紫外干洗工艺条件的确定

4.5.1　紫外干洗工艺条件的确定

1.洗净度

水滴与基板膜层接触角确定最佳的有机物除去条件。水滴在膜上呈半球形，设高度为d，半径为r，则接触角θ＝2arctan d/r，如图4.18所示。接触角越小，表示洗净度越高。

图4.18　水滴接触角的确定

图4.19　选取9个点测试紫外线处理的均匀性

如图4.19所示，我们在基板上选取9个点，测量经紫外干洗工艺处理后水滴与膜层的接触角，以此判断清洗的质量。

表4.17所示是测量经不同时间紫外线照射处理过的铬（Cr）玻璃基板和已经形成3层膜的基板得到的水滴接触角与紫外照射时间的关系（见图4.20）。这个关系是经过数学处理的结果。

表4.17　紫外线处理时间与接触角关系

图4.20　紫外线处理时间与接触角的关系

从表4.17可以清楚地看到，紫外线照射时间超过24s以后再延长时间就没有意义了。紫外线照射时间过长会造成基板膜损伤，也会增加生产成本。因此可以确定，紫外线照射时间以24s比较合适。

除了紫外线照射时间以外影响洗净度的还有，基板搬送速度、紫外线强度、紫外线单元O₃浓度（气帘密封性、排气压力大小）等。

选取不同的传送速度、不同气帘气体流量、不同的紫外线单元排气压来确定其他工艺条件。

（1）传送速度与接触角：实验表明，随着基板输运速度（90cm·min^-1，120cm·min^-1，150cm·min^-1（中间值为120））的加快，有机物的去除效率降低，基板输运速度在120cm·min^-1比较合适。

（2）紫外线气帘流量与接触角：气帘流量分别设定为50L·min^-1，80L·min^-1，110L·min^-1，当气体流量过低时，气帘密封不好会造成单元内臭氧外泄，但是，当流量太大时，臭氧浓度降低，并且出现处理的不均匀。流量在80L·min^-1左右比较合适。

（3）排气压与接触角：随着臭氧排气压增大（排气阀门全闭、半开、全开），处理效果变好。

实际上，测量接触角时还发现接触角在基板上有区域性分布倾向，也就是说，由于紫外线单元本身的结构，比如照度不均匀、紫外线单元排气不均匀，以及气帘气体流量等因素，会造成单元内各处的处理效果不一，这些只能依靠调整设备来完成了。

2.洗净工艺的节拍和洗净成本

由图4.2看到，整套清洗设备由装料周转盒、机械手、传送装置、干洗部分紫外光化学反应清洗舱（紫外单元）和湿洗部分（药液喷淋舱、刷洗、高压喷淋、超声波清洗、气刀）综合组成，形成的一条自动化生产线。每一个工序的节拍是互相联系的。工艺节拍的设定对洗净效果至关重要。如图4.10所示，颗粒去除率与基板传送速度有关，若基板传送速度超过2m·min^-1，则颗粒去除率急速下降。虽然加快节拍可以降低成本，若是保证洗净质量是第一位的，因此，洗净工艺的节拍，必须在保证质量的前提下兼顾运行成本。