CN115179469B

CN115179469B - 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

Info

Publication number: CN115179469B
Application number: CN202210856152.6A
Authority: CN
Inventors: 林政勋; 万军
Original assignee: Jiangsu Yiwen Microelectronics Technology Co Ltd; Advanced Materials Technology and Engineering Inc
Current assignee: Wuxi Yiwen Microelectronics Technology Co ltd; Jiangsu Yiwen Microelectronics Technology Co Ltd
Priority date: 2022-07-21
Filing date: 2022-07-21
Publication date: 2023-06-23
Anticipated expiration: 2042-07-21
Also published as: CN115179469A

Abstract

本发明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。

Description

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

技术领域

本发明涉及半导体器件制备方法的技术领域，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。

背景技术

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技术领域中均得到广泛应用，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。

（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-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。

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。

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。

发明内容

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

设第一升温曲线段的热预算值等于A升温曲线段的热预算值、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。

进一步地，在本申请的一些实施例中，调整烘箱的初始固化工艺，包括调整A升温曲线段对应的A升温时间、B升温曲线段对应的B升温时间、A降温曲线段对应的A降温时间。

进一步地，在本申请的一些实施例中，调整烘箱的初始固化工艺，包括调整B升温曲线段对应的B升温时间和调整A降温曲线段对应的A降温时间。

本申请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，根据聚酰亚胺的现有管式炉固化工艺的热预算值与转化后的烘箱固化工艺的热预算值的相同或相近，调整采用烘箱固化聚酰亚胺的工艺，缩短烘箱的固化工艺的调整过程和提高调整的有效性，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。

附图说明

为了更清楚地说明本申请具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本申请的一些实施方式，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本申请实施例提供的管式炉的固化工艺曲线图；

图2为本申请实施例提供的烘箱的初始固化工艺曲线;

图3为本申请实施例提供的采用管式炉的固化工艺和调整后的烘箱的固化工艺得到的产品的扫描电镜图；其中左侧的图为采用管式炉的固化工艺得到的产品的扫描电镜图；右侧的图为采用调整后的烘箱的固化工艺得到的产品的扫描电镜图；

图4为本申请实施例提供的采用管式炉的固化工艺和调整后的烘箱的固化工艺得到的产品的HBVCEO电参数的变化率图。

具体实施方式

下面将结合实施例对本申请的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。

下面将结合实施例对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

下文的公开提供了许多不同的实施方式或例子用来实现本申请的不同结构。为了简化本申请的公开，下文中对特定例子的部件和设置进行描述。当然，它们仅仅为示例，并且目的不在于限制本申请。此外，本申请可以在不同例子中重复参考数字和/或参考字母，这种重复是为了简化和清楚的目的，其本身不指示所讨论各种实施方式和/或设置之间的关系。此外，本申请提供了的各种特定材料的例子，但是本领域普通技术人员可以意识到其他工艺的应用和/或其他材料的使用。

本申请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，包括：

需要说明的是，在本申请中的“热预算值”是指在固化工艺期间，温度相对于时间的积分；在热预算值计算中，温度的单位可以为℃或K以及其他温度单位，时间的单位可以为秒、分钟、小时以及其他时间单位。例如，当涂敷有聚酰亚胺膜层的芯片在时间段t内从初始温度T₀加热至T₁时，热预算值为温度（从T₀到T₁）相对于时间t的积分。

在本申请中，固化工艺曲线为根据固化工艺进行芯片上的聚酰亚胺膜层固化所得到温度曲线，因此，计算固化工艺的热预算值即为固化工艺曲线上温度对时间的温度曲线下的面积。

优选地，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值越小越好，最优为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等。

需要说明的是，管式炉的固化工艺和管式炉的固化工艺曲线根据目前稳定实施的聚酰亚胺管式炉固化工艺得到。烘箱的运行参数根据烘箱的使用说明书或者生产企业给出的产品参数得到。

在一些实施例中，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；

第一恒温段包括第一恒温时间、第一恒温温度；

第二恒温段包括第二恒温时间、第二恒温温度；

在一些实施例中，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；

聚酰亚胺膜层的固化工艺通常包括五个阶段：常温到第一恒温阶段的温度的升温段、第一恒温阶段、第一恒温阶段的温度到第二恒温阶段的温度的升温段、第二恒温阶段、降温到出炉温度的降温段。为了保证聚酰亚胺膜层固化的效果，在从管式炉固化转化至烘箱固化时，尽量保证每一阶段与管式炉的固化工艺的一致性，使聚酰亚胺膜层的固化在固化设备转化前后得到的聚酰亚胺膜层的性能、良品率稳定；同时利用烘箱固化的优势：同一批次固化量更大、受热均匀、稳定性更好以进一步提高聚酰亚胺膜层的生产效率和良品率。

需要说明的是，在本申请中，产品的生产效率是在相同或相近的设备采购成本下进行比较。即在相同或相近的设备采购成本的前提下，烘箱一批次可固化的带聚酰亚胺膜层的芯片的量大于管式炉一批次可固化的带聚酰亚胺膜层的芯片的量，因此其生产效率更高。

在一些实施例中，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。

由于烘箱的加热方式、烘箱内气流的流动方向与管式炉不同，因此，烘箱在额定功率下不一定可以达到管式炉的升温、降温速率。而在额定功率以外勉强使烘箱达到其升温、降温速率，则会影响烘箱的使用寿命。因此，在预设烘箱的初始固化工艺时，需要考虑烘箱的运行参数，使其在尽量接近管式炉的固化工艺的前提下，保证烘箱的正常运行。

如，在烘箱在额定功率下的最高升温速率仍低于管式炉的固化工艺中所需的升温速率时，则取烘箱在额定功率下的最高升温速率，并根据烘箱在额定功率下的最高升温速率，计算在该阶段达到所需温度所需的时间，即为烘箱的初始固化工艺中在该阶段的升温时间。

在一些实施例中，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

当烘箱在额定功率下的最高升温速率高于管式炉的固化工艺中所需的升温速率、烘箱在额定功率下的最低升温速率低于管式炉的固化工艺中所需的升温速率、烘箱在额定功率下的最高降温速率高于管式炉的固化工艺中所需的降温速率、烘箱在额定功率下的最低降温速率低于管式炉的固化工艺中所需的降温速率时，则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；

若管式炉的固化工艺中所需的升温速率或降温速率在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、最低降温速率之外时，则根据烘箱在额定功率下的最高升温速率和/或最低升温速率和/或最高降温速率和/或最低降温速率设定烘箱的初始固化工艺，使烘箱的初始固化工艺与管式炉的固化工艺尽量接近即可。

在一些实施例中，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；

在本申请中，分别计算每一曲线段下方的面积，即为该阶段温度与时间的积分，得到固化工艺该阶段的热预算值。对比管式炉的固化工艺和烘箱的初始固化工艺的每一对应阶段的热预算值，即可得到烘箱的初始固化工艺的哪一阶段需要调整；进而对需要调整的这一阶段进行调整，使调整后的烘箱的固化工艺的每一阶段的热预算与管式炉的固化工艺对应的阶段的热预算值的差值均不大于2%，且整个烘箱的固化工艺的热预算值与管式炉的固化工艺的热预算值不大于2%，则调整后的烘箱的固化工艺，即为转化后的烘箱的固化工艺。

由于第一恒温段、第二恒温段均为恒温阶段，其时间和温度控制容易，因此烘箱的初始固化工艺中的恒温阶段可以设定为与管式炉的固化工艺的恒温阶段一致，因此在计算热预算值时，可以不计算恒温阶段的热预算值，减少计算量，提高转化效率。

在管式炉的第一升温段，其温度较低，固化反应通常也不在这一阶段发生，与烘箱的初始固化工艺的A升温段的升温曲线段一致性较高，热预算值差异较小，因此在计算的过程中，可以省略这一阶段，只需要计算第二升温段与B升温段、第一降温段与A降温段的热预算值即可，其在调整烘箱的初始固化工艺时，也仅需要调整B升温段和A降温段的时间即可。

在一些实施例中，调整烘箱的初始固化工艺，包括调整A升温曲线段对应的A升温时间、B升温曲线段对应的B升温时间、A降温曲线段对应的A降温时间。

在一些实施例中，调整烘箱的初始固化工艺，包括调整B升温曲线段对应的B升温时间和调整A降温曲线段对应的A降温时间。

实施例

在本实施例中，以日本东京电子(TEL)公司的DP8L4LL4管式炉为例，现有的稳定的管式炉的固化工艺如表1所示：

表1

根据上述的管式炉的固化工艺，其运行管式炉进行聚酰亚胺膜层固化的固化温度曲线如图1所示。

本实施例中采用的烘箱为购自日本雅马拓公司公司的CLH21C18烘箱，其最高升温速率为6℃/min，最高降温速率为3℃/min。

由此可见，在升温至320℃的第二升温段和降温至室温的降温段，本实施例中采用的烘箱难以达到管式炉的升温速率和降温速率，因此根据烘箱的最高升温速率和最高降温速率，计算得到烘箱的B升温段和A降温段的时间分别为50min、120min，因此烘箱的初始固化工艺如表2所示：

表2

根据上述的烘箱的初始固化工艺运行聚酰亚胺膜层的固化工艺，得到烘箱的初始固化温度曲线如图2所示。

从图1和图2可以知道，在第一升温段和A升温段，其升温曲线大致相似，其曲线下的面积也基本相同，而第一恒温段和第二恒温段与A恒温阶段和B恒温段的恒温时间和恒温温度均一样，因此，其得到热预算值也相同，因此仅需要分别计算第二升温段、第一降温段、B升温段和A降温段的热预算值即可。

分别对第二升温段、第一降温段、B升温段和A降温段对应的温度相对于时间积分，得到其积分结果如表3所示：

表3

从表3可以看出，第二升温段与B升温段的热预算值的差值超过了第二升温段的热预算值的2%；第一降温段和A降温段的热预算值的差值超过了第一降温段的热预算值的2%；因此需要对B升温段和A降温段进行调整；

其具体调整步骤如下：

根据第二升温段和B升温段对应的曲线段，分别构建第二升温段和B升温段对应的曲线段的热预算值的积分方程为:

Q1=

Q2=

其中，Q1为第二升温段的热预算值，Q2为B升温段的热预算值，t1为第二升温段的升温时间；t2为B升温段的升温时间。

由于，在调整B升温段时，需要满足第二升温段对应的热预算值与B升温段对应的热预算值相等或者相近，因此，设t2为变量，构建方程式：

Q1=Q2；

计算得到t2为48.37。

同理的，计算得到A降温段调整后的降温时间为127.22min。

需要说明的是，本申请所公开的方法在进行实际应用过程中，为了降低计算难度，第二升温段对应的热预算值与B升温段对应的热预算值的差值可以为不超过所述管式炉的固化工艺的热预算值的2%，即：其构建的方程式可以为：

|Q1-Q2|≤2%Q1。

因此，调整后的烘箱的固化工艺如表4所示：

表4

以管式炉的固化工艺为对照例，将调整后的烘箱的固化工艺用于进行带聚酰亚胺膜层的产品的固化，用于验证其转化后的烘箱的固化工艺的效果，其固化后得到的产品上的聚酰亚胺膜层的留膜率如表5所示，其中，留膜率等于（聚酰亚胺膜固化后厚度/聚酰亚胺膜固化前厚度）×100%，其通过膜厚仪测试得到。

表5

腔体中位置	固化前膜厚 /nm	固化后膜厚 /nm	留膜率	腔体中位置	固化前膜厚 /nm	固化后膜厚 /nm	留膜率
								烘箱 A1	7308	5673	77.63%	管式炉 A1	7315	5605	76.62%
烘箱 A2	7306	5670	77.61%	管式炉 A2	7313	5611	76.73%
								烘箱 A3	7310	5635	77.09%	管式炉 A3	7308	5614	76.82%
烘箱 A4	7313	5627	76.95%	管式炉 A4	7312	5593	76.49%
								烘箱 A5	7282	5640	77.45%	管式炉 A5	7299	5601	76.74%
烘箱 A6	7298	5612	76.90%	管式炉 A6	7291	5610	76.94%
								烘箱 B1	7289	5680	77.93%	管式炉 A7	7298	5603	76.77%
烘箱 B2	7286	5710	78.37%	管式炉 A8	7303	5610	76.82%
								烘箱 B3	7301	5751	78.77%	管式炉 A9	7301	5617	76.93%
烘箱 B4	7302	5729	78.46%	管式炉 A10	7309	5623	76.93%
								烘箱 B5	7312	5758	78.75%	管式炉 A11	7311	5619	76.86%
烘箱 B6	7296	5718	78.37%	管式炉 A12	7313	5621	76.86%

需要说明的是，表5中的烘箱中的A1~A6是指烘箱中随机一层中均匀分布的6个点上的产品所在的位置；烘箱中的B1~B6是指烘箱中随机一层中均匀分布的6个点上的产品所在的位置（由于本实施例中的烘箱中产品设置有两层，因此在第一层和第二层中均分别选择6个点上的产品的；若烘箱中有多层产品，则可以采用其他随机取样的方式取样产品进行测量，本申请所采用的随机取样方式不视为对本申请所提供的技术方案的限制）；表5中的管式炉中的A1~A12是指管式炉中选择的12个点上的产品所在的位置，该12个点在管式炉中产品分布中均匀分布。

从表5中可以看出，烘箱得到的产品中聚酰亚胺膜层的留膜率平均为77.85%，与管式炉得到的产品中聚酰亚胺膜层的留膜率（76.79%）相差无几，甚至平均留膜率更高，因此采用上述烘箱固化工艺可以得到性能稳定的聚酰亚胺膜层，甚至其固化效果更优。

分别任取一采用烘箱的固化工艺得到的产品和采用管式炉的固化工艺得到的产品，利用扫描电镜测试产品中聚酰亚胺膜层的台阶覆盖情况，其测试结果如图3所示。

从图3可以知道，采用管式炉和烘箱固化工艺得到的产品（芯片管芯）中的聚酰亚胺膜层的台阶覆盖效果均较好（聚酰亚胺膜层的厚度的最小值均大于1μm），膜层表面积不存在明显的空洞或者缺口，可以保护产品中的管芯免受外界的影响。

分别任取一采用烘箱的固化工艺得到的产品和采用管式炉的固化工艺得到的产品进行封装，并利用高温老化试验箱对封装后的产品进行高温反向偏压试验1000小时，并测试电参数的衰减，其测试结果如图4所示。

从图4可以看出，采用管式炉和烘箱固化工艺得到的产品的电参数的衰减程度基本一致，由此可见，本申请提供的转化方法转化得到的烘箱的固化工艺固化的产品可以达到管式炉的固化工艺固化的产品性能，可以实现产品中的聚酰亚胺膜层的固化工艺转化升级的稳定过渡，减少固化工艺转化所需的时间、成本，实现企业固化设备的平稳更换。

此外，采用烘箱进行产品中的聚酰亚胺膜层的固化，其单批次固化产品的量显著提高，如从100片提高至300片，生产效率明显提高；其良品率也从原来的90%提高至95%，有利于推广使用。

最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本申请的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本申请进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本申请各实施例技术方案的范围。

Claims

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：

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；

其中，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；

其中，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。

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。

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。

4.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曲线包括分别与所述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；

所述烘箱的固化工艺曲线包括分别与所述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；

分别计算所述第一升温曲线段、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，获得所述管式炉的固化工艺的热预算值；

分别计算所述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，获得所述烘箱的初始固化工艺的热预算值。

5.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曲线包括分别与所述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；

设所述第一恒温曲线段的热预算值等于所述A恒温曲线段的热预算值、设所述第二恒温曲线段的热预算值等于所述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，获得所述管式炉的固化工艺的热预算值；

分别计算所述A升温曲线段、B升温曲线段、A降温曲线段的热预算值，获得所述烘箱的初始固化工艺的热预算值。

6.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曲线包括分别与所述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；

设所述第一升温曲线段的热预算值等于所述A升温曲线段的热预算值、设所述第一恒温曲线段的热预算值等于所述A恒温曲线段的热预算值、设所述第二恒温曲线段的热预算值等于所述B恒温曲线段的热预算值；

分别计算所述第二升温曲线段、第一降温曲线段的热预算值，获得所述管式炉的固化工艺的热预算值；

分别计算所述B升温曲线段、A降温曲线段的热预算值，获得所述烘箱的初始固化工艺的热预算值。

7.据权利要求5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，所述调整所述烘箱的初始固化工艺，包括调整所述A升温曲线段对应的A升温时间、B升温曲线段对应的B升温时间、A降温曲线段对应的A降温时间。

8.据权利要求6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，所述调整所述烘箱的初始固化工艺，包括调整B升温曲线段对应的B升温时间和调整A降温曲线段对应的A降温时间。