国产光刻胶的精进与量产 —— PY_GCMS 不可或缺

在光刻胶的分析中，PY_GCMS 技术可以应用于以下几个方面：

PY_GC/SQ与PY_GC/Q-TOF仪器联用平台

‌光刻胶主要由感光树脂、感光剂、溶剂、添加剂等成分组成, 具体成分会根据不同的配方而有所不同。如‌紫外负性胶的主要成分包括环化聚异戊二烯橡胶、2,6- 双（4'- 叠氮亚苄基）-4- 甲基环己酮、甲苯等芳香烃溶剂以及必要的添加剂。‌紫外正性光刻胶的核心成分包括甲酚醛树脂、重氮萘醌磺酸酯类光敏剂、溶剂和增感剂、增韧剂和附着力促进剂等添加剂。

通过 PY-GCMS 联用仪器能够实现直接原样品分析，无需经过溶解与提取步骤，最大程度保持样品的原始性能，结合 GCMS 出色的分离和强大的谱库定性能力，能够定性出绝大部分物质成分。对于谱库之外的物质，也可以通过 GC/Q-TOF 高分辨质谱给出合理的结构解析。

树脂是光刻胶生产中最难突破的环节，其发生聚合的顺序直接影响到光刻的性能。特别一些高端光刻胶，如 ArF 光刻胶中所含的树脂单体不止一种，而是 2-3 种单体共聚而成。对于树脂组成单体的研究及端基的类型等信息，可以通过裂解树脂聚合物产生的单体及基团被 GCMS 仪器检测与数据解析获得。

光刻胶配方产品中杂质定性，是生产先进制程光刻胶产品的重要考量因素，对杂质的准确定性，能够快速而有效的指导和改进生产工艺和流程。作为合成过程中的产物，往往这些杂质成分都是一些未知物，即无法通过谱库检索得到。然而，通过 GC/Q-TOF 高分辨质谱能够获得很好的定性结果。

对未知杂质进行低能 EI（12eV）分析，获得分子离子峰，如下图所示：

通过分子离子峰和同位素信息，计算得到分子式。再把分子离子峰打碎，获得二级质谱信息，导入 MSC 软件作杂质结构推导，如下图所示：

光刻胶的光刻效果直接反应了光刻胶的质量，那么在光刻胶的生产过程中如何控制其质量就显得格外重要。控制光刻胶的质量往往需要多种手段并行，除了我们所熟知的单体残留检测（液相色谱）、分子量和分子量分布测量（GPC）、树脂的极性分析（聚合物梯度洗脱色谱 GPEC）等；对于‌光刻胶树脂综合性质的表征，可以通过 PY-GCMS 来实现，从而达到控制树脂生产的质量。

由于树脂聚合的顺序不一样，造成了其结构的稳定性和均一性存在差异，在裂解的过程中表现出不同的色谱行为，从而可以区分产品之间的差异。

光刻胶逆向工程，依赖多个仪器平台共同分析，并且数据结果相互补充与互通，才能加快国产替代的进程。那么，作为 PY-GCMS 仪器联用平台是其中不可或缺的一环，基于上面所谈到的分析内容，在这里作一些归纳性总结。

无需对光刻胶样品进行前处理，可直接进样分析获得样品中多种成分。

基于气相色谱出色的分离能力和质谱 EI 离子源稳定的电离能力，能够获得清晰、稳定、重现性较好的样品谱图结果，便于做样品间的差异比较。

裂解的方式对于树脂单体类型的分析具有较好的效果。

逸出气体分析（EGA）裂解曲线，考察连续温度变化对树脂样品稳定形态的影响。