Apakah aluminium mat etching?

Aluminium dan aloi aluminium, sebagai bahan penyambung untuk cip, telah digunakan secara meluas dalam pembuatan interkoneksi tembaga sebagai proses backend logik. Pad aluminium biasanya lebih tebal, di atas 1μm, atau sehingga 6μm, dan ketebalan photoresist pada lapisan atas umumnya 1 ~ 1.5 kali dari aluminium, dan saiznya lebih besar, dan etsa agak mudah. Pre - dan post - struktur salutan etch pad aluminium termasuk fotoresist, lapisan aluminium, dan bahan asas, yang melibatkan mengeluarkan lapisan aluminium dan mencipta corak yang dikehendaki.

Langkah dan Parameter Proses Etching

Etching pad aluminium biasanya dilakukan di dalam lam - 2300 - versys-metal ruang, dan gas etsa standard termasuk Bcl₃ dan gas polimer CH₄. Proses etsa terutamanya dibahagikan kepada etsa utama (ME) dan over-etching (OE), dan masa langkah etsa utama dikawal oleh mod akhir mengesan isyarat aluminium. Pengimbasan mikroskopi elektron (SEM) digunakan untuk memantau bentuk garisan aluminium dan dinding sisi pad aluminium.

Di samping itu, etching pad aluminium boleh dibahagikan kepada langkah terbuka Hard Mopk (BT), langkah etching utama (ME), lebih - Etch Langkah Pertama (OE1), dan lebih dari - Etching Langkah Kedua (OE2). Kuasa sumber, jumlah aliran gas dan tekanan proses setiap langkah meningkat. Langkah BT menggunakan kuasa bias yang besar dan bahagian BCL yang lebih tinggi untuk membombardir lapisan oksida semulajadi (Al₂o₃) pada permukaan aluminium terukir. Langkah ME terutamanya meningkatkan kadar etch dengan meningkatkan tekanan proses, jumlah kadar aliran gas dan kuasa sumber. Langkah OE1 digunakan untuk mengetuk aluminium sisa dan lapisan timah yang lebih rendah; Dalam langkah OE2, kuasa bias dan nisbah aliran BIC meningkat untuk membombardir lapisan bawah oksida silikon.

Cabaran dan kesan beban dalam etsa

Dalam proses pembangunan teknologi logik nod 65nm/90nm, perbezaan ketumpatan corak menimbulkan cabaran kepada proses etsa, terutamanya dari makro dan mikro etch beban. Pemuatan makroskopik berkaitan dengan tingkap kakisan transmisi (TR) yang berbeza dari photoresist dalam post - aluminium pad aluminium, manakala beban mikroskopik berkaitan dengan beban morfologi antara dawai aluminium (padat) dan pad aluminium (jarang). Transmisi yang rendah menghasilkan lebih banyak polimer dalam etsa, melindungi sisi aluminium tetapi memburukkan kesan microloading, mengakibatkan rintangan sambungan yang tidak konsisten.

Transmisi mempunyai pergantungan linear yang kuat pada masa akhir etsa, dan semakin tinggi transmisi, semakin lama masa akhir etsa, dan semakin serius kecacatan kakisan. Tidak ada kecacatan kakisan apabila transmisi berada di bawah 70%, manakala kadar aliran Ch₄ perlu dioptimumkan untuk mengimbangi kekurangan polimer dalam kes transmisi yang tinggi.

 

Pengoptimuman proses dan pemilihan gas

Untuk mengimbangi kesan beban makro dan mikro, kombinasi transmisi dan kadar aliran Ch₄ perlu dioptimumkan. Meningkatkan kadar aliran CH₄ mengimbangi polimer yang hilang pada transmisi yang tinggi, tetapi kadar aliran terlalu tinggi boleh menyebabkan terlalu banyak polimer sisi, menyerap klorida dan menyerap kelembapan, menyebabkan kecacatan kakisan. Eksperimen menunjukkan bahawa kadar aliran Ch₄ T mencukupi untuk transmisi kurang daripada 70%. Bagi kes transmisi 96.2%, kadar aliran CH₄ dioptimumkan kepada 2.5T.

Dalam mikro - kesan pemuatan aluminium dan pad aluminium, terdapat lebih banyak polimer di kawasan dawai aluminium, dan dinding sisi lebih tirus. Sidewalls pad aluminium terdedah kepada kakisan kerana kekurangan perlindungan polimer. Dengan menyesuaikan kuasa bias dan nisbah gas BCL, keadaan pemendapan polimer dapat dioptimumkan, mengakibatkan sidewall dawai aluminium yang lebih curam dan tegak dan sisa yang dikurangkan.

Perbandingan gas pelindung yang berbeza menunjukkan bahawa dinding sisi kasar, rosak dan mudah untuk menghancurkan apabila N₂ dan CHF₃ digunakan. Apabila menggunakan Ch₄, morfologi kakisan lebih baik, dan terdapat kurang kecacatan dan kakisan.

Masalah dan penyelesaian biasa

Masalah biasa dengan etching pad aluminium termasuk sidewall aluminium kasar dan morfologi berumput yang tidak normal di bahagian bawah selepas etsa. Kekasaran dinding sisi terutamanya disebabkan oleh penyingkiran najis polimer sisi atau pengumpulan polimer yang tidak sekata semasa proses etsa, yang dapat diselesaikan dengan menyesuaikan persekitaran penjanaan polimer sisi atau mengurangkan polimer, seperti menambahkan dia untuk mencairkan semasa proses etching, atau meningkatkan kadar aliran. Rumput - seperti morfologi di bahagian bawah kebanyakannya disebabkan oleh alumina atas yang tidak terukir, yang memainkan peranan dalam perlindungan topeng dalam proses etsa aluminium, dan larutannya secara amnya meningkatkan keamatan dan masa langkah BT yang ditapis untuk mengatasi sepenuhnya lapisan oksida semulajadi di permukaan.

Teknologi Pad Etching Aluminium memerlukan peraturan komprehensif transmisi, kadar aliran gas, parameter kuasa, dan masa langkah untuk mengatasi cabaran beban yang disebabkan oleh perubahan ketumpatan corak, memastikan perlindungan sisi dan kualiti etch. Dengan mengoptimumkan keadaan proses dan pemilihan gas, kecacatan dapat dikurangkan dengan berkesan dan kebolehpercayaan dan konsistensi pembuatan cip dapat ditingkatkan.