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榎本 一之*; Moon, S.*; 前川 康成; 下山 純治*; 後藤 一幸*; 成田 正*; 吉田 勝
Journal of Vacuum Science and Technology B, 24(5), p.2337 - 2349, 2006/09
被引用回数：6 パーセンタイル：36.83(Engineering, Electrical & Electronic)イオン・電子ビームによる微細加工に関する研究として、電子線リソグラフィー用レジストの高感度化に関する研究を行った。電子線のエネルギーはレジスト薄膜中の感光剤のイオン化ポテンシャルを越えるため、イオン化又は高い励起状態からの反応が優先する放射線化学反応を考慮していくことが、その反応制御に必要である。そこで、レジスト用酸発生剤であるトリフェニルスルホニウム塩誘導体の固相状態での電子線反応性について、そのアニオン部,カチオン部の構造の影響を調べた。カチオン部にビフェニル基,フェニルチオフェニル基、及び、アニオン部に芳香族スルホン酸を導入することで、酸発生効率は2倍から6倍向上した。その効果は、アニオン部よりもカチオン部で高いこと、及び、置換基のイオン化ポテンシャルに依存することがわかった。これらの知見は、電子線レジスト用高感度酸発生剤の分子設計の重要な指針となる。
榎本 一之*; 前川 康成; Moon, S.; 下山 純治*; 後藤 一幸*; 成田 正*; 吉田 勝
Journal of Photopolymer Science and Technology, 17(1), p.41 - 44, 2004/06
被引用回数：4 パーセンタイル：15.76(Polymer Science)酸発生剤であるトリフェニルスルホニウム塩(1)結晶に電子線照射すると、光反応とは異なり、1にフェニル基が置換したビフェニル置換スルホニウム塩(2)を中間体として与える。ビフェニル体2の反応率は1の3.7倍と、電子線レジスト薄膜としての高感度化が示唆された。本論文では、スルホニウム塩結晶の電子線反応性や選択性に及ぼすカチオン部位と対アニオンの効果を調べ、電子線に対して感受性の高い酸発生剤の設計指針を得ることを目的とする。スルホニウム塩のカチオン部位にビフェニル及びジフェニルスルフィドを導入した2p, phSを別途合成し、電子線反応を行った。その結果、2p及びphSの分解速度は一次速度式で最適化でき、速度定数(
10
s
)は1で3.7、2pで14、phSで21であった。放射線感度の指標となるイオン化ポテンシャル(Ip)は、ベンゼンで9.24、ビフェニルで8.16、ジフェニルスルフィドで7.85である。このことから、より低いIpを有する置換基をカチオン部位に導入することで、スルホニウム塩の分解速度が増加することがわかった。また、芳香族系対アニオンを有するスルホニウム塩は、非晶化前後で速度定数が2倍増加し、脂肪族系よりも高感度を示した。
the lowest excited states in cinnamic acid crystals前川 康成; 稲葉 伯至; 保々 広樹; 成田 正*; 越川 博; Moon, S.; 加藤 順; 吉田 勝
Chemical Communications, (18), p.2088 - 2089, 2002/09
ナノ電子デバイスに適用可能な有機薄膜表面のナノ微細加工技術や電子ビームに対する高感度レジスト材料の開発のためには、電子線に対して高い反応性を示す有機高分子化合物が必要である。しかし、色素や感光剤など、レジストや機能性薄膜に利用できる芳香族系有機化合物の電子線による反応性はほとんど研究されてない。そこで、光化学反応性が報告されているオレフィン化合物結晶3種類について電子線反応を検討した結果、電子線反応は光反応と全く同様のに進行し、環状生成物や異性化反応物を生成した。このこと結果から、ケイ皮酸誘導体の電子線反応は、電子線照射により生じたラジカルカチオンや高エネルギー励起状態分子が全て最低励起状態を経由する始めての反応例であることを明らかとした。
Moon, S.; 前川 康成; 吉田 勝
Journal of Photopolymer Science and Technology, 15(3), p.423 - 426, 2002/06
被引用回数：5 パーセンタイル：20.64(Polymer Science)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
C/cm
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。
Moon, S.; 前川 康成; 吉田 勝
Chemistry Letters, (5), p.408 - 409, 2001/05
オニウム塩から発生した酸の触媒連鎖反応を用い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有力な候補の一つである。本研究では、電子線レジストへ適用できる、電子線に対して高い反応性を示す酸発生剤の開発を目的に、メタンスルホン酸トリフェニルスルホニウム塩(TPS-Ms)を合成し、その固相での電子線反応性を調べた。スルホニウム塩への電子線の照射により、光分解生成物と同様のメタンスルホン酸,ジフェニルスルフィド,2-,3-,4-フェニルチオビフェニルとともに、新規反応中間体が生成した。液体クロマトグラフィー,ガスクロマトグラフィー/質量分析より、この中間体はベンゼン置換スルホニウム塩の三つの異性体であることがわかった。また、TPS-Msの光分解反応との比較から、この中間体は電子線反応特有の生成物であることを明らかにした。現在、電子線によりイオン化したTPS-Msのラジカルカチオンとフェニルラジカルとの反応で、新規中間体が生成したと考えている。
