匀胶显影机
匀胶显影机是一种在半导体制造和微纳加工领域中至关重要的设备。
组成部分
1.机械手：负责在各个工艺腔室之间自动传输硅片。
2.涂胶腔室：包含旋转台（Chuck）、胶液分配系统、温度控制系统等。
3.显影腔室：包含显影液喷洒或浸没系统、温度控制系统等。
4.热板单元：用于软烘、坚膜以及冷却等温度处理。
5.中央控制单元：集成的软件系统，用于设定和监控整个工艺流程，确保工艺的重复性和一致性。
6.环境控制系统：维持洁净度（通常在Class 1或更高）、温湿度稳定，防止颗粒污染和工艺波动。
性能指标
1.膜厚均匀性：衡量涂胶后光刻胶薄膜厚度在硅片上的分布均匀程度，通常要求达到±1%甚至更高。
2.显影均匀性：确保显影后图形在硅片上的尺寸和形貌一致。
3.产能：单位时间内能处理的硅片数量。
4.洁净度：防止颗粒污染，对良率至关重要。
5.工艺灵活性：能够支持不同类型的光刻胶、不同尺寸的硅片和多种工艺配方。
主要功能
1.涂胶：
将液态的光刻胶均匀地涂覆在硅片（Wafer）或其他基底表面。
最常用的方法是旋转涂胶：将光刻胶滴在高速旋转的硅片中心，利用离心力使胶液均匀铺展，形成厚度均匀、表面平整的薄膜。
涂胶过程通常还包括软烘，即在较低温度下加热，以去除光刻胶中的溶剂，增强胶膜与基底的附着力，并提高后续曝光的稳定性。
2.显影：
在光刻胶经过曝光（通常在光刻机中完成）后，将硅片浸入或喷洒显影液。
显影液会选择性地溶解曝光区域（正性光刻胶）或未曝光区域（负性光刻胶）的光刻胶，从而将掩模版（Mask）上的图形转移到光刻胶膜上，形成三维的浮雕图形。
显影后通常进行坚膜，即在较高温度下烘烤，以增强光刻胶的稳定性，为后续的刻蚀或离子注入等工艺做准备。
工作原理
匀胶显影机的工作流程主要包括以下几个步骤：
1.硅片预处理（Pre-Alignment&Dehydration Bake）
硅片进入设备前，先进行对准和去水烘烤（又称“脱水烘烤”），以去除表面水分，增强光刻胶与硅片的附着力。
2.底胶涂覆（Primer Coating，可选）
常用六甲基二硅氮烷（HMDS）作为底胶，通过气相或液相方式涂布，进一步提高光刻胶的附着性能。
3.匀胶（Spin Coating）
过程：将液态光刻胶滴在高速旋转的硅片中心，利用离心力使胶液均匀铺展。
关键参数：转速、加速度、胶量、环境温湿度。
结果：形成厚度均匀、表面平整的光刻胶薄膜。
后续处理：软烘（Soft Bake），在热板上加热，去除溶剂，稳定胶膜。
4.曝光（Exposure）
硅片被传送到光刻机中，通过掩模版进行紫外光（或深紫外、EUV）曝光，改变光刻胶的化学结构。
5.显影（Developing）
曝光后的硅片返回匀胶显影机。
使用显影液喷洒或浸没方式处理硅片，选择性溶解曝光区域（正胶）或未曝光区域（负胶），形成所需图形。
关键要求：显影均匀性、图形分辨率、边缘清晰度。
6.坚膜（Post-Develop Bake/Hard Bake）
显影后进行高温烘烤，增强光刻胶的机械和化学稳定性，为后续刻蚀或离子注入做准备。
7.检测与出片
图形检测后，硅片被送出系统，进入下一工艺环节。
整个流程由中央控制系统自动调度，通过机械手在各工艺腔室间传输硅片，确保高洁净度和工艺一致性。
应用领域
1.集成电路（IC）制造
用于逻辑芯片、存储器（如DRAM、NAND Flash）等的光刻工艺，是前道制程的关键设备。
2.先进封装（Advanced Packaging）
如Fan-Out、TSV（硅通孔）、RDL（再布线层）等工艺中，用于涂覆光刻胶并形成精细线路。
3.微机电系统（MEMS）
制造加速度计、陀螺仪、压力传感器等微型机械结构，依赖高深宽比的光刻图形。
4.光电子与光子器件
用于制造LED、激光器、光波导、衍射光学元件等。
5.平板显示（FPD）
在TFT-LCD或OLED制造中，用于阵列（Array）工艺中的图形化处理。
6.科研与微纳加工
高校、研究所用于纳米压印、生物芯片、量子器件等前沿研究。