一种应用于半导体器件的聚酰亚胺烘箱固化工艺转化方法技术

本发明专利技术提供了一种应用于半导体器件的聚酰亚胺烘箱固化工艺转化方法，涉及半导体器件制备方法的技术领域；包括：提供管式炉的固化工艺、管式炉的固化工艺曲线和烘箱的运行参数；预设所述烘箱的固化工艺；运行所述烘箱的固化工艺，获取所述烘箱的初始固化工艺曲线；分别获取所述管式炉的固化工艺的热预算值和所述烘箱的初始固化工艺的热预算值；调整所述烘箱的初始固化工艺，获得所述烘箱的固化工艺。本申请提高从管式炉固化工艺到烘箱固化工艺的转化效率，降低工艺转化成本。降低工艺转化成本。降低工艺转化成本。

【技术实现步骤摘要】
一种应用于半导体器件的聚酰亚胺烘箱固化工艺转化方法


[0001]本专利技术涉及半导体器件制备方法的
，尤其是涉及一种应用于半导体器件的聚酰亚胺烘箱固化工艺转化方法。

技术介绍

[0002]聚酰亚胺（Polyimide，PI）是一类具有酰亚胺重复单元的聚合物，具有适用温度广、耐化学腐蚀、高强度等优点。由于以PI为材料的薄膜具有良好的耐高低温性能、环境稳定性、力学性能以及优良的介电性能，在众多基础工业与高
中均得到广泛应用，如电子元件和半导体工业，其常见的应用如下：（1）光刻胶：以聚酰亚胺为原料的光刻胶其分辨率可达亚微米级，其还可以与颜料或染料配合可用于彩色滤光膜，大大简化加工工序。
[0003]（2）在微电子器件中的应用：聚酰亚胺在微电子器件中，可以作为介电层、缓冲层、保护层、粘结层等膜层的材料。以聚酰亚胺为原料的介电层可以实现层间绝缘，还可以作为缓冲层可以减少应力、提高成品率；此外，以聚酰亚胺为原料的作为保护层可以减少环境对器件的影响，还可以对α
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粒子起屏蔽作用，减少或消除器件的软误差（soft error）。使用聚酰亚胺作为高温黏合剂时，由于聚酰亚胺层具有良好的机械延展性和拉伸强度，在生产数字化半导体材料和MEMS系统的芯片时，有助于提高聚酰亚胺层以及聚酰亚胺层与上面沉积的金属层之间的粘合；此外，聚酰亚胺的高温和化学稳定性还可以起到将金属层和各种外界环境隔离的作用。
[0004]因此，在半导体集成电路产品开发制造过程中，聚酰亚胺常常可以用作介质层或钝化保护层等膜层的材料。聚酰亚胺膜层的成膜方法与在线光刻胶相同，均是采用旋涂成膜的方法。但是聚酰亚胺膜层还需要在250℃以上的温度环境中进行亚胺化处理使聚酰亚胺能够固化。目前一些芯片制造厂商常用的聚酰亚胺膜固化方法如下。首先，将旋涂有聚酰亚胺膜的产品放置于管式炉设备中；然后，将炉管升温到设定温度110℃，保持一定时间；之后，再将炉管温度升至320℃，保持一定时间；最后将炉管温度冷却至常温。经过这些步骤后，产品表面的聚酰亚胺膜内的水分、溶剂等充分挥发，完成固化。
[0005]采用管式炉固化芯片上的聚酰亚胺膜层的工艺纯熟，是目前常规的聚酰亚胺膜层固化工艺，但其每次样品处理量较少、效率较低，不利于产品的大规模生产；且管式炉的不同位置受热不同，因此处于管式炉不同位置的芯片上聚酰亚胺膜层在固化后存在效果不一致的情况，尤其是位于管式炉恒温区边缘附近的芯片，其差异明显，进而导致了产品的良品率。

技术实现思路

[0006]本申请的目的在于提供一种应用于半导体器件的聚酰亚胺烘箱固化工艺转化方法，以改善聚酰亚胺膜层固化工艺调整过程缓慢、成本高的问题。
[0007]为了解决现有技术中采用管式炉这一固化设备进行聚酰亚胺膜层固化时，其固化
效率较低、固化效果存在不一致影响良品率的问题，申请人所在企业的研究人员提出了采用烘箱替代管式炉作为固化设备进行芯片上聚酰亚胺膜层的固化工艺，以提高每一批次处理的样品数量，使其受热均匀，提高产品的生产效率和成品率。但采用烘箱进行聚酰亚胺膜层固化，由于其固化设备不同，固化工艺必然需要进行调整，而通过摸索式调整所需的时间较长、成本较高，难以实现从管式炉固化工艺到烘箱固化工艺的快速、有效转化。
[0008]基于上述技术问题，本申请提供了一种应用于半导体器件的聚酰亚胺烘箱固化工艺转化方法，包括：提供管式炉的固化工艺、管式炉的固化工艺曲线和烘箱的运行参数；根据管式炉的固化工艺和烘箱的运行参数预设烘箱的固化工艺；根据烘箱的固化工艺，运行烘箱的固化工艺，获取烘箱的初始固化工艺曲线；根据管式炉的固化工艺曲线和烘箱的初始固化工艺曲线，分别获取管式炉的固化工艺的热预算值和烘箱的初始固化工艺的热预算值；调整烘箱的初始固化工艺，使调整后的管式炉的固化工艺的热预算值和烘箱的固化工艺的热预算值相差不超过管式炉的固化工艺的热预算值的2%；获得烘箱的固化工艺。
[0009]进一步地，在本申请的一些实施例中，管式炉的固化工艺包括：第一升温段、第一恒温段、第二升温段、第二恒温段、第一降温段；第一升温段包括第一起始温度、第一升温时间、第一终点温度；第一恒温段包括第一恒温时间、第一恒温温度；第二升温段包括第二起始温度、第二升温时间、第二终点温度；第二恒温段包括第二恒温时间、第二恒温温度；第一降温段包括第一降温起始温度，第一降温时间，第一降温终点温度。
[0010]进一步地，在本申请的一些实施例中，烘箱的固化工艺包括：A升温段、A恒温段、B升温段、B恒温段、A降温段；A升温段包括A起始温度、A升温时间、A终点温度；A恒温段包括A恒温时间、A恒温温度；B升温段包括B起始温度、B升温时间、B终点温度；B恒温段包括B恒温时间、B恒温温度；A降温段包括A降温起始温度，A降温时间，A降温终点温度；第一起始温度等于A起始温度；第一终点温度等于A终点温度；第一恒温温度等于A恒温温度；第二起始温度等于B起始温度；第二终点温度等于B终点温度；第一降温起始温度等于A降温起始温度，第一降温终点温度等于A降温终点温度。
[0011]进一步地，在本申请的一些实施例中，烘箱的运行参数包括烘箱在额定功率下的最高升温速率、最低升温速率、最高降温速率、最低降温速率。
[0012]进一步地，在本申请的一些实施例中，预设烘箱的固化工艺时，使A升温时间等于第一升温时间、使B升温时间等于第二升温时间、使A降温时间等于第一降温时间，或者根据烘箱的运行参数，使A升温时间接近第一升温时间、使B升温时间接近第二升温时间、使A降温时间接近第一降温时间。
[0013]进一步地，在本申请的一些实施例中，管式炉的固化工艺曲线包括分别与管式炉的固化工艺对应的第一升温曲线段、第一恒温曲线段、第二升温曲线段、第二恒温曲线段、
第一降温曲线段；烘箱的固化工艺曲线包括分别与烘箱的初始固化工艺对应的A升温曲线段、A恒温曲线段、B升温曲线段、B恒温曲线段、A降温曲线段；分别计算第一升温曲线段、第一恒温曲线段、第二升温曲线段、第二恒温曲线段、第一降温曲线段的热预算值，获得管式炉的固化工艺的热预算值；分别计算A升温曲线段、A恒温曲线段、B升温曲线段、B恒温曲线段、A降温曲线段的热预算值，获得烘箱的初始固化工艺的热预算值。
[0014]进一步地，在本申请的一些实施例中，管式炉的固化工艺曲线包括分别与管式炉的固化工艺对应的第一升温曲线段、第一恒温曲线段、第二升温曲线段、第二恒温曲线段、第一降温曲线段；烘箱的固化工艺曲线包括分别与烘箱的初始固化工艺对应的A升温曲线段、A恒温曲线段、B升温曲线段、B恒温曲线段、A降温曲线段；设第一恒温曲线段的热预算值等于A恒温曲线段的热预算值、设第二恒温曲线段的热预算值等于B恒温曲线段的热预算值；分别计算第一升温曲线段、第二升温曲线段、第一降温曲线段的热预算值，获得管式炉的固化工艺的热预算值；分别计算A升温曲线段、B升温曲线段、A降温曲线段的热预算值，获得烘箱的初始固化工艺的热预算值。
[0015]进一步地，在本申请的一些实施例中，本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种应用于半导体器件的聚酰亚胺烘箱固化工艺转化方法，其特征在于，包括：提供管式炉的固化工艺、管式炉的固化工艺曲线和烘箱的运行参数；根据所述管式炉的固化工艺和烘箱的运行参数预设所述烘箱的固化工艺；根据所述烘箱的固化工艺，运行所述烘箱的固化工艺，获取所述烘箱的初始固化工艺曲线；根据所述管式炉的固化工艺曲线和所述烘箱的初始固化工艺曲线，分别获取所述管式炉的固化工艺的热预算值和所述烘箱的初始固化工艺的热预算值；调整所述烘箱的初始固化工艺，使调整后的所述管式炉的固化工艺的热预算值和所述烘箱的固化工艺的热预算值相差不超过所述管式炉的固化工艺的热预算值的2%；获得所述烘箱的固化工艺。2.根据权利要求1所述的应用于半导体器件的聚酰亚胺烘箱固化工艺转化方法，其特征在于，所述管式炉的固化工艺包括：第一升温段、第一恒温段、第二升温段、第二恒温段、第一降温段；所述第一升温段包括第一起始温度、第一升温时间、第一终点温度；所述第一恒温段包括第一恒温时间、第一恒温温度；所述第二升温段包括第二起始温度、第二升温时间、第二终点温度；所述第二恒温段包括第二恒温时间、第二恒温温度；所述第一降温段包括第一降温起始温度，第一降温时间，第一降温终点温度。3.根据权利要求2所述的应用于半导体器件的聚酰亚胺烘箱固化工艺转化方法，其特征在于，所述烘箱的固化工艺包括：A升温段、A恒温段、B升温段、B恒温段、A降温段；所述A升温段包括A起始温度、A升温时间、A终点温度；所述A恒温段包括A恒温时间、A恒温温度；所述B升温段包括B起始温度、B升温时间、B终点温度；所述B恒温段包括B恒温时间、B恒温温度；所述A降温段包括A降温起始温度，A降温时间，A降温终点温度；所述第一起始温度等于所述A起始温度；所述第一终点温度等于所述A终点温度；所述第一恒温温度等于A恒温温度；所述第二起始温度等于所述B起始温度；所述第二终点温度等于所述B终点温度；所述第一降温起始温度等于所述A降温起始温度，所述第一降温终点温度等于所述A降温终点温度。4.根据权利要求3所述的应用于半导体器件的聚酰亚胺烘箱固化工艺转化方法，其特征在于，所述烘箱的运行参数包括所述烘箱在额定功率下的最高升温速率、最低升温速率、最高降温速率、最低降温速率。5.根据权利要求4所述的应用于半导体器件的聚酰亚胺烘箱固化工艺转化方法，其特征在于，所述预设所述烘箱的固化工艺时，使所述A升温时间等于所述第一升温时间、使所述B升温时间等于所述第二升温时间、使所述A降温时间等于所述第一降温时间，或者根据所述烘箱的运行参数，使所述A升温时间靠近所述第一升温时间、使所述B升温时间接近所述第二升温时间、使所述A降温时间接近所述第一降温时间。6.根据权利要求3所述的应用于半导体器件的聚酰亚胺烘箱固化工艺转化方法，其特征在于，所述管式炉的固化...

【专利技术属性】
技术研发人员：林政勋，万军，
申请(专利权)人：无锡邑文电子科技有限公司，
类型：发明
国别省市：