【光刻百科】前烘 Photoresist Prebake

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前烘是光刻工艺的基本步骤之一，也被称为软烘。即在一定的温度下，使光刻胶膜里面的溶剂缓慢地、充分地逸出来，使光刻胶膜干燥[1]。

光刻胶被涂到硅片表面后必须要经过软烘，软烘的目的是去除光刻胶中的溶剂。软烘提高了粘附性，提升了硅片上光刻胶的均匀性，在刻蚀中能得更好的线宽控制[1]。

典型的软烘条件是在热板上90^oC到100^oC烘30秒，接下来是在冷板上的降温步骤，以得到光刻胶一致特性的硅片温度控制[1]。

前烘可在热板或在烘箱中进行，每一种胶都有其特定的前烘温度和时间[2]。

软烘的温度和时间视光刻胶和工艺条件而定[1]。

光刻工艺的八个基本步骤

为方便起见，可将光刻的图形形成过程分为8个步骤，即气象成底膜，旋转涂胶，软烘，对准和曝光，曝光后烘焙，显影，坚膜烘焙，显影检查[1]。

光刻胶软烘的原因

光刻胶软烘的原因有：1.将硅片上覆盖的光刻胶溶剂去除；2.增强光刻胶的粘附性以便在显影时光刻胶可以更好地粘附；3.缓和在旋转过程中光刻胶胶膜内产生的应力；4.防止光刻胶沾到设备上（保持器械洁净）[1]。

如果光刻胶胶膜在涂胶后没有软烘而直接进行对准和曝光，将可能出现下列问题：1.光刻胶薄膜发黏并易受颗粒沾污；2.光刻胶薄膜来自于旋转涂胶的内在应力将导致粘附性问题；3.由于溶剂含量过高导致在显影时由于溶解差异，而很难区分曝光和未曝光的光刻胶。4.光刻胶散发的气体（由于曝光时的热量）可能沾污光学系统的透镜[1]。

软烘设备

常被提及的光刻胶软烘方法是硅片在真空热板上热传导（图1），用这种方法，热量可以很快通过与硅片背面接触从热板传递到光刻胶。光刻胶由硅片和光刻胶的接触面向外加热，这可使残留溶剂最小，因为循环时间短（例如30到60秒），这种单片热板方法适合于多片在自动硅片轨道系统流水作业。在硅片轨道处理流片时，紧随加热步骤之后，通常有一在冷却板上的冷却步骤。这一步骤快速冷却硅片以便下一步操作[1]。

图1 软烘

参考文献：

[1] MichaelQurik, Julian Serda（著），韩郑生等（译），半导体制造技术，电子工业出版社，2015.06，333-334

[2] 崔铮，微纳米加工技术及其应用，高等教育出版社，2013.4，25-25