JP7507155B2 - フッ素化アミンオキシド界面活性剤 - Google Patents

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Description

本発明は、特定のフッ素化アミンオキシド界面活性剤、及び水性エッチング溶液中などの洗浄溶液中でのその使用を目的とする。エッチング及び洗浄溶液は、フォトリソグラフィー中又はＲＣＡ洗浄溶液中のシリコンウェハのリンスのような半導体加工において、多種多様な基材と共に使用することができる。
集積回路、フラットパネルディスプレイ、及び微小電気機械システムなどのマイクロ電子デバイスの使用は、コンピュータ、ラップトップ、電子書籍リーダー、携帯電話、及び医療用電子機器などの新たなビジネス及び消費者向け電子機器において急速に成長している。このようなデバイスはまた、テレビ、家庭電気製品、及び自動車などの、より確立された消費者製品の不可欠な部分となっている。
これらのデバイスは、今度は、回路パターンの多くの層を含む１つ以上の非常に高品質の半導体チップを含む。例えば、裸のシリコンウェハ表面を十分な複雑性及び品質の半導体チップに変換してパーソナルコンピュータに見られる高性能論理デバイスにおいて使用するために、多くの処理工程が必要とされる。
半導体チップ製造の最も一般的な加工工程は、全処理工程の１０％以上を占める、ウェハ洗浄工程である。これらの洗浄工程は、通常、３つの種類：酸化、エッチング、又は貫通フラッシングのうちの１つ（又は３つの組み合わせ）である。酸化洗浄工程中、酸化組成物は、典型的には、ウェハを過酸化物又はオゾン水溶液と接触させることによって、シリコン又はポリシリコン表面を酸化するために使用される。エッチング洗浄工程中に、エッチング組成物を使用して、典型的にはウェハを水性酸と接触させることによって、ゲート酸化又はエピタキシャル成長の前に、シリコン又はポリシリコン表面から天然の並びに堆積された酸化ケイ素膜及び有機汚染物質を除去するために使用される。例えば、Ｌ．Ａ．Ｚａｚｚｅｒａ ａｎｄ Ｊ．Ｆ．Ｍｏｕｌｄｅｒ，Ｊ．Ｅｌｅｃｔｒｏｃｈｅｍ．Ｓｏｃ．，１３６，Ｎｏ．２，４８４（１９８９）を参照されたい。貫通フラッシング中に、水を使用して、パターン特徴部に存在し得る試薬の全てを除去する。フォトリソグラフィー処理では、水を使用して、前の工程で水酸化テトラメチルアンモニウムを用いてマスクが現像された後の工程においてパターン特徴部に存在し得る全ての水酸化テトラメチルアンモニウムを除去する。得られる半導体チップの最終的な性能は、各洗浄工程がどのように行われたかに大きく依存するであろう。
半導体ウェハの洗浄の開発において、いくつかの化学物質が探索されており、わずかが業界標準として残っている。これらの業界標準は、標準洗浄－１（Standard Clean-1）（ＳＣ－１、ＲＣＡ－１としても知られる）及び標準洗浄－２（Standard Clean-2）（ＳＣ－２、ＲＣＡ－２としても知られる）として知られている。ＳＣ－１は、アルカリ性ｐＨを有し、水酸化アンモニウム（ＮＨ４ＯＨ）、過酸化水素（Ｈ２Ｏ２）及び水を含有する。典型的には、ＳＣ－１は、金属イオン及び酸化物表面有機物質を除去するために最初の工程で使用される。次いで、この手順は、ＳＣ－２の適用に続き、重金属、アルカリ及び金属水酸化物汚染物質を除去する。ＳＣ－２は酸性ｐＨを有し、塩酸（ＨＣｌ）、過酸化水素及び水を含有する。半導体ウェハが有機物質で非常に汚染されている場合、硫酸（Ｈ２ＳＯ４）及び過酸化水素（Ｈ２Ｏ２）の溶液を使用することができる。これらの溶液は、ピラニア（Piranha）と呼ばれる（Ｂｕｒｋｍａｎら，Ｈａｎｄｂｏｏｋ ｏｆ Ｓｅｍｉｃｏｎｄｕｃｔｏｒ Ｗａｆｅｒ Ｃｌｅａｎｉｎｇ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ，Ｃｈａｐｔｅｒ ３，Ａｑｕｅｏｕｓ Ｃｌｅａｎｉｎｇ Ｐｒｏｃｅｓｓｅｓ；１２０－３を参照されたい）。ウェハ表面を洗浄するために使用された他の物質としては、フッ化水素（ＨＦ）、臭化水素（ＨＢｒ）、リン酸、硝酸、酢酸、クエン酸、オゾン、及びこれらの混合物の水溶液が挙げられるが、これらに限定されない。
本発明は、下記式：
Figure 0007507155000001
 ［式中、Ｒｆはペルフルオロアルキル基であり、Ｒ１、Ｒ２及びＲ３のそれぞれは、Ｃ１～Ｃ２０アルキル、アルコキシ、又はアリールであり、Ｒ４は、アルキレン、アリーレン、又はこれらの組み合わせである］の１つ以上のフッ素系界面活性剤を含む組成物を提供する。Ｒ４は、好ましくは、環状又は非環式であり得る１個～２０個の炭素のアルキレンであり、Ｎ、Ｏ、及びＳからなる群から選択される連結された又は末端のヘテロ原子を任意に含有してもよい。最も好ましくは、Ｒ４は、２個～１０個の炭素原子のアルキレンである。
水性組成物は、金属、導電性ポリマー、絶縁材料、及び例えば銅配線（copper interconnects）などの銅含有基材も含む様々な組成物の薄膜でコーティングされたシリコン又はＧａＡｓ、シリコン又はＧａＡｓウェハを洗浄又は研磨することを含む基材の洗浄に有用である。
一態様では、本発明は、（ａ）少なくとも１０ｐｐｍ、典型的には、約１０～約１００００ｐｐｍの少なくとも１つの式Ｉの界面活性剤を含む組成物を含む。組成物は、好ましくは、水を溶媒として用いる。組成物は、媒体を酸性にするために塩酸などの酸又は媒体を塩基性にするためにアルカリ性物質、例えば水酸化アンモニウムを更に含んでもよい。
第２の態様は、（ａ）上記で定義した組成物を提供する工程と、（ｂ）典型的には、少なくとも１つの金属配線及び／又は膜を有する少なくとも１つの表面を含む基材を提供する工程であって、金属配線及び／又は膜が、表面上に少なくとも１つの不要な物質を有する、少なくとも１つの表面を含む基材を提供する工程と、（ｃ）基材の表面と組成物とを互いに接触させて界面を形成する工程と、（ｄ）不要な表面物質の除去を可能にする工程と、を含む、基材を洗浄する方法を含む。
別の態様は、酸、及び式Ｉの界面活性剤を含有する水性酸洗浄溶液である。典型的な酸としては、フッ化水素酸、塩化水素酸、硝酸、硫酸、リン酸、酢酸及び／又はクエン酸が挙げられるが、これらに限定されない。溶液は、任意に、過酸化物（例えば過酸化水素）又はオゾンなどの他の添加剤を含む。
本発明の更に別の実施形態は、少なくとも０．００１重量％の式Ｉの界面活性剤を含有する水性洗浄溶液であり、この溶液は、７以上のｐＨを有する。
別の態様は、塩基、及び式Ｉの界面活性剤を含有する水性塩基性洗浄溶液である。典型的な塩基としては、水酸化アンモニウム、水酸化テトラメチルアンモニウム、及び／又は水酸化テトラブチルアンモニウムが挙げられるが、これらに限定されない。溶液は、任意に、過酸化物（例えば、過酸化水素）を含む。
本発明の更に別の実施形態は、少なくとも１０ｐｐｍの式１の界面活性剤を含有する水性洗浄溶液であり、この溶液は、７以下のｐＨを有する。
本発明の更に別の実施形態は、貫通フラッシングで使用するための低イオン水中の、少なくとも１０百万分率（ｐｐｍ）の式Ｉの界面活性剤を含有する水性洗浄溶液である。
フッ素化界面活性剤は、水性酸溶液中で十分に安定であり、ナノスケール特徴部が、集積回路などのシリコン基材上で効果的に生成され、水性酸エッチング溶液に可溶性であり、汚染源ではないように金属が少ないように、その表面張力を有利に低減する。本発明の溶液は、次の利点：溶液が従来のエッチング溶液と本質的に同じエッチング速度を有すること、低表面張力を有すること、低発泡性から非発泡性であること、基材を汚染し得る微粒子を除去するために濾過することができること、すすぎ時に表面残留物を残すことが少ないか、又は全く残さないこと、長期保管に安定であること、及び優れた基材表面の平滑性をもたらすこと、のうちの１つ以上を提供する。金属及び酸化物を含む他の基材もまた、酸又は酸の混合物の適切な選択によってエッチング及び洗浄され得る。
一態様では、本発明は、半導体及び集積回路製造において有用な洗浄溶液に関し、組成物は、フッ素化界面活性剤、水酸化アンモニウム及び過酸化水素を含む（ＳＣ－１）。有利には、本発明は、比較的低濃度の界面活性剤を含有するが、基材を効果的に濡らし、効率的なエッチング速度を有する、金属又は有機物などの残留物の除去に有用な水性エッチング溶液を提供する。
別の態様では、本発明は、半導体及び集積回路製造において有用な洗浄溶液に関し、組成物は、フッ素化界面活性剤、塩化水素及び過酸化水素を含む（ＳＣ－２）。有利には、本発明は、比較的低濃度の界面活性剤を含有するが、基材を効果的に濡らし、効率的なエッチング速度を有する、重金属又は金属水酸化物などの残留物の除去に有用な水性エッチング溶液を提供する。
別の態様では、本発明は、フッ素化界面活性剤、硫酸及び過酸化水素を含む均質なエッチング溶液（ピラニア溶液）と基材を接触させることによる、基材の酸化洗浄プロセスに関する。好ましい実施形態では、本発明は、フッ素化界面活性剤、硫酸及び過酸化水素を含む均質なエッチング溶液（ピラニア溶液）と基材を、所定の洗浄度を達成するのに十分な時間接触させることによる、基材の洗浄プロセスに関する。本発明は、複雑な微細構造を容易に貫通し、シリコン基材上の表面を濡らして全ての有機残留物を破壊する低表面張力を有する洗浄溶液を提供する。
別の態様では、本発明は、基材を、フッ素化界面活性剤及びフッ化水素を含む均質なエッチング溶液と接触させて、酸化物層及び金属不純物を除去することによる、基材のエッチングプロセスに関する。任意に、溶液は、フッ化アンモニウムを含んでもよい。
別の態様では、本発明は、基材を、基材上の押圧された領域から試薬及び金属をフラッシングすることによって所定の洗浄度を達成するのに十分な時間、中性低金属水（１８メガオーム）中にフッ素化界面活性剤を含む均質溶液と接触させることによる、基材の洗浄プロセスに関する。
水性洗浄組成物は、非常に低い金属含有量で調製されてもよい。金属イオンによるウェハ表面汚染を最小限に抑えるために、より低い金属イオン濃度が好ましい。Ｔａｋａｈａｓｈｉらにより報告されているように、金属不純物は、集積回路製造における収率損失の５０％超を占める。高感度反応セルＩＣＰ－ＭＳによる半導体グレードのリン酸における微量金属不純物の決定、ｗｗｗ．ａｇｉｌｅｎｔ．ｃｏｍ／ｃｓ／ｌｉｂｒａｒｙ／ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎｓ／５９８８－８９０１ＥＮ．ｐｄｆを参照されたい。
本発明は、インスタント界面活性剤を含み、誘導結合プラズマ（ＩＣＰ）によって測定されるように１，０００ｐｐｂ未満、好ましくは５００ｐｐｂ未満、最も好ましくは２００ｐｐｂ未満の金属を含むイオン種含有量を有する水性組成物を提供する。蒸留は、これらの物質から金属汚染物質を除去する効果的な手段である。
用語「アルキル」は、メチル、エチル、プロピル、ブチル、オクチル、イソプロピル、ｔｅｒｔ－ブチル、ｓｅｃ－ペンチルなどの、直鎖又は分枝鎖、環状又は非環式炭化水素基を指す。アルキル基は、例えば、１個～１２個の炭素原子、１個～８個の炭素原子、又は好ましくは１個～６個の炭素原子を含む。
用語「ペルフルオロアルキル」は、例えば、ＣＦ３ＣＦ２－、ＣＦ３ＣＦ２ＣＦ２－、ＣＦ３ＣＦ２ＣＦ２ＣＦ２－、（ＣＦ３）２ＣＦＣＦ２ＣＦ２－、ＣＦ３ＣＦ（ＣＦ２ＣＦ３）ＣＦ２ＣＦ２－などの完全フッ素化された一価の直鎖又は分枝鎖、環状又は非環式の飽和炭化水素基を指す。ペルフルオロアルキル基は、例えば、２個～１０個の炭素原子、好ましくは３個～５個の炭素原子、最も好ましくは４個の炭素原子を含む。
式Ｉの界面活性剤に関して、Ｒｆは、Ｃ２～Ｃ８ペルフルオロアルキル基、好ましくはＣ３～Ｃ５であり、Ｒ１、Ｒ２及びＲ３のそれぞれは、Ｃ１～Ｃ８アルキル、アルコキシ又はアリールである。アルキル基は、カテナリー窒素原子によって任意に中断されている。好ましくは、Ｒ１は、Ｃ１～Ｃ４基である。好ましくは、アルキレンＲ２及びＲ３は、独立して、Ｃ１～Ｃ４基である。（ＣＨ２）ｎによって定義されるアルキレンは、カテナリー酸素原子によって任意に中断されており、すなわち、－Ｃ４Ｈ８－Ｏ－Ｃ３Ｈ６－である。
環境で見出される生物学的、熱的、酸化的、加水分解、及び光分解条件に曝露された場合に、比較的短いペルフルオロアルカリセグメント（８個未満の全フッ素化炭素原子）を含有する本発明の界面活性剤は、生体内蓄積しない機能的な短鎖フルオロカーボン分解生成物に分解されることが予想される。例えば、ＣＦ３ＣＦ２ＣＦ２ＣＦ２－などのペルフルオロブチル部分を含有する本発明の組成物は、ペルフルオロオクチルよりもはるかに効果的に身体から除去することが予想される。このため、上記式中のＲｆ基の好ましい実施形態としては、合計で３個～５個の炭素原子を含有するペルフルオロアルキル基ＣｍＦ２ｍ＋１－が挙げられる。
本発明は、基材を洗浄するために使用され、エッチング溶液としても使用される水性組成物を提供する。いくつかの実施形態では、基材を洗浄するための組成物は、式Ｉの少なくとも１つのフッ素化界面活性剤、水性溶媒及び酸化剤を含む。エッチング組成物又は溶液は、酸及び少なくとも１つのフッ素化界面活性剤を含有する水溶液である。
式Ｉの界面活性剤は、フッ素化スルホニルハロゲン化物を、式ＨＮＲ１－Ｒ４－ＮＲ２Ｒ３のジアミンと反応させて、アミノアルキルスルホンアミド化合物：
Figure 0007507155000002
 ［式中、Ｒｆ及びＲ１～Ｒ４は、前に定義されたとおりである］を生成することによって、続いてＮ－オキシドに酸化することによって、調製することができる。あるいは、中間体ＩＩは、必要なＲ１基を提供するためにＲ１＝Ｈである式Ｉのスルホンアミドのアルキル化によって調製されてもよい。有用な酸化剤としては、過酸化水素、過カルボン酸、アルキルヒドロペルオキシド、及びオゾンが挙げられる。過酸化水素は、好ましい酸化剤である（Ｋｉｒｋ Ｏｔｈｍｅｒ，３ｒｄ ｅｄ．，ｖ．２，ｐｐ．２５９～２７１を参照されたい）。中間体ＩＩは、イオン性汚染物質（金属を含む）をｐｐｂレベルまで、すなわち、半導体製造のための所望の濃度まで低減するために蒸留することができ、次いで、低イオン容器及び溶媒で、有効な界面活性剤である所望のアミンオキシドに変換することができる。式Ｉの他の関連するスルホンアミド化合物（式中、Ｒ１＝Ｈ）は、蒸留不可能であり、本界面活性剤の低金属含有量を達成することはできない。
本発明において有用な基材としては、シリコン、ゲルマニウム、ＧａＡｓ、ＩｎＰ及び他のＩＩＩ－Ｖ族及びＩＩ－ＶＩ族の化合物半導体が挙げられる。集積回路製造に関与する多数の処理工程により、基材は、シリコン、ポリシリコン、金属並びにそれらの酸化物の層、レジスト、マスク、及び誘電体の層を含んでもよいことが理解されるであろう。本発明はまた、シリコンベースの微小電気機械（ＭＥＭＳ）デバイスのエッチング及び放出に特に有用である。ＭＥＭＳの洗浄及び乾燥は、半導体チップ製造のためのものと同様の問題を有する。基材が銅配線である場合、本明細書では、銅を含有する表面パターンとして定義される。本明細書において、膜は、シリコンウェハなどの基材上の物質の薄いコーティング、例えば、銅金属、窒化ケイ素、フォトレジスト、又は誘電体の膜として定義される。
組成物は水性であり、水溶性有機溶媒、具体的には極性有機溶媒を含んでもよい。極性溶媒は、本明細書では、室温で５超の比誘電率を有するものとして定義される。好適な極性有機溶媒の例としては、ギ酸メチル、ギ酸エチル、酢酸メチル、炭酸ジメチル、炭酸ジエチル、炭酸プロピレン、炭酸エチレン、及びブチロラクトン（例えば、ガンマブチロラクトン）などのエステル；アセトニトリル及びベンゾニトリルなどのニトリル；ニトロメタン又はニトロベンゼンなどのニトロ化合物；Ｎ，Ｎ－ジメチルホルムアミド、Ｎ，Ｎ－ジエチルホルムアミド、Ｎ－メチルピロリジノンなどのアミド；ジメチルスルホキシドなどのスルホキシド；ジメチルスルホン、テトラメチレンスルホン、及び他のスルホランなどのスルホン；Ｎ－メチル－２－オキサゾリジノンなどのオキサゾリジノン；エタノール及びイソプロパノールなどのアルコール、並びにこれらの混合物が挙げられるが、これらに限定されない。
特に好適な溶媒は、水であり、特に脱イオン水である。好ましい極性有機溶媒は、イソプロパノールである。
本発明の組成物は、基材、例えば、シリコンウェハ及び／又は金属配線及び／又は膜の洗浄に特に有用である。研磨の例としては、化学的機械的研磨（chemical mechanical polishing、ＣＭＰ）、化学的強化研磨（chemical enhanced polishing、ＣＥＰ）、及び電気化学的機械的堆積（electrochemical mechanical deposition、ＥＣＭＤ）が挙げられるが、これらに限定されない。洗浄の例としては、ウェハ洗浄が挙げられるが、これらに限定されない。
本発明は、（ａ）（ｉ）少なくとも１０ｐｐｍの式Ｉの界面活性剤、ｉｉ）任意に極性有機溶媒、及び（ｉｉｉ）洗浄剤と、を含有する水性組成物を提供する工程と、（ｂ）基材を提供する工程と、（ｃ）基材と組成物とを接触させて、望ましくない表面物質の除去を促進する工程と、を含む、基材を洗浄する方法を提供する。
洗浄剤は、フッ化水素酸、塩酸、硝酸、硫酸、リン酸、酢酸、及び／又はクエン酸などを含んでもよく、水溶液中で０．１％～９８％の量で使用される。あるいは、洗浄剤は、水酸化アンモニウム、水酸化テトラメチルアンモニウム及び／又は水酸化テトラブチルアンモニウムなどを含んでもよく、水溶液中で０．１％～５０％の量で使用される。任意に、洗浄剤は、過酸化物（例えば、過酸化水素）、オゾン及び／又は他の添加剤を含んでもよい。いくつかの好ましい実施形態では、組成物は、少なくとも１０ｐｐｍの式Ｉの界面活性剤を含む。
除去される望ましくない物質としては、有機物、金属、金属水酸化物、及び金属酸化物を含む、残留物、膜、及び汚染物質が挙げられるが、これらに限定されない。本発明の好適な基材としては、金属、導電性ポリマー、及び絶縁材料を含む様々な組成物の薄膜でコーティングされたシリコン又はＧａＡｓウェハが挙げられるが、これらに限定されない。
金属などの他の基材はまた、酸、塩基、又は過酸化物の適切な選択によって洗浄されてもよい。フッ素化界面活性剤は、溶液の表面張力を効果的に低減し、基材の効果的な湿潤を可能にする。
本発明の組成物及び方法は、向上した湿潤を提供することができ、これは、小さい幾何学的パターンにおいて、及び大きなアスペクト比を有する特徴部、粒子汚染の低減、表面粗さの低減に特に重要であり、これらの全ては、ウェハの収量を増加させるために欠陥を低下させることにより、ウェハ生産を増加させるために洗浄時間を減少させることにより、又は界面活性剤の濾過損失を低減することによって、より長いエッチング浴寿命を可能にすることによって、製造効率の改善をもたらし得る。
改善された性能は、表面の改善された湿潤に寄与する、使用されるフッ素化界面活性剤による洗浄溶液の低表面張力にある程度は起因する。洗浄溶液の表面張力は、一般に、２５℃で測定したとき、５０ダイン／ｃｍ未満、好ましくは３０ダイン／ｃｍ未満、最も好ましくは２５ダイン／ｃｍ未満である。
洗浄溶液は、水性酸、塩基、又は過酸化物及びフッ素化界面活性剤を任意の順序で組み合わせることによって調製されてもよい。酸化シリコン基材では、酸、塩基、又は過酸化物の濃度は、基材及び所望のエッチング速度に応じて、広く変化してもよく、すなわち、０．１重量％～９８重量％であってもよい。一般に、フッ化水素酸、塩酸、硝酸、硫酸、リン酸、酢酸、クエン酸、水酸化アンモニウム、水酸化テトラメチルアンモニウム、水酸化テトラブチルアンモニウム及び／又は過酸化水素の濃度は、約０．１重量％～１０重量％である。
本発明は、基材を本発明の洗浄溶液と、所望の洗浄度を生成するのに十分な時間及び温度で接触させることによって、基材を洗浄するためのプロセスを提供する。好ましくは、基材は酸化シリコン基材である。通常、酸化シリコン基材は、１５～１００℃でエッチングされる。所望であれば、洗浄プロセスは、洗浄溶液をエッチングされた基材からすすぐ工程を更に含んでもよい。一実施形態では、溶液を、水で、好ましくは脱イオン水ですすいでもよい。別の実施形態では、エッチング溶液は、勾配洗浄プロセスで、ゆっくりと脱イオン水に置き換えられる。
所望であれば、溶液は、本発明の上記界面活性剤に加えて、第２の界面活性剤を更に含んでもよい。このような第２の界面活性剤としては、エッチング技術において既知のようなフッ素化界面活性剤及び非フッ素化界面活性剤の両方を含む。Ｋｉｋｕｙａｍａら，ＩＥＥＥ Ｔｒａｎｓａｃｔｉｏｎｓ ｏｎ Ｓｅｍｉｃｏｎｄｕｃｔｏｒ Ｍａｎｕｆａｃｔｕｒｉｎｇ，Ｖｏｌ．３，１９９０，ｐｐ ９９－１０８を参照することができる。一般に、第２の界面活性剤は、全界面活性剤の０重量％～８０重量％を構成してもよく、第１及び第２の界面活性剤の総量は、１０百万分率～１０，０００百万分率を構成する。
別の実施形態では、本開示は、１０％～１５％のＨ２Ｏ２と、２５％～５０％の範囲のＨ２ＳＯ４と、０．００１重量％の式Ｉの界面活性剤の少なくとも１つと、を含むエッチング組成物を提供する。
界面活性剤は、溶液の表面張力を所望の程度まで低減するのに十分な量で使用される。シリコン基材の湿式エッチングのために、界面活性剤は、一般に、２５℃で測定したときに、５０ダイン／ｃｍ以下、好ましくは３０ダイン／ｃｍ未満、最も好ましくは２５ダイン／ｃｍまでの得られる溶液の表面張力を低減するのに十分な量で使用される。一般に、この溶液は、１０百万分率～１０，０００百万分率の界面活性剤を含有し、好ましくは１００百万分率～１０００百万分率である。１０百万分率未満では、溶液は、シリコン基材上で望ましい低減された表面張力及び低い接触角を示さない場合がある。
他の基材もまた、酸又は酸混合物の適切な選択によってエッチングされてもよい。金、インジウム、モリブデン、白金、及びニクロム基材は、塩酸及び硝酸の混合物でエッチングされてもよい。アルミニウム基材は、リン酸と硝酸との混合物でエッチングされてもよく、任意に緩衝剤として酢酸を含んでもよい。シリコン基材は、フッ化水素、硝酸、及び酢酸の混合物でエッチングされてもよい。一般に、フッ素化界面活性剤は、前述した洗浄、エッチング、又はフラッシングのために記載される量で使用される。ＳＩＲＴＬエッチング溶液は、三酸化クロムとフッ化水素酸との混合物を使用して調製して、単結晶シリコン中の欠陥を決定することができる。
追加の任意の添加剤としては、例えば、研磨粒子、酸（例えば、Ｈ２ＳＯ４、希水性ＨＦ、ＨＣｌ）、腐食防止剤（例えば、ベンゾトリアゾール、トリルトリアゾール（ＴＴＡ））、キレート剤（例えば、クエン酸アンモニウム、イミノ二酢酸（ＩＤＡ）、ＥＤＴＡ）、電解質（例えば、リン酸水素アンモニウム）、他の界面活性剤、光沢剤、レベラーなどを挙げることができる。典型的には、酸化剤は、１０～１００，０００ｐｐｍの範囲の濃度で存在する添加剤である。
本開示は、ＲＣＡ洗浄操作において使用され得る組成物を更に提供する。一実施形態では、本開示は、０．００１重量％～０．５重量％の式Ｉの界面活性剤と、１重量％～１０重量％、好ましくは３重量％～５重量％のＮＨ４ＯＨと、１重量％～１０重量％、好ましくは３重量％～５重量％のＨ２Ｏ２と、脱イオン水と、を含む水性界面活性剤組成物を提供する。（ＳＣ－１洗浄組成物）。
一実施形態では、本開示は、０．００１重量％～０．５重量％の式Ｉの界面活性剤と、０．２５重量％～１０重量％、好ましくは０．５重量％～５重量％のＨＦと、脱イオン水と、を含む水性洗浄組成物を提供する。
更に別の実施形態では、本開示は、０．００１重量％～０．５重量％の式Ｉの界面活性剤と、１重量％～１０重量％、好ましくは４重量％～６重量％のＨＣｌと、１重量％～１０重量％、好ましくは３重量％～５重量％のＨ２Ｏ２と、脱イオン水と、を含む水性界面活性剤組成物を提供する。（ＳＣ－２）
上記のＲＣＡ洗浄組成物は、有機汚染物質を水性水酸化アンモニウム／過酸化水素で除去する（有機物の洗浄＋粒子の洗浄）ために、薄い酸化物層水中に溶解したフッ化水素を使用して除去するために、イオン性汚染物質を過酸化水素を含む水性ＨＣｌを使用して除去する（イオン洗浄）ために、その後の水すすぎに順次使用されてもよい。
水性界面活性剤組成物はまた、重量％範囲の式Ｉの界面活性剤と、重量％範囲の有機酸、重量％範囲のＨ２Ｏ２と、研磨粒子と、任意に極性有機溶媒又は水性溶媒と、を含む、ＣＭＰスラリー組成物に使用することもできる。有機酸は、クエン酸、シュウ酸、コハク酸、及びアルキルスルホン酸から選択され得る。研磨用途では、典型的には、本発明の組成物は、研磨粒子を含むか、又は固定研磨剤と組み合わせて使用されるかのいずれかである。好適な研磨粒子としては、アルミナ、シリカ、及び／又は酸化セリウムが挙げられるが、これらに限定されない。一般的に、研磨粒子は、約３重量％～約１０重量％の範囲の濃度で存在する。固定研磨剤は、典型的には、ポリマーに固定された研磨粒子である。
電気化学的機械的堆積（ＥＣＭＤ）用途の場合、本発明の組成物は、溶媒に可溶性である任意の銅塩であってもよい銅塩を更に含む（すなわち、典型的には、銅カチオンの濃度は溶媒中で少なくとも０．１０Ｍである）。好適な銅塩としては、銅イミド、銅メチド、オルガノスルホン酸銅、硫酸銅、又はこれらの混合物が挙げられるが、これらに限定されない。銅塩は、典型的には、溶媒中に約０．１０Ｍ～約１．５Ｍの範囲の濃度で存在する。
特に記載のない限り、実施例及び本明細書のその他の箇所における全ての部、百分率、比などは、重量によるものである。別段の指示がない限り、他の全ての試薬はＳｉｇｍａ－Ａｌｄｒｉｃｈ Ｃｏｍｐａｎｙ（Ｓｔ．Ｌｏｕｉｓ，Ｍｉｓｓｏｕｒｉ）などのファインケミカル業者から入手したか、又は入手可能であり、あるいは公知の方法で合成することができる。表１（以下）に、実施例で使用した材料及びそれらの供給元を一覧で示す。
Figure 0007507155000003
試験方法
ＩＰＣ試験方法
ＩＣＰ試料を秤量し、次いで１０５℃で濃縮硝酸で消化し、次いで水で希釈し、Ｐｅｒｋｉｎ Ｅｌｍｅｒ ８３００上で金属を測定した。
表面張力試験方法
試料は、以下の溶媒：水、２．５重量％の水酸化テトラメチルアンモニウム、２．５重量％の塩酸、又は５０％硫酸の２０グラム（ｇ）中の所望の濃度２５０百万分率（ｐｐｍ）又は２０００ｐｐｍ（重量／重量）で調製した。表面張力は、Ｋｒｕｓｓ Ｋ１００Ｃ，Ａｎａｌｙｔｉｃａｌ Ｉｎｓｔｒｕｍｅｎｔ Ｎｏ．１２２２で測定した。表面張力は、±１ダイン／ｃｍで較正する。
ＮＭＲ（１Ｈ及び１９Ｆ）試験方法
別途記載のない限り、試料をＣＤＣｌ３中に溶解し、Ｂｒｕｋｅｒ ＦＴ ＮＭＲ機器を使用して、１Ｈ ＮＭＲ（５００ＭＨｚ）及び１９Ｆ ＮＭＲ（５００ＭＨｚ）スペクトルを得た。
ＬＣ／ＭＳ試験方法
Ａｇｉｌｅｎｔ ６２３０ ＬＣ／ＭＳ ＴＯＦを使用して、ＨＰＬＣ－ＨＲＭＳにより試料を分析した。
実施例
Ｎ－（ジメチルアミノ）プロピル）－１，１，２，２，３，３，４，４，４－ノンフルオロブタン－１－スルホンアミド（１）の合成：
Figure 0007507155000004
 オーバーヘッド撹拌機、熱電対、滴下漏斗、及び還流凝縮器を備えた三つ口２Ｌフラスコに、ジメチルアミノプロピルアミン（６４２ｇ、６．２９ｍｏｌ）及び２０００ｇのヘキサンを入れた。良好な撹拌を行い、分画されたフッ化ペルフルオロブタンスルホニル（９９２ｇ、３．２８ｍｏｌ）を１時間かけて添加した。その後、本バッチを、５０℃で更に２時間撹拌した。２時間後、ディーンスタークトラップ（デカンターアセンブリ）をフラスコと凝縮器との間に挿入した。バッチ温度を６０℃まで上昇させたが、トラップ内で凝縮する液体は観察されなかった。フラスコを４７℃に冷却し、５００ｍＬの１８メグオーム（megohm）水を反応混合物に添加した。
フラスコ内容物の温度を６１℃に上昇させ、５００ｍＬのヘキサンを除去した。この時点で、更に５００ｍＬの１８メグオーム水を添加した。これを、２０００ｍＬの１８メグオーム水がフラスコに添加され、ポット温度が７０℃に達し、ヘキサンが除去されるまで続けた。この時点でフラスコ内容物が泡状になり、フラスコを２１℃に冷却した。フラスコの内容物を１５分間沈降させた。この時点で、４インチ長７０ミクロンの多孔質ポリエチレンロッド（直径１／２インチ）を使用して、液体内容物（溶解したジメチルアミノプロピルアミンフッ化水素酸塩を有する水）をフラスコから、真空が適用された別のフィルターフラスコに吸い上げて移した。
別の２０００ｍＬの１８メグオーム水を添加し、固体ＤＭＡＰアミドを水と３０分間撹拌した。バッチを沈殿させ、前述のように水を除去した。
次いで、別の２０００ｍＬの１８メグオーム水を添加し、フラスコを撹拌し、水を吸い上げて、フラスコ中に白色固体の湿潤ケーキを残した。白色固体を振盪し、水でトレイに流し、物質を室温で一晩乾燥させ、続いて１００℃で３時間乾燥させた。合計１１５５ｇの白色固体を単離した。収率（％）は９１％（１１５５／１２６１）であった。白色粉末をＩＰＤに供し、結果を表２に報告する。
Ｎ－メチル－Ｎ－（ジメチルアミノ）プロピル）－１，１，２，２，３，３，４，４，４－ノンフルオロ－ブタン－１－スルホンアミド（２）の合成：
Figure 0007507155000005
 オーバーヘッド撹拌機、熱電対、滴下漏斗、及び還流凝縮器を備えた三つ口１Ｌフラスコに、分画されたフッ化ペルフルオロブタンスルホニル（１５６ｇ、０．５１６ｍｏｌ）を入れた。良好な撹拌で、Ｎ，Ｎ’，Ｎ’－トリメチルアミノ１，３－プロピルアミン（６０ｇ、０．５１７ｍｏｌ）及びトリエチルアミン（５２ｇ、０．５１４ｍｏｌ）を１時間かけて添加した。その後、本バッチを、７１℃で更に２時間撹拌した。この時点の最後に、バッチを室温に冷却し、３５０ｍＬの水を添加した。下側フッ素系化学物質層を分離し、６００ｍＬの水で再度洗浄して、１９１ｇの粗フッ素系化学物質を得た。粗フッ素系化学物質を真空下（１９．５ｍｍ）で蒸留し、１４２℃～１４４℃のヘッド温度で蒸留した透明な液体物質１０１ｇを得た。ＧＣ－ＭＳは、所望の物質（２）に対して一貫していた。蒸留された物質を、金属イオンのレベルについてＩＣＰに供した。
表２は結果を含む。表２で分かるように、化合物２は、２６１十億分率（ｐｐｂ）の全金属を有し、一方、多量の１８メグオーム水で洗浄することによって精製されたスルホンアミド窒素上に水素を有する類似の物質は、９７９０ｐｐｂで金属を有した。１４０℃の融点を有しているため、化合物１は容易に蒸留されず、その類似体は、示差走査熱量測定によって測定したときに－１℃の融点を有した。
Figure 0007507155000006
調製例
（Ｎ－メチル－Ｎ－（ジメチルアミノ）エチル）－１，１，２，２，３，３，４，４，４－ノンフルオロブタン－１－スルホンアミド（３）の合成：
Figure 0007507155000007
 オーバーヘッド撹拌機、熱電対、滴下漏斗、及び還流凝縮器を備えた三つ口１Ｌフラスコに、Ｎ，Ｎ－ジエチル－Ｎ－メチルエチレンジアミン（８１ｇ、０．６２ｍｏｌ）、トリエチルアミン（８９ｇ、０．８０ｍｏｌ）及び３００ｇのヘキサンを入れた。良好な撹拌を行い、分画されたフッ化ペルフルオロブタンスルホニル（１８８ｇ、０．６２ｍｏｌ）を１時間かけて添加した。その後、本バッチを、５０℃で更に２時間撹拌した。２時間後、ディーンスターク（Dean-stark）トラップ（デカンターアセンブリ）をフラスコと凝縮器との間に挿入した。フラスコを４７℃に冷却し、５００ｍＬの水を反応混合物に添加した。フラスコ内容物の温度を６１℃に上昇させ、５００ｍＬのヘキサンを除去した。更に５００ｍＬの水を添加し、バッチを６０℃で分割した。下側フッ素系化学物質相を、別の１０００ｍＬの水で洗浄した。次いで、下側のフッ素系化学物質相を真空（７．９ｍｍ～８．６ｍｍ、１２５℃～１３５℃）で蒸留して、黄色固体である物質１２６ｇを得た。蒸留物質のＧＣ－ＭＳは、４１２の親イオンを有する所望の生成物（３）であることを確認した。融点をＤＳＣによって決定し、３℃であることが判明した。１Ｈ及び１９Ｆ ＮＭＲデータは、所望の化合物と一致した。
Ｎ－（ジエチルアミノ）エチル）－１，１，２，２，３，３，４，４，４－ノンフルオロ－ブタン－１－スルホンアミド（４）の合成：
Figure 0007507155000008
 オーバーヘッド撹拌機、熱電対、滴下漏斗、及び還流凝縮器を備えた三つ口１Ｌフラスコに、Ｎ，Ｎ－ジエチル－エチレンジアミン（３８３ｇ、３．３１ｍｏｌ）及び７００ｇのヘキサンを入れた。良好な撹拌を行い、分画されたフッ化ペルフルオロブタンスルホニル（５００ｇ、１．６５６ｍｏｌ）を１時間かけて添加した。その後、本バッチを、５０℃で更に２時間撹拌した。２時間後、ディーンスタークトラップ（デカンターアセンブリ）をフラスコと凝縮器との間に挿入した。フラスコを４７℃に冷却し、１０００ｍＬの水を反応混合物に添加した。フラスコ内容物の温度を６１℃に上昇させ、５００ｍＬのヘキサンを除去した。更に５００ｍＬの水を添加し、バッチを６０℃で分割した。下側フッ素系化学物質相を、別の１５００ｍＬの水で洗浄した。次いで、下側のフッ素系化学物質相を真空（４．７ｍｍ～６．８ｍｍ、１４０℃～１４７℃）で蒸留して、物質５８０ｇを得た。蒸留物質のＧＣ－ＭＳは、３９８の親イオンを有する所望の生成物（４）であることを確認した。融点をＤＳＣによって決定し、１０１℃であることが判明した。
Ｎ－（（４Ｎ’－メチル）－ピペラジノ）－１，１，２，２，３，３，４，４，４－ノンフルオロブタン－１－スルホンアミド（５）の合成：
Figure 0007507155000009
 オーバーヘッド撹拌機、熱電対、滴下漏斗、及び還流凝縮器を備えた三つ口１Ｌフラスコに、１－メチルピペラジン（１３３ｇ、１．３２ｍｏｌ）、及び４００ｇのヘキサンを入れた。良好な撹拌を行い、分画されたフッ化ペルフルオロブタンスルホニル（２００ｇ、０．６６２ｍｏｌ）を１時間かけて添加した。その後、本バッチを、５０℃で更に２時間撹拌した。２時間後、ディーンスタークトラップ（デカンターアセンブリ）をフラスコと凝縮器との間に挿入した。フラスコを４７℃に冷却し、５００ｍＬの水を反応混合物に添加した。フラスコ内容物の温度を６１℃に上昇させ、５００ｍＬのヘキサンを除去した。更に５００ｍＬの水を添加し、バッチを６０℃で分割した。下側フッ素系化学物質相を、別の１０００ｍＬの水で洗浄した。次いで、下側のフッ素系化学物質相（２１２ｇ）を真空下（８．５ｍｍ、ヘッド温度は１２０℃である）で蒸留して、２１ｇの前留分（precut）を得て、その後、（６．７ｍｍ～７．９ｍｍ、１１０℃～１２５℃）で、１７８ｇの最初に液体であった中間留分（heart cut）物質を得た。蒸留物質のＧＣ－ＭＳは、３８２の親イオンを有する所望の生成物（５）であることを確認した。融点をＤＳＣによって決定し、２３℃であることが判明した。
Ｎ－（（４Ｎ’－エチル）－ピペラジノ）－１，１，２，２，３，３，４，４，４－ノンフルオロブタン－１－スルホンアミド（６）の合成：
Figure 0007507155000010
 オーバーヘッド撹拌機、熱電対、滴下漏斗、及び還流凝縮器を備えた三つ口２Ｌフラスコに、１－エチルピペラジン（１９５ｇ、１．７１ｍｏｌ）、及びトリエチルアミン（１７２ｇ、１．７１ｍｏｌ）を入れた。良好な撹拌を行い、分画されたフッ化ペルフルオロブタンスルホニル（５００ｇ、１．６６ｍｏｌ）を１時間かけて添加した。その後、本バッチを、７０℃で更に２時間撹拌した。２時間後、９００ｍＬの水を添加した。次いで、下側フッ素系化学物質相（６４０ｇ）を別の１０００ｍＬの水で２回洗浄して、５６４ｇの下側のフッ素系化学物質相を得た。次いで、下側のフッ素系化学物質相を真空下２０ｍｍ～２４ｍｍ、１２２℃～１２４℃のヘッド温度で蒸留して、１７ｇの前留分を得て、その後、（５．７ｍｍ～８．５ｍｍ、１２２℃～１２４℃）で、５１９ｇの最初に液体であった中間留分物質を得た。蒸留物質のＧＣ－ＭＳは、３９６の親イオンを有する所望の生成物（６）であることを確認した。融点をＤＳＣによって決定し、８℃であることが判明した。
Ｎ－（（４Ｎ’－プロピル）－ピペラジノ）－１，１，２，２，３，３，４，４，４－ノンフルオロブタン－１－スルホンアミド（８）の合成：
Figure 0007507155000011
 １－（（ペルフルオロブチル）スルホニル）ピペラジン（７）を、国際公開第２０１７／１０００４５Ａ号：ＰＥ－１、１５頁、５～２３行のように調製した。
凝縮器を備える２５０ｍＬの丸底フラスコに、１－（（ペルフルオロブチル）スルホニル）ピペラジン（７）（１０．０ｇ、２７．２ｍｍｏｌ）、ＴＨＦ（５５ｍＬ）、及びＮ（ｉＰｒ）２Ｅｔ（４．０ｇ、５．４ｍＬ、３１ｍｍｏｌ）を入れた。激しく撹拌しながら、硫酸ジプロピル（５．０ｇ、４．５ｍＬ、２７ｍｍｏｌ）を添加し、反応物を１６時間還流させた後、反応物を冷却し、２５０ｍＬのＨ２Ｏで希釈し、２５０ｍＬの酢酸エチルで希釈した。層を分離し、有機層をブラインで洗浄し、次いでＮａ２ＳＯ４で乾燥させ、濾過し、真空下で濃縮して、淡黄色の油状物（８）（１１．０ｇ、２６．８ｍｍｏｌ、収率９９％）を得た。融点をＤＳＣによって決定し、２９℃であることが判明した。１Ｈ及び１９Ｆ ＮＭＲデータは、所望の化合物と一致した。
Ｎ－（（アミノエチル）モルホリノ）－１，１，２，２，３，３，４，４，４－ノンフルオロブタン－１－スルホンアミド（９）の合成：
Figure 0007507155000012
 オーバーヘッド撹拌機、熱電対、滴下漏斗、及び還流凝縮器を備えた三つ口２Ｌフラスコに、アミノエチル－モルホリン（３４２ｇ、２．６６ｍｏｌ）及び６００ｇのヘキサンを入れた。良好な撹拌を行い、分画されたフッ化ペルフルオロブタンスルホニル（４０２ｇ、１．３３ｍｏｌ）を１時間かけて添加した。その後、本バッチを、６０℃で更に２時間撹拌した。２時間後、ディーンスタークトラップ（デカンターアセンブリ）をフラスコと凝縮器との間に挿入した。ヘキサン及び未反応のＰＢＳＦを、ポットが９２℃に達するまでディーンスタークトラップに取り除いた後、５００ｍＬの水を添加し、バッチ温度を８６℃を超えて維持し、そうでなければ固体が形成し始めて、洗浄を妨害する。洗浄を５００ｍＬの水で２回繰り返した。ポットが１４０℃に達するまで、バッチを大気圧で取り除いた。減圧下で物質を蒸留することを試みたが、真空トラップ及びホース内に物質が昇華することによって多くの場合真空が失われた。物質をジャーの熱湯に注ぎ、秤量した（４２７ｇ）。融点をＤＳＣによって決定し、９４℃であることが判明した。
Ｎ－（ジエチルアミノ）プロピル）－１，１，２，２，３，３，４，４，４－ノンフルオロ－ブタン－１－スルホンアミド（１０）の合成：
Figure 0007507155000013
 オーバーヘッド撹拌機、熱電対、滴下漏斗、及び還流凝縮器を備えた三つ口２Ｌフラスコに、３－（ジエチルアミノ）プロピルアミン（４８０ｇ、３．３１ｍｏｌ）及び７００ｇのヘキサンを入れた。良好な撹拌を行い、分画されたフッ化ペルフルオロブタンスルホニル（５００ｇ、１．６５６ｍｏｌ）を１時間かけて添加した。その後、本バッチを、５０℃で更に２時間撹拌した。２時間後、ディーンスタークトラップ（デカンターアセンブリ）をフラスコと凝縮器との間に挿入した。フラスコを４７℃に冷却し、１０００ｍＬの水を反応混合物に添加した。フラスコ内容物の温度を６１℃に上昇させ、５００ｍＬのヘキサンを除去した。更に５００ｍＬの水を添加し、バッチを６０℃で分割した。下側フッ素系化学物質相を、別の１５００ｍＬの水で洗浄した。次いで、下側のフッ素系化学物質相を真空（５．７ｍｍ～７．０ｍｍ、１４８℃～１５１℃）で蒸留して、６０５ｇの黄色固体を得た。蒸留物質のＧＣ－ＭＳは、４１２の親イオンを有する所望の生成物（１０）であることを確認した。融点をＤＳＣによって決定し、８６℃であることが判明した。
Ｎ－［３－（ジエチルアミノ）プロピル］－１，１，２，２，３，３，４，４，４－ノナフルオロ－Ｎ－メチル－ブタン－１－スルホンアミド（３７）の合成：
Figure 0007507155000014
 ２５０ｍＬの丸底フラスコに、Ｎ－［３－（ジエチルアミノ）プロピル］－１，１，２，２，３，３，４，４，４－ノナフルオロ－ブタン－１－スルホンアミド（１０、１０．０ｇ、２４．３ｍｍｏｌ）、Ｋ２ＣＯ３（７．０ｇ、５１ｍｍｏｌ）、及び１２０ｍＬのアセトンを入れた。撹拌しながらトシル酸メチル（４．７０ｇ、２５．２ｍｍｏｌ）を添加し、反応物を室温で１６時間撹拌した。次いで、反応物を３００ｍＬのＨ２Ｏで希釈し、有機層を分離し、水層を５０ｍＬのＤＣＭで２回洗浄し、合わせた有機物をＮａ２ＳＯ４で乾燥させ、濾過し、真空下で濃縮し、真空下で蒸留し（９５℃＠１５０ミリトル）、無色透明の液体を得た（３７、６．８ｇ、６６％収率）。１Ｈ及び１９Ｆ ＮＭＲデータは、所望の化合物と一致した。
Ｎ－（３－（ジエチルアミノ）プロピル）－Ｎ－エチル－１，１，２，２，３，３，４，４，４－ノナフルオロブタン－１－スルホンアミド（３８）の合成：
Figure 0007507155000015
 熱電対、オーバーヘッド撹拌機、及び添加漏斗を装備した１Ｌの三つ口フラスコに、Ｎ－［３－（ジエチルアミノ）プロピル］－１，１，２，２，３，３，４，４，４－ノナフルオロ－ブタン－１－スルホンアミド（１０、３６．０ｇ、９７．１ｍｍｏｌ）、Ｋ２ＣＯ３（１２．７ｇ、１０１．９ｍｍｏｌ）、及び１５０ｍＬのアセトンを入れた。撹拌しながら、３０ｍＬのアセトンに溶解したトシル酸エチル（１８．４ｇ、１０１．９ｍｍｏｌ）を添加し、反応物を還流下で１６時間撹拌した。バッチを室温に冷却し、ブフナー漏斗を用いて＃４濾紙で濾過した。ブフナー漏斗中のケークを、追加の１００ｍＬのアセトンでフラッシュした。ポット温度が８９℃に達するまで、アセトンを大気圧で除去して４６ｇを得た。残りを真空下で（５００ミリトルで１１２℃）蒸留し、無色透明の液体（３８、３０．６ｇ、８０％収率）を得た。ＧＣ／ＭＳは、所望の構造に一致していた。１Ｈ及び１９Ｆ ＮＭＲデータは、所望の化合物と一致した。
２－（２－（２－メトキシエトキシ）エトキシ）エチル４－メチルベンゼンスルホネート（３９）の合成：
Figure 0007507155000016
 ２５０ｍＬ丸底フラスコに、トリエチレングリコールモノメチルエーテル（１５ｇ、９１ｍｍｏｌ）、ＭｅＣＮ（４６ｍＬ）、及びＮＥｔ３（９．５ｇ、１３ｍＬ、９５ｍｍｏｌ）を入れ、氷／水浴中で５℃に冷却した。ＴｓＣｌ（１７ｇ、８９ｍｍｏｌ）を１０分かけてゆっくり添加し、次いで反応物を氷浴から取り出し、室温で一晩撹拌した。次いで、得られた混合物を濾過し、１００ｍＬの酢酸エチルで希釈し、５０ｍＬの飽和ＮａＨＣＯ３溶液で２回洗浄し、１００ｍＬのＨ２Ｏ及び１００ｍＬのブライン溶液で洗浄した。有機相をＮａ２ＳＯ４で乾燥させ、濃縮して透明な明黄色油状物（２６．０ｇ、８１．７ｍｍｏｌ、９２％収率）を得て、これを更に精製することなく使用した。１Ｈ ＮＭＲデータは、所望の化合物と一致した。
Ｎ－（３－（ジエチルアミノ）プロピル）－１，１，２，２，３，３，４，４，４－ノナフルオロ－Ｎ－（２－（２－（２－メトキシエトキシ）エトキシ）エチル）ブタン－１－スルホンアミド（４０）の合成：
Figure 0007507155000017
 ２５０ｍＬの丸底フラスコに、Ｎ－［３－（ジエチルアミノ）プロピル］－１，１，２，２，３，３，４，４，４－ノナフルオロ－ブタン－１－スルホンアミド（Ｎ－［３－（ジエチルアミノ）プロピル］－１，１，２，２，３，３，４，４，４－ノナフルオロ－ブタン－１－スルホンアミド（１０、１０．０ｇ、２４．３ｍｍｏｌ）、Ｋ２ＣＯ３（７．０ｇ、５１ｍｍｏｌ）、及び６０ｍＬのアセトンを入れた。撹拌しながらトシル酸塩（３９、８．０ｇ、２６．６ｍｍｏｌ）を添加し、反応物を室温で１６時間撹拌した。次いで、反応物を濾過し、濾液をヘプタン中に溶解して濃縮し、２番目の濃縮物を濾過して、橙色スラリーを得た。次いで、この物質を蒸留し（１６０℃＠４０ミリトル）、透明な無色油状物としてアルキル化スルホンアミド（４０、７．０ｇ、５２％収率）を単離した。１Ｈ及び１９Ｆ ＮＭＲデータは、所望の化合物と一致した。
２－ブロモエトキシ（トリメチル）シラン（４１）の合成：
Figure 0007507155000018
 ２５０ｍＬ丸底フラスコを氷水浴中で０℃に冷却し、２－ブロモエタノール（２０．０ｇ、１１．３ｍＬ、１６０ｍｍｏｌ）及び［ジメチル－（トリメチルシリルアミノ）シリル］メタン（１４．０ｇ、１８．１ｍＬ、１６０ｍｍｏｌ）を入れ、反応物を氷浴から取り出し、室温で撹拌し、２時間後、反応物をＮＭＲによって完了したと見なされ、セライトのプラグを通して濾過して、粗２－ブロモエトキシ（トリメチル）シラン（４１、２６．９ｇ、収率８５％）を得て、これを更なる精製なしに使用した。１Ｈ ＮＭＲデータは、所望の化合物と一致した。
Ｎ－（３－（ジエチルアミノ）プロピル）－１，１，２，２，３，３，４，４，４－ノナフルオロ－Ｎ－（２－ヒドロキシエチル）ブタン－１－スルホンアミド（４２）の合成：
Figure 0007507155000019
 ５００ｍＬのフラスコに、スルホンアミド（１０、３７．０ｇ、８９．７ｍｍｏｌ）、２－ブロモエトキシ（トリメチル）シラン（４１、２６．９ｇ、１３６ｍｍｏｌ）、Ｋ２ＣＯ３（１４．０ｇ、１０１ｍｍｏｌ）、及び１８０ｍＬのＤＭＦを入れ、１１０℃に一晩加熱した。反応物を室温まで冷却し、１００ｍＬのＮＨ４Ｃｌ溶液及び１００ｍＬのＨ２Ｏでクエンチした。次いで、２００ｍＬの酢酸エチルで抽出し、更に１００ｍＬの酢酸エチルで洗浄し、次いで有機層を１００ｍＬのＨ２Ｏで２回洗浄し、有機層をＮａ２ＳＯ４で乾燥させ、濾過し、淡褐色の油状物を蒸留し（１２５～１３０℃＠２０ミリトル）、透明な無色シロップ（４２、２８ｇ、６８％）を得た。１Ｈ及び１９Ｆ ＮＭＲデータは、所望の化合物と一致した。
Ｎ－（３－（ジメチルアミノ）－２，２－ジメチルプロピル）－１，１，２，２，３，３，４，４，４－ノナフルオロブタン－１－スルホンアミド（４３）の合成：
Figure 0007507155000020
 オーバーヘッド撹拌機、熱電対、滴下漏斗、及び還流凝縮器を備えた三つ口１Ｌフラスコに、テトラメチルプロパンジアミン（１７２ｇ、１．３２ｍｏｌ）、及び３５２ｇのヘキサンを入れた。良好な撹拌を行い、分画されたフッ化ペルフルオロブタンスルホニル（２００ｇ、０．６２２ｍｏｌ）を１時間かけて添加した。その後、本バッチを、５０℃で更に２時間撹拌した。２時間後、ディーンスタークトラップ（デカンターアセンブリ）をフラスコと凝縮器との間に挿入した。フラスコを４７℃に冷却し、５００ｍＬの水を反応混合物に添加した。フラスコ内容物の温度を６１℃に上昇させ、５００ｍＬのヘキサンを除去した。更に５００ｍＬの水を添加し、バッチを６０℃で分割した。下側フッ素系化学物質相を、別の１０００ｍＬの水で洗浄した。次いで、下側のフッ素系化学物質相を真空（１６．５ｍｍ～１９ｍｍ、１３２℃～１４０℃）で蒸留して、黄色固体である物質１８５ｇを得た。ＧＣ／ＭＳは、所望の構造に一致していた。
Ｎ－（３－（ジメチルアミノ）－２，２－ジメチルプロピル）－１，１，２，２，３，３，４，４，４－ノナフルオロ－Ｎ－メチルブタン－１－スルホンアミド（４４）の合成：
Figure 0007507155000021
 ２５０ｍＬの丸底フラスコに、スルホンアミド（４３、１０．０ｇ、２４．３ｍｍｏｌ）、Ｋ２ＣＯ３（７．０ｇ、５１ｍｍｏｌ）、１２０ｍＬのアセトン、及びトシル酸メチル（４．９ｇ、２６ｍｍｏｌ）を入れ、これを室温で１６時間撹拌した後、２５０ｍＬの水を添加し、反応物を約２０分間撹拌し、次いで得られた白色固体を濾過し、真空下で乾燥した（４４、９．６ｇ、収率９３％）。１Ｈ及び１９Ｆ ＮＭＲデータは、所望の化合物と一致した。
表３、４、及び５における物質の合成
（Ｎ－メチル－Ｎ－（ジエチルアミノ）エチル）－－１，１，２，２，３，３，４，４，４－ノンフルオロブタン－１－スルホンアミドオキシド（１１）の合成：
Figure 0007507155000022
 オーバーヘッド撹拌機、熱電対、滴下漏斗、及び還流凝縮器を備えた三つ口１Ｌフラスコに、（Ｎ－メチル－Ｎ－（ジエチルアミノ）エチル）－１，１，２，２，３，３，４，４，４－ノンフルオロブタン－１－スルホンアミド（３、４０ｇ、０．９７ｍｏｌ）、及び５０ｇのイソプロパノールを入れた。フラスコを６７℃に加熱した。良好な撹拌で、３０％過酸化水素（２２ｇ、０．２１ｍｏｌ）を１時間かけて添加した。フラスコを、６７℃で一晩良好に撹拌しながら加熱した。Ｈ－、Ｆ、及びＣ－ＮＭＲは、溶液が、３６％の所望の（Ｎ－メチル－Ｎ－（ジエチルアミノ）エチル）－１，１，２，２，３，３，４，４，４－ノンフルオロブタン－１－スルホンアミド酸化物（１１）であることを示した。ＬＣ／ＭＳ（負のエレクトロスプレー法）データ及び１Ｈ及び１９Ｆ ＮＭＲデータは、所望の化合物と一致した。
Ｎ－（（４Ｎ’－メチル）－ピペラジノ）－１，１，２，２，３，３，４，４，４－ノンフルオロブタン－１－スルホンアミドアミンオキシド（１２）の合成：
Figure 0007507155000023
 オーバーヘッド撹拌機、熱電対、滴下漏斗、及び還流凝縮器を備えた三つ口１Ｌフラスコに、Ｎ－（（４Ｎ’－メチル）－ピペラジノ）－１，１，２，２，３，３，４，４，４－ノンフルオロブタン－１－スルホンアミド（５、２５ｇ、０．０６５２ｍｏｌ）、及び５０ｇのイソプロパノールを入れた。フラスコを７８℃に加熱した。良好な撹拌で、３０％過酸化水素（１５ｇ、０．１３０５ｍｏｌ）を１時間かけて添加した。フラスコを、８０℃で一晩良好に撹拌しながら加熱した。この時間の終了時に、フラスコの内容物を注ぎ、真空オーブンで乾燥させて、白色固体２７ｇを得た。ＬＣ／ＭＣ負イオン化により、３９８のＭＷをもたらす（Ｍ＋ＣＨ３ＣＯ２ －）４５７の質量をもたらした。
Ｎ－（（４Ｎ’－エチル）－ピペラジノ）－１，１，２，２，３，３，４，４，４－ノンフルオロブタン－１－スルホンアミドオキシド（１３）の合成：
Figure 0007507155000024
 オーバーヘッド撹拌機、熱電対、滴下漏斗、及び還流凝縮器を備えた三つ口１Ｌフラスコに、Ｎ－（（４Ｎ’－エチル）－ピペラジノ）－１，１，２，２，３，３，４，４，４－ノンフルオロブタン－１－スルホンアミド（６、１４４ｇ、０．３６３ｍｏｌ）、及び１８１．５ｇのイソプロパノールを入れた。フラスコを８０℃に加熱した。良好な撹拌で、３０％過酸化水素（８２．５ｇ、０．７２７ｍｏｌ）を２時間かけて添加した。フラスコを、８０℃で一晩良好に撹拌しながら加熱した。ＬＣ／ＭＳ（負のエレクトロスプレー法）データは、所望の化合物と一致した。
Ｎ－（（４Ｎ’－プロピル）－ピペラジノ）－１，１，２，２，３，３，４，４，４－ノンフルオロブタン－１－スルホンアミドオキシド（１４）の合成：
Figure 0007507155000025
 オーバーヘッド撹拌機、熱電対、滴下漏斗、及び還流凝縮器を備えた三つ口１Ｌフラスコに、Ｎ－（（４Ｎ’－プロピル）－ピペラジノ）－１，１，２，２，３，３，４，４，４－ノンフルオロブタン－１－スルホンアミド（８、１０．５ｇ、０．０２６２５ｍｏｌ）、及び２０ｇのイソプロパノールを入れた。フラスコを８０℃に加熱した。良好な撹拌で、３０％過酸化水素（２０．０ｇ、０．１７６ｍｏｌ）を２時間かけて添加した。フラスコを、８０℃で一晩良好に撹拌しながら加熱した。ＬＣ／ＭＳ（負のエレクトロスプレー法）データは、所望の化合物と一致した。
Ｎ－メチル－Ｎ－（ジメチルアミノ）プロピル）－１，１，２，２，３，３，４，４，４－ノンフルオロ－ブタン－１－スルホンアミドオキシド（１５）の合成の合成：
Figure 0007507155000026
 オーバーヘッド撹拌機、熱電対、滴下漏斗、及び還流凝縮器を備えた三つ口１Ｌフラスコに、Ｎ－メチル－Ｎ－（ジメチルアミノ）プロピル）－１，１，２，２，３，３，４，４，４－ノンフルオロ－ブタン－１－スルホンアミド（２、４０ｇ、０．１０ｍｏｌ）、及び５０ｇのイソプロパノールを入れた。フラスコを８０℃に加熱した。良好な撹拌で、３０％過酸化水素（２２．７ｇ、０．２００ｍｏｌ）を２時間かけて添加した。フラスコを、８０℃で一晩良好に撹拌しながら加熱した。ＬＣ／ＭＳ（負のエレクトロスプレー法）データは、所望の化合物と一致した。
Ｎ－［３－（ジエチルアミノ）プロピル］－１，１，２，２，３，３，４，４，４－ノナフルオロ－Ｎ－メチル－ブタン－１－スルホンアミドオキシド（１６）の合成：
Figure 0007507155000027
 オーバーヘッド撹拌機、熱電対、滴下漏斗、及び還流凝縮器を備えた三つ口１Ｌフラスコに、Ｎ－（３－（ジエチルアミノ）プロピル）－Ｎ－エチル－１，１，２，２，３，３，４，４，４－ノナフルオロブタン－１－スルホンアミド（３７、６．０ｇ、４５ｍｍｏｌ）、及び２０ｇのイソプロパノールを入れた。フラスコを８０℃に加熱した。良好な撹拌で、３０％過酸化水素（４．０ｇ、３５ｍｍｏｌ）を４５分間かけて添加した。フラスコを、８０℃で一晩良好に撹拌しながら加熱した。ＬＣ／ＭＳ（負のエレクトロスプレー法）データは、所望の化合物と一致した。
Ｎ－エチル－Ｎ－（ジエチルアミノ）プロピル）－１，１，２，２，３，３，４，４，４－ノンフルオロブタン－１－スルホンアミドオキシド（１７）の合成：
Figure 0007507155000028
 オーバーヘッド撹拌機、熱電対、滴下漏斗、及び還流凝縮器を備えた三つ口１Ｌフラスコに、Ｎ－（３－（ジエチルアミノ）プロピル）－Ｎ－エチル－１，１，２，２，３，３，４，４，４－ノナフルオロブタン－１－スルホンアミド（３８、２０．０ｇ、０．０４５４ｍｏｌ）、及び３０ｇのイソプロパノールを入れた。フラスコを８０℃に加熱した。良好な撹拌で、３０％過酸化水素（１１．０ｇ、０．０９６９ｍｏｌ）を２時間かけて添加した。フラスコを、８０℃で一晩良好に撹拌しながら加熱した。ＬＣ／ＭＳ（負のエレクトロスプレー法）データは、所望の化合物と一致した。
Ｎ－（３－（ジエチルアミノ）プロピル）－１，１，２，２，３，３，４，４，４－ノナフルオロ－Ｎ－（２－（２－（２－メトキシエトキシ）エトキシ）エチル）ブタン－１－スルホンアミドオキシド（１８）の合成：
Figure 0007507155000029
 オーバーヘッド撹拌機、熱電対、滴下漏斗、及び還流凝縮器を備えた三つ口１Ｌフラスコに、Ｎ－（３－（ジエチルアミノ）プロピル）－１，１，２，２，３，３，４，４，４－ノナフルオロ－Ｎ－（２－（２－（２－メトキシエトキシ）エトキシ）エチル）ブタン－１－スルホンアミド（４０、６．０ｇ、０．０１２ｍｏｌ）、及び１４ｇのイソプロパノールを入れた。フラスコを８０℃に加熱した。良好な撹拌で、３０％過酸化水素（３．０ｇ、０．０２６ｍｏｌ）を４５分間かけて添加した。フラスコを、８０℃で一晩良好に撹拌しながら加熱した。０．５９ｇの溶液を６０℃で１時間蒸発させたとき、０．１７ｇの残渣を得た（固形分＝２８．８％）。
Ｎ，Ｎ－ジエチル－３－（（１，１，２，２，３，３，４，４，４－ノナフルオロ－Ｎ－（２－ヒドロキシエチル）ブチル）スルホンアミド）プロパン－１－アミンオキシド（１９）の合成：
Figure 0007507155000030
 オーバーヘッド撹拌機、熱電対、滴下漏斗、及び還流凝縮器を備えた三つ口１Ｌフラスコに、Ｎ－（３－（ジエチルアミノ）プロピル）－１，１，２，２，３，３，４，４，４－ノナフルオロ－Ｎ－（２－（２－ヒドロキシエチル）ブタン－１－スルホンアミド（４２、１６ｇ、３５ｍｍｏｌ）、及び３２ｇのイソプロパノールを入れた。フラスコを６５ ℃に加熱した。良好な撹拌で、６．８ｇの３０％過酸化水素（６．８ｇ、５９ｍｍｏｌ）を４５分間かけて添加した。フラスコを、６５℃で一晩良好に撹拌しながら加熱した。ＬＣ／ＭＳは、所望の構造と一致した。
化合物２０～２３を、化合物１３の合成について記載した手順に従って、相当する三級アミンから合成した。
Ｎ，Ｎ－ジエチル－Ｎ－メチル－２－（（１，１，２，２，３，３，４，４，４－ノナフルオロ－Ｎ－メチルブチル）スルホンアミド）エタン－１－アミニウムヨーダイド（２４）の合成：
Figure 0007507155000031
 凝縮器を備えた２５０ｍＬの丸底フラスコに、Ｎ－［２－（ジエチルアミノ）エチル］－１，１，２，２，３，３，４，４，４－ノナフルオロ－Ｎ－メチル－ブタン－１－スルホンアミド（３、１０．０ｇ、２４．２ｍｍｏｌ）、１２０ｍＬの酢酸エチル、及びＭｅＩ（７．０ｇ、４９ｍｍｏｌ）を入れた。反応物を加熱して１６時間還流させ、白色沈殿物を形成させた。室温まで冷却の際に、この固体を濾過し、高真空下で乾燥させて、白色固体（２４、１２．６ｇ、２２．７ｍｍｏｌ、収率９４％）を得た。１Ｈ及び１９Ｆ ＮＭＲデータは、所望の化合物と一致した。
Ｎ，Ｎ－ジエチル－Ｎ－（２－（（１，１，２，２，３，３，４，４，４－ノナフルオロ－Ｎ－メチルブチル）スルホンアミド）エチル）プロパン－１－アミニウムヨーダイド（２５）の合成：
Figure 0007507155000032
 凝縮器を備えた２５０ｍＬの丸底フラスコに、Ｎ－［２－（ジエチルアミノ）エチル］－１，１，２，２，３，３，４，４，４－ノナフルオロ－Ｎ－メチル－ブタン－１－スルホンアミド（３、１０．０ｇ、２４．３ｍｍｏｌ）、１２０ｍＬの酢酸エチル、及びｎＰｒＩ（８．３ｇ、４．８ｍＬ、４９ｍｍｏｌ）を添加し、反応物を加熱して、１６時間還流させ、白色沈殿物を形成させた。室温まで冷却の際に、この固体を濾過し、高真空下で乾燥させて、白色固体（２５、３．８ｇ、６．５ｍｍｏｌ、収率２７％）を得た。１Ｈ及び１９Ｆ ＮＭＲデータは、所望の化合物と一致した。
４－（ジエチル（２－（（１，１，２，２，３，３，４，４，４－ノナフルオロ－Ｎ－メチルブチル）スルホンアミド）エチル）アンモニオ）ブタン－１－スルホネート（２６）の合成：
Figure 0007507155000033
 １００ｍＬの厚壁丸底フラスコに、１－メチル－４Ｎ－［２－（ジエチルアミノ）エチル］－１，１，２，２，３，３，４，４，４－ノナフルオロ－Ｎ－メチル－ブタン－１－スルホンアミド（３、５．０ｇ、１２ｍｍｏｌ）及びオキサチアン２，２－ジオキシド（６．６ｇ、４８ｍｍｏｌ）をテフロンプラグで封止し、１００℃で１６時間加熱し、反応物を冷却し、固体を濾過し、次いでトルエンで洗浄して白色固体（２６、４．９ｇ、８．９ｍｍｏｌ、７４％収率）を得た。１Ｈ及び１９Ｆ ＮＭＲ（（ＣＤ３）ＣＯ２Ｄ中）データは、所望の化合物と一致した。
１，１－ジメチル－４－（（ペルフルオロブチル）スルホニル）ピペラジン－１－イウムヨージド（２７）の合成：
Figure 0007507155000034
 ２５ｍＬの厚壁丸底フラスコに、１－メチル－４－（（ペルフルオロブチル）スルホニル）ピペラジン（５、５．０ｇ、１３ｍｍｏｌ）、トルエン（１０ｍＬ）、及びＭｅＩ（２．０ｇ、０．８８ｍＬ、１４ｍｍｏｌ）を充填し、テフロンプラグで封止し、５０℃で１６時間加熱した。反応物を冷却し、固体を濾過し、次いでトルエンで洗浄して、白色固体（２７、６．６０ｇ、１２．６ｍｍｏｌ、９７％収率）を得た。１Ｈ及び１９Ｆ ＮＭＲ（ＣＯ（ＣＤ３）２中）データは、所望の化合物と一致した。
１－メチル－４－（（ペルフルオロブチル）スルホニル）－１－プロピルピペラジン－１－イニウムブロミド（２８）の合成：
Figure 0007507155000035
 ２５ｍＬの厚壁丸底フラスコに、１－メチル－４－（（ペルフルオロブチル）スルホニル）ピペラジン（５、５．０ｇ、１３ｍｍｏｌ）及びｎＰｒＢｒ（３．４ｇ、２．６ｍＬ、２８ｍｍｏｌ）を充填し、テフロンプラグで封止し、１００℃で１６時間加熱した。反応物を冷却し、固体を濾過し、次いでトルエンで洗浄して白色固体（２８、１．０５ｇ、２．４７ｍｍｏｌ、１９％収率）を得た。１Ｈ及び１９Ｆ ＮＭＲ（ＣＯ（ＣＤ３）２中）データは、所望の化合物と一致した。
１－メチル－４－（（ペルフルオロブチル）スルホニル）－１－プロピルピペラジン－１－イウムヨージド（２９）の合成：
Figure 0007507155000036
 ２５ｍＬの厚壁丸底フラスコに、１－メチル－４－（（ペルフルオロブチル）スルホニル）ピペラジン（５、５．０ｇ、１３ｍｍｏｌ）及びｎＰｒＩ（４．８ｇ、２．８ｍＬ、２８ｍｍｏｌ）を充填し、テフロンプラグで封止し、１００℃で１６時間加熱した。反応物を冷却し、固体を濾過し、次いでトルエンで洗浄して白色固体（２９、２．３ｇ、５．３ｍｍｏｌ、４１％収率）を得た。１Ｈ及び１９Ｆ ＮＭＲ（ＣＯ（ＣＤ３）２中）データは、所望の化合物と一致した。
１－ブチル－１－メチル－４－（（ペルフルオロブチル）スルホニル）ピペラジン－１－イウムヨージド（３０）の合成：
Figure 0007507155000037
 ２５ｍＬの厚壁丸底フラスコに、１－メチル－４－（（ペルフルオロブチル）スルホニル）ピペラジン（５、５．０ｇ、１３ｍｍｏｌ）及びｎＢｕＩ（４．８ｇ、３．０ｍＬ、２６ｍｍｏｌ）を充填し、テフロンプラグで封止し、１１０℃で２４時間加熱した。反応物を冷却し、固体を濾過し、次いでトルエン及び酢酸エチルで洗浄して、白色固体（３０、３．９ｇ、６．８９ｍｍｏｌ、５３％収率）を得た。１Ｈ及び１９Ｆ ＮＭＲ（ＣＯ（ＣＤ３）２中）データは、所望の化合物と一致した。
１－エチル－４－（（ペルフルオロブチル）スルホニル）－１－プロピルピペラジン－１－イウムヨージド（３１）の合成：
Figure 0007507155000038
 ２５ｍＬの厚壁丸底フラスコに、１－エチル－４－（（ペルフルオロブチル）スルホニル）ピペラジン（６、５．０ｇ、１３ｍｍｏｌ）及びｎＰｒＩ（４．２ｇ、２．４ｍＬ、２５ｍｍｏｌ）を充填し、テフロンプラグで封止し、１２０℃で２４時間加熱した。反応物を冷却し、固体を濾過し、次いでトルエンで洗浄し、高真空下で乾燥させて、白色固体（３１、２．５ｇ、４．４ｍｍｏｌ、３５％収率）を得た。１Ｈ及び１９Ｆ ＮＭＲ（ＣＯ（ＣＤ３）２中）データは、所望の化合物と一致した。
４－（（ペルフルオロブチル）スルホニル）－１，１－ジプロピルピペラジン－１－イウムヨージド（３２）の合成：
Figure 0007507155000039
 ２５ｍＬの厚壁丸底フラスコに、１－（（ペルフルオロブチル）スルホニル）－４－プロピルピペラジン（８、５．０ｇ、１２ｍｍｏｌ）及びｎＰｒＩ（４．２ｇ、２．４ｍＬ、２５ｍｍｏｌ）を充填し、テフロンプラグで封止し、１２０℃で２４時間加熱した。反応物をトルエンで希釈し、固体を濾過し、次いでトルエンで洗浄した。次いで、この固体をＤＩ Ｈ２Ｏに懸濁し、１６時間撹拌し、濾過し、高真空下で乾燥させて、淡褐色の固体（３２、２．１ｇ、３．６ｍｍｏｌ、３０％収率）を得た。１Ｈ及び１９Ｆ ＮＭＲ（ＣＯ（ＣＤ３）２中）データは、所望の化合物と一致した。
１－メチル－１－オクタノイル－４－（（ペルフルオロブチル）スルホニル）ピペラジン－１－イウムヨージド（３３）の合成：
Figure 0007507155000040
 ２５ｍＬの厚壁丸底フラスコに、１－メチル－４－（（ペルフルオロブチル）スルホニル）ピペラジン（５、５．０ｇ、１３ｍｍｏｌ）、１０ｍＬのトルエン、及びｎＯｃｔＩ（６．２ｇ、４．７ｍＬ、２６ｍｍｏｌ）を充填し、テフロンプラグで封止し、１１０℃で７２時間加熱した。反応物を冷却し、固体を濾過し、次いでトルエン及び酢酸エチルで洗浄して白色固体（３３、１．６７ｇ、２．７３ｍｍｏｌ、２１％収率）を得た。１Ｈ及び１９Ｆ ＮＭＲ（ＣＯ（ＣＤ３）２中）データは、所望の化合物と一致した。
Ｎ，Ｎ，Ｎ－トリメチル－３－（（ペルフルオロブチル）スルホンアミド）プロパン－１－アミニウムヨージド（３４）の合成：
Figure 0007507155000041
 ２５ｍＬの厚壁丸底フラスコに、Ｎ－（３－（ジメチルアミノ）プロピル）－１，１，２，２，３，３，４，４，４－ノナフルオロブタン－１－スルホンアミド（１、２．５ｇ、６．５ｍｍｏｌ）及びＭｅＩ（３．０ｇ、１．３ｍＬ、２１ｍｍｏｌ）を充填し、テフロンプラグで封止し、１００℃で１６時間加熱した。反応物を冷却し、固体を濾過し、次いでトルエンで洗浄して白色固体（３４、３．３ｇ、６．３ｍｍｏｌ、９６％収率）を得た。１Ｈ及び１９Ｆ ＮＭＲ（ＣＯ（ＣＤ３）２中）データは、所望の化合物と一致した。
Ｎ，Ｎ－ジエチル－Ｎ－メチル－３－（（１，１，２，２，３，３，４，４，４－ノナフルオロ－Ｎ－メチルブチル）スルホンアミド）プロパン－１－アミニウムヨージド（３５）の合成：
Figure 0007507155000042
 ２５０ｍＬ丸底フラスコに、Ｎ－［３－（ジエチルアミノ）プロピル］－１，１，２，２，３，３，４，４，４－ノナフルオロ－ブタン－１－スルホンアミド（１０、１０ｇ、２４．３ｍｍｏｌ）、Ｋ２ＣＯ３（７．０ｇ、５１ｍｍｏｌ）、１２０ｍＬアセトン、及びジメチルサルフェート（３．６ｇ、２．７ｍＬ、２９ｍｍｏｌ）を室温で１時間撹拌した後、１００ｍＬのＤＩ Ｈ２Ｏを添加し、反応物を約２０分間撹拌した後、１２０ｍＬの酢酸エチルを加え、層を分離した。水層を再び１００ｍＬの酢酸エチルで洗浄し（少量の塩水は、形成するエマルションを破壊するのに有用であり得る）、合わせた有機相をＮａ２ＳＯ４で乾燥させ、濾過し、減圧下で濃縮して、凝縮器を取り付けた２５０ｍＬフラスコ中の１２０ｍＬの酢酸エチル中に直ちに溶解した淡黄色油を得た後、ＭｅＩ（８．０ｇ、３．５ｍＬ、５６ｍｍｏｌ）を得られた溶液に加え、反応物を１６時間還流させた。反応物を濃縮して、乾燥させた褐色の固体を得た後、５０ｍＬの酢酸エチル中で約１時間撹拌し、濾過して、微細な白色粉末を得た（３５．９．７ｇ、１７ｍｍｏｌ、７０％収率）。１Ｈ及び１９Ｆ ＮＭＲデータは、所望の化合物と一致した。
Ｎ，Ｎ，Ｎ，２，２－ペンタメチル－３－（（１，１，２，２，３，３，４，４，４－ノナフルオロ－Ｎ－メチルブチル）スルホンアミド）プロパン－１－アミニウムヨージド（３６）の合成：
Figure 0007507155000043
 凝縮器を備えた２５０ｍＬ丸底フラスコに、Ｎ－［３－（ジメチルアミノ）－２，２－ジメチル－プロピル］－１，１，２，２，３，３，４，４，４－ノナフルオロ－Ｎ－メチル－ブタン－１－スルホンアミド（４４、８．４ｇ、２０ｍｍｏｌ）、１００ｍＬの酢酸エチル、及びＭｅＩ（５．５ｇ、２．４ｍＬ、３９ｍｍｏｌ）を添加し、反応物を１６時間加熱還流した。室温まで冷却すると、固体が沈殿し、これを濾過し、高真空下で乾燥させて、白色固体（３６、８．７ｇ、１５ｍｍｏｌ、７８％収率）を得た。１Ｈ及び１９Ｆ ＮＭＲデータは、所望の化合物と一致した。
Ｃ－４アミンオキシドの表面張力
以下の表において、実施例は、ＥＸ－として指定され、比較例は、ＣＥ－として指定される。
以下の表３は、アミンオキシドの表面張力：Ｎ－アルキル－Ｎ－（ジアルキルアミノ）アルキル）－ペルフルオロブタンスルホンアミドアミンオキシド：
Ｃ４Ｆ９ＳＯ２Ｎ（Ｒ）Ａ－Ｎ（Ｒ’）（Ｒ”）（Ｏ）
式中、Ａはアルキレン基（ＣＨ２）ｎであるか、又は２つの窒素を結合する環状部分であり、ｎは、２～６の整数であり、Ｒ＝１個～６個の炭素を含有するアルキル基、又は１個～８個の炭素を含有するアルコキシ基であり、Ｒ’及びＲ”は、３つの溶液、ＤＩ水、２．５％水酸化テトラメチルアンモニウム、及び５％ＨＣｌ中で２０００ｐｐｍで１個～６個の炭素を含有するアルキル基である。２０００ｐｐｍでの比較ペルフルオロブタンスルホンアミドカチオン性及び双極性界面活性剤表面張力も表４に列挙されている。ペルフルオロオクチル又はペルフルオロヘキシル界面活性剤は、それらのより長いペルフルオロ鎖が生活性な市販製品であると過度に生物学的に考慮されるため、製造された。表３及び表４の表面張力を比較すると、Ｃ－４アミンオキシドは、Ｃ－４ペルフルオロ化テイルを有する他のものの中で、カチオン性／双極性界面活性剤の優れた群であることを見ることができる。
Figure 0007507155000044
Figure 0007507155000045
Figure 0007507155000046
表５は、水中２５０百万分率（ｐｐｍ）のアミンオキシド界面活性剤及び比較例、２．５％水酸化テトラメチルアンモニウム、２．５％ＨＣｌ、及び５０％硫酸を示す。
Figure 0007507155000047
 本発明は以下の態様を包含する。
（１）水性界面活性剤組成物であって、下記式：
Figure 0007507155000048
 ［式中、Ｒ ｆ は、ペルフルオロアルキル基であり、Ｒ １ 、Ｒ ２ 、及びＲ ３ のそれぞれは、Ｃ １ ～Ｃ ８ アルキル、アルコキシ、又はアリールであり、Ｒ ４ は、１個～２０個の炭素原子、好ましくは２～８個の炭素原子を有するアリーレン又はアルキレンであり、前記アルキル及びアルキレンは、環状又は非環式であってもよく、（鎖状に）連結された窒素ヘテロ原子を任意に含有してもよい］の界面活性剤と
ｉｉ）水性溶媒と、
を含み、前記組成物が有するイオン性汚染物質が１０００ｐｐｂ未満である、水性界面活性剤組成物。
（２）Ｒ ｆ が、３個～５個の炭素原子を有する、項目１に記載の組成物。
（３）前記界面活性剤が、前記組成物の少なくとも０．００１重量％の濃度で存在する、項目１に記載の組成物。
（４）前記界面活性剤が、最大で前記組成物の１重量％の濃度で存在する、項目１に記載の組成物。
（５）５００ｐｐｂ未満のイオン性汚染物質を有する、項目１～４のいずれかに記載の組成物。
（６）前記任意の溶媒が、水溶性有機溶媒である、項目１～５のいずれかに記載の組成物。
（７）１重量％未満の有機溶媒を含む、項目１～６のいずれかに記載の組成物。
（８）前記組成物が、ｉｉｉ）研磨粒子、他の酸、酸化剤、エッチング剤、腐食防止剤、キレート剤、電解質、界面活性剤、光沢剤、及びレベラーからなる群から選択される１つ以上の添加剤を更に含む、項目１に記載の組成物。
（９）ａ）少なくとも０．００１重量％の項目１に記載の界面活性剤と、ｂ）任意の水性溶媒と、ｃ）酸化剤と、を含む、組成物。
（１０）前記酸化剤が、硝酸、ＨＮＯ ３ 、Ｈ ２ Ｏ ２ 、Ｆｅ（ＮＯ ３ ） ３ 、Ｏ ３ 、及びこれらの混合物からなる群から選択される、項目９に記載の組成物。
（１１）０．００１重量％～０．５重量％の範囲の前記界面活性剤と、１重量％～１０重量％、好ましくは３重量％～５重量％のＮＨ ４ ＯＨと、１重量％～１０重量％、好ましくは３重量％～５重量％のＨ ２ Ｏ ２ と、脱イオン水と、を含む、項目１に記載の水性界面活性剤組成物。
（１２）基材を項目１１に記載の組成物と接触させる工程を含む、有機汚染物質の除去のためのＲＣＡ洗浄プロセス。
（１３）０．００１重量％～０．５重量％の前記式Ｉの界面活性剤と、０．２５重量％～１０重量％、好ましくは０．５重量％～５重量％のＨＦと、脱イオン水と、を含む、項目１に記載の水性界面活性剤組成物。
（１４）基材を項目１３に記載の組成物と接触させる工程を含む、基材から酸化物層を除去するための洗浄プロセス。
（１５）０．００１重量％～０．５重量％の前記式Ｉの界面活性剤と、１重量％～１０重量％、好ましくは４重量％～６重量％の範囲のＨＣｌと、１重量％～１０重量％、好ましくは３重量％～５重量％のＨ ２ Ｏ ２ と、脱イオン水と、を含む、項目１に記載の水性界面活性剤組成物（ＳＣ－２洗浄組成物）。
（１６）基材を項目１５に記載の組成物と接触させる工程を含む、イオン性汚染物質の除去（イオン洗浄）のためＲＣＡ洗浄プロセス。
（１７）ＲＣＡ洗浄組成物の工程を含むＲＣＡ洗浄プロセスであって、前記工程は順次使用されてもよく、前記工程は、項目１１に記載の組成物を使用して、有機汚染物質を水酸化アンモニウム／過酸化水素水溶液で除去するための、項目１３に記載の組成物を使用して、薄い酸化物層を水に溶解したフッ化水素を使用して除去するための、又は項目１５に記載の組成物を使用して、イオン性汚染物質を過酸化水素を含むＨＣｌ水溶液を使用して除去するためのものである、ＲＣＡ洗浄プロセス。
（１８）項目１に記載の組成物を含むＣＭＰスラリー組成物であって、０．００１重量％～０．５重量％の前記界面活性剤と、１重量％～１０重量％の有機酸と、１～１０重量％のＨ ２ Ｏ ２ と、水性溶媒と、研磨粒子と、を含む、ＣＭＰスラリー組成物。
（１９）前記有機酸が、クエン酸、シュウ酸、コハク酸、及びアルキルスルホン酸から選択される、項目１８に記載のＣＭＰスラリー。
（２０）１０重量％～１５重量％のＨ ２ Ｏ ２ と、２５重量％～５０重量％のＨ ２ ＳＯ ４ と、少なくとも０．００１重量％の前記界面活性剤と、を含む、項目１に記載の組成物。
（２１）基材を項目２０に記載の組成物と接触させることを含む、エッチングプロセス。
（２２）前記アミンオキシドが、前記前駆体アミンを過酸化物で処理することによって調製される、項目１～２１のいずれかに記載の組成物。
（２３）前記前駆体アミンが、下記式：
Figure 0007507155000049
 ［式中、Ｒ ｆ は、ペルフルオロアルキル基であり、Ｒ １ 、Ｒ ２ 、及びＲ ３ のそれぞれは、Ｃ １ ～Ｃ ８ アルキル、アルコキシ、又はアリールであり、Ｒ ４ は、１個～２０個の炭素原子、好ましくは２個～８個の炭素原子を有するアリーレン又はアルキレンであり、前記アルキル及びアルキレンは、環状又は非環式であってもよく、連結された窒素ヘテロ原子を任意に含有してもよい］のものである、項目２２に記載の組成物。
（２４）前記前駆体アミンが、酸化前に蒸留されている、項目２３に記載の組成物。

Claims (10)

  1. 水性界面活性剤組成物であって、
    ｉ）下記式：
    Figure 0007507155000050
     ［式中、Ｒｆは、ペルフルオロアルキル基であり、Ｒ１、Ｒ２、及びＲ３のそれぞれは、Ｃ１～Ｃ８アルキル、アルコキシ、又はアリールであり、Ｒ４は、１個～２０個の炭素原子を有するアリーレン又はアルキレンであり、前記アルキル及びアルキレンは、環状又は非環式であってもよく、（鎖状に）連結された窒素ヘテロ原子を任意に含有してもよい］の界面活性剤と
    ｉｉ）水性溶媒と、
    を含み、前記組成物が有するイオン性汚染物質が１０００ｐｐｂ未満である、水性界面活性剤組成物。
  2. Ｒｆが、３個～５個の炭素原子を有する、請求項１に記載の組成物。
  3. 前記界面活性剤が、前記組成物の少なくとも０．００１重量％の濃度で存在する、請求項１に記載の組成物。
  4. 前記界面活性剤が、最大で前記組成物の１重量％の濃度で存在する、請求項１に記載の組成物。
  5. ５００ｐｐｂ未満のイオン性汚染物質を有する、請求項１～４のいずれか一項に記載の組成物。
  6. 前記水性溶媒が、水溶性有機溶媒である、請求項１～５のいずれか一項に記載の組成物。
  7. １重量％未満の有機溶媒を含む、請求項１～６のいずれか一項に記載の組成物。
  8. 前記組成物が、ｉｉｉ）研磨粒子、他の酸、酸化剤、エッチング剤、腐食防止剤、キレート剤、電解質、界面活性剤、光沢剤、及びレベラーからなる群から選択される１つ以上の添加剤を更に含む、請求項１に記載の組成物。
  9. ａ）少なくとも０．００１重量％の、下記式：
    Figure 0007507155000051
     ［式中、Ｒ ｆ は、ペルフルオロアルキル基であり、Ｒ １ 、Ｒ ２ 、及びＲ ３ のそれぞれは、Ｃ １ ～Ｃ ８ アルキル、アルコキシ、又はアリールであり、Ｒ ４ は、１個～２０個の炭素原子を有するアリーレン又はアルキレンであり、前記アルキル及びアルキレンは、環状又は非環式であってもよく、（鎖状に）連結された窒素ヘテロ原子を任意に含有してもよい］の界面活性剤と、ｂ）水性溶媒と、ｃ）酸化剤と、を含む、組成物。
  10. 前記酸化剤が、硝酸、ＨＮＯ３、Ｈ２Ｏ２、Ｆｅ（ＮＯ３）３、Ｏ３、及びこれらの混合物からなる群から選択される、請求項９に記載の組成物。
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