スピンコーター(スピンコート機)の熱問題

スピンコーターは、効率良く塗膜を生成する機器です。

均一の塗膜生成には薬液の粘度や温度などの条件が関係していて、条件が変わると膜の厚さを均一にすることができなくなります。

今回は、そんなスピンコーターの熱問題を解決するための方法について、ご紹介していきます。
スピンコーターの熱問題と対策
スピンコーター(スピンコート機)は発熱対策が重要

発熱による影響とは

スピンコーターの発熱問題は、どのメーカーのスピンコーターでも課題になっている部分です。
スピンコーターにはモーターが内蔵されていて、これによって高速で塗膜が生成されます。

しかし、モーターが動き続けることで熱が発せられ、温度が徐々に上がってしまいます。この温度変化が原因で最初と最後の方では塗膜の厚みに変化が出てくる場合があります。

熱により膜厚に差が生じることはわかっていても、溶液など諸条件によってどの程度影響があるかは異なるため試してみないとわからない部分もあるのですが、例えば1回目と10回目の塗膜生成においては膜厚に差が出てしまう可能性があり、膜厚の差はムラとなってしまいます。

そのため、デリケートな課題や連続運転を見込んでいる場合は、スピンコーターの発熱対策を予め講じておくと良いでしょう。

スピンコーター(スピンコート機)の発熱対策

では、スピンコーターの発熱対策にはどんな方法が挙げられるのでしょうか?
空冷式
機器の中にファンを取り付け中に溜まった熱を外に逃がす方法です。
連続使用することで中に熱が残ってしまうこともあるので、継続的な連続使用は避けましょう。
しばらくストップさせ、冷めたことを確認してから使うなど、インターバルの活用がおすすめです。
水冷式
冷却水を循環して冷やす方法です。アクティブでも採用しております。
チラーが必要となるためコストがあがりますが熱を効率良く抑えることができます。

これらの方法以外にも、試料台を工夫する方法や、最初から機器を作動させておき(ならし運転後)、発熱した段階でスピンコートにかけて膜厚の差をなくす方法もありますので、スピンコーターが標準機であっても、熱問題を軽くすることは可能です。

新規購入であれば事前に熱問題についてご一考いただき、すでにお持ちであればこのような工夫で発熱問題にアプローチいただくとよいでしょう。

まとめ

  1. 連続稼働によりモーター部が熱を持つことでスピンコート環境が変わり、最初と最後の基板では膜厚に差が出てしまうことがある
  2. 冷却水を循環して冷やす水冷式で熱問題に対応可能
  3. ファンを取り付け中に溜まった熱を外に逃がす空冷式もある
  4. ならし運転で発熱した環境下でスピンコートすることでも緩和可能
スピンコーターは高品質の塗膜を効率よく均一に生成するのに長けた手段ですが、内蔵されたモーターが高速回転する製品のため、連続稼働で熱がこもってしまう問題は避けられません。
温度が上がるという事は最初の1枚と最後の1枚ではスピンコート環境が異なるという事です。同品質の塗膜を得たいのにもかかわらず基板によって膜厚に差が出てしまう可能性があります。
熱問題への対策としては機器の中にファンを取り付け溜まった熱を外に逃がす空冷式と、冷却水を循環して冷やす水冷式が一般的ですが、コストをかけずとも工夫次第で熱問題を軽減することは可能です。

モーター部の発熱などによる膜厚の非均一でお困りの方は是非アクティブにご相談ください。
長年培ったノウハウと実績でお客様のお悩みを解決できるようご提案致します。

How to スピンコーター

スピンコーターコラム