[화학공학실험] 스핀코팅(spin coating) 결과레포트(A+) (고찰포함)

소개글

스핀코팅(spin coating) 결과레포트 - 결과 계산식 및 고찰 포함
스핀 코팅은 회전하는 판 위의 고분자 용액이 원심력에 의해 필름을 형성하는 단속식 공정(Batch process)이다. 고분자 용액의 점도와 스핀 코터의 회전 속도에 따른 필름의 두께를 어떻게 결정하는지를 알아본다.

목차

1. 실험 목적

2. 실험이론
1) 스핀코팅 (spin coating)
2) 스핀코팅 공정
3) 필름 두께 예측 모델식
4) UV코팅

3. 실험방법
1) 시약 및 기구
2) 실험방법
3) 실험결과

4. 결론 및 고찰

5. 참고문헌

본문내용

1. 실험 목적
스핀 코팅은 회전하는 판 위의 고분자 용액이 원심력에 의해 필름을 형성하는 단속식 공정(Batch process)이다. 고분자 용액의 점도와 스핀 코터의 회전 속도에 따른 필름의 두께를 어떻게 결정하는지를 알아본다.

2. 실험이론
1) 스핀코팅 (spin coating)
스핀 코팅은 UV 경화수지를 광 디스크 표면 등에 코팅하는 방법이다. 스핀코팅(회전도포)은 감광제(광경화성 수지)를 웨이퍼(반도체 기판)에 바를 때 가장 널리 사용되는 기법이다. 스핀 코팅이란 유체를 기 판위에 미리배치 시킨 후, 기판을 매우 빠른 속도로 회전시키면서 원심력에 의해 유체를 펼치게 된다.
또한 스핀 코팅 공정은 증발 건조 공정을 포함한다. UV 경화 수지의 경우 UV 광을 조사하여 경화시킨다. 각 스핀 코팅 공정 중에서 발생하는 문제는 코팅 공정에서 요구되는 평탄도 등이 있다.
이러한 장비는 약 1000~10000rpm의 높은 회전 속도에서 점도가 낮은 액체로 수 μm~ 수 nm의 두께를 가진 필름을 제작할 수 있으며 불균일 정도(nonuniformity)가 1% 미만의 정도로 균일한 코팅을 할 수 있다.

2) 스핀코팅 공정
1) deposition : 코팅 용액을 기판 위에 침착 시키는 단계.
코팅용액은 노즐을 이용하여 기판 위에 올려주거나 스프레이를 이용하여 도포할 수 있다. 코팅 용액의 대부분은 회전하면서 기판 아래로 배출되므로 필요한 코팅 두께를 얻기 위해 매우 많은 양이 필요하다. 용액이 기판 접촉면에 완벽히 접촉되었는가가 이 단계에서 중요한데, 만약 기판 위에 약간의 기포라도 들어가면 불량의 원인이 된다.

2) spin-up : 기판이 가속되어 필요한 속도까지 도달하는 단계
용액 두께로 인한 관성 때문에 기판과 접촉한 용액과 공기와 접촉한 용액의 속도가 달라져 와류(spiral vortices)가 생기며 이 현상은 기판이 가속되어 속도가 일정해질 때까지 계속 나타난다. 결국 이 유체는 기판의 속도와 용액 표면의 속도가 같아질 때까지 얇아진다.

참고 자료

부산대학교 화학공학실험2
Basic Models of Spin Coating
(http://large.stanford.edu/courses/2007/ph210/hellstrom1/)