JPH0616427A - シリカガラスの製造方法 - Google Patents
シリカガラスの製造方法Info
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- JPH0616427A JPH0616427A JP26368291A JP26368291A JPH0616427A JP H0616427 A JPH0616427 A JP H0616427A JP 26368291 A JP26368291 A JP 26368291A JP 26368291 A JP26368291 A JP 26368291A JP H0616427 A JPH0616427 A JP H0616427A
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Classifications
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C03—GLASS; MINERAL OR SLAG WOOL
- C03B—MANUFACTURE, SHAPING, OR SUPPLEMENTARY PROCESSES
- C03B19/00—Other methods of shaping glass
- C03B19/12—Other methods of shaping glass by liquid-phase reaction processes
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- Chemical & Material Sciences (AREA)
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 きわめて薄い厚味のシリカガラスをうる
【構成】 二酸化珪素を過飽和に含む珪弗化水素酸の水
溶液に基材を浸漬して、基材表面に二酸化珪素膜を形成
させた後、基材と二酸化珪素膜とを分離して、シリカガ
ラスを得る。
溶液に基材を浸漬して、基材表面に二酸化珪素膜を形成
させた後、基材と二酸化珪素膜とを分離して、シリカガ
ラスを得る。
Description
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は二酸化珪素からなるガラ
スの製造方法に関し、特に珪弗化水素酸の二酸化珪素過
飽和溶液を含む処理液と基材とを接触させて基材表面に
形成される二酸化珪素被膜を利用したシリカガラスの製
造方法に関する。
スの製造方法に関し、特に珪弗化水素酸の二酸化珪素過
飽和溶液を含む処理液と基材とを接触させて基材表面に
形成される二酸化珪素被膜を利用したシリカガラスの製
造方法に関する。
【0002】
【従来の技術】最近、高純度でかつ厚みが数〜数10μ
mであるシリカガラスが、マイクロエレクトロニクス等
の分野で要求されている。そして、その製造方法として
は例えば溶融法で作製されたシリカガラスを研磨する方
法や、ゾルゲル法を応用する方法等がある。
mであるシリカガラスが、マイクロエレクトロニクス等
の分野で要求されている。そして、その製造方法として
は例えば溶融法で作製されたシリカガラスを研磨する方
法や、ゾルゲル法を応用する方法等がある。
【0003】一方、二酸化珪素被膜の形成法としては珪
弗化水素酸の二酸化珪素の過飽和水溶液に基材を浸漬し
て二酸化珪素被膜を形成する方法(以後析出法と呼ぶ)
が知られている(例えば特公昭63ー65620号公
報)。この析出法において二酸化珪素の過飽和水溶液を
作製する手段として、珪弗化水素酸の二酸化珪素の略飽
和水溶液にホウ酸水溶液を添加して、二酸化珪素の過飽
和水溶液を作製する方法(特公昭63ー65620号公
報)、およびその他例えばアルミニウム等の物質を添加
することによって同様に二酸化珪素の過飽和水溶液を作
製する方法(特開昭62ー20876号公報)が知られ
ている。一方二酸化珪素の珪弗化水素酸溶液への溶解度
の温度依存性を利用した珪弗化水素酸の二酸化珪素飽和
水溶液を含む処理液に基材を浸漬する方法(特開昭61
ー281047号公報、特開平3ー112806号公
報)が知られている。
弗化水素酸の二酸化珪素の過飽和水溶液に基材を浸漬し
て二酸化珪素被膜を形成する方法(以後析出法と呼ぶ)
が知られている(例えば特公昭63ー65620号公
報)。この析出法において二酸化珪素の過飽和水溶液を
作製する手段として、珪弗化水素酸の二酸化珪素の略飽
和水溶液にホウ酸水溶液を添加して、二酸化珪素の過飽
和水溶液を作製する方法(特公昭63ー65620号公
報)、およびその他例えばアルミニウム等の物質を添加
することによって同様に二酸化珪素の過飽和水溶液を作
製する方法(特開昭62ー20876号公報)が知られ
ている。一方二酸化珪素の珪弗化水素酸溶液への溶解度
の温度依存性を利用した珪弗化水素酸の二酸化珪素飽和
水溶液を含む処理液に基材を浸漬する方法(特開昭61
ー281047号公報、特開平3ー112806号公
報)が知られている。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】高純度でかつ厚みが数
〜数10μmであるシリカガラス製造方法において、例
えば溶融法にて作製されたガラスを研磨する方法ではそ
の製造過程が非常に煩雑で製造コストが高くなる、また
ゾルゲル法においては数μmの厚さのガラスを作製する
ことは非常に困難で、さらにゾルゲル法にて得られるガ
ラスは緻密性に欠けるため、耐水性や耐薬品性の点にお
いて不利であるという欠点を有する。また、その他の方
法においても低コストでかつ簡便に製造できる方法はな
い。
〜数10μmであるシリカガラス製造方法において、例
えば溶融法にて作製されたガラスを研磨する方法ではそ
の製造過程が非常に煩雑で製造コストが高くなる、また
ゾルゲル法においては数μmの厚さのガラスを作製する
ことは非常に困難で、さらにゾルゲル法にて得られるガ
ラスは緻密性に欠けるため、耐水性や耐薬品性の点にお
いて不利であるという欠点を有する。また、その他の方
法においても低コストでかつ簡便に製造できる方法はな
い。
【0005】
【課題を解決するための手段】本発明は、二酸化珪素の
過飽和状態である珪弗化水素酸を含む処理液と基材とを
接触させて二酸化珪素被膜を作製する析出法によって、
基材表面に厚さが数〜数10μmである二酸化珪素被膜
を作製した後、二酸化珪素被膜を基材から離すことによ
り、厚さが数〜数10μmであるシリカガラスを低コス
トでかつ簡便に製造する方法を提供するものである。
過飽和状態である珪弗化水素酸を含む処理液と基材とを
接触させて二酸化珪素被膜を作製する析出法によって、
基材表面に厚さが数〜数10μmである二酸化珪素被膜
を作製した後、二酸化珪素被膜を基材から離すことによ
り、厚さが数〜数10μmであるシリカガラスを低コス
トでかつ簡便に製造する方法を提供するものである。
【0006】上記の方法において二酸化珪素の過飽和水
溶液を作製する手段としては、例えば珪弗化水素酸の二
酸化珪素の略飽和水溶液にホウ酸水溶液を添加する方
法、アルミニウムを添加する方法、あるいは二酸化珪素
の珪弗化水素酸溶液への溶解度の温度依存性を利用した
方法等いずれの方法でも構わない。しかし、厚みが数〜
数10μmである二酸化珪素被膜を作製するためには長
時間の安定した成膜を維持する必要があり、その観点に
おいて、例えばホウ酸水溶液を添加する方法において
は、連続したホウ酸水溶液の添加を必要とするので時間
と共に処理液の濃度が低下し、ひいては得られる被膜の
膜質、特に緻密性が変化する。またアルミニウムを添加
する場合には、長時間添加しつづけると処理液内におい
てやがて弗化アルミニウムが生成され、その時点で二酸
化珪素被膜の製造は不可能となる。よって、二酸化珪素
の珪弗化水素酸溶液への溶解度の温度依存性を利用した
方法が長時間安定した被膜の製造が行えるので最も好ま
しい。
溶液を作製する手段としては、例えば珪弗化水素酸の二
酸化珪素の略飽和水溶液にホウ酸水溶液を添加する方
法、アルミニウムを添加する方法、あるいは二酸化珪素
の珪弗化水素酸溶液への溶解度の温度依存性を利用した
方法等いずれの方法でも構わない。しかし、厚みが数〜
数10μmである二酸化珪素被膜を作製するためには長
時間の安定した成膜を維持する必要があり、その観点に
おいて、例えばホウ酸水溶液を添加する方法において
は、連続したホウ酸水溶液の添加を必要とするので時間
と共に処理液の濃度が低下し、ひいては得られる被膜の
膜質、特に緻密性が変化する。またアルミニウムを添加
する場合には、長時間添加しつづけると処理液内におい
てやがて弗化アルミニウムが生成され、その時点で二酸
化珪素被膜の製造は不可能となる。よって、二酸化珪素
の珪弗化水素酸溶液への溶解度の温度依存性を利用した
方法が長時間安定した被膜の製造が行えるので最も好ま
しい。
【0007】二酸化珪素被膜製造時の、処理液の温度は
高い方が得られる被膜の応力が小さくなるので、クラッ
クや部分的な膜剥がれが生じにくくなり、より厚い被膜
を得るのに有利であるが、70℃より高くなると処理液
から四弗化珪素蒸気の発生が激しくなり成膜速度の低下
や作業環境の悪化を導くので好ましくない。
高い方が得られる被膜の応力が小さくなるので、クラッ
クや部分的な膜剥がれが生じにくくなり、より厚い被膜
を得るのに有利であるが、70℃より高くなると処理液
から四弗化珪素蒸気の発生が激しくなり成膜速度の低下
や作業環境の悪化を導くので好ましくない。
【0008】基材の種類としてはSiウエハー、ガラ
ス、樹脂、金属等いずれでも良いが樹脂や金属の方が被
膜と基材との密着力が弱いので得られた被膜を基材より
離しやすく、より好ましい。また、二酸化珪素被膜を基
材から離す方法としては、機械的に基材を剥す方法のほ
か、被膜の製造後に基材を溶液により溶解する方法、焼
却する方法など特に限定されない。
ス、樹脂、金属等いずれでも良いが樹脂や金属の方が被
膜と基材との密着力が弱いので得られた被膜を基材より
離しやすく、より好ましい。また、二酸化珪素被膜を基
材から離す方法としては、機械的に基材を剥す方法のほ
か、被膜の製造後に基材を溶液により溶解する方法、焼
却する方法など特に限定されない。
【0009】
【実施例】以下に、実施例により本発明を詳細に説明す
る。図1に示す装置を用いてシリカガラスの製造を行な
った。その手順としてまず、処理液調合槽(1)にてー
3℃の温度で2モル/リットル濃度の珪弗化水素酸に二
酸化珪素(工業用シリカゲル)を飽和溶解して処理液を
調合し、得られた処理液全量を送液ポンプ(12A)に
て送液管(11A)を通し処理液保存槽(2)に送液し
た。この際濾過フィルター(13A)にて、処理液を調
合した際に溶け残った二酸化珪素粒子を濾過した。
る。図1に示す装置を用いてシリカガラスの製造を行な
った。その手順としてまず、処理液調合槽(1)にてー
3℃の温度で2モル/リットル濃度の珪弗化水素酸に二
酸化珪素(工業用シリカゲル)を飽和溶解して処理液を
調合し、得られた処理液全量を送液ポンプ(12A)に
て送液管(11A)を通し処理液保存槽(2)に送液し
た。この際濾過フィルター(13A)にて、処理液を調
合した際に溶け残った二酸化珪素粒子を濾過した。
【0010】つぎに送液ポンプ(12B)にて送液管
(11B)を通し処理液保存槽内の処理液を、処理槽
(3)の整流部(9)へ液を送った。送液後、送液ポン
プ(12D)にて送液管(11D)を通し処理液を処理
槽の添加部(10)から処理槽の整流部へ170ミリリ
ットル/分の速度で循環を開始しその経路途中に設けら
れたフィルター(13Bまたは13C)にて処理液を濾
過すると共に、ヒーター(6)にて処理槽内の処理液を
加熱し60℃に昇温しその温度で保持した。
(11B)を通し処理液保存槽内の処理液を、処理槽
(3)の整流部(9)へ液を送った。送液後、送液ポン
プ(12D)にて送液管(11D)を通し処理液を処理
槽の添加部(10)から処理槽の整流部へ170ミリリ
ットル/分の速度で循環を開始しその経路途中に設けら
れたフィルター(13Bまたは13C)にて処理液を濾
過すると共に、ヒーター(6)にて処理槽内の処理液を
加熱し60℃に昇温しその温度で保持した。
【0011】また、送液ポンプ(12D)による処理液
の循環と同時に送液ポンプ(12B)にて処理液を処理
液保存槽から10ミリリットル/分(これは処理槽内の
処理液量に対し0.6%/分に該当する)の速度で処理
槽の添加部(10)に添加し、同時に送液ポンプ(12
C)にてそれぞれ添加と同じ速度で処理液の浸漬部のオ
ーバーフロー部より処理液を送液管(11C)を通し処
理液調合槽へ排出した。排出された処理液を処理液調合
槽にて再度冷却し二酸化硅素を飽和溶解した。処理液調
合槽、処理液保存槽そして処理槽間の処理液の送液は、
以後膜の製造を終了するまで行なった。
の循環と同時に送液ポンプ(12B)にて処理液を処理
液保存槽から10ミリリットル/分(これは処理槽内の
処理液量に対し0.6%/分に該当する)の速度で処理
槽の添加部(10)に添加し、同時に送液ポンプ(12
C)にてそれぞれ添加と同じ速度で処理液の浸漬部のオ
ーバーフロー部より処理液を送液管(11C)を通し処
理液調合槽へ排出した。排出された処理液を処理液調合
槽にて再度冷却し二酸化硅素を飽和溶解した。処理液調
合槽、処理液保存槽そして処理槽間の処理液の送液は、
以後膜の製造を終了するまで行なった。
【0012】基材には、縦100mm、横100mm、
厚さ約20μmのポリエチレンテレフタレートを用い
た。ただし、二酸化珪素被膜の基材への成膜性を向上さ
せるために、あらかじめ、テトラエチルシリケートを主
成分とする加水分解物溶液(商品名:CSG、チッソ株
式会社製)をアルコールにて約100倍に希釈した液を
ディッピング法にて塗布、およびその後の、大気中にて
80℃での乾燥を前処理として行った。
厚さ約20μmのポリエチレンテレフタレートを用い
た。ただし、二酸化珪素被膜の基材への成膜性を向上さ
せるために、あらかじめ、テトラエチルシリケートを主
成分とする加水分解物溶液(商品名:CSG、チッソ株
式会社製)をアルコールにて約100倍に希釈した液を
ディッピング法にて塗布、およびその後の、大気中にて
80℃での乾燥を前処理として行った。
【0013】基材は処理液の温度が60℃になってから
浸漬した。また、それと同時に縦25mm、横25m
m、厚さ0.5mmのSiウエハーを1時間毎に浸漬
し、その上に析出した被膜の厚みから成膜速度を見積も
った。その結果、平均の成膜速度は460オングストロ
ーム/時であった。基材は180時間の浸漬の後、洗
浄、乾燥し、そして得られた被膜つき基材から基材のみ
を機械的に剥してシリカガラスを得た。
浸漬した。また、それと同時に縦25mm、横25m
m、厚さ0.5mmのSiウエハーを1時間毎に浸漬
し、その上に析出した被膜の厚みから成膜速度を見積も
った。その結果、平均の成膜速度は460オングストロ
ーム/時であった。基材は180時間の浸漬の後、洗
浄、乾燥し、そして得られた被膜つき基材から基材のみ
を機械的に剥してシリカガラスを得た。
【0014】操作型電子顕微鏡によるシリカガラス断面
の観察の結果、その厚みは約8μmであった。また、1
90nmから850nmの波長域における可視、紫外透
過吸収スペクトルの測定の結果、図2に示すようにいず
れの波長においても透過率は90%以上であった。
の観察の結果、その厚みは約8μmであった。また、1
90nmから850nmの波長域における可視、紫外透
過吸収スペクトルの測定の結果、図2に示すようにいず
れの波長においても透過率は90%以上であった。
【0015】以上の結果、厚さが約8μmの透明なシリ
カガラスが得られた。
カガラスが得られた。
【0016】
【発明の効果】本発明によれば、安価な製造コストでし
かも簡単な操作にて厚みが数〜数10μmであるシリカ
ガラスを得ることができる。
かも簡単な操作にて厚みが数〜数10μmであるシリカ
ガラスを得ることができる。
【図1】本発明のシリカガラス製造装置を示す概略系統
図である
図である
【図2】本発明により得られたシリカガラスの可視、紫
外透過吸収スペクトルの測定結果を示す図である
外透過吸収スペクトルの測定結果を示す図である
1 処理液調合槽 2 処理液保存槽 3 処理槽 4 冷却器 5 スターラー 6 ヒーター 7 浸漬部 8 整流板 9 整流部 10 添加部 11A、11B、11C、11D 送液管 12A、12B、12C、12D 送液ポンプ 13A、13B、13C 濾過フィルター 14 基材 15A、15B、15C、15D、15E 3方コック 16 洗浄液槽
Claims (1)
- 【請求項1】 過飽和状態の二酸化珪素を含む珪弗化水
素酸からなる処理液と基材とを接触させて、基材表面に
シリカガラスを析出させる方法において、シリカガラス
を基材表面に析出させた後、シリカガラスを基材から離
すことを特徴とするシリカガラスの製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP26368291A JPH0616427A (ja) | 1991-10-11 | 1991-10-11 | シリカガラスの製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP26368291A JPH0616427A (ja) | 1991-10-11 | 1991-10-11 | シリカガラスの製造方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0616427A true JPH0616427A (ja) | 1994-01-25 |
Family
ID=17392880
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP26368291A Pending JPH0616427A (ja) | 1991-10-11 | 1991-10-11 | シリカガラスの製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0616427A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2016528149A (ja) * | 2013-07-29 | 2016-09-15 | エージェンシー フォー サイエンス,テクノロジー アンド リサーチ | 超親水性コーティング |
-
1991
- 1991-10-11 JP JP26368291A patent/JPH0616427A/ja active Pending
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2016528149A (ja) * | 2013-07-29 | 2016-09-15 | エージェンシー フォー サイエンス,テクノロジー アンド リサーチ | 超親水性コーティング |
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