स्पिन कोटिंग: Difference between revisions

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[[File:Spinner.jpg|thumb|लॉरेल टेक्नोलॉजीज WS-400 स्पिन कोटर एक सिलिकॉन वेफर की सतह पर [[ photoresist ]] लगाने के लिए उपयोग किया जाता है।]]स्पिन कोटिंग फ्लैट सबस्ट्रेट (प्रिंटिंग) पर समान [[पतली फिल्म]]ों को जमा करने के लिए उपयोग की जाने वाली एक प्रक्रिया है। आमतौर पर कोटिंग सामग्री की एक छोटी मात्रा सब्सट्रेट के केंद्र पर लागू होती है, जो या तो कम गति से घूमती है या कताई नहीं करती है। केन्द्रापसारक बल द्वारा कोटिंग सामग्री को फैलाने के लिए सब्सट्रेट को 10,000 आरपीएम तक की गति से घुमाया जाता है। स्पिन कोटिंग के लिए उपयोग की जाने वाली मशीन को स्पिन कोटर या केवल स्पिनर कहा जाता है।<ref>{{Kirk-Othmer|doi=10.1002/0471238961.1921182203150805.a01.pub3|title=Coating Processes|year=2011|last1=Cohen|first1=Edward|last2=Lightfoot|first2=E. J.|isbn=978-0471238966|mode=cs1}}</ref>
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जब तक फिल्म की वांछित मोटाई हासिल नहीं हो जाती, तब तक तरल पदार्थ सब्सट्रेट के किनारों से घूमता रहता है, तब तक रोटेशन जारी रहता है। लागू विलायक आमतौर पर [[अस्थिरता (रसायन विज्ञान)]], और साथ ही [[वाष्पीकरण]] होता है। कताई की [[कोणीय गति]] जितनी अधिक होगी, फिल्म उतनी ही पतली होगी। फिल्म की मोटाई भी समाधान की चिपचिपाहट और [[एकाग्रता]], और विलायक पर निर्भर करती है।<ref>{{cite journal | last=Scriven | first=L. E. | title=डीआईपी कोटिंग और स्पिन कोटिंग के भौतिकी और अनुप्रयोग| journal=MRS Proceedings | publisher=Cambridge University Press (CUP) | volume=121 | year=1988 | issn=1946-4274 | doi=10.1557/proc-121-717 | page=717}}</ref> एम्सली एट अल द्वारा स्पिन कोटिंग का अग्रणी सैद्धांतिक विश्लेषण किया गया था।<ref>{{cite journal |last1=Emslie |first1=A. G. |last2=Bonner |first2=F. T. |last3=Peck |first3=L. G. |title=घूर्णन डिस्क पर चिपचिपा तरल का प्रवाह|journal=J. Appl. Phys. |date=1958 |volume=29 |issue=5 |pages=858–862 |doi=10.1063/1.1723300|bibcode=1958JAP....29..858E }}</ref> और कई बाद के लेखकों द्वारा विस्तारित किया गया है (विल्सन एट अल। सहित,<ref>{{cite journal |last1=Wilson |first1=S. K. |last2=Hunt |first2=R. |last3=Duffy |first3=B. R. |title=स्पिन कोटिंग में फैलने की दर|journal=J. Fluid Mech. |date=2000 |volume=413 |issue=1 |pages=65–88 |doi=10.1017/S0022112000008089|bibcode=2000JFM...413...65W |s2cid=14585243 }}</ref> जिन्होंने स्पिन कोटिंग में फैलने की दर का अध्ययन किया; और दंग्लाद-फ्लोरेस एट अल।,<ref>{{cite journal | last1=Danglad-Flores | first1=J. | last2=Eickelmann| first2=S.| last3=Riegler| first3=H. |title=Deposition of polymer films by spin casting: A quantitative analysis | journal=Chem. Eng. Sci. | volume=179 | year=2018 | pages=257–264 | doi=10.1016/j.ces.2018.01.012| doi-access=free }}</ref> जिन्होंने जमा फिल्म की मोटाई का अनुमान लगाने के लिए एक सार्वभौमिक विवरण पाया)।
जब तक फिल्म की वांछित मोटाई प्राप्त नहीं हो जाती, तब तक तरल पदार्थ सब्सट्रेट के किनारों से घूमता रहता है, तब तक रोटेशन जारी रहता है। लागू विलायक सामान्यतः पर [[अस्थिरता (रसायन विज्ञान)]], और साथ ही [[वाष्पीकरण]] होता है। [[कोणीय गति]] जितनी अधिक होगी, फिल्म उतनी ही पतली होगी। फिल्म की मोटाई भी समाधान की चिपचिपाहट और [[एकाग्रता]], और विलायक पर निर्भर करती है।<ref>{{cite journal | last=Scriven | first=L. E. | title=डीआईपी कोटिंग और स्पिन कोटिंग के भौतिकी और अनुप्रयोग| journal=MRS Proceedings | publisher=Cambridge University Press (CUP) | volume=121 | year=1988 | issn=1946-4274 | doi=10.1557/proc-121-717 | page=717}}</ref> एम्सली एट अल द्वारा स्पिन कोटिंग का अग्रणी सैद्धांतिक विश्लेषण किया गया था।<ref>{{cite journal |last1=Emslie |first1=A. G. |last2=Bonner |first2=F. T. |last3=Peck |first3=L. G. |title=घूर्णन डिस्क पर चिपचिपा तरल का प्रवाह|journal=J. Appl. Phys. |date=1958 |volume=29 |issue=5 |pages=858–862 |doi=10.1063/1.1723300|bibcode=1958JAP....29..858E }}</ref> और बाद के कई लेखकों द्वारा विस्तारित किया गया है (विल्सन एट अल। सहित,<ref>{{cite journal |last1=Wilson |first1=S. K. |last2=Hunt |first2=R. |last3=Duffy |first3=B. R. |title=स्पिन कोटिंग में फैलने की दर|journal=J. Fluid Mech. |date=2000 |volume=413 |issue=1 |pages=65–88 |doi=10.1017/S0022112000008089|bibcode=2000JFM...413...65W |s2cid=14585243 }}</ref> जिन्होंने स्पिन कोटिंग में प्रसार की दर का अध्ययन किया; और दंग्लाद-फ्लोरेस एट अल।,<ref>{{cite journal | last1=Danglad-Flores | first1=J. | last2=Eickelmann| first2=S.| last3=Riegler| first3=H. |title=Deposition of polymer films by spin casting: A quantitative analysis | journal=Chem. Eng. Sci. | volume=179 | year=2018 | pages=257–264 | doi=10.1016/j.ces.2018.01.012| doi-access=free }}</ref> जिन्होंने जमा फिल्म की मोटाई का अनुमान लगाने के लिए एक सार्वभौमिक विवरण पाया)।


स्पिन कोटिंग व्यापक रूप से [[ SOL-जेल ]] अग्रदूतों का उपयोग करके ग्लास या सिंगल क्रिस्टल सबस्ट्रेट्स पर कार्यात्मक ऑक्साइड परतों के [[ microfabrication ]] में उपयोग की जाती है, जहां इसका उपयोग नैनोस्केल मोटाई के साथ समान पतली फिल्मों को बनाने के लिए किया जा सकता है।<ref>{{cite journal | last1=Hanaor | first1=D.A.H. | last2=Triani | first2=G. | last3=Sorrell | first3=C.C. | title=अत्यधिक उन्मुख मिश्रित चरण टाइटेनियम डाइऑक्साइड पतली फिल्मों की आकृति विज्ञान और फोटोकैटलिटिक गतिविधि| journal=Surface and Coatings Technology | publisher=Elsevier BV | volume=205 | issue=12 | year=2011 | issn=0257-8972 | doi=10.1016/j.surfcoat.2011.01.007 | pages=3658–3664| arxiv=1303.2741 | s2cid=96130259 }}</ref> [[फोटोलिथोग्राफी]] में लगभग 1 [[माइक्रोमीटर]] मोटी फोटोरेसिस्ट की परतों को जमा करने के लिए इसका गहनता से उपयोग किया जाता है। Photoresist आमतौर पर 30 से 60 सेकंड के लिए प्रति सेकंड 20 से 80 चक्कर लगाता है। यह पॉलिमर से बने प्लानर फोटोनिक संरचनाओं के निर्माण के लिए भी व्यापक रूप से उपयोग किया जाता है।
स्पिन कोटिंग व्यापक रूप से[[ SOL-जेल ]]अग्रदूतों का उपयोग करके ग्लास या सिंगल क्रिस्टल सबस्ट्रेट्स पर कार्यात्मक ऑक्साइड परतों के[[ microfabrication ]] में उपयोग की जाती है, जहां इसका उपयोग नैनोस्केल मोटाई के साथ समान पतली फिल्मों को बनाने के लिए किया जा सकता है।<ref>{{cite journal | last1=Hanaor | first1=D.A.H. | last2=Triani | first2=G. | last3=Sorrell | first3=C.C. | title=अत्यधिक उन्मुख मिश्रित चरण टाइटेनियम डाइऑक्साइड पतली फिल्मों की आकृति विज्ञान और फोटोकैटलिटिक गतिविधि| journal=Surface and Coatings Technology | publisher=Elsevier BV | volume=205 | issue=12 | year=2011 | issn=0257-8972 | doi=10.1016/j.surfcoat.2011.01.007 | pages=3658–3664| arxiv=1303.2741 | s2cid=96130259 }}</ref> [[फोटोलिथोग्राफी]] में अधिकतर 1 [[माइक्रोमीटर]] मोटी फोटोरेसिस्ट की परतों को जमा करने के लिए इसका गहनता से उपयोग किया जाता है। फोटोरेसिस्ट सामान्यतः पर 30 से 60 सेकंड के लिए प्रति सेकंड 20 से 80 चक्कर लगाता है। यह पॉलिमर से बने प्लानर फोटोनिक संरचनाओं के निर्माण के लिए भी व्यापक रूप से उपयोग किया जाता है।


स्पिन कोटिंग [[ पतली फिल्म ]] का एक फायदा फिल्म की मोटाई की एकरूपता है। सेल्फ-लेवलिंग के कारण, मोटाई 1% से अधिक भिन्न नहीं होती है। हालांकि, [[पॉलीमर]] और फोटोरेसिस्ट की स्पिन कोटिंग मोटी फिल्मों के परिणामस्वरूप अपेक्षाकृत बड़े किनारे वाले मोती हो सकते हैं जिनके प्लैनरीकरण की भौतिक सीमा होती है।<ref>{{cite journal | url=https://iopscience.iop.org/article/10.1088/1361-6439/ab60be/meta | doi=10.1088/1361-6439/ab60be | title=स्पिन-कोटेड लिक्विड फिल्मों में एज बीड प्लानराइजेशन और सरफेस लेवलिंग की सीमाएं| year=2020 | last1=Arscott | first1=Steve | journal=Journal of Micromechanics and Microengineering | volume=30 | issue=2 | page=025003 | s2cid=214580612 }}</ref>
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Revision as of 23:31, 15 May 2023

लॉरेल टेक्नोलॉजीज WS-400 स्पिन कोटर एक सिलिकॉन वेफर की सतह पर photoresist लगाने के लिए उपयोग किया जाता है।

स्पिन कोटिंग फ्लैट सबस्ट्रेट (प्रिंटिंग) पर समान पतली फिल्मों को जमा करने के लिए उपयोग की जाने वाली एक प्रक्रिया है। सामान्यतः पर कोटिंग सामग्री की एक छोटी मात्रा सब्सट्रेट के केंद्र पर लागू होती है, जो या तो कम गति से घूमती है या बिलकुल नहीं करती है। केन्द्रापसारक बल द्वारा कोटिंग सामग्री को फैलाने के लिए सब्सट्रेट को 10,000 आरपीएम तक की गति से घुमाया जाता है। स्पिन कोटिंग के लिए उपयोग की जाने वाली मशीन को स्पिन कोटर या एकमात्र स्पिनर कहा जाता है।[1]

जब तक फिल्म की वांछित मोटाई प्राप्त नहीं हो जाती, तब तक तरल पदार्थ सब्सट्रेट के किनारों से घूमता रहता है, तब तक रोटेशन जारी रहता है। लागू विलायक सामान्यतः पर अस्थिरता (रसायन विज्ञान), और साथ ही वाष्पीकरण होता है। कोणीय गति जितनी अधिक होगी, फिल्म उतनी ही पतली होगी। फिल्म की मोटाई भी समाधान की चिपचिपाहट और एकाग्रता, और विलायक पर निर्भर करती है।[2] एम्सली एट अल द्वारा स्पिन कोटिंग का अग्रणी सैद्धांतिक विश्लेषण किया गया था।[3] और बाद के कई लेखकों द्वारा विस्तारित किया गया है (विल्सन एट अल। सहित,[4] जिन्होंने स्पिन कोटिंग में प्रसार की दर का अध्ययन किया; और दंग्लाद-फ्लोरेस एट अल।,[5] जिन्होंने जमा फिल्म की मोटाई का अनुमान लगाने के लिए एक सार्वभौमिक विवरण पाया)।

स्पिन कोटिंग व्यापक रूप सेSOL-जेल अग्रदूतों का उपयोग करके ग्लास या सिंगल क्रिस्टल सबस्ट्रेट्स पर कार्यात्मक ऑक्साइड परतों केmicrofabrication में उपयोग की जाती है, जहां इसका उपयोग नैनोस्केल मोटाई के साथ समान पतली फिल्मों को बनाने के लिए किया जा सकता है।[6] फोटोलिथोग्राफी में अधिकतर 1 माइक्रोमीटर मोटी फोटोरेसिस्ट की परतों को जमा करने के लिए इसका गहनता से उपयोग किया जाता है। फोटोरेसिस्ट सामान्यतः पर 30 से 60 सेकंड के लिए प्रति सेकंड 20 से 80 चक्कर लगाता है। यह पॉलिमर से बने प्लानर फोटोनिक संरचनाओं के निर्माण के लिए भी व्यापक रूप से उपयोग किया जाता है।

स्पिन कोटिंगपतली फिल्म का एक फायदा फिल्म की मोटाई की एकरूपता है। सेल्फ-लेवलिंग के कारण, मोटाई 1% से अधिक भिन्न नहीं होती है। चूंकि, पॉलीमर और फोटोरेसिस्ट की स्पिन कोटिंग मोटी फिल्मों के परिणामस्वरूप अपेक्षाकृत बड़े किनारे वाले मोती हो सकते हैं जिनके प्लैनरीकरण की भौतिक सीमा होती है।[7]


संदर्भ

  1. ↑ 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.
  2. ↑ Scriven, L. E. (1988). "डीआईपी कोटिंग और स्पिन कोटिंग के भौतिकी और अनुप्रयोग". MRS Proceedings. Cambridge University Press (CUP). 121: 717. doi:10.1557/proc-121-717. ISSN 1946-4274.
  3. ↑ Emslie, A. G.; Bonner, F. T.; Peck, L. G. (1958). "घूर्णन डिस्क पर चिपचिपा तरल का प्रवाह". J. Appl. Phys. 29 (5): 858–862. Bibcode:1958JAP....29..858E. doi:10.1063/1.1723300.
  4. ↑ Wilson, S. K.; Hunt, R.; Duffy, B. R. (2000). "स्पिन कोटिंग में फैलने की दर". J. Fluid Mech. 413 (1): 65–88. Bibcode:2000JFM...413...65W. doi:10.1017/S0022112000008089. S2CID 14585243.
  5. ↑ 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.
  6. ↑ Hanaor, D.A.H.; Triani, G.; Sorrell, C.C. (2011). "अत्यधिक उन्मुख मिश्रित चरण टाइटेनियम डाइऑक्साइड पतली फिल्मों की आकृति विज्ञान और फोटोकैटलिटिक गतिविधि". 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.
  7. ↑ Arscott, Steve (2020). "स्पिन-कोटेड लिक्विड फिल्मों में एज बीड प्लानराइजेशन और सरफेस लेवलिंग की सीमाएं". Journal of Micromechanics and Microengineering. 30 (2): 025003. doi:10.1088/1361-6439/ab60be. S2CID 214580612.


अग्रिम पठन

  • S. Middleman and A.K. Hochberg. "Process Engineering Analysis in Semiconductor Device Fabrication". McGraw-Hill, p. 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.


बाहरी संबंध


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