1−記したトラ・イコン1司コールエツチングは、第6
図に示されるレジストおよびI’SGのエソチングレー
1・の真空度に対する依存性を利用する。第6図におい
て、横軸は真空度をTor丁で、れ11軸はエツチング
速度(I+l+)を示し、実線で画いた曲線;1はII
S l;のエツチング達識を、また点線で画いノこ曲
線すはレジスI・のエツチング速度を示す。本願発明J
fが実施した実験によると、真空度が高いところではレ
ジストのエソチングレ−1−が大であるが、両者のエツ
チングレートは0.4 Torrで交叉し、次いで真空
度が低下すると、PSGのエツチングレートがレジスト
のエソチングレートよりも大である。 従っ゛(、本発明の方法においては、<CFa 」−(
12)ガスを用いる1′ライエツチングにおいて、エツ
チングを行う処理室の真空度を、0.4〜0.7 To
rrの範囲内に設定し、当初2.0μmのIIrA厚で
あった1’sGに対し、し・シストの膜厚を適宜設定す
る、すなわぢ、処理室の真空度と、PSG膜およびレジ
ス1〜膜の19厚をそれぞれ適宜選定した」二でエツチ
ングを行・)。」4記の実施例においては、レジス1の
膜厚を1.0.umに、また真空1.1(を(1,57
++rrに設定して良好な結果が得られ〕こ。 なお」二記実施例において、第1jFtilIi!線の
パターン幅は特に指定しなかったが、本発明の方法は、
幅広いパターンから微細な’I’Mのパターンにわたっ
て実施可能であることが確認された。 (7)発明の効果 以−1−1iF細に説明したように、本発明の方法によ
るときは、多層配線の形成におい゛CJPi間絶縁胞同
左坦に形成され、第1層と第2層の配線のこ1ンタクト
ばテーパしたスルーホールによってとられるので、第2
層配線材料がカバレージよくスルーボールを埋めるだり
でなく、スルーボールの−1゜力の部分においても第2
1’?N配線の甲111性が(ツられ、断線のおそれの
ない多層配線が形成されるので、半導体装置の111i
’!Is積化および信頼性向」二に劾里人である。
化される。 次いで、(CI’、1 1 02 )ガスを用いイ)1
ライエツチングでレジス1〜映をエツチングする。この
とき、エツチングをなす処理室の真空度を適当に選ぶご
とにより、レジストとp S Gの工・7千ングレー1
−(エソーエ・ングi)話度)・を1司じG、ニー4−
る、二とがI”J (ii3である。その結果、レジス
ト膜6の表面からそのj)i川な表面を保ちつつエツチ
ングがi+jsめ↑イS3図に示される如く、平坦な表
面7が得られる。この技術は旧聞絶縁膜の平坦化には有
り))であるものの、スルーポールの形成について別の
問題が発生し7た。 同じガスを用いるトライエツチングでスルーポール5を
形成しく第3図)、第2層配線4を形成するが、かかる
スフレ−ホールのエツチングに才9いてスルーポール5
は急峻に、すなわち垂直方向に形成されるため、第2旧
配線は、スルーホール5の部分で段部が付いた状態で凹
む(?rS4図)。 ごの現象は段リノれとり称されるが、第2層配線の表面
がスルーホールのlilじ)・で平坦でなく、前記した
第1層配線12の11ノ1線のおそれは除去されたこと
にならない。iノLっで、スルーホール5がテーパして
一1力に開いた形状に形成され、第2層配線がスルーポ
ールの部分でも平坦化されて形成されうるカン去がりj
j望され゛(いる。 (4)発明の1−1的 本発明は上記従来の問題点に鑑み、半導体基1〜1−の
第1層配線の」−に旧聞絶縁膜を隔て°ζ第2jvり配
線を形成し、かつ、旧聞絶縁膜に形成したスルーポール
によっ”ζ第1指と第2層の配線の、;lンタクトを取
る半導体装置の!M造方法におい−(,1チク間絶縁股
の表面が平坦に形成され、かつ、第1層と第2層の配線
の二lンタクトをとるためのスルーポールがテーパして
」三方に開いた形状で形成され・うる方法をlj供する
ことを目的とする。 (5)発明の構成 そしCごの目的は本発明によれば、半導体基板に形成さ
れた第1 Ti’i配線1−の旧聞絶縁膜の上に第2層
配線を、これら第1層と第2層の配線とが前記旧同左i
X、11ψに形成されたスルーポールを経て接続された
状態で形成する方法において、前記層間絶縁膜を燐シリ
ケートガラスで成員し、層間絶縁股上にレジストを塗布
しそれをパクーニングしCltV間絶間膜縁膜ルーポー
ルを形成するだめの開11部を形成する工程、および燐
シリゲートガラスのエッチング速度がレジストのエッチ
ング4i度と同じか人とソ、1′る■空度において第1
配紳j(’tに達するスルーポールが形成されるまでエ
ッチングをなし、しかる後に?fS2M配線を形成する
上杵を含むことを特徴とする半導体装置の製造方法をI
JL供するごとによって達成される。 (6)発明の実施例 以下本発明実施例を図面によってiT述する。 第5図に本発明の方法を実施する工程に、j、′iJる
半導体装置の要部が断面図で示される。先ず、そのfa
+に示される如く、半導体J、(板−1にlを1、Ol
’mの厚さに蒸着し、それをバターニンクして第1層配
線12を形成する。 θ(いて、同図fb)に示される如く、ll5Gを2,
071mの厚さに化学気相成1.−法(CVII法)に
より成1、Zしてjτ旧1)1絶縁)1史13を形成す
る。層間絶縁)1史13に4;I にIf来の場合と同
様にオーバーハング13aが形成される。 次いで、同図fnlに示される如く、全面にレジスト)
1東14を1.0Ijmの膜厚に形成し、層間絶縁膜1
3にスルーボールを形成する目的で、レジスト膜14に
開11部15を窓開きする。図示の例においてはポジ型
レジストを用いたが、ネガ型レジストを用いることも可
能である。レジスト膜14は従来例の場合の如くスピン
コード法で塗布するので、オーバーハング1;輌の部分
は完全に埋められた状態でその表面はほぼ平面に形成さ
れる。 θくいで、同図(dlに示される如く、(C1’、l
+02)ガスを用いるトライコントロールエツチングを
行・う。このエツチングは、ll5Gのエツチングが、
レジストのエツチングと同じかやや早く進行する如きエ
ツチングである。 次いで、同図(clに;1<される如く、第1層配線1
2に達するスルーボール16が形成されたとこ、7)で
エツチングを止めると、レジスロ914は完全に除去さ
れ、I’SGの層間絶縁1模13の表面は・1何11に
なり、スルーボール16はテーパが伺いで1力に開いた
形状に形成され、そのとき1習間絶縁11ツ】の膜厚は
1,0μmであり、この)膜厚で十分な層間絶縁がi!
′7られるごとがrlTC認された。ll5Gのエツチ
ング番、1開l−1部15のパターン幅に対応して垂直
方向に進行すると同時に、レジスト膜は垂直方向だりで
なく開L1部15が横に拡がる方向にもエツチングされ
、それに対応しll5Gは上方の部分から僅か1゛つ1
mに拡がる方向にエツチングされ、レジA1・がなくな
った(糸にはP S Gの全面エツチングとなるために
スルーボールにテーパが形成される。 次いで同図(flに示される如く第21f’を配線17
を従来技術と同様に形成する。この第2層配線17は、
テーパしたスルーボール16によって第1IFill!
i1.!線とコンタクトをとられるので^lはスルーボ
ールをカバレージ性よく完全に埋め、かつスルーボール
の部分においても平坦に形成され、1JL来技術の諸B
+j 、)、′J目、しlべて)す1°決された。 1−記したトラ・イコン1司コールエツチングは、第6
図に示されるレジストおよびI’SGのエソチングレー
1・の真空度に対する依存性を利用する。第6図におい
て、横軸は真空度をTor丁で、れ11軸はエツチング
速度(I+l+)を示し、実線で画いた曲線;1はII
S l;のエツチング達識を、また点線で画いノこ曲
線すはレジスI・のエツチング速度を示す。本願発明J
fが実施した実験によると、真空度が高いところではレ
ジストのエソチングレ−1−が大であるが、両者のエツ
チングレートは0.4 Torrで交叉し、次いで真空
度が低下すると、PSGのエツチングレートがレジスト
のエソチングレートよりも大である。 従っ゛(、本発明の方法においては、<CFa 」−(
12)ガスを用いる1′ライエツチングにおいて、エツ
チングを行う処理室の真空度を、0.4〜0.7 To
rrの範囲内に設定し、当初2.0μmのIIrA厚で
あった1’sGに対し、し・シストの膜厚を適宜設定す
る、すなわぢ、処理室の真空度と、PSG膜およびレジ
ス1〜膜の19厚をそれぞれ適宜選定した」二でエツチ
ングを行・)。」4記の実施例においては、レジス1の
膜厚を1.0.umに、また真空1.1(を(1,57
++rrに設定して良好な結果が得られ〕こ。 なお」二記実施例において、第1jFtilIi!線の
パターン幅は特に指定しなかったが、本発明の方法は、
幅広いパターンから微細な’I’Mのパターンにわたっ
て実施可能であることが確認された。 (7)発明の効果 以−1−1iF細に説明したように、本発明の方法によ
るときは、多層配線の形成におい゛CJPi間絶縁胞同
左坦に形成され、第1層と第2層の配線のこ1ンタクト
ばテーパしたスルーホールによってとられるので、第2
層配線材料がカバレージよくスルーボールを埋めるだり
でなく、スルーボールの−1゜力の部分においても第2
1’?N配線の甲111性が(ツられ、断線のおそれの
ない多層配線が形成されるので、半導体装置の111i
’!Is積化および信頼性向」二に劾里人である。
第1図から第4図まではtjL来技術に、l−る各層配
線を形成する上枠における半導体装置要部の断面し1、
第5図(81へ・(f)は本発明の方法を実施Jる上稈
6、二おりる゛1−ターf(+す置要部の1lJi而図
、第〔1図はし・シストとl’ S [+のエツチング
レートと真空度との関係を示す線図で、bる。 11−半専体基()ソ、12−第1JFilPId線、
13−刊習間1色縁II史、14−レジストIIIA、
15−開rJ i’イ1;、16−スルーボール、17
−第2朋1配船泉 第1図 第2図 第3図 第4図 ら 第51゛1 2 (b) 第5図
線を形成する上枠における半導体装置要部の断面し1、
第5図(81へ・(f)は本発明の方法を実施Jる上稈
6、二おりる゛1−ターf(+す置要部の1lJi而図
、第〔1図はし・シストとl’ S [+のエツチング
レートと真空度との関係を示す線図で、bる。 11−半専体基()ソ、12−第1JFilPId線、
13−刊習間1色縁II史、14−レジストIIIA、
15−開rJ i’イ1;、16−スルーボール、17
−第2朋1配船泉 第1図 第2図 第3図 第4図 ら 第51゛1 2 (b) 第5図
Claims (1)
- ゛11導体基板に形成された第1層配線上の層同左か3
欣の1に第2I督配線を、これら第1層と第2層の配わ
i;とが前記層間絶縁膜に形成、されたスルーボールを
経て1褪続された状態で形成する方法におい゛(、前記
1ス・1同左縁膜を燐シリケートガラスで成+、s L
、、1イ・1間絶縁11Q上にレジストを塗布しそれを
パター二ンクし″(jヒ1同左縁股にスルーボールを形
成するための開1−1部を形成する工程、および鱗シリ
ゲートガラスのエツチング速度がレジストのエソ’f−
ング速度と同じか人となる真空度において第1配線、
Ifiにilするスルーボールが形成されるまでエツチ
ングをなし、しかる後に第2層配線を形成する−1−稈
を含むことを特徴とする半導体装置の製造力を人・
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP16790682A JPS5957457A (ja) | 1982-09-27 | 1982-09-27 | 半導体装置の製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP16790682A JPS5957457A (ja) | 1982-09-27 | 1982-09-27 | 半導体装置の製造方法 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPS5957457A true JPS5957457A (ja) | 1984-04-03 |
Family
ID=15858238
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP16790682A Pending JPS5957457A (ja) | 1982-09-27 | 1982-09-27 | 半導体装置の製造方法 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPS5957457A (ja) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US5087578A (en) * | 1986-09-26 | 1992-02-11 | Kabushiki Kaisha Toshiba | Semiconductor device having multi-layered wiring |
-
1982
- 1982-09-27 JP JP16790682A patent/JPS5957457A/ja active Pending
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US5087578A (en) * | 1986-09-26 | 1992-02-11 | Kabushiki Kaisha Toshiba | Semiconductor device having multi-layered wiring |
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