JPH03237012A - 二酸化珪素被膜の製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本発明は二酸化珪素の製造方法に関し、特に珪弗化水素
酸の二酸化珪素過飽和水溶液と基材とを接触させて基材
表面に二酸化珪素被膜を製造する方法の改良に関する。

［従来の技術］ 今日、色々な材料の表面を二酸化珪素膜で被覆すること
が広く行なわれている。これらの成膜性には通常、蒸着
、スパッタ等の真空法が採用されている。しかしながら
、これらの方法は装置あるいは付帯設備が高価であるた
めに、二酸化珪素被膜に要するコストが高くなる他、小
さな基材しか処理できないという欠点があった。

一方、二酸化珪素被膜の製造方法としては、これら蒸着
、スパッタ等の手法の他に、二酸化珪素飽和水溶液にほ
う酸を添加した処理液に基材を浸漬して基材表面に二酸
化珪素を析出させる方法（例えば特開昭６Ｏ−３３２３
３）。あるいは添加剤としてアルミニウム化合物、カル
シウム化合物、マグネシウム化合物、バリウム化合物、
ニッケル化合物、コバルト化合物、亜鉛化合物、銅化合
物、からなる群より選ばれた少なくとも一種の化合物及
びまたは金属を用いる方法（例えば特開昭６２２０８７
６）が知られている。

［発明が解決しようとする問題点コ 上記析出方法は低温で膜形成可能であり、かつあらゆる
材質、形状の基材に被膜形戊司能であるという利点を持
つが、はう酸を連続的に添加する２− 事により、酸化珪素の過飽和状態を持続させ、酸化珪素
被膜を析出させる方法は、はう酸の反応が二段階に起こ
るために過飽和状態が非常に不安定である。またアルミ
ニウム化合物あるいは金属を添加する方法では、これら
の過飽和状態の不安定は解決して安定して析出可能に改
善された。

しかし、これらの添加物を添加する方法においては添加
物が核となりゃすく処理液中に粒子が発生しやすくそれ
らの粒子が膜中に取り込まれることにより表面に凹凸を
発生する。これら表面の凹凸はμｍ以下の凹凸であるが
表面の凹凸を非常に問題とする例えば半導体用や光ディ
スク等の目的に使用するときには問題となった。

［課題を解決するための手段及び作用］本発明は、上記
従来の課題を解決するために、二酸化珪素の過飽和状態
となった珪弗化水素酸溶液からなる処理液と基材とを接
触させて基材表面に二酸化珪素被膜を析出させる二酸化
珪素被膜の製造方法において、該処理液の中に添加剤を
加える代わりに二酸化珪素の飽和状態の珪弗化水素酸一 溶液と水とを添加して二酸化珪素被膜を析出させるもの
である。本発明は一切の添加剤を使用しない為に核とな
るものが少なく粒子の発生が抑えられるという利点があ
り、本願方法により作られた二酸化珪素被膜は半導体用
や光ディスク等の目的にも広く使用できるものである。

以下に本発明の詳細な説明する。

（イ）処理液中に基材を侵清し、基材表面では二酸化珪
素が析出している時においても、連続的に過飽和状態の
珪弗化水素酸と水とが添加される。

処理液の槽内では二酸化珪素の過飽和状態が継続して維
持されていることが特徴である。

（ロ）１分間あたり処理液全量の１０％以上の処理液が
フィルターでろ過され戻される処理液である、ことが好
ましい。

ここで、接触時において、１０％以上の処理液を循環さ
せることは均質な被膜を連続的に得るために効果的であ
り、フィルターで処理液をろ過することは凹凸形状のな
い被膜を得るために好ましい。

− また、浸漬中の基体表面において該処理液が層流となっ
て流れるようにすることがムラのない均質な被膜を得る
ため、に効果的である。

本発明において使用した二酸化珪素被膜製造装置の系統
図を第１図に示す。

第１図において、浸漬槽は外槽１と内槽２からなり内槽
２と外槽ｌの間には水３が満たしである。

この水は一定温度になるようにヒーター４で加熱されか
つ温度分布均一化のため攪拌機５で攪拌されている。

内槽２は前部６、中部７、後部８からなり、各部には工
業用シリカゲル粉末を二酸化珪素の供給源として二酸化
珪素を溶解飽和させた４　ｍ　ｏ　ｌ　／２の珪弗化水
素酸水溶液１８２に攪拌しながら水９５１を添加した処
理液２０２が満たしである。後部８の反応液を循環ポン
プｌＯにより一定量ずつくみ出してフィルター１１でろ
過し内槽前部６へ戻す処理液循環を開始した。ここで、
フィルタ１１のメツシュは１，５μｍであり、反応液循
環流量を３．２２／分く反応液全量が２７２　であるの
て循環流量は約１２％／分である）と設定した。

その後、二酸化珪素を飽和させた４ｍｏ１１５１珪弗化
水素酸水溶液を添加ポンプ１２で、水を添加ポンプ１３
により内槽後部８に一定量ずつ連続的に添加を開始し適
度な二酸化珪素過飽和度を有する処理液を得た。

［実施例］ 以下、実施例、比較例及び参考例を挙げて本発明の詳細
な説明するが、本発明はその要旨を越えない限り、以下
の実施例に限定されるものではない。

実施例１ 第１図に示す二酸化珪素被膜製造装置に二酸化珪素を溶
解飽和させた４　ｍ　ｏ　ｌ　／　１１１の珪弗化水素
酸水溶液１８２に攪拌しながら水９２を添加した処理液
２７Ｑを満たし循環ポンプ１０を作動させ内槽後部８の
反応液を一定量づつくみ出してフィルター１１でろ過し
内槽前部６へ戻す処理液循環を開始した。

ここで、フィルター１１のメツシュは１．５μｍ５ ＝６一 てあり、反応酸循環流量を３．２９７分く反応液全量が
２７２であるので循環流量は約１２％／分である）と設
定した。該処理液に二酸化珪素を飽和させた４　ｍ　ｏ
　１　／　Ｑの珪弗化水素酸水溶液を処理液２７ｆｌに
対して約２８％／２４１１ｒの速度で、添加ポンプ１２
により内槽後部８に連続的に添加すると、同時に水を処
理液２７２に対して約１８％／２４１１ｒの割合で添加
ポンプ１３により連続的に内槽後部８に添加し適度に二
酸化珪素の過飽和状態となった珪弗化水素酸溶液からな
る処理液にガラスディスクを２　Ｈｒ浸漬し二酸化珪素
被膜を形成した。

上記の通り基板上に得られた二酸化珪素被膜の膜厚を調
べたところ、約７０ｎｍであった。

上記二酸化珪素被膜つきガラスディスクをガラスディス
ク表面検査装置（日立電子製）にて表面の欠陥を測定し
たところ下記表−１の測定結果であった。

表−１ 実施例　２ フィルター１１のメツシュを１．５μｍの後に０．１μ
ｍを追加した事以外は実施例　１と同様にして基板を２
Ｈｒ浸漬し二酸化珪素被膜を形成した。上記の通り基板
上に得られた二酸化珪素被膜の膜厚を調べたところ、約
８０ｎｍであった。

上記二酸化珪素被膜つきガラスディスクをガラ７− スディスク表面検査装置（Ｅｌ立電子製ンにて表面の欠
陥を測定したところ下記表−２の測定結果であった。

表−２ ｈｒ添加する事以外は、実施例１と同様の処理をして基
板を２　Ｈ　ｒ浸漬し二酸化珪素被膜を形成した。上記
の通り基板上に得られた二酸化珪素被膜の膜厚を調べた
ところ、約８０ｎｍであった。

上記二酸化珪素被膜つきガラスディスクをガラスディス
ク表面検査装置（日立電子製〉にて表面の欠陥を測定し
たところ下記表−３の測定結果であった。

表−３ 比較例に 酸化珪素を溶解飽和させた４　ｍ　ｏ　ｌ　／　９の珪
弗化水素酸水溶液を約２８％／２４Ｈｒと水を約１８％
／２４１１ｒの割合で連続的に添加する代わりに金属ア
ルミニウムを内槽後部８に約ｏ．ｏ４ｇ／ｇ・９ １０− 実施例１．２及び比較例１の結果から二酸化珪素を飽和
させた珪弗化水素酸水溶液と水を連続的に添加し二酸化
珪素を形成する析出法の方が、実施例からもあきらかな
ように基板表面に付着する粒子数が少ないことがわかっ
た。

［発明の効果］ 以上詳述した通り、本発明の二酸化珪素析出法は、二酸
化珪素の過飽和状態となった珪弗化水素酸と水を連続的
に添加する事により二酸化珪素の過飽和状態を維持する
ものであって、本発明によれば、 ■添加物を加え無いので膜中に不純物が含まれる可能性
が非常に少なく不純物を問題にする半導体用の成膜にも
使用できる。

■添加物を加えないので、不純物による核形成がなく液
中の粒子の発生が抑えられることによって粒子が膜中に
取り込まれる事が少なく、表面の凹凸の発生が少なく出
来る利点がある。表面の凹凸を非常に問題とする例えば
半導体用や光ディスク等の目的に使用でき優れた効果が
奏される。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明に使用した二酸化珪素被膜製造装置の系
統説明図である。 １−外槽、　　　　　　　　２−内槽、３−水　　　　
　　　　４−ヒータ ５−攪拌機　　　　　　６−内槽前部 ７−内槽中部　　　　　８−内槽後部 ９一基板　　　　　　　１ｏ−循環ボンブ１１−フィル
ター　　　１２−添加ボンブ１３−添加ポンプ １１ ＝１２− 手続補正書（自発） １．事件の表示 平成２年特許願第３４５１０号 ２、発明の名称 二酸化珪素被膜の製造方法 ３、補正をする者 事件との関係　　　特許出願人 住所　大阪市中央区道修町３丁目５番１１号氏名（４０
０）　　日本板硝子株式会社代表者　　中　島　達　二 ４、代理人 住所　　東京都港区新ｌ１１１ｉ５丁目１１番３号６、
補正の対象 明細書の「特許請求の範囲」　「発明の詳細な説明」の
各欄 ７、補正の内容 （１）特許請求の範囲を別紙の通りに訂正する。 （２）明細書中、４頁１０行の「過飽和状態」を「飽和
状態」に訂正する。 （３）同、４頁１２行の「特徴である。」の次に成文を
挿入する。 「　従って添加される時の珪弗化水素酸は、処理液中の
珪弗化水素酸とその濃度を異にしている。すなわち４ｍ
ｏｌ／ｌの濃度の珪弗化水素酸が水と共に添加されて、
４ｍｏｌ／ｌ以下の濃度の処理液となる。 」 （４）同、１１頁８行の「過飽和状態」を「飽和状態」
に訂正する。 （５）同、１１頁１２行の「無い」を「ない」に訂正す
る。 特許請求の範囲 二酸化珪素の過飽和状態となった珪弗化水素酸水溶液か
らなる処理液と基材とを接触させて基材表面に二酸化珪
素被膜を析出させる二酸化珪素被膜の製造方法において
、該処理液中に二酸化珪素の飽和状態の珪弗化水素酸と
水とを連続的に添加する事を特徴とする二酸化珪素被膜
の製造方法。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）二酸化珪素の過飽和状態となつた珪弗化水素酸水
   溶液からなる処理液と基材とを接触させて基材表面に二
   酸化珪素被膜を析出させる二酸化珪素被膜の製造方法に
   おいて、該処理液中に二酸化珪素の過飽和状態の珪弗化
   水素酸と水とを連続的に添加する事を特徴とする二酸化
   珪素被膜の製造方法