目的
提供對配方產品的直接、準確和快速的分析。利用超高效合相色譜(ACQUITY UltraPerformance Convergence Chromatography™,UPC2™),以最少的樣品制備對平板印刷品進行快速而直接的色譜分析。
背景
光刻材料,比如光刻膠和防反射涂層,是專門為電子業生產的配方型特種涂層。在高反射率襯底上處理時,這兩種涂層經常結合使用,以盡量減少刻痕并控制線寬,從而改善圖案轉移。染色光刻膠則是將防反射涂層與光刻膠進行有機結合的統一體。該系列中的許多產品都采用芳香偶氮染料,如蘇丹紅(Sudan dyes)系列1,2,3。
由于染料分析、染料溶解性的不同以及其它制造偏差,因此需要進行產品分析,以便對染料濃度進行校準調節。目前的分析方法是對流延膜進行紫外測量,并進行功能評價,這樣會產生沒有特定組分信息的大量數值。因此,需要進行其它的功能測試,這樣會增加制造周期,以及超過2,000美元/批次的測試成本。此外,通常采用正相HPLC檢測來進行記入錯誤的批量校正。HPLC檢測循環時間為12至24小時,涉及大量的樣品制備,包括聚合物沉淀和過濾。

解決方案
該技術簡報介紹了利用Waters® ACQUITY UPC2系統(基于超臨界流體色譜法的原理),進行配方產品的分析方法。最終的配方產品用四氫呋喃稀釋10倍,裝入樣品瓶,然后直接進樣-不需要大量的樣品制備,如聚合物沉淀、過濾或冗長的系統平衡過程。
圖2所示為混合標準溶液、空白非染色產品和帶混合染料包的全制劑產品的色譜圖。在不到2分鐘的時間內,4種染料以及典型染料雜質,均得以基線分離。

采用基于混合染料標準品的外標校正法,可輕松實現產品中分析物的定量,如表1所示,是4種產品混合物的分析數據。參照目標或配方產品分析,可提供產品中染料混合物的定量校準。

三種測試混合物的中間試驗表明,染料包的添加量過低。另外,對于每個產品中所混合的配方染料,分析突出了其中個別不成比例染料的含量。通過本分析方法可在比傳統方法更短的時間內,對每個產品混合物進行配方校正,并直接反映出總染料含量以及相對染料比例。
總結
■ 采用ACQUITY UPC2系統,通過簡單的稀釋和分析流程,在不到2分鐘時間里快速完成產品分析,為制造控制提供了及時的反饋。
■ 單個染料被輕松定量,滿足產品要求。
■ 三種被測產品混合物分析,不僅輕易地測定了染料含量,還測定了個別染料不成比例的量。
■采用ACQUITY UPC2分析方法,可對生產批次加以調控,從而滿足對單個組分的要求。
■ ACQUITY UPC2可直接根據產品生產校正的需要,提供近乎實時的測定,方便產品成分控制,幫助消除記入錯誤和產品溢出。
參考文獻
1. R F Sinta, T F Zydowsky. Dyed photoresists and methods and articles of manufacture comprising same. European Patent no.EP 0930543A1.
2. M W Mongomery, C Hamaker. Sensitized chemically amplified photoresist for use in photomask fabrication and semiconductor processing. U.S. Patent no. 7067227B2.
3. A Zampini, P Trefonas, et al. Positive dye photoresist compositions with 2,4-bis(phenylazo)resorcinol.U.S. Patent no. 4983492.