CN101531600B - 季铵碱及其制备方法与应用 - Google Patents
季铵碱及其制备方法与应用 Download PDFInfo
- Publication number
- CN101531600B CN101531600B CN 200910082375 CN200910082375A CN101531600B CN 101531600 B CN101531600 B CN 101531600B CN 200910082375 CN200910082375 CN 200910082375 CN 200910082375 A CN200910082375 A CN 200910082375A CN 101531600 B CN101531600 B CN 101531600B
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- quaternary ammonium
- hydroxide
- preparation
- formula
- trimethylammonium
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired - Fee Related
Links
Landscapes
- Organic Low-Molecular-Weight Compounds And Preparation Thereof (AREA)
Abstract
本发明公开了一种季铵碱及其制备方法与应用。该季铵碱的结构式为：[R3NCH2CH＝CH2]+OH-。其中，R为CH3、C2H5和C3H7。本发明提供的制备的季铵碱的方法，是将季铵盐的有机溶液与无机碱进行反应，得到所述季胺碱。本发明提供的制备季铵碱的方法，操作方便，成本低，产品纯度好，收率达96.5％，副产品可回收，无环境污染。该季胺碱及其水合物均可作为碱性显影液使用。
Description
技术领域
本发明涉及季铵碱及其制备方法与应用，特别涉及含有烯丙基的季铵碱及其制备方法与应用。
背景技术
在半导体制造、集成电路、印刷电路板、等离子体显示(PDP)、液晶显示(LCD)及有机电致发光(OLED)等制备工艺过程中，为获得所需要的各种精细图像，需要利用光阻剂(Photo Resistor)涂布在基板上形成薄膜之后以光罩遮挡并进行曝光，再以碱性显影液显像，除去不要的涂抹部分，以此获得所需要的图像。
由于常用的光阻剂为碱可溶性树脂，如酚醛树脂、亚克力树脂及聚对羟基苯乙烯等，通常利用紫外光进行照射后改变了分子结构及其在碱类物质中的溶解度，从而能够溶解于碱性显影液中。碱性显影液中所使用的碱性化合物包括无机碱和有机碱两大类，典型的有机碱包括氢氧化钠、氢氧化钾、碳酸钠、磷酸钠、磷酸二氢钠、醋酸钠等；典型的有机碱包括四甲基氢氧化铵、四乙基氢氧化铵、四丙基氢氧化铵或烷基醇胺等碱性化合物。在美国专利US7150960、日本专利特开平10-10749、特开平4-51020、中国专利CN1392973A、CN1238768C、CN101290480A等中都有对这些显影液及其组成的披露。目前这些发明所涉及的碱性化合物都是一些传统结构的碱性化合物，随着曝光技术及刻蚀精度的不断发展，对新型显影液的要求也越来越高。
发明内容
本发明的目的是提供一种具有烯丙基结构的季铵碱及其制备方法与应用。
本发明提供的季铵碱如式I结构通式所示：
(式I)
式I结构通式中，R选自CH3、C2H5和C3H7。
本发明提供的制备上述式I结构通式所示的季铵碱的方法，是将式II结构通式所示的季铵盐的有机溶液与无机碱进行反应，得到所述季胺碱；
(式II)
其中，所述式II结构通式中，R选自CH3、C2H5和C3H7；X选自卤素离子、硫酸根离子、硫酸氢根离子、硝酸根离子和碳酸根离子，优选X为卤素离子，如氯离子、溴离子或碘离子。无机碱选自氢氧化钙、氢氧化钡、氢氧化锂、氢氧化铷、氢氧化铯，氢氧化钠和氢氧化钾，优选氢氧化钠或氢氧化钾；有机溶剂为甲醇和/或乙醇。无机碱与季铵盐的摩尔比为1-5∶1，优选为0.5-1.5∶1，更优选为1-1.5∶1。
上述季铵盐与无机碱的反应式如下：
将上述式I结构通式所示季铵碱的有机溶液进行加热蒸馏或用有机溶剂稀释，得到不同浓度的式I结构通式所示的季铵碱的有机溶液。
上述制备式I结构通式所示季铵碱的方法中，所产生的固体沉淀，可经过如下工艺进行回收处理：将过滤得到的固体悬浮在有机溶剂(如醇溶剂)中，用酸(酸根阴离子与季铵盐中的X相同)中和至中性，析出固体，过滤得到白色固体无机盐。
本发明提供的制备季胺碱水合物的方法，是将式I结构通式所示的季胺碱的有机溶液与水混合，将有机溶剂蒸发后，得到所述季胺碱水合物。
该方法中，各种常用的蒸发方式均适用于本方法，如减压蒸发，该减压条件为10-200mmHg，优选10-50mmHg。所述季胺碱与水的摩尔比为1∶1-1.5；所述季胺碱的有机溶液中，有机溶剂为甲醇或乙醇。
按照上述方法制备所得式III结构通式所示的季胺碱水合物，也属于本发明的保护范围。
(式III)
其中，n为1-5。
将该季胺碱水合物与水混合，即得到季铵碱水溶液。
另外，本发明提供的季胺碱及其水合物在制备碱性显影液中的应用，也属于本发明的保护范围。
本发明提供的制备季铵碱的方法，操作方便，成本低，产品纯度好，收率达96.5％，副产品可回收，无环境污染。该季胺碱及其水合物均可作为碱性显影液使用。
具体实施方式
下面结合具体实施例对本发明作进一步说明，但本发明并不限于以下实施例。
实施例1、制备三甲基烯丙基氢氧化铵
一、制备三甲基烯丙基氢氧化铵的甲醇溶液
在3升三口瓶中，加入271.0g(2.0mol)三甲基烯丙基氯化铵和1000ml甲醇，搅拌均匀后，得到无色透明液体。然后，在30分钟内逐渐加入80g(2mol)固体氢氧化钠，常温搅拌2小时。在氮气保护下，过滤分离，得到固体副产品和母液。其中，该固体副产品主要为氯化钠，该固体副产品悬浮在1000ml甲醇中，加入少量浓盐酸中和至中性后，将所析出氯化钠固体过滤；母液为三甲基烯丙基氢氧化铵的甲醇溶液，共计925g，质量百分比浓度为24.5％，收率96.5％，纯度为99％。将母液进一步加热蒸馏或继续用甲醇稀释，即可得到不同浓度的三甲基烯丙基氢氧化铵的甲醇溶液。
二、制备三甲基烯丙基氢氧化铵的水合物
在5升三口瓶中，加入200g上述母液(浓度为24.5％(0.42mol)三甲基烯丙基氢氧化铵的甲醇溶液)和8g去离子水，在10mmHg下减压蒸馏，蒸馏除去甲醇和水的共沸物，气相色谱(GC)检测无甲醇馏出为止，得到结晶状或白色固体状的一水合三甲基烯丙基氢氧化铵的水合物56.7g，其结构通式如式III所示，其中n＝1。
三、制备三甲基烯丙基氢氧化铵的水溶液
在2升三口瓶中，加入100g上述三甲基烯丙基氢氧化铵的水合物，加入去离子水300g，搅拌混合均匀，得到三甲基烯丙基氢氧化铵的水溶液，为无色透明液体，该溶液的质量百分比浓度为21.7％。
四、作为碱性显影液进行显影
按照上述步骤制备得到的三甲基烯丙基氢氧化铵或三甲基烯丙基氢氧化铵的水合物，可作为半导体制造、集成电路等制备工艺中的显影液使用。以玻璃基片为例，按照常规方法对玻璃基片依次进行如下处理，即可在玻璃基片上获得所需图像：
1)清洗、烘干；
2)用Freehand软件设计图形，微通道图形宽度设计为80um，激光高分辨打印掩模备用。
3)将该玻璃基片片置于KW-4A型均胶机中，以3500r/min的匀胶速度均匀涂一层厚度为2.3um的光刻胶；
4)将涂好胶的玻璃片烘干冷却致室温待用。将掩模置于光胶保护的玻璃片上，用500W的紫外光源曝光25sec，投入本发明提供的三甲基烯丙基氢氧化铵显影液中显影至曝光部分光胶完全脱落，蒸馏水冲洗，吹干后，获得所需图像。
实施例2、制备三甲基烯丙基氢氧化铵
一、制备三甲基烯丙基氢氧化铵
在3升三口瓶中，加入360g(2.0mol)三甲基烯丙基溴化铵和1200ml甲醇，搅拌均匀后，得到无色透明液体。然后，在30分钟内逐渐加入112g固体氢氧化钾，常温搅拌2小时。在氮气保护下，进行过滤，分离出固体副产品和母液。
固体副产品主要为溴化钠，将该固体副产品悬浮在1000ml甲醇中，加入浓盐酸中和至中性，吸出固体，过滤得到氯化钠固体。
母液为三甲基烯丙基氢氧化铵的甲醇溶液。共计1072g，质量百分比浓度为20.8％，收率95％，纯度为99.5％。将母液进一步加热蒸馏或继续用甲醇稀释，即可得到不同浓度的三甲基烯丙基氢氧化铵的甲醇溶液。
二、制备三甲基烯丙基氢氧化铵的水合物
在5升三口瓶中，加入200g上述母液(浓度为20.8％(0.36molmol)三甲基烯丙基氢氧化铵的甲醇溶液)和10g去离子水，在200mmHg下减压蒸馏，蒸馏除去甲醇和水的共沸物，气相色谱(GC)检测无甲醇馏出为止，得到结晶状或白色固体状的一水合三甲基烯丙基氢氧化铵的水合物48.6g，其结构通式如式III所示，其中n＝1。
三、制备三甲基烯丙基氢氧化铵的水溶液
在2升三口瓶中，加入50g上述三甲基烯丙基氢氧化铵的水合物，加入去离子水250g，搅拌混合均匀，得到无色透明液体，即质量百分比浓度为14.4％(的三甲基烯丙基氢氧化铵的水溶液。
实施例3
一、制备三甲基烯丙基氢氧化铵
在3升三口瓶中，加入271.0g(2.0mol)三甲基烯丙基氯化铵和1000ml乙醇，搅拌均匀后，得到无色透明液体。然后，在30分钟内逐渐加入120g(3mol)固体氢氧化钠，恒温40℃搅拌4小时。在氮气保护下，过滤分离，得到固体副产品和母液。其中，该固体副产品主要为氯化钠，该固体副产品悬浮在1000ml乙醇中，加入少量浓盐酸中和至中性后，将所析出氯化钠固体过滤；母液为三甲基烯丙基氢氧化铵的乙醇溶液，共计890g，质量百分比浓度为23.5％，收率92.8％，纯度为99.5％。将母液进一步加热蒸馏或继续用乙醇稀释，即可得到不同浓度的三甲基烯丙基氢氧化铵的乙醇溶液。
二、制备三甲基烯丙基氢氧化铵的水合物
在5升三口瓶中，加入200g上述母液(浓度为23.5％(0.40mol)三甲基烯丙基氢氧化铵的乙醇溶液)和8g去离子水，在50mmHg下减压蒸馏，蒸馏除去乙醇和水的共沸物，气相色谱(GC)检测无乙醇馏出为止，得到结晶状或白色固体状的一水合三甲基烯丙基氢氧化铵的水合物54g，其结构通式如式III所示，其中n＝1。
实施例4
一、制备三甲基烯丙基氢氧化铵
在3升三口瓶中，加入271.0g(2.0mol)三甲基烯丙基氯化铵和1000ml乙醇，搅拌均匀后，得到无色透明液体。然后，在30分钟内逐渐加入74g(1mol)固体氢氧化钙，恒温40℃搅拌4小时。在氮气保护下，过滤分离，得到固体副产品和母液。其中，该固体副产品主要为氯化钙，该固体副产品悬浮在1000ml乙醇中，加入少量浓盐酸中和至中性后，将所析出氯化钙固体过滤；母液为三甲基烯丙基氢氧化铵的乙醇溶液，共计880g，质量百分比浓度为19.9％，收率75％，纯度为99.5％。将母液进一步加热蒸馏或继续用乙醇稀释，即可得到不同浓度的三甲基烯丙基氢氧化铵的乙醇溶液。
二、制备三甲基烯丙基氢氧化铵的水合物
在5升三口瓶中，加入200g上述母液(浓度为19.9％(0.34mol)三甲基烯丙基氢氧化铵的乙醇溶液)和6g去离子水，在50mmHg下减压蒸馏，蒸馏除去乙醇和水的共沸物，气相色谱(GC)检测无乙醇馏出为止，得到结晶状或白色固体状的一水合三甲基烯丙基氢氧化铵的水合物45.9g，其结构通式如式III所示，其中n＝1。
Claims (1)
1.如下所述方法制备的季铵碱在制备碱性显影液中的应用；
制备式I结构通式所示季铵碱的方法，是将式II结构通式所示的季铵盐的有机溶液与无机碱进行反应，得到所述季胺碱；
(式I)
所述式I结构通式中，R选自CH3、C2H5和C3H7；
(式II)
所述式II结构通式中，R选自CH3、C2H5和C3H7；X选自卤素离子、硫酸根离子、硫酸氢根离子、硝酸根离子和碳酸根离子；
所述无机碱与季铵盐的摩尔比为1-5∶1；
所述式II结构通式所示的季铵盐的有机溶液中，有机溶剂为甲醇和/或乙醇；所述无机碱选自氢氧化钠、氢氧化钾、氢氧化钙、氢氧化钡、氢氧化锂、氢氧化铷和氢氧化铯。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN 200910082375 CN101531600B (zh) | 2009-04-15 | 2009-04-15 | 季铵碱及其制备方法与应用 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN 200910082375 CN101531600B (zh) | 2009-04-15 | 2009-04-15 | 季铵碱及其制备方法与应用 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN101531600A CN101531600A (zh) | 2009-09-16 |
| CN101531600B true CN101531600B (zh) | 2013-05-01 |
Family
ID=41102482
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN 200910082375 Expired - Fee Related CN101531600B (zh) | 2009-04-15 | 2009-04-15 | 季铵碱及其制备方法与应用 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN101531600B (zh) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN115138857B (zh) * | 2022-07-21 | 2023-12-22 | 四川省伊洁士医疗科技有限公司 | 一种纳米银颗粒、制备方法及其应用 |
Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US2697079A (en) * | 1951-12-05 | 1954-12-14 | Koppers Co Inc | Ion-exchange resins containing quaternary ammonium hydroxide groups |
| US4914006A (en) * | 1984-12-25 | 1990-04-03 | Kabushiki Kaisha Toshiba | Positive resist quaternary ammonium hydroxide containing developer with cationic and nonionic surfactant |
-
2009
- 2009-04-15 CN CN 200910082375 patent/CN101531600B/zh not_active Expired - Fee Related
Patent Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US2697079A (en) * | 1951-12-05 | 1954-12-14 | Koppers Co Inc | Ion-exchange resins containing quaternary ammonium hydroxide groups |
| US4914006A (en) * | 1984-12-25 | 1990-04-03 | Kabushiki Kaisha Toshiba | Positive resist quaternary ammonium hydroxide containing developer with cationic and nonionic surfactant |
Non-Patent Citations (1)
| Title |
|---|
| JP昭57-72941A 1982.05.07 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| CN101531600A (zh) | 2009-09-16 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US9778569B2 (en) | Positive photosensitive resin composition, method for producing film using same, and electronic component | |
| US8092982B2 (en) | Photosensitive paste composition, barrier rib prepared using the composition and plasma display panel comprising the barrier rib | |
| CN109062008A (zh) | 一种紫外正性光刻胶 | |
| CN102246095A (zh) | 正型感光性有机-无机混合绝缘膜组合物 | |
| US9684240B2 (en) | Negative-working photosensitive siloxane composition | |
| JP2013061619A (ja) | カラーフィルター用青色着色剤組成物およびそれを用いたカラーフィルター基板。 | |
| KR20120067198A (ko) | 에칭 페이스트, 그 제조방법 및 이를 이용한 패턴 형성방법 | |
| KR100731326B1 (ko) | 양성 포토레지스트 조성물 | |
| CN101531600B (zh) | 季铵碱及其制备方法与应用 | |
| CN101747244B (zh) | 合成全氟烷基磺酰亚胺碱金属盐的方法和由该类盐合成的离子液体 | |
| CN101566804B (zh) | 平板显示用显影液 | |
| CN102096344A (zh) | 显影液及其制备方法与应用 | |
| CN109298596A (zh) | 一种耐高温黄变的碱可溶性oc负性光刻胶 | |
| CN101359189B (zh) | 正性光敏聚酰亚胺光刻胶用显影液 | |
| CN104262193B (zh) | 一种二硝基二苯胺重氮树脂、含有该树脂的光刻胶组合物及其制备方法 | |
| US20160334704A1 (en) | Diazo-resin, photoresist composition and method of preparing same | |
| CN105093862A (zh) | 一种表面活性剂及用于彩色滤光片负性光刻胶的显影液 | |
| CN102782578A (zh) | 感光性树脂组合物、感光性干膜及图案形成方法 | |
| JPH0680119B2 (ja) | ノボラツク樹脂の精製方法 | |
| CN104220446A (zh) | 硅氧烷类化合物、包含其的光敏性组合物及光敏性材料 | |
| CN105143291B (zh) | 新型脂环式酯化合物、(甲基)丙烯酸类共聚物以及包含它的感光性树脂组合物 | |
| CN1124520C (zh) | 一种水分散性负型感光性组合物 | |
| CN111689941A (zh) | 一种三氟磺酰胺1,4-二氧螺环[4,5]癸烷类光刻胶树脂单体及其制备方法 | |
| CN102486608A (zh) | CTcP感光胶及其制备方法和CTcP版 | |
| US8835521B2 (en) | Photosensitive composition and compound for use in the photosensitive composition |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| C06 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| C10 | Entry into substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| C14 | Grant of patent or utility model | ||
| GR01 | Patent grant | ||
| EE01 | Entry into force of recordation of patent licensing contract |
Application publication date: 20090916 Assignee: Electronic (Chongqing) Co., Ltd a Assignor: Mianyang Exax Electronic Materials Co., Ltd. Contract record no.: 2015500000003 Denomination of invention: Quaternary ammonium hydroxide as well as preparation method and application thereof Granted publication date: 20130501 License type: Exclusive License Record date: 20150415 |
|
| LICC | Enforcement, change and cancellation of record of contracts on the licence for exploitation of a patent or utility model | ||
| CF01 | Termination of patent right due to non-payment of annual fee | ||
| CF01 | Termination of patent right due to non-payment of annual fee |
Granted publication date: 20130501 Termination date: 20170415 |