乾式蝕刻(Dry Etching)製程：

乾蝕刻是一種非等向性蝕刻(Anisotropic Etching)，具有很好的方向 性(Directional Properties)但比濕蝕刻較差的選擇性(Selectivity)。乾蝕刻 通常是一種電漿蝕刻(Plasma Etching)，由於蝕刻作用的不同，電漿中離 子的物理性轟擊(Physical Bomboard)，活性自由基(Active Radical)與元件 (晶片)表面原子內的化學反應(Chemical Reaction)，或是兩者的複合作 用，可分為三大類：物理性蝕刻：濺擊蝕刻(Sputter Etching)，離子束蝕 刻(Ion Beam Etching)。濺擊蝕刻(Sputter Etching)將惰性的氣體分子如氬 氣施以電壓，利用衍生的二次電子將氣體分子解離或激發成各種不同的 粒子，包括分子、原子團(Radical)，電子、正離子等，；正離子被電極 板間的電場加速，即濺擊被蝕刻物，具有非常好的方向性（垂直方向），

較差的選擇性，因光阻亦被蝕刻，被擊出之物質為非揮發性，又沈積在 表面，困此在 VLSI 中很少被使用。化學性蝕刻：電漿蝕刻(Plasma Etching) 利用電漿將蝕刻氣體解離產生帶電離子、分子、電子以及反應性很強(即 Cyclotron)，(2)磁圈(Magnet Coil)。前者是利用 2.54GHz 的微波來增加 電子與氣體分子的碰撞機率；而後者則是在真空腔旁加入一個與二次電 子運動方向垂直的磁場，使得電子以螺旋狀的行徑來增加與氣體分子的 碰撞機率。

物理、化學複合蝕刻：反應性離子蝕刻(Reactive Ion Etching 簡稱

RIE)最為各種反應器廣泛使用的方法，便是結合物理性的離子轟擊與化 例，如接觸窗或介層洞(Contact Window and Via Hole)，為了使後續金屬 濺鍍能有較佳的階梯覆蓋能力(Step Coverage)，而故意使其蝕刻輪廓小 於九十度。通常控制蝕刻輪廓可從氣體種類、比例、及偏壓功率來進行。

鋁是半導體製程中最主要的導線材料。它具有低電阻、易於沉積及 蝕刻等優點而廣為大家所採用。在先進積體電路中，由於元件的密度受 限於導線所佔據之面積，加上金屬層的非等向性蝕刻，可使得金屬導線

間的間距縮小，藉以增加導線之接線能力，因此鋁及鋁合金的乾蝕刻在 入另一作法為真空隔絕室(Load Lock Chamber)的設計。

在鋁的乾式蝕刻中，增進非等向性蝕刻的方法為添加某些氣體，如 SiCl4, CCl4, CHF3, CHCl3等。這些氣體的氯或氟原子與光阻中的的碳或 矽原子反應形成聚合物，沉積於金屬側壁上，以避免遭受離子的轟擊。

因此在鋁的乾式蝕刻中，光阻的存在是不可或缺的。另外，為了增強光

阻的抗蝕性，製程中也會加入些使光阻強化的步驟。

加入少量的矽、銅於鋁中，為半導體製程中常見的鋁合金材料，因 此矽、銅的去除也成為鋁蝕刻時所須考慮的因素。如果兩者未能去除，

所遺留下來的矽或銅顆粒將會阻礙下方鋁材料蝕刻的進行，而形成一柱 狀的殘留物，即所謂微遮罩現象(Micromasking)。對於矽的蝕刻，可直 接於氯化物氣體電漿中完成，而 SiCl₄的揮發性很好，因此鋁合金中矽 的去除應沒有什麼問題。然而銅的去除就比較困難了，因為 CuCl₂的蒸 氣壓很低揮發性不佳，所以銅的去除無法以化學反應方式達成，必須以 高能量的離子撞擊來將銅原子去除；另外，提高溫度亦可以幫助 CuCl₂ 揮發。

在蝕刻鋁及鋁合金時所遭遇到的另一問題為蝕刻後鋁的腐蝕，原因 為鋁合金在氯氣電漿蝕刻後，含氯的殘留物仍遺留在合金表面、側壁及 光阻上。一旦晶圓離開真空腔體後，這些成份將會和空氣中的水氣反應 形成氯化氫(HCl)，進一步侵蝕鋁合金並產生 AlCl₃，若提供的水氣足 夠，反應將持續進行，鋁合金將不斷地被腐蝕，如下面反應式[2-1~2-3]

中所示。在含銅的鋁合金中，這種現象將更為嚴重〔2〕。

AlCl3 (By product) left on metal side-wall (2-1) AlCl3 + H2O (moisture) → Al2O3 + HCl (2-2)

HCl + Al → AlCl3 + H2(g) (2-3)

圖 2.2 乾式蝕刻製程示意圖。