JP2009206481A - 電子材料用洗浄剤及び洗浄方法 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】アニオン成分が一般式(1)で示されるアニオン性界面活性剤(A)と、炭素数6〜18のアルケン及び一般式(2)で示される有機溶剤からなる群から選ばれる1種以上の有機溶剤(B)と、アルカリ成分(C)とを含有してなり、前記(B)のSP値が6〜13であり、有効成分濃度0.1〜15%における25℃でのpHが10〜14であることを特徴とする電子材料用洗浄剤。
R1[−(OA1)a−Q- ]b (1)
R3[−(OA2)c−OH]d (2)
【選択図】なし
Description
これらのガラスカレットや有機物汚れ、研磨剤及び研磨屑に代表されるパーティクルは、基板表面に強固に付着しているため、これらを十分に除去するためには、基板又は研磨剤表面を僅かにエッチングし、パーティクルを液中に分散させ、更に液中に分散したパーティクルを基板表面に再付着しないようにする必要がある。しかし、特許文献−1で提案されている洗浄剤は、アルキルグルコシド、グリセリルエーテル及び炭化水素を含有する洗浄剤であり、有機汚れに対する除去性は期待できるが、ガラスカレットの除去性が不十分であり、更にアルカリ剤を含有することによりエッチングによるパーティクル除去が期待できるが、洗浄後の基板表面が荒れるという問題がある。また、特許文献−2では、特定の非イオン性界面活性剤、特定のグリコールエーテル化合物及び炭化水素を含有する洗浄剤と、炭化水素、特定のグリコールエーテル、アニオン性界面活性剤及びジメチルスルホキシドを含有する洗浄剤が提案されているが、前者の洗浄剤は、パーティクル除去の性能を向上させるために非イオン性界面活性剤を使用しており、界面活性剤成分が電子材料表面に残りやすいためリンス性が悪く、歩留り率が低下するという問題があり、また、後者の洗浄剤は、浸透性向上を目的として平均炭素数10〜20のスルホコハク酸型アニオン性界面活性剤等を含有しており、パーティクルの除去性に改善は見られるものの、起泡性が非常に高く、また泡切れ性に乏しいため、ハンドリング性に問題がある。また、特許文献−3で提案されている洗浄剤はフッ化水素及びオゾンを溶存した洗浄剤であり、基板表面に強固に付着したパーティクルをエッチングにより除去する効果は期待できるが、フッ素イオンを含むため排水処理に多大なコストがかかること、強いエッチング性を制御できないため、洗浄時に基板の平坦性を損ねるという問題がある。また、特許文献−4で提案されている洗浄剤はアニオン性界面活性剤を用いることで、パーティクルの再付着防止効果はある程度改善できるもののエッチング性がほとんど無いため、パーティクル除去性が不十分であり、洗浄性が十分でないという問題がある。
R1[−(OA1)a−Q- ]b (1)
[式中、R1は炭素数1〜10の炭化水素基、A1は炭素数2〜4のアルキレン基、Q-は−COO-、−OCH2COO-、−SO3 -、−OSO3 -又は−OPO2(OR2)-、R2は水素又は炭素数1〜10の炭化水素基、aは平均値であって0〜20、bは1〜6の整数、Q-が−COO-又は−SO3 -の場合aは0である。]
R3[−(OA2)c−OH]d (2)
[式中、R3は炭素数1〜12の炭化水素基、A2は炭素数2〜4のアルキレン基、cは平均値であって0〜20、dは1〜6の整数である。]
炭素数1〜10の直鎖の脂肪族炭化水素基としては、メチル基、エチル基、n−プロピル基、n−ブチル基、n−ペンチル基、n−ヘキシル基、n−ヘプチル基、n−オクチル基、n−ノニル基及びn−デシル基並びに炭素数2〜10のアルキレングリコール、グリセリン及びソルビトール等から水酸基を除いた残基等が挙げられる。
炭素数3〜10の分岐の脂肪族炭化水素基としては、イソプロピル基、イソ又はtert−ブチル基、イソ又はネオペンチル基、イソヘキシル基、イソヘプチル基、イソオクチル基、イソ又はsec−ノニル基、イソ又はsec−デシル基、1−エチルオクチル基及び一般式(3)で示される炭化水素基が挙げられる。
一般式(4)におけるR6としては、前記一般式(3)におけるR4及びR5として例示したアルキル基の内の炭素数1〜4のものが挙げられる。
(A1O)は、後述の通り、アルキレンオキサイド(以下、AOと略記)のアルキレンがA1であるものの付加反応により形成されるため、これらの付加物における付加モル数は分布を有している。従ってaは平均値で表され、通常0〜20であり、経時安定性の観点から好ましくは0〜10、更に好ましくは0〜5、特に好ましくは0である。
尚、(A1O)の形成に当たり、2種以上のAOを併用する場合は、ブロック付加(チップ型、バランス型及び活性セカンダリー型等)でもランダム付加でも両者の混合系[ランダム付加後にチップしたもの:分子中に任意に分布されたオキシエチレン鎖を0〜50 %(好ましくは5〜40%)有し、0〜30%(好ましくは5〜25%)のオキシエチレン鎖が分子末端にチップされたもの]でもよい。
上記及び以下において特に規定しない限り、%は重量%を表す。
尚、Q-が−COO-又は−SO3 -の場合は、前記aは0である。
R2は水素原子又は炭素数1〜10の炭化水素基であり、炭素数1〜10の炭化水素基としては、一般式(1)におけるR1で例示したものと同様のものが挙げられ、パーティクルの分散安定性の観点から好ましいのは、炭素数4〜10の炭化水素基であり、更に好ましいのは一般式(3)又は(4)で示される炭化水素基である。
一般式(1)におけるbは1〜6の整数であって、洗浄後の表面平坦性の観点から、1〜3が好ましく、更に好ましくは1である。
アルカリ土類金属カチオンとしては、カルシウムカチオン及びマグネシウムカチオン等が挙げられる。
炭素数1〜12のアルキルアミンとしては、炭素数1〜6のモノアルキルアミン(メチルアミン、エチルアミン、プロピルアミン、イソプロピルアミン、ブチルアミン及びヘキシルアミン等)並びに炭素数2〜12のジアルキルアミン(ジメチルアミン、エチルメチルアミン、プロピルメチルアミン、ブチルメチルアミン、ジエチルアミン、プロピルエチルアミン、ジイソプロピルアミン及びジヘキシルアミン等)等が挙げられる。
炭素数2〜6のアルキレンジアミンとしては、エチレンジアミン、1,2−又は1,3−プロピレンジアミン、テトラメチレンジアミン、ペンタメチレンジアミン及びヘキサメチレンジアミン等が挙げられる。
炭素数3〜7の環状アミンとしては、シクロプロピルアミン、シクロヘキシルアミン、ピペリジン、ピペラジン、キヌクリジン、2−ピリジンアミン、cis−3−メチルシクロヘキシルアミン及び1,4−ジアザビシクロ[2.2.2]オクタン(DABCO)等が挙げられる。
ポリ(n=2〜6)アルキレン(炭素数2〜6)ポリ(n=3〜7)アミンとしては、ジエチレントリアミン、ジプロピレントリアミン、ジヘキシレントリアミン、トリエチレンテトラミン、テトラエチレンペンタミン、ペンタエチレンヘキサミン及びヘキサエチレンヘプタミン等が挙げられる。
(1)AOの付加反応
一般式(1)におけるR1に水酸基が置換した化合物の水酸基に炭素数2〜4のAOを通常の方法で付加させる。具体的には、上記水酸基含有化合物を加圧反応容器に仕込み、無触媒又は触媒の存在下(特にAO付加の後半の段階で)にAOを吹き込み、常圧又は加圧下に1段階又は多段階で反応を行なう。触媒としては、アルカリ触媒、例えばアルカリ金属(リチウム、ナトリウム、カリウム及びセシウム等)の水酸化物;酸[過ハロゲン酸(過塩素酸、過臭素酸及び過ヨウ素酸)、硫酸、燐酸及び硝酸等(好ましくは過塩素酸)]並びにこれらの塩[好ましくは 2価又は3価の金属(Mg、Ca、Sr、Ba、Zn、Co、Ni、Cu及びAl等)の塩]が挙げられる。
反応温度は通常50〜150℃、反応時間は通常2〜20時間である。
AO付加反応終了後は、必要により触媒を中和し吸着剤で処理して触媒を除去・精製することができる。
一般式(1)におけるR1に水酸基が置換した化合物又は上記の(1)で得られたAO付加物の末端水酸基を硫酸エステル化又はリン酸エステル化することによって硫酸エステル化物又はリン酸エステル化物が得られる。
エステル化の方法としては、例えば(i)クロロスルホン酸を用いる方法、(ii)サルファンを用いる方法、(iii)スルファミン酸を用いる方法、(iv)硫酸を用いる方法、(v)リン酸を用いる方法等が挙げられる。(ii)のサルファンについては、乾燥窒素等で希釈して用いる。
反応温度は、(i)及び(ii)の場合は、通常−10〜70℃、好ましくは−5〜40℃である。(iii)、(iv)及び(v)の場合は、通常50〜150℃、好ましくは60〜130℃である。
エステル化反応の終点は、56100/(エステル化合物の分子量)で表される酸価(AV)が、理論値の70〜110%となる点であり、好ましくは80〜105%となる点である。
炭素数1〜12の炭化水素基としては、前記一般式(1)におけるR1として例示した炭素数1〜10の炭化水素基、n−、sec−又はイソウンデシル基及びn−、sec−又はイソドデシル基等が挙げられる。
(A2O)は、一般式(1)における(A1O)と同様に形成されるため、その付加モル数は分布を有している。従ってcは平均値で表され、通常0〜20であり、経時安定性の観点から好ましくは0〜10である。
尚、SP値は、「Polymer Engineering and Science,Vol.14,No.2,p147〜154(1974)」に記載のFedors法によって計算される値である。
(D)の具体例としては以下のものが挙げられる。
ポリスチレンスルホン酸、スチレン/スチレンスルホン酸共重合体、ポリ[2−(メタ)アクリロイルアミノ−2,2−ジメチルエタンスルホン酸]、2−(メタ)アクリロイルアミノ−2,2−ジメチルエタンスルホン酸/スチレン共重合体、2−(メタ)アクリロイルアミノ−2,2−ジメチルエタンスルホン酸/アクリルアミド共重合体、2−(メタ)アクリロイルアミノ−2,2−ジメチルエタンスルホン酸/(メタ)アクリル酸共重合体、2−(メタ)アクリロイルアミノ−2,2−ジメチルエタンスルホン酸/(メタ)アクリル酸/アクリルアミド共重合体、2−(メタ)アクリロイルアミノ−2,2−ジメチルエタンスルホン酸/スチレン/アクリルアミド共重合体、2−(メタ)アクリロイルアミノ−2,2−ジメチルエタンスルホン酸/スチレン/(メタ)アクリル酸共重合体、ナフタレンスルホン酸ホルムアルデヒド縮合物、メチルナフタレンスルホン酸ホルムアルデヒド縮合物、ジメチルナフタレンスルホン酸ホルムアルデヒド縮合物、アントラセンスルホン酸ホルムアルデヒド縮合物、メラミンスルホン酸ホルムアルデヒド縮合物及びアニリンスルホン酸−フェノール−ホルムアルデヒド縮合物等並びにこれらの塩;
ポリ[2−ヒドロキシエチル(メタ)アクリレート硫酸エステル]、2−ヒドロキシエチルアクリレート/2−ヒドロキシエチルアクリレート硫酸エステル共重合体、2−ヒドロキシエチルメタクリレート/2−ヒドロキシエチルメタクリレート硫酸エステル共重合体、ポリ[2−ヒドロキシエチル(メタ)アクリレート]の硫酸エステル化物、ポリ[(メタ)アクリロイルオキシポリオキシアルキレン硫酸エステル]、(メタ)アクリロイルオキシポリオキシアルキレン硫酸エステル/アクリル酸共重合体及びセルロース、メチルセルロース又はエチルセルロースの硫酸エステル化物等並びにこれらの塩;
ポリ[2−ヒドロキシエチル(メタ)アクリレートリン酸エステル]、2−ヒドロキシエチルアクリレート/2−ヒドロキシエチルアクリレートリン酸エステル共重合体、2−ヒドロキシエチルメタクリレート/2−ヒドロキシエチルメタクリレートリン酸エステル共重合体、ポリ[2−ヒドロキシエチル(メタ)アクリレート]のリン酸エステル化物、ポリ[(メタ)アクリロイルオキシポリオキシアルキレンリン酸エステル]、(メタ)アクリロイルオキシポリオキシアルキレンリン酸エステル/アクリル酸共重合体及びセルロース、メチルセルロース又はエチルセルロースのリン酸エステル化物等並びにこれらの塩;
ポリ[(メタ)アクリロイルオキシエチルホスホン酸]、2−ヒドロキシエチルアクリレート/アクリロイルオキシエチルホスホン酸共重合体及び2−ヒドロキシエチルメタクリレート/メタクリロイルオキシエチルホスホン酸共重合体、ナフタレンホスホン酸ホルムアルデヒド縮合物、メチルナフタレンホスホン酸ホルムアルデヒド縮合物、ジメチルナフタレンホスホン酸ホルムアルデヒド縮合物、アントラセンホスホン酸ホルムアルデヒド縮合物及びアニリンホスホン酸−フェノール−ホルムアルデヒド縮合物等並びにこれらの塩;
ポリ(メタ)アクリル酸、(メタ)アクリル酸−マレイン酸共重合体、(メタ)アクリル酸−イタコン酸共重合体、(メタ)アクリル酸−フマル酸共重合体、(メタ)アクリル酸/酢酸ビニル共重合体、2−ヒドロキシエチルメタクリレート/(メタ)アクリル酸共重合体、ポリ[2−ヒドロキシエチル(メタ)アクリレート]のカルボキシメチル化物、カルボキシメチルセルロース、カルボキシメチルメチルセルロース、カルボキシメチルエチルセルロース、安息香酸ホルムアルデヒド縮合物及び安息香酸−フェノール−ホルムアルデヒド縮合物等並びにこれらの塩;
ヒドロキシエチルセルロース、カチオン化セルロース、ヒドロキシメチルセルロース、ヒドロキシプロピルセルロース、グァーガム、カチオン化グァーガム、キサンタンガム、アルギン酸塩、カチオン化デンプン等、ポバール並びにリン酸エステル[フィチン酸、ジ(ポリオキシエチレン)アルキルエーテルリン酸及びトリ(ポリオキシエチレン)アルキルエーテルリン酸等]等;
等が挙げられる。
本発明におけるMwは、ゲルパーミエーションクロマトグラフィーによって、ポリエチレンオキシドを基準物質として40℃で測定される[例えば、装置本体:HLC−8120(東ソー株式会社製)、カラム:東ソー株式会社製TSKgel α6000、G3000 PWXL、検出器:装置本体内蔵の示差屈折計検出器、溶離液:0.5%酢酸ソーダ・水/メタノール(体積比70/30)、溶離液流量:1.0ml/分、カラム温度:40℃、試料:0.25%の溶離液溶液、注入量:200μl、標準物質:東ソー株式会社社製TSK TANDARD POLYETHYLENE OXIDE、データ処理ソフト:GPC−8020modelII(東ソー株式会社製)]。
ヒドロキシカルボン酸(塩)(E−2)[例えば、ヒドロキシ酢酸(塩)、酒石酸(塩)、クエン酸(塩)及びグルコン酸(塩)];
エーテルカルボン酸(塩)(E−3)[例えば、カルボキシメチルタルトロネート、カルボキシメチルオキシサクシネート、オキシジサクシネート、酒石酸モノサクシネート及び酒石酸ジサクシネート];
その他カルボン酸(塩)(E−4)[例えば、マレイン酸誘導体及びシュウ酸(塩)];
ホスホン酸(塩)(E−5)[例えば、メタンジホスホン酸(塩)、アミノトリ(メチレンホスホン酸)(塩)、1−ヒドロキシエチリデン−1、1−ジホスホン酸(塩)、エチレンジアミンテトラ(メチレンホスホン酸)(塩)、ヘキサメチレンジアミンテトラ(メチレンホスホン酸)(塩)、プロピレンジアミンテトラ(メチレンホスホン酸)(塩)、ジエチレントリアミンペンタ(メチレンホスホン酸)(塩)、トリエチレンテトラミンヘキサ(メチレンホスホン酸)(塩)、トリアミノトリエチルアミンヘキサ(メチレンホスホン酸)(塩)、トランス−1、2−シクロヘキサンジアミンテトラ(メチレンホスホン酸)(塩)、グリコールエーテルジアミンテトラ(メチレンホスホン酸)(塩)及びテトラエチレンペンタミンヘプタ(メチレンホスホン酸)(塩)];
縮合リン酸(塩)(E−6)[例えば、メタリン酸(塩)、トリポリリン酸(塩)及びヘキサメタリン酸(塩)];
等が挙げられる。
尚、(E)が塩を形成する場合の対イオンとしては、上述の高分子型分散剤(D)で例示したものが挙げられる。またこれらは単独で用いてもよいし、2種以上を併用してもよい。
本発明において有効成分とは水以外の成分を言う。
(F)の合計の含有量は、電子材料用洗浄剤の有効成分の重量に基づいて、好ましくは0〜25%、更に好ましくは0.5〜20%、特に好ましくは1〜15%、最も好ましくは2〜10%である。
また、本発明の電子材料用洗浄剤を使用する際には、必要により、希釈水、特にイオン交換水(導電率0.2μS/cm以下)又は超純水(電気抵抗率18MΩ・cm以上)で希釈して、有効成分濃度を0.1〜15%、特に0.5〜10%にすることが、使用時の作業性及びコストの観点から好ましい。
上記水で希釈した場合で、有機溶剤(B)として炭素数6〜18のアルケンを使用するときは、洗浄剤中で前記アルケンが分散状態で存在することが、有機物汚れに対する除去性の観点から好ましい。
尚、本発明におけるpHは、pHメーター(株式会社堀場製作所製、M−12)を用いて測定温度25℃で測定される。
また、この場合の洗浄剤のガラスに対する接触角は、基板への濡れ広がり性の観点から10°以下が好ましく、更に好ましくは8°以下、特に好ましくは5°以下、最も好ましくは1°以下である。
本発明において接触角は、ガラスに対して接触角計により測定される[装置本体:PD−W(協和界面化学社製)、ガラス板:ガラス板#1737(コーニング社製)、検出条件:自動検出、測定条件:着滴から10秒後の接触角を測定]。
混合溶解用の装置は、特に限定されないが、例えば櫂型羽根を装備した攪拌混合装置や螺旋型羽根を装備した攪拌混合装置が使用できる。
洗浄温度は、洗浄性の観点から、10〜80℃が好ましく、更に好ましくは15〜60℃、特に好ましくは20〜50℃である。
尚、Raは、エスアイアイ・ナノテクノロジー社製、E−sweepを用いて下記の条件により測定される。
測定モード :DFM(タッピングモード)
スキャンエリア:10μm×10μm
走査線数 :256本(Y方向スキャン)
補正 :X,Y方向のフラット補正あり
攪拌装置及び温度制御装置付きのガラス製反応装置に2−エチルヘキサノール256部を仕込み、攪拌下で0℃まで冷却し、系内温度を0℃に保ちながらクロロスルホン酸229部を3時間かけて滴下し、硫酸エステルを得た。更に48%水酸化カリウム水溶液252部及びイオン交換水583部を徐々に仕込み、20℃で60分間混合して中和して、有効成分濃度が40%のアニオン性界面活性剤(A−1)1248部を得た。
攪拌装置及び温度制御装置付きのガラス製反応装置にn−ブタノール148部を仕込み、攪拌下で70℃に温調し、系内温度を70℃に保ちながらリン酸98部を2時間かけて滴下後、更に70℃で4時間攪拌を継続してリン酸エステルを得た。更に、系内を30℃まで冷却し、30%水酸化ナトリウム水溶液133部及びイオン交換水201部を徐々に仕込み、20℃で60分間混合して中和し、有効成分濃度が40%のアニオン性界面活性剤(A−2)580部を得た。
2−エチルヘキサノールを3,7−ジメチル−1−オクタノールに、クロロスルホン酸の部数を189部に、48%水酸化カリウム水溶液253部をDBU271部に、イオン交換水の部数を912部に代える以外は製造例1と同様にして、有効成分濃度が40%のアニオン性界面活性剤(A−3)1568部を得た。
2−エチルヘキサン酸144部及びイオン交換水395部をビーカーに仕込み、20℃で15分攪拌して均一混合した後、N−メチルジエタノールアミン119部を徐々に仕込み、20℃で60分間混合して中和し、有効成分濃度が40%のアニオン性界面活性剤(A−4)658部を得た。
撹拌装置及び温度制御装置付きのステンレス製オートクレーブに1−オクタノール130部及び28%ナトリウムメチラートメタノール溶液8部を仕込み、攪拌下に室温(20℃)で系内の気相部を窒素で置換し、その後減圧下(ゲージ圧:−0.0025MPa)、120℃、2時間で脱メタノールを行った後、次いで減圧下(ゲージ圧:−0.05MPa)、反応温度120℃でエチレンオキサイド88部の吹き込みを開始し、ゲージ圧が0.1〜0.3MPaになるように制御しながら、系内の圧力変化が無くなるまで反応させて1−オクタノールのエチレンオキサイド2モル付加物218部を得た。攪拌及び温度制御装置付のガラス製反応装置に上記1−オクタノールのエチレンオキサイド2モル付加物164部、モノクロロ酢酸ナトリウム96部及びトルエン200部を仕込み、温度を50℃に保ちながら徐々に減圧度を高め−0.01MPaとした後、減圧脱水しながら顆粒状の水酸化ナトリウム38部を2時間かけて仕込み、更に熟成を6時間行った後、イオン交換水300部を加え、塩酸で酸性にして、静置、分液による脱塩を行った後、脱トルエンを行い、構造式がC8H17O(CH2CH2O)2CH2COOHで表されるエーテルカルボン酸を得た。攪拌及び温度制御装置付のガラス製反応装置に水323部を仕込み、顆粒状の水酸化ナトリウム30部を徐々に加えて溶解し、60℃で上記のエーテルカルボン酸208部を加え、有効成分濃度が40%のアニオン性界面活性剤(A−5)561部を得た。
撹拌装置及び温度制御装置付きのステンレス製オートクレーブに2−エチルヘキサノール113部及び水酸化カリウム3部を仕込み、攪拌下に室温(20℃)で系内の気相部を窒素で置換し、減圧下(ゲージ圧:−0.05MPa)に反応温度120℃でエチレンオキサイド384部の吹き込みを開始し、ゲージ圧が0.1〜0.3MPaになるように制御しながら、系内の圧力変化が無くなるまで反応させて2−エチルヘキサノールのエチレンオキサイド10モル付加物497部を得た。
2−エチルヘキサノール256部を上記2−エチルヘキサノールのエチレンオキサイド10モル付加物497部に、クロロスルホン酸の部数を102部に、48%水酸化カリウム水溶液の部数を112部に、イオン交換水の部数を833部に代える以外は製造例1と同様にして、有効成分濃度が40%のアニオン性界面活性剤(A−6)1512部を得た。
撹拌装置及び温度制御装置付きのステンレス製オートクレーブにシクロヘキシルアミン297部を仕込み、攪拌下に室温(20℃)で系内の気相部を窒素で置換し、減圧下(ゲージ圧:−0.05MPa)に反応温度100℃でエチレンオキサイド264部の吹き込みを開始し、ゲージ圧が0.1〜0.3MPaになるように制御しながら、系内の圧力変化が無くなるまで反応させてシクロヘキシルアミンエチレンオキサイド(2モル)付加物561部を得た。
表1及び表2に記載の各成分を、表1及び表2に記載の配合部数で、ビーカーを用いて20℃で均一混合して実施例1〜25及び比較例1〜5の洗浄剤を作製した。但し、表1及び表2に記載の(A)〜(F)の部数は有効成分の部数であり、超純水の部数は(A−1)〜(A−6)及び後述の(D)のPANa中の水を含む。
尚、表1及び表2中の成分の略号は下記の通りである。
・MeXSNa:メタキシレンスルホン酸ナトリウム塩(北星興業株式会社製)
・SDS:ラウリル硫酸ナトリウム塩(ナカライテスク株式会社製:比較用のアニオン界面活性剤)
・PELSNa:ポリオキシエチレンラウリルエーテル硫酸ナトリウム塩(サンデットEN、三洋化成工業株式会社製:比較用のアニオン界面活性剤)
・D2ehNa:スルホコハク酸ジ−2−エチルヘキシルナトリウム塩(東京化成工業株式会社製:比較用のアニオン界面活性剤)
・HC:ヘキシルカルビトール(SP値10.2)
・PP−15:プロピレンペンタマー(SP値7.6)
・TEG−M:トリエチレングリコールモノメチルエーテル(SP値10.8)
・FA:ホルムアミド(SP値19.2:比較用の溶剤)
・KOH:水酸化カリウム
・DBU:1,8−ジアザビシクロ[5.4.0]−7−ウンデセン[サンアプロ株式会社製]
・MDEA:N−メチルジエタノールアミン
・CHNEG:上記製造例7で得られたシクロヘキシルアミンエチレンオキサイド(2モル)付加物
・PANa:ポリアクリル酸ナトリウム塩[キャリボンL−400、43%水溶液、三洋化成工業株式会社製]
・EDTA:エチレンジアミンテトラ酢酸
・Cys:L−システイン
pHメーター(株式会社堀場製作所製、M−12)を用いて測定温度25℃で測定した。
市販のガラス基板(コーニング社製、ガラス板#1737、縦10cm×横10cm)にモデル汚染物質としてn−トリアコンタン(東京化成工業株式会社製)10mgを70℃のホットプレート(PMC Industries社製、デジタルホットプレートシリーズ730)上で1分間融着させることにより、汚染基板を作製した。洗浄剤1000gを2000mlのガラス製ビーカーに採り、作製した汚染基板を浸漬し、超音波洗浄機(200kHz)内で、30℃、5分間の洗浄を行った。洗浄後、基板を取り出し、超純水で十分にリンスを行った後、窒素ガスでブローして乾燥し、下記の評価点に従い、基板表面の洗浄性を微分干渉顕微鏡(Nikon社製、OPTIPHOT−2、倍率400倍)で評価した。尚、本評価は大気からの汚染を防ぐため、クラス1,000(FED−STD−209D、米国連邦規格、1988年)のクリーンルーム内で実施した。
◎:ほぼ完全に除去できている。
○:ほとんど洗浄できている。
△:若干粒子が残留している。
×:ほとんど洗浄できていない。
モデル汚染物質としてジオクチルフタレート(東京化成工業株式会社製)10mgを塗布した以外は、洗浄性−1と同様にして評価した。
市販のガラス基板(コーニング社製、ガラス板#1737、縦10cm×横10cm)上にガラス板を切断(破断)した際のガラス粉5mgを散布し、105℃のホットプレート(PMC Industries社製、デジタルホットプレートシリーズ730)上で1時間加熱して、汚染基板を作製した以外は、洗浄性−1と同様にして評価した。
研磨剤としての市販のコロイダルシリカスラリー(KEMIRA社製、VI−80)及び研磨布を用いて、市販のガラス基板(コーニング社製、ガラス板#1737、縦10cm×横10cm)を研磨した後、超純水で表面をリンスして窒素でブローすることにより、汚染基板を作製した以外は洗浄性−1と同様にして評価した。
研磨剤としての市販の酸化セリウムスラリー(フジミインコーポレーティド社製、CEPOL−120)及び研磨布を用いて、市販のガラス基板(コーニング社製、ガラス板#1737、縦10cm×横10cm)を研磨した後、超純水で表面をリンスして窒素でブローすることにより、汚染基板を作製した以外は洗浄性−1と同様にして評価した。
50mlのポリプロピレン製容器に洗浄剤10gを採り、50℃に温調した後、市販のガラス基板(コーニング社製、ガラス板#1737)を縦2cm×横2cmの大きさにカットした基板を入れ、50℃で24時間浸漬・静置後、洗浄剤を採取し、ICP発光分析装置(VARIAN社製、Varian730−ES)で洗浄剤中のSi含量を測定した。尚、予め試験前の洗浄剤についても同様にSi含量を測定しておき、その差を求めることで試験中に溶出したSi含量(ppb)を求めた。この溶出したSi含量が多いほど、エッチング性が高い。
上記洗浄性−1を評価した直後の基板を全自動接触角計[協和界面科学株式会社製、PD−W]を用いて、水に対する接触角(25℃、10秒後)を測定した。
市販のガラス基板(コーニング社製、ガラス板#1737、縦10cm×横10cm)を超純水で十分にリンスした後、25℃で、窒素でブローして乾燥した直後の基板を全自動接触角計[協和界面科学株式会社製、PD−W]を用いて、洗浄剤に対する接触角(25℃、10秒後)を測定した。
20mlのガラス製容器に洗浄剤を10g採り、50℃に温調した後、市販のガラス基板(コーニング社製、ガラス板#1737)を縦2cm×横2cmの大きさにカットした基板を入れ、50℃で5時間浸漬・静置後、ピンセットを用いて基板を取り出し、超純水で十分にリンスして洗浄剤を除去した後、25℃で、窒素でブローして基板を乾燥した基板表面の表面粗さ(Ra)を原子間力顕微鏡(エスアイアイ・ナノテクノロジー株式会社製、E−Sweep)を用いて測定した。Raが小さいほど表面平坦性に優れる。
100mlのガラス製有栓メスシリンダー(JIS R3504「化学用体積計ガラス素材」の有栓メスシリンダーとして寸法が規定されたもの)に洗浄剤20mlを入れ、恒温水槽中で25℃に温調した後、有栓メスシリンダーの蓋を閉め、30秒間で60回上下に激しく振とうし、振とう直後と1分後の泡の量(ml)を測定した。振とう直後の泡の量が少ないほど起泡性が低く、1分後の泡の量が少ないほど消泡性が高い。
50mlのガラス容器に洗浄剤45mlを採り、5℃及び50℃の条件下で6ヶ月静置保存し、下記の評価点に従い、経時安定性を評価した。
◎:5℃、50℃いずれも外観変化なし。
○:5℃又は50℃のいずれかでわずかに分離するが、軽く振ると均一になる。
△:5℃又は50℃いずれかでかなり分離するが、軽く振ると均一になる。
×:5℃、50℃いずれも分離し、軽く振っても均一にならない。
従って、本発明の電子材料用洗浄剤は、各種の電子材料[例えばフラットパネルディスプレイ用基板(液晶パネル用のガラス基板、カラーフィルター基板、アレイ基板、プラズマディスプレイ用基板及び有機EL用基板等)、フォトマスク用基板、ハードディスク用基板(アルミ基板、NiP基板、ガラス基板、磁気ディスク及び磁気ヘッド等)、半導体用基板(半導体素子及びシリコンウェハ等)、光学レンズ、プリント配線基板、光通信用ケーブル、LED、太陽電池用基板及び水晶振動子]の製造工程における洗浄工程において好適に使用することができる。
また、本発明の電子材料の洗浄方法は、特に電子材料が、フラットパネルディスプレイ用基板、フォトマスク用基板、ハードディスク用基板又は半導体用基板である場合に好適である。
Claims (12)
- アニオン成分が一般式(1)で示されるアニオン性界面活性剤(A)と、炭素数6〜18のアルケン及び一般式(2)で示される有機溶剤からなる群から選ばれる1種以上の有機溶剤(B)と、アルカリ成分(C)とを含有してなり、前記(B)のSP値が6〜13であり、有効成分濃度0.1〜15%における25℃でのpHが10〜14であることを特徴とする電子材料用洗浄剤。
R1[−(OA1)a−Q- ]b (1)
[式中、R1は炭素数1〜10の炭化水素基、A1は炭素数2〜4のアルキレン基、Q-は−COO-、−OCH2COO-、−SO3 -、−OSO3 -又は−OPO2(OR2)-、R2は水素又は炭素数1〜10の炭化水素基、aは平均値であって0〜20、bは1〜6の整数、Q-が−COO-又は−SO3 -の場合aは0である。]
R3[−(OA2)c−OH]d (2)
[式中、R3は炭素数1〜12の炭化水素基、A2は炭素数2〜4のアルキレン基、cは平均値であって0〜20、dは1〜6の整数である。] - 前記アニオン性界面活性剤(A)のカチオン成分が、アルカリ金属カチオン、炭素数1〜15の脂肪族アミンにプロトンが付加した1価のカチオン、炭素数4〜10のアミジン化合物にプロトンが付加したカチオン及び炭素数1〜15のアルカノールアミンにプロトンが付加した1価のカチオンからなる群から選ばれる1種以上のカチオンである請求項1記載の電子材料用洗浄剤。
- 一般式(1)におけるaが0かつbが1であり、前記アルカリ成分(C)が炭素数1〜36の脂肪族アミン(C−2)、無機アルカリ(C−3)、炭素数1〜23のアルカノールアミン(C−4)及び炭素数4〜10のアミジン化合物(C−5)からなる群から選ばれる1種以上のアルカリ成分である請求項1〜3のいずれか記載の電子材料用洗浄剤。
- 電子材料用洗浄剤の有効成分の重量に基づいて、前記(A)の含有量が0.5〜80重量%、前記(B)の含有量が1〜90重量%及び前記(C)の含有量が1〜55重量%である請求項1〜4のいずれか記載の電子材料用洗浄剤。
- 更に、高分子型分散剤(D)及びキレート剤(E)からなる群から選ばれる1種以上を含有する請求項1〜5のいずれか記載の電子材料用洗浄剤。
- 洗浄剤の有効成分濃度0.1〜15重量%における、ガラスに対する洗浄剤の接触角が10°以下である請求項1〜6のいずれか記載の電子材料用洗浄剤。
- 洗浄剤を用いて洗浄したガラスに対する水の接触角が20°以下である請求項1〜7のいずれか記載の電子材料用洗浄剤。
- 前記電子材料が、フラットパネルディスプレイ、フォトマスク、ハードディスク又は半導体の基板である請求項1〜8のいずれか記載の電子材料用洗浄剤。
- 請求項1〜9のいずれか記載の洗浄剤を用いる電子材料の洗浄方法。
- 超音波洗浄、シャワー洗浄、スプレー洗浄、ブラシ洗浄、浸漬洗浄、浸漬揺動洗浄及び枚葉式洗浄からなる群から選ばれる1種以上の洗浄方法を用いて行われる請求項10記載の電子材料の洗浄方法。
- 前記電子材料がフラットパネルディスプレイ、フォトマスク、ハードディスク又は半導体の基板である請求項10又は11記載の洗浄方法。
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