[其他]真空遠紅外充氮亞胺化裝置

無效

• 申請號: 85200146
• 申請日: 1985-04-01
• 公開（公告）號: CN85200146U
• 公開（公告）日: 1986-01-15
• 發明（設計）人: 廖萃荃
• 申請（專利權）人: 南京工學院
• 主分類號: H01L21/312
• 分類號: H01L21/312;H01L21/47
• 代理公司: 南京工學院專利事務所
• 代理人: 姚建楠

本發明屬于半導體器件及集成電路表面有機鈍化用新設備。

聚酰亞胺是由聚酰胺酸加熱至300℃亞胺化成環聚合后所獲得的。在亞胺化的過程中會產生大量低分子結構的聚縮水，必須及時地加以排除，並使亞胺化“由里及表”地進行，這是獲得高質量聚酰亞胺的技術關鍵所在。

現有的亞胺化設備。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用或工業用恒溫箱。該裝置在300℃的高溫下工作易使烘箱內漆層剝落，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，同時也易造成被鈍化的半導體芯片上的鋁層氧化。

2、遠紅外烘箱法：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。

3、管式擴散爐法：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行，也存在易使半導體芯片鋁層氧化的缺點。

本發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，波長在2～15μm范圍內的遠紅外線加熱板作為熱輻射源，用抽真空減壓和連續充氮氣的方法來產生“由里及表”的加熱效果和迅速排水，並同時具有保護被加工的半導體芯片上的鋁層不被氧化的特點。此外，由于設計了專用的電子線路，使本發明裝置具有在恒溫狀態下仍能不斷地產生遠紅外線輻射，這對提高亞胺化效果是有益的。

本發明為真空遠紅外爐〔17〕配以半導體精密控溫儀〔16〕及程序加熱溫度補償控制儀〔18〕和機械真空泵〔19〕。其中真空遠紅外爐〔17〕是由內層為2mm厚不銹鋼板構成的園形爐腔，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，爐腔內中心部分設置兩塊上下對置的尺寸為290×175mm的遠紅外輻射板〔2〕作為亞胺化加熱源，在爐腔的后部上端開一抽氣口〔12〕，下端開一氮氣入口〔9〕，經一根不銹鋼管通至爐腔入口處中部，構成氮氣噴嘴管〔14〕，使噴出的氮氣先經加熱后再噴向被亞胺化處理的芯片上，這樣設計也避免了充入的氮氣有立即被抽走的可能。

此外，爐腔內還設置了一個半導體精密控溫儀探頭〔1〕，位置在兩塊遠紅外輻射板〔2〕之間的主要控溫區，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〕前端四個膠木手輪〔11〕鎖緊，真空減壓由2X-2機械泵〔19〕產生，爐溫的變化程序控制及遠紅外線輻射板的加熱控制均由專門設計的程序加熱溫度補償控制儀〔18〕來實現。

本發明的應用操作過程為，打開爐門〔7〕，把要亞胺化的物體放在承物板〔3〕上，關上爐門〔7〕並旋緊四個膠木手輪〔11〕，開啟總電源，此時程序加熱溫度補償控制儀〔18〕和半導體精密控溫儀〔16〕、機械真空泵〔19〕一起開始工作。當真空度達到600mmHg時，從氮氣入口〔9〕通入2升/分的氮氣，這樣整個亞胺化裝置便能自動完成梯梯升溫、恒溫、延時、報警、斷電關機的過程。

本發明具有熱傳遞過程為“由里及表”性能所選用的遠紅外線是在2～15μm的波長范圍，與聚酰胺酸中各分子基團在亞胺化加熱時所需要吸收的熱能波長范圍相匹配，因此在加熱時除了具有一般的加熱效果外，還具有分子加熱的效應，所以能進一步地提高加熱亞胺化的效果。由于考慮到生產上的需要及質量的重復穩定、方便，本發明經過合理設計及安排。最終實現了整個亞胺化過程的自動程序處理。

本發明可用于半導體器件及集成電路的鈍化和內涂保護上，並能使CMOS集成電路實現合金—亞胺化一次完成。此外，在多層布線介質層、微帶電路介質橋、駐極體傳聲器頻率特性測量校正用“靜電激勵裝置”等方面都可應用。

圖1是本發明的結構圖。

圖2是本發明的應用方框圖。

本發明的實施例為，用厚度2mm的不銹鋼制成尺寸為350mm的無縫園筒爐腔〔10〕作為真空遠紅外線爐的內腔，然后在筒中部安置兩塊功率各為1千瓦的遠紅外線輻射板〔2〕，其尺寸為290×175mm，間隔為80mm，在入口端中間設置有一水平放置的長度為160mm，直徑8mm的帶有均勻分布噴氣孔的不銹鋼氮氣噴嘴管〔14〕，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，對應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對稱分布的膠木手輪〔11〕用來壓緊真空爐的爐門〔7〕，工作時把機械真空泵〔19〕接至抽氣口〔12〕，把程序加熱溫度補償控制儀〔18〕接至遠紅外輻射板引出電極〔13〕，把半導體精密控溫儀〔16〕接至半導體精密控溫儀探頭電極引線〔15〕，這樣便組成了以本發明為主體的整個工作系統。