스핀 코팅
Spin coating
스핀코팅은 균일한 박막을 평평한 기판에 붙일 때 사용하는 절차다. 보통 기질 중앙에 소량의 코팅재가 도포되는데, 이 코팅재는 저속으로 회전하거나 전혀 회전하지 않는다. 그런 다음 기판을 최대 10,000rpm의 속도로 회전시켜 원심력에 의한 코팅재료를 확산시킨다. 스핀코팅에 사용되는 기계를 스핀코터, 또는 단순히 스핀너라고 부른다.[1]
원하는 필름 두께가 달성될 때까지 유체가 기판 가장자리에서 회전하는 동안 회전은 계속된다. 도포된 용제는 보통 휘발성이 있으며, 동시에 증발한다. 회전 속도가 높을수록 필름이 얇아진다. 필름의 두께도 용액의 점도와 농도, 용제에 따라 달라진다.[2] 스핀 코팅에 대한 선구적인 이론적 분석은 엠슬리 외 연구원이 맡았으며,[3] 많은 후속 저자들(스핀 코팅에서 확산 속도를 [4]연구한 윌슨 외 연구진 및 침전된 필름 두께를 예측하기 위한 보편적 설명을 발견한 [5]당글라스 플로레스 외 연구진 포함)에 의해 확장되었다.
스핀코팅은 솔겔 전구체를 이용해 유리나 단일 결정 기판에 기능성 산화층을 미세조립하는 데 널리 사용되며, 나노 크기의 두께로 균일한 박막을 만드는 데 사용할 수 있다.[6] 그것은 광석학에서 집중적으로 사용되는데, 약 1마이크로미터 두께의 광자 층을 쌓는 데 사용된다. 포토레시스트는 보통 초당 20~80회전 속도로 30~60초 동안 회전한다. 폴리머로 만들어진 평면 광자 구조물의 제작에도 널리 사용된다.
얇은 막의 스핀 코팅에 대한 한 가지 장점은 필름 두께의 균일성이다. 자체 레벨링 때문에 두께가 1% 이상 차이가 나지 않는다. 그러나 폴리머와 광채학자의 스핀 코팅은 상대적으로 큰 에지 비드의 평면화가 물리적 한계를 가질 수 있다.[7]
참조
- ^ Cohen, Edward; Lightfoot, E. J. (2011), "Coating Processes", Kirk-Othmer Encyclopedia of Chemical Technology, New York: John Wiley, doi:10.1002/0471238961.1921182203150805.a01.pub3, ISBN 9780471238966
- ^ Scriven, L. E. (1988). "Physics and Applications of DIP Coating and Spin Coating". MRS Proceedings. Cambridge University Press (CUP). 121: 717. doi:10.1557/proc-121-717. ISSN 1946-4274.
- ^ Emslie, A. G.; Bonner, F. T.; Peck, L. G. (1958). "Flow of a viscous liquid on a rotating disk". J. Appl. Phys. 29 (5): 858–862. Bibcode:1958JAP....29..858E. doi:10.1063/1.1723300.
- ^ Wilson, S. K.; Hunt, R.; Duffy, B. R. (2000). "The rate of spreading in spin coating". J. Fluid Mech. 413 (1): 65–88. Bibcode:2000JFM...413...65W. doi:10.1017/S0022112000008089.
- ^ Danglad-Flores, J.; Eickelmann, S.; Riegler, H. (2018). "Deposition of polymer films by spin casting: A quantitative analysis". Chem. Eng. Sci. 179: 257–264. doi:10.1016/j.ces.2018.01.012.
- ^ Hanaor, D.A.H.; Triani, G.; Sorrell, C.C. (2011). "Morphology and photocatalytic activity of highly oriented mixed phase titanium dioxide thin films". Surface and Coatings Technology. Elsevier BV. 205 (12): 3658–3664. arXiv:1303.2741. doi:10.1016/j.surfcoat.2011.01.007. ISSN 0257-8972. S2CID 96130259.
- ^ S. Arscott, '회전 코팅 액체 필름에서 에지 비드 평면화와 표면 평탄화의 한계', J. Micromech. 미생, 30, 0 migils3, (2020).
추가 읽기
- S. 미들맨과 A.K. 호흐베르크. "반도체 소자 제작 공정 엔지니어링 분석" 맥그로힐, 페이지 313 (1993)
- Schubert, Dirk W.; Dunkel, Thomas (2003). "Spin coating from a molecular point of view: its concentration regimes, influence of molar mass and distribution". Materials Research Innovations. Informa UK Limited. 7 (5): 314–321. doi:10.1007/s10019-003-0270-2. ISSN 1432-8917. S2CID 98374776.
