[发明专利]聚酰亚胺膜固化方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种半导体元件制造方法，特别是涉及一种聚酰亚胺膜固化方法。

背景技术

在MEMS（Micro-Electro-Mechanical Systems，微机电系统）产品开发制造过程中常常需要使用聚酰亚胺作为牺牲层或介质层。聚酰亚胺的成膜方法与在线光刻胶相同，它们都是采用旋涂成膜的方法。但是聚酰亚胺还需要在250℃以上的温度环境中进行亚胺化处理使聚酰亚胺膜能够固化。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烘箱中；然后，设定烘箱温度为300℃，保持烘箱温度为300℃进行2小时亚胺化工艺过程；最后将产品自然冷却至常温。经过这些工艺步骤后，聚酰亚胺膜固化后没发现任何异常。然而经过后续的光刻、腐蚀、退火等工艺处理后，聚酰亚胺膜出现鼓泡或者膜脱落现象，如图1所示。这样的聚酰亚胺膜会影响产品良率，严重的可能导致产品报废。

发明内容

基于此，有必要提供一种聚酰亚胺膜固化方法，其能够防止固化后的聚酰亚胺膜在经过后续的光刻、腐蚀、退火等工艺处理后出现鼓泡或者膜脱落现象。

一种聚酰亚胺膜固化方法，所述聚酰亚胺膜固化方法包括如下步骤：将旋涂有聚酰亚胺膜的产品所在环境温度升高至100℃～140℃，保温0.5～1小时；将旋涂有聚酰亚胺膜的产品所在环境温度升高至190℃～210℃，保温1～2小时；将旋涂有聚酰亚胺膜的产品所在环境温度升高至295℃～305℃，保温1.8～2.5小时；将旋涂有聚酰亚胺膜的产品所在环境温度冷却至常温。

在其中一个实施例中，所述将旋涂有聚酰亚胺膜的产品放置在100℃～140℃的温度环境中保持0.5～1小时的步骤之前还包括将旋涂有聚酰亚胺膜的产品放置在60℃～80℃的温度环境中。

在其中一个实施例中，所述聚酰亚胺膜固化方法的所有步骤是在烘箱中进行的。

在其中一个实施例中，所述将旋涂有聚酰亚胺膜的产品所在环境温度冷却至常温的步骤是通过自然冷却的方法将旋涂有聚酰亚胺膜的产品所在环境温度冷却至常温的。

在其中一个实施例中，所述聚酰亚胺膜所使用的聚酰亚胺的型号为PI2610。

上述聚酰亚胺膜固化方法采用分段控制温度的方法使聚酰亚胺膜内的水分、溶剂等可以充分挥发，这样固化后的聚酰亚胺膜在经过后续的光刻、腐蚀、退火等工艺处理后就不会出现鼓泡或者膜脱落现象。

附图说明

图1为常用的聚酰亚胺膜固化方法处理的聚酰亚胺膜经过光刻、腐蚀、退火工艺后的产品放大图；

图2为一个实施例的聚酰亚胺膜固化方法流程图；

图3为一个实施例的聚酰亚胺膜固化方法处理的聚酰亚胺膜经过光刻、腐蚀、退火工艺后的产品放大图。

具体实施方式

请参考图2，本发明提供一种聚酰亚胺膜固化方法。该聚酰亚胺膜固化方法包括如下步骤：

步骤S110，将旋涂有聚酰亚胺膜的产品所在环境温度升高至100℃～140℃，保温0.5～1小时。该步骤S110中的温度条件与保温时间主要是使聚酰亚胺膜内的水分得到充分的挥发，为后续的亚胺化过程做准备。在进行该步骤S110之间可以先将旋涂有聚酰亚胺膜的产品放置在60℃～80℃的温度环境中。60℃～80℃的温度环境可以使聚酰亚胺膜内的水分预先挥发一些，相对于100℃～140℃温度环境水分挥发较慢，能够使聚酰亚胺膜固化的效果更好。

步骤S120，将旋涂有聚酰亚胺膜的产品所在环境温度升高至190℃～210℃，保温1～2小时。该步骤S120中的温度条件与保温时间主要是使聚酰亚胺膜内的溶剂得到充分的挥发，为下面步骤的亚胺化过程做进一步的准备。

步骤S130，将旋涂有聚酰亚胺膜的产品所在环境温度升高至295℃～305℃，保温1.8～2.5小时。该步骤S130中的温度条件与保温时间是为了保证聚酰亚胺膜能够充分的亚胺化，从而能够很好的固化。

步骤S140，将旋涂有聚酰亚胺膜的产品所在环境温度冷却至常温。将旋涂有聚酰亚胺膜的产品所在环境温度冷却至常温可以采用自然冷却的方法，也可以通过快速冷却的方法。自然冷却的方法具有节省能量且使固化后的聚酰亚胺膜更加稳定的有的。

该聚酰亚胺膜固化方法所采用的上述步骤可以在烘箱中进行，也可以在其它合适的设备中进行。另外，该聚酰亚胺膜固化方法所采用的上述步骤中所使用的聚酰亚胺的型号为PI2610，当然此处的聚酰亚胺膜固化方法不限定聚酰亚胺的型号。本技术领域人员通过适当的调整参数可以将该聚酰亚胺膜固化方法所使用的聚酰亚胺替换为其它型号的聚酰亚胺。