소개글
"스핀코팅"에 대한 내용입니다.
목차
1. 스핀 코팅(Spin Coating)
1.1. 스핀 코팅의 원리
1.2. 스핀 코팅에 영향을 미치는 요인
1.2.1. 용액의 점도
1.2.2. 회전 속도(rpm)
1.2.3. 회전 시간
1.3. 스핀 코팅 실험
1.3.1. 시료 제작
1.3.2. 코팅 방법
1.3.3. 두께 측정
1.3.4. 표면 거칠기 측정
2. 표면 분석 장비
2.1. Surface profiler
2.2. Atomic Force Microscope (AFM)
2.2.1. 접촉식 AFM
2.2.2. 비접촉식 AFM
3. 참고 문헌
본문내용
1. 스핀 코팅(Spin Coating)
1.1. 스핀 코팅의 원리
스핀 코팅(Spin Coating)의 원리는 다음과 같다.
스핀 코팅은 평평한 기판에 균일한 박막을 증착하는 데 사용되는 방법이다. 스핀 코팅의 절차는 다음과 같다. 먼저 저속으로 회전하거나 전혀 회전하지 않는 기판의 중앙에 소량의 코팅 물질을 도포한다. 그 다음 기판을 최대 10000rpm의 속도로 회전시켜 원심력에 의해 코팅 물질을 퍼뜨린다. 이때 적용된 용매는 휘발성이며 동시에 증발한다. 회전 각속도가 높을수록 필름이 더 얇아지며, 필름의 두께는 용액의 점도, 농도, 용매에 따라 달라진다.
스핀 코팅 박막의 장점 중 하나는 박막 두께의 균일성이다. 셀프 레벨링으로 인하여 두께가 1% 이상 변하지 않는다. 하지만 폴리머 및 photoresists의 더 두꺼운 필름을 스핀 코팅할 경우 평탄화에 물리적 한계가 있는 상대적으로 큰 edge beads가 생성될 수 있다.
코팅막의 두께는 액체의 점도, 회전테이블의 각속도, 회전시간에 의존한다. 스핀 코팅 공정에 대해 유체동역학식을 적용하면 이 의존성을 결정할 수 있다. Emsile 등이 개발한 스핀 코팅 모델을 이용하면 된다. 이 모델은 유체가 뉴톤성이며 유체의 흐름은 방사방향으로만 존재한다고 가정한다. 즉, 다른 방향의 속도 성분은 0이며 방사방향 속도성분만이 0이 아니다.
이를 바탕으로 스핀 코팅 공정 중 유체에 작용하는 원심력과 점성력이 균형을 이룬다는 사실을 이용하여 코팅막의 두께를 모델링할 수 있다. 이 모델에 따르면 코팅막의 두께는 액체의 점도, 회전테이블의 각속도, 회전시간에 반비례한다.
1.2. 스핀 코팅에 영향을 미치는 요인
1.2.1. 용액의 점도
용액의 점도는 스핀 코팅 공정에서 매우 중요한 요인이다. 용액의 점도가 높을수록 코팅 시 균일한 박막을 얻기 어려워지며, 반대로 점도가 너무 낮으면 코팅 용액이 기판에서 고르게 퍼지지 않고 뭉치게 된다.
스핀 코팅 공정에서 용액의 점도는 다음과 같은 방식으로 코팅 두께에 영향을 미친다. 점도가 높은 용액일수록 원심력에 의해 기판 밖으로 퍼져나가기 어려워지므로, 코팅 두께가 증가하게 된다. 반대로 점도가 낮은 용액은 원심력에 의해 쉽게 퍼져나가므로 코팅 두께가 감소하게 된다.
이처럼 용액의 점도는 스핀 코팅 시 코팅 두께를 결정하는 주요 요인이 된다. 따라서 원하는 코팅 두께를 얻기 위해서는 적절한 점도의 용액을 선택하는 것이 중요하다. 일반적으로 점도가 높은 용액을 사용할수록 더 두꺼운 코팅 막을 얻을 수 있다.
1.2.2. 회전 속도(rpm)
회전 속도(rpm)는 스핀 코팅에 큰 영향을 미치는 요인 중 하나이다. 일반적으로 회전 속도가 증가할수록 코팅막의 두께가 얇아지는 경향을 보인다. 이는 원심력의 증가로 인해 코팅액이 기판 가장자리로 더 많이 퍼져나가기 때문이다.
구체적으로 스핀 코팅에서 ...
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