晶圆烤胶机(又称光刻胶烘烤机、热板烤胶机)的核心功能是对涂覆光刻胶的晶圆进行准确温度烘烤,实现光刻胶溶剂蒸发、固化交联与应力释放,本质是一款“专为光刻工艺设计、高精度温控的晶圆热处理设备”。其核心作用围绕“光刻胶优化、工艺稳定性保障、图形精度支撑”展开,贯穿光刻流程关键环节。
多阶段光刻胶烘烤处理。这是其核心功能,需配合光刻流程完成三次关键烘烤:软烘(涂胶后)蒸发光刻胶内溶剂,提升胶层附着力与均匀性,避免后续曝光时出现气泡、流淌;后曝光烘烤(曝光后)激活光刻胶光敏成分反应,促进胶层交联固化,强化图形轮廓;硬烘(显影后,可选)进一步消除胶层内应力,提升结构硬度与耐腐蚀性,适配后续蚀刻工艺。
准确温控保障工艺稳定。光刻胶对温度非常敏感,温度偏差或均匀性不足会导致胶层开裂、图形畸变、附着力下降等问题。烤胶机通过高精度控温与均匀加热,确保晶圆表面温度一致,烘烤参数可准确调控,保障批量生产中工艺的重复性与稳定性。
适配多场景工艺需求。可兼容不同尺寸晶圆、多种类型光刻胶(如SU-8光刻胶),支持从实验室小批量试制到工业大规模生产的全场景应用,同时能适配微流控芯片、ITO导电玻璃等非晶圆类精密元件的烘烤需求,通用性强。
晶圆烤胶机基于准确温控与均匀加热原理设计,核心在于通过稳定的温度输出与热量传导,实现光刻胶的可控固化,结构简洁且技术门槛高,关键在于温控精度与加热均匀性。
(一)核心结构组成
设备主要由加热系统、温控系统、承载平台、防护系统及操作界面构成。加热系统核心为铸铝加热板,内置耐高温管状热电阻元件,铸铝材质导热性优异,能确保加热面温度均匀分布,温差可控制在±1℃以内;温控系统采用先进PID温控算法,搭配高精度数显温控仪,支持室温至350℃(部分型号可达600℃)宽范围控温,实时反馈并修正温度偏差;承载平台用于放置晶圆,需保持水平平整,部分配备真空吸附功能固定晶圆,避免烘烤时位移;防护系统包括隔热外壳、高温预警、过热保护等,防止操作人员烫伤,保障设备安全运行;操作界面为人性化设计,可直观设定温度、烘烤时间、升温速率等参数,实时监控设备运行状态。
(二)工作原理
工作时,首先通过操作界面设定烘烤温度、时间及升温速率(通常建议升温速率10℃/min、降温速率5℃/min,避免胶层应力过大)。设备启动后,加热板在温控系统调控下逐步升温,通过热传导将热量均匀传递至晶圆表面。晶圆上的光刻胶吸收热量后,逐步完成溶剂蒸发、分子交联等反应:软烘阶段主要蒸发溶剂,使胶层从液态向固态转变,提升与晶圆基底的附着力;后曝光烘烤阶段,热量为光敏成分反应提供能量,使曝光区域胶层形成稳定交联结构,清晰界定图形轮廓;硬烘阶段则通过高温进一步消除胶层内部应力,减少开裂、分层风险。烘烤完成后,加热板缓慢降温,避免温度骤变导致胶层损伤,整个过程全程由温控系统监控,确保各项参数稳定在设定范围。