ایک طویل عرصے تک، ایلومینیم نے مربوط سرکٹس کے لیے مرکزی باہم مربوط دھات کے طور پر کام کیا۔ اگرچہ بعد میں اس کی جگہ تانبے نے لے لی، لیکن سیمی کنڈکٹر مینوفیکچرنگ میں ایلومینیم اب بھی بڑے پیمانے پر استعمال ہوتا ہے۔ ایلومینیم اینچنگ ایلومینیم مینوفیکچرنگ کے عمل کا ایک ناگزیر حصہ ہے۔ تاہم، بہت سے معاملات میں، ایلومینیم خشک اینچنگ کے بعد سنکنرن کا شکار ہوتا ہے۔ سنکنرن کا رجحان کیسا لگتا ہے؟ اس کی وجہ کیا ہے؟ اس کا حل کیا ہے؟
ایلومینیم اینچنگ کو کہاں استعمال کرنے کی ضرورت ہے؟
بہت ساری جگہیں ہیں جہاں ایلومینیم دھات کی ضرورت ہے۔ میموری مصنوعات جیسے DRAM اور فلیش میں، ایلومینیم کی وائرنگ اب بھی اس کی کم قیمت اور آسان پروسیسنگ کی وجہ سے بڑے پیمانے پر استعمال ہوتی ہے۔ ان میموری ڈیوائسز میں عام طور پر وہ سخت مزاحمت اور الیکٹرومیگریشن کے تقاضے نہیں ہوتے جو اعلی کارکردگی والے منطقی چپس کرتے ہیں۔ زیادہ تر چپ مصنوعات کے الیکٹروڈ عام طور پر ایلومینیم سے بنے ہوتے ہیں، جو بڑے پیمانے پر پیکیجنگ، ایل ای ڈی، مائیکرو فلائیڈک چپس، ریڈیو فریکوئنسی چپس وغیرہ میں استعمال ہوتے ہیں۔
تصویر
ایلومینیم دھات کی اینچنگ میکانزم
عام طور پر استعمال ہونے والی گیسیں Cl2، BCl3، HBr، Ar، N2 وغیرہ ہیں۔
Cl2: اہم اینچنگ گیس کے طور پر، Cl2 غیر مستحکم AlCl3 پیدا کرنے کے لیے ایلومینیم کے ساتھ رد عمل ظاہر کرتا ہے، اس طرح اینچنگ حاصل ہوتی ہے۔ مساوات یہ ہے:
3Cl٪7b٪7b1٪7d٪7dAl٪e2٪86٪922AlCl3
BCl3: اینچنگ گیس کے معاون کے طور پر، یہ ایلومینیم کی سطح پر قدرتی آکسائیڈ کی تہہ کو ہٹانے میں مدد کرتا ہے، جبکہ اینچنگ کی اینسوٹروپی کو بڑھانے کے لیے آئن بمباری فراہم کرتا ہے:
Al2O٪7b٪7b1٪7d٪7dBCl3٪e2٪86٪92 2AlCl٪7b٪7b4٪7d٪7dBOCl
تصویر
HBr٪3a
1. ایچ بی آر کا اضافہ اینچنگ کے عمل کی اینسوٹروپی کو بڑھانے میں مدد کرتا ہے۔
2. ایلومینیم کی کھدی ہوئی سائیڈ وال پر ایک غیر مستحکم ایلومینیم برومائڈ (AlBrx) گزرنے والی تہہ بن سکتی ہے۔ یہ گزرنے والی تہہ سائیڈ والز کی حفاظت میں مدد کرتی ہے اور غیر ضروری لیٹرل اینچنگ کو کم کرتی ہے۔
3. جب Cl2 اور BCl3 کے ساتھ استعمال کیا جاتا ہے، تو HBr اسی گہا میں ایلومینیم کی سلیکٹیوٹی کو بہتر بنا سکتا ہے۔
Ar: ایک عظیم گیس کے طور پر، Ar+ آئن جسمانی بمباری فراہم کرتے ہیں، جو کلینر ایچنگ پروفائلز حاصل کرنے میں مدد کرتے ہیں۔
N2: غیر فعال ہونے کی پرت
تصویر
سنکنرن کیوں ہوتا ہے۔
AlCl3، ایک غیر مستحکم پروڈکٹ جو ایلومینیم کی اینچنگ سے تیار ہوتی ہے، چیمبر سے باہر نکالی جاتی ہے۔ تاہم، AlCl3 کا صرف ایک چھوٹا سا حصہ نکالا جاتا ہے، اور زیادہ AlCl3 photoresist میں یا دھات Al کی سطح پر پھنس جاتا ہے۔ اگر بعد میں ویفر کو صاف کمرے کی نمی کا سامنا کرنا پڑتا ہے تو، AlCl₃ ہائیڈروکلورک ایسڈ بنا سکتا ہے، جس سے ایلومینیم کی سنکنرن ہوتی ہے۔ اس قسم کا سنکنرن ہمیشہ فوری طور پر نہیں ہوتا ہے۔ عام طور پر، سنکنرن کا واضح واقعہ اینچنگ کے دو یا تین دن بعد ظاہر ہوگا۔ ال سنکنرن کی مساوات یہ ہے:
2Al٪7b٪7b1٪7d٪7dHCl٪e2٪86٪922AlCl٪7b٪7b3٪7dH2
سنکنرن کے مسئلے کو حل کرنے کے لیے کیا اقدامات کیے جا سکتے ہیں؟
تصویر
1. ایلومینیم کی خشک اینچنگ کے بعد، فوٹو ریزسٹ کو مکمل طور پر ہٹانے کے لیے فوری طور پر O2+CHF3 گیس میں داخل کریں۔ CHF3 پلازما میں فلورین ریڈیکلز پیدا کرتا ہے، اور یہ ریڈیکلز AlCl3 کے ساتھ رد عمل ظاہر کر کے AlF3 پیدا کر سکتے ہیں۔ چونکہ AlF3 کمرے کے درجہ حرارت پر بہت مستحکم ہے اور آسانی سے ہائیڈرولائز نہیں ہوتا ہے، اس لیے یہ ایلومینیم کی سطح پر سنکنرن کا سبب نہیں بنے گا۔
2. ایلومینیم کی خشک اینچنگ کے بعد، ڈیونائزڈ پانی یا کسی مناسب سالوینٹ کا استعمال کرتے ہوئے اچھی طرح صاف کریں تاکہ یہ یقینی بنایا جا سکے کہ تمام بقایا AlCl3 کو ہٹا دیا گیا ہے۔
3. اینچنگ اور فوٹو ریزسٹ سٹرپنگ کے عمل کے درمیان ویفر کو زیادہ نمی والے ماحول میں بے نقاب کرنے سے بچنے کے لیے، ویفر کو ذخیرہ کرنے کے لیے ایک سیل بند ویفر باکس استعمال کیا جا سکتا ہے۔