在半导体制造领域，芯片在制造、运输以及存储过程中极易吸收环境中的水分，并且内部可能存在一些挥发性杂质，这些因素都可能对芯片的性能和可靠性产生不利的影响。例如，水分在后续的高温加工工序中会迅速汽化，产生内部压力，导致芯片内部结构受损，出现裂纹或分层，进而影响芯片的电气性能，甚至造成芯片报废。挥发性杂质在芯片使用过程中释放，可能引发电路短路、腐蚀等问题。而芯片烘烤工艺能够有效去除这些水分和杂质，防止氧化，稳定金属粒子，并提高测试准确性，从而提升芯片的可靠性、焊接质量、性能和稳定性。
一、芯片烘烤的原因
1、去除水分：芯片在制造、运输和存储过程中会吸收环境中的水分。这些水分在后续的高温加工工序（如回流焊、贴片焊接）中会迅速汽化，产生内部压力，导致芯片内部结构受损，出现裂纹或分层，影响芯片的电气性能，甚至造成芯片报废。
2、去除挥发性物质：芯片中可能含有一些挥发性有机化合物或其他杂质，烘烤可使这些物质逸出，防止其在后续封装和使用过程中释放，对芯片性能和可靠性产生负面影响，如导致电路短路、腐蚀等问题。
3、防止氧化：在高温环境下，芯片的金属引线和焊盘等部位容易被氧化，氧化物会影响焊接效果，降低金属的导电性和可焊性，进而影响芯片与外部电路的连接质量。烘烤时在惰性气体氛围中加热，可有效防止芯片表面氧化。
4、稳定金属粒子：烘烤能够通过热处理重新分布和固化晶圆内部及表面的金属粒子，减少电迁移现象，降低金属导线内部产生空洞、引发断路的风险，提升集成电路的使用寿命和可靠性。
5、提高测试准确性：对于芯片的 CP（晶圆级测试）过程，烘烤可去除晶圆表面和内部的水分、杂质，避免因水分或其他污染物导致晶圆表面和内部电路的导电性变化，影响测试结果的准确性，确保测试数据的可靠性。
二、芯片烘烤的作用
1、提升芯片可靠性：去除水分和挥发性物质可降低芯片在使用过程中因内部应力、裂纹等问题导致失效的风险，延长芯片的使用寿命。
2、改善焊接质量：烘烤后的芯片在焊接时，焊膏中的活性成分更容易活化，焊料的润湿性能提高，焊接过程更顺利，焊接点的质量和可靠性也得到提升。
3、优化芯片性能：烘烤过程中去除的杂质和污染物，可减少对芯片电性能的干扰，提高芯片的导电性能和信号传输的稳定性。
4、增强芯片稳定性：通过烘烤可以消除芯片内部的应力，减少微裂纹和缺陷的产生，使芯片在后续的封装、测试以及使用过程中更加稳定。
三、芯片烘烤适用的烘箱
1、充氮烘箱：通过向烘箱内充入氮气，降低氧气含量，减少氧化反应，适用于对氧化敏感的芯片，能有效保护芯片表面不受氧化。
2、高温烤箱：适用于在较高温度下进行短时间烘烤处理的芯片，通常具有快速升温和降温的功能，提高烘烤效率，可依据芯片的防潮等级和材料特性设定合适的温度和时间。
3、洁净无氧烘箱：通过充入惰性气体形成高温、低氧、洁净的烘烤环境，特别适用于对烘烤环境要求极高的芯片，如精密电子元件、半导体芯片等，可有效避免芯片在烘烤过程中受到污染和氧化。
4、真空烘箱：在真空环境下烘烤，能降低水汽和挥发性物质的沸点，使其更容易从芯片中逸出，加速了水分的蒸发和有机物的分解，可进一步提高烘烤效果，同时也能防止芯片氧化和污染，适用于对烘烤质量要求特别高的芯片或需要去除芯片内部气隙和深层水分的情况。
芯片烘烤是半导体制造流程中不可或缺的步骤。原因在于去除水分、挥发性物质，防止氧化，稳定金属粒子以及提高测试准确性；作用体现在提升芯片可靠性、改善焊接质量、优化芯片性能和增强芯片稳定性。
