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Electron beam-induced reactions of a sulfonium salt in the solid state for chemically amplified electron beam resists; Comparison with photolytic reactions

化学増幅型電子線レジスト用スルホニウム塩の電子線反応; 光反応との比較

Moon, S.; 前川 康成; 吉田 勝

Moon, S.; Maekawa, Yasunari; Yoshida, Masaru

ナノレベルの高い解像力が期待される化学増幅型電子線レジストは次世代半導体デバイスのナノ加工のためのもっとも有力な候補の一つである。化学増幅型レジストはオニウム塩から発生した酸の触媒連鎖反応を利用している。しかし、現在、オニウム塩の電子線反応性に関する報告は少なく、オニウム塩の電子線反応の理解及び構造の最適化が電子線レジストの高性能化に必要である。そこで、われわれはメタンスルホン酸トリフェニルスルホニウム塩1を合成し固相でのスルホニウム塩1の電子線及び光反応性を生成物分析の観点から比較した。スルホニウム塩1の電子線照射によりベンゼン置換スルホニウム塩2の生成を見いだした。この新規スルホニウム塩2は、照射初期段階で反応中間生成物として蓄積し、線量の増加と伴って分解し最終生成物を与えた。2の生成量は、照射量806$$mu$$C/cm$$^{2}$$で最大値に達し、全生成物の25%を示した。一方、スルホニウム塩1の光照射(254nm)でも、新規塩2の生成は僅かに認められたが、最大生成量を示した150J/cm$$^{2}$$で全生成物の3%以下だった。これらの結果は、新規スルホニウム塩2が電子線反応の特有のメカニズムにより生成していることを示している。現在、電子線照射による新規スルホニウム塩2の生成は、スルホニウム塩1の分解により生じたフェニルカチオン中間体を経る光反応と異なり、フェニルラジカル中間体によるラジカル機構に起因すると考えている。

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分野:Polymer Science

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