旋轉塗佈(Spin Coating)是將液態材料滴在晶圓中心,使晶圓高速旋轉,利用離心力讓材料擴散到整面,形成薄而均勻膜層的方法。在半導體中,這是塗佈光阻的標準方法,也用於塗佈抗反射層、塗佈型絕緣膜(SOG)與下層膜(SOC)、聚醯亞胺等。特點是不需要真空設備,就能在短時間內形成均勻的膜。
旋轉塗佈大致分為4個階段進行:(1)從噴嘴將材料吐出至晶圓中心;(2)藉由旋轉將液體推向外圍;(3)以高速旋轉甩除多餘液體,使膜變薄;(4)溶劑蒸發,膜逐漸固化。膜厚主要由轉速與液體黏度決定,轉速越高、黏度越低,膜就越薄。一般而言,膜厚大致與轉速的平方根成反比,轉速提高為4倍時,厚度約減為一半。光阻可依材料與轉速的選擇,做出從數十nm到數十μm的不同膜厚。
旋轉塗佈在塗佈顯影機(coater/developer)的塗佈單元中進行,塗佈前以HMDS處理提高附著性,塗佈後以烘烤去除溶劑。在外圍部分,液體會隆起形成稱為邊緣珠(edge bead)的較厚部分,因此要以溶劑去除邊緣膜層,即邊緣清洗(EBR)。膜厚均勻性除了受旋轉條件影響之外,也會受環境溫度、濕度與排氣氣流左右。由於大部分材料都被甩掉丟棄,業界也持續設法減少吐出量以節省材料。可使用Semirai的旋轉塗佈膜厚計算工具,試算轉速與膜厚的關係。