勻膠機(jī)旋塗儀工(gōng)作原理

勻膠過程介紹：

一(yī)個(gè)典型的勻膠過程包括滴膠，高(gāo)速旋轉以及幹燥(溶劑揮發)幾個(gè)步驟。

滴膠這一(yī)步把光(guāng)刻膠滴注到(dào)基片表面上(shàng)，高(gāo)速旋轉把光(guāng)刻膠鋪展到(dào)基片上(shàng)形成簿層，幹燥這一(yī)步除去膠層中多(duō)餘的溶劑。兩種常用的滴膠方式是靜(jìng)态滴膠和動态滴膠。

靜(jìng)态滴膠就(jiù)是簡單地把光(guāng)刻膠滴注到(dào)靜(jìng)止的基片表面的中心，滴膠量為(wèi)1-10ml不等。滴膠的多(duō)少應根據光(guāng)刻膠的粘度和基片的大小(xiǎo)來确定。粘度比較高(gāo)或基片比較大，往往需要滴較多(duō)的膠，以保證在高(gāo)速旋轉階段整個(gè)基片上(shàng)都塗到(dào)膠。

動态滴膠方式是在基片低(dī)速（通(tōng)常在500轉/分左右）旋轉的同時進行滴膠，“動态"的作用是讓光(guāng)刻膠容易在基片上(shàng)鋪展開(kāi)，減少光(guāng)刻膠的浪費(fèi)，采用動态滴膠不需要很多(duō)光(guāng)刻膠就(jiù)能(néng)潤濕（鋪展覆蓋）整個(gè)基片表面。尤其是當光(guāng)刻膠或基片本身潤濕性不好的情況下(xià)，動态滴膠尤其适用，不會(huì)産生(shēng)針孔。滴膠之後，下(xià)一(yī)步是高(gāo)速旋轉。使光(guāng)刻膠層變薄達到(dào)最終要求的膜厚，這個(gè)階段的轉速一(yī)般在1500-6000轉/分，轉速的選定同樣要看(kàn)光(guāng)刻膠的性能(néng)（包括粘度，溶劑揮發速度，固體含量以及表面張力等）以及基片的大小(xiǎo)。快速旋轉的時間可以從(cóng)10秒(miǎo)到(dào)幾分鍾。勻膠的轉速以及勻膠時間往往能(néng)決定最終膠膜的厚度。

                                                                                   安賽斯可編程勻膠機(jī)HC150PE

  一(yī)般來說，勻膠轉速快，時間長(cháng)，膜厚就(jiù)薄。影響勻膠過程的可變因素很多(duō)，這些因素在勻膠時往往相(xiàng)互抵銷并趨于平衡。所以最好給予勻膠過程以足夠的時間，讓諸多(duō)影響因素達到(dào)平衡。安賽斯可編程勻膠機(jī)提供了靈活的勻膠速度、勻膠時間、加速度設置，滿足各種勻膠工(gōng)序需求。勻膠工(gōng)藝中最重要的一(yī)個(gè)因素就(jiù)是可重複性。微細的工(gōng)藝參數變化會(huì)帶來薄膜特性巨大的差異，下(xià)面對一(yī)些可變的因素進行分析：

          安賽斯可編程勻膠機(jī)HC160PE

旋轉速度:

   勻膠轉速是勻膠過程中最重要的因素。基片的轉速（rpm）不僅影響到(dào)作用于光(guāng)刻膠的離心力，而且還(hái)關系到(dào)緊挨著(zhe)基片表面空氣的湍動和基片與空氣的相(xiàng)對運動速度。光(guāng)刻膠的最終膜厚通(tōng)常都由勻膠轉速所決定。尤其在高(gāo)速旋轉這個(gè)階段，轉速±50rpm這樣微小(xiǎo)變化就(jiù)能(néng)造成最終膜厚産生(shēng)10%的偏差。

         膜厚在很大程度上(shàng)是作用于液體光(guāng)刻膠上(shàng)﹑方向朝基片邊緣的剪刀力與影響光(guāng)刻膠粘度的幹燥（溶劑揮發）速率之間平衡的結果。随著(zhe)光(guāng)刻膠中溶劑不斷揮發，粘度越來越大，直到(dào)基片旋轉作用于光(guāng)刻膠的離心力不再能(néng)使光(guāng)刻膠在基片表面移動。到(dào)這個(gè)點上(shàng)，膠膜厚度不會(huì)随勻膠時間延長(cháng)而變薄。所有ANALYSIS（安賽斯（中國(guó)）有限公司）的勻膠機(jī)規格要求在量程範圍内無論選擇哪個(gè)速度勻膠轉速偏差不大于±1rpm。而通(tōng)常實際偏差是±0.2rpm。而且，所有的控制程序和轉速顯示的分辨能(néng)力都是1rpm。

加速度

        勻膠過程中基片的加速度也會(huì)對膠膜的性能(néng)産生(shēng)影響。因為(wèi)在基片旋轉的第一(yī)階段，光(guāng)刻膠就(jiù)開(kāi)始幹燥（溶劑揮發）了。所以精确控制加速度很重要。在一(yī)些勻膠過程中，光(guāng)刻膠中50%的溶劑就(jiù)在勻膠過程開(kāi)始的幾秒(miǎo)鍾内揮發掉了。在已經光(guāng)刻有圖形的基片上(shàng)勻膠，加速度對膠膜質量同樣起重要作用。在許多(duō)情況下(xià)，基片上(shàng)已經由前面工(gōng)序留下(xià)來的精細圖形。因此，在這樣的基片上(shàng)穿越這些圖形均勻塗膠是重要的。勻膠過程總是對光(guāng)刻膠産生(shēng)離心力，而恰恰是加速度對光(guāng)刻膠産生(shēng)扭力（twisting force）,這個(gè)扭力使光(guāng)刻膠在已有圖形的周圍散開(kāi)，這樣就(jiù)可能(néng)以另一(yī)種方式用光(guāng)刻膠覆蓋基片上(shàng)有圖形的部分。ANALYSIS（安賽斯（中國(guó)）有限公司）勻膠機(jī)的加速度可以設定，精度1rpm/秒(miǎo)。在操作時，電(diàn)機(jī)以線性躍升加速（或減速）到(dào)最終的勻膠速度。

排風
          所有勻膠過程中光(guāng)刻膠的幹燥速度不僅取決于光(guāng)刻膠的自(zì)身性質（如所用溶劑體系的揮發性），而且還(hái)取決于勻膠過程中基片周圍的空氣狀況。一(yī)塊濕布在幹燥有風的日子幹得快，而在潮濕氣候條件(jiàn)下(xià)幹得慢(màn)。光(guāng)刻膠的幹燥速度與此相(xiàng)似，也受周圍環境條件(jiàn)的影響。大家都知道，像空氣溫度、濕度這樣的因素對決定膠膜性質有重要的作用。勻膠的時候，減小(xiǎo)基片上(shàng)面的空氣的流動，以及因空氣流動引起的湍流（turbulence），或者至少保持穩定也是十分重要的。所有ANALYSIS（安賽斯（中國(guó)）有限公司）勻膠機(jī)都采用“密閉碗"設計。盡管密閉碗實際上(shàng)并非是一(yī)個(gè)密不透氣的環境，在勻膠過程中排風罩能(néng)讓很小(xiǎo)的氣流通(tōng)過，與位于勻膠台旋轉頭（吸盤）下(xià)面的底部排氣口想配合，排風罩成為(wèi)一(yī)個(gè)排風系統的通(tōng)道，以達到(dào)減小(xiǎo)希望有的随機(jī)湍流的目的。這個(gè)系統有兩大明顯的優點：勻膠時光(guāng)刻膠的幹燥速度慢(màn)，對環境濕度的敏感性小(xiǎo)。幹燥（溶劑揮發）速率較慢(màn)帶來的好處是膠面膜厚均勻性好。勻膠時，在光(guāng)刻膠被甩向基片邊緣的同時，由于溶劑揮發，光(guāng)刻膠也同時得以幹燥。這樣會(huì)造成光(guāng)刻膠膜厚沿徑向不均勻。因為(wèi)光(guāng)刻膠的粘度随基片中心到(dào)邊緣的距離發生(shēng)了變化。通(tōng)過降低(dī)溶劑揮發速度就(jiù)有可能(néng)使整個(gè)基片表面上(shàng)光(guāng)刻膠的粘度保持比較恒定。

         幹燥速度以及與其相(xiàng)關的最終膜厚也受到(dào)環境濕度的影響,相(xiàng)對濕度僅僅幾個(gè)百分點的變化卻可造成膜厚很大的變化。在一(yī)個(gè)“密閉碗"中勻膠，光(guāng)刻膠中溶劑揮發，其蒸氣被留在碗内，這樣掩蓋了較小(xiǎo)的濕度變化所造成的影響。當勻膠過程結束的時候，打開(kāi)排風罩取出基片，保持充分排風，排盡溶劑蒸氣。

         “密閉碗"設計的另一(yī)個(gè)優點是膠膜質量對基片周圍空氣流的變化的敏感性降低(dī)。比如說，在一(yī)個(gè)有代表性的淨化室内，總有一(yī)個(gè)自(zì)上(shàng)而下(xià)的穩定的空氣垂直層流，其流速大約每分鍾100英尺（相(xiàng)當于30米/分）。有多(duō)方面的因素影響這股空氣流的局部質量。常見(jiàn)的問題是擾動（湍流）和渦流（eddy  current）。而環境的微小(xiǎo)變化能(néng)造成向下(xià)氣流的劇烈改變。用一(yī)個(gè)表面光(guāng)滑的蓋子把“碗"蓋起來就(jiù)消除了由于操作人員(yuán)和其他設備的存在而造成的環境變化和氣流的擾動.

勻膠工(gōng)藝數據圖表

  下(xià)面四張圖代表了各種過程參數對勻膠結果影響的一(yī)般趨勢。就(jiù)大多(duō)數光(guāng)刻膠而言，最終膜厚與勻膠速度和勻膠時間成反比。如果排風量太大，由于空氣擾動（湍流）造成膠膜的不均勻幹燥，但膜厚還(hái)是與排風量在一(yī)定程度上(shàng)成正比。

勻膠工(gōng)藝常見(jiàn)問題：