JP4644037B2

JP4644037B2 - 洗浄剤

Info

Publication number: JP4644037B2
Application number: JP2005154946A
Authority: JP
Inventors: 久彦岩本; 賀文井上; 理史笠井
Original assignee: Tokuyama Corp
Current assignee: Tokuyama Corp
Priority date: 2005-05-27
Filing date: 2005-05-27
Publication date: 2011-03-02
Anticipated expiration: 2025-05-27
Also published as: JP2006328491A

Description

本発明は、金属表面、特に蒸着された金属薄膜表面を有する物品あるいは装置、または金属が付着した物品あるいは装置を洗浄する際に使用する洗浄剤、および該洗浄剤を用いた洗浄方法に関する。

従来、画面表示装置としてはブラウン管表示装置が最も一般的であったが、省電力、薄型及び軽量という点で、近年では液晶表示装置や有機ＥＬ表示装置が主流となりつつある。これらの表示装置に用いられる基板では、電極として銅、アルミニウム等が使われている。例えば、アルミニウムの電極はスパッタリングにて基板上にアルミニウム薄膜を形成させ、次いでこの薄膜をパターニングすることにより構築される。ここで、形成したアルミニウム薄膜の清浄度や平滑度が後工程に大きな影響を与えることが知られている。

アルミニウム薄膜の洗浄には、従来、アルカリ洗浄が有効であることが知られている（特許文献１参照）が、良好な洗浄面が得られないという問題があった。

また、有機ＥＬ表示装置の製造においては、上記に加えて、素子内部で発生した光を効率よく一方向に取り出すために、反対方向にアルミニウムやマグネシウム等を蒸着させ、反射板を形成することがある。この蒸着工程で使用したマスクは、一般的にアルカリ洗浄されているが、洗浄力が弱いという問題があった。

レーザービームプリンター等に用いられている金属ミラーは、切削が容易でレーザー反射率が高いという観点から、主にアルミニウム合金が使われている。この金属ミラーはレーザー光を正確にスキャンする必要があることから、その洗浄は脱脂のみならず、パーティクルの除去や表面の平滑化まで求められる。

金属ミラーの洗浄には、従来、有機溶剤が多用されており、脱脂や表面に付着したパーティクルの除去には有効であることが知られているが、表面に食い込んだ切粉等の除去は出来ないことから表面の平滑化はできないという問題があった。

特開２００１−１０７０９８号

このように、液晶表示装置用基板、有機ＥＬ用マスク、金属ミラー等の分野で使用されている、アルミニウム、マグネシウム、銅等の金属が蒸着された金属薄膜表面を有する物品の洗浄において、金属蒸着面の平滑性を維持しつつ清浄な面を得ることは困難であった。そこで、本発明は、上記したような物品を洗浄するための洗浄剤であって、金属蒸着面の平滑性を維持しつつ、容易に清浄な面を得ることができる洗浄剤を提供することを目的とする。

本発明者らは、上記課題を解決するために鋭意検討を行った。その結果、カオトロピックイオンを含有するアルカリ性の洗浄剤を用いることにより、金属面の平滑性を損なうことなく、容易に清浄化できることを見出し、本発明を完成するに至った。

即ち、本発明は、金属表面を有する物品あるいは装置、または金属が付着した物品あるいは装置を洗浄するための洗浄剤であって、アルカリ性化合物、カオトロピックイオン、及び水からなるｐＨが１０以上の水溶液であることを特徴とする洗浄剤である。また、他の本発明は、金属が付着した物品又は装置を上記本発明の洗浄剤を用いて洗浄することを特徴とする洗浄方法である。

本発明の洗浄剤は、従来のアルカリ洗浄剤と比べて金属蒸着面の表面を浄化する能力が高く、しかも表面平滑性を損なうことがない。また、被洗浄物品に付着した金属くずやパーティクル、更には被洗浄物の表面に食い込んだ切粉等を除去する能力も高い。このため、本発明の洗浄剤は、例えば、液晶表示装置用基板、有機ＥＬ用マスク、金属ミラー等の分野で使用されている、表面にアルミニウム、マグネシウム、銅等の金属が付着もしくは蒸着した被洗浄物に対して優れた洗浄剤となる。しかも、本発明の洗浄剤を使用するにあたっては、特殊な洗浄装置は必要なく、環境への悪影響も少なく、かつ、不燃性であることから危険性も低い。

また、本発明の洗浄剤は、ｐＨを制御することにより洗浄速度をコントロールができるという特徴を有する。一般に、有機ＥＬ用マスクの洗浄においては速い洗浄速度が、金属ミラーの洗浄においては遅い洗浄速度が望まれる傾向があるが、本発明の洗浄剤は上記のような特徴があるので、いずれの用途にも適応できる。

本発明の洗浄剤は、金属表面を有する物品あるいは装置、または金属が付着した物品あるいは装置を洗浄するための洗浄剤である。ここで金属表面を有する物品あるいは装置とは、露出する表面の一部または全部が金属で構成される物品または装置を意味し、金属蒸着膜を表面に有する物品または装置を含む。また、金属が付着した物品あるいは装置とは、例えば金属を切削加工や研磨加工したときに発生する金属片や金属粉などの金属くずやパーティクルが付着した物品或いは装置を意味する。ここで清浄化の対象となる金属（金属表面を構成する金属または除去されるべき金属くず等）の種類は特に限定されないが、洗浄効果の高さの観点から、アルミニウム、マグネシウム、銅、モリブデン、タングステン、及び金属の合金からなる群より選ばれる少なくとも1種であるのが好適である。

本発明の洗浄剤の選上位対象となる被洗浄物代表的なものを具体的に例示すると、液晶表示装置用基板、有機ＥＬ用マスク、レーザービームプリンター用金属ミラー等を挙げることができる。

本発明の洗浄剤は、カオトロピックイオンを含有してなるｐＨが１０以上の水溶液からなる。カオトロピックイオンを含有することにより従来のアルカリ洗浄剤と比べて洗浄力が高くなり、金属上面の平滑性維持効果も高くなる。このような優れた効果が得られる原因は定かではないが、被洗浄物の金属表面近傍に強固に補足されている水分子の結合力をカオトロピックイオンが弱めるため、洗浄活性成分である水酸化物イオンが金属表面に接触する確率が高くなると共に接触の仕方も均一になるためであると推定される。

カオトロピックイオンとしては、陰イオンと陽イオンが知られているが、洗浄効果の観点から、カオトロピック陰イオンが好ましく用いられる。カオトロピック陰イオンとしては、例えばSCN⁻、I⁻、ClO₄ ⁻、NO₃ ⁻およびBr⁻を好ましいものとして挙げることができる。かかるカオトロピック陰イオンは、通常、塩として供給される。すなわち、本発明の洗浄剤は、通常、カオトロピックイオンの対イオンも含むことになる。このようなカオトロピック陰イオンを水中で生成する塩としては、例えば上記陰イオンのナトリウム塩、カリウム塩、アンモニウム塩等を好ましいものとして挙げることができる。

上記したような効果の観点から、本発明の洗浄剤に含まれるカオトロピックイオンの濃度は、０．１モル／ｌ以上、特に０．５〜４．０モル／ｌであるのが好ましく、０．８〜１．５モル／ｌであるのが最も好ましい。

本発明の洗浄剤のｐＨは１０以上であれば問題なく使用できるが、１２以上、特に１３以上のｐＨを有するのが好適である。かかるｐＨの調整はアルカリ性化合物例えば苛性ソーダ、苛性カリの如き無機塩基あるいは水酸化テトラメチルアンモニウムの如き有機塩基の添加量を調整することにより制御することができる。

本発明の洗浄剤はカオトロピックピックイオンを生成し、所定のｐＨを実現するために水を含む。水の含有量は、通常は洗浄剤の総質量を基準として、７０質量％以上、特に７５〜９９質量％であるのが好適である。

本発明の洗浄剤を用いて前記したような被洗浄物を洗浄する方法は特に限定されず、従来の洗浄剤を用いた場合と同様にして行なうことができる。例えば被洗浄物がマスクである場合には、外部に洗浄液が漏洩しないような洗浄槽を設けて本発明の洗浄剤を溜めて、該マスクを浸漬し、付着した金属を除去すれば良い。この場合には、加熱、超音波などで洗浄を促進してもよい。被洗浄物は洗浄後に、イオン交換水やメタノール、イソプロピルアルコール等でリンスしてもよく、また、乾燥用エアー等の乾燥ラインを設けて被洗浄後の乾燥を行なってもよい。

以下、実施例によって本発明をさらに詳細に説明するが、本発明はこれらの実施例に限定されるものではない。

実施例１−４
表１の組成となるように洗浄剤を調製した。カオトロピックイオンとしては、SCN⁻またはI⁻を使用した。

洗浄剤の洗浄性能を評価するために、１ｃｍ×２ｃｍのシリコンウエハ上にスパッタリング法による蒸着で５００ｎｍの厚みになるようにアルミニウム薄膜を形成した基板と、アルミニウム薄膜に代えて、銅薄膜を形成した基板を用いた。

基板の洗浄性については、前記アルミニウム薄膜基板と銅薄膜基板を用い、各洗浄剤中に３０℃で１０分間浸漬し、その後、蒸留水流水中で１分間リンスし、次いで１００Ｗのハロゲンランプ照射下で斜光検査と顕微鏡観察を行い、シミ、パーティクル、洗浄ムラ、および洗浄表面の平滑性について評価した。洗浄速度の制御性については、各々の洗浄剤をイオン交換水で５倍、１０倍に希釈したときの洗浄速度が１／５、１／１０になるか否かについて評価した。評価は下記の基準にて行った。結果を表１に示す。

（洗浄性）
◎：基板上にシミ、パーティクル、ムラが全く認められなく、洗浄表面も平滑的である
○：基板上にシミ、パーティクル、ムラが殆んど認められなく、洗浄表面もほぼ平滑的である
△：基板上にシミ、パーティクル、ムラが若干認められ、洗浄表面も多少荒れがある
×：基板上にシミ、パーティクル、ムラが相当数認められ、洗浄表面もかなり荒れている。

（洗浄速度の制御性）
○：洗浄剤のｐＨを変えることにより、問題なく洗浄速度をコントロールできる
△：洗浄剤のｐＨを変えることにより、大まかに洗浄速度をコントロールできる
×：洗浄剤のｐＨを変えても、洗浄速度をコントロールできない
なお、洗浄速度は、各ｐＨの洗浄剤を用いて一定時間洗浄を行ったあとに試料の電気伝導度を測定することにより評価した。洗浄速度が速いほど、金属膜がエッチングされ電気伝導度が小さくなる。

比較例１−４
実施例１−４で使用した洗浄剤の代わりに、洗浄剤として表１に示す組成のものを用いたこと以外は、実施例１と同様の方法で洗浄剤の洗浄力を評価した。結果を表１に示す。

なお、表中の略号は以下の成分を意味する。
ＴＭＡＨ：水酸化テトラメチルアンモニウム
ＮａＯＨ：水酸化ナトリウム
ＮａＳＣＮ：チオシアン酸ナトリウム
ＮａＩ：ヨウ化ナトリウム
ＮａＣｌ：水酸化ナトリウム
ＴｒｉｔｏｎＸ−１００：ポリオキシエチレンオクチルフェニルエーテル

Claims

金属表面を有する物品あるいは装置、または金属が付着した物品あるいは装置を洗浄するための洗浄剤であって、アルカリ性化合物、カオトロピックイオン、及び水からなるｐＨが１０以上の水溶液であることを特徴とする洗浄剤。
カオトロピックイオンがSCN⁻、I⁻、ClO₄ ⁻、NＯ₃ ⁻またはBr⁻である請求項１に記載の洗浄剤。
カオトロピックイオンの濃度が０．１モル／ｌ以上である請求項１または２に記載の洗浄剤。
金属が付着した物品又は装置を請求項１に記載の洗浄剤を用いて洗浄することを特徴とする洗浄方法。