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匀胶是半导体器件制造工艺中的重要步骤，其主要目的是将光刻胶均匀旋涂在衬底表面上。匀胶的要求具体如下。
（1）均匀性：匀胶过程旨在实现光刻胶在衬底表面的均匀旋涂。均匀旋涂有助于保证图案定义的精确性和一致性，确保光刻胶能够正确地覆盖并保护待加工区域。
（2）厚度控制：匀胶过程中可以控制光刻胶的厚度。通过调整匀胶速度或次数等参数，可以实现需要的光刻胶厚度，以满足工艺要求和器件设计的需要。
（3）附着性：匀胶使光刻胶能够牢固附着在衬底表面，防止在后续工艺步骤中发生剥离或移动。良好的附着性有助于确保光刻胶的稳定性和图案定义的保持。
（4）消除气泡和缺陷：匀胶过程中会将光刻胶均匀覆盖在衬底上，并排除气泡和其他缺陷，以确保光刻胶的质量和均匀性，这有助于提高工艺的可靠性。
总之，匀胶的主要目的是实现光刻胶的均匀旋涂、厚度控制、良好的附着性，并消除气泡等缺陷，实现高质量的光刻工艺。
理论上，将光刻胶滴注到样品表面，通过样品台带动样品高速旋转，使光刻胶在离心力的作用下均匀地铺展到样品表面，光刻胶厚度 T 与比例常数 K 、光刻胶浓度 C 、转速 S 相关，公式为 T = KC 2 / S 1/2 ，厚度与转速的关系曲线如图2-5所示。
关于光刻胶厚度的相关解释如下。
（1）增加光刻胶的黏度会导致光刻胶在匀胶过程中更难流动，更难获得较薄的膜厚。因此，增加光刻胶黏度通常会导致膜厚的增加。
图2-5 光刻胶厚度与转速的关系曲线
（2）降低光刻胶的黏度会使其在匀胶过程中更容易流动，更容易获得较薄的膜厚。因此，减少光刻胶黏度通常会导致膜厚的降低。
（3）提高匀胶转速会提高光刻胶在衬底上的旋涂速度，从而导致较薄的膜厚；降低匀胶转速则减缓旋涂速度，有助于获得较厚的膜厚。
总之，光刻胶的黏度和匀胶转速对膜厚有相反的影响：增加光刻胶的黏度和减少匀胶转速会增加膜厚，而降低光刻胶的黏度和提高匀胶转速会减少膜厚。
在半导体器件制造工艺中，常用的匀胶设备是匀胶机（coater）。匀胶机是专门设计用于将光刻胶均匀旋涂在衬底上的设备，其主要功能是实现光刻胶的均匀分布和厚度控制。匀胶机通常由以下主要部分组成。
（1）光刻胶供应系统：用于提供光刻胶，并控制光刻胶的流量。光刻胶供应系统通常包括泵和光刻胶流量控制器等。
（2）匀胶头/喷头：用于将光刻胶均匀地喷洒在衬底表面上。
（3）控制系统：匀胶机通常带有一个控制系统，用于监测和调节匀胶过程中的匀胶速度和其他参数，以实现精确的旋涂控制。
图2-6 实验室常用的匀胶机
（4）处理轨道和运输系统：匀胶机通常配备了一个可以容纳和支持衬底的处理轨道，并配备运输系统，以使衬底在匀胶过程中保持平稳移动。
通过匀胶机的使用，可以实现光刻胶的均匀旋涂和厚度控制，为后续的光刻和显影步骤打下基础，保证器件的精确性和一致性。
图2-6为实验室常用的手动匀胶机（无光刻胶供应系统、处理轨道等）。该类设备可实现8in及以下样品的匀胶，满足不同样品尺寸的需求。
要确保匀胶机能够稳定有效地运行，除了超净室必备的洁净度、温湿度、黄光、电力供应外，还需要配套以下厂务动力条件。
（1）气体供应系统：匀胶机在工作过程中可能需要用到保护气体（如N 2 ）来保护光刻胶不被氧化，或者需要特定的气体来促进某些化学过程。因此，需要建立一个稳定可靠的气体供应系统，包括气体的储存、输送和净化设施。
（2）专用排气系统：匀胶过程中可能会产生挥发性有机化合物（volatile organic compounds，VOCs）等有害气体，需要配置专用的排气系统来控制和处理这些气体，确保工作环境的安全。
（3）化学药品供应系统：匀胶机需要用到各种化学药品，如光刻胶、溶剂等。这些药品需要通过专用的供应系统进行安全、准确地输送，同时也需要考虑废弃药品的安全处理。
（4）震动控制系统：匀胶过程对环境的稳定性有较高要求，过度的震动可能会影响匀胶的质量。因此，安装匀胶机的环境需要具备良好的震动控制，可能需要使用隔震平台或者选定减少外部震动干扰的设施位置。
（5）防静电设施：在高洁净度的环境中，静电的控制也非常重要。需要确保工作区域有良好的防静电地面、防静电服装以及其他必要的防静电措施。
（6）紧急事故处理系统：考虑到化学药品的使用和储存，需要准备紧急事故处理系统，包括泄漏感应、紧急停机按钮、紧急洗眼站和安全淋浴设施等，确保工作人员的安全。
（7）真空系统：通过使用真空泵创建真空环境，真空系统对晶圆背部施加吸力，确保晶圆在整个加工过程中保持固定位置，防止其发生移动或不必要的旋转。这一操作显著增强了加工过程中的精度和重复性，从而保障了加工质量。
确保这些系统和设施的完善和高效运行，是匀胶机稳定有效运行的重要保障。同时，还需要定期对这些系统进行维护和检查，确保其持续稳定地支持匀胶机的运行。
图2-7是实验室常用的匀胶机所需的动力条件。
图2-7 实验室常用的匀胶机所需的动力条件
（a）真空泵；（b）通风橱。