鋁在半導體封裝領域被廣泛使用，如何在刻蝕鋁之后保護鋁不被腐蝕呢？ ? ?

曾經很長一段時間，鋁作為集成電路的主要互連金屬，雖然之后被銅替代，但是鋁在半導體制造中依然用途廣泛。鋁的刻蝕則是鋁制程中不可缺少的一環。然而，很多情況下，鋁在干法刻蝕后很容易出現腐蝕現象，腐蝕現象是什么樣的？什么原因導致的？有什么解決辦法？

哪些地方需要用到鋁刻蝕

需要鋁金屬的地方太多了，在DRAM和flash等存儲器產品中，鋁連線由于成本低廉和加工簡便仍被廣泛使用。這些存儲器設備通常不像高性能邏輯芯片那樣對電阻和電遷移有嚴苛要求。而大多數芯片產品的電極通常是鋁材質，在封裝，LED，微流控芯片，射頻芯片等運用廣泛。

鋁金屬的刻蝕機理

通常所用的氣體為Cl2 ， BCl3 ，HBr ，Ar，N2等。

Cl2：作為主要刻蝕氣體，Cl2與鋁反應生成易揮發的AlCl3，從而實現刻蝕。方程式為：

3Cl2+2Al→2AlCl3

BCl3：作為刻蝕氣體的輔助，它幫助移除鋁表面的自然氧化層，同時提供了離子轟擊以增強刻蝕的各向異性:

Al2O3 + 3BCl3→ 2AlCl3 + 3BOCl

HBr：

1，HBr的添加有助于增強刻蝕過程的各向異性。

2，可在鋁的刻蝕側壁上形成一層揮發性的溴化鋁（AlBrx）鈍化層。這層鈍化層有助于保護側壁，減少不必要的側向刻蝕。

3，與Cl2和BCl3結合使用時，HBr可以改善鋁與在同一腔體中刻蝕的光刻膠的選擇性。

Ar：作為惰性氣體，Ar+ 離子提供物理轟擊，幫助實現更清晰的刻蝕輪廓。

N2：鈍化層

為什么會出現腐蝕

刻蝕鋁產生的揮發性產物AlCl3會被抽離腔室。但是這些被抽走的AlCl3只是很少一部分，更多的AlCl3被困在光刻膠中，或金屬Al的表面。如果隨后將晶圓暴露在潔凈室的濕氣中，AlCl? 會形成鹽酸，導致鋁腐蝕。這種腐蝕并不總是立即發生，一般在蝕刻后兩三天才會出現明顯的腐蝕現象，Al腐蝕的方程式為：

2Al+6HCl→2AlCl3+3H2

有什么措施來解決腐蝕問題

1，在鋁的干法刻蝕后，立即通入O2+CHF3氣體，將光刻膠完全除去。CHF3在等離子體中會產生氟自由基，這些自由基可以與AlCl3反應，生成AlF3。由于AlF3在常溫下非常穩定，不易被水解，因此它不會在鋁表面引起腐蝕。

2，在鋁的干法刻蝕后，進行徹底的清洗，使用去離子水或者適當的溶劑以確保所有殘留的AlCl3都被去除。

3，在刻蝕和光刻膠剝離工序之間，避免將晶圓暴露于高濕度環境中，可使用密封晶圓盒來存儲晶圓。

等等，通過以上的后處理措施，可以大大減輕鋁腐蝕的問題。

審核編輯：黃飛