專利名稱:有機薄膜清洗用溶劑的制作方法
技術領域:
本發(fā)明涉及適合于有機薄膜的清洗的有機溶劑。
背景技術:
以往,在各種領域中進行著根據目的而對由玻璃、金屬、塑料、陶 瓷等形成的基板的表面進行改性的操作。例如,為了對玻璃、塑料的表 面賦予疏水性、疏油性,可以舉出涂布硅烷系偶聯劑的方法。
涂布硅烷系偶聯劑的工序中,例如有以下的方法。
用純水、醇類等清洗未處理的基板后,通過uv臭氧處理等方法使
基材表面活化。然后,將基板浸漬于裝有硅烷系偶聯劑的槽中,在基板 上涂布硅烷系偶聯劑。將基板從浸漬槽中取出后,用有機溶劑清洗基板, 進行干燥。
在此,為了除去基材表面上殘存的多余的有機溶劑溶液、雜質,得 到耐熱性、耐久性等膜物性更優(yōu)異的有機薄膜,清洗工序是必要的。另 外,通過清洗還可以控制膜厚。
作為用于清洗的溶劑,例如有石蠟類、芳香族烴、脂環(huán)式烴、鹵化 物、酮類等,具體而言,使用戊烷、己烷、庚烷、辛烷、異辛烷、苯、 曱苯、二甲苯、環(huán)己烷、輕石油、石油醚、氯仿、二氯曱烷、丙酮等(專
利文獻l、 2及非專利文獻1等)。
作為用溶劑進行清洗的方法,只要是能將與薄膜成型溶液接觸的基 材表面的附著物除去的方法,就沒有特別限制,具體而言,有使與有機 薄膜形成用溶液接觸的基材浸漬于溶劑中的方法,或噴霧烴系有機溶劑 的方法等。
然而,利用目前的清洗溶劑例如己烷、二甲苯等,不能得到無膜成 分脫落的薄膜。專利文獻l:特開2006 - 283011號7〉報 專利文獻2:特開2004 - 91503號7>才艮 非專利文獻l: Langmuir2000, 16, 3932-393
發(fā)明內容
本發(fā)明是鑒于上述實際情況而完成的,目的在于形成與上述以往的 方法相比膜成分脫落少的有機薄膜。
發(fā)明人等為解決上述課題而進行了深入研究,結果發(fā)現通過選擇特 定的有機溶劑,可以形成膜成分脫落少的有機薄膜,從而完成了本發(fā)明。
即,本發(fā)明涉及
(1) 一種有機薄膜的清洗用溶劑,通過KOH使正十八烷基三甲 氧基硅烷水解縮聚而得到的聚合物在25C的溶解度為100~400mg/g;
(2) 根據上述(1)所述的有機薄膜的清洗用溶劑,其特征在于, 有機薄膜是由有機硅烷化合物形成的;
(3) 根據上述(1)或(2)所述的有機薄膜的清洗用溶劑,其特 征在于,溶劑是含有至少l種式(I)所示化合物的芳香族烴系溶劑,
(式中,各R可以相同或不同,表示d-ds烷基;n表示2、 3 或4);
U)根據上述(l) ~ (3)中任一項所述的有機薄膜的清洗用溶 劑,其特征在于,溶劑是二乙基苯或Solvesso (注冊商標);以及 (5) —種有機薄膜的制造方法,其特征在于,包括 (a)通過使基材與有機薄膜形成用溶液接觸,從而在基材表面形 成有機薄膜,所述有機薄膜形成用溶液含有具有至少1個以上水解性基 團或羥基的金屬系表面活性劑、和能與該金屬系表面活性劑相互作用的 催化劑,(b)然后,用上述(1) ~ (4)中任一項所述的有機薄膜的清洗用 溶劑進行清洗。
具體實施例方式
(1)清洗用溶劑
本發(fā)明的有機薄膜的清洗用溶劑是在基材上形成有機薄膜后,為了 除去多余的有機薄膜成分、有機薄膜層而使用的。
本發(fā)明的有機薄膜的清洗用溶劑只要能將形成下述所示的有機薄 膜的有機硅烷化合物及其交聯物適度溶解,就沒有特別限制。
在本發(fā)明中,所謂能將有機硅烷化合物及其交聯物適度溶解的清洗 溶劑,必須具備下述要件。
1) 具有可以除去在基材上層疊的有機薄膜中多余的層這種程度的 溶解力。
2) 溶解力不過大,即,溶解力不會大到因過度溶解有機薄膜成分 而溶解基材上結合的膜的一部分從而產生膜脫落的程度。
作為這樣的溶劑,優(yōu)選如下的溶劑將正十八烷基三甲氧基硅烷35g 溶解于甲醇1L中后,加入0.2N的KOH20g,在室溫下使之水解縮聚約 2周,將生成的沉淀物過濾、清洗、干燥從而得到聚合物,所得聚合物 (用MALDI - TOFMS進行測定時,最大分子量約為4000的聚合物的 聚集體)在25"C的溶解度為100 ~ 400mg/g的溶劑。
作為符合上述條件的有機溶劑,有以下的式(I)所示的芳香族烴 系化合物。
<formula>formula see original document page 5</formula>(式中,各R可以相同或不同,表示Q-Cw烷基;n表示2、 3或4。其中,不包括n為2時R均為甲基的情況。)
作為符合式(I)的化合物,有l(wèi), 2-二乙基苯、1, 3-二乙基苯、1, 4 —二乙基苯、1, 2 —二曱基—4—乙基苯、1, 3-二甲基—5-乙基苯、l, 4 —二甲基-2—乙基苯、1, 2, 3, 5 —四甲基苯、1, 2 —二丙基苯、1, 2-二丁基苯、1, 2-二己基苯、1, 2-二癸基苯、1, 2-二(十八烷基)苯等,使用它們等中的l種或2種以上。
其中,優(yōu)選的是被d-C4烷基取代的苯化合物,例如二乙基苯、
Solvcsso等。
二乙基苯可以是鄰位、間位和對位中的任一種,也可以是它們的混合物。
Solvesso (注冊商標)是Exxon Mobil公司制的溶劑,是含有二烷基苯和三烷基苯的芳香族烴系溶劑。市售有Solvesso100、 Solvesso150、Solvesso200。
在本發(fā)明的實施例中使用的Solvesso150中,含有如下成分。
1, 2 —二甲基一4-乙基苯、1, 3 —二甲基一5—乙基苯、1, 4-二甲基一2—乙基苯、1, 3 —二甲基一4一乙基苯、1, 2-二甲基—3-乙基苯、1, 3-二乙基苯、1, 2, 3, 5-四甲基苯、1, 2, 4, 5 —四甲基苯、1, 2, 3-三甲基苯等。
另外,在本發(fā)明中,上述溶解度的測定如下進行。
用刮刀邊攪拌邊向lg溶劑中加入正十八烷基三曱氧基硅烷的聚合物,在室溫(25X:)下使其溶解,如果在室溫下不溶解則用超聲波清洗機處理l分鐘使其溶解,由溶解量計算溶解度。
(2)有機薄膜
本發(fā)明中所說的有機薄膜是由具有烴基等疏水性基團的金屬系表面活性劑形成的薄膜,包括單分子膜和多層膜中的任一種,但本發(fā)明特別適合于單分子膜的制造。另外,也可以 自組裝膜。這里所謂的自組裝膜,是指沒有來自外部的強制力就能形成有秩序的結構的膜。
以下對使用了本發(fā)明的清洗用溶劑的有機薄膜的制法進行說明。
本發(fā)明的有機薄膜是通過使基材與有機薄膜形成溶液接觸而制造的,所述有機薄膜形成溶液在有機溶劑中含有具有至少l個以上水解性基團或羥基的金屬系表面活性劑、和能與該金屬系表面活性劑相互作用的催化劑。
雖然金屬系表面活性劑吸附于基板表面的詳細機制并不清楚,但在表面具有活潑氫的基板的情況下,可以認為如下。即,在有機薄膜形成用溶液中,形成為金屬系表面活性劑的水解性基團被水水解的狀態(tài)。該狀態(tài)的金屬系表面活性劑與基板表面的活潑氫反應,從而形成與基板形成有牢固化學鍵的薄膜。
本發(fā)明中使用的有機薄膜形成用溶液中的金屬系表面活性劑的含
量沒有特別限制,為了制造致密的單分子膜,優(yōu)選0.1~30質量%的范圍。
另外,能與金屬系表面活性劑相互作用的催化劑的使用量,只要是不對形成的單分子有機薄膜的物性產生影響的量,就沒有特別限制,相對于金屬系表面活性劑1摩爾,以氧化物換算的摩爾數計,通常為0.001 ~ 1摩爾的范圍內,優(yōu)選0.001 ~ 0.2摩爾的范圍內。
以下對此處使用的有機溶劑、金屬表面活性劑、催化劑及基材等進行說明。
(金屬系表面活性劑)
作為在有機薄膜形成溶液中含有的、具有至少1個以上水解性基團或羥基的金屬系表面活性劑,只要是在同一分子內具有至少l個以上能水解的官能團或羥基、以及疏水性基團的金屬系表面活性劑,就沒有特別限制,但優(yōu)選具有能夠與基材表面上的活潑氫反應而形成鍵的水解性
基團、羥基的金屬系表面活性劑。作為這樣的金屬系表面活性劑,具體而言,可以優(yōu)選例示出式(II)所示的化合物。
7R,nMXm_n ■ ■ ■ (II)
式中,W表示可以具有取代基的烴基、或含有連結基團的烴基,M表示選自硅原子、鍺原子、錫原子、鈦原子和鋯原子中的至少l種金屬原子,X表示羥基或水解性基團,n表示l (m-1)中的任一整數,m表示M的原子價,n為2以上時,Ri可以相同或不同,(m-n)為2以上時,X可以相同也可以不同。不過,在(m-n)個X中,至少1個X為水解性基團或羥基。
作為上述可以具有取代基的烴基的烴基,可以舉出曱基、乙基、正丙基、異丙基、正丁基、異丁基、仲丁基、叔丁基、正戊基、異戊基、新戊基、叔戊基、正己基、異己基、正庚基、正辛基、正癸基等碳原子數為1~30的烷基;乙烯基、丙烯基、丁烯基、戊烯基等碳原子數為2~30的鏈烯基;苯基、萘基等芳基等。
作為上述可以具有取代基的烴基的取代基,可以舉出羧基;酰胺基;酰亞胺基;酯基;曱氧基、乙氧基等烷氧基;氟原子、氯原子等鹵原子或羥基等。這些取代基的個數優(yōu)選為0~3。
作為含有連結基團的烴基的烴基,具體而言,可以舉出與作為上述可以具有取代基的烴基的烴基所列舉的烴基相同的烴基。
上述連結基團優(yōu)選存在于烴基的碳-碳鍵之間、或烴基的碳與后述的金屬原子M之間。
作為連結基團的具體例,可以舉出-O-、 - s-、 - so2-、 -CO-、-C(=0)0 -或-C(-O) NR51 —(式中,R51表示氫原子;曱基、乙基、正丙基、異丙基等烷基)等.
其中,從疏水性、耐久性的觀點出發(fā),Ri優(yōu)選碳原子數l 30的烷基,進一步優(yōu)選碳原子數10~25的烷基。
M表示選自硅原子、鍺原子、錫原子、鈦原子和鋯原子中的l種原子。其中,從原料獲得的容易性、反應性等的觀點出發(fā),特別優(yōu)選硅原子。x表示羥基或水解性基團,作為水解性基團,只要是與水反應而分
解的基團,就沒有特別制約。具體而言,可以例示出可以具有取代基的
烴氧基;可以具有取代基的酰氧基;氟原子、氯原子、溴原子、碘原子等卣原子;異氰酸酯基;氰基;氨基;或酰胺基等。
特別優(yōu)選可以具有取代基的烷氧基、可以具有取代基的環(huán)烷氧基、可以具有取代基的鏈烯氧基、可以具有取代基的芳氧基、可以具有取代基的芳烷氧基等烴氧基、可以具有取代基的乙酰氧基等酰氧基。
作為烷氧基,可以舉出曱氧基、乙氧基、正丙氧基、異丙氧基、正丁氧基、仲丁氧基、叔丁氧基、正戊氧基、正己氧基等,優(yōu)選碳原子數為1 ~ 6的烷氧基。
作為鏈烯氧基,可以舉出乙烯氧基、烯丙氧基、3-正丁烯氧基等,優(yōu)選碳原子數為2 ~ 6的鏈烯氧基。
作為環(huán)烷氧基,可以舉出環(huán)丙氧基、環(huán)戊氧基、環(huán)己氧基等,優(yōu)選碳原子數為3-8的環(huán)烷氧基。
作為芳氧基,可以舉出苯氧基、萘氧基、萸氧基、茚氧基、茚滿氧基、萘滿ftj^等,優(yōu)選碳原子數為6-10的芳氧基。
作為芳烷氧基,可以舉出節(jié)氧基、苯乙氧基、1-苯基-正己氧基等,優(yōu)選碳原子數為6-10的芳烷氧基。
作為酰氧基,可以舉出乙酰氧基、丙酰氧基、正丙基碳酰氧基、異丙基碳酰氧基、正丁基碳酰氧基等烷基碳酰氧基;環(huán)丙基碳酰氧基、環(huán)丙基甲基碳酰氧基、環(huán)己基碳酰氧基等環(huán)烷基碳酰氧基;丙烯酰氧基、烯丙基碳酰氧基等鏈烯基碳酰氧基;苯曱酰氧基等芳基碳酰氧基等。
作為它們的取代基,可以舉出羧基、酰胺基、酰亞胺基、酯基、羥基等。其中,作為X,優(yōu)選羥基、鹵原子、碳原子數為1~6的烷氧基、酰氧基、或異氰酸酯基,更優(yōu)選碳原子數為1~4的烷氧基或酰氧基。
m表示金屬原子M的原子價。
n表示l- (m-1)中的任一整數。從制造高密度的有機薄膜的方
9面考慮,優(yōu)選n為1。
n為2以上時,Ri可以相同,也可以不同。
另夕卜,(m - n )為2以上時,X可以相同,也可以不同,在( m 一 n J 個X中,至少1個X為水解性基團或羥基。
作為式(II)所示的金屬系表面活性劑的具體例,可以舉出如下所 示的物質。以下,將金屬原子為硅原子的化合物作為代表例,但本發(fā)明 并不限于此。
即,可舉出CH3 (CH2) 5S ' (OCH3) 3、 CH3 (CH2) 7S i (O
CH3) 3、 CH3 (CH2) 9S , (OCH3) 3、 CH3 (CH2) "S , (O CH3) 3、 CH3 (CH2) 13S i (OCH3) 3、 CH3 〔CH2) 15S i ( OCH3) 3、 CH3 (CH2) 17S ' (OCH3) 3、 CH3 (CH2) 19S i
(OCH3) 3、 CH3 (CH2) 21S i (OCH3) 3、 CH3 (CH2) 17S i (OCH2CH3) 3、 CH3 (CH2) 17SiCI3、 CH3 (CH2) sSi
(OCH2CH3) 3、 CH3 (CH2) gSiCI3、 CH3 (CH2) 9Si (C
H3)(OCH2CH3) 2、 CH3 (CH2) 9S, (CH3) (OCH3) 2、 C H3 (CH2) 9S i (CH3) 2 (OCH2CH3) 、 CH3 (CH2) 9S i (C H3) 2 (OCH3) 、 CH3CH20 (CH2) 15S i (OCH3) 3、 CH3 ( CH2) 2S i (CH3) 2 (CH2) 1SS i (OCH3) 3、 CH3 (CH2) 6 S i (CH3) 2 (CH2〉 3S i (OCH3) 3、 CH3COO (CH2) 15S i
(OCH3) 3、 CH3CH20 (CH S , (OC2H5) 3、 CH3 (CH
2) 2S ' (CH3) 2 (CH2) 1SS i (OC2H5) 3、 CH3 (CH2) SS i
(CH3) 2 (CH2) 9S ■ (OC2H5) 3、 CH3COO (CH2) 15S ,( OCzH5) 3、 CH3CH20 (CH2) 15S i (OCH3)(OH) 2、 CH3
(CH2) 2S i (CH 3) 2 (CH2) isS i (OCH3) (OH) 2、 CH3 ( CH2〉 6S i (CH3) 2 (CH2) 3S i (OCH3〉 (OH) 2、 CH3CO0 (CH2) 15S i (OCH3)(OH〕 2、 CH3CH20 (CH2) 15S i ( OC2H5〕(OH) 2、 CH3 (CH2) 2S i (CH3) 2 (CH2) 15S i ( OC2H5) (OH) 2、 CH3 (CH2) 6S i (CH3) 2 (CH2) 9S i (O C2H5)(OH) 2、 CH3COO (CH2) ,5S i (OC2H5)(OH) 2、 CH3CH20 (CH2) 15S國(OCH3) 2 (OH) 、 CH3 (CH2) 2S i
(CH3) 2 (CH2) 15S , (OCH3) 2 (OH) 、 CH3 (CH2) 6S !( CH3) 2 (CH2) 9S i (OCH3) 2 (OH) 、 CH3COO (CH2) 15S
1 (OCH3) 2 (OH) 、 CH3CH20 (CH2) 1SS i (OC2H5) 2 (O H) 、 CH3 (CH2〉 2S ! (CH3) 2 (CH2) 15S畫(OC2H5) 2 (O H) 、 CH3 (CH2) 6S , (CH3) 2 (CH2) 9S ' (OC2H5) 2 (OH )、CH3COO (CH2〉 15S i (OC2H5) 2 (OH) 、 CH3 (CH2) 7 S i (OCH3〉 (OH) 2、 CH3 (CH2) 7S i (OCH3) 2 (OH)、 CH3CH20 (CH2) 15S i (OH) 3、 CH3 (CH2) 2S i (CH3) 2
(CH2) 15S i (OH) 3、 CH3 (CH2) 6S i (CH3) 2 (CH2) 9S ,(OH) 3、 CH3COO (CH2) 15S , (OH) 3、 CH3CH20 (CH 2) 15S i (OH) 3、 CH3 (CH2) 2S i (CH3) 2 (CH2) 1SS i ( OH〉 3、 CH3 (CH2) 6S , (CH3) 2 (CH2〉 SS t (OH) 3、 CH3
COO (CH2) 1SS i (OH) 3、 CH3 (CH2) 7S ' (OH〉 3等,但不限于此。
另外,這些化合物可以單獨使用l種,或組合2種以上使用。 (能與金屬系表面活性劑相互作用的催化劑)
作為在本發(fā)明的有機薄膜形成用溶液中含有的、能與上述金屬系表 面活性劑相互作用的催化劑,只要是具有如下作用的催化劑,就沒有特 別限制,即,所述作用為通過配位鍵、氫鍵等與金屬系表面活性劑的金 屬部分或水解性基團部分等相互作用,從而使水解性基團或羥基活化, 促進縮合。其中,優(yōu)選選自金屬氧化物、金屬氫氧化物、金屬醇鹽類、 螯合化或配位化而成的金屬化合物、金屬醇鹽類的部分水解產物、將金 屬醇鹽類用2倍當量以上的水進行處理而得的水解產物、有機酸、硅烷醇縮合催化劑、和酸催化劑中的至少l種化合物,更優(yōu)選金屬醇鹽類、 金屬醇鹽類的部分水解產物。
(在有機薄膜形成用溶液中使用的有機溶液)
作為在本發(fā)明的有機薄膜形成用溶液中使用的有機溶劑,優(yōu)選金屬 醇鹽類的水解產物在該有機溶劑中能夠成為分散質而分散的溶劑,從能 夠在低溫下進行用水處理金屬系表面活性劑的反應出發(fā),更優(yōu)選水的溶 解度大、且在低溫下不凝固的溶劑。
作為使用的有機溶劑的具體例,可以舉出曱醇、乙醇、異丙醇等醇
系溶劑;二氯甲烷、氯仿、氯苯等卣代烴系溶劑;己烷、環(huán)己烷、苯、 甲苯、二曱苯等烴系溶劑;四氫呋喃、二乙基醚、二嗨烷等醚系溶劑; 丙酮、甲基乙基酮、甲基異丁基酮等酮系溶劑;二甲基曱酰胺、N-曱 基吡咯烷酮等酰胺系溶劑;二甲基亞砜等亞砜系溶劑;甲基聚硅氧烷、 八曱基環(huán)四硅氧烷、十甲基環(huán)五硅氧烷、甲基苯基聚硅氧烷等硅氧烷(特 開平9 - 208438號公報等)等。
這些溶劑可以單獨使用l種,或混合2種以上使用。
作為混合溶劑使用時,優(yōu)選曱苯、二甲苯等烴系溶劑與甲醇、乙醇、 異丙醇、叔丁醇等低級醇溶劑系的組合。作為這種情況下的低級醇系溶 劑,更優(yōu)選使用異丙醇、叔丁醇等二級以上的醇系溶劑?;旌先軇┑幕?合比沒有特別限制,優(yōu)選按體積比計以99/1~50/50的范圍4吏用烴系溶 劑和低級醇系溶劑。
(基材)
作為在本發(fā)明的有機薄膜的制造方法中使用的基材,對材質、形狀 等沒有特別限制,但優(yōu)選在表面具有能與本發(fā)明的有機溶劑溶液中的形 成有機薄膜的分子發(fā)生相互作用的官能團的基材,特別優(yōu)選在表面具有 活潑氫的基材。使用在表面具有活潑氫的基材時,本發(fā)明的有機溶劑溶 液中的分子與基材表面的活潑氫發(fā)生化學性的相互作用,因而能夠在基 材表面容易地形成化學吸附膜。
所謂活潑氫,是指容易作為質子發(fā)生解離,作為含有活潑氫的官能
12團,可以舉出羥基(-OH)、羧基(-COOH)、甲酰基(-CHO)、亞 氨基(-NH)、氨基(-NH2)、巰基(-SH)等,其中,優(yōu)選羥基。
作為在基材表面具有羥基的基材,具體而言,可以舉出由鋁、銅、 不銹鋼等金屬、玻璃、硅晶片、陶瓷、紙、天然纖維、皮革、其它親水 性物質等形成的基材.
需要說明的是,即使是塑料、合成纖維那樣的由表面不具有羥基的 材質形成的基材,通過在含有氧的等離子體環(huán)境中預先處理基材表面 (例如,100W條件下20分鐘),或進行電暈處理而導入親水性基團, 也可以很好地使用。由聚酰胺樹脂或聚氨酯樹脂等形成的基材,在表面 存在有亞氨基,該亞氨基的活潑氫與金屬系表面活性劑的烷氧基甲硅烷 基等發(fā)生脫醇反應,形成硅氧烷鍵(-SiO-),因此沒必要特意進行表 面處理。
作為本發(fā)明的有機薄膜的制造方法中使用的基材,優(yōu)選由選自金 屬、玻璃、硅晶片、陶瓷和塑料中的至少l種構成的基材。
另外,使用表面不具有活潑氫的基材時,可以預先使選自SiCl4、 SiHCl3、 SiH2Cl2、 CI- ( SiCl20 ) b - SiCl3 (式中,b為自然數)中的 至少l個化合物與該基材的表面接觸后、使其發(fā)生脫氯化氫反應,從而 在表面形成具有活潑氫的二氧化硅底層。
(有機薄膜形成用溶液與基材的接觸方法)
作為使有機薄膜形成用溶液與基材接觸的方法,沒有特別限制,可 以使用公知的方法。具體而言,可以舉出浸漬法、旋涂法、噴霧法、輥 涂法、Meyer棒法、絲網印刷法、刷涂法等,其中,優(yōu)選浸漬法。使有 機薄膜形成用溶液與基材接觸的工序,可以一次性長時間地進行,也可 以分數次進行短時間的涂布。為了促進膜形成,也可以使用超聲波。
(3)有機薄膜的清洗法
將有機薄膜在基材上成膜后,將基材上的多余的有機薄膜成分、有 機薄膜層清洗、除去。
作為清洗方法,有以下的方法等。
131) 用清洗液淋洗后,在清洗液中進行超聲波處理,根據需要再次 用清洗液淋洗,最后進行加熱干燥。
2) 用清洗液淋洗后,進行加熱處理,在清洗液中進行超聲波處理, 根據需要再次用清洗液淋洗,最后進行加熱干燥。
3) 用清洗液淋洗后,進行加熱干燥.
在此,所謂淋洗是指通過淋浴等將清洗液淋于基材上。
上述2)的方法中的加熱處理通常在60~120匸下進行5分鐘~30 分鐘。
在清洗液中進行超聲波處理時,通常進行15~60秒,將超聲波裝 置停止后取出基材即可,但通過使超聲波裝置工作的同時取出基材,可 以使溶劑中溶解的有機薄膜成分的再附著減少。
加熱干燥通常在50 ~ 80*C下進行5 ~ 20分鐘。
以下,通過實施例來更具體地說明本發(fā)明,但本發(fā)明的技術范圍并 不限于這些例示。
實施例
(1)有機薄膜形成用溶液的制備
在200ml的四口燒瓶中,于室溫下裝入十八烷基三甲氧基硅烷 (Gelest公司制純度95% ) 16.1g( 43.0mmo1 ),加入四異丙氧基鈥(日 本曹達林式會社制)4.6g (16.4mmo1),加入甲苯77.6g進行稀釋。
向該溶液中加入蒸餾水1.7g,于室溫下使其反應24小時,得到溶 液A。
接著,在1000ml的四口燒瓶中,于室溫下裝入十八烷基三甲氧基 珪烷(Gelest公司制純度95 % ) 78.9g ( 200mmo1 ),加入上述溶液A 0.16g,加入甲苯419g進行稀釋。
向該溶液中加入蒸餾水3.7g,于室溫下使其反應10天,得到溶液
14B。
然后,在1000ml的四口燒瓶中,于室溫下裝入上述溶液B 20g, 加入甲苯480g進行稀釋,得到有機薄膜形成溶液。
(2)有機薄膜的制作
作為前清洗,用純水及醇進行超聲波清洗,進而將進行了 10分鐘 UV臭氧處理的2英寸晶片浸漬于上述有機薄膜形成溶液中10分鐘,然 后,取出并進行下面的清洗。
(3 )清洗
使用下表所示的各種清洗用劑進行清洗試驗。 表l
溶劑組成ODS聚合物溶解度
實施例二乙基苯芳香族系3 0 0
實施例Solvesso150芳香族系3 5 0
比較例A, SOLVENT G石蠟系<2 0
比較例二甲苯芳香族系5 5 0
注)
AQUA SOLVENT (注冊商標)G是AQUA Chemical公司制的溶劑。
■所謂ODS聚合物溶解度,是指將正十八烷基三甲氧基硅烷(ODS) 35g溶解于
曱醇1L后,加入0.2N的KOH20g,在室溫下使之水解縮聚約2周,將生成的沉淀物過
濾、清洗、干燥而得到聚合物,所得聚合物在251C的溶解度。
使用Solvesso150、 二乙基苯、二甲苯和AQUA SOLVENT G,進 行以下的清洗。
將形成了有機薄膜的2英寸晶片用清洗溶劑100ml淋洗后,在80 X:加熱10分鐘,然后,將2英寸晶片浸潰于裝有清洗溶劑1L的容器中, 進行30秒超聲波處理。從清洗溶劑中取出2英寸晶片后,在80"C加熱 干燥10分鐘。[清洗例2
使用Solvesso150和二曱苯,進行以下的清洗。
將形成了有機薄膜的2英寸晶片用清洗溶劑100ml淋洗后,在60 1C加熱10分鐘,然后,將2英寸晶片浸漬于裝有清洗溶劑1L的容器中, 進行30秒超聲波處理。從清洗溶劑中取出2英寸晶片后,在60C加熱 干燥20分鐘。
[清洗例3
使用Solvesso150、 二乙基苯和二甲苯,進行以下的清洗。
將形成了有機薄膜的2英寸晶片用清洗溶劑100ml淋洗后,在60 1C加熱10分鐘,然后,將2英寸晶片浸漬于裝有清洗溶劑1L的容器中, 進行30秒超聲波處理。從清洗溶劑中取出2英寸晶片后,在60"C加熱 干燥20分鐘。
(4)評價
1) 微觀評價
用AFM (原子力顯微鏡)對用上述溶劑清洗后的晶片表面的多個 地方進行觀察。
由拍攝的照片可確認,在用Solvessol50和二乙基苯清洗的晶片中, 未見膜的脫落,可得到均勻的有機薄膜。另一方面,用二曱苯清洗時, 隨條件變化而有膜脫落的情形。另外,用AQUA SOLVENT清洗時,清 洗力不足,在晶片上殘存有粒子。
2) 用肉眼進行的評價
對用上述溶劑清洗后的晶片表面在光下進行觀察。
在用Solvesso150和二乙基苯清洗的晶片中,清洗不均少。另一方 面,用二甲苯清洗時,可見伴隨膜脫落的清洗不均。另外,用AQUA SOLVENT清洗時,可見多個因清洗力不足所致的亮點。產業(yè)上的可利用性
本發(fā)明的有機薄膜的清洗用溶劑可以形成膜成分脫落少的有機薄膜。
權利要求
1.一種有機薄膜的清洗用溶劑,其特征在于,通過KOH使正十八烷基三甲氧基硅烷水解縮聚而得到的聚合物在25℃的溶解度為100~400mg/g。
2. 根據權利要求l所述的有機薄膜的清洗用溶劑,其特征在于, 有機薄膜是由有機硅烷化合物形成的。
3. 根據權利要求1或2所述的有機薄膜的清洗用溶劑,其特征在于, 溶劑是含有至少l種式(I)所示化合物的芳香族烴系溶劑,式中,各R可以相同或不同,表示C廣ds烷基;n表示2、 3或4。
4. 根據權利要求1~3中任一項所述的有機薄膜的清洗用溶劑,其 特征在于,溶劑是二乙基苯或Solvesso (注冊商標)。
5. —種有機薄膜的制造方法,其特征在于,包括(a) 通過使基材與有機薄膜形成用溶液接觸,從而在基材表面形 成有機薄膜,所述有機薄膜形成用溶液含有具有至少l個以上水解性基 團或羥基的金屬系表面活性劑、和能與該金屬系表面活性劑相互作用的 催化劑;(b) 然后,用權利要求1~4中任一項所述的有機薄膜的清洗用溶 劑進行清洗。
全文摘要
本發(fā)明提供一種能形成膜成分脫落少的薄膜的清洗用溶劑。該有機薄膜的清洗用溶劑的特征為,通過KOH使正十八烷基三甲氧基硅烷水解縮聚而得到的聚合物在25℃的溶解度為100~400mg/g。該溶劑優(yōu)選是含有至少1種式(I)所示化合物的芳香族烴系溶劑,特別優(yōu)選是二乙基苯、Solvesso(注冊商標)。如圖(I)(式中,各R可以相同或不同,表示C<sub>1</sub>-C<sub>18</sub>烷基;n表示2、3或4。)
文檔編號C11D7/50GK101679923SQ20088002058
公開日2010年3月24日 申請日期2008年7月4日 優(yōu)先權日2007年7月5日
發(fā)明者島田干也, 熊澤和久 申請人:日本曹達株式會社