喷涂是一种将数百万个微米大小的抗蚀剂液滴喷射到基材上，从而形成抗蚀剂膜的涂覆技术。 相比旋涂，喷涂在理论上可以减少抗蚀剂的消耗。 其主要优势在于，可以对任意形状和纹理的基材进行涂覆，而旋涂在膜厚度的均匀性和边缘覆盖方面往往达不到理想的效果。
雾化喷雾的形成
液滴的生成技术要求光刻胶具有较低的粘度，一般在几厘斯（cSt）。 光刻胶的粘度变化会影响液滴生成的速率和直径的分布。 当使用溶剂稀释光刻胶时，需要考虑溶剂与光刻胶之间可能存在的不兼容性。 此外，稀释后的光刻胶在储存过程中可能会加速老化，形成颗粒。
飞行过程中的溶剂蒸发
液滴在飞行过程中（从喷嘴到基板的过程），适度的溶剂蒸发有助于在纹理基板上形成良好的边缘覆盖。 通过增加光刻胶的粘度，可以防止其在基板上出现过度流动。 然而，过多的溶剂蒸发会导致液滴无法附着到基板上，或者导致涂层表面粗糙。 蒸发速率取决于温度、液滴与空气的相对速度、空气中溶剂的饱和度、溶剂的成分和浓度。 蒸发速率是液滴表面溶剂浓度的函数，溶剂从液滴内部扩散到表面的扩散系数也会影响其蒸发速率，而扩散系数受温度和溶剂浓度的影响。
润湿与边缘覆盖
均匀的光刻胶薄膜需要光刻胶在基板上至少流动几微米，这就对光刻胶的粘度设定了上限，同时对剩余溶剂浓度设定了最低值。 若粘度过低（或剩余溶剂浓度过高），光刻胶会产生宏观流动，导致纹理基板上的边缘覆盖率降低。
湿润性、边缘覆盖率和均匀性是影响喷涂性能的关键参数，这些参数取决于液滴的初始覆盖、光刻胶与基板的附着力、光刻胶的表面张力及其粘度。 因此，雾化喷雾的形成过程除了受光刻胶的化学和物理性质影响外，还起着至关重要的作用。 右侧柱状图显示了喷雾雾滴的数值模拟结果，液滴具有特定的半径分布（如上方直方图所示）。
如果使用甲基乙基酮（MEK）作为稀释剂（右上图），溶剂浓度在不到一秒的时间内迅速降低，而使用丙二醇甲醚醋酸酯（PGMEA）（右下图）时，溶剂的蒸发速度则较慢。 由于液滴撞击基板后的溶剂浓度直接影响形成的光刻胶薄膜的溶剂浓度，因此选择合适的溶剂对于边缘覆盖率至关重要。 请注意图中y轴的不同刻度！
左下图展示了在具有纹理基板上光刻胶流动的横截面模拟。 最佳边缘覆盖效果在左下图中，而其他两幅图分别显示了当光刻胶附着力不足（右图）或粘度过低且时间过长（中图）时的结果。
喷涂光刻胶与工艺优化
喷涂涂层的效果（均匀性、光滑度和完整性）由多种因素决定，包括液滴尺寸分布的形成机制、液滴在飞行过程中的溶剂蒸发情况，以及在生长或已形成的光刻胶薄膜中的溶剂蒸发（影响表面张力和粘度的随时间变化）。 这些因素相互作用，共同决定了喷涂涂层的最终质量。
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