前烘也称软烘(Soft Bake),在晶圆片上涂布光刻胶后,晶圆片要经过前烘的步骤。
主要作用有3个。
(1)将晶圆片上的溶剂进一步去除,干燥光刻胶。
(2)增强光刻胶与晶圆片之间的黏附性。
(3)缓和在旋转过程中光刻胶膜内产生的应力。
1.前烘的温度和时间前烘的温度和时间视光刻胶和工艺条件而定。
光刻胶的生产厂家通常都会推荐工艺和条件。
一般情况下,前烘的温度在85~120℃,时间在30~90s。
对于较厚的胶膜,前烘的升温速度要慢,否则表面干燥得过快,内部溶剂来不及挥发,易造成胶膜发泡而产生针孔,造成接触不良,使显影或腐蚀时产生浮胶。
前烘温度越高,时间越长,光刻胶与基片的黏附越好,但前烘时间过长,会造成增感剂的过度挥发。
温度过高,会使光刻胶翘曲硬化,造成显影不净,图形的分辨率下降,抗蚀能力下降。
在旋转涂胶前,光刻胶通常包含65%~85%的溶剂,旋转涂胶后溶剂减少到10%~20%,前烘后熔剂的含量进一步减少,大约在 4%~7%,相应地,光刻胶的厚度也略微降低。
前烘后,光刻胶仍然保持“软”的状态,所以又称软烘。
软烘工艺的优化和调整是为了得到更好的关键尺寸控制、改善光刻胶侧壁角度、提高分辨率、改善对比度以及获得更大的工艺窗口。
2.前烘的方法前烘的方法有烘箱式和热板式两种。
(1)热板式。
热板式前烘用传动的热板对涂好胶的晶圆片进行加热处理,光刻胶由晶圆片和光刻胶的接触面向外加热,相对受热均匀,循环时间短(约1min左右),它被广泛集成于自动轨道系统中,在轨道系统中紧随加热步骤之后,通常会有一冷板进行冷却。
(2)烘箱式。
烘箱式前烘是将涂好胶的晶圆片放入设有一定温度的烘箱内,通过干燥循环热风或红外烘烤使光刻胶挥发。
优点是产能大,一次可以处理数十片或上百片;缺点是均匀性相对差,因此在对线宽要求较高的工艺中一般不使用。