如何为SU-8模具选择合适的光刻热板

在实验室中常用两种设备来烘烤SU-8光刻胶，用于制造微流体模具：烘箱或热板。请注意，这里给出的SU-8光阻剂烘烤的建议也适用于微流体模具制造中涉及的其他类型的光刻胶(如AZ9260)。SU-8预烘烤步骤是一个关键的光刻步骤，因为它使SU-8光刻胶溶剂的蒸发足以使光刻胶变硬(溶剂的7%是一个很好的值，成功曝光)，在软烘烤过程中，它使曝光后的良好交联成为可能。

1.烘箱和SU-8光刻胶的光刻

烘箱加热晶片周围的空气，由于SU-8光刻胶从外部加热到中心，这种方案不利于溶剂蒸发。更重要的是，即使可以同时烘烤多个晶圆，但实际上不均匀的温度取决于晶圆及其在烤箱内的位置。一旦你知道这一步骤的重要性，很明显不要使用烤箱烘烤你的SU-8光刻胶来制造你的微流体模具。

2.热板和SU-8光刻胶的光刻

热板，英文叫hot plate，又称烘胶机、烤胶机、烘胶台，适应于半导体硅片，载玻片，晶片，基片，ITO导电玻璃等工艺，制版的表面涂覆后，薄膜烘干，固化。热板温度稳定度高，重复性好。可在工矿企业、科研、教育等单位作生产、科研、教学之用。

热板一次只能加热一个晶圆，但是它从后面加热到顶部。热量上升，从而促进溶剂蒸发。该设备提供不同的选择，有些比其他设备更好，但是当您想要制造微流体模具时，热板是烘烤SU-8光刻胶的最佳加热工具。

3.如何选购SU-8烘烤的光刻热板及注意事项

在SU-8光刻工艺中，热板的目的是加热光刻胶。

光刻热板表面的实时温度显示

重要的一点是检查实际温度是否与所需的设定温度相同。因此，为了确保SU-8光刻胶的可控烘烤，优先考虑实时显示测量温度的热板。我们注意到一些光刻热板有一个温度传感器，它会随着时间的推移而漂移。由于温度漂移会降低过程的可重复性，请检查加热板的传感器技术。如果您不确定热板的温度漂移随着时间的推移，每月定期红外检查热板的实际表面温度将确保您可以重现SU-8光刻过程。

光刻热板的过冲和稳定时间

设置新温度并根据调节模式（PID值）时，加热板的温度可能会超过稳定前的设定值。这种过冲取决于热板温度和设定点之间的间隙。这种超调可以达到几度，并强烈降级你的一些SU-8过程。在购买之前询问热板的温度过冲。如果您无法获得信息，我们建议您使用简单的高温计测量这种过冲，以获得通常的设定点（以及检查稳定时间）。即使在购买之前通常很难知道热板的实际稳定时间和温度过冲，这些参数对于具有良好且可重复的SU-8光刻工艺仍然很重要。

整个光刻热板上的温度均匀性

很少有热板的温度在整个板上保持不变。中心通常处于设定点温度，并且当到达几度的边缘时温度降低。您需要知道或测量这种非均匀性，以确保有足够均匀的宽阔空间来放置晶圆。在这里，即使在购买之前通常很难知道热板的真正均匀性，这些参数对于具有良好且可重复的SU-8光刻工艺仍然是重要的。如果您无法确定热板的温度均匀性，我们建议您使用高温计或红外热像仪检查热板上的温度均匀性。

光刻热板组成

您通常会找到两种用于光刻热板的材料，陶瓷或铝。

陶瓷板可以在高温（> 450°C）下加热。它确实能够抵抗各种溶剂和化学品产品，并且更容易清洁。但由于其导热性非常弱，整个表面的温度不会非常均匀。

铝板不能在与陶瓷一样高的温度下加热，并且对溶剂和化学产品（例如NaOH）的耐受性较差。相比之下，由于其高导热性，整个板表面的温度比陶瓷表面更均匀。对于SU-8光刻胶处理，您必须优先考虑均匀性，因此铝板似乎是最佳选择。

可以为温和的SU-8烘烤做温度上升

在SU-8光刻工艺中，增加和/或略微降低温度的可能性是重要的。实际上，SU-8光刻胶在烘烤过程中变得非常紧。为了减少SU-8薄膜的机械应力，降低温度并稍微提高温度是有意义的。通过增加或降低温度，可以“手动”进行斜坡定期更改热板设定点。然而，这种解决方案实际上是限制性的而且不可再现。一些光刻热板以不同的速率提供加热和冷却。通常对于减少，仅通过自然冷却可以减速，因为能够有效地降低温度，从而具有氮化线和更复杂的控制。

光刻热板带自动定时器功能

烘烤步骤必须在精确的时间内完成; 在不使用外部计时器的情况下让实习生计时器在每个步骤结束时警告用户的可能性很小。有些设备可以在预设时间结束时自动停止加热。我们经常推荐这种选项，因为它可以在例如并行处理多个晶圆时实现疏忽错误。此外，它允许研究人员不依赖于步骤的时间并且在SU-8模具烘烤期间不必保持靠近热板。

光刻热板的温度增量大小和精度

通常，根据设备的不同，增量为5°C或1°C。请注意，温度精度直接依赖于此。烘烤你的SU-8光刻胶强烈推荐精度1°C。几乎所有的光刻热板都能提供1°C的温度精度，因此在购买热板时应该不会有问题。

安全和用户保护

当热板超过特定温度（通常为50°C）时，大多数设备都会发出警告灯。此选项会提醒其他用户设备的危险性。尽管如此，请注意，此灯会随设备关闭，因此请检查警告图标并让其他用户对危险敏感。我们并不坚持这一点，因为它没有考虑到最终微流体模具的质量。

光刻热板尺寸

有不同种类和尺寸的光刻热板，选择一种，最适合您的需求。在温度降低期间，太大的板会发生很大的惯性。为了确保良好的SU-8光刻工艺，选择比硅晶片稍大的板来加热，使其不受边缘效应的影响，使边缘温度比中心温度更冷。对于英寸晶圆（直径10cm），您可以使用18 x 18 cm的光刻热板。

光刻热板的水平状态

在溶剂蒸发之前，树脂保持非常液态，因此您必须确保您的热板完全水平，以防止层深度的任何不均匀性。使用水平仪调整热板。我们推荐可调式光刻热板。

易于清洁光刻热板

保持印版清洁非常重要，因为可以保留在表面上的光刻胶导热性差，并且会降低下一次光刻工艺的再现性。确保您的热板易于清洁，因为脏热板可能是SU-8工艺重复性差的原因。