KR20100050209A - 세정제 조성물 - Google Patents

Abstract

본 발명은 술파민산 화합물을 포함하지 않는 세정제 조성물로서,

조성물 총 중량에 대하여, 염소계 산화제 1~20중량%, 염기성 화합물 1~5중량% 및 잔량의 물을 포함하는 것을 특징으로 하는 세정제 조성물을 제공한다.

세정제, 박테리아, 슬라임, 염소계 산화제, 습식 공정용 장비

Description

세정제 조성물{Cleaning composition}

본 발명은 습식 장비내에서 발생하는 오염물을 제거하기 위한 세정제 조성물에 관한 것이다. 보다 구체적으로는 반도체 및 패널 디스플레이(Flat panel display, 이후 FPD로 기재함)의 제조 공정 등에 사용되는 세정제 조성물에 관한 것이다.

반도체 및 FPD 제조 공정에서는, 대부분, 물속에 녹아 있는 유기물, 무기물, 미립자, 미생물을 최대한 제거하여, 이론상의 18.25mega-ohm의 전기 비전도도를 갖도록 제조된 초순수(Ultra pure water)를 세정제로 사용한다. 또한, 세정제 외에 박리제 및 식각액 등의 습식 화학제품(Wet chemical)이 사용된다. 비록 초순수가 박테리아를 최소화시킨 상태이며 세정공정이 개방순환상태가 아니지만, 초순수내 극미량의 미생물일지라도 그에 의해 슬라임 및 박테리아 사체가 탱크내벽이나 배관내에 고착되는 현상이 발생하게 된다. 또한, 반도체 및 FPD 제조 공정내 습식 공정에 사용되는 화학제품들이 목적하는 대상물(입자, 중금속, 포토레지스트 금속 막질 등)을 완전히 용해시키지 못하고 박리만 시킬 경우 부유하고 있는 물질들이 탱크나 배관 이음새에 침적되는 현상도 발생하게 된다. 이렇게 발생된 오염물이 유 속에 의해 일부 유출되어 세정 막질에 부착한 채로 다음 공정이 진행되면, 막의 핀홀이나 피트, 배선의 단선이나 브릿지(Bridge) 등이 발생하여 제품의 제조수율저하의 원인이 된다.

따라서, 이런 오염물을 제거하기 위하여 정기적으로 장비의 유지 보수를 위한 세정이 행해지고 있으나 공정용으로 설치된 배관의 경우 분리하여 세척을 하지 않으면 오염물의 제거가 어렵다. 또한, 탱크나 장비 내부도 오염물 박리를 위하여 브러쉬 등으로 물리적 힘을 가하지 않으면 그 효과가 기대에 미치지 못한다. 결국, 이러한 오염물을 제거하기 위하여 생산설비의 가동을 중단하지 않을 수 없으며, 이로인한 경제적 손실도 불가피하다.

따라서, 상기와 같은 경제적 손실을 피하기 위하여, 세정력이 강화된 다양한 세정제가 개발되고 있다. 예컨대, 일본 특공소 41-15116호에는 처리수류 중의 미생물의 생장을 억제하는 방법으로서, 차아염소산염과 술파민산염의 용액을 혼합해서 반응시켜 N-클로로술파민산염의 반응생성물 용액을 만들고, 이 용액을 수성처리류에 공급하는 방법이 제안되어 있다. 그러나, 이러한 조성물은 탱크내벽이나 배관내에 고착되는 오염물을 어느 정도 분리하여 제거하지만, 그러한 오염물에 대한 용해력이 약하여 분리된 오염물이 탱크내벽이나 배관내에 재부착하는 2차 오염을 발생시키는 단점이 있다.

또한, 이와 유사한 조성으로서 대한민국 공개특허 제10-2005-0004163호에는 염소계 산화제, 술파민산 화합물, 및 음이온성 폴리머 또는 포스폰산 화합물을 함유하는 슬라임 방지용 조성물이 개시되어 있으나, 이러한 조성물 또한, 일본 특 공소 41-15116호에 개시된 조성과 마찬가지로 충분한 오염물 제거력을 제공하지 못하며, 2차 오염 발생의 우려가 있다.

본 발명은, 종래기술의 상기와 같은 문제를 해결하기 위한 것으로서, 물리적 힘을 가하지 않고도, 습식 장비내에 슬라임 형태로 존재하거나 고착화된 오염물들을 효과적으로 박리하여 제거할 뿐만 아니라, 이를 완전히 용해하여 2차 오염 발생을 최소화하는 세정제 조성물을 제공하는 것을 목적으로 한다.

본 발명은 술파민산 화합물을 포함하지 않는 세정제 조성물로서,

조성물 총 중량에 대하여, 염소계 산화제 1~20중량%, 염기성 화합물 1~5중량% 및 잔량의 물을 포함하는 것을 특징으로 하는 세정제 조성물을 제공한다.

본 발명의 세정제 조성물은 장비내에 슬라임 형태로 존재하거나 고착화된 다양한 오염물들을 효과적으로 박리하여 제거할 뿐만 아니라, 이를 완전히 용해하여 2차 오염 발생을 최소화하는 뛰어난 효과를 제공한다.

또한, 간단한 조성으로 구성되면서도 강력한 세정력을 발휘하므로 경제적성이 뛰어나며, 다량의 물을 포함하고 있어 취급이 용이하다.

따라서, 반도체 및 플랫 패널 디스플레이(Flat panel display) 등의 제조 공정에 사용될 경우, 생산성을 향상시킬 수 있을 뿐만 아니라, 오염물로 인한 경제적 손실도 크게 경감할 수 있을 것으로 기대된다.

본 발명은 술파민산 화합물을 포함하지 않는 세정제 조성물로서,

조성물 총 중량에 대하여, 염소계 산화제 1~20중량%, 염기성 화합물 1~10중량% 및 잔량의 물을 포함하는 것을 특징으로 하는 세정제 조성물에 관한 것이다.

본 발명의 세정제 조성물은 술파민산 화합물을 포함하지 않는 것을 특징으로 하는데, 술파민산 화합물을 포함하는 경우, 염소계 산화제의 안정성은 향상될 수 있으나, 세정제 조성물의 오염물 용해능은 향상시키기 어렵다. 반면, 본 발명의 세정제 조성물에 포함된 염기성 화합물은 염소계 산화제를 안정화시킬뿐만 아니라, 오염물에 대한 용해능이 우수한 특징 갖기 때문에 본 발명의 세정제 조성물에 매우 바람직한 효과를 제공한다. 본 발명의 세정제 조성물은 매우 간단한 조성으로 강력한 세정력을 발휘하는 특징을 갖는다.

본 발명의 세정제 조성물에 있어서, 염소계 산화제는 오염물을 산화시켜 분리 제거하는 역할을 한다 이러한 염소계 산화제로는 염소; 차아염소산 나트륨, 차아염소산 칼륨 등의 차아염소산 알칼리금속염; 차아염소산 칼슘, 차아염소산 바륨 등의 차아염소산 알칼리토류금속염; 아염소산 나트륨, 아염소산 칼륨등의 아염소산 알칼리금속염; 아염소산 칼슘, 아염소산 바륨 등의 아염소산 알칼리토류금속염; 염소산 암모늄, 염소산 나트륨, 염소산 칼륨 등의 염소산 알칼리금속염; 염소산 칼슘, 염소산 바륨 등의 염소산 알칼리토류금속염; 아염소산 니켈 등의 기타 아염소산 금속염 등을 들수 있다. 이들은 1종 단독으로 또는 2종 이상이 함께 사용될 수 있다.

이들 중에서도, 취급이 용이한 차아염소산염 등이 보다 바람직하게 사용될 수 있다.

상기 염소계 산화제의 함량은 조성물 총 중량에 대하여 0.1 내지 20중량%가 바람직하며, 보다 바람직하게는 1 내지 10중량%이다. 염소계 산화제의 농도가 0.1중량% 미만인 경우 오염물의 효과적인 제거가 어렵고, 20중량%를 초과할 경우 자극성이 커서 취급이 어려워진다.

본 발명의 세정제 조성물에 있어서, 염기성 화합물은 오염물을 용해하는 역할과 더불어 염소계 산화제를 안정화시키는 역할을 한다. 이러한 염기성 화합물의 예로는 수산화암모늄, 수산화나트륨, 수산화칼륨, 수산화 칼슘 등의 무기 염기; 수산화테트라메틸암모늄, 수산화테트라에틸암모늄, 수산화테트라프로필암모늄, 수산화테트라부틸암모늄, 수산화 콜린 등의 유기 염기를 들 수 있다. 이들은 1종 단독으로 또는 2종 이상이 함께 사용될 수 있다.

이들 가운데, 무기 염기 중에서는 수산화 나트륨, 수산화 칼륨이 가장 바람직하며, 유기 염기 중에서는 수산화테르라메틸암모늄이 가장 바람직하다.

상기 염기성 화합물의 함량은 조성물 총 중량에 대하여 0.1 내지 10중량%가 바람직하며, 더욱 바람직하게는 1 내지 5중량%이다. 염기성 화합물이 0.1중량% 미만으로 포함되면 오염물의 용해력이 떨어질 뿐만 아니라 염소계 산화제의 안정성도 급격히 감소하여 세정 효과를 기대하기 어려우며, 10중량%를 초과하면 오염물 제거 효과는 증가하지 않는 반면, 제조시 발열을 제어하기 힘든 문제가 발생한다.

본 발명의 세정제에서 물은 특별히 한정되는 것은 아니나, 탈이온수를 사용하는 것이 바람직하며, 물속에 이온이 제거된 정도를 보여주는 물의 비저항 값이 18㏁/㎝이상인 탈이온수를 사용하는 것이 더욱 바람직하다.

또한, 본 발명의 세정제 조성물은 다기능성 첨가제를 추가로 포함할수 있다. 상기 다기능성 첨가제는 본 발명의 세정제 조성물이 SUS와 같은 금속재질로 구성된 장비에 사용됨에 있어서 표면변색 혹은 재질의 부식을 방지함과 더불어 세정액의 pH변화를 억제하는 pH완충 효과를 갖는다.

상기 다기능성 첨가제로는 모노에탄올아민염, 디에탄올아민염, 트리에탄올아민염, 모노이소프로판올아민염, 디이소프로판올아민염, 트리이소프로판올아민염 등의 알칸올아민염을 들 수 있으며, 이들은 1종 단독으로 또는 2종 이상을 조합하여 사용할 수 있다.

상기 알칸올아민염은 시판되는 제품, 예를 들면, AB RUST CM(LABEMA Co. 제품), AB RUST A4(LABEMA Co. 제품), EMADOX-NA(LABEMA Co. 제품), EMADOX-NB(LABEMA Co. 제품), EMADOX-NCAL(LABEMA Co. 제품), EMADOX-102(LABEMA Co. 제품), EMADOX-103(LABEMA Co. 제품), EMADOX-D520(LABEMA Co. 제품), AB Rust at(LABEMA Co. 제품)등을 사용할 수 있다.

상기 다기능성첨가제의 함량은 조성물 총 중량에 대하여 0.001 내지 5.0중량%가 바람직하며, 더욱 바람직하게는 0.01내지 2.0중량%이다.

상기 다기능성첨가제의 함량이 상기 범위로 포함되는 경우에, 금속표면을 보호하는 코팅 효과가 부족하여 부식억제 능력이 떨어지는 문제를 피할 수 있으며, 과량으로 포함되어 금속표면 방식능력의 향상 없이 pH완충효과만 떨어뜨리는 문제도 발생하지 않는다.

본 발명의 세정제 조성물은 pH가 8 내지 14인 것이 바람직하고, 더욱 바람직하게는 10 내지 14이다. 조성물의 pH가 8미만이면 차아염소산의 안정성이 떨어져 쉽게 분해될 뿐만 아니라 그로인해 살균, 세정력도 떨어지게 되어 이물에 대한 제거성이 현저히 떨어질 수 있다.

본 발명의 세정제 조성물은 세정 성능을 향상시키기 위하여 당업계에 공지되어 있는 임의의 첨가제를 더 포함할 수 있다. 첨가제로는 pH 조절제, 부식 방지제 등을 들 수 있으며 이에 한정되는 것은 아니다.

본 발명의 세정제 조성물에 포함되는 성분들은 공지된 방법에 따라 제조가능하며, 공업용 이상의 순도를 갖는 것이 바람직하다.

이하에서, 본 발명을 실시예 등을 통하여 상세히 설명한다. 그러나, 하기의 실시예 등은 본 발명을 더욱 상세하게 설명하기 위해 제공되는 것이며, 이들에 의해 본 발명의 범위가 한정되는 것은 아니다.

실시예 1~4 및 비교예 1~6.

(1) 세정제 조성물의 제조

하기 표 1에 제시된 성분을 정해진 조성비에 따라 혼합하여 실시예 1 내지 4 및 비교예 1 내지 6의 세정제 조성물을 제조하였다.

(2) 플라스틱 재질의 배관 이물 제거성 평가

박테리아성 이물이 고착화된 플라스틱 배관을 상기 실시예 1 내지 4 및 비교예 1 내지 6의 세정제 조성물에 각각 침적시키고 일정한 속도로 30분간 교반시켰다. 오염물의 상태를 침적, 교반 전후로 확인하고 배관표면의 상태 및 세정제의 투명도를 육안으로 확인하였다. 그 결과는 하기 표 1 및 도 1(실시예 1의 세정제 사용)에 나타내었다.

	1		2		3		제거성	용해성
	성분	함량 (중량%)	성분	함량 (중량%)	성분	함량 (중량%)
실시예1	NaClO	7	NaOH	5	-	-	O	O
실시예2	NaClO	7	NaOH	3	-	-	O	O
실시예3	NaClO	5	NaOH	3	-	-	O	O
실시예4	NaClO	5	TMAH	3	-	-	O	O
실시예5	NaClO	5	NaOH	3	*1)	0.5	O	O
비교예1	NaClO	7	-	-	-		X	X
비교예2	-	-	NaOH	10	-	-	X	X
비교예3	NaClO	5	NaOH	3	*2)	0.05	△	X
비교예4	NaClO	5	NaOH	3	*3)	2	X	X
비교예5	*4)	-	-	-	-	-	X	X
비교예6	*5)	-	-	-	-	-	X	X

주) NaClO: 차아염소산나트륨

NaOH: 수산화나트륨

TMAH: 수산화테트라메틸암모늄

*1) 다기능성 첨가제: EMADOX NA

*2) 계면활성제: 폴리옥시에틸렌/폴리옥시프로필렌 에틸렌디아민 축합물

*3) 염소계화합물 안정화제: 술파민산

*4) 녹 및 물때 제거제: Hellotil

*5) 녹 및 물때 제거제: SR-100

표 1의 결과에서 확인되는 바와 같이, 본 발명의 실시예 1 내지 4의 세정제 조성물은, 염소계 산화제에 염기성 화합물을 첨가함으로써, 배관 오염물의 박리뿐만 아니라, 오염물의 용해에도 우수한 효과를 나타냈다. 또한 본발명의 실시예 5와같이 다기능성 첨가제를 추가로 포함할 경우에도 오염물의 박리 및 용해성을 저하시키지 않는 효과를 나타냈다.

그러나 염소계 산화제 또는 염기성 화합물을 단독으로 사용한 비교예 1 및 2의 경우나; 염소계 산화제 및 염기성 화합물로 구성된 조성에 이물 제거력을 향상시킬 목적으로 계면활성제를 첨가하거나(비교예 3) 또는 염소계화합물 안정제인 술파민산을 첨가한 경우(비교예 4)에는 오염물의 제거력 및 용해력이 떨어지는 결과를 나타냈다. 또한, 이미 상품화되어 판매되고 있는 물 때 제거제(비교예 5 또는 비교예 6)를 사용하였을 때도 박테리아성 이물이 제거되지 않음을 나타냈다.

(3) 유/무기물이 결합된 장비 이물 제거력 평가

플랫패널 디스플레이 제조공정 특히, 식각공정에 사용된 탱크내 이물을 크린용 와이퍼로 채취하여, 이 와이퍼를 일정 크기로 자른뒤 상기 실시예 3 및 비교예 1 내지 6에서 제조된 세정제 조성물 각각에 침적시켜 30분간 교반시켰다. 침적 전후의 와이퍼의 상태, 세정제 조성물의 투명도 및 침전물을 육안으로 관찰하였다. 그 결과는 하기 표 2 및 도 2(실시예 3의 세정제 사용)에 나타내었다.

	1		2		3		제거성	용해성
	성분	함량 (중량%)	성분	함량 (중량%)	성분	함량 (중량%)
실시예3	NaClO	5	NaOH	3	-	-	O	O
비교예1	NaClO	7	-	-	-		X	X
비교예2	-	-	NaOH	10	-	-	X	X
비교예3	NaClO	5	NaOH	3	*2)	0.03	△	△
비교예4	NaClO	5	NaOH	3	*3)	5	△	X
비교예5	*4)	-	-	-	-	-	X	X
비교예6	*5)	-	-	-	-	-	X	X

표 1의 결과에서 확인되는 바와 같이, 실시예 3의 세정제 조성물의 경우 장비에서 채취한 이물을 와이퍼에서 분리시킬 뿐만 아니라, 완전히 용해시킴으로써, 분리된 이물로인한 비이커 벽면의 2차오염이 발생하지 않았다. 그러나, 비교예 3~4의 세정제 조성물의 경우, 와이퍼에 부착된 이물의 일부를 분리하였으나 이를 용해시키지 못해 비이커 벽면이 부유하던 이물들로 오염되는 2차오염이 발생하였다(도 3 참조). 비교예 1, 2, 5 및 6의 세정제 조성물은 와이퍼에 부착된 이물의 일부도 제대로 분리시키지 못하는 성능을 나타냈다.

도 1은 박테리아성 이물이 고착화된 플라스틱 배관을 본 발명의 실시예 1의 세정제 조성물에 침적시켜 세정한 결과를 나타내는 사진이다.

도 2는 플랫패널 디스플레이의 제조공정 중 식각공정에 사용된 탱크내 이물을 크린용 와이퍼로 채취하고, 이 와이퍼를 본 발명의 실시예 3의 세정제 조성물에 침적시켜 세정한 결과를 나타내는 사진이다.

도 3은 플랫패널 디스플레이의 제조공정 중 식각공정에 사용된 탱크내 이물을 크린용 와이퍼로 채취하고, 이 와이퍼를 본 발명의 비교예 4의 세정제 조성물에 침적시켜 세정한 후, 남겨진 침적용기의 상태를 촬영한 사진이다.

Claims (9)

1. 술파민산 화합물을 포함하지 않는 세정제 조성물로서,

   조성물 총 중량에 대하여, 염소계 산화제 1~20중량%, 염기성 화합물 1~10중량% 및 잔량의 물을 포함하는 것을 특징으로 하는 세정제 조성물.
2. 청구항 1에 있어서, 상기 염소계 산화제는 염소, 차아염소산 알칼리금속염, 차아염소산 알칼리토류금속염, 아염소산 알칼리금속염, 아염소산 알칼리토류금속염, 염소산 알칼리금속염, 염소산 알칼리토류금속염 및 아염소산 니켈로 이루어진 군으로부터 선택되는 1종 이상으로 구성되는 것임을 특징으로 하는 세정제 조성물.
3. 청구항 2에 있어서, 상기 염소계 산화제는 염소, 차아염소산 알칼리금속염 및 차아염소산 알칼리토류금속염으로 이루어진 군으로부터 선택되는 1종 이상으로 구성되는 것임을 특징으로 하는 세정제 조성물.
4. 청구항 1항에 있어서, 상기 염기성 화합물은 수산화암모늄, 수산화나트륨, 수산화칼륨, 수산화 칼슘, 수산화테트라메틸암모늄, 수산화테트라에틸암모늄, 수산화테트라프로필암모늄, 수산화테트라부틸암모늄 및 수산화콜린으로 이루어진 군으로부터 선택되는 1종 이상으로 구성되는 것임을 특징으로 하는 세정제 조성물.
5. 청구항 1항에 있어서, 다기능성 첨가제를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 세정제 조성물
6. 청구항 5에 있어서, 상기 다기능성 첨가제는 알칸올아민염이며, 상기 알칸올 아민염은 모노에탄올아민염, 디에탄올아민염, 트리에탄올아민염, 모노이소프로판올아민염, 디이소프로판올아민염 및 트리이소프로판올아민염으로 이루어진 군으로부터 선택되는 1종 이상의 것으로 구성되는 것을 특징으로 하는 세정제 조성물.
7. 청구항 5에 있어서, 상기 다기능성 첨가제는 조성물 총 중량에 대하여 0.001 내지 5.0중량%로 포함되는 것임을 특징으로 하는 세정제 조성물.
8. 청구항 1 내지 청구항 7 중의 어느 한 항에 있어서, 상기 세정제 조성물의 pH가 8~14인 것을 특징으로 하는 세정제 조성물.
9. 청구항 1 내지 청구항 7 중의 어느 한 항에 있어서, 상기 세정제 조성물이 반도체 및 플랫패널 디스플레이 습식공정용 장비의 세정에 사용되는 것임을 특징으로 하는 세정제 조성물.

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