দীর্ঘ সময়ের জন্য, অ্যালুমিনিয়াম ইন্টিগ্রেটেড সার্কিটগুলির জন্য প্রধান আন্তঃসংযোগ ধাতু হিসাবে কাজ করে। যদিও এটি পরে তামা দ্বারা প্রতিস্থাপিত হয়েছিল, অ্যালুমিনিয়াম এখনও সেমিকন্ডাক্টর উত্পাদনে ব্যাপকভাবে ব্যবহৃত হয়। অ্যালুমিনিয়াম এচিং অ্যালুমিনিয়াম উত্পাদন প্রক্রিয়ার একটি অপরিহার্য অংশ। যাইহোক, অনেক ক্ষেত্রে, অ্যালুমিনিয়াম শুকনো এচিং পরে ক্ষয় প্রবণ হয়। জারা ঘটনাটি দেখতে কেমন? এই কারণ কি? সমাধান কি?
কোথায় অ্যালুমিনিয়াম এচিং ব্যবহার করা প্রয়োজন?
অনেক জায়গা আছে যেখানে অ্যালুমিনিয়াম ধাতু প্রয়োজন। DRAM এবং ফ্ল্যাশের মতো মেমরি পণ্যগুলিতে, কম খরচে এবং সহজ প্রক্রিয়াকরণের কারণে অ্যালুমিনিয়াম ওয়্যারিং এখনও ব্যাপকভাবে ব্যবহৃত হয়। এই মেমরি ডিভাইসগুলিতে সাধারণত কঠোর প্রতিরোধ এবং ইলেক্ট্রোমাইগ্রেশন প্রয়োজনীয়তা থাকে না যা উচ্চ-পারফরম্যান্স লজিক চিপগুলি করে। বেশিরভাগ চিপ পণ্যের ইলেক্ট্রোড সাধারণত অ্যালুমিনিয়াম দিয়ে তৈরি, যা প্যাকেজিং, এলইডি, মাইক্রোফ্লুইডিক চিপস, রেডিও ফ্রিকোয়েন্সি চিপস ইত্যাদিতে ব্যাপকভাবে ব্যবহৃত হয়।
ছবি
অ্যালুমিনিয়াম ধাতুর এচিং প্রক্রিয়া
সাধারণত ব্যবহৃত গ্যাসগুলি হল Cl2, BCl3, HBr, Ar, N2 ইত্যাদি।
Cl2: প্রধান এচিং গ্যাস হিসাবে, Cl2 অ্যালুমিনিয়ামের সাথে বিক্রিয়া করে উদ্বায়ী AlCl3 তৈরি করে, যার ফলে এচিং অর্জন করা হয়। সমীকরণটি হল:
3Cl2+2Al→2AlCl3
BCl3: এচিং গ্যাসের সহায়ক হিসাবে, এটি অ্যালুমিনিয়াম পৃষ্ঠের প্রাকৃতিক অক্সাইড স্তর অপসারণ করতে সাহায্য করে, যখন এচিং-এর অ্যানিসোট্রপি বাড়ানোর জন্য আয়ন বোমাবাজি প্রদান করে:
Al2O3 + 3BCl3→ 2AlCl3 + 3BOCl
ছবি
HBr:
1. HBr সংযোজন এচিং প্রক্রিয়ার অ্যানিসোট্রপি উন্নত করতে সাহায্য করে।
2. একটি উদ্বায়ী অ্যালুমিনিয়াম ব্রোমাইড (AlBrx) প্যাসিভেশন স্তর অ্যালুমিনিয়ামের খোদাই করা সাইডওয়ালে তৈরি হতে পারে। এই প্যাসিভেশন লেয়ার সাইডওয়াল রক্ষা করতে সাহায্য করে এবং অপ্রয়োজনীয় পাশ্বর্ীয় এচিং কমায়।
3. Cl2 এবং BCl3 এর সংমিশ্রণে ব্যবহার করা হলে, HBr একই গহ্বরে খোদাই করা ফটোরেসিস্ট থেকে অ্যালুমিনিয়ামের নির্বাচনীতা উন্নত করতে পারে।
Ar: একটি মহৎ গ্যাস হিসাবে, Ar+ আয়নগুলি শারীরিক বোমাবাজি প্রদান করে, ক্লিনার এচিং প্রোফাইলগুলি অর্জনে সহায়তা করে।
N2: প্যাসিভেশন লেয়ার
ছবি
কেন ক্ষয় হয়
AlCl3, অ্যালুমিনিয়াম এচিং দ্বারা উত্পাদিত একটি উদ্বায়ী পণ্য, চেম্বারের বাইরে টানা হয়। যাইহোক, AlCl3 এর শুধুমাত্র একটি ছোট অংশ বের করা হয়, এবং আরও AlCl3 ফটোরেসিস্ট বা ধাতব Al এর পৃষ্ঠে আটকা পড়ে। যদি ওয়েফারটি পরবর্তীতে পরিষ্কার ঘরের আর্দ্রতার সংস্পর্শে আসে, তাহলে AlCl₃ হাইড্রোক্লোরিক অ্যাসিড তৈরি করতে পারে, যার ফলে অ্যালুমিনিয়াম ক্ষয় হয়। এই ধরনের ক্ষয় সবসময় অবিলম্বে ঘটবে না। সাধারণত, এচিং করার দুই বা তিন দিন পরে স্পষ্ট জারা ঘটনা প্রদর্শিত হবে। আল জারা সমীকরণ হল:
2Al+6HCl→2AlCl3+3H2
জারা সমস্যা সমাধানের জন্য কি ব্যবস্থা নেওয়া যেতে পারে?
ছবি
1. অ্যালুমিনিয়ামের শুষ্ক খোদাই করার পরে, ফটোরসিস্ট সম্পূর্ণরূপে অপসারণ করতে অবিলম্বে O2+CHF3 গ্যাসে প্রবেশ করুন৷ CHF3 প্লাজমাতে ফ্লোরিন র্যাডিকেল তৈরি করে এবং এই র্যাডিকেলগুলি AlCl3 এর সাথে বিক্রিয়া করে AlF3 তৈরি করতে পারে। যেহেতু AlF3 ঘরের তাপমাত্রায় খুব স্থিতিশীল এবং সহজে হাইড্রোলাইজড হয় না, তাই এটি অ্যালুমিনিয়াম পৃষ্ঠে ক্ষয় সৃষ্টি করবে না।
2. অ্যালুমিনিয়ামের শুষ্ক খোদাই করার পরে, সমস্ত অবশিষ্ট AlCl3 সরানো হয়েছে তা নিশ্চিত করতে ডিওনাইজড জল বা উপযুক্ত দ্রাবক ব্যবহার করে পুঙ্খানুপুঙ্খভাবে পরিষ্কার করুন।
3. এচিং এবং ফটোরেসিস্ট স্ট্রিপিং প্রক্রিয়ার মধ্যে উচ্চ আর্দ্রতার পরিবেশে ওয়েফারের সংস্পর্শ এড়াতে, একটি সিল করা ওয়েফার বক্স ওয়েফার সংরক্ষণ করতে ব্যবহার করা যেতে পারে।