フォトレジスト中の光酸発生剤をHPLC-CADで分析

1. はじめに

フォトリソグラフィーは IC 製造の重要工程であり、重要材料としてフォトレジストが必要です。フォトレジスト中の光酸発生剤（PAG）は感度と解像度を左右する重要成分です。

フォトレジストは主に有機溶媒、高分子樹脂、光酸発生剤、添加剤から構成されます。光酸発生剤の純度と不純物管理は、フォトレジスト品質および半導体歩留まりに直接影響します。

代表的な光酸発生剤はトリフェニルスルホニウムカチオンとペルフルオロブタンスルホン酸アニオンからなります。アニオン部位はほぼ UV 吸収を持たないため、光学検出器が制限される場面で CAD が有用です。

2. 装置と材料

装置：Agilent 1200 HPLC システム + Instrumax CADetector a1 荷電エアロゾル検出器。

試薬：Watson’s distilled water、アセトニトリル（HPLC grade）、ギ酸（analytical grade）。

試料：トリフェニルスルホニウム ペルフルオロブタンスルホン酸塩。

3. 方法と結果

3.1 クロマトグラフィー条件

カラム：InfinityLab Poroshell 120 EC-C18。カラム温度：55 °C。流量：0.4 mL/min。注入量：5 μL。移動相 A：0.2% ギ酸水溶液。移動相 B：アセトニトリル。勾配溶出。

CAD 条件

装置：Instrumax CADetector a1。ドリフトチューブ温度：40 °C。ネブライザーガス流量：3 L/min。帯電電流：1 μA。帯電ガス流量：1 L/min。

3.2 試料調製

希釈液：メタノール、メタノール/水（1:1）。2000 µg/mL 原液をメタノール中で調製し、1、2、5、10、100、1000 µg/mL に段階希釈しました。

3.3 実験結果

メソッド適合性：カチオンとアニオンの保持時間は適切で、分離度、ピーク形状、ピーク応答はいずれも良好でした。

感度：1 µg/mL、5 μL 注入で、ASTM 法による S/N はトリフェニルスルホニウム 129.6、ペルフルオロブタンスルホン酸アニオン 84.3 でした。

繰り返し性：6 回連続注入で、トリフェニルスルホニウムのピーク面積 RSD は 0.989、ペルフルオロブタンスルホン酸アニオンのピーク面積 RSD は 0.433% でした。

線形性：1–1000 µg/mL の範囲で、相関係数はトリフェニルスルホニウム R = 0.99998、ペルフルオロブタンスルホン酸アニオン R = 0.99985 でした。

4. 結論

HPLC-CAD は光酸発生剤分析において高感度、良好なイオン分離と繰り返し性、広い線形範囲を示しました。光酸発生剤の品質管理およびメソッド評価に使用できます。