[发明专利]丙烯酸树脂及其制备方法和应用

说明书

本发明提供了一种丙烯酸树脂及其制备方法和应用。所述丙烯酸树脂的制备方法包括如下步骤有：将丙烯酸单体、溴化亚铜、配体、引发剂和还原剂于反应溶剂中进行混合处理，后进行聚合反应；其中，所述还原剂为银单质，且所述还原剂足量。所述丙烯酸树脂制备方法以零价银单质作为温和的还原剂，可使聚合过程的一价铜离子保持恒定，使活性聚合反应过程可控，使得聚合生成丙烯酸树脂具有更低数均分子量分布，如丙烯酸树脂数均分子量分布1.2。

技术领域

本发明属于光刻胶技术领域，尤其涉及一种丙烯酸树脂及其制备方法和应用。

背景技术

光刻胶作为一种光敏性的材料，是集成电路精细加工技术的关键性加工材料。其中丙烯酸树脂作为光刻胶组成的一部分，决定着光刻胶性能的优劣，是目前光刻胶材料研究的热点。

随着制造技术的不断发展，对光刻胶的技术要求越来越高，为了满足日益苛刻的工艺条件，需要开发更高性能的光刻胶产品。相对于传统的I线、G线、KrF光刻胶，ArF光刻胶产品具有优异的分辨率，可达到90nm以下。ArF光刻胶由树脂、光敏剂、添加剂溶剂等组成，树脂是光刻胶性能的载体，对光刻胶的分辨率、线边粗糙度、图形形貌等性能有重要影响。通常情况下，在90nm光刻工艺下，对光刻胶用树脂的数均分子量分布要达到1.2以下，而当光刻工艺进入65nm技术节点后，数均分子量分布为1.2的树脂会使光刻胶的分辨率和边缘粗糙度无法达标，同时会引起脚状图形（Footing Profiles）现象，这对树脂合成技术提出了更高的要求。

为了降低光刻胶用树脂的数均分子量分布，目前公开了一种数均分子量窄分布的聚羟基苯乙烯类聚合方法，其是将对乙酰氧基苯乙烯单体通过原子转移自由基聚合（ATRP），合成数均分子量窄分布的聚乙酰氧基苯乙烯聚合物；再将所得聚乙酰氧基苯乙烯聚合物在稀盐酸催化下发生酯解反应，脱去乙酰氧基保护基团，获得聚对羟基苯乙烯类聚合物，经提纯制得数均分子量窄分布的聚对羟基苯乙烯类聚合物。虽然这种数均分子量窄分布的聚羟基苯乙烯数均分子量分布可达到1.08，可应用于KrF光刻胶成膜树脂，提高光刻胶性能。但是研究表明，单体的化学结构对聚合过程有重要影响，不同类型的单体，其聚合参数如数均数均分子量、重均数均分子量、数均分子量分布、聚合速度、聚合速率常数等均存在差异。由于ATRP工艺为活性聚合，受单体成键结构、空间位阻影响很大，使用ATRP工艺制备苯乙烯类（如乙酰氧基苯乙烯）可获得窄数均分子量分布，但是对于丙烯酸类单体，尤其是带有大空间位阻侧链（如金刚烷基团），其聚合速率常数与苯乙烯类单体差异很大，活性聚合过程很难控制，从而导致重均数均分子量与数均数均分子量偏差增大，使数均分子量分布更难控制，通常的数均分子量分布通常只能做到1.5以上(包含1.5)。因此，由于ArF光刻胶使用丙烯酸类的单体（与KrF光刻胶使用苯乙烯类的单体不同），聚合过程中丙烯酸类单体（尤其是高空间位阻单体）的过程参数控制比苯乙烯类单体更难，如何开发出满足65nm光刻工艺的更窄数均分子量分布的丙烯酸树脂是树脂开发工艺面临的挑战。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术的上述不足，提供一种丙烯酸树脂及其制备方法和应用，以解决现有丙烯酸树脂数均分子量分布只能做到1.5以下而无法满足65nm光刻工艺要求的技术问题。

为了实现本发明的发明目的，本发明的一方面，提供了一种丙烯酸树脂的制备方法。所述丙烯酸树脂的制备方法包括如下步骤：

将丙烯酸单体、溴化亚铜、配体、引发剂和还原剂于反应溶剂中进行混合处理，后进行聚合反应；其中，所述还原剂为银单质，且所述还原剂足量。

本发明的另一方面，提供了一种丙烯酸树脂。所述丙烯酸树脂由本发明丙烯酸树脂的制备方法制备获得。

本发明的再一方面，提供了一种光刻胶。所述光刻胶包含本发明丙烯酸树脂。