【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于光刻胶，具体涉及一种冠醚型表面活性剂及其制备方法、光刻胶显影液。
技术介绍
1、在显影剂中，通常使用有机碱或无机碱性化合物作为主要成分来溶解光刻胶。然而，如果仅使用水与碱性组成物的简单组合，由于这种组合的表面张力较高，显影液往往难以迅速且均匀地覆盖在光刻胶的整个表面上。这种不均匀的铺展会导致显影过程中出现不平衡，可能出现部分区域显影不足或过量的情况。因此，显影后的图形边缘往往不够整齐，对后续工艺产生不利影响。
2、公开号为cn118884786a的专利申请公开了一种负性光刻胶显影液组合物及其制备方法和应用，所述负性光刻胶显影液组合物按质量份数包括：脒类化合物0.1-34份、复配增溶剂2-18份、gemini型表面活性剂0.8-32份、缓冲剂0.1-8份、抗污促进剂0.5-20份、平整调节剂0.4-7份；其中，所述复配增溶剂包括有机酸铵和离子液体；该显影液主要是解决多种衬底或金属层的防腐蚀问题，显影效果仍然不理想。
技术实现思路
1、本专利技术的目的在于提供一种冠醚型表面活性剂及其制备方法、以解决显影液显影的出现不平衡的问题，提供一种光刻胶显影液，以解决光刻胶显影效果差的问题。
2、本专利技术的目的可以通过以下技术方案实现：
3、第一方面，本专利技术提供一种冠醚型表面活性剂，所述冠醚型表面活性剂的化学结构式如下：
4、式中，x为1至3的整数；y为1至3的整数；m为5至15的整数。
5、优选的，所述x为2，y为2
6、优选的，所述x为1，y为2，m为12。
7、第二方面，本专利技术提供一种冠醚型表面活性剂的制备方法，包括以下步骤：
8、将二氨基二苯并冠醚、烷基羧酸和羧基活化剂按摩尔比为1：2-2.5：2.2-3加入有机溶剂中，混合均匀，在55-70℃下恒温反应4-7h，反应结束后，过滤，旋蒸除去部分溶剂，再通过柱层析提纯，旋蒸除去洗脱液，得到冠醚型表面活性剂。
9、优选的，所述二氨基二苯并冠醚为二氨基二苯并-14-冠醚-4、二氨基二苯并-15-冠醚-5和二氨基二苯并-18-冠醚-6中的一种。
10、优选的，所述烷基羧酸为己酸、庚酸、辛酸、壬酸、癸酸、十一酸、十二酸、十三酸、十四酸、十五酸和十六酸中的一种。
11、优选的，所述有机溶剂为乙醚、二硫化碳、氯仿、n,n-二甲基甲酰胺、n,n-二甲基乙酰胺、n-甲基吡咯烷酮、二甲基亚砜和正丁醇中的一种或多种。
12、优选的，所述羧基活化剂为n-羟基丁二酰亚胺、1-乙基-(3-二甲基氨基丙基)碳酰二亚胺和n,n-二环己基碳二亚胺中的一种或多种。
13、第三方面，本专利技术提供一种光刻胶显影液，由以下质量百分比的原料组成：四乙基氢氧化铵0.5％-1.5％、二乙胺0.1％-0.5％、上述冠醚型表面活性剂或上述制备方法制备得到的冠醚型表面活性剂0.5％-2％、咪唑型表面活性剂0.1％-0.5％、缓蚀剂0.1％-2％、促进剂0.05％-0.5％、余量为水。
14、优选的，所述冠醚型表面活性剂与咪唑型表面活性剂的质量比为2-4:1。
15、优选的，所述咪唑型表面活性剂为1-十二烷基-3-甲基-咪唑溴盐和/或1-十六烷基-3-甲基-咪唑氯盐。
16、咪唑型表面活性剂因其咪唑环上的离域电子结构以及咪唑环之间氢键作用使得其在水中可自发聚集形成多种结构的聚集体，增加显影液与光刻胶表面的接触面积，从而提高显影液对光刻胶表面的润湿性和渗透性，使显影过程更加全面和均匀。
17、优选的，所述咪唑型表面活性剂由质量比为5:2-5的1-十二烷基-3-甲基-咪唑溴盐和1-十六烷基-3-甲基-咪唑氯盐混合而得。
18、优选的，所述缓蚀剂为苯并三氮唑、甲巯咪唑、n-(3-氨丙基)吗啉、5-氨基四氮唑、2,4-二羟基嘧啶和羟基化萘醌中的一种或多种。
19、优选的，所述促进剂为肉桂酸、咖啡酸和苯丙氨酸中的一种或多种。
20、促进剂在碱性环境中，会形成强碱弱酸盐，能够降低显影液中氢氧根离子的初始浓度，使得显影液对光刻胶溶解的初速率较低，并且随着光刻胶进行溶解，强碱弱酸盐中的酸根离子会发生水解氢氧根离子，利于光刻胶在整个显影过程中保持相对平稳的溶解速率，提高显影的均匀性和稳定性，确保高质量的显影效果。
21、本专利技术的有益效果：
22、1、本专利技术的冠醚型表面活性剂的结构由两个亲水性的酰胺基、两个疏水性的长碳链烷基以及联结基构成，联结基为苯并冠醚环，在显影液中，苯并冠醚的冠醚环外疏内亲，且较大体积的苯并冠醚环，能够降低冠醚型表面活性剂的亲水基间的排斥倾向，拉近了疏水链的距离，且苯并冠醚环的化学键又不破坏亲水性，极大地促进冠醚型表面活性剂在显影液中更好地溶解；同时苯并冠醚环的引入，冠醚型表面活性剂分子间的间距变大，在气/液界面上的表面活性剂分子排列疏松，表面张力降低，消泡速度提升；另外，在苯环为主要结构的光刻胶表面，本专利技术的冠醚型表活性剂通过分子间苯环的π-π作用，与光刻胶分子结合得更加紧密，使显影液更容易均匀覆盖在底片表面，确保显影的均匀性，从而保证图案精度。
23、2、本专利技术的显影液包括四乙基氢氧化铵、二乙胺、冠醚型表面活性剂、咪唑型表面活性剂、缓蚀剂、促进剂，以四乙基氢氧化铵与二乙胺为主要碱剂，防止未曝光部分中残余物的不完全溶解，优于无机碱，不会引入污染性离子影响器件电学性能和制造良率；冠醚型表面活性剂与咪唑型表面活性剂，二者相互作用，协同增效，有效降低显影液的表面张力，在动态使用过程中能快速减小接触角，产生气泡少且快速消泡，改善显影液的浸润性，提高显影液的显影能力，保证显影液的使用寿命，稳定显影速度，且低刺激性、易于漂洗，对环境友好，符合环保要求。
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1.一种冠醚型表面活性剂，其特征在于，所述冠醚型表面活性剂的化学结构式如下：
2.根据权利要求1所述的一种冠醚型表面活性剂，其特征在于，所述x为2，y为2，m为10；
3.如权利要求1或2所述的一种冠醚型表面活性剂的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
4.根据权利要求3所述的一种冠醚型表面活性剂的制备方法，其特征在于，所述二氨基二苯并冠醚为二氨基二苯并-14-冠醚-4、二氨基二苯并-15-冠醚-5和二氨基二苯并-18-冠醚-6中的一种。
5.根据权利要求3所述的一种冠醚型表面活性剂的制备方法，其特征在于，所述烷基羧酸为己酸、庚酸、辛酸、壬酸、癸酸、十一酸、十二酸、十三酸、十四酸、十五酸和十六酸中的一种。
6.一种光刻胶显影液，其特征在于，由以下质量百分比的原料组成：四乙基氢氧化铵0.5％-1.5％、二乙胺0.1％-0.5％、权利要求1-2任意一项所述的冠醚型表面活性剂或权利要求3-5任意一项所述的制备方法制备得到的冠醚型表面活性剂0.5％-2％、咪唑型表面活性剂0.1％-0.5％、缓蚀剂0.1％-2％、促进剂0.05％
7.根据权利要求6所述的一种光刻胶显影液，其特征在于，所述冠醚型表面活性剂与咪唑型表面活性剂的质量比为2-4:1。
8.根据权利要求6所述的一种光刻胶显影液，其特征在于，所述咪唑型表面活性剂为1-十二烷基-3-甲基-咪唑溴盐和/或1-十六烷基-3-甲基-咪唑氯盐。
9.根据权利要求8所述的一种光刻胶显影液，其特征在于，所述咪唑型表面活性剂由质量比为5:2-5的1-十二烷基-3-甲基-咪唑溴盐和1-十六烷基-3-甲基-咪唑氯盐混合而得。
10.根据权利要求6所述的一种光刻胶显影液，其特征在于，所述缓蚀剂为苯并三氮唑、甲巯咪唑、N-(3-氨丙基)吗啉、5-氨基四氮唑、2,4-二羟基嘧啶和羟基化萘醌中的一种或多种；
...【技术特征摘要】
1.一种冠醚型表面活性剂，其特征在于，所述冠醚型表面活性剂的化学结构式如下：
2.根据权利要求1所述的一种冠醚型表面活性剂，其特征在于，所述x为2，y为2，m为10；
3.如权利要求1或2所述的一种冠醚型表面活性剂的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
4.根据权利要求3所述的一种冠醚型表面活性剂的制备方法，其特征在于，所述二氨基二苯并冠醚为二氨基二苯并-14-冠醚-4、二氨基二苯并-15-冠醚-5和二氨基二苯并-18-冠醚-6中的一种。
5.根据权利要求3所述的一种冠醚型表面活性剂的制备方法，其特征在于，所述烷基羧酸为己酸、庚酸、辛酸、壬酸、癸酸、十一酸、十二酸、十三酸、十四酸、十五酸和十六酸中的一种。
6.一种光刻胶显影液，其特征在于，由以下质量百分比的原料组成：四乙基氢氧化铵0.5％-1.5％、二乙胺0.1％-0.5％、权利要求1-2任意一项所述的冠醚型表面活性剂或...
【专利技术属性】
技术研发人员：余娟娟，谢伟，丁正天，王维康，何烨谦，黄德新，龚升，
申请(专利权)人：合肥中聚和成电子材料有限公司，
类型：发明
国别省市：
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