聚醯亞胺膜固化方法
2023-11-05 23:16:22
聚醯亞胺膜固化方法
【專利摘要】本發明提供一種聚醯亞胺膜固化方法，其包括如下步驟：將旋塗有聚醯亞胺膜的產品所在環境溫度升高至100℃～140℃，保溫0.5～1小時；將旋塗有聚醯亞胺膜的產品所在環境溫度升高至190℃～210℃，保溫1～2小時；將旋塗有聚醯亞胺膜的產品所在環境溫度升高至295℃～305℃，保溫1.8～2.5小時；將旋塗有聚醯亞胺膜的產品所在環境溫度冷卻至常溫。該聚醯亞胺膜固化方法採用分段控制溫度的方法使聚醯亞胺膜內的水分、溶劑等可以充分揮發，這樣固化後的聚醯亞胺膜在經過後續的光刻、腐蝕、退火等工藝處理後就不會出現鼓泡或者膜脫落現象。
【專利說明】
【技術領域】
[0001] 本發明涉及一種半導體元件製造方法，特別是涉及一種聚醯亞胺膜固化方法。 聚醯亞胺膜固化方法
【背景技術】
[0002] 在 MEMS (Micro-Electro-Mechanical Systems,微機電系統）產品開發製造過程 中常常需要使用聚醯亞胺作為犧牲層或介質層。聚醯亞胺的成膜方法與在線光刻膠相同， 它們都是採用旋塗成膜的方法。但是聚醯亞胺還需要在250°C以上的溫度環境中進行亞胺 化處理使聚醯亞胺膜能夠固化。常用的聚醯亞胺膜固化方法如下。首先，將旋塗有聚醯亞 胺膜的產品放置於烘箱中；然後，設定烘箱溫度為300°C，保持烘箱溫度為300°C進行2小時 亞胺化工藝過程；最後將產品自然冷卻至常溫。經過這些工藝步驟後，聚醯亞胺膜固化後沒 發現任何異常。然而經過後續的光刻、腐蝕、退火等工藝處理後，聚醯亞胺膜出現鼓泡或者 膜脫落現象，如圖1所示。這樣的聚醯亞胺膜會影響產品良率，嚴重的可能導致產品報廢。
【發明內容】
[0003] 基於此，有必要提供一種聚醯亞胺膜固化方法，其能夠防止固化後的聚醯亞胺膜 在經過後續的光刻、腐蝕、退火等工藝處理後出現鼓泡或者膜脫落現象。
[0004] 一種聚醯亞胺膜固化方法，所述聚醯亞胺膜固化方法包括如下步驟：將旋塗有聚 醯亞胺膜的產品所在環境溫度升高至100°c?140°C，保溫0. 5?1小時；將旋塗有聚醯亞 胺膜的產品所在環境溫度升高至190°C?210°C，保溫1?2小時；將旋塗有聚醯亞胺膜的 產品所在環境溫度升高至295°C?305°C，保溫1. 8?2. 5小時；將旋塗有聚醯亞胺膜的產 品所在環境溫度冷卻至常溫。
[0005] 在其中一個實施例中，所述將旋塗有聚醯亞胺膜的產品放置在KKTC?140°C的 溫度環境中保持〇. 5?1小時的步驟之前還包括將旋塗有聚醯亞胺膜的產品放置在60°C? 80°C的溫度環境中。
[0006] 在其中一個實施例中，所述聚醯亞胺膜固化方法的所有步驟是在烘箱中進行的。
[0007] 在其中一個實施例中，所述將旋塗有聚醯亞胺膜的產品所在環境溫度冷卻至常溫 的步驟是通過自然冷卻的方法將旋塗有聚醯亞胺膜的產品所在環境溫度冷卻至常溫的。
[0008] 在其中一個實施例中，所述聚醯亞胺膜所使用的聚醯亞胺的型號為PI2610。
[0009] 上述聚醯亞胺膜固化方法採用分段控制溫度的方法使聚醯亞胺膜內的水分、溶劑 等可以充分揮發，這樣固化後的聚醯亞胺膜在經過後續的光刻、腐蝕、退火等工藝處理後就 不會出現鼓泡或者膜脫落現象。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0010] 圖1為常用的聚醯亞胺膜固化方法處理的聚醯亞胺膜經過光刻、腐蝕、退火工藝 後的廣品放大圖；
[0011] 圖2為一個實施例的聚醯亞胺膜固化方法流程圖；
[0012] 圖3為一個實施例的聚醯亞胺膜固化方法處理的聚醯亞胺膜經過光刻、腐蝕、退 火工藝後的產品放大圖。
【具體實施方式】
[0013] 請參考圖2,本發明提供一種聚醯亞胺膜固化方法。該聚醯亞胺膜固化方法包括如 下步驟：
[0014] 步驟S110,將旋塗有聚醯亞胺膜的產品所在環境溫度升高至100°C?140°C，保溫 0. 5?1小時。該步驟S110中的溫度條件與保溫時間主要是使聚醯亞胺膜內的水分得到充 分的揮發，為後續的亞胺化過程做準備。在進行該步驟S110之間可以先將旋塗有聚醯亞胺 膜的產品放置在60°c?80°C的溫度環境中。60°C?80°C的溫度環境可以使聚醯亞胺膜內 的水分預先揮發一些，相對於l〇〇°C?140°C溫度環境水分揮發較慢，能夠使聚醯亞胺膜固 化的效果更好。
[0015] 步驟S120,將旋塗有聚醯亞胺膜的產品所在環境溫度升高至190°C?210°C，保溫 1?2小時。該步驟S120中的溫度條件與保溫時間主要是使聚醯亞胺膜內的溶劑得到充分 的揮發，為下面步驟的亞胺化過程做進一步的準備。
[0016] 步驟S130,將旋塗有聚醯亞胺膜的產品所在環境溫度升高至295°C?305°C，保溫 1. 8?2. 5小時。該步驟S130中的溫度條件與保溫時間是為了保證聚醯亞胺膜能夠充分的 亞胺化，從而能夠很好的固化。
[0017] 步驟S140,將旋塗有聚醯亞胺膜的產品所在環境溫度冷卻至常溫。將旋塗有聚醯 亞胺膜的產品所在環境溫度冷卻至常溫可以採用自然冷卻的方法，也可以通過快速冷卻的 方法。自然冷卻的方法具有節省能量且使固化後的聚醯亞胺膜更加穩定的有的。
[0018] 該聚醯亞胺膜固化方法所採用的上述步驟可以在烘箱中進行，也可以在其它合適 的設備中進行。另外，該聚醯亞胺膜固化方法所採用的上述步驟中所使用的聚醯亞胺的型 號為PI2610,當然此處的聚醯亞胺膜固化方法不限定聚醯亞胺的型號。本【技術領域】人員通 過適當的調整參數可以將該聚醯亞胺膜固化方法所使用的聚醯亞胺替換為其它型號的聚 醯亞胺。
[0019] 該聚醯亞胺膜固化方法採用分段控制溫度的方法使聚醯亞胺膜內的水分、溶劑分 段進行充分揮發，等聚醯亞胺膜內的水分、溶劑得到充分的揮發後再進行亞胺化過程。這樣 固化後的聚醯亞胺膜在經過後續的光刻、腐蝕、退火等工藝處理後就不會出現鼓泡或者膜 脫落現象。而常用的聚醯亞胺膜固化方法是直接將聚醯亞胺膜所在的環境溫度升高到亞胺 化過程所需要的溫度，這樣就聚醯亞胺膜內的水分和溶劑就可能出現沒有完全揮發，在聚 醯亞胺膜經過後續的光刻、腐蝕、退火等工藝處理後就會出現聚醯亞胺膜內的水分和溶劑 影響導致的鼓泡或者膜脫落現象。因此，該聚醯亞胺膜固化方法相對於常用的聚醯亞胺膜 固化方法能夠防止固化後的聚醯亞胺膜在經過後續的光刻、腐蝕、退火等工藝處理後出現 鼓泡或者膜脫落現象。
[0020] 下面將結合具體的實施例介紹一下該聚醯亞胺膜固化方法。
[0021] 實施例1，
[0022] 該實施例的聚醯亞胺膜固化方法包括如下步驟：
[0023] 先將烘箱溫度升高至60°C ;然後將旋塗有聚醯亞胺膜的產品放置在烘箱中，此處 的旋塗有聚醯亞胺膜的產品是微機電系統產品中的一種，聚醯亞胺膜是由型號為PI2610 的聚醯亞胺通過旋塗的方法形成的；接著設置烘箱的參數將烘箱內溫度升高至l〇〇°C，並 保持這個溫度0. 5小時；然後設置烘箱的參數將烘箱內溫度升高至190°C，並保持這個溫度 1小時；再設置烘箱的參數將烘箱內溫度升高至295°C，保溫1. 8小時；最後不設置烘箱的 參數或者關閉烘箱使烘箱內的環境溫度冷卻至常溫。這樣就完成了聚醯亞胺膜的固化，固 化好的旋塗有聚醯亞胺膜的產品就可以進行後續的工藝。
[0024] 請參考圖3,將採用該聚醯亞胺膜固化方法固化好的旋塗有聚醯亞胺膜的產品進 行光刻、腐蝕、退火工藝。如圖3所示，經過光刻、腐蝕、退火工藝後的旋塗有聚醯亞胺膜的 產品並未出現鼓泡或者膜脫落現象。
[0025] 實施例2，
[0026] 該實施例的聚醯亞胺膜固化方法包括如下步驟：
[0027] 先將烘箱溫度升高至80°C ;然後將旋塗有聚醯亞胺膜的產品放置在烘箱中，此處 的旋塗有聚醯亞胺膜的產品是微機電系統產品中的一種，聚醯亞胺膜是由型號為PI2610 的聚醯亞胺通過旋塗的方法形成的；接著設置烘箱的參數將烘箱內溫度升高至140°C，並 保持這個溫度1小時；然後設置烘箱的參數將烘箱內溫度升高至200°C，並保持這個溫度2 小時；再設置烘箱的參數將烘箱內溫度升高至305°C，保溫2小時；最後不設置烘箱的參數 或者關閉烘箱使烘箱內的環境溫度冷卻至常溫。這樣就完成了聚醯亞胺膜的固化，固化好 的旋塗有聚醯亞胺膜的產品就可以進行後續的工藝。
[0028] 將採用該聚醯亞胺膜固化方法固化好的旋塗有聚醯亞胺膜的產品進行光刻、腐 蝕、退火工藝。與實施例1相同，經過光刻、腐蝕、退火工藝後的旋塗有聚醯亞胺膜的產品並 未出現鼓泡或者膜脫落現象。
[0029] 實施例3，
[0030] 該實施例的聚醯亞胺膜固化方法包括如下步驟：
[0031] 先將旋塗有聚醯亞胺膜的產品放置在烘箱中，此處的旋塗有聚醯亞胺膜的產品是 微機電系統產品中的一種，聚醯亞胺膜是由型號為PI2610的聚醯亞胺通過旋塗的方法形 成的；然後將烘箱溫度升高至120°C，並保持這個溫度0. 7小時；然後設置烘箱的參數將烘 箱內溫度升高至210°C，並保持這個溫度1. 5小時；再設置烘箱的參數將烘箱內溫度升高至 305°C，保溫2. 5小時；最後不設置烘箱的參數或者關閉烘箱使烘箱內的環境溫度冷卻至常 溫。這樣就完成了聚醯亞胺膜的固化，固化好的旋塗有聚醯亞胺膜的產品就可以進行後續 的工藝。
[0032] 將採用該聚醯亞胺膜固化方法固化好的旋塗有聚醯亞胺膜的產品進行光刻、腐 蝕、退火工藝。與實施例1相同，經過光刻、腐蝕、退火工藝後的旋塗有聚醯亞胺膜的產品並 未出現鼓泡或者膜脫落現象。
[0033] 以上所述實施例僅表達了本發明的幾種實施方式，其描述較為具體和詳細，但並 不能因此而理解為對本發明專利範圍的限制。應當指出的是，對於本領域的普通技術人員 來說，在不脫離本發明構思的前提下，還可以做出若干變形和改進，這些都屬於本發明的保 護範圍。因此，本發明專利的保護範圍應以所附權利要求為準。
【權利要求】
1. 一種聚醯亞胺膜固化方法，其特徵在於，所述聚醯亞胺膜固化方法包括如下步驟： 將旋塗有聚醯亞胺膜的產品所在環境溫度升高至100°c?140°C，保溫0. 5?1小時； 將旋塗有聚醯亞胺膜的產品所在環境溫度升高至190°C?210°C，保溫1?2小時； 將旋塗有聚醯亞胺膜的產品所在環境溫度升高至295°C?305°C，保溫1. 8?2. 5小 時； 將旋塗有聚醯亞胺膜的產品所在環境溫度冷卻至常溫。
2. 根據權利要求1所述的聚醯亞胺膜固化方法，其特徵在於，所述將旋塗有聚醯亞胺 膜的產品放置在l〇〇°C?140°C的溫度環境中保持0. 5?1小時的步驟之前還包括將旋塗 有聚醯亞胺膜的產品放置在60°C?80°C的溫度環境中。
3. 根據權利要求1所述的聚醯亞胺膜固化方法，其特徵在於，所述聚醯亞胺膜固化方 法的所有步驟是在烘箱中進行的。
4. 根據權利要求1所述的聚醯亞胺膜固化方法，其特徵在於，所述將旋塗有聚醯亞胺 膜的產品所在環境溫度冷卻至常溫的步驟是通過自然冷卻的方法將旋塗有聚醯亞胺膜的 產品所在環境溫度冷卻至常溫的。
5. 根據權利要求1至4中任一項權利要求所述的聚醯亞胺膜固化方法，其特徵在於，所 述聚醯亞胺膜所使用的聚醯亞胺的型號為PI2610。
【文檔編號】B05D3/02GK104107794SQ201310135725
【公開日】2014年10月22日 申請日期:2013年4月18日 優先權日:2013年4月18日
【發明者】徐春雲 申請人:無錫華潤上華半導體有限公司