工艺说明：
聚酰亚胺（PI）是一类在化合物分子中含有酰胺功能团的有机高分子聚合物材料。通常由有机芳香族四酸二酐和有机芳香族二胺在有机溶剂中通过缩合反应生成聚酰亚胺可溶性的前置体-聚酰胺酸(PAA)溶液，然后将PAA溶液加热脱水环化或加入脱水剂制成固态聚酰亚胺。PI在比较宽的温度范围内仍能保持优异的耐热性能、力学机械性能、介电性能以及很好的物理化学稳定性能等综合性能，同时还具有良好可形成平整面能力和制图性能。优异的耐热性使得PI能够承受在其表面形成金属薄膜时（如溅射）所产生的高温环境；良好的可形成平整面能力使得PI适合于各种不同分辨率的光刻技术。
一、 设备情况
厚胶甩胶台：
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德国Karl Suss公司RC8
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可进行厚光刻胶的制备，具有程控功能
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可用最大工作尺寸：3"， 最大转速： 5000rpm
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时间范围： 0－999s
双面光刻机：
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德国Karl Suss公司 MA6
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可进行正面和反面对准曝光，
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最小线宽：2μm，对准精度：1μm
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反应离子刻蚀机：法国Alcatel 公司Nextral 100
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可实现硅、氧化硅、PMMA、玻璃、聚酰亚胺等材料的刻蚀
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可选用SF6、CHF3、O2等作为刻蚀气体。
测量显微镜：
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日本OLYMPUS公司 STM-MJS2
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可进行微结构形貌观察和三维长度测试；
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测量精度： 1μm
表面轮廓仪：
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美国Veeco公司Dektak 6M
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可进行微结构表面轮廓和结构厚度的测试；
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垂直测量距离：1 mm，精度：0.1 nm/6.5μm, 1 nm/65μm, 16nm/1mm
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扫描长度：50μm－30mm
扫描电镜：
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日本Hitachi公司SP2600
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可进行微结构形貌观察和拍照；
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最大加速电压：25kV，最大放大倍数：20万倍，分辨率5nm
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附带ADDA,数模转换器，模拟信号可转化为数字信号进行处理
二、 工艺流程
1. 聚酰亚胺材料特性及关键工艺
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1）聚酰亚胺的性能参数如表1所示。
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2）采用甩胶台甩聚酰亚胺时先低速 800 转维持 10 秒，再快速 2000 转维持 30 秒，然后在 90 ℃进行软烘干 30 分钟。这样一次可以得到大约 20 μm 的绝缘层。根据绝缘层的厚度可以进行多次甩胶，获得所需的聚酰亚胺厚度。最后在真空烘箱中进行阶梯升温法进行亚胺化。
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3）等离子表面改性：提高聚酰亚胺和金属之间的结合力是解决聚酰亚胺作为衬底材料的关键工艺之一。采取了氧等离子体表面预处理的方法，对聚酰亚胺进行表面改性。在聚酰亚胺表面进行氧等离子处理，可以产生一些诸如 C=O、C-OH、C-O-C 等官能团，这些官能团起到促进 Cr 与聚酰亚胺反应的作用。另外，氧等离子体处理还能提高聚酰亚胺表面粗糙度，表面粗糙度和接触角随偏压的变化关系如图 1 所示. 提高表面粗糙度，增加了金属与聚酰亚胺的接触和反应面积，从而提高了金属与聚酰亚胺之间的结合强度。
表1 沉积聚酰亚胺材料的特性
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型号
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PI-2
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同类产品型号
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Du Pont Hitachi
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分解温度(℃)
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520 (N2)
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体积电阻率( Ω.cm)
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>=1016
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击穿强度(V/μm)
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>200
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介电常数(106Hz)
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2.7-3.0
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介电损耗 (50Hz, %)
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0.1-0.2
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钠离子含量(ppm)
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<3
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贮存条件 (℃)
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4
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贮存期（月）
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6
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2. 聚酰亚胺微电极工艺
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1) 先用CaCO3粉末在去离子水中摩擦清洗基片两分钟，去除表面杂质。旋涂PMDS前体，烘箱中80℃热固化两小时，然后随炉冷。
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2）旋涂厚型PAA，采用阶梯升温法80℃--120℃--180℃--270℃，热固化而后亚胺化成PI，制备40 μm-50 μm厚的衬底。
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3）溅射Cr/Cu种子层3000 ，一方面增强结构与衬底结合力，另一方面Cr可作为PI与Cu的阻挡层，防止PI在以后的热处理中与Cu反应，影响其性能。溅射前采用氧等离子体，O2流量80 ml/min，时间120s，对衬底PI表面进行预处理
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4）旋涂正性光刻胶3 μm，并曝光显影，使其图形化
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5）电镀导线层Au,厚度1 μm
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6）用丙酮去除光刻胶，时间1 min
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7）以Au导线层为掩膜，湿法刻蚀种子层
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8）旋涂薄型PAA3-4 μm，先升温到60℃，然后恒温30 min；再在30 min内升温到105℃,恒温30 min,进行热固化
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9）旋涂3 μm正性光刻胶
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10）曝光显影光刻胶，然后利用弱碱性的显影液刻蚀PAA，露出电极窗口
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11）用丙酮去掉光刻胶，然后亚胺化PAA形成性能稳定的PI
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12）以性能稳定的PI为掩膜，电镀电极Au。然后PAA亚胺化
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13）释放器件