光刻胶国产替代新突破，安捷伦LC-MS分析技术赋能产业再升级！

PAG 的结构可以对光刻终点产生很大的影响，包括线宽粗糙度 (LWR) 等关键性能，杂质的存在也将会影响其性能，因此光酸生成剂杂质鉴定和过程控制很重要。尤其是 PAG 中的阴离子部分，其合成路径较长，易产生杂质，需要对其进行研究。如图 2 所示，TPS-Nf 的阴离子的典型杂质（部分 H 未完全被 F 取代）可被 LC-QTOF 结合解谱软件进行有效解析。同时也可对 PAG 进行深入研究，比如模拟曝光进行 PAG 前后差异性研究、成品中 PAG 的老化监测等，此时也可结合安捷伦多元比对的软件工具进行目标物挖掘与溯源。

树脂是光刻胶中的关键成分，起到支撑、耐刻蚀等作用，需要多种功能性单体进行配合，也因此造成了其复杂的多元共聚的特性，导致进行完整表征的难度很高，往往需要多种分析手段共同进行。整体分子量的表征至关重要，其分子量 (Mn Mw) 的稳定性、PDI 等代表了树脂的关键信息，一般采用 GPC、MALS 等手段完成。同时，可以发现仅有整体分子量维度上的表征是不够的。聚合物梯度色谱法可以较好的在极性、单体比例的维度上进行共混物的区分；PYGC-MS（QTOF）可以较好的在单体\端基的维度上进行表征；LC-QTOF 可对易离子化的树脂进行精细的分子量端的表征。

共聚物多采用自由基工艺，多单体参与，过程复杂，而由于单体竞速率不同、工艺等原因，可能会造成共聚物性能不佳的问题。在活性聚合中，因为双基终止和侧链副反应的发生，聚合物中会不可避免地出现很多死聚物杂质，这不仅将阻碍合成纯净聚合物，也会对高精度材料产生损害。通过聚合物梯度洗脱色谱法等手段可以进行除整体分子量维度外的表征，但里面的杂峰很难定性，因此需要联机高分辨质谱进行易电离共聚物的精细分子量表征。采用安捷伦 LC-QTOF 可观察共聚物易被哪个单体阻断并造成死聚物，同时也可与 GPC 进行联机进行更直接的表征。

浸没式光刻技术所面临的挑战主要是解决曝光中产生的气泡和污染等缺陷。这是因为该技术使用超纯水作为液体介质，光刻镜头和光刻胶均浸没在液体介质中，通过提高折射率来有效增强光刻分辨率，但这同时对光刻胶的质量提出了更高的要求。光刻胶的主要有效成分光致产酸剂 (PAG) 浸出到介质中会损伤镜头，且以 PAG 阴离子造成的损伤更为严重，浸没式 ArF 光刻胶的开发重点之一便是要解决 PAG 在液体介质中的浸出问题。浸出的速率越大，对镜头的污染越大。PAG 浸出测试旨在模拟实际光刻过程中，在超纯水浸泡下短时间内从光刻胶迁移至水中的成分种类及其迁移速率，这时浸没式 ArF 一般会采用 WEXA (water-extraction-and-analysis apparatus) 设备进行采样，再使用安捷伦高灵敏度的 LC-QQQ 和 LC-QTOF 完成浸出化合物检测工作，阴离子的检测下限可达 0.005 ppb，可完全满足 leaching 的实验要求。