CN101848987A - 电子材料用清洁剂 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种磁光盘基板、平面显示器基板及光罩基板等电子材料用清洁剂,其可对磁光盘基板、平面显示器基板及光罩基板等电子材料基板的表面赋予适度的蚀刻性,而不会损及该些基板表面的平坦性,并且该清洁剂藉由使用界面活性剂而使自基板表面脱离的颗粒的分散性提高,而实现优异的颗粒除去性,藉此,提高制造良率以及在短时间内完成清洁率极高的高度清洁。该电子材料用清洁剂含有界面活性剂(A),上述清洁剂的特征在于:在用作清洁液时的有效成分浓度下、25℃下的pH值及氧化还原电位(V)[单位为mV,vsSHE]满足下述数式(1)。V≤-38.7×pH值+550 (1)。
Description
技术领域
本发明是关于一种电子材料用清洁剂,更详细而言,本发明是关于一种磁光盘(magneto-optical disk)基板、平面显示器(flat panel display)基板及光罩(photomask)基板等电子材料用清洁剂。
背景技术
磁光盘基板、平面显示器基板及光罩基板等电子材料的清洁技术中,在制造步骤中残留在基板上的微量的有机物污渍、玻璃屑(glass cullet)以及砥粒(abrasive grain)等杂质会对电子材料的性能或良率造成较大的影响,因此杂质控制变得极为重要。尤其是由于作为清洁对象的杂质越来越微粒(颗粒,particle)化,比先前更容易附着、残留在界面上,故而迫切要求确立高度清洁技术。
因此,为了防止由这些颗粒所造成的污染,例如在日本专利特开平11-43791号公报、日本专利特开2001-276759号公报、以及日本专利特开2002-212597号公报中,提出了使用界面活性剂来提高颗粒除去性的方法。
但是,在磁光盘用基板中的特别是铝基板的制造步骤中,包含:在基板表面电镀作为非磁性层的Ni-P层,然后使用氧化铝浆料(alumina slurry)及硅酸胶(colloidal silica)来进行研磨并进行镜面抛光(mirror finish)的步骤;以及之后视需要使用钻石浆料(diamond slurry)等来使基板表面纹理化(texturing)的步骤,由此存在如下问题:在这些步骤中,研磨剂或研磨屑牢固地附着在基板表面,无法在清洁步骤中将所附着的研磨剂或研磨屑充分除去。另外,在磁光盘用基板中的特别是玻璃基板的制造步骤中,包含以氧化铈来进行研磨并进行镜面抛光的步骤、以及之后视需要使用钻石浆料等来使基板表面纹理化的步骤,由此存在如下问题:在这些步骤中,研磨剂或研磨屑牢固地附着在基板表面,无法在清洁步骤中将所附着的研磨剂或研磨屑充分除去。另外,在平面显示器基板或光罩基板的制造步骤中,存在下述问题:自素玻璃(mother glass)上视需要切割适当大小的玻璃基板时所产生的玻璃碎屑(通称玻璃屑)、飞溅于无尘室内(clean room)的加工油等有机物污渍、或者在对基板表面或端面进行研磨的步骤中所使用的研磨剂或研磨屑等会牢固地附着在基板表面,无法在清洁步骤中充分除去。
由于这些以研磨剂、研磨屑以及有机物污渍为代表的颗粒牢固地附着在基板表面,故而为了将这些颗粒充分除去,必须对基板或研磨剂表面稍加蚀刻(etching),使颗粒分散至液体中,并且尽量使分散在液体中的颗粒不会再次附着于基板表面。其中,在日本专利特开平11-43791号公报中提出了如下方法,即,使用含有对研磨剂的吸附量大于等于5mg/m2、且数量平均分子量大于等于100,000的凝集剂以及界面活性剂,并且10vol%水溶液的表面张力小于等于30dyne/cm的清洁剂组成物,来使作为清洁对象的研磨剂微粒凝集、粗大化,从而防止微粒再次附着,但是当少许经粗大化的粒子附着在基板表面时有可能会引起严重的问题。而且,在日本专利特开平11-43791号公报中,对上述清洁剂组成物的具体成分调配未作说明。另外,日本专利特开2001-276759号公报中所提出的清洁剂是溶解有氟化氢及臭氧(ozone)的清洁液,若利用该清洁剂,则虽可期待藉由蚀刻而将牢固地附着在基板表面的颗粒除去的效果,但是存在以下问题:由于清洁液中含有氟离子而导致在废水处理上会耗费巨大的成本,而且,由于该清洁液的蚀刻性过强而导致在清洁时会损害基板的平坦性。另外,藉由使玻璃基板以及研磨粒表面的动电位(zeta potential)为负(minus)值,可防止颗粒再次附着,但是此防止效果并不充分。除此以外,日本专利特开2002-212597号公报中所提出的清洁剂中,可藉由使用阴离子性界面活性剂而使防止颗粒再次附着的效果得到某种程度的改善,但是由于该清洁剂几乎不具有蚀刻性,故而颗粒除去性不充分,清洁性不充分。
发明内容
因此,本发明的目的在于提供一种磁光盘基板、平面显示器基板及光罩基板等电子材料用的清洁剂,该清洁剂可对磁光盘基板、平面显示器基板及光罩基板等电子材料基板的表面赋予适度的蚀刻性,而不会损及该等基板表面的平坦性,并且该清洁剂藉由使用界面活性剂而使自基板表面脱离的颗粒的分散性提高,从而实现了优异的颗粒除去性,藉此,可提高制造时的良率,并且可实现能够在短时间内完成清洁的效率极高的高度清洁。
本发明人们为了解决上述课题而进行锐意研究,结果发现,根据清洁剂在使用时的pH值的不同,存在较佳的氧化还原电位(oxidationreduction potential,ORP),从而达成了本发明。
即,本发明是:
(第一发明)一种电子材料用清洁剂,其含有界面活性剂(A),该清洁剂的特征在于,在用作清洁液时的有效成分浓度下、25℃下的pH值及氧化还原电位(V)[单位为mV,vsSHE]满足下述数式(1);
V≤-38.7×pH值+550 (1)
(第二发明)一种电子材料用清洁液,其含有界面活性剂(A),该清洁液的特征在于,有效成分浓度为0.01wt%~15wt%(重量百分比),25℃下的pH值及氧化还原电位(V)[单位为mV,vsSHE]满足下述数式(1);
V≤-38.7×pH值+550 (1)
(第三发明)一种电子材料的清洁方法,其在上述清洁液中对电子材料进行清洁;以及
(第四发明)一种电子材料的制造方法,其包含使用上述清洁方法来对电子材料进行清洁的步骤。
本发明的清洁剂具有下述优点:对在制造磁光盘基板(尤其是磁光盘用玻璃基板以及经实施Ni-P电镀的磁光盘用铝基板)、平面显示器基板、及光罩基板等电子材料的步骤中成为问题的微细颗粒的清洁性优异,可在短时间内高效率地进行清洁,而不会对电子材料表面造成损伤(damage)。
为让本发明的上述和其他目的、特征和优点能更明显易懂,下文特举较佳实施例,并配合所附图式,作详细说明如下。
附图说明
无
具体实施方式
当电子材料为磁光盘用玻璃基板、平面显示器基板或光罩基板时,本发明的第一发明的清洁剂在用作清洁液时的有效成分浓度下、25℃下的pH值较好的是1~13,更好的是1~5或8~13,特别好的是1~4或9~13,最好的是1~3或10~13。当pH值在该范围内时,清洁剂具有适度的蚀刻性而不会损害基板的平坦性,并且容易发挥出防止微细颗粒再次附着性优异的效果。同样就效果的观点而言,当电子材料为磁光盘基板用铝基板时,上述pH值较好的是5~13,更好的是6~12,特别好的是6.5~11,最好的是7~10。
另外,尤其是当被清洁物为后述电子材料的研削步骤或研磨步骤中所使用的氧化铈时,清洁液较好的是酸性,当被清洁物为氧化铝、硅酸胶或钻石时,清洁液较好的是碱性。
本发明的清洁剂含有界面活性剂(A),并且视需要而含有水(较好的是离子交换水或超纯水,以下的水也与此相同)。
本发明的清洁剂的有效成分浓度通常为1wt%~100wt%,较好的是2%~50%(以下,只要无特别说明,则%表示wt%),当将本发明的清洁剂用作清洁液时,通常用水来加以稀释。而且,本发明的清洁剂用作清洁液时的有效成分浓度较好的是0.01%~15%,更好的是0.05%~10%。另外,当清洁剂的有效成分浓度为1%~15%时,可直接以此浓度来用作清洁液。另外,本发明中的有效成分是指除了水以外的成分。
本发明人们为了提高电子材料的清洁性而对清洁液的各种物性值与清洁性之间的关系进行了锐意研究,结果发现,清洁液的pH值及氧化还原电位会对清洁性产生较大影响,本发明人们关于清洁液的pH值及清洁液的氧化还原电位的上限值(可发挥效果的上限值)积累了各种资料并进行分析,结果发现,提供下述清洁液的组成的清洁剂可发挥出较先前有明显改善的清洁性效果,即,该清洁液显示出满足下述数式(1)的氧化还原电位(V)[25℃下的值,单位为mV,vsSHE]。
V≤-38.7×pH值+550 (1)
例如,若pH值为2时的氧化还原电位(V)小于等于472.6mV,pH值为5时的(V)小于等于356.5mV,pH值为10时的(V)小于等于163.0mV,pH值为13时的(V)小于等于46.9mV,则可发挥出本发明的效果。
若氧化还原电位(25℃)不满足数式(1),则会显著蚀刻基板表面而损害表面的平坦性,而且颗粒除去性变差,故而不佳。
就对电子材料的适度蚀刻性以及对颗粒的清洁性的观点而言,本发明的清洁剂中,更好的是满足数式(2)的清洁剂,特别好的是满足数式(3)的清洁剂。
V≤-38.7×pH值+450 (2)
V≤-38.7×pH值+350 (3)
本发明的氧化还原电位(V)可利用如下所述的公知方法来测定。
<氧化还原电位的测定方法>
使用由铂电极及参照电极(氯化银电极)所构成的氧化还原电位复合电极(例如,型号:PST-5421C,TOA DKK股份有限公司),测定25℃的清洁液的电位值(V1)。将电位值(V1)与参照电极(氯化银电极)的单极电位差(199mV,25℃)相加,可求出清洁液的氧化还原电位(mV,vsSHE)。例如,当电位值(V1)为-100mV时,氧化还原电位(mV,vsSHE)为-100+199=+99mV。
本发明的清洁剂的必要成分即界面活性剂(A)可列举:非离子(nonion)性界面活性剂(A-1)、阴离子(anion)性界面活性剂(A-2)、阳离子(cation)性界面活性剂(A-3)以及两性界面活性剂(A-4)。
用于本发明的清洁剂中的非离子性界面活性剂(A-1)可列举:环氧烷(alkylene oxide)加成型非离子性界面活性剂(A-1a)、以及多元醇型非离子界面活性剂(A-1b)等。
(A-1a)可列举:高级醇(碳数为8~18)的环氧烷(碳数为2~4)(每一个活性氢的加成莫耳数为1~30)加成物,烷基(碳数为1~12)苯酚的环氧乙烷(每一个活性氢的加成莫耳数为1~30)加成物,脂肪酸(碳数为8~18)的环氧乙烷(每一个活性氢的加成莫耳数为1~30)加成物,脂肪族胺(碳数为6~24)的环氧烷加成物(每一个活性氢的加成莫耳数为1~30),聚丙二醇(分子量为200~4000)的环氧乙烷(每一个活性氢的加成莫耳数为1~50)加成物以及聚氧乙烯(每一个活性氢的加成莫耳数为1~30)烷基(碳数为1~20)烯丙醚,山梨糖醇酐单月桂酸酯的环氧乙烷(加成莫耳数为1~30)加成物、山梨糖醇酐单油酸酯的环氧乙烷(加成莫耳数为1~30)加成物等多元(2~8元或2~8元以上)醇(碳数为2~30)的脂肪酸(碳数为8~24)酯的环氧乙烷加成物(每一个活性氢的加成莫耳数为1~30)等。
(A-1b)可列举:甘油单硬脂酸酯、甘油单油酸酯、山梨糖醇酐单月桂酸酯、山梨糖醇酐单油酸酯等多元(2~8元或2~8元以上)醇(碳数为2~30)的脂肪酸(碳数为8~24)酯,月桂酸单乙醇酰胺、月桂酸二乙醇酰胺等脂肪酸烷醇酰胺等。
(A-1)中,就清洁性的观点而言,较好的是(A-1a),更好的是高级醇(碳数为10~16)的环氧烷(碳数为2~3)(每一个活性氢的加成莫耳数为2~20)加成物、烷基苯酚的环氧乙烷(每一个活性氢的加成莫耳数为2~20)加成物、以及脂肪族胺(碳数为8~18)的环氧烷加成物(每一个活性氢的加成莫耳数为2~20)。
阴离子性界面活性剂(A-2)可列举:高分子型阴离子性界面活性剂(A-2a)、以及低分子型阴离子性界面活性剂(A-2b)。
高分子型阴离子性界面活性剂(A-2a)可列举:具有选自以磺酸(盐)基、硫酸酯(盐)基、磷酸酯(盐)基、膦酸(盐)基以及羧酸(盐)基所组成的族群中的至少一种基团,且重量平均分子量(以下简称为Mw)为1,000~800,000的高分子型阴离子性界面活性剂。高分子型阴离子性界面活性剂通常在一分子中具有至少两个或两个以上的重复单元。高分子型阴离子性界面活性剂(A-2a)的具体例可列举下述(A-2a-1)~(A-2a-5)等。
(A-2a-1)具有磺酸(盐)基的高分子型阴离子性界面活性剂:
聚苯乙烯磺酸、苯乙烯/苯乙烯磺酸共聚物、聚{2-(甲基)丙烯酰基胺基-2,2-二甲基乙磺酸}、2-(甲基)丙烯酰基胺基-2,2-二甲基乙磺酸/苯乙烯共聚物、2-(甲基)丙烯酰基胺基-2,2-二甲基乙磺酸/丙烯酰胺共聚物、2-(甲基)丙烯酰基胺基-2,2-二甲基乙磺酸/(甲基)丙烯酸共聚物、2-(甲基)丙烯酰基胺基-2,2-二甲基乙磺酸/(甲基)丙烯酸/丙烯酰胺共聚物、2-(甲基)丙烯酰基胺基-2,2-二甲基乙磺酸/苯乙烯/丙烯酰胺共聚物、2-(甲基)丙烯酰基胺基-2,2-二甲基乙磺酸/苯乙烯/(甲基)丙烯酸共聚物、萘磺酸甲醛缩合物、甲基萘磺酸甲醛缩合物、二甲基萘磺酸甲醛缩合物、蒽磺酸甲醛缩合物、三聚氰胺磺酸甲醛缩合物以及苯胺磺酸-苯酚-甲醛缩合物等;
(A-2a-2)具有硫酸酯(盐)基的高分子型阴离子性界面活性剂:
聚{(甲基)丙烯酸2-羟基乙酯硫酸酯}、丙烯酸2-羟基乙酯/丙烯酸2-羟基乙酯硫酸酯共聚物及甲基丙烯酸2-羟基乙酯/甲基丙烯酸2-羟基乙酯硫酸酯共聚物、聚{(甲基)丙烯酸2-羟基乙酯}的硫酸酯化物、聚{(甲基)丙烯酰氧基聚氧乙烯硫酸酯}、(甲基)丙烯酰氧基聚氧乙烯硫酸酯/丙烯酸共聚物,以及纤维素、甲基纤维素或乙基纤维素的硫酸酯化物等;
(A-2a-3)具有磷酸酯(盐)基的高分子型阴离子性界面活性剂:
聚{(甲基)丙烯酸2-羟基乙酯磷酸酯}、丙烯酸2-羟基乙酯/丙烯酸2-羟基乙酯磷酸酯共聚物及甲基丙烯酸2-羟基乙酯/甲基丙烯酸2-羟基乙酯磷酸酯共聚物、聚{(甲基)丙烯酸2-羟基乙酯}的磷酸酯化物、聚{(甲基)丙烯酰氧基聚氧乙烯磷酸酯}、(甲基)丙烯酰氧基聚氧乙烯磷酸酯/丙烯酸共聚物,以及纤维素、甲基纤维素或乙基纤维素的磷酸酯化物等;
(A-2a-4)具有膦酸(盐)基的高分子型阴离子性界面活性剂:
聚{膦酸(甲基)丙烯酰氧基乙酯}、丙烯酸2-羟基乙酯/膦酸丙烯酰氧基乙酯共聚物及甲基丙烯酸2-羟基乙酯/膦酸甲基丙烯酰氧基乙酯共聚物、萘膦酸甲醛缩合物、甲基萘膦酸甲醛缩合物、二甲基萘膦酸甲醛缩合物、蒽膦酸甲醛缩合物以及苯胺膦酸-苯酚-甲醛缩合物等;
(A-2a-5)具有羧酸(盐)基的高分子型阴离子性界面活性剂:
聚(甲基)丙烯酸、(甲基)丙烯酸-顺丁烯二酸共聚物、(甲基)丙烯酸-亚甲基丁二酸共聚物、(甲基)丙烯酸-反丁烯二酸共聚物、(甲基)丙烯酸/乙酸乙烯酯共聚物及甲基丙烯酸2-羟基乙酯/(甲基)丙烯酸共聚物、聚{(甲基)丙烯酸2-羟基乙酯}的羧甲基化物、羧甲基纤维素、羧甲基甲基纤维素、羧甲基乙基纤维素、苯甲酸甲醛缩合物以及苯甲酸-苯酚-甲醛缩合物等。
就防止颗粒再次附着性以及低泡性的观点等而言,高分子型阴离子性界面活性剂(A-2a)的Mw较好的是1,000~800,000,更好的是1,200~400,000,特别好的是1,500~80,000,最好的是2,000~40,000。本发明的Mw是利用凝胶渗透层析法(以下,简称为GPC(gel-permeationchromatography)),以聚环氧乙烷作为基准物质而在40℃下测定的。具体而言,例如使用下述设备来进行测定,即,装置本体:HLC-8120(东曹(Tosoh)股份有限公司制造);管柱:东曹股份有限公司制造的TSKgel α6000、G3000PWXL;检测器:内置于装置本体的示差折射检测器;溶离液:0.5%乙酸钠·水/甲醇(体积比为70/30);溶离液流量:1.0ml/min;管柱温度:40℃;样品:0.25%的溶离液溶液;注入量:200μl;标准物质:东曹股份有限公司制造的TSK标准聚环氧乙烷(TSK STANDARD POLYETHYLENE OXIDE);数据处理软件:GPC-8020 model II(东曹股份有限公司制造)。
低分子型阴离子性界面活性剂(A-2b)可列举:低分子型磺酸系界面活性剂(A-2b-1)、低分子型硫酸酯系界面活性剂(A-2b-2)、低分子型脂肪酸系界面活性剂(A-2b-3)、以及低分子型磷酸酯系界面活性剂(A-2b-4)等分子量(Mw或基于结构而得的计算值的分子量)小于1,000的阴离子性界面活性剂。
阴离子性界面活性剂中的磺酸系界面活性剂(A-2b-1)可列举:碳数为6~24的醇的磺基丁二酸(单、二)酯(盐)、碳数为8~24的α-烯烃的磺酸化物(盐)、具有碳数为8~14的烷基的烷基苯磺酸(盐)、石油磺酸酯(盐)(petroleum sulfonate)、甲苯磺酸(盐)、二甲苯磺酸(盐)以及异丙苯磺酸(盐)等。阴离子性界面活性剂中的磺酸系界面活性剂(A-2b-1)的具体例可列举:二辛基磺基丁二酸(盐)、对甲苯磺酸(盐)、邻甲苯磺酸(盐)、间二甲苯磺酸(盐)以及对二甲苯磺酸(盐)等。
低分子型硫酸酯系界面活性剂(A-2b-2)可列举:碳数为8~18的脂肪族醇的硫酸酯(盐)、碳数为8~18的脂肪族醇的环氧乙烷1莫耳~10莫耳加成物的硫酸酯(盐)、硫酸化油(盐)、硫酸化脂肪酸酯(盐)以及硫酸化烯烃(盐)等。低分子型硫酸酯系界面活性剂(A-2b-2)的具体例可列举:2-乙基己醇硫酸酯(盐)、辛醇硫酸酯(盐)、1,10-癸二醇二硫酸酯(盐)以及月桂醇(lauryl alcohol)的环氧乙烷(5莫耳)加成物的二硫酸酯(盐)等。
低分子型脂肪酸系界面活性剂(A-2b-3)可列举:碳数为8~18的脂肪酸(盐)、以及碳数为8~18的脂肪族醇的醚羧酸(盐)等。低分子型脂肪酸系界面活性剂(A-2b-3)的具体例可列举:正辛酸(盐)、2-乙基己酸(盐)、正壬酸(盐)、异壬酸(盐)、油酸(盐)以及硬脂酸(盐)等。
低分子型磷酸酯系界面活性剂(A-2b-4)可列举:碳数为8~24的高级醇的磷酸(单、二)酯(盐)、以及碳数为8~24的高级醇的环氧乙烷加成物的磷酸(单、二)酯(盐)等。低分子型磷酸酯系界面活性剂(A-2b-4)的具体例可列举:月桂醇单磷酸酯(盐)、月桂醇的环氧乙烷(5莫耳)加成物的磷酸单酯(盐)、以及辛醇二磷酸酯(盐)等。
对(A-2)形成盐时的对离子并无特别限定,通常为:碱金属(钠及钾)盐、铵盐、一级胺(甲胺、乙胺及丁胺等烷基胺,单乙醇胺,以及胍(guanidine)等)盐、二级胺(二甲胺、二乙胺及二丁胺等二烷基胺以及二乙醇胺等)盐、三级胺{三甲胺、三乙胺及三丁胺等三烷基胺,三乙醇胺,N-甲基二乙醇胺,以及1,8-二氮杂双环[5.4.0]-7-十一烯(1,8-diazabicyclo[5,4,0]-7-undecene,DBU)、1,5-二氮杂双环[4.3.0]-5-壬烯(1,5-diazabicyclo[4.3.0]-5-nonene,DBN)或1,4-二氮杂双环[2.2.2]辛烷(1,4-diazabicyclo[2,2,2]octane,DABCO),1H-咪唑、2-甲基-1H-咪唑、2-乙基-1H-咪唑、4,5-二氢-1H-咪唑、2-甲基-4,5-二氢-1H-咪唑、1,4,5,6-四氢嘧啶、1,6(4)-二氢嘧啶等}盐以及四级铵(四烷基铵等)盐。这些盐中,就对基板的金属污染的观点而言,较好的是铵盐、一级胺盐、二级胺盐、三级胺盐以及四级铵盐,特别好的是三级胺盐及四级铵盐,最好的是DBU、DBN、DABCO、N-甲基二乙醇胺、1H-咪唑、2-甲基-1H-咪唑以及2-乙基-1H-咪唑的盐。
就防止颗粒再次附着性的观点而言,阴离子性界面活性剂(A-2)中较好的是高分子型阴离子性界面活性剂(A-2a)、低分子型磺酸系界面活性剂(A-2b-1)、低分子型硫酸酯系界面活性剂(A-2b-2)、以及低分子型脂肪酸系界面活性剂(A-2b-3),更好的是(A-2a)、(A-2b-1)以及(A-2b-2),特别好的是聚丙烯酸(盐)、聚苯乙烯磺酸(盐)、萘磺酸福马林缩合物的盐、丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸/丙烯酸共聚物的盐、甲基丙烯酰氧基聚氧乙烯硫酸酯/丙烯酸共聚物的盐、辛基苯磺酸(盐)、对甲苯磺酸(盐)、间二甲苯磺酸(盐)以及2-乙基己醇硫酸酯(盐)。
其中,(A-2)可单独使用,也可并用两种或两种以上。就颗粒的分散性的观点而言,更好的是并用两种或两种以上。
阳离子性界面活性剂(A-3)可列举:四级铵盐型的界面活性剂(A-3a){例如,烷基(碳数为1~30)三甲基铵盐、二烷基(碳数为1~30)二甲基铵盐、含氮环的四级铵盐、含聚(加成莫耳数为2~15)氧乙烯(碳数为2~4)链的四级铵盐、烷基(碳数为1~30)酰胺烷基(碳数为1~10)二烷基(碳数为1~4)甲基铵盐等}、以及胺系界面活性剂(A-3b){例如,碳数为3~90的脂肪族三级胺、碳数为3~90的脂环式(含有含氮杂环)三级胺、以及碳数为3~90的含羟基烷基的三级胺的无机酸盐或有机酸盐}等。
两性界面活性剂(A-4)可列举:甜菜碱(betaine)型两性界面活性剂(A-4a)(例如,烷基(碳数为1~30)二甲基甜菜碱、烷基(碳数为1~30)酰胺烷基(碳数为1~4)二甲基甜菜碱、烷基(碳数为1~30)二羟基烷基(碳数为1~30)甜菜碱、磺基甜菜碱型等};胺基酸型两性界面活性剂(A-4b){例如,丙胺酸型[烷基(碳数为1~30)胺基丙酸型、烷基(碳数为1~30)亚胺基二丙酸型等]、甘胺酸(glycine)型[烷基(碳数为1~30)胺基乙酸型等]};以及胺基磺酸盐型两性界面活性剂(A-4c){例如,烷基(碳数为1~30)牛磺酸型两性界面活性剂等}等。
就防止颗粒再次附着性的观点而言,界面活性剂(A)中较好的是阴离子性界面活性剂(A-2)、以及并用非离子性界面活性剂(A-1)与(A-2),更好的是并用(A-1)与(A-2)。就清洁性及起泡性的观点而言,并用时的(A-1)及(A-2)的含有比率[(A-1)/(A-2)]较好的是小于等于6,更好的是0.1~5,特别好的是0.2~0.8。
基于本发明的清洁剂的有效成分的重量,本发明的清洁剂中的界面活性剂(A)的含量较好的是1.5%~100%,更好的是2~90%,特别好的是3~80%。
除了界面活性剂(A)以外,本发明的清洁剂可更含有选自以下述螯合剂(chelating agent)(B)、还原剂(C)以及碱性成分(D)所组成的族群中的一种或一种以上的成分。
当本发明的清洁剂含有螯合剂(B)时,就可提高电子材料表面的清洁性的观点以及可控制蚀刻性的观点而言更佳。另外,本发明的清洁剂藉由含有还原剂(C),可控制对电子材料表面的蚀刻性,故而更好的是含有还原剂(C)。本发明的清洁剂可藉由含有碱性成分(D)而进一步提高对颗粒的清洁性。
[螯合剂(B)可列举:胺基多羧酸(盐)(B-1){例如,乙二胺四乙酸(盐)(ethylene diamine tetraacetic acid,EDTA)、二乙三胺五乙酸(盐)(diethylene triamine pentaacetic acid,DTPA)、三乙四胺六乙酸(盐)(triethylene tetraamine hexaacetic acid,TTHA)、羟基乙基乙二胺三乙酸(盐)(hydroxyethyl ethylene diamine triacetic acid,HEDTA)、二羟基乙基乙二胺四乙酸(盐)(dihydroxyethyl ethylene diaminetetraacetic acid,DHEDDA)、氮基三乙酸(盐)(nitrilotriacetic acid,NTA)、羟基乙基亚胺基二乙酸(盐)(hydroxyethyl imino diacetic acid,HIDA)、β-丙胺酸二乙酸(盐)、天冬胺酸二乙酸(盐)、甲基甘胺酸二乙酸(盐)、亚胺基二丁二酸(盐)、丝胺酸二乙酸(盐)、羟基亚胺基二丁二酸(盐)、二羟基乙基甘胺酸(盐)、天冬胺酸(盐)、麸胺酸(盐)等};
羟基羧酸(盐)(B-2){例如,羟基乙酸(盐)、酒石酸(盐)、柠檬酸(盐)、葡萄糖酸(盐)等};
环羧酸(盐)(B-3){例如,均苯四甲酸(盐)、苯并多羧酸(盐)、环戊烷四甲酸(盐)等};
醚羧酸(盐)(B-4)(例如,羟基丙二酸羧甲酯(carboxymethyltartronate)、丁二酸羧甲氧基酯、氧基二丁二酸酯、酒石酸单丁二酸酯、酒石酸二丁二酸酯等);
其他羧酸(盐)(B-5){例如,顺丁烯二酸衍生物、草酸(盐)等};
膦酸(盐)(B-6){例如,甲基二膦酸(盐)、胺基三(亚甲基膦酸)(盐)、1-羟基亚乙基-1,1-二膦酸(盐)、乙二胺四(亚甲基膦酸)(盐)、1,6-己二胺四(亚甲基膦酸)(盐)、丙二胺四(亚甲基膦酸)(盐)、二乙三胺五(亚甲基膦酸)(盐)、三乙四胺六(亚甲基膦酸)(盐)、三胺基三乙胺六(亚甲基膦酸)(盐)、反式-1,2-环己二胺四(亚甲基膦酸)(盐)、二醇醚二胺四(亚甲基膦酸)(盐)、以及四乙五胺七(亚甲基膦酸)(盐)等};
缩合磷酸(盐)(B-7){例如,偏磷酸(盐)、三聚磷酸(盐)、六偏磷酸(盐)等}等。
另外,上述酸的盐可列举上述阴离子性界面活性剂(A-2)中所例示的盐。而且,这些螯合剂(B)可使用一种,或将两种或两种以上组合使用。
这些螯合剂(B)中,就基板的蚀刻性控制以及清洁性能的观点而言,较好的是(B-1)、(B-2)、(B-6)、(B-7)以及这些的盐,更好的是(B-1)、(B-6)、(B-7)以及这些酸的盐,特别好的是乙二胺四乙酸(盐)(DDTA)、二乙三胺五乙酸(盐)(DTPA)、二羟基乙基乙二胺四乙酸(盐)(DHEDDA)、天冬胺酸二乙酸(盐)、天冬胺酸(盐)、麸胺酸(盐)、1-羟基亚乙基-1,1-二膦酸(盐)、乙二胺四(亚甲基膦酸)(盐)、偏磷酸(盐)、六偏磷酸(盐),最好的是乙二胺四乙酸(盐)(EDTA)、1-羟基亚乙基-1,1-二膦酸(盐)、六偏磷酸(盐)。
使用螯合剂(B)时,就基板的蚀刻性控制以及清洁性能的观点而言,基于本发明的清洁剂的有效成分的重量,螯合剂(B)的含量较好的是小于等于30%,更好的是0.1%~20%,特别好的是0.3%~20%。
还原剂(C)可列举有机还原剂(C-1)以及无机还原剂(C-2)。有机还原剂(C-1)可列举脂肪族有机还原剂(C-1a)、芳香族有机还原剂(C-1b)以及其他有机还原剂(C-1c),可例示以下还原剂。
脂肪族有机还原剂(C-1a)可列举:碳数为1~12的有机酸类、碳数为1~12的醛类、碳数为6~9的还原酮(reductone)类、以及碳数为1~30的脂肪族胺等。
碳数为1~12的有机酸类可列举:甲酸、乙酸、丁二酸、乳酸、苹果酸、丁酸、顺丁烯二酸、2-氧代丙酸、丙二酸、没食子酸(gallic acid)以及这些酸的盐。另外,上述(B-2)及(B-5)也具有作为还原剂的效果。
碳数为1~12的醛类可列举:甲醛、乙醛、丙醛、以及乙烯醛等。
碳数为6~9的还原酮类可列举:L-抗坏血酸(L-ascorbic acid)、异抗坏血酸(isoascorbic acid)、L-抗坏血酸硫酸酯、L-抗坏血酸磷酸酯、L-抗坏血酸2-葡糖苷(L-ascorbic acid 2-glucoside)、L-抗坏血酸棕榈酸酯、L-抗坏血酸四异棕榈酸酯(L-ascorbyl tetraisopalmitate)、抗坏血酸异棕榈酸酯、异抗坏血酸(erythorbic acid)、异抗坏血酸磷酸酯、异抗坏血酸棕榈酸酯、抗坏血酸四异棕榈酸酯(erythorbyltetraisopalmitate)以及这些酸的盐等。
碳数为1~30的脂肪族胺可列举:碳数为1~6的烷基胺、碳数为2~6的烷醇胺、碳数为2~5的烷二胺、碳数为4~10的环状胺、碳数为3~15的脒(amidine)化合物、以及碳数为4~30的多(n=2~5)伸烷基(碳数为2~6)多(n=3~6)胺等。
碳数为1~6的烷基胺可列举:单烷基胺{甲胺、乙胺、丙胺、异丙胺、丁胺、以及己胺等}、以及碳数为2~6的二烷基胺{二甲胺、乙基甲胺、丙基甲胺、丁基甲胺、二乙胺、丙基乙胺、以及二异丙胺等}。
碳数为2~6的烷醇胺可列举:单乙醇胺、二乙醇胺、三乙醇胺、二甲基胺基乙醇、二乙基胺基乙醇、N-甲基-二乙醇胺、2-胺基-2-甲基-1-丙醇、N-(胺基乙基)乙醇胺、N,N-二甲基-2-胺基乙醇、以及2-(2-胺基乙氧基)乙醇等。
碳数为2~5的烷二胺可列举:乙二胺、丙二胺、1,3-丙二胺、1,4-丁二胺、以及1,6-己二胺等。
碳数为4~10的环状胺可列举:哌啶(piperidine)、哌嗪(piperazine)、以及1,4-二氮杂双环[2.2.2]辛烷(DABCO)等。
碳数为3~15的脒化合物可列举:1,8-二氮杂双环[5.4.0]-7-十一烯(DBU)、1,5-二氮杂双环[4.3.0]-5-壬烯(DSN)等。
碳数为4~30的多(n=2~5)伸烷基(碳数为2~6)多(n=3~6)胺可列举:二乙三胺、三乙四胺、四乙五胺、六甲七胺、亚胺基双丙胺、双(六亚甲基)三胺、以及五乙六胺等。
芳香族有机还原剂(C-1b)可列举:碳数为7~12的芳香族醛、碳数为6~9的芳香族胺、以及碳数为6~30的酚化合物等。
碳数为7~12的芳香族醛可列举:苯甲醛(benzaldehyde)、以及桂皮醛(cinnamaldehyde)等。
碳数为6~9的芳香族胺可列举:对苯二胺、以及对胺基苯酚等。
碳数为6~30的酚化合物可列举一元酚(monohydric phenol)以及多酚(polyphenol)。一元酚可列举:3-羟基黄酮(3-hydroxy flavone)、以及生育酚(tocopherol)(α-、β-、γ-、δ-、ε-或η-生育酚等)等。多酚可列举:3,4,5-三羟基苯甲酸、邻苯二酚(pyroca techol)、间苯二酚(resorcinol)、对苯二酚(hydroquinone)、萘间二酚(naphthoresorcinol)、邻苯三酚(pyrogallol)以及间苯三酚(phloroglucinol)等。
其他有机还原剂(C-1c)可列举:磷系还原剂(例如,三-2-羧基乙基膦等)、硼烷系错合物(例如,硼烷-第三丁胺错合物、硼烷-N,N-二乙基苯胺错合物以及硼烷-三甲胺错合物等)、硫醇系还原剂(例如,L-半胱胺酸(L-cysteine)以及胺基乙硫醇等)、以及羟胺系还原剂{例如,羟胺以及二乙基羟胺等)等。另外,后文中作为(F3)及(F4)而例示的糖类及糖醇也具有作为有机还原剂的效果。
无机还原剂(C-2)可列举:硫的含氧酸类{例如,亚硫酸(盐)、二亚硫酸(盐)、二亚硫磺酸(盐)、硫代硫酸(盐)、二硫磺酸(盐)、多硫磺酸(盐)等}、磷的含氧酸类{例如,亚磷酸(盐)、亚磷酸氢酸(盐)、次磷酸(盐)等}、其他无机还原剂(硫酸亚铁、氯化锡、氰基硼氢化钠(sodiumcyanoborohydride)以及硼氢化钠等)等。
形成这些还原剂(C)的盐可使用与上述(A-2)中的示例相同的盐。
就控制清洁剂的蚀刻性以及防止清洁剂中的离子造成基板再次污染的观点而言,这些还原剂(C)中较好的是碳数为1~12的醛类、碳数为6~9的还原酮类、碳数为1~30的脂肪族胺、硫醇系还原剂、硫的含氧酸类及磷的含氧酸类,更好的是甲醛、L-抗坏血酸(盐)、异抗坏血酸(isoascorbicacid)(盐)、异抗坏血酸(erythorbic acid)(盐)、单乙醇胺、二乙醇胺、N-甲基-二乙醇胺、L-半胱胺酸、胺基乙硫醇、亚硫酸(盐)、二亚硫酸(盐)、二亚硫磺酸(盐)、硫代硫酸(盐)、亚磷酸(盐)、亚磷酸氢酸(盐)以及次磷酸(盐),特别好的是L-抗坏血酸(盐)、L-半胱胺酸、亚硫酸(盐)、二亚硫磺酸(盐)、亚磷酸(盐)、亚磷酸氢酸(盐)以及次磷酸(盐)。
对(C)形成盐时的对离子并无特别限制,可使用与上述(A-2)中的示例相同的对离子。
而且,(C)可单独使用,也可并用两种或两种以上。
当本发明的清洁剂含有还原剂(C)时,基于清洁剂的有效成分的重量,还原剂(C)的含量较好的是小于等于60%,更好的是1%~50%,特别好的是2%~40%。
该范围的含量就控制基板的蚀刻性方面而言较佳。
碱性成分(D)可列举:通式(1)所表示的四级铵盐(D-1)、氨(D-2)、上述的脂肪族有机还原剂(C-1a)中所例示的碳数为1~30的脂肪族胺(D-3)、无机碱(D-4)以及这些成分的混合物。另外,碳数为1~10的脂肪族胺(D-3)具有作为还原剂的效果以及作为碱性成分的效果这两种效果。
式中,R1、R2、R3及R4分别独立表示碳数为1~24的烷基或以-(R5O)r-H表示的基团,R5表示碳数为2~4的伸烷基,r表示1~6的整数。
碳数为1~24的烷基可列举:甲基、乙基、丙基、丁基、戊基、己基、庚基、辛基、壬基、癸基、十一烷基、十二烷基、十三烷基、十四烷基、十五烷基、十六烷基、十七烷基、十八烷基、十九烷基、二十烷基、二十一烷基、二十二烷基、二十三烷基以及二十四烷基等。碳数为2~4的伸烷基可列举:伸乙基、伸丙基以及伸丁基等。r较好的是1~3。
四级铵盐(D-1)的具体例可列举:四甲基氢氧化铵、三甲基乙基氢氧化铵、四乙基氢氧化铵、三乙基甲基氢氧化铵、四丙基氢氧化铵、四丁基氢氧化铵、四戊基氢氧化铵、四己基氢氧化铵、三甲基乙基氢氧化铵及四乙基氢氧化铵、羟基乙基三甲基氢氧化铵、羟基乙基三乙基氢氧化铵、二羟基乙基二甲基氢氧化铵、三羟基乙基甲基氢氧化铵等。
无机碱(D-4)可列举:氢氧化锂、氢氧化钠以及氢氧化钾等。
就清洁性的观点而言,(D)中较好的是四级铵盐(D-1)以及碳数为1~30的脂肪族胺(D-3),更好的是四甲基氢氧化铵、三甲基乙基氢氧化铵、四乙基氢氧化铵、三乙基甲基氢氧化铵、单乙醇胺、二乙醇胺、三乙醇胺、N-甲基-二乙醇胺、DBU、DBN以及并用这些碱性成分。
当本发明的清洁剂含有碱性成分(D)时,就清洁性的观点等而言,基于本发明的清洁剂的有效成分的重量,(D)的含量较好的是小于等于40%,更好的是2%~30%,特别好的是3%~25%。
本发明的清洁剂较好的是含有选自以螯合剂(B)、还原剂(C)及碱性成分(D)所组成的族群中的一种或一种以上,更好的是并用(B)与(C),或并用(B)、(C)及(D)。
当本发明的清洁剂含有螯合剂(B)及还原剂(C)时,螯合剂(B)及还原剂(C)的含量的较佳范围是,基于界面活性剂(A)的重量,螯合剂(B)为0.1%~60%,且还原剂(C)为0.1%~20%,更好的是螯合剂(B)为1%~33%,且还原剂(C)为0.5%~13%,特别好的是螯合剂(B)为3%~27%,且还原剂(C)为1%~8%。
本发明的清洁剂中除了界面活性剂(A)、水、螯合剂(B)、还原剂(C)及碱性成分(D)以外,也可在不损及本发明的清洁剂的效果的范围内,更含有选自以分散剂(E)、三元或三元以上的多元醇(F)、水溶性有机溶剂(G)以及其他添加剂(H)所组成的族群中的一种或一种以上成分。
分散剂(E)可列举先前以来所使用的微粒的分散剂,例如,多糖类及其衍生物(羟基乙基纤维素、阳离子化纤维素、羟基甲基纤维素、羟基丙基纤维素、古亚胶(guar gum)、阳离子化古亚胶、三仙胶(xanthan gum)、海藻酸盐(alginate)、阳离子化淀粉等);聚乙烯醇(poval)以及磷酸酯{植酸(phytic acid)、二(聚氧乙烯)烷基醚磷酸、三(聚氧乙烯)烷基醚磷酸等}等。另外,上述高分子型阴离子性界面活性剂(A-2a)也具有作为分散剂的效果。
当本发明的清洁剂含有这些分散剂(E)时,基于本发明的清洁剂的有效成分的重量,这些分散剂(E)的含量较好的是小于等于10%,更好的是小于等于8%,特别好的是小于等于5%。
三元或三元以上的多元醇(F)可列举以下的(F1)~(F5)等。
(F1)脂肪族多元醇(甘油、三羟甲基乙烷、三羟甲基丙烷、季戊四醇等);
(F2)(F1)的脱水缩合物(二甘油、三甘油、四甘油、五甘油等);
(F3)糖类,例如单糖类{戊糖(阿拉伯糖(arabinose)、木糖(xylose)、核糖(ribose)、木酮糖(xylulose)、核酮糖(ribulose)等)、己糖(葡萄糖(glucose)、甘露糖(mannose)、半乳糖(galactose)、果糖(fructose)、山梨糖(sorbose)、塔格糖(tagatose)等)、庚糖(景天庚酮糖(sedoheptulose)等)等}、二糖类(海藻糖(trehalose)、蔗糖(saccharose)、麦芽糖(maltose)、纤维双糖(cellobiose)、龙胆二糖(gentiobiose)、乳糖(lactose)等)、以及三糖类(棉子糖(raffinose)、麦芽三糖(maltotriose)等)等;
(F4)糖醇(阿拉伯糖醇(arabitol)、核糖醇(adonitol)、木糖醇(xylitol)、山梨糖醇(sorbitol)、甘露糖醇(mannitol)、半乳糖醇(dulcitol)等);
(F5)三苯酚(三苯酚PA等);
以及上述(F1)~(F5)的环氧烷(碳数为2~4)加成物(加成莫耳数为1莫耳~7莫耳)等。
而且,三元或三元以上的多元醇(F)可单独使用,也可并用两种或两种以上。
就防止基板受到腐蚀的效果较大的方面而言,三元或三元以上的多元醇(F)中,较好的是(F1)、(F2)、(F3)及(F4),更好的是甘油、蔗糖及山梨糖醇。
当本发明的清洁剂含有三元或三元以上的多元醇(F)时,基于清洁剂的有效成分的重量,该三元或三元以上的多元醇(F)的含量较好的是小于等于30%,更好的是小于等于20%,特别好的是小于等于10%。
水溶性有机溶剂(G)可列举在20℃下在水中的溶解度(g/100g的H2O)大于等于3、较好的是大于等于10的有机溶剂。
例如可列举:亚砜{二甲基亚砜、环丁砜(sulfolane)、丁基砜、3-甲基环丁砜、2,4-二甲基环丁砜等};砜{二甲基砜、二乙基砜、双(2-羟基乙基)砜等};酰胺{N,N-二甲基甲酰胺、N-甲基甲酰胺、N,N-二甲基乙酰胺、N,N-二甲基丙酰胺等};内酰胺{N-甲基-2-吡咯烷酮(N-methyl-2-pyrrolidone)、N-乙基-2-吡咯烷酮、N-羟基甲基-2-吡咯烷酮等};内酯{β-丙内酯(β-propiolactone)、β-丁内酯、γ-丁内酯、γ-戊内酯、δ-戊内酯等};醇{甲醇、乙醇、异丙醇等};二醇及二醇醚{乙二醇、乙二醇单甲醚、三乙二醇单甲醚、乙二醇单乙醚、二乙二醇、二乙二醇单甲醚、二乙二醇单乙醚、二乙二醇单丁醚、二乙二醇单己醚、丙二醇、丙二醇单甲醚、二丙二醇单甲醚、1,3-丁二醇、二乙二醇二甲醚、二乙二醇二乙醚、三乙二醇二甲醚、三乙二醇二乙醚等};恶唑烷酮(N-甲基-2-恶唑烷酮(N-methyl-2-oxazolidinone)、3,5-二甲基-2-恶唑烷酮等);腈(乙腈(acetonitrile)、丙腈、丁腈、丙烯腈、甲基丙烯腈、苄腈(benzonitrile)等);碳酸酯(碳酸乙二酯、碳酸丙二酯等);酮(丙酮、二乙基酮、苯乙酮、甲基乙基酮、环己酮、环戊酮、二丙酮醇等);环状醚(四氢呋喃、四氢吡喃等)等。
而且,上述水溶性有机溶剂(G)可单独使用,也可并用两种或两种以上。
就清洁性以及防止清洁剂中的成分残留在电子材料表面的观点等而言,上述水溶性有机溶剂(G)中较好的是二醇及二醇醚,更好的是乙二醇单甲醚、二乙二醇单甲醚、三乙二醇单甲醚、二乙二醇单丁醚以及二乙二醇单己醚。
当本发明的清洁剂含有水溶性有机溶剂(G)时,基于清洁剂的有效成分的重量,该水溶性有机溶剂(G)的含量较好的是小于等于80%,更好的是小于等于50%,特别好的是小于等于20%。
其他添加剂(H)可列举:抗氧化剂、防锈剂、pH值调整剂、缓冲剂、消泡剂、防腐剂以及增溶剂(hydrotropic agent)等。
抗氧化剂可列举:酚系抗氧化剂{2,6-二第三丁基苯酚、2-第三丁基-4-甲氧基苯酚、2,4-二甲基-6-第三丁基苯酚等};胺系抗氧化剂{单辛基二苯基胺、单壬基二苯基胺等单烷基二苯基胺;4,4′-二丁基二苯基胺、4,4′-二戊基二苯基胺等二烷基二苯基胺;四丁基二苯基胺、四己基二苯基胺等多烷基二苯基胺;α-萘基胺、苯基-α-萘基胺等萘基胺等};硫系化合物{酚噻嗪(phenothiazine)、季戊四醇-四(3-月桂基硫代丙酸酯)、双(3,5-第三丁基-4-羟基苄基)硫醚等};磷系抗氧化剂{双(2,4-二第三丁基苯基)季戊四醇二亚磷酸酯、亚磷酸苯基二异癸酯、亚磷酸二苯基二异辛酯、亚磷酸三苯基酯}等。
这些抗氧化剂可单独使用,也可并用两种或两种以上。
防锈剂可列举:苯并三唑(benzotriazole)、甲苯三唑(tolyltriazole)、具有碳数为2~10的烃基的苯并三唑、苯并咪唑(benzimidazole)、具有碳数为2~20的烃基的咪唑、具有碳数为2~20的烃基的噻唑(thiazole)、2-巯基苯并噻唑等含氮有机防锈剂;十二烯基丁二酸半酯、十八烯基丁二酸酐、十二烯基丁二酸酰胺等烷基或烯基丁二酸;山梨醇酐单油酸酯(sorbitan monooleate)、甘油单油酸酯、季戊四醇单油酸酯等多元醇部分酯等。
这些防锈剂可单独使用,也可并用两种或两种以上。
pH值调整剂可列举无机酸(盐酸、硫酸、硝酸、胺磺酸(sulfamic acid)以及磷酸等)、上述所例示的无机碱(D-4)等,这些pH值调整剂可单独使用,也可并用两种或两种以上。
缓冲剂可使用具有缓冲作用的有机酸或无机酸、及/或这些有机酸或无机酸的盐。
有机酸可列举上述脂肪族有机还原剂(C-1a)中所例示的碳数为1~12的有机酸类等,无机酸例如可列举磷酸、硼酸等。另外,这些酸的盐可列举与上述阴离子性界面活性剂(A-2)中的示例相同的盐。
这些缓冲剂可单独使用,也可并用两种或两种以上。
消泡剂可列举:硅酮(silicone)消泡剂{以二甲基硅酮(dimethylsilicone)、氟硅酮、聚醚硅酮等作为构成成分的消泡剂等}等。这些消泡剂可单独使用,也可并用两种或两种以上。
防腐剂可列举:三嗪(triazine)衍生物{六氢-1,3,5-三(2-羟基乙基)-均三嗪等}、异噻唑啉(isothiazoline)衍生物{1,2-苯并异噻唑啉-3-酮、2-甲基-4-异噻唑啉-3-酮、5-氯-2-甲基-4-异噻唑啉-3-酮等}、吡啶(pyridine)衍生物{吡啶、2-吡啶硫醇-1-氧化物(盐)等}、吗啉(morpholine)衍生物{4-(2-硝基丁基)吗啉、4,4-(2-乙基-2-硝基三亚甲基)二吗啉等}、苯并咪唑衍生物{2-(4-噻唑基)苯并咪唑等}、其他防腐剂{聚[氧乙烯(二甲基亚胺基)伸乙基(二甲基亚胺基)伸乙基]二氯化物、对氯-间二甲苯酚、苯氧基乙醇、苯氧基丙醇、乙酰氧基二甲基二氧陆圜、异丙基甲基苯酚、四氯间苯二甲腈(tetrachloroisophthalonitrile)、双溴乙酰氧基乙烷、3-碘-2-丙炔基丁基胺基甲酸酯、2-溴-2-硝基-1,3-丙二醇等}等。
这些防腐剂可单独使用,也可并用两种或两种以上。
增溶剂可列举间苯二酚以及水杨酸(盐)等。另外,这些酸的盐可列举与上述阴离子性界面活性剂(A-2)中的示例相同的盐。这些增溶剂可单独使用,也可并用两种或两种以上。另外,作为磺酸系界面活性剂(A-2b-1)而例示的甲苯磺酸(盐)、二甲苯磺酸(盐)以及异丙苯磺酸(盐)也具有作为增溶剂的效果。
当本发明的清洁剂含有其他添加剂(H)时,各添加剂的含量为,基于清洁剂的有效成分的重量,抗氧化剂、防锈剂、缓冲剂、防腐剂以及增溶剂较好的是小于等于10%,更好的是小于等于8%,特别好的是小于等于5%。而且,消泡剂的添加量较好的是小于等于2%,更好的是小于等于1.5%,特别好的是小于等于1%。另外,基于清洁剂的有效成分的重量,pH值调整剂较好的是小于等于90%,更好的是小于等于85%,特别好的是小于等于80%。而且,基于清洁剂的有效成分的重量,其他添加剂(H)的合计含量较好的是小于等于90%,更好的是小于等于85%,特别好的是小于等于80%。
另外,当上述螯合剂(B)~其他添加剂(H)间的组成相同而重复时,并非使用发挥与各成分相应的添加效果的量,而不关心该各成分作为其他成分的效果,而是须要也考虑到该各成分也可同时获得作为其他成分的效果,根据使用目的来调整该各成分的使用量。
就使用时的作业性或运输效率的观点而言,本发明的清洁剂的有效成分的浓度如上所述,通常为1%~100%,较好的是2%~50%。因此,本发明的清洁剂中的水的含量通常小于等于99%,较好的是50%~98%。
除了仅由界面活性剂(A)所构成的情况,本发明的清洁剂是将界面活性剂(A)、与选自以螯合剂(B)~其他添加剂(H)及水所组成的族群中的至少一种成分加以混合而制成,为了获得满足上述数式(1)的清洁剂,较好的是以如下所述的方法来制造。
(1)将界面活性剂(A)、或者使界面活性剂(A)与视需要的选自以螯合剂(B)~其他添加剂(H)及水所组成族群中的至少一种成分在常温~80℃下混合而成的混合物采集一部分,用水稀释至用作清洁液时的有效成分浓度,对稀释液的25℃下的pH值及氧化还原电位进行测定,确认pH值及氧化还原电位(V)满足数式(1)。
(2)当氧化还原电位不满足数式(1)时,添加例如螯合剂(B)、还原剂(C)及/或碱性成分(D)等使氧化还原电位降低的成分,来调整氧化还原电位,以使pH值及氧化还原电位满足数式(1)。
另外,在欲获得具有特定范围的pH值的清洁液时,除了上述操作以外,也利用以下的方法来调整pH值。
当上述(1)或(2)的操作中的pH值低于所需pH值的范围时,添加例如碱性成分(D)、其他添加剂(H)中的pH值调整剂及/或界面活性剂(A-2)等使pH值升高的成分,以将pH值调整至所需范围内。
当上述(1)或(2)的操作中的pH值高于所需pH值的范围时,添加例如螯合剂(B)、还原剂(C)、其他添加剂(H)中的pH值调整剂及/或缓冲剂等使pH值下降的成分,以将pH值调整至所需范围内。
对制造本发明的清洁剂时的混合溶解装置并无特别限定,可使用安装有搅拌叶片的搅拌混合装置、或安装有螺旋型叶片的搅拌混合装置等。
就防止金属污染的观点而言,基于清洁剂的有效成分的重量,本发明的清洁剂中的Na、K、Ca、Fe、Cu、Al、Pb、Ni及Zn原子的各金属含量较好的是小于等于20ppm,更好的是小于等于10ppm,特别好的是小于等于5ppm。
这些金属原子的含量的测定方法可利用公知的方法,例如原子吸光法(atomic absorption method)、感应耦合等离子体光谱分析法(inductively-coupled plasma spectrometry,ICP光谱分析法)以及ICP重量分析法。
本发明的第二发明即电子材料用清洁液是视需要用水将上述清洁剂加以稀释而用于清洁步骤的清洁液,其特征在于:有效成分浓度为0.01wt%~15wt%,且25℃下的pH值及氧化还原电位(V)[单位为mV,vsSHE]满足下述数式(1)。
V≤-38.7×pH值+550 (1)
本发明的清洁液中的成分以及氧化还原电位的测定方法等如上所述。
本发明的电子材料用清洁液尤其适合用作磁光盘基板、平面显示器基板及光罩基板等的清洁液,并且如上所述,针对各电子材料,本发明的电子材料用清洁液存在较佳的pH值范围。
就清洁剂对电子材料的润湿性的观点而言,本发明的清洁剂的表面张力(25℃)较好的是小于等于65mN/m,更好的是小于等于50mN/m,特别好的是小于等于40mN/m。本发明的表面张力可依据JIS K3362:1998的圆环法:对应于ISO 304来测定。
就防止颗粒再次附着性以及蚀刻性的观点而言,清洁液的导电率(mS/cm)较好的是0.2~10.0,更好的是0.5~5.0,特别好的是1.0~3.5。
本发明的第三发明即电子材料的清洁方法是在上述清洁液中对电子材料进行清洁的清洁方法,适合用作磁光盘基板(尤其是经实施Ni-P电镀的铝基板)、平面显示器基板、及光罩基板等的清洁方法。清洁对象物(污渍)可列举:油分(冷却剂(coolant)等)、来自人体的污渍(指纹、皮脂等)、塑化剂(邻苯二甲酸二辛酯等)、有机颗粒等有机物以及无机颗粒[研磨剂(例如,硅酸胶、氧化铝、氧化铈及钻石等)及研磨屑(玻璃屑)等]等无机物。
由于本发明的清洁方法的颗粒除去性极为优异,故而较好的是,在磁光盘基板(特别好的是磁光盘用玻璃基板、以及经实施Ni-P电镀的磁光盘用铝基板)、平面显示器基板及光罩基板的制造步骤中,进行旨在除去研磨剂、研磨屑及研削屑等颗粒的清洁步骤,更具体而言,较好的是将本发明的清洁方法用作研削步骤后的清洁步骤、研磨步骤后的清洁步骤及/或纹理化步骤后的清洁步骤中的清洁方法。
另外,为了防止空气中漂浮的污渍(颗粒及有机物污渍等)牢固地附着于基板表面,可在上述清洁步骤的前后将该基板浸渍于本发明的清洁液中。
当上述研磨步骤是使用氧化铝、硅酸胶、氧化铈或钻石中的任一种来作为研磨剂的研磨步骤时,特别容易发挥出本发明的清洁方法的效果。
本发明的清洁方法中的清洁方式,可列举选自以超声波清洁、喷淋清洁(shower cleaning)、喷雾清洁(spray cleaning)、毛刷清洁(brushcleaning)、浸渍清洁、浸渍摇动清洁及逐片式清洁所组成的族群中的至少一种清洁方式,在任一种方式下均容易发挥出本发明的清洁方法的效果。
就清洁性的观点而言,使用本发明的清洁剂来进行清洁时的清洁温度(℃)较好的是10℃~80℃,更好的是15℃~70℃,特别好的是20℃~60℃。
另外,水相对于以本发明的清洁方法而加以清洁的电子材料的接触角(25℃)较好的是小于等于20°,更好的是1°~15°,特别好的是2°~10°。若接触角在该范围内,则在藉由溅镀(sputtering)而形成磁性膜等时,可形成均匀的膜,就磁特性方面而言较佳。另外,接触角可使用例如全自动接触角仪[协和界面科学股份有限公司制造,PD-W]来测定。
就电子材料的表面平坦性的观点而言,以本发明的清洁方法加以清洁后的电子材料表面的表面粗糙度(Ra)较好的是小于等于0.5nm,更好的是0.001nm~0.3nm,特别好的是0.05nm~0.25nm。
另外,表面粗糙度(Ra)可使用精工电子纳米科技有限(SII NanoTechnology)公司制造的E-sweep,在下述条件下进行测定。
测定模式:DFM(间歇接触模式,tapping mode)
扫描区域:10μm×10μm
扫描线数:256条(在Y方向上扫描)
修正:有X,Y方向上的平坦修正
本发明的第四发明即电子材料的制造方法包含以上述清洁方法来对电子材料进行清洁的步骤,特别适合用作磁光盘基板、平面显示器基板及光罩基板的制造方法。
[实施例]
以下,藉由实施例来更详细地说明本发明,但是本发明并不限定于此。而且,只要无特别限定,则以下的份表示重量份。以上述方法的测定条件,利用GPC来测定聚合物的分子量。另外,实施例及比较例中所使用的超纯水的电阻率值大于等于18MΩ。
[制造例1]
在附有搅拌装置及温度控制装置的容积为1升的不锈钢制高压釜(autoclave)中,投入月桂醇200份(1.1莫耳份)、以及四甲基氢氧化铵(以下,简称为TMAH)的25%水溶液10份(0.027莫耳份),在100℃、小于等于4kPa的减压条件下脱水30分钟。然后一边将反应温度控制为100℃,一边以3小时滴加环氧乙烷(以下,简称为EO)430份(9.8莫耳份),之后,在100℃下进行3小时熟化,获得粗产物。将该粗产物在小于等于2.6kPa的减压条件下、150℃下保持2小时,分解并除去所残留的TMAH,获得非离子性界面活性剂即月桂醇的9莫耳EO加成物(A-1-1)630份。
[制造例2]
在附有搅拌装置及温度控制装置的容积为1升的不锈钢制高压釜中,投入月桂胺185份(1.0莫耳份)、以及25%的TMAH水溶液3.6份(0.01莫耳份),在100℃、小于等于4kPa的减压条件下脱水30分钟。然后一边将反应温度控制为100℃,一边以3小时滴加264份的EO(6.0莫耳份),之后,在100℃下进行3小时熟化,获得粗产物。将该粗产物在小于等于2.6kPa的减压条件下、150℃下保持2小时,分解并除去所残留的TMAH,获得非离子性界面活性剂即月桂胺的6莫耳EO加成物(A-1-2)445份。
[制造例3]
在附有搅拌装置及温度控制装置的容积为1升的不锈钢制高压釜中,投入枯基苯酚(cumylphenol)212份(1.0莫耳份)、以及25%的TMAH水溶液2.9份(0.008莫耳份),在100℃、小于等于4kPa的减压条件下脱水30分钟。然后一边将反应温度控制为100℃,一边以3小时滴加352份(8.0莫耳份)的EO,之后,在100℃下进行3小时熟化,获得粗产物。将该粗产物在小于等于2.6kPa的减压条件下、150℃下保持2小时,分解并除去所残留的TMAH,获得非离子性界面活性剂即枯基苯酚的8莫耳EO加成物(A-1-3)560份。
[制造例4]
在可进行温度调整及搅拌的反应容器中,加入异丙醇300份及超纯水100份,进行氮气置换后升温至75℃。然后在搅拌下,将丙烯酸的75%水溶液407份、以及二甲基-2,2′-偶氮二异丁酸酯的15%异丙醇溶液95份以3.5小时分别同时滴加至反应容器中。滴加结束后,在75℃下搅拌5小时,然后断续地向系统内加入超纯水,以使系统内不固化,馏去水与异丙醇的混合物,直至检测不出异丙醇为止。用DBU(约450份)来中和所获得的聚丙烯酸水溶液,直至pH值成为7为止,再用超纯水来调整浓度,藉此,获得阴离子性界面活性剂即聚丙烯酸DBU盐(A-2-1)的40%水溶液。另外,聚丙烯酸DBU盐(A-2-1)的Mw为10,000。
[制造例5]
在可进行温度调整及回流的附有搅拌装置的反应容器中投入二氯乙烯100份,在搅拌下进行氮气置换,然后升温至90℃为止,使二氯乙烯回流。接着将苯乙烯120份、以及预先在二氯乙烯20份中溶解有2,2′-偶氮二异丁腈1.7份的起始剂溶液以6小时分别同时滴加于反应容器内,滴加结束后,再聚合1小时。聚合后,于氮气密封下冷却至20℃,然后一边将温度控制为20℃,一边以10小时滴加无水硫酸105份,滴加结束后,再进行3小时砜化(sulfone)反应。反应之后,馏去溶剂而进行固化,然后加入超纯水345份加以溶解,获得聚苯乙烯磺酸水溶液。接着用25%的TMAH水溶液(约400份)来中和所获得的聚苯乙烯磺酸水溶液,直至pH值成为7为止,再用超纯水来调整浓度,藉此,获得阴离子性界面活性剂即聚苯乙烯磺酸TMAH盐(A-2-2)的40%水溶液。另外,聚苯乙烯磺酸TMAH盐(A-2-2)的Mw为40,000,砜化率为97%。
[制造例6]
在附有搅拌装置的反应容器中加入萘磺酸21份及超纯水10份,在80℃下以3小时滴加37%甲醛8份。滴加结束后,升温至105℃反应25小时,然后冷却至室温(约25℃),接着一边在水浴中调整为25℃一边徐徐添加DBU,以将pH值调整为6.5(使用约15份DBU)。加入超纯水而将固形分调整为40%,获得阴离子性界面活性剂即萘磺酸福马林缩合物的DBU盐(A-2-3)的40%水溶液。另外,萘磺酸福马林缩合物的DBU盐(A-2-3)的Mw为5,000。
[制造例7]
除了使用由丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸227份、丙烯酸78份及超纯水131份所形成的70%单体水溶液436份,来代替丙烯酸的75%水溶液407份以外,与制造例4同样地在聚合后馏去水与异丙醇的混合物,直至检测不出异丙醇为止,获得丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸/丙烯酸共聚物水溶液。然后一边将所获得的丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸/丙烯酸共聚物水溶液调整为25℃,一边徐徐添加DBU,以将pH值调整为6.5(使用约280份DBU),再用超纯水来调整浓度,藉此,获得阴离子性界面活性剂即丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸/丙烯酸共聚物DBU盐(A-2-4)的40%水溶液。另外,上述共聚物DBU盐(A-2-4)的Mw为8,000。
[制造例8]
除了使用由甲基丙烯酰氧基聚氧乙烯硫酸酯钠盐的50%水溶液[三洋化成股份有限公司制造,ELEMINOL RS-30]320份以及丙烯酸145份所形成的65%单体水溶液465份,来代替丙烯酸的75%水溶液407份以外,与制造例4同样地在聚合后馏去水与异丙醇的混合物,直至检测不出异丙醇为止,获得甲基丙烯酰氧基聚氧乙烯硫酸酯钠盐/丙烯酸共聚物水溶液。然后用超纯水来稀释所获得的共聚物水溶液,以使固形分浓度成为10%之后,使用阳离子交换树脂「Amberlite IR-120B」(Organo股份有限公司制造)来除去溶液中的钠离子,直至溶液中的钠离子小于等于1ppm为止。另外,钠含量是使用ICP光谱分析装置(瓦里安(VARIAN)公司制造,Varian 730-ES)来测定的。然后一边将所获得的甲基丙烯酰氧基聚氧乙烯硫酸酯/丙烯酸共聚物调整为25℃,一边用25%的TMAH水溶液(约600份)来中和该甲基丙烯酰氧基聚氧乙烯硫酸酯/丙烯酸共聚物,直至pH值成为7为止,再用超纯水来调整浓度,藉此,获得阴离子性界面活性剂即甲基丙烯酰氧基聚氧乙烯硫酸酯/丙烯酸酸共聚物TMAH盐(A-2-5)的10%水溶液。另外,上述共聚物TMAH盐(A-2-5)的Mw为9,000。
[制造例9]
将辛基苯磺酸136份及超纯水245份加入至1L的烧杯(beaker)中,使辛基苯磺酸溶解直至溶液变得均匀。然后用DBN(约65份)来中和所获得的辛基苯磺酸水溶液,直至pH值成为7为止,再用超纯水来调整浓度,藉此,获得阴离子性界面活性剂即辛基苯磺酸DBN盐(A-2-6)的40%水溶液。
[制造例10]
将2-乙基己酸144份及超纯水300份加入至1L的烧杯中,使2-乙基己酸溶解直至溶液变得均匀。然后用二乙醇胺(约105份)来中和所获得的2-乙基己酸水溶液,直至pH值成为7为止,再用超纯水来调整浓度,藉此,获得阴离子性界面活性剂即2-乙基己酸二乙醇胺盐(A-2-7)的40%水溶液。
[制造例11]
在附有搅拌装置及温度控制装置的玻璃制反应装置中,投入2-乙基己醇256份,在搅拌下冷却至0℃为止,然后一边将系统内温度保持为0℃,一边以3小时滴加氯磺酸229份,获得硫酸酯。然后用48%氢氧化钾水溶液(约230份)进行中和,直至pH值成为7为止,再用超纯水调整浓度,藉此,获得阴离子性界面活性剂的2-乙基己醇硫酸酯钾盐(A-2-8)的40%水溶液。
[实施例1~实施例56]、[比较例1~比较例8]
在1L的烧杯中、室温(约20℃)下,将表1~表8所记载的各成分以表1~表8所记载的调配份数而均匀搅拌、混合,制作实施例1~实施例56及比较例1~比较例8的清洁剂,将实施例1~实施例26及比较例1~比较例5的清洁剂直接以此浓度(稀释倍率为1)作为清洁液来加以评价,将实施例27~实施例56及比较例6~比较例8的清洁剂用超纯水稀释至10倍而作为清洁液,根据以下的评价方法来进行评价。结果示于表1~表8中。
另外,表中所记载的超纯水以外的各成分的调配份数是进行有效成分换算所得的值。另外,表中所记载的超纯水的量包含制造例1~制造例11中所得的界面活性剂及TMAH水溶液中的超纯水。
另外,表1~表8中的螯合剂(B)、还原剂(C)、碱性成分(D)以及水溶性有机溶剂(G)的简称如下。
EDTA:乙二胺四乙酸
HEDP:1-羟基亚乙基-1,1-二膦酸
HMP:六偏磷酸钠
AA:抗坏血酸
Cys:L-半胱胺酸
次磷酸一钠:次磷酸单钠盐
MDEA:N-甲基二乙醇胺
TMAH:四甲基氢氧化铵
DEA:二乙醇胺
DBU:1,8-二氮杂双环[5.4,0]-7-十一烯
DEG-B:二乙二醇单丁醚
使用pH值测量仪(堀场制作所公司制造,M-12)来测定所获得的清洁液在25℃下的pH值。以上述方法测定氧化还原电位及表面张力。并且,藉由以下的方法来评价清洁性-1~清洁性-6、表面平坦性-1~表面平坦性-3、蚀刻性-1~蚀刻性-3、接触角-1~接触角-3以及分散性。
<清洁性评价-1>
使用作为研磨剂的市售硅酸胶浆料(粒径约为30nm)以及研磨布,对3.5英寸的经实施Ni-P电镀的磁光盘用基板进行研磨之后,用超纯水冲洗表面,并用氮气吹拂表面,藉此制作污染基板。将以上所制备的各清洁液取1,000份置于1L的玻璃制烧杯中,然后将所制备的污染基板浸渍于该清洁液中,在超声波清洁机(200kHz)内、30℃下清洁5分钟。清洁后取出基板,用超纯水充分冲洗,然后用氮气吹拂基板以使基板干燥,依据下述评价基准,使用微分干涉显微镜(differential interferencemicroscope)(尼康(Ni kon)公司制造,OPTIPHOT-2,倍率为400倍)来评价基板表面的清洁性。另外,为了防止受到空气污染,本评价是在洁净度(class)为1,000(FED-STD-209D,美国联邦标准,1988)的无尘室内实施的。
◎:可几乎完全除去。
○:可大致清洁。
△:残留有少许粒子。
×:几乎无法清洁。
<清洁性评价-2>
除了使用市售的氧化铝浆料(粒径约为0.4μm)来作为研磨剂以外,与清洁性评价-1同样地进行评价。
<清洁性评价-3>
使用作为研磨剂的市售氧化铈浆料(粒径约为100nm)以及研磨布,来对2.5英寸的磁光盘用玻璃基板进行研磨,之后用超纯水冲洗表面,并用氮气吹拂表面,藉此制作污染基板,除此以外,与清洁性评价-1同样地进行评价。
<清洁性评价-4>
除了使用市售的硅酸胶浆料(粒径约为30nm)来作为研磨剂以外,与清洁性评价-3同样地进行评价。
<清洁性评价-5>
在市售的玻璃基板(康宁(Corning)公司制造,玻璃板#1737,10cm×10cm)上,散布将玻璃板切断(断裂)时的玻璃粉5mg,在105℃的加热板(hot plate)(PMC Industries公司制造,数位加热板系列730)上加热1小时,使用由此所得的基板作为污染基板,除此以外,与清洁性评价-1同样地进行评价。
<清洁性评价-6>
在70℃的加热板(PMC Industries公司制造,数位加热板系列730)上,以1分钟将作为样品污染物质的正三十酸(东京化成工业公司制造)10mg熔着于市售的玻璃基板(Corning公司制造,玻璃板#1737,10cm×10cm)上,藉此制备污染基板。然后取清洁液100g置于200ml的玻璃制烧杯中,将所制备的污染基板浸渍于清洁液中,在超声波清洁机(200kHz)内、30℃下清洁5分钟。清洁后取出基板,用超纯水充分冲洗,然后用氮气吹拂基板以使基板干燥,依据与上述清洁性评价-1相同的评价基准,使用微分干涉显微镜(Nikon公司制造,OPTIPHOT-2,倍率为400倍)来评价基板表面的清洁性。另外,为了防止受到空气污染,本评价是在洁净度为1,000(FED-STD-209D,美国联邦标准,1988)的无尘室内实施的。
<表面平坦性-1>
将各清洁液取10ml置于20ml的玻璃制容器中,并将温度调整为30℃,然后,放入将经实施Ni-P电镀的磁光盘用铝基板切割成2cm×2cm的大小所得的基板,在30℃下浸渍20分钟,以此来进行清洁。清洁后,使用小镊子(pincette)取出基板,用超纯水充分冲洗而除去清洁液,之后,在室温下(25℃)用氮气吹拂基板以使基板干燥。然后使用原子力显微镜(atomic force microscope)(SII Nano Technology股份有限公司制造,E-Sweep)来测定经干燥的基板表面的表面粗糙度(Ra),评价表面平坦性。另外,试验前基板的表面粗糙度(Ra)为0.25nm。
<表面平坦性-2>
将各清洁液取10ml置于20ml的玻璃制容器中,并将温度调整为30℃,然后,放入将磁光盘用玻璃基板切割成1cm×1cm的大小所得的基板,在30℃下浸渍20分钟,以此来进行清洁。清洁后,使用小镊子取出基板,用超纯水充分冲洗而除去清洁液,之后,在室温下(25℃)用氮气吹拂基板以使基板干燥。然后使用原子力显微镜(SII Nano Technology股份有限公司制造,E-Sweep)来测定经干燥的基板表面的表面粗糙度(Ra),评价表面平坦性。另外,试验前基板的表面粗糙度(Ra)为0.20nm。
<表面平坦性-3>
将各清洁液取10ml置于20ml的玻璃制容器中,并将温度调整为30℃,然后放入将市售的玻璃基板(Corning公司制造,玻璃板#1737,10cm×10cm)切割成1cm×1cm的大小所得的基板,在30℃下浸渍20分钟,以此来进行清洁。清洁后,使用小镊子取出基板,用超纯水充分冲洗而除去清洁液,之后,在室温下(25℃)用氮气吹拂基板以使基板干燥。然后使用原子力显微镜(SII Nano Technology股份有限公司制造,E-Sweep)来测定经干燥的基板表面的表面粗糙度(Ra),评价表面平坦性。另外,试验前基板的表面粗糙度(Ra)为0.50nm。
<蚀刻性-1>
将各清洁液取100份置于1L的聚丙烯制容器中,在该容器中放入一片3.5英寸的经实施Ni-P电镀的磁光盘用铝基板,在容器上部覆盖聚偏二氯乙烯制膜而将容器密封,以使水分不蒸发,然后在温度调整为23℃的室内静置12小时。静置后,采集各清洁液,使用ICP光谱分析装置(VARIAN公司制造,Varian 730-ES)来测定清洁液中的Ni含量。而且,也预先以相同的方式对试验前的各清洁液进行了Ni含量测定,求出其中的差,藉此求得试验中所溶出的Ni含量(ppm)。该溶出的Ni含量越多,则蚀刻性越高。
<蚀刻性-2>
将各清洁液取100份置于1L的聚丙烯制容器中,在该容器中放入一片2.5英寸的磁光盘用玻璃基板,在容器上部覆盖聚偏二氯乙烯制膜而将容器密封,以使水分不蒸发,然后在温度调整为23℃的室内静置12小时。静置后,采集各清洁液,使用ICP光谱分析装置(VARIAN公司制造,Varian 730-ES)来测定清洁液中的Si含量。而且,也预先以相同的方式对试验前的各清洁液进行了Si含量测定,求出其中的差,藉此求得试验中所溶出的Si含量(ppb)。该溶出的Si含量越多,则蚀刻性越高。
<蚀刻性-3>
将各清洁液取10份置于50ml的聚丙烯制容器中,并将温度调整为50℃,之后放入将市售的玻璃基板(Corning公司制造,玻璃板#1737,10cm×10cm)切割成2cm×2cm的大小所得的基板,在50℃下浸渍、静置24小时之后,采集清洁液,使用ICP光谱分析装置(VARIAN公司制造,Varian730-ES)来测定清洁液中的Si含量。而且,也预先以相同的方式对试验前的清洁液进行了Si含量测定,求出其中的差,藉此求得试验中所溶出的Si含量(ppb)。该溶出的Si含量越多,则蚀刻性越高。
<接触角测定-1>
对在上述清洁性试验-1中经评价的基板,立即使用全自动接触角仪[协和界面科学股份有限公司制造,PD-W]来测定该基板相对于水的接触角(25℃、1秒后)。
<接触角测定-2>
对在上述清洁性试验-3中经评价的基板,立即使用全自动接触角仪[协和界面科学股份有限公司制造,PD-W]来测定该基板相对于水的接触角(25℃、1秒后)。
<接触角测定-3>
对在上述清洁性试验-5中经评价的基板,立即使用全自动接触角仪[协和界面科学股份有限公司制造,PD-W]来测定该基板相对于水的接触角(25℃、1秒后)。
<分散性评价>
将各清洁液取30份置于50ml的玻璃制容器中,在该容器中添加上述清洁性评价-4中所使用的市售硅酸胶浆料(粒径约为30nm)0.3份,使用磁搅拌器(magnetic stirrer)搅拌1分钟。静置5分钟之后,使用动态光散射式粒径分布测定装置[堀场制作所股份有限公司制造,LB-550V]测定粒径(中值粒径)。粒径越小则分散性越优异。
[表1]
[表2]
[表3]
[表4]
[表5]
[表6]
[表7]
[表8]
由表1~表8的结果可知,本发明的清洁剂对附着于各种基板表面的颗粒的除去性极其优异。而且,由蚀刻性试验结果可知,本发明的清洁剂具有适度的蚀刻性,且几乎不会使清洁后的基板表面的平坦性产生变化,因此在清洁时无须担心会使基板表面变得粗糙,即便是对牢固地附着于基板表面的颗粒也非常有效。另外也可知,由于本发明的清洁剂可降低水相对于清洁后的基板表面的接触角,故而也可发挥出能够实现极其清洁的基板表面等效果。
由于本发明的清洁剂的颗粒清洁性优异,故而可较好地用作下述电子材料用清洁剂:磁光盘基板(基础基板(substrate board)、磁光盘及磁头(magnetic head)等)、平面显示器基板(液晶面板用基板、彩色滤光片基板(color filter board)、阵列基板(array board)、等离子体显示器(plasma display)用基板及有机电致发光(electroluminescence,EL)显示器用基板等)、光罩基板、硅晶圆(silicon wafer)、光学透镜(opticallens)、印刷电路板(printed circuit board)、光通信用缆线(cable)、发光二极管(light-emitting diode,LED)、太阳电池用基板及晶体振荡器(crystal oscillator)等。
Claims (17)
1.一种电子材料用清洁剂,其含有界面活性剂(A),该清洁剂的特征在于:在用作清洁液时的有效成分浓度下、25℃下的pH值及氧化还原电位(V)[单位为mV,vsSHE]满足下述数式(1):
V≤-38.7×pH值+550 (1)。
2.根据权利要求1所述的电子材料用清洁剂,其中该清洁剂在用作清洁液时的有效成分浓度下、25℃下的pH值为1~13,上述电子材料为磁光盘用玻璃基板、平面显示器基板或光罩基板。
3.根据权利要求1所述的电子材料用清洁剂,其中该清洁剂在用作清洁液时的有效成分浓度下、25℃下的pH值为5~13,上述电子材料为磁光盘用铝基板。
4.根据权利要求1至3中任一权利要求所述的电子材料用清洁剂,其用作清洁液时的有效成分浓度为0.01wt%~15wt%。
5.根据权利要求4所述的电子材料用清洁剂,其中上述界面活性剂(A)为阴离子性界面活性剂(A-2)、或者阴离子性界面活性剂(A-2)与非离子性界面活性剂(A-1)的混合物。
6.根据权利要求2或3所述的电子材料用清洁剂,更含有选自以螯合剂(B)、还原剂(C)及碱性成分(D)所组成的族群中的一种或一种以上。
7.根据权利要求6所述的电子材料用清洁剂,其中上述螯合剂(B)是选自以胺基多羧酸(B-1)、羟基羧酸(B-2)、膦酸(B-6)、缩合磷酸(B-7)及缩合磷酸(B-7)的盐所组成的族群中的一种或一种以上螯合剂。
8.根据权利要求6所述的电子材料用清洁剂,其中上述还原剂(C)是选自以碳数为1~12的醛类、碳数为6~9的还原酮类、碳数为1~30的脂肪族胺、硫醇系还原剂、硫的含氧酸类及磷的含氧酸类所组成的族群中的一种或一种以上还原剂。
9.一种电子材料用清洁液,其含有界面活性剂(A),该清洁液的特征在于:有效成分浓度为0.01wt%~15wt%,25℃下的pH值及氧化还原电位(V)[单位为mV,vsSHE]满足下述数式(1):
V≤-38.7×pH值+550 (1)。
10.根据权利要求9所述的电子材料用清洁液,其中上述pH值为1~13,上述电子材料为磁光盘用玻璃基板、平面显示器基板或光罩基板。
11.根据权利要求9所述的电子材料用清洁液,其中上述pH值为5~13,上述电子材料为磁光盘用铝基板。
12.一种电子材料的清洁方法,其是在根据权利要求9至11中任一项权利要求所述的清洁液中对电子材料进行清洁。
13.根据权利要求12所述的电子材料的清洁方法,其中以研削步骤后的清洁步骤、研磨步骤后的清洁步骤或纹理化步骤后的清洁步骤中的任一清洁步骤来对磁光盘基板、平面显示器基板或光罩基板进行清洁。
14.根据权利要求13所述的电子材料的清洁方法,其中上述研磨步骤是使用氧化铝、硅酸胶、氧化铈或钻石中的任一种作为研磨剂的研磨步骤及/或纹理化步骤。
15.根据权利要求12所述的电子材料的清洁方法,其中使用选自以超声波清洁、喷淋清洁、喷雾清洁、毛刷清洁、浸渍清洁、浸渍摇动清洁及逐片式清洁所组成的族群中的至少一种清洁方式来进行清洁。
16.根据权利要求12所述的电子材料的清洁方法,其中水相对于清后的基板的接触角(25℃)小于等于20°。
17.一种电子材料的制造方法,其包含以根据权利要求12所述的清洁方法来清洁电子材料的步骤。
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