JPS607736A - 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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- JPS607736A JPS607736A JP11540783A JP11540783A JPS607736A JP S607736 A JPS607736 A JP S607736A JP 11540783 A JP11540783 A JP 11540783A JP 11540783 A JP11540783 A JP 11540783A JP S607736 A JPS607736 A JP S607736A
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- Japan
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- pattern
- wiring
- etching
- sio2
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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】
〔発明の技術分野〕
本発明は、配線パターンを改良した半導体装置の製造方
法に関する。
法に関する。
周知の如< 、*&回路の大容量化、微細化は止むとこ
ろを知らず、現在サブミクロン・パターンの形成も現実
的な話となっている。
ろを知らず、現在サブミクロン・パターンの形成も現実
的な話となっている。
ところで、パターンを微細に形成するに際し、従来技術
では1μm以上はフォトリングラフイー技術により容易
に形成できるが、サブミクロン領域に入ると′戊子ビー
ム(gB)硝光技術、X線露光技術等の光より波長の短
い媒体を用いて形成せざるを得なくなっている。しかし
、EBsxi4露光技術は、レジストのそれらのビーム
に対する感度が著しく低いことにより、露光時間が著し
く長くなり、量産技術としてスルー・プツトの低下を招
く。また、コンタクトポール形成以降の工程での使用は
、い・ゎゆるEB前照射xcJ照射に起因するラディエ
ーション・ダメージが発生し、信頼性が低下する。
では1μm以上はフォトリングラフイー技術により容易
に形成できるが、サブミクロン領域に入ると′戊子ビー
ム(gB)硝光技術、X線露光技術等の光より波長の短
い媒体を用いて形成せざるを得なくなっている。しかし
、EBsxi4露光技術は、レジストのそれらのビーム
に対する感度が著しく低いことにより、露光時間が著し
く長くなり、量産技術としてスルー・プツトの低下を招
く。また、コンタクトポール形成以降の工程での使用は
、い・ゎゆるEB前照射xcJ照射に起因するラディエ
ーション・ダメージが発生し、信頼性が低下する。
従来、半導体装置は、例えば第1図(a) 、 (b)
に示すように製造されている。
に示すように製造されている。
まず、半導体基板1上に酸化Bm2、Ae層3を順次形
成した後、A/層層上上リソグラフィ−技術によりレジ
ストパターン4を警戒する(第1図(a) ly示)。
成した後、A/層層上上リソグラフィ−技術によりレジ
ストパターン4を警戒する(第1図(a) ly示)。
つづいて、このレジストパターン4を用いて前記Ae層
3を異方性エツチングし、A/配線5を形成する。次い
で、レジストパターン4を剥離して半導体装置を製造す
る(第1図(b)図示)。
3を異方性エツチングし、A/配線5を形成する。次い
で、レジストパターン4を剥離して半導体装置を製造す
る(第1図(b)図示)。
従来の製造方法において、AI!配線5の幅をd、、A
/配線5,5の間隔をd2、配線ピッチをPとすれば、
dlld2は最小加工寸法lまで微細化できる。しかし
々から、配線ピッチPとlとの関係は、”:2”であり
、光露光技術の限界が1μmであると仮定した場合、P
〉2μntであり、配線ピッチは2μnLを切ることが
できない。
/配線5,5の間隔をd2、配線ピッチをPとすれば、
dlld2は最小加工寸法lまで微細化できる。しかし
々から、配線ピッチPとlとの関係は、”:2”であり
、光露光技術の限界が1μmであると仮定した場合、P
〉2μntであり、配線ピッチは2μnLを切ることが
できない。
本発明は上記事情に鑑みてなされたもので、光露光技術
の限界領域においてgB及びx 線露光技術でしか実現
できないパターンを形成し得るとともに、スルー・グツ
ドの低下の阻止、ラデイエーション・ダメージの発生を
阻止し得る半導体装置の製造方法をゼ?供することを目
的とするものである。
の限界領域においてgB及びx 線露光技術でしか実現
できないパターンを形成し得るとともに、スルー・グツ
ドの低下の阻止、ラデイエーション・ダメージの発生を
阻止し得る半導体装置の製造方法をゼ?供することを目
的とするものである。
本発明は、表面に素子を有する半導体基板上に第1の絶
縁膜を介して第1の配線材料層を形成した後、この配線
材料層上に絶縁膜パターンを形成し、更に全面に第2の
絶縁膜を形成した後、この絶縁膜を異方性エツチング除
去して少なくとも前記絶縁膜パターンの側壁に該第2の
絶縁膜を残存させ、しかる後前記絶縁パターンを選択的
に除去し、残存する第2の絶縁膜をマスクとして前記配
線材料層を異方性エツチングすることによって、光崩光
技術の限界領域においてKB及びX線宛光技術でしか実
現できない微細パターンを形成し、かつスルー・プツト
の低下、ラデイエーション・ダメージの発生を阻止する
ことを図ったことを骨子とする。
縁膜を介して第1の配線材料層を形成した後、この配線
材料層上に絶縁膜パターンを形成し、更に全面に第2の
絶縁膜を形成した後、この絶縁膜を異方性エツチング除
去して少なくとも前記絶縁膜パターンの側壁に該第2の
絶縁膜を残存させ、しかる後前記絶縁パターンを選択的
に除去し、残存する第2の絶縁膜をマスクとして前記配
線材料層を異方性エツチングすることによって、光崩光
技術の限界領域においてKB及びX線宛光技術でしか実
現できない微細パターンを形成し、かつスルー・プツト
の低下、ラデイエーション・ダメージの発生を阻止する
ことを図ったことを骨子とする。
以下、本発明の実施例f:第2図(a)〜(f)を参照
して説明する。
して説明する。
〔自ます、表面に素子(図示せず〕を有したIEti
基板11上に第1の絶縁膜としての熱酸化膜12を形成
した。つづいて、この熱酸化膜12に^1工記素子と配
線との接触を保つための図示しないコンタクトホールを
形成した後、全面に81を2%含有したA l/S i
を蒸着し、金用材料層としての厚さ5000χのAI!
/si I偕13全形成した。次いで、このAI!/S
i層13ノー上にプラス”’1 CV D (Chem
ical vapour Deposition )
法により厚さ1 amのSi3N、膜14を形成した(
第2図(a)図示)。この際、Si3N、膜14は、4
00℃程度の低温でSiH4r NH3を主成分とする
ガスにより形成できるため、A/′/S1 層13を溶
融することはない。しかる後、Si、N、膜14上に、
リソグラフィー技術例えばステップ・アンド・リピート
形の光露光技術によりレジストパターン(図示せず)を
形成し九更に、このレジストパターンをマスクとして、
CF、系のガス雰囲気で前記Si、N、膜14を例えば
反応性イオンエツチング(R工g)法により異方性エツ
チング除去し、絶縁IllパターンとしてのSi3N、
膜パターン15を形成した。この際、Si、N、膜パタ
ーン15の嶋を光I侑光技術の限界1μmで加工した。
基板11上に第1の絶縁膜としての熱酸化膜12を形成
した。つづいて、この熱酸化膜12に^1工記素子と配
線との接触を保つための図示しないコンタクトホールを
形成した後、全面に81を2%含有したA l/S i
を蒸着し、金用材料層としての厚さ5000χのAI!
/si I偕13全形成した。次いで、このAI!/S
i層13ノー上にプラス”’1 CV D (Chem
ical vapour Deposition )
法により厚さ1 amのSi3N、膜14を形成した(
第2図(a)図示)。この際、Si3N、膜14は、4
00℃程度の低温でSiH4r NH3を主成分とする
ガスにより形成できるため、A/′/S1 層13を溶
融することはない。しかる後、Si、N、膜14上に、
リソグラフィー技術例えばステップ・アンド・リピート
形の光露光技術によりレジストパターン(図示せず)を
形成し九更に、このレジストパターンをマスクとして、
CF、系のガス雰囲気で前記Si、N、膜14を例えば
反応性イオンエツチング(R工g)法により異方性エツ
チング除去し、絶縁IllパターンとしてのSi3N、
膜パターン15を形成した。この際、Si、N、膜パタ
ーン15の嶋を光I侑光技術の限界1μmで加工した。
また、パターン間隔Xは1.5μmとする。この陵、前
i己しジストパターンを剥離した(第2図(b)図示)
。
i己しジストパターンを剥離した(第2図(b)図示)
。
〔11〕次に、全面に第2の絶縁膜としての5in2膜
16をプラズマCVD法により形成した(第2図(C)
図示)。なお、プラズマCVD法は、段差に対するステ
ップカバレージが良好であるため、Si、N、膜パター
ン15の微細な間隙にも良好に堆積することができる。
16をプラズマCVD法により形成した(第2図(C)
図示)。なお、プラズマCVD法は、段差に対するステ
ップカバレージが良好であるため、Si、N、膜パター
ン15の微細な間隙にも良好に堆積することができる。
また、5iO21罠16の厚みは、該Sin、+1侶1
6を上記間隙に十分に堆積するために前記S 13 N
4 膜パターン15のパターン間隔X (= 1.5μ
rtr )の半分以下に選ぶ必要があり、例えば0.6
μmとしだ。つづいて、前記5102膜16をRIE法
により異方性エツチング除去し、前記Si3N、II@
パターン15の側壁にのみ5102膜16′を残存させ
た(第2図(d)図示)。次いで、S IB N4瞼パ
ターン15のみプラズマエツチングにより選択的に除去
した。しかる後、残存5102膜16′をマスクとして
露出するA / / 8 i層13を、cce、系のガ
ス雰囲気でRIE法により異方性エツチングし、A l
/ S i配線17を形成した( g 21EI (
e)図示)。更に、残存5in2膜16′を(NH,F
十酢酸)の混合液で除去し、半導体装置を製造した(第
2図(f)図示)。この際、残存Sin、膜16′は、
下地である熱酸化膜12と比べ上記混合液に対するエツ
チンググレードが著しく大きいだめ、熱酸化膜12はほ
とんど除去されなかった。
6を上記間隙に十分に堆積するために前記S 13 N
4 膜パターン15のパターン間隔X (= 1.5μ
rtr )の半分以下に選ぶ必要があり、例えば0.6
μmとしだ。つづいて、前記5102膜16をRIE法
により異方性エツチング除去し、前記Si3N、II@
パターン15の側壁にのみ5102膜16′を残存させ
た(第2図(d)図示)。次いで、S IB N4瞼パ
ターン15のみプラズマエツチングにより選択的に除去
した。しかる後、残存5102膜16′をマスクとして
露出するA / / 8 i層13を、cce、系のガ
ス雰囲気でRIE法により異方性エツチングし、A l
/ S i配線17を形成した( g 21EI (
e)図示)。更に、残存5in2膜16′を(NH,F
十酢酸)の混合液で除去し、半導体装置を製造した(第
2図(f)図示)。この際、残存Sin、膜16′は、
下地である熱酸化膜12と比べ上記混合液に対するエツ
チンググレードが著しく大きいだめ、熱酸化膜12はほ
とんど除去されなかった。
しかして、本発明によれば、光露光技術によ゛すS1基
板ll上に熱酸化膜12、A l / S i 層13
を介してSi3N4膜パターン15を形成した後、全面
に8102膜16を形成し、該S i O,膜16をR
IE法によりSi、N、Mパターン15の(141I壁
にのみ残存させ、更にS i3N、膜パターン15のみ
を逃択的にエツチング除去し、しかる後残存5in2膜
16をマ、xりとしてp、−tlsx層13全13Fi
法により異方性エツチング除去し、A//Si配線17
を形成するため、光露光技術の加工限界を越える微11
1!]配鰻パターンを光露光技術で実現でき、サブミク
ロンパターンの形成が可能となった。したがって、従来
と比べ配線ピッチを短縮できる。即ち、第2図(f)に
おいて、A l / S i配線17の幅をdl、1ピ
ツチでのAg/si配線17,17の配線間1(1゛勇
をd2.1ピツチ、2ピツチ間のA l / S i配
線17.17の配線間隔をd3、AI!/Sl配鉢17
の配本17ピッチをlとすると、配線幅d、は第2図(
d)の残存5in2膜16′のマスク幅即ち5102膜
16の厚みに唸ぼ等しいため、0.6μmとなる。
板ll上に熱酸化膜12、A l / S i 層13
を介してSi3N4膜パターン15を形成した後、全面
に8102膜16を形成し、該S i O,膜16をR
IE法によりSi、N、Mパターン15の(141I壁
にのみ残存させ、更にS i3N、膜パターン15のみ
を逃択的にエツチング除去し、しかる後残存5in2膜
16をマ、xりとしてp、−tlsx層13全13Fi
法により異方性エツチング除去し、A//Si配線17
を形成するため、光露光技術の加工限界を越える微11
1!]配鰻パターンを光露光技術で実現でき、サブミク
ロンパターンの形成が可能となった。したがって、従来
と比べ配線ピッチを短縮できる。即ち、第2図(f)に
おいて、A l / S i配線17の幅をdl、1ピ
ツチでのAg/si配線17,17の配線間1(1゛勇
をd2.1ピツチ、2ピツチ間のA l / S i配
線17.17の配線間隔をd3、AI!/Sl配鉢17
の配本17ピッチをlとすると、配線幅d、は第2図(
d)の残存5in2膜16′のマスク幅即ち5102膜
16の厚みに唸ぼ等しいため、0.6μmとなる。
また、配線間W+ d 2は、第21問(d) (D
S i3N、膜パターン150幅即ち1μmとなる6
更に、配線間隔d3は、第2図(b) c7) s i
3N4膜パターン15の間隔X (= 1.5μm)よ
り配線幅d1の2倍を引いた値、1.5−2 x 0.
6 = 0.3μmとなる。
S i3N、膜パターン150幅即ち1μmとなる6
更に、配線間隔d3は、第2図(b) c7) s i
3N4膜パターン15の間隔X (= 1.5μm)よ
り配線幅d1の2倍を引いた値、1.5−2 x 0.
6 = 0.3μmとなる。
し′たがって、Ap/s1配線17.17の2本分のピ
ッチは、 /=2d1+d2+d3=2xO,6+1+0.3=2
.5μmとなり、1本分のピッチは2/=1.25μm
となる。
ッチは、 /=2d1+d2+d3=2xO,6+1+0.3=2
.5μmとなり、1本分のピッチは2/=1.25μm
となる。
つまり、光露光技術の限界を1μmとした場合、従来2
μmの配線ピッチとなるが、本発明の場合1.25μm
ピッチの微細配録がを実現できる。その結果、素子の集
積度を向上できる。
μmの配線ピッチとなるが、本発明の場合1.25μm
ピッチの微細配録がを実現できる。その結果、素子の集
積度を向上できる。
また、gB、X線露光技術を用いることがないため、ラ
デイエーション・ダメージのおそれもなく、信頼性を向
上できる。
デイエーション・ダメージのおそれもなく、信頼性を向
上できる。
なお、上記実施例では、一層目配線の微細化の場合につ
いて述べたが、これは一層目記報の微細化が特に要求さ
れているとともに、電源配線、ポンディングパッドなど
広い配線は二層目に設置しやすいことに起因する。この
ように、広い配線を必要とする場合には、例えば第2図
(d)から同図(e)に移るB i、 ’N41+J除
去の工程において、広い配線部のみレジメ) ’f:
S is N4膜上に残したあと、SiN、l膜を除去
することにより可能となる。
いて述べたが、これは一層目記報の微細化が特に要求さ
れているとともに、電源配線、ポンディングパッドなど
広い配線は二層目に設置しやすいことに起因する。この
ように、広い配線を必要とする場合には、例えば第2図
(d)から同図(e)に移るB i、 ’N41+J除
去の工程において、広い配線部のみレジメ) ’f:
S is N4膜上に残したあと、SiN、l膜を除去
することにより可能となる。
上記実施例では、配線ピッチを短縮する場合について述
べたが、Si基板表面の素子とコンタクトホールを介し
て寮枕する配絢ヲ形成する、場合は、第3図(a、)
、 (b)に示すように行なう。まず、Si基板11の
表面に常法により素子としての拡散層21を形成した後
、この基板21上に前記拡散層21に対応する部分+r
cコンタクトホール22を有する熱酸化膜12を形成し
た。
べたが、Si基板表面の素子とコンタクトホールを介し
て寮枕する配絢ヲ形成する、場合は、第3図(a、)
、 (b)に示すように行なう。まず、Si基板11の
表面に常法により素子としての拡散層21を形成した後
、この基板21上に前記拡散層21に対応する部分+r
cコンタクトホール22を有する熱酸化膜12を形成し
た。
つづいて、全面にkl/Si jd 23を形成し、コ
ンタクトホール22を介して前記拡散層21に接続させ
た。次いで、前記kl/F3 i I曹23上にMil
記拡散拡散層21応する部分d、−に151]孔部24
を有するSi、N、膜パターン25を形成した。つづい
て、全面に5in2膜26ケ形成した後、RIE法によ
り該Sin、膜26を異方性エツチング除去し、前記開
孔部24・・・にSiO211i 26を残存させた(
第3図(a)図示)。なお、5102IJ莫z 6の厚
みは、拡散層21に対応する開孔部24の径の%倍より
大きくした。さもなければ、RIE法によりSi○21
F%2eをエツチングする際、コンタクトをとるべきA
l/si IV 23が部公的に露出するおそれがある
。以下、実施例1と同様にしてSi、N、膜パターン2
5を除去した後、残存するSi○2膜26全26クとし
てA//Si層23を選択的にエツチング除去してA/
/Si配#27を形成し、半導体装置ケ製造した(第3
図(b)図示)。
ンタクトホール22を介して前記拡散層21に接続させ
た。次いで、前記kl/F3 i I曹23上にMil
記拡散拡散層21応する部分d、−に151]孔部24
を有するSi、N、膜パターン25を形成した。つづい
て、全面に5in2膜26ケ形成した後、RIE法によ
り該Sin、膜26を異方性エツチング除去し、前記開
孔部24・・・にSiO211i 26を残存させた(
第3図(a)図示)。なお、5102IJ莫z 6の厚
みは、拡散層21に対応する開孔部24の径の%倍より
大きくした。さもなければ、RIE法によりSi○21
F%2eをエツチングする際、コンタクトをとるべきA
l/si IV 23が部公的に露出するおそれがある
。以下、実施例1と同様にしてSi、N、膜パターン2
5を除去した後、残存するSi○2膜26全26クとし
てA//Si層23を選択的にエツチング除去してA/
/Si配#27を形成し、半導体装置ケ製造した(第3
図(b)図示)。
上記実施例では、第1の1xハ縁膜としてSi3N。
膜を用いたが、これに限らない。例えば、スピンコード
可能なポリイミド膜等を使用することにより、凹凸の滋
しい基板上への配線形成を可能にすることができ、特別
な付加工程を省くことができる。
可能なポリイミド膜等を使用することにより、凹凸の滋
しい基板上への配線形成を可能にすることができ、特別
な付加工程を省くことができる。
以上詳述した如く本発明によれば、微細な配線を形成し
得るとともに、スルー・プツトの低下、ラデイエーショ
ン・ダメージの発生を阻止し得る高信頼性の半導体装置
の鯛造方法を提供できるものである。
得るとともに、スルー・プツトの低下、ラデイエーショ
ン・ダメージの発生を阻止し得る高信頼性の半導体装置
の鯛造方法を提供できるものである。
第1図(a) 、 (b)は従来の半導体装置の製造方
法を工程11)0に示す断面図、第21図(a)〜(f
)は本発明の一実施例の半導体装置の製造方法を工il
+陰に示す断面図、第31図(1) 、 (b)は本発
明の他の′#:施例の半導体装置の製造方法を工程11
直に示す断面図である。 11・・・81基板(半導体基*、 ) 、12・・・
熱酸化膜(第1の絶縁膜)、13,23・・・A l
/ S i層(配線材料層)、14・・・Si3N、膜
、15゜25・・・Si、N、膜パターン(絶縁膜パタ
ーン)、16 + 2 +!? ”・SxO,膜(第2
の絶縁膜) 、16’。 28!・・・幾存5102膜、17.27・・・AJ/
Si配線、21・・・拡散層(素子)、22・・・コン
タクトホール。 出願人代理人 弁理士 鈴 江 武 彦竺1図 ・r: 2 i、、:
法を工程11)0に示す断面図、第21図(a)〜(f
)は本発明の一実施例の半導体装置の製造方法を工il
+陰に示す断面図、第31図(1) 、 (b)は本発
明の他の′#:施例の半導体装置の製造方法を工程11
直に示す断面図である。 11・・・81基板(半導体基*、 ) 、12・・・
熱酸化膜(第1の絶縁膜)、13,23・・・A l
/ S i層(配線材料層)、14・・・Si3N、膜
、15゜25・・・Si、N、膜パターン(絶縁膜パタ
ーン)、16 + 2 +!? ”・SxO,膜(第2
の絶縁膜) 、16’。 28!・・・幾存5102膜、17.27・・・AJ/
Si配線、21・・・拡散層(素子)、22・・・コン
タクトホール。 出願人代理人 弁理士 鈴 江 武 彦竺1図 ・r: 2 i、、:
Claims (1)
- 表面に素子を有する半導体基板上に第1の絶縁膜を介し
て配線材料層を形成する工程と、この配線材料層上に絶
縁膜パターンを形成する工程と、全面に第2の絶縁膜を
形成する工程と、この絶縁膜を異方性エツチング除去し
て少なくとも前記絶縁膜パターンの側壁に該第2の絶縁
膜を残存させる工程と、前記絶縁膜パターンを逗択的に
除去する工程と、残存する第2の絶縁膜をマスクとして
前記配線材料層を異方性エツチング除去する工程とを具
備することを特徴とする半導体装置の製造方法。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP11540783A JPS607736A (ja) | 1983-06-27 | 1983-06-27 | 半導体装置の製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP11540783A JPS607736A (ja) | 1983-06-27 | 1983-06-27 | 半導体装置の製造方法 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPS607736A true JPS607736A (ja) | 1985-01-16 |
Family
ID=14661803
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP11540783A Pending JPS607736A (ja) | 1983-06-27 | 1983-06-27 | 半導体装置の製造方法 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPS607736A (ja) |
Cited By (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS62150826A (ja) * | 1985-12-25 | 1987-07-04 | Toshiba Corp | 半導体装置の製造方法 |
JPH06216084A (ja) * | 1992-12-17 | 1994-08-05 | Samsung Electron Co Ltd | 半導体装置のパターン分離方法および微細パターン形成方法 |
JP2010503206A (ja) * | 2006-08-30 | 2010-01-28 | マイクロン テクノロジー, インク. | ピッチを2倍以上にマルチプリケーションするための単一スペーサープロセスと、関連する中間ic構造 |
JP2010087300A (ja) * | 2008-09-30 | 2010-04-15 | Toshiba Corp | 半導体装置の製造方法 |
-
1983
- 1983-06-27 JP JP11540783A patent/JPS607736A/ja active Pending
Cited By (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
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