涂胶是指在集成电路、分立器件制造中对硅片表面进行涂光刻胶的一种工艺，属于光刻工序。它与显影、曝光系统共同构成整个IC制造工艺过程中最关键、重复次数最多的一道工艺过程。作为大规模集成电路生产前道工序的关键工艺，其对于提高产品集成度和成品率有着重要影响。

涂胶的原理与方法

    目前半导体生产中光刻涂胶工艺主要采取的是旋转涂胶法。一个典型的做法是将少量胶液沉积在硅片中央，接着以较高速度旋转硅片。离心力将使胶液散开，最后覆盖整个硅片。

影响涂胶均匀性和可靠性的主要因素在于转速、加速度、基片的传输定位、腔体环境、气流以及化学品的供应等。在旋转涂胶中，转速是最重要的参数之一，旋转速度通常决定了最终的涂胶厚度。较小的速度变化就能导致胶膜厚度发生较大的变化。旋转过程中控制胶液流向硅片边缘的离心力和影响胶液粘度的挥发速度相作用，从而使光刻胶膜厚度大致保持平衡，因此必须对转速作控制。

加速度对涂胶的均匀性也有着重要的影响。在涂胶环节的初始部分，胶液中相当大一部分溶剂汽化蒸发，胶液慢慢开始变干，此时的控制加速度十分重要。旋转给胶液提供了一个离心力（向外），加速度提供给胶液扭曲力，二者的合力使胶液均匀的通过和覆盖硅片表面，最终形成的光刻胶的均匀性与适当的加速度密切相关。

在涂胶过程中胶液的挥发速度决定于液体本身的自然属性，同时也受到涂胶过程中硅片周围空气情况的影响。涂胶过程中特别重要的一点是涂胶腔体内气体的流动和与之相关的乱流要减到最小。通过腔体的排风系统可以减少随机流动，这样可以使液体凝固速度减缓，同时使胶体对外界温/湿度的敏感性降低。

除以上因素外，胶液的供应对提高成品率及降低成本有很重要的意义。胶液不足造成无法覆盖全片，太多则对胶膜质量有影响且造成一定的浪费。

自动涂胶机的总体结构及功能

全自动涂胶机由机架、送片提升器模块、送片机械手模块、对中定心模块、涂胶模块、收片机械手模块、送片提升器模块、管路系统、胶液系统及电气控制系统等组成，采用各模块直列布局。设备可按设定工艺实现片盒到片盒自动完成。

典型的工艺工步为：片盒准备、机械手取片放片、对中机构接片定位、主轴接片、滴胶、匀胶、对中机构接片、机械手取片收片、片盒收片。设备结构图如图1所示。

对涂胶机来说，最核心的部分就是涂胶涂胶模块，其结构如图2所示.

首先由于主轴的转速及加速度范围和平稳性对涂胶质量有关键影响，因此在技术指标上对转速及加速度提出了较高的要求。其中，主轴转速范围为200~8000 rpm，精度可达到±20 rpm；主轴加速度范围为0~40000 rpm/s，精度可达到±5％。

在主轴旋转系统设计中，选用了大功率无刷电机及驱动器，主轴结构也做了专门的设计，保证了在大惯量负载情况下主轴仍具有很高的转速和加速度精度，从而使硅片光刻胶的面内及硅片间均匀性得到保证。主轴电机的选择要综合考虑负载的转动惯量、加速度、转速、设备工作过程中各步骤的时间长短、电机本身的性能及驱动器的选配等方面的因素。

为了保证传片的准确性，传片机械手采用伺服电机控制可旋转机械臂，通过真空吸附完成硅片的传送。硅片拾取使用真空吸附技术，保证传输过程平稳、、可靠，限度减少对硅片表面的损伤。

此外，在涂胶模块中还设计了自动定中心装置。硅片传到涂胶位置后，由气缸驱动的定位装置首先对硅片进行定位，然后主轴上升接片，使硅片在承片台上准确定位防止偏心。

    涂胶腔体内的环境如排风、气流等也直接影响胶膜厚度及均匀性，制约成品率的提高。因此在涂胶腔体设计中采用了可调节排风系统，通过一定的排风改变腔体内气流方向从而有效消除了乱流对涂胶的影响。

工艺过程中胶量的精度直接影响生产企业的经济效益，也是影响胶膜质量的重要因素。因此在滴胶系统中我们采用进口氟材气动胶泵，使滴胶精度可以控制在一定的范围内。同时氟材质也确保了胶液清洁不受污染。由于正性光刻胶粘度较低，因此滴胶后留在滴胶嘴的胶液有时会漏滴，造成基片粘污。因此在胶泵出胶口后加装了可调回吸装置，在完成设定的滴胶操作后，使胶嘴处的光刻胶回吸从而避免了漏滴。

结论

目前该自动涂胶机主要适用于5寸和6寸标准硅片，产品CD为0.35μm。在涂胶的均匀性控制方面，使用SFP1400（10cp）并保证转速为4000 rpm时，面内均匀性可达到1.1%，硅片间均匀性为1.8%。相对与不同的胶液，不同的工艺要求，涂胶均匀性为的浮动范围为面内±1％、硅片间±1.5％。当前的产能为60片/h。

国内各代工厂使用的涂胶机绝大部分还依赖于进口，成本一直居高不下。通过对6英寸全自动涂胶机的成功研制，为日后本土涂胶设备行业研制8英寸及12英寸涂胶机积累了一定的技术、生产经验。