本实用新型专利技术属于半导体器件和集成电路表面有机钝化用新设备。其特征在于选用了波长为２—１５μｍ范围的远红外线辐射源，并用真空减压、连续充氮气的方法，使得整个恒温亚胺化过程，始终产生断续变化的远红外线辐照，达到阶梯升温、恒温、迅速排除反应生成聚缩水的要求，同时也有效地防止了硅片上铝层的氧化。本装置除在半导体器件及集成电路中作钝化层和内涂层的加工外，还能用于多层布线介质层的加工和其它需要制取高质量聚酰亚胺膜的地方。（*该技术在1995年保护过期，可自由使用*）
【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于半导体器件及集成电路表面有机钝化用新设备。聚酰亚胺是由聚酰胺酸加热至300℃亚胺化成环聚合后所获得的。在亚胺化的过程中会产生大量低分子结构的聚缩水，必须及时地加以排除，並使亚胺化“由里及表”地进行，这是获得高质量聚酰亚胺的技术关键所在。现有的亚胺化设备。按其加热方式可分为1、电阻丝烘箱法是一种采用普通电阻丝加热的医用或工业用恒温箱。该装置在300℃的高温下工作易使烘箱内漆层剥落，造成沾污，烘箱的温度分布均匀性差，热过冲大，热量传递是“由表及里”不利于聚酰胺酸亚胺化排水，同时也易造成被钝化的半导体芯片上的铝层氧化。2、远红外烘箱法此法与电阻丝烘箱法不同之处仅在于把电阻丝换成了远红外线辐射板，虽然解决了热传递“由里及表”的问题，但仍存在上述方法的其它缺点。3、管式扩散炉法此法比起上面两种方法要清洁，沾污小。但传递仍属“由表及里”方式，不利亚胺化的彻底进行，也存在易使半导体芯片铝层氧化的缺点。本专利技术的目的在于制造出一种新的亚胺化装置，该装置选用了穿透力强，波长在2～15μm范围内的远红外线加热板作为热辐射源，用抽真空减压和连续充氮气的方法来产生“由里及表”的加热效果和迅速排水，並同时具有保护被加工的半导体芯片上的铝层不被氧化的特点。此外，由于设计了专用的电子线路，使本专利技术装置具有在恒温状态下仍能不断地产生远红外线辐射，这对提高亚胺化效果是有益的。本专利技术为真空远红外炉〔17〕配以半导体精密控温仪〔16〕及程序加热温度补偿控制仪〔18〕和机械真空泵〔19〕。其中真空远红外炉〔17〕是由内层为2mm厚不锈钢板构成的园形炉腔，腔体外为耐火棉〔5〕，最外层为炉壳〔4〕，由普通厚度为2mm的铁皮制成，炉腔内中心部分设置两块上下对置的尺寸为290×175mm的远红外辐射板〔2〕作为亚胺化加热源，在炉腔的后部上端开一抽气口〔12〕，下端开一氮气入口〔9〕，经一根不锈钢管通至炉腔入口处中部，构成氮气喷嘴管〔14〕，使喷出的氮气先经加热后再喷向被亚胺化处理的芯片上，这样设计也避免了充入的氮气有立即被抽走的可能。此外，炉腔内还设置了一个半导体精密控温仪探头〔1〕，位置在两块远红外辐射板〔2〕之间的主要控温区，炉门〔7〕为厚度10mm的带真空高温密封橡皮圈〔8〕的不锈钢板制成，靠炉壳〔4〕前端四个胶木手轮〔11〕锁紧，真空减压由2X-2机械泵〔19〕产生，炉温的变化程序控制及远红外线辐射板的加热控制均由专门设计的程序加热温度补偿控制仪〔18〕来实现。本专利技术的应用操作过程为，打开炉门〔7〕，把要亚胺化的物体放在承物板〔3〕上，关上炉门〔7〕並旋紧四个胶木手轮〔11〕，开启总电源，此时程序加热温度补偿控制仪〔18〕和半导体精密控温仪〔16〕、机械真空泵〔19〕一起开始工作。当真空度达到600mmHg时，从氮气入口〔9〕通入2升/分的氮气，这样整个亚胺化装置便能自动完成梯梯升温、恒温、延时、报警、断电关机的过程。本专利技术具有热传递过程为“由里及表”性能所选用的远红外线是在2～15μm的波长范围，与聚酰胺酸中各分子基团在亚胺化加热时所需要吸收的热能波长范围相匹配，因此在加热时除了具有一般的加热效果外，还具有分子加热的效应，所以能进一步地提高加热亚胺化的效果。由于考虑到生产上的需要及质量的重复稳定、方便，本专利技术经过合理设计及安排。最终实现了整个亚胺化过程的自动程序处理。本专利技术可用于半导体器件及集成电路的钝化和内涂保护上，並能使CMOS集成电路实现合金—亚胺化一次完成。此外，在多层布线介质层、微带电路介质桥、驻极体传声器频率特性测量校正用“静电激励装置”等方面都可应用。图1是本专利技术的结构图。图2是本专利技术的应用方框图。本专利技术的实施例为，用厚度2mm的不锈钢制成尺寸为350mm的无缝园筒炉腔〔10〕作为真空远红外线炉的内腔，然后在筒中部安置两块功率各为1千瓦的远红外线辐射板〔2〕，其尺寸为290×175mm，间隔为80mm，在入口端中间设置有一水平放置的长度为160mm，直径8mm的带有均匀分布喷气孔的不锈钢氮气喷嘴管〔14〕，炉腔真空度指示由真空压力表头〔6〕给出。炉门〔7〕用厚10mm的不锈钢板制成，对应炉腔端部装有真空高温密封橡皮圈〔8〕，在炉门中间开有一小孔安装半导体精密控温仪探头〔1〕，在炉腔外有一炉壳〔4〕，在炉壳〔4〕和炉腔〔10〕之间填以耐火棉〔5〕，在炉壳〔4〕的前部均匀安装有四个对称分布的胶木手轮〔11〕用来压紧真空炉的炉门〔7〕，工作时把机械真空泵〔19〕接至抽气口〔12〕，把程序加热温度补偿控制仪〔18〕接至远红外辐射板引出电极〔13〕，把半导体精密控温仪〔16〕接至半导体精密控温仪探头电极引线〔15〕，这样便组成了以本专利技术为主体的整个工作系统。本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种真空远红外线充氮亚胺化装置由真空远红外炉［１７］，程序加热温度补偿控制仪［１８］，半导体精密控温仪［１６］、机械真空泵［１９］构成。其特征在于所述的远红外炉采用两块对置的远红外辐射板［２］和氮气喷嘴管［１４］。
【技术特征摘要】
1.一种真空远红外线充氮亚胺化装置由真空远红外炉〔17〕，程序加热温度补偿控制仪〔18〕，半导体精密控温仪〔16〕、机械真空泵〔19〕构成，其特征在于所述的远红外炉采用两块对置的远红外辐射板〔2〕和氮气喷嘴管〔14〕。2.根据权利要求1所述的装置，其特征在于所述的远红外炉在两块...
【专利技术属性】
技术研发人员：廖萃荃，
申请(专利权)人：南京工学院，
类型：实用新型
国别省市：32[中国|江苏]
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