Untuk masa yang lama, aluminium berfungsi sebagai logam saling sambung utama untuk litar bersepadu. Walaupun ia kemudiannya digantikan dengan tembaga, aluminium masih digunakan secara meluas dalam pembuatan semikonduktor. Goresan aluminium adalah bahagian yang sangat diperlukan dalam proses pembuatan aluminium. Walau bagaimanapun, dalam banyak kes, aluminium terdedah kepada kakisan selepas etsa kering. Apakah rupa fenomena kakisan? Apa yang menyebabkan ini? Apakah cara penyelesaiannya?
Di manakah etsa aluminium perlu digunakan?
Terdapat terlalu banyak tempat di mana logam aluminium diperlukan. Dalam produk ingatan seperti DRAM dan flash, pendawaian aluminium masih digunakan secara meluas kerana kosnya yang rendah dan pemprosesan yang mudah. Peranti memori ini biasanya tidak mempunyai rintangan yang ketat dan keperluan elektromigrasi seperti yang dilakukan oleh cip logik berprestasi tinggi. Elektrod kebanyakan produk cip biasanya diperbuat daripada aluminium, yang digunakan secara meluas dalam pembungkusan, LED, cip mikrofluidik, cip frekuensi radio, dll.
gambar
Mekanisme etsa logam aluminium
Gas yang biasa digunakan ialah Cl2, BCl3, HBr, Ar, N2, dll.
Cl2: Sebagai gas etsa utama, Cl2 bertindak balas dengan aluminium untuk menghasilkan AlCl3 yang meruap, dengan itu mencapai etsa. Persamaannya ialah:
3Cl2+2Al→2AlCl3
BCl3: Sebagai tambahan kepada gas etsa, ia membantu mengeluarkan lapisan oksida semula jadi pada permukaan aluminium, sambil memberikan pengeboman ion untuk meningkatkan anisotropi etsa:
Al2O3 + 3BCl3→ 2AlCl3 + 3BOCl
gambar
HBr:
1. Penambahan HBr membantu meningkatkan anisotropi proses etsa.
2. Lapisan pempasifan aluminium bromida (AlBrx) yang meruap boleh dibentuk pada dinding sisi terukir aluminium. Lapisan pasif ini membantu melindungi dinding sisi dan mengurangkan goresan sisi yang tidak perlu.
3. Apabila digunakan dalam kombinasi dengan Cl2 dan BCl3, HBr boleh meningkatkan selektiviti aluminium kepada photoresist terukir dalam rongga yang sama.
Ar: Sebagai gas mulia, ion Ar+ memberikan pengeboman fizikal, membantu mencapai profil etsa yang lebih bersih.
N2: lapisan pasif
gambar
Mengapa kakisan berlaku
AlCl3, produk meruap yang dihasilkan dengan mengetsa aluminium, ditarik keluar dari ruang. Walau bagaimanapun, hanya sebahagian kecil daripada AlCl3 yang diekstrak, dan lebih banyak AlCl3 terperangkap dalam photoresist atau pada permukaan logam Al. Jika wafer kemudiannya terdedah kepada kelembapan bilik yang bersih, AlCl₃ boleh membentuk asid hidroklorik, menyebabkan kakisan aluminium. Hakisan jenis ini tidak selalu berlaku serta-merta. Secara amnya, fenomena kakisan yang jelas akan muncul dua atau tiga hari selepas etsa. Persamaan kakisan Al ialah:
2Al+6HCl→2AlCl3+3H2
Apakah langkah-langkah yang boleh diambil untuk menyelesaikan masalah kakisan?
gambar
1. Selepas mengeringkan aluminium, masukkan gas O2+CHF3 dengan segera untuk mengeluarkan sepenuhnya photoresist. CHF3 menjana radikal fluorin dalam plasma, dan radikal ini boleh bertindak balas dengan AlCl3 untuk menghasilkan AlF3. Oleh kerana AlF3 sangat stabil pada suhu bilik dan tidak mudah terhidrolisis, ia tidak akan menyebabkan kakisan pada permukaan aluminium.
2. Selepas pengelasan aluminium kering, bersihkan dengan teliti menggunakan air ternyahion atau pelarut yang sesuai untuk memastikan semua baki AlCl3 dikeluarkan.
3. Untuk mengelak daripada mendedahkan wafer kepada persekitaran kelembapan yang tinggi antara proses pengelasan dan pelucutan fotoresist, kotak wafer bertutup boleh digunakan untuk menyimpan wafer.