表面活性剂及其制备和使用方法_5

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于水中以进行表面张力和溶解度测量。结果总结于表14中。
[0165] 表14 :稀释于水中的(H-FBS(EE)+中件表而活件剂)/MLOH水溶液
[0166]
[0167] 实例24-26 :在氢氣化铵中的H-FBS(EEE) (VIII)共混物的溶解度和表而张力
[0168] 通过溶解H-FBS (EEE)与以下中性表面活性剂-FBSEE (B)、FBS (EE) 2 (IV)或 FBS(EEE)2(IX)中的每一种来制备22%H-FBS(EEE)和3%中性表面活性剂的共混物。使 用的FBS (EEE) 2由33%的FBS (EEE) 2和66%的H-FBS (EEE)组成。考虑这一点来调节共混 比。在已在18. 2兆欧水中稀释的氢氧化按水溶液中制备溶液。将溶液混合一小时并让其 沉降过夜。如表15中所述制备实例。
[0169] 表15 :制各(H-FBS(EEE)+中件表而活件剂)/MLOH水溶液的样品
[0171] 将溶液稀释于水中以进行表面张力和溶解度测量。结果汇总于表16中。
[0172] 表16 :稀释于水中的(H-FBS(EEE)+中件表而活件剂)/ML0H水溶液
[0174] 实例27-31 :在氢氣化铵中的H-FBSE(A)共混物的溶解度和表而张力
[0175] 通过溶解H-FBSE与以下中性表面活性剂-FBS (EE) 2 (IV)、FBSE (EE) (V)、 FBSPE(X)、Me-FBS(EE) (VI)或 Pr-FBS(EE) (VII)中的每一种来制备 22% H-FBSE 和 3% 中 性表面活性剂的共混物。在已于18. 2兆欧水中稀释的氢氧化铵水溶液中制备溶液。将溶 液混合一小时并让其沉降过夜。如表17中所述制备实例。
[0176] 表17 :制各(H-FBSE+中件表而活件剂)/MLOH水溶液样品
[0178] 将溶液稀释于水中以进行表面张力和溶解度测量。结果汇总于表18中。
[0179] 表18 :稀释于水中的(H-FBSE+中件表而活件剂)/MLOH水溶液
[0180]
[0182] 实例32 =FBSE(EE) (V)的溶解度和表而张力
[0183] 通过溶解熔融的FBSE (EE)于18. 2兆欧水中来制备1 %的FBSE (EE)溶液。将溶液 混合一小时并让其沉降过夜。如表19中所述制备实例32。
[0184] 表19 :制各FBSE (EE) /水样品
[0185]
[0186] 将溶液稀释于水中以进行表面张力和溶解度测量。结果汇总于表20中。
[0187] 表20 :稀释于水中的FBSE(EE)
[0188]
[0189] 实例33 =Pr-FBS(EE) (VII)的溶解度和表而张力
[0190] 通过溶解熔融的Pr-FBS(EE)于异丙醇(IPA,可得自新泽西州莫里斯敦的霍尼韦 尔公司(Honeywell, Morristown, NJ))中来制备1%的Pr-FBS(EE)溶液。混合该溶液并让 其沉降。如表21中所述制备实例33。
[0191] 表 21 :制各 Pr-FBS (EE) /IPA 样品
[0193] 将溶液稀释于水中以进行表面张力和溶解度测量。结果汇总于表22中。
[0194] 表22 :稀释于水中的Pr-FBS(EE)
[0196] 实例34 =FBS(EE) 2 (IV)的溶解度和表而张力
[0197] 将FBS (EE) 2稀释于水中以进行表面张力和溶解度测量(实例34)。实例34的结 果列于表23中。
[0198] 表23 :稀释于水中的FBS (EE) 2
[0200] 比较例1-4-H-FBSE (A)与氢氣化铵的溶解度和表而张力
[0201] 通过溶解熔融的H-FBSE于已用18. 2兆欧水稀释的氢氧化铵水溶液中来制备25 % 的H-FBSE溶液。将溶液混合一小时并让其沉降过夜。如表24中所述制备比较例1至4。
[0202] 表24 :制各H-FBSE/MLOH水溶液样品
[0205] ^将溶液稀?畢于水中&进行表面张 Λ和溶解度测k。结果汇^于表25中。,
[0206] 表25 :稀释于水中的H-FBSE/MLOH水溶液
[0208] 比较例5 =H-FBSE(A)和FBSEE(B)的共混物与氢氣化铵的溶解度和表而张力
[0209] 通过溶解熔融的H-FBSE和FBSEE于已用18. 2兆欧水稀释的氢氧化铵水溶液中来 制备H-FBSE和FBSEE的共混物的25%溶液。将溶液混合一小时并让其沉降过夜。如表26 中所述制备比较例5。
[0210]表 26 :制各(H-FBSE+FBSEE)/MLOH 水溶液样品
[0212] 将溶液稀释于水中以进行表面张力和溶解度测量。结果汇总于表27中。
[0213] 表27 :稀释于水中的(H-FBSE+FBSEE)/MLOH水溶液
[0215] 比较例6-7 :在氢氧化铵水溶液中的FES (EE) 2 (E)与H-FBS(EE) (III)和 H-FBS(EEE) (VIII)共混物的溶解度和表面张力
[0216] 通过溶解H-FBS (EE)和FES (EE) 2于已用18. 2兆欧水稀释的氢氧化铵水溶液中来 制备FES (EE) 2与H-FBS (EE)的25%共混物。使用FES (EE) 2和H-FBS (EEE)制备类似的溶 液。将溶液混合一小时并让其沉降过夜。如表28中所述制备比较例6和7。
[0217] 表28 :制备(FES (EE) 2+阴离子型表面活性剂)/MiOH水溶液样品
[0219] 将溶液稀释于水中以进行表面张力和溶解度测量。结果汇总于表29中。
[0220] 表29 :稀释于水中的(FES (EE) 2+阴离子塑表而活件剂)/MLOH水溶液
[0221]
[0222] 冲洗后水接触角的比较
[0223] 使用DSA 100 (可得自德国汉堡的Krilss公司)测量暴露于表面活性剂溶液后光 刻胶上水接触角的偏移。
[0224] 用1500rpm的旋转速率将光刻胶材料(EPIC 2135 193nm光刻胶,可得自密歇根州 米德兰的陶氏化学公司(Dow Chemical Co. ,Midland, MI))旋涂于一片娃晶片(大约1英 寸乘1英寸)的一面上,持续27秒。通过将晶片在120°C的热板上放置60秒来烘焙光刻胶 以驱赶走溶剂。
[0225] 将涂布了光刻胶的晶片放置在具有改良的卡盘的旋涂机(WS-650MZ-23NPP/ LITE,来自宾西法尼亚州北威尔士的劳雷尔技术公司(Laurell Technologies of North Wales, Pennsylvania))中。在晶片于300rpm下旋转的同时,向晶片施加 ImL 2. 38%的TMH(可得自马萨诸塞州沃德希尔的阿法埃莎公司(Alfa Aesar,Ward Hill, Massachusetts)),用时20秒。然后施加 IOmL 18. 2兆欧的水,用时60秒,然后施加 I. 5mL表面活性剂溶液,用时40秒。然后将旋转速率增至1500rpm并保持15秒。在仍于 1500rpm下旋转的同时,在晶片上方布置15秒的氮流。然后立即测量水接触角。
[0226] 测得的静态水接触角在表30中报告。将表中的所有表面活性剂溶液在水中稀释 至2000ppm的总表面活性剂。在所有情况下,暴露于表面活性剂溶液后光刻胶均无可见的 变化。
[0227] 表30 :光刻胶h的静杰水接触角

[0229] ^这些实验的结果证实,表面活性剂的选择、所选阴离子型和中性表面活性剂的共 混以及PH的调节可影响经显影和冲洗的光刻胶表面上的水接触角,从而提供一种控制接 触角的措施。
[0230] 光刻胶h表而活件剂的吸收的比较
[0231] 使用Q-Sense E4 QCM-D微量天平(可得自瑞典V3.stra Fro丨unda的百欧林科技公 司(Biolin Scientific, Vastra Fr6luilda, SWEDEN))测量吸收到光刻胶材料(EPIC 2135 193nm光刻胶)的若干稀释于水中的表面活性剂溶液。此仪器分析石英晶体传感器的耗散 和频移二者来表征涂布于传感器上的薄膜。这允许测量所吸收物质的质量和薄膜的粘弹 性。在这些具体的实验中,其允许测量在光刻胶暴露于表面活性剂溶液的过程中吸收到光 刻胶材料上或中的表面活性剂的质量。
[0232] 通过旋涂将镀金石英晶体传感器(QSX 301,瑞典百欧林科技公司(Biolin Scientific))单侧涂布以光刻胶(EPIC 2135 193nm)。向洁净的传感器施加一到三滴光刻 胶材料。然后使传感器于1500rpm下旋转27秒。通过将传感器在120°C的热板上放置60 秒来烘焙光刻胶以驱赶走溶剂。
[0233] 然后分三阶段测试经涂布的传感器。在所有阶段过程中,监测多个频带上的耗散 和频移。在第一阶段中,让18兆欧的水在传感器(在150 μ L/min下)上方流动五分钟以建 立基线。在此阶段过程中未观察到频移或耗散。一建立基线,即通过将流动切换为表面活 性剂溶液(在150 μ L/min下)来开始第二阶段。此流动继续直至频移和耗散稳定化(通 常15分钟)。报告的频移值在此时测量。在第三阶段中,将流动切换回18兆欧纯水(在 150 μ L/min下)。再次监测频移和耗散,监测10分钟,以确定表面活性剂吸收是否可逆。
[0234] 下表31中记录了因表面活性剂溶液流动过程中从在水中2000ppm下的溶液吸收 若干表面活性剂所致的稳态频移。
[0235] 表31 :光刻胶h的吸收倌(通讨QCM-D测得)
[0237] 这些实验的结果证实,表面活性剂的选择、所选阴离子型和中性表面活性剂的共 混以及PH的调节可影响从水性冲洗溶液吸收到光刻胶上或中的表面活性剂的水平(或质 量),从而提供一种控制光刻胶的表面活性剂吸收的措施。这继而可提供光刻胶表面上接 触角的控制以及各种光刻性能属性如缺陷率(水印和颗粒缺陷的数量)、线熔化、线宽粗糙 度、线边缘粗糙度和工艺窗口。
[0238] 表而张力件能和溶解度的比较:
[0239] 比较在氢氣化铵水溶液中的H-FBSE、H-FBSP, H-FBS (EE)和H-FBS (EEE)
[0240] 下表32中针对2.0的摩尔比汇总了来自实例1、5、13和比较例1的在水中的表面 张力和溶解度结果。
[0241] 表32 :在氨水中的阴离子塑表而活件剂的表而张力(汰闵/cm) /溶解度,MR2. 0
[0242]
[0243] 受试的所有溶液均可溶。H-FBS (EE)和H-FBS (EEE)在水中提供比相同浓度下 的H-FBSE更低的表面张力,在所有受试材料中,H-FBS(EEE)在水中提供最低的表面张力。 H-FBSE和H-FBSP提供大致相等的表面张力。
[0244] 下表33中针对1. 5的摩尔比汇总了来自实例2、6、14和比较例2的在水中的表面 张力和溶解度结果。
[0245] 表33 :在氨水中的阴离子塑表而活件剂的表而张力(汰闵/cm) /溶解度,MRL 5
[0247] 对于1. 5的摩尔比,这些表面活性剂的相对性能遵循上面2. 0的摩尔比的相同趋 势。
[0248] 下表34中针对I. 0的摩尔比汇总了来自实例3、7、15和比较例3的在水中的表面 张力和溶解度结果。
[0249] 表34 :在氨水中的阴离子塑表而活件剂的表而张力(汰闵/cm) /溶解度,MRL 0
[0251] 所有受试的水中稀释物均可溶。在低的水中表面活性剂浓度下,H-FBS(EE)和 H-FBS (EEE)提供比H-FBSE低的表面张力。在较高的表面活性剂浓度下,所有三者的表面张 力结果是等同的。
[0252] 下表35中针对0. 5的摩尔比汇总了来自实例4、8、16和比较例4的在水中的表面 张力和溶解度结果。
[0253] 表35 :在氨水中的阴离子塑表而活件剂的表而张力(汰闵/cm) /溶解度,MRO. 5
[0255] 在这些情况下,所有受试阴离子型表面活性剂均具有有限的溶解度。在可溶范围 内,所有三种材料的表面张力是相似的。
[0256] 在 TMAH 水溶液中的 H-FBSE、H-FBS (EE)和 H-FBS (EEE)的比较
[0257] 下表36中针对2. 0的摩尔比汇总了来自实例9 (H-FBS (EE))的在水中的表面张力 和溶解度结果及对H-FBS (EEE)和H-F
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