光刻胶涂布：为什么要让玻璃转起来

光刻胶要涂成一层又薄又匀的膜，最常用的办法是旋涂：胶滴在中心，基板高速旋转，多余的胶被甩掉。本文讲旋涂的四个阶段、膜厚和转速的关系、边缘堆积等常见问题，以及涂完胶为什么还要前烘。

镀好铬的玻璃，下一步要盖上一层光刻胶。这层胶通常只有微米量级，而且要求整片厚薄一致：胶厚的地方和胶薄的地方，曝光、显影的效果不一样，最后刻线的宽度也会不一样。用刷子刷、用滚筒滚都做不到这么匀，办法是让玻璃转起来。

旋涂的四个阶段

见图1，一次旋涂大致分四步：

1. 滴胶：基板被真空吸盘吸住，把一定量的胶滴在中心。
2. 低速铺展：基板慢慢转，胶液向外铺开，盖满整个表面。
3. 高速甩胶：加速到设定转速，离心力把大部分胶甩出边缘，胶膜迅速变薄。
4. 挥发定型：溶剂不断挥发，胶越来越黏，流不动了，厚度就基本定下来。

最后留在基板上的胶，往往只是滴上去那一滩的一小部分，其余都被甩掉了。

膜厚和转速是什么关系

胶膜上每一点都受两个力：离心力把胶往外拉，胶的黏性把它拖住。转得越快，往外拉的力越大，膜越薄；胶越黏，越拖得住，膜越厚。再加上溶剂挥发让胶逐渐“冻住”，经验上得到一个简单的关系：

膜厚大致与转速的平方根成反比。

用它可以估算：转速提高到 2 倍，膜厚约变为原来的 1 ÷ √2 ≈ 71%；转速提高到 4 倍，膜厚才减半（见图2）。所以想大幅改变膜厚，光靠调转速不够，通常要换不同黏度的胶。实际生产中，每种胶都有自己的转速—膜厚曲线，要以实测为准。

转起来为什么就能均匀

旋涂有一个很妙的“自找平”效应：胶层越厚的地方，往外流得越快，减薄也越快；薄的地方流得慢。于是厚处追着薄处变薄，整片膜自己就趋于一致。只要基板放得正、转速稳定，中间大部分区域的厚度可以做得很均匀。

影响均匀性的因素主要有：

• 胶量和滴胶位置是否稳定，胶里有没有气泡；
• 加速过程和转速是否重复；
• 腔内气流、温度和湿度，它们决定溶剂挥发的快慢；
• 基板是否清洁、干燥。

边缘堆积和其他缺陷

基板边缘的胶因为表面张力，会鼓起一圈比中间厚的“胶边”，方形基板的四个角更明显，见图1 截面。常见的处理是让图形区避开边缘，或者用溶剂把边缘一圈的胶冲掉。

另外两种典型缺陷：一是彗星状条纹，基板上有颗粒，胶流过时在颗粒后面拖出一道尾巴；二是放射状条纹，和溶剂挥发不均有关。它们都会让局部膜厚不一样，最后表现为线宽不均或残铬。

涂完为什么要前烘

刚涂好的胶膜里还含有溶剂，又软又黏。前烘就是把它加热一段时间，赶走大部分溶剂，作用有三点：

• 胶膜变硬，不会在曝光时粘到掩模上；
• 胶和铬膜贴得更牢，显影时不容易漂胶；
• 让后面的曝光、显影条件稳定。

前烘也要适度。温度太低、时间太短，溶剂残留多，未曝光的胶在显影时也会被溶掉一部分；烘过头，胶里的感光成分会分解，感光能力下降。整片受热均匀同样重要。

小结

旋涂靠离心力和黏性的平衡，再加上溶剂挥发，把胶铺成薄而均匀的一层。膜厚大致与转速的平方根成反比，边缘要留出余量，颗粒要严格控制。前烘让胶膜定型，为下一步曝光做好准备。

延伸阅读：ENC7 编码器码盘生产厂家（中文主页） · 码盘技术文库

关于我们：晶正光电专注编码器码盘研发制造，玻璃、金属、PC 码盘均可按图定制。

官网：https://enc7.com

© 廊坊晶正光电技术有限公司 版权所有，未经书面许可不得转载、摘编。本文借助 AI 辅助创作。