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ポリスチレン(PS)とかポリメチルメタクリレート(PMMA)などの溶液をスピンコートを用いて、ガラス基板上に薄膜を作ろうとしているのですが、濃度と膜厚と回転速度の関係がわかりません。
よく用いられるポリマーについて、こういったデータベースがどこかにありませんか?或いは単純な関係式がないでしょうか?

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A 回答 (3件)

 確かにどこかに実験データの値はありそうですよね・・・でも、やはり自分の実験条件で検量線を作るべきです。

回転数は1水準ですか?多分そのレベルだと膜面内の膜厚分布は気にならないかと思いますので、重量法で平均膜厚は出ますよね。
多分、いろいろな方がいろいろなノウハウをお持ちでしょうから、まずはいろいろな情報を探るのが一番かと思います。回転数のルートにはある範囲では膜厚は直線になります。それでも・・・と、いう先は実験を重ねると因子が分かるかと思います。ここで単純化して話せるほど単純ではありません。
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データベースのようなものはないと思いますよ。


何せパラメータが多すぎますよね。ちょっと考えただけでも、溶液濃度、溶媒の粘度、比重及び蒸気圧、溶媒に対するポリマーの溶解性、溶液の粘度、薄膜作製環境の温度、ガラス基板と溶液との濡れ性(=溶液の表面張力)などが関与してくるはずです。
ちなみに、ポリマー(液状)そのものを無溶剤でスピンコートする場合、すなわち揮発しうるものが存在しない場合は、ポリマーの粘度、比重、スピンコートの回転速度及び回転時間をパラメータとする経験式が存在します。ちょっと複雑な関係式なのでもう忘れてしまいましたが。

やはり自分で検量線を作成するのがいちばん手っ取り早いと思います。お役に立てなくて申し訳ないです。
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回転速度については,


「膜厚は回転速度の平方根に対して逆比例する」と言われています.
確認してみて下さい.

濃度については,
ちょっと調べてみましたが,データベースや関係式はなさそうです.
濃度の値が大きく違わない範囲なら,膜厚と濃度は比例しそうですね.
ただ,濃度が大きくなると,粘度も上昇しますので,
「膜厚は濃度の1.5乗に比例」のような関係になりそうです.

ポリマーの場合,同じ材料であっても,メーカーやグレードによって
分子の長さや添加剤が異なりますので,データベースを作りにくいですね.
また,パラメータも,溶剤の種類,濃度,温度,などと多く,
すべてを網羅するような関係式を導出するのは難しいように思います.

ご自身で実験されて,ノウハウ的に関係式を決定するのが一番いいと
思うのですが・・・
参考になれば幸甚です.
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この回答へのお礼

ありがとうございます。
「膜厚は回転速度の平方根に対して逆比例する」というのは参考にさせていただきます。
しかし、よく使われているポリマーについては、どこかにデータベースがありそうな気がするのですが・・・

お礼日時:2002/11/08 10:36

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小角も広角も原理は同じです。有名なブラッグの関係式
2d・sinθ = n・λ
で解釈出来ます。ここで、dは調べようとする試料の結晶の面間隔、λは測定に使うX線の波長、θはX線回折測定結果で得られるピークの位置です。nは回折の次数ですが、とりあえずn=1の場合を考えましょう。
ただし、通常の粉末用装置では、横軸に回折角度としてデティクターのスキャン角度である2θを、縦軸に測定されたX線強度で測定結果を図示します。θではなくて、2θになっていることに注意してください。
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Aベストアンサー

★回答
・最初に『回帰分析』をここで説明するのは少し大変なので『E』のみ説明します。
・回答者 No.1 ~ No.3 さんと同じく『指数表記』の『Exponent』ですよ。
・『指数』って分かりますか?
・10→1.0E+1(1.0×10の1乗)→×10倍
・100→1.0E+2(1.0×10の2乗)→×100倍
・1000→1.0E+3(1.0×10の3乗)→×1000倍
・0.1→1.0E-1(1.0×1/10の1乗)→×1/10倍→÷10
・0.01→1.0E-2(1.0×1/10の2乗)→×1/100倍→÷100
・0.001→1.0E-3(1.0×1/10の3乗)→×1/1000倍→÷1000
・になります。ようするに 10 を n 乗すると元の数字になるための指数表記のことですよ。
・よって、『2.43E-19』とは?
 2.43×1/(10の19乗)で、
 2.43×1/10000000000000000000となり、
 2.43×0.0000000000000000001だから、
 0.000000000000000000243という数値を意味します。

補足:
・E+数値は 10、100、1000 という大きい数を表します。
・E-数値は 0.1、0.01、0.001 という小さい数を表します。
・数学では『2.43×10』の次に、小さい数字で上に『19』と表示します。→http://ja.wikipedia.org/wiki/%E6%8C%87%E6%95%B0%E8%A1%A8%E8%A8%98
・最後に『回帰分析』とは何?下の『参考URL』をどうぞ。→『数学』カテゴリで質問してみては?

参考URL:http://ja.wikipedia.org/wiki/%E5%9B%9E%E5%B8%B0%E5%88%86%E6%9E%90

★回答
・最初に『回帰分析』をここで説明するのは少し大変なので『E』のみ説明します。
・回答者 No.1 ~ No.3 さんと同じく『指数表記』の『Exponent』ですよ。
・『指数』って分かりますか?
・10→1.0E+1(1.0×10の1乗)→×10倍
・100→1.0E+2(1.0×10の2乗)→×100倍
・1000→1.0E+3(1.0×10の3乗)→×1000倍
・0.1→1.0E-1(1.0×1/10の1乗)→×1/10倍→÷10
・0.01→1.0E-2(1.0×1/10の2乗)→×1/100倍→÷100
・0.001→1.0E-3(1.0×1/10の3乗)→×1/1000倍→÷1000
・になります。ようするに 10 を n 乗すると元の数字になるた...続きを読む

Qレジストについて

5cm角のガラスにレジストを塗布し、スピンコートで薄く引き延ばしているのですが、中心部分はきれいに平らになるのですが、端にレジストが集まってしまうため盛り上がってしまい、ガラス面全体に均一に広がりません。
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よい方法があれば教えていただけませんでしょうか?

Aベストアンサー

inaraです。
あまり長く書けなかったので(3)の方法についてちょっと補足します。

角基板がスッポリ入る大きさを堀り込んだ型(かた)ですが、角基板が乗っかる部分には、真空引き用の小穴をいくつか設けてください(Φ1mm程度の穴でいいはずです)。基板を入れただけだと基板が吸着されず、回転させると基板が飛んで行ってしまいますので。このとき、型も基板も両方とも確実に吸引できるように工夫してください。

レジストを塗布した後は、レジストがくっついて基板を取り出しにくいはずです。そのときは、真空引き用の穴に細い針を入れて基板を裏から押し出すようにすればいいと思います。

型と基板のすきまにレジストが入り込むと、最悪の場合、レジストがスピンコータに吸い込まれてスピンコータが故障しますので、たとえレジストを吸ってもすぐにスピンコータに行かないように、「液溜め」のような構造を設けることをお勧めします。

型にレジストがついたまま次の基板をセットすると、段差ができて均一に塗布できなくなってくるので、使用する度に型を洗浄してレジストを除去するか、1度に使う基板の枚数分の型を作って、常にきれいな型を使うようにしてください。

inaraです。
あまり長く書けなかったので(3)の方法についてちょっと補足します。

角基板がスッポリ入る大きさを堀り込んだ型(かた)ですが、角基板が乗っかる部分には、真空引き用の小穴をいくつか設けてください(Φ1mm程度の穴でいいはずです)。基板を入れただけだと基板が吸着されず、回転させると基板が飛んで行ってしまいますので。このとき、型も基板も両方とも確実に吸引できるように工夫してください。

レジストを塗布した後は、レジストがくっついて基板を取り出しにくいはずです。そのときは、...続きを読む


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