技術(shù)課程銅制簡介

銅制程簡介課程內(nèi)容課程目標(biāo)掌握-銅制程與鋁制程的差異點了解-銅制程材料的反應(yīng)原理1.Array銅制程的必要性15min2.CuEtchant及制程介紹10min3.CuStripper及制程介紹10min4.Summary

5minPart1.ArrayCu制程必要性Part1.ArrayCu制程必要性TFT-LCD結(jié)構(gòu)簡圖：TFT-LCD:薄膜晶體管液晶顯示器（Thinfilmtransistor

LiquidCrystalDisplay）ViaholeGateDrainPixelSourceCrossTFT-LCD像素電極結(jié)構(gòu)：Part1.ArrayCu制程必要性1.盛水量=電荷量(Q)為固定值(對每個灰階)->多出的水無法流入容器2.電荷量(Q)由外加的驅(qū)動電壓(V)決定

->電荷量(Q)=電容(C)電壓(V)

->TFTLCD是使用電壓控制Pixel上灰階大小3.另外,由電荷量(Q)=電流(I)閘極on時間(t)->在固定時間內(nèi)需達(dá)到所需電荷量

->決定TFT能力的好壞水龍頭打開時間=閘極on時間(t)盛水量=電荷量(Q),對每個灰階為固定值.

->多出的水無法流入容器低水量(V1)中水量(V2)高水量(V3)暗亮水流量≒電流(I)水流量由管子(dataline)的管徑及管內(nèi)流速決定Part1.ArrayCu制程必要性Gate線截面形貌

切口位置GateP-SiNxG-SiNxMoAlMetal1Part1.ArrayCu制程必要性Driver線截面形貌

切口位置DriverP-SiNxMetal2MoAlMoPart1.ArrayCu制程必要性TV用

Display是往大型化,高畫質(zhì),高功能化

(UltraDefinition,3D,Smart)發(fā)展.要提升產(chǎn)品的特性，

ArrayDesign(Gate/Data設(shè)計)很重要.客戶需求

(TV大型化,高畫質(zhì),高功能化

)55”SmartTV32”46”3DLCD性能適用工程L/C電氣,光學(xué)特性TFT性能Capacitor大小Gate/Data布線

客戶的需求

(3D,SmartTV)Panel大小,分辨率增加

(Full-HD)TFT結(jié)構(gòu),工程

MarginV-T特性,V.H.R(voltageholdingratio)Mobility,Cg,W/LClc,Cs大小RC-Delay

非電阻,厚度,線寬TFT-LCDArrayDesignParameter產(chǎn)品開發(fā)Part1.CuProcess必要性LCDTV尺寸別分辨率ResolutionTV

尺寸32”37”42”~46”55”~60”82”1366×768(HD)1920×1080(Full-HD)3840×2160(4K*2K,UD)PremiumTV產(chǎn)品群Cu布線

需要適用Cu布線+Oxide.60hz120hz,240Hz240hz240hzAl布線120hz大型和高畫質(zhì)等

Premium級TV市場Business正不斷地增長.

為了滿足這些客戶的需求，必需適用低電阻布線制程.7680×4320(8K*4K)55”4K×2K,SheetResistance0.085?/□基準(zhǔn)，設(shè)計Gate布線時

Al:3300?,Cu:2200?Part1.CuProcess必要性分辨率別像素數(shù)及

WritingTime隨著分辨率越高畫面尺寸越大，GateLine數(shù)就會增加GateLine長度也會增加.Gate是將輸入的信號依次驅(qū)動，因此會引發(fā)信號傳達(dá)延誤等問題。區(qū)分分辨率像素排列WritingTime(60Hz)畫面大小Monitor&NotebookVGA640*48034?以下9.4”,10.4”SVGA800*60027?以下10.4”,12.1”XGA1024*76821?以下14.1”,15.0”SXGA1280*102416?以下17.0”,18.1”UXGA1600*120013?以下21.3”,30.0”TVHD1366*76821?以下26.0”,31.5”FullHD1920*108011?以下36.5”,46.0”UD3840×21601.92?(240Hz)70.0”,82.0”1st2nd3rd767th768thLinebyLine依次驅(qū)動GateDriveIC時間

(t)[GateScanPulse]…….

※WritingTime:從選定處理信號發(fā)生后開始到完全傳達(dá)完畢為止的時間.Part1.CuProcess必要性信號方向Black畫面標(biāo)示

(亮度變化)由于TFTWritingError，發(fā)生Shading現(xiàn)象.設(shè)計信號布線時

RC-DelayTime是WritingTime的20%以內(nèi).“A”“B”TonNoWritingErrorHigh充電率

(100%)

WritingErrorLow充電率RC-DelayTon※SVGA(800*600)Ton=27?/DesignRule:RC<20%ofTonRC-Delay<5?

Whycopper？Part1.CuProcess必要性成分及作用反應(yīng)機理Cu/AlEtchant比較制程特性Part2.CuEtchant及制程介紹CuEtchant的主要成分及作用如下：

H2O2-金屬Cu的主蝕刻成分

HF-金屬Mo的主蝕刻成分

螯合劑-與金屬離子生成金屬螯合物防止H2O2分解的過快

抑制劑-ForProfile的控制其它-添加劑和水Part2.CuEtchant及制程介紹-成分及作用CuEtchant反應(yīng)機理如下：Part2.CuEtchant及制程介紹-反應(yīng)機理ItemAlEtchantCuEtchant成分H3PO4，HNO3，CH3COOHH2O2，HF，添加劑EMS監(jiān)控并控制酸濃度，及時補充硝酸和醋酸目前僅監(jiān)控Cu+和H2O2濃度也可增加補充添加劑功能ProcessTemp30~60℃27~35℃LayerMo、AlMo、CuTaper20~30°40~60°LifeTime長短（制程中Cu+4000ppm/24Hr），低溫保存1Month安全性要求中高（有爆炸風(fēng)險）GlassDamage無輕微其它可能有MoUndercut可能有MoResidue，MoTailCu蝕刻機臺與Al蝕刻機臺可共用，有相同的蝕刻模式（Spray、Dip、Puddle，CSOT為Spray和Puddle）和機臺配置（EUV，Etch槽，Rinse槽，AK等），兩者不同的方面比較如下Part2.CuEtchant及制程介紹-Cu/AlEtchant比較CuEtchant因金屬和Chemical特性有以下制程特性：工藝要求：

MoTHK100~300條件下無MoResidue，MoTail<0.1um，Taper30~60°，GlassDamage<2A/s成本要求：因原料成本等，Cu蝕刻液價格較貴，且因廢水廢液處理的費用，整個蝕刻相關(guān)

的RunningCost明顯高于Al安全性能：除腐蝕刺激毒性外，因H2O2分解過快有爆炸風(fēng)險，安全等級要求很高，如遇異

常，請按現(xiàn)場MSDS處理Part2.CuEtchant及制程介紹-制程特性Taper/MoTailOKMoResidueFree成分及理化特性Stripper原理Cu/AlStripper比較制程特性Part3.CuStripper

及制程介紹CuStripper液的主要成分及作用（以韓系LGC-Diz200及Dongjin-3300c為例）：

Amine-切斷PR中PAC等長鏈不溶物

Solvent-溶解切斷后PR中的小分子

Additive-Metal腐蝕抑制Part3.CuStripper及制程介紹-成分及理化特性以DIZ200為例的成分說明物理化學(xué)特性Stripper原理：Al/CuStripper剝離過程基本都分為Swelling（澎潤）→Cutting（分子切斷）→Solving（溶解）等三個步驟。DMSOMEAPRFilm①初期狀態(tài)②膨潤·界面浸透③溶解成分作用：Part3.CuStripper及制程介紹-Stripper原理添加劑作用：防止Cu/Mo腐蝕，改善配線阻抗及層間接觸腐蝕原理：1.Mo/Cu金屬電勢差異→電池反應(yīng)；2.NH2-與Cu2+可生成配位化合物→Cu腐蝕發(fā)生Cu2+提供空軌道，(RNH2)4提供配位電子→Cu/RNH2配合物Part3.CuStripper及制程介紹-Stripper原理Cu/AlStripper比較：MetalDamage

SEM照片比較：Part3.CuStripper及制程介紹-Cu/AlStripper比較制程特性：工藝要求：對下層Metal無腐蝕，無PR殘留成本要求：價格低廉/可回收產(chǎn)能要求：快速去除PR→降低EQTactTime，提升產(chǎn)能安全要求：高閃點，不易燃燒/爆炸Part3.CuStripper及制程介紹-制程特性無MetalDamage無PRResidueFunctionIssueActionPVD1.Rs:0.04?/?,

5500?2.Splash3.Cufilm氧化4.Al

yieldbyCutarget1.Optimize

processcondition2.Pre-sputtering最佳化3.Q-time管理4.驗證Cu&Altarget共用機臺WetEtch1.CuTaper，Moresidue,tail,undercut2.Uniformitycontrol(CDBias,Taper)1.G4.5先行驗證etchant

ENF2.OptimizeetchingconditionStrip1.Cu&Mometaldamage2.Mura,PRresidue,strippingparticle3.Al

yieldbyCustripper1.Optimiz