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加速
除了旋转速度外,加速度也会影响涂膜的性能。由于树脂在旋转周期的第一部分开始干燥,因此准确控制加速度非常重要。在某些过程中,树脂中 50% 的溶剂会在过程的最初几秒钟内蒸发掉。
加速在图案化基材的涂层特性中也起着重要作用。在许多情况下,基材会保留先前工艺的地形特征;因此,重要的是在这些特征上和通过这些特征均匀地涂覆树脂。虽然旋转过程通常会向树脂提供径向(向外)力,但加速有助于树脂在形貌周围的分散,否则可能会遮挡部分基板与流体。Cee ® 微调器可编程,最大加速度为 30,000 rpm/秒(空载)。
排烟
树脂的干燥速率由流体的特性以及旋转过程中基材周围的空气决定。众所周知,空气温度和湿度等因素在决定涂膜性能方面起着重要作用。在旋转过程中,将基板本身上方的气流和相关湍流最小化或至少保持恒定也非常重要。
所有 Cee ® 旋涂机均采用“封闭碗”设计。虽然实际上不是一个密闭的环境,但排气盖在旋转过程中只允许最少的排气。结合位于旋转卡盘下方的底部排气口,排气盖成为系统的一部分,以最大限度地减少不必要的随机湍流。
该系统的显着优点是流体树脂的干燥速度较慢。较慢的干燥速度提供了在基材上增加膜厚度均匀性的优势。流体在旋转过程中随着它向基板边缘移动而变干。这会导致径向厚度不均匀,因为流体粘度随距基材中心的距离而变化。通过减慢干燥速度,可以使整个基材的粘度保持更恒定。
干燥速率和最终薄膜厚度也受环境湿度的影响。仅几个百分比的相对湿度变化就会导致薄膜厚度发生很大变化。通过在封闭的碗中旋转,树脂本身中的溶剂蒸气会保留在碗环境中,并且往往会掩盖微小湿度变化的影响。在旋转过程结束时,当盖子被抬起以移除基板时,保持完全排气以容纳和移除溶剂蒸汽。
这种“封闭碗”设计的另一个优点是降低了对旋转基材周围气流变化的敏感性。例如,在典型的洁净室中,空气以大约 100 英尺/分钟 (30m/min) 的速度持续向下流动。多种因素影响该气流的局部特性。湍流和涡流是这种高度气流的常见结果。环境性质的微小变化会导致空气向下流动的剧烈变化。通过用光滑的盖子表面关闭碗,从旋转过程中消除了由于操作员和其他设备的存在而引起的变化和湍流。
过程趋势图
这些图表代表了各种工艺参数的总体趋势。对于大多数树脂材料,最终膜厚将与旋转速度和旋转时间成反比。最终厚度也将与排气体积成一定比例,但如果排气流量过高则会影响均匀性,因为在旋转过程中湍流会导致薄膜干燥不均匀。
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