含有多成分的玻璃基板用的微细加工表面处理液制造技术

本发明专利技术提供可以使得含有多成分的例如液晶或者有机ＥＬ等平板显示器用的玻璃基板本身不产生结晶析出以及不产生表面粗糙而进行加工的含有多成分的玻璃基板用的具有均匀组成的微细加工表面处理液。该处理液的特征在于，含有氢氟酸以及氟化铵、同时含有至少一种以上酸离解常数比氢氟酸大的酸。该处理液为含有氢氟酸以及至少一种以上酸离解常数比氢氟酸大的酸的药液，其特征在于，在酸离解常数比氢氟酸大的所述酸的含量为ｘ、蚀刻玻璃基板的液温下该药液对于热硅氧化膜的蚀刻速率为ｆ（ｘ）［＊／ｍｉｎ］时，该药液以ｘ＞ｘ１的范围含有酸离解常数比氢氟酸大的所述酸，其中在ｘ＝ｘ１时具有极大值ｆ（ｘ１）、ｘ＝ｘ２（其中ｘ１＜ｘ２）时具有极小值ｆ（ｘ２）。（*该技术在2022年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及含有多成分的玻璃基板用的微细加工表面处理液，更具体地讲涉及在制造半导体元件时，对于为了微细加工而含有各种阳离子以及阳离子氧化物的玻璃基板进行湿式蚀刻·洗净目的，以及蚀刻·洗净含有微细加工完的半导体元件的玻璃基板表面目的极其有效的含有多成分的玻璃基板用的微细加工表面处理液。
技术介绍
在制造平板显示器用的湿式工艺中，含有各种阳离子以及阳离子氧化物的玻璃基板表面及其微细加工完的表面的蚀刻·洗净以及图案的清洁化·精密化，随着显示器的高精细化的进展其必要性也日益提高。氢氟酸(HF)以及氢氟酸(HF)和氟化铵(NH4F)的混合溶液(缓冲的氟酸(BHF))一起作为该工艺中重要并且必不可少的微细加工表面处理剂用于蚀刻·洗净目的中，但是为了更高精细化，需要使其高性能化和高功能化。对于液晶或有机EL等平板显示器用的玻璃基板，由于显示器轻量化·省电等要求而需要薄型化。可是在制造工艺中，作为所谓的母体玻璃，从生产效率·降低成本方面来看正在大型化。在薄化该大型基板进行制造的情况下，从工艺上必定需要的机械强度等方面来看，薄型化产生了界限。因此，为了实施进一步的薄型化，有必要对基板本身进行微细加工处理。可是，在使用含有各种阳离子及其氧化物的基板、特别是含有多成分的玻璃基板等的制造工艺中，那些基板如果用目前的氢氟酸和缓冲的氟酸进行蚀刻·洗净，则析出结晶并附着在基板表面上。处理后的基板表面大大地粗糙等，从而产生不均匀的蚀刻以及洗净的问题。关于第一方面，从附着的结晶的分析来看，可以得知是由基板中含有的阳离子衍生的氟化物。这些阳离子氟化物水溶性低，对于氢氟酸以及缓冲的氟酸的溶解度也非常低，因此作为结晶析出并附着在基板表面上。这是本专利技术者首先发现的。关于第二方面，是由于析出的结晶附着在基板表面而阻碍了蚀刻，和/或基板中含有的阳离子及其氧化物的蚀刻反应速度各自不同，结果蚀刻速率以及蚀刻量产生参差不齐。还有，这是本专利技术者们首先发现的。在微细加工处理该基板本身的技术中最重要的是使得基板本身不会产生表面粗糙的均匀的加工处理。本专利技术提供能够使得含有多成分的例如液晶或有机EL等平板显示器用的玻璃基板本身不会产生结晶析出以及不会产生表面粗糙的均匀加工的含有多成分的玻璃基板用的微细加工表面处理液。
技术实现思路
本专利技术者们为了解决上述课题反复进行了专心研究，结果发现通过提供其特征在于含有氢氟酸以及氟化铵、同时含有至少一种以上酸离解常数比氢氟酸大的酸的含有多成分的玻璃基板用的微细加工表面处理液，解决了上述课题，从而完成了本专利技术。即，本专利技术第1方面涉及含有多成分的玻璃基板用的具有均匀组成的微细加工表面处理液，其特征在于，含有氢氟酸以及氟化铵、同时含有至少一种以上酸离解常数比氢氟酸大的酸。另外，本专利技术第2方面涉及含有多成分的玻璃基板用的具有均匀组成的微细加工表面处理液，即含有氢氟酸以及氟化铵、同时含有至少一种以上酸离解常数比氢氟酸大的酸的溶液，其特征在于，在酸离解常数比氢氟酸大的所述酸的含量为x、对于热硅氧化膜的蚀刻速率为f(x)的情况下，该溶液以x＞x1的范围含有酸离解常数比氢氟酸大的酸，其中在x＝x1时具有极大值f(x1)。另外，本专利技术第3方面涉及含有多成分的玻璃基板用的具有均匀组成的微细加工表面处理液，即含有氢氟酸以及氟化铵、同时含有至少一种以上酸离解常数比氢氟酸大的酸的溶液，其特征在于，在酸离解常数比氢氟酸大的所述酸的含量为x、对于热硅氧化膜的蚀刻速率为f(x)的情况下，该溶液以x2-(x2-x1)/2＜x＜x2+(x2-x1)/2的范围含有酸离解常数比氢氟酸大的酸，其中在x＝x1时具有极大值f(x1)、x＝x2(其中x1＜x2)时具有极小值f(x2)。另外，本专利技术第4方面涉及前项10～12中任一项记载的含有多成分的玻璃基板用的具有均匀组成的微细加工表面处理液，其特征在于，酸离解常数比氢氟酸大的酸为无机酸、一价或者多价的酸。另外，本专利技术第5方面涉及前项10～13中任一项记载的含有多成分的玻璃基板用的具有均匀组成的微细加工表面处理液，其特征在于，酸离解常数比氢氟酸大的酸为HCl、HBr、HNO3、H2SO4之中的任意一种以上。另外，本专利技术第6方面涉及前项10～14中任一项记载的含有多成分的玻璃基板用的具有均匀组成的微细加工表面处理液，其特征在于，按重量％计含有0.0001～1％的表面活性剂。另外，本专利技术第7方面涉及前项10～15中任一项记载的含有多成分的玻璃基板用的具有均匀组成的微细加工表面处理液，其特征在于，含有多成分的玻璃基板是以硅酸为主要成分，还含有Al、Ba、Ca、Mg、Sb、Sr、Zr之中的任意一种以上。另外，本专利技术第8方面涉及前项10～16中任一项记载的含有多成分的玻璃基板用的具有均匀组成的微细加工表面处理液，其特征在于，上述玻璃基板为平板显示器用的玻璃基板。另外，本专利技术第9方面涉及前项10～17中任一项记载的含有多成分的玻璃基板用的具有均匀组成的微细加工表面处理液，其特征在于，氢氟酸的含量为25mol/kg以下。另外，本专利技术第10方面涉及前项10～18中任一项记载的含有多成分的玻璃基板用的具有均匀组成的微细加工表面处理液，其特征在于，氟化铵的含量为0.001～11mol/kg。另外，本专利技术第11方面涉及前项10～19中任一项记载的含有多成分的玻璃基板用的具有均匀组成的微细加工表面处理液，其特征在于，酸离解常数比氢氟酸大的酸的添加量x具有在进行玻璃基板蚀刻的液温下不析出结晶的最大添加量x3、且为x＜x3的范围。附图说明图1是表示酸离解常数比氢氟酸大的酸的含量和热氧化膜的蚀刻速率关系的图。图2是表示Al成分的结晶析出浓度和酸添加量关系的图。图3是表示Ba成分的结晶析出浓度和酸添加量关系的图。图4是表示Ca成分的结晶析出浓度和酸添加量关系的图。图5是表示Sr成分的结晶析出浓度和酸添加量关系的图。具体实施例方式以下详细地描述本专利技术。首先对结晶析出和基板表面粗糙的原因进行探求。通过蚀刻反应玻璃基板中含有的金属成分溶解到药液中而生成的来自玻璃基板的阳离子，与药液中含有的阴离子例如氟离子(F-离子)反应生成对于使用药液的溶解性极其低的金属盐(例如氟化盐)，这些盐在玻璃基板表面上析出·附着从而阻碍蚀刻，因此被蚀刻的面变得凹凸，结果玻璃基板变得不透明。另外，如果蚀刻含有各种阳离子及其氧化物等多成分的玻璃基板表面，它们的蚀刻速率相差很大，因此通过进行不均匀的蚀刻，被蚀刻的面粗糙并且在被蚀刻的面上产生凹凸。为了解决这些问题，需要使得玻璃基板中含有的各成分的蚀刻速率均匀以及由那些溶解并离子化的阳离子不会生成溶解性极其低的氟化物。为此，最希望阳离子及其氧化物具有高的溶解性，在溶解到药液中后能够以离子形式稳定地存在于药液中。为了不生成难溶性的氟化物，降低药液中F-离子浓度是有效的。可是，由于玻璃基板本身的主要成分是硅氧化物，为了蚀刻玻璃基板，限定为像氢氟酸或者缓冲的氟酸那样具有溶解硅氧化物能力的药液。另外，在硅氧化物的蚀刻反应中主要的离子是HF2-。因而，为了均匀地蚀刻含有多成分的玻璃基板，从减少药液中的F-离子方面来看，需要高效率地生成HF2-。为此，需要通过最适量地添加酸离解常数大于HF的酸，控制含有氢氟酸或者氟化铵之中的至少1种的溶液中H本文档来自技高网...

【技术保护点】
含有多成分的玻璃基板用的具有均匀组成的微细加工表面处理液，其特征在于，含有氢氟酸以及氟化铵、同时含有至少一种以上酸离解常数比氢氟酸大的酸。

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：菊山裕久，宫下雅之，藪根辰弘，大见忠弘，
申请(专利权)人：斯特拉化学株式会社，
类型：发明
国别省市：JP[日本]