Les Procédés de polyimide.

Cuisson du Polyimide JTEKT Thermo Systems

De nombreux procédés sont disponibles pour les fours à semi-conducteurs de JTEKT Thermo Systems (anciennement Koyo Thermo Systems). JTEKT Thermo Systems dispose d'un laboratoire d'applications à Tenri, Nara, Japon, et d'un centre d'applications à Uppsala, Europe, exploité en collaboration avec l'université d'Uppsala. De nouvelles technologies de fours et des procédés sont développés en étroite collaboration avec nos clients. JTEKT Thermo Systems peut également aider les clients à résoudre des problèmes de procédé. Sur cette page nous discutons du procédé de durcissement du polyimide, qui est l'une des spécialités de JTEKT Thermo Systems. JTEKT Thermo Systems est le spécialiste du durcissement des polyimides.

Application et Chimie

Les polyimides sont des polymères résistants aux hautes températures avec d'excellentes propriétés mécaniques, thermiques et électriques. Les applications en microélectronique comprennent des couches tampons, des couches de passivation, des couches d'adhésion et des intercouches diélectriques. Les polyimides sont généralement appliqués sous forme liquide puis durcis dans un four. Pendant cette étape, le polyimide acquiert les propriétés souhaitées. Pour la plupart des applications, le polyimide peut être structuré par photolithographie.

La plupart des clients utilisent le polyimide comme promoteur d'adhésion pour le matériau d'encapsulation et comme couche tampon pour réduire les rejets lors de l'emballage des circuits intégrés et pour éviter des défaillances ultérieures liées à la température. Les revêtements en polyimide peuvent aussi aider à éviter des problèmes si l'encapsulation des circuits intégrés est réalisée dans une usine différente de celle de leur production.

La couche de polyimide réduit les contraintes dans le silicium causées par l'encapsulation et empêche les fissures aux bords. Le polyimide doit être durci sous des conditions de température très uniformes afin d'éviter la fissuration du polyimide et les différences de teinte. Une couleur uniforme est importante pour les systèmes de reconnaissance de formes utilisés en technique d'emballage. Des niveaux d'oxygène faibles sont nécessaires pour obtenir un matériau clair et une bonne adhérence.

Types de Polyimide

Il existe essentiellement trois types de polyimide :

Polyimide non photosensible
Polyimide photosensible, ionique
Polyimide photosensible, de type ester

Polyimide non photosensible

Four à polyimide CLH

Le matériau non photosensible est relativement peu coûteux et facile à manipuler. Les produits de décomposition qui apparaissent lors du traitement thermique sont liquides et ne forment pas de résidus solides permanents à court terme. Pour ce type de polyimide, notre four propre type CLH peut être utilisé. Il existe une version spéciale pour le durcissement du polyimide.

Polyimide Photosensible

Le matériau photosensible présente de grands avantages, tels qu'une résolution plus élevée, une moindre sensibilité aux perturbations dans les processus de lithographie et une durée de conservation plus longue. En utilisant des polyimides photosensibles, le nombre d'étapes de procédé requises peut être réduit de 9 à 4. Il s'agit d'une économie importante qui peut justifier à court terme le coût d'acquisition plus élevé d'un four vertical JTEKT Thermo Systems nécessaire pour l'utilisation de polyimides photosensibles. En utilisant des techniques d'attaque directe, trois étapes de procédé supplémentaires peuvent même être économisées.

Simplification du procédé

Les types liés par esters sont plus stables que les types ioniques et présentent une durée de stockage plus longue. La viscosité dépend moins du vieillissement et le contraste atteignable entre matériau exposé et non exposé est plus élevé. La solubilité du matériau non exposé est plus élevée. JTEKT Thermo Systems possède une grande expérience du durcissement des polyimides photosensibles. Avec Asahi, un nouveau concept de four vertical a été développé spécialement pour ce procédé, et plus de 100 fours verticaux pour cette application ont d'ores et déjà été vendus. Les polyimides photosensibles et en particulier ceux de type ester, qui présentent les meilleures propriétés, forment malheureusement des dépôts très tenaces sur les parois du four qui sont très difficiles à enlever. En collaboration avec l'un des plus grands fabricants de polyimides photosensibles, Asahi Chemicals (Japon), JTEKT Thermo Systems a développé un modèle spécial de four vertical. Des Éléments chauffants LGO spéciales assurent un excellent contrôle de la température et donc une grande homogénéité thermique dans la plage de basses températures (350°C - 400°C) normalement utilisée pour ce procédé de durcissement. De plus, JTEKT Thermo Systems installe dans ce four des pièces spéciales en quartz pour ce procédé qui évitent la formation de sous-produits. Un système d'extraction efficace est également nécessaire.

Extraction du procédé polyimide

Le four est sans entretien et les caractéristiques exceptionnelles de ce four se constatent le mieux par notre longue liste de références de clients satisfaits. Il existe maintenant un autre modèle de four vertical qui réunit les procédés de durcissement du polyimide et de recuit à l'hydrogène.

Contrôle précis de l'oxygène pour des couches parfaites de polyimide

Pour la fabrication de bonnes couches de polyimide, une teneur en oxygène inférieure à 20 ppm pendant le procédé est indispensable. Dans notre four JTEKT des valeurs d'oxygène inférieures à 8 ppm peuvent être atteintes. Ces faibles valeurs d'oxygène ne nécessitent toutefois pas de technique d'évacuation. JTEKT Thermo Systems a développé un four atmosphérique (nettement moins onéreux) qui répond aux besoins du durcissement du polyimide et fournit d'excellents résultats. La mesure de l'oxygène est effectuée au moyen d'un capteur d'oxygène.

Veuillez nous contacter si vous souhaitez plus d'informations sur le durcissement du polyimide ou sur nos fours. Des essais avec nos fours peuvent être effectués dans notre laboratoire d'applications à Tenri.