[发明专利]布线及其制造方法、包括所说布线的半导体器件及干法腐蚀方法

说明书

本发明涉及一种具有由薄膜晶体管(此后称为TFT)构成的电路的半导体器件及其制造方法。例如，本发明涉及以液晶显示屏板为代表的电光器件，以及安装所说电光器件作为一个部件的电子设备。特别是，本发明涉及一种腐蚀金属薄膜的干法腐蚀方法及具有通过所说干法腐蚀方法得到的锥形布线的半导体器件。

注意，本说明书中，术语半导体器件表示利用半导体特征的一般器件，电光器件、半导体电路和电子设备都是半导体器件。

近些年来，利用形成于具有绝缘表面的基片上的半导体薄膜(厚为几个nm-数百nm)构成薄膜晶体管(TFT)的技术已引起人了们的注意。薄膜晶体管可广泛应用于例如IC和电光器件等电子器件，具体说，将TFT作为像素显示器件的开关元件的研究正迅速发展。

一般说，由于例如Al的易加工性、电阻率及其耐化学性，TFT布线材料经常用Al。然而，在TFT布线用Al时，由于热处理会形成如小丘或须晶等隆起，并且铝原子会扩散到沟道形成区中，造成了TFT无法正常工作，降低了TFT的特性。高耐热性的钨(W)具有5．5μΩ·cm的较低体电阻率，因此可以作为除Al外的布线材料。

另外，近些年来，微加工技术的要求变得更严格。特别是，随着高清晰度和大屏幕液晶显示器的变化，布线加工步骤需要高选择性，线宽需要极严格地控制。

一般布线工艺可以通过利用溶液的湿法腐蚀或利用气体的干法腐蚀进行。然而，从布线的小型化、重复性的保持、废料的减少和成本的降低等方面考虑，就布线加工来说，湿法腐蚀不好，认为干法腐蚀有利。

在通过干法腐蚀加工钨(W)时，一般用SF₆和Cl₂的混合气体作腐蚀气体。尽管在用这种气体混合物时可以在短时间内以高腐蚀速率进行微加工，但很难得到希望的锥形。为了改善形成于布线上的层叠膜的台阶覆盖，根据器件结构，存在着将布线截面制作成想要的正锥形的情况。

本发明的目的是提供一种构图由钨(W)或钨化合物构成的腐蚀层以使截面形成正锥形的干法腐蚀法。另外，本发明的另一目的是提供一种控制干法腐蚀方法以便不管位置如何使整个腐蚀层上具有均匀、任意锥角的方法。此外，本发明再一目的是提供一种利用具有由上述方法得到的任意锥角的布线的半导体器件，及制造该半导体器件的方法。

本说明书中公开的本发明的一个方案涉及一种布线：

所说布线具有钨膜、具有钨化合物作其主要成分的金属化合物膜，或具有钨合金作其主要成分的金属合金膜，其特征在于锥角α为5°-85°。

另外，本发明的另一个方案涉及一种布线：

所说布线具有由选自钨膜、具有钨化合物作其主要成分的金属化合物膜和具有钨合金作其主要成分的金属合金膜的组中的层叠薄膜构成的层叠结构，其特征在于锥角α为5°-85°。

在上述每个方案中，金属合金膜的特征在于，它是选自Ta、Ti、Mo、Cr、Nb及Si和钨中的+种元素或多种元素的合金膜。

另外，金属化合物膜的特征在于，在上述每个方案中它是钨的氮化膜。

另外，为了提高上述每个方案的粘附性，形成具有导电性的硅膜(例如，掺磷硅膜或掺硼硅膜)作布线的最下层。

本发明的一个方案涉及一种半导体器件：

具有由钨膜、具有钨化合物作其主要成分的金属化合物膜或具有钨合金作其主要成分的金属合金膜构成的布线的半导体器件，其中锥角α为5°-85°。

另外，本发明的另一个方案涉及一种半导体器件，包括：

具有由选自钨膜、具有钨化合物作其主要成分的金属化合物膜和具有钨合金作其主要成分的金属合金膜的层叠薄膜构成的层叠结构，其中锥角α为5°-85°。

在上述涉及与半导体的每个方案中，布线的特征在于它是TFT的栅布线。

另外，本发明的一个方案涉及一种制造布线的方法：

一种制造布线的方法，包括：

在底膜上形成金属薄膜的步骤；

在金属薄膜上形成抗蚀剂图形的步骤；

通过腐蚀具有抗蚀剂图形的金属薄膜，形成根据偏置功率密度控制锥角α的布线的步骤。

另外，本发明的另一个方案涉及一种制造布线的方法：

一种制造布线的方法，包括：

在底膜上形成金属薄膜的步骤；

在金属薄膜上形成抗蚀剂图形的步骤；

通过腐蚀具有抗蚀剂图形的金属薄膜，形成根据含氟气体的流速控制锥角α的布线的步骤。

在上述涉及制造布线方法的每个方案中，制造方法的特征在于：

利用由含氟的第一反应气和含氯的第二反应气的混合气构成的腐蚀气体，进行腐蚀；及