JPH1056022A - 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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- JPH1056022A JPH1056022A JP21223096A JP21223096A JPH1056022A JP H1056022 A JPH1056022 A JP H1056022A JP 21223096 A JP21223096 A JP 21223096A JP 21223096 A JP21223096 A JP 21223096A JP H1056022 A JPH1056022 A JP H1056022A
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Abstract
(57)【要約】 (修正有)
【課題】 金属膜で形成された配線部のマイグレーショ
ンの発生を効果的に防止して、信頼性の高い配線部を有
する半導体装置の製造方法を提供する。 【解決手段】 半導体層上にアルミニウム系金属膜3、
第1の高融点金属膜4、及びシリコン酸化膜7を、順次
堆積する工程、ホトリソグラフィ及びエッチングによっ
て上記シリコン酸化膜7、第1の高融点金属膜4及びア
ルミニウム系金属膜3を同一形状の配線パターンにパタ
ーニングする工程、第2の高融点金属膜6をパターニン
グされた配線パターンを有する半導体層表面の全面に堆
積する工程、第2の高融点金属膜をエッチバックして各
配線部10間及び配線部上の第2の高融点金属膜を除去
する工程、配線部上の該シリコン酸化膜をマスクとし
て、半導体層に対してオーバーエッチングを行い、配線
部間に残存する該第2の高融点金属膜を完全に除去する
工程、とから構成される。
ンの発生を効果的に防止して、信頼性の高い配線部を有
する半導体装置の製造方法を提供する。 【解決手段】 半導体層上にアルミニウム系金属膜3、
第1の高融点金属膜4、及びシリコン酸化膜7を、順次
堆積する工程、ホトリソグラフィ及びエッチングによっ
て上記シリコン酸化膜7、第1の高融点金属膜4及びア
ルミニウム系金属膜3を同一形状の配線パターンにパタ
ーニングする工程、第2の高融点金属膜6をパターニン
グされた配線パターンを有する半導体層表面の全面に堆
積する工程、第2の高融点金属膜をエッチバックして各
配線部10間及び配線部上の第2の高融点金属膜を除去
する工程、配線部上の該シリコン酸化膜をマスクとし
て、半導体層に対してオーバーエッチングを行い、配線
部間に残存する該第2の高融点金属膜を完全に除去する
工程、とから構成される。
Description
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、半導体装置の製造
方法に関するものであり、更に詳しくは、エレクトロマ
イグレーション耐性及びストレスマイグレーション耐性
(以下、両マイグレーションを総称して単にマイグレー
ションと称する。)の良い高信頼性を持った配線部を有
する半導体装置の製造方法に関するものである。
方法に関するものであり、更に詳しくは、エレクトロマ
イグレーション耐性及びストレスマイグレーション耐性
(以下、両マイグレーションを総称して単にマイグレー
ションと称する。)の良い高信頼性を持った配線部を有
する半導体装置の製造方法に関するものである。
【0002】
【従来の技術】従来から、半導体装置の製造方法に関し
ては多数の技術が開示されている。特に該半導体装置の
高密度化に伴い、半導体装置の配線部の幅は0.5μm
以下に迄、細くなりつつあり、この様な細い配線部をア
ルミニウム系金属材料膜によって形成した場合には、該
配線部の上部、及び側壁部に於けるマイグレーションに
より、当該配線部の上部或いはその側壁部に脹らみ部、
或いは突起部と言う、所謂ヒロック部及びボイド等が発
生し、当該配線部間に短絡が発生したり、当該配線部が
断線すると言う問題が発生している。
ては多数の技術が開示されている。特に該半導体装置の
高密度化に伴い、半導体装置の配線部の幅は0.5μm
以下に迄、細くなりつつあり、この様な細い配線部をア
ルミニウム系金属材料膜によって形成した場合には、該
配線部の上部、及び側壁部に於けるマイグレーションに
より、当該配線部の上部或いはその側壁部に脹らみ部、
或いは突起部と言う、所謂ヒロック部及びボイド等が発
生し、当該配線部間に短絡が発生したり、当該配線部が
断線すると言う問題が発生している。
【0003】係る問題を解決する方法として、例えば、
特開平5−304152号公報、特開平5−12929
7号公報、或いは特開平7−235539号公報等に示
されている様に、アルミニウム系金属材料により、半導
体層上に形成された配線部の側面部或いは当該側面部と
上面部とを適宜の高融点金属膜で被覆する事によって係
る問題を解決する技術が示されている。
特開平5−304152号公報、特開平5−12929
7号公報、或いは特開平7−235539号公報等に示
されている様に、アルミニウム系金属材料により、半導
体層上に形成された配線部の側面部或いは当該側面部と
上面部とを適宜の高融点金属膜で被覆する事によって係
る問題を解決する技術が示されている。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】然しながら、上記した
従来技術に於いても、以下の様な問題点が存在してい
る。特に、特開平5−129297号公報に於ける、当
該問題の解決方法の一例に見られる問題点に付いて、図
3(A)〜(D)を参照しながら以下に説明する。
従来技術に於いても、以下の様な問題点が存在してい
る。特に、特開平5−129297号公報に於ける、当
該問題の解決方法の一例に見られる問題点に付いて、図
3(A)〜(D)を参照しながら以下に説明する。
【0005】図3(A)に示す様に、半導体基板1上の
層間絶縁膜2の表面に、例えばAl−1%Si−0.5
%Cu膜3及び高融点金属膜としての窒化チタン(Ti
N)膜4を、この順に順次堆積する。次に、図3(B)
に示す様に、ホトリソグラフィ工程によってホトレジス
ト5を搭載し、所定の配線パターンを形成する様にパタ
ーニングする。
層間絶縁膜2の表面に、例えばAl−1%Si−0.5
%Cu膜3及び高融点金属膜としての窒化チタン(Ti
N)膜4を、この順に順次堆積する。次に、図3(B)
に示す様に、ホトリソグラフィ工程によってホトレジス
ト5を搭載し、所定の配線パターンを形成する様にパタ
ーニングする。
【0006】そして、当該ホトレジスト5をエッチング
マスクトとして使用して該TiN膜4及びAl−1%S
i−0.5%Cu膜3を同時にエッチングする事によっ
て、所定のパターンを有する配線部10が形成されるの
である。次いで、図3(C)に示す様に、例えばCVD
法によって当該半導体基板1の表面の全面に別のTiN
膜6を形成する。
マスクトとして使用して該TiN膜4及びAl−1%S
i−0.5%Cu膜3を同時にエッチングする事によっ
て、所定のパターンを有する配線部10が形成されるの
である。次いで、図3(C)に示す様に、例えばCVD
法によって当該半導体基板1の表面の全面に別のTiN
膜6を形成する。
【0007】その後該配線部10以外の該TiN膜6の
下地層である層間絶縁膜2が露出する迄エッチバックし
て、図3(D)に示す様なAl−1%Si−0.5%C
u膜3でその中心部が形成され、且つその上面部及び側
壁部が該TiN膜6で被覆されている配線部10の構造
が得られる事になる。然しながら、上記した従来例に於
ける半導体装置の配線部10の構造の製造方法に於いて
は以下の様な問題が有る。
下地層である層間絶縁膜2が露出する迄エッチバックし
て、図3(D)に示す様なAl−1%Si−0.5%C
u膜3でその中心部が形成され、且つその上面部及び側
壁部が該TiN膜6で被覆されている配線部10の構造
が得られる事になる。然しながら、上記した従来例に於
ける半導体装置の配線部10の構造の製造方法に於いて
は以下の様な問題が有る。
【0008】即ち、図3(C)に示す状態に於いて、実
際に該配線部間の下地層間絶縁膜2上に存在するTiN
膜6を残渣なくエッチバックする為には、通常のTiN
膜6のエッチングジャスト時間の100%オーバーエッ
チ以上のエッチング時間が必要となる。これは、図4に
示されている様に、該層間絶縁膜11が必ずしも平坦で
はなく、多くの場合、下層の配線部12の影響で段差を
生じている為と考えられる。
際に該配線部間の下地層間絶縁膜2上に存在するTiN
膜6を残渣なくエッチバックする為には、通常のTiN
膜6のエッチングジャスト時間の100%オーバーエッ
チ以上のエッチング時間が必要となる。これは、図4に
示されている様に、該層間絶縁膜11が必ずしも平坦で
はなく、多くの場合、下層の配線部12の影響で段差を
生じている為と考えられる。
【0009】図4は、この状態の一例を示したものであ
って、図示の様に、充分なオーバーエッチングを実施し
ない場合には、該TiN膜の残渣9が、配線部10の間
に残存し、その結果、該配線部間に短絡が発生する。こ
の事は、CMP等を用いて層間が平坦化されている場合
でも当てはまるものである。
って、図示の様に、充分なオーバーエッチングを実施し
ない場合には、該TiN膜の残渣9が、配線部10の間
に残存し、その結果、該配線部間に短絡が発生する。こ
の事は、CMP等を用いて層間が平坦化されている場合
でも当てはまるものである。
【0010】即ち、該配線部10間が狭く密な領域に於
いては、マイクロローディング効果によって、エッチン
グレートが低下するので、同様にオーバーエッチが必要
となるのである。図5は、図4に示されたTiN膜の残
渣9を完全に除去し終わった状態を示したものであり、
係る場合には、該TiN膜6をオーバーエッチングした
時点で、該Al−1%Si−0.5%Cu膜3の上の該
TiN膜6だけでなく、TiN膜4までエッチングされ
てしまうので、該配線部を構成するAl−1%Si−
0.5%Cu膜3の上面が露出する事になるので、マイ
グレーションに対する耐性が劣化してしまうと言う問題
が有った。
いては、マイクロローディング効果によって、エッチン
グレートが低下するので、同様にオーバーエッチが必要
となるのである。図5は、図4に示されたTiN膜の残
渣9を完全に除去し終わった状態を示したものであり、
係る場合には、該TiN膜6をオーバーエッチングした
時点で、該Al−1%Si−0.5%Cu膜3の上の該
TiN膜6だけでなく、TiN膜4までエッチングされ
てしまうので、該配線部を構成するAl−1%Si−
0.5%Cu膜3の上面が露出する事になるので、マイ
グレーションに対する耐性が劣化してしまうと言う問題
が有った。
【0011】本発明の目的は、上記した従来技術の欠点
を改良し、半導体装置に於けるアルミニウム系金属膜で
形成された配線部のマイグレーションの発生や、該マイ
グレーションに起因して発生するヒロック或いはボイド
の発生を効果的に防止して、当該配線部間のショートや
断線の発生を防止した信頼性の高い配線部を有する半導
体装置の製造方法を提供するものである。
を改良し、半導体装置に於けるアルミニウム系金属膜で
形成された配線部のマイグレーションの発生や、該マイ
グレーションに起因して発生するヒロック或いはボイド
の発生を効果的に防止して、当該配線部間のショートや
断線の発生を防止した信頼性の高い配線部を有する半導
体装置の製造方法を提供するものである。
【0012】
【課題を解決するための手段】本発明は上記した目的を
達成するため、基本的には、以下に記載されたような技
術構成を採用するものである。即ち、本発明に於ける半
導体装置の製造方法は、半導体層上に導電性金属で構成
された配線部を高密度に配置すると共に、該配線部の上
面部と両側面部が高融点金属膜で被覆された配線部構造
を形成する半導体装置の製造方法に於いて、一旦当該配
線部の上面のみに第1の高融点金属膜層を形成した後、
当該半導体層全面を再度、第2の高融点金属膜層で被覆
するに際して、該第1と第2の高融点金属膜層の間に絶
縁性膜を嵌挿させ、次いで、該絶縁性膜の厚みをマージ
ンとしたオーバーエッチングを該配線部間の半導体基板
に施す半導体装置の製造方法であり、より具体的には、
半導体層上に導電性金属膜、第1の高融点金属膜、及び
絶縁性膜を、この順に順次堆積する工程、ホトリソグラ
フィ及びエッチングによって上記絶縁性膜、第1の高融
点金属膜及び導電性金属膜を同一形状の配線パターンに
パターニングする工程、第2の高融点金属膜を当該パタ
ーニングされた配線パターンを有する該半導体層表面の
全面に堆積する工程、当該第2の高融点金属膜をエッチ
バックして各配線部間及び配線部上の第2の高融点金属
膜を除去する工程、更に、該配線部上の該絶縁性膜をマ
スクとして、当該半導体層に対してオーバーエッチング
を行い、当該配線部間に残存する該第2の高融点金属膜
を完全に除去する工程、とから構成された半導体装置の
製造方法である。
達成するため、基本的には、以下に記載されたような技
術構成を採用するものである。即ち、本発明に於ける半
導体装置の製造方法は、半導体層上に導電性金属で構成
された配線部を高密度に配置すると共に、該配線部の上
面部と両側面部が高融点金属膜で被覆された配線部構造
を形成する半導体装置の製造方法に於いて、一旦当該配
線部の上面のみに第1の高融点金属膜層を形成した後、
当該半導体層全面を再度、第2の高融点金属膜層で被覆
するに際して、該第1と第2の高融点金属膜層の間に絶
縁性膜を嵌挿させ、次いで、該絶縁性膜の厚みをマージ
ンとしたオーバーエッチングを該配線部間の半導体基板
に施す半導体装置の製造方法であり、より具体的には、
半導体層上に導電性金属膜、第1の高融点金属膜、及び
絶縁性膜を、この順に順次堆積する工程、ホトリソグラ
フィ及びエッチングによって上記絶縁性膜、第1の高融
点金属膜及び導電性金属膜を同一形状の配線パターンに
パターニングする工程、第2の高融点金属膜を当該パタ
ーニングされた配線パターンを有する該半導体層表面の
全面に堆積する工程、当該第2の高融点金属膜をエッチ
バックして各配線部間及び配線部上の第2の高融点金属
膜を除去する工程、更に、該配線部上の該絶縁性膜をマ
スクとして、当該半導体層に対してオーバーエッチング
を行い、当該配線部間に残存する該第2の高融点金属膜
を完全に除去する工程、とから構成された半導体装置の
製造方法である。
【0013】
【実施の形態】本発明に係る半導体装置の製造方法は、
上記した様な技術構成を採用している事から、半導体層
上に形成された配線部が導電性金属膜である、例えばア
ルミニウム系金属膜、第1の高融点金属膜及び絶縁性膜
である、例えばシリコン酸化膜がこの順番に順次堆積さ
れており、この為、該配線部の上部及び側壁部を被覆し
て別途形成された第2の高融点金属膜をエッチバックす
る際に、該シリコン酸化膜がマスクとなり、大幅なオー
バーエッチを行っても、該配線部上に形成されている第
1の高融点金属膜がエッチングによって除去される事が
ないので、該配線部の形成するアルミニウム系金属膜の
上部及び側壁部の高融点金属膜を完全に残した状態で、
配線部を構成出来、しかも配線部間に高融点金属膜の残
渣を存在させない様に出来ることから、配線間のショー
ト或いは断線と言う問題の発生も回避する事が可能とな
る。
上記した様な技術構成を採用している事から、半導体層
上に形成された配線部が導電性金属膜である、例えばア
ルミニウム系金属膜、第1の高融点金属膜及び絶縁性膜
である、例えばシリコン酸化膜がこの順番に順次堆積さ
れており、この為、該配線部の上部及び側壁部を被覆し
て別途形成された第2の高融点金属膜をエッチバックす
る際に、該シリコン酸化膜がマスクとなり、大幅なオー
バーエッチを行っても、該配線部上に形成されている第
1の高融点金属膜がエッチングによって除去される事が
ないので、該配線部の形成するアルミニウム系金属膜の
上部及び側壁部の高融点金属膜を完全に残した状態で、
配線部を構成出来、しかも配線部間に高融点金属膜の残
渣を存在させない様に出来ることから、配線間のショー
ト或いは断線と言う問題の発生も回避する事が可能とな
る。
【0014】
【実施例】以下に、本発明に係る半導体装置の製造方法
の具体例を図1及び図2を参照しながら詳細に説明す
る。図1(A)〜図1(B)は、本発明に係る半導体装
置の製造方法の1具体例の工程の手順を示す断面図であ
る。
の具体例を図1及び図2を参照しながら詳細に説明す
る。図1(A)〜図1(B)は、本発明に係る半導体装
置の製造方法の1具体例の工程の手順を示す断面図であ
る。
【0015】即ち、図1(A)に示す様に、半導体層1
上で、要すれば層間絶縁膜2の表面に、例えばアルミニ
ウム系金属膜の様な導電性膜3、第1の高融点金属膜
4、及びシリコン酸化膜の様な絶縁性膜7を、この順に
順次堆積する。次いで、図1(B)に示す様に、ホトレ
ジスト5を該半導体層の全面に形成した後、ホトリソグ
ラフィ工程によって、該ホトレジスト5を所定の配線パ
ターンにパターンニングする。そして係るホトレジスト
5をエッチングマスクとして使用して、該シリコン酸化
膜7、第1の高融点金属膜4及びアルミニウム系金属膜
3を同時にエッチングして同一形状の配線パターン10
にパターニングする。
上で、要すれば層間絶縁膜2の表面に、例えばアルミニ
ウム系金属膜の様な導電性膜3、第1の高融点金属膜
4、及びシリコン酸化膜の様な絶縁性膜7を、この順に
順次堆積する。次いで、図1(B)に示す様に、ホトレ
ジスト5を該半導体層の全面に形成した後、ホトリソグ
ラフィ工程によって、該ホトレジスト5を所定の配線パ
ターンにパターンニングする。そして係るホトレジスト
5をエッチングマスクとして使用して、該シリコン酸化
膜7、第1の高融点金属膜4及びアルミニウム系金属膜
3を同時にエッチングして同一形状の配線パターン10
にパターニングする。
【0016】その後、該ホトレジスト5は、通常の剥離
工程によって剥離除去される。尚、係るエッチングは、
最初にホトレジスト5をマスクとしてシリコン酸化膜7
をパターンニングし、その後該ホトレジスト5を通常の
剥離工程によって剥離除去した後、パターンニングされ
たシリコン酸化膜7をマスクとしてその下にある第1の
高融点金属膜4及びアルミニウム系金属膜3をエッチン
グする事によって形成するものであっても良い。
工程によって剥離除去される。尚、係るエッチングは、
最初にホトレジスト5をマスクとしてシリコン酸化膜7
をパターンニングし、その後該ホトレジスト5を通常の
剥離工程によって剥離除去した後、パターンニングされ
たシリコン酸化膜7をマスクとしてその下にある第1の
高融点金属膜4及びアルミニウム系金属膜3をエッチン
グする事によって形成するものであっても良い。
【0017】次いで、図1(C)に示す様に、スパッタ
法又はCVD法によって、該半導体層の表面全面に、別
の第2の高融点金属膜6を形成する。そして、該第2の
高融点金属膜6を特に異方性エッチング方法に従ってエ
ッチバックし、該配線部10の側壁部に形成されている
高融点金属膜6を残しながらその他の部分にある高融点
金属膜6を除去するものであり、その状態を図1(D)
に示してある。
法又はCVD法によって、該半導体層の表面全面に、別
の第2の高融点金属膜6を形成する。そして、該第2の
高融点金属膜6を特に異方性エッチング方法に従ってエ
ッチバックし、該配線部10の側壁部に形成されている
高融点金属膜6を残しながらその他の部分にある高融点
金属膜6を除去するものであり、その状態を図1(D)
に示してある。
【0018】図示の様に、アルミニウム系金属膜3から
なる配線部10の上面には、シリコン酸化膜7が露出し
ており、又当該配線部10間には該高融点金属膜6の残
渣が残っている。本発明に於いては、次いで、係るシリ
コン酸化膜7をマスクとしてオーバーエッチを行い、層
間絶縁膜2の表面を更に削って該高融点金属膜6の残渣
を完全に除去すると同時に該配線部10の上面に形成さ
れていた該シリコン酸化膜7も除去するものであり、そ
の状態が図1(E)に示されている。
なる配線部10の上面には、シリコン酸化膜7が露出し
ており、又当該配線部10間には該高融点金属膜6の残
渣が残っている。本発明に於いては、次いで、係るシリ
コン酸化膜7をマスクとしてオーバーエッチを行い、層
間絶縁膜2の表面を更に削って該高融点金属膜6の残渣
を完全に除去すると同時に該配線部10の上面に形成さ
れていた該シリコン酸化膜7も除去するものであり、そ
の状態が図1(E)に示されている。
【0019】係る処理操作によって、本発明に於いて
は、アルミニウム系金属膜3でその中心部が構成され、
その上面部が第1の高融点金属膜4で被覆されていると
共に、その側壁部が第2の高融点金属膜6で被覆されて
いる配線部10の構造を形成する事が出来る。本発明に
於いて使用される導電性金属膜の一例としてのアルミニ
ウム系金属膜3としては、例えば純アルミニウム、シリ
コン含有アルミニウム、銅含有アルミニウム、シリコン
銅含有アルミニウム等を使用する事が出来、又該高融点
金属膜4、6としては、例えば、チタン膜(Ti)、上
記シタTiN膜、TiW膜、W膜或いはTiN/Ti膜
等が使用しえる。
は、アルミニウム系金属膜3でその中心部が構成され、
その上面部が第1の高融点金属膜4で被覆されていると
共に、その側壁部が第2の高融点金属膜6で被覆されて
いる配線部10の構造を形成する事が出来る。本発明に
於いて使用される導電性金属膜の一例としてのアルミニ
ウム系金属膜3としては、例えば純アルミニウム、シリ
コン含有アルミニウム、銅含有アルミニウム、シリコン
銅含有アルミニウム等を使用する事が出来、又該高融点
金属膜4、6としては、例えば、チタン膜(Ti)、上
記シタTiN膜、TiW膜、W膜或いはTiN/Ti膜
等が使用しえる。
【0020】上記具体例により明らかな様に、本発明に
係る半導体装置の製造方法に於いては、半導体層1上に
アルミニウム系金属3で構成された配線部10を高密度
に配置すると共に、該配線部10の上面部と両側面部が
高融点金属膜4、6で被覆された配線部構造を形成する
半導体装置の製造方法であって、一旦当該配線部10の
上面のみに第1の高融点金属膜層4を形成した後、当該
半導体層全面を再度、第2の高融点金属膜層6で被覆す
るに際して、該第1と第2の高融点金属膜層4、6の間
にシリコン酸化膜7を嵌挿、介在させ、次いで、該シリ
コン酸化膜7の厚みをマージンとしたオーバーエッチン
グを該配線部10間の層間絶縁膜2若しくは半導体基板
1に施すものである。
係る半導体装置の製造方法に於いては、半導体層1上に
アルミニウム系金属3で構成された配線部10を高密度
に配置すると共に、該配線部10の上面部と両側面部が
高融点金属膜4、6で被覆された配線部構造を形成する
半導体装置の製造方法であって、一旦当該配線部10の
上面のみに第1の高融点金属膜層4を形成した後、当該
半導体層全面を再度、第2の高融点金属膜層6で被覆す
るに際して、該第1と第2の高融点金属膜層4、6の間
にシリコン酸化膜7を嵌挿、介在させ、次いで、該シリ
コン酸化膜7の厚みをマージンとしたオーバーエッチン
グを該配線部10間の層間絶縁膜2若しくは半導体基板
1に施すものである。
【0021】つまり、本発明に於いては、高密度に配置
された該配線部10の間の部分に露出する層間絶縁膜2
又は半導体基板1の表面に、該高融点金属膜6の残渣が
残らない様にして、然かも該配線部10の上面に高融点
金属膜4を残存させると言う必要性を見事に解決したも
ので有って、該第1と第2の高融点金属膜層4、6の間
に設けられたシリコン酸化膜7をマスクとすると共に、
その厚みにより該配線部10の間の部分に露出する層間
絶縁膜2又は半導体基板1の表面をエッチングする程度
を調整する事が出来る。
された該配線部10の間の部分に露出する層間絶縁膜2
又は半導体基板1の表面に、該高融点金属膜6の残渣が
残らない様にして、然かも該配線部10の上面に高融点
金属膜4を残存させると言う必要性を見事に解決したも
ので有って、該第1と第2の高融点金属膜層4、6の間
に設けられたシリコン酸化膜7をマスクとすると共に、
その厚みにより該配線部10の間の部分に露出する層間
絶縁膜2又は半導体基板1の表面をエッチングする程度
を調整する事が出来る。
【0022】即ち、該配線部10から見ると、該配線部
10の間の部分に露出する層間絶縁膜2又は半導体基板
1の表面をエッチングする際、当該シリコン酸化膜7の
厚みだけエッチングマージンを有している事になる。従
って、該シリコン酸化膜7の厚みは、該配線部10の間
の部分に露出する層間絶縁膜2又は半導体基板1の表面
をエッチングする程度に応じて選択する事が望ましい。
10の間の部分に露出する層間絶縁膜2又は半導体基板
1の表面をエッチングする際、当該シリコン酸化膜7の
厚みだけエッチングマージンを有している事になる。従
って、該シリコン酸化膜7の厚みは、該配線部10の間
の部分に露出する層間絶縁膜2又は半導体基板1の表面
をエッチングする程度に応じて選択する事が望ましい。
【0023】本発明に於いて使用される該絶縁性膜及び
導電性金属膜等は、上記した具体例に特に特定されるも
のではなく、本発明の目的を達成する事が可能なその他
の素材を使用しえるものである事は言うまでもない。次
に、上記具体例の更に詳細な実施例を以下に説明する。
即ち、図1(A)に示す様に、半導体層1上の層間絶縁
膜2の表面に、スパッタリング方法によって、Al−1
%Si−0.5%Cu膜3を約4000Å、第1の高融
点金属膜として第1のTiN膜4を約500Å、をこの
順に順次堆積成膜し、その上にプラズマCVD法を用い
てシリコン酸化膜7を約3000Å堆積した。
導電性金属膜等は、上記した具体例に特に特定されるも
のではなく、本発明の目的を達成する事が可能なその他
の素材を使用しえるものである事は言うまでもない。次
に、上記具体例の更に詳細な実施例を以下に説明する。
即ち、図1(A)に示す様に、半導体層1上の層間絶縁
膜2の表面に、スパッタリング方法によって、Al−1
%Si−0.5%Cu膜3を約4000Å、第1の高融
点金属膜として第1のTiN膜4を約500Å、をこの
順に順次堆積成膜し、その上にプラズマCVD法を用い
てシリコン酸化膜7を約3000Å堆積した。
【0024】次いで、図1(B)に示す様に、ホトリソ
グラフィ工程によって、ホトレジスト5を所定の配線パ
ターンにパターンニングした。そして係るホトレジスト
5をエッチングマスクとして、平衡平板RIE装置を用
いてフロロカーボン系のガスを使用してシリコン酸化膜
7をパターンニングし、次いで装置を替えて、塩素系ガ
スによってTiN膜4及びAl−1%Si−0.5%C
u膜3をエッチングした。
グラフィ工程によって、ホトレジスト5を所定の配線パ
ターンにパターンニングした。そして係るホトレジスト
5をエッチングマスクとして、平衡平板RIE装置を用
いてフロロカーボン系のガスを使用してシリコン酸化膜
7をパターンニングし、次いで装置を替えて、塩素系ガ
スによってTiN膜4及びAl−1%Si−0.5%C
u膜3をエッチングした。
【0025】本実施例では、シリコン酸化膜のエッチン
グ装置とTiN膜4及びAl−1%Si−0.5%Cu
膜3をエッチングするときでエッチング装置を変更した
が、装置の仕様によっては、同一の装置でエッチング処
理を行う事が可能である。その後、残されたホトレジス
ト5は通常の剥離工程によって剥離除去した。次に、図
1(C)に示す様に、スパッタ法によって、該半導体層
の表面全面に、第2の高融点金属膜として第2のTiN
膜6を約1000Å形成した。そして該第2のTiN膜
6を平衡平板RIE装置を用いて堆積膜厚み分だけエッ
チバックした。
グ装置とTiN膜4及びAl−1%Si−0.5%Cu
膜3をエッチングするときでエッチング装置を変更した
が、装置の仕様によっては、同一の装置でエッチング処
理を行う事が可能である。その後、残されたホトレジス
ト5は通常の剥離工程によって剥離除去した。次に、図
1(C)に示す様に、スパッタ法によって、該半導体層
の表面全面に、第2の高融点金属膜として第2のTiN
膜6を約1000Å形成した。そして該第2のTiN膜
6を平衡平板RIE装置を用いて堆積膜厚み分だけエッ
チバックした。
【0026】その結果を図1(D)に示す。図中、Al
−1%Si−0.5%Cu膜3からなる配線部10の上
面にシリコン酸化膜7が露出しており、図示の様に配線
部間には第2のTiN膜6の残渣が残っている。次い
で、係るシリコン酸化膜7をマスクとしてオーバーエッ
チを行い、第2のTiN膜6の残渣を完全に除去した状
態が図1(E)に示されている。
−1%Si−0.5%Cu膜3からなる配線部10の上
面にシリコン酸化膜7が露出しており、図示の様に配線
部間には第2のTiN膜6の残渣が残っている。次い
で、係るシリコン酸化膜7をマスクとしてオーバーエッ
チを行い、第2のTiN膜6の残渣を完全に除去した状
態が図1(E)に示されている。
【0027】係る処理操作によって、Al−1%Si−
0.5%Cu膜3でその中心部が構成され、その上面部
が第1のTiN膜4で被覆されていると共に、その側壁
部が第2のTiN膜6で被覆されている配線部10の構
造を形成する事が出来た。尚、実際のエッチングでは図
1(C)から図1(D)までは一連の工程であり、途中
でエッチング装置から半導体基板を出す事は無い。
0.5%Cu膜3でその中心部が構成され、その上面部
が第1のTiN膜4で被覆されていると共に、その側壁
部が第2のTiN膜6で被覆されている配線部10の構
造を形成する事が出来た。尚、実際のエッチングでは図
1(C)から図1(D)までは一連の工程であり、途中
でエッチング装置から半導体基板を出す事は無い。
【0028】本実施例では、エンドポイントディテクタ
を用い、通常のTiN膜6のエッチングジャスト時間の
100%オーバーエッチングを施した。又、Al−1%
Si−0.5%Cu膜3からなる配線部10上のシリコ
ン酸化膜7は、該オーバーエッチによって完全に取りき
る必要はなく、オーバーエッチの程度によって、該シリ
コン酸化膜7が残留していても構わない。
を用い、通常のTiN膜6のエッチングジャスト時間の
100%オーバーエッチングを施した。又、Al−1%
Si−0.5%Cu膜3からなる配線部10上のシリコ
ン酸化膜7は、該オーバーエッチによって完全に取りき
る必要はなく、オーバーエッチの程度によって、該シリ
コン酸化膜7が残留していても構わない。
【0029】次に、本発明に係る第2の具体例に付い
て、図2を参照して説明する。即ち、本具体例は、図2
(A)に示す様に、半導体層1上の層間絶縁膜2の表面
に、第1の高融点金属膜8、アルミニウム系金属膜3、
第2の高融点金属膜4’、及びシリコン酸化膜7を、こ
の順に順次堆積する。次いで、図2(B)に示す様に、
ホトレジスト5を該半導体層の全面に形成した後、ホト
リソグラフィ工程によって、該ホトレジスト5を所定の
配線パターンにパターンニングする。そして係るホトレ
ジスト5をエッチングマスクとして使用して、該シリコ
ン酸化膜7、第2の高融点金属膜4’、アルミニウム系
金属膜3及び第3の高融点金属膜8を同時にエッチング
して同一形状の配線パターン10にパターニングする。
て、図2を参照して説明する。即ち、本具体例は、図2
(A)に示す様に、半導体層1上の層間絶縁膜2の表面
に、第1の高融点金属膜8、アルミニウム系金属膜3、
第2の高融点金属膜4’、及びシリコン酸化膜7を、こ
の順に順次堆積する。次いで、図2(B)に示す様に、
ホトレジスト5を該半導体層の全面に形成した後、ホト
リソグラフィ工程によって、該ホトレジスト5を所定の
配線パターンにパターンニングする。そして係るホトレ
ジスト5をエッチングマスクとして使用して、該シリコ
ン酸化膜7、第2の高融点金属膜4’、アルミニウム系
金属膜3及び第3の高融点金属膜8を同時にエッチング
して同一形状の配線パターン10にパターニングする。
【0030】その後、該ホトレジスト5は、通常の剥離
工程によって剥離除去される。尚、係るエッチングは、
最初にホトレジスト5をマスクとしてシリコン酸化膜7
をパターンニングし、その後該ホトレジスト5を通常の
剥離工程によって剥離除去した後、パターンニングされ
たシリコン酸化膜7をマスクとしてその下にある第2の
高融点金属膜4’、アルミニウム系金属膜3及び第3の
高融点金属膜8をエッチングする事によって形成するも
のであっても良い。
工程によって剥離除去される。尚、係るエッチングは、
最初にホトレジスト5をマスクとしてシリコン酸化膜7
をパターンニングし、その後該ホトレジスト5を通常の
剥離工程によって剥離除去した後、パターンニングされ
たシリコン酸化膜7をマスクとしてその下にある第2の
高融点金属膜4’、アルミニウム系金属膜3及び第3の
高融点金属膜8をエッチングする事によって形成するも
のであっても良い。
【0031】次いで、図2(C)に示す様に、スパッタ
法又はCVD法によって、該半導体層の表面全面に、別
の第3の高融点金属膜6’を形成する。そして、該第3
の高融点金属膜6’を特に異方性エッチング方法に従っ
てエッチバックし、該配線部10の側壁部に形成されて
いる第3の高融点金属膜6’を残しながらその他の部分
にある第3の高融点金属膜6’を除去するものであり、
その状態を図2(D)に示してある。
法又はCVD法によって、該半導体層の表面全面に、別
の第3の高融点金属膜6’を形成する。そして、該第3
の高融点金属膜6’を特に異方性エッチング方法に従っ
てエッチバックし、該配線部10の側壁部に形成されて
いる第3の高融点金属膜6’を残しながらその他の部分
にある第3の高融点金属膜6’を除去するものであり、
その状態を図2(D)に示してある。
【0032】図示の様に、アルミニウム系金属膜3から
なる配線部10の上面には、シリコン酸化膜7が露出し
ており、又当該配線部10間には該第3の高融点金属膜
6’の残渣が残っている。本発明に於いては、次いで、
係るシリコン酸化膜7をマスクとしてオーバーエッチを
行い、層間絶縁膜2の表面を更に削って該第3の高融点
金属膜6’の残渣を完全に除去すると同時に該配線部1
0の上面に形成されていた該シリコン酸化膜7も除去す
るものであり、その状態が図2(E)に示されている。
なる配線部10の上面には、シリコン酸化膜7が露出し
ており、又当該配線部10間には該第3の高融点金属膜
6’の残渣が残っている。本発明に於いては、次いで、
係るシリコン酸化膜7をマスクとしてオーバーエッチを
行い、層間絶縁膜2の表面を更に削って該第3の高融点
金属膜6’の残渣を完全に除去すると同時に該配線部1
0の上面に形成されていた該シリコン酸化膜7も除去す
るものであり、その状態が図2(E)に示されている。
【0033】係る処理操作によって、本発明に於いて
は、アルミニウム系金属膜3でその中心部が構成され、
その上面部が第2の高融点金属膜4’で被覆されている
と共に、その側壁部が第3の高融点金属膜6’で被覆さ
れている配線部10の構造を形成する事が出来る。次
に、本発明に係る第2の具体例の更に詳細な実施例を以
下に説明する。
は、アルミニウム系金属膜3でその中心部が構成され、
その上面部が第2の高融点金属膜4’で被覆されている
と共に、その側壁部が第3の高融点金属膜6’で被覆さ
れている配線部10の構造を形成する事が出来る。次
に、本発明に係る第2の具体例の更に詳細な実施例を以
下に説明する。
【0034】即ち、図2(A)に示す様に、半導体層1
上の層間絶縁膜2の表面に、スパッタリング方法によっ
て、第1の高融点金属膜8として、TiN/Ti膜(=
約1000Å/6000Å)の積層膜8、Al−1%S
i−0.5%Cu膜3を約4000Å、第2の高融点金
属膜としてTiN膜4’を約500Å、をこの順に順次
堆積成膜し、その上にプラズマCVD法を用いてシリコ
ン酸化膜7を約3000Å堆積した。
上の層間絶縁膜2の表面に、スパッタリング方法によっ
て、第1の高融点金属膜8として、TiN/Ti膜(=
約1000Å/6000Å)の積層膜8、Al−1%S
i−0.5%Cu膜3を約4000Å、第2の高融点金
属膜としてTiN膜4’を約500Å、をこの順に順次
堆積成膜し、その上にプラズマCVD法を用いてシリコ
ン酸化膜7を約3000Å堆積した。
【0035】次いで、図2(B)に示す様に、ホトリソ
グラフィ工程によって、ホトレジスト5を所定の配線パ
ターンにパターンニングした。そして係るホトレジスト
5をエッチングマスクとして、平衡平板RIE装置を用
いてフロロカーボン系のガスを使用してシリコン酸化膜
7をパターンニングし、次いで装置を替えて、塩素系ガ
スによってTiN膜4’、Al−1%Si−0.5%C
u膜3及びTiN/Ti膜8をエッチングした。
グラフィ工程によって、ホトレジスト5を所定の配線パ
ターンにパターンニングした。そして係るホトレジスト
5をエッチングマスクとして、平衡平板RIE装置を用
いてフロロカーボン系のガスを使用してシリコン酸化膜
7をパターンニングし、次いで装置を替えて、塩素系ガ
スによってTiN膜4’、Al−1%Si−0.5%C
u膜3及びTiN/Ti膜8をエッチングした。
【0036】本実施例では、シリコン酸化膜のエッチン
グ装置とTiN膜4’、Al−1%Si−0.5%Cu
膜3及びTiN/Ti膜8をエッチングするときにエッ
チング装置を変更したが、装置の仕様によっては、同一
の装置でエッチング処理を行う事が可能である。その
後、残されたホトレジスト5は通常の剥離工程によって
剥離除去した。
グ装置とTiN膜4’、Al−1%Si−0.5%Cu
膜3及びTiN/Ti膜8をエッチングするときにエッ
チング装置を変更したが、装置の仕様によっては、同一
の装置でエッチング処理を行う事が可能である。その
後、残されたホトレジスト5は通常の剥離工程によって
剥離除去した。
【0037】次に、図2(C)に示す様に、スパッタ法
によって、該半導体層の表面全面に、第3の高融点金属
膜としてTiN膜6’を約1000Å形成した。そして
該TiN膜6’を平衡平板RIE装置を用いて堆積膜厚
み分だけエッチバックした。その結果を図2(D)に示
す。
によって、該半導体層の表面全面に、第3の高融点金属
膜としてTiN膜6’を約1000Å形成した。そして
該TiN膜6’を平衡平板RIE装置を用いて堆積膜厚
み分だけエッチバックした。その結果を図2(D)に示
す。
【0038】図中、Al−1%Si−0.5%Cu膜3
からなる配線部10の上面にシリコン酸化膜7が露出し
ており、図示の様に配線部間にはTiN膜6’の残渣9
が残っている。次いで、係るシリコン酸化膜7をマスク
としてオーバーエッチを行い、該TiN膜6’の残渣を
完全に除去した状態が図2(E)に示されている。
からなる配線部10の上面にシリコン酸化膜7が露出し
ており、図示の様に配線部間にはTiN膜6’の残渣9
が残っている。次いで、係るシリコン酸化膜7をマスク
としてオーバーエッチを行い、該TiN膜6’の残渣を
完全に除去した状態が図2(E)に示されている。
【0039】係る処理操作によって、Al−1%Si−
0.5%Cu膜3でその中心部が構成され、その上面部
がTiN膜4’で被覆されていると共に、その側壁部が
TiN膜6’で被覆されている配線部10の構造を形成
する事が出来た。尚、実際のエッチングでは図2(C)
から図2(D)までは一連の工程であり、途中でエッチ
ング装置から半導体基板を出す事は無い。
0.5%Cu膜3でその中心部が構成され、その上面部
がTiN膜4’で被覆されていると共に、その側壁部が
TiN膜6’で被覆されている配線部10の構造を形成
する事が出来た。尚、実際のエッチングでは図2(C)
から図2(D)までは一連の工程であり、途中でエッチ
ング装置から半導体基板を出す事は無い。
【0040】本実施例では、エンドポイントディテクタ
を用い、通常のTiN膜6のエッチングジャスト時間の
100%オーバーエッチングを施した。又、Al−1%
Si−0.5%Cu膜3からなる配線部10上のシリコ
ン酸化膜7は、該オーバーエッチによって完全に取りき
る必要はなく、オーバーエッチの程度によって、該シリ
コン酸化膜7が残留していても構わない。
を用い、通常のTiN膜6のエッチングジャスト時間の
100%オーバーエッチングを施した。又、Al−1%
Si−0.5%Cu膜3からなる配線部10上のシリコ
ン酸化膜7は、該オーバーエッチによって完全に取りき
る必要はなく、オーバーエッチの程度によって、該シリ
コン酸化膜7が残留していても構わない。
【0041】
【発明の効果】以上説明した様に、本発明に係る半導体
装置の製造方法に於いては、シリコン酸化膜をマスクと
することで、高融点金属膜のエッチバックを充分実施す
る事が出来、配線部間の短絡がなく、又アルミニウム系
金属膜からなる配線部の上部と側壁部を高融点金属膜で
被覆したのでマイグレーション耐性を大幅に向上させる
事が出来る配線部構造を持った半導体装置を得る事が出
来る。
装置の製造方法に於いては、シリコン酸化膜をマスクと
することで、高融点金属膜のエッチバックを充分実施す
る事が出来、配線部間の短絡がなく、又アルミニウム系
金属膜からなる配線部の上部と側壁部を高融点金属膜で
被覆したのでマイグレーション耐性を大幅に向上させる
事が出来る配線部構造を持った半導体装置を得る事が出
来る。
【0042】又、アルミニウム系金属膜の配線部の底部
に、更に高融点金属膜を介在させる事によって、一層マ
イグレーション耐性を向上させる事が可能となった。従
って、本発明に於いては、信頼性の高い半導体装置を容
易に且つ安価に製造する事が出来るのである。
に、更に高融点金属膜を介在させる事によって、一層マ
イグレーション耐性を向上させる事が可能となった。従
って、本発明に於いては、信頼性の高い半導体装置を容
易に且つ安価に製造する事が出来るのである。
【図1】図1(A)〜(E)は、本発明に係る半導体装
置の製造方法の1具体例の工程手順を示す断面図であ
る。
置の製造方法の1具体例の工程手順を示す断面図であ
る。
【図2】図2(A)〜(E)は、本発明に係る半導体装
置の製造方法の他の具体例の工程手順を示す断面図であ
る。
置の製造方法の他の具体例の工程手順を示す断面図であ
る。
【図3】図3(A)〜(D)は、従来に於ける半導体装
置の製造方法の一例に於ける工程手順を示す断面図であ
る。
置の製造方法の一例に於ける工程手順を示す断面図であ
る。
【図4】図4は、従来の半導体装置の製造方法に於ける
問題点を説明する断面図である。
問題点を説明する断面図である。
【図5】図5は、従来の半導体装置の製造方法に於ける
問題点を説明する断面図である。
問題点を説明する断面図である。
1…半導体基板 2…層間絶縁膜 3…アルミニウム系金属膜 4…第1の高融点金属膜 4’…第2の高融点金属膜 5…ホトレジスト 6…第2の高融点金属膜 6’…第3の高融点金属膜 7…シリコン酸化膜 8…第1の高融点金属膜 9…高融点金属膜の残渣 10…配線部 11…第2の層間絶縁膜 12…下層配線部
Claims (6)
- 【請求項1】 半導体層上に導電性金属で構成された配
線部を高密度に配置すると共に、該配線部の上面部と両
側面部が高融点金属膜で被覆された配線部構造を形成す
る半導体装置の製造方法に於いて、一旦当該配線部の上
面のみに第1の高融点金属膜層を形成した後、当該半導
体層全面を再度、第2の高融点金属膜層で被覆するに際
して、該第1と第2の高融点金属膜層の間に絶縁性膜を
嵌挿させ、次いで、該絶縁性膜の厚みをマージンとした
オーバーエッチングを該配線部間の半導体基板に施す事
を特徴とする半導体装置の製造方法。 - 【請求項2】 半導体層上に導電性金属膜、第1の高融
点金属膜、及び絶縁性膜を、この順に順次堆積する工
程、 ホトリソグラフィ及びエッチングによって上記絶縁性
膜、第1の高融点金属膜及び導電性金属膜を同一形状の
配線パターンにパターニングする工程、 第2の高融点金属膜を当該パターニングされた配線パタ
ーンを有する該半導体層表面の全面に堆積する工程、 当該第2の高融点金属膜をエッチバックして各配線部間
及び配線部上の第2の高融点金属膜を除去する工程、 更に、該配線部上の該絶縁性膜をマスクとして、当該半
導体層に対してオーバーエッチングを行い、当該配線部
間に残存する該第2の高融点金属膜を完全に除去する工
程、 とから構成された事を特徴とする半導体装置の製造方
法。 - 【請求項3】 半導体層上に第1の高融点金属膜、導電
性金属膜、第2の高融点金属膜及び絶縁性膜を、この順
に順次堆積する工程、 ホトリソグラフィ及びエッチングによって上記絶縁性
膜、第2の高融点金属膜、導電性金属膜及び第1の高融
点金属膜を同一形状の配線パターンにパターニングする
工程、 第3の高融点金属膜を当該パターニングされた配線パタ
ーンを有する該半導体層表面の全面に堆積する工程、 当該第3の高融点金属膜をエッチバックして各配線部間
及び配線部上の第3の高融点金属膜を除去する工程、 更に、該配線部上の該絶縁性膜をマスクとして、当該半
導体層に対してオーバーエッチングを行い、当該配線部
間に残存する該第3の高融点金属膜を完全に除去する工
程、 とから構成された事を特徴とする半導体装置の製造方
法。 - 【請求項4】 当該絶縁性膜はシリコン酸化膜である事
を特徴とする請求項1乃至3の何れかに記載の半導体装
置の製造方法。 - 【請求項5】 当該導電性金属はアルミニウム系金属で
ある事を特徴とする請求項1乃至3の何れかに記載の半
導体装置の製造方法。 - 【請求項6】 該半導体層と該導電性金属膜との間若し
くは該半導体層と該第1の高融点金属膜との間に層間絶
縁膜が形成されている事を特徴とする請求項1乃至5の
何れかに記載の半導体装置の製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP21223096A JPH1056022A (ja) | 1996-08-12 | 1996-08-12 | 半導体装置の製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP21223096A JPH1056022A (ja) | 1996-08-12 | 1996-08-12 | 半導体装置の製造方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH1056022A true JPH1056022A (ja) | 1998-02-24 |
Family
ID=16619123
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP21223096A Pending JPH1056022A (ja) | 1996-08-12 | 1996-08-12 | 半導体装置の製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH1056022A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR100450238B1 (ko) * | 2001-12-13 | 2004-09-24 | 아남반도체 주식회사 | 반도체 소자 제조 방법 |
-
1996
- 1996-08-12 JP JP21223096A patent/JPH1056022A/ja active Pending
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR100450238B1 (ko) * | 2001-12-13 | 2004-09-24 | 아남반도체 주식회사 | 반도체 소자 제조 방법 |
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