前言

在旋涂中，旋转基板的速度和加速度会影响薄膜的厚度和质量。基板的转速影响离心力和空气湍流，而其加速度则影响薄膜的性能。初始旋转周期至关重要，因为树脂干燥很快，并且高达50%的基础溶剂可以在最初的几秒钟内蒸发。首选快速“snap”工艺，以均匀铺开材料并克服表面张力。随后的干燥步骤较慢或立即停止。

选择最大旋转速度和加速度

速度和加速度是决定薄膜厚度的关键因素。基材的转速控制施加在树脂上的离心力大小及其上方空气的湍流。基板到最终旋转速度的加速也会极大地影响薄膜的性能。由于树脂在旋转周期的初始部分开始干燥，因此将加速度控制到所需的设定点非常重要。在许多情况下，树脂中高达 50% 的基础溶剂会在点胶和浇注步骤的最初几秒钟内因蒸发而损失。因此，优选利用“snap”工艺技术在不到 1 秒的时间内将材料从中心积极浇注到半径边缘。这种激进的斜坡速率将材料推向基板边缘，最大限度地减少不均匀蒸发，并克服表面张力以提高均匀性。高速、高加速度的浇注步骤之后是速度慢得多的干燥步骤和/或立即停止到 0 rpm。

然而，由于产生过度的湍流，过高的速度和加速度会对涂层均匀性产生不利影响。这种湍流随着较大的基板而放大，因为外缘的速度随着直径的增加而增加。这种现象通常以雷诺数 Re 为特征，并对旋转晶圆使用以下公式：

Re=ωr²/v，这里：

• Re 是雷诺数
• ω 是基板的角速度，单位为每秒转数
• r 是基板的半径，单位为米
• v 是空气的运动粘度，或 1.56×10^-5米²/秒

湍流阈值极限是雷诺数的平方根。对于旋转晶圆，湍流阈值极限为 549.58。因此，任何大于 550 的值都被认为过于湍流而无法实现均匀的薄膜厚度。下表反映了基于该理论的标准直径基板的最大速度。

基板直径 最大速度

• < 1 英寸（< 25 毫米）……………………..288K 转/分
• 2 英寸（< 50 毫米）…………….........…..72K 转/分
• 3 英寸（< 75 毫米）…………………………32K 转/分
• 100 毫米（4 英寸）………………………….18K 转/分
• 125 毫米（5 英寸）………………….……… 9.8K 转/分
• 150 毫米（6 英寸）………………….……….5K 转/分
• 300 毫米（12 英寸）……………….……… 2K 转/分
• 450 毫米（18 英寸）…………….………… 802转/分