Состав для обработки стеклянных пластин Советский патент 1982 года по МПК C03C21/00 

(5) СОСТАВ ДЛЯ ОБРАБОТКИ СТЕКЛЯННЫХ ПЛАСТИН

1

Изобретение относится к электронной технике и может быть использовано в производстве полупроводниковых приборов и интегральных схем на стадии подготовки поверхности стеклянных пластин перед нанесением маскирующего слоя в технологии изготовления фотошаблонов.

Известен состав для упрочнения стеклянных отливок, содержащий компоненты в следующем соотношении, вес.%: эвтектическая смесь KNO и Я(МОз), где R - Sr или Ва 99,95 - 99,5; mKoO-nSiOrt или КОН или КпСОа 0,05 0.5 D.

Однако методом рентгеноструктурного анализа установлено, что данный расплав обладает упорядоченной структурой ионов К, т.е. их подвижность значительно снижена, а так как поверхность стекла характеризуется наличием микронеоднородных областей, степень воздействия на них указанного

состава различна. Таким образом, неоднородность поверхности стекла, обработанного данным составом, усугубляется, что приводит к снижению адгезии маскирующих слоев на дальнейших операциях производства ф/ш заготовок, к ухудшению качества фотошаблонной заготовки и фотошаблона в целом.

Кроме того, обработка в расплаве солей приводит к ухудшению микрогеометрии стеклянной заготовки и требует дополнительной обработки для достижения высокого класса чистоты поверхности.

Данные недостатки«не обеспечивают полного равномерного ионообмена в поверхностном слое между стеклянной заготовкой и расплавом, что приводит при дальнейшей операции нанесения маскирующего слоя к снижению стабильности слоя и ухудшению качества фотошаблонной заготовки. 39 Таким рбразом, данный состав явл ется неприемлемым, в частности, при изготовлении фотошаблонов. Наиболее близким к предлагаемому является состав для упрочнения стек лянных заготовок, содержащий компоненты в следующем соотношении, весД хлорид калия 33; нитрат калия 33; п лиокскэтиленалкилсульфат натрия 1,2 вода остальное С23. Однако малая подвижность ионов калия в насыщенном растворе приводи к снижению эффективности ионообмент ных процессов, накоплению ионов кал и других на обрабатываемой поверхности, что в совокупности вызывает образование дефектов обработки в местах микронеоднородностей, на поверхности стеклянной пластины, сниж адгезию маскирующих слоев на дальнейших операциях производства ф/ш заготовок и качество фотошаблона в целом. За счет присутствия полиоксиэтиленалкилсульфата натрия на поверхности стеклянной заготовки образует ся пленка значительно (в десять раз замедляющая ионообмен в поверхностном слое стекла, что в комплексе с уменьшением коэффициента диффузии ионов калия приводит к.так называемому замораживанию ионообмена. Целью изобретения является снижение количества локальных подтраво на поверхности фотошаблонов. Поставленная цель достигается тем, что состав для обработки стеклянных пластин, включающий нитрат к лия и воду, дополнительно содержит гипохлорит циркония и органическую кислоту общей формулы 0,, где или п+2, а , при следующем соотношении компонентов, мас.%: Нитрат калия 10-15 Гипохлорид циркония -6 Органическая кислота Ц-6 Вода Остальное Сущность изобретения состоит в следующем. Кинетика выщелачивания натриевоборосиликатного стекла в кислотах носит диффузионный характер. Скорос выщелачивания в слабых растворах кислоты является наибольшей, что приводит к увеличению экстракции 4 ионов из поверхностного сЛоя стеклянной заготовки и увеличению ионообмена. Гипохлорид циркония в сочетании с щавелевой или уксусной кислотой образует вытянутую мицеллообразную структуру, которая, не замедляя скорости движения ионов калия, способствует возникновению вихревых потоков вблизи обрабатываемых поверхностей, уменьшая тощину диффузионного слоя, увеличивая скорость диффузии, что наблюдается визуально в эффекте фонтанирования на границе раздела фаз. Вытянутая мицеллообразная структура является своеобразным каналом, регулирующим градиент концентрации ионов калия у поверхности стеклянной заготовки и во .всем объеме раствора, что способствует равномерной поверхностной миграции ионов и равнoмepнo y изменению поверхностных связей. Изменение поверхностных связей приводит к равномерному увеличению потенциальной энергии ионов натрия, определяя электронные переходы, которые приводят к разрыву химических связей, способствуя увеличению десорбции. Пример 1. Стеклянные пластины размером 102Л102х2,1 из известкового стекла после операции механической обработки и отмывки помещают в емкость со следующим раствором Д: Нитрат калия 10 Лимонная кислота k Гипохлорит цирконияkВода82 Температура раствора , время выдержки пластин в растворе 2 ч. По истечении этого времени пластины извлекают из раствора, подвергают обработке струей деионизованной воды и высушивают в парах изопропилового спирта. Пример 2. Стеклянные пластины размером 70x70x2,5 из известковоборосиликатного стекла после операции механической обработки и отмывки помещают в емкость со следующим раствором , %: Нитрат калия 12,5 Уксусная кислота 5 Гипохлорит циркония5Вода77,5 Пример 3. Стеклянные пластины размером 102x102x2,1 из извест59 51

кового стекла после операции механической обработки и отмывки помещают в емкость со следующим растворомД:

Нитрат калия 15

Щавелевая кислота 6$

Гипохлорит циркония 6

Вода73

Поэтому изменение коэффициента зиффузии (степени экстракции) ионов щелочных металлов оценивают по вре- 0 мени выдержки до появления локальных подтравов на поверхности хромированных пластин. Равномерность ионообмена в поверхностном слое пластины оценивается по плотности локальных под- 15 травов.

Полученные данные представлены в таблице. ПредлагаемыйИзвестный В таблице ., - количество ло кальных подтравов на пластинах с кирующим слоем и слоем фоторезист через сутки после обработки пласт (величина, определяемая глубиной ионообмена, находящаяся в обратно

36

пропорциональной зависимости от коэффициента диффузии ионов калия и глубины экстракции ионов натрия) ; ,2 ом - время до появления предельно допустимого количества локальных подтравов (величина, определяемая глубиной ионообмена, находящаяся в прямой зависимости от коэффициента диффузии ионов калия и глубины экстракции ионов натрия); количество локальных подтравов после 3 мес выдержки (определяется равномерностью глубины ионообмена).

Использование предлагаемого состава позволяет повысить выход годных в производстве фотошаблонных заготовок не менее, чем на 15%. Формула изобретения Состаэ для обработки стеклянных пластин, включающий нитрат калия и воду.отличающийся тем, что, с целью снижения количества локальных подтравов на поверхности фотошаблонов, он дополнительно содержит гипохлорид циркония и органическую кислоту общей формулы , где или п+2, а , при следующем соотношении компонентов,мае.: Нитрат калия 10-15 Гипохлорит цирконияЦ-6Органическая кислота-бВодаОстальное Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1.Патент Японии № 52-2+921, кл. 21 В 72, 1977. 2.Патент Франции № 2353501, кл. С 03 С 21/00, 1978 (прототип).