在制作微流控芯片時(shí)，勻膠旋涂是最重要的步驟之一，那么在旋涂過程中會(huì)出現(xiàn)哪些常見的問題呢？

彗星

這些通常發(fā)生在相對(duì)較大的固體顆粒阻礙溶液在旋轉(zhuǎn)晶片上的正常流動(dòng)模式時(shí)。除了在“旋轉(zhuǎn)”期間，流動(dòng)通常是平滑的和徑向的（徑向速度梯度由適用的力平衡和粘度限制控制）。彗星的存在可以通過在更清潔的環(huán)境中工作和過濾涂層來減少或消除解決方案作為分配過程的一部分。

條紋

條紋是涂層薄膜中厚度變化的徑向取向線。通常它們是非常平滑地變化的厚度變化，其間距或周期性在 50-200 微米左右的范圍內(nèi)。它們的方向?qū)?yīng)于主要流體流動(dòng)的方向。它們的出現(xiàn)被認(rèn)為是由于蒸發(fā)驅(qū)動(dòng)的表面張力效應(yīng)而產(chǎn)生的。輕質(zhì)溶劑的早期蒸發(fā)會(huì)導(dǎo)致表面層中水和/或其他不易揮發(fā)的物質(zhì)富集。如果該層的表面張力大于起始溶液（并且仍然存在于更深的水平），則存在不穩(wěn)定性，其中較高的表面張力實(shí)際上以規(guī)則的間隔將材料吸入，而兩者之間的空間更能夠蒸發(fā)，和表面浮雕發(fā)展。這主要是由于 Marangoni 效應(yīng)，它控制著葡萄酒在酒杯側(cè)面的排水模式中結(jié)構(gòu)的發(fā)展：乙醇首先蒸發(fā)，留下一個(gè)乙醇耗盡的酒層，該層聚集成小溪并沿著玻璃壁排出。

蒸發(fā)驅(qū)動(dòng)的表面張力效應(yīng)可以通過以下方式產(chǎn)生條紋：

蒸發(fā)過程使頂層具有不同的成分，因此具有不同的表面張力。然后，頂面可能會(huì)變得不穩(wěn)定，不受“長(zhǎng)波長(zhǎng)”擾動(dòng)的影響，而這些擾動(dòng)又會(huì)變得不穩(wěn)定。控制什么是穩(wěn)定和什么是不穩(wěn)定的確切條件仍然不為人知。我們的初步模型是，您希望蒸發(fā)過程將局部表面張力驅(qū)動(dòng)到較低的值，這將趨于穩(wěn)定系統(tǒng)。目前正在對(duì)許多溶膠-凝膠和聚合物涂層系統(tǒng)進(jìn)行測(cè)試。

卡盤標(biāo)記

這些圖案可以通過晶圓頂部的溶液和晶圓背面的金屬真空卡盤之間的熱“交流”產(chǎn)生。因此，基板材料的熱導(dǎo)率和熱驅(qū)動(dòng)力（主要是蒸發(fā)冷卻，但也可能是由于溶液與基板和卡盤之間的溫度差異）非常重要。右圖在玻璃基板上具有單層溶膠-凝膠衍生涂層。硅晶片由于其較高的導(dǎo)熱性，與玻璃或塑料相比，通常具有較小的厚度差異。

環(huán)境敏感性

在周圍環(huán)境中制作涂層時(shí)，周圍環(huán)境可能會(huì)對(duì)涂層質(zhì)量產(chǎn)生影響。一個(gè)關(guān)鍵變量是周圍空氣的濕度。對(duì)于許多溶液而言，水在溶液本身的化學(xué)性質(zhì)中起著重要作用，因此當(dāng)環(huán)境中存在不同量的水時(shí)，可能會(huì)導(dǎo)致不同的涂層質(zhì)量。這可以表現(xiàn)為涂層粗糙、涂層在進(jìn)一步干燥時(shí)出現(xiàn)微裂紋、涂層中形成夸張的條紋等。顯然，對(duì)旋涂機(jī)周圍環(huán)境的密切控制其重要性不言而喻。

晶圓邊緣效應(yīng)

基板的邊緣始終是需要關(guān)注的區(qū)域。如果可以在邊緣保持更好的均勻性，則可以將更多區(qū)域用于器件制造。邊緣是有幾個(gè)原因的問題。首先，表面張力效應(yīng)使徑向向外流動(dòng)的溶液難以從晶片上分離。因此，一個(gè)小的液體“珠”可以圍繞整個(gè)周邊保持附著，并在該邊緣區(qū)域產(chǎn)生更厚的涂層。此外，如果基材不是完全圓形，特別是如果它們是正方形或矩形，那么突出部分（角落）上方的氣流將受到干擾。雖然流動(dòng)可能仍然是層流，但它會(huì)有不同的流動(dòng)歷史，通常會(huì)導(dǎo)致這些角落區(qū)域的涂層厚度不均勻。

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