Состав для обработки стеклянных пластин

 

{72) Авторы изобретения

А.M.Màçèí, Л.Н.Шевякова, О.П.Маняхина и .. оди М,Я Р,и 1;-б1 е 4, I . l > .е: с :":1.

1 У

1 т1-з, м уи, :; (71) Заявитель . ЯГ.id !; с " (54) СОСТАВ ДЛЯ ОБРАБОТКИ СТЕКЛЯННЫХ

ПЛАСТИН

Изобретение относится к электрон- ной 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.3: эвтектическая смесь КЙО и R(N03), где R - Sr или Ва 99,95 - 99,5;

mK O-nSiOq или КОН или К СО> 0,050,5 1.1).

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.

Поста вленная цел ь дости гае тся тем, что состав для обработки стеклянных пластин, включающий нитрат калия и воду, дополнительно содержит гипохлорит циркония и органическую

° 40 кислоту общей формулы СпН О,„, где

m=n или и+2, à m<5, при . следующем соотношении компонентов, мас.4:

Нитрат калия

Гипохлорид циркония 4-6

Органическая кислота 4-6

Вода Остальное

Сущность изобретения состоит в следующем.

Кинетика выщелачивания натриевоборосиликатного стекла в кислотах носит диффузионный характер. Скорость выщелачивания в слабых растворах кислоты является наибольшей, что приводит к увеличению экстракции

10-15

3 94511

Таким образом, данный состав является неприемлемым, в частности, при изготовлении фотошаблонов.

Наиболее близким к предлагаемому является состав для упрочнения стеклянных заготовок, содержащий компоненты в следующем соотношении, вес.3: хлорид калия 33; нитрат калия 33; полиоксиэтиленалкилсульфат натрия 1,2; вода остальное Г23. 10

Однако малая подвижность ионов калия в насыщенном растворе приводит к снижению эффективности ионаобмен-, ных процессов, накоплению ионов калия и других на обрабатываемой поверхности, что в совокупности вызывает .-. образование дефектов обработки в е I местах микронеоднородностей, на поверхности стеклянной пластины, снижая адгезию маскирующих слоев на даль- 20 нейших операциях производства ф/ш заготовок и качество фотошаблона в целом.

3а счет присутствия полиоксиэтиленалкилсульфата натрия на поверх- 25 ности стеклянной заготовки образуется пленка значительно (в десять раз) замедляющая ионообмен в поверхностном слое стекла, что в комплексе с уменьшением коэффициента диффузии щ ионов калия приводит к.так называемому "замораживанию" ионообмена.

Целью изобретения является снижение количества локальных подтравов на поверхности фотошаблонов.

3 ф ионов иэ поверхностного сЛоя стеклянной заготовки и увеличению ионообменв. 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 толщину диффузионного слоя, увеличивая скорость диффузии, что наблюдается визуально в эффекте "фонтанирования" на границе раздела фаэ.

Вытянутая мицеллообразная структура является своеобразным каналом, регулирующим градиент концентрации ионов калия у поверхности стеклянной заготовки и во всем объеме раствора, что способствует равномернои поверхностной миграции ионов и равномерному 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,4:

Нитрат калия 10

Лимонная кислота 4

Гипохлорит циркония . 4

Вода 82

Температура раствора 20 С, время выдержки пластин в растворе 24 ч. По истечении этого времени пластины извлекают из раствора, подвергают обработке струей деионизованной воды и высушивают в парах иэопропилового спирта.

Пример 2. Стеклянные пластины размером 70х70х2,5 из известковоборосиликатного стекла после операции механической обработки и отмывки помещают в емкость со следующим раствором, 3:

Нитрат калия 12,5

Уксусная кислота 5

Гипохлорит циркония 5

Вода 77,5

Пример 3. Стеклянные пластины размером 102 xl02x2,1 из известФормула изобретения

Состав

И=0,2 ом-2 дни пс т ом- Х щЭМЕс. см-

Предлагаемый

0,25 зо

1 Ф 0

0,20

0,14 ...0 50

0 40

Известный 0,5 0

2,5 З5

Составитель С.Белобокова

Редактор Л.Лукач Техред М. Надь Корректор Н. Король

Заказ 5250/31 Тираж 508 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д.4/5

Филиал ППП "Патент", r.Óæãoðoä, ул.Проектная, 4

5 9451 кового стекла после операции механической обработки и отмывки помещают в емкость со следующим раствором, .

Нитрат калия 15

Цавелевая кислота 6

Гипохлорит циркония 6

Вода 73

Поэтому изменение коэффициента зиффузии (степени экстракции) ионов щелочных металлов оценивают по вре- 10 мени выдержки до появления локальных подтравов на поверхности хромированных пластин. Равномерность ионообмена в поверхностном слое пластины оценивается по плотности локальных подтравов.

Полученные данные представлены в таблице.

В таблице п „- количество ло-кальных подтравов на пластинах с мас- gp кирующим слоем и слоем фоторезиста через сутки после обработки пластин (величина, определяемая глубиной ионообмена, находящаяся в обратно

13 6 пропорциональной зависимости от коэффициента диффузии ионов калия и глубины экстракции ионов натрия);

td 0,2 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); а количество локальных подтравов после

3 мес выдержки (определяется равномерностью глубины ионообмеКа).

Использование предлагаемого состава позволяет повысить выход годных в производстве фотошаблонных заготовок не менее, чем на 153.

Состав 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 ЩЯ где n=n или n+2, а в<5, при следующем соотношении компонентов,мас.Ф:

Нитрат калия 10-15

Гипохлорит циркония 4-6

Органическая кислота 4-6

Вода Остальное

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Патент Японии 11 52-24921, кл. 21 В 72, 1977.

2. Патент Франции У 2353501, кл. С 03 С 21/00, 1978 (прототип).