CN111615868A - 利用激光化学气相沉积的精细布线形成方法 - Google Patents

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Abstract

公开了一种精细布线形成方法，包括：通过激光化学气相沉积(LCVD)供给包括多种金属元素的源气体，同时在基板形成包括多种金属元素的合金布线的步骤；以及在包括所述合金布线的区域实施激光热处理的步骤。根据本发明的精细布线形成方法，首次通过LCVD方式形成精细布线的同时通过沉积合金在短时间内以窄宽度生长高厚度以达成良好的膜质，通过后续激光热处理修复精细布线内部的膜质缺陷，改善组织密度以及膜质，可提高膜质均匀度与导电稳定性，调节照射宽度与功率强度以及照射方式，在部分熔融的过程中可使图案聚集的同时可将精细布线的线宽降低至2μm以下。

Description

利用激光化学气相沉积的精细布线形成方法
技术领域
本发明的实施例涉及一种精细布线形成方法，更具体地，涉及一种通过激光化学气相沉积(laser chemical vapor deposition，LCVD)形成精细布线的方法。
背景技术
作为现有的精细布线形成方法，可以列举使用激光形成精细图案的激光化学气相沉积(laser chemical vapor deposition,以下简称“LCVD”)方法。
LCVD是指实施激光化学气相沉积时，对基板的相应部位照射激光束，使得在该部分上集中沉积，并使用单一金属材料将布线图案等直接图案化的方法。这种现有方法为了形成布线图案，在要形成布线图案的部位供应包含从钨、钼、铜、铝等中选择的任意一种金属元素的源(source)气体。
在LCVD工艺中形成的布线图案的厚度或宽度、形状、膜质等可以根据在形成布线的LCVD工艺中的真空度、源气体压力、激光功率以及激光束的形状、大小、照射时间、温度条件而有所不同。这些因素，通过现有的LCVD研究或实验而众所周知。
在现有技术中，LCVD主要用作修复布线图案的缺陷部分的方法，但是也可以充分想到使用基于高速化和多重化通过直接图案化方式形成布线。
另一方面，在LCVD中，形成的布线图案是在相对短的时间内快速形成的，因此存在如下问题：构成布线图案的金属膜内的膜质不均匀，经常发生裂缝或空隙，当从垂直于布线形成方向的剖面观察时，中间部分形成凹陷的形状，并且根据布线宽度限制厚度增长量和生长速度等。
然后，上述问题具有如下的局限性：使得在形成高集成化的显示装置或集成电路图案的过程中工艺变难，或需要大量处理时间，或导致相邻图案的短路问题，或难以确保足够的导电性等。
发明内容
(要解决的问题)
本发明是为了解决或减少现有的利用激光化学气相沉积(laser chemical vapordeposition，LCVD)的布线形成方法的问题，目的是提供一种精细布线形成方法，可以在短时间内增厚宽度窄的金属布线的图案以确保所需的导电性。
本发明的另一目的是提供一种精细布线形成方法，修复或减轻影响通过LCVD初步形成的金属布线的膜质内的导电性的缺陷，进而可提高导电性。
本发明的其他一目的是提供一种精细布线形成方法，当以直接图案化方式形成金属布线图案时，通过后续处理过程可将沉积形成时的布线宽度最终降低至2.0μm以下。
(解决问题的手段)
为了解决上述技术课题，根据本发明一方面的精细布线形成方法，包括：通过激光化学气相沉积(laser chemical vapor deposition，LCVD)供给包括多个金属元素的源气体，同时在基板中形成包括多个金属元素的合金布线(以下与合金布线混用)的步骤；以及在包括所述合金布线的领域实施激光热处理的步骤。
在一实施例中，沉积形成的金属布线可主要包括钨(tungsten，W)和钼(Molybdenum，Mo)，例如，总含量为80重量％以上。
特别地，在沉积的金属布线中，钨：钼的重量比可以是20：80至80：20，可以优选为50:50。
作为布线中包括的金属，除了钨(W)、钼(Mo)之外，可以包括具有低电阻率的金属，例如银(Ag)、金(Au)以及铝(Al)。例如，布线可含有3重量％至5重量％的铂金(Pt)。
在一实施例中，实施激光热处理的步骤可以选择性地或集中地加热从布线的表面直到1μm的深度，然后冷却。在这个激光热处理步骤中，加热可以在500℃至650℃的温度环境中进行。
在一实施例中，通过LCVD的精细布线形成和激光热处理可以在相同的场所，在不移动处理空间的情况下改变激光特性执行。
在一实施例中，精细布线形成方法还可包括：切换(zapping)步骤，在所述LCVD合金布线形成步骤之前修复缺陷。在此，所述切换步骤的修复由激光束执行，并且可以通过用于所述LCVD合金布线形成步骤以及所述激光热处理步骤的激光化学气相沉积装置和结合在所述激光化学气相沉积装置上的光学系统和监测装置，实时监测修复工程，并由结合在所述激光化学气相沉积装置的控制装置自动执行。
(发明的效果)
根据上述的本发明的精细布线形成方法，初步形成精细布线之后，通过后述激光热处理除去精细布线的内部裂缝或空隙(void)，特别是，可以缓和利用激光激光化学气相沉积(laser chemical vapor deposition，LCVD)技术形成精细布线时，在排线宽度中间部分发生U形谷的现象，并通过提高组织密度改善膜质，提高均匀性和提高导电性。
根据本发明，具有以下优点：通过在二次激光热处理步骤中调节照射宽度和输出强度，在部分熔融或冷却的过程中图案凝集，精细布线的线宽可以形成为很小，即2.3μm以下，更优先为2.0μm以下；通过去除图案周围的微小颗粒，并将图案周围的杂乱凸出部向布线图案一侧皱折，可以防止短路等的电器故障因素。
附图说明
图1至图3是在根据本发明的精细布线形成方法的一实施例中示出两个方向的剖面，以显示合金布线或包括多个金属的布线的成份比例和通过激光热处理的布线膜质和周围膜质的形状、阶梯覆盖以及大小的聚焦离子束扫描电子显微镜(FIB SEM)照片。
图4至图6是示出用于与本发明进行比较的两个方向的剖面，以显示钨单一金属精细布线中的成份比例和通过激光热处理的布线膜质和覆盖布线的周围膜质的形状、阶梯覆盖以及大小的聚焦离子束扫描电子显微镜照片。
图7是上下对比示出在进行激光热处理之前的合金布线和单一金属布线的剖面照片。
图8是示出对比本发明一实施例的合金布线的热处理前后状态的一示例照片。
图9是用于说明该合金布线的热处理评价结果的图表。
图10是将该合金布线的热处理评价结果图示性示出的图面。
图11是示出合金布线热处理前后的变化的图面。
图12a至12d是用于说明根据本发明的精细布线形成方法的合金布线的热处理过程的参考图。
图13是示出在根据本发明另一实施例的精细布线形成方法可采用的合金材料的成份比例的图面。
图14是对比示出利用图13的合金材料的精细布线形成方法的热处理前后的合金布线状态的示例图。
图15是用于说明图14的合金布线的热处理评估结果的图表。
图16是将图14的合金布线的热处理评估结果图示性示出的图面。
图17是示出图14的合金布线的热处理后的状态的图面。
图18是示出在根据本发明其他一实施例的精细布线形成方法可采用的合金材料的成份比例的图面。
图19是示出用于与本发明实施例进行比较的单一金属布线的材料成分的图表。
图20是对比示出使用图19的利用单一金属布线的精细布线形成方法的热处理前后的布线状态示例图。
图21是用于说明图20的单一金属布线的热处理评价结果的图面。
图22是将图20的单一金属布线的热处理评价结果图示性示出的图面。
图23是示出包括放大显示图20的单一金属布线的热处理前后的变化的电子显微镜照片的图面。
图24是示出图20的单一金属布线的热处理之后的厚度变化的示例图。
具体实施方式
首先，只要未在本说明书有不同的定义，则包括技术或者科学性用语在此使用的所有用语包括与被本发明所属技术领域具有通常知识的技术人员常规理解的相同的意思。诸如通常使用并且在词典定义的用语应解释为与相关技术的文章中意思一致，只要未在本说明书中明确定义，则不得解释为理想性的或者过度形式性的意思。
以下，参照附图详细说明本发明的优选实施例
本实施例的精细布线形成方法包括如下的一系列的步骤：在基板形成精细布线的第一步骤；以及利用激光热处理布线的第二步骤。
具体地说，在第一步骤中，在基板形成具有2.5微米(μm)以内的线宽的精细布线图案。精细布线图案可在基板形成单层结构或者通过层叠过程形成复层或多层结构。在制造的电子零部件元件中精细布线图案被氧化膜或者氮化膜的绝缘层覆盖。
对于布线，将钨(tungsten,W)与钼(Molybdenum,Mo)作为主要材料，包含85重量％以上。布线材料还可包含：银(Ag)、铜、金(Au)、铂金(Pt)、铝(Al)或者在这些组合中选择的至少一种材料。用这种布线材料形成的精细布线图案在沉积过程中包含碳原子或者氧原子。
作为合金布线使用了钨:钼重量比为50:50构成的源气体。成为钨布线材料的源气体可使用由W(CO)6表示的六羰基钨。
在本实施例中，为了形成精细布线使用了LCVD，将用于形成精细布线图案的激光照射于基板的相应位置，同时在该位置周边供应源气体。
作为源气体可使用如下的供应的气体：将包含钨的气体与包含钼的气体储存在单独的金属罐(carnister)的同时通过独立的流量调节器(MFC)调节量，同时通过独立的管线供应，之后在管线的结尾部分以混合排管中混合的状态供应或者在中间设置用于混合的诸如储存罐(reserve tank)的空间并以混合的状态供应或者最开始在气体储存金属罐混合两种源气体进行供应
激光变成通过狭缝或者掩膜的同时具有预定的形状、大小以及光强度分布的激光，其中狭缝或者掩膜是为了按照在基板待形成的线宽而形成光束整形(beam shaping)而设置的，在基板运送中与基板相对移动，同时照射基板相应的部位或者区域。
在工艺过程中连续供应气体，而基板可在放置基板的运送工具上以x、y轴方向平面移动。
在第二步骤中，与利用LCVD技术将上述特定的金属材料形成精细布线图案之后执行常规的热处理的上述说明不同，是为了提高附加性的性能而执行热处理。
激光是用连续激光(CW LASER)以每秒3微米的速度两次反复扫描照射以基板为基准的线宽为2微米、长度为50微米的精细图案，结果得到进行激光热处理的精细布线图案。
当然，也有其他方式的激光热处理。假设，在第二步骤中使用的激光在光束形成过程中形成比精细布线线宽大1微米的线宽，且激光照射相比于连续照射也可以用脉冲方式进行照射。但是，应该适当调节功率，以使温度从精细图案表面至预定深度保持适当的温度范围。
激光热处理是将从布线的表面至1μm的深度加热并保持在500℃至650℃的温度范围内之后可进行冷却。冷却可以是缓慢冷却至常温，但是也可通过冷却剂快速冷却。
激光热处理是不更换工艺进行空间，而是在相同位置以原位方式(in situ)进行。但是，要使用与调节光路用于LCVD的激光具有不同功率以及照射程序的激光进行所述激光热处理。
另外，虽然未在以上详细说明，但是在本实施例中还可包括在对精细布线图案实施激光热处理之前实施切换(zapping)作为激光修复加工的一种去除有问题部分提高精细布线图案的导电性的具体步骤。切换可以是为了修正合金布线的黑斑缺陷而进行的，也可通过热风、微波或者这些的组合进行改善的切换作业，但是在这种环境下优选为是以原位便于进行激光处理
在这种切换中，加强在激光热处理时使用的激光的功率或者增加周期以在增强瞬间功率的状态下使用，也可使用另外的激光源。
通过所述第二步骤可提高精细布线的组织密度与导电性、稳定性。在此，布线膜的性能可包括降低电阻分散、降低平均电阻、缩小沉积线宽、提高内部膜均匀性和去除裂缝的综合性能。
图1至图3是在根据本发明的精细布线形成方法的一实施例中示出两个方向的剖面，以显示合金布线或包括多个金属的布线的成份比例和通过激光热处理的布线膜质和周围膜质的形状、阶梯覆盖以及大小的聚焦离子束扫描电子显微镜(FIB SEM)照片；图4至图6是示出用于与本发明进行比较的两个方向的剖面，以显示钨单金属在精细布线图案中的成份比例和通过激光热处理的布线膜质和覆盖布线的周围膜质的形状、阶梯覆盖以及大小的聚焦离子束扫描电子显微镜照片。
这两种精细布线在除了使用不同的源气体以外实际上是在相同的条件下形成的，通过图1可以知道合金布线的成分具有3.41质量％的碳、5.68质量％的氧、43.22质量％的钨、3.61质量％的铂金和44.09质量％的钼；通过图4可以知道单一金属布线成分具有1.8质量％的碳、1.55质量％的氧、96.65质量％的钨。
对于合金布线中的钨与钼的含量比，综合考虑膜质与电阻等特性，优选质量比为5:5，原子摩尔比为2:8，并且通过实验可以确认到质量比在2:8至8:2范围内的布线膜质优秀并且可保持不变。
通过实验以及测量可以知道合金布线的整体电阻水准为100欧姆、沉积厚度为1800nm～2040nm，厚度偏差大致是10％，阶梯覆盖状态没有裂缝，而且膜特性非常缜密也没有空隙(void)，在激光热处理之后的实际线宽是2微米左右。
与此相比，单一金属布线的整体电阻水准为100欧姆，沉积厚度为528nm～1080nm，厚度偏差大约是50％，阶梯覆盖状态是没有裂缝，膜特性是缜密度相对较低以及存在空隙(void)，激光热处理之后的实际线宽是2.5微米左右。
这两种金属布线的最大区别在于，合金布线的线宽相比于单一金属布线，线宽作为2微米比2.5微米小20％，而且膜特性更加精密也没有空隙，据此在诸如高度集成化的LCD(liquid crystal display)或者OLED(organic light emitting diode)的显示装置形成布线的布线形成装置中能够形成具有稳定的导电性以及膜特性的同时线宽窄能够更加提高集成度的布线。
对于这种区别，通过分别上下比较在激光热处理之前的合金布线(参照图7的(a))与单一合金布线的剖面照片(参照图7的(b))的比较结果与热处理之后的FIB SEM照片(图3：本实施例；图6：比较例)的比较，可以知道在通过LCVD首次形成布线图案时，钨以及钼合金布线侧在数微米左右的线宽下可快速形成厚度更加高的膜，以及诸如空隙或者裂缝等降低膜均匀性的缺陷出现以及存在的概率降低可形成更加缜密以及优秀的膜质。
如果，在单一金属布线中实施LCVD并且激光热处理之前步骤的线宽本身增加到4.5微米左右，但是与此相比厚度的生长速度比合金布线慢，因此就算线宽大，但是在相同的沉积时间内剖面面积的生长则更小。结果，在这一状态下在将布线图案激光热处理之后，线宽在整体目标的2微米基础上再增加0.5微米，而剖面面积则比合金布线更小，因此电阻变大的概率变高。但是，实际测量电阻同样是100欧姆，这是因为钨金属的电阻率或单位面积电阻小于钨钼50:50重量比合金的电阻率或单位面积电阻。
然后，布线膜质通过图2、3与图5、6的比较即刻可以知道，合金布线侧正在形成裂缝少空隙(void)也少的更加缜密的膜质。通过图2以及图5的比较，布线膜厚度的厚度偏差也是合金布线侧更加均匀偏差较少，由此能够轻易想到降低工艺不良带来的概率，提高制作出的产品的导电稳定性。因此，可以预测到即使合金布线与单一金属布线的电阻值单纯相同，但是占据电气性特性一部分的稳定性、可靠性是合金布线侧更加优秀。
以下，参照附图更加详细说明，对于通过本发明的几个附加实施例的精细布线形成方法形成的合金(Alloy)布线与由单一金属材料形成的钨布线(W)，在电阻、电阻分散、剖面状态、线宽、热处理效果等方面准确比较激光热处理前后的测量值或者性能。
图8是示出对比本发明一实施例的热处理前后的合金布线的状态的一示例照片；图9是用于说明该合金布线的热处理评价结果的图表；图10是将该合金布线的热处理评价结果图示性示出的图面。
在本发明的实施例中，为了提高首次形成的精细布线的性能，执行了激光热处理，在执行激光热处理之前以及之后的精细布线图案的外观与图8示出的相同。在图8中，相比于激光热处理之前的精细布线图案，激光热处理之后的精细布图案体现出线宽缩小等优秀的性能。
如图9所示，对于形成在基板的合金布线进行7次实验的结果如下：在激光热处理之前，即切换之后测量的平均电阻平均为约107.29Ω，而在激光热处理之后的平均电阻变为约94.29Ω。最大降低约19Ω，最小降低约13Ω。
另外，如图10所示，在大部分的实验例中，沉积(deposition,depo)线宽从3.3μm降低至2.3μm，减少1.0μm左右。平均电阻是从107Ω降低至约94Ω，降低约13Ω左右。然后，电阻分散从约6.9Ω降低至约4.9Ω，降低约30％左右。
如上所述，对于本实施例的激光热处理之后的合金布线的性能，可以确认到都比激光热处理之前或者现有的其他热处理执行之后的合金布线的性能更加优秀。
图11是示出合金布线热处理前后的变化的图面。
根据附图，在通过本实施例的精细布线形成方法利用合金材料形成布线之后，可以确认到从因为激光热的热处理效应导致合金布线不稳定的状态转变为稳定的状态，从而内部膜质的密度增加。
即，如图11所示，在未适用合金布线的热处理时，可确认到在布线中间部分形成U形状的沟渠(参照A1)，但是在适用热处理之后可确认到在对应的布线中间部分U形状的沟渠消失(参照A2)。另外，可以确认到在未适用合金布线的热处理时在50％或者2个中的1个实验对象的精细布线内部出现裂缝(crack)(参照B1)，但是在适用热处理之后在对应的精细布线内部裂缝被全部消除(参照B2)。
图12a至12d是用于说明根据本发明的精细布线形成方法的合金布线的热处理过程的参考图。
参照图12a至图12b，本实施例的精细布线形成方法包括激光热处理过程。激光热处理过程是在各种精细布线图案中将特定精细布线对准激光焦点(参照图12a)，在已设定的温度环境下进行预热(参照图12b)，在预热动作之后随即或者预定时间以内，或者在预热温度降低到预定温度以下之前(参照图12c)，在高于在预热温度的高温环境下用激光束加热。激光束按照特定精细布线可具有圆形剖面形状(参照图12d)。
激光束的加热可在基板上面侧或者下面侧照射激光束执行。在本实施例中，在三个精细布线图案中对准中央的精细布线照射具有圆形剖面的激光束(参照图8d)。在这一情况下，作为优先实施例，用于激光热处理的激光束可照射于布线表面。激光束在500℃至650℃的温度环境下从布线表面可选择性加热至1μm的深度。
图13是示出在根据本发明另一实施例的精细布线形成方法可采用的合金材料的成份比例的图面。
参照图13，本实施例合金布线的材料可包含钨(W)和钼(Mo)。用这种合金材料在基板形成的精细布线图案还可包含相对少量的碳原子(C)、氧原子(O)等。
如表1示出对布线材料的构成元素的含量。
表1
元素 Wt％ At％
C(CK) 02.53 15.74
O(OK) 04.93 23.00
W(WM) 28.90 11.73
Mo(MoL) 63.64 49.52
如表1所示，本实施例的包括在合金布线的元素含量比可以是28.90重量％的钨、63.64重量％的钼、4.93重量％的氧和02.53重量％的碳。另外，在表1将各元素的重量％(Wt％)换算为At％表示。用于上述的合金布线的合金材料可对应于钨(W)与钼(Mo)的含量比(以重量％为基准)约3:7的情况。利用这种合金材料，在基板形成精细布线团之后执行激光热处理，可提高布线性能。
图14是对比示出利用图13的合金材料的精细布线形成方法的热处理前后的合金布线状态的示例图。图15是用于说明图14的合金布线的热处理评估结果的图表。图16是将图14的合金布线的热处理评估结果图示性示出的图面。图17是示出图14的合金布线的热处理后的状态的图面。
本实施例的合金布线的材料是将钨(W)与钼(Mo)按照记载的顺序以重量％为基准可含有2:8或者8:2。为了提高精细布线性能，在本实施例中执行激光热处理。
在激光热处理执行之前以及之后的精细布线图案的外观与在图14示出的相同。在图14中，相比于激光热处理之前的精细布线图案，在激光热处理之后的精细布线图案体现出线宽缩小等优秀的性能。
另外，如图15所示，对形成在基板的合金布线进行5次实验的实验结果如下：切换之后执行激光热处理之前测量的电阻平均约108.6Ω，但是在激光热处理之后测量的电阻平均约99.4Ω。最大降低约19Ω，最少约降低约5Ω。
另外，如图16所示，在大部分的实验例中，沉积线宽(deposition,depo)从3.4μm降低至2.3μm，降低了1.1μm左右。平均电阻是从约109Ω降低至约99Ω，降低了约10Ω左右。但是，电阻分散从约4.9Ω变为约5.9Ω，增加约20％左右。
如上所述，可以确认到本实施例的激光热处理之后的合金布线的部分性能比激光热处理之前或者执行其他热处理之后的合金布线的性能部分性地优秀。尤其是，如图17所示，可以知道激光热处理之后的膜质比单一钨布线的激光热处理之后的膜质(参照图6)相对更加优秀。
另一方面，在本实施例的变形例中，钨(W)与钼(Mo)的含量比(以重量％为基准)以记载的顺序为7:3的情况也进行了实验。结果，可确认到体现出与具有上述3:7的含量比的合金材料类似的布线性能。另外，对钨(W)与钼(Mo)的含量比(以重量％为基准)为8:2的情况与2:8的情况也进行了实验。结果，可以确认到体现出与具有上述3:7的含量比的合金材料类似的布线性能。
根据上述的实施例，可以知道根据本实施例的精细布线形成方法与记载钨与钼含量比的顺序无关地只要在20至80重量％以及80至20重量％范围内都体现出优秀的布线性能。
以下，对于在合金材料添加特定元素的情况进行说明。
图18是示出在根据本发明其他一实施例的精细布线形成方法可采用的合金材料的成份比例的图面。
参照图18，本实施例的合金布线的材料可包含钨(W)与钼(Mo)。另外，布线材料还可含有固定含量的铂金(Pt)。使用这种合金材料在基板形成精细布线的图案还可包含相对少量的碳原子(C)、氧原子(O)等。
如表2示出对所述布线材料的构成元素的含量。
表2
元素 Wt％ At％
C(CK) 03.74 25.81
O(OK) 03.59 18.59
W(WM) 48.27 21.77
Pt(PtM) 10.34 04.40
Mo(MoL) 34.06 29.43
如表2所示，本实施例的合金布线含有的元素的含量比可以是48.27重量％的钨、34.06重量％的钼、10.34重量％的铂金、3.59重量％的氧和03.74重量％的碳。在表2中，各个元素的重量％(Wt％)也换算为At％表示。另外，在表2中布线材料含有的元素的含量比可通过矩阵校正(matrix correction)或者ZAF校正测量或者计算。矩阵校正(matrixcorrection)或者ZAF校正包括由利用电子扫描显微镜(scanning electron microscope,SEM)等的X线光谱分析(energy dispersive spectrometer,EDS)生成的根据试料的元素X线的量有所不同的定量结果的错误。
如上所述的合金布线材料可对应于钨(W)与钼(Mo)的含量比(以重量％为基准)约5:3.5的同时含有其他金属(例如，铂；约10重量％)的情况。在利用这种合金布线材料的情况下，在基板形成精细布线图案之后执行激光热处理也可提高布线的性能
以下，对于比较例的单一金属布线的情况进行说明。
图19是示出用于与本发明实施例进行比较的单一金属布线的材料成分的图表。
参照图19，可使用与精细布线图案的单一金属布线的材料可包含钨(W)。使用单一钨材料在基板形成精细布线图案还可包含少量的碳(C)、氧(O)等的元素。
如表3示出所述钨布线材料的元素的含量。
表3
元素 Wt％ At％
C(CK) 03.04 27.77
O(OK) 02.30 15.74
W(WM) 94.66 56.49
图20是对比示出使用图19的利用单一金属布线精细布线图案形成方法的热处理前后布线状态的示例图。图21是用于说明图20的单一金属布线的热处理评价结果的图面。图22是将图20的单一金属布线的热处理评价结果图示性示出的图面。如图20示出对比使用单一钨材料在基板形成精细布线图案之后执行激光热处理之前与执行之后的精细布线图案状态。如图20所示，可以知道激光热处理之后的精细布线图案的线宽相较于激光热处理前的精细布线图案的线宽有所减少。
另外，如图21所示，对单一钨材料布线进行7次实验的结果如下：在激光热处理前测量到的预定长度的各个精细布线图案的电阻是62、73、63、78、82、73、75(Ω)，其平均为约72.29Ω；激光热处理之后测量的电阻按照记载顺序是60、62、51、72、77、58、57(Ω)，其平均为约62.71Ω。在7次的实验结果中，确认到精细布线图案的电阻最大降低17Ω以及最少降低2Ω，偏差很大。
另外，如图22所示，确认到沉积(deposition,depo)线宽从4.5μm降低至2.5μm，缩小了2.0μm左右。确认到平均电阻是从约72Ω降低至约62Ω，降低约10Ω。然后，电阻分散从约7.4Ω变成约9.0Ω，增加约18％左右。
图23是示出包括放大显示图20的单一金属热处理前后的变化的电子显微镜照片的图面。图24是示出图20的单一金属布线热处理之后的厚度变化的示例图。
在单一钨布线中也适用本实施例的精细布线形成方法可得到固定的效果。如图23所示，在未适用单一钨布线的热处理时，可确认到在布线中间部分形成U形状的沟渠(参照A1)，但是在适用热处理之后可确认到对应的布线中间部分U形状的沟渠形状变成凸出的形状后消失(参照A2)。另外，可以知道在适用合金布线的热处理时在约17％或者6个中的1个左右出现裂缝(crack)(参照B1)，但是在适用热处理之后对应的布线内部裂缝消除(参照B2)。
在上述的情况下，执行修正单一钨布线的黑斑缺陷的切换(zapping)作业，可将平均电子从150Ω首次降低至72Ω，之后通过激光热处理将平均电阻从72Ω再降低至62Ω。
如上所述，利用单一钨材料的精细布线图案的情况，与本发明的实施例类似，可以知道通过由激光热产生的物理性质变换效果钨布线从不稳定状态(A1)转换为稳定的状态(A2、B2)，据此增加内部膜质密度。
另外，对于单一钨布线适用本发明的激光热处理的情况下，布线的线宽从约4.5μm可降低至约3.06μm至约2.5μm(参照图24)。但是，相比于形成合金布线的情况，线宽大以及厚度方向的沉积受限，因此限制形成的布线的剖面面积的大小，并且在膜质相对出现空隙(void)或者裂缝的可能性大。
上述的激光热处理包括将激光束聚光到聚光透镜之后用扫描仪或者基座扫描布线表面的方式，但是不限于此。为了提高激光热处理效率，中间放置基板由反射镜形成的反射激光束热处理多个精细布线或者线形状的精细布线。
利用上述的实施例的精细布线形成方法，具有如下的优点：提高形成在基板的精细布线的组织密度，降低单位电阻，可将线宽降低至2μm左右的水准。另外，还具有如下的优点：去除形成在精细布线的中间部分的U形状的沟渠，能够去除在布线内部产生的裂缝，可将布线的线降低小至2.3μm。
另外，实现上述的精细布线形成方法的精细布线形成装置与控制激光气相化学沉积装置的动作的第一控制装置结合成一体，或者可包括与第一控制装置网络连接的第二控制装置。在这一情况下，第一或者第二控制装置可包括在具有逻辑电路的编程逻辑控制器、微电脑、计算设备等选择的至少一种。在此，计算设备可包括处理器和存储器，处理器可以是运行并搭载保存在存储器中的程序或软件模块，以通过软件模块的功能实现精细布线形成方法。另外，软件模块可包括：LCVD合金布线形成模块，通过激光化学气相沉积(LCVD)供应包括多个金属元素的源气体的同时在基板形成包含多个金属元素的合金布线；激光热处理模块，在包含合金布线的区域实施激光热处理；以及切换管理模块，控制切换(zapping)过程，切换过程用于在形成LCVD合金布线之前修复布线上的缺陷。
在上述的情况下，切换管理模块根据通过激光化学气象沉积装置、结合于所述激光化学气象沉积装置的光学系与监测装置实时监测切换工艺的结果可通过激光化学气相沉积装置自动执行切换工艺。为了控制切换工艺，切换管理模块通过控制结合于激光化学气相沉积装置的结构部，可执行源气体的选择、注入量的控制、激光发生装置的控制、光学系的控制等。
以上参照本发明的优选实施例进行了说明，但是该技术领域的熟练的技术人员应该理解为在不超出权利要求的范围记载的本发明的思想以及区域的范围内可对本发明进行各种修改以及改变。

Claims (6)

1.一种精细布线形成方法，包括：
激光化学气相沉积合金布线形成步骤，通过激光化学气相沉积供给包括多种金属元素的源气体，同时在基板形成包括多种金属元素的合金布线；以及
激光热处理步骤，在包括所述合金布线的区域实施激光热处理。
2.根据权利要求1所述的精细布线形成方法，其特征在于，
所述合金布线是钨和钼之和的含量为80重量％以上，且
按重量计算时，钨：钼的比例在20：80至80：20的范围内。
3.根据权利要求1或2所述的精细布线形成方法，其特征在于，
在所述合金布线中，在银、金、铂金及铝中的至少一种含有3重量％至5重量％。
4.根据权利要求1或2所述的精细布线形成方法，其特征在于，
在所述激光热处理步骤中，将从所述合金布线的表面到1μm的深度以500℃至650℃的温度范围集中加热后冷却。
5.根据权利要求1或2所述的精细布线形成方法，其特征在于，还包括：
切换步骤，在所述激光化学气相沉积合金布线形成步骤之前修复缺陷。
6.根据权利要求5所述的精细布线形成方法，其特征在于，
所述切换步骤的修复通过激光束执行，并且
通过用于所述激光化学气相沉积合金布线形成步骤以及所述激光热处理步骤的激光化学气相沉积装置和结合于所述激光化学气相沉积装置的光学系和监测装置实时监测修复工艺，并由结合于所述激光化学气相沉积装置的控制装置自动执行。
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