聚酰亞胺膜固化方法
【專(zhuān)利摘要】本發(fā)明提供一種聚酰亞胺膜固化方法，其包括如下步驟：將旋涂有聚酰亞胺膜的產(chǎn)品所在環(huán)境溫度升高至100℃～140℃，保溫0.5～1小時(shí)；將旋涂有聚酰亞胺膜的產(chǎn)品所在環(huán)境溫度升高至190℃～210℃，保溫1～2小時(shí)；將旋涂有聚酰亞胺膜的產(chǎn)品所在環(huán)境溫度升高至295℃～305℃，保溫1.8～2.5小時(shí)；將旋涂有聚酰亞胺膜的產(chǎn)品所在環(huán)境溫度冷卻至常溫。該聚酰亞胺膜固化方法采用分段控制溫度的方法使聚酰亞胺膜內(nèi)的水分、溶劑等可以充分揮發(fā)，這樣固化后的聚酰亞胺膜在經(jīng)過(guò)后續(xù)的光刻、腐蝕、退火等工藝處理后就不會(huì)出現(xiàn)鼓泡或者膜脫落現(xiàn)象。
【專(zhuān)利說(shuō)明】
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及一種半導(dǎo)體元件制造方法，特別是涉及一種聚酰亞胺膜固化方法。 聚酰亞胺膜固化方法

【背景技術(shù)】
[0002] 在 MEMS (Micro-Electro-Mechanical Systems,微機(jī)電系統(tǒng)）產(chǎn)品開(kāi)發(fā)制造過(guò)程 中常常需要使用聚酰亞胺作為犧牲層或介質(zhì)層。聚酰亞胺的成膜方法與在線光刻膠相同， 它們都是采用旋涂成膜的方法。但是聚酰亞胺還需要在250°C以上的溫度環(huán)境中進(jìn)行亞胺 化處理使聚酰亞胺膜能夠固化。常用的聚酰亞胺膜固化方法如下。首先，將旋涂有聚酰亞 胺膜的產(chǎn)品放置于烘箱中；然后，設(shè)定烘箱溫度為300°C，保持烘箱溫度為300°C進(jìn)行2小時(shí) 亞胺化工藝過(guò)程；最后將產(chǎn)品自然冷卻至常溫。經(jīng)過(guò)這些工藝步驟后，聚酰亞胺膜固化后沒(méi) 發(fā)現(xiàn)任何異常。然而經(jīng)過(guò)后續(xù)的光刻、腐蝕、退火等工藝處理后，聚酰亞胺膜出現(xiàn)鼓泡或者 膜脫落現(xiàn)象，如圖1所示。這樣的聚酰亞胺膜會(huì)影響產(chǎn)品良率，嚴(yán)重的可能導(dǎo)致產(chǎn)品報(bào)廢。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0003] 基于此，有必要提供一種聚酰亞胺膜固化方法，其能夠防止固化后的聚酰亞胺膜 在經(jīng)過(guò)后續(xù)的光刻、腐蝕、退火等工藝處理后出現(xiàn)鼓泡或者膜脫落現(xiàn)象。
[0004] 一種聚酰亞胺膜固化方法，所述聚酰亞胺膜固化方法包括如下步驟：將旋涂有聚 酰亞胺膜的產(chǎn)品所在環(huán)境溫度升高至100°c?140°C，保溫0. 5?1小時(shí)；將旋涂有聚酰亞 胺膜的產(chǎn)品所在環(huán)境溫度升高至190°C?210°C，保溫1?2小時(shí)；將旋涂有聚酰亞胺膜的 產(chǎn)品所在環(huán)境溫度升高至295°C?305°C，保溫1. 8?2. 5小時(shí)；將旋涂有聚酰亞胺膜的產(chǎn) 品所在環(huán)境溫度冷卻至常溫。
[0005] 在其中一個(gè)實(shí)施例中，所述將旋涂有聚酰亞胺膜的產(chǎn)品放置在KKTC?140°C的 溫度環(huán)境中保持〇. 5?1小時(shí)的步驟之前還包括將旋涂有聚酰亞胺膜的產(chǎn)品放置在60°C? 80°C的溫度環(huán)境中。
[0006] 在其中一個(gè)實(shí)施例中，所述聚酰亞胺膜固化方法的所有步驟是在烘箱中進(jìn)行的。
[0007] 在其中一個(gè)實(shí)施例中，所述將旋涂有聚酰亞胺膜的產(chǎn)品所在環(huán)境溫度冷卻至常溫 的步驟是通過(guò)自然冷卻的方法將旋涂有聚酰亞胺膜的產(chǎn)品所在環(huán)境溫度冷卻至常溫的。
[0008] 在其中一個(gè)實(shí)施例中，所述聚酰亞胺膜所使用的聚酰亞胺的型號(hào)為PI2610。
[0009] 上述聚酰亞胺膜固化方法采用分段控制溫度的方法使聚酰亞胺膜內(nèi)的水分、溶劑 等可以充分揮發(fā)，這樣固化后的聚酰亞胺膜在經(jīng)過(guò)后續(xù)的光刻、腐蝕、退火等工藝處理后就 不會(huì)出現(xiàn)鼓泡或者膜脫落現(xiàn)象。

【專(zhuān)利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0010] 圖1為常用的聚酰亞胺膜固化方法處理的聚酰亞胺膜經(jīng)過(guò)光刻、腐蝕、退火工藝 后的廣品放大圖；
[0011] 圖2為一個(gè)實(shí)施例的聚酰亞胺膜固化方法流程圖；
[0012] 圖3為一個(gè)實(shí)施例的聚酰亞胺膜固化方法處理的聚酰亞胺膜經(jīng)過(guò)光刻、腐蝕、退 火工藝后的產(chǎn)品放大圖。

【具體實(shí)施方式】
[0013] 請(qǐng)參考圖2,本發(fā)明提供一種聚酰亞胺膜固化方法。該聚酰亞胺膜固化方法包括如 下步驟：
[0014] 步驟S110,將旋涂有聚酰亞胺膜的產(chǎn)品所在環(huán)境溫度升高至100°C?140°C，保溫 0. 5?1小時(shí)。該步驟S110中的溫度條件與保溫時(shí)間主要是使聚酰亞胺膜內(nèi)的水分得到充 分的揮發(fā)，為后續(xù)的亞胺化過(guò)程做準(zhǔn)備。在進(jìn)行該步驟S110之間可以先將旋涂有聚酰亞胺 膜的產(chǎn)品放置在60°c?80°C的溫度環(huán)境中。60°C?80°C的溫度環(huán)境可以使聚酰亞胺膜內(nèi) 的水分預(yù)先揮發(fā)一些，相對(duì)于l〇〇°C?140°C溫度環(huán)境水分揮發(fā)較慢，能夠使聚酰亞胺膜固 化的效果更好。
[0015] 步驟S120,將旋涂有聚酰亞胺膜的產(chǎn)品所在環(huán)境溫度升高至190°C?210°C，保溫 1?2小時(shí)。該步驟S120中的溫度條件與保溫時(shí)間主要是使聚酰亞胺膜內(nèi)的溶劑得到充分 的揮發(fā)，為下面步驟的亞胺化過(guò)程做進(jìn)一步的準(zhǔn)備。
[0016] 步驟S130,將旋涂有聚酰亞胺膜的產(chǎn)品所在環(huán)境溫度升高至295°C?305°C，保溫 1. 8?2. 5小時(shí)。該步驟S130中的溫度條件與保溫時(shí)間是為了保證聚酰亞胺膜能夠充分的 亞胺化，從而能夠很好的固化。
[0017] 步驟S140,將旋涂有聚酰亞胺膜的產(chǎn)品所在環(huán)境溫度冷卻至常溫。將旋涂有聚酰 亞胺膜的產(chǎn)品所在環(huán)境溫度冷卻至常溫可以采用自然冷卻的方法，也可以通過(guò)快速冷卻的 方法。自然冷卻的方法具有節(jié)省能量且使固化后的聚酰亞胺膜更加穩(wěn)定的有的。
[0018] 該聚酰亞胺膜固化方法所采用的上述步驟可以在烘箱中進(jìn)行，也可以在其它合適 的設(shè)備中進(jìn)行。另外，該聚酰亞胺膜固化方法所采用的上述步驟中所使用的聚酰亞胺的型 號(hào)為PI2610,當(dāng)然此處的聚酰亞胺膜固化方法不限定聚酰亞胺的型號(hào)。本【技術(shù)領(lǐng)域】人員通 過(guò)適當(dāng)?shù)恼{(diào)整參數(shù)可以將該聚酰亞胺膜固化方法所使用的聚酰亞胺替換為其它型號(hào)的聚 酰亞胺。
[0019] 該聚酰亞胺膜固化方法采用分段控制溫度的方法使聚酰亞胺膜內(nèi)的水分、溶劑分 段進(jìn)行充分揮發(fā)，等聚酰亞胺膜內(nèi)的水分、溶劑得到充分的揮發(fā)后再進(jìn)行亞胺化過(guò)程。這樣 固化后的聚酰亞胺膜在經(jīng)過(guò)后續(xù)的光刻、腐蝕、退火等工藝處理后就不會(huì)出現(xiàn)鼓泡或者膜 脫落現(xiàn)象。而常用的聚酰亞胺膜固化方法是直接將聚酰亞胺膜所在的環(huán)境溫度升高到亞胺 化過(guò)程所需要的溫度，這樣就聚酰亞胺膜內(nèi)的水分和溶劑就可能出現(xiàn)沒(méi)有完全揮發(fā)，在聚 酰亞胺膜經(jīng)過(guò)后續(xù)的光刻、腐蝕、退火等工藝處理后就會(huì)出現(xiàn)聚酰亞胺膜內(nèi)的水分和溶劑 影響導(dǎo)致的鼓泡或者膜脫落現(xiàn)象。因此，該聚酰亞胺膜固化方法相對(duì)于常用的聚酰亞胺膜 固化方法能夠防止固化后的聚酰亞胺膜在經(jīng)過(guò)后續(xù)的光刻、腐蝕、退火等工藝處理后出現(xiàn) 鼓泡或者膜脫落現(xiàn)象。
[0020] 下面將結(jié)合具體的實(shí)施例介紹一下該聚酰亞胺膜固化方法。
[0021] 實(shí)施例1，
[0022] 該實(shí)施例的聚酰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 ;然后將旋涂有聚酰亞胺膜的產(chǎn)品放置在烘箱中，此處 的旋涂有聚酰亞胺膜的產(chǎn)品是微機(jī)電系統(tǒng)產(chǎn)品中的一種，聚酰亞胺膜是由型號(hào)為PI2610 的聚酰亞胺通過(guò)旋涂的方法形成的；接著設(shè)置烘箱的參數(shù)將烘箱內(nèi)溫度升高至l〇〇°C，并 保持這個(gè)溫度0. 5小時(shí)；然后設(shè)置烘箱的參數(shù)將烘箱內(nèi)溫度升高至190°C，并保持這個(gè)溫度 1小時(shí)；再設(shè)置烘箱的參數(shù)將烘箱內(nèi)溫度升高至295°C，保溫1. 8小時(shí)；最后不設(shè)置烘箱的 參數(shù)或者關(guān)閉烘箱使烘箱內(nèi)的環(huán)境溫度冷卻至常溫。這樣就完成了聚酰亞胺膜的固化，固 化好的旋涂有聚酰亞胺膜的產(chǎn)品就可以進(jìn)行后續(xù)的工藝。
[0024] 請(qǐng)參考圖3,將采用該聚酰亞胺膜固化方法固化好的旋涂有聚酰亞胺膜的產(chǎn)品進(jìn) 行光刻、腐蝕、退火工藝。如圖3所示，經(jīng)過(guò)光刻、腐蝕、退火工藝后的旋涂有聚酰亞胺膜的 產(chǎn)品并未出現(xiàn)鼓泡或者膜脫落現(xiàn)象。
[0025] 實(shí)施例2，
[0026] 該實(shí)施例的聚酰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 ;然后將旋涂有聚酰亞胺膜的產(chǎn)品放置在烘箱中，此處 的旋涂有聚酰亞胺膜的產(chǎn)品是微機(jī)電系統(tǒng)產(chǎn)品中的一種，聚酰亞胺膜是由型號(hào)為PI2610 的聚酰亞胺通過(guò)旋涂的方法形成的；接著設(shè)置烘箱的參數(shù)將烘箱內(nèi)溫度升高至140°C，并 保持這個(gè)溫度1小時(shí)；然后設(shè)置烘箱的參數(shù)將烘箱內(nèi)溫度升高至200°C，并保持這個(gè)溫度2 小時(shí)；再設(shè)置烘箱的參數(shù)將烘箱內(nèi)溫度升高至305°C，保溫2小時(shí)；最后不設(shè)置烘箱的參數(shù) 或者關(guān)閉烘箱使烘箱內(nèi)的環(huán)境溫度冷卻至常溫。這樣就完成了聚酰亞胺膜的固化，固化好 的旋涂有聚酰亞胺膜的產(chǎn)品就可以進(jìn)行后續(xù)的工藝。
[0028] 將采用該聚酰亞胺膜固化方法固化好的旋涂有聚酰亞胺膜的產(chǎn)品進(jìn)行光刻、腐 蝕、退火工藝。與實(shí)施例1相同，經(jīng)過(guò)光刻、腐蝕、退火工藝后的旋涂有聚酰亞胺膜的產(chǎn)品并 未出現(xiàn)鼓泡或者膜脫落現(xiàn)象。
[0029] 實(shí)施例3，
[0030] 該實(shí)施例的聚酰亞胺膜固化方法包括如下步驟：
[0031] 先將旋涂有聚酰亞胺膜的產(chǎn)品放置在烘箱中，此處的旋涂有聚酰亞胺膜的產(chǎn)品是 微機(jī)電系統(tǒng)產(chǎn)品中的一種，聚酰亞胺膜是由型號(hào)為PI2610的聚酰亞胺通過(guò)旋涂的方法形 成的；然后將烘箱溫度升高至120°C，并保持這個(gè)溫度0. 7小時(shí)；然后設(shè)置烘箱的參數(shù)將烘 箱內(nèi)溫度升高至210°C，并保持這個(gè)溫度1. 5小時(shí)；再設(shè)置烘箱的參數(shù)將烘箱內(nèi)溫度升高至 305°C，保溫2. 5小時(shí)；最后不設(shè)置烘箱的參數(shù)或者關(guān)閉烘箱使烘箱內(nèi)的環(huán)境溫度冷卻至常 溫。這樣就完成了聚酰亞胺膜的固化，固化好的旋涂有聚酰亞胺膜的產(chǎn)品就可以進(jìn)行后續(xù) 的工藝。
[0032] 將采用該聚酰亞胺膜固化方法固化好的旋涂有聚酰亞胺膜的產(chǎn)品進(jìn)行光刻、腐 蝕、退火工藝。與實(shí)施例1相同，經(jīng)過(guò)光刻、腐蝕、退火工藝后的旋涂有聚酰亞胺膜的產(chǎn)品并 未出現(xiàn)鼓泡或者膜脫落現(xiàn)象。
[0033] 以上所述實(shí)施例僅表達(dá)了本發(fā)明的幾種實(shí)施方式，其描述較為具體和詳細(xì)，但并 不能因此而理解為對(duì)本發(fā)明專(zhuān)利范圍的限制。應(yīng)當(dāng)指出的是，對(duì)于本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員 來(lái)說(shuō)，在不脫離本發(fā)明構(gòu)思的前提下，還可以做出若干變形和改進(jìn)，這些都屬于本發(fā)明的保 護(hù)范圍。因此，本發(fā)明專(zhuān)利的保護(hù)范圍應(yīng)以所附權(quán)利要求為準(zhǔn)。
【權(quán)利要求】
1. 一種聚酰亞胺膜固化方法，其特征在于，所述聚酰亞胺膜固化方法包括如下步驟： 將旋涂有聚酰亞胺膜的產(chǎn)品所在環(huán)境溫度升高至100°c?140°C，保溫0. 5?1小時(shí)； 將旋涂有聚酰亞胺膜的產(chǎn)品所在環(huán)境溫度升高至190°C?210°C，保溫1?2小時(shí)； 將旋涂有聚酰亞胺膜的產(chǎn)品所在環(huán)境溫度升高至295°C?305°C，保溫1. 8?2. 5小 時(shí)； 將旋涂有聚酰亞胺膜的產(chǎn)品所在環(huán)境溫度冷卻至常溫。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的聚酰亞胺膜固化方法，其特征在于，所述將旋涂有聚酰亞胺 膜的產(chǎn)品放置在l〇〇°C?140°C的溫度環(huán)境中保持0. 5?1小時(shí)的步驟之前還包括將旋涂 有聚酰亞胺膜的產(chǎn)品放置在60°C?80°C的溫度環(huán)境中。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的聚酰亞胺膜固化方法，其特征在于，所述聚酰亞胺膜固化方 法的所有步驟是在烘箱中進(jìn)行的。
4. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的聚酰亞胺膜固化方法，其特征在于，所述將旋涂有聚酰亞胺 膜的產(chǎn)品所在環(huán)境溫度冷卻至常溫的步驟是通過(guò)自然冷卻的方法將旋涂有聚酰亞胺膜的 產(chǎn)品所在環(huán)境溫度冷卻至常溫的。
5. 根據(jù)權(quán)利要求1至4中任一項(xiàng)權(quán)利要求所述的聚酰亞胺膜固化方法，其特征在于，所 述聚酰亞胺膜所使用的聚酰亞胺的型號(hào)為PI2610。
【文檔編號(hào)】B05D3/02GK104107794SQ201310135725
【公開(kāi)日】2014年10月22日 申請(qǐng)日期:2013年4月18日 優(yōu)先權(quán)日:2013年4月18日
【發(fā)明者】徐春云 申請(qǐng)人:無(wú)錫華潤(rùn)上華半導(dǎo)體有限公司