專利名稱：形成布線結(jié)構(gòu)的方法、布線結(jié)構(gòu)、形成半導(dǎo)體器件的方法、以及顯示器的制作方法
背景技術(shù)：
本發(fā)明涉及布線結(jié)構(gòu)形成方法，該方法適用于以液晶顯示器為代表的顯示器和以大規(guī)模集成電路為代表的半導(dǎo)體器件；布線結(jié)構(gòu)；半導(dǎo)體器件形成方法，該方法適用于制造薄膜晶體管或類似物；以及顯示器。
通常，鋁(Al)層和/或鋁合金層主要用作金屬層，其用于以大規(guī)模集成電路(LSI)或超大規(guī)模集成電路(ULSI)為代表的半導(dǎo)體器件的引線或電極。近年來(lái)，為了提高以這樣的LSI和ULSI為代表的半導(dǎo)體器件領(lǐng)域的集成度，對(duì)于進(jìn)一步減小尺寸、使布線更稀疏、運(yùn)行速度更快等的要求已經(jīng)逐漸增長(zhǎng)。為此，已經(jīng)討論用具有比鋁更低的電阻率并且對(duì)于例如電子遷移或存儲(chǔ)遷移具有很高的耐受性的銅(Cu)或其合金作為用于下一代布線結(jié)構(gòu)(諸如引線或電極)的材料。
并且，近年來(lái)，在以液晶顯示器為代表的顯示器領(lǐng)域中，由于顯示面積的擴(kuò)大，有增加布線長(zhǎng)度的趨勢(shì)。另外，包括驅(qū)動(dòng)器電路的外圍電路部分的單塊集成電路生產(chǎn)和獲得諸如像素內(nèi)部存儲(chǔ)器或光學(xué)傳感器的附加功能的開(kāi)發(fā)，正在進(jìn)行中。因此，在該領(lǐng)域中和在半導(dǎo)體領(lǐng)域一樣，對(duì)于低電阻布線結(jié)構(gòu)的需求已經(jīng)逐漸增加。
傳統(tǒng)上，根據(jù)濺射方法、CVD方法、電鍍方法或類似方法，已經(jīng)形成基本上由銅組成的布線結(jié)構(gòu)。上述技術(shù)例如在日本專利Appln.KOKAI公開(kāi)號(hào)No.2001-68679，Material Research Society Symposium ProceedingVol.612 D.7.1.1(2000)和Journal of Eletrochemical Society Vol.148，C47-C53(2001)中公開(kāi)了。
公知的是，由濺射方法、CVD方法、電鍍方法或類似方法形成的，且基本上由銅組成的布線層(布線結(jié)構(gòu))中晶粒尺寸小，且電阻率相對(duì)較大。傳統(tǒng)上，在基本上由銅組成的金屬層用作布線結(jié)構(gòu)的情況下，該金屬層由加熱源，諸如加熱爐中的加熱器進(jìn)行退火(爐內(nèi)退火)，由此增加晶粒尺寸，并降低電阻率值。
但是，如果通過(guò)爐內(nèi)退火對(duì)基本上由銅組成的金屬層進(jìn)行退火，那么新出現(xiàn)的問(wèn)題是，雖然晶粒的尺寸增加以及電阻率降低，但是由于晶粒生長(zhǎng)，會(huì)增加表面的不規(guī)則性。為此，存在的問(wèn)題是，由退火生長(zhǎng)的晶粒制成的金屬層很難用于半導(dǎo)體器件或顯示器。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供一種形成布線結(jié)構(gòu)的方法，該布線結(jié)構(gòu)的表面不規(guī)則性小且電阻率低；布線結(jié)構(gòu)；形成半導(dǎo)體器件的方法；以及顯示器。
根據(jù)本發(fā)明第一方面的布線結(jié)構(gòu)形成方法包括在襯底上形成金屬層的步驟；通過(guò)閃光管發(fā)射的光照射金屬層使金屬層退火的退火工藝，由此生長(zhǎng)金屬層的晶粒。
根據(jù)本發(fā)明第二方面的布線結(jié)構(gòu)形成方法包括在襯底上形成金屬層；通過(guò)閃光管發(fā)射的光照射金屬層使金屬層退火，該閃光管發(fā)射的光在300到600nm的波長(zhǎng)范圍內(nèi)具有最大的強(qiáng)度，由此生長(zhǎng)金屬層的晶粒。
根據(jù)本發(fā)明第三方面的布線結(jié)構(gòu)形成方法包括在襯底上形成金屬層；以布線圖案形狀蝕刻金屬層，以形成布線結(jié)構(gòu)圖；通過(guò)閃光管發(fā)射的光照射布線結(jié)構(gòu)圖來(lái)使金屬層退火，由此生長(zhǎng)金屬層的晶粒。
根據(jù)本發(fā)明第四方面的布線結(jié)構(gòu)包括由絕緣體組成的襯底；位于襯底上，且由閃光管光照射的布線圖案，生長(zhǎng)其晶粒。
根據(jù)本發(fā)明第五方面的半導(dǎo)體器件形成方法包括在襯底上形成半導(dǎo)體層；在半導(dǎo)體層上形成絕緣膜；在絕緣膜上形成金屬層；處理金屬層，以形成布線結(jié)構(gòu)；以及通過(guò)閃光管發(fā)射的光照射金屬層和布線結(jié)構(gòu)中的至少一個(gè)，來(lái)實(shí)施生長(zhǎng)金屬層的晶粒的退火。
本發(fā)明中使用的術(shù)語(yǔ)“布線結(jié)構(gòu)”包括引線、端子、電極和類似物。作為襯底，可以單獨(dú)或組合使用普通的玻璃、石英玻璃、陶瓷、硅晶片、或類似物。另外，作為襯底，例如，可以使用在絕緣體、半導(dǎo)體、或?qū)w襯底上形成的一層或多層絕緣膜和半導(dǎo)體層，其中絕緣體、半導(dǎo)體、或?qū)w襯底由普通玻璃、石英玻璃、硅晶片、樹(shù)脂或類似物組成。在形成多個(gè)層的情況下，多個(gè)層可以垂直層疊、水平放置或是它們的組合。上述絕緣層和半導(dǎo)體層可以形成電路元件或電路元件的一部分。電路元件可以包括半導(dǎo)體器件或諸如薄膜晶體管這樣的器件。
優(yōu)選的是，使用基本上由銅組成的材料作為上述金屬層。
根據(jù)本發(fā)明第六方面的半導(dǎo)體器件形成方法包括在襯底上形成半導(dǎo)體層；在半導(dǎo)體層上形成絕緣膜；在絕緣膜上形成金屬層；將閃光管退火用于金屬層。
根據(jù)本發(fā)明第七方面的半導(dǎo)體器件形成方法包括在襯底上形成金屬層；將閃光管退火應(yīng)用于金屬層；在金屬層上形成絕緣膜；在絕緣膜上形成半導(dǎo)體層。
在本發(fā)明中，優(yōu)選的是將基本上由銅組成的材料用作金屬層。優(yōu)選的是，基本上由銅組成的金屬層由大約90％或更多的銅組成。更優(yōu)選地，金屬層由98％或更多的銅組成。在本發(fā)明中，基本上由銅組成的金屬層包括純銅。金屬層中除銅之外包含的元素包括鎂(Mg)、鈦(Ti)、鉬(Mo)、鉭(Ta)或鉻(Cr)。
根據(jù)如上所述的布線結(jié)構(gòu)形成方法或半導(dǎo)體器件形成方法，進(jìn)行短時(shí)間的退火，使得可以增加晶粒尺寸，且抑制表面不規(guī)則性的增加。
根據(jù)如上所述的布線結(jié)構(gòu)形成方法、布線結(jié)構(gòu)、半導(dǎo)體器件形成方法和顯示器，可以獲得布線結(jié)構(gòu)、半導(dǎo)體器件和顯示器，它們每個(gè)都具有表面不規(guī)則性和低電阻率。
本發(fā)明的其他目的和優(yōu)勢(shì)將在下述說(shuō)明書(shū)中進(jìn)行闡述，并且一部分將從說(shuō)明書(shū)中顯而易見(jiàn)，或可以從本發(fā)明的實(shí)踐中獲得。本發(fā)明的目的和優(yōu)勢(shì)可以通過(guò)尤其是下文中指出的手段和組合來(lái)實(shí)現(xiàn)和獲得。


附圖包含在說(shuō)明書(shū)中且構(gòu)成說(shuō)明書(shū)的一部分，它們說(shuō)明了本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例，并且與上述的一般性說(shuō)明和下述優(yōu)選實(shí)施例的詳細(xì)描述一起用于解釋本發(fā)明的原理。
圖1A至1H是工藝流程圖，用于解釋根據(jù)本發(fā)明第一實(shí)施例的布線結(jié)構(gòu)形成方法的前半部分；圖2是示出閃光管加熱器件的示例的剖面圖，其中該加熱器件用于根據(jù)本發(fā)明第一實(shí)施例的布線結(jié)構(gòu)形成方法；圖3是示出銅反射光譜的波形相關(guān)性的曲線圖；圖4是示出氙閃光管的發(fā)光光譜的曲線圖；圖5A是依據(jù)后向(backward)電子束散射方法分析的、沒(méi)有進(jìn)行退火處理的金屬層的結(jié)晶取向圖；圖5B是根據(jù)后向電子束散射方法分析的、布線結(jié)構(gòu)的結(jié)晶取向圖，其中該布線結(jié)構(gòu)利用紅外線燈加熱金屬層形成；而圖5C是利用閃光管進(jìn)行加熱處理形成的布線結(jié)構(gòu)的結(jié)晶取向圖；圖6A至6C是分別包括圖5A至5C的雙晶體的結(jié)晶取向圖；圖7示出當(dāng)觀察由閃光管加熱的銅布線結(jié)構(gòu)的表面不規(guī)則性時(shí)所獲得的二次電子顯微圖(SEM)；圖8示出當(dāng)觀察由紅外燈加熱的銅布線層的表面不規(guī)則性時(shí)所獲得的二次電子顯微圖(SEM)；圖9A至9G是工藝流程圖，用于解釋根據(jù)本發(fā)明第二實(shí)施例的布線結(jié)構(gòu)形成方法的前半部分；圖10A至10E是工藝流程圖，用于解釋根據(jù)本發(fā)明的修改例的鑲嵌(Damascene)工藝和電解電鍍工藝；圖11是包括薄膜晶體管的顯示器的平面圖，其中薄膜晶體管作為根據(jù)本發(fā)明第三實(shí)施例的半導(dǎo)體器件形成方法形成半導(dǎo)體器件；
圖12是沿圖11中所示的線XII-XII截取的剖面圖；圖13是沿圖11中所示的線XIII-XIII截取的剖面圖；圖14是包括另一薄膜晶體管示例的顯示器的剖面圖，其中薄膜晶體管用作半導(dǎo)體器件。
具體實(shí)施例方式
下文中，將參照?qǐng)D1A至2描述本發(fā)明的第一實(shí)施例。在該實(shí)施例中，這里描述根據(jù)本發(fā)明的布線結(jié)構(gòu)的一方面。圖1A至1H示出根據(jù)本實(shí)施例制造布線結(jié)構(gòu)的工藝。
首先，如圖1A所示，制備金屬或絕緣體襯底，例如由玻璃制成的長(zhǎng)方形襯底1。在襯底1的表面或頂面上的整個(gè)部分或選擇的部分形成由氮化硅(SiNx)，二氧化硅(SiO2)或類似物組成的底層絕緣層2，該絕緣層具有預(yù)定的厚度，例如膜厚為300nm。
接下來(lái)，如圖1B所示，在底層絕緣層2上形成勢(shì)壘金屬層3，該勢(shì)壘金屬層具有預(yù)定的厚度，例如膜厚為30nm。勢(shì)壘金屬層3旨在限制后述的金屬層4中包含的物質(zhì)擴(kuò)散進(jìn)入底層絕緣層2，并提高層與層之間的相干性。在根據(jù)本實(shí)施例的布線結(jié)構(gòu)形成方法中，襯底1、底層絕緣層2、勢(shì)壘金屬層3構(gòu)成基底5。在基底5的頂面，即勢(shì)壘金屬層3上形成金屬層4，用作布線層?；旧嫌摄~(包括純銅)組成的金屬形成的層可以用作金屬層4。下文中，金屬層4稱為銅布線層。雖然銅布線層4的膜厚是任意的，但是在該實(shí)施例中，膜厚是500nm。根據(jù)例如濺射方法，可以連續(xù)形成勢(shì)壘金屬層3和銅布線層4。
接下來(lái)，如圖1C中箭頭所示，用閃光管發(fā)射的閃光管光束103b照射銅布線層4，以使銅布線層或金屬層4退火，由此該層的晶粒尺寸增大。雖然可以使用各種閃光管，但是優(yōu)選的是氙(Xe)閃光管或氪(Kr)閃光管。通過(guò)這種照射，由純銅或基本上由銅組成的銅布線層4被加熱，并進(jìn)入熔化、半熔化，或幾乎不熔化狀態(tài)。下文中，這種工藝稱為閃光管加熱工藝(退火工藝)。
可以通過(guò)使用如圖2所示的閃光管加熱器件100執(zhí)行閃光管加熱工藝。閃光管加熱器件100包括氣密性容器101、支撐底座102、多個(gè)水平(straight)的閃光管103、反射體104，和光傳輸板105。氣密性容器101用作處理容器。支撐底座102位于氣密性容器101中，并支撐基底5，該基底具有形成在其上的金屬層或布線結(jié)構(gòu)層4。提供多個(gè)水平的閃光管103，以便與支撐底座103上的基底5相對(duì)，且閃光管之間彼此平行放置。反射體104從基底5的相對(duì)側(cè)，即從上面覆蓋這些閃光管103。光傳輸板105由石英或類似物形成，其對(duì)于波長(zhǎng)從紫外線至可見(jiàn)光區(qū)之間的光具有滲透性。光傳輸板105由固定到容器101上的支撐架105a支撐。光傳輸板105通過(guò)將氣密性容器101的內(nèi)部氣密性地分離為上半部分和下半部分而基本上減少了處理空間的容積，其中上半部分中容納閃光管103，下半部分(處理空間)設(shè)置有基底5。氣密性容器101具有進(jìn)氣口101a，用于將諸如惰性氣體的氣體引入容器101，以及出氣口101b，用于排放容器中容納的氣體。
放置多個(gè)閃光管103(該實(shí)施例中為10個(gè)燈)，使得這些閃光管在與所示的平面垂直的方向上彼此并行，且構(gòu)成閃光管單元。但是，閃光管的數(shù)量是任意的，例如可以是一個(gè)。每個(gè)閃光管103具有水平玻璃管103a，該玻璃管在其兩端具有陽(yáng)極和陰極(未示出)，玻璃管103a中密封有氙氣、氪氣或類似物。陽(yáng)極和陰極各自都電連接至用作驅(qū)動(dòng)電源電路的電容器(未示出)。以這種方式，由于經(jīng)由電容器將電壓瞬間施加在陽(yáng)極和陰極之間，則在玻璃管103a中流過(guò)電流，此時(shí)發(fā)射的氙氣、氪氣或類似物被加熱，從而發(fā)光。優(yōu)選地是，這樣的閃光管103發(fā)射閃光管光，該光的脈寬為0.1至10ms(更優(yōu)選為0.5至5ms)。在這種情況下，電容器中預(yù)先累積的靜電能量被轉(zhuǎn)換為0.1至10ms(0.5至5ms)的短光脈沖。由于這個(gè)原因，可以發(fā)射與連續(xù)照明光源的光相比極強(qiáng)的光，并照射要處理的襯底，并使其退火。
利用反射體104從基底5的相對(duì)側(cè)覆蓋了所有閃光管103。因此，在閃光管光束103b中，向基底5的相對(duì)側(cè)(向上)發(fā)射的閃光管光束103b在基底5的方向上被反射。通過(guò)這種方式，所有閃光管光束103b直接從閃光管103發(fā)射，或通過(guò)利用反射體104的反射，間接輻射至基底5一側(cè)。然后，閃光管光束103b通過(guò)光傳輸板(傳輸窗口)105，照射要處理的基底5的銅布線層4，并且使銅布線層4退火。通過(guò)這種方式，如上所述，在基底5上形成基本上由銅組成的布線結(jié)構(gòu)6。
理想的是，利用閃光管的加熱工藝(退火工藝)應(yīng)當(dāng)在由惰性氣體組成的氣氛或真空中進(jìn)行，以防止銅布線層4的表面氧化。
只是延長(zhǎng)加熱時(shí)間，傳統(tǒng)的爐退火或紅外線燈退火不能使晶粒充分生長(zhǎng)。另外，如果進(jìn)行爐退火或紅外線燈退火以便在玻璃襯底上形成布線結(jié)構(gòu)，則玻璃襯底自身也被加熱。另外，由于晶粒的生長(zhǎng)，使布線結(jié)構(gòu)的表面不規(guī)則性增加。
另一方面，在根據(jù)本實(shí)施例的布線結(jié)構(gòu)形成方法中，由于閃光管光103b的脈寬很短，或者可以被設(shè)定為很短，所以銅布線層4加熱的時(shí)間可能減少。銅布線層4可以無(wú)需光偏轉(zhuǎn)裝置，諸如反射板，而直接被加熱，由此可以使晶粒增大，并且，可能增大表面不規(guī)則性。即，如圖3所示，與銅相關(guān)的反射因數(shù)在等于或小于600nm的短波端降低。為此，如圖4所示的發(fā)光光譜的示例中，銅布線層4有效地吸收閃光管光103b，該閃光管光在被退火的300至600nm范圍(區(qū)域)內(nèi)具有最大波長(zhǎng)。圖3縱軸表示反射比，橫軸表示波長(zhǎng)。圖4縱軸表示發(fā)光強(qiáng)度，橫軸表示波長(zhǎng)。
當(dāng)閃光管光103b的脈寬被設(shè)置在0.1至10ms的范圍時(shí)，即使在高溫退火時(shí)，也能限制銅擴(kuò)散，并且可以增加產(chǎn)出。
在根據(jù)本發(fā)明的閃光管加熱工藝中，從閃光管103中發(fā)射的閃光管光具有良好的可控性。這樣，雖然相對(duì)于預(yù)定的區(qū)域，一次閃光照射就足夠，但是同一部分也可以使用多個(gè)閃光照射。
也就是，在閃光管加熱工藝中，對(duì)于基底5的金屬層4的預(yù)定區(qū)域(根據(jù)本實(shí)施例的布線結(jié)構(gòu)方法中的金屬層4的全部區(qū)域)來(lái)說(shuō)，至少成批執(zhí)行一次閃光照射。
此外，在閃光管光的一次照射面積小于金屬層4的預(yù)定區(qū)域的情況下，閃光管加熱工藝可以包括下述過(guò)程順序改變金屬層4的預(yù)定的小區(qū)域，以及在為了改變基底5和閃光管103在襯底平面方向上的相對(duì)位置關(guān)系而逐步進(jìn)行進(jìn)給(feeding)和/或反復(fù)進(jìn)給時(shí)，執(zhí)行多個(gè)閃光照射。理想地是，在上述逐步進(jìn)給中，(預(yù)定區(qū)域中的)照射的小區(qū)域在它們的端部應(yīng)當(dāng)重疊。這樣，金屬層4的寬的或預(yù)定的區(qū)域(包括所有的區(qū)域)可以均勻地完全退火。
在圖中，由于可以使用公知的機(jī)構(gòu)，因此省去了用于逐步進(jìn)給和/或反復(fù)進(jìn)給的機(jī)構(gòu)。在進(jìn)給中，相對(duì)于閃光管103移動(dòng)基底5比相對(duì)于基底5移動(dòng)閃光管103更容易。因此，優(yōu)選的是，相對(duì)于閃光管單元，平行于金屬層4的照射面(本實(shí)施例中為水平地)移動(dòng)基底5。這是由于閃光管加熱器件100的支撐底座102的一部分以可移動(dòng)的形式設(shè)置，其中基底5安裝在支撐底座的該部分上。但是，閃光管單元可以移動(dòng)或者該單元中只有一個(gè)或多個(gè)閃光管可以移動(dòng)。
作為代替，如圖2所示，在閃光管光的一次照射面積基本等于或大于金屬層4的預(yù)定區(qū)域的面積時(shí)，在這些區(qū)域都固定時(shí)可以進(jìn)行一次或多次照射。
作為閃光管103，理想的是使用這樣一種燈，即該燈在控制電壓、電流密度、氣壓、管內(nèi)直徑等時(shí)，在從紫外線的可見(jiàn)區(qū)域中在強(qiáng)度上具有很強(qiáng)的發(fā)光光譜特性。具體而言，用于獲得從紫外線的可見(jiàn)區(qū)域的發(fā)光強(qiáng)度，以有效用于下述試驗(yàn)(參見(jiàn)圖5A至8)的條件范圍是，電流密度為3000至10000A/cm2。在閃光管加熱工藝中，理想的是，按照3000至10000A/cm2的量級(jí)，增加閃光管103的電流密度，以增加等離子溫度和增加短波長(zhǎng)分量的能量密度比。
根據(jù)本實(shí)施例的布線結(jié)構(gòu)形成方法，例如可以包括以理想圖形，例如布線圖形處理銅布線層4(布線結(jié)構(gòu)6)的方法，其中該銅布線層4(布線結(jié)構(gòu)6)經(jīng)歷了參考圖1A至1C描述的閃光管退火工藝。該方法中，例如，根據(jù)下述工藝對(duì)銅布線層4進(jìn)行構(gòu)圖。
首先，如圖1C所示，在上述經(jīng)歷了閃光管退火工藝的布線結(jié)構(gòu)6上，根據(jù)例如PEP，形成光刻膠膜7。然后，如圖1D所示，處理光刻膠膜7，使其以理想的圖形暴光/顯影。
接下來(lái)，如圖1E所示，利用光刻膠膜7作為掩模來(lái)選擇性蝕刻上述布線結(jié)構(gòu)6和勢(shì)壘金屬層3。然后，如圖1F所示，利用釋放(releasing)溶液或類似物將光刻膠膜7從布線結(jié)構(gòu)6去除。這樣可以形成理想圖形(例如，島狀)的布線結(jié)構(gòu)6。
在根據(jù)本實(shí)施例的布線結(jié)構(gòu)形成方法中，對(duì)銅布線層4應(yīng)用閃光管加熱工藝，其中銅布線層4由銅或基本上由銅組成，然后，通過(guò)進(jìn)行蝕刻，形成島狀布線結(jié)構(gòu)6。但是，如圖1G所示，以理想圖形形成銅布線層4，然后，可以執(zhí)行閃光管加熱工藝。如圖1C和1G所示，可以在蝕刻之前和之后都進(jìn)行閃光管加熱工藝。另外，可以只在蝕刻和形成布線結(jié)構(gòu)后，進(jìn)行閃光管加熱工藝。
接下來(lái)，在以理想圖形形成的布線結(jié)構(gòu)6和底層絕緣層2的頂部上，形成包括的附加層8，諸如由氮化硅或氧化硅形成的保護(hù)層或絕緣膜。形成附加層8之后，對(duì)于布線結(jié)構(gòu)6，可以再次進(jìn)行閃光管加熱工藝，如圖1H所示。在這種情況下，在形成附加層8之前，不進(jìn)行閃光管加熱工藝，而是僅在形成附加層8后，對(duì)銅布線層4進(jìn)行閃光管加熱工藝，由此形成布線結(jié)構(gòu)6。另一方面，存在的問(wèn)題是，如果在銅布線層4上已經(jīng)形成氮化硅層之后進(jìn)行紅外線燈退火或爐退火，則在結(jié)晶生長(zhǎng)期間可能出現(xiàn)空隙。相反，如上所述，在閃光管加熱工藝中，退火時(shí)間或周期很短。由于這個(gè)原因，具有的優(yōu)勢(shì)是，即使在銅布線層4上已經(jīng)形成氮化硅層之后進(jìn)行閃光管退火，也不會(huì)出現(xiàn)空隙。
圖5A示出通過(guò)后向(backward)電子束散射方法分析的、沒(méi)有進(jìn)行任何退火工藝的金屬層的結(jié)晶取向圖。圖5B示出利用紅外線燈(450℃，10分鐘)加熱金屬層形成的布線結(jié)構(gòu)的結(jié)晶取向圖，而圖5C示出根據(jù)本發(fā)明，利用閃光管執(zhí)行加熱處理形成的布線結(jié)構(gòu)的結(jié)晶取向圖。從圖5B和5C中，如對(duì)于本領(lǐng)域技術(shù)人員來(lái)說(shuō)顯而易見(jiàn)的是，任何主結(jié)晶取向?yàn)?111)面。圖6A至6C分別示出包括圖5A至5C所示的雙晶體的晶粒尺寸圖。從圖6A至6C中顯而易見(jiàn)，平均晶粒尺寸在加熱前已經(jīng)處于0.2μm量級(jí)，加熱后晶粒尺寸增加。如果晶粒尺寸增加，則電子晶粒尺寸中的散射下降。由此，盡管加熱前電阻率已經(jīng)處于2至2.4μΩcm量級(jí)，但是閃光管退火后的電阻降低到1.7至1.8μΩcm，基本接近于本體(bulk)的電阻率值(1.67μΩm)。另外，這種晶粒尺寸的增加對(duì)于提高電子遷移電阻和降低空隙發(fā)生都是有效的。
圖7示出通過(guò)觀察閃光管加熱的銅布線結(jié)構(gòu)的表面不規(guī)則性獲得的二次電子的顯微圖(SEM)。圖8示出通過(guò)觀察由紅外線燈(400℃，10分鐘)加熱的銅布線層的表面不規(guī)則性獲得的SEM。如圖7和8所示，通過(guò)紅外線燈加熱的布線結(jié)構(gòu)的表面不規(guī)則性增加，但是通過(guò)閃光管加熱的銅布線層在尺寸上幾乎與加熱前相同。
如上所述，根據(jù)本實(shí)施例的布線結(jié)構(gòu)形成方法，進(jìn)行短時(shí)間的退火，使得在限制表面不規(guī)則性增加的同時(shí)可以使晶粒尺寸增加。因此，可以獲得具有小的表面不規(guī)則性和低的電阻的布線結(jié)構(gòu)6。
盡管根據(jù)該實(shí)施例的布線結(jié)構(gòu)形成方法已經(jīng)描述了一種情況，其中根據(jù)濺射方法形成由銅或基本上由銅組成的金屬層(銅布線層)4，但是用于形成金屬層(銅布線層)4的方法不限制銅布線層。金屬層4可以應(yīng)用于制造另一種金屬層，諸如，例如鉬、鉭、鈦、鎢、鋁層、鎳或鈷層的工藝。
下文中，參照?qǐng)D9A至9G描述本發(fā)明的第二實(shí)施例。本實(shí)施例描述了根據(jù)本發(fā)明的布線結(jié)構(gòu)的另一方面。
圖9A中所示的工藝與根據(jù)上述第一實(shí)施例的圖1A所示的工藝相同。接下來(lái)，如圖9B所示，在底層絕緣層2上順序連續(xù)地形成勢(shì)壘金屬層3和籽晶(seed)層9(例如，由銅組成或基本上由銅構(gòu)成的銅籽晶層)。在這種情況下，在襯底1上形成的底層絕緣層2、勢(shì)壘金屬層3和籽晶層9用作基底5。隨后籽晶層9和金屬層4一起形成布線結(jié)構(gòu)6。
接下來(lái)，在籽晶層9上形成光刻膠膜7，并且如圖9C所示，在光刻膠膜7上形成光刻膠槽7a，使得籽晶層9的表面只在想要的區(qū)域暴光。接下來(lái)，如圖9D所示，根據(jù)非電解電鍍的方法，在籽晶層9的通過(guò)光刻膠槽7a暴光的部分中形成金屬層，例如僅由銅組成或基本上由銅構(gòu)成的金屬層4(下文中稱為銅布線層)。然后，如圖9E所示，利用釋放溶液或類似物，將光刻膠膜7從籽晶層9的頂部釋放。
接下來(lái)，如圖9A所示，銅布線層4被箭頭所指示的閃光管光103b照射，照射方式與上述第一實(shí)施例的圖1C中所示的方式相同，以進(jìn)行閃光管處理步驟。然后，利用銅布線層4作為掩模，利用蝕刻，從籽晶層9中去除形成布線結(jié)構(gòu)6的區(qū)域之外的部分。結(jié)果，形成布線結(jié)構(gòu)6，而籽晶層9形成組成元件之一。
如圖9G所示，在上述籽晶層9蝕刻后，通過(guò)蝕刻，從勢(shì)壘金屬層3中去除形成布線結(jié)構(gòu)6的區(qū)域之外的部分。另外，取代圖9F中所示的上述工藝或除該工藝之外，在圖9C所示工藝之前(形成光刻膠槽7a之前)，對(duì)籽晶層9進(jìn)行閃光管加熱工藝，使得形成布線結(jié)構(gòu)一部分的籽晶層9的晶粒尺寸增大。在對(duì)籽晶層9進(jìn)行閃光管加熱工藝的情況下，具有的優(yōu)勢(shì)是，在給晶粒覆上薄膜以用于非電解電鍍之后，緊接地可以增加晶粒尺寸。也就是，如果如此進(jìn)行晶粒尺寸的增大，后來(lái)形成的銅布線層4的晶粒尺寸可以進(jìn)一步增大。另外，在如圖9G所示形成銅布線層4的蝕刻工藝后，對(duì)于布線結(jié)構(gòu)可以進(jìn)行閃光管加熱工藝或者可以增加該加熱工藝。
如果薄膜諸如籽晶層9被處理為通過(guò)紅外燈退火或爐退火來(lái)進(jìn)行加熱，那么可能發(fā)生原子(分子)凝結(jié)。然而，具有的優(yōu)勢(shì)是，由于閃光管加熱工藝中退火時(shí)間短，所以可能出現(xiàn)原子聚合。
根據(jù)本發(fā)明的閃光管加熱工藝對(duì)于金屬層是有效的，該金屬層可以是，諸如根據(jù)圖10A至10D所示的鑲嵌工藝和電解電鍍工藝形成的基本上由銅構(gòu)成的銅布線層。也就是，同樣在這種情況下，根據(jù)直接閃光加熱工藝使銅布線層退火，由此可以減少空隙。
下面將簡(jiǎn)要介紹該方法。
首先，如圖10A所示，根據(jù)例如CVD方法將由氧化硅膜制成的絕緣膜72沉積在襯底71上，其中絕緣膜的厚度是1000nm，襯底71例如是半導(dǎo)體襯底或絕緣襯底。然后，在絕緣膜72上形成光刻膠圖形(未示出)，利用光刻膠圖形作為掩模對(duì)絕緣膜72進(jìn)行干法刻蝕，在絕緣膜72中形成直徑例如為200nm的孔73，和寬度例如為240nm的布線槽74?？?3形成為延伸到襯底71或襯底71上形成的下層布線(未示出)。
接下來(lái)，如圖10B所示，根據(jù)濺射方法將由氮化鉭膜和鉭膜構(gòu)成的層疊勢(shì)壘金屬層75完全沉積在絕緣膜72上，其中氮化鉭膜和鉭膜的膜厚都是35nm，絕緣膜72包括孔73和布線槽74的內(nèi)表面，使得在孔73和布線槽74中每一個(gè)的空間部分都保持不變。隨后，根據(jù)濺射方法，將由膜厚為150nm的銅膜制成的籽晶層76完全沉積在勢(shì)壘金屬層75上，使得在孔73和布線槽74中每一個(gè)的空間部分都保持不變。勢(shì)壘金屬層75用作勢(shì)壘層或粘著層。
如圖10C所示，利用籽晶層76作為籽晶層，根據(jù)電解電鍍的方法，使由銅膜制成的電鍍層77完全生長(zhǎng)在籽晶層上，從而完全掩埋孔73和布線槽74。
接下來(lái)，如圖10D所示，通過(guò)如箭頭所示的閃光管光103b照射電鍍層77，并且進(jìn)行閃光管加熱工藝。然后，如圖10E所示，通過(guò)CMP除去襯底71上除凹槽之外的勢(shì)壘金屬層75、籽晶層76和電鍍層77的部分，并且平整頂面，以形成布線結(jié)構(gòu)。
可以只在CMP后，或在CMP之前和之后都進(jìn)行如圖10D所示的閃光管加熱工藝。
如上所述，根據(jù)本實(shí)施例的布線結(jié)構(gòu)形成方法，通過(guò)進(jìn)行短時(shí)退火，可以增大晶粒尺寸，同時(shí)限制表面不規(guī)則性的增加。因此，可以獲得具有小的表面不規(guī)則性和低的電阻率的布線結(jié)構(gòu)。
現(xiàn)在，參照?qǐng)D11至13，將根據(jù)本發(fā)明的第三實(shí)施例，介紹形成布線結(jié)構(gòu)和半導(dǎo)體的方法。盡管本實(shí)施例描述了一種用于制造底柵極型非晶硅TFT的方法作為制造半導(dǎo)體器件的方法，但是該半導(dǎo)體器件并不限于此。
圖11示意性地示出了用作顯示器的有源矩陣型液晶顯示器10的等效電路的示例。液晶顯示器10包括一對(duì)透明襯底11和12；液晶層13；底層絕緣層14；像素電極15；由布線結(jié)構(gòu)6形成的掃描線16；信號(hào)線17；相對(duì)極18；用作半導(dǎo)體器件或驅(qū)動(dòng)元件的薄膜晶體管19(下文中稱為T(mén)FT)；掃描線驅(qū)動(dòng)電路21；信號(hào)線驅(qū)動(dòng)電路22；以及液晶控制器23。
例如，一對(duì)玻璃板可以用作透明襯底11和12。這些透明襯底11和12的外圍粘合在一起，以防止彼此之間經(jīng)由框形密封材料(未示出)而具有預(yù)定的縫隙。然后，在透明襯底對(duì)11和12之間的密封材料所包圍的區(qū)域中設(shè)置液晶層13。
在例如透明襯底對(duì)11和12中的一個(gè)的后端(圖12和13中的下端)、在透明襯底12的內(nèi)表面上設(shè)置底層絕緣層14、多個(gè)元件電極15、多個(gè)掃描線16、多個(gè)信號(hào)線17、以及多個(gè)TFT 19等。(這些圖中，由與普通掃描線相同的材料形成的多個(gè)存儲(chǔ)電容器未示出)。
底層絕緣層14可以由氧化硅或氮化硅形成。該多個(gè)像素電極15在行方向和列方向上以矩陣形狀布置，每個(gè)像素電極由透明電極形成，該透明電極例如由ITO形成。如圖12所示，TFT 19設(shè)置在底層絕緣層14上，每個(gè)TFT包括柵極31(本實(shí)施例中它也用作布線結(jié)構(gòu)6)；柵極絕緣膜32；半導(dǎo)體層33；源極34；和漏極35。另外，提供這些TFT 19中的每一個(gè)，以便相對(duì)于像素電極15而在彼此之間一一對(duì)應(yīng)地關(guān)聯(lián)，以至于源極34電連接至布置在矩陣上的多個(gè)像素電極15。
掃描線16設(shè)置在底層絕緣層14上，以便沿著設(shè)置成矩陣形狀的像素電極15的行方向(在圖11中是橫向，在圖13中是垂直于紙面的方向)，彼此平行延伸。這些掃描線16電連接至TFT 19的柵極31。另外，每個(gè)掃描線16的一端電連接至掃描線驅(qū)動(dòng)電路21。
信號(hào)線17設(shè)置在柵極絕緣膜32上，以便沿著設(shè)置成矩陣的像素電極15的列的方向(在圖11中為縱向)，彼此平行延伸。這些掃描線17中的每一個(gè)都電連接至對(duì)應(yīng)的TFT 19的漏極35。此外，每個(gè)信號(hào)線17的一端都電連接至信號(hào)線驅(qū)動(dòng)電路22。
如圖12所示，TFT 19設(shè)置為底柵極型非晶硅TFT。如上所述，在該TFT中，在底層絕緣層14上設(shè)置柵極31，并且提供柵極絕緣膜32以便覆蓋柵極31、掃描線16，和底層絕緣層14。柵極絕緣層32的例子包括氧化硅膜、氮化硅膜、或由氧化硅膜和氮化硅膜形成的層疊膜。半導(dǎo)體層33具有用作一對(duì)接觸層的未摻雜非晶硅層(未摻雜a-Si層)41，和n+型非晶硅層(n+型a-Si層)42。未摻雜a-Si層41具有設(shè)置在柵極絕緣膜32上的源極區(qū)域33b和漏極區(qū)域33c，每個(gè)區(qū)域都位于該對(duì)n+型非晶硅層(n+型a-Si層)42的下面；以及位于區(qū)域33b和33c之間的溝道區(qū)域33a。另外，這個(gè)溝道區(qū)域33a位于柵極31之上。
源極34和漏極35各自設(shè)置在區(qū)域33b和33c上的接觸層(n+型a-Si層42)上，以便電連接至源極區(qū)域33b和漏極區(qū)域33c。源極34和漏極35中的一個(gè)，例如漏極35電連接到對(duì)應(yīng)的信號(hào)線17。
提供鈍化層38，以便覆蓋源極34、漏極35、信號(hào)線17和柵極絕緣膜32，其中鈍化層38具有用于暴露出像素電極15的開(kāi)口38b。
如圖11所示，掃描線驅(qū)動(dòng)電路21和信號(hào)線驅(qū)動(dòng)電路22每個(gè)都連接至液晶控制器23。液晶控制器23接收，例如從外部提供的圖像信號(hào)和同步信號(hào)，并分別向信號(hào)線17、掃描線驅(qū)動(dòng)電路21、和信號(hào)線驅(qū)動(dòng)信號(hào)22提供像素視頻信號(hào)Vpix、垂直掃描控制信號(hào)YCT和水平掃描控制信號(hào)XCT。
在前端(圖12和13中為上端)的透明襯底11的內(nèi)表面上，提供一個(gè)膜狀的透明相對(duì)電極(公共電極)18，以與多個(gè)像素電極15相對(duì)。以矩陣形分配的像素區(qū)域與像素電極15一起構(gòu)造。相對(duì)電極18例如由ITO形成。在透明襯底11的內(nèi)表面上，可以提供濾色器與多個(gè)像素區(qū)域關(guān)聯(lián)，并且可以提供光屏蔽膜以與像素區(qū)域之間的區(qū)域關(guān)聯(lián)。
在透明襯底對(duì)11和12中的每一個(gè)的外表面上提供起偏振片(未示出)。在液晶顯示器10為透明型的情況下，在后面的透明襯底12的后部，提供平面光源(未示出)。液晶顯示器10可以是反射型或半透明反射型。
掃描線16由布線結(jié)構(gòu)6形成，其中布線結(jié)構(gòu)6基本上由銅構(gòu)成。提供勢(shì)壘金屬層39以提高與掃描線16和底層絕緣層14的一致性(coherency)，并且限制從掃描線16至底層絕緣層14的銅擴(kuò)散。在掃描線16上可以設(shè)置用于抑制銅擴(kuò)散的覆蓋金屬層、絕緣層或類似層?？梢杂门c根據(jù)第一實(shí)施例的布線結(jié)構(gòu)6同樣的方式形成掃描線16。此外，可以與掃描線16同時(shí)形成柵極31。
現(xiàn)在，將描述在后面的透明襯底12的內(nèi)表面上形成膜的工藝，以及用于形成TFT 19的方法。
首先，制備厚度為0.7mm的玻璃板作為后面的透明襯底12。在透明襯底12上(對(duì)應(yīng)于根據(jù)第一實(shí)施例形成布線結(jié)構(gòu)的方法中的襯底1)，形成層疊膜，該層疊膜由氮化硅和氧化硅層形成，并用作底層絕緣層14(對(duì)應(yīng)于根據(jù)第一實(shí)施例的布線結(jié)構(gòu)形成方法中的底層絕緣層2)。在本實(shí)施例中，底層絕緣層14的膜厚限定為400nm。通過(guò)利用CVD方法(例如，等離子增強(qiáng)型化學(xué)氣相沉積(PE-CVD)方法)，在透明襯底12上連續(xù)沉積和形成底層絕緣層14，使得氮化硅層的厚度為200nm，并且氧化硅層的厚度為200nm。
接下來(lái)，在底層絕緣層14上形成勢(shì)壘金屬層39(對(duì)應(yīng)于根據(jù)第一實(shí)施例的布線結(jié)構(gòu)形成方法中的勢(shì)壘金屬層3)。根據(jù)濺射方法，可以形成作為膜的勢(shì)壘金屬39。作為勢(shì)壘金屬層39的材料，可以單獨(dú)或組合使用Ta、TaN、TiN、Mo、MoW或類似物。在透明襯底12上形成底層絕緣層14和勢(shì)壘金屬層39，以便成為基底(其未示出，并對(duì)應(yīng)于根據(jù)第一實(shí)施例的布線結(jié)構(gòu)形成方法中的基底5)，用于形成掃描線16(布線結(jié)構(gòu)6)、柵極31(布線結(jié)構(gòu)6)和底柵極型TFT 19。
接下來(lái)，在基底上，即在勢(shì)壘金屬層39上形成掃描線16和柵極31。這可以與根據(jù)第一實(shí)施例的布線結(jié)構(gòu)形成方法中相同的方式來(lái)進(jìn)行。也就是，在基底上(在勢(shì)壘金屬層39上)，例如，形成基本上由銅構(gòu)成的銅布線層(其未示出，并對(duì)應(yīng)于根據(jù)第一實(shí)施例的布線結(jié)構(gòu)形成方法中的銅布線層4)，作為金屬層。下文中，金屬層被稱為銅布線層。
根據(jù)濺射方法已經(jīng)形成作為膜的勢(shì)壘金屬層39之后，可以連續(xù)形成作為膜的該銅布線層。在該實(shí)施例中，銅布線層的厚度為500nm。然后，銅布線層由閃光管光照射。以這種方式，單純由銅組成或基本上由銅構(gòu)成的銅布線層被加熱，以進(jìn)入熔化、半熔化、或不熔化狀態(tài)。這與根據(jù)第一實(shí)施例的閃光管加熱過(guò)程相同。以該種方式，形成布線結(jié)構(gòu)40。
在已經(jīng)形成上述布線結(jié)構(gòu)40后，將布線結(jié)構(gòu)40和勢(shì)壘金屬層39進(jìn)行處理以理想的布線圖形進(jìn)行蝕刻，以形成用作布線結(jié)構(gòu)6的柵極31和掃描線16，其中布線結(jié)構(gòu)6具有布線結(jié)構(gòu)40和勢(shì)壘金屬層39。
此后，形成柵極絕緣膜32，以覆蓋柵極31和掃描線16。將銅布線層和勢(shì)壘金屬層39處理為以理想的布線圖形進(jìn)行蝕刻。另外，在這些層上已經(jīng)形成柵極絕緣層32后，利用閃光管103執(zhí)行退火工藝(圖2)，由此形成用作布線結(jié)構(gòu)6的柵極32和掃描線16。此時(shí)，理想的是使用諸如氮化硅等具有防止銅擴(kuò)散能力的柵極絕緣膜32的至少一部分。
接下來(lái)，在柵極絕緣膜32上形成半導(dǎo)體層33。詳細(xì)地，在柵極絕緣膜32和未摻雜a-Si層41上順序形成未摻雜a-Si層和n+a-Si層。伴隨著這些膜被構(gòu)圖，以相同的外部形狀形成未摻雜a-Si層41和n+型a-Si層42，然后，在n+型a-Si層42上分別形成源極34和漏極35。通過(guò)將用作源極34和漏極35的鋁層形成為n+型a-Si層42，然后以預(yù)定的圖形蝕刻該鋁層可以形成這些電極。這之后，利用源極34和漏極35作為掩模，通過(guò)蝕刻，將n+型a-Si層位于電極之間的部分去除，并暴露出溝道區(qū)域33a，以形成TFT 19。
接下來(lái)，在柵極絕緣膜32上形成信號(hào)線17，以便電連接至漏極35，并且形成像素電極15，以便電連接至源極34。另外，形成作為膜的鈍化層38以便覆蓋TFT 19、柵極絕緣膜32，和像素電極15，由此形成用于使像素電極15向鈍化層38暴露出來(lái)的開(kāi)口38b。根據(jù)上述步驟，完成在后面的透明襯底12上形成膜的工藝。
根據(jù)本實(shí)施例的布線結(jié)構(gòu)形成方法和半導(dǎo)體形成方法，通過(guò)進(jìn)行短時(shí)的退火，晶粒尺寸可以增大，同時(shí)限制了表面不規(guī)則性的增加。因此，可以獲得具有小的表面不規(guī)則性和低的電阻的布線結(jié)構(gòu)6(掃描線16和柵極31)，以及半導(dǎo)體器件(TFT)19。
在本實(shí)施例的布線結(jié)構(gòu)形成方法和半導(dǎo)體形成方法中，與根據(jù)第一實(shí)施例的布線結(jié)構(gòu)形成方法中一樣，根據(jù)濺射方法，在勢(shì)壘金屬層上連續(xù)形成作為膜的銅布線層。但是，可以提供根據(jù)第二實(shí)施例的布線結(jié)構(gòu)形成方法。也就是，在其上形成了光刻膠膜的勢(shì)壘金屬層上形成籽晶層，處理所得到的膜，使其以預(yù)定圖形暴光/顯影。根據(jù)非電解電鍍方法，在形成的光刻膠膜的光刻膠槽中形成銅布線層，并且釋放光刻膠膜。然后，利用閃光管進(jìn)行退火工藝，以蝕刻籽晶層。利用銅布線層作為掩模，蝕刻勢(shì)壘金屬層。在這種情況下，在蝕刻勢(shì)壘金屬層后，可以利用閃光管進(jìn)行退火工藝。此外，在蝕刻勢(shì)壘金屬層后，根據(jù)非電解電鍍的方法形成覆蓋金屬層，諸如CoB或CoWB，以覆蓋銅布線層的至少一個(gè)表面，以便利用閃光管執(zhí)行退火處理，以防止銅擴(kuò)散。
下文中，參照?qǐng)D14，描述與形成半導(dǎo)體的方法的另一實(shí)施例相關(guān)的本發(fā)明的第四實(shí)施例。本實(shí)施例介紹了制造頂柵極型多晶硅TFT(具有LDD結(jié)構(gòu)的n型TFT)的方法，作為制造半導(dǎo)體器件19的方法。
在本實(shí)施例中，用作半導(dǎo)體器件19的TFT具有用作布線結(jié)構(gòu)6的源極34和漏極35?？梢耘c第一和第二實(shí)施例中形成布線結(jié)構(gòu)6的方法類似的方法形成源極34和漏極35。在第四實(shí)施例中，在這樣的狀態(tài)下獲得基底，其中選擇性地蝕刻?hào)艠O絕緣膜32和層間絕緣層52，以形成接觸孔32a、52a、32b和52b，這些接觸孔朝向源極區(qū)域33b和漏極區(qū)域33c的表面開(kāi)孔。另一結(jié)構(gòu)與上述第三實(shí)施例的結(jié)構(gòu)相同，包括未示出的結(jié)構(gòu)。這樣，相似的組成元件由相似的參考標(biāo)記表示，并且這里省略了重復(fù)的說(shuō)明。
在銅布線層62上應(yīng)用閃光管加熱工藝。閃光管加熱工藝具有的優(yōu)勢(shì)是，由于加熱時(shí)間短，所以可以限制銅布線層62退火時(shí)銅的擴(kuò)散。
根據(jù)上述的過(guò)程，可以獲得具有小的表面不規(guī)則性和低的電阻率的半導(dǎo)體器件19(TFT 20b)。
在上述實(shí)施例中，在底層絕緣層和銅層之間設(shè)置勢(shì)壘金屬層，以提高粘合性，并防止擴(kuò)散。但是，使用包括鎂(Mg)、鈦(Ti)、鉬(Mo)、鉭(Ta)、鉻(Cr)或類似物的銅層，由此在熱處理后，利用在底層和銅層之間形成的勢(shì)壘氧化物層諸如MgO，Ta2O5，可以在不提供勢(shì)壘金屬層的情況下，改善與底層絕緣層的附著性，并防止擴(kuò)散。
根據(jù)本發(fā)明的布線結(jié)構(gòu)形成方法和半導(dǎo)體器件形成方法并不限于制造液晶顯示器的過(guò)程中的布線結(jié)構(gòu)形成方法和半導(dǎo)體器件形成方法。本發(fā)明可以在制造諸如例如無(wú)機(jī)ELD器件或有機(jī)ELD器件的過(guò)程中作為布線結(jié)構(gòu)形成方法和半導(dǎo)體器件形成方法來(lái)應(yīng)用。
在上述實(shí)施例中，已經(jīng)通過(guò)用作布線結(jié)構(gòu)6的掃描線16、柵極31、源極34、和漏極35的例子進(jìn)行了介紹，但是根據(jù)本發(fā)明的布線結(jié)構(gòu)形成方法并不限于這些形成方法。根據(jù)本發(fā)明的布線結(jié)構(gòu)形成方法可以廣泛應(yīng)用于形成信號(hào)線17或其他各種線路、電極、端子或類似物的方法。
另外，盡管在上述實(shí)施例中已經(jīng)通過(guò)TFT 20a和TFT 20b作為半導(dǎo)體器件19的例子進(jìn)行了介紹，但是根據(jù)本發(fā)明的用于形成半導(dǎo)體器件的方法可以廣泛應(yīng)用于各種半導(dǎo)體器件制造方法。
此外，盡管在上述實(shí)施例中已經(jīng)通過(guò)基本上由銅構(gòu)成的銅布線層作為金屬層的例子進(jìn)行了介紹，但是金屬層并不限于基本上由銅構(gòu)成的銅布線層。
對(duì)于本領(lǐng)域技術(shù)人員來(lái)說(shuō)，附加的優(yōu)勢(shì)和修改將是顯而易見(jiàn)的。因此，本發(fā)明在其更寬的方面不限于這里描述和展示的具體細(xì)節(jié)和代表性實(shí)施例。相應(yīng)地，在不脫離后附權(quán)利要求以及它們的等價(jià)物限定的總的發(fā)明概念的精神和范圍的情況下，可以作出各種修改。
權(quán)利要求
1.一種用于形成布線結(jié)構(gòu)的方法，該方法的特征在于包括在襯底上形成金屬層；和通過(guò)用至少一個(gè)閃光管發(fā)射的光照射該金屬層來(lái)使該金屬層退火，由此生長(zhǎng)該金屬層的晶粒。
2.一種用于形成布線結(jié)構(gòu)的方法，該方法的特征在于包括在襯底上形成金屬層；和通過(guò)用至少一個(gè)閃光管發(fā)射的光照射該金屬層來(lái)使該金屬層退火，由此生長(zhǎng)該金屬層的晶粒，其中該至少一個(gè)閃光管發(fā)射的光在300至600nm的波長(zhǎng)范圍內(nèi)具有最大的強(qiáng)度。
3.一種用于形成布線結(jié)構(gòu)的方法，該方法的特征在于包括在襯底上形成金屬層；以布線圖案形狀蝕刻該金屬層，并且形成布線結(jié)構(gòu)圖案；以及通過(guò)用至少一個(gè)閃光管發(fā)射的光照射該布線結(jié)構(gòu)圖案來(lái)使該金屬層退火，由此生長(zhǎng)該金屬層的晶粒。
4.根據(jù)權(quán)利要求1至3中任一項(xiàng)所述的形成布線結(jié)構(gòu)的方法，其特征在于所述光是脈寬被設(shè)置在0.1至10ms范圍內(nèi)的脈沖光。
5.根據(jù)權(quán)利要求1至3中任一項(xiàng)所述的形成布線結(jié)構(gòu)的方法，其特征在于所述金屬層基本上由銅構(gòu)成。
6.根據(jù)權(quán)利要求1至3中任一項(xiàng)所述的形成布線結(jié)構(gòu)的方法，其特征在于，當(dāng)執(zhí)行逐步進(jìn)給和/或反復(fù)進(jìn)給以改變?cè)撘r底和該閃光管之間的相對(duì)位置關(guān)系時(shí)，通過(guò)發(fā)射光來(lái)進(jìn)行所述退火。
7.根據(jù)權(quán)利要求1至3中任一項(xiàng)所述的形成布線結(jié)構(gòu)的方法，其特征在于所述退火包括在該金屬層上形成保護(hù)絕緣膜；和在惰性氣體的氣氛或真空中，從所述保護(hù)絕緣膜發(fā)射光。
8.一種布線結(jié)構(gòu)，其特征在于包括由絕緣體構(gòu)成的襯底；設(shè)置在該襯底上并由閃光管光照射的布線圖案，生長(zhǎng)該布線圖案的晶粒。
9.一種用于形成半導(dǎo)體器件的方法，該方法的特征在于包括在襯底上形成半導(dǎo)體層；在該半導(dǎo)體層上形成絕緣膜；在該絕緣膜上形成金屬層；處理該金屬層，以形成布線結(jié)構(gòu)；和用至少一個(gè)閃光管發(fā)射的光照射該金屬層和該布線結(jié)構(gòu)中的至少一個(gè)，并且進(jìn)行使該金屬層晶粒生長(zhǎng)的退火。
10.一種用于形成半導(dǎo)體器件的方法，該方法的特征在于包括在襯底上形成金屬層；處理該金屬層，以形成布線結(jié)構(gòu)；對(duì)該金屬層和該布線結(jié)構(gòu)中的至少一個(gè)進(jìn)行閃光管退火，并生長(zhǎng)該金屬層和該布線結(jié)構(gòu)中的至少一個(gè)的晶粒；在該布線結(jié)構(gòu)上形成絕緣膜；和在該絕緣膜上形成半導(dǎo)體層。
11.根據(jù)權(quán)利要求9或權(quán)利要求10所述的形成半導(dǎo)體器件的方法，其特征在于所述金屬層基本上由銅構(gòu)成。
12.一種顯示器，其特征在于，在開(kāi)關(guān)電路中設(shè)置根據(jù)權(quán)利要求11所述的半導(dǎo)體器件形成方法制造的半導(dǎo)體器件。
全文摘要
一種形成布線結(jié)構(gòu)的方法包括在襯底(1)上形成金屬層(6)，并且通過(guò)用從至少一個(gè)閃光管發(fā)射的光(103b)照射金屬層來(lái)使金屬層退火，由此生長(zhǎng)金屬層的晶粒。
文檔編號(hào)H01L21/321GK1941325SQ20061014377
公開(kāi)日2007年4月4日 申請(qǐng)日期2006年9月28日 優(yōu)先權(quán)日2005年9月28日
發(fā)明者中村弘喜, 門(mén)昌輝, 青森繁 申請(qǐng)人:株式會(huì)社液晶先端技術(shù)開(kāi)發(fā)中心