【光刻百科】前烘 Photoresist Prebake

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前烘是光刻工藝的基本步驟之一，也被稱為軟烘。即在一定的溫度下，使光刻膠膜里面的溶劑緩慢地、充分地逸出來，使光刻膠膜干燥[1]。

光刻膠被涂到硅片表面后必須要經過軟烘，軟烘的目的是去除光刻膠中的溶劑。軟烘提高了粘附性，提升了硅片上光刻膠的均勻性，在刻蝕中能得更好的線寬控制[1]。

典型的軟烘條件是在熱板上90^oC到100^oC烘30秒，接下來是在冷板上的降溫步驟，以得到光刻膠一致特性的硅片溫度控制[1]。

前烘可在熱板或在烘箱中進行，每一種膠都有其特定的前烘溫度和時間[2]。

軟烘的溫度和時間視光刻膠和工藝條件而定[1]。

光刻工藝的八個基本步驟

為方便起見，可將光刻的圖形形成過程分為8個步驟，即氣象成底膜，旋轉涂膠，軟烘，對準和曝光，曝光后烘焙，顯影，堅膜烘焙，顯影檢查[1]。

光刻膠軟烘的原因

光刻膠軟烘的原因有：1.將硅片上覆蓋的光刻膠溶劑去除；2.增強光刻膠的粘附性以便在顯影時光刻膠可以更好地粘附；3.緩和在旋轉過程中光刻膠膠膜內產生的應力；4.防止光刻膠沾到設備上（保持器械潔凈）[1]。

如果光刻膠膠膜在涂膠后沒有軟烘而直接進行對準和曝光，將可能出現下列問題：1.光刻膠薄膜發黏并易受顆粒沾污；2.光刻膠薄膜來自于旋轉涂膠的內在應力將導致粘附性問題；3.由于溶劑含量過高導致在顯影時由于溶解差異，而很難區分曝光和未曝光的光刻膠。4.光刻膠散發的氣體（由于曝光時的熱量）可能沾污光學系統的透鏡[1]。

軟烘設備

常被提及的光刻膠軟烘方法是硅片在真空熱板上熱傳導（圖1），用這種方法，熱量可以很快通過與硅片背面接觸從熱板傳遞到光刻膠。光刻膠由硅片和光刻膠的接觸面向外加熱，這可使殘留溶劑最小，因為循環時間短（例如30到60秒），這種單片熱板方法適合于多片在自動硅片軌道系統流水作業。在硅片軌道處理流片時，緊隨加熱步驟之后，通常有一在冷卻板上的冷卻步驟。這一步驟快速冷卻硅片以便下一步操作[1]。

圖1 軟烘

參考文獻：

[1] MichaelQurik, Julian Serda（著），韓鄭生等（譯），半導體制造技術，電子工業出版社，2015.06，333-334

[2] 崔錚，微納米加工技術及其應用，高等教育出版社，2013.4，25-25