凹球面基底离心式涂胶的数学模型及实验验证

建立了凹球面基底离心式涂胶的数学模型。基于流体力学理论对旋转凹球面上的光刻胶做了受力分析,根据凹球面的面形给出了流体方程的边界条件,并引入和建立了光刻胶蒸发速率对涂胶基底面形的响应关系式,最终得到了一个描述光刻胶厚度随转速、基底面形及光刻胶参数变化的多项式方程,从此方程又简化得到平面上离心式涂胶的数学模型。涂胶实验结果表明,在凹球面上和平面上的光刻胶厚度理论计算值与测量值吻合,精度达到了纳米级。所建立的模型有较好的预见性和实用性。

离心涂胶过程的参数变化分析与模拟

用流体力学理论分析了ＩＣ制造技术中离心式涂胶过程胶液的受力流动状态，推导出反映涂胶厚度与离心机转速、胶液粘度等参数变化规律的数学模型，并通过此数学模型对离心涂胶过程的参数变化进行计算机模拟。经实际涂胶测定，该模型反映的变化规律与实际是相符的。

球面旋涂光刻胶工艺

研究了离心式涂胶工艺理论以实现在凹球面内表面涂布厚度均匀的光刻胶。首先,讨论了影响膜厚均匀性的主要因素;接着,用流体力学理论分析了离心式开口向下球面涂胶过程中胶液的受力流动状态,建立了出胶膜厚度与离心机转速、胶液粘度、旋涂时间等参数关系的数学模型;最后,为了验证理论的正确性,在口径φ120 mm,凹球面半径300 mm,矢高12.5 mm的K9玻璃试验件内表面开展涂胶工艺实验。测试分析结果表明,该理论分析模型与实际情况相符,根据理论分析采用主轴与工件旋转轴偏心的装夹方法,在整个球面内表面可以得到厚度均匀的胶膜。当光刻胶黏度为1.1~1.9 Pa,主轴转速为3 000~6 000 r/min时,可在凹球面上涂布厚度为0.5~1μm的均匀胶膜。