KR20220165250A - 전자 제품을 위한 계면활성제 - Google Patents

전자 제품을 위한 계면활성제 Download PDF

Info

Publication number
KR20220165250A
KR20220165250A KR1020227035063A KR20227035063A KR20220165250A KR 20220165250 A KR20220165250 A KR 20220165250A KR 1020227035063 A KR1020227035063 A KR 1020227035063A KR 20227035063 A KR20227035063 A KR 20227035063A KR 20220165250 A KR20220165250 A KR 20220165250A
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
formula
formulation
acid
group
surfactant
Prior art date
Application number
KR1020227035063A
Other languages
English (en)
Inventor
에드워드 아시르바탐
Original Assignee
어드밴식스 레진즈 앤드 케미컬즈 엘엘씨
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 어드밴식스 레진즈 앤드 케미컬즈 엘엘씨 filed Critical 어드밴식스 레진즈 앤드 케미컬즈 엘엘씨
Publication of KR20220165250A publication Critical patent/KR20220165250A/ko

Links

Images

Classifications

    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C11—ANIMAL OR VEGETABLE OILS, FATS, FATTY SUBSTANCES OR WAXES; FATTY ACIDS THEREFROM; DETERGENTS; CANDLES
    • C11D—DETERGENT COMPOSITIONS; USE OF SINGLE SUBSTANCES AS DETERGENTS; SOAP OR SOAP-MAKING; RESIN SOAPS; RECOVERY OF GLYCEROL
    • C11D1/00—Detergent compositions based essentially on surface-active compounds; Use of these compounds as a detergent
    • C11D1/02—Anionic compounds
    • C11D1/04—Carboxylic acids or salts thereof
    • C11D1/10—Amino carboxylic acids; Imino carboxylic acids; Fatty acid condensates thereof
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C09—DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • C09K—MATERIALS FOR MISCELLANEOUS APPLICATIONS, NOT PROVIDED FOR ELSEWHERE
    • C09K13/00—Etching, surface-brightening or pickling compositions
    • C09K13/04—Etching, surface-brightening or pickling compositions containing an inorganic acid
    • C09K13/08—Etching, surface-brightening or pickling compositions containing an inorganic acid containing a fluorine compound
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C07—ORGANIC CHEMISTRY
    • C07C—ACYCLIC OR CARBOCYCLIC COMPOUNDS
    • C07C229/00—Compounds containing amino and carboxyl groups bound to the same carbon skeleton
    • C07C229/02—Compounds containing amino and carboxyl groups bound to the same carbon skeleton having amino and carboxyl groups bound to acyclic carbon atoms of the same carbon skeleton
    • C07C229/04—Compounds containing amino and carboxyl groups bound to the same carbon skeleton having amino and carboxyl groups bound to acyclic carbon atoms of the same carbon skeleton the carbon skeleton being acyclic and saturated
    • C07C229/06—Compounds containing amino and carboxyl groups bound to the same carbon skeleton having amino and carboxyl groups bound to acyclic carbon atoms of the same carbon skeleton the carbon skeleton being acyclic and saturated having only one amino and one carboxyl group bound to the carbon skeleton
    • C07C229/10—Compounds containing amino and carboxyl groups bound to the same carbon skeleton having amino and carboxyl groups bound to acyclic carbon atoms of the same carbon skeleton the carbon skeleton being acyclic and saturated having only one amino and one carboxyl group bound to the carbon skeleton the nitrogen atom of the amino group being further bound to acyclic carbon atoms or to carbon atoms of rings other than six-membered aromatic rings
    • C07C229/12—Compounds containing amino and carboxyl groups bound to the same carbon skeleton having amino and carboxyl groups bound to acyclic carbon atoms of the same carbon skeleton the carbon skeleton being acyclic and saturated having only one amino and one carboxyl group bound to the carbon skeleton the nitrogen atom of the amino group being further bound to acyclic carbon atoms or to carbon atoms of rings other than six-membered aromatic rings to carbon atoms of acyclic carbon skeletons
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C07—ORGANIC CHEMISTRY
    • C07C—ACYCLIC OR CARBOCYCLIC COMPOUNDS
    • C07C291/00—Compounds containing carbon and nitrogen and having functional groups not covered by groups C07C201/00 - C07C281/00
    • C07C291/02—Compounds containing carbon and nitrogen and having functional groups not covered by groups C07C201/00 - C07C281/00 containing nitrogen-oxide bonds
    • C07C291/04—Compounds containing carbon and nitrogen and having functional groups not covered by groups C07C201/00 - C07C281/00 containing nitrogen-oxide bonds containing amino-oxide bonds
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C07—ORGANIC CHEMISTRY
    • C07C—ACYCLIC OR CARBOCYCLIC COMPOUNDS
    • C07C309/00—Sulfonic acids; Halides, esters, or anhydrides thereof
    • C07C309/01—Sulfonic acids
    • C07C309/02—Sulfonic acids having sulfo groups bound to acyclic carbon atoms
    • C07C309/03—Sulfonic acids having sulfo groups bound to acyclic carbon atoms of an acyclic saturated carbon skeleton
    • C07C309/13—Sulfonic acids having sulfo groups bound to acyclic carbon atoms of an acyclic saturated carbon skeleton containing nitrogen atoms, not being part of nitro or nitroso groups, bound to the carbon skeleton
    • C07C309/14—Sulfonic acids having sulfo groups bound to acyclic carbon atoms of an acyclic saturated carbon skeleton containing nitrogen atoms, not being part of nitro or nitroso groups, bound to the carbon skeleton containing amino groups bound to the carbon skeleton
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C09—DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • C09K—MATERIALS FOR MISCELLANEOUS APPLICATIONS, NOT PROVIDED FOR ELSEWHERE
    • C09K13/00—Etching, surface-brightening or pickling compositions
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C11—ANIMAL OR VEGETABLE OILS, FATS, FATTY SUBSTANCES OR WAXES; FATTY ACIDS THEREFROM; DETERGENTS; CANDLES
    • C11D—DETERGENT COMPOSITIONS; USE OF SINGLE SUBSTANCES AS DETERGENTS; SOAP OR SOAP-MAKING; RESIN SOAPS; RECOVERY OF GLYCEROL
    • C11D3/00—Other compounding ingredients of detergent compositions covered in group C11D1/00
    • C11D3/02—Inorganic compounds ; Elemental compounds
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C11—ANIMAL OR VEGETABLE OILS, FATS, FATTY SUBSTANCES OR WAXES; FATTY ACIDS THEREFROM; DETERGENTS; CANDLES
    • C11D—DETERGENT COMPOSITIONS; USE OF SINGLE SUBSTANCES AS DETERGENTS; SOAP OR SOAP-MAKING; RESIN SOAPS; RECOVERY OF GLYCEROL
    • C11D3/00—Other compounding ingredients of detergent compositions covered in group C11D1/00
    • C11D3/02—Inorganic compounds ; Elemental compounds
    • C11D3/04—Water-soluble compounds
    • C11D3/042—Acids
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C11—ANIMAL OR VEGETABLE OILS, FATS, FATTY SUBSTANCES OR WAXES; FATTY ACIDS THEREFROM; DETERGENTS; CANDLES
    • C11D—DETERGENT COMPOSITIONS; USE OF SINGLE SUBSTANCES AS DETERGENTS; SOAP OR SOAP-MAKING; RESIN SOAPS; RECOVERY OF GLYCEROL
    • C11D3/00—Other compounding ingredients of detergent compositions covered in group C11D1/00
    • C11D3/16—Organic compounds
    • C11D3/20—Organic compounds containing oxygen
    • C11D3/2068—Ethers
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C11—ANIMAL OR VEGETABLE OILS, FATS, FATTY SUBSTANCES OR WAXES; FATTY ACIDS THEREFROM; DETERGENTS; CANDLES
    • C11D—DETERGENT COMPOSITIONS; USE OF SINGLE SUBSTANCES AS DETERGENTS; SOAP OR SOAP-MAKING; RESIN SOAPS; RECOVERY OF GLYCEROL
    • C11D3/00—Other compounding ingredients of detergent compositions covered in group C11D1/00
    • C11D3/16—Organic compounds
    • C11D3/26—Organic compounds containing nitrogen
    • C11D3/30—Amines; Substituted amines ; Quaternized amines
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C11—ANIMAL OR VEGETABLE OILS, FATS, FATTY SUBSTANCES OR WAXES; FATTY ACIDS THEREFROM; DETERGENTS; CANDLES
    • C11D—DETERGENT COMPOSITIONS; USE OF SINGLE SUBSTANCES AS DETERGENTS; SOAP OR SOAP-MAKING; RESIN SOAPS; RECOVERY OF GLYCEROL
    • C11D3/00—Other compounding ingredients of detergent compositions covered in group C11D1/00
    • C11D3/16—Organic compounds
    • C11D3/34—Organic compounds containing sulfur
    • C11D3/3481—Organic compounds containing sulfur containing sulfur in a heterocyclic ring, e.g. sultones or sulfolanes
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C23—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
    • C23F—NON-MECHANICAL REMOVAL OF METALLIC MATERIAL FROM SURFACE; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL; MULTI-STEP PROCESSES FOR SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL INVOLVING AT LEAST ONE PROCESS PROVIDED FOR IN CLASS C23 AND AT LEAST ONE PROCESS COVERED BY SUBCLASS C21D OR C22F OR CLASS C25
    • C23F1/00—Etching metallic material by chemical means
    • C23F1/10—Etching compositions
    • C23F1/14—Aqueous compositions
    • C23F1/32—Alkaline compositions
    • C23F1/38—Alkaline compositions for etching refractory metals
    • G—PHYSICS
    • G03—PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
    • G03F—PHOTOMECHANICAL PRODUCTION OF TEXTURED OR PATTERNED SURFACES, e.g. FOR PRINTING, FOR PROCESSING OF SEMICONDUCTOR DEVICES; MATERIALS THEREFOR; ORIGINALS THEREFOR; APPARATUS SPECIALLY ADAPTED THEREFOR
    • G03F7/00—Photomechanical, e.g. photolithographic, production of textured or patterned surfaces, e.g. printing surfaces; Materials therefor, e.g. comprising photoresists; Apparatus specially adapted therefor
    • G03F7/26—Processing photosensitive materials; Apparatus therefor
    • G03F7/30—Imagewise removal using liquid means
    • G03F7/32—Liquid compositions therefor, e.g. developers
    • G03F7/325—Non-aqueous compositions
    • G03F7/327—Non-aqueous alkaline compositions, e.g. anhydrous quaternary ammonium salts

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Oil, Petroleum & Natural Gas (AREA)
  • Wood Science & Technology (AREA)
  • Inorganic Chemistry (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Metallurgy (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Emergency Medicine (AREA)
  • Cleaning Or Drying Semiconductors (AREA)
  • Detergent Compositions (AREA)
  • Emulsifying, Dispersing, Foam-Producing Or Wetting Agents (AREA)
  • Photosensitive Polymer And Photoresist Processing (AREA)
  • Weting (AREA)
  • Exposure Of Semiconductors, Excluding Electron Or Ion Beam Exposure (AREA)
  • ing And Chemical Polishing (AREA)

Abstract

예비-텍스쳐링 작용제, 에천트 및 포토레지스트 스트리핑제는 표면-활성 특성을 갖는 아미노산 유도체와 같은, 1종 이상의 계면활성제 부류로부터의 1종 이상의 계면활성제를 포함하도록 제제화될 수 있다.

Description

전자 제품을 위한 계면활성제
관련 출원에 대한 상호-참조
본 출원은 2020년 3월 11일에 출원된 가출원 번호 62/988,175를 우선권 주장하며, 그의 개시내용은 그 전문이 본원에 참조로 포함된다.
분야
본 개시내용은 전자기기에 사용하기 위한 계면활성제에 관한 것이다. 보다 구체적으로, 본 개시내용은 에칭을 통한 회로 보드의 제조 및 포토레지스트 코팅의 제거에서의 계면활성제에 관한 것이다. 이러한 계면활성제는 아미노산 유도체를 포함하며, 여기서 유도체는 표면-활성 특성을 갖는다.
배경기술
계면활성제 (표면-활성 특성을 갖는 분자)는 회로 보드의 제조에서 클리너, 에천트 및 포토레지스트 스트리퍼 중에 널리 사용된다. 계면활성제는 유화제, 습윤제, 발포제, 분산제, 및/또는 퍼짐성 개선을 위한 작용제로서 포함될 수 있다.
계면활성제는 비하전, 쯔비터이온성, 양이온성 또는 음이온성일 수 있다. 원칙적으로 어떠한 계면활성제 부류 (예를 들어, 양이온성, 음이온성, 비이온성, 양쪽성)도 적합하지만, 제제가 2종 이상의 계면활성제 부류로부터의 2종 이상의 계면활성제의 조합을 포함하는 것이 가능하다.
흔히, 계면활성제는 비교적 수불용성 소수성 "꼬리" 기 및 비교적 수용성 친수성 "머리" 기를 갖는 친양쪽성 분자이다. 이러한 화합물은 두 액체 사이의 계면, 액체와 기체 사이의 계면, 또는 액체와 고체 사이의 계면 등 계면에 흡착될 수 있다. 비교적 극성 성분 및 비교적 비-극성 성분을 포함하는 시스템에서, 소수성 꼬리는 비교적 비-극성 성분(들)과 우선적으로 상호작용하는 반면, 친수성 머리는 비교적 극성 성분(들)과 우선적으로 상호작용한다. 물과 오일 사이의 계면의 경우, 친수성 머리 기는 우선적으로 물로 확장되는 반면, 소수성 꼬리는 우선적으로 오일로 확장된다. 물-기체 계면에 첨가될 때, 친수성 머리 기는 우선적으로 물 속으로 확장되는 반면, 소수성 꼬리는 우선적으로 기체 속으로 확장된다. 계면활성제의 존재는 물 분자들 간의 분자간 상호작용의 적어도 일부를 방해하여, 물 분자들 간의 상호작용의 적어도 일부를, 적어도 일부 물 분자와 계면활성제 간의 일반적으로 보다 약한 상호작용으로 대체한다. 이는 표면 장력을 낮추고, 또한 계면을 안정화시키는 역할을 할 수 있다.
충분히 높은 농도에서, 계면활성제는 응집체를 형성할 수 있고, 이는 소수성 꼬리가 극성 용매에 노출되는 것을 제한하는 역할을 한다. 그러한 응집체 중 하나는 미셀이다. 전형적인 미셀에서, 분자들은 구체로 배열되고, 계면활성제(들)의 소수성 꼬리는 우선적으로 구체 내부에 위치되고, 계면활성제(들)의 친수성 머리는 우선적으로 미셀의 외부에 위치되며, 여기서 머리가 우선적으로 보다 극성인 용매와 상호작용한다. 주어진 화합물이 표면 장력에 미치는 효과 및 그가 미셀을 형성하는 농도는 계면활성제에 대한 특징을 정의하는 역할을 할 수 있다.
요약
본 개시내용은 예비-텍스쳐링 작용제, 에천트 및 포토레지스트 스트리퍼에 사용하기 위한 제제를 제공한다. 이러한 생성물은 본원에 개시된 1종 이상의 계면활성제 부류로부터의 1종 이상의 계면활성제를 포함하도록 제제화될 수 있다. 계면활성제는 유화제, 습윤제, 분산제, 및/또는 퍼짐성 개선을 위한 작용제로서 사용될 수 있다.
본 개시내용은 표면-활성 특성을 갖는 아미노산 유도체 형태의, 예비-텍스쳐링 작용제, 에천트 및 포토레지스트 스트리퍼를 위한 계면활성제를 제공한다. 아미노산은 자연 발생 또는 합성 아미노산일 수 있거나, 또는 락탐, 예를 들어 카프로락탐과 같은 분자의 개환 반응을 통해 수득될 수 있다. 아미노산은 관능화되어 표면-활성 특성을 갖는 화합물을 형성할 수 있다. 특징적으로, 이러한 화합물은 낮은 임계 미셀 농도 (CMC) 및/또는 액체의 표면 장력을 감소시키는 능력을 가질 수 있다.
본 개시내용은 하기를 포함하는, 예비-텍스쳐링 작용제용 제제를 제공한다:
화학식 I의 적어도 1종의 계면활성제
Figure pct00001
(여기서 R1 및 R2는 동일하거나 상이할 수 있고, 수소 및 C1-C6 알킬로 이루어진 군으로부터 선택될 수 있고, 여기서 C1-C6 알킬은 히드록실, 아미노, 아미도, 술포닐, 술포네이트, 카르보닐, 카르복실 및 카르복실레이트로 이루어진 군으로부터 선택된 1개 이상의 치환기로 임의로 치환될 수 있고; n은 2 내지 5의 정수 (2 및 5 포함)이고; m은 9 내지 20의 정수 (9 및 20 포함)이고; 말단 질소는 R3으로 임의로 추가로 치환되고, 여기서 R3은 수소, 산소, 히드록실 및 C1-C6 알킬로 이루어진 군으로부터 선택되고, 여기서 C1-C6 알킬은 히드록실, 아미노, 아미도, 술포닐, 술포네이트, 카르보닐, 카르복실 및 카르복실레이트로 이루어진 군으로부터 선택된 1개 이상의 치환기로 임의로 치환될 수 있고; 임의적인 반대이온이 화합물과 회합될 수 있고, 반대이온은, 존재하는 경우, 클로라이드, 브로마이드, 아이오다이드, 및 히드록시드로 이루어진 군으로부터 선택됨); 1종 이상의 탈포제, 임의로 1종 이상의 산, 임의로 1종 이상의 염기, 임의로 1종 이상의 킬레이트화제, 및 1종 이상의 용매.
본 개시내용은 하기를 포함하는, 에천트용 제제를 추가로 제공한다:
화학식 I의 적어도 1종의 계면활성제
Figure pct00002
(여기서 R1 및 R2는 동일하거나 상이할 수 있고, 수소 및 C1-C6 알킬로 이루어진 군으로부터 선택될 수 있고, 여기서 C1-C6 알킬은 히드록실, 아미노, 아미도, 술포닐, 술포네이트, 카르보닐, 카르복실 및 카르복실레이트로 이루어진 군으로부터 선택된 1개 이상의 치환기로 임의로 치환될 수 있고; n은 2 내지 5의 정수 (2 및 5 포함)이고; m은 9 내지 20의 정수 (9 및 20 포함)이고; 말단 질소는 R3으로 임의로 추가로 치환되고, 여기서 R3은 수소, 산소, 히드록실 및 C1-C6 알킬로 이루어진 군으로부터 선택되고, 여기서 C1-C6 알킬은 히드록실, 아미노, 아미도, 술포닐, 술포네이트, 카르보닐, 카르복실 및 카르복실레이트로 이루어진 군으로부터 선택된 1개 이상의 치환기로 임의로 치환될 수 있고; 임의적인 반대이온이 화합물과 회합될 수 있고, 반대이온은, 존재하는 경우, 클로라이드, 브로마이드, 아이오다이드, 및 히드록시드로 이루어진 군으로부터 선택됨); 플루오린화수소산 (HF), 1종 이상의 용매, 임의로 1종 이상의 산화제 및 1종 이상의 착물화제.
본 개시내용은 또한 하기를 포함하는, 포토레지스트 스트리퍼용 제제를 제공한다:
화학식 I의 적어도 1종의 계면활성제
Figure pct00003
(여기서 R1 및 R2는 동일하거나 상이할 수 있고, 수소 및 C1-C6 알킬로 이루어진 군으로부터 선택될 수 있고, 여기서 C1-C6 알킬은 히드록실, 아미노, 아미도, 술포닐, 술포네이트, 카르보닐, 카르복실 및 카르복실레이트로 이루어진 군으로부터 선택된 1개 이상의 치환기로 임의로 치환될 수 있고; n은 2 내지 5의 정수 (2 및 5 포함)이고; m은 9 내지 20의 정수 (9 및 20 포함)이고; 말단 질소는 R3으로 임의로 추가로 치환되고, 여기서 R3은 수소, 산소, 히드록실 및 C1-C6 알킬로 이루어진 군으로부터 선택되고, 여기서 C1-C6 알킬은 히드록실, 아미노, 아미도, 술포닐, 술포네이트, 카르보닐, 카르복실 및 카르복실레이트로 이루어진 군으로부터 선택된 1개 이상의 치환기로 임의로 치환될 수 있고; 임의적인 반대이온이 화합물과 회합될 수 있고, 반대이온은, 존재하는 경우, 클로라이드, 브로마이드, 아이오다이드, 및 히드록시드로 이루어진 군으로부터 선택됨); 알칸올아민; 술폭시드 또는 술폰 화합물; 및 글리콜 에테르.
본 개시내용의 상기 언급된 특색 및 다른 특색, 및 그를 달성하는 방식은 첨부 도면과 함께 하기 실시양태의 설명을 참조하면 보다 명백해질 것이고 보다 잘 이해될 것이다.
도 1은 실시예 1b에 기재된 바와 같은, pH = 7에서 측정된 계면활성제 1에 대한 표면 장력 대 농도의 플롯을 나타내며, 여기서 Y 축은 미터당 밀리뉴턴 (mN/m) 단위의 표면 장력 (γ)을 나타내고, X 축은 밀리몰 (mM) 단위의 농도 (c)를 나타낸다.
도 2는 실시예 1c에 기재된 바와 같은 계면활성제 1에 대한 표면 장력 대 시간의 변화로서의 동적 표면 장력의 플롯을 나타내며, 여기서 Y 축은 미터당 밀리뉴턴 (mN/m) 단위의 표면 장력을 나타내고, X 축은 밀리초 (ms) 단위의 표면 나이를 나타낸다.
도 3은 실시예 2b에 기재된 바와 같은, pH = 7에서 측정된 계면활성제 2에 대한 표면 장력 대 농도의 플롯을 나타내며, 여기서 Y 축은 미터당 밀리뉴턴 (mN/m) 단위의 표면 장력 (γ)을 나타내고, X 축은 밀리몰 (mM) 단위의 농도 (c)를 나타낸다.
도 4는 실시예 2c에 기재된 바와 같은 계면활성제 2에 대한 표면 장력 대 시간의 변화로서의 동적 표면 장력의 플롯을 나타내며, 여기서 Y 축은 미터당 밀리뉴턴 (mN/m) 단위의 표면 장력을 나타내고, X 축은 밀리초 (ms) 단위의 표면 나이를 나타낸다.
도 5는 실시예 3b에 기재된 바와 같은, pH = 7에서 측정된 계면활성제 3에 대한 표면 장력 대 농도의 플롯을 나타내며, 여기서 Y 축은 미터당 밀리뉴턴 (mN/m) 단위의 표면 장력 (γ)을 나타내고, X 축은 밀리몰 (mM) 단위의 농도 (c)를 나타낸다.
도 6은 실시예 3c에 기재된 바와 같은 계면활성제 3에 대한 표면 장력 대 시간의 변화로서의 동적 표면 장력의 플롯을 나타내며, 여기서 Y 축은 미터당 밀리뉴턴 (mN/m) 단위의 표면 장력을 나타내고, X 축은 밀리초 (ms) 단위의 표면 나이를 나타낸다.
도 7은 실시예 4b에 기재된 바와 같은, pH = 7에서 측정된 계면활성제 4에 대한 표면 장력 대 농도의 플롯을 나타내며, 여기서 Y 축은 미터당 밀리뉴턴 (mN/m) 단위의 표면 장력 (γ)을 나타내고, X 축은 밀리몰 (mM) 단위의 농도 (c)를 나타낸다.
도 8은 실시예 4c에 기재된 바와 같은 계면활성제 4에 대한 표면 장력 대 시간의 변화로서의 동적 표면 장력의 플롯을 나타내며, 여기서 Y 축은 미터당 밀리뉴턴 (mN/m) 단위의 표면 장력을 나타내고, X 축은 밀리초 (ms) 단위의 표면 나이를 나타낸다.
도 9는 실시예 5b에 기재된 바와 같은, pH = 7에서 측정된 계면활성제 5에 대한 표면 장력 대 농도의 플롯을 나타내며, 여기서 Y 축은 미터당 밀리뉴턴 (mN/m) 단위의 표면 장력 (γ)을 나타내고, X 축은 밀리몰 (mM) 단위의 농도 (c)를 나타낸다.
도 10은 실시예 5c에 기재된 바와 같은 계면활성제 5에 대한 표면 장력 대 시간의 변화로서의 동적 표면 장력의 플롯을 나타내며, 여기서 Y 축은 미터당 밀리뉴턴 (mN/m) 단위의 표면 장력을 나타내고, X 축은 밀리초 (ms) 단위의 표면 나이를 나타낸다.
본원에 사용된 어구 "이러한 종점을 사용하는 임의의 범위 내"는 문자 그대로, 값이 목록의 하위 부분에 있는지 또는 목록의 상위 부분에 있는지에 상관없이, 이러한 어구 전에 열거된 값들 중 임의의 2개로부터 임의의 범위가 선택될 수 있음을 의미한다. 예를 들어, 한 쌍의 값은 2개의 더 낮은 값, 2개의 더 높은 값, 또는 더 낮은 값 및 더 높은 값으로부터 선택될 수 있다.
본원에 사용된 단어 "알킬"은 직쇄 또는 분지쇄일 수 있는 임의의 포화 탄소 쇄를 의미한다.
본원에 사용된 어구 "표면-활성"은 회합된 화합물이 그것이 적어도 부분적으로 용해되는 매질의 표면 장력, 및/또는 다른 상과의 계면 장력을 낮출 수 있고, 따라서 액체/증기 및/또는 다른 계면에 적어도 부분적으로 흡착될 수 있음을 의미한다. 용어 "계면활성제"는 이러한 화합물에 적용될 수 있다.
부정확성 용어와 관련하여, 용어 "약" 및 "대략"은 언급된 측정치를 포함하고 또한 언급된 측정치에 합리적으로 근접한 임의의 측정치를 포함하는 측정치를 지칭하기 위해 상호교환가능하게 사용될 수 있다. 언급된 측정치에 합리적으로 근접한 측정치는 관련 기술분야의 통상의 기술자에 의해 이해되고 용이하게 확인되는 바와 같이 합리적으로 적은 양만큼 언급된 측정치로부터 벗어난다. 이러한 편차는 예를 들어 측정 오차 또는 성능을 최적화하기 위해 이루어지는 사소한 조정에 기인할 수 있다. 관련 기술분야의 통상의 기술을 갖는 개체가 이러한 합리적으로 작은 차이에 대한 값을 쉽게 확인할 수 없다고 결정되는 경우, 용어 "약" 및 "대략"은 언급된 값의 ±10%를 의미하는 것으로 이해될 수 있다.
본 개시내용은 예비-텍스쳐링 작용제, 에천트 및 포토레지스트 스트리퍼의 제제를 제공한다.
I. 예비-텍스쳐링 작용제
본 개시내용은 광기전 웨이퍼 표면의 텍스쳐링을 위한 제제 및 방법을 제공한다. 광 에너지를 전기로 전환시키는 효율을 개선하기 위해서는, 반사율이 매우 낮은 규소 표면이 바람직하다. 예를 들어 단결정질 규소의 경우, 이는, 텍스쳐링으로 불리는 공정에서, 표면 상에 피라미드 구조를 형성하는 (100) Si 웨이퍼의 이방성 에칭에 의해 의해 달성된다. 낮은 반사도를 달성하기 위해서는 규소 웨이퍼의 표면 상에서의 피라미드의 균일하고 조밀한 분포가 바람직하다. 피라미드 높이는 10 μm 미만이고 크기가 균일한 것이 바람직하다. 보다 작고 균일한 피라미드 구조는, 텍스쳐링된 표면의 상부에 침착되는 패시베이션 층이 우수하게 피복되게 하여, 효율의 손실을 방지한다. 보다 작고 균일한 피라미드 구조는 또한 규소 표면 상에 인쇄되는 금속 접촉 라인이 보다 가늘어지게 할 수 있어, 보다 많은 광이 광-전자 전환을 위해 규소 표면을 통과할 수 있도록 한다.
본 개시내용의 예비-텍스쳐링 제제는 본원에 기재된 텍스쳐링 공정에서 규소 웨이퍼, 기판, 또는 상이한 유형의 기판 상에 침착된 규소 필름을 처리하는 데 사용될 수 있다 (용어 기판 또는 웨이퍼는 본원에서 상호교환가능하게 사용됨). 본 개시내용의 예비-텍스쳐링 제제 및/또는 방법으로 처리된 규소 웨이퍼를 사용하여 광기전력 전지를 제조할 수 있다. 본 개시내용의 예비-텍스쳐링 제제 및/또는 방법에 적용된 웨이퍼는 이러한 처리에 적용되지 않은 웨이퍼에 비해 텍스쳐링 균일성에서의 개선 및 반사율 감소를 나타낼 수 있다.
본 개시내용의 방법 및/또는 제제로 달성할 수 있는 추가의 이점은 하기 중 하나 이상을 포함할 수 있다: 1) 고밀도를 갖고 10 μm 미만, 또는 8 μm 미만 또는 5 μm 미만 또는 4 μm 미만의 평균 높이를 갖는, 웨이퍼 표면 상의 피라미드 구조의 생성; 2) 텍스쳐링된 표면의 반사도 감소; 3) 피라미드를 형성하고/거나 낮은 반사도를 갖는 텍스쳐링된 표면을 형성하는 데 필요한 시간 감소; 4) 텍스쳐링 공정에서의 이소프로필 알콜 농도에 대한 텍스쳐링 품질의 민감성 감소, 및 일부 실시양태에서 텍스쳐링이 1종 이상의 텍스쳐링 조성물에서 텍스쳐링을 촉진하는 데 필요한 임의의 이소프로필 알콜 또는 임의의 다른 첨가제 없이 수행될 수 있음; 5) 텍스쳐링 공정에서 본 개시내용의 예비-텍스쳐링 제제 및/또는 방법이 사용되는 경우, 텍스쳐링의 품질 및 처리량을 개선시키기 위한, 텍스쳐링 (에칭) 조성물 또는 에칭 용액 중의 첨가제에 대한 필요성이 감소되거나 제거될 수 있음; 6) 텍스쳐링 단계에서 에칭되는 규소의 총량이 감소될 수 있음; 7) 텍스쳐링 조성물 (또한 텍스쳐링 또는 에칭 용액으로 지칭됨)의 조(bath) 수명이 증가될 수 있음; 8) 패시베이션 층의 피복이 개선될 수 있음; 9) 웨이퍼의 전방에 인쇄되는 금속 접촉 라인을 보다 가늘게 만들 수 있음; 및 10) 텍스쳐링 전의 규소 표면의 습윤성이 증가될 수 있음.
본 개시내용의 예비-텍스쳐링 제제, 뿐만 아니라 본원에 기재된 텍스쳐링 방법을 사용하는 예비-텍스쳐링은 공지된 방법 및 제제와 비교하여 텍스쳐링 시간을 감소시킬 수 있다. 이는 가공 시간 감소를 유도하여 웨이퍼 가공에 대한 처리량을 증가시킬 수 있다. 또한, 본 개시내용의 예비-텍스쳐링 제제 및/또는 방법이 사용되는 경우, 텍스쳐링 공정 동안 하나 이상의 텍스쳐링 조 내에서 시간에 따른 변화가 거의 없거나 1종 이상의 텍스쳐링 조성물의 농도에 대해 민감성이 거의 나타나지 않을 수 있으며, 이에 따라 공정의 강건성이 개선될 수 있고; 따라서, 공정 장애가 있는 경우, 광기전 장치의 성능에 대한 손상 없이, 더 길거나 더 짧은 텍스쳐링 시간이 사용될 수 있다.
전형적으로 광기전 단결정질 규소 웨이퍼 가공은, 전형적으로 진한 알칼리 용액 중에서 임의의 오염물 제거를 위해 세정하고 절단된 웨이퍼 (잉곳으로부터 절단)의 톱질 손상을 제거하는 제1 단계 또는 단계들, 및 이어서 묽은 알칼리 용액 중에서 표면 상에 피라미드 텍스쳐를 생성하기 위한 텍스쳐링 (이는 표면의 반사율을 감소시키고 보다 많은 광이 전기로 전환되도록 함으로써 웨이퍼의 효율을 증가시킴)을 포함한다. 다결정질 규소 웨이퍼의 경우, 가공은 임의의 오염물 제거를 위해 세정하는 제1 단계 또는 단계들에 직접 이어지는 텍스쳐링을 포함할 수 있다. 가능한 한 낮은 반사율을 갖는 것이 바람직하다. 본 개시내용은 웨이퍼 표면의 텍스쳐링을 개선시키기 위한 예비-텍스쳐링 제제 및 방법을 제공한다. 본 개시내용은 1종 이상의 계면활성제 또는 용액 중의 1종 이상의 계면활성제를 포함하는 예비-텍스쳐링 제제로 웨이퍼 표면을 처리하는 방법을 제공한다. 제제는, 단결정질 규소 웨이퍼를 텍스쳐링하는 경우, 웨이퍼 표면을 변경시키며 피라미드의 높은 핵형성 밀도를 유도하여, 목적하는 균일한 작은 피라미드 분포를 생성한다. 다결정질 규소 웨이퍼의 경우, 표면 변경은 텍스쳐링된 표면의 균일성을 개선하고, 더 낮은 표면 반사율을 유도할 수 있다.
본 개시내용에 의해 제공되는 예비-텍스쳐링 제제는 1종 이상의 계면활성제 부류로부터 선택된 1종 이상의 계면활성제, 1종 이상의 탈포제, 임의로 1종 이상의 산, 임의로 1종 이상의 염기, 임의로 1종 이상의 킬레이트화제, 및 1종 이상의 용매를 포함할 수 있다.
1. 계면활성제
본 개시내용의 예비-텍스쳐링 작용제는 계면활성제 시스템으로도 지칭되는 1종 이상의 계면활성제를 포함한다. 1종 이상의 계면활성제의 선택은, 웨이퍼 표면을 변경시켜 피라미드 핵을 형성하고 웨이퍼 표면을 세정하는 그의 또는 그들의 능력에 따라 달라질 수 있다.
본 개시내용의 예비-텍스쳐링 제제에 사용하기에 적합한 계면활성제는 화학식 I의 1종 이상의 계면활성제 및/또는 보조-계면활성제를 포함한다:
Figure pct00004
여기서 R1 및 R2는 동일하거나 상이할 수 있고, 수소 및 C1-C6 알킬로 이루어진 군으로부터 선택될 수 있고, 여기서 C1-C6 알킬은 히드록실, 아미노, 아미도, 술포닐, 술포네이트, 카르보닐, 카르복실 및 카르복실레이트로 이루어진 군으로부터 선택된 1개 이상의 치환기로 임의로 치환될 수 있고; n은 2 내지 5의 정수 (2 및 5 포함)이고; m은 9 내지 20의 정수 (9 및 20 포함)이고; 말단 질소는 R3으로 임의로 추가로 치환되고, 여기서 R3은 수소, 산소, 히드록실 및 C1-C6 알킬로 이루어진 군으로부터 선택되고, 여기서 C1-C6 알킬은 히드록실, 아미노, 아미도, 술포닐, 술포네이트, 카르보닐, 카르복실 및 카르복실레이트로 이루어진 군으로부터 선택된 1개 이상의 치환기로 임의로 치환될 수 있고; 임의적인 반대이온이 화합물과 회합될 수 있고, 반대이온은, 존재하는 경우, 클로라이드, 브로마이드, 아이오다이드, 및 히드록시드로 이루어진 군으로부터 선택된다.
특히, 적합한 계면활성제 또는 보조-계면활성제는 본원에 기재된 임의의 계면활성제 1-5 중 하나 이상을 포함할 수 있다.
예비-텍스쳐링 제제 중의 계면활성제 시스템의 양은 약 0.01 중량% 이상, 약 0.1 중량% 이상, 약 1 중량% 이상, 약 5 중량% 이상, 약 10 중량% 이상, 약 15 중량% 이상, 또는 약 20 중량% 이하, 약 25 중량% 이하, 약 30 중량% 이하의 범위, 또는 이들 종점을 사용한 임의의 범위 내일 수 있다.
2. 탈포제
본 개시내용의 예비-텍스쳐링 제제는 1종 이상의 탈포제/소포제를 추가로 포함할 수 있다. 탈포제는 실리콘, 유기 포스페이트, 폴리에틸렌 글리콜 및 폴리프로필렌 글리콜 공중합체를 함유하는 에틸렌 옥시드/프로필렌 옥시드 (EO/PO) 기재 탈포제, 알콜, 화이트 오일 또는 식물성 오일로부터 선택될 수 있으나, 이에 제한되지는 않고, 왁스는 장쇄 지방 알콜, 지방산 비누 또는 에스테르이다. 일부 실리콘 계면활성제와 같은 일부 작용제 및 본 개시내용의 계면활성제는 탈포제 및 계면활성제 둘 다로서 기능할 수 있다.
탈포제는 예비-텍스쳐링 제제 중에 약 0.0001 중량% 이상, 약 0.001 중량% 이상, 약 0.01 중량% 이상, 약 0.1 중량% 이상, 약 0.2 중량% 이상, 약 0.5 중량% 이상, 또는 약 1.0 중량% 이하, 약 1.5 중량% 이하, 약 2.0 중량% 이하, 약 3.0 중량% 이하, 약 3.5 중량% 이하, 약 4.0 중량% 이하, 약 4.5 중량% 이하, 약 5.0 중량% 이하의 범위, 또는 이들 종점을 사용한 임의의 범위 내의 양으로 존재할 수 있다.
3. 산
유기 산은 미량 금속, 유기 및 무기 잔류물 제거를 개선하는 기능을 한다. 유기 산은 옥살산, 시트르산, 말레산, 말산, 말론산, 글루콘산, 글루타르산, 아스코르브산, 포름산, 아세트산, 에틸렌 디아민 테트라아세트산, 디에틸렌 트리아민 펜타아세트산, 글리신, 알라닌, 시스틴, 술폰산, 술폰산의 다양한 유도체, 또는 그의 혼합물을 포함하나 이에 제한되지는 않는 광범위한 산으로부터 선택될 수 있다. 이들 산의 염이 또한 사용될 수 있다. 이들 산/염의 혼합물이 또한 사용될 수 있다.
예비-텍스쳐링 제제는 무기 산 및/또는 그의 염을 추가로 포함할 수 있다. 무기 산 및/또는 그의 염은 다른 유기 산 및/또는 그의 염과 조합하여 사용될 수 있다. 적합한 무기 산은 염산, 질산, 황산, 인산, 플루오린화수소산, 술팜산 등을 포함한다. 이들 산/염의 혼합물이 또한 사용될 수 있다.
본 개시내용의 예비-텍스쳐링 조성물은 약 0 중량% 이상, 약 0.1 중량% 이상, 약 5 중량% 이상, 약 10 중량% 이상, 또는 약 15 중량% 이하, 약 20 중량% 이하, 약 25 중량% 이하, 약 30 중량% 이하, 또는 이들 종점을 사용한 임의의 범위 내의 양의 산 및/또는 그의 염 (산/염)을 포함할 수 있다.
산 및 염의 조합은 또한 목적하는 pH 수준으로 용액을 완충하는 데 사용될 수 있다. 산/염이 예비-텍스쳐링 제제에 첨가되는 경우, 이들은 약 0.2 중량% 이상, 약 0.3 중량% 이상, 약 0.5 중량% 이상, 약 1 중량% 이상, 약 3 중량% 이상, 또는 약 5 중량% 이하, 약 7 중량% 이하, 약 9 중량% 이하, 약 10 중량% 이하, 또는 이들 종점을 사용한 임의의 범위 내의 양으로 존재할 수 있다.
4. 염기
본 개시내용의 예비-텍스쳐링 제제는 1종 이상의 염기를 추가로 포함할 수 있다. 적합한 염기는 수산화암모늄, 수산화칼륨, 4급 수산화암모늄, 아민, 구아니딘 카르보네이트 및 유기 염기를 포함하나 이에 제한되지는 않는다. 염기는 단독으로 또는 다른 염기와 조합되어 사용될 수 있다. 적합한 유기 염기의 예는 히드록실아민, 에틸렌 글리콜, 글리세롤, 유기 아민, 예컨대 1급, 2급 또는 3급 지방족 아민, 지환족 아민, 방향족 아민 및 헤테로시클릭 아민, 수성 암모니아, 및 4급 암모늄 히드록시드, 예컨대 히드록실아민 (NH2OH), N-메틸히드록실아민, N,N-디메틸히드록실아민, N,N-디에틸히드록실아민, 모노에탄올아민, 에틸렌디아민, 2-(2-아미노에틸아미노)에탄올, 디에탄올아민, N-메틸아미노에탄올, 디프로필아민, 2-에틸아미노에탄올, 디메틸아미노에탄올, 에틸디에탄올아민, 시클로헥실아민, 디시클로헥실아민, 벤질아민, 디벤질아민, N-메틸벤질아민, 피롤, 피롤리딘, 피롤리돈, 피리딘, 모르폴린, 피라진, 피페리딘, N-히드록시에틸피페리딘, 옥사졸, 티아졸, 테트라메틸암모늄 히드록시드 (TMAH), 테트라에틸암모늄 히드록시드, 테트라프로필암모늄 히드록시드, 트리메틸에틸암모늄 히드록시드, (2-히드록시에틸)트리메틸암모늄 히드록시드, (2-히드록시에틸)트리에틸암모늄 히드록시드, (2-히드록시에틸)트리프로필암모늄 히드록시드 및 (1-히드록시프로필)트리메틸암모늄 히드록시드를 포함하나 이에 제한되지는 않는다.
예비-텍스쳐링 제제는 염기를 약 0 중량% 이상, 약 1 중량% 이상, 약 5 중량% 이상, 또는 약 10 중량% 이하, 약 15 중량% 이하, 약 20 중량% 이하 범위, 또는 이들 종점을 사용한 임의의 범위 내의 양으로 포함할 수 있다.
예비-텍스쳐링 제제의 pH는 또한 산 및 염기의 농도를 조정함으로써 제어할 수 있다. pH는 기판 표면에 대한 계면활성제 흡착을 제어하고, 이에 따라 텍스쳐링 단계에서 생성되는 텍스쳐링의 품질을 제어하는 인자일 수 있다.
5. 임의적인 킬레이트화제
본 발명의 예비-텍스쳐링 및/또는 텍스쳐링 조성물은 1종 이상의 킬레이트화제를 추가로 포함할 수 있다. 킬레이트화제는 에틸렌디아민테트라아세트산 (EDTA), N-히드록시에틸에틸렌디아민트리아세트산 (NHEDTA), 니트릴로트리아세트산 (NTA), 디에틸클렌트리아민펜타아세트산디에틸렌트리아민펜타아세트산 (DPTA), 에탄올디글리시네이트, 시트르산, 글루콘산, 옥살산, 인산, 타르타르산, 메틸디포스폰산, 아미노트리스메틸렌포스폰산, 에틸리덴-디포스폰산, 1-히드록시에틸리덴-1,1-디포스폰산, 1-히드록시프로필리덴-1,1-디포스폰산, 에틸아미노비스메틸렌포스폰산, 도데실아미노비스메틸렌포스폰산, 니트릴로트리스메틸렌포스폰산, 에틸렌디아민비스메틸렌포스폰산, 에틸렌디아민테트라키스메틸렌포스폰산, 헥사디아민테트라키스메틸렌포스폰산, 디에틸렌트리아민펜타메틸렌포스폰산 및 1,2-프로판디아민테트라메틸렌포스폰산 또는 암모늄 염, 유기 아민 염, 마론산, 숙신산, 디메르캅토 숙신산, 글루타르산, 말레산, 프탈산, 푸마르산, 폴리카르복실산, 예컨대 트리카르바릴산, 프로판-1,1,2,3-테트라카르복실산, 부탄-1,2,3,4-테트라카르복실산, 피로멜리트산, 옥시카르복실산, 예컨대 글리콜산, β-히드록시프로피온산, 시트르산, 말산, 타르타르산, 피루브산, 디글리콜산, 살리실산, 갈산, 폴리페놀, 예컨대 카테콜, 피로갈롤, 인산, 예컨대 피로인산, 폴리인산, 헤테로시클릭 화합물, 예컨대 8-옥시퀴놀린, 및 디케톤, 예컨대 α-디피리딜 아세틸아세톤으로부터 선택될 수 있으나, 이에 제한되지는 않는다.
본 개시내용의 예비-텍스쳐링 제제는 킬레이트화제를 약 0 중량% 이상, 약 1 중량% 이상, 약 2 중량% 이상, 약 3 중량% 이상, 약 4 중량% 이상, 약 5 중량% 이상, 또는 약 6 중량% 이하, 약 7 중량% 이하, 약 8 중량% 이하, 약 9 중량% 이하, 약 10 중량% 이하, 또는 이들 종점을 사용한 임의의 범위 내의 양으로 포함할 수 있다.
6. 용매
예비-제제는 물, DI수 또는 정제수 등 물을 용매로서 포함하는 수성 조성물일 수 있지만; 관련 기술분야의 통상의 기술자에게 공지된 바와 같이 물 대신에 또는 물에 추가하여, 알콜, 글리콜, 아세톤 등을 포함한 통상의 용매를 사용하는 것이 가능하다. 예비-텍스쳐링 제제는 제제의 총 중량을 기준으로 50 중량% 초과의 물을 포함할 수 있다.
7. 기타 첨가제
계면활성제를 포함하는 예비-텍스쳐링 조성물은 또한 웨이퍼 표면의 세정 및/또는 텍스쳐링 (에칭)을 촉진하기 위한 1종 이상의 첨가제를 포함할 수 있다. 세정 첨가제는, 예를 들어 존재하는 경우, 톱질 손상 제거 단계 후에도 표면 상에 남아 있는 파편을 제거하는 데 도움이 된다. 임의로 본 발명의 예비-텍스쳐링 조성물은 무기 또는 유기 산, 염기, 킬레이트화제, 분산제 및 탈포제 또는 그의 혼합물을 포함한 1종 이상의 추가의 성분을 포함할 수 있다. 산 및 염기 및 기타 첨가제를 예비-텍스쳐링 조성물에 첨가하여 예를 들어 그의 세정 성능을 개선시킬 수 있다.
본 개시내용의 예비-텍스쳐링 제제는 1종 이상의 분산제를 추가로 포함할 수 있다. 적합한 분산제는 본 개시내용의 계면활성제, 뿐만 아니라 트리에탄올아민 라우릴술페이트, 암모늄 라우릴술페이트, 폴리옥시에틸렌 알킬 에테르 트리에탄올아민 술페이트, 아크릴아미드-메틸-프로판 술포네이트, 폴리옥시에틸렌 라우릴 에테르, 폴리옥시에틸렌 세틸 에테르, 폴리옥시에틸렌 스테아르산 에테르, 폴리옥시에틸렌 올레일 에테르, 폴리옥시에틸렌 고급 알콜 에테르, 폴리옥시에틸렌 옥틸 페닐 에테르, 폴리옥시에틸렌 노닐 페닐 에테르, 폴리옥시에틸렌 유도체, 폴리옥시에틸렌 소르비탄 모노라우레이트, 폴리옥시에틸렌 소르비탄 모노팔미테이트, 폴리옥시에틸렌 소르비탄 모노스테아레이트, 폴리옥시에틸렌 소르비탄 트리스테아레이트, 폴리옥시에틸렌 소르비탄 모노올레에이트, 폴리옥시에틸렌 소르비탄 트리올레에이트, 폴리옥시에틸렌 소르비트 테트라올레에이트, 폴리에틸렌 글리콜 모노라우레이트, 폴리에틸렌 글리콜 모노스테아레이트, 폴리에틸렌 글리콜 디스테아레이트, 폴리에틸렌 글리콜 모노올레에이트, 폴리옥시에틸렌 알킬아민, 폴리옥시에틸렌 경화 피마자 오일, 알킬알칸올아미드, 폴리비닐피롤리돈, 코코넛아민 아세테이트, 스테아릴아민 아세테이트, 라우릴베타인, 스테아릴베타인, 라우릴디메틸아민 옥시드 및 2-알킬-N-카르복시메틸-N-히드록시에틸이미다졸리늄 베타인을 포함한다.
분산제는 예비-텍스쳐링 제제 중에 약 0 중량% 이상, 약 0.1 중량% 이상, 약 0.5 중량% 이상, 약 1.0 중량% 이상, 약 1.5 중량% 이상, 또는 약 2.0 중량% 이하, 약 2.5 중량% 이하, 약 3.0 중량% 이하, 약 3.5 중량% 이하, 약 4.0 중량% 이하, 약 4.5 중량% 이하, 약 5.0 중량% 이하, 또는 이들 종점을 사용한 임의의 범위 내의 양으로 존재할 수 있다.
예비-텍스쳐링 제제는 기타 첨가제, 예컨대 당 또는 당 알콜, 예컨대 크실리톨, 만노스, 글루코스 등을 추가로 포함할 수 있다. 예비-텍스쳐링 제제는 이들 첨가제를 약 0 중량% 이상, 약 1 중량% 이상, 약 10 중량% 이상, 약 20 중량% 이상, 또는 약 30 중량% 이하, 약 40 중량% 이하, 약 50 중량% 이하, 또는 이들 종점을 사용한 임의의 범위 내의 양으로 함유할 수 있다.
예비-텍스쳐링 제제는 또한 산화제, 예컨대 질산, 퍼옥시드 및 차아염소산염을 포함할 수 있다. 산화제는 약 0 중량% 이상, 약 1 중량% 이상, 약 10 중량% 이상, 약 20 중량% 이상, 또는 약 30 중량% 이하, 약 40 중량% 이하, 약 50 중량% 이하, 또는 이들 종점을 사용한 임의의 범위 내의 양으로 존재할 수 있다.
예비-텍스쳐링 제제는 또한, 예비-텍스쳐 처리 조성물 또는 텍스쳐링 에칭 조성물에 대한 노출로부터 야기되는 부식으로부터 공정 장비 재료를 보호하기 위해 부식 억제제를 포함할 수 있다.
적합한 부식 억제제는 1,2,4-트리아졸, 아미노 트리아졸, 벤조트리아졸, 톨릴트리아졸, 메르캅토벤조티아졸과 같은 화합물을 포함할 수 있다. 제제는 또한 사실상 화학적으로 환원성인 부식 억제제, 예컨대 아스코르브산을 포함할 수 있다.
8. 사용 방법
본 개시내용의 예비-텍스쳐링 제제는 단결정질 기판 (예를 들어, Si<100> 또는 Si<111>), 미세결정질 규소 기판, 다결정질 규소 기판, 변형 규소 기판, 무정형 규소 기판, 도핑 또는 비도핑 폴리실리콘 기판, 유리, 사파이어 또는 임의의 유형의 규소 함유 기판일 수 있는 웨이퍼를 텍스쳐링하는 다단계 방법에서 적어도 하나의 예비-텍스쳐링 단계에서 사용될 수 있다. 기판은 또한 금속, 유리 또는 중합체 등 상이한 유형의 기판 상에 침착된 규소의 필름일 수 있다. 텍스쳐링 단계에 선행하는 예비-텍스쳐링 단계는, 용액 중에 계면활성제 또는 1종 초과의 계면활성제의 혼합물을 포함하는 본 개시내용의 제제의 사용을 포함하는 전처리 단계이다.
1종 이상의 계면활성제를 포함하는 예비-텍스쳐링 제제는 예비-텍스쳐링 단계(들) 및 텍스쳐링 단계(들) 동안에 또는 그 후에 웨이퍼의 반사도를 개선 (감소)시키는 것으로 여겨진다. 예비-텍스쳐링 단계는 계면활성제를 포함하는 본 개시내용의 예비-텍스쳐링 제제를 사용할 것이고, 텍스쳐링 단계는 임의의 공지된 에칭 조성물 또는 에칭 용액 (이는 또한 습윤 에천트로 통상적으로 지칭됨)을 사용하는 임의의 표준 텍스쳐링 또는 에칭 단계일 수 있다. 예를 들어, 텍스쳐링 단계는 표준 텍스쳐링 조에서 표준 텍스쳐링 용액을 사용할 수 있다.
본 개시내용의 예비-텍스쳐링 제제는, 예비-텍스쳐링 단계에서 사용되는 경우, 규소 표면을 세정하는 추가의 이점을 제공할 수 있다. 텍스쳐링 공정이 완료된 후, 텍스쳐링 품질이 개선되고, 단결정질 규소의 경우에는 고밀도의 작은 피라미드가 형성되고, 다결정질 규소의 경우에는 보다 균일한 텍스쳐링된 표면이 형성되어, 보다 낮은 반사도가 유도된다.
본 개시내용은 추가로, 규소 웨이퍼를 본원에 개시된 1종 이상의 예비-텍스쳐링 제제로 습윤시키는 단계를 포함하는, 규소 웨이퍼를 텍스쳐링하는 방법, 및 규소 웨이퍼를 본원에 기재된 예비-텍스쳐링 제제로 습윤시키는 단계를 포함하는, 규소 웨이퍼를 텍스쳐링하는 방법, 규소 웨이퍼를 본원에 기재된 바와 같은 예비-텍스쳐링 제제로 습윤시키는 단계; 및 상기 웨이퍼를 에칭 조성물로 습윤시키는 단계를 포함하는, 규소 웨이퍼를 텍스쳐링하는 방법을 제공한다. 임의의 상기 기재된 예비-텍스쳐링 제제가 본 개시내용의 방법에 사용될 수 있다.
본 개시내용의 텍스쳐링 공정은 적어도 예비-텍스쳐링 단계에 이어 텍스쳐링 단계를 포함하는 다단계 텍스쳐링 공정일 수 있다. 다단계 텍스쳐링 공정은 또한 하나 이상의 헹굼 단계, 하나 이상의 세정 단계, 하나 이상의 임의적인 톱질 손상 제거 단계, 및/또는 기타 단계를 포함할 수 있다. 웨이퍼는 톱질 손상 제거 단계 전에, 텍스쳐링 (에칭) 단계 전에, 또는 톱질 손상 제거 및 텍스쳐링 단계 둘 다 전에 본 개시내용의 예비-텍스쳐링 제제로 습윤될 수 있다.
웨이퍼는 예비-텍스쳐링 및/또는 텍스쳐링 단계 전 및 후에 별도의 헹굼 단계에서 헹궈질 수 있다. 습윤은 실온 또는 승온에서 수행될 수 있다. 웨이퍼는 본 개시내용의 예비-텍스쳐링 제제가 웨이퍼에 적용되는 방법에 기초하여 달라질 수 있는 시간 동안 본 개시내용의 예비-텍스쳐링 제제로 습윤될 수 있다.
II. 에천트
본 개시내용은 에천트 제제를 제공한다. 반도체 산업은 마이크로전자 장치, 실리콘 칩, 액정 디스플레이, MEMS (마이크로 일렉트로 메카니컬 시스템즈(Micro Electro Mechanical Systems)), 인쇄 배선 보드 등에서 전자 회로 및 전자 부품의 치수를 급속히 감소시키고 밀도를 증가시키고 있다. 이들 내부의 집적 회로는 각각의 회로 층 사이의 절연 층의 두께가 지속적으로 감소하고 특징부 크기가 점점 더 작아짐에 따라 층상화되거나 적층된다. 특징부 크기가 축소됨에 따라, 패턴은 더 작아지고, 장치 성능 파라미터는 더 엄격하고 더 확고해진다. 그 결과, 지금까지는 용인될 수 있었던 다양한 문제가, 더 작은 특징부 크기로 인해, 더 이상은 용인될 수 없거나 오히려 문제가 되었다.
진보된 집적 회로의 제조에서, 보다 높은 밀도와 관련된 문제를 최소화하고 성능을 최적화하기 위해, 높은 k 절연체 및 낮은 k 절연체 둘 다, 및 다양한 장벽 층 물질이 사용되어 왔다.
탄탈럼 (Ta) 및 질화탄탈럼 (TaN)이 반도체 장치, 액정 디스플레이, MEMS (마이크로 일렉트로 메카니컬 시스템즈(Micro Electro Mechanical Systems)), 인쇄 배선 보드 등을 위해, 및 귀금속, 알루미늄 (Al) 및 구리 (Cu) 배선을 위한 접지 층 및 캡 층으로서 사용된다. 반도체 장치에서, 이는 장벽 금속, 하드 마스크 또는 게이트 물질로서 사용될 수 있다.
이러한 적용을 위한 장치의 구성에서, Ta 및 TaN은 빈번하게 에칭될 필요가 있다. Ta 및 TaN의 다양한 유형의 용도 및 장치 환경에서, 이들 두 물질이 에칭될 때 동시에 다른 층이 접촉되거나 또는 달리 노출된다. 이러한 다른 물질 (예를 들어 금속 전도체, 유전체, 및 하드 마크)의 존재 하에서는 Ta 및 TaN의 고도로 선택적인 에칭이 장치 수율 및 긴 수명을 위해 필요하다.
본 개시내용은 반도체 장치에 존재하는 금속 전도체 층, 하드 마스크 층 및 저-k 유전체 층에 대해 Ta 및/또는 TaN을 선택적으로 에칭하기 위한 에천트 공정을 위한 제제를 포함한다. 보다 구체적으로, 본 개시내용은 구리 및 저-k 유전체 층에 대해 Ta 및/또는 TaN을 선택적으로 에칭하기 위한 조성물 및 방법에 관한 것이다.
본 개시내용의 에천트 제제는 비교적 높은 Ta/Cu 및/또는 TaN/Cu 에치 선택성 (즉, Cu 에치 속도에 대한 Ta 에치 속도의 높은 비 및/또는 Cu 에치 속도에 대한 TaN 에치 속도의 높은 비)을 가질 수 있다. 일부 실시양태에서, 에칭 조성물은 약 2 이상, 약 3 이상, 약 4 이상, 약 5 이상, 약 6 이상, 약 7 이상, 약 8 이상, 약 9 이상, 약 10 이상, 약 15 이상, 약 20 이상, 약 30 이상, 약 40 이상, 약 50 이상, 또는 약 60 이하, 약 70 이하, 약 80 이하, 약 90 이하, 약 100 이하, 또는 이들 종점을 사용한 임의의 범위 내의 Ta/Cu 및/또는 TaN/Cu 에치 선택성을 가질 수 있다.
본 개시내용의 에천트 제제는 비교적 높은 Ta/유전 물질 (예를 들어, SiO2 또는 저-k 물질) 및/또는 TaN/유전 물질 에치 선택성 (즉, 유전 물질 에치 속도에 대한 Ta 에치 속도의 높은 비 및/또는 유전 물질 에치 속도에 대한 TaN 에치 속도의 높은 비)을 가질 수 있다. 일부 실시양태에서, 에칭 조성물은 약 2 이상, 약 3 이상, 약 4 이상, 약 5 이상, 약 6 이상, 약 7 이상, 약 8 이상, 약 9 이상, 약 10 이상, 약 15 이상, 약 20 이상, 약 30 이상, 약 40 이상, 약 50 이상, 또는 약 60 이하, 약 70 이하, 약 80 이하, 약 90 이하, 약 100 이하, 또는 이들 종점을 사용한 임의의 범위 내의 Ta/유전 물질 및/또는 TaN/유전 물질 에치 선택성을 가질 수 있다.
본 개시내용의 에천트는 플루오린화수소산 (HF), 1종 이상의 계면활성제 부류로부터 선택된 1종 이상의 계면활성제, 1종 이상의 용매, 임의로 1종 이상의 산화제, 및 1종 이상의 착물화제를 포함할 수 있다.
1. 플루오린화수소산
플루오린화수소산은 에칭 공정 동안 반도체 기판 상의 Ta 및/또는 TaN의 제거를 촉진하고 증진시킬 수 있다고 여겨진다.
플루오린화수소산은 에천트 제제 중에 약 0.1 중량% 이상, 약 0.2 중량% 이상, 약 0.4 중량% 이상, 0.5 중량% 이상, 약 0.6 중량% 이상, 약 0.8 중량% 이상, 약 1.0 중량% 이상, 약 1.2 중량% 이상, 약 1.4 중량% 이상, 약 1.5 중량% 이상, 또는 약 2.0 중량% 이하, 약 2.5 중량% 이하, 약 3 중량% 이하, 약 3.5 중량% 이하, 약 4.0 중량% 이하, 약 4.5 중량% 이하, 약 5.0 중량% 이하, 또는 이들 종점을 사용한 임의의 범위 내의 양으로 존재할 수 있다.
2. 계면활성제
본 개시내용의 에천트 제제는 계면활성제 시스템으로도 지칭되는 1종 이상의 계면활성제를 포함한다. 계면활성제는 에칭 조성물의 균질성을 용이하게 할 수 있고 용매 중에 성분 (예를 들어, 술폰산)을 용해시키는 것을 도울 수 있다.
본 개시내용의 에천트 제제에 사용하기에 적합한 계면활성제는 화학식 I의 1종 이상의 계면활성제 및/또는 보조-계면활성제를 포함한다:
Figure pct00005
여기서 R1 및 R2는 동일하거나 상이할 수 있고, 수소 및 C1-C6 알킬로 이루어진 군으로부터 선택될 수 있고, 여기서 C1-C6 알킬은 히드록실, 아미노, 아미도, 술포닐, 술포네이트, 카르보닐, 카르복실 및 카르복실레이트로 이루어진 군으로부터 선택된 1개 이상의 치환기로 임의로 치환될 수 있고; n은 2 내지 5의 정수 (2 및 5 포함)이고; m은 9 내지 20의 정수 (9 및 20 포함)이고; 말단 질소는 R3으로 임의로 추가로 치환되고, 여기서 R3은 수소, 산소, 히드록실 및 C1-C6 알킬로 이루어진 군으로부터 선택되고, 여기서 C1-C6 알킬은 히드록실, 아미노, 아미도, 술포닐, 술포네이트, 카르보닐, 카르복실 및 카르복실레이트로 이루어진 군으로부터 선택된 1개 이상의 치환기로 임의로 치환될 수 있고; 임의적인 반대이온이 화합물과 회합될 수 있고, 반대이온은, 존재하는 경우, 클로라이드, 브로마이드, 아이오다이드, 및 히드록시드로 이루어진 군으로부터 선택된다.
특히, 적합한 계면활성제 또는 보조-계면활성제는 본원에 기재된 임의의 계면활성제 1-5 중 하나 이상을 포함할 수 있다.
계면활성제는 에천트 제제 중에 약 0.0001 중량% 이상, 약 0.01 중량% 이상, 약 0.1 중량% 이상, 약 0.2 중량% 이상, 약 0.3 중량% 이상, 약 0.4 중량% 이상, 약 0.5 중량% 이상, 또는 약 0.6 중량% 이하, 약 0.7 중량% 이하, 약 0.8 중량% 이하, 약 0.9 중량% 이하, 약 1.0 중량% 이하, 또는 이들 종점을 사용한 임의의 범위 내의 양으로 존재할 수 있다.
3. 용매
본 개시내용의 에천트 제제는 1종 이상의 용매를 포함할 수 있다. 에칭 조성물은 카르복실산인 제1 용매를 포함할 수 있다. 제1 용매로서 사용되는 카르복실산은 에칭 공정 동안 반도체 기판 상의 Ta 및/또는 TaN의 제거를 용이하게 하고 증진시킬 수 있다.
적합한 제1 용매는 화학식 R-COOH (여기서 R은 H 또는 C1-C6 알킬임)의 카르복실산, 예컨대 포름산, 아세트산, 트리플루오로아세트산, 프로피온산, 락트산, 부티르산, 발레르산 및 카프로산을 포함할 수 있다.
제1 용매는 본 개시내용의 에천트 제제의 주요 성분일 수 있다. 예를 들어, 제1 용매는 에천트 제제 중에 약 70 중량% 이상, 약 75 중량% 이상, 약 80 중량% 이상, 약 85 중량% 이상, 또는 약 90 중량% 이하, 약 95 중량% 이하, 약 96 중량% 이하, 약 97 중량% 이하, 약 98 중량% 이하, 약 99 중량% 이하, 약 99.9 중량% 이하, 또는 이들 종점을 사용한 임의의 범위 내의 양으로 존재할 수 있다.
대안적으로, 본 개시내용의 에천트 제제는 2종 이상의 용매를 포함할 수 있다. 예를 들어, 에칭 조성물은 (카르복실산이 아닌) 유기 용매 및 무기 용매로 이루어진 군으로부터 선택된 적어도 1종의 제2 용매를 포함할 수 있다. 적합한 무기 용매는 물 및 수용액을 포함한다. 물은 탈이온화되고 초순수하며, 유기 오염물을 함유하지 않고, 약 4 내지 약 17 메가 옴, 또는 적어도 약 17 메가 옴의 최소 저항률을 가질 수 있다.
적어도 1종의 제2 용매 (예를 들어, 물)가 약 0.01 중량% 이상, 약 0.1 중량% 이상, 약 0.5 중량% 이상, 약 1 중량% 이상, 약 2 중량% 이상, 약 4 중량% 이상, 약 5 중량% 이상, 또는 약 6 중량% 이하, 약 7 중량% 이하, 약 8 중량% 이하, 약 9 중량% 이하, 약 10 중량% 이하의 양으로, 또는 이들 종점을 사용한 임의의 범위 내의 양으로 존재할 수 있다.
제2 용매는 카르복실산이 아닌 유기 용매일 수 있다. 예를 들어, 유기 용매는 약 0 이상, 약 0.1 이상, 약 0.2 이상, 약 0.3 이상, 약 0.5 이상, 약 1.0 이상, 약 1.5 이상, 약 2.0 이상, 또는 약 2.5 이하, 약 3.0 이하, 약 3.5 이하, 약 4.0 이하, 약 4.5 이하, 약 5.0 이하, 또는 이들 종점을 사용한 임의의 범위 내의 분배 계수 (log P)를 갖는 소수성 유기 용매일 수 있다.
본원에 사용된 분배 계수 log P는 n-옥탄올 및 물의 2상 시스템으로부터 수득된다. 일부 실시양태에서, 유기 용매는 알콜 또는 에테르일 수 있다. 에테르는 알킬렌 글리콜 에테르 (예를 들어, 디알킬렌 글리콜 에테르, 트리알킬렌 글리콜 에테르, 및 테트라알킬렌 글리콜 에테르)일 수 있다. 이러한 유기 용매의 예는 벤질 알콜, 디에틸렌 글리콜 부틸 에테르, 디에틸렌 글리콜 디메틸 에테르, 디에틸렌 글리콜 디에틸 에테르, 디프로필렌 글리콜 디에틸 에테르, 테트라에틸렌 글리콜 디메틸 에테르 및 디프로필렌 글리콜 디메틸 에테르를 포함한다. 이론에 얽매이는 것을 원하지는 않지만, 소수성 유기 용매를 사용하면 에칭 공정 동안 Ta 또는 TaN의 제거를 감소시키지 않으면서 Cu의 제거를 억제할 수 있는 것으로 여겨진다.
적어도 1종의 제2 용매 (예를 들어, 유기 용매)는 약 0.1 중량% 이상, 약 0.2 중량% 이상, 약 0.4 중량% 이상, 약 0.5 중량% 이상, 약 0.6 중량% 이상, 약 0.8 중량% 이상, 약 1.0 중량% 이상, 약 1.5 중량% 이상, 약 2.0 중량% 이상, 약 2.5 중량% 이상, 약 5.0 중량% 이상, 또는 약 6.0 중량% 이하, 약 8.0 중량% 이하, 약 10 중량% 이하, 약 15 중량% 이하, 약 20 중량% 이하의 양으로, 또는 이들 종점을 사용한 임의의 범위 내의 양으로 존재할 수 있다.
4. 산화제
본 개시내용의 에천트 제제는 임의로 마이크로전자 적용분야에 사용하기에 적합한 임의의 산화제를 포함할 수 있다. 산화제는 반도체 기판 상의 Ta 및/또는 TaN의 제거를 용이하게 하고 증진시킬 수 있다. 적합한 산화제는 산화 산 또는 그의 염 (예를 들어, 질산, 과망가니즈산 또는 과망가니즈산칼륨), 퍼옥시드 (예를 들어, 과산화수소, 디알킬퍼옥시드, 우레아 과산화수소), 퍼술폰산 (예를 들어, 헥사플루오로프로판퍼술폰산, 메탄퍼술폰산, 트리플루오로메탄퍼술폰산 또는 p-톨루엔퍼술폰산) 및 그의 염, 오존, 퍼탄산 (예를 들어, 퍼아세트산) 및 그의 염, 과인산 및 그의 염, 과황산 및 그의 염 (예를 들어, 과황산암모늄 또는 과황산테트라메틸암모늄), 과염소산 및 그의 염 (예를 들어, 과염소산암모늄, 과염소산나트륨 또는 과염소산테트라메틸암모늄), 및 과아이오딘산 및 그의 염 (예를 들어, 과아이오딘산, 과아이오딘산암모늄 또는 과아이오딘산테트라메틸암모늄)을 포함하나 이에 제한되지는 않는다. 이들 산화제는 단독으로 또는 조합으로 사용될 수 있다.
산화제는 에천트 제제 중에 약 0.01 중량% 이상, 약 0.02 중량% 이상, 약 0.04 중량% 이상, 약 0.05 중량% 이상, 약 0.06 중량% 이상, 약 0.08 중량% 이상, 약 0.1 중량% 이상, 약 0.15 중량% 이상, 약 0.2 중량% 이상, 또는 약 0.25 중량% 이하, 약 0.3 중량% 이하, 약 0.35 중량% 이하, 약 0.4 중량% 이하, 약 0.45 중량% 이하, 약 0.5 중량% 이하, 또는 이들 종점을 사용한 임의의 범위 내의 양으로 존재할 수 있다.
대안적으로, 본 개시내용의 에천트 제제는 산화제 (예를 들어, 질산)를 배제할 수 있다. 이러한 실시양태에서, 에칭 조성물은 여전히 패턴화된 반도체 기판 (예를 들어, 패턴화된 웨이퍼)에서 다른 물질 (예를 들어, 금속 전도체 층, 하드 마스크 층 및 저-k 유전체 층)에 대해 Ta 및/또는 TaN을 선택적으로 에칭할 수 있다.
5. 착물화제
본 개시내용의 에천트 제제는 임의의 적합한 착물화제를 포함할 수 있다. 착물화제는 반도체 기판 상의 Ta 및/또는 TaN의 제거를 용이하게 하고 증진시킬 수 있는 한편 에칭 공정 동안 에칭 조성물에 노출된 Cu의 제거를 억제한다. 적합한 착물화제는 폴리카르복실산 및 히드록시카르복실산으로 이루어진 군으로부터 선택될 수 있다. 본원에 사용된 용어 "폴리카르복실산"은 2개 이상 (예를 들어, 2, 3 또는 4개)의 카르복실 기 (COOH)를 함유하는 화합물을 지칭한다. 적합한 폴리카르복실산의 예는 옥살산, 말론산, 숙신산, 글루타르산 및 아디프산을 포함한다. 본원에 사용된 용어 "히드록시카르복실산"은 적어도 1개 (예를 들어, 2, 3 또는 4개)의 히드록실 기 (OH) 및 적어도 1개 (예를 들어, 2, 3 또는 4개)의 카르복실 기 (COOH)를 함유하는 화합물을 지칭한다. 적합한 히드록시카르복실산의 예는 시트르산 및 2-히드록시벤조산을 포함한다. 일부 실시양태에서, 폴리카르복실산은 히드록실 기를 포함하지 않는다. 일부 실시양태에서, 히드록시카르복실산은 단지 1개의 히드록실 기를 포함한다.
착물화제는 에천트 제제 중에 약 0.1 중량% 이상, 약 0.2 중량% 이상, 약 0.4 중량% 이상, 약 0.5 중량% 이상, 약 0.6 중량% 이상, 약 0.8 중량% 이상, 약 1.0 중량% 이상, 약 1.5 중량% 이상, 약 2.0 중량% 이상, 약 2.5 중량% 이상, 약 5.0 중량% 이상, 또는 약 6.0 중량% 이하, 약 6.5 중량% 이하, 약 7.0 중량% 이하, 약 7.5 중량% 이하, 약 8.0 중량% 이하, 약 8.5 중량% 이하, 약 9.0 중량% 이하, 약 9.5 중량% 이하, 약 10 중량% 이하의 양으로, 또는 이들 종점을 사용한 임의의 범위 내의 양으로 포함될 수 있다.
6. 기타 첨가제
본 개시내용의 에천트 제제는 적어도 1종의 헥사플루오로실리케이트 화합물을 추가로 포함할 수 있다. 하기 기재된 헥사플루오로실리케이트 화합물은 반도체 기판 상의 Ta 및/또는 TaN의 제거를 용이하게 하고 증진시킬 수 있는 한편, 에칭 공정 동안 에칭 조성물에 노출된 유전 물질 (SiO2)의 제거를 억제한다. 적합한 헥사플루오로실리케이트 화합물은 헥사플루오로규산 (H2SiF6) 및 그의 염을 포함한다. 헥사플루오로실리케이트 화합물의 구체적 예는 H2SiF6, Na2SiF6, K2SiF6 및 (NH4)2SiF6을 포함한다.
헥사플루오로실리케이트 화합물은 에천트 제제 중에 약 0.1 중량% 이상, 약 0.2 중량% 이상, 약 0.4 중량% 이상, 0.5 중량% 이상, 약 0.6 중량% 이상, 약 0.8 중량% 이상, 약 1.0 중량% 이상, 약 1.2 중량% 이상, 약 1.4 중량% 이상, 약 1.5 중량% 이상, 또는 약 2.0 중량% 이하, 약 2.5 중량% 이하, 약 3 중량% 이하, 약 3.5 중량% 이하, 약 4.0 중량% 이하, 약 4.5 중량% 이하, 약 5.0 중량% 이하의 양으로, 또는 이들 종점을 사용한 임의의 범위 내의 양으로 존재할 수 있다.
본 개시내용의 에천트 제제는 적어도 1종의 술폰산을 추가로 포함할 수 있다. 술폰산은 에칭 공정 동안 반도체 기판 상의 Ta 및/또는 TaN의 제거를 용이하게 하고 증진시킬 수 있다. 적합한 술폰산의 예는 p-톨루엔 술폰산, 메탄술폰산 또는 도데실벤젠 술폰산을 포함한다.
술폰산은 에천트 제제 중에 약 0.1 중량% 이상, 약 0.2 중량% 이상, 약 0.4 중량% 이상, 약 0.5 중량% 이상, 약 0.6 중량% 이상, 약 0.8 중량% 이상, 약 1.0 중량% 이상, 약 1.5 중량% 이상, 약 2.0 중량% 이상, 약 2.5 중량% 이상, 약 5.0 중량% 이상, 또는 약 6.0 중량% 이하, 약 6.5 중량% 이하, 약 7.0 중량% 이하, 약 7.5 중량% 이하, 약 8.0 중량% 이하, 약 8.5 중량% 이하, 약 9.0 중량% 이하, 약 9.5 중량% 이하, 약 10 중량% 이하의 양으로, 또는 이들 종점을 사용한 임의의 범위 내에 존재할 수 있다.
또한, 본 개시내용의 에천트 제제는 임의적인 성분으로서 추가의 첨가제, 예컨대 pH 조정제, 부식 억제제, 추가의 계면활성제, 추가의 유기 용매, 살생물제 및 탈포제를 함유할 수 있다.
7. 제조 방법
본 개시내용의 에칭 조성물은 단순히 성분들을 함께 혼합함으로써 제조할 수 있거나, 또는 키트에서 2종의 조성물을 블렌딩함으로써 제조할 수 있다. 키트 내의 제1 조성물은 산화제 (예를 들어, 질산)의 수용액일 수 있다. 키트 내의 제2 조성물은 2종의 조성물의 블렌딩이 본 개시내용의 목적하는 에칭 조성물을 생성할 수 있도록, 본 개시내용의 에칭 조성물의 나머지 성분을 미리 결정된 비로 농축된 형태로 함유할 수 있다.
8. 사용 방법
본 개시내용은 Ta 및/또는 TaN (예를 들어, Ta 및/또는 TaN을 함유하는 특징부)을 함유하는 반도체 기판을 에칭하는 방법을 제공한다. 방법은 Ta 및/또는 TaN을 함유하는 반도체 기판을 본 개시내용의 에칭 조성물과 접촉시켜 Ta 및/또는 TaN을 제거하는 것을 포함한다. 방법은 접촉 단계 후에 반도체 기판을 헹굼 용매로 헹구고/거나 헹굼 단계 후에 반도체 기판을 건조시키는 것을 추가로 포함할 수 있다. 일부 실시양태에서, 방법은 반도체 기판에서 Cu 또는 유전 물질 (예를 들어, SiO2)을 실질적으로 제거하지 않는다. 예를 들어, 방법은 반도체 기판에서 Cu 또는 유전 물질의 약 5 중량% 초과 (예를 들어, 약 3 중량% 초과 또는 약 1 중량% 초과)를 제거하지 않는다.
에칭 방법은 1) Ta 및/또는 TaN을 함유하는 반도체 기판을 제공하는 단계; 2) 반도체 기판을 본원에 기재된 에칭 조성물과 접촉시키는 단계; 3) 반도체 기판을 1종 이상의 적합한 헹굼 용매로 헹구는 단계; 및 4) 임의로, (예를 들어, 헹굼 용매를 제거하며 반도체 기판의 무결성을 손상시키지 않는 임의의 적합한 수단에 의해) 반도체 기판을 건조시키는 단계를 포함할 수 있다.
이 방법에서 에칭될 Ta 및/또는 TaN을 함유하는 반도체 기판은 유기 및 유기금속 잔류물, 및 추가로 에칭 공정 동안에 제거될 수도 있는 다양한 금속 산화물을 함유할 수 있다. 반도체 기판 (예를 들어, 웨이퍼)은 전형적으로 규소, 규소 게르마늄, III-V족 화합물, 예컨대 GaAs, 또는 그의 임의의 조합으로 구성된다. 반도체 기판은 추가로 노출된 집적 회로 구조, 예컨대 상호연결 특징부 (예를 들어, 금속 라인 및 유전 물질)를 함유할 수 있다. 상호연결 특징부에 사용되는 금속 및 금속 합금은 알루미늄, 구리와 합금된 알루미늄, 구리, 티타늄, 탄탈럼, 코발트, 규소, 질화티타늄, 질화탄탈럼 및 텅스텐을 포함하나 이에 제한되지는 않는다. 반도체 기판은 또한 층간 유전체, 산화규소, 질화규소, 탄화규소, 산화티타늄 및 탄소 도핑된 산화규소의 층을 함유할 수 있다.
반도체 기판은 임의의 적합한 방법, 예컨대 에칭 조성물을 탱크에 넣고, 반도체 기판을 에칭 조성물 중에 침지 및/또는 액침시키거나, 에칭 조성물을 반도체 기판 상에 분무하거나, 에칭 조성물을 반도체 기판 상에서 유동시키거나, 또는 그의 임의의 조합에 의해 에칭 조성물과 접촉시킬 수 있다.
III. 포토레지스트 스트리퍼
본 개시내용은 포토레지스트 스트리퍼 제제를 추가로 제공한다. 액정 패널의 반도체 집적 회로 및 장치 회로는 매우 미세한 구조를 갖는다. 미세 회로는 일반적으로, 기판 상에 코팅된 절연 필름 또는 전도성 금속 필름 (예컨대 각각 산화물 필름 또는 Al 합금 필름) 상에 포토레지스트를 균일하게 코팅하고, 포토레지스트를 노광 및 현상하여 특정 패턴을 형성하고, 패턴화된 포토레지스트를 마스크로서 사용하여 금속 필름 또는 절연 필름을 에칭하고, 그 후에 불필요한 포토레지스트를 제거함으로써 제작된다.
포토레지스트 스트리핑 제제는 기판으로부터 포토레지스트를 제거하는 데 사용된다. 일반적으로, 포토레지스트 스트리핑 제제는 저온 및 고온 둘 다에서 높은 스트리핑력을 가져야 하며, 기판 상에 잔류물을 남기지 않아야 한다. 추가로, 바람직한 스트리퍼는 금속 필름을 부식시키지 않아야 하며, 대규모 액정 디스플레이 패널 회로를 제작하는 데 사용되는 다량의 스트리핑 조성물을 고려할 때 인간 및 환경 둘 다에 대해 위험을 거의 유발하지 않아야 한다.
본 개시내용은 포토레지스트를 스트리핑하기 위한 단일 웨이퍼 처리 방법 및 침지 방법 둘 다에 적합한 포토레지스트 스트리핑 제제, 특히 에어 나이프 공정을 사용하는 단일 웨이퍼 처리 방법을 적용하여 포토레지스트를 스트리핑하는 경우에도 기판 상에 불순물을 남기지 않는 제제를 제공한다.
본 개시내용은 기판 상에 코팅된 다양한 종류의 필름에 대해 우수한 스트리핑력을 갖고, 무가공 유리를 세정할 때 불순물 입자의 형성을 방지하는 포토레지스트 스트리핑 조성물을 추가로 제공한다.
높은 공기 압력을 사용하는 단일 웨이퍼 처리 포토레지스트 스트리핑 공정 (에어 나이프) 및 디핑 공정 둘 다에 적합하기 위해서는, 포토레지스트 스트리핑 제제가 우수한 스트리핑력을 갖고 비-부식성이며 기판 상에 불순물 입자를 형성하지 않는 것이 본질적이다.
기판 상의 임의의 불순물을 효과적으로 방지하기 위해, 스트리핑 제제는 다양한 LCD 층, 예컨대 산화인듐주석 (ITO) 필름, 알루미늄, 크로뮴, 질화규소 필름 및 무정형 규소 필름에 의해 용이하게 흡수되어야 한다. 또한, 스트리핑 제제는 LCD 층에서 균일하게 낮은 표면 장력을 나타내야 한다. 또한, 이는 낮은 휘발성 및 점도를 가져야 한다. 또한, LCD 층의 표면과 표면 상에 적하된 스트리핑 제제 사이의 접촉각은 작고 일정하게 유지되어야 한다.
또한, 스트리핑 제제는 다양한 종류의 LCD 층에 대해 균일한 물리적 특성을 나타내고, 스트리핑 제제는 LCD 제조 설비 내의 입자의 존재를 시험할 때 무가공 유리 상에서의 불순물 입자의 형성을 방지할 수 있는 것이 바람직하다.
본 개시내용의 포토레지스트 스트리핑 제제는 알칸올아민, 술폭시드 또는 술폰 화합물, 글리콜 에테르, 및 1종 이상의 계면활성제 부류로부터 선택된 1종 이상의 계면활성제를 포함한다.
1. 알칸올아민
알칸올아민은 기판으로부터 포토레지스트를 스트리핑한다. 적합한 알칸올아민은 모노이소프로판올아민 및 모노에탄올아민을 포함한다.
알칸올아민은 포토레지스트 스트리퍼 제제 중에 약 5 중량% 이상, 약 6 중량% 이상, 약 7 중량% 이상, 약 8 중량% 이상, 약 9 중량% 이상, 또는 약 10 중량% 이하, 약 11 중량% 이하, 약 12 중량% 이하, 약 13 중량% 이하, 약 14 중량% 이하, 약 15 중량% 이하, 또는 이들 종점을 사용한 임의의 범위 내의 양으로 존재한다.
2. 술폭시드 또는 술폰
술폭시드 또는 술폰 화합물은 포토레지스트를 용해시키는 용매로서 제공되고, 이는 스트리핑 조성물과 LCD 층 사이의 표면 장력을 제어한다. 적합한 화합물은 디에틸술폭시드, 디메틸술폭시드, 디에틸술폰 또는 디메틸술폰을 포함한다.
술폭시드 또는 술폰 화합물은 포토레지스트 스트리핑 제제 중에 약 35 중량% 이상, 약 40 중량% 이상, 또는 약 45 중량% 이하, 약 50 중량% 이하, 약 55 중량% 이하, 또는 이들 종점을 사용한 임의의 범위 내의 양으로 포함될 수 있다.
3. 글리콜 에테르
글리콜 에테르는, 상기 언급된 술폭시드 또는 술폰 화합물과 조합되어, 포토레지스트를 용해시키고, 화합물과 LCD 층 사이의 표면 장력을 제어하여, 디메틸술폭시드 및 모노에탄올아민으로 이루어진 조성물보다 에어-나이프 포토레지스트 스트리핑 능력을 훨씬 더 증진시키는 역할을 한다. 디메틸술폭시드 그 자체는 에어 나이프 포토레지스트 스트리핑 능력을 증진시키는 역할을 하지만, 모노에탄올아민과의 그의 조합은 에어 나이프 포토레지스트 스트리핑 능력을 크게 감소시킨다. 그러나, 디메틸술폭시드 및 모노에탄올아민으로 이루어진 화합물 중에 글리콜 에테르를 첨가하면, 에어-나이프 포토레지스트 스트리핑 능력 및 화합물의 포토레지스트 스트리핑력 둘 다를 증가시킨다.
적합한 글리콜 에테르 화합물은 에틸디글리콜, 메틸디글리콜 또는 부티디글리콜을 포함한다.
글리콜 에테르는 포토레지스트 스트리핑 제제 중에 약 35 중량% 이상, 약 40 중량% 이상, 또는 약 45 중량% 이하, 약 50 중량% 이하, 약 55 중량% 이하의 양으로, 또는 이들 종점을 사용하는 임의의 범위의 양으로 포함될 수 있다.
4. 계면활성제
1종 이상의 계면활성제가 포토레지스트 스트리퍼 제제 중에 포함될 수 있다. 계면활성제는 무가공 유리를 헹구는 동안 기판 상에서의 불순물 입자의 생성 및 잔류물을 방지할 수 있다. 본 개시내용의 포토레지스트 스트리퍼 제제에 사용하기 위한 적합한 계면활성제는 화학식 I의 1종 이상의 계면활성제 및/또는 보조-계면활성제를 포함한다:
Figure pct00006
여기서 R1 및 R2는 동일하거나 상이할 수 있고, 수소 및 C1-C6 알킬로 이루어진 군으로부터 선택될 수 있고, 여기서 C1-C6 알킬은 히드록실, 아미노, 아미도, 술포닐, 술포네이트, 카르보닐, 카르복실 및 카르복실레이트로 이루어진 군으로부터 선택된 1개 이상의 치환기로 임의로 치환될 수 있고; n은 2 내지 5의 정수 (2 및 5 포함)이고; m은 9 내지 20의 정수 (9 및 20 포함)이고; 말단 질소는 R3으로 임의로 추가로 치환되고, 여기서 R3은 수소, 산소, 히드록실 및 C1-C6 알킬로 이루어진 군으로부터 선택되고, 여기서 C1-C6 알킬은 히드록실, 아미노, 아미도, 술포닐, 술포네이트, 카르보닐, 카르복실 및 카르복실레이트로 이루어진 군으로부터 선택된 1개 이상의 치환기로 임의로 치환될 수 있고; 임의적인 반대이온이 화합물과 회합될 수 있고, 반대이온은, 존재하는 경우, 클로라이드, 브로마이드, 아이오다이드, 및 히드록시드로 이루어진 군으로부터 선택된다.
특히, 적합한 계면활성제 또는 보조-계면활성제는 본원에 기재된 임의의 계면활성제 1-5 중 하나 이상을 포함할 수 있다.
포토레지스트 스트리퍼 제제는 1종 이상의 계면활성제를 약 0.05 중량% 이상, 약 0.1 중량% 이상, 약 0.2 중량% 이상, 또는 약 0.3 중량% 이하, 약 0.4 중량% 이하, 약 0.5 중량% 이하, 또는 이들 종점을 사용한 임의의 범위 내의 양으로 포함할 수 있다.
5. 기타 첨가제
본 개시내용의 포토레지스트 스트리퍼 제제는 테트라메틸 암모늄 히드록시드를 1 중량% 이상, 약 2 중량% 이상, 약 3 중량% 이상, 약 4 중량% 이상, 약 5 중량% 이상, 또는 약 6 중량% 이하, 약 7 중량% 이하, 약 8 중량% 이하, 약 9 중량% 이하, 약 10 중량% 이하, 또는 이들 종점을 사용한 임의의 범위 내의 양으로 추가로 포함할 수 있다.
포토레지스트 스트리퍼 제제는 또한 벤젠디올을 약 3 중량% 이상, 약 4 중량% 이상, 약 5 중량% 이상, 약 6 중량% 이상, 약 7 중량% 이상, 약 8 중량% 이상, 약 9 중량% 이상, 또는 약 10 중량% 이하, 약 11 중량% 이하, 약 12 중량% 이하, 약 13 중량% 이하, 약 14 중량% 이하, 약 15 중량% 이하, 또는 이들 종점을 사용한 임의의 범위 내의 양으로 포함할 수 있다.
포토레지스트 스트리핑 제제는 또한 알킬술폰산을 약 1 중량% 이상, 약 2 중량% 이상, 약 3 중량% 이상, 약 4 중량% 이상, 약 5 중량% 이상, 약 6 중량% 이상, 약 7 중량% 이상, 약 8 중량% 이상, 약 9 중량% 이상, 또는 약 10 중량% 이하, 약 11 중량% 이하, 약 12 중량% 이하, 약 13 중량% 이하, 약 14 중량% 이하, 약 15 중량% 이하, 또는 이들 종점을 사용한 임의의 범위 내의 양으로 포함할 수 있다.
VI. 계면활성제
본 개시내용은 아미노산 유도체 형태의 농업용 제품에 사용하기 위한 계면활성제를 제공한다. 아미노산은 자연 발생 또는 합성된 것일 수 있거나, 또는 카프로락탐 등 락탐의 개환 반응으로부터 수득될 수 있다. 본 개시내용의 화합물은 표면-활성 특성을 갖는 것으로 나타났고, 예를 들어 계면활성제 및 습윤제로서 사용될 수 있다. 특히, 본 개시내용은 화학식 I의 화합물을 제공한다:
Figure pct00007
여기서 R1 및 R2는 동일하거나 상이할 수 있고, 수소 및 C1-C6 알킬로 이루어진 군으로부터 선택될 수 있고, 여기서 C1-C6 알킬은 히드록실, 아미노, 아미도, 술포닐, 술포네이트, 카르보닐, 카르복실 및 카르복실레이트로 이루어진 군으로부터 선택된 1개 이상의 치환기로 임의로 치환될 수 있고; n은 2 내지 5의 정수 (2 및 5 포함)이고; m은 9 내지 20의 정수 (9 및 20 포함)이고; 말단 질소는 R3으로 임의로 추가로 치환되고, 여기서 R3은 수소, 산소, 히드록실 및 C1-C6 알킬로 이루어진 군으로부터 선택되고, 여기서 C1-C6 알킬은 히드록실, 아미노, 아미도, 술포닐, 술포네이트, 카르보닐, 카르복실 및 카르복실레이트로 이루어진 군으로부터 선택된 1개 이상의 치환기로 임의로 치환될 수 있고; 임의적인 반대이온이 화합물과 회합될 수 있고, 반대이온은, 존재하는 경우, 클로라이드, 브로마이드, 아이오다이드, 및 히드록시드로 이루어진 군으로부터 선택된다.
본 개시내용에 의해 제공되는 하나의 구체적 화합물은 하기 화학식을 갖는 6-(도데실옥시)-N,N,N-트리메틸-6-옥소헥산-1-아미늄 아이오다이드 (계면활성제 1)이다:
Figure pct00008
.
본 개시내용에 의해 제공되는 제2의 구체적 화합물은 하기 화학식을 갖는 도데실 6-(디메틸아미노)헥사노에이트 N-옥시드 (계면활성제 2)이다:
Figure pct00009
.
상기 구조에서, "N→O"라는 표기는 질소와 산소 사이의 비-이온성 결합 상호작용을 전달하기 위한 것이다.
본 개시내용에 의해 제공되는 제3의 구체적 화합물은 하기 화학식을 갖는 6-(도데실옥시)-N,N-디메틸-6-옥소헥산-1-아미늄 클로라이드 (계면활성제 3)이다:
Figure pct00010
.
본 개시내용에 의해 제공되는 제4의 구체적 화합물은 하기 화학식을 갖는 4-((6-(도데실옥시)-6-옥소헥실)디메틸암모니오)부탄-1-술포네이트 (계면활성제 4)이다:
Figure pct00011
.
본 개시내용에 의해 제공되는 제5의 구체적 화합물은 하기 화학식을 갖는 6-(도데실옥시)-6-옥소헥산-1-아미늄 클로라이드 (계면활성제 5)이다:
Figure pct00012
.
이들 계면활성제는 다양한 방법에 의해 합성될 수 있다. 하나의 이러한 방법은 락탐을 개환시켜 N-말단 및 C-말단을 갖는 아미노산을 수득하는 것을 포함한다. N-말단은 1종 이상의 알킬화제 및/또는 산과 반응하여 4급 암모늄 염을 생성할 수 있다. 대안적으로, N-말단은 산화제와 반응하여 아민 N-옥시드를 생성할 수 있다. C-말단은 산의 존재 하에 알콜과 반응하여 에스테르를 생성할 수 있다.
아미노산은 자연 발생 또는 합성된 것일 수 있거나, 또는 카프로락탐 등 락탐의 개환 반응으로부터 유래될 수 있다. 개환 반응은 산 또는 알칼리 촉매 반응일 수 있고, 산 촉매 반응의 예가 하기 반응식 1에 제시된다.
반응식 1
Figure pct00013
아미노산은 N-말단과 C-말단 사이에 적게는 1개 또는 많게는 12개의 탄소를 가질 수 있다. 알킬 쇄는 분지형 또는 직쇄일 수 있다. 알킬 쇄에는 질소, 산소 또는 황이 개재될 수 있다. 알킬 쇄는 히드록실, 아미노, 아미도, 술포닐, 술포네이트, 카르복실, 및 카르복실레이트로 이루어진 군으로부터 선택된 1개 이상의 치환기로 추가로 치환될 수 있다. N-말단 질소는 1개 이상의 알킬 기로 아실화 또는 알킬화될 수 있다. 예를 들어, 아미노산은 6-(디메틸아미노)헥산산일 수 있다.
계면활성제 1은 하기 반응식 2에 제시된 바와 같이 합성될 수 있다. 제시된 바와 같이, 6-아미노헥산산을 환류 하에 포름산 중 포름알데히드로 처리하여 6-(디메틸아미노)헥산산을 수득한다. 이어서 유리 카르복실산을 톨루엔 중 p-톨루엔 술폰산 (PTSA)의 존재 하에 알콜, 예컨대 도데칸올로 처리하여 상응하는 에스테르, 도데실 6-(디메틸아미노)헥사노에이트를 수득한다. 이어서 N-말단을 탄산나트륨의 존재 하에 메틸 아이오다이드로 알킬화시킨다.
반응식 2
Figure pct00014
계면활성제 2는 하기 반응식 3에 제시된 바와 같이 합성될 수 있다. 제시된 바와 같이, 6-아미노헥산산을 환류 하에 포름산 중 포름알데히드로 처리하여 6-(디메틸아미노)헥산산을 수득한다. 이어서 유리 카르복실산을 톨루엔 중 p-톨루엔 술폰산 (PTSA)의 존재 하에 알콜, 예컨대 도데칸올로 처리하여 상응하는 에스테르, 도데실 6-(디메틸아미노)헥사노에이트를 수득한다. 이어서 N-말단을 과산화수소로 산화시켜 아민 옥시드를 수득한다.
반응식 3
Figure pct00015
계면활성제 3은 반응식 4에 제시된 바와 같이 합성될 수 있다. 제시된 바와 같이, 6-아미노헥산산을 환류 하에 포름산 중 포름알데히드로 처리하여 6-(디메틸아미노)헥산산을 수득한다. 이어서 유리 카르복실산을 톨루엔 중 p-톨루엔 술폰산 (PTSA)의 존재 하에 알콜, 예컨대 도데칸올로 처리하여 상응하는 에스테르, 도데실 6-(디메틸아미노)헥사노에이트를 수득한다. 이어서 N-말단을 탄산나트륨의 존재 하에 메틸 아이오다이드로 알킬화시킨다.
반응식 4
Figure pct00016
계면활성제 4는 반응식 5에 제시된 바와 같이 합성될 수 있다. 제시된 바와 같이, 6-아미노헥산산을 환류 하에 포름산 중 포름알데히드로 처리하여 6-(디메틸아미노)헥산산을 수득한다. 이어서 유리 카르복실산을 톨루엔 중 p-톨루엔 술폰산 (PTSA)의 존재 하에 알콜, 예컨대 도데칸올로 처리하여 상응하는 에스테르, 도데실 6-(디메틸아미노)헥사노에이트를 수득한다. 이어서 N-말단을 환류 에틸 아세테이트 중에서 1,4-부탄술톤으로 처리하여 목적하는 술포네이트를 수득한다.
반응식 5
Figure pct00017
계면활성제 5는 반응식 6에 제시된 바와 같이 합성될 수 있다. 제시된 바와 같이, 6-아미노헥산산을 톨루엔 중 p-톨루엔 술폰산 (PTSA)의 존재 하에 알콜과 반응시켜 상응하는 에스테르, 도데실 6-아미노헥사노에이트를 수득한다. N-말단을 염산으로 양성자화시켜 목적하는 히드로클로라이드 염을 수득한다.
반응식 6
Figure pct00018
본 개시내용의 화합물은 표면-활성 특성을 입증한다. 이러한 특성은 다양한 방법에 의해 측정되고 기재될 수 있다. 계면활성제를 설명할 수 있는 한 가지 방법은 분자의 임계 미셀 농도 (CMC)이다. CMC는 미셀이 형성되고 그 이상에서는 모든 추가의 계면활성제가 미셀 내로 혼입되는 계면활성제의 농도로서 정의될 수 있다.
계면활성제 농도가 증가함에 따라, 표면 장력은 감소한다. 표면이 계면활성제 분자로 완전히 덮이면, 미셀이 형성되기 시작한다. 이러한 지점은 CMC 뿐만 아니라 최소 표면 장력을 나타낸다. 계면활성제의 추가적 첨가는 표면 장력에 더 이상 영향을 미치지 않는다. 따라서, CMC는 계면활성제 농도의 함수로서 표면 장력의 변화를 관찰함으로써 측정될 수 있다. 이 값을 측정하기 위한 한 가지 방법은 윌헤미(Wilhemy) 플레이트 방법이다. 윌헬미 플레이트는 통상적으로 와이어에 의해 저울에 부착된 얇은 이리듐-백금 플레이트이며, 공기-액체 계면에 수직으로 배치된다. 습윤에 의해 플레이트 상에 가해지는 힘을 저울을 사용하여 측정한다. 이어서 이 값을 사용하여 식 1에 따라 표면 장력 (γ)을 계산한다:
식 1: γ = F/l cos θ
여기서 l은 습윤 둘레 (2w + 2d, 여기서 w 및 d는 각각 플레이트 두께 및 폭임)이고, 액체와 플레이트 사이의 접촉각인 cos θ는 현존하는 문헌 값이 없는 경우 0으로 가정된다.
계면활성제의 성능을 평가하는 데 사용되는 또 다른 파라미터는 동적 표면 장력이다. 동적 표면 장력은 특정 표면 또는 계면 나이에 대한 표면 장력의 값이다. 계면활성제가 첨가된 액체의 경우, 이는 평형 값과 상이할 수 있다. 표면이 생성된 직후, 표면 장력은 순수한 액체의 표면 장력과 동일하다. 상기 기재된 바와 같이, 계면활성제는 표면 장력을 감소시키고; 따라서, 표면 장력은 평형 값에 도달할 때까지 떨어진다. 평형에 도달하는 데 필요한 시간은 계면활성제의 확산 속도 및 흡착 속도에 따라 달라진다.
동적 표면 장력을 측정하는 한 가지 방법은 기포 압력 장력계에 의존한다. 이 장치는 모세관을 통해 액체에 형성된 기포의 최대 내부 압력을 측정한다. 측정된 값은 기포 형성 시작에서부터 최대 압력 발생까지의 시간인 특정 표면 나이에서의 표면 장력에 상응한다. 표면 나이에 대한 표면 장력의 의존성은 기포가 생성되는 속도를 변화시킴으로써 측정될 수 있다.
표면-활성 화합물은 또한 접촉각에 의해 측정되는, 고체 기재에 대한 그의 습윤 능력에 의해 평가될 수 있다. 액체 액적이 공기와 같은 제3 매질 중에서 고체 표면과 접촉하게 되면, 액체, 기체 및 고체 사이에 3-상 라인이 형성된다. 3-상 라인에 작용하고 액체 액적에서 접선인 표면 장력 단위 벡터와 표면 사이의 각도를 접촉각이라고 기재한다. 접촉각 (습윤각으로도 공지됨)은 액체에 의한 고체의 습윤성의 척도이다. 완전한 습윤의 경우, 액체는 고체 상에서 완전히 퍼지고 접촉각은 0°이다. 습윤 특성은 전형적으로 주어진 화합물에 대해 1-100x CMC의 농도에서 측정되지만, 이는 농도-의존성 특성이 아니며, 따라서 습윤 특성의 측정은 더 높거나 더 낮은 농도에서 측정될 수 있다.
한 방법에서, 광학 접촉각 측각기를 사용하여 접촉각을 측정할 수 있다. 이 장치는 디지털 카메라 및 소프트웨어를 사용하여, 표면 상에 고착된 액체 액적의 윤곽 모양을 분석함으로써 접촉각을 추출한다.
본 개시내용의 표면-활성 화합물에 대한 잠재적 적용은 샴푸, 헤어 컨디셔너, 세제, 얼룩 없는 세정 용액, 바닥 및 카펫 클리너, 낙서 제거용 클리닝 작용제, 작물 보호용 습윤제, 작물 보호용 아주반트, 및 에어로졸 분무 코팅용 습윤제로서 사용하기 위한 제제를 포함한다.
관련 기술분야의 통상의 기술자는 화합물들 간의 작은 차이가 실질적으로 상이한 계면활성제 특성을 유도할 수 있어, 상이한 화합물이 상이한 적용에서 상이한 기재와 함께 사용될 수 있음을 이해할 것이다.
하기 비제한적 실시양태는 상이한 계면활성제의 상이한 특성을 입증하기 위해 제공된다. 하기 표 1에서, 계면활성제에 대한 약칭은 그의 상응하는 화학 구조와 관계가 있다.
표 1
Figure pct00019
5종의 화합물 각각은 특히 다른 적용분야 중에서도 습윤제 또는 발포제, 분산제, 유화제 및 세제에 유용한 표면-활성제로서 효과적이다.
계면활성제 1, 계면활성제 3 및 계면활성제 5는 양이온성이다. 이러한 계면활성제는 상기 기재된 적용 및 개인 모발 관리 제품과 같은 표면 처리제 등 일부 추가의 특별한 적용 둘 다에 유용하고, 또한 발수 표면을 생성하는 데 사용될 수 있다.
계면활성제 4는 비-이온성이고, 샴푸, 세제, 경질 표면 클리너 및 다양한 다른 표면 클리닝 제제에 사용될 수 있다.
계면활성제 5는 쯔비터이온성이다. 이들 계면활성제는 상기 기재된 모든 적용에서 보조-계면활성제로서 유용하다.
실시예
핵 자기 공명 (NMR) 분광분석법을 브루커(Bruker) 500 MHz 분광계 상에서 수행하였다. 임계 미셀 농도 (CMC)는 Pt-Ir 플레이트가 구비된 장력계 (DCAT 11, 데이터피직스 인스트루먼츠 게엠베하(DataPhysics Instruments GmbH))를 사용하여 23℃에서 윌헬미 플레이트 방법에 의해 결정하였다. 동적 표면 장력은 23℃에서 기포 압력 장력계 (크뤼스(Kruess) BP100, 크뤼스 게엠베하(Kruess GmbH))를 사용하여 결정하였다. 접촉각은 디지털 카메라가 구비된 광학 접촉각 측각기 (OCA 15 프로, 데이터피직스 게엠베하(DataPhysics GmbH))를 사용하여 결정하였다.
실시예 1a:
6-(도데실옥시)-N,N,N-트리메틸-6-옥소헥산-1-아미늄 아이오다이드 (계면활성제 1)의 합성
6-(디메틸아미노)헥산산 (11.99 g, 75.36 mmol)을 딘-스타크 트랩이 구비된 둥근 바닥 플라스크에서 톨루엔 (50 mL) 중에 용해시켰다. 이어서 도데칸올 (12.68 g, 75.36 mmol) 및 p-톨루엔 술폰산 1수화물 (PTSA) (14.33 g, 75.36 mmol)을 첨가하였다. 딘-스타크 트랩에서 추가의 물이 나타나지 않을 때까지, 반응물을 환류 하에 24시간 동안 가열하였다. 용매를 진공 하에 제거하고, 생성된 고체를 헥산으로 세척하였다. 고체를 디클로로메탄 (200 mL) 중에 용해시키고, 포화 탄산나트륨으로 세척하여 도데실 6-(디메틸아미노)헥사노에이트를 51% 수율로 수득하였다. 1H NMR (DMSO) δ 4.00 (t, J = 6.5 Hz, 2H), 2.27 (t, J = 7.3 Hz, 2H), 2.13-2.16 (m, 2H), 2.01 (s, 6H), 1.54 - 1.53 (m, 6H), 1.27-1.18 (m, 20H), 0.86 (t, 3H).
도데실 6-(디메틸아미노)헥사노에이트 (1.0 g, 3.05 mmol)를 아세토니트릴 (10 mL) 중에 용해시켰다. 이어서 탄산나트륨 (0.388 g, 3.66 mmol)을 첨가하고, 반응물을 실온에서 10분 동안 교반하였다. 메틸 아이오다이드 (0.57 mL, 9.16 mmol)를 첨가하고, 반응 혼합물을 40℃로 24시간 동안 가열한 다음, 실온으로 냉각시켰다. 혼합물을 여과하고, 농축시켜 6-(도데실옥시)-N,N,N-트리메틸-6-옥소헥산-1-아미늄 아이오다이드를 황색 고체로서 92% 수율로 수득하였다. 1H NMR (DMSO) δ 4.00 (t, J = 6.7 Hz, 2H), 3.30 - 3.22 (m, 2H), 3.04 (s, 9H), 2.34 (t, J = 7.4 Hz, 2H), 1.70 - 1.63 (m, 2H), 1.62 - 1.46 (m, 4H), 1.31 - 1.20 (m, 20H), 0.86 (t, J = 6.9 Hz, 3H).
실시예 1b:
계면활성제 1의 임계 미셀 농도 (CMC)의 결정
임계 미셀 농도 (CMC)를 시험하였다. 물 중 농도에 따른 표면 장력의 변화로부터, CMC는 약 1 mmol인 것으로 결정되었다. 이 계면활성제에 의해 도달될 수 있는 최소 표면 장력의 플래토 값은 약 33 mN/m, 즉 33 mN/m ± 3.3 mN/m이다. 도 1은 표면 장력 대 농도를 보여주는, 이러한 결과의 플롯이다. 플롯으로부터, 표면 장력은 CMC에서 약 34 mN/m이고, 1.0 mmol 이상의 농도에서 약 33.8 mN/m이다.
실시예 1c:
계면활성제 1의 동적 표면 장력의 결정
동적 표면 장력은 시간에 따라 새로이 생성되는 공기-물 계면의 표면 장력의 변화를 측정하는 기포 압력 장력계를 사용하여 결정하였다. 도 2는 표면 장력 대 시간으로서 결과의 플롯을 나타내고, 이는 1 ms 내지 75 ms의 시간 간격에서의 표면 장력이 약 55.5 mN/m에서 약 39.9 mN/m로 급속히 강하한다는 것을 나타낸다. 75 ms 내지 50,410 ms의 시간 간격에서, 표면 장력은 약 39.9 mN/m에서 약 34 mN/m로 서서히 강하하여, CMC에서의 표면 장력의 포화 값에 점근적으로 접근한다.
실시예 1d:
계면활성제 1의 습윤 특성의 결정
표면 장력 및 표면 역학 이외에도, 화합물의 습윤 특성을 다양한 표면 상에서 시험하였다. 예를 들어, 소수성 기재, 예컨대 폴리에틸렌-HD는 32°의 접촉각으로 표면 습윤을 나타낸다. 테플론과 같은 소유성 및 소수성 기재 상에서, 측정된 접촉각은 67.1°였으며, 이는 물의 접촉각보다 훨씬 낮다 (표 2).
표 2
Figure pct00020
실시예 2a:
도데실 6-(디메틸아미노)헥사노에이트 N-옥시드 (계면활성제 2)의 합성
6-(디메틸아미노)헥산산 (11.99 g, 75.36 mmol)을 딘-스타크 트랩이 구비된 둥근 바닥 플라스크에서 톨루엔 (50 mL) 중에 용해시켰다. 이어서 도데칸올 (12.68 g, 75.36 mmol) 및 p-톨루엔 술폰산 1수화물 (PTSA) (14.33 g, 75.36 mmol)을 첨가하였다. 딘-스타크 트랩에서 추가의 물이 나타나지 않을 때까지, 반응물을 환류 하에 24시간 동안 가열하였다. 용매를 진공 하에 제거하고, 생성된 고체를 헥산으로 세척하였다. 고체를 디클로로메탄 (200 mL) 중에 용해시키고, 포화 탄산나트륨으로 세척하여 도데실 6-(디메틸아미노)헥사노에이트를 51% 수율로 수득하였다. 1H NMR (DMSO) δ 4.00 (t, J = 6.5 Hz, 2H), 2.27 (t, J = 7.3 Hz, 2H), 2.13-2.16 (m, 2H), 2.01 (s, 6H), 1.54 - 1.53 (m, 6H), 1.27-1.18 (m, 20H), 0.86 (t, 3H).
도데실 6-(디메틸아미노)헥사노에이트 (1.0 g, 3.05 mmol)를 증류수 (80 mL) 중에 용해시켰다. 과산화수소 (50% 용액, 1.04 g, 30.5 mmol)를 첨가하였다. 반응물을 환류 하에 12시간 동안 가열한 다음, 용매를 진공 하에 제거하였다. 생성된 고체를 아세톤으로 세척하여 목적 N-옥시드를 90% 수율로 수득하였다. 1H NMR (500 MHz, DMSO) δ 4.00 (t, J = 6.6 Hz, 2H), 3.30 - 3.26 (m, 2H), 3.18 (s, 6H), 2.31 (t, J = 7.4 Hz, 2H), 1.76 - 1.73 (m, 2H), 1.54 - 1.57 (m, 4H), 1.30 - 1.24 (m, 22H), 0.86 (t, J = 6.9 Hz, 3H).
실시예 2b:
계면활성제 2의 임계 미셀 농도 (CMC)의 결정
임계 미셀 농도 (CMC)를 시험하였다. 물 중 농도에 따른 표면 장력의 변화로부터, CMC는 약 0.08 mmol인 것으로 결정되었다. 이 계면활성제에 의해 도달될 수 있는 최소 표면 장력의 플래토 값은 약 28 mN/m, 즉 28 mN/m ± 2.8 mN/m이다. 도 3은 표면 장력 대 농도를 보여주는, 이러한 결과의 플롯이다. 결과의 플롯으로부터, CMC에서의 표면 장력은 약 30 mN/m 이하이다. 플롯은 0.08 mmol 이상의 농도에서 30 mN/m 이하의 표면 장력을 추가로 나타낸다.
실시예 2c:
계면활성제 2의 동적 표면 장력의 결정
동적 표면 장력은 시간에 따라 새로이 생성되는 공기-물 계면의 표면 장력의 변화를 측정하는 기포 압력 장력계를 사용하여 결정하였다. 도 4는 표면 장력 대 시간의 플롯을 나타내며, 이는 화합물이 대략 7.6초 내에 표면을 완전히 포화시켰음을 나타낸다. 플롯에서 볼 수 있는 바와 같이, 동적 표면 장력은 4900 ms 이상의 표면 나이에서 40 mN/m 이하이다.
실시예 2d:
계면활성제 2의 습윤 특성의 결정
표면 장력 및 표면 역학 이외에도, 화합물의 습윤 특성을 다양한 표면 상에서 시험하였다. 예를 들어, 소수성 기재, 예컨대 폴리에틸렌-HD는 물의 접촉각보다 훨씬 더 낮은 39.3°의 접촉각으로 표면 습윤을 나타낸다. 테플론과 같은 소유성 및 소수성 기재 상에서, 측정된 접촉각은 57.4°였으며, 이는 물의 접촉각보다 훨씬 낮다 (표 3).
표 3
Figure pct00021
실시예 3a:
6-(도데실옥시)-N,N-디메틸-6-옥소헥산-1-아미늄 클로라이드 (계면활성제 3)의 합성
6-(디메틸아미노)헥산산 (11.99 g, 75.36 mmol)을 딘-스타크 트랩이 구비된 둥근 바닥 플라스크에서 톨루엔 (50 mL) 중에 용해시켰다. 이어서 도데칸올 (12.68 g, 75.36 mmol) 및 p-톨루엔 술폰산 1수화물 (PTSA) (14.33 g, 75.36 mmol)을 첨가하였다. 딘-스타크 트랩에서 추가의 물이 나타나지 않을 때까지, 반응물을 환류 하에 24시간 동안 가열하였다. 용매를 진공 하에 제거하고, 생성된 고체를 헥산으로 세척하였다. 고체를 디클로로메탄 (200 mL) 중에 용해시키고, 포화 탄산나트륨으로 세척하여 도데실 6-(디메틸아미노)헥사노에이트를 51% 수율로 수득하였다. 1H NMR (DMSO) δ 4.00 (t, J = 6.5 Hz, 2H), 2.27 (t, J = 7.3 Hz, 2H), 2.13-2.16 (m, 2H), 2.01 (s, 6H), 1.54 - 1.53 (m, 6H), 1.27-1.18 (m, 20H), 0.86 (t, 3H).
도데실 6-(디메틸아미노)헥사노에이트 (100 mg, 0.305 mmol)를 물 (10 mL) 중에 용해시켰다. 진한 염산 (11.14 mg, 0.305 mmol)을 첨가하였다.
실시예 3b:
계면활성제 3의 임계 미셀 농도 (CMC)의 결정
임계 미셀 농도 (CMC)를 시험하였다. 물 중 농도에 따른 표면 장력의 변화로부터, CMC는 약 1.4 mmol인 것으로 결정되었다. 이 계면활성제에 의해 도달될 수 있는 최소 표면 장력의 플래토 값은 약 30 mN/m, 즉 30 mN/m ± 3 mN/m이다. 도 5는 표면 장력 대 농도를 보여주는, 이러한 결과의 플롯이다. 결과의 플롯으로부터, CMC에서의 표면 장력은 약 30 mN/m 이하이다. 플롯은 추가로 표면 장력이 2.7 mmol 이상의 농도에서 33 mN/m 이하인 것을 나타낸다.
실시예 3c:
계면활성제 3의 동적 표면 장력의 결정
동적 표면 장력은 시간에 따라 새로이 생성되는 공기-물 계면의 표면 장력의 변화를 측정하는 기포 압력 장력계를 사용하여 결정하였다. 도 6은 표면 장력 대 시간의 플롯을 나타내며, 이는 1 내지 100 ms의 시간 간격에서의 표면 장력이 약 50 mN/m에서 약 40 mN/m로 급속히 강하한다는 것을 나타낸다. 100 내지 50,000 ms의 시간 간격에서, 표면 장력은 40 mN/m에서 약 34 mN/m로 서서히 강하하여, CMC에서의 표면 장력의 포화 값에 점근적으로 접근한다.
실시예 3d:
계면활성제 3의 습윤 특성의 결정
표면 장력 및 표면 역학 이외에도, 화합물의 습윤 특성을 다양한 표면 상에서 시험하였다. 예를 들어, 소수성 기재, 예컨대 폴리에틸렌-HD는 42.5°의 접촉각으로 표면 습윤을 나타낸다. 테플론과 같은 소유성 및 소수성 기재 상에서, 측정된 접촉각은 66.6°였으며, 이는 물의 접촉각보다 훨씬 낮다 (표 4).
표 4
Figure pct00022
실시예 4a:
4-((6-(도데실옥시)-6-옥소헥실)디메틸암모니오)부탄-1-술포네이트 (계면활성제 4)의 합성
6-(디메틸아미노)헥산산 (11.99 g, 75.36 mmol)을 딘-스타크 트랩이 구비된 둥근 바닥 플라스크에서 톨루엔 (50 mL) 중에 용해시켰다. 이어서 도데칸올 (12.68 g, 75.36 mmol) 및 p-톨루엔 술폰산 1수화물 (PTSA) (14.33 g, 75.36 mmol)을 첨가하였다. 딘-스타크 트랩에서 추가의 물이 나타나지 않을 때까지, 반응물을 환류 하에 24시간 동안 가열하였다. 용매를 진공 하에 제거하고, 생성된 고체를 헥산으로 세척하였다. 고체를 디클로로메탄 (200 mL) 중에 용해시키고, 포화 탄산나트륨으로 세척하여 도데실 6-(디메틸아미노)헥사노에이트를 51% 수율로 수득하였다. 1H NMR (DMSO) δ 4.00 (t, J = 6.5 Hz, 2H), 2.27 (t, J = 7.3 Hz, 2H), 2.13-2.16 (m, 2H), 2.01 (s, 6H), 1.54 - 1.53 (m, 6H), 1.27-1.18 (m, 20H), 0.86 (t, 3H).
도데실 6-(디메틸아미노)헥사노에이트 (1.0 g, 3.05 mmol)를 에틸 아세테이트 (30 mL) 중에 용해시켰다. 이어서 1,4-부탄술톤 (0.62 g, 4.57 mmol)을 첨가하고, 혼합물을 환류 하에 12시간 동안 가열하였다. 반응물을 실온으로 냉각시키고, 용매를 진공 하에 제거하였다. 1H NMR (DMSO) δ 4.00 (t, J = 6.7 Hz, 2H), 3.29 - 3.15 (m, 4H), 2.97 (s, 6H), 2.47 (t, J = 7.4 Hz, 2H), 2.33 (t, J = 7.4 Hz, 2H), 1.81 - 1.70 (m, 2H), 1.66 - 1.55 (m, 6H), 1.32 - 1.23 (m, 20H), 0.86 (t, J = 6.9 Hz, 3H).
실시예 4b:
계면활성제 4의 임계 미셀 농도 (CMC)의 결정
임계 미셀 농도 (CMC)를 시험하였다. 물 중 농도에 따른 표면 장력의 변화로부터, CMC는 약 0.1 mmol인 것으로 결정되었다. 이 계면활성제에 의해 도달될 수 있는 최소 표면 장력의 플래토 값은 약 38 mN/m, 즉 38 mN/m ± 3.8 mN/m이다. 도 7은 표면 장력 대 농도를 보여주는, 이러한 결과의 플롯이다. 결과의 플롯으로부터, CMC에서의 표면 장력은 약 38 mN/m이고, 표면 장력은 1 mmol 이상의 농도에서 37 mN/m 이하이다.
실시예 4c:
계면활성제 4의 동적 표면 장력의 결정
동적 표면 장력은 시간에 따라 새로이 생성되는 공기-물 계면의 표면 장력의 변화를 측정하는 기포 압력 장력계를 사용하여 결정하였다. 도 8은 표면 장력 대 시간의 플롯을 나타내며, 이는 화합물이 대략 1초 내에 표면을 완전히 포화시켰음을 나타낸다. 플롯으로부터, 동적 표면 장력은 4000 ms 이상의 표면 나이에서 40.5 mN/m 이하이다.
실시예 4d:
계면활성제 4의 습윤 특성의 결정
표면 장력 및 표면 역학 이외에도, 화합물의 습윤 특성을 다양한 표면 상에서 시험하였다. 예를 들어, 소수성 기재, 예컨대 폴리에틸렌-HD는 46.5°의 접촉각으로 표면 습윤을 나타낸다. 테플론과 같은 소유성 및 소수성 기재 상에서, 측정된 접촉각은 62.7°였으며, 이는 물의 접촉각보다 훨씬 낮다 (표 5).
표 5
Figure pct00023
실시예 5a:
6-(도데실옥시)-6-옥소헥산-1-아미늄 클로라이드 (계면활성제 5)의 합성
6-아미노헥산산 (5.0 g, 38.11 mmol)을 딘-스타크 트랩이 구비된 둥근 바닥 플라스크에서 톨루엔 (50 mL) 중에 용해시켰다. 이어서 도데칸올 (6.41 g, 38.11 mmol) 및 p-톨루엔 술폰산 1수화물 (PTSA) (7.24 g, 38.11 mmol)을 첨가하였다. 딘-스타크 트랩에서 추가의 물이 나타나지 않을 때까지, 반응물을 환류 하에 24시간 동안 가열하였다. 용매를 진공 하에 제거하고, 생성된 고체를 헥산으로 세척하였다. 고체를 디클로로메탄 (200 mL) 중에 용해시키고, 포화 탄산나트륨으로 세척하여 도데실 6-아미노헥사노에이트를 40% 수율로 수득하였다.
도데실 6-아미노헥사노에이트 (100 mg, 0.363 mmol)를 물 (10 mL) 중에 용해시켰다. 이어서 진한 염산 (13.23 mg, 0.363 mmol)을 첨가하였다.
실시예 5b:
계면활성제 5의 임계 미셀 농도 (CMC)의 결정
임계 미셀 농도 (CMC)를 시험하였다. 물 중 농도에 따른 표면 장력의 변화로부터, CMC는 약 0.75 mmol인 것으로 결정되었다. 이 계면활성제에 의해 도달될 수 있는 최소 표면 장력의 플래토 값은 약 23 mN/m, 즉 23 mN/m ± 2.3 mN/m이다. 도 9는 표면 장력 대 농도를 보여주는, 이러한 결과의 플롯이다. 결과의 플롯으로부터, CMC에서의 표면 장력은 약 23 mN/m이고, 표면 장력은 0.7 mmol 이상의 농도에서 23.2 mN/m 이하이다.
실시예 5c:
계면활성제 5의 동적 표면 장력의 결정
동적 표면 장력은 시간에 따라 새로이 생성되는 공기-물 계면의 표면 장력의 변화를 측정하는 기포 압력 장력계를 사용하여 결정하였다. 도 10은 표면 장력 대 시간으로서 결과의 플롯을 나타내며, 이는 화합물이 대략 1.5초 내에 표면을 완전히 포화시켰음을 나타낸다. 플롯으로부터, 동적 표면 장력은 3185 ms 이상의 표면 나이에서 28.5 mN/m 이하이다.
실시예 5d:
계면활성제 5의 습윤 특성의 결정
표면 장력 및 표면 역학 이외에도, 화합물의 습윤 특성을 다양한 표면 상에서 시험하였다. 예를 들어, 소수성 기재, 예컨대 폴리에틸렌-HD는 16.6°의 매우 낮은 접촉각으로 표면 습윤을 나타낸다. 테플론과 같은 소유성 및 소수성 기재 상에서, 측정된 접촉각은 39.3°였으며, 이는 물의 접촉각보다 훨씬 낮다 (표 6).
표 6
Figure pct00024
실시예 6:
예비-텍스쳐링 작용제용 제제
본 실시예에서, 본원에 기재된 계면활성제 1-5 중 하나 이상일 수 있는 계면활성제를 포함하는, 예비-텍스쳐링 작용제용 제제가 제공된다. 제제의 성분이 하기 표 7에 제시된다.
표 7
Figure pct00025
실시예 7:
에천트용 제제
본 실시예에서는, 본원에 기재된 계면활성제 1-5 중 하나 이상일 수 있는 계면활성제를 포함하는, 에천트로서 사용하기 위한 제제가 제공된다. 제제가 하기 표 8에 제시된다.
표 8
Figure pct00026
실시예 8:
포토레지스트 스트리퍼용 제제
본 실시예에서는, 본원에 기재된 계면활성제 1-5 중 하나 이상일 수 있는 계면활성제를 포함하는, 포토레지스트 스트리퍼로서 사용하기 위한 제제가 제공된다. 제제가 하기 표 9에 제시된다.
표 9
Figure pct00027
측면
측면 1은 하기를 포함하는, 예비-텍스쳐링 작용제용 제제이다:
화학식 I의 적어도 1종의 계면활성제
Figure pct00028
(여기서 R1 및 R2는 동일하거나 상이할 수 있고, 수소 및 C1-C6 알킬로 이루어진 군으로부터 선택될 수 있고, 여기서 C1-C6 알킬은 히드록실, 아미노, 아미도, 술포닐, 술포네이트, 카르보닐, 카르복실 및 카르복실레이트로 이루어진 군으로부터 선택된 1개 이상의 치환기로 임의로 치환될 수 있고; n은 2 내지 5의 정수 (2 및 5 포함)이고; m은 9 내지 20의 정수 (9 및 20 포함)이고; 말단 질소는 R3으로 임의로 추가로 치환되고, 여기서 R3은 수소, 산소, 히드록실 및 C1-C6 알킬로 이루어진 군으로부터 선택되고, 여기서 C1-C6 알킬은 히드록실, 아미노, 아미도, 술포닐, 술포네이트, 카르보닐, 카르복실 및 카르복실레이트로 이루어진 군으로부터 선택된 1개 이상의 치환기로 임의로 치환될 수 있고; 임의적인 반대이온이 화합물과 회합될 수 있고, 반대이온은, 존재하는 경우, 클로라이드, 브로마이드, 아이오다이드, 및 히드록시드로 이루어진 군으로부터 선택됨); 및 1종 이상의 용매.
측면 2는 1종 이상의 산을 추가로 포함하는, 측면 1의 제제이다.
측면 3은 1종 이상의 염기를 추가로 포함하는, 측면 1 또는 측면 2의 제제이다.
측면 4는 1종 이상의 킬레이트화제를 추가로 포함하는, 측면 1 내지 3 중 어느 하나의 제제이다.
측면 5는 계면활성제가 하기 화학식을 갖는 6-(도데실옥시)-N,N,N-트리메틸-6-옥소헥산-1-아미늄 아이오다이드인, 측면 1 내지 4 중 어느 하나에 따른 제제이다:
Figure pct00029
.
측면 6은 계면활성제가 하기 화학식을 갖는 도데실 6-(디메틸아미노)헥사노에이트 N-옥시드인, 측면 1 내지 4 중 어느 하나에 따른 제제이다:
Figure pct00030
.
측면 7은 계면활성제가 하기 화학식을 갖는 6-(도데실옥시)-N,N-디메틸-6-옥소헥산-1-아미늄 클로라이드인, 측면 1 내지 4 중 어느 하나에 따른 제제이다:
Figure pct00031
.
측면 8은 계면활성제가 하기 화학식을 갖는 4-((6-(도데실옥시)-6-옥소헥실)디메틸암모니오)부탄-1-술포네이트인, 측면 1 내지 4 중 어느 하나에 따른 제제이다:
Figure pct00032
.
측면 9는 계면활성제가 하기 화학식을 갖는 6-(도데실옥시)-6-옥소헥산-1-아미늄 클로라이드인, 측면 1 내지 4 중 어느 하나에 따른 제제이다:
Figure pct00033
.
측면 10은 하기를 포함하는, 예비-텍스쳐링 작용제용 제제이다:
화학식 I의 적어도 1종의 계면활성제
Figure pct00034
(여기서 R1 및 R2는 동일하거나 상이할 수 있고, 수소 및 C1-C6 알킬로 이루어진 군으로부터 선택될 수 있고, 여기서 C1-C6 알킬은 히드록실, 아미노, 아미도, 술포닐, 술포네이트, 카르보닐, 카르복실 및 카르복실레이트로 이루어진 군으로부터 선택된 1개 이상의 치환기로 임의로 치환될 수 있고; n은 2 내지 5의 정수 (2 및 5 포함)이고; m은 9 내지 20의 정수 (9 및 20 포함)이고; 말단 질소는 R3으로 임의로 추가로 치환되고, 여기서 R3은 수소, 산소, 히드록실 및 C1-C6 알킬로 이루어진 군으로부터 선택되고, 여기서 C1-C6 알킬은 히드록실, 아미노, 아미도, 술포닐, 술포네이트, 카르보닐, 카르복실 및 카르복실레이트로 이루어진 군으로부터 선택된 1개 이상의 치환기로 임의로 치환될 수 있고; 임의적인 반대이온이 화합물과 회합될 수 있고, 반대이온은, 존재하는 경우, 클로라이드, 브로마이드, 아이오다이드, 및 히드록시드로 이루어진 군으로부터 선택됨); 및 1종 이상의 탈포제.
측면 11은 1종 이상의 산을 추가로 포함하는, 측면 10의 제제이다.
측면 12는 1종 이상의 염기를 추가로 포함하는, 측면 10 또는 측면 11의 제제이다.
측면 13은 1종 이상의 킬레이트화제를 추가로 포함하는, 측면 10 내지 12 중 어느 하나의 제제이다.
측면 14는 1종 이상의 용매를 추가로 포함하는, 측면 10 내지 13 중 어느 하나의 제제이다.
측면 15는 계면활성제가 하기 화학식을 갖는 6-(도데실옥시)-N,N,N-트리메틸-6-옥소헥산-1-아미늄 아이오다이드인, 측면 10 내지 14 중 어느 하나에 따른 제제이다:
Figure pct00035
.
측면 16은 계면활성제가 하기 화학식을 갖는 도데실 6-(디메틸아미노)헥사노에이트 N-옥시드인, 측면 10 내지 14 중 어느 하나에 따른 제제이다:
Figure pct00036
.
측면 17은 계면활성제가 하기 화학식을 갖는 6-(도데실옥시)-N,N-디메틸-6-옥소헥산-1-아미늄 클로라이드인, 측면 10 내지 14 중 어느 하나에 따른 제제이다:
Figure pct00037
.
측면 18은 계면활성제가 하기 화학식을 갖는 4-((6-(도데실옥시)-6-옥소헥실)디메틸암모니오)부탄-1-술포네이트인, 측면 10 내지 14 중 어느 하나에 따른 제제이다:
Figure pct00038
.
측면 19는 계면활성제가 하기 화학식을 갖는 6-(도데실옥시)-6-옥소헥산-1-아미늄 클로라이드인, 측면 10 내지 14 중 어느 하나에 따른 제제이다:
Figure pct00039
.
측면 20은 하기를 포함하는, 에천트용 제제이다:
화학식 I의 적어도 1종의 계면활성제
Figure pct00040
(여기서 R1 및 R2는 동일하거나 상이할 수 있고, 수소 및 C1-C6 알킬로 이루어진 군으로부터 선택될 수 있고, 여기서 C1-C6 알킬은 히드록실, 아미노, 아미도, 술포닐, 술포네이트, 카르보닐, 카르복실 및 카르복실레이트로 이루어진 군으로부터 선택된 1개 이상의 치환기로 임의로 치환될 수 있고; n은 2 내지 5의 정수 (2 및 5 포함)이고; m은 9 내지 20의 정수 (9 및 20 포함)이고; 말단 질소는 R3으로 임의로 추가로 치환되고, 여기서 R3은 수소, 산소, 히드록실 및 C1-C6 알킬로 이루어진 군으로부터 선택되고, 여기서 C1-C6 알킬은 히드록실, 아미노, 아미도, 술포닐, 술포네이트, 카르보닐, 카르복실 및 카르복실레이트로 이루어진 군으로부터 선택된 1개 이상의 치환기로 임의로 치환될 수 있고; 임의적인 반대이온이 화합물과 회합될 수 있고, 반대이온은, 존재하는 경우, 클로라이드, 브로마이드, 아이오다이드, 및 히드록시드로 이루어진 군으로부터 선택됨); 및 플루오린화수소산 (HF).
측면 21은 1종 이상의 산화제를 추가로 포함하는, 측면 20의 제제이다.
측면 22는 1종 이상의 착물화제를 추가로 포함하는, 측면 20 또는 측면 21의 제제이다.
측면 23은 계면활성제가 하기 화학식을 갖는 6-(도데실옥시)-N,N,N-트리메틸-6-옥소헥산-1-아미늄 아이오다이드인, 측면 20 내지 22 중 어느 하나에 따른 제제이다:
Figure pct00041
.
측면 24는 계면활성제가 하기 화학식을 갖는 도데실 6-(디메틸아미노)헥사노에이트 N-옥시드인, 측면 20 내지 22 중 어느 하나에 따른 제제이다:
Figure pct00042
.
측면 25는 계면활성제가 하기 화학식을 갖는 6-(도데실옥시)-N,N-디메틸-6-옥소헥산-1-아미늄 클로라이드인, 측면 20 내지 22 중 어느 하나에 따른 제제이다:
Figure pct00043
.
측면 26은 계면활성제가 하기 화학식을 갖는 4-((6-(도데실옥시)-6-옥소헥실)디메틸암모니오)부탄-1-술포네이트인, 측면 20 내지 22 중 어느 하나에 따른 제제이다:
Figure pct00044
.
측면 27은 계면활성제가 하기 화학식을 갖는 6-(도데실옥시)-6-옥소헥산-1-아미늄 클로라이드인, 측면 20 내지 22 중 어느 하나에 따른 제제이다:
Figure pct00045
.
측면 28은 하기를 포함하는, 포토레지스트 스트리핑 제제용 제제이다:
화학식 I의 적어도 1종의 계면활성제
Figure pct00046
(여기서 R1 및 R2는 동일하거나 상이할 수 있고, 수소 및 C1-C6 알킬로 이루어진 군으로부터 선택될 수 있고, 여기서 C1-C6 알킬은 히드록실, 아미노, 아미도, 술포닐, 술포네이트, 카르보닐, 카르복실 및 카르복실레이트로 이루어진 군으로부터 선택된 1개 이상의 치환기로 임의로 치환될 수 있고; n은 2 내지 5의 정수 (2 및 5 포함)이고; m은 9 내지 20의 정수 (9 및 20 포함)이고; 말단 질소는 R3으로 임의로 추가로 치환되고, 여기서 R3은 수소, 산소, 히드록실 및 C1-C6 알킬로 이루어진 군으로부터 선택되고, 여기서 C1-C6 알킬은 히드록실, 아미노, 아미도, 술포닐, 술포네이트, 카르보닐, 카르복실 및 카르복실레이트로 이루어진 군으로부터 선택된 1개 이상의 치환기로 임의로 치환될 수 있고; 임의적인 반대이온이 화합물과 회합될 수 있고, 반대이온은, 존재하는 경우, 클로라이드, 브로마이드, 아이오다이드, 및 히드록시드로 이루어진 군으로부터 선택됨); 및 알칸올아민.
측면 29는 술폭시드를 추가로 포함하는, 측면 28의 제제이다.
측면 30은 술폰을 추가로 포함하는, 측면 28의 제제이다.
측면 31은 글리콜 에테르를 추가로 포함하는, 측면 28 내지 30 중 어느 하나의 제제이다.
측면 32는 계면활성제가 하기 화학식을 갖는 6-(도데실옥시)-N,N,N-트리메틸-6-옥소헥산-1-아미늄 아이오다이드인, 측면 28 내지 31 중 어느 하나에 따른 제제이다:
Figure pct00047
.
측면 33은 계면활성제가 하기 화학식을 갖는 도데실 6-(디메틸아미노)헥사노에이트 N-옥시드인, 측면 28 내지 31 중 어느 하나에 따른 제제이다:
Figure pct00048
.
측면 34는 계면활성제가 하기 화학식을 갖는 6-(도데실옥시)-N,N-디메틸-6-옥소헥산-1-아미늄 클로라이드인, 측면 28 내지 31 중 어느 하나에 따른 제제이다:
Figure pct00049
.
측면 35는 계면활성제가 하기 화학식을 갖는 4-((6-(도데실옥시)-6-옥소헥실)디메틸암모니오)부탄-1-술포네이트인, 측면 28 내지 31 중 어느 하나에 따른 제제이다:
Figure pct00050
.
측면 36은 계면활성제가 하기 화학식을 갖는 6-(도데실옥시)-6-옥소헥산-1-아미늄 클로라이드인, 측면 28 내지 31 중 어느 하나에 따른 제제이다:
Figure pct00051
.
측면 37은 하기를 포함하는, 예비-텍스쳐링 작용제용 제제이다:
화학식 I의 적어도 1종의 계면활성제
Figure pct00052
(여기서 R1 및 R2는 동일하거나 상이할 수 있고, 수소 및 C1-C6 알킬로 이루어진 군으로부터 선택될 수 있고, 여기서 C1-C6 알킬은 히드록실, 아미노, 아미도, 술포닐, 술포네이트, 카르보닐, 카르복실 및 카르복실레이트로 이루어진 군으로부터 선택된 1개 이상의 치환기로 임의로 치환될 수 있고; n은 2 내지 5의 정수 (2 및 5 포함)이고; m은 9 내지 20의 정수 (9 및 20 포함)이고; 말단 질소는 R3으로 임의로 추가로 치환되고, 여기서 R3은 수소, 산소, 히드록실 및 C1-C6 알킬로 이루어진 군으로부터 선택되고, 여기서 C1-C6 알킬은 히드록실, 아미노, 아미도, 술포닐, 술포네이트, 카르보닐, 카르복실 및 카르복실레이트로 이루어진 군으로부터 선택된 1개 이상의 치환기로 임의로 치환될 수 있고; 임의적인 반대이온이 화합물과 회합될 수 있고, 반대이온은, 존재하는 경우, 클로라이드, 브로마이드, 아이오다이드, 및 히드록시드로 이루어진 군으로부터 선택됨); 및 1종 이상의 용매 및 1종 이상의 탈포제 중 적어도 하나.
측면 38은 1종 이상의 산을 추가로 포함하는, 측면 37의 제제이다.
측면 39는 1종 이상의 염기를 추가로 포함하는, 측면 37 또는 측면 38의 제제이다.
측면 40은 1종 이상의 킬레이트화제를 추가로 포함하는, 측면 37 내지 39 중 어느 하나의 제제이다.
측면 41은 계면활성제가 하기 중 적어도 하나를 포함하는 것인 측면 37 내지 40 중 어느 하나에 따른 제제이다:
하기 화학식을 갖는 6-(도데실옥시)-N,N,N-트리메틸-6-옥소헥산-1-아미늄 아이오다이드
Figure pct00053
;
하기 화학식을 갖는 도데실 6-(디메틸아미노)헥사노에이트 N-옥시드
Figure pct00054
;
하기 화학식을 갖는 6-(도데실옥시)-N,N-디메틸-6-옥소헥산-1-아미늄 클로라이드
Figure pct00055
;
하기 화학식을 갖는 4-((6-(도데실옥시)-6-옥소헥실)디메틸암모니오)부탄-1-술포네이트
Figure pct00056
;
하기 화학식을 갖는 6-(도데실옥시)-6-옥소헥산-1-아미늄 클로라이드
Figure pct00057
; 및
그의 조합.
측면 42는 계면활성제가 하기 중 적어도 하나를 포함하는 것인 측면 20 내지 22 중 어느 하나에 따른 제제이다:
하기 화학식을 갖는 6-(도데실옥시)-N,N,N-트리메틸-6-옥소헥산-1-아미늄 아이오다이드
Figure pct00058
;
하기 화학식을 갖는 도데실 6-(디메틸아미노)헥사노에이트 N-옥시드
Figure pct00059
;
하기 화학식을 갖는 6-(도데실옥시)-N,N-디메틸-6-옥소헥산-1-아미늄 클로라이드
Figure pct00060
;
하기 화학식을 갖는 4-((6-(도데실옥시)-6-옥소헥실)디메틸암모니오)부탄-1-술포네이트
Figure pct00061
;
하기 화학식을 갖는 6-(도데실옥시)-6-옥소헥산-1-아미늄 클로라이드
Figure pct00062
; 및
그의 조합.
측면 43은 계면활성제가 하기 중 적어도 하나를 포함하는 것인 측면 28 내지 31 중 어느 하나에 따른 제제이다:
하기 화학식을 갖는 6-(도데실옥시)-N,N,N-트리메틸-6-옥소헥산-1-아미늄 아이오다이드
Figure pct00063
;
하기 화학식을 갖는 도데실 6-(디메틸아미노)헥사노에이트 N-옥시드
Figure pct00064
;
하기 화학식을 갖는 6-(도데실옥시)-N,N-디메틸-6-옥소헥산-1-아미늄 클로라이드
Figure pct00065
;
하기 화학식을 갖는 4-((6-(도데실옥시)-6-옥소헥실)디메틸암모니오)부탄-1-술포네이트
Figure pct00066
;
하기 화학식을 갖는 6-(도데실옥시)-6-옥소헥산-1-아미늄 클로라이드
Figure pct00067
; 및
그의 조합.

Claims (14)

  1. 하기를 포함하는, 예비-텍스쳐링 작용제용 제제:
    화학식 I의 적어도 1종의 계면활성제
    Figure pct00068

    (여기서 R1 및 R2는 동일하거나 상이할 수 있고, 수소 및 C1-C6 알킬로 이루어진 군으로부터 선택될 수 있고, 여기서 C1-C6 알킬은 히드록실, 아미노, 아미도, 술포닐, 술포네이트, 카르보닐, 카르복실 및 카르복실레이트로 이루어진 군으로부터 선택된 1개 이상의 치환기로 임의로 치환될 수 있고;
    n은 2 내지 5의 정수 (2 및 5 포함)이고;
    m은 9 내지 20의 정수 (9 및 20 포함)이고;
    말단 질소는 R3으로 임의로 추가로 치환되고, 여기서 R3은 수소, 산소, 히드록실 및 C1-C6 알킬로 이루어진 군으로부터 선택되고, 여기서 C1-C6 알킬은 히드록실, 아미노, 아미도, 술포닐, 술포네이트, 카르보닐, 카르복실 및 카르복실레이트로 이루어진 군으로부터 선택된 1개 이상의 치환기로 임의로 치환될 수 있고;
    임의적인 반대이온이 화합물과 회합될 수 있고, 반대이온은, 존재하는 경우, 클로라이드, 브로마이드, 아이오다이드, 및 히드록시드로 이루어진 군으로부터 선택됨); 및
    1종 이상의 용매 및 1종 이상의 탈포제 중 적어도 하나.
  2. 제1항에 있어서, 1종 이상의 산을 추가로 포함하는 제제.
  3. 제1항 또는 제2항에 있어서, 1종 이상의 염기를 추가로 포함하는 제제.
  4. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서, 1종 이상의 킬레이트화제를 추가로 포함하는 제제.
  5. 제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서, 계면활성제가 하기 중 적어도 하나를 포함하는 것인 제제:
    하기 화학식을 갖는 6-(도데실옥시)-N,N,N-트리메틸-6-옥소헥산-1-아미늄 아이오다이드
    Figure pct00069
    ;
    하기 화학식을 갖는 도데실 6-(디메틸아미노)헥사노에이트 N-옥시드
    Figure pct00070
    ;
    하기 화학식을 갖는 6-(도데실옥시)-N,N-디메틸-6-옥소헥산-1-아미늄 클로라이드
    Figure pct00071
    ;
    하기 화학식을 갖는 4-((6-(도데실옥시)-6-옥소헥실)디메틸암모니오)부탄-1-술포네이트
    Figure pct00072
    ;
    하기 화학식을 갖는 6-(도데실옥시)-6-옥소헥산-1-아미늄 클로라이드
    Figure pct00073
    ; 및
    그의 조합.
  6. 하기를 포함하는, 에천트용 제제:
    화학식 I의 적어도 1종의 계면활성제
    Figure pct00074

    (여기서 R1 및 R2는 동일하거나 상이할 수 있고, 수소 및 C1-C6 알킬로 이루어진 군으로부터 선택될 수 있고, 여기서 C1-C6 알킬은 히드록실, 아미노, 아미도, 술포닐, 술포네이트, 카르보닐, 카르복실 및 카르복실레이트로 이루어진 군으로부터 선택된 1개 이상의 치환기로 임의로 치환될 수 있고;
    n은 2 내지 5의 정수 (2 및 5 포함)이고;
    m은 9 내지 20의 정수 (9 및 20 포함)이고;
    말단 질소는 R3으로 임의로 추가로 치환되고, 여기서 R3은 수소, 산소, 히드록실 및 C1-C6 알킬로 이루어진 군으로부터 선택되고, 여기서 C1-C6 알킬은 히드록실, 아미노, 아미도, 술포닐, 술포네이트, 카르보닐, 카르복실 및 카르복실레이트로 이루어진 군으로부터 선택된 1개 이상의 치환기로 임의로 치환될 수 있고;
    임의적인 반대이온이 화합물과 회합될 수 있고, 반대이온은, 존재하는 경우, 클로라이드, 브로마이드, 아이오다이드, 및 히드록시드로 이루어진 군으로부터 선택됨); 및
    플루오린화수소산 (HF).
  7. 제6항에 있어서, 1종 이상의 산화제를 추가로 포함하는 제제.
  8. 제6항 또는 제7항에 있어서, 1종 이상의 착물화제를 추가로 포함하는 제제.
  9. 제6항 내지 제8항 중 어느 한 항에 있어서, 계면활성제가 하기 중 적어도 하나를 포함하는 것인 제제:
    하기 화학식을 갖는 6-(도데실옥시)-N,N,N-트리메틸-6-옥소헥산-1-아미늄 아이오다이드
    Figure pct00075
    ;
    하기 화학식을 갖는 도데실 6-(디메틸아미노)헥사노에이트 N-옥시드
    Figure pct00076
    ;
    하기 화학식을 갖는 6-(도데실옥시)-N,N-디메틸-6-옥소헥산-1-아미늄 클로라이드
    Figure pct00077
    ;
    하기 화학식을 갖는 4-((6-(도데실옥시)-6-옥소헥실)디메틸암모니오)부탄-1-술포네이트
    Figure pct00078
    ;
    하기 화학식을 갖는 6-(도데실옥시)-6-옥소헥산-1-아미늄 클로라이드
    Figure pct00079
    ; 및
    그의 조합.
  10. 하기를 포함하는, 포토레지스트 스트리핑 제제용 제제:
    화학식 I의 적어도 1종의 계면활성제
    Figure pct00080

    (여기서 R1 및 R2는 동일하거나 상이할 수 있고, 수소 및 C1-C6 알킬로 이루어진 군으로부터 선택될 수 있고, 여기서 C1-C6 알킬은 히드록실, 아미노, 아미도, 술포닐, 술포네이트, 카르보닐, 카르복실 및 카르복실레이트로 이루어진 군으로부터 선택된 1개 이상의 치환기로 임의로 치환될 수 있고;
    n은 2 내지 5의 정수 (2 및 5 포함)이고;
    m은 9 내지 20의 정수 (9 및 20 포함)이고;
    말단 질소는 R3으로 임의로 추가로 치환되고, 여기서 R3은 수소, 산소, 히드록실 및 C1-C6 알킬로 이루어진 군으로부터 선택되고, 여기서 C1-C6 알킬은 히드록실, 아미노, 아미도, 술포닐, 술포네이트, 카르보닐, 카르복실 및 카르복실레이트로 이루어진 군으로부터 선택된 1개 이상의 치환기로 임의로 치환될 수 있고;
    임의적인 반대이온이 화합물과 회합될 수 있고, 반대이온은, 존재하는 경우, 클로라이드, 브로마이드, 아이오다이드, 및 히드록시드로 이루어진 군으로부터 선택됨); 및
    알칸올아민.
  11. 제10항에 있어서, 술폭시드를 추가로 포함하는 제제.
  12. 제10항에 있어서, 술폰을 추가로 포함하는 제제.
  13. 제10항 내지 제12항 중 어느 한 항에 있어서, 글리콜 에테르를 추가로 포함하는 제제.
  14. 제10항 내지 제13항 중 어느 한 항에 있어서, 계면활성제가 하기 중 적어도 하나를 포함하는 것인 제제:
    하기 화학식을 갖는 6-(도데실옥시)-N,N,N-트리메틸-6-옥소헥산-1-아미늄 아이오다이드
    Figure pct00081
    ;
    하기 화학식을 갖는 도데실 6-(디메틸아미노)헥사노에이트 N-옥시드
    Figure pct00082
    ;
    하기 화학식을 갖는 6-(도데실옥시)-N,N-디메틸-6-옥소헥산-1-아미늄 클로라이드
    Figure pct00083
    ;
    하기 화학식을 갖는 4-((6-(도데실옥시)-6-옥소헥실)디메틸암모니오)부탄-1-술포네이트
    Figure pct00084
    ;
    하기 화학식을 갖는 6-(도데실옥시)-6-옥소헥산-1-아미늄 클로라이드
    Figure pct00085
    ; 및
    그의 조합.
KR1020227035063A 2020-03-11 2021-03-09 전자 제품을 위한 계면활성제 KR20220165250A (ko)

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US202062988175P 2020-03-11 2020-03-11
US62/988,175 2020-03-11
PCT/US2021/021595 WO2021183581A1 (en) 2020-03-11 2021-03-09 Surfactants for electronics products

Publications (1)

Publication Number Publication Date
KR20220165250A true KR20220165250A (ko) 2022-12-14

Family

ID=75278382

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020227035063A KR20220165250A (ko) 2020-03-11 2021-03-09 전자 제품을 위한 계면활성제

Country Status (11)

Country Link
US (1) US20210292647A1 (ko)
EP (1) EP4118165A1 (ko)
JP (1) JP7465366B2 (ko)
KR (1) KR20220165250A (ko)
CN (1) CN115461429A (ko)
AU (2) AU2021234274B9 (ko)
BR (1) BR112022017701A2 (ko)
CA (1) CA3170088A1 (ko)
IL (1) IL296231A (ko)
MX (1) MX2022011056A (ko)
WO (1) WO2021183581A1 (ko)

Families Citing this family (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
TWI786519B (zh) 2020-01-29 2022-12-11 美商艾德凡斯化學公司 胺基酸界面活性劑
TW202136207A (zh) 2020-01-29 2021-10-01 美商艾德凡斯化學公司 胺基酸界面活性劑
WO2021183560A1 (en) 2020-03-11 2021-09-16 Advansix Resins & Chemicals Llc Surfactants for agricultural products
CA3169890A1 (en) 2020-03-11 2021-09-16 Edward Asirvatham Ester containing surfactants for oil and gas production
KR20230048327A (ko) * 2020-07-13 2023-04-11 어드밴식스 레진즈 앤드 케미컬즈 엘엘씨 잉크, 페인트, 및 접착제를 위한 분지형 아미노산 계면활성제

Family Cites Families (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS5138691B2 (ko) * 1972-12-19 1976-10-23
US4548744A (en) * 1983-07-22 1985-10-22 Connor Daniel S Ethoxylated amine oxides having clay soil removal/anti-redeposition properties useful in detergent compositions
GB0203104D0 (en) * 2002-02-11 2002-03-27 Ici Plc Surfactants and surfactant compositions
JP2008547050A (ja) * 2005-06-16 2008-12-25 アドバンスド テクノロジー マテリアルズ，インコーポレイテッド 硬化フォトレジスト、エッチング後残渣および／または下層反射防止コーティング層の除去のための濃厚流体組成物
US7781388B2 (en) * 2006-05-04 2010-08-24 American Sterilizer Company Cleaning compositions for hard to remove organic material
CA2674622A1 (en) * 2007-01-31 2008-08-07 Basf Se Cationic conditioning agent
WO2013101907A1 (en) * 2011-12-28 2013-07-04 Advanced Technology Materials, Inc. Compositions and methods for selectively etching titanium nitride
US9993408B2 (en) * 2015-09-17 2018-06-12 Johnson & Johnson Consumer Inc. Compositions comprising zwitterionic alkyl-alkanoylamides and/or alkyl alkanoates
CA3034712C (en) * 2016-08-24 2021-10-12 Ppg Industries Ohio, Inc. Alkaline composition for treating metal substartes
WO2019010368A1 (en) * 2017-07-07 2019-01-10 The Procter & Gamble Company CLEANING COMPOSITIONS COMPRISING NON-ALCOXYLATED ESTERAMINES

Also Published As

Publication number Publication date
AU2021234274B2 (en) 2024-01-04
WO2021183581A1 (en) 2021-09-16
JP2023517670A (ja) 2023-04-26
AU2021234274A1 (en) 2022-11-10
AU2021234274B9 (en) 2024-01-18
CA3170088A1 (en) 2021-09-16
JP7465366B2 (ja) 2024-04-10
AU2024200456A1 (en) 2024-02-15
CN115461429A (zh) 2022-12-09
US20210292647A1 (en) 2021-09-23
BR112022017701A2 (pt) 2022-10-18
MX2022011056A (es) 2022-12-06
IL296231A (en) 2022-11-01
EP4118165A1 (en) 2023-01-18

Similar Documents

Publication Publication Date Title
AU2021234274B2 (en) Surfactants for electronics products
EP4101009B1 (en) Surfactants for electronics
JP6550123B2 (ja) エッチング組成物
KR101275757B1 (ko) 박리제 조성물
US11164738B2 (en) Compositions and methods for removing ceria particles from a surface
US7521407B2 (en) Remover composition
JP7470249B2 (ja) エレクトロニクス製品のための分岐鎖状アミノ酸界面活性剤
TW201923040A (zh) 蝕刻組成物
US11999890B2 (en) Surfactants for electronics
JP3893104B2 (ja) 銅配線半導体基板用ポリマー洗浄剤組成物
TW202113039A (zh) 蝕刻組成物

Legal Events

Date Code Title Description
A201 Request for examination