Dugo je vremena aluminij služio kao glavni metal za spajanje integriranih krugova. Iako je kasnije zamijenjen bakrom, aluminij se još uvijek široko koristi u proizvodnji poluvodiča. Jetkanje aluminija neizostavan je dio procesa proizvodnje aluminija. Međutim, u mnogim je slučajevima aluminij sklon koroziji nakon suhog jetkanja. Kako izgleda fenomen korozije? Što uzrokuje ovo? Što je rješenje?
Gdje je potrebno koristiti jetkanje aluminija?
Postoji previše mjesta gdje je potreban aluminij. U memorijskim proizvodima kao što su DRAM i flash, aluminijsko ožičenje se još uvijek široko koristi zbog niske cijene i jednostavne obrade. Ovi memorijski uređaji obično nemaju stroge zahtjeve otpornosti i elektromigracije kao logički čipovi visokih performansi. Elektrode većine proizvoda s čipovima obično su izrađene od aluminija, koji se široko koristi u pakiranju, LED, mikrofluidnim čipovima, radiofrekventnim čipovima itd.
slika
Mehanizam za jetkanje aluminijskog metala
Najčešće korišteni plinovi su Cl2, BCl3, HBr, Ar, N2 itd.
Cl2: Kao glavni plin za jetkanje, Cl2 reagira s aluminijem stvarajući hlapljivi AlCl3, čime se postiže jetkanje. Jednadžba je:
3Cl2+2Al→2AlCl3
BCl3: Kao pomoćno sredstvo plinu za jetkanje, pomaže u uklanjanju sloja prirodnog oksida na aluminijskoj površini, istovremeno osiguravajući ionsko bombardiranje za povećanje anizotropije jetkanja:
Al2O3 + 3BCl3→ 2AlCl3 + 3BOCl
slika
HBr:
1. Dodavanje HBr pomaže poboljšati anizotropiju procesa jetkanja.
2. Hlapljivi pasivizacijski sloj aluminijeva bromida (AlBrx) može se formirati na ugraviranoj bočnoj stijenci aluminija. Ovaj pasivni sloj pomaže u zaštiti bočnih stijenki i smanjuje nepotrebno bočno jetkanje.
3. Kada se koristi u kombinaciji s Cl2 i BCl3, HBr može poboljšati selektivnost aluminija prema fotorezistu urezanom u istu šupljinu.
Ar: Kao plemeniti plin, ioni Ar+ osiguravaju fizičko bombardiranje, pomažući u postizanju čišćih profila jetkanja.
N2: pasivni sloj
slika
Zašto dolazi do korozije
AlCl3, hlapljivi proizvod proizveden jetkanjem aluminija, izvlači se iz komore. Međutim, samo mali dio AlCl3 se ekstrahira, a više AlCl3 ostaje zarobljeno u fotorezistu ili na površini metala Al. Ako se pločica nakon toga izloži vlazi iz čiste prostorije, AlCl3 može stvoriti klorovodičnu kiselinu, uzrokujući koroziju aluminija. Ova vrsta korozije ne nastupa uvijek odmah. Općenito, očiti fenomeni korozije pojavit će se dva ili tri dana nakon jetkanja. Jednadžba Al korozije je:
2Al+6HCl→2AlCl3+3H2
Koje mjere se mogu poduzeti za rješavanje problema korozije?
slika
1. Nakon suhog jetkanja aluminija, odmah pustite plin O2+CHF3 da biste potpuno uklonili fotorezist. CHF3 stvara radikale fluora u plazmi, a ti radikali mogu reagirati s AlCl3 da bi se stvorio AlF3. Budući da je AlF3 vrlo stabilan na sobnoj temperaturi i teško se hidrolizira, neće uzrokovati koroziju na površini aluminija.
2. Nakon suhog jetkanja aluminija, temeljito očistite deioniziranom vodom ili odgovarajućim otapalom kako biste bili sigurni da je sav preostali AlCl3 uklonjen.
3. Kako bi se izbjeglo izlaganje pločice okruženju visoke vlažnosti između procesa jetkanja i skidanja fotorezista, za pohranjivanje pločice može se koristiti zatvorena kutija za pločicu.