湿法刻蚀条件对TFT中Cu电极坡度角和均一性的影响及工艺参数优化

第53卷第2期表面技术
2024年1月SURFACE TECHNOLOGY·213·
湿法刻蚀条件对TFT中Cu电极坡度角和
均一性的影响及工艺参数优化
刘丹1,2，陈国良2，黄中浩2，方亮1,3*，
李晨雨2，陈启超2，吴芳1，张淑芳4
（1.重庆大学 物理学院 软凝聚态物理及智能材料研究重庆市重点实验室，重庆 400044；
2.重庆京东方光电科技有限公司，重庆 400714；
3.重庆大学 溧阳智慧城市
研究院，江苏 溧阳，213300；4.重庆电子工程职业学院，重庆 401331）
摘要：目的在高世代薄膜晶体管（Thin Film Transistor, TFT）产线的栅极刻蚀制程，明确大气压等离子体（Atmosphere Pressure Plasma, APP）清洗功率、清洗时间及刻蚀时间对刻蚀性能(关键尺寸偏差、均一性、坡度角)的影响规律，并获得最佳工艺条件，进而提升良率。

方法以APP清洗功率、清洗时间和刻蚀时间为影响因素，以关键尺寸偏差（CD Bias）、均一性、坡度角作为因变量，开展正交试验，明确因素影响重要性顺序；然后，对Cu电极坡度角的形成和刻蚀均一性变化进行分析；最后，采用回归分析获得刻蚀性能与刻蚀时间的函数关系式。

结果结果表明：刻蚀时间对刻蚀性能的影响最大，对APP清洁时间和功率的影响较小。

刻蚀时间延长，关键尺寸偏差（CD Bias）增加、均一性变差、坡度角变大。

为改善均一性和平缓坡度角，应缩短刻蚀时间。

最佳工艺组合为：刻蚀时间85 s，APP电压9 kV，APP传输速度5 400 r/min。

结论刻蚀时间延长，未被光刻胶覆盖的Cu膜层被完全刻蚀，形成台阶，该台阶使刻蚀液形成回流路径。

沿着回流路径，刻蚀液浓度、温度逐渐下降，刻蚀均一性由此恶化，坡度角因此增加。

采用回归分析得到的刻蚀性能与刻蚀时间的函数关系式，为预测刻蚀效果和优选刻蚀时间提供了依据。

关键词：薄膜晶体管；湿法刻蚀；Cu电极；刻蚀均一性；坡度角；正交试验
中图分类号：TG172 文献标志码：A 文章编号：1001-3660(2024)02-0213-08
DOI：10.16490/ki.issn.1001-3660.2024.02.021
Effect of Wet Etching Conditions on Profile and Uniformity of
Cu Electrode in TFT and Optimization of Process Parameters
LIU Dan1,2, CHEN Guoliang2, HUANG Zhonghao2, FANG Liang1,3*,
LI Chenyu2, CHEN Qichao2, WU Fang1, ZHANG Shufang4
(1. Chongqing Key Laboratory of Soft Condensed Matter Physics and Smart Materials, School of Physics, Chongqing
收稿日期：2022-12-26；修订日期：2023-05-15
Received：2022-12-26；Revised：2023-05-15
基金项目：重庆市自然科学基金项目（cstc2019jcyj-msxmX0566）；重庆京东方光电科技有限公司科技攻关项目（212927）；重庆大学大型仪器开放基金项目（202203150041）
Fund：Natural Science Foundation of Chongqing (cstc2019jcyj-msxmX0566)；Scientific and Technological Project of Chongqing BOE Optoelectronics Technology Co., Ltd (212927)；The Sharing Fund of Large Scale Equipment of Chongqing University (202203150041)
引文格式：刘丹, 陈国良, 黄中浩, 等. 湿法刻蚀条件对TFT中Cu电极坡度角和均一性的影响及工艺参数优化[J]. 表面技术, 2024, 53(2): 213-220.
LIU Dan, CHEN Guoliang, HUANG Zhonghao, et al. Effect of Wet Etching Conditions on Profile and Uniformity of Cu Electrode in TFT and Optimization of Process Parameters[J]. Surface Technology, 2024, 53(2): 213-220.
*通信作者（Corresponding author）
·214·表面技术 2024年1月
University, Chongqing 400044, China; 2. Chongqing BOE Optoelectronics Technology CO., LTD., Chongqing 400714, China;
3. Liyang Institute for Smart City, Chongqing University, Jiangsu Liyang 213300, China;
4. Chongqing College of Electronic Engineering, Chongqing 401331, China)
ABSTRACT: In the gate etching process of high generation thin film transistor (TFT) production line, the effect of cleaning power, cleaning time and etching time of atmosphere pressure plasma (APP) on etching performance (critical dimensional Bias, etching uniformity, profile angle) should be identified and the optimal process conditions should be obtained to improve the yield.
With APP cleaning power (7, 9, 11 kV), cleaning time (5 400, 5 700, 6 000 r/min) and etching time (85, 95, 105 s) as the affecting factors (i.e., independent variables) and critical dimensional deviation (CD Bias), etching uniformity, and profile angle as dependent variables, a three-factor with three-level orthogonal experiment was conducted by an L9(34)-type orthogonal table ( a total of nine experiments) to clarify the order of importance of factor effects. Then, the formation of profile angle and etching uniformity change of Cu electrode were analyzed in conjunction with the wet etching process, and the hypothesis that the formation of reflux flow path of Cu etchant affected the profile angle and etching uniformity was proposed. Meanwhile, different etching time experiments (75, 85, 95 s) were set up to verify the proposed ideas. Finally, regression analysis was performed on the orthogonal experimental results to obtain the etching performance (CD Bias, profile angle, etching uniformity) as a function of etching time.
The results show that the etching time has the greatest effect on the etching performance, and the APP cleaning time and power have less effect. With the increase of etching time, the critical dimension Bias (CD Bias) increases, the uniformity becomes worse, and the profile angle becomes larger. Therefore, the etching time should be shortened to improve the etching uniformity and smooth the profile angle. The recommended optimal process combination is: etching time of 85 s, APP voltage of 9 kV, and APP transfer speed of 5 400 r/min. Validation experiments with different etching times show that the degree of etching increases simultaneously with increasing etching time, but the degree of etching at the bottom of the electrode is higher than that at the top, so profile angle of the electrode increases. The hypothesis of Cu etchant reflux path is confirmed. A scheme to improve etching uniformity and smooth the profile angle by increasing the exposure dose and development time while decreasing the etching time is proposed. CD Bias and etching uniformity all maintain a quadratic function with etching time, and the profile angle and etching time then remain linear functions.
As the etching time increases, the Cu film layer not covered by photoresist is completely etched in the thickness direction, forming a step, which makes the Cu etchant form a reflux path. Along the reflux path, the etchant concentration and temperature gradually decrease, so the etching uniformity deteriorates. In addition, along the reflux path, the etchant contacts the bottom and top of the electrode in turn, and the bottom etching degree is large, so the profile angle increases. The equation of etching performance as a function of etching time obtained by regression analysis provides a basis for predicting etching effect and optimizing etching time. The results of this research can provide a reference for the optimization of production line parameters and yield improvement.
KEY WORDS: TFT; wet etching; Cu electrode; etching uniformity; profile angle; orthogonal experiment
近年来，薄膜晶体管液晶显示器(Thin Film Transistor Liquid Crystal Displays，简称TFT-LCDs)已成为平板显示技术的主流技术，并实现了工业化生产，广泛应用于医疗、教育、运输等领域，并朝着大尺寸方向发展(如65英寸电视)。

为避免大尺寸液晶显示器的信号延迟，晶体管的电极需要采用低电阻金属。

与Al相比，Cu的电阻率更低，采用Cu电极，可降低传输信号延迟及功耗[1-2]。

然而，Cu在玻璃或Si基板上黏附力差，Cu膜易脱落；同时，Cu的扩散能力强，可能会与Si反应生成副产物Cu3Si，或掺入Si中形成深能级缺陷，导致Si与电极的接触电阻增加，甚至恶化TFT器件的电学性能[3-5]。

因此，在生长Cu薄膜之前，需要先沉积一层缓冲层，以增加Cu 的黏附力并同时防止Cu扩散。

缓冲层材料主要包括TaWSiC、FeCoBTiNb、CuMo、CuMgAl、CuCa、ITO、Mo、Ti等[3-4,6-10]。

Cu电极层一般通过光刻工艺的湿法刻蚀形成特定的图案。

可刻蚀Cu及其合金的刻蚀液种类较多[11]。

但在TFT行业，Cu刻蚀液主要采用H2O2体系和磷酸体系。

H2O2体系的刻蚀液使用寿命短，量产过程中需频繁更换。

磷酸常与醋酸、硝酸进行混合来调节Cu合金电极的刻蚀性能[10,12-16]。

在量产条件下，完
第53卷第2期刘丹，等：湿法刻蚀条件对TFT中Cu电极坡度角和均一性的影响及工艺参数优化·215·
整的湿法刻蚀工艺依次由大气压等离子（Atmosphere Pressure Plasma，简称APP）清洗、刻蚀、水洗、风干4部分组成。

APP清洁时，常采用氮气和干燥的洁净气体（Clean Dry Air，简称CDA）作为源气体。

在电场作用下，CDA中的氧气可变为臭氧，臭氧能去除Cu 膜上的有机物，降低Cu膜的接触角，使Cu膜更容易接触刻蚀液。

氮气则起到载流和稀释的作用[17-18]。

完成等离子体清洁后，Cu膜经历刻蚀形成图案。

刻蚀完成后，对基板进行喷淋方式的水洗，以去除残留在基板上的刻蚀液。

最后，用高速气体喷淋基板，去除基板上残留的水，达到干燥的目的。

在刻蚀制程中，关键尺寸偏差（Critical Dimension Bias，简称CD Bias，CD Bias与刻蚀速率正相关）、刻蚀均一性（CD Bias的3倍标准差）、坡度角（Profile Angle）是评价刻蚀性能的重要指标[19-20]。

期望的优良刻蚀工艺是：CD Bias与坡度角小、刻蚀均一性好（CD Bias的3倍标准差小）。

为此，国内外研究者开展了大量工作来提高刻蚀效果。

如通过变更缓冲层材料，或在Cu的顶部和底部同时沉积缓冲层，实现了坡度角的调节[19,21-22]。

也有通过改变H2O2浓度、pH 值来调节Cu刻蚀速率的报道[23-26]。

然而，将CD Bias、均一性、坡度角3个指标作为整体性能，讨论量产Cu刻蚀环节中工艺参数对它们影响规律的报道，目前较少。

因此，本文基于8.5代TFT-LCD产线，采用正交试验，探究了APP清洗的时间、功率及刻蚀时间对刻蚀性能（CD Bias、均一性、坡度角）的影响。

讨论并验证了坡度角形成过程和刻蚀均一性变化过程，给出了提升均一性、降低坡度角的技术方案。

此外，以刻蚀时间为自变量，以刻蚀性能为因变量，对正交试验数据进行回归分析，建立了CD Bias、均一性、坡度角与刻蚀时间之间的函数关系。

这样可以根据刻蚀时间预测CD Bias、均一性和坡度角。

另一方面，可根据预期的CD Bias、均一性和坡度角反推出所需的刻蚀时间。

本文的工作结果可为刻蚀工艺参数优化和产品良率提升提供参考。

1 实验
1.1 Cu电极制备过程
实验在8.5代TFT-LCD产线进行，Cu电极的详细工艺流程如图1所示。

首先，对玻璃基板进行水洗。

然后，采用磁控溅射法，在玻璃基板上依次沉积15 nm 的MoNb膜和300 nm的Cu膜。

成膜后，基板进行掩模制程，涂覆光刻胶，通过光刻形成图案，然后测试光刻胶图案的线宽（Development Inspection Critical Dimension，简称DICD）。

DICD测试之后，对基板进行等离子体清洁，去除Cu膜层上的有机物或者油性污物。

紧接着，对基板进行湿法刻蚀。

刻蚀完成后，Cu膜层形成与光刻胶一样的图案，并在截面方向上形成了坡度角。

刻蚀完成后，对光刻胶剥离，并对形成的Cu电极测试最终关键尺寸（Final Inspection Critical Dimension，简称FICD）和坡度角。

在刻蚀设备中，玻璃基板由传输轴进行传输，依次经过APP区间、刻蚀区间、水洗区间、风干区间，传输过程如图2所示。

对于APP清洗，清洗功率由电压决定，清洗时间由传输轴的转速决定，刻蚀时间由刻蚀区间传输轴的转速决定。

保持水洗区间和风干区间参数保持不变，正交实验在APP清洗区间和刻蚀区间进行，将APP清洗区间传输轴转速（APP Speed）、APP电压（APP Voltage）和刻蚀时间（Etch Time）3个参数作为正交实验的自变量，每个自变量采用3个水平，正交试验中的因子及水平情况见表1。

正交实验采用3因子3水平的L9(34)正交表，如表2所示，一共9次实验。

图1 制备铜电极的工艺流程图Fig.1 Process chart of Cu electrode fabrication
·216· 表 面 技 术 2024年1月
图2 量产刻蚀条件下传输过程示意图 Fig.2 Schematic diagram of the convey procedures
in wet etching under mass production
表1 正交实验中的因子表
Tab.1 Factors in orthogonal experiments
Level Etch time (A)/ s APP voltage (B)/ kV APP speed (C)/
(r ·min –1)
1 85 9 6 000
2 105 7 5 400
3 95 11 5 700
1.2 电极的测量
DICD 和FICD 数据是由光学测量设备CDHT （CDHT-8504, SNU Precision Co. Ltd., 韩国）对基板上54个固定点进行测量后获得的。

DICD 减去FICD 的值，在TFT 行业被称作关键尺寸偏差（Critical Dimension
Bias ，简称CD Bias ），CD Bias 反映了刻蚀程度。

若刻蚀时间太长，刻蚀越多，则CD Bias 随之增大。

因为有54个测量点位，故可获得54组DICD 和FICD 数据，通过计算获得54个CD Bias 数据。

对54个CD Bias 数据求均值和标准差，在质量管理领域，CD Bias 的均值代表刻蚀程度，标准差的3倍数值（即3Sigma ）代表刻蚀均一性。

采用扫描电镜（QQSEM_ 01，日立公司，日本）观察Cu 电极的截面形貌，用
电镜自带的软件测试电极的坡度角。

CD Bias 、坡度
角、均一性随刻蚀时间的变化关系，通过正交实验数
据进行回归分析得到。

表2 正交实验方案及其结果
Tab.2 Scheme and results of orthogonal experiments
Exp. detail Parameters
Exp. results
Exp. no. Exp. symbol
Etch time/s APP voltage/kV APP speed/(r ·min –1)
CD Bias/μm Uniformity/μm Profile/(°)
1 A1B1C1 85 9 6 000 1.373 0.339 64.26
2 A1B2C2 85 7 5 400 1.381 0.341 65.26
3 A1B3C3 85 11 5 700 1.372 0.320 65.48
4 A2B2C3 10
5 7 5 700 1.683 0.622 70.71 5 A2B3C1 105 11
6 000 1.674
0.617 71.83 6 A2B1C2 105 9 5 400 1.714 0.550 68.98 7 A3B3C2 95 11 5 400 1.589 0.434 66.79 8 A3B1C3 95 9 5 700 1.568 0.447 67.58 9 A3B2C1 95 7 6 000
1.576 0.397 68.61
a 刻蚀时间
b APP 电压
c APP 传输速度
图3 工艺参数对刻蚀效果的影响
Fig.3 Effect of the process parameters on the etching performance: a) etching time; b) APP voltage; c) APP speed
第53卷 第2期 刘丹，等：湿法刻蚀条件对TFT 中Cu 电极坡度角和均一性的影响及工艺参数优化 ·217·
表3 影响刻蚀性能的3个参数重要性顺序
Tab.3 Importance order of the three factors to affect etching performance
Factor To decrease CD Bias Rank1To decrease 3Sigma Rank2To decrease profile Rank3 Etch time/s Decrease 1 Decrease 1
Decrease 1 APP voltage/kV Increase 3 Medium 3 medium 2 APP speed/(r·min –1) Increase
2 Decrease 2 Decrease 3
图4 湿法制程中Cu 电极和坡度角形成过程
Fig.4 Formation of Cu electrode and profile
angle through the wet etching
图5 湿法刻蚀中刻蚀液回流路径 Fig.5 Reflux flow path of etchant
during wet etching
2 结果与讨论
2.1 正交实验结果
刻蚀时间、APP 电压、APP 转速对CD Bias 、刻蚀均一性、坡度角的影响分别见图3a~c 。

通过正交直观分析，可见：
对CD Bias 的影响。

刻蚀时间增加，CD Bias 逐渐增加。

APP 电压增加，CD Bias 保持稳定。

APP 转速增加，CD Bias 逐渐下降。

影响因素的重要性顺序由大到小为：刻蚀时间>APP 转速>APP 电压。

获得最小CD Bias 对应的参数组合：刻蚀时间85 s ，APP 电压7 kV ，APP 转速6 000 r/min 。

对刻蚀均一性的影响。

刻蚀时间增加，3Sigma 增加，即刻蚀均一性逐渐恶化。

APP 电压增加，3Sigma 保持稳定。

APP 转速增加，3Sigma 先增加再减小。

影响因素的重要性顺序由大到小为：刻蚀时间>APP 转速>APP 电压。

获得最小3Sigma 对应的参数组合：刻蚀时间85 s ，APP 电压9 kV ，APP 传输速度5 400 r/min 。

对坡度角的影响。

刻蚀时间增加，坡度角逐渐增加。

APP 电压增加，坡度角先下降再上升。

APP 传输速度增加，坡度角逐渐增加。

影响因素的重要性顺序
由大到小为：刻蚀时间>APP 电压>APP 转速。

获得
最小坡度角对应的参数组合：刻蚀时间85 s ，APP 电压9 kV ，APP 转速5 400 r/min 。

通过以上分析，可知影响刻蚀性能的3个因素、影响程度的重要性以及有利于提高刻蚀性能的调整策略如表3所示，可见：刻蚀时间的影响最显著，APP 电压和传输速率的影响较小。

为了使刻蚀性能最佳（CD Bias 、3Sigma 、Profile 减小），综合考虑，刻蚀时间85 s ，APP 电压9 kV ，APP 传输速度5 400 r/min 。

2.2 Cu 电极坡度形成过程
Cu 电极的刻蚀过程如图4所示。

在刻蚀初期，刻蚀液直接喷淋到Cu 膜层上。

随着刻蚀时间增加，没有被光刻胶覆盖的Cu 在厚度方向上被完全刻蚀。

当刻蚀时间进一步增加，Cu 电极的宽度逐渐减少，最终其宽度小于光刻胶的宽度，这导致刻蚀液不能直接喷淋到Cu 膜层上。

此时，如图5所示，刻蚀液的回流路径形成，在随后的刻蚀过程中，刻蚀液沿着该路径流动。

Cu 电极初步形成之后，刻蚀液的流动路径如图5所示：首先刻蚀液被加热到30 ℃，刻蚀液沿着“1”方向向下朝基板喷淋。

然后，刻蚀液沿着“2”方向流动，与Cu 膜层的底部接触并进行刻蚀。

紧接着，刻蚀液沿着“3”方向流动，最后，到达Cu 电极的顶部，在此过程中，刻蚀液沿着斜坡位置对Cu 进行刻蚀，最后形成坡度角。

2.3 刻蚀时间对刻蚀性能的影响
H 2O 2不稳定，容易分解，这会导致刻蚀液浓度下降，刻蚀速率下降。

在刻蚀液的流动过程中，随着刻蚀时间的延长，侧向刻蚀程度逐渐增加，刻蚀液在“2”方向流动的距离也逐渐增加，造成刻蚀液的温度和浓度逐渐下降，进而导致刻蚀速率下降。

刻蚀液的流动路径使刻蚀速率下降，这导致CD Bias 的增幅放缓，形成一个转折点，这与图3所示的结果一致。

玻璃基板的尺寸是2.2 m×2.5 m ，刻蚀速率的下降导致不同位置的CD Bias 波动，表现为3Sigma 数值增加，意味着刻蚀均一性的恶化。

另外，刻蚀液沿着“3”方向从电极底部流动到顶部，在此过程中，刻蚀液的温度和浓度同样减少，使Cu 电极底部的刻蚀速率高于顶部的刻蚀速率。

由于电极顶部和底部刻蚀速率的差异，随着刻蚀时间的延长，差异逐渐积累，最终造成坡度角的增加。

结合图3和图5的结果，坡度角随刻蚀时间的变化如图6所示。

随着刻蚀时间的增加，没有被光刻胶
·218· 表 面 技 术 2024年1月
覆盖的膜层在厚度方向上被完全刻蚀，与电极顶部相比，底部被刻蚀的Cu 更多，坡度角逐渐增加。

图6 坡度角随刻蚀时间的变化 Fig.6 Change of PAs with the etching time
2.4 正交实验结果的验证
为验证正交试验的结果，进行重复性实验：APP 电压9 kV ，传输轴转速5 400 r/min ，刻蚀时间分别为75、85、95 s ，样品刻蚀后保留光刻胶。

每一组刻蚀时间至少对应9组样品，收集样品的坡度角数据并进行统计。

如图7a 所示，以光刻胶为位置参考，Bias T 代表电极顶部的CD Bias, Bias B 代表电极底部的CD Bias ，图7b~d 展示了不同刻蚀时间对应的电极截面形貌，随着刻蚀时间的增加，坡度角呈增加趋势。

图7 不同刻蚀时间下的截面形貌图
Fig.7 Cross-sectional morphology for different etching time: a) schematic diagram of the CD Bias at the top and bottom of the Cu electrodes; b) wet etching for 75 s;
c) wet etching for 85 s; d) wet etching for 95 s
如图8所示：随着刻蚀时间的增加，Bias T 和Bias
图8 电极顶部和底部CD Bias 随刻蚀
时间的变化趋势
Fig.8 Trends of CD Bias at the top and bottom of the electrode with etching time B 同时增加。

但是，Bias B 对应的斜率是0.015，大
于Bias T 的斜率（0.011 5）；即Bias B 增加速度更快，底部电极的刻蚀速度更快，这导致坡度角的增加。

正交试验的结果和Cu 电极的形成过程由此获得证实。

2.5 Cu 电极刻蚀优化方案
DICD 、FICD 、CD Bias 的关系如式(1)所示：
FICD DICD Bias E E E =- (1) 为确保刻蚀均一性（较小的3Sigma 值）和平缓 的坡度角，刻蚀时间需要下降，但是，这会导致CD Bias 的下降。

如果刻蚀时间减少，那么Bias(CD Bias)减小。

为了保持FICD 不变，那么DICD 需要同步减小。

DICD 是光刻胶的线宽，在光刻制程中，增加曝光剂量和显影时间，可以降低DICD [27]。

因此，对改善刻蚀均一性和平缓坡度角、增加曝光剂量和显影时间、减少刻蚀时间的方案来说是可行的。

优化方案与
第53卷 第2期 刘丹，等：湿法刻蚀条件对TFT 中Cu 电极坡度角和均一性的影响及工艺参数优化 ·219·
常规方案的比较如图9所示。

图9 常规方案和优化方案对比
Fig.9 Comparison of conventional and optimized solutions: a) conventional photolithography and wet etching process; b) solution to optimize the uniformity
and profile angle
正交实验的结果显示，仅有刻蚀时间对刻蚀效果有显著影响，所以仅将刻蚀时间作为自变量进行回归分析，获得的CD Bias 、3Sigma 和坡度角随刻蚀时间的回归方程分别为：
2Bias 3.9650.10090.000448E X X =-+- (2) 2
3Sigma 2.6810.060630.000388E X X =-+ (3)
Profile 41.570.2573E X =+ (4) 式中：X 为刻蚀时间（s ）。

根据回归方程可知，不同刻蚀时间对应的刻蚀效果（CD Bias 、3Sigma 、坡度角）可以被预测。

另一方面，可以根据预期的刻蚀效果反推出所需的刻蚀 时间。

3 结论
在保持刻蚀液浓度不变的情况下，以等离子体清洗的功率、清洗时间及刻蚀时间为因素，刻蚀性能（CD Bias 、均一性、坡度角）为性能指标，采用正交试验研究了湿法刻蚀工艺条件对Cu 电极刻蚀性能的影响规律，研究结果表明：
1）刻蚀时间对刻蚀性能的影响最显著，对APP 电压和传输速率的影响较小；提出的最佳工艺为：刻蚀时间85 s ，APP 电压9 kV ，APP 传输速度5 400 r/min
2）随着刻蚀时间的延长，CD Bias 增加，同时形成刻蚀液回流路径。

沿着刻蚀液的流动路径，温度和H 2O 2浓度逐渐下降，导致刻蚀速率下降，造成CD Bias 波动。

即CD Bias 的3Sigma 数值随刻蚀时间增加而增加，刻蚀均一性恶化。

在电极形成过程中，随着刻蚀时间延长，未被光刻胶覆盖的Cu 膜层在厚度方向上被完全刻蚀，电极底部的Cu 被更多地刻蚀，
坡度角由此逐渐增加。

3）通过增加曝光剂量和显影时间，同时降低刻蚀时间，可望改善刻蚀均一性和平缓坡度角。

4）通过回归分析，获得刻蚀时间关于CD Bias 、3Sigma 、坡度角的回归方程。

在量产条件下，通过回归方程，可以预测刻效果。

另一方面，可以根据预期的刻蚀效果，反推出所需的刻蚀时间。

参考文献：
[1] KATAYAMA M. TFT-LCD Technology[J]. Thin Solid Films, 1999, 341(1/2): 140-147.
[2]
MURARKA S P, HYMES S W. Copper Metallization for ULSL and beyond[J]. Critical Reviews in Solid State and Materials Sciences, 1995, 20(2): 87-124.
[3] WONGPIYA R, OUYANG J M, KIM T R, et al.
Amorphous Thin Film TaWSiC as a Diffusion Barrier for Copper Interconnects[J]. Applied Physics Letters, 2013, 103(2): 022104. [4]
FANG J S, YANG L C, LEE Y C. Low Resistivity Fe-Co-B-Ti-Nb Amorphous Thin Film as a Copper Barrier[J]. Journal of Alloys and Compounds, 2014, 586: S348-S352.
[5] LEE S W, CHO K S, CHOO B K, et al. Copper Gate Hydrogenated Amorphous Silicon TFT with Thin Buffer Layers[J]. IEEE Electron Device Letters, 2002, 23(6):
324-326. [6]
LOZANO J G , LOZANO-PEREZ S, BOGAN J, et al. Interdiffusion and Barrier Layer Formation in Thermally Evaporated Mn/Cu Heterostructures on SiO 2 Substrates [J]. Applied Physics Letters, 2011, 98(12): 123112-1- 123112-3. [7]
YU Z N, XUE J S, YAO Q, et al. The Properties of Cu Metallization Based on CuMgAl Alloy Buffer Layer[J]. Microelectronic Engineering, 2017, 170: 16-20. [8]
YU Z N, XUE J S, YAO Q, et al. Annealing-Free Copper Source-Drain Electrodes Based on Copper-Calcium Diffusion Barrier for Amorphous Silicon Thin Film Transistor[J]. Thin Solid Films, 2017, 624: 106-110. [9]
LIU C M, LIU W L, CHEN W J, et al. ITO as a Diffusion Barrier between Si and Cu[J]. Journal of the Electrochemical Society, 2005, 152(3): G234.
[10] SEO B H, LEE S H, PARK I S, et al. Effect of Nitric Acid
on Wet Etching Behavior of Cu/Mo for TFT Applica-tion[J]. Current Applied Physics, 2011, 11(1): S262-S265. [11] ÇAK ıR O. Review of Etchants for Copper and Its Alloys
in Wet Etching Processes[J]. Key Engineering Materials, 2007, 364/365/366: 460-465.
·220·表面技术 2024年1月
[12] KIM J H, BAE J W, PARK J Y, et al. Effect of Fluoride
Ions on Wet Etching of Copper/ Molybdenum in Hydrogen
Peroxide Solution[J]. Journal of Nanoscience and Nanote-
chnology, 2019, 19(3): 1714-1719.
[13] SEO B H, LEE S H, PARK I S, et al. Effect of Acetic
Acid on Wet Patterning of Copper/Molybdenum Thin
Films in Phosphoric Acid Solution[J]. Thin Solid Films,
2011, 519(20): 6806-6809.
[14] SEO J H, SEO B H, WINKLER J. P-62: Wet Patterning
of Copper/Molybdenum Thin Films in Phosphoric Acid
Solution[J]. SID Symposium Digest of Technical Papers,
2010, 41(1): 1473-1475.
[15] LEE B H S S H, LEE I K, SEO J H, et al. P-61: A Study
on the Galvanic Reaction between Cu and Mo as Well as
MoW for TFT-LCDS by Using a Zero-Resistance
Ammeter[J]. SID Symposium Digest of Technical Papers,
2009, 40(1): 1320-1323.
[16] SEO J H. Electrochemical Study on Wet Etching of
Copper/Molybdenum Alloys in Thin Film Transistors[J].
SID Symposium Digest of Technical Papers, 2019,
50(S1): 283-286.
[17] HOMOLA T, MATOUŠEK J, MEDVECKÁ V, et al.
Atmospheric Pressure Diffuse Plasma in Ambient Air for
ITO Surface Cleaning[J]. Applied Surface Science, 2012,
258(18): 7135-7139.
[18] IWASAKI M, TAKEDA K, ITO M, et al. Effect of Low
Level O2 Addition to N2 on Surface Cleaning by None-
quilibrium Atmospheric-Pressure Pulsed Remote Plasma
[J]. Japanese Journal of Applied Physics, 2007, 46(6L):
L540.
[19] KIM D E, CHO S W, KIM S C, et al. Corrosion Behavior
and Metallization of Cu-Based Electrodes Using MoNi
Alloy and Multilayer Structure for Back-Channel-Etched
Oxide Thin-Film Transistor Circuit Integration[J]. IEEE
Transactions on Electron Devices, 2017, 64(2): 447-454.
[20] LEE S H, PARK I S, CHOE H H, et al. Study on Wet
Patterning of Thin Films in Vertical-Transfer Wet Station
for Thin-Film-Transistor Manufacturing[J]. Journal of the
Society for Information Display, 2011, 19(5): 380-386. [21] WU Y, YONG W N, CHEN S J, et al. A Study about the
Different Corrosion Behavior between Cu/Mo Bilayer and
Mo/Cu/Mo Three-Layer Metal Electrode[C]//2018 IEEE
International Conference on Electron Devices and Solid
State Circuits (EDSSC). Shenzhen: IEEE, 2018: 1-3. [22] WU Y, YONG W N, LEE C Y, et al. An Asymmetric
Metal Electrode for TFT-LCDS[C]//2018 9th Inthernatio-
nal Conference on Computer Aided Design for Thin-Film
Transistors (CAD-TFT). Shenzhen: IEEE, 2018: 1. [23] NISHIZAWA H, SUGIURA O, MATSUMURA Y, et al.
Evaluation of Cu Ion Concentration Effects on Cu Etching
Rate in Chemical-Mechanical Polishing Slurry[J]. Japanese
Journal of Applied Physics, 2007, 46(16): L379-L381. [24] DU T, TAMBOLI D, DESAI V, et al. Mechanism of
Copper Removal during CMP in Acidic H2O2 Slurry[J].
Journal of the Electrochemical Society, 2004, 151(4): 230.
[25] DU T B, DESAI V. The pH Effect on Chemical Mechan-
ical Planarization of Copper[J]. MRS Online Proceedings
Library, 2003, 767(1): 66.
[26] ZHAO M, LAN L, XU H, et al. Wet-Etch Method for
Patterning Metal Electrodes Directly on Amorphous
Oxide Semiconductor Films[J]. ECS Solid State Letters,
2012, 1(5): 82-84.
[27] LIU D, CHEN Q, HUANG S, et al. Influence of lithogra-
phy process parameter on DICD and taper of photoresist
[J]. Chinese Journal of Liquid Crystals and Displays,
2019, 34(2): 146-154.。