层叠体以及指示器

文档序号:1894909 发布日期:2021-11-26 浏览:7次 >En<

阅读说明:本技术 层叠体以及指示器 (Laminate and indicator ) 是由 西雅之 山川裕 竹冈拓昭 目见田裕一 于 2020-04-14 设计创作,主要内容包括:提供一种层叠体以及指示器,能够容易地调整检测层的灵敏度,可确实地检测处理的进行或终点,可简便地检测均匀地对被处理物整体进行了处理,且可避免伴随这些处理而产生的污染物质所导致的污染。(解决手段)层叠体,具有:检测层,检测选自由等离子体、臭氧、紫外线及含自由基的气体所组成的群组中的至少一种而色调发生变化;及基材层,且所述检测层包括具有与表面的开孔部连通的内部空间的结构体,在所述内部空间内包含检测剂,所述检测剂包含检测选自由等离子体、臭氧、紫外线及含自由基的气体所组成的群组中的至少一种而色调发生变化的检测成分的至少一种,层叠体中的各金属原子的含量未满5.0质量ppm,或所述检测成分包含不含碳、氢、氧及氮以外的原子的色素化合物。(Provided are a laminate and an indicator, which can easily adjust the sensitivity of a detection layer, can reliably detect the progress or end point of a treatment, can easily detect that the entire object to be treated has been uniformly treated, and can avoid contamination caused by a contaminant generated in association with the treatment. A laminate comprising: a detection layer for detecting at least one selected from the group consisting of plasma, ozone, ultraviolet rays, and radical-containing gas to change the color tone; and a base material layer, wherein the detection layer includes a structure having an internal space communicating with the opening portion of the surface, the internal space contains a detection agent, the detection agent contains at least one of detection components which detect at least one selected from the group consisting of plasma, ozone, ultraviolet rays, and radical-containing gases and change in color tone, the content of each metal atom in the laminate is less than 5.0 mass ppm, or the detection component contains a dye compound containing no atoms other than carbon, hydrogen, oxygen, and nitrogen.)

层叠体以及指示器

技术领域

本发明涉及一种层叠体以及指示器。

背景技术

作为各种物品的处理方法,使用选自由等离子体、臭氧、紫外线以及含自由基的气体所组成的群组中的至少一种(以下,有时称为“等离子体等”)的方法已广为人知。例如,在等离子体产生用气体环境下产生等离子体,并对各种物品或基材等照射所述等离子体来进行等离子体处理。

利用等离子体等的处理也在制造电子元件(半导体芯片、发光二极管(LightEmitting Diode,LED)、太阳电池、液晶显示器、有机电致发光(Electro-Luminescence,EL)显示器、半导体激光、功率元件等)时进行。

例如,在半导体芯片制造中,会在前步骤中的在半导体晶片(晶片)上的成膜(化学气相沉积(chemical vapor deposition,CVD)或溅射等)、抗蚀剂图案形成(等离子体干式蚀刻或离子束蚀刻等)、使用抗蚀剂图案的膜蚀刻、抗蚀剂图案去除、清洗等各步骤中,进行利用等离子体等的处理。

制造电子元件时,必须均匀地进行利用等离子体等的处理。

例如,关于半导体芯片制造的前步骤中的利用等离子体等的处理,重要的是在晶片面内均匀地进行且具有面内均匀性。在面内均匀性受损的情况下,形成于半导体晶片上的各半导体芯片的性能产生偏差,从而影响良率。

因此,对利用等离子体等的处理的均匀性的确认在各电子元件制造装置的设计、使用所述装置的制造步骤中的管理时是不可欠缺的。

处理的均匀性的确认可使用对所制造的电子元件的膜特性、加工精度等进行测定的方法、或单独实施所述各处理并评价面内均匀性的方法等来进行。

例如,作为等离子体本身的均匀性的评价方法,已知有通过设置于制造装置内的朗缪尔探针(Langmuir probe)来测定等离子体的物理常数的方法、通过分光装置进行等离子体的发光分析并评价空间内分布的方法。

但是,使用朗缪尔探针的方法有时需要进行制造装置的大气释放、或制造作业时的探针拆卸等的作业,需要很多劳力及时间。使用分光装置的方法由于测定范围受到限定,因此有时无法测定装置内的等离子体整体。另外,使用朗缪尔探针或分光装置的方法并不直接表示各处理的面内分布,而是伴随有根据测定结果的分析作业。

专利文献1以及专利文献2中记载有检测有无臭氧等的存在的指示器。

专利文献3中记载有将含有色素、特定的表面活性剂、非离子系表面活性剂的油墨涂布于基材上,将其作为指示器放置于反应腔室等中来检测等离子体处理的终点。

专利文献4中记载有使用与电子元件制造装置中所使用的基板的形状相同的用于检测等离子体等的指示器来确认等离子体等的处理的均匀性。在指示器中包含变色层,所述变色层由通过与等离子体等进行反应而变色或消色的油墨形成。

专利文献5中记载有使用在通过阳极氧化处理而形成的细孔内含有色素的等离子体指示器来防止油墨组合物等所引起的污染。

专利文献3~专利文献5中所记载的指示器在反应腔室内可通过目视来确认等离子体处理等的进行,但必须适当地调整灵敏度等。

另外,根据处理条件等,载置于腔室内的指示器的构成成分的一部分气化,而有对等离子体处理等的被处理物或腔室内产生污染之虞。例如,油墨中大多包含含有金属原子或卤素原子的物质,而且也假设制备时产生由分散介质等引起的包含金属原子的成分的污染(contamination)。

特别是在半导体器件的制造步骤的前步骤中不希望金属原子的存在,而谋求避免污染的指示器。

[现有技术文献]

[专利文献]

专利文献1:日本专利第4382816号公报

专利文献2:日本专利特表2013-537978号公报

专利文献3:日本专利特开2015-013982号公报

专利文献4:国际公开第2015/025699号

专利文献5:国际公开第2018/128123号

发明内容

[发明所要解决的问题]

本发明的目的在于提供一种层叠体以及指示器,所述层叠体以及指示器能够容易地调整检测选自由等离子体、臭氧、紫外线以及含自由基的气体所组成的群组中的至少一种而色调发生变化的检测层的灵敏度,且可确实地检测利用选自由等离子体、臭氧、紫外线以及含自由基的气体所组成的群组中的至少一种的处理的进行或终点。

本发明的目的在于提供一种层叠体以及指示器,所述层叠体以及指示器可简便地检测是否均匀地对被处理物整体进行利用选自由等离子体、臭氧、紫外线以及含自由基的气体所组成的群组中的至少一种的处理,且可避免伴随这些处理而产生的污染物质所导致的被处理物或腔室内的污染。

[解决问题的技术手段]

本发明者等人为了解决所述课题进行了研究,结果发现通过构成特定结构的层叠体并将其作为指示器而可解决所述课题。

具体而言,如下所述。

1:一种层叠体,具有:检测层,检测选自由等离子体、臭氧、紫外线以及含自由基的气体所组成的群组中的至少一种而色调发生变化;以及基材层,且

所述检测层包括结构体,所述结构体具有与表面的开孔部连通的内部空间,

在所述内部空间内包含检测剂,所述检测剂包含至少一种的检测成分,所述检测成分检测选自由等离子体、臭氧、紫外线以及含自由基的气体所组成的群组中的至少一种而色调发生变化,

层叠体中的各金属原子的含量未满5.0质量ppm。

2:一种层叠体,具有:检测层,检测选自由等离子体、臭氧、紫外线以及含自由基的气体所组成的群组中的至少一种而色调发生变化;以及基材层,且

所述检测层包括结构体,所述结构体具有与表面的开孔部连通的内部空间,

在所述内部空间内包含检测剂,所述检测剂包含至少一种的检测成分,所述检测成分检测选自由等离子体、臭氧、紫外线以及含自由基的气体所组成的群组中的至少一种而色调发生变化,

所述检测剂包含不含碳、氢、氧以及氮以外的原子的色素化合物。

3:根据所述项1中所述的层叠体,其中所述检测成分包含不含碳、氢、氧以及氮以外的原子的色素化合物。

4:根据所述项1至项3中任一项所述的层叠体,其中所述结构体为包含选自由聚酰亚胺系树脂、聚酰胺酰亚胺系树脂、聚酰胺系树脂、聚烯烃系树脂、聚氨基甲酸酯系树脂、三聚氰胺系树脂、聚酯系树脂以及聚碳酸酯系树脂所组成的群组中的至少一种树脂的结构体。

5:根据所述项1至项4中任一项所述的层叠体,其中所述检测剂包含树脂和/或树脂前体,所述树脂和/或树脂前体不含碳、氢、氧以及氮原子以外的原子。

6:根据所述项1至项5中任一项所述的层叠体,其中所述层叠体中的各卤素原子的含量未满30质量ppm。

7:一种指示器,包含根据所述项1至项6中任一项所述的层叠体。

[发明的效果]

根据本发明,提供一种层叠体以及指示器,所述层叠体以及指示器能够容易地调整检测选自由等离子体、臭氧、紫外线以及含自由基的气体所组成的群组中的至少一种而色调发生变化的检测层的灵敏度,且可确实地检测利用选自由等离子体、臭氧、紫外线以及含自由基的气体所组成的群组中的至少一种的处理的进行或终点。

根据本发明,提供一种层叠体以及指示器,所述层叠体以及指示器可简便地检测是否均匀地对被处理物整体进行利用选自由等离子体、臭氧、紫外线以及含自由基的气体所组成的群组中的至少一种的处理,且可避免伴随这些处理而产生的污染物质所导致的被处理物或腔室内的污染。

附图说明

图1是表示本发明的层叠体的图

图2是本发明的层叠体的截面的电子显微镜照片

具体实施方式

[层叠体]

本发明的层叠体具有检测等离子体等而色调发生变化的检测层、以及基材层,所述检测层包括具有与表面的开孔部连通的内部空间的结构体,在所述内部空间内包含检测剂,所述检测剂包含检测等离子体等而色调发生变化的检测成分的至少一种。

<检测层>

检测层的色调的变化是通过所述检测成分与等离子体等接触而引起变色、消色或发色的任一种以上的色调变化而发生的。此处,如所述那样等离子体等为选自由等离子体、臭氧、紫外线以及含自由基的气体所组成的群组中的至少一种。

本发明的检测层并非单纯地检测等离子体等,也可通过目视简便地检测利用等离子体等的处理中的面内均匀性。本发明中,在检测层中能够使检测剂在面内均匀地存在,故认为能够进行面内均匀性的检测。

检测层的厚度只要为发挥检测功能的厚度则并无特别限制,可根据用途或所要求的特性等适当优化。为了可确实地掌握色调的变化,可设为10μm以上,优选为15μm~100μm。

(等离子体)

等离子体是指通过使用等离子体产生用气体并施加交流电压、直流电压、脉冲电压、高频、微波等而产生的等离子体,减压等离子体以及大气压等离子体此两者均符合。

等离子体产生用气体只要通过施加交流电压、直流电压、脉冲电压、高频、微波等而产生等离子体则并无特别限制。例如,可使用选自由氧、氮、氢、氟、氯、氦、氖、氩、硅烷、氨、溴化硫、水蒸气、一氧化二氮、四乙氧基硅烷、四氟化碳、三氟甲烷、四氯化碳、四氯化硅、六氟化硫、四氯化钛、二氯硅烷、三甲基镓、三甲基铟、三甲基铝、空气以及二氧化碳所组成的群组中的至少一种。

作为等离子体,例如可列举如下等离子体,即在制造电子元件时,成膜步骤、蚀刻步骤、灰化(ashing)步骤、杂质添加步骤、清洗步骤等中所使用的等离子体处理装置(通过在作为等离子体产生用气体而含有的气氛下施加交流电压、直流电压、脉冲电压、高频、微波等产生等离子体来进行等离子体处理的装置)中产生的等离子体。

(臭氧)

作为臭氧,例如可列举:氧在紫外线照射下产生的臭氧、在干燥空气等含有氧的气体或者氧气中放电而产生的臭氧、通过稀硫酸的电解产生的臭氧等。例如,也可为在制造电子元件时在成膜步骤、灰化步骤、清洗步骤等中所使用的臭氧处理装置中产生的臭氧或产生光化学烟雾(smog)时产生的臭氧等。

(紫外线)

紫外线是指波长1nm~400nm左右的电磁波,包含近紫外线、远紫外线或者真空紫外线以及极紫外线或者极端紫外线。例如可列举:自包含水银灯或LED的紫外线照射装置产生的紫外线;或在制造电子元件时在光刻(photolithography)步骤、灰化步骤、清洗步骤等中所使用的紫外线处理装置中所产生的紫外线等。

(含自由基的气体)

含自由基的气体通过对气体赋予能量而生成。例如可通过利用电子束冲击使氢通过加热至2100K的Ta制细管而生成。在使用此种含自由基的气体的环境下,优选为控制氢的流量且将真空度保持为1.0×10-4Torr~1.0×10-6Torr左右。例如,可列举在制造电子元件时在成膜步骤、蚀刻步骤、灰化步骤、清洗步骤等中所使用的含自由基的气体处理装置中所产生的含自由基的气体等。

(结构体)

构成本发明的检测层的结构体包含选自由有机材料、无机材料以及有机无机复合体材料所组成的群组中的至少一种,且具有与表面的开孔部连通的内部空间。其色调只要可把握检测成分的色调的变化即可,优选为透明、着色透明、白色、淡色等。

作为结构体,例如可使用:具有与表面的开孔部连通的内部空间的多孔质体;通过公知的适当手段设置孔、凹部、凸部以及裂纹的一种以上来形成相当于与表面的开孔部连通的内部空间的部分的结构体;在表面配置有多孔质物质的组合物等。其中,优选地使用具有与表面的开孔部连通的内部空间的多孔质体。

构成结构体的有机材料、无机材料以及有机无机复合体材料包含至少一种以上的化合物。视需要,也可包含增量剂等成分。再者,在使层叠体中的各金属原子的含量未满5.0质量ppm的情况下,作为结构体,优选为使用不含金属原子的结构体。

本发明中,结构体具备遮盖晶片的颜色的功能,可增大色调变化。另外,通过使用结构体,检测剂可与等离子体等的渗透度对应地发生经时性的色调变化、或发生与暴露于等离子体等中的量或强度成比例的色调变化。

具有与表面的开孔部连通的内部空间的多孔质体例如可为无机系多孔质体、有机系多孔质体以及有机无机复合多孔质体中的任一者。

作为无机系多孔质体,例如可列举选自由金属多孔质体;二氧化硅系多孔质体(硅胶、气溶胶、硅酸胶等);氧化铝系多孔质体(活性氧化铝等);沸石系多孔质体(硅铝酸盐沸石、金属硅酸盐沸石(metalosilicate zeolite)、磷铝酸盐沸石等);硅酸盐系多孔质体(高岭石、蒙脱石、云母等);中孔系多孔质体(中孔二氧化硅等);玻璃多孔质体;陶瓷多孔质体;浮石;金属氧化物或金属氢氧化物等的多孔质体(耐酸铝(alumite)、羟磷灰石、水滑石、层状磷酸锆、杂多酸盐、多孔性氧化锰等)等所组成的群组中的至少一种,但并无特别限定。

作为有机系多孔质体,例如可列举选自由树脂多孔质体(多孔质膜、多孔质聚合物珠粒等)、不织布、编织物、织物、纸、木材、皮革、活性碳、富勒烯、碳纳米管等所组成的群组中的至少一种,但并无特别限定。

作为构成树脂多孔质体的树脂,例如可使用公知或者市售的树脂,例如可列举选自由如下树脂所组成的群组中的至少一种,即聚酰胺系树脂、聚酰胺酰亚胺系树脂、聚酰亚胺系树脂、氨基系树脂(三聚氰胺系树脂-苯并胍胺系树脂、脲系树脂等)、丙烯酸系树脂((甲基)丙烯酸系树脂、聚(甲基)丙烯腈系树脂、聚(甲基)丙烯酰胺系树脂等)、聚乙烯吡咯烷酮系树脂、聚乙烯基咪唑系树脂、聚烯烃系树脂(聚乙烯系树脂、聚丙烯系树脂等)、氟系树脂、氯化乙烯系树脂、乙酸乙烯酯系树脂、聚乙烯缩醛系树脂(聚乙烯醇缩丁醛系树脂等)、聚乙烯醇系树脂、聚苯乙烯系树脂(聚苯乙烯系树脂、苯乙烯-马来酸系树脂、苯乙烯-丙烯酸系树脂等)、聚酯系树脂(聚酯系树脂、不饱和聚酯系树脂、醇酸系树脂等)、酚系树脂(酚系树脂、烷基酚系树脂、萜烯酚系树脂、松香改性酚系树脂等)、聚醚系树脂、环氧系树脂、马来酸系树脂、聚酮系树脂、聚乙烯亚胺系树脂、聚氨基甲酸酯系树脂、聚硅氧烷系树脂、缩醛系树脂、嵌段聚合体系树脂、接枝聚合体系树脂、纤维素系树脂、松香系树脂(松香系树脂、松香酯系树脂等)、橡胶系树脂(天然橡胶、二烯系橡胶、苯乙烯-丁二烯(styrene-butadiene,SB)橡胶等)等,但并无特别限定。

这些树脂中,可优选地使用聚酰亚胺系树脂、聚酰胺酰亚胺系树脂、聚酰胺系树脂、聚烯烃系树脂、聚氨基甲酸酯系树脂、三聚氰胺系树脂、聚酯系树脂以及聚碳酸酯系树脂。特别是,

作为结构体,若使用聚酰胺酰亚胺系树脂、聚酰亚胺系树脂、聚酰胺系树脂那样的耐热性高分子,则形成耐热性优异的层叠体,故可构成能够在高温条件下使用且具有对于强力的等离子体处理而言的耐性的指示器。

作为有机无机复合多孔质体,例如可列举选自由包含无机成分的树脂组合物的多孔质体、有机金属结构体(金属有机骨架(metal-organic framework,MOF))等所组成的群组中的至少一种,但并无特别限定。

作为构成所述有机无机复合多孔质体的有机成分,可使用构成有机系多孔质体的有机成分;作为构成所述有机无机复合多孔质体的无机成分,可使用构成有机系多孔质体的无机成分或众所周知的无机系填充剂。

在所述结构体中,作为通过利用公知的适当手段设置孔、凹部、凸部以及裂纹的一种以上而具有相当于内部空间的部分的结构体,可使用:通过利用针或激光等进行穿孔而设置孔的结构体;通过化学处理等设置孔或凹部的结构体;通过压纹(emboss)或研削等设置凹部的结构体;通过吹附凸部形成物质设置凸部的结构体;通过使用包含于表面形成微细裂纹的无机系填充剂等的裂纹形成剂的树脂组合物或涂料等进行制备而设置裂纹的结构体;在树脂等的粘合剂中调配有多孔质的填充剂等的结构体等。

本发明中,在使层叠体中的各金属原子的含量未满5.0质量ppm的情况下,作为构成检测层的结构体,优选为使用有机系多孔质体、特别是树脂多孔质体。

另外,为了防止金属原子所导致的电子元件制造装置内的污染,作为构成检测层的结构体,优选为使用有机系多孔质体、特别是树脂多孔质体。

作为树脂多孔质体,可使用通过公知的方法制备而成的树脂多孔质体,例如可列举以下的(1)~(4)的方法。

(1)利用使用孔形成剂等的化学手段的多孔化(例如,利用发泡剂的多孔化、使用高分子化时或改性或者成型时产生的气体的多孔化、成型(成膜后)后去除多孔化形成剂的多孔化(成分的去除或升华等)、利用相分离的多孔化(溶解度等不同的混合溶剂的使用等)等)

(2)利用延伸的多孔化

(3)利用粉粒体的熔接的多孔化

(4)利用穿孔等的机械手段的多孔化

本发明中,优选为通过所述(1)的方法而获得的树脂多孔质体。特别是,涂布包含溶解度或者沸点不同的两种以上的溶剂的树脂溶液而获得的多孔质涂膜作为树脂多孔质体而言优选。

例如,通过使用包含聚酰亚胺系树脂或者聚酰胺酰亚胺系树脂、针对这些树脂的良溶剂、以及针对这些树脂的不良溶剂的树脂溶液,可获得聚酰亚胺系树脂多孔质体或者聚酰胺系树脂多孔质体。

作为针对聚酰亚胺系树脂或者聚酰胺酰亚胺系树脂的良溶剂,例如可使用选自由N-甲基-2-吡咯烷酮、N-乙基-2-吡咯烷酮、N,N-二甲基乙酰胺、N,N-二甲基甲酰胺、四甲基脲、二甲基亚乙基脲、1,3-二甲基-2-咪唑烷酮等所组成的群组中的至少一种溶剂。

作为针对聚酰亚胺系树脂或者聚酰胺酰亚胺系树脂的不良溶剂,可使用溶解度未满1质量%的溶剂,例如可使用选自由醚系溶剂(四乙二醇二甲基醚、三乙二醇二甲基醚、二乙二醇二甲基醚、三丙二醇二甲基醚、二丙二醇二甲基醚、四氢呋喃、二噁烷等);烃系溶剂(正己烷、环己烷、苯、甲苯、二甲苯、石油醚等);酯系溶剂(乙基卡必醇乙酸酯、丁基卡必醇乙酸酯、琥珀酸二甲酯、琥珀酸二乙酯、戊二酸二甲酯、戊二酸二乙酯、己二酸二甲酯、己二酸二乙酯等);醇系溶剂(三乙二醇、二乙二醇、乙二醇、甲醇、乙醇等)等所组成的群组中的至少一种溶剂。

优选地可列举:由包含聚酰胺酰亚胺系树脂、N-甲基-2-吡咯烷酮、以及四乙二醇二甲基醚的树脂溶液所获得的聚酰胺酰亚胺系树脂多孔质体;由包含聚酰亚胺系树脂、N,N-二甲基乙酰胺、以及四乙二醇二甲基醚的树脂溶液所获得的聚酰亚胺系树脂多孔质体。

(检测剂)

本发明中的检测剂包含检测等离子体等而色调发生变化的检测成分的至少一种。

另外,在不损及检测成分所带来的色调变化的效果的范围内,以调整灵敏度或提高检测前后的色差的视认性等为目的,检测剂视需要可含有各种成分。

作为此种成分,例如包含不发挥作为所述检测成分的功能的色素(暴露于检测对象时色调不发生变化的色素)、树脂和/或树脂前体、反应促进剂、反应延迟剂、填充剂、表面活性剂等添加剂。

本发明中,为了使层叠体中的各金属原子的含量未满5.0质量ppm,优选为使包含检测成分的检测剂不含金属原子。由此,在将层叠体用作用以检测电子元件的制造装置内的等离子体等的指示器的情况下,可有效地防止电子元件的制造装置内的由金属原子所导致的污染。

本发明中,优选为使用包含不含碳、氢、氧以及氮以外的原子的色素化合物的检测剂。由此,在将层叠体用作用以检测等离子体等的指示器的情况下,可有效地防止电子元件的制造装置内的污染、特别是金属原子或卤素原子所导致的污染。

检测剂优选为通过对其构成成分进行充分精制、或制备时不使用金属制的器具等而使得不会混入金属原子或卤素原子等杂质。

-检测成分-

作为本发明中用作检测成分的、检测等离子体等而色调发生变化的化合物,只要在暴露于等离子体等时示出色调发生变化的行为则并无特别限定。

作为此种化合物,例如可列举作为着色剂而已知的色素、优选为染料或颜料中的、检测等离子体等而色调发生变化者。

作为所述色素,可列举公知或者市售的色素。例如可列举选自由如下色素所组成的群组中的至少一种,即蒽醌系色素;苯醌系色素;苝系色素;次甲基系色素;偶氮系色素(单偶氮系色素、双偶氮系色素、三偶氮系色素、多偶氮系色素、偶氮(azoic)系色素(双偶氮成分、偶合成分(coupling component))等);酞菁系色素;二芳基甲烷系色素;三芳基甲烷系色素;呫吨系色素;噁嗪系色素;食用色素;紫环酮系色素;二酮吡咯并吡咯系色素;喹吖啶酮系色素;蒽嵌蒽醌系色素;紫环酮系色素;异吲哚啉酮系色素;异吲哚啉系色素;阴丹士林(indanthrene)系色素;香豆素系色素;喹吖啶酮系色素;吡蒽(pyranthrene)系色素;黄士酮(flavanthrone)系色素;亚硝基系色素;硝基系色素;二苯乙烯系色素;类胡萝卜素系色素;吖啶系色素;喹啉系色素;噻唑系色素;萘醌系色素;吲达胺(indamine)系色素;靛酚(indophenol)系色素;吖嗪系色素;噻嗪系色素;硫化系色素;内酯系色素;羟基酮系色素;氨基酮系色素;靛(indigoid)系色素;硫靛蓝(thioindigo)系色素;阳离子系色素;花青系色素;方酸菁(squarylium)系色素;克酮鎓(croconium)系色素;部花青系色素;荧烷(fluoran)系色素;螺吡喃系色素;俘精酸酐(fulgide)系色素;薁系色素;天然系色素;氧化系色素;金属络合物系色素等,但并不限定于这些。

作为所述色素中用以检测等离子体等的色素,优选为使用选自由蒽醌系色素、苝系色素、次甲基系色素、偶氮系色素、酞菁系色素、三芳基甲烷系色素、呫吨系色素、阴丹士林系色素以及食用色素所组成的群组中的至少一种。

作为所述色素中用以检测臭氧的色素,优选为使用选自由噁嗪系色素、偶氮系色素、次甲基系色素、阴丹士林系色素以及蒽醌系色素所组成的群组中的至少一种。

作为所述色素中用以检测紫外线的色素,优选为使用选自由偶氮系色素、蒽醌系色素、三芳基甲烷系色素、酞菁系色素、靛蓝(indigo)系色素、二芳基甲烷系色素、三芳基胺系色素以及花青系色素所组成的群组中的至少一种。

进而优选为与用以检测所述紫外线的色素一同使用如下化合物:所述化合物为通过紫外线照射对所述色素的发色机构赋予变化的化合物,且为通过紫外线照射而变成所述化合物自身对色素的发色机构赋予变化的化合物的化合物和/或通过紫外线照射而所述化合物产生对所述发色机构赋予变化的游离基的化合物。

作为通过紫外线照射对所述色素的发色机构赋予变化的化合物,可列举选自由如下化合物所组成的群组中的至少一种,即苯乙酮(acetophenone)型化合物、二苯甲酮型化合物、米氏酮型化合物、二苯乙二酮(benzil)型化合物、安息香型化合物、安息香醚型化合物、苄基二甲基缩酮型化合物、安息香苯甲酸酯型化合物、α-水合肟酯型化合物(alphaaquo oxime ester compounds)、一硫化四甲基秋兰姆型化合物、噻吨酮型化合物以及酰基氧化膦型化合物,但并不限定于这些。

特别是,优选为使用通过紫外线照射而产生对所述发色机构赋予变化的游离基的化合物,且优选为选自在波长150nm~450nm左右(进而优选为200nm~400nm)具有极大吸收的化合物中的至少一种。

通过紫外线照射对所述色素的发色机构赋予变化的化合物的调配量可根据所使用的色素的种类等来决定。只要为可获得通过目视可识别的充分的变色效果且在溶剂等中的溶解性不会产生不良情况的量即可,例如可列举相对于色素1摩尔而通常为0.1摩尔~20摩尔左右、优选为0.5摩尔~15摩尔。

作为通过紫外线照射对所述色素的发色机构赋予变化的化合物,在使用二苯甲酮型化合物、米氏酮型化合物、二苯乙二酮型化合物、噻吨酮型化合物等的情况下,优选为并用乙醇胺等胺系反应促进剂(胺系自由基促进剂)。在此种情况下,胺系反应促进剂的调配量可根据所述化合物、色素等适当决定。

作为色素与通过紫外线照射对所述色素的发色机构赋予变化的化合物的组合,例如可列举(1)蒽醌系色素与安息香醚型化合物、苄基二甲基缩酮型化合物或酰基氧化膦型化合物的组合、(2)双偶氮系色素与安息香醚型化合物或酰基氧化膦型化合物的组合、(3)酞菁系色素与安息香醚型化合物或酰基氧化膦型化合物的组合、(4)花青系色素与二苯甲酮型化合物的组合、(5)偶氮系色素与二苯甲酮型化合物或酰基氧化膦型化合物的组合等。

作为所述色素中的用以检测含自由基的气体的色素,优选为使用选自由蒽醌系色素、偶氮系色素以及三芳基甲烷系色素所组成的群组中的至少一种。

本发明中,所述色素中优选为使用选自由蒽醌系色素;苝系色素;次甲基系色素;偶氮系色素(单偶氮系色素、双偶氮系色素、三偶氮系色素、多偶氮系色素、偶氮(azoic)系色素(双偶氮成分)、偶氮(azoic)系色素(偶合成分)等);酞菁系色素;三芳基甲烷系色素;呫吨系色素;噁嗪系色素;阴丹士林系色素;食用色素以及紫环酮系色素所组成的群组中的至少一种。特别优选为选自由蒽醌系色素、紫环酮系色素、次甲基系色素、阴丹士林系色素、以及偶氮系色素所组成的群组中的至少一种。

作为这些色素的具体例,例如可列举如下色素所组成的群组中的至少一种,即染料索引(Color Index,C.I.)酸性黑(Acid Black)123;C.I.酸性蓝(Acid Blue)1、3、5、7、9、11、15、17、19、22、23、24、38、48、75、80、83、86、88、90、91、93、93:1、100、103、104、108、109、110、119、123、147、213、269;C.I.酸性绿(Acid Green)16;C.I.酸性红(Acid Red)52、81、83;C.I.酸性紫(Acid Violet)1、3、7、10、12、14、15、16、17、19、20、21、23、25、30、38、39、43、48、49、72;C.I.酸性黄(Acid Yellow)11、12、13、14、21、22、23、24、74;C.I.偶氮偶合成分(Azoic Coupling Component)2、3、4、5、7、11、14、16、17、18、19、20、29、36;C.I.冰染重氮成分(Azoic Diazo Component)1、5、8、12、13、20、24、34、41、48、109;C.I.偶氮棕(AzoicBrown)11;C.I.碱性蓝(Basic Blue)1、5、7、8、26、62、63、140;C.I.碱性绿(Basic Green)1、4;C.I.碱性红(Basic Red)1、9、12、13、14、15、27、35、36、37、45、48;C.I.显影剂(Developer)8、18、20、21、22;C.I.直接蓝(Direct Blue)41、86、87;C.I.分散黑(DisperseBlack)1、2、29;C.I.分散蓝(Disperse Blue)1、3、5、6、7、26、27、44;C.I.分散橙(DisperseOrange)1、3、5、11、13;C.I.分散红(Disperse Red)1、4、9、11、13、15、17、52、58、88、167:1;C.I.分散紫(Disperse Violet)1、4、8;C.I.分散黄(DisperseYellow)1、3、4、5、7、8、23、31、60、61;C.I.媒介蓝(Mordant Blue)1;C.I.媒介红(mordant red)11、15、27;C.I.媒介紫(Mordant Violet)1、25;C.I.颜料蓝(Pigment Blue)15、15:3、15:4、15:6、16;C.I.颜料绿(Pigment Green)7、36;C.I.活性蓝(Reactive Blue)4、19;C.I.溶剂黑(Solvent Black)3;C.I.溶剂棕(Solvent Brown)3、5;C.I.溶剂蓝(Solvent Blue)11、14、35、63、70;C.I.溶剂绿(Solvent Green)3、5、15;C.I.溶剂橙(Solvent Orange)1、2、14、55、60、78、90;C.I.溶剂红(Solvent Red)1、3、18、23、24、25、27、49、52、114、135、162、179;C.I.溶剂紫(SolventViolet)8、13、14、29;C.I.溶剂黄(Solvent Yellow)2、6、14、16、21、29、33、56;C.I.还原黑(Vat Black)8、9、25、27、29;C.I.还原棕(Vat Brown)1、3、25、44;C.I.还原蓝(Vat Blue)1、4、12、20、21、30;C.I.还原绿(Vat Green)1、3、8、9;C.I.还原橙(Vat Orange)7、9、13、15;C.I.还原红(Vat Red)10、13、15、19、28、29;C.I.还原紫(Vat Violet)13、15、17;C.I.还原黄(Vat Yellow)4、10、20;路马近(Lumogen)F IR 788;路马近(Lumogen)F橙(Orange)240;路马近(Lumogen)F粉(Pink)285;路马近(Lumogen)F红(Red)300、305、339;路马近(Lumogen)F紫(Violet)570;路马近(Lumogen)F黄(Yellow)083、170;艾克顿紫额外(IketonViolet extra);油孔雀蓝(Oil Peacock Blue);油棕BG额外(Oil Brown BG extra);食用红色1号;食用红色3号;食用红色102号;食用红色104号;食用红色105号;食用红色106号;食用黄色4号;食用黄色5号;食用绿色3号;食用蓝色1号;食用蓝色2号等。

例如,优选为使用选自由如下色素所组成的群组中的至少一种,即酸性黑(AcidBlack)123;C.I.偶氮棕(Azoic Brown)11;C.I.偶氮偶合成分(AzoicCoupling Component)2、3、4、5、7、11、14、16、17、18、19、20、29、36;C.I.冰染重氮成分(Azoic Diazo Component)1、5、8、12、13、20、24、34、41、48、109;C.I.碱性绿(Basic Green)4;C.I.显影剂(Developer)8、18、20、21、22;C.I.分散黑(Disperse Black)1、2、29;C.I.分散蓝(Disperse Blue)1、3、5、6、7、26、27;C.I.分散橙(Disperse Orange)1、3、11、13;C.I.分散红(Disperse Red)1、4、9、11、15、17;C.I.分散紫(Disperse Violet)1、4、8;C.I.分散黄(Disperse Yellow)1、3、4、5、7、8、23、31、60、61;C.I.媒介红(mordant red)11、15、27;C.I.溶剂黑(Solvent Black)3;C.I.溶剂蓝(Solvent Blue)11、35;C.I.溶剂棕(Solvent Brown)3、5;C.I.溶剂绿(SolventGreen)3;C.I.溶剂橙(Solvent Orange)1、2、14;C.I.溶剂红(Solvent Red)1、3、18、23、24、25、27、49、52;C.I.溶剂紫(Solvent Violet)13、14;C.I.溶剂黄(Solvent Yellow)2、6、14、16、21、29、33、56;C.I.还原黑(Vat Black)8、9、25、27、29;C.I.还原蓝(Vat Blue)1、4、12、20;C.I.还原棕(Vat Brown)1、3、25、44;C.I.还原绿(Vat Green)1、3、8、9;C.I.还原橙(VatOrange)7、9、13、15;C.I.还原红(Vat Red)10、13、15;C.I.还原紫(Vat Violet)13;C.I.还原黄(Vat Yellow)4、10、20;路马近(Lumogen)F IR 788;路马近(Lumogen)F橙(Orange)240;路马近(Lumogen)F粉(Pink)285;路马近(Lumogen)F红(Red)300、305、339;路马近(Lumogen)F紫(Violet)570;路马近(Lumogen)F黄(Yellow)083、170;艾克顿紫额外(IketonViolet extra);油孔雀蓝(Oil Peacock Blue);油棕BG额外(Oil Brown BG extra)等。

更优选为选自由如下色素所组成的群组中的至少一种,即C.I.偶氮偶合成分(Azoic Coupling Component)3、16;C.I.碱性绿(Basic Green)4;C.I.媒介红(mordantred)27;C.I.溶剂黑(Solvent Black)3;C.I.溶剂蓝(Solvent Blue)35;C.I.溶剂红(Solvent Red)18、24、27、49、52;C.I.溶剂紫(Solvent Violet)14;C.I.溶剂黄(SolventYellow)29;C.I.还原黑(Vat Black)8、9、25、27、29;C.I.还原棕(Vat Brown)1、3、25、44;C.I.还原绿(Vat Green)8;C.I.还原橙(Vat Orange)13、15;C.I.还原红(Vat Red)10、13、15;C.I.还原黄(Vat Yellow)10、20;路马近(Lumogen)F IR 788;路马近(Lumogen)F橙(Orange)240;路马近(Lumogen)F粉(Pink)285;路马近(Lumogen)F红(Red)300、305、339;路马近(Lumogen)F紫(Violet)570;路马近(Lumogen)F黄(Yellow)083、170;艾克顿紫额外(Iketon Violet extra);油孔雀蓝(Oil Peacock Blue);油棕BG额外(Oil Brown BGextra)。

本发明中,通过改变这些色素的种类(分子结构等)、将多种色素加以混合使用等,可控制检测灵敏度或控制检测层的呈色、色调的变化。

这些色素的含量只要根据色素的种类、所期望的变色性(检测灵敏度)、制品形态、结构体的特性等适当决定即可。

例如在检测层中可含有0.01质量%~20质量%、优选为0.1质量%~10质量%的色素。另外,例如检测剂中可含有0.01质量%~100质量%、优选为0.1质量%~100质量%的色素。

-不发挥作为所述检测成分的功能的色素-

本发明中,在检测剂中也可包含不发挥作为所述检测成分的功能的色素。

通过含有此种不发挥作为所述检测成分的功能的色素,可由某种颜色朝另一种颜色的色调变化进一步提高视认效果。

作为此种不发挥作为所述检测成分的功能的色素,可列举选自由暴露于检测对象中时不会引起色调的变化的色素所组成的群组中的至少一种,但并无特别限定。

例如可使用选自由如下色素所组成的群组中的至少一种,即,即使检测等离子体等也不会引起色调的变化的色素、即使为检测等离子体等而引起色调的变化的色素也不会因检测对象而引起色相的变化的色素等。

在检测剂中包含不发挥作为所述检测成分的功能的色素时,不发挥作为所述检测成分的功能的色素的含量可根据种类、检测层的视认性、所期望的色调等适当决定,一般而言,在检测剂中优选为设为0质量%~99.99质量%左右、特别是0质量%~99.9质量%。

-树脂和/或树脂前体-

本发明中,在检测剂中也可包含可作为粘合剂而发挥功能的树脂和/或树脂前体。

作为树脂,可使用天然树脂以及合成树脂中的任一者,也可为市售的树脂。另外,关于树脂的分子量或分子量分布可使用任意者。

作为树脂前体,只要通过反应可成为树脂则可使用任意的树脂前体。例如可列举选自由(甲基)丙烯酸酯系化合物、聚酰胺酸、聚氨基甲酸酯预聚物等所组成的群组中的至少一种,但并无特别限定。

树脂和/或树脂前体根据构成检测剂的成分等适当选择。

通过在检测剂中包含树脂和/或树脂前体,例如可调整检测剂的固着性、防止检测成分自检测剂或检测层脱离或剥离、控制检测成分与检测对象的接触等通过·BR>进行灵敏度的调整、检测剂的保护等。

作为此种树脂,可使用公知或市售的树脂,例如可列举选自由如下树脂所组成的群组中的至少一种,即聚酰胺系树脂、聚酰胺酰亚胺系树脂、聚酰亚胺系树脂、氨基系树脂(三聚氰胺系树脂-苯并胍胺系树脂、脲系树脂等)、丙烯酸系树脂((甲基)丙烯酸系树脂、聚(甲基)丙烯腈系树脂、聚(甲基)丙烯酰胺系树脂等)、聚乙烯吡咯烷酮系树脂、聚乙烯基咪唑系树脂、聚烯烃系树脂(聚乙烯系树脂、聚丙烯系树脂等)、氟系树脂、氯乙烯系树脂、乙酸乙烯酯系树脂、聚乙烯缩醛系树脂(聚乙烯醇缩丁醛系树脂等)、聚乙烯醇系树脂、聚苯乙烯系树脂(聚苯乙烯系树脂、苯乙烯-马来酸系树脂、苯乙烯-丙烯酸系树脂等)、聚酯系树脂(聚酯系树脂、不饱和聚酯系树脂、醇酸系树脂等)、酚系树脂(酚系树脂、烷基酚系树脂、萜烯酚系树脂、松香改性酚系树脂等)、聚醚系树脂、环氧系树脂、马来酸系树脂、聚酮系树脂、聚乙烯亚胺系树脂、聚氨基甲酸酯系树脂、聚硅氧烷系树脂、缩醛系树脂、嵌段聚合体系树脂、接枝聚合体系树脂、纤维素系树脂、松香系树脂(松香系树脂、松香酯系树脂等)、橡胶系树脂(天然橡胶、二烯系橡胶、SB橡胶等)。

在检测剂中包含树脂和/或树脂前体时,树脂和/或树脂前体的含量可根据树脂和/或树脂前体的种类、所使用的检测成分的种类等适当决定。例如,一般而言,可在检测剂中以50质量%左右以下、优选为5质量%~35质量%的量使用。

-表面活性剂-

本发明中,在检测剂中也可包含表面活性剂。

作为表面活性剂,可列举选自由非离子系表面活性剂、阳离子系表面活性剂、阴离子系表面活性剂以及两性表面活性剂所组成的群组中的至少一种,但并无特别限定。这些中,特别是在检测等离子体等时,优选为使用选自由非离子系表面活性剂以及阳离子系表面活性剂所组成的群组中的至少一种。

由此,可促进检测成分的变色且提高检测成分的检测灵敏度。

作为非离子系表面活性剂,例如可列举选自由以下的(1)~(4)所组成的群组中的至少一种:(1)烷二醇衍生物(例如,聚乙二醇(例如,三洋化成工业公司制造的商品名“PEG2000”等)、聚乙二醇-聚丙二醇共聚物(例如,第一工业制药公司制造的商品名“艾帕(EPAN)710”等)、聚氧化烯基烷基醚(例如,花王公司制造的商品名“艾玛吉(EMULGEN)109P”等)、聚烯烃二醇单脂肪酸酯等);(2)聚甘油衍生物;(3)烷二醇甘油衍生物(例如,脂肪酸聚氧化烯基甘油(例如,日油公司制造的商品名“尤尼奥克斯(UNIOX)GM-30IS”等)、以及(4)乙炔二醇衍生物(例如,日本空气化工产品(AIR PRODUCTS JAPAN)公司制造的“萨佛尼尔(SURFYNOL)104H”等)等,但并无特别限定。

在检测剂中包含非离子系表面活性剂时,非离子系表面活性剂的含量可根据非离子系表面活性剂的种类以及所使用的检测成分的种类等适当决定。例如,考虑到检测剂中的保存性以及变色促进效果,在检测剂中可设为0.1质量%~10质量%左右、优选为0.5质量%~5质量%。

作为阳离子系表面活性剂,例如可列举选自由以下的(1)~(4)所组成的群组中的至少一种:(1)四烷基铵盐(例如,烷基三甲基铵盐(例如,氯化山萮基三甲基铵、氯化月桂基三甲基铵等)、二烷基二甲基铵盐等);(2)异喹啉鎓盐(例如,月桂基异喹啉溴化物等);(3)咪唑鎓盐(例如,2-氯-1,3-二甲基咪唑鎓氯化物等);以及(4)吡啶鎓盐(例如,十六烷基吡啶鎓氯化物等)等,但并无特别限定。

在检测剂中包含阳离子系表面活性剂时,阳离子系表面活性剂的含量可根据阳离子系表面活性剂的种类以及所使用的检测成分的种类等适当决定。例如,考虑到检测剂中的保存性及变色促进效果,在检测剂中可设为0.1质量%~10质量%左右、优选为0.5质量%~5质量%。

-填充剂-

在本发明中,在检测剂中也可包含填充剂。作为填充剂,可使用公知或者市售的填充剂,例如可列举选自由膨润土、黏土、活性白土、滑石、氧化铝、二氧化硅、硅胶、碳酸钙、硫酸钡、树脂珠粒等所组成的群组中的至少一种,但并无特别限定。

例如,在检测剂包含树脂的情况下,若包含二氧化硅等,则在检测剂表面生成多个微细的裂纹,因此能够提高检测灵敏度。

填充剂的含量可根据填充剂的种类以及所使用的检测成分的种类等,在不大幅度损及检测成分所带来的色调变化的效果的范围内适当决定。例如,考虑到检测剂中的保存性及变色促进效果,在检测剂中可设为0.1质量%~10质量%左右、优选为0.5质量%~5质量%。

-色调变化延迟剂-

本发明中,为了使检测剂的色调变化延迟,也可在检测剂中包含色调变化延迟剂。作为色调变化延迟剂,例如可使用具有阻碍等离子体等与检测成分的接触的功能的色调变化延迟剂。

作为色调变化延迟剂,例如可列举选自由吸收等离子体等的吸收剂(例如,公知或者市售的离子吸收剂、自由基吸收剂、臭氧吸收剂、紫外线吸收剂等);自等离子体等屏蔽检测成分的屏蔽剂(例如,所述树脂或填充剂等)等所组成的群组中的至少一种,但并无特别限定。

色调变化延迟剂的含量可根据所期望的色调变化的延迟效果或检测剂的组成等,在不大幅度损及检测成分所带来的色调变化的效果的范围内适当决定。例如在检测剂中可设为0质量%~10质量%左右。

-色调变化促进剂-

本发明中,为了促进检测剂的色调变化,在检测剂中也可包含公知或者市售的色调变化促进剂。

作为此种色调变化促进剂,例如可列举选自由具有强化等离子体等的检测精度(灵敏度)的功能的树脂(例如,对于等离子体检测强化而言有效的含氮的树脂等)、所述表面活性剂、所述填充剂等所组成的群组中的至少一种,但并无特别限定。

色调变化延迟剂的含量可根据所期望的色调变化的促进效果或检测剂的组成等,在不大幅度损及检测成分所带来的色调变化的效果的范围内适当决定。例如在检测剂中可设为0质量%~10质量%左右。

-溶剂-

在本发明中,在检测剂中也可包含公知或市售的溶剂。

溶剂用于将所述检测成分导入并保持于所述检测层中的、具有表面具有开孔部的内部空间的结构体的内部空间内。通常通过干燥等的手段去除溶剂,但也可少量存在于检测剂中。

作为溶剂,例如可列举选自由如下溶剂所组成的群组中的至少一种,即水;烃系溶剂(例如,己烷、环己烷、甲苯、二甲苯、苯、四氢萘、矿油精等);醇系溶剂(例如,甲醇、乙醇、丙醇、丁醇、糠醇、辛醇、硬脂醇、油醇、苄醇、环己醇、乙二醇、二乙二醇、三乙二醇、聚乙二醇、聚丙二醇、丙二醇、丁二醇、甘油、三羟甲基乙烷、三羟甲基丙烷等);醚系溶剂(例如,二甲醚、二乙醚、苯基醚、苄基醚、乙二醇单甲醚、乙二醇单乙醚、乙二醇单丁醚、二乙二醇二甲基醚、二乙二醇单丁醚、四氢呋喃、二噁烷、吗啉等);酯系溶剂(例如,乙酸甲酯、乙酸乙酯、乙酸丁酯、乙酸戊酯、乳酸乙酯、二醇二乙酸酯、碳酸二甲酯、植物油、γ-丁内酯、ε-己内酯等);酮系溶剂(例如,丙酮、甲基乙基酮、环己酮、二丙酮醇、异佛尔酮、苯乙酮等);酚系溶剂(例如,苯酚、甲酚等);脂肪酸系溶剂(例如,十六烷酸、异棕榈酸、油酸、异硬脂酸等);碳酸酯系溶剂(例如,碳酸二甲酯、碳酸二乙酯、碳酸亚丙酯、碳酸亚乙酯等);胺系溶剂(三乙醇胺、三丙醇胺、三丁醇胺、N,N-二甲基-2-氨基乙醇、N,N-二乙基-2-氨基乙醇等)、酰胺系溶剂(例如,乙酰胺、N,N-二甲基甲酰胺、N,N-二甲基乙酰胺、N-甲基-2-吡咯烷酮等);卤代烃系溶剂(例如,四氯化碳、氯仿、三氯乙烷、含氟溶剂)等,但并无特别限定。

溶剂只要可溶解或分散所述检测成分即可。优选地使用可溶解所述检测成分的溶剂。再者,溶剂优选为通过高度地精制等来降低金属原子或卤素原子的含量。由此,层叠体中金属原子的含量或卤素原子的含量降低。

在将所述检测成分导入并保持于内部空间内的情况下,溶剂的使用量可根据溶剂的种类或检测剂的组成等适当决定。优选为在形成检测成分的溶液或分散液时检测成分不析出的程度的量。例如,在使用可溶解检测成分的溶剂的情况下,检测成分的浓度优选为0.1质量%~30质量%,但并无特别限定。

在检测成分被保持于内部空间内后也包含溶剂的情况下,溶剂的含量设为检测剂不容易流动、且不损及检测成分所带来的色调变化的效果的范围。也取决于检测剂的组成等,例如在检测剂中可包含0质量%~1质量%左右的溶剂。

-其他添加剂-

本发明中,在检测剂中视需要也可包含所述成分以外的其他添加剂。本发明中,作为检测剂中也可包含的其他添加剂,可列举选自由流平剂、消泡剂、表面调整剂所组成的群组中的至少一种,但并无特别限定。

在不损及检测成分所带来的色调变化的效果的范围内,其他添加剂的含量可根据检测剂的组成等适当决定。例如,在检测剂中,可设为0质量%~5质量%左右。

<基材层>

基材层只要可支撑检测层即可。考虑到层叠体所要求的特性或用途等,可列举选自由无机材料、有机材料以及这些的复合体所组成的群组中的至少一种,但并无特别限定。

另外,基材层的厚度只要可确实地支撑检测层则并无特别限制,可设为0.01mm~10mm、优选为0.01mm~1mm。

作为无机材料,例如可列举选自由金属或者合金、半导体材料、陶瓷、玻璃、石英、蓝宝石以及混凝土等所组成的群组中的至少一种,但并无特别限定。

作为有机材料,例如可列举选自由树脂、纸、合成纸、木材以及纤维类(不织布、编织物、织物、其他纤维片材)、皮革等所组成的群组中的至少一种,但并无特别限定。

作为复合体,例如可列举使用选自由所述无机材料以及所述有机材料所组成的群组中的至少一种材料而获得的层叠体或组合物,但并无特别限定。

作为基材层,这些中,优选为使用选自由半导体材料、玻璃、蓝宝石、树脂及纸所组成的群组中的至少一种。

作为所述半导体材料,例如可列举选自由硅(Si)、锗(Ge)、碲(Te)、氧化锌(ZnO)、砷化镓(GaAs)、氮化镓(GaN)、氧化镓(Ga2O3)、氮化铝(AlN)、氮化铟(InN)、碳化硅(SiC)、氮化铝镓(AlGaN)、氮化铟镓(InGaN)、氮化铟铝镓(InAlGaN)、金刚石、硅化物材料(β-FeSi2、MgSi2、NiSi2、BaSi2、CrSi2、CoSi2、TaSi等)、金属氧化物或者金属氮氧化物等所组成的群组中的至少一种,但并无特别限定。

此处,作为所述金属氧化物或者金属氮氧化物,例如可列举选自由如下金属氧化物或者金属氮氧化物所组成的群组中的至少一种,即In-Sn-Ga-Zn-O系氧化物、In-Hf-Ga-Zn-O系氧化物、In-Al-Ga-Zn-O系氧化物、In-Sn-Al-Zn-O系氧化物、In-Sn-Hf-Zn-O系氧化物、In-Hf-Al-Zn-O系氧化物、In-Ga-Zn-O系氧化物、In-Sn-Zn-O系氧化物、In-Al-Zn-O系氧化物、Sn-Ga-Zn-O系氧化物、Al-Ga-Zn-O系氧化物、Sn-Al-Zn-O系氧化物、In-Sn-Zn-O系氧化物、In-Hf-Zn-O系氧化物、In-La-Zn-O系氧化物、In-Ce-Zn-O系氧化物、In-Pr-Zn-O系氧化物、In-Nd-Zn-O系氧化物、In-Sm-Zn-O系氧化物、In-Eu-Zn-O系氧化物、In-Gd-Zn-O系氧化物、In-Tb-Zn-O系氧化物、In-Dy-Zn-O系氧化物、In-Ho-Zn-O系氧化物、In-Er-Zn-O系氧化物、In-Tm-Zn-O系氧化物、In-Yb-Zn-O系氧化物、In-Lu-Zn-O系氧化物、In-Zn-O系氧化物、Sn-Zn-O系氧化物、Al-Zn-O系氧化物、Zn-Mg-O系氧化物、Sn-Mg-O系氧化物、In-Mg-O系氧化物、In-Ga-O系氧化物、Zn-O-N系氮氧化物、In-O系氧化物(氧化铟)、Sn-O系氧化物(氧化锡)、Zn-O系(氧化锌)等,但并无特别限定。

此处,例如,所谓In-Sn-Ga-Zn-O系氧化物是指具有铟(In)、锡(Sn)、镓(Ga)、锌(Zn)以及氧(O)的氧化物半导体,各原子的组成比并无特别限定,根据情况也可包含硅(Si)等原子。

作为所述树脂,可使用公知或市售的树脂,例如可列举选自由如下树脂所组成的群组中的至少一种,即聚烯烃系树脂(聚乙烯、聚丙烯、聚降冰片烯等);聚氯乙烯系树脂;偏二氯乙烯系树脂、氟系树脂、聚酯系树脂(聚对苯二甲酸乙二酯、聚萘二甲酸乙二酯等);聚苯乙烯系树脂;聚酰亚胺系树脂;聚酰胺系树脂;聚酰胺酰亚胺系树脂;聚砜系树脂;聚硫醚系树脂;聚醚酮系树脂;聚醚系树脂;聚氨基甲酸酯系树脂;聚碳酸酯系树脂;丙烯酸系树脂;丙烯腈-丁二烯-苯乙烯(acrylonitrile-butadiene-styrene,ABS)系树脂等,但并无特别限定。

优选地可列举选自由聚对苯二甲酸乙二酯、聚萘二甲酸乙二酯、聚乙烯系树脂、聚丙烯系树脂、聚降冰片烯系树脂、聚酰胺系树脂、聚酰胺酰亚胺系树脂、聚酰亚胺系树脂、聚碳酸酯系树脂、丙烯酸系树脂等所组成的群组中的至少一种。

例如,在将层叠体作为制造半导体的装置的指示器的情况下,基材优选为硅、砷化镓、碳化硅。

例如,在将层叠体作为制造LED的装置的指示器的情况下,基材优选为蓝宝石、氮化镓、砷化镓等。

例如,在将层叠体作为制造半导体激光的装置的指示器的情况下,基材优选为砷化镓、氮化镓、蓝宝石等。

例如,在将层叠体作为制造功率元件的装置的指示器的情况下,基材优选为碳化硅、氮化镓、硅等。

例如,在将层叠体作为制造太阳电池的装置的指示器的情况下,基材优选为硅、玻璃、锗等。

例如,在层叠体作为制造液晶显示器的装置的指示器的情况下,基材优选为硅、玻璃、锗等。

例如,在将层叠体作为制造有机EL显示器的装置的指示器的情况下,基材优选为玻璃等。

例如,在层叠体作为廉价或者简易型的指示器的情况下,基材优选为树脂、纸、玻璃等。

<各金属原子的含量>

在本发明中,可将层叠体中的各金属原子的含量设为未满5.0质量ppm、例如未满1.0质量ppm。优选为未满0.5质量ppm,进而优选为未满0.1质量ppm,更优选为未满1质量ppt,最优选为未满0.5质量ppt。

此处,“金属原子”是指氢、碳、氮、氧、硅、氟、氯、溴、碘以及稀有气体以外的原子。

为了使层叠体中的各金属原子的含量未满5.0质量ppm、例如未满1.0质量ppm,由不含金属原子的成分构成所述检测层以及基材层。另外,使与层叠体相关的所有成分(也包含溶剂等)不含有金属原子,进而通过精制去除作为杂质而包含的含金属原子的物质。进而,在制造步骤中,优选不使用会产生金属原子的混入(污染)的器具等。

在本发明中,对于构成检测层的各材料以及基材层,通过ICP-MS(高频电感耦合等离子体质谱分析/Inductively Coupled Plasma Mass Spectrometry)等测定各金属原子含量,若分别未满5.0质量ppm,则层叠体中的各金属原子的含量为未满5.0质量ppm。

另外,将包含本发明的层叠体的指示器与被处理材料一同导入处理装置,进行等离子体处理等的处理。之后,利用氢氟酸等回收位于处理装置内所导入的被处理材料表面的各金属原子并通过ICP-MS等测定各金属原子含量,若分别未满5.0质量ppm,则层叠体中的各金属原子也可未满5.0质量ppm。

通过使层叠体中的各金属原子的含量未满5.0质量ppm、例如未满1.0质量ppm,在将层叠体作为电子元件的制造装置中所使用的指示器时,可防止被处理物、所述制造装置内的金属原子的污染。

由此,能够获得特别是在不希望金属原子的存在的半导体电子元件的制造步骤(特别是前半工艺中的蚀刻处理步骤)中也可使用的指示器。

<各卤素原子的含量>

在本发明中,可使层叠体中的各卤素原子的含量未满30质量ppm、例如未满5质量ppm。优选为未满1质量ppm,更优选为未满0.5质量ppm,最优选为未满1ppt。

为了使层叠体中的各卤素原子的含量未满30质量ppm、例如未满5质量ppm,优选由不含卤素原子的材料构成所述检测层以及基材层。另外,对于与层叠体相关的所有成分(也包括溶剂等),优选使用不含卤素原子的物质并且通过精制去除作为杂质而包含的含卤素原子的物质。进而,优选使用在制造步骤中不使用会产生卤素原子的混入(污染)的器具等的方法等。

在本发明中,对于构成检测层的各材料以及基材层,通过燃烧离子色谱法或ICP-MS(高频电感耦合等离子体质谱分析/Inductively Coupled Plasma Mass Spectrometry)等测定各卤素原子含量,若分别未满30质量ppm,则层叠体中的各卤素原子的含量未满30质量ppm。

另外,将包含本发明的层叠体的指示器与被处理材料一同导入处理装置,进行等离子体处理等的处理。之后,回收位于处理装置内所导入的被处理材料表面的卤素原子并通过燃烧离子色谱法或ICP-MS等测定各卤素原子含量,若分别未满30质量ppm,则层叠体中的各卤素原子的含量也可未满30质量ppm。

通过使层叠体中的各卤素原子的含量未满30质量ppm、例如未满5质量ppm,在将层叠体作为电子元件的制造装置中所使用的指示器时,能够防止被处理物、所述制造装置内的卤素原子的污染。

由此,能够获得特别是在不希望卤素原子的存在的半导体电子元件的制造步骤(特别是前半工艺中的蚀刻处理步骤)中也可使用的指示器。

<层结构>

本发明的层叠体不仅具有检测等离子体等而色调发生变化的检测层以及基材层,也可具有即使检测等离子体等而色调也不会发生变化的非检测层。

这些检测层、基材层以及非检测层的层叠顺序可为任意顺序。

检测层以及非检测层可分别各形成一层,也可分别形成多层。另外,也可将变色层彼此或非变色层彼此层叠。在此种情况下,检测层彼此可为相互相同的组成或者也可为不同的组成,非变色层彼此可为相互相同的组成或也可为不同的组成。

检测层以及非检测层可形成于基材层或者各层的整个面上,或也可部分地形成。在这些情况下,特别是为了确保检测层的色调的变化,能够以至少一个检测层的一部分或者全部暴露于等离子体等中的方式形成检测层以及非检测层。

本发明的层叠体只要可确认所述各处理的结束或面内均匀性,则可将变色层及非变色层任意组合。

例如,可将色调变化前的检测层的色调与非检测层的色调形成为相同的色调,且以通过检测层的色调因等离子体等发生变化而能够辨识检测层与非检测层的色差的方式形成检测层以及非检测层。

另外,可将色调变化前的检测层的色调与非检测层的色调形成为不同的色调,且以通过检测层的色调因等离子体等发生变化而检测层与非检测层的色差消失的方式形成检测层以及非检测层。

本发明的层叠体特别优选为以通过检测层的色调因等离子体等发生变化而能够辨识检测层与非检测层的色差的方式形成检测层以及非检测层。

例如,在通过等离子体等所引起的检测层的色调的变化,能够辨识变色层的色差的情况下,能够以例如通过变色层的变色而显现文字、图案及记号中的至少一种的方式形成变色层及非变色层。

文字、图案以及记号包含了通知变色的所有信息,这些文字等能够根据使用目的等适当地设计。

在本发明的层叠体中,可使检测层与非检测层不重叠,另外也可使检测层与非检测层重叠。

此外,在本发明的层叠体中,可在检测层以及非检测层中的至少一层上进而形成检测层或者非检测层。

例如,若自以使检测层与非检测层不重叠的方式形成有检测层以及非检测层的层(称为“检测-非检测层”)上进而形成具有另一设计的检测层,则能够成为实质上无法辨识检测-非检测层中的检测层与非检测层的边界线的状态,因此能够达成更优异的设计性。

在本发明的层叠体中,作为层结构的优选方式,可列举:

(1)在基材层的至少一个主面上邻接地形成有检测层的层叠体;

(2)在基材层上依次形成非检测层以及检测层且是在所述基材层的主面上邻接地形成所述非检测层、在所述非检测层的主面上邻接地形成所述检测层而成的层叠体。

在所述(1)的层叠体中,也可为在检测层的主面上邻接地形成有非检测层的层叠体。

<形状>

本发明的层叠体的形状可根据用途等形成为任意的形状。

例如,可形成为与电子元件制造装置中所使用的基板的形状相同。

由此,可将层叠体用作所谓的虚设基板,能够简便地检测是否均匀地对基板整体进行了所述处理。

此处,“与电子元件制造装置中所使用的基板的形状相同”不仅是指与电子元件制造装置中所使用的基板的形状完全相同的情况,也可为如下情况中的任一种情况,即在可置于(嵌入)进行所述处理的各电子元件装置内的基板的设置部位的程度上与电子元件制造装置中所使用的基板的形状实质上相同的情况。所谓实质上相同,例如,只要为层叠体的主面的长度相对于基板的主面的长度(在主面形状为圆形的情况下为直径,若主面形状为正方形或矩形等则为纵向及横向的长度)的差为±5.0mm以内、层叠体的厚度相对于基板的厚度的差为±1000μm以内左右即可。

<层叠体的制造方法>

作为层叠体的制造方法,例如可列举以下的(1)~(4)的方法,但并无特别限定。

(1)在基材层上通过公知的适当手段设置具有与表面的开孔部连通的内部空间的结构体后,将检测剂或者检测剂溶液加以涂布、含浸或喷雾等,使检测剂保持于所述内部空间内的方法。

(2)通过公知的适当手段形成具有与表面的开孔部连通的内部空间的结构体,在其上将检测剂或者检测剂溶液加以涂布、含浸或喷雾等,使检测剂保持于所述内部空间内,之后通过公知的适当手段固定于基材层上的方法。

(3)将包含形成结构体的成分、在结构体中形成与表面的开孔部连通的内部空间的成分、以及所述检测剂的组合物设置于基材层上,之后进行在结构体中形成与表面的开孔部连通的内部空间的处置的方法。

(4)制备包含形成结构体的成分、在结构体中形成与表面的开孔部连通的内部空间的成分、以及所述检测剂的组合物,在结构体中形成与表面的开孔部连通的内部空间并且使检测剂保持于内部空间内,之后通过公知的适当手段固定于基材层上的方法。

在本发明中,就层叠体的制造容易性、防止杂质混入层叠体等观点而言,优选为所述(1)或者(2)的方法,更优选为(1)的方法。

再者,在混合、溶解或者分散时,视需要,可使用公知的搅拌机。此时,优选为不会混合源于搅拌机的污染成分。

在混合、溶解或者分散时,可使用公知的方法。例如可使用将检测成分投入至所述溶剂中的方法、将溶剂投入至检测成分中的方法、将构成检测剂的各成分依次投入至所述溶剂中的方法等。

在内部空间内保持检测成分时,视需要,可通过干燥等公知手段去除溶剂。

在基材层上设置结构体时,通过视需要对基材层进行表面处理,有可提高接着性的可能性。作为表面处理,可列举选自由作为众所周知的底涂(primer)处理、化成处理、等离子体处理、电晕处理、火焰处理、喷砂(sandblast)处理等所组成的群组中的至少一种。

作为在基材层上设置结构体的手段,例如可使用下述(1)或者(2)的方法,但并无特别限定。

(1)在进行了所述表面处理的基材层上涂布用于制备结构体的溶液。

(2)预先制备结构体后,使用接着剂等将其接着于基材层上。

在本发明中,就层叠体的制造容易性、防止源于接着剂的杂质混入层叠体等观点而言,可优选地使用所述(1)的方法。

<层叠体的用途>

本发明的层叠体不仅可通过以处理前的检测层的颜色为基准并测定色差来检测等离子体等,还可作为检测等离子体等的处理的均匀性的指示器来使用。

例如,层叠体可作为用于制造半导体、LED、半导体激光、功率元件、太阳电池、液晶显示器、有机EL显示器、微机电系统(microelectromechanical system,MEMS)等电子元件的装置中的指示器来使用。

在本发明中,通过使用市售的测色计对检测等离子体等前后的检测层的色调进行测定,可获得L*a*b*色空间(再者,L*a*b*色空间是表示物体的颜色时通常使用的表色系统,且是国际照明委员会(Commission Internationale de L'Eclairage,CIE)在1976年加以标准化的、在日本工业标准(Japanese Industrial Standards,JIS)Z 8781-4或JIS Z8781-5中也采用的表色系统)中的表示亮度的L*、表示色相与彩度的色度a*以及b*的值。使用这些L*、a*以及b*的值,并通过下述式ΔE*=[(ΔL*)2+(Δa*)2+(Δb*)2]1/2来计算色差ΔE。

基于所述色差ΔE,不仅能够测定检测层对等离子体等的检测,还能够定量地获得等离子体等的在检测层平面中的面内均匀性等。

特别是色差的面内分布(检测层的变色的面内分布)与等离子体等的流动等具有相关关系。因此,能够形成通过掌握色差的面内分布而在制造电子元件时掌握重要的等离子体等的流动、在短时间内对处理面内的均匀性进行评价的指示器。

关于本发明的层叠体,在通过等离子体等进行规定时间处理时可准确地目视判断出ΔE为0.9以上,优选为3.0以上,故而优选。另外,示出ΔE的最高值后的色调变化在规定的处理时间内优选为未满3.0。通过形成示出此种ΔE的层叠体,能够准确掌握利用等离子体等的处理,也容易掌握面内均匀性等。

在使用指示器时,只要将本发明的指示器置于在制造电子元件时进行所述处理的各电子元件制造装置内的基板的设置部位即可。

例如,可相对于晶片台、加热器、真空卡盘台等水平(横向)放平配置,而且也可使用晶片舟皿等垂直(纵向)地配置。

若使本发明的指示器与制造电子元件时所使用的基板为相同形状,则可与基板同样地进行处理或设置。

在此种情况下,通过放置于装置内的指示器暴露于所述处理而色调发生变化,从而能够简便地检测所述处理的面内均匀性。

[实施例]

以下,列举实施例以及比较例来更详细地说明本发明的层叠体以及指示器。但是,本发明并非仅限定于这些实施例。

(实施例1)

作为基材层,使用半导体的制造中所使用的硅基板。

在对硅基板的表面进行表面处理后,在所述表面处理面上,涂布多孔质体形成用聚酰胺酰亚胺系树脂溶液并使其干燥,在硅基板的所述表面处理面上形成厚度约20μm的聚酰胺酰亚胺系树脂多孔质体(聚酰胺酰亚胺系树脂多孔质被膜)。关于聚酰胺酰亚胺系树脂多孔质体,通过电子显微镜观察而确认到具有在表面具有开孔部的气孔。

制作作为不含碳、氢、氧以及氮以外的原子的色素的C.I.溶剂紫(SolventViolet)14的溶液(浓度2质量%(实施例1))。

将所制作的检测剂溶液涂布、含浸于所述聚酰胺酰亚胺系树脂多孔质体,之后进行干燥,从而制作层叠体。

对于所制作的层叠体,分别如下述那样进行各金属原子含量的测定、各卤素原子含量的测定以及作为等离子体指示器的性能评价。

将各结果示于表1中。

(各金属原子含量的测定)

对于硅基板、多孔质体形成用聚酰胺酰亚胺系树脂溶液、检测剂溶液,通过ICP-MS(高频电感耦合等离子体质谱分析/Inductively Coupled Plasma Mass Spectrometry)测定金属原子含量,结果金属原子分别为未满0.5质量ppm的检测量。

因此,层叠体中的各金属原子的含量未满0.5质量ppm。

(各卤素原子含量的测定)

对于硅基板、多孔质体形成用聚酰胺酰亚胺系树脂溶液、检测剂溶液,通过燃烧离子色谱以及ICP-MS(高频电感耦合等离子体质谱分析/Inductively Coupled Plasma MassSpectrometry)测定卤素原子含量,结果卤素原子分别为未满5质量ppm的检测量。

因此,层叠体中的各卤素原子的含量未满5质量ppm。

(性能评价)

将层叠体作为虚设基板,使用市售的等离子体照射装置,并使用CF4气体,在气体流量:10cc/min、输出功率50W、初始压力5Pa、处理压力20Pa的条件下进行等离子体处理。

对于未进行等离子体处理的层叠体以及进行了规定时间的等离子体处理的层叠体,通过测色计测定L*、a*以及b*,求出等离子体处理前后的色差ΔE。将结果示于表1中。

(实施例2~实施例16)

将均为不含碳、氢、氧以及氮以外的原子的色素的C.I.溶剂红52、C.I.溶剂蓝35、C.I.溶剂紫13、C.I.溶剂紫14、C.I.溶剂绿3、路马近(Lumogen)F红(Red)305的溶液(浓度记载于表1中)作为检测剂溶液,除此之外,与实施例1同样地制备层叠体。

对于所制作的层叠体,与实施例1同样地进行各金属原子含量的测定、各卤素原子含量的测定以及作为等离子体指示器的性能评价。将结果一并示于表1中。

(比较例1)

未将检测剂溶液涂布、含浸于聚酰胺酰亚胺系树脂多孔质体,除此之外,与实施例1同样地制备层叠体。

对于所制作的层叠体,与实施例1同样地进行各金属原子含量的测定、各卤素原子含量的测定以及作为等离子体指示器的性能评价。将结果一并示于表1中。

[表1]

(实施例17)

使用多孔质体形成用聚酰亚胺系树脂溶液来代替多孔质体形成用聚酰胺酰亚胺系树脂溶液,除此之外,与实施例1同样地制备层叠体。其后,改变处理时间,除此之外,与实施例1同样地进行作为等离子体指示器的性能评价,求出色差ΔE。另外,与实施例1同样地测定金属原子以及卤素原子的含量。将结果示于表2中。

(实施例18)

使用路马近(Lumogen)F红(Red)305来代替C.I.溶剂紫14,除此之外,与实施例17同样地制备层叠体。其后,与实施例17同样地求出色差ΔE。将结果一并示于表2中。

[表2]

(实施例19、实施例20)

对半导体的制造中所使用的硅基板的表面进行表面处理后,在所述表面处理面上,涂布多孔质体形成用聚酰亚胺系树脂溶液并使其干燥。由此,在硅基板的所述表面处理面上形成具有在表面具有开孔部的气孔的厚度约20μm的聚酰亚胺系树脂多孔质体(聚酰亚胺系树脂多孔质被膜)。

制作作为不含碳、氢、氧以及氮以外的原子的色素的路马近(Lumogen)F红(Red)305的浓度1.0质量%溶液(实施例19)以及0.25质量%溶液(实施例20),作为检测剂溶液。

将所制作的检测剂溶液涂布、含浸于所述聚酰亚胺系树脂多孔质体,之后进行干燥,从而制作层叠体。

对于所制作的层叠体,分别与实施例1同样地进行各金属原子含量的测定、各卤素原子含量的测定以及作为等离子体指示器的性能评价。

将各结果示于表3中。

[表3]

根据表1~表3可知,虽也取决于具有与表面的开孔部连通的内部空间的结构体或色素的种类,若检测剂溶液中的色素的浓度高则变色开始之前花费时间(变色所需的等离子体照射量大);若浓度低则变色小。

而且,包含本发明的层叠体的指示器基于利用目视的色调变化可判定处理是否适当进行。此时,可通过调整检测剂溶液中的色素种类以及浓度来调节灵敏度,另外可通过目视简便地检测是否均匀地对被处理物整体进行了处理。

进而,包含本发明的层叠体的指示器的金属原子或卤素原子的含量少。由此,在进行利用选自由等离子体、臭氧、紫外线以及含自由基的气体所组成的群组中的至少一种的处理时,可避免由所产生的污染物质引起的被处理物或腔室内的污染。

[符号的说明]

1:结构体

2:检测剂

3:基材层

4:检测层。

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