スピンコータのメーカー10社を一覧でご紹介します。まずは使用用途や原理についてご説明します。
目次
スピンコータとは、基材表面に塗料を塗布するための装置です。基材の中心に塗料を滴下した後、加速度や回転数を制御しながら基材を回転することで、遠心力を利用して均一な厚みを有する膜をつくることができます。
平滑な基材にしか使用できない、大きな面積の塗布には不向きであるなどのデメリットはありますが、厚みの誤差が少ない様々な薄膜を形成することができます。半導体やディスプレイの製造、光学メディアのコーティングなどに使用される装置です。
スピンコータを使用すると、平滑な基材の上に均一な厚みの薄膜を作製することができます。
スピンコータは、フォトリソグラフィ分野で使用されます。フォトリソグラフィとは、シリコン基板などの基材上に感光剤を塗布した後、紫外線などの強い光を照射することにより、基材表面に微細パターンをつくる技術です。半導体やディスプレイの製造には欠かせない技術です。
また、DVDやBlue-ray Discなどの光学メディア表面のコーティング、レンズの調光液の塗布などで幅広く利用されています。
スピンコータとは、回転による遠心力を利用して、基材の表面をコーティングする塗布装置です。別名スピナーとも呼ばれます。平らな基材に薄膜を作製する際に適した塗布方法で、膜厚のムラが少ないのが特徴です。
まず、スピンコータに基材をセットした後、基材の中心付近に塗料を滴下します。次に、基材を回転させて塗料に遠心力をかけ、塗料が基材表面に拡散塗布されるように調節します。回転速度や加速度は装置で適宜設定することができるので、塗料の液性や膜厚等を考慮して決定する必要があります。回転終了後は、基材をスピンコータから外し、加熱や紫外線硬化により塗料を乾燥させます。これらの一連の操作により、基材に均一な薄膜を作製することができます。
スピンコータによる薄膜化のメリットは、塗料の液性や回転数などを細かく設定することで様々な厚みの薄膜を形成することができること、使用する塗料の量を少なくできることなどがあります。一方で、デメリットは、コーティングの際に塗料ロスが生じてしまうこと、塗布が小さい面積に限られることなどが挙げられます。
化合物から薄膜生成に使用するのがスピンコーターです。ここではその使い方を解説します。
ちなみに同じ薄膜作成に真空蒸着装置があります。ただし真空状態ではポリマーなどは分解する可能性があるため、このような場合スピンコーターが適しています。
均一な薄膜生成をするスピンコータですが、塗布ムラが発生して、目に見えない凸凹ができる場合はあります。塗布ムラのできる条件として以下のようなことが挙げられます。
まず回転速度の問題ですが、基本スピンコータは回転速度が遅いほど膜は厚くなり、不均一なものになりやすいです。一番簡単な解決方法は回転数を上げて、回転時間を長くすることです。もし時間を掛けれるなら、回転時間は固定し各回転数で薄膜を測定して、その膜厚を測定します。その中でベストな回転数と時間を見つけるとよいです。
化合物溶液の粘度が高いと飛びづらくなるので不均一な膜になりやすいです。対処方法としては溶液濃度を薄めて粘度を小さくすることです。
基板の角部分が不均一になる場合の解消方法は密閉式かつ自動滴下機能つきのスピンコータを使用するのが良いです。自動滴下機能は、回転中の基板に自動で化合物溶液を滴下してくれます。滴下と同時に溶液が基板にすぐ広がるので、角部分の盛り上がりを抑制し、均一な薄膜生成が可能となります。
参考文献
https://www.iri-tokyo.jp/uploaded/attachment/2407.pdf
https://www.spincoater.biz/spincoater/
https://www.keyence.co.jp/ss/products/measure/sealing/coater-type/spin.jsp
http://www.aiden.com/03_productinfo.files/spincoater4001.htm#:~:text=%E4%BD%BF%E3%81%84%E6%96%B9%E3%81%AF%E4%B8%AD%E5%A4%AE%E3%81%AE%E5%9B%9E%E8%BB%A2,%E6%B6%B2%E8%86%9C%E3%81%AB%E3%81%AA%E3%82%8A%E3%81%BE%E3%81%99%E3%80%82
https://www.jstage.jst.go.jp/article/sfj/63/6/63_336/_pdf 熊谷俊弥
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