烘箱在半导体芯片涂胶制程中的应用

光刻工艺是半导体的一道核心制程，其性能直接影响芯片制造的精度和良率。高精度与良品率需要保持光刻胶（光致抗蚀剂，主要由树脂、感光剂、溶剂和添加剂等组成，对光敏感，在光刻工艺过程中用作抗腐蚀涂层材料）在涂布、曝光、显影等环节的稳定性，除了工艺流程管理外，还需要在几道烘烤工序中确保温度控制精度与空间均匀度。

预烘干燥湿法晶圆涂胶前预处理，温度140-160℃之间，去除晶圆表面吸附水分子，避免水分残留，搭配HMDS，尽量防止光刻胶浮胶、针孔、脱层等影响附着力的幅面影响。

前烘又称软烘，去除胶膜上的大部分有机溶剂，释放旋涂内应力，提升附着力，温度较低，90~100℃。

后烘，是光刻工艺中曝光之后的光刻胶膜烘烤过程，目的是让光刻胶中的光化学反应充分完成，同时消除驻波，并为后续的显影步骤做准备，又称PEB（Post Exposure Bake）。典型的后烘条件90~130℃或更高，视工艺条件而定，参考光刻胶的使用说明。有研究显示特殊工艺（如聚酰亚胺）可能需要在250°C以上进行后烘，在此期间对温度偏差要求较高，≤ ±1℃。

坚膜硬烘又称硬烘，是将显影后的光刻胶中剩余的溶剂、显影液、水及其他不必要的残留成分通过加热蒸发去除，以提高光刻胶与硅衬底的黏附性及光刻胶的抗刻蚀能力。 坚膜过程的温度视光刻胶的不同及坚膜方法的不同而有所不同，以光刻胶图形不发生形变为前提，并应使光刻胶变得足够坚硬。同时不能靠近软化温度Ts。

回流烘显影完成、硬烘之后，把成型矩形光刻胶图形加热至光刻胶软化温度Ts，依靠高分子熔融与表面张力，让侧壁圆角、顶部成球面，制备微透镜、圆弧光学结构。

去胶预处理针对干法刻蚀后光刻胶表层交联碳化问题的热辅助去胶工艺，高温短时烘烤，使交联表层发生热分解（Thermal Decomposition）或热氧化破坏交联网状结构，使其疏松化（Loosening）增加去胶液的渗透性。此过程可能需要冲入氮气，防止过度氧化。此外，还有几个场景需要用烘箱的，比如在光刻胶的制造过程中，也需要用到热风循环烘箱，烘干温度110℃,适用于含有丙二醇甲醚醋酸(PGMEA)或者其他沸点相近的溶剂的测试样品，用以测定固含量。或者在半导体晶片装载盒的检测中也要用到高温烘箱，Tedlar采样袋需要80℃烘烤16小时，然后装载样品后与空白对照采样袋一起，再在65℃下加热两小时。

少量处理可用烤胶机加热，较大批量处理则需要烘箱，同时需要考虑空气洁净度要求，及与EMS系统等的互联互通。高温烘烤其实贯穿在光刻工艺的全流程，多个场景都需要，或者干燥去除水分等溶剂，或者高温热处理，有些环节的温控精度还相对较高。

此外，还有几个场景需要用烘箱的，比如在光刻胶的制造过程中，也需要用到热风循环烘箱，烘干温度110℃,适用于含有丙二醇甲醚醋酸(PGMEA)或者其他沸点相近的溶剂的测试样品，用以测定固含量。或者在半导体晶片装载盒的检测中也要用到高温烘箱，Tedlar采样袋需要80℃烘烤16小时，然后装载样品后与空白对照采样袋一起，再在65℃下加热两小时。