[发明专利]甲基丙烯酸树脂及其制备方法和应用

说明书

本发明提供了一种甲基丙烯酸树脂的制备方法。所述甲基丙烯酸树脂的制备方法包括如下步骤有：将甲基丙烯酸树脂的单体和主引发剂进行溶解，配制成单体和引发剂的混合溶液；在保护气氛中，升温处理使得所述混合溶液进行聚合反应。上述甲基丙烯酸树脂制备方法采用主引发剂和副引发剂协同作用，所述制备方法能够迅速引发单体聚合，生成特定链长的聚合物，使制备的树脂分子量达到ArF光刻胶的使用要求。

技术领域

本发明属于光刻胶技术领域，尤其涉及一种甲基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。其中甲基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。为了达到光刻胶的性能要求，需要控制甲基丙烯酸树脂的分子量，最常用的方法就是添加引发剂，进行自由基聚合反应以控制甲基丙烯酸树脂的分子量。常用的引发剂有偶氮类引发剂以及过氧化物。并且用法为在40-80℃中低温时使用偶氮类引发剂，如偶氮二氰基戊酸、偶氮二异戊腈、偶氮二异丁腈等。而在80-100℃，以及100℃以上时，使用过氧化物类引发剂，如过氧化苯甲酰、过氧化2-乙基己基酸叔戊酯等。在不同的聚合温度下，根据引发剂的半衰期，使用相对应的引发剂，能够持续引发单体产生自由基进行聚合。

但是通常在甲基丙烯酸树脂聚合时，都是在合适的溶剂中，在不同的温度下使用最合适的引发剂进行自由基聚合反应。合理的利用引发剂的引发半衰期来控制分子量。但是这种缺点在于在此温度下，引发剂单一，引发效果几乎恒定，如果需要微量降低树脂分子量时会变得比较困难。而通常情况下，如增大引发剂的使用量，提高反应体系中的自由基浓度，促进链终止反应来降低分子量，但是会造成引发剂过度使用，浪费成本，并且更多时候在此最佳温度下效果并不明显，又或者在自由基反应后期补加少量的同种引发剂，将剩余没反应掉的单体引发进行自由基聚合反应，由于时间短，生成的聚合物链较短，增加了反应体系整体的混乱度，换而言之，提高了聚合物的分子量分布，使分子量降低，以达到微量控制分子量的目的。但是此方法有缺陷，如无法判断在反应后期时反应液中单体是否完全反应，更重要的是，一般在反应后期，基本单体反应完毕，即使有残留可供引发剂引发产生自由基聚合，因量少，生成的聚合物链是非常小的，在后期树脂纯化时，会被去除，这样就毫无意义。

所以本文在此基础上，提出一种新的方法，简单来说，在原来的反应体系中，在反应过程中，加入不同种的引发剂，选用的引发剂的10h半衰期温度要小于主体引发剂。通过改变不同的加入时间点，控制反应中后期单体聚合程度来达到控制聚合物特别是ArF光刻胶树脂的分子量的目的。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术的上述不足，提供一种甲基丙烯酸树脂及其制备方法，以解决现有甲基丙烯酸树脂制备方法降低甲基丙烯酸树脂分子量存在成本高、效果不理想或难以控制的技术问题。

为了实现本发明的发明目的，本发明的一方面，提供了一种将甲基丙烯酸树脂的单体和主引发剂进行溶解，配制成单体和引发剂的混合溶液；

在保护气氛中，升温处理使得所述混合溶液进行聚合反应；

其中，在所述聚合反应开始后的途中，向所述混合溶液中添加副引发剂，所述副引发剂的10h半衰期温度低于所述主引发剂。

本发明的另一方面，提供了一种甲基丙烯酸树脂。所述甲基丙烯酸树脂由本发明甲基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甲基丙烯酸树脂。

与现有技术相比，本发明甲基丙烯酸树脂制备方法采用主引发剂和副引发剂协同作用，所述制备方法能够迅速引发单体聚合，生成较短链的甲基丙烯酸树脂聚合物，增加了聚合物的混乱程度，生成具有特定链长的聚合物，从而降低了聚合物的分子量，使得制备的甲基丙烯酸树脂的树脂分子量达到光刻胶特别是ArF光刻胶的使用要求。