有机薄膜制造方法技术

本发明专利技术的目的在于提供一种可以迅速而且稳定地多次连续形成杂质少、致密的有机薄膜的有机薄膜制造方法。该有机薄膜制造方法是在基板表面上形成有机薄膜的有机薄膜制造方法，其特征在于，包括把含有具有至少１个或更多个水解性基团的金属类表面活性剂和可以与此金属类表面活性剂相互作用的催化剂的有机溶剂溶液与所述基板接触的工序（Ａ），将所述有机溶剂溶液中的水分含量设定或保持在规定量范围。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及在基材表面通过金属一氧键等而形成的有机薄膜的制造方 法，涉及在此方法中使用的制造有机薄膜的溶液以及所得到的有机薄膜。
技术介绍
作为用来对基材表面进行改性的涂膜的形成方法，已经知道的制造耐剥 离性优异且透明性高、基材表面光泽而且不损伤基板的透明性的化学吸附膜 的方法有几种。(参见特开平4 — 132637号公报、特开平4_221630号公报、 特开平4一367721号公报)已知的在含活性氢的基板表面上形成化学吸附膜的方法是，把至少含 有烷氧基硅垸类表面活性剂、不含活性氢的非水类溶剂以及选自羧酸金属 盐、羧酸酯金属盐、羧酸金属盐聚合物、羧酸金属盐螯合物、钛酸酯与钛酸 酯螯合物类中的至少一种的硅烷醇縮合催化剂的混合溶液与所述基板表面 接触以在所述基板表面形成通过硅氧键共价结合的化学吸附膜的制造方法 (参见特开平8_337654号公报)。已知的在基板表面形成有结晶性的化学吸附膜的方法是，把硅烷类表 面活性剂的有机溶剂溶液在滴了净化水的硅片表面上展开而形成结晶性单 分子膜的方法(参见Bull.Chem.Soc.Jpn.， 74， 1397 — 1401(2001))。已知的形成斥水性覆膜的方法是，使用酸催化水解的含氟代烷基的硅 烷化合物的水解生成物的单体和聚合物，利用硅醇基把单分子层构成的斥水 性覆膜固定在基板表面上的方法(参见特开平11一228942号公报、特开平11 一322368号公报)。已知的在含活性氢的基材表面上形成单分子膜的方法有化学吸附单分 子膜的制造方法，其特征在于，含有在干燥气氛下把用非水类有机溶剂和硅 烷类表面活性剂调制的化学吸附液涂布在基材表面上、 一边蒸发、浓縮所述 有机溶剂一边使所述吸附液中的表面活性剂分子与基板表面发生化学反应 而把所述表面活性剂分子的一端键合并固定在基板表面上、在把所述有机溶 剂蒸发掉之后用有机溶剂把残留在基板表面上的未反应的表面活性剂洗净、 除去的工序(参见特开平11一147074号公报)。但是，所有这些方法都存在着成膜需要花费时间的问题、残存于膜中 的硅垸醇縮合催化剂阻碍了化学吸附从而不能制造致密的单分子膜的问题、 由于产生酸性物质而使基材受到限制的问题以及必须在非水体系中成膜的 问题等。尤其是，电气器件等设计中的微细图案化已经要求要稳定提供杂质 尽可能少的致密的单分子膜。还有，即使采用上述已知的方法，但是至今仍 没有在非结晶性的基板上形成结晶性化学吸附膜的例子。
技术实现思路
基于所述已有技术的实际情况，本专利技术的目的在于提供一种可以迅速 成膜而且可以稳定地多次连续形成杂质少、致密的有机薄膜的有机薄膜制造 方法。本专利技术人等为解决上述问题进行了刻意探索，结果发现，如果把在含 具有至少1个或更多个水解性基团的金属类表面活性剂以及可以与此金属 类表面活性剂相互作用的催化剂的有机溶剂溶液中的水分含量设定或者保 持在规定范围内，或者把在含具有至少1个或更多个羟基的金属类表面活性 剂的有机溶剂溶液中的水分含量设定或者保持在规定量范围，用同一溶液与 基板反复接触2次或更多次，就可以稳定且迅速地形成均质的有机薄膜。艮口，本专利技术涉及(1)，其是在基板表面上形成有机薄膜的有机薄膜 制造方法，其特征在于，包括把含具有至少l个或更多个水解性基团的金 属类表面活性剂以及可以与此金属类表面活性剂相互作用的催化剂的有 机溶剂溶液与所述基板接触的工序(A)，其所述有机溶剂溶液中的水分含 量设定或保持在规定范围。(2) 上述(l)中所述的，其特征在于，前述有机溶剂溶液是通过相对于1摩尔所述金属类表面活性剂而使用0.001-lmol的或 氧化物换算摩尔数为0.001~lmol的、可以与前述金属类表面活性剂相互 作用的催化剂进行调整而得到的。(3) ，其是在基板表面上形成有机薄膜的有机薄膜 制造方法，其特征在于，包括把含有具有至少l个或更多个水解性基团的 金属类表面活性剂以及可以与此金属类表面活性剂相互作用的催化剂的 有机溶剂溶液与所述基板接触的工序(A)，将前述有机溶剂溶液中的水分 含量保持在规定范围，使用同一溶液重复2次或更多次所述工序(A)。(4) 上述(3)中所述的，其特征在于，前述重复2次 或更多次所述工序(A)是使用同一溶液、对2个或更多个基板进行所述工 序(A)。(5) 上述(1) (4)中任一项所述的，其特征在于，在 前述工序(A)之后具有把所述基板洗净的工序(B)。(6) 上述(1) (5)中任一项所述的，其特征在于，在 前述工序(A)之后具有把所述基板加热的工序(C)。(7) 上述(6)中所述的，其特征在于，在前述工序(A) 之后、前述工序(C)之前进一步具有把所述基板洗净的工序(B)。(8) 上述(1) (7)中任一项所述的，其特征在于，通 过与前述有机溶剂溶液相接触地设置水层来把前述有机溶剂溶液的水分 量设定或保持在规定量的范围。(9) 上述(1) (8)中任一项所述的，其特征在于，通 过在前述有机溶剂溶液中共存有处于含水状态的保水性物质来把前述有 机溶剂溶液的水分量设定或保持在规定量的范围。 (10) 上述(9)中所述的，其特征在于，前述保水性物 质是玻璃纤维过滤器。(11) 上述(1) (10)中任一项所述的，其特征在于，通 过向前述有机溶剂溶液中吹入含水分的气体来把前述有机溶剂溶液中的 水分量设定或保持在规定量的范围。(12) 上述(1) (11)中任一项所述的，其特征在于，把 前述有机溶剂溶液中的水分量设定或保持在50 1000ppm范围。(13) 上述(1) (12)中任一项所述的，其特征在于，前 述规定量范围的水分量是用卡尔一费歇法测定从前述有机溶剂溶液中采 取的一部分此溶液的值。(14) 上述(1) (13)中任一项所述的，其特征在于，前 述可以与所述金属类表面活性剂相互作用的催化剂是选自金属氧化物、金 属氢氧化物、金属烷氧化物类、螯合或配位的金属化合物、金属烷氧化物 类部分水解生成物、由为金属烷氧化物类的2倍当量或更多倍当量的水处 理所述金属烷氧化物类而得到的水解生成物、有机酸、硅烷醇縮合催化剂 以及酸催化剂中的至少一种。(15) 上述(14)中所述的，其特征在于，使用pKa值 在1 6范围的有机酸。(16) 上述(14)中所述的，其特征在于，在有机溶剂 中不存在酸、碱和/或分散稳定剂的情况下前述金属烷氧化物部分水解生成 物具有不凝聚而稳定分散的性质。(17) 上述(14)或(16)中所述的，其特征在于，前述金 属垸氧化物部分水解生成物是在有机溶剂中使用相对于金属烷氧化物类 而言为等于或大于0.5且小于2.0倍摩尔的水，在从一100。C到有机溶剂 回流温度的范围进行水解而得到的生成物。(18) 上述(14) (17)中任一项所述的，其特征在于， 前述金属氧化物、金属氢氧化物、金属烷氧化物类、螯合或配位的金属化合物、金属垸氧化物类部分水解生成物、由为金属烷氧化物类的2倍当量 或更多倍当量的水处理所述金属烷氧化物类而得到的水解生成物中的金 属是选自钛、锆、铝、硅、锗、铟、锡、钽、锌、鸨、铅中的l种或更多种。上述(1) (18)中任一项所述的，其特征在于，前述具有 至少1个或更多个水解性基团的金属类表面活性剂是以式(I)表示的化 合物R、本文档来自技高网...

【技术保护点】
有机薄膜制造方法，其是在基板表面上形成有机薄膜的有机薄膜制造方法，其特征在于，包括使含有金属类表面活性剂、能够与此金属类表面活性剂相互作用的催化剂、以及有机溶剂的有机溶液与所述基板接触的工序（Ａ），将所述有机溶剂溶液中的水分含量设定或保持在５０～１０００ｐｐｍ范围，其中所述催化剂是有机酸或酸催化剂，有机溶剂是烃类溶剂或氟化碳类溶剂，所述金属类表面活性剂是以式（Ⅰ）表示的金属类表面活性剂：　　　　Ｒ↑［１］↓［ｎ］ＭＸ↓［ｍ－ｎ］　　（Ⅰ）　　　　式中，Ｒ↑［１］表示有或没有取代基的烃基、有或没有取代基的卤代烃基、含连结基的烃基或含连结基的卤代烃基，所述取代基是羧基、酰氨基、酰亚氨基、酯基、烷氧基、羟基；Ｍ表示选自硅原子、锗原子、锡原子、钛原子以及锆原子中的至少１种金属原子；Ｘ表示羟基或水解性基团；ｎ表示１～（ｍ－１）中的任一整数；ｍ表示Ｍ的原子价；当ｎ为２或更多时，Ｒ↑［１］相同或不同，而当（ｍ－ｎ）为２或更多时，Ｘ相同或不同，但是，在（ｍ－ｎ）个Ｘ中，至少１个Ｘ是水解性基团；其中所述水解性基团是与水反应而分解的基团。

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：木村信夫，藤田佳孝，中本宪史，肥高友也，
申请(专利权)人：日本曹达株式会社，
类型：发明
国别省市：JP[日本]