JP2010182754A - 樹脂容器およびその洗浄方法 - Google Patents

Abstract

【課題】樹脂容器の表面およびその内部に含まれる不純物を洗浄する樹脂容器の洗浄方法およびその方法により洗浄された樹脂容器を提供する。
【解決手段】本発明は、樹脂の表面張力の値よりも１０ｍＮ／ｍ以上低い表面張力の値を有する溶剤を用いて、樹脂または樹脂からなる樹脂容器を浸漬洗浄することを特徴とする樹脂容器の洗浄方法である。
【選択図】なし

Description

本発明は、樹脂容器およびその洗浄方法に関し、特に樹脂容器の表面およびその内部に含まれる不純物を洗浄した樹脂容器およびその洗浄方法に関する。

化合物半導体は、発光ダイオード、レーザダイオード、ヘテロ接合バイポーラトランジスタ、ショットキーゲート電界効果トランジスタ等の多様なデバイス用途に用いられている。これらのデバイスに用いられる化合物半導体の表面は、非常に繊細であるため保管状態が悪いと、たちまち汚染されてしまい化合物半導体の機能が十分に発揮されなくなってしまう。このため、化合物半導体の表面をクリーンに保つことができる容器が、化合物半導体メーカを中心として広く求められている。

この化合物半導体を保管する容器として、成型が容易でかつ安価であるという観点から、ポリプロピレン樹脂を加工した樹脂容器が広く用いられている。しかしながら、ポリプロピレン樹脂を原料にした樹脂容器は、それ自体の表面近傍および内部に様々な汚染物が含まれているため、化合物半導体を収納する前に少なくとも一度は樹脂容器に含まれる汚染物を除去する必要がある。

そこで、樹脂容器に含まれる汚染物を除去するための洗浄方法として、加熱処理して洗浄する方法や、真空雰囲気で乾燥して洗浄する方法が広く用いられている（たとえば特許文献１〜３参照）。確かにこれらの方法によれば、樹脂容器の表面近傍に含まれる汚染物を除去することはできる。しかしながら、これらの方法を以ってしても樹脂容器の内部に含まれる汚染物を十分に除去することはできなかった。

このため、これらの洗浄を行なった樹脂容器に化合物半導体を長期間保管すると、樹脂容器の内部に含まれる汚染物が化合物半導体の表面に付着して、化合物半導体の表面を汚染してしまうという問題があった。なお、樹脂容器の内部に含まれる汚染物が具体的にどのような化合物かを特定することはできていないが、おそらくポリプロピレン樹脂を重合するときの触媒に用いられている有機珪素化合物か、もしくはポリプロピレン樹脂を重合する際に十分反応しなかった比較的低分子量のポリプロピレンかのうちのいずれかではないかと推察される。

そこで、特許文献４および特許文献５には、樹脂容器をイソプロピルアルコール等のアルコール系の有機溶剤に浸漬させることにより、樹脂容器を洗浄する方法が開示されている。しかしながら、樹脂容器の内部まで完全に洗浄するためには、２４時間以上もの比較的長時間イソプロピルアルコールに浸漬しなければならないため量産に適しているとはいえなかった。しかも、イソプロピルアルコール等のアルコール系の有機溶剤の多くは、法定危険物に該当することから、工場で大量使用しにくいという問題もあった。

特開平６−８４８７７号公報 特開平８−６４６６６号公報 特開２００４−２６５９６５号公報 特開２００５−１９５８０号公報 特開２００５−１１６５８４号公報

本発明は、上記のような現状に鑑みてなされたものであって、その目的とするところは、樹脂容器の表面およびその内部に含まれる不純物を洗浄する方法を提供することである。

本発明は、樹脂の表面張力の値よりも１０ｍＮ／ｍ以上低い表面張力の値を有する溶剤を用いて、樹脂または樹脂からなる樹脂容器を浸漬洗浄することを特徴とする樹脂容器の洗浄方法である。

また、上記樹脂は、ポリプロピレン樹脂であることが好ましい。
また、上記溶剤は、アルコール系溶剤、フッ素系溶剤、塩素系溶剤、臭素系溶剤および界面活性剤からなる群より選択された少なくとも１種の溶剤を含むことが好ましい。

また、上記の溶剤は、ハイドロフロロエーテルを含むことが好ましい。
また、上記の浸漬洗浄は、上記樹脂に対して行なうことが好ましい。

本発明は、上記の樹脂容器の洗浄方法により洗浄された樹脂容器である。

本発明によれば、樹脂容器の表面およびその内部に含まれる不純物を洗浄する方法を提供することができる。

本発明は、樹脂の表面張力の値よりも１０ｍＮ／ｍ以上低い表面張力の値を有する溶剤を用いて、樹脂または当該樹脂からなる樹脂容器を浸漬洗浄することを特徴とする樹脂容器の洗浄方法である。このように樹脂の表面張力よりも１０ｍＮ／ｍ以上低い表面張力の値を有する溶剤を用いて浸漬洗浄することにより、樹脂容器の表面およびその内部に含まれる不純物を効果的に除去することができる。以下にこの樹脂容器の洗浄方法に用いられる樹脂、溶剤、樹脂容器等について説明する。

＜樹脂＞
本発明に用いられる樹脂とは、樹脂容器に成型される前の状態のもののことをいい、一種以上のモノマーを重合することにより得られるもののことをいう。ここで、この樹脂のモノマーには、たとえばエチレン、プロピレン、ブチレン、アクリル系のモノマー、エポキシ系のモノマー等を用いることができる。このようなモノマーを重合して得られる樹脂は、たとえばポリエチレン樹脂、ポリプロピレン樹脂、アクリル樹脂、エポキシ樹脂等がある。

本発明では、上述のような樹脂の表面張力に着目し、樹脂の表面張力の値よりも１０ｍＮ／ｍ以上低い表面張力の値を有する溶剤を用いて樹脂容器を洗浄することを特徴とする。ここで、この樹脂の表面張力は、プレート法やリング法により測定して得られた値を用いる。このプレート法により測定したポリプロピレン樹脂の表面張力は２９ｍＮ／ｍである。

なお、従来は、専ら樹脂容器に成型されたものを洗浄する方法が開示されていたが、本発明では樹脂容器を洗浄する場合のみに限られず、樹脂容器に成型される前の段階の樹脂を洗浄しても、本発明の効果が示される。かかる場合は、洗浄した樹脂を成型することにより所望の樹脂容器を得ることができる。

＜樹脂容器＞
本発明に用いられる樹脂容器は、上述した樹脂を成型することにより得られるものであり、用途に応じてどのような形状に成型することもできる。この樹脂容器の用途としては、たとえば化合物半導体の保管・出荷容器等が挙げられる。

＜溶剤＞
本発明において、樹脂または樹脂容器を洗浄するために用いる溶剤は、樹脂の表面張力の値よりも１０ｍＮ／ｍ以上表面張力の値が低いことを特徴とする。このような溶剤を洗浄に用いることにより、樹脂または樹脂容器の外側に付着している汚染物だけでなく、樹脂または樹脂容器の内部に含まれる汚染物をも１時間程度の比較的短時間で除去することができる。

従来は、表面張力の値が２１ｍＮ／ｍのイソプロピルアルコールを用いて表面張力の値が２９ｍＮ／ｍのポリプロピレン樹脂またはその樹脂容器を洗浄し、樹脂容器の表面に付着する汚染物と、これらの内部に含まれる汚染物とを除去していた。しかしながら、この方法ではこれらの内部の汚染物を除去するために少なくとも１日以上の長時間を要することから、大量の樹脂容器の洗浄処理を行なうためには大型の洗浄設備を備える必要があった。

そこで、本発明のように樹脂の表面張力よりも１０ｍＮ／ｍ以上低い表面張力の値の溶剤で樹脂または樹脂容器を洗浄すれば、１時間程度の比較的短時間でこれらの汚染物を除去することができることから、洗浄設備が小型であっても大量の樹脂または樹脂容器の洗浄処理を行なうことができる。

また、ポリプロピレンからなる樹脂容器を溶剤に浸漬洗浄する場合、ポリプロピレンの表面張力の値は２９ｍＮ／ｍであるので、この樹脂容器を洗浄する場合に用いる溶剤の表面張力は、１９ｍＮ／ｍ以下であることが好ましく、１５ｍＮ／ｍ以下であることがより好ましい。

本発明の樹脂容器の洗浄方法に用いられる溶剤としては、樹脂容器の表面張力よりも１０ｍＮ／ｍ以上低い表面張力の値の溶剤であればどのようなものでもよく、たとえばアルコール系溶剤、フッ素系溶剤、塩素系溶剤、臭素系溶剤および界面活性剤からなる群より選択された少なくとも１種の溶剤を含むものを挙げることができる。このような溶剤としては、たとえばハイドロフルオロエーテルを含むことがより好ましい。

＜洗浄方法＞
本発明では、樹脂および樹脂容器を浸漬洗浄することを特徴とする。ここで、浸漬洗浄は、たとえば上記で説明した溶剤を浴槽中に充填し、樹脂または樹脂容器をこの浴槽中に１時間程度浸して洗浄する方法である。これにより、樹脂および樹脂容器の表面だけでなく、これらの内部も洗浄することができる。

以下、実施例を挙げて本発明をより詳細に説明するが、本発明はこれらに限定されるものではない。

実施例１では、ポリプロピレン（表面張力：２９ｍＮ／ｍ）からなる樹脂容器を、樹脂容器の表面張力の値よりも１５ｍＮ／ｍ低い表面張力の値を有するハイドロフルオロエーテル（表面張力：１４ｍＮ／ｍ）中に室温で１時間浸漬させて、樹脂容器の表面および内部に含まれる汚染物を除去する洗浄を行なった。その後、浸漬した樹脂容器を純水で流水し７０度の温度で乾燥することによりハイドロフルオロエーテルの除去を行なった。このようにして洗浄された樹脂容器にＧａＡｓウエハを３０日間保管した。そして、３０日保管後のＧａＡｓウエハの表面に対して薄膜を結晶成長させた。

次に、上記で得られたＧａＡｓウエハと薄膜との界面に対し、二次イオン質量分析法（ＳＩＭＳ：Secondary Ion Mass Spectrometry）を用いて、有機珪素化合物（Ｓｉ原子、Ｏ原子、Ｃ原子）の含有量を分析した。その結果、実施例１のＧａＡｓウエハと薄膜との界面にはＳｉは３．３検出され、Ｏは２．８検出され、Ｃは検出されなかった。一方、樹脂容器に保管することなくＧａＡｓウエハ上に薄膜を結晶成長させたときのＧａＡｓウエハと薄膜との界面をＳＩＭＳにより測定したところ、Ｓｉは３検出され、Ｏは２．５検出され、Ｃは検出されなかった。これらの分析の結果を表１に示す。

表１の最上段には、樹脂容器に保管する前のＧａＡｓ基板の表面をＳＩＭＳにより測定して得られた値を示しており、ここで得られた値を「基準」に実施例１および２と比較例１〜８の樹脂容器に保管した後のＧａＡｓ基板を対比して、各ＧａＡｓ基板の汚染状態を把握する。

表１の左欄は、実施例１および２と比較例１〜９の樹脂容器の洗浄方法を示しており、表１中の「洗浄処理対象」には、「樹脂」と「樹脂容器」とがあり、樹脂は樹脂容器に成型される前の段階のものを浸漬洗浄することを意味し、樹脂容器は当該樹脂を成型して得られた後のものを浸漬洗浄することを意味する。また、表１中の「洗浄処理」の欄には、洗浄処理対象のものを洗浄処理をしたときの温度と処理方法と、その処理に要した時間とを記載している。

さらに、表１中の「保管日数」とは、上記洗浄処理により得られた樹脂容器にＧａＡｓウエハを保管した日数を意味するものであり、「二次イオン質量分析法」は、樹脂容器にＧａＡｓウエハを保管後のＧａＡｓ基板の表面をＳＩＭＳにより測定して得られた有機珪素化合物（Ｓｉ原子、Ｏ原子、Ｃ原子）の含有量を示している。これらの有機珪素化合物の含有量が少ないほど、樹脂容器がクリーンな状態であると言える。

実施例２では、ポリプロピレン（表面張力：２９ｍＮ／ｍ）からなる樹脂を樹脂の表面張力の値よりも１５ｍＮ／ｍ低い表面張力の値を有するハイドロフルオロエーテル（表面張力：１４ｍＮ／ｍ）中に室温で１時間浸漬して、ポリプロピレン樹脂の表面および内部に含まれる汚染物を除去した。その後、ハイドロフルオロエーテルを乾燥により除去した。そして、このポリプロピレンを重合した樹脂を樹脂容器に成型した。このようにして得られた樹脂容器にＧａＡｓウエハを３０日間保管した。そして、３０日保管後のＧａＡｓウエハの表面に対して薄膜を結晶成長させた。次に、ＳＩＭＳにより薄膜とＧａＡｓウエハとの界面に含まれる、有機珪素化合物（Ｓｉ原子、Ｏ原子、Ｃ原子）の含有量を分析した。

比較例１

比較例１では、洗浄処理をしていないポリプロピレン樹脂からなる樹脂容器に、ＧａＡｓウエハを３０日間保管した。そして、３０日保管後のＧａＡｓウエハの表面に対して薄膜を結晶成長させた。次に、ＳＩＭＳにより薄膜とＧａＡｓウエハとの界面に含まれる、有機珪素化合物の含有量を分析した。

比較例２

比較例２では、ポリプロピレン樹脂からなる樹脂容器を、７０℃で７２時間ベーキング処理することにより、樹脂容器に含まれる汚染物を除去した。その後、この樹脂容器にＧａＡｓウエハを３０日間保管した。そして、３０日保管後のＧａＡｓウエハの表面に対して薄膜を結晶成長させた。次に、ＳＩＭＳにより薄膜とＧａＡｓウエハとの界面に含まれる、有機珪素化合物（Ｓｉ原子、Ｏ原子、Ｃ原子）の含有量を分析した。

比較例３

比較例３では、ポリプロピレン樹脂（表面張力：２９ｍＮ／ｍ）からなる樹脂容器を、樹脂の表面張力の値よりも８ｍＮ／ｍ低い表面張力の値を有するイソプロピルアルコール（表面張力：２１ｍＮ／ｍ）に室温で１時間浸漬して洗浄処理することにより、樹脂容器に含まれる汚染物を除去した後に、イソプロピルアルコールを乾燥により除去し、この樹脂容器にＧａＡｓウエハを３０日間保管した。そして、３０日保管後のＧａＡｓウエハの表面に対して薄膜を結晶成長させた。次に、ＳＩＭＳにより薄膜とＧａＡｓウエハとの界面に含まれる、有機珪素化合物（Ｓｉ原子、Ｏ原子、Ｃ原子）の含有量を分析した。

比較例４

比較例４は、比較例３のイソプロピルアルコールの洗浄処理の時間を２４時間とすることを除いては、比較例３と同様の方法により、樹脂容器に含まれる汚染物を除去した。そして、３０日保管後のＧａＡｓウエハの表面に対して、薄膜を結晶成長させた。そして、薄膜とＧａＡｓウエハとの界面に含まれる、有機珪素化合物（Ｓｉ原子、Ｏ原子、Ｃ原子）の含有量を分析した。

比較例５

比較例５は、比較例３のイソプロピルアルコールの溶剤の代わりに、イソプロピルアルコールを６０％含む水溶液（表面張力：２４ｍＮ／ｍ）を用いて洗浄処理したことを除いては、比較例３と同様の方法により、樹脂容器を洗浄した。そして、３０日保管後のＧａＡｓウエハの表面に対して、薄膜を結晶成長させた。そして、薄膜とＧａＡｓウエハとの界面に含まれる、有機珪素化合物（Ｓｉ原子、Ｏ原子、Ｃ原子）の含有量を分析した。

比較例６

比較例６は、ポリプロピレン樹脂（表面張力：２９ｍＮ／ｍ）からなる樹脂容器を、室温のポリオキシアルキレンアルキルエーテルを０．５％含む水溶液（表面張力：３２ｍＮ／ｍ）に２４時間浸漬して洗浄処理することにより、樹脂容器に含まれる汚染物を除去した後に、界面活性剤の溶液を乾燥により除去し、この樹脂容器にＧａＡｓウエハを３０日間保管した。そして、３０日保管後のＧａＡｓウエハの表面に対して薄膜を結晶成長させた。次に、ＳＩＭＳにより薄膜とＧａＡｓウエハとの界面に含まれる、有機珪素化合物（Ｓｉ原子、Ｏ原子、Ｃ原子）の含有量を分析した。

比較例７

比較例７は、プロピレンを重合して得られたポリプロピレン樹脂（表面張力：２９ｍＮ／ｍ）に対し、室温のイソプロピルアルコールを６０％含む水溶液（表面張力：２４ｍＮ／ｍ）を用いて、１時間浸漬洗浄処理し、ポリプロピレン樹脂の表面および内部に含まれる汚染物を除去した。そしてその後に、この水溶液を乾燥により除去した。このようにして得られた樹脂を樹脂容器に成型し、当該樹脂容器にＧａＡｓウエハを３０日間保管した。そして、３０日保管後のＧａＡｓウエハの表面に対して薄膜を結晶成長させた。次に、ＳＩＭＳにより薄膜とＧａＡｓウエハとの界面に含まれる、有機珪素化合物（Ｓｉ原子、Ｏ原子、Ｃ原子）の含有量を分析した。

比較例８

比較例８は、プロピレンを重合して得られたポリプロピレン樹脂（表面張力：２９ｍＮ／ｍ）を室温のイソプロピルアルコール（表面張力：２１ｍＮ／ｍ）を用いて、１時間浸漬洗浄処理し、ポリプロピレン樹脂の表面および内部に含まれる汚染物を除去した。そしてその後に、イソプロピルアルコールを乾燥により除去した。そして、このポリプロピレンを重合した樹脂を樹脂容器に成型した。このようにして得られた樹脂容器にＧａＡｓウエハを３０日間保管した。そして、３０日保管後のＧａＡｓウエハの表面に対して薄膜を結晶成長させた。次に、ＳＩＭＳにより薄膜とＧａＡｓウエハとの界面に含まれる、有機珪素化合物（Ｓｉ原子、Ｏ原子、Ｃ原子）の含有量を分析した。

（参考例１）
参考例１では、洗浄処理をしていないポリプロピレン樹脂からなる樹脂容器に、ＧａＡｓウエハを１日間保管した。そして、１日保管後のＧａＡｓウエハの表面に対して薄膜を結晶成長させた。次に、ＳＩＭＳにより薄膜とＧａＡｓウエハとの界面に含まれる、有機珪素化合物（Ｓｉ原子、Ｏ原子、Ｃ原子）の含有量を分析した。その結果を表１に示す。

実施例１および２では、ポリプロピレン（表面張力：２９ｍＮ／ｍ）からなる樹脂容器の表面張力の値よりも１０ｍＮ／ｍ以上低い表面張力の値を有するハイドロフルオロエーテル（表面張力：１４ｍＮ／ｍ）を溶剤に用いて、１時間程度の比較的短時間樹脂容器を浸漬洗浄した。この樹脂容器にＧａＡｓ基板を保管したところ、ＧａＡｓ基板の表面は有機珪素化合物によりほとんど汚染されなかった。一方、比較例３，比較例５〜８では、樹脂容器の表面張力の値の１０ｍＮ／ｍ低い値よりも高い表面張力の溶液を用いて洗浄処理しているため、この樹脂容器にＧａＡｓ基板を保管したところ、ＧａＡｓ基板の表面は有機珪素化合物により汚染された。

実施例１と比較例３，比較例５〜８との二次イオン質量分析法の結果を表１で対比すると、実施例１の洗浄方法のように、樹脂容器の表面張力の値よりも１０ｍＮ／ｍ以上低い表面張力の値の溶剤を用いて浸漬洗浄した場合に、樹脂容器の表面および内部に含まれる有機珪素化合物を効果的に除去できることが明らかとなった。

また、実施例１と比較例２との二次イオン質量分析法の結果を表１で対比すると、比較例２で洗浄された樹脂容器の汚染状態は、実施例１で洗浄された樹脂容器の汚染状態と比べて有機珪素化合物の含有量が多い。この結果から７０℃で加熱ベーキング処理して樹脂容器を洗浄する方法と比べて、実施例１の樹脂容器の洗浄方法の方がＧａＡｓ基板表面の汚染状態が優れていることが明らかとなった。

さらに、実施例１と比較例４との二次イオン質量分析法の結果を表１で対比すると、比較例４で洗浄された樹脂容器の汚染状態は、実施例１で洗浄された樹脂容器の汚染状態と同等である。しかしながら、実施例１と比較例４との洗浄の処理時間を表１で対比すると、実施例１の樹脂容器の洗浄方法の方が洗浄にかかる処理時間がはるかに短いことが明らかとなった。

以上のように本発明の実施例について説明を行なったが、上述の実施例の構成を適宜組み合わせることも当初から予定している。

今回開示された実施の形態および実施例はすべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は上記した説明ではなくて特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。

本発明によれば、発光ダイオード、レーザダイオード、ヘテロ接合バイポーラトランジスタ、ショットキーゲート電界効果トランジスタ等の多様なデバイス用途に用いられる化合物半導体の表面をクリーンに保つことができる樹脂容器およびその洗浄方法を提供することができる。

Claims (6)

1. 樹脂の表面張力の値よりも１０ｍＮ／ｍ以上低い表面張力の値を有する溶剤を用いて、前記樹脂または前記樹脂からなる樹脂容器を浸漬洗浄する、樹脂容器の洗浄方法。
2. 前記樹脂は、ポリプロピレン樹脂である、請求項１に記載の樹脂容器の洗浄方法。
3. 前記溶剤は、アルコール系溶剤、フッ素系溶剤、塩素系溶剤、臭素系溶剤および界面活性剤からなる群より選択された少なくとも１種の溶剤を含む、請求項１または２に記載の樹脂容器の洗浄方法。
4. 前記溶剤は、ハイドロフロロエーテルを含む、請求項１〜３のいずれかに記載の樹脂容器の洗浄方法。
5. 前記浸漬洗浄は、前記樹脂に対して行なう、請求項１〜４のいずれかに記載の樹脂容器の洗浄方法。
6. 請求項１〜５に記載の樹脂容器の洗浄方法により洗浄された、樹脂容器。