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पतली फिल्म जमाव के लिए स्पिन कोटिंग

1958
एक प्रयोगशाला तकनीशियन क्लीनरूम में पतली फिल्म जमाव के लिए स्पिन कोटिंग कर रहा है।

(यह छवि केवल उदाहरण के लिए बनाई गई है)

Spin coating is a procedure for depositing uniform thin films onto flat substrates. An excess of a coating solution is placed on the substrate, which is then rotated at high speed. Centrifugal force spreads the solution, and solvent evaporation or curing solidifies the film, with the final thickness determined by श्यानताएकाग्रता और घूर्णन गति।

The spin coating process is divided into four main stages: deposition, spin-up, spin-off, and evaporation. In the deposition stage, an excess of the coating fluid is dispensed onto the substrate’s surface. During the spin-up stage, the substrate is rapidly accelerated to its final, desired rotation speed, causing the fluid to flow radially outward due to अपकेन्द्रीय बल. The spin-off stage follows, where the excess fluid is ejected from the substrate’s edge, and the film thins. The final stage is evaporation, where the solvent evaporates from the film, leaving behind the solid coating. The thickness of the resulting film is highly dependent on several parameters. The key relationship was modeled by Emslie, Bonner, and Peck, showing that the final film thickness [latex]h_f[/latex] is proportional to the inverse square root of the angular velocity [latex]\omega[/latex], the initial solution concentration, and the solvent evaporation rate, and is also a function of the fluid श्यानता [latex]\nu[/latex]. The formula is often simplified as [latex]h_f \propto \omega^{-1/2}[/latex]. This technique is favored for its simplicity, speed, and ability to produce highly uniform films with thicknesses ranging from a few nanometers to several micrometers on a laboratory scale. However, it is inherently a batch process and can be wasteful, as a significant portion of the initial solution is flung off the substrate.

UNESCO Nomenclature: 3322
सामग्री प्रौद्योगिकी

Type

भौतिक प्रक्रिया

व्यवधान

इंक्रीमेंटल

उपयोग

व्यापक उपयोग

शगुन

  • क्रिस्टियान ह्यूजेंस द्वारा केन्द्रापसारक बल की खोज
  • का विकास विद्युत मोटर
  • घुलनशील पॉलिमर और फोटोरेसिस्ट का संश्लेषण
  • द्रव गतिकी और विलायक वाष्पीकरण सिद्धांतों की समझ

आवेदन

  • सूक्ष्मइलेक्ट्रॉनिक्स और अर्धचालक उपकरणों का निर्माण
  • परावर्तनरोधी परतों जैसी ऑप्टिकल कोटिंग्स का निर्माण
  • ऑर्गेनिक लाइट-एमिटिंग डायोड (ओएलईडी) का निर्माण
  • कॉम्पैक्ट डिस्क (सीडी) और डिजिटल वर्सेटाइल डिस्क (डीवीडी) का उत्पादन
  • नवीन सामग्रियों और सेंसरों के अनुसंधान और विकास

पेटेंट:

NA

संभावित नवाचार विचार

  • उच्च-थ्रूपुट अनुसंधान के लिए स्वचालित मल्टी-सब्सट्रेट स्पिन कोटिंग सिस्टम
  • ऑप्टिकल इंटरफेरोमेट्री का उपयोग करके कताई के दौरान फिल्म की मोटाई की इन-सीटू निगरानी
  • पर्यावरण के अनुकूल स्पिन कोटिंग के लिए विलायक-मुक्त या जल-आधारित समाधानों का विकास
  • दोषों को कम करने और एकरूपता में सुधार करने के लिए मेगासोनिक-सहायता प्राप्त स्पिन कोटिंग
  • विशेष चकों का उपयोग करके लचीले और गैर-समतल सतहों पर स्पिन कोटिंग।
  • पैटर्नयुक्त बहु-परत उपकरण निर्माण के लिए इंकजेट प्रिंटिंग के साथ एकीकरण
  • closed-chamber systems with controlled atmosphere and solvent वाष्प दबाव
  • development of “smart” photoresists that self-planarize during spinning
  • अवशेष-मुक्त वाष्पीकरण के लिए विलायक के रूप में अतिक्रांतिक तरल पदार्थों का उपयोग
  • क्षेत्रीय अनुसंधान और निदान के लिए पोर्टेबल, बैटरी से चलने वाले स्पिन कोटर
संबंधित विषय: स्पिन कोटिंग, पतली फिल्म, निक्षेपण, सब्सट्रेट, अपकेंद्री बल, अर्धचालक, फोटोलिथोग्राफी, पॉलिमर विलयन, एकसमान कोटिंग, सामग्री विज्ञान।

ऐतिहासिक संदर्भ

पतली फिल्म जमाव के लिए स्पिन कोटिंग

1950
1950
1955
1958
1960
1960
1960
1950
1950
1955
1956
1960
1960
1960
1960

(यदि तिथि अज्ञात है या प्रासंगिक नहीं है, उदाहरण के लिए "द्रव यांत्रिकी", तो इसके उल्लेखनीय उद्भव का एक अनुमानित आंकड़ा प्रदान किया गया है)

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