CN113031409A - 一种氧化钒热成像芯片制造中的聚酰亚胺光刻胶去除方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种氧化钒热成像芯片制造中的聚酰亚胺光刻胶去除方法，包括以下操作步骤：S1：挑选一定数量的均苯四酸二酐，所述均苯四酸二酐又称2,4,5‑苯四酸酐，分子式是C10H2O6，分子量为218.1193，为白色微黄块状粉状固体结晶，准备一定数量的二氨基二苯醚，所述二氨基二苯醚分子式为C12H12N2O，相对分子量为200.23，为乙醇中析出的晶体；S2：准备一定数量的4％H2/N2气体，备用。本发明所述的一种氧化钒热成像芯片制造中的聚酰亚胺光刻胶去除方法，通过采用RF等离子技术实现氧化钒热成像芯片的聚酰亚胺光刻胶去除，并结合传统RF等离子系统所存在的问题进行制程优化，加入新的制程气体，调试新的参数，得以满足工艺要求，带来更好的使用前景。
Description
技术领域
本发明涉及半导体光阻及聚酰亚胺去除工艺领域，特别涉及一种氧化钒热成像芯片制造中的聚酰亚胺光刻胶去除方法。
背景技术
氧化钒热成像芯片是目前主流的非制冷焦平面阵列成像技术，利用绝对零度以上的物体发出红外线及氧化钒材料在接收到红外线后电阻变化的特性进行热成像，成像的分辨率取决于像素单位的大小及数量，在晶圆制造过程中，沉积立体结构的氧化钒需要聚酰亚胺光刻胶做为支撑及保护，那么在后段封装过程中就需要通过等离子蚀刻技术对这些聚酰亚胺进行去除，人们对于聚酰亚胺去除工艺的要求也越来越高。
现有的聚酰亚胺去除工艺在使用时存在一定的弊端，由于微波等离子的高频率及远程等离子的特性，导致其蚀刻率比较低，生产效率低下，由于半导体设备成本非常昂贵，如果在氧化钒成像芯片中使用微波等离子去除聚酰亚胺光刻胶的话，单位成本会是选用RF等离子系统去胶工艺的3倍，不利于人们的使用，给人们的使用过程带来了一定的不利影响，为此，我们提出一种氧化钒热成像芯片制造中的聚酰亚胺光刻胶去除方法。
发明内容
(一)解决的技术问题
针对现有技术的不足，本发明提供了一种氧化钒热成像芯片制造中的聚酰亚胺光刻胶去除方法，通过采用RF等离子技术实现氧化钒热成像芯片的聚酰亚胺光刻胶去除，并结合传统RF等离子系统所存在的问题进行制程优化，加入新的制程气体，调试新的参数，得以满足工艺要求，可以有效解决背景技术中的问题。
(二)技术方案
为实现上述目的，本发明采取的技术方案为：一种氧化钒热成像芯片制造中的聚酰亚胺光刻胶去除方法，包括以下操作步骤：
S1：挑选一定数量的均苯四酸二酐，所述均苯四酸二酐又称2,4,5-苯四酸酐，分子式是C10H2O6，分子量为218.1193，为白色微黄块状粉状固体结晶，准备一定数量的二氨基二苯醚，所述二氨基二苯醚分子式为C12H12N2O，相对分子量为200.23，为乙醇中析出的晶体；
S2：准备一定数量的感光剂，所述感光剂为具有感光性质的涂料，通常由溴化银和明胶组成，其中的溴化银起主要的感光作用，准备一定数量的4％H2/N2气体，备用；
S3：聚酰亚胺光刻胶是由均苯四酸二酐与二氨基二苯醚先缩聚再脱水环化成聚酰亚胺，再添加感光剂而成，其长期耐温可达220℃以上；
S4：通过RF等离子蚀刻技术对这些聚酰亚胺进行去除，氧化钒热成像芯片制造中的聚酰亚胺光刻胶去除方法采用改良后的RF plasma system1，微波等离子在磁控管内产生，通过导波管传输Plasma,Plasma随着气体初始动能及重力顺流而下作用于wafer表面，与光刻胶反应；
S5：在原有的微波等离子去胶工艺的基础上增加4％H2/N2气体，利用此气体中氢元素在等离子去胶中更容易形成容易被真空泵抽走的氢化物的特点，让去胶更干净彻底，效率也有所提升，满足氧化钒热成像芯片制作中聚酰亚胺光刻胶的工艺标准；
S6：增加两片铝合金材质的孔位相互错开的栅格板做为等离子缓冲区，一方面通过铝合金的导电性去除等离子产生初期的一些杂乱的电荷，另外也阻隔了等离子体，防止其直接作用于wafer表面，尽可能降低DC BIAS的形成，可以有效的防止wafer的plasmadamage，生产效率提升了3到5倍。
作为一种优选的技术方案，所述改良后的RF plasma system频率为13.56MHz，所述所述改良后的RF plasma system加入的气体为4％H2/N2气体，且其气体流量为3000SCCM。
作为一种优选的技术方案，所述改良后的RF plasma system的蚀刻率为62000埃每分钟。
作为一种优选的技术方案，所述改良后的RF plasma system去除聚酰亚胺的时间为20分钟。
作为一种优选的技术方案，所述改良后的RF plasma system中等离子产生特性为远程等离子。
作为一种优选的技术方案，所述改良后的RF plasma system中温度为160-200摄氏度，所述改良后的RF plasma system中功率为750-900W，所述改良后的RF plasmasystem中压力为0.9-1.2TOrr。
作为一种优选的技术方案，所述改良后的RF plasma system中温度为170摄氏度，所述改良后的RF plasma system中功率为800W，所述改良后的RF plasma system中压力为1TOrr。
作为一种优选的技术方案，所述改良后的RF plasma system中温度为180摄氏度，所述改良后的RF plasma system中功率为820W，所述改良后的RF plasma system中压力为1.1TOrr。
(三)有益效果
与现有技术相比，本发明提供了一种氧化钒热成像芯片制造中的聚酰亚胺光刻胶去除方法，具备以下有益效果：该一种氧化钒热成像芯片制造中的聚酰亚胺光刻胶去除方法，通过采用RF等离子技术实现氧化钒热成像芯片的聚酰亚胺光刻胶去除，并结合传统RF等离子系统所存在的问题进行制程优化，加入新的制程气体，调试新的参数，得以满足工艺要求，替代原有的微波等离子技术，使用先进的RF等离子技术进行产品生产，生产效率提升了3到5倍，改变传统RF等离子去胶机的传输系统硬件结构，增加双层铝合金栅格板以减少反应初期的等离子体轰击，可以有效的防止氧化钒立体结构坍塌及电阻率的不稳定情况发生，改变传统RF等离子去胶工艺，增加新的工艺气体，调试出新的工艺条件，可以有效的防止光刻胶残留及电阻率不合格的情况发生，通过RF等离子蚀刻技术对这些聚酰亚胺进行去除，氧化钒热成像芯片制造中的聚酰亚胺光刻胶去除方法采用改良后的RF plasmasystem1，微波等离子在磁控管内产生，通过导波管传输Plasma,Plasma随着气体初始动能及重力顺流而下作用于wafer表面，与光刻胶反应，在原有的微波等离子去胶工艺的基础上增加4％H2/N2气体，利用此气体中氢元素在等离子去胶中更容易形成容易被真空泵抽走的氢化物的特点，让去胶更干净彻底，效率也有所提升，满足氧化钒热成像芯片制作中聚酰亚胺光刻胶的工艺标准，增加两片铝合金材质的孔位相互错开的栅格板做为等离子缓冲区，一方面通过铝合金的导电性去除等离子产生初期的一些杂乱的电荷，另外也阻隔了等离子体，防止其直接作用于wafer表面，尽可能降低DC BIAS的形成，可以有效的防止wafer的plasma damage，生产效率提升了3到5倍，整个聚酰亚胺光刻胶去除结构简单，操作方便，使用的效果相对于传统方式更好。
附图说明
图1为本发明一种氧化钒热成像芯片制造中的聚酰亚胺光刻胶去除方法的等离子体作用方式示意图。
图2为本发明一种氧化钒热成像芯片制造中的聚酰亚胺光刻胶去除方法中增加两片铝合金材质的孔位相互错开的栅格板的结构示意图。
图3为本发明一种氧化钒热成像芯片制造中的聚酰亚胺光刻胶去除方法中参数对比表的结构示意图。
图4为本发明一种氧化钒热成像芯片制造中的聚酰亚胺光刻胶去除方法中传统光刻胶残留情况示意图。
图5为本发明一种氧化钒热成像芯片制造中的聚酰亚胺光刻胶去除方法中此技术光刻胶残留情况示意图。
图6为本发明一种氧化钒热成像芯片制造中的聚酰亚胺光刻胶去除方法中传统方法残留严重的示意图。
图7为本发明一种氧化钒热成像芯片制造中的聚酰亚胺光刻胶去除方法中此技术无残留的示意图。
具体实施方式
为使本发明实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解，下面结合具体实施方式，进一步阐述本发明。
实施例1：
一种氧化钒热成像芯片制造中的聚酰亚胺光刻胶去除方法，包括以下操作步骤：
S1：挑选一定数量的均苯四酸二酐，均苯四酸二酐又称2,4,5-苯四酸酐，分子式是C10H2O6，分子量为218.1193，为白色微黄块状粉状固体结晶，准备一定数量的二氨基二苯醚，二氨基二苯醚分子式为C12H12N2O，相对分子量为200.23，为乙醇中析出的晶体；
S2：准备一定数量的感光剂，感光剂为具有感光性质的涂料，通常由溴化银和明胶组成，其中的溴化银起主要的感光作用，准备一定数量的4％H2/N2气体，备用；
S3：聚酰亚胺光刻胶是由均苯四酸二酐与二氨基二苯醚先缩聚再脱水环化成聚酰亚胺，再添加感光剂而成，其长期耐温可达220℃以上；
S4：通过RF等离子蚀刻技术对这些聚酰亚胺进行去除，氧化钒热成像芯片制造中的聚酰亚胺光刻胶去除方法采用改良后的RF plasma system1，微波等离子在磁控管内产生，通过导波管传输Plasma,Plasma随着气体初始动能及重力顺流而下作用于wafer表面，与光刻胶反应；
S5：在原有的微波等离子去胶工艺的基础上增加4％H2/N2气体，利用此气体中氢元素在等离子去胶中更容易形成容易被真空泵抽走的氢化物的特点，让去胶更干净彻底，效率也有所提升，满足氧化钒热成像芯片制作中聚酰亚胺光刻胶的工艺标准；
S6：增加两片铝合金材质的孔位相互错开的栅格板做为等离子缓冲区，一方面通过铝合金的导电性去除等离子产生初期的一些杂乱的电荷，另外也阻隔了等离子体，防止其直接作用于wafer表面，尽可能降低DC BIAS的形成，可以有效的防止wafer的plasmadamage，生产效率提升了3到5倍。
进一步的，改良后的RF plasma system频率为13.56MHz，改良后的RF plasmasystem加入的气体为4％H2/N2气体，且其气体流量为3000SCCM。
进一步的，改良后的RF plasma system的蚀刻率为62000埃每分钟。
进一步的，改良后的RF plasma system去除聚酰亚胺的时间为20分钟。
进一步的，改良后的RF plasma system中等离子产生特性为远程等离子。
进一步的，改良后的RF plasma system中温度为160-200摄氏度，改良后的RFplasma system中功率为750-900W，改良后的RF plasma system中压力为0.9-1.2TOrr。
进一步的，改良后的RF plasma system中温度为180摄氏度，改良后的RF plasmasystem中功率为820W，改良后的RF plasma system中压力为1.1TOrr。
实施例2：
在实施例1的基础上，一种氧化钒热成像芯片制造中的聚酰亚胺光刻胶去除方法，包括以下操作步骤：
S1：挑选一定数量的均苯四酸二酐，均苯四酸二酐又称2,4,5-苯四酸酐，分子式是C10H2O6，分子量为218.1193，为白色微黄块状粉状固体结晶，准备一定数量的二氨基二苯醚，二氨基二苯醚分子式为C12H12N2O，相对分子量为200.23，为乙醇中析出的晶体；
S2：准备一定数量的感光剂，感光剂为具有感光性质的涂料，通常由溴化银和明胶组成，其中的溴化银起主要的感光作用，准备一定数量的4％H2/N2气体，备用；
S3：聚酰亚胺光刻胶是由均苯四酸二酐与二氨基二苯醚先缩聚再脱水环化成聚酰亚胺，再添加感光剂而成，其长期耐温可达220℃以上；
S4：通过RF等离子蚀刻技术对这些聚酰亚胺进行去除，氧化钒热成像芯片制造中的聚酰亚胺光刻胶去除方法采用改良后的RF plasma system1，微波等离子在磁控管内产生，通过导波管传输Plasma,Plasma随着气体初始动能及重力顺流而下作用于wafer表面，与光刻胶反应；
S5：在原有的微波等离子去胶工艺的基础上增加4％H2/N2气体，利用此气体中氢元素在等离子去胶中更容易形成容易被真空泵抽走的氢化物的特点，让去胶更干净彻底，效率也有所提升，满足氧化钒热成像芯片制作中聚酰亚胺光刻胶的工艺标准；
S6：增加两片铝合金材质的孔位相互错开的栅格板做为等离子缓冲区，一方面通过铝合金的导电性去除等离子产生初期的一些杂乱的电荷，另外也阻隔了等离子体，防止其直接作用于wafer表面，尽可能降低DC BIAS的形成，可以有效的防止wafer的plasmadamage，生产效率提升了3到5倍。
进一步的，改良后的RF plasma system频率为13.56MHz，改良后的RF plasmasystem加入的气体为4％H2/N2气体，且其气体流量为3000SCCM。
进一步的，改良后的RF plasma system的蚀刻率为62000埃每分钟。
进一步的，改良后的RF plasma system去除聚酰亚胺的时间为20分钟。
进一步的，改良后的RF plasma system中等离子产生特性为远程等离子。
进一步的，改良后的RF plasma system中温度为160-200摄氏度，改良后的RFplasma system中功率为750-900W，改良后的RF plasma system中压力为0.9-1.2TOrr。
进一步的，改良后的RF plasma system中温度为170摄氏度，改良后的RF plasmasystem中功率为800W，改良后的RF plasma system中压力为1TOrr。
工作原理：聚酰亚胺光刻胶是由均苯四酸二酐与二氨基二苯醚先缩聚再脱水环化成聚酰亚胺，再添加感光剂而成，其长期耐温可达220℃以上，通过RF等离子蚀刻技术对这些聚酰亚胺进行去除，氧化钒热成像芯片制造中的聚酰亚胺光刻胶去除方法采用改良后的RF plasma system1，微波等离子在磁控管内产生，通过导波管传输Plasma,Plasma随着气体初始动能及重力顺流而下作用于wafer表面，与光刻胶反应，在原有的微波等离子去胶工艺的基础上增加4％H2/N2气体，利用此气体中氢元素在等离子去胶中更容易形成容易被真空泵抽走的氢化物的特点，让去胶更干净彻底，效率也有所提升，满足氧化钒热成像芯片制作中聚酰亚胺光刻胶的工艺标准，增加两片铝合金材质的孔位相互错开的栅格板做为等离子缓冲区，一方面通过铝合金的导电性去除等离子产生初期的一些杂乱的电荷，另外也阻隔了等离子体，防止其直接作用于wafer表面，尽可能降低DC BIAS的形成，可以有效的防止wafer的plasma damage，生产效率提升了3到5倍，通过采用RF等离子技术实现氧化钒热成像芯片的聚酰亚胺光刻胶去除，并结合传统RF等离子系统所存在的问题进行制程优化，加入新的制程气体，调试新的参数，得以满足工艺要求，替代原有的微波等离子技术，使用先进的RF等离子技术进行产品生产，生产效率提升了3到5倍，改变传统RF等离子去胶机的传输系统硬件结构，增加双层铝合金栅格板以减少反应初期的等离子体轰击，可以有效的防止氧化钒立体结构坍塌及电阻率的不稳定情况发生，改变传统RF等离子去胶工艺，增加新的工艺气体，调试出新的工艺条件，可以有效的防止光刻胶残留及电阻率不合格的情况发生。
需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二(一号、二号)等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。
以上显示和描述了本发明的基本原理和主要特征和本发明的优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。
Claims (8)
1.一种氧化钒热成像芯片制造中的聚酰亚胺光刻胶去除方法，其特征在于：包括以下操作步骤：
S1：挑选一定数量的均苯四酸二酐，所述均苯四酸二酐又称2,4,5-苯四酸酐，分子式是C10H2O6，分子量为218.1193，为白色微黄块状粉状固体结晶，准备一定数量的二氨基二苯醚，所述二氨基二苯醚分子式为C12H12N2O，相对分子量为200.23，为乙醇中析出的晶体；
S2：准备一定数量的感光剂，所述感光剂为具有感光性质的涂料，通常由溴化银和明胶组成，其中的溴化银起主要的感光作用，准备一定数量的4％H2/N2气体，备用；
S3：聚酰亚胺光刻胶是由均苯四酸二酐与二氨基二苯醚先缩聚再脱水环化成聚酰亚胺，再添加感光剂而成，其长期耐温可达220℃以上；
S4：通过RF等离子蚀刻技术对这些聚酰亚胺进行去除，氧化钒热成像芯片制造中的聚酰亚胺光刻胶去除方法采用改良后的RF plasma system1，微波等离子在磁控管内产生，通过导波管传输Plasma,Plasma随着气体初始动能及重力顺流而下作用于wafer表面，与光刻胶反应；
S5：在原有的微波等离子去胶工艺的基础上增加4％H2/N2气体，利用此气体中氢元素在等离子去胶中更容易形成容易被真空泵抽走的氢化物的特点，让去胶更干净彻底，效率也有所提升，满足氧化钒热成像芯片制作中聚酰亚胺光刻胶的工艺标准；
S6：增加两片铝合金材质的孔位相互错开的栅格板做为等离子缓冲区，一方面通过铝合金的导电性去除等离子产生初期的一些杂乱的电荷，另外也阻隔了等离子体，防止其直接作用于wafer表面，尽可能降低DC BIAS的形成，可以有效的防止wafer的plasma damage，生产效率提升了3到5倍。
2.根据权利要求1所述的一种氧化钒热成像芯片制造中的聚酰亚胺光刻胶去除方法，其特征在于：所述改良后的RF plasma system频率为13.56MHz，所述所述改良后的RFplasma system加入的气体为4％H2/N2气体，且其气体流量为3000SCCM。
3.根据权利要求1所述的一种氧化钒热成像芯片制造中的聚酰亚胺光刻胶去除方法，其特征在于：所述改良后的RF plasma system的蚀刻率为62000埃每分钟。
4.根据权利要求1所述的一种氧化钒热成像芯片制造中的聚酰亚胺光刻胶去除方法，其特征在于：所述改良后的RF plasma system去除聚酰亚胺的时间为20分钟。
5.根据权利要求1所述的一种氧化钒热成像芯片制造中的聚酰亚胺光刻胶去除方法，其特征在于：所述改良后的RF plasma system中等离子产生特性为远程等离子。
6.根据权利要求1所述的一种氧化钒热成像芯片制造中的聚酰亚胺光刻胶去除方法，其特征在于：所述改良后的RF plasma system中温度为160-200摄氏度，所述改良后的RFplasma system中功率为750-900W，所述改良后的RF plasma system中压力为0.9-1.2TOrr。
7.根据权利要求6所述的一种氧化钒热成像芯片制造中的聚酰亚胺光刻胶去除方法，其特征在于：所述改良后的RF plasma system中温度为170摄氏度，所述改良后的RFplasma system中功率为800W，所述改良后的RF plasma system中压力为1TOrr。
8.根据权利要求6所述的一种氧化钒热成像芯片制造中的聚酰亚胺光刻胶去除方法，其特征在于：所述改良后的RF plasma system中温度为180摄氏度，所述改良后的RFplasma system中功率为820W，所述改良后的RF plasma system中压力为1.1TOrr。
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2021
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