. Схема сил, действующих на жидкость

В валике, образующемся на краях прямоугольной подложки, действуют составляющие центробежных сил, направленные вдоль него. Следовательно, под их действием должно возникать движение жидкости от середины каждой из сторон прямоугольника к его углам. Это было установлено опытным путем. На чистую ситалловую подложку размером 48´60 мм из пипетки подавали по одной капле раствора фоторезиста около каждой из сторон подложки. После центрифугирования наблюдали траектории движения жидкости. Как показал эксперимент, жидкость, достигая края подложки, перемещается далее с относительной скоростью вдоль края в направлении к углам. При этом на жидкость в валике будет действовать сила Кориолиса Fк.

В различных четвертях подложки сила Fк действует по-разному (см. рис.3). При вращении подложки по направлению часовой стрелки со скоростью w кориолисова сила, действующая на жидкость в валике в I и III четвертях, заставляет жидкость отклоняться от края подложки к центру, а во II и IV четвертях способствует сбрасыванию жидкости с подложки. При вращении же против часовой стрелки картина обратная, т.е. в I и III четвертях наблюдается сброс, а во II и IV жидкость стремится к центру подложки. По мере перемещения жидкости вдоль валика к углам подложки влияние кориолисовой силы будет увеличиваться, так как величина ее возрастает одновременно со скоростью течения жидкости в валике, которая пропорциональна силе, где m — масса жидкости; R радиус подложки. При этом силами сопротивления можно пренебречь. Это подтверждается экспериментально. Результаты экспериментов по нанесению растворов фоторезистов на прямоугольные подложки с различным соотношением сторон показали, что во всех случаях наблюдалось утолщение покрытия вдоль сторон и в углах подложек. При этом было установлено, что угловая скорость и количество подаваемого на подложку раствора фоторезиста не влияют на конфигурацию утолщенных областей.

Зависимость (1) получена, как уже указывалось, для установившегося течения пленки жидкости. Нанесение же фоторезистивных пленок на центрифугах происходит при нестационарных режимах. Нестационарность состоит в том, что раствор фоторезиста приводится во вращение на пластине из состояния покоя. Причем в зависимости от технических характеристик электродвигателя, привода и конструкции самой центрифуги время разгона до постоянной угловой скорости w подложки может быть значительным (от десятых долей до нескольких секунд). Время растекания раствора фоторезиста на подложках диаметром 60 мм при скоростях более 50 с, как показывает экспериментальное исследование и скоростная киносъемка, составляет сотые доли секунды. В то же время при растекании фоторезистов происходит испарение легколетучих компонентов (растворителей), вследствие чего в растекающемся по подложке растворе изменяется вязкость и характер течения пленки. При растекании с изменяющейся (возраставшей) вязкостью пленка становится неоднородной по толщине, уменьшается стабильность процесса и его результатов. Таким образом, растекание пленки фоторезиста происходит в период разгона центрифуги (т.е. когда угловая скорость w непостоянна) и процесс

Ссылка на основную публикацию
Adblock detector