N,N-二丁基聚醚胺非离子表面活性剂、其制备和基于它的四丁基氢氧化铵显影液及制备制造技术

N,N

【技术实现步骤摘要】
N,N
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二丁基聚醚胺非离子表面活性剂、其制备和基于它的四丁基氢氧化铵显影液及制备


[0001]本专利技术属于表面活性剂领域和芯片集成电路显影工艺领域，具体涉及到一种N,N
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二丁基聚醚胺非离子表面活性剂、其制备和基于它的四丁基氢氧化铵显影液及制备。

技术介绍

[0002]显影是指在光刻工艺的中后期，使用显影液与光刻胶发生反应，使得掩模版的图形能够精确的投射到晶圆的光刻胶上的工艺。而显影液则是溶解经曝光造成的光刻胶可溶解区域的一种化学溶剂，通常可分为正、负性两种显影液。其中正性显影液通常是经水稀释后的强碱溶液。传统的显影液一般使用无机碱KOH，但随着科技的进步，集成电路的设计制造需满足各种复杂的工艺条件，对化学品杂质要求越来越苛刻。使用KOH等无机碱生产的显影液，显影后需要用大量的水进行冲洗基板，同时还不能保证K
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能够彻底冲洗干净。金属离子的过度残留无法满足一些苛刻的工艺条件，如单个制造单元中电子元器件的数量越来越多，线宽越来越窄，这些都成为制约电子行业发展的一个不容忽视的瓶颈。因而有机碱，如四甲基氢氧化铵(TMAH)、四乙基氢氧化铵、四丙基氢氧化铵、四丁基氢氧化铵等应运而生。
[0003]有机碱正好克服了KOH的缺点，使用后无金属离子残留，且高温易分解。目前市面上的主流产品是由TMAH制备的显影液，而四乙基/四丁基氢氧化铵制备的显影液因为工艺和市场原因，还非常少见。但随着光刻工艺对线宽和均匀性的要求越来越高，TMAH显影液也逐渐暴露出了一些问题。比如普通的2.38wt.％TMAH显影液在制造45nm以下线宽的精细图案时，会存在因膨润而导致图案坍塌的问题，这是TMAH显影液在先进半导体工艺中存在的局限性之一。如果半导体行业未来想向纳米级别的精细水平发展，必然要不断更新显影液成分。四丁基氢氧化铵显影液已被证实能够减少显影时光刻胶的膨胀并使得光刻胶图形表面更加不亲水，从而有效地减少图像坍塌。而且，四丁基氢氧化铵具有更高的显影灵敏度。因此，开发四丁基氢氧化铵显影液必然是未来的趋势选择。
[0004]但四丁基氢氧化铵显影液具有较大的表面张力，单独使用在先进的制程上不能够充分浸润光刻胶，从而导致弱显或者不显的较差显影效果，最终降低了产品的良率。因此通常需要添加表面活性剂来降低其表面张力，扩大应用范围。
[0005]聚醚胺非离子表面活性剂近年来因其优异的表面性能而被广泛使用，目前关于它的制备方法主要有还原胺化法、水解法、离去基团法和硝基封端法等，但被报道的大多是还原胺化法，因为该方法反应时间短，转化率高，选择性好。
[0006]中国专利CN114669302A公开了一种制备聚醚胺的方法，采用γ
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Al2O3作为载体，以碱式碳酸铜、碱式碳酸镍和碱式碳酸钴作为负载金属的前驱体，制备了一种负载型金属催化剂，并成功应用于聚醚多元醇的临氢胺化反应。
[0007]中国专利CN12759758A公开了一种间歇式催化胺化制备聚醚胺的方法，具体操作如下：运用间歇式方法以聚醚为原料，在负载镍催化剂及改性助剂存在下与氢气和液氨发生还原胺化反应，制得聚醚胺。
[0008]中国专利CN114874431A公开了一种制备聚醚胺的方法，以M2070、多聚甲醛为原料，氢气为还原剂，Ni
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Cu
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W/γ
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Al2O3为催化剂在固定床内进行还原胺化反应制得聚醚胺。
[0009]但是上述方法均涉及金属催化剂的使用，生产的聚醚胺若用于显影液的制备则会存在金属残留的风险，从而导致显影效果差。

技术实现思路

[0010]为解决上述技术问题，本专利技术提供了如下技术方案：一种N,N
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二丁基聚醚胺非离子表面活性剂、其制备和基于它的四丁基氢氧化铵显影液及制备。
[0011]本专利技术的目的之一是提供一种N,N
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二丁基聚醚胺非离子表面活性剂的制备方法，包括，
[0012]S1：将聚醚胺、正丁醛、受阻路易斯酸和受阻路易斯碱依次加入高压反应釜中，再加入溶解液，分别用氮气、氢气吹扫后，在一定氢气压力和温度下，磁力搅拌反应；
[0013]S2：反应结束后自然冷却至室温，减压旋蒸脱除溶剂和杂质，随后在石油醚中反复萃取3～4次，得到N,N
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二丁基聚醚胺非离子表面活性剂。
[0014]作为本专利技术的一种优选方案，其中，S1中受阻路易斯酸为三(五氟苯基)硼。
[0015]作为本专利技术的一种优选方案，其中，S1中受阻路易斯碱为N,N
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二甲基苯胺。
[0016]作为本专利技术的一种优选方案，其中，S1中聚醚胺与正丁醛、受阻路易斯酸和受阻路易斯碱的摩尔比为1：(2～4)：(3～4)：(3～4)。
[0017]作为本专利技术的一种优选方案，其中，S1中溶解液为二氯乙烷、三氯甲烷或二氯甲烷。
[0018]作为本专利技术的一种优选方案，其中，S1中氢气压力为1.2～1.8MPa，温度为120～150℃，时间为8～12h。
[0019]作为本专利技术的一种优选方案，其中，S1中聚醚胺为M2070。
[0020]本专利技术的目的之二在于提供一种按上述方法制得的N,N
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二丁基聚醚胺非离子表面活性剂，所述N,N
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二丁基聚醚胺非离子表面活性剂的分子结构如下：
[0021][0022]本专利技术的目的之三在于提供一种基于上述N,N
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二丁基聚醚胺非离子表面活性剂的四丁基氢氧化铵显影液，所述显影液由四丁基氢氧化铵水溶液和N,N
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二丁基聚醚胺非离子表面活性剂的水溶液复配而成。
[0023]作为本专利技术的一种优选方案，其中，显影液中四丁基氢氧化铵的含量为3～12wt.％，N,N
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二丁基聚醚胺非离子表面活性剂的含量为5～10wt.％。
[0024]本专利技术的目的之四在于提供一种基于N,N
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二丁基聚醚胺非离子表面活性剂的四丁基氢氧化铵显影液的制备方法，所述制备方法按以下步骤进行：
[0025]将四丁基氢氧化铵、N,N
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二丁基聚醚胺和水按比例混合后搅拌均匀，得到显影液。
[0026]作为本专利技术的一种优选方案，其中，水为超纯水。
[0027]与现有技术相比，本专利技术具有如下有益效果：
[0028]本专利技术提供了一种N,N
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二丁基聚醚胺非离子表面活性剂的制备方法及基于它的
四丁基氢氧化铵显影液，具有如下优点：
[0029]1、本专利技术制备N,N
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二丁基聚醚胺非离子表面活性剂的过程中以三(五氟苯基)硼为受阻路易斯酸，N,N
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二甲基苯胺为受阻路易斯碱，两者构成受阻路易斯酸碱对活化氢气。其中主要反应历程如下：M2070上的氨基和丁醛上的羰基首先发生加成反应生成氨基醇，氨基醇脱水生成亚胺，最终亚胺发生加本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种N,N
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二丁基聚醚胺非离子表面活性剂的制备方法，其特征在于，包括，S1：将聚醚胺、正丁醛、受阻路易斯酸和受阻路易斯碱依次加入高压反应釜中，再加入溶解液，分别用氮气、氢气吹扫后，在一定氢气压力和温度下，磁力搅拌反应；S2：反应结束后自然冷却至室温，减压旋蒸脱除溶剂和杂质，随后在石油醚中反复萃取3～4次，得到N,N
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二丁基聚醚胺非离子表面活性剂。2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，S1中受阻路易斯酸为三(五氟苯基)硼，受阻路易斯碱为N,N
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二甲基苯胺。3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，S1中聚醚胺与正丁醛、受阻路易斯酸和受阻路易斯碱的摩尔比为1：(2～4)：(3～4)：(3～4)。4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，S1中溶解液为二氯乙烷、三氯甲烷或二氯甲烷。5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，S1中氢气压力为1.2～1.8MPa，温度为120～150℃，时间为8～12h。6.根据权利...

【专利技术属性】
技术研发人员：葛新，陈丽鑫，侯琳熙，刘仁，刘学民，
申请(专利权)人：江南大学，
类型：发明
国别省市：