HPLC-CAD アプリケーションノート

フォトレジスト用光酸発生剤中トリフルオロブチルスルホン酸イオン

1. はじめに

フォトリソグラフィーは集積回路（IC）製造の重要工程であり、チップ製造工程時間の約 40%–50% を占めます。フォトレジストは半導体産業の重要材料であり、リソグラフィー関連コストでも大きな割合を占めます。

フォトレジストは有機溶媒、高分子樹脂、光酸発生剤（PAG）および添加剤からなる複雑な混合物です。PAG の純度および不純物管理は、フォトレジスト品質、解像度、半導体製品の歩留まりに影響します。

ポリフルオロスルホン酸アニオン部はほとんど UV 吸収を示さないため、化合物の光学活性に依存しない荷電化粒子検出器（CAD）は PAG 品質管理評価に適しています。本アプリケーションではトリフルオロブチルスルホン酸イオンを例にしています。

装置：Agilent 1200 液体クロマトグラフおよび Instrumax CADetector a1 荷電化粒子検出器（CAD）。

試薬：純水、アセトニトリル（クロマトグラフィーグレード）、ギ酸（分析グレード）。

試料：トリフルオロブタンスルホン酸トリフェニルスルホニウム。

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。グラジエント溶出。

CAD 条件：CADetector a1、ドリフトチューブ 40 °C、噴霧ガス 3 L/min、分極電流 1 μA、分極ガス 1 L/min。

希釈液：メタノールおよびメタノール／水（1:1）。トリフルオロブタンスルホン酸トリフェニルスルホニウムの 2000 µg/mL 原液をメタノールで調製し、段階希釈して 1、2、5、10、100、1000 µg/mL の系列溶液を調製しました。

本条件では、アニオンおよびカチ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。

1 µg/mL 試料を 5 μL 注入したところ、トリフェニルスルホニウムは S/N 1097.4（ASTM 法）、トリフルオロブチルスルホン酸イオンは S/N 122.9（ASTM 法）を示しました。

図 1. 方法適用性クロマトグラム。

図 2. 1 µg/mL 試料の感度結果。

6 回連続注入により繰り返し性を評価しました。トリフェニルスルホニウムのピーク面積 RSD% は 0.880%、トリフルオロブチルスルホン酸イオンのピーク面積 RSD% は 1.222% で、いずれも 2.0% 未満であり、良好な繰り返し性を示しました。

図 3. 6 回注入の繰り返し性クロマトグラム。

図 4. トリフェニルスルホニウムとトリフルオロブチルスルホン酸イオンの繰り返し性データ。

1–1000 µg/mL の範囲で、トリフェニルスルホニウムの相関係数は R 0.99995、トリフルオロブチルスルホン酸イオンの相関係数は R 0.99976 で、良好な直線性と広い直線範囲を示しました。

本 HPLC-CAD 法は、光酸発生剤試料中のアニオン分析に使用できます。高感度、良好なイオン分離、良好な繰り返し性、広い直線範囲を備え、PAG の品質管理および方法評価に利用できます。

図 5. 1–1000 µg/mL の直線性結果。