旋转涂覆
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《旋转涂覆》（英语：Spin coating）是一种高速成膜方法，可以得到均匀的薄膜，均匀性广泛应用于半导体材料及化工材料等薄膜制备。它利用旋转产生的离心力，将溶胶、溶液或悬浊液等均匀平铺到衬底表面。用于旋涂的机器称为旋涂机(spin coater)。[1]
旋涂薄膜的优点之一是薄膜厚度的均匀性。由于采用自流平，厚度变化不会超过 1%。以这种方式制备的薄膜厚度还可能影响这些材料的光学特性。这对于电化学测试非常重要，特别是在量测紫外-可见光光谱的吸光度读数时，因为较厚的薄膜具有较低的光学透射率，通常与较薄的薄膜相比，不允许光线透射，直到薄膜的光学密度变得太低。此外，吸光度较低的薄膜不太适合进行循环伏安法之类等制程，因为低吸光度会阻碍在电化学电池中进行阳离子的电化学调整。在这方面，相对于厚膜，薄膜具有更理想的光学特性，可以调整用于能量存储技术的影响层。[2]然而，旋涂较厚的聚合物薄膜和光阻剂可能会产生相对较大的边缘珠，其平坦化具有物理极限。[3]
旋涂工艺
旋涂过程可分为四个阶段，但可能因制程参数技术人员而有所差异。
- 将涂布液供给至晶片或基材上。有两种方法：从喷嘴喷射和滴落。
- 利用离心力使溶液扩散。
- 提高旋转速度控制薄膜厚度。
- 蒸发/烘烤溶剂。
参考文献
- ^ Cohen, Edward; Lightfoot, E. J., Coating Processes, Kirk-Othmer Encyclopedia of Chemical Technology, New York: John Wiley, 2011, ISBN 9780471238966, doi:10.1002/0471238961.1921182203150805.a01.pub3
- ^ Brown, Matt. What is Spin Coating? | Semiconductor Lithography | Knowledge Base. Inseto UK. 2020-11-04 [2023-11-20]. （原始内容存档于2023-05-14） （英国英语）.
- ^ Arscott, Steve. The limits of edge bead planarization and surface levelling in spin-coated liquid films: 025003. 2020. doi:10.1088/1361-6439/ab60be –通过Journal of Micromechanics and Microengineering.
进一步阅读
- S. Middleman and A.K. Hochberg. "Process Engineering Analysis in Semiconductor Device Fabrication". McGraw-Hill, p. 313 (1993)
- Schubert, Dirk W.; Dunkel, Thomas. Spin coating from a molecular point of view: its concentration regimes, influence of molar mass and distribution. Materials Research Innovations (Informa UK Limited). 2003, 7 (5): 314–321. ISSN 1432-8917. S2CID 98374776. doi:10.1007/s10019-003-0270-2.