Uzun bir süre boyunca alüminyum, entegre devreler için ana ara bağlantı metali olarak görev yaptı. Daha sonra bakırın yerini almasına rağmen, alüminyum hala yarı iletken üretiminde yaygın olarak kullanılmaktadır. Alüminyum aşındırma, alüminyum üretim sürecinin vazgeçilmez bir parçasıdır. Ancak çoğu durumda alüminyum kuru aşındırma sonrasında korozyona eğilimlidir. Korozyon olgusu neye benziyor? Buna ne sebep olur? Çözüm nedir?
Alüminyum gravürün nerede kullanılması gerekir?
Alüminyum metale ihtiyaç duyulan çok fazla yer var. DRAM ve flash gibi bellek ürünlerinde alüminyum kablolama, düşük maliyeti ve kolay işlenmesi nedeniyle hala yaygın olarak kullanılmaktadır. Bu bellek aygıtları genellikle yüksek performanslı mantık yongalarının sahip olduğu sıkı direnç ve elektromigrasyon gereksinimlerine sahip değildir. Çoğu çip ürününün elektrotları genellikle ambalajlamada, LED'de, mikroakışkan çiplerde, radyo frekans çiplerinde vb. yaygın olarak kullanılan alüminyumdan yapılır.
resim
Alüminyum metalin dağlama mekanizması
Yaygın olarak kullanılan gazlar Cl2, BCl3, HBr, Ar, N2 vb.'dir.
Cl2: Ana aşındırma gazı olan Cl2, alüminyum ile reaksiyona girerek uçucu AlCl3 oluşturur ve böylece aşındırma elde edilir. Denklem:
3Cl2+2Al→2AlCl3
BCl3: Aşındırma gazına yardımcı olarak, alüminyum yüzeyindeki doğal oksit tabakasının kaldırılmasına yardımcı olurken, aşındırma işleminin anizotropisini arttırmak için iyon bombardımanı sağlar:
Al2O3 + 3BCl3→ 2AlCl3 + 3BOCl
resim
HBr:
1. HBr'nin eklenmesi dağlama işleminin anizotropisinin arttırılmasına yardımcı olur.
2. Alüminyumun kazınmış yan duvarı üzerinde uçucu bir alüminyum bromür (AlBrx) pasifleştirme tabakası oluşturulabilir. Bu pasivasyon katmanı yan duvarların korunmasına yardımcı olur ve gereksiz yan aşınmayı azaltır.
3. Cl2 ve BCl3 ile kombinasyon halinde kullanıldığında HBr, alüminyumun aynı boşlukta kazınmış fotodirenç seçiciliğini geliştirebilir.
Ar: Soy gaz olarak Ar+ iyonları fiziksel bombardıman sağlayarak daha temiz aşındırma profillerinin elde edilmesine yardımcı olur.
N2: pasivasyon katmanı
resim
Korozyon neden oluşur?
Alüminyumun aşındırılmasıyla üretilen uçucu bir ürün olan AlCl3 odadan dışarı çekilir. Bununla birlikte, AlCl3'ün yalnızca küçük bir kısmı çıkarılır ve daha fazla AlCl3, fotorezistte veya Al metalinin yüzeyinde tutulur. Eğer levha daha sonra temiz oda nemine maruz bırakılırsa, AlCl₃ hidroklorik asit oluşturarak alüminyum korozyonuna neden olabilir. Bu tür korozyon her zaman hemen meydana gelmez. Genel olarak, aşındırma işleminden iki veya üç gün sonra belirgin korozyon olgusu ortaya çıkacaktır. Al korozyonunun denklemi şöyledir:
2Al+6HCl→2AlCl3+3H2
Korozyon sorununu çözmek için ne gibi önlemler alınabilir?
resim
1. Alüminyumun kuru aşındırılmasından sonra, fotorezisti tamamen çıkarmak için hemen O2+CHF3 gazını geçirin. CHF3, plazmada flor radikalleri üretir ve bu radikaller, AlF3'ü oluşturmak için AlCl3 ile reaksiyona girebilir. AlF3 oda sıcaklığında çok kararlı olduğundan ve kolayca hidrolize olmadığından alüminyum yüzeyinde korozyona neden olmaz.
2. Alüminyumun kuru aşındırılmasından sonra, tüm AlCl3 kalıntısının giderildiğinden emin olmak için deiyonize su veya uygun bir solvent kullanarak iyice temizleyin.
3. Aşındırma ve fotodirençli sıyırma işlemleri arasında yonga levhanın yüksek nemli bir ortama maruz kalmasını önlemek amacıyla, levhayı saklamak için kapalı bir levha kutusu kullanılabilir.