TWI398514B - 用於清潔磁光碟基板的清潔劑 - Google Patents
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Description
本發明是關於一種電子材料用清潔劑,更詳細而言,本發明是關於一種磁光碟(magneto-optical disk)基板、平面顯示器(flat panel display)基板及光罩(photomask)基板等電子材料用清潔劑。
磁光碟基板、平面顯示器基板及光罩基板等電子材料的清潔技術中,在製造步驟中殘留在基板上的微量的有機物污漬、玻璃屑(glass cullet)以及砥粒(abrasive grain)等雜質會對電子材料的性能或良率造成較大的影響,因此雜質控制變得極為重要。尤其是由於作為清潔對象的雜質越來越微粒(顆粒,particle)化,比先前更容易附著、殘留在界面上,故而迫切要求確立高度清潔技術。
因此,為了防止由這些顆粒所造成的污染,例如於日本專利特開平11-43791號公報、日本專利特開2001-276759號公報、以及日本專利特開2002-212597號公報中,提出了使用界面活性劑來提高顆粒除去性的方法。
但是,在磁光碟用基板中的特別是鋁基板的製造步驟中,包含:在基板表面電鍍作為非磁性層的Ni-P層,然後使用氧化鋁漿料(alumina slurry)及矽酸膠(colloidal silica)來進行研磨並進行鏡面拋光(mirror finish)的步驟;以及之後視需要使用鑽石漿料(diamond slurry)等來使基板表面紋理化(texturing)的步驟,由此存在如下問題:於這
些步驟中,研磨劑或研磨屑牢固地附著在基板表面,無法在清潔步驟中將所附著的研磨劑或研磨屑充分除去。另外,在磁光碟用基板中的特別是玻璃基板的製造步驟中,包含以氧化鈰來進行研磨並進行鏡面拋光的步驟、以及之後視需要使用鑽石漿料等來使基板表面紋理化的步驟,由此存在如下問題:於這些步驟中,研磨劑或研磨屑牢固地附著在基板表面,無法在清潔步驟中將所附著的研磨劑或研磨屑充分除去。另外,在平面顯示器基板或光罩基板的製造步驟中,存在下述問題:自素玻璃(mother glass)上視需要切割適當大小的玻璃基板時所產生的玻璃碎屑(通稱玻璃屑)、飛濺於無塵室內(clean room)的加工油等有機物污漬、或者在對基板表面或端面進行研磨的步驟中所使用的研磨劑或研磨屑等會牢固地附著在基板表面,無法在清潔步驟中充分除去。
由於這些以研磨劑、研磨屑以及有機物污漬為代表的顆粒牢固地附著在基板表面,故而為了將這些顆粒充分除去,必須對基板或研磨劑表面稍加蝕刻(etching),使顆粒分散至液體中,並且儘量使分散在液體中的顆粒不會再次附著於基板表面。其中,於日本專利特開平11-43791號公報中提出了如下方法,即,使用含有對研磨劑的吸附量大於等於5 mg/m2、且數量平均分子量大於等於100,000的凝集劑以及界面活性劑,並且10 vol%水溶液的表面張力小於等於30 dyne/cm的清潔劑組成物,來使作為清潔對象的研磨劑微粒凝集、粗大化,從而防止微粒再次附著,但是
當少許經粗大化的粒子附著在基板表面時有可能會引起嚴重的問題。而且,於日本專利特開平11-43791號公報中,對上述清潔劑組成物的具體成分調配未作說明。另外,日本專利特開2001-276759號公報中所提出的清潔劑是溶解有氟化氫及臭氧(ozone)的清潔液,若利用該清潔劑,則雖可期待藉由蝕刻而將牢固地附著在基板表面的顆粒除去的效果,但是存在以下問題:由於清潔液中含有氟離子而導致在廢水處理上會耗費巨大的成本,而且,由於該清潔液的蝕刻性過強而導致在清潔時會損害基板的平坦性。另外,藉由使玻璃基板以及研磨粒表面的動電位(zeta potential)為負(minus)值,可防止顆粒再次附著,但是此防止效果並不充分。除此以外,日本專利特開2002-212597號公報中所提出的清潔劑中,可藉由使用陰離子性界面活性劑而使防止顆粒再次附著的效果得到某種程度的改善,但是由於該清潔劑幾乎不具有蝕刻性,故而顆粒除去性不充分,清潔性不充分。
因此,本發明之目的在於提供一種磁光碟基板、平面顯示器基板及光罩基板等電子材料用的清潔劑,該清潔劑可對磁光碟基板、平面顯示器基板及光罩基板等電子材料基板的表面賦予適度的蝕刻性,而不會損及該等基板表面的平坦性,並且該清潔劑藉由使用界面活性劑而使自基板表面脫離的顆粒的分散性提高,從而實現了優異的顆粒除去性,藉此,可提高製造時的良率,並且可實現能夠在短
時間內完成清潔的效率極高的高度清潔。
本發明者們為了解決上述課題而進行銳意研究,結果發現,根據清潔劑在使用時的pH值的不同,存在較佳的氧化還原電位(oxidation reduction potential,ORP),從而達成了本發明。
即,本發明是:
(第一發明)一種電子材料用清潔劑,其含有界面活性劑(A),該清潔劑的特徵在於,於用作清潔液時的有效成分濃度下、25℃下的pH值及氧化還原電位(V)[單位為mV,vsSHE]滿足下述數式(1);V≦-38.7×pH值+550 (1)
(第二發明)一種電子材料用清潔液,其含有界面活性劑(A),該清潔液的特徵在於,有效成分濃度為0.01 wt%~15 wt%(重量百分比),25℃下的pH值及氧化還原電位(V)[單位為mV,vsSHE]滿足下述數式(1);V≦-38.7×pH值+550 (1)
(第三發明)一種電子材料的清潔方法,其在上述清潔液中對電子材料進行清潔;以及
(第四發明)一種電子材料的製造方法,其包含使用上述清潔方法來對電子材料進行清潔的步驟。
本發明的清潔劑具有下述優點:對在製造磁光碟基板(尤其是磁光碟用玻璃基板以及經實施Ni-P電鍍的磁光碟用鋁基板)、平面顯示器基板、及光罩基板等電子材料的步驟中成為問題的微細顆粒的清潔性優異,可在短時間內
高效率地進行清潔,而不會對電子材料表面造成損傷(damage)。
為讓本發明之上述和其他目的、特徵和優點能更明顯易懂,下文特舉較佳實施例,並配合所附圖式,作詳細說明如下。
當電子材料為磁光碟用玻璃基板、平面顯示器基板或光罩基板時,本發明之第一發明的清潔劑於用作清潔液時的有效成分濃度下、25℃下的pH值較好的是1~13,更好的是1~5或8~13,特別好的是1~4或9~13,最好的是1~3或10~13。當pH值在該範圍內時,清潔劑具有適度的蝕刻性而不會損害基板的平坦性,並且容易發揮出防止微細顆粒再次附著性優異的效果。同樣就效果的觀點而言,當電子材料為磁光碟基板用鋁基板時,上述pH值較好的是5~13,更好的是6~12,特別好的是6.5~11,最好的是7~10。
另外,尤其是當被清潔物為後述電子材料的研削步驟或研磨步驟中所使用的氧化鈰時,清潔液較好的是酸性,當被清潔物為氧化鋁、矽酸膠或鑽石時,清潔液較好的是鹼性。
本發明的清潔劑含有界面活性劑(A),並且視需要而含有水(較好的是離子交換水或超純水,以下的水亦與此相同)。
本發明的清潔劑的有效成分濃度通常為1 wt%~100
wt%,較好的是2%~50%(以下,只要無特別說明,則%表示wt%),當將本發明的清潔劑用作清潔液時,通常用水來加以稀釋。而且,本發明的清潔劑用作清潔液時的有效成分濃度較好的是0.01%~15%,更好的是0.05%~10%。另外,當清潔劑的有效成分濃度為1%~15%時,可直接以此濃度來用作清潔液。另外,本發明中之有效成分是指除了水以外的成分。
本發明者們為了提高電子材料的清潔性而對清潔液的各種物性值與清潔性之間的關係進行了銳意研究,結果發現,清潔液的pH值及氧化還原電位會對清潔性產生較大影響,本發明者們關於清潔液的pH值及清潔液的氧化還原電位的上限值(可發揮效果的上限值)積累了各種資料並進行分析,結果發現,提供下述清潔液之組成的清潔劑可發揮出較先前有明顯改善的清潔性效果,即,該清潔液顯示出滿足下述數式(1)的氧化還原電位(V)[25℃下的值,單位為mV,vsSHE]。
V≦-38.7×pH值+550 (1)
例如,若pH值為2時的氧化還原電位(V)小於等於472.6 mV,pH值為5時的(V)小於等於356.5 mV,pH值為10時的(V)小於等於163.0 mV,pH值為13時的(V)小於等於46.9 mV,則可發揮出本發明的效果。
若氧化還原電位(25℃)不滿足數式(1),則會顯著蝕刻基板表面而損害表面的平坦性,而且顆粒除去性變差,故而不佳。
就對電子材料的適度蝕刻性以及對顆粒的清潔性的觀點而言,本發明的清潔劑中,更好的是滿足數式(2)的清潔劑,特別好的是滿足數式(3)的清潔劑。
V≦-38.7×pH值+450 (2)
V≦-38.7×pH值+350 (3)
本發明之氧化還原電位(V)可利用如下所述的公知方法來測定。
使用由鉑電極及參照電極(氯化銀電極)所構成的氧化還原電位複合電極(例如,型號:PST-5421C,TOA DKK股份有限公司),測定25℃的清潔液的電位值(V1)。將電位值(V1)與參照電極(氯化銀電極)的單極電位差(199 mV,25℃)相加,可求出清潔液的氧化還原電位(mV,vsSHE)。例如,當電位值(V1)為-100 mV時,氧化還原電位(mV,vsSHE)為-100+199=+99 mV。
本發明的清潔劑的必要成分即界面活性劑(A)可列舉:非離子(nonion)性界面活性劑(A-1)、陰離子(anion)性界面活性劑(A-2)、陽離子(cation)性界面活性劑(A-3)以及兩性界面活性劑(A-4)。
用於本發明的清潔劑中的非離子性界面活性劑(A-1)可列舉:環氧烷(alkylene oxide)加成型非離子性界面活性劑(A-1a)、以及多元醇型非離子界面活性劑(A-1b)等。
(A-1a)可列舉:高級醇(碳數為8~18)的環氧烷
(碳數為2~4)(每一個活性氫的加成莫耳數為1~30)加成物,烷基(碳數為1~12)苯酚的環氧乙烷(每一個活性氫的加成莫耳數為1~30)加成物,脂肪酸(碳數為8~18)的環氧乙烷(每一個活性氫的加成莫耳數為1~30)加成物,脂肪族胺(碳數為6~24)的環氧烷加成物(每一個活性氫的加成莫耳數為1~30),聚丙二醇(分子量為200~4000)的環氧乙烷(每一個活性氫的加成莫耳數為1~50)加成物以及聚氧乙烯(每一個活性氫的加成莫耳數為1~30)烷基(碳數為1~20)烯丙醚,山梨糖醇酐單月桂酸酯的環氧乙烷(加成莫耳數為1~30)加成物、山梨糖醇酐單油酸酯的環氧乙烷(加成莫耳數為1~30)加成物等多元(2~8元或2~8元以上)醇(碳數為2~30)之脂肪酸(碳數為8~24)酯的環氧乙烷加成物(每一個活性氫的加成莫耳數為1~30)等。
(A-1b)可列舉:甘油單硬脂酸酯、甘油單油酸酯、山梨糖醇酐單月桂酸酯、山梨糖醇酐單油酸酯等多元(2~8元或2~8元以上)醇(碳數為2~30)的脂肪酸(碳數為8~24)酯,月桂酸單乙醇醯胺、月桂酸二乙醇醯胺等脂肪酸烷醇醯胺等。
(A-1)中,就清潔性的觀點而言,較好的是(A-1a),更好的是高級醇(碳數為10~16)的環氧烷(碳數為2~3)(每一個活性氫的加成莫耳數為2~20)加成物、烷基苯酚的環氧乙烷(每一個活性氫的加成莫耳數為2~20)加成物、以及脂肪族胺(碳數為8~18)的環氧烷加成物(每
一個活性氫的加成莫耳數為2~20)。
陰離子性界面活性劑(A-2)可列舉:高分子型陰離子性界面活性劑(A-2a)、以及低分子型陰離子性界面活性劑(A-2b)。
高分子型陰離子性界面活性劑(A-2a)可列舉:具有選自以磺酸(鹽)基、硫酸酯(鹽)基、磷酸酯(鹽)基、膦酸(鹽)基以及羧酸(鹽)基所組成的族群中的至少一種基團,且重量平均分子量(以下簡稱為Mw)為1,000~800,000的高分子型陰離子性界面活性劑。高分子型陰離子性界面活性劑通常在一分子中具有至少兩個或兩個以上的重複單元。高分子型陰離子性界面活性劑(A-2a)的具體例可列舉下述(A-2a-1)~(A-2a-5)等。
(A-2a-1)具有磺酸(鹽)基的高分子型陰離子性界面活性劑:聚苯乙烯磺酸、苯乙烯/苯乙烯磺酸共聚物、聚{2-(甲基)丙烯醯基胺基-2,2-二甲基乙磺酸}、2-(甲基)丙烯醯基胺基-2,2-二甲基乙磺酸/苯乙烯共聚物、2-(甲基)丙烯醯基胺基-2,2-二甲基乙磺酸/丙烯醯胺共聚物、2-(甲基)丙烯醯基胺基-2,2-二甲基乙磺酸/(甲基)丙烯酸共聚物、2-(甲基)丙烯醯基胺基-2,2-二甲基乙磺酸/(甲基)丙烯酸/丙烯醯胺共聚物、2-(甲基)丙烯醯基胺基-2,2-二甲基乙磺酸/苯乙烯/丙烯醯胺共聚物、2-(甲基)丙烯醯基胺基-2,2-二甲基乙磺酸/苯乙烯/(甲基)丙烯酸共聚物、萘磺酸甲醛縮合物、甲基萘磺酸甲醛縮合物、二甲基萘磺酸甲醛縮合物、蒽磺酸甲醛縮
合物、三聚氰胺磺酸甲醛縮合物以及苯胺磺酸-苯酚-甲醛縮合物等;(A-2a-2)具有硫酸酯(鹽)基的高分子型陰離子性界面活性劑:聚{(甲基)丙烯酸2-羥基乙酯硫酸酯}、丙烯酸2-羥基乙酯/丙烯酸2-羥基乙酯硫酸酯共聚物及甲基丙烯酸2-羥基乙酯/甲基丙烯酸2-羥基乙酯硫酸酯共聚物、聚{(甲基)丙烯酸2-羥基乙酯}的硫酸酯化物、聚{(甲基)丙烯醯氧基聚氧乙烯硫酸酯}、(甲基)丙烯醯氧基聚氧乙烯硫酸酯/丙烯酸共聚物,以及纖維素、甲基纖維素或乙基纖維素的硫酸酯化物等;(A-2a-3)具有磷酸酯(鹽)基的高分子型陰離子性界面活性劑:聚{(甲基)丙烯酸2-羥基乙酯磷酸酯}、丙烯酸2-羥基乙酯/丙烯酸2-羥基乙酯磷酸酯共聚物及甲基丙烯酸2-羥基乙酯/甲基丙烯酸2-羥基乙酯磷酸酯共聚物、聚{(甲基)丙烯酸2-羥基乙酯}的磷酸酯化物、聚{(甲基)丙烯醯氧基聚氧乙烯磷酸酯}、(甲基)丙烯醯氧基聚氧乙烯磷酸酯/丙烯酸共聚物,以及纖維素、甲基纖維素或乙基纖維素的磷酸酯化物等;(A-2a-4)具有膦酸(鹽)基的高分子型陰離子性界面活性劑:聚{膦酸(甲基)丙烯醯氧基乙酯}、丙烯酸2-羥基乙酯/膦酸丙烯醯氧基乙酯共聚物及甲基丙烯酸2-羥基乙酯/膦
酸甲基丙烯醯氧基乙酯共聚物、萘膦酸甲醛縮合物、甲基萘膦酸甲醛縮合物、二甲基萘膦酸甲醛縮合物、蒽膦酸甲醛縮合物以及苯胺膦酸-苯酚-甲醛縮合物等;(A-2a-5)具有羧酸(鹽)基的高分子型陰離子性界面活性劑:聚(甲基)丙烯酸、(甲基)丙烯酸-順丁烯二酸共聚物、(甲基)丙烯酸-亞甲基丁二酸共聚物、(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-羥基乙酯/(甲基)丙烯酸共聚物、聚{(甲基)丙烯酸2-羥基乙酯}的羧甲基化物、羧甲基纖維素、羧甲基甲基纖維素、羧甲基乙基纖維素、苯甲酸甲醛縮合物以及苯甲酸-苯酚-甲醛縮合物等。
就防止顆粒再次附著性以及低泡性的觀點等而言,高分子型陰離子性界面活性劑(A-2a)的Mw較好的是1,000~800,000,更好的是1,200~400,000,特別好的是1,500~80,000,最好的是2,000~40,000。本發明之Mw是利用凝膠滲透層析法(以下,簡稱為GPC(gel-permeation chromatography)),以聚環氧乙烷作為基準物質而於40℃下測定的。具體而言,例如使用下述設備來進行測定,即,裝置本體:HLC-8120(東曹(Tosoh)股份有限公司製造);管柱:東曹股份有限公司製造之TSKgel α 6000、G3000 PWXL;檢測器:內置於裝置本體的示差折射檢測器;溶離液:0.5%乙酸鈉.水/甲醇(體積比為70/30);溶離液流量:1.0 ml/min;管柱溫度:40℃;樣品:0.25%的溶離液
溶液;注入量:200 μl;標準物質:東曹股份有限公司製造的TSK標準聚環氧乙烷(TSK STANDARD POLYETHYLENE OXIDE);資料處理軟體:GPC-8020 model Ⅱ(東曹股份有限公司製造)。
低分子型陰離子性界面活性劑(A-2b)可列舉:低分子型磺酸系界面活性劑(A-2b-1)、低分子型硫酸酯系界面活性劑(A-2b-2)、低分子型脂肪酸系界面活性劑(A-2b-3)、以及低分子型磷酸酯系界面活性劑(A-2b-4)等分子量(Mw或基於結構而得之計算值的分子量)小於1,000的陰離子性界面活性劑。
陰離子性界面活性劑中的磺酸系界面活性劑(A-2b-1)可列舉:碳數為6~24之醇的磺基丁二酸(單、二)酯(鹽)、碳數為8~24之α-烯烴的磺酸化物(鹽)、具有碳數為8~14之烷基的烷基苯磺酸(鹽)、石油磺酸酯(鹽)(petroleum sulfonate)、甲苯磺酸(鹽)、二甲苯磺酸(鹽)以及異丙苯磺酸(鹽)等。陰離子性界面活性劑中的磺酸系界面活性劑(A-2b-1)的具體例可列舉:二辛基磺基丁二酸(鹽)、對甲苯磺酸(鹽)、鄰甲苯磺酸(鹽)、間二甲苯磺酸(鹽)以及對二甲苯磺酸(鹽)等。
低分子型硫酸酯系界面活性劑(A-2b-2)可列舉:碳數為8~18之脂肪族醇的硫酸酯(鹽)、碳數為8~18之脂肪族醇之環氧乙烷1莫耳~10莫耳加成物的硫酸酯(鹽)、硫酸化油(鹽)、硫酸化脂肪酸酯(鹽)以及硫酸化烯烴(鹽)等。低分子型硫酸酯系界面活性劑(A-2b-2)的具體例可
列舉:2-乙基己醇硫酸酯(鹽)、辛醇硫酸酯(鹽)、1,10-癸二醇二硫酸酯(鹽)以及月桂醇(lauryl alcohol)之環氧乙烷(5莫耳)加成物的二硫酸酯(鹽)等。
低分子型脂肪酸系界面活性劑(A-2b-3)可列舉:碳數為8~18的脂肪酸(鹽)、以及碳數為8~18之脂肪族醇的醚羧酸(鹽)等。低分子型脂肪酸系界面活性劑(A-2b-3)的具體例可列舉:正辛酸(鹽)、2-乙基己酸(鹽)、正壬酸(鹽)、異壬酸(鹽)、油酸(鹽)以及硬脂酸(鹽)等。
低分子型磷酸酯系界面活性劑(A-2b-4)可列舉:碳數為8~24之高級醇的磷酸(單、二)酯(鹽)、以及碳數為8~24之高級醇的環氧乙烷加成物的磷酸(單、二)酯(鹽)等。低分子型磷酸酯系界面活性劑(A-2b-4)的具體例可列舉:月桂醇單磷酸酯(鹽)、月桂醇之環氧乙烷(5莫耳)加成物的磷酸單酯(鹽)、以及辛醇二磷酸酯(鹽)等。
對(A-2)形成鹽時的對離子並無特別限定,通常為:鹼金屬(鈉及鉀)鹽、銨鹽、一級胺(甲胺、乙胺及丁胺等烷基胺,單乙醇胺,以及胍(guanidine)等)鹽、二級胺(二甲胺、二乙胺及二丁胺等二烷基胺以及二乙醇胺等)鹽、三級胺{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1,8-二氮雜雙環[5.4.0]-7-十一烯(1,8-diazabicyclo[5,4,0]-7-undecene,DBU)、1,5-二氮雜雙環[4.3.0]-5-壬烯(1,5-diazabicyclo[4.3.0]-5-nonene,DBN)或1,4-二氮雜雙環[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、4,5-二氫-1H-咪唑、2-甲基-4,5-二氫-1H-咪唑、1,4,5,6-四氫嘧啶、1,6(4)-二氫嘧啶等}鹽以及四級銨(四烷基銨等)鹽。這些鹽中,就對基板的金屬污染的觀點而言,較好的是銨鹽、一級胺鹽、二級胺鹽、三級胺鹽以及四級銨鹽,特別好的是三級胺鹽及四級銨鹽,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-咪唑的鹽。
就防止顆粒再次附著性的觀點而言,陰離子性界面活性劑(A-2)中較好的是高分子型陰離子性界面活性劑(A-2a)、低分子型磺酸系界面活性劑(A-2b-1)、低分子型硫酸酯系界面活性劑(A-2b-2)、以及低分子型脂肪酸系界面活性劑(A-2b-3),更好的是(A-2a)、(A-2b-1)以及(A-2b-2),特別好的是聚丙烯酸(鹽)、聚苯乙烯磺酸(鹽)、萘磺酸福馬林縮合物的鹽、丙烯醯胺-2-甲基丙磺酸/丙烯酸共聚物的鹽、甲基丙烯醯氧基聚氧乙烯硫酸酯/丙烯酸共聚物的鹽、辛基苯磺酸(鹽)、對甲苯磺酸(鹽)、間二甲苯磺酸(鹽)以及2-乙基己醇硫酸酯(鹽)。
其中,(A-2)可單獨使用,亦可併用兩種或兩種以上。就顆粒的分散性的觀點而言,更好的是併用兩種或兩種以上。
陽離子性界面活性劑(A-3)可列舉:四級銨鹽型的界面活性劑(A-3a){例如,烷基(碳數為1~30)三甲基銨鹽、二烷基(碳數為1~30)二甲基銨鹽、含氮環的四
級銨鹽、含聚(加成莫耳數為2~15)氧乙烯(碳數為2~4)鏈的四級銨鹽、烷基(碳數為1~30)醯胺烷基(碳數為1~10)二烷基(碳數為1~4)甲基銨鹽等}、以及胺系界面活性劑(A-3b){例如,碳數為3~90的脂肪族三級胺、碳數為3~90的脂環式(含有含氮雜環)三級胺、以及碳數為3~90的含羥基烷基之三級胺的無機酸鹽或有機酸鹽}等。
兩性界面活性劑(A-4)可列舉:甜菜鹼(betaine)型兩性界面活性劑(A-4a){例如,烷基(碳數為1~30)二甲基甜菜鹼、烷基(碳數為1~30)醯胺烷基(碳數為1~4)二甲基甜菜鹼、烷基(碳數為1~30)二羥基烷基(碳數為1~30)甜菜鹼、磺基甜菜鹼型等};胺基酸型兩性界面活性劑(A-4b){例如,丙胺酸型[烷基(碳數為1~30)胺基丙酸型、烷基(碳數為1~30)亞胺基二丙酸型等]、甘胺酸(glycine)型[烷基(碳數為1~30)胺基乙酸型等]};以及胺基磺酸鹽型兩性界面活性劑(A-4c){例如,烷基(碳數為1~30)牛磺酸型兩性界面活性劑等}等。
就防止顆粒再次附著性的觀點而言,界面活性劑(A)中較好的是陰離子性界面活性劑(A-2)、以及併用非離子性界面活性劑(A-1)與(A-2),更好的是併用(A-1)與(A-2)。就清潔性及起泡性的觀點而言,併用時的(A-1)及(A-2)的含有比率[(A-1)/(A-2)]較好的是小於等於6,更好的是0.1~5,特別好的是0.2~0.8。
基於本發明之清潔劑的有效成分的重量,本發明的清
潔劑中的界面活性劑(A)的含量較好的是1.5%~100%,更好的是2~90%,特別好的是3~80%。
除了界面活性劑(A)以外,本發明的清潔劑可更含有選自以下述螯合劑(chelating agent)(B)、還原劑(C)以及鹼性成分(D)所組成的族群中的一種或一種以上的成分。
當本發明的清潔劑含有螯合劑(B)時,就可提高電子材料表面之清潔性的觀點以及可控制蝕刻性的觀點而言更佳。另外,本發明的清潔劑藉由含有還原劑(C),可控制對電子材料表面的蝕刻性,故而更好的是含有還原劑(C)。本發明的清潔劑可藉由含有鹼性成分(D)而進一步提高對顆粒的清潔性。
[螯合劑(B)可列舉:胺基多羧酸(鹽)(B-1){例如,乙二胺四乙酸(鹽)(ethylene diamine tetraacetic acid,EDTA)、二乙三胺五乙酸(鹽)(diethylene triamine pentaacetic acid,DTPA)、三乙四胺六乙酸(鹽)(triethylene tetraamine hexaacetic acid,TTHA)、羥基乙基乙二胺三乙酸(鹽)(hydroxyethyl ethylene diamine triacetic acid,HEDTA)、二羥基乙基乙二胺四乙酸(鹽)(dihydroxyethyl ethylene diamine tetraacetic acid,DHEDDA)、氮基三乙酸(鹽)(nitrilotriacetic acid,NTA)、羥基乙基亞胺基二乙酸(鹽)(hydroxyethyl imino diacetic acid,HIDA)、β-丙胺酸二乙酸(鹽)、天冬胺酸二乙酸(鹽)、甲基甘胺酸二乙酸(鹽)、亞胺基二丁二酸(鹽)、絲胺酸二乙酸(鹽)、
羥基亞胺基二丁二酸(鹽)、二羥基乙基甘胺酸(鹽)、天冬胺酸(鹽)、麩胺酸(鹽)等};羥基羧酸(鹽)(B-2){例如,羥基乙酸(鹽)、酒石酸(鹽)、檸檬酸(鹽)、葡萄糖酸(鹽)等};環羧酸(鹽)(B-3){例如,均苯四甲酸(鹽)、苯幷多羧酸(鹽)、環戊烷四甲酸(鹽)等};醚羧酸(鹽)(B-4)(例如,羥基丙二酸羧甲酯(carboxymethyl tartronate)、丁二酸羧甲氧基酯、氧基二丁二酸酯、酒石酸單丁二酸酯、酒石酸二丁二酸酯等);其他羧酸(鹽)(B-5){例如,順丁烯二酸衍生物、草酸(鹽)等};膦酸(鹽)(B-6){例如,甲基二膦酸(鹽)、胺基三(亞甲基膦酸)(鹽)、1-羥基亞乙基-1,1-二膦酸(鹽)、乙二胺四(亞甲基膦酸)(鹽)、1,6-己二胺四(亞甲基膦酸)(鹽)、丙二胺四(亞甲基膦酸)(鹽)、二乙三胺五(亞甲基膦酸)(鹽)、三乙四胺六(亞甲基膦酸)(鹽)、三胺基三乙胺六(亞甲基膦酸)(鹽)、反式-1,2-環己二胺四(亞甲基膦酸)(鹽)、二醇醚二胺四(亞甲基膦酸)(鹽)、以及四乙五胺七(亞甲基膦酸)(鹽)等};縮合磷酸(鹽)(B-7){例如,偏磷酸(鹽)、三聚磷酸(鹽)、六偏磷酸(鹽)等}等。
另外,上述酸的鹽可列舉上述陰離子性界面活性劑(A-2)中所例示的鹽。而且,這些螯合劑(B)可使用一種,或將兩種或兩種以上組合使用。
這些螯合劑(B)中,就基板的蝕刻性控制以及清潔性能的觀點而言,較好的是(B-1)、(B-2)、(B-6)、(B-7)以及這些的鹽,更好的是(B-1)、(B-6)、(B-7)以及這些酸的鹽,特別好的是乙二胺四乙酸(鹽)(DDTA)、二乙三胺五乙酸(鹽)(DTPA)、二羥基乙基乙二胺四乙酸(鹽)(DHEDDA)、天冬胺酸二乙酸(鹽)、天冬胺酸(鹽)、麩胺酸(鹽)、1-羥基亞乙基-1,1-二膦酸(鹽)、乙二胺四(亞甲基膦酸)(鹽)、偏磷酸(鹽)、六偏磷酸(鹽),最好的是乙二胺四乙酸(鹽)(EDTA)、1-羥基亞乙基-1,1-二膦酸(鹽)、六偏磷酸(鹽)。
使用螯合劑(B)時,就基板的蝕刻性控制以及清潔性能的觀點而言,基於本發明的清潔劑的有效成分的重量,螯合劑(B)的含量較好的是小於等於30%,更好的是0.1%~20%,特別好的是0.3%~20%。
還原劑(C)可列舉有機還原劑(C-1)以及無機還原劑(C-2)。有機還原劑(C-1)可列舉脂肪族有機還原劑(C-1a)、芳香族有機還原劑(C-1b)以及其他有機還原劑(C-1c),可例示以下還原劑。
脂肪族有機還原劑(C-1a)可列舉:碳數為1~12的有機酸類、碳數為1~12的醛類、碳數為6~9的還原酮(reductone)類、以及碳數為1~30的脂肪族胺等。
碳數為1~12的有機酸類可列舉:甲酸、乙酸、丁二酸、乳酸、蘋果酸、丁酸、順丁烯二酸、2-氧代丙酸、丙二酸、沒食子酸(gallic acid)以及這些酸的鹽。另外,上
述(B-2)及(B-5)亦具有作為還原劑的效果。
碳數為1~12的醛類可列舉:甲醛、乙醛、丙醛、以及乙烯醛等。
碳數為6~9的還原酮類可列舉:L-抗壞血酸(L-ascorbic acid)、異抗壞血酸(isoascorbic acid)、L-抗壞血酸硫酸酯、L-抗壞血酸磷酸酯、L-抗壞血酸2-葡糖苷(L-ascorbic acid 2-glucoside)、L-抗壞血酸棕櫚酸酯、L-抗壞血酸四異棕櫚酸酯(L-ascorbyl tetraisopalmitate)、抗壞血酸異棕櫚酸酯、異抗壞血酸(erythorbic acid)、異抗壞血酸磷酸酯、異抗壞血酸棕櫚酸酯、抗壞血酸四異棕櫚酸酯(erythorbyl tetraisopalmitate)以及這些酸的鹽等。
碳數為1~30的脂肪族胺可列舉:碳數為1~6的烷基胺、碳數為2~6的烷醇胺、碳數為2~5的烷二胺、碳數為4~10的環狀胺、碳數為3~15的脒(amidine)化合物、以及碳數為4~30的多(n=2~5)伸烷基(碳數為2~6)多(n=3~6)胺等。
碳數為1~6的烷基胺可列舉:單烷基胺{甲胺、乙胺、丙胺、異丙胺、丁胺、以及己胺等}、以及碳數為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、以及二異丙胺等}。
碳數為2~6的烷醇胺可列舉:單乙醇胺、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。
碳數為2~5的烷二胺可列舉:乙二胺、丙二胺、1,3-丙二胺、1,4-丁二胺、以及1,6-己二胺等。
碳數為4~10的環狀胺可列舉:哌啶(piperidine)、哌嗪(piperazine)、以及1,4-二氮雜雙環[2.2.2]辛烷(DABCO)等。
碳數為3~15的脒化合物可列舉:1,8-二氮雜雙環[5.4.0]-7-十一烯(DBU)、1,5-二氮雜雙環[4.3.0]-5-壬烯(DSN)等。
碳數為4~30的多(n=2~5)伸烷基(碳數為2~6)多(n=3~6)胺可列舉:二乙三胺、三乙四胺、四乙五胺、六乙七胺、亞胺基雙丙胺、雙(六亞甲基)三胺、以及五乙六胺等。
芳香族有機還原劑(C-1b)可列舉:碳數為7~12的芳香族醛、碳數為6~9的芳香族胺、以及碳數為6~30的酚化合物等。
碳數為7~12的芳香族醛可列舉:苯甲醛(benzaldehyde)、以及桂皮醛(cinnamaldehyde)等。
碳數為6~9的芳香族胺可列舉:對苯二胺、以及對胺基苯酚等。
碳數為6~30的酚化合物可列舉一元酚(monohydric phenol)以及多酚(polyphenol)。一元酚可列舉:3-羥基黃酮(3-hydroxy flavone)、以及生育酚(tocopherol)(α-、β-、γ-、δ-、ε-或η-生育酚等)等。多酚可列舉:3,4,5-三羥基苯甲酸、鄰苯二酚(pyrocatechol)、間苯二酚
(resorcinol)、對苯二酚(hydroquinone)、萘間二酚(naphthoresorcinol)、鄰苯三酚(pyrogallol)以及間苯三酚(phloroglucinol)等。
其他有機還原劑(C-1c)可列舉:磷系還原劑(例如,三-2-羧基乙基膦等)、硼烷系錯合物(例如,硼烷-第三丁胺錯合物、硼烷-N,N-二乙基苯胺錯合物以及硼烷-三甲胺錯合物等)、硫醇系還原劑(例如,L-半胱胺酸(L-cysteine)以及胺基乙硫醇等)、以及羥胺系還原劑{例如,羥胺以及二乙基羥胺等)等。另外,後文中作為(F3)及(F4)而例示的糖類及糖醇亦具有作為有機還原劑的效果。
無機還原劑(C-2)可列舉:硫的含氧酸類{例如,亞硫酸(鹽)、二亞硫酸(鹽)、二亞硫磺酸(鹽)、硫代硫酸(鹽)、二硫磺酸(鹽)、多硫磺酸(鹽)等}、磷的含氧酸類{例如,亞磷酸(鹽)、亞磷酸氫酸(鹽)、次磷酸(鹽)等}、其他無機還原劑(硫酸亞鐵、氯化錫、氰基硼氫化鈉(sodium cyanoborohydride)以及硼氫化鈉等)等。
形成這些還原劑(C)的鹽可使用與上述(A-2)中的示例相同的鹽。
就控制清潔劑的蝕刻性以及防止清潔劑中的離子造成基板再次污染的觀點而言,這些還原劑(C)中較好的是碳數為1~12的醛類、碳數為6~9的還原酮類、碳數為1~30的脂肪族胺、硫醇系還原劑、硫的含氧酸類及磷的含氧酸類,更好的是甲醛、L-抗壞血酸(鹽)、異抗壞血酸(isoascorbic acid)(鹽)、異抗壞血酸(erythorbic acid)
(鹽)、單乙醇胺、二乙醇胺、N-甲基-二乙醇胺、L-半胱胺酸、胺基乙硫醇、亞硫酸(鹽)、二亞硫酸(鹽)、二亞硫磺酸(鹽)、硫代硫酸(鹽)、亞磷酸(鹽)、亞磷酸氫酸(鹽)以及次磷酸(鹽),特別好的是L-抗壞血酸(鹽)、L-半胱胺酸、亞硫酸(鹽)、二亞硫磺酸(鹽)、亞磷酸(鹽)、亞磷酸氫酸(鹽)以及次磷酸(鹽)。
對(C)形成鹽時的對離子並無特別限制,可使用與上述(A-2)中的示例相同的對離子。
而且,(C)可單獨使用,亦可併用兩種或兩種以上。
當本發明的清潔劑含有還原劑(C)時,基於清潔劑的有效成分的重量,還原劑(C)的含量較好的是小於等於60%,更好的是1%~50%,特別好的是2%~40%。
該範圍的含量就控制基板的蝕刻性方面而言較佳。
鹼性成分(D)可列舉:通式(1)所表示的四級銨鹽(D-1)、氨(D-2)、上述的脂肪族有機還原劑(C-1a)中所例示的碳數為1~30的脂肪族胺(D-3)、無機鹼(D-4)以及這些成分的混合物。另外,碳數為1~10的脂肪族胺(D-3)具有作為還原劑的效果以及作為鹼性成分的效果這兩種效果。
式中,R1、R2、R3及R4分別獨立表示碳數為1~24的烷基或以-(R5O)r-H表示的基團,R5表示碳數為2~4的
伸烷基,r表示1~6的整數。
碳數為1~24的烷基可列舉: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。碳數為2~4的伸烷基可列舉:伸乙基、伸丙基以及伸丁基等。r較好的是1~3。
四級銨鹽(D-1)的具體例可列舉:四甲基氫氧化銨、三甲基乙基氫氧化銨、四乙基氫氧化銨、三乙基甲基氫氧化銨、四丙基氫氧化銨、四丁基氫氧化銨、四戊基氫氧化銨、四己基氫氧化銨、三甲基乙基氫氧化銨及四乙基氫氧化銨、羥基乙基三甲基氫氧化銨、羥基乙基三乙基氫氧化銨、二羥基乙基二甲基氫氧化銨、三羥基乙基甲基氫氧化銨等。
無機鹼(D-4)可列舉:氫氧化鋰、氫氧化鈉以及氫氧化鉀等。
就清潔性的觀點而言,(D)中較好的是四級銨鹽(D-1)以及碳數為1~30的脂肪族胺(D-3),更好的是四甲基氫氧化銨、三甲基乙基氫氧化銨、四乙基氫氧化銨、三乙基甲基氫氧化銨、單乙醇胺、二乙醇胺、三乙醇胺、N-甲基-二乙醇胺、DBU、DBN以及併用這些鹼性成分。
當本發明的清潔劑含有鹼性成分(D)時,就清潔性的觀點等而言,基於本發明的清潔劑的有效成分的重量,
(D)的含量較好的是小於等於40%,更好的是2%~30%,特別好的是3%~25%。
本發明的清潔劑較好的是含有選自以螯合劑(B)、還原劑(C)及鹼性成分(D)所組成的族群中的一種或一種以上,更好的是併用(B)與(C),或併用(B)、(C)及(D)。
當本發明的清潔劑含有螯合劑(B)及還原劑(C)時,螯合劑(B)及還原劑(C)的含量的較佳範圍是,基於界面活性劑(A)的重量,螯合劑(B)為0.1%~60%,且還原劑(C)為0.1%~20%,更好的是螯合劑(B)為1%~33%,且還原劑(C)為0.5%~13%,特別好的是螯合劑(B)為3%~27%,且還原劑(C)為1%~8%。
本發明的清潔劑中除了界面活性劑(A)、水、螯合劑(B)、還原劑(C)及鹼性成分(D)以外,亦可在不損及本發明的清潔劑之效果的範圍內,更含有選自以分散劑(E)、三元或三元以上的多元醇(F)、水溶性有機溶劑(G)以及其他添加劑(H)所組成的族群中的一種或一種以上成分。
分散劑(E)可列舉先前以來所使用的微粒的分散劑,例如,多糖類及其衍生物(羥基乙基纖維素、陽離子化纖維素、羥基甲基纖維素、羥基丙基纖維素、古亞膠(guar gum)、陽離子化古亞膠、三仙膠(xanthan gum)、海藻酸鹽(alginate)、陽離子化澱粉等);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,上述高分子型陰離子性界面活性劑(A-2a)亦具有作為分散劑的效果。
當本發明的清潔劑含有這些分散劑(E)時,基於本發明的清潔劑的有效成分的重量,這些分散劑(E)的含量較好的是小於等於10%,更好的是小於等於8%,特別好的是小於等於5%。
三元或三元以上的多元醇(F)可列舉以下的(F1)~(F5)等。
(F1)脂肪族多元醇(甘油、三羥甲基乙烷、三羥甲基丙烷、季戊四醇等);(F2)(F1)的脫水縮合物(二甘油、三甘油、四甘油、五甘油等);(F3)糖類,例如單糖類{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}、二糖類(海藻糖(trehalose)、蔗糖(saccharose)、麥芽糖(maltose)、纖維雙糖(cellobiose)、龍膽二糖(gentiobiose)、乳糖(lactose)等)、以及三糖類(棉子糖(raffinose)、麥芽三糖(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)的環氧烷(碳數為2~4)加成物(加成莫耳數為1莫耳~7莫耳)等。
而且,三元或三元以上的多元醇(F)可單獨使用,亦可併用兩種或兩種以上。
就防止基板受到腐蝕的效果較大的方面而言,三元或三元以上的多元醇(F)中,較好的是(F1)、(F2)、(F3)及(F4),更好的是甘油、蔗糖及山梨糖醇。
當本發明的清潔劑含有三元或三元以上的多元醇(F)時,基於清潔劑的有效成分的重量,該三元或三元以上的多元醇(F)的含量較好的是小於等於30%,更好的是小於等於20%,特別好的是小於等於10%。
水溶性有機溶劑(G)可列舉於20℃下在水中的溶解度(g/100 g的H2O)大於等於3、較好的是大於等於10的有機溶劑。
例如可列舉:亞碸{二甲基亞碸、環丁碸(sulfolane)、丁基碸、3-甲基環丁碸、2,4-二甲基環丁碸等};碸{二甲基碸、二乙基碸、雙(2-羥基乙基)碸等};醯胺{N,N-二甲基甲醯胺、N-甲基甲醯胺、N,N-二甲基乙醯胺、N,N-二甲基丙醯胺等};內醯胺{N-甲基-2-吡咯烷酮(N-methyl-2-pyrrolidone)、N-乙基-2-吡咯烷酮、N-羥基甲基-2-比咯烷酮等};內酯{β-丙內酯(β-propiolactone)、β-丁內酯、γ-丁內酯、γ-戊內酯、δ-戊內酯等};醇{甲
醇、乙醇、異丙醇等};二醇及二醇醚{乙二醇、乙二醇單甲醚、三乙二醇單甲醚、乙二醇單乙醚、二乙二醇、二乙二醇單甲醚、二乙二醇單乙醚、二乙二醇單丁醚、二乙二醇單己醚、丙二醇、丙二醇單甲醚、二丙二醇單甲醚、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};噁唑烷酮(N-甲基-2-噁唑烷酮(N-methyl-2-oxazolidinone)、3,5-二甲基-2-噁唑烷酮等);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、環己酮、環戊酮、二丙酮醇等);環狀醚(四氫呋喃、四氫吡喃等)等。
而且,上述水溶性有機溶劑(G)可單獨使用,亦可併用兩種或兩種以上。
就清潔性以及防止清潔劑中的成分殘留在電子材料表面的觀點等而言,上述水溶性有機溶劑(G)中較好的是二醇及二醇醚,更好的是乙二醇單甲醚、二乙二醇單甲醚、三乙二醇單甲醚、二乙二醇單丁醚以及二乙二醇單己醚。
當本發明的清潔劑含有水溶性有機溶劑(G)時,基於清潔劑的有效成分的重量,該水溶性有機溶劑(G)的含量較好的是小於等於80%,更好的是小於等於50%,特別好的是小於等於20%。
其他添加劑(H)可列舉:抗氧化劑、防銹劑、pH值調整劑、緩衝劑、消泡劑、防腐劑以及增溶劑(hydrotropic
agent)等。
抗氧化劑可列舉:酚系抗氧化劑{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};胺系抗氧化劑{單辛基二苯基胺、單壬基二苯基胺等單烷基二苯基胺;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)、雙(3,5-第三丁基-4-羥基苄基)硫醚等};磷系抗氧化劑{雙(2,4-二第三丁基苯基)季戊四醇二亞磷酸酯、亞磷酸苯基二異癸酯、亞磷酸二苯基二異辛酯、亞磷酸三苯基酯}等。
這些抗氧化劑可單獨使用,亦可併用兩種或兩種以上。
防銹劑可列舉:苯幷三唑(benzotriazole)、甲苯三唑(tolyltriazole)、具有碳數為2~10之烴基的苯幷三唑、苯幷咪唑(benzimidazole)、具有碳數為2~20之烴基的咪唑、具有碳數為2~20之烴基的噻唑(thiazole)、2-巰基苯幷噻唑等含氮有機防銹劑;十二烯基丁二酸半酯、十八烯基丁二酸酐、十二烯基丁二酸醯胺等烷基或烯基丁二酸;山梨醇酐單油酸酯(sorbitan monooleate)、甘油單油酸酯、季戊四醇單油酸酯等多元醇部分酯等。
這些防銹劑可單獨使用,亦可併用兩種或兩種以上。
pH值調整劑可列舉無機酸(鹽酸、硫酸、硝酸、胺磺酸(sulfamic acid)以及磷酸等)、上述所例示的無機鹼(D-4)
等,這些pH值調整劑可單獨使用,亦可併用兩種或兩種以上。
緩衝劑可使用具有緩衝作用的有機酸或無機酸、及/或這些有機酸或無機酸的鹽。
有機酸可列舉上述脂肪族有機還原劑(C-1a)中所例示的碳數為1~12的有機酸類等,無機酸例如可列舉磷酸、硼酸等。另外,這些酸的鹽可列舉與上述陰離子性界面活性劑(A-2)中的示例相同的鹽。
這些緩衝劑可單獨使用,亦可併用兩種或兩種以上。
消泡劑可列舉:矽酮(silicone)消泡劑{以二甲基矽酮(dimethyl silicone)、氟矽酮、聚醚矽酮等作為構成成分的消泡劑等}等。這些消泡劑可單獨使用,亦可併用兩種或兩種以上。
防腐劑可列舉:三嗪(triazine)衍生物{六氫-1,3,5-三(2-羥基乙基)-均三嗪等}、異噻唑啉(isothiazoline)衍生物{1,2-苯幷異噻唑啉-3-酮、2-甲基-4-異噻唑啉-3-酮、5-氯-2-甲基-4-異噻唑啉-3-酮等}、吡啶(pyridine)衍生物{吡啶、2-吡啶硫醇-1-氧化物(鹽)等}、嗎啉(morpholine)衍生物{4-(2-硝基丁基)嗎啉、4,4-(2-乙基-2-硝基三亞甲基)二嗎啉等}、苯幷咪唑衍生物{2-(4-噻唑基)苯幷咪唑等}、其他防腐劑{聚[氧乙烯(二甲基亞胺基)伸乙基(二甲基亞胺基)伸乙基]二氯化物、對氯-間二甲苯酚、苯氧基乙醇、苯氧基丙醇、乙醯氧基二甲基二氧陸圜、異丙基甲基苯酚、四氯間苯二甲腈(tetrachloroisophthalonitrile)、雙溴乙醯
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。
這些防腐劑可單獨使用,亦可併用兩種或兩種以上。
增溶劑可列舉間苯二酚以及水楊酸(鹽)等。另外,這些酸的鹽可列舉與上述陰離子性界面活性劑(A-2)中的示例相同的鹽。這些增溶劑可單獨使用,亦可併用兩種或兩種以上。另外,作為磺酸系界面活性劑(A-2b-1)而例示的甲苯磺酸(鹽)、二甲苯磺酸(鹽)以及異丙苯磺酸(鹽)亦具有作為增溶劑的效果。
當本發明的清潔劑含有其他添加劑(H)時,各添加劑的含量為,基於清潔劑的有效成分的重量,抗氧化劑、防銹劑、緩衝劑、防腐劑以及增溶劑較好的是小於等於10%,更好的是小於等於8%,特別好的是小於等於5%。而且,消泡劑的添加量較好的是小於等於2%,更好的是小於等於1.5%,特別好的是小於等於1%。另外,基於清潔劑的有效成分的重量,pH值調整劑較好的是小於等於90%,更好的是小於等於85%,特別好的是小於等於80%。而且,基於清潔劑的有效成分的重量,其他添加劑(H)的合計含量較好的是小於等於90%,更好的是小於等於85%,特別好的是小於等於80%。
另外,當上述螯合劑(B)~其他添加劑(H)間的組成相同而重複時,並非使用發揮與各成分相應之添加效果的量,而不關心該各成分作為其他成分的效果,而是須要亦考慮到該各成分亦可同時獲得作為其他成分的效果,根
據使用目的來調整該各成分的使用量。
就使用時的作業性或運輸效率的觀點而言,本發明之清潔劑的有效成分的濃度如上所述,通常為1%~100%,較好的是2%~50%。因此,本發明之清潔劑中的水的含量通常小於等於99%,較好的是50%~98%。
除了僅由界面活性劑(A)所構成的情況,本發明的清潔劑是將界面活性劑(A)、與選自以螯合劑(B)~其他添加劑(H)及水所組成的族群中的至少一種成分加以混合而製成,為了獲得滿足上述數式(1)的清潔劑,較好的是以如下所述的方法來製造。
(1)將界面活性劑(A)、或者使界面活性劑(A)與視需要的選自以螯合劑(B)~其他添加劑(H)及水所組成族群中之至少一種成分在常溫~80℃下混合而成的混合物採集一部分,用水稀釋至用作清潔液時的有效成分濃度,對稀釋液的25℃下的pH值及氧化還原電位進行測定,確認pH值及氧化還原電位(V)滿足數式(1)。
(2)當氧化還原電位不滿足數式(1)時,添加例如螯合劑(B)、還原劑(C)及/或鹼性成分(D)等使氧化還原電位降低的成分,來調整氧化還原電位,以使pH值及氧化還原電位滿足數式(1)。
另外,在欲獲得具有特定範圍的pH值的清潔液時,除了上述操作以外,亦利用以下的方法來調整pH值。
當上述(1)或(2)的操作中的pH值低於所需pH值的範圍時,添加例如鹼性成分(D)、其他添加劑(H)中
的pH值調整劑及/或界面活性劑(A-2)等使pH值升高的成分,以將pH值調整至所需範圍內。
當上述(1)或(2)的操作中的pH值高於所需pH值的範圍時,添加例如螯合劑(B)、還原劑(C)、其他添加劑(H)中的pH值調整劑及/或緩衝劑等使pH值下降的成分,以將pH值調整至所需範圍內。
對製造本發明的清潔劑時的混合溶解裝置並無特別限定,可使用安裝有攪拌葉片的攪拌混合裝置、或安裝有螺旋型葉片的攪拌混合裝置等。
就防止金屬污染的觀點而言,基於清潔劑的有效成分的重量,本發明之清潔劑中的Na、K、Ca、Fe、Cu、Al、Pb、Ni及Zn原子的各金屬含量較好的是小於等於20 ppm,更好的是小於等於10 ppm,特別好的是小於等於5 ppm。
這些金屬原子的含量的測定方法可利用公知的方法,例如原子吸光法(atomic absorption method)、感應耦合電漿光譜分析法(inductively-coupled plasma spectrometry,ICP光譜分析法)以及ICP重量分析法。
本發明之第二發明即電子材料用清潔液是視需要用水將上述清潔劑加以稀釋而用於清潔步驟的清潔液,其特徵在於:有效成分濃度為0.01 wt%~15 wt%,且25℃下的pH值及氧化還原電位(V)[單位為mV,vsSHE]滿足下述數式(1)。
V≦-38.7×pH值+550 (1)
本發明的清潔液中的成分以及氧化還原電位的測定方法等如上所述。
本發明的電子材料用清潔液尤其適合用作磁光碟基板、平面顯示器基板及光罩基板等的清潔液,並且如上所述,針對各電子材料,本發明的電子材料用清潔液存在較佳的pH值範圍。
就清潔劑對電子材料的潤濕性的觀點而言,本發明的清潔劑的表面張力(25℃)較好的是小於等於65 mN/m,更好的是小於等於50 mN/m,特別好的是小於等於40 mN/m。本發明之表面張力可依據JIS K3362:1998的圓環法:對應於ISO 304來測定。
就防止顆粒再次附著性以及蝕刻性的觀點而言,清潔液的導電率(mS/cm)較好的是0.2~10.0,更好的是0.5~5.0,特別好的是1.0~3.5。
本發明之第三發明即電子材料的清潔方法是在上述清潔液中對電子材料進行清潔的清潔方法,適合用作磁光碟基板(尤其是經實施Ni-P電鍍的鋁基板)、平面顯示器基板、及光罩基板等的清潔方法。清潔對象物(污漬)可列舉:油分(冷卻劑(coolant)等)、來自人體的污漬(指紋、皮脂等)、塑化劑(鄰苯二甲酸二辛酯等)、有機顆粒等有機物以及無機顆粒[研磨劑(例如,矽酸膠、氧化鋁、氧化鈰及鑽石等)及研磨屑(玻璃屑)等]等無機物。
由於本發明之清潔方法的顆粒除去性極為優異,故而較好的是,在磁光碟基板(特別好的是磁光碟用玻璃基板、
以及經實施Ni-P電鍍的磁光碟用鋁基板)、平面顯示器基板及光罩基板的製造步驟中,進行旨在除去研磨劑、研磨屑及研削屑等顆粒的清潔步驟,更具體而言,較好的是將本發明的清潔方法用作研削步驟後的清潔步驟、研磨步驟後的清潔步驟及/或紋理化步驟後的清潔步驟中的清潔方法。
另外,為了防止空氣中漂浮的污漬(顆粒及有機物污漬等)牢固地附著於基板表面,可在上述清潔步驟的前後將該基板浸漬於本發明的清潔液中。
當上述研磨步驟是使用氧化鋁、矽酸膠、氧化鈰或鑽石中的任一種來作為研磨劑的研磨步驟時,特別容易發揮出本發明之清潔方法的效果。
本發明的清潔方法中的清潔方式,可列舉選自以超聲波清潔、噴淋清潔(shower cleaning)、噴霧清潔(spray cleaning)、毛刷清潔(brush cleaning)、浸漬清潔、浸漬搖動清潔及逐片式清潔所組成的族群中的至少一種清潔方式,於任一種方式下均容易發揮出本發明之清潔方法的效果。
就清潔性的觀點而言,使用本發明的清潔劑來進行清潔時的清潔溫度(℃)較好的是10℃~80℃,更好的是15℃~70℃,特別好的是20℃~60℃。
另外,水相對於以本發明的清潔方法而加以清潔的電子材料的接觸角(25℃)較好的是小於等於20°,更好的是1°~15°,特別好的是2°~10°。若接觸角在該範圍內,
則在藉由濺鍍(sputtering)而形成磁性膜等時,可形成均勻的膜,就磁特性方面而言較佳。另外,接觸角可使用例如全自動接觸角儀[協和界面科學股份有限公司製造,PD-W]來測定。
就電子材料的表面平坦性的觀點而言,以本發明的清潔方法加以清潔後的電子材料表面的表面粗糙度(Ra)較好的是小於等於0.5 nm,更好的是0.001 nm~0.3 nm,特別好的是0.05 nm~0.25 nm。
另外,表面粗糙度(Ra)可使用SII Nano Technology公司製造的E-sweep,於下述條件下進行測定。
測定模式:DFM(間歇接觸模式,tapping mode)
掃描區域:10 μm×10 μm
掃描線數:256條(在Y方向上掃描)
修正:有X,Y方向上的平坦修正
本發明之第四發明即電子材料的製造方法包含以上述清潔方法來對電子材料進行清潔的步驟,特別適合用作磁光碟基板、平面顯示器基板及光罩基板的製造方法。
以下,藉由實施例來更詳細地說明本發明,但是本發明並不限定於此。而且,只要無特別限定,則以下的份表示重量份。以上述方法的測定條件,利用GPC來測定聚合物的分子量。另外,實施例及比較例中所使用的超純水的電阻率值大於等於18 MΩ。
於附有攪拌裝置及溫度控制裝置的容積為1升的不鏽鋼製高壓釜(autoclave)中,投入月桂醇200份(1.1莫耳份)、以及四甲基氫氧化銨(以下,簡稱為TMAH)的25%水溶液10份(0.027莫耳份),於100℃、小於等於4 kPa的減壓條件下脫水30分鐘。然後一邊將反應溫度控制為100℃,一邊以3小時滴加環氧乙烷(以下,簡稱為EO)430份(9.8莫耳份),之後,於100℃下進行3小時熟化,獲得粗產物。將該粗產物於小於等於2.6 kPa的減壓條件下、150℃下保持2小時,分解並除去所殘留的TMAH,獲得非離子性界面活性劑即月桂醇的9莫耳EO加成物(A-1-1)630份。
於附有攪拌裝置及溫度控制裝置的容積為1升的不鏽鋼製高壓釜中,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),於100℃、小於等於4 kPa的減壓條件下脫水30分鐘。然後一邊將反應溫度控制為100℃,一邊以3小時滴加264份的EO(6.0莫耳份),之後,於100℃下進行3小時熟化,獲得粗產物。將該粗產物於小於等於2.6 kPa的減壓條件下、150℃下保持2小時,分解並除去所殘留的TMAH,獲得非離子性界面活性劑即月桂胺的6莫耳EO加成物(A-1-2)445份。
於附有攪拌裝置及溫度控制裝置的容積為1升的不鏽鋼製高壓釜中,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),於100℃、小於等於4 kPa的減壓條件下脫水30分鐘。然後一邊將反應溫度控制為100℃,一邊以3小時滴加352份(8.0莫耳份)的EO,之後,於100℃下進行3小時熟化,獲得粗產物。將該粗產物於小於等於2.6 kPa的減壓條件下、150℃下保持2小時,分解並除去所殘留的TMAH,獲得非離子性界面活性劑即枯基苯酚的8莫耳EO加成物(A-1-3)560份。
於可進行溫度調整及攪拌的反應容器中,加入異丙醇300份及超純水100份,進行氮氣置換後升溫至75℃。然後於攪拌下,將丙烯酸的75%水溶液407份、以及二甲基-2,2'-偶氮二異丁酸酯的15%異丙醇溶液95份以3.5小時分別同時滴加至反應容器中。滴加結束後,於75℃下攪拌5小時,然後斷續地向系統內加入超純水,以使系統內不固化,餾去水與異丙醇的混合物,直至檢測不出異丙醇為止。用DBU(約450份)來中和所獲得的聚丙烯酸水溶液,直至pH值成為7為止,再用超純水來調整濃度,藉此,獲得陰離子性界面活性劑即聚丙烯酸DBU鹽(A-2-1)的40%水溶液。另外,聚丙烯酸DBU鹽(A-2-1)的Mw為10,000。
於可進行溫度調整及回流的附有攪拌裝置的反應容器中投入二氯乙烯100份,於攪拌下進行氮氣置換,然後升溫至90℃為止,使二氯乙烯回流。接著將苯乙烯120份、
以及預先於二氯乙烯20份中溶解有2,2'-偶氮二異丁腈1.7份的起始劑溶液以6小時分別同時滴加於反應容器內,滴加結束後,再聚合1小時。聚合後,於氮氣密封下冷卻至20℃,然後一邊將溫度控制為20℃,一邊以10小時滴加無水硫酸105份,滴加結束後,再進行3小時碸化(sulfone)反應。反應之後,餾去溶劑而進行固化,然後加入超純水345份加以溶解,獲得聚苯乙烯磺酸水溶液。接著用25%的TMAH水溶液(約400份)來中和所獲得的聚苯乙烯磺酸水溶液,直至pH值成為7為止,再用超純水來調整濃度,藉此,獲得陰離子性界面活性劑即聚苯乙烯磺酸TMAH鹽(A-2-2)的40%水溶液。另外,聚苯乙烯磺酸TMAH鹽(A-2-2)的Mw為40,000,碸化率為97%。
於附有攪拌裝置的反應容器中加入萘磺酸21份及超純水10份,於80℃下以3小時滴加37%甲醛8份。滴加結束後,升溫至105℃反應25小時,然後冷卻至室溫(約25℃),接著一邊於水浴中調整為25℃一邊徐徐添加DBU,以將pH值調整為6.5(使用約15份DBU)。加入超純水而將固形分調整為40%,獲得陰離子性界面活性劑即萘磺酸福馬林縮合物的DBU鹽(A-2-3)的40%水溶液。另外,萘磺酸福馬林縮合物的DBU鹽(A-2-3)的Mw為5,000。
除了使用由丙烯醯胺-2-甲基丙磺酸227份、丙烯酸78
份及超純水131份所形成的70%單體水溶液436份,來代替丙烯酸的75%水溶液407份以外,與製造例4同樣地在聚合後餾去水與異丙醇的混合物,直至檢測不出異丙醇為止,獲得丙烯醯胺-2-甲基丙磺酸/丙烯酸共聚物水溶液。然後一邊將所獲得的丙烯醯胺-2-甲基丙磺酸/丙烯酸共聚物水溶液調整為25℃,一邊徐徐添加DBU,以將pH值調整為6.5(使用約280份DBU),再用超純水來調整濃度,藉此,獲得陰離子性界面活性劑即丙烯醯胺-2-甲基丙磺酸/丙烯酸共聚物DBU鹽(A-2-4)的40%水溶液。另外,上述共聚物DBU鹽(A-2-4)的Mw為8,000。
除了使用由甲基丙烯醯氧基聚氧乙烯硫酸酯鈉鹽的50%水溶液[三洋化成股份有限公司製造,ELEMINOL RS-30]320份以及丙烯酸145份所形成的65%單體水溶液465份,來代替丙烯酸的75%水溶液407份以外,與製造例4同樣地在聚合後餾去水與異丙醇的混合物,直至檢測不出異丙醇為止,獲得甲基丙烯醯氧基聚氧乙烯硫酸酯鈉鹽/丙烯酸共聚物水溶液。然後用超純水來稀釋所獲得的共聚物水溶液,以使固形分濃度成為10%之後,使用陽離子交換樹脂「Amberlite IR-120B」(Organo股份有限公司製造)來除去溶液中的鈉離子,直至溶液中的鈉離子小於等於1 ppm為止。另外,鈉含量是使用ICP光譜分析裝置(VARIAN公司製造,Varian 730-ES)來測定的。然後一邊將所獲得的甲基丙烯醯氧基聚氧乙烯硫酸酯/丙烯酸共
聚物調整為25℃,一邊用25%的TMAH水溶液(約600份)來中和該甲基丙烯醯氧基聚氧乙烯硫酸酯/丙烯酸共聚物,直至pH值成為7為止,再用超純水來調整濃度,藉此,獲得陰離子性界面活性劑即甲基丙烯醯氧基聚氧乙烯硫酸酯/丙烯酸酸共聚物TMAH鹽(A-2-5)的10%水溶液。另外,上述共聚物TMAH鹽(A-2-5)的Mw為9,000。
將辛基苯磺酸136份及超純水245份加入至1 L的燒杯(beaker)中,使辛基苯磺酸溶解直至溶液變得均勻。然後用DBN(約65份)來中和所獲得的辛基苯磺酸水溶液,直至pH值成為7為止,再用超純水來調整濃度,藉此,獲得陰離子性界面活性劑即辛基苯磺酸DBN鹽(A-2-6)的40%水溶液。
將2-乙基己酸144份及超純水300份加入至1 L的燒杯中,使2-乙基己酸溶解直至溶液變得均勻。然後用二乙醇胺(約105份)來中和所獲得的2-乙基己酸水溶液,直至pH值成為7為止,再用超純水來調整濃度,藉此,獲得陰離子性界面活性劑即2-乙基己酸二乙醇胺鹽(A-2-7)的40%水溶液。
於附有攪拌裝置及溫度控制裝置的玻璃製反應裝置中,投入2-乙基己醇256份,於攪拌下冷卻至0℃為止,然後一邊將系統內溫度保持為0℃,一邊以3小時滴加氯
磺酸229份,獲得硫酸酯。然後用48%氫氧化鉀水溶液(約230份)進行中和,直至pH值成為7為止,再用超純水調整濃度,藉此,獲得陰離子性界面活性劑的2-乙基己醇硫酸酯鉀鹽(A-2-8)的40%水溶液。
於1 L的燒杯中、室溫(約20℃)下,將表1~表8所記載的各成分以表1~表8所記載的調配份數而均勻攪拌、混合,製作實施例1~實施例56及比較例1~比較例8的清潔劑,將實施例1~實施例26及比較例1~比較例5的清潔劑直接以此濃度(稀釋倍率為1)作為清潔液來加以評價,將實施例27~實施例56及比較例6~比較例8的清潔劑用超純水稀釋至10倍而作為清潔液,根據以下的評價方法來進行評價。結果示於表1~表8中。
另外,表中所記載的超純水以外的各成分的調配份數是進行有效成分換算所得的值。另外,表中所記載的超純水的量包含製造例1~製造例11中所得的界面活性劑及TMAH水溶液中的超純水。
另外,表1~表8中的螯合劑(B)、還原劑(C)、鹼性成分(D)以及水溶性有機溶劑(G)的簡稱如下。
EDTA:乙二胺四乙酸
HEDP:1-羥基亞乙基-1,1-二膦酸
HMP:六偏磷酸鈉
AA:抗壞血酸
Cys:L-半胱胺酸
次磷酸一鈉:次磷酸單鈉鹽
MDEA:N-甲基二乙醇胺
TMAH:四甲基氫氧化銨
DEA:二乙醇胺
DBU:1,8-二氮雜雙環[5.4,0]-7-十一烯
DEG-B:二乙二醇單丁醚
使用pH值測量儀(堀場製作所公司製造,M-12)來測定所獲得的清潔液在25℃下的pH值。以上述方法測定氧化還原電位及表面張力。並且,藉由以下的方法來評價清潔性-1~清潔性-6、表面平坦性-1~表面平坦性-3、蝕刻性-1~蝕刻性-3、接觸角-1~接觸角-3以及分散性。
使用作為研磨劑的市售矽酸膠漿料(粒徑約為30 nm)以及研磨布,對3.5英吋的經實施Ni-P電鍍的磁光碟用基板進行研磨之後,用超純水沖洗表面,並用氮氣吹拂表面,藉此製作污染基板。將以上所製備的各清潔液取1,000份置於1 L的玻璃製燒杯中,然後將所製備的污染基板浸漬於該清潔液中,於超聲波清潔機(200 kHz)內、30℃下清潔5分鐘。清潔後取出基板,用超純水充分沖洗,然後用氮氣吹拂基板以使基板乾燥,依據下述評價基準,使用微分干涉顯微鏡(differential interference microscope)(Nikon公司製造,OPTIPHOT-2,倍率為400倍)來評價基板表面的清潔性。另外,為了防止受到空氣污染,本評價是在
潔淨度(class)為1,000(FED-STD-209D,美國聯邦標準,1988)的無塵室內實施的。
◎:可幾乎完全除去。
○:可大致清潔。
△:殘留有少許粒子。
×:幾乎無法清潔。
除了使用市售的氧化鋁漿料(粒徑約為0.4 μm)來作為研磨劑以外,與清潔性評價-1同樣地進行評價。
使用作為研磨劑的市售氧化鈰漿料(粒徑約為100 nm)以及研磨布,來對2.5英吋的磁光碟用玻璃基板進行研磨,之後用超純水沖洗表面,並用氮氣吹拂表面,藉此製作污染基板,除此以外,與清潔性評價-1同樣地進行評價。
除了使用市售的矽酸膠漿料(粒徑約為30 nm)來作為研磨劑以外,與清潔性評價-3同樣地進行評價。
於市售的玻璃基板(Corning公司製造,玻璃板#1737,10 cm×10 cm)上,散布將玻璃板切斷(斷裂)時的玻璃粉5 mg,於105℃的加熱板(hot plate)(PMC Industries公司製造,數位加熱板系列730)上加熱1小時,使用由此所得的基板作為污染基板,除此以外,與清潔性評價-1
同樣地進行評價。
於70℃的加熱板(PMC Industries公司製造,數位加熱板系列730)上,以1分鐘將作為樣品污染物質的正三十酸(東京化成工業公司製造)10 mg熔著於市售的玻璃基板(Corning公司製造,玻璃板#1737,10 cm×10 cm)上,藉此製備污染基板。然後取清潔液100 g置於200 ml的玻璃製燒杯中,將所製備的污染基板浸漬於清潔液中,於超聲波清潔機(200 kHz)內、30℃下清潔5分鐘。清潔後取出基板,用超純水充分沖洗,然後用氮氣吹拂基板以使基板乾燥,依據與上述清潔性評價-1相同的評價基準,使用微分干涉顯微鏡(Nikon公司製造,OPTIPHOT-2,倍率為400倍)來評價基板表面的清潔性。另外,為了防止受到空氣污染,本評價是在潔淨度為1,000(FED-STD-209D,美國聯邦標準,1988)的無塵室內實施的。
將各清潔液取10 ml置於20 ml的玻璃製容器中,並將溫度調整為30℃,然後,放入將經實施Ni-P電鍍的磁光碟用鋁基板切割成2 cm×2 cm的大小所得的基板,於30℃下浸漬20分鐘,以此來進行清潔。清潔後,使用小鑷子(pincette)取出基板,用超純水充分沖洗而除去清潔液,之後,於室溫下(25℃)用氮氣吹拂基板以使基板乾燥。然後使用原子力顯微鏡(atomic force microscope)(SII
Nano Technology股份有限公司製造,E-Sweep)來測定經乾燥的基板表面的表面粗糙度(Ra),評價表面平坦性。另外,試驗前基板的表面粗糙度(Ra)為0.25 nm。
將各清潔液取10 ml置於20 ml的玻璃製容器中,並將溫度調整為30℃,然後,放入將磁光碟用玻璃基板切割成1 cm×1 cm的大小所得的基板,於30℃下浸漬20分鐘,以此來進行清潔。清潔後,使用小鑷子取出基板,用超純水充分沖洗而除去清潔液,之後,於室溫下(25℃)用氮氣吹拂基板以使基板乾燥。然後使用原子力顯微鏡(SII Nano Technology股份有限公司製造,E-Sweep)來測定經乾燥的基板表面的表面粗糙度(Ra),評價表面平坦性。另外,試驗前基板的表面粗糙度(Ra)為0.20 nm。
將各清潔液取10 ml置於20 ml的玻璃製容器中,並將溫度調整為30℃,然後放入將市售的玻璃基板(Corning公司製造,玻璃板#1737,10 cm×10 cm)切割成1 cm×1 cm的大小所得的基板,於30℃下浸漬20分鐘,以此來進行清潔。清潔後,使用小鑷子取出基板,用超純水充分沖洗而除去清潔液,之後,於室溫下(25℃)用氮氣吹拂基板以使基板乾燥。然後使用原子力顯微鏡(SII Nano Technology股份有限公司製造,E-Sweep)來測定經乾燥的基板表面的表面粗糙度(Ra),評價表面平坦性。另外,試驗前基板的表面粗糙度(Ra)為0.50 nm。
將各清潔液取100份置於1 L的聚丙烯製容器中,於該容器中放入一片3.5英吋的經實施Ni-P電鍍的磁光碟用鋁基板,在容器上部覆蓋聚偏二氯乙烯製膜而將容器密封,以使水分不蒸發,然後於溫度調整為23℃的室內靜置12小時。靜置後,採集各清潔液,使用ICP光譜分析裝置(VARIAN公司製造,Varian 730-ES)來測定清潔液中的Ni含量。而且,亦預先以相同的方式對試驗前的各清潔液進行了Ni含量測定,求出其中的差,藉此求得試驗中所溶出的Ni含量(ppm)。該溶出的Ni含量越多,則蝕刻性越高。
將各清潔液取100份置於1 L的聚丙烯製容器中,於該容器中放入一片2.5英吋的磁光碟用玻璃基板,在容器上部覆蓋聚偏二氯乙烯製膜而將容器密封,以使水分不蒸發,然後於溫度調整為23℃的室內靜置12小時。靜置後,採集各清潔液,使用ICP光譜分析裝置(VARIAN公司製造,Varian 730-ES)來測定清潔液中的Si含量。而且,亦預先以相同的方式對試驗前的各清潔液進行了Si含量測定,求出其中的差,藉此求得試驗中所溶出的Si含量(ppb)。該溶出的Si含量越多,則蝕刻性越高。
將各清潔液取10份置於50 ml的聚丙烯製容器中,並將溫度調整為50℃,之後放入將市售的玻璃基板(Corning
公司製造,玻璃板#1737,10 cm×10 cm)切割成2 cm×2 cm的大小所得的基板,於50℃下浸漬、靜置24小時之後,採集清潔液,使用ICP光譜分析裝置(VARIAN公司製造,Varian 730-ES)來測定清潔液中的Si含量。而且,亦預先以相同的方式對試驗前的清潔液進行了Si含量測定,求出其中的差,藉此求得試驗中所溶出的Si含量(ppb)。該溶出的Si含量越多,則蝕刻性越高。
對在上述清潔性試驗-1中經評價的基板,立即使用全自動接觸角儀[協和界面科學股份有限公司製造,PD-W]來測定該基板相對於水的接觸角(25℃、1秒後)。
對在上述清潔性試驗-3中經評價的基板,立即使用全自動接觸角儀[協和界面科學股份有限公司製造,PD-W]來測定該基板相對於水的接觸角(25℃、1秒後)。
對在上述清潔性試驗-5中經評價的基板,立即使用全自動接觸角儀[協和界面科學股份有限公司製造,PD-W]來測定該基板相對於水的接觸角(25℃、1秒後)。
將各清潔液取30份置於50 ml的玻璃製容器中,於該容器中添加上述清潔性評價-4中所使用的市售矽酸膠漿料(粒徑約為30 nm)0.3份,使用磁攪拌器(magnetic stirrer)攪拌1分鐘。靜置5分鐘之後,使用動態光散射式粒徑分
布測定裝置[堀場製作所股份有限公司製造,LB-550V]測定粒徑(中值粒徑)。粒徑越小則分散性越優異。
由表1~表8的結果可知,本發明的清潔劑對附著於各種基板表面之顆粒的除去性極其優異。而且,由蝕刻性試驗結果可知,本發明的清潔劑具有適度的蝕刻性,且幾乎不會使清潔後的基板表面的平坦性產生變化,因此在清潔時無須擔心會使基板表面變得粗糙,即便是對牢固地附著於基板表面的顆粒亦非常有效。另外亦可知,由於本發明的清潔劑可降低水相對於清潔後之基板表面的接觸角,故而亦可發揮出能夠實現極其清潔之基板表面等效果。
由於本發明的清潔劑的顆粒清潔性優異,故而可較好地用作下述電子材料用清潔劑:磁光碟基板(基礎基板(substrate board)、磁光碟及磁頭(magnetic head)等)、平面顯示器基板(液晶面板用基板、彩色濾光片基板(color filter board)、陣列基板(array board)、電漿顯示器(plasma display)用基板及有機電致發光(electroluminescence,EL)顯示器用基板等)、光罩基板、矽晶圓(silicon wafer)、光學透鏡(optical lens)、印刷電路板(printed circuit board)、光通信用纜線(cable)、發光二極體(light-emitting diode,LED)、太陽電池用基板及晶體振盪器(crystal oscillator)等。
雖然本發明已以較佳實施例揭露如上,然其並非用以限定本發明,任何熟習此技藝者,在不脫離本發明之精神和範圍內,當可作些許之更動與潤飾,因此本發明之保護範圍當視後附之申請專利範圍所界定者為準。
Claims (14)
- 一種用於清潔磁光碟基板的清潔劑,其含有界面活性劑(A),該清潔劑的特徵在於:於用作清潔液時的有效成分濃度下、25℃下的pH值及氧化還原電位(V)滿足下述數式(1),其中氧化還原電位(V)的單位為mV,vsSHE:V≦-38.7×pH值+550 (1),上述界面活性劑(A)為陰離子性界面活性劑(A-2)與非離子性界面活性劑(A-1)的混合物。
- 如申請專利範圍第1項所述之用於清潔磁光碟基板的清潔劑,其中該清潔劑於用作清潔液時的有效成分濃度下、25℃下的pH值為1~13,上述電子材料為磁光碟用玻璃基板、平面顯示器基板或光罩基板。
- 如申請專利範圍第1項所述之用於清潔磁光碟基板的清潔劑,其中該清潔劑於用作清潔液時的有效成分濃度下、25℃下的pH值為5~13,上述電子材料為磁光碟用鋁基板。
- 如申請專利範圍第1項至第3項中任一項所述之用於清潔磁光碟基板的清潔劑,其用作清潔液時的有效成分濃度為0.01 wt%~15 wt%。
- 如申請專利範圍第4項所述之用於清潔磁光碟基板的清潔劑,其中上述界面活性劑(A)為N-甲基二乙醇胺,1,8-二氮雜雙環[5.4.0]-7-十一烯(1,8-diazabicyclo[5,4,0]-7-undecene,DBU)、1,5-二氮雜雙環[4.3.0]-5-壬烯(1,5-diazabicyclo[4.3.0]-5-nonene, DBN)。
- 如申請專利範圍第2項或第3項所述之用於清潔磁光碟基板的清潔劑,更含有選自以螯合劑(B)、還原劑(C)及鹼性成分(D)所組成的族群中的一種或一種以上。
- 如申請專利範圍第6項所述之用於清潔磁光碟基板的清潔劑,其中上述螯合劑(B)是選自以胺基多羧酸(B-1)、羥基羧酸(B-2)、膦酸(B-6)、縮合磷酸(B-7)及縮合磷酸(B-7)之鹽所組成的族群中的一種或一種以上螯合劑。
- 如申請專利範圍第6項所述之用於清潔磁光碟基板的清潔劑,其中上述還原劑(C)是選自以碳數為1~12的醛類、碳數為6~9的還原酮類、碳數為1~30的脂肪族胺、硫醇系還原劑、硫的含氧酸類及磷的含氧酸類所組成的族群中的一種或一種以上還原劑。
- 一種電子材料的清潔方法,其是在如申請專利範圍第1項至第4項中任一項所述之用於清潔磁光碟基板的清潔劑中對電子材料進行清潔。
- 如申請專利範圍第9項所述之電子材料的清潔方法,其中以研削步驟後的清潔步驟、研磨步驟後的清潔步驟或紋理化步驟後的清潔步驟中的任一清潔步驟來對磁光碟基板、平面顯示器基板或光罩基板進行清潔。
- 如申請專利範圍第10項所述之電子材料的清潔方法,其中上述研磨步驟是使用氧化鋁、矽酸膠、氧化鈰或鑽石中的任一種作為研磨劑的研磨步驟及/或紋理化步驟。
- 如申請專利範圍第9項所述之電子材料的清潔方法,其中使用選自以超聲波清潔、噴淋清潔、噴霧清潔、毛刷清潔、浸漬清潔、浸漬搖動清潔及逐片式清潔所組成的族群中的至少一種清潔方式來進行清潔。
- 如申請專利範圍第9項所述之電子材料的清潔方法,其中水相對於清潔後之基板的接觸角在25℃下小於等於20°。
- 一種電子材料的製造方法,其包含以如申請專利範圍第9項所述之清潔方法來清潔電子材料的步驟。
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