由液体中除去微气泡的方法技术

提供了一种利用组合物多孔膜过滤来除去液体中微气泡的方法，所述组合物多孔膜由平均孔径在约０．０１至０．３微米之间的多孔聚合物膜形成，在所述聚合物膜上直接涂有由任选含有的二甲基丙烯酰胺（ＤＭＡＭ）的Ｎ，Ｎ－亚甲基双丙烯酰胺（ＭＢＡＭ）得到的交联聚合物。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】相关申请的交叉参考本申请要求于2004年1月27日递交的、序列号为60/539,409的美国临时专利申请的效益和优先权，其内容以整体形式并入本文作为参考。
技术介绍
顶部抗反射涂料(TARC)用于光刻平板印刷术中，以便减少光刻胶暴露在光图案下时在光刻胶/空气界面所反射的光子。相对于TARC/空气界面所反射的光子的相位，薄TARC膜改变TARC/光刻胶界面所反射的光子的相位180°。这些光波破坏性地干涉，降低反射的能量并减小随光刻胶厚度不同而产生光强的变化。通过使用TARC薄膜可以提高线宽分辨率，并可减少在光刻胶侧壁上产生不希望有的阶状结构。在沉积光刻胶或轻微烘烤后，将TARC分散到旋转晶片上。该TRAC流体为氟表面活性剂的酸性含水制品，可含有有机聚合物。表面活性剂降低TARC流体的表明张力，使涂料具有更好的均匀性，但会造成微气泡缺陷的严重后果。这些微气泡包括稳定的、通常直径小于10μm的气泡，是造成TARC薄膜缺陷的主要原因。TARC溶液中的微气泡导致在TARC薄膜中、如那些沉积在用于电子器件中形成导电通道的光刻胶薄膜上的TARC薄膜中形成缺陷。液体中的表面活性剂在气/液界面围绕微气泡形成皮层。表面活性剂可以通过在液体本体和气/液界面之间的移动而改变气/液界面的表面张力。可变的表面张力允许微气泡改变其半径，从而防止微气泡在剪切应力和压力波动下发生破裂。另外，表面活性剂皮层可作为屏障阻止气体从微气泡进入周围的液体中的物质转移，因此对液体加压不一定会导致气体重新溶解于周围的液体中。这种改变形状的能力和气体溶解速率的降低，使得表面活性剂稳定的微气泡一旦在溶液中形成，就稳定存在。气泡和微气泡的区别在于它们的尺寸。气泡和微气泡的密度都小于它们所存在于其中的液体，给予时间，它们会上升到液体的表面。气泡上升的速率依赖于液体的粘度和气泡的直径。这个现象可用适用于水中气体的Stoke′s定律来表示。表1列出具有特定直径气泡在水中的上升速度。1微米的气泡从30厘米高的容器底部上升至顶部需要接近7的天时间，而100微米的气泡上升到表面只需55秒。虽然气泡上升到液体/空气界面只需几分钟的时间，但微气泡则会在液体中稳定存在几个小时或者几天。另外，由于在微气泡上形成的表面活性剂覆层所引起的拽力，相较于具有相同粘度的纯液体，气泡和微气泡在含有表面活性剂的TARC溶液中会花费更长的上升时间。表1根据Stoke′s定律气泡在20℃水中的上升速度 当溶解的气体的溶解度降低时，在液体中形成气泡和微气泡。压力波动，例如在泵吸液体的过程中所产生的压力波动，可以通过几个不同的机理形成气泡和微气泡。均相成核、异相成核和气穴现象是文献所提出的形成气泡和微气泡的机理。均相成核是指气体分子形成簇并增长至一定尺寸，会在整个液体中形成微气泡。这种现象发生在液体中过饱和溶解的气体突然变得不可溶的情况下，例如，通过降低压力使得气体溶解度降低的情况下。均相成核现象少见，不大可能成为在TARC中形成气泡和微气泡的机理。异相成核被定义为在疏水表面上发生的气泡生成。当气体在液体中的溶解度降低时，疏水表面或固体颗粒会作为形成气泡或微气泡的催化剂。第三种机理，即气穴现象，其特征在于在因流动液体压力的突然降低所产生的成核点处形成气泡和微气泡。异相成核和气穴现象都可能是在TARC中形成气泡和微气泡的机理。由于微气泡具有非常小的上升速度，因此不可通过给予微气泡以上升到容器或室顶部队时间的方法来完全除掉这些微气泡。同时，由于微气泡中气体向液体中的物质转移缓慢，而且微气泡具有改变形状的能力，因此在压力作用下，表面活性剂包裹的微气泡也很难溶解。因此，希望提供一种由液体、尤其是含有表面活性剂的液体中除去微气泡的方法，其不依赖微气泡到液/气表面的移动。另外，希望提供一种可以除去液体中大量微气泡的方法。
技术实现思路
本专利技术基于以下发现表面用含酰胺单体改性的多孔膜基底特别适用于过滤包括含有TARC表面活性剂的酸性溶液的液体，来除去其中的微气泡。优选使用在酸性液体溶液中耐降解的多孔膜基底。已经发现具有疏水表面的表面改性的膜对于由酸性溶液中除去微气泡特别有用，且在这类溶液中具有机械稳定性。本专利技术使用一种由平均孔径为约0.01μm至0.3μm的、表面经酰胺基团改性的多孔膜基底制成的表面改性的膜。所述酰胺基团由含有可聚合及可交联酰胺的单体衍生，该单体或者只含有N，N-亚甲基双丙烯酰胺(MBAM，交联剂)或者含有与二甲基丙烯酰胺(DMAM，单体)以重量比MBAM/DMAM为1∶0至1∶4、优选为1∶1至1∶3混合的N，N-亚甲基双丙烯酰胺。聚合的MBAM的每个重复分子单元含有两个酰胺基团，而聚合的DMAM的每个重复分子单元含有一个酰胺基团。通过改变MBAM/DMAM的重量比，可以控制聚合物主链上酰胺基团的浓度。因此，对于特定的光刻胶组成，膜的相对极性相互作用和非极性相互作用特性可以得到控制和优化。将MBAM/DMAM交联剂/单体组合物和聚合引发剂沉积于基底多孔膜的表面上，并在基底上原位聚合及交联。于是，包括孔穴表面的整个表面都被交联的酰胺组合物改性，从而形成具有希望的酰胺对亚甲基比例的多孔膜。也已发现，与未经改性的多孔膜相比，即使未经改性的多孔膜的平均孔径小于本专利技术所用的表面改性的多孔膜的孔径，本专利技术的表面改性的多孔膜组合物也可以更加有效地从液体组合物中、特别是含有聚合物(如氟化聚合物)和表面活性剂(如氟表面活性剂)的酸性液体中除去微气泡。已经发现，这些表面改性的膜比聚酰胺膜如尼龙66对酸性溶液具有更好的耐降解稳定性。具体实施例方式用本专利技术表面改性多孔膜过滤的典型TARC组合物包括pH值为2-3、可伴有一种有机聚合物的氟表面活性剂的酸性含水制品。根据本专利技术，将在水溶液(如TARC溶液)中具有需要的抗降解性的聚合物多孔膜的整个表面都直接涂覆含有聚合的、交联的酰胺单体的组合物。通过接枝聚合和/或沉积交联的单体，将单体沉积于聚合物多孔膜基底的表面上。所希望的、交联单体在聚合物多孔膜基底上的沉积可以通过直接涂覆来实现，不需要利用中间键接化学基团。这里所用的术语“聚合物多孔膜基底”意味着包括由一种或多种单体形成的聚合物组合物。形成多孔膜的代表性适用聚合物包括聚烯烃，如聚乙烯、聚丙烯、聚甲基戊烯、高密度聚乙烯、超高分子量聚乙烯(UPE)(如利用美国专利第4,788,601和4,828,727号的方法制备的超高分子量聚乙烯，这些专利并入本文作为参考)及类似物；聚苯乙烯或取代聚苯乙烯；氟化聚合物，包括聚四氟乙烯、聚偏氟乙烯或类似物；聚酯，包括聚对苯二甲酸乙二酯、聚对苯二甲酸丁二酯或类似物；聚丙烯酸酯；聚碳酸酯；乙烯基聚合物，如聚氯乙烯和聚丙烯腈。也可以使用共聚物，如丁二烯和苯乙烯的共聚物、氟化乙烯和丙烯共聚物、乙烯和三氟氯乙烯共聚物或类似物。通常，聚合物多孔膜基底的平均孔径在约0.005至0.05μm之间，更通常在约0.01至0.03μm之间。通过接枝和/或沉积将可聚合单体聚合和交联在多孔膜上是必须要实现的，从而使多孔膜的表面，包括孔的内表面，涂覆有交联的/接枝的聚合物。优选将多孔膜的表面完全覆盖。因此，在第一步骤中，用一种不溶胀或溶解多孔膜但能够使多孔膜表面润湿的溶剂组合物(如水和有机溶剂的混本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种物品，其包括：多孔膜，该膜表面通过聚合沉积于膜表面上的一种或多种单体而改性为亲水性的，该表面改性膜的相对极性相互作用和非极性相互作用特性将与该改性膜接触的液体中的微气泡除去。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...

【专利技术属性】
技术研发人员：严仁杰，杰伊杜夫纳，萨克塞斯李，
申请(专利权)人：安格斯公司，
类型：发明
国别省市：US[美国]