專利名稱:真空遠(yuǎn)紅外充氮亞胺化裝置的制作方法
本發(fā)明屬于半導(dǎo)體器件及集成電路表面有機(jī)鈍化用新設(shè)備。
聚酰亞胺是由聚酰胺酸加熱至300℃亞胺化成環(huán)聚合后所獲得的。在亞胺化的過程中會(huì)產(chǎn)生大量低分子結(jié)構(gòu)的聚縮水，必須及時(shí)地加以排除，並使亞胺化“由里及表”地進(jìn)行，這是獲得高質(zhì)量聚酰亞胺的技術(shù)關(guān)鍵所在。
現(xiàn)有的亞胺化設(shè)備。按其加熱方式可分為1、電阻絲烘箱法是一種采用普通電阻絲加熱的醫(yī)用或工業(yè)用恒溫箱。該裝置在300℃的高溫下工作易使烘箱內(nèi)漆層剝落，造成沾污，烘箱的溫度分布均勻性差，熱過沖大，熱量傳遞是“由表及里”不利于聚酰胺酸亞胺化排水，同時(shí)也易造成被鈍化的半導(dǎo)體芯片上的鋁層氧化。
2、遠(yuǎn)紅外烘箱法此法與電阻絲烘箱法不同之處僅在于把電阻絲換成了遠(yuǎn)紅外線輻射板，雖然解決了熱傳遞“由里及表”的問題，但仍存在上述方法的其它缺點(diǎn)。
3、管式擴(kuò)散爐法此法比起上面兩種方法要清潔，沾污小。但傳遞仍屬“由表及里”方式，不利亞胺化的徹底進(jìn)行，也存在易使半導(dǎo)體芯片鋁層氧化的缺點(diǎn)。
本發(fā)明的目的在于制造出一種新的亞胺化裝置，該裝置選用了穿透力強(qiáng)，波長(zhǎng)在2～15μm范圍內(nèi)的遠(yuǎn)紅外線加熱板作為熱輻射源，用抽真空減壓和連續(xù)充氮?dú)獾姆椒▉懋a(chǎn)生“由里及表”的加熱效果和迅速排水，並同時(shí)具有保護(hù)被加工的半導(dǎo)體芯片上的鋁層不被氧化的特點(diǎn)。此外，由于設(shè)計(jì)了專用的電子線路，使本發(fā)明裝置具有在恒溫狀態(tài)下仍能不斷地產(chǎn)生遠(yuǎn)紅外線輻射，這對(duì)提高亞胺化效果是有益的。
本發(fā)明為真空遠(yuǎn)紅外爐〔17〕配以半導(dǎo)體精密控溫儀〔16〕及程序加熱溫度補(bǔ)償控制儀〔18〕和機(jī)械真空泵〔19〕。其中真空遠(yuǎn)紅外爐〔17〕是由內(nèi)層為2mm厚不銹鋼板構(gòu)成的園形爐腔，腔體外為耐火棉〔5〕，最外層為爐殼〔4〕，由普通厚度為2mm的鐵皮制成，爐腔內(nèi)中心部分設(shè)置兩塊上下對(duì)置的尺寸為290×175mm的遠(yuǎn)紅外輻射板〔2〕作為亞胺化加熱源，在爐腔的后部上端開一抽氣口〔12〕，下端開一氮?dú)馊肟凇?〕，經(jīng)一根不銹鋼管通至爐腔入口處中部，構(gòu)成氮?dú)鈬娮旃堋?4〕，使噴出的氮?dú)庀冉?jīng)加熱后再噴向被亞胺化處理的芯片上，這樣設(shè)計(jì)也避免了充入的氮?dú)庥辛⒓幢怀樽叩目赡堋?br>此外，爐腔內(nèi)還設(shè)置了一個(gè)半導(dǎo)體精密控溫儀探頭〔1〕，位置在兩塊遠(yuǎn)紅外輻射板〔2〕之間的主要控溫區(qū)，爐門〔7〕為厚度10mm的帶真空高溫密封橡皮圈〔8〕的不銹鋼板制成，靠爐殼〔4〕前端四個(gè)膠木手輪〔11〕鎖緊，真空減壓由2X-2機(jī)械泵〔19〕產(chǎn)生，爐溫的變化程序控制及遠(yuǎn)紅外線輻射板的加熱控制均由專門設(shè)計(jì)的程序加熱溫度補(bǔ)償控制儀〔18〕來實(shí)現(xiàn)。
本發(fā)明的應(yīng)用操作過程為，打開爐門〔7〕，把要亞胺化的物體放在承物板〔3〕上，關(guān)上爐門〔7〕並旋緊四個(gè)膠木手輪〔11〕，開啟總電源，此時(shí)程序加熱溫度補(bǔ)償控制儀〔18〕和半導(dǎo)體精密控溫儀〔16〕、機(jī)械真空泵〔19〕一起開始工作。當(dāng)真空度達(dá)到600mmHg時(shí)，從氮?dú)馊肟凇?〕通入2升/分的氮?dú)?，這樣整個(gè)亞胺化裝置便能自動(dòng)完成梯梯升溫、恒溫、延時(shí)、報(bào)警、斷電關(guān)機(jī)的過程。
本發(fā)明具有熱傳遞過程為“由里及表”性能所選用的遠(yuǎn)紅外線是在2～15μm的波長(zhǎng)范圍，與聚酰胺酸中各分子基團(tuán)在亞胺化加熱時(shí)所需要吸收的熱能波長(zhǎng)范圍相匹配，因此在加熱時(shí)除了具有一般的加熱效果外，還具有分子加熱的效應(yīng)，所以能進(jìn)一步地提高加熱亞胺化的效果。由于考慮到生產(chǎn)上的需要及質(zhì)量的重復(fù)穩(wěn)定、方便，本發(fā)明經(jīng)過合理設(shè)計(jì)及安排。最終實(shí)現(xiàn)了整個(gè)亞胺化過程的自動(dòng)程序處理。
本發(fā)明可用于半導(dǎo)體器件及集成電路的鈍化和內(nèi)涂保護(hù)上，並能使CMOS集成電路實(shí)現(xiàn)合金—亞胺化一次完成。此外，在多層布線介質(zhì)層、微帶電路介質(zhì)橋、駐極體傳聲器頻率特性測(cè)量校正用“靜電激勵(lì)裝置”等方面都可應(yīng)用。
圖1是本發(fā)明的結(jié)構(gòu)圖。
圖2是本發(fā)明的應(yīng)用方框圖。
本發(fā)明的實(shí)施例為，用厚度2mm的不銹鋼制成尺寸為350mm的無縫園筒爐腔〔10〕作為真空遠(yuǎn)紅外線爐的內(nèi)腔，然后在筒中部安置兩塊功率各為1千瓦的遠(yuǎn)紅外線輻射板〔2〕，其尺寸為290×175mm，間隔為80mm，在入口端中間設(shè)置有一水平放置的長(zhǎng)度為160mm，直徑8mm的帶有均勻分布噴氣孔的不銹鋼氮?dú)鈬娮旃堋?4〕，爐腔真空度指示由真空壓力表頭〔6〕給出。爐門〔7〕用厚10mm的不銹鋼板制成，對(duì)應(yīng)爐腔端部裝有真空高溫密封橡皮圈〔8〕，在爐門中間開有一小孔安裝半導(dǎo)體精密控溫儀探頭〔1〕，在爐腔外有一爐殼〔4〕，在爐殼〔4〕和爐腔〔10〕之間填以耐火棉〔5〕，在爐殼〔4〕的前部均勻安裝有四個(gè)對(duì)稱分布的膠木手輪〔11〕用來壓緊真空爐的爐門〔7〕，工作時(shí)把機(jī)械真空泵〔19〕接至抽氣口〔12〕，把程序加熱溫度補(bǔ)償控制儀〔18〕接至遠(yuǎn)紅外輻射板引出電極〔13〕，把半導(dǎo)體精密控溫儀〔16〕接至半導(dǎo)體精密控溫儀探頭電極引線〔15〕，這樣便組成了以本發(fā)明為主體的整個(gè)工作系統(tǒng)。
權(quán)利要求
1.一種真空遠(yuǎn)紅外線充氮亞胺化裝置由真空遠(yuǎn)紅外爐〔17〕，程序加熱溫度補(bǔ)償控制儀〔18〕，半導(dǎo)體精密控溫儀〔16〕、機(jī)械真空泵〔19〕構(gòu)成，其特征在于所述的遠(yuǎn)紅外爐采用兩塊對(duì)置的遠(yuǎn)紅外輻射板〔2〕和氮?dú)鈬娮旃堋?4〕。
2.根據(jù)權(quán)利要求
1所述的裝置，其特征在于所述的遠(yuǎn)紅外爐在兩塊遠(yuǎn)紅外輻射板〔2〕中間裝有半導(dǎo)體精密控溫儀探頭〔1〕，並配有能迅速排除水分子的機(jī)械真空泵〔19〕。
3.根據(jù)權(quán)利要求
1所述的裝置，其特征在于所述的氮?dú)鈬娮旃堋?4〕采用有均勻分布噴氣孔的直徑為8mm的不銹鋼管。
4.根據(jù)權(quán)利要求
1所述裝置，其特征在于爐腔〔10〕采用不銹鋼材料制成。
專利摘要
本實(shí)用新型屬于半導(dǎo)體器件和集成電路表面有機(jī)鈍化用新設(shè)備。其特征在于選用了波長(zhǎng)為2～15μm范圍的遠(yuǎn)紅外線輻射源，并用真空減壓、連續(xù)充氮?dú)獾姆椒?，使得整個(gè)恒溫亞胺化過程，始終產(chǎn)生斷續(xù)變化的遠(yuǎn)紅外線輻照，達(dá)到階梯升溫、恒溫、迅速排除反應(yīng)生成聚縮水的要求，同時(shí)也有效地防止了硅片上鋁層的氧化。本裝置除在半導(dǎo)體器件及集成電路中作鈍化層和內(nèi)涂層的加工外，還能用于多層布線介質(zhì)層的加工和其它需要制取高質(zhì)量聚酰亞胺膜的地方。
文檔編號(hào)H01L21/312GK85200146SQ85200146
公開日1986年1月15日 申請(qǐng)日期1985年4月1日
發(fā)明者廖萃荃 申請(qǐng)人:南京工學(xué)院導(dǎo)出引文BiBTeX, EndNote, RefMan