本文结合产品开发过程中遇到的铜相关不良现象进行研究, 提出了有效的改善措施。结果表明, 在第一次氮化硅刻蚀中的后灰化工序有高含量的氧气, 会使过孔内部铜发生氧化而发黑。使用氢等离子体处理, 可以将氧化铜还原成铜, 在生产线光学设备测量时过孔反射出金属白色。在氧化铟锡刻蚀过程中, 高温退火会造成裸露的铜发生严重氧化, 需要去掉退火步骤或者更改设计来规避。在第二次氮化硅刻蚀步骤中, 高含量的氧会氧化过孔处的铜, 造成过孔连接异常, 降低刻蚀步骤中氧气含量可以解决该不良。

针对4-Mask工艺铜数据线腐蚀造成的锯齿状不良现象进行系统研究, 发现铜腐蚀发生的工艺步骤和机理, 并找到有效的措施。首先, 通过显微镜对每道刻蚀工艺后铜数据线形貌进行观测, 确定铜腐蚀发生的工艺步骤。接着, 通过扫描电子显微镜和X射线电子能谱测量腐蚀生产物成分, 对腐蚀机理提出合理解释。最后在铜腐蚀发生机理基础上, 提出有效的改善措施。铜腐蚀是在有源半导体层干刻和光刻胶的灰化综合作用下发生, 其主要产物为氧化铜、氯化铜。通过先进行灰化工艺然后进行有源半导体层干刻的工艺措施, 在铜数据线两侧形成氧化铜保护膜, 可以彻底改善铜腐蚀。改善措施可以解决铜腐蚀的问题, 彻底消除铜数据线锯齿状不良。

针对网状斑点 (Emboss Mura)不良现象进行系统研究, 确定不良发生的机理, 并找到有效的改善措施。首先通过半导体参数测试设备和改变电压、频率等方法测试Mura电学特性, 然后采用扫描电子显微镜、椭偏仪对栅极绝缘层进行测量, 最后采用扫描电子显微镜、X射线电子能谱对玻璃基板背面Mura形貌和成分进行测试, 对Mura产生的原因提出合理的解释, 并给出有效的改善措施。结果表明, Emboss Mura是干刻反应腔下部电极的阵列凸起划伤玻璃基板背面和凸起碎屑粘附在划伤处形成的。通过更改电极凸起的形状、结构、材质以及下部电极清洁方式、优化电极温度、增加PI膜厚等方式可以极大降低不良的发生率。