JP2002072459A - Photo-acid generating agent and photosensitive resin composition containing the same - Google Patents

Photo-acid generating agent and photosensitive resin composition containing the same

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JP2002072459A
JP2002072459A JP2000258047A JP2000258047A JP2002072459A JP 2002072459 A JP2002072459 A JP 2002072459A JP 2000258047 A JP2000258047 A JP 2000258047A JP 2000258047 A JP2000258047 A JP 2000258047A JP 2002072459 A JP2002072459 A JP 2002072459A
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JP
Japan
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alkali
group
acid
resin composition
photosensitive resin
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Application number
JP2000258047A
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Japanese (ja)
Inventor
Kyoichi Tomita
恭一 冨田
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Toyo Gosei Co Ltd
Original Assignee
Toyo Gosei Co Ltd
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a new photo-acid generating agent having satisfactory photodegradation efficiency and a photosensitive resin composition containing the agent. SOLUTION: The photo-acid generating agent has a structure of formula 1, wherein R1 and R2 are the same or different and are each aryl, alkyl, cycloalkyl or perfluoroalkyl or together form aryl, alkyl, cycloalkyl or perfluoroalkyl and A is aryl, alkyl, cycloalkyl or perfluoroalkyl.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、光照射により容易
に分解してルイス酸を発生させる新規な光酸発生剤及び
それを含有する感光性樹脂組成物に関する。
The present invention relates to a novel photoacid generator which is easily decomposed by light irradiation to generate a Lewis acid, and a photosensitive resin composition containing the same.

【0002】[0002]

【従来の技術】半導体製造工程に代表される微細加工分
野においては、より高い集積度を得るため、フォトリソ
グラフィー工程における加工の微細化が求められてい
る。近年では、ハーフミクロン以下の線幅からなる超微
細パターンの加工が必要とされるようになってきた。超
微細パターンを形成するためにフォトリソグラフィーに
用いられる露光装置の使用波長は、短波長化し、KrF
エキシマレーザー(波長248nm)、ArFエキシマ
レーザー(波長193nm)等の遠紫外線や電子線及び
X線が実用化または検討されている。
2. Description of the Related Art In the field of microfabrication represented by the semiconductor manufacturing process, miniaturization of processing in a photolithography process is required to obtain a higher degree of integration. In recent years, it has become necessary to process an ultrafine pattern having a line width of half a micron or less. The wavelength used by an exposure apparatus used for photolithography to form an ultrafine pattern has been shortened, and KrF
Far ultraviolet rays, electron beams and X-rays such as an excimer laser (wavelength 248 nm) and an ArF excimer laser (wavelength 193 nm) have been put to practical use or studied.

【0003】このような露光波長に適したレジストとし
て、米国特許第4,491,628号、欧州特許第24
9,139号等に記載されている「化学増幅系レジス
ト」が注目されている。このレジストは、放射線の照射
(以下、「露光」という)により酸を形成する感光性酸
発生剤(以下、「光酸発生剤」という)を含有し、露光
により発生した酸を触媒とする反応により、露光部と非
露光部との現像液に対する溶解度を変化させてパターン
を形成させるパターン形成材料である。
US Pat. No. 4,491,628 and European Patent No. 24 disclose a resist suitable for such an exposure wavelength.
Attention has been paid to “chemically amplified resists” described in JP-A-9,139 and the like. This resist contains a photosensitive acid generator (hereinafter, referred to as "photoacid generator") that forms an acid upon irradiation with radiation (hereinafter, referred to as "exposure"), and a reaction using the acid generated by exposure as a catalyst. This is a pattern forming material for forming a pattern by changing the solubility of the exposed part and the non-exposed part in a developing solution.

【0004】また、従来より、保護用、装飾用及び絶縁
用塗料、注封材料、印刷インキ、シーラント、接着剤、
フォトレジスト、電線絶縁物、織物被覆、印刷用版面な
どの用途に用いられるものとして、光酸発生剤を含むエ
ポキシ樹脂組成物が知られている。
[0004] Further, conventionally, paints for protection, decoration and insulation, potting materials, printing inks, sealants, adhesives,
BACKGROUND ART Epoxy resin compositions containing a photoacid generator are known for use in applications such as photoresists, wire insulators, textile coating, and printing plates.

【0005】このような光酸発生剤としては、N−イミ
ドスルホネート、N−オキシムスルホネート、o−ニト
ロベンジルスルホネート、ピロガロールのトリスメタン
スルホネート等が知られている。
As such a photoacid generator, N-imidosulfonate, N-oxime sulfonate, o-nitrobenzylsulfonate, trismethanesulfonate of pyrogallol and the like are known.

【0006】また、光酸発生剤としては、放射線感受性
芳香族ハロニウム塩、又は第Via族元素の輻射線感知
性芳香族オニウム塩が知られている(特公昭52−14
277号公報、特公昭52−142278号公報)。
Further, as a photoacid generator, a radiation-sensitive aromatic halonium salt or a radiation-sensitive aromatic onium salt of a Group Via element is known (Japanese Patent Publication No. 52-14).
277, Japanese Patent Publication No. 52-142278).

【0007】[0007]

【発明が解決しようとする課題】 しかしながら、これ
らの光酸発生剤は、光分解効率が十分ではなく、実用性
の面では不十分であるという欠点を有している。
However, these photoacid generators have the disadvantage that the photodecomposition efficiency is not sufficient and the practicality is insufficient.

【0008】本発明は、このような事情に鑑み、光分解
効率が十分な新規光酸発生剤及びそれを含有する感光性
樹脂組成物を提供することを課題とする。
[0008] In view of such circumstances, an object of the present invention is to provide a novel photoacid generator having a sufficient photolysis efficiency and a photosensitive resin composition containing the same.

【0009】また、本発明の別の課題は、露光により発
生する酸の拡散性、揮発性が小さく、露光後の加熱に対
してパターン形状が安定した優れた化学増幅型レジスト
として有用な感光性樹脂組成物を提供することにある。
Another object of the present invention is to provide a photosensitive resist useful as an excellent chemically amplified resist, which has a low diffusibility and volatility of an acid generated upon exposure and has a stable pattern shape with respect to heating after exposure. It is to provide a resin composition.

【0010】[0010]

【課題を解決するための手段】前記課題を解決する本発
明の第1の態様は、下記構造を有することを特徴とする
光酸発生剤にある。
Means for Solving the Problems A first aspect of the present invention to solve the above-mentioned problems is a photoacid generator having the following structure.

【0011】[0011]

【化2】 Embedded image

【0012】ここで、R1及びR2はそれぞれ同一でも異
なってもよいアリール基、アルキル基、シクロアルキル
基、パーフルオロアルキル基を表し又は両者でアリール
基、アルキル基、シクロアルキル基、パーフルオロアル
キル基を表し、Aアリール基、アルキル基、シクロアル
キル基、パーフルオロアルキル基を表す。
Here, R 1 and R 2 each represent an aryl group, an alkyl group, a cycloalkyl group or a perfluoroalkyl group which may be the same or different, or both represent an aryl group, an alkyl group, a cycloalkyl group and a perfluoroalkyl group. A represents an alkyl group, A represents an aryl group, an alkyl group, a cycloalkyl group, or a perfluoroalkyl group.

【0013】本発明の第2の態様は、第1の態様におい
て、フォトレジスト組成物のポリマー重合時の光酸開始
剤、ラジカル光開始剤、又は有機化合物の保護基を脱離
させる光酸発生剤であることを特徴とする光酸発生剤に
ある。
[0013] A second aspect of the present invention is the first aspect, wherein a photoacid initiator, a radical photoinitiator, or a photoacid generator for removing a protecting group of an organic compound during polymer polymerization of a photoresist composition. A photoacid generator characterized by being an agent.

【0014】本発明の第3の態様は、第1又は2の態様
の光酸発生剤の少なくとも一種を含有することを特徴と
する感光性樹脂組成物にある。
A third aspect of the present invention is a photosensitive resin composition containing at least one of the photoacid generators of the first and second aspects.

【0015】本発明の第4の態様は、第3の態様におい
て、前記光酸発生剤の少なくとも1種と、酸分解性基を
有することによりアルカリ不溶性またはアルカリ難溶性
の樹脂であって、酸の作用により酸分解性基が分解した
ときにアルカリ可溶性となる樹脂とを含有するポジ型感
光性樹脂組成物であることを特徴とする感光性樹脂組成
物にある。
According to a fourth aspect of the present invention, in the third aspect, at least one of the photoacid generators and an alkali-insoluble or alkali-soluble resin having an acid-decomposable group, And a resin which becomes alkali-soluble when the acid-decomposable group is decomposed by the action of the above.

【0016】本発明の第5の態様は、第4の態様におい
て、前記光酸発生剤の少なくとも1種と、アルカリ可溶
性樹脂と、このアルカリ可溶性樹脂のアルカリ溶解性を
阻止する作用を有し、且つ酸の作用により該アルカリ溶
解性阻止能を低下もしくは消失するか又は上記アルカリ
可溶性樹脂のアルカリ溶解性を促進させる作用を有する
化合物とを含有するポジ型感光性樹脂組成物であること
を特徴とする感光性樹脂組成物にある。
According to a fifth aspect of the present invention, in the fourth aspect, at least one of the photoacid generators, an alkali-soluble resin, and an action of inhibiting alkali solubility of the alkali-soluble resin, And a compound having a function of reducing or eliminating the alkali-solubility inhibiting ability by the action of an acid or promoting alkali solubility of the alkali-soluble resin. In the photosensitive resin composition.

【0017】本発明の第6の態様において、第3の態様
において、前記光酸発生剤の少なくとも1種と、アルカ
リ可溶性樹脂と、酸の作用で上記アルカリ可溶性樹脂を
架橋し得る化合物とを含有するネガ型感光性樹脂組成物
であることを特徴とする感光性樹脂組成物にある。
In a sixth aspect of the present invention, in the third aspect, the photoacid generator comprises at least one of the photoacid generators, an alkali-soluble resin, and a compound capable of crosslinking the alkali-soluble resin by the action of an acid. The photosensitive resin composition is characterized in that the photosensitive resin composition is a negative photosensitive resin composition.

【0018】本発明の光酸発生剤の一製造例を以下に説
明する。
One production example of the photoacid generator of the present invention will be described below.

【0019】本発明の光酸発生剤は、下記式に示すよう
に、まず、塩化スルフォニルに、亜硫酸ナトリウム等の
還元剤を反応させてスルフィン酸とする。
As shown in the following formula, the photoacid generator of the present invention is prepared by first reacting sulfonyl chloride with a reducing agent such as sodium sulfite to obtain sulfinic acid.

【0020】[0020]

【化3】 Embedded image

【0021】ここで、RSO2Clで表される塩化スル
フォニルは、一般的には、相当するスルフォン酸(RS
4OH)に、五塩化リン等の塩素化剤を反応させるこ
とにより合成できる。または、相当するハロゲン化物
(RX)に、グリニャール反応又は有機リチウム反応に
より合成した金属塩と塩化スルフリルのよな試薬とを反
応させることにより合成できる。
Here, the sulfonyl chloride represented by RSO 2 Cl is generally the corresponding sulfonic acid (RS
O 4 OH) can be synthesized by reacting a chlorinating agent such as phosphorus pentachloride. Alternatively, it can be synthesized by reacting a corresponding halide (RX) with a metal salt synthesized by a Grignard reaction or an organolithium reaction and a reagent such as sulfuryl chloride.

【0022】還元剤亜硫酸ナトリウムNa2SO3は、塩
化スルフォニルRSO2Cl 1モル対して、1.5〜3
モル、好ましくは、2〜2.5モル用いる。
The reducing agent sodium sulfite Na 2 SO 3 is used in an amount of 1.5 to 3 per mole of sulfonyl chloride RSO 2 Cl.
Mol, preferably 2 to 2.5 mol.

【0023】この反応はアルカリ性下で行うため反応に
より生成する塩化水素を中和するため塩基をRSO2
lに対して2〜4モル当量加える。塩基として通常炭酸
ナトリウム、炭酸水素ナトリウム、時には水酸化ナトリ
ウムが用いられる。加水分解し易い置換基がある場合、
反応液のPHを測定しながら7<pH<8になるように
塩基を入れていくのが好ましい。
Since this reaction is carried out under alkaline conditions, a base such as RSO 2 C is used to neutralize the hydrogen chloride produced by the reaction.
2 to 4 molar equivalents are added to 1. Sodium carbonate, sodium hydrogen carbonate and sometimes sodium hydroxide are used as the base. When there is a substituent which is easily hydrolyzed,
It is preferable to add a base so that 7 <pH <8 while measuring the pH of the reaction solution.

【0024】この反応の溶媒としては水を用いる。RS
2Cl 1モルに対して1リットル(以下、Lと表記す
る)から10L、好ましくは2〜5Lを使用する。反応
初期には溶解しないが反応進行とともに均一溶液にな
る。生成物が溶解し難い場合は、酢酸を加えておくと反
応が効率良く進行する。
Water is used as a solvent for this reaction. RS
One liter (hereinafter, referred to as L) to 10 L, preferably 2 to 5 L, is used per 1 mol of O 2 Cl. It does not dissolve at the beginning of the reaction, but becomes a homogeneous solution as the reaction proceeds. When the product is difficult to dissolve, the reaction proceeds efficiently if acetic acid is added.

【0025】この場合の反応温度は、通常50〜90
℃、好ましくは60〜80℃であり、反応時間は、通
常、1〜4時間、好ましくは2〜3時間である。
The reaction temperature in this case is usually 50 to 90
° C, preferably 60 to 80 ° C, and the reaction time is usually 1 to 4 hours, preferably 2 to 3 hours.

【0026】合成したスルフィン酸は反応溶液に塩酸な
どの強酸を加えることにより取り出し、精製後、次の工
程に用いてもよいが、一連の反応において通常この溶液
のまま次の反応に供することが出来る。
The synthesized sulfinic acid may be taken out by adding a strong acid such as hydrochloric acid to the reaction solution, purified and then used in the next step. However, in a series of reactions, this solution is usually used as it is in the next reaction. I can do it.

【0027】本発明の光酸発生剤を製造するためには、
このように製造したスルフィン酸を、以下のようにヒド
ロキシスルフォンイミドとする。
In order to produce the photoacid generator of the present invention,
The sulfinic acid thus produced is referred to as hydroxysulfonimide as follows.

【0028】[0028]

【化4】 Embedded image

【0029】この反応で用いる硝酸ナトリウムNaNO
2は、スルフィン酸1モルに対して0.5〜0.7モ
ル、好ましくは0.55〜0.65モルを加える。ま
た、この反応では、塩酸を添加することにより反応液を
酸性にするのが好ましい。
Sodium nitrate NaNO used in this reaction
2 is added in an amount of 0.5 to 0.7 mol, preferably 0.55 to 0.65 mol, per 1 mol of sulfinic acid. In this reaction, it is preferable to make the reaction solution acidic by adding hydrochloric acid.

【0030】この反応の反応温度は、5〜15℃、好ま
しくは10〜15℃で、反応時間は、0.2〜2時間、
好ましくは0.5〜1時間である。
The reaction temperature of this reaction is 5 to 15 ° C., preferably 10 to 15 ° C., and the reaction time is 0.2 to 2 hours.
Preferably, it is 0.5 to 1 hour.

【0031】この反応では、反応液を酸性にすることに
よりすぐに白色固体が析出するので、ろ過を行い、目的
とするヒドロキシスルフォンイミドを得ることができ
る。
In this reaction, a white solid precipitates immediately after the reaction solution is made acidic, so that the desired hydroxysulfonimide can be obtained by filtration.

【0032】本発明の光酸発生剤を製造するためには、
次に、下記のように、ヒドロキシスルフォンイミドのN
−スルフォニル化を行う。
In order to produce the photoacid generator of the present invention,
Next, the N of the hydroxysulfonimide is
Performing a sulfonylation;

【0033】[0033]

【化5】 Embedded image

【0034】スルフォニル化はスルフォニルハライド又
はスルフォン酸無水物を用いて行われる。スルフォニル
化剤は、ヒドロキシスルフォンイミド1モルに対して1
〜2モル、好ましくは1.1〜1.5モル加える。な
お、反応溶媒としては、塩素系溶媒、例えば、塩化メチ
レン、クロロフォルム等を用いるのが好ましい。
The sulfonylation is carried out using a sulfonyl halide or sulfonic anhydride. The sulfonylating agent is used in an amount of 1 to 1 mole of hydroxysulfonimide.
22 mol, preferably 1.1-1.5 mol. In addition, as a reaction solvent, it is preferable to use a chlorine-based solvent such as methylene chloride and chloroform.

【0035】この反応の反応温度は、−40〜40℃、
好ましくは0〜20℃、反応時間は、1〜12時間、好
ましくは2〜4時間である。
The reaction temperature of this reaction is -40 to 40 ° C.
The reaction time is preferably 0 to 20 ° C, and the reaction time is 1 to 12 hours, preferably 2 to 4 hours.

【0036】反応終了後、水及びアンモニア水を加え、
使用溶媒より抽出する。溶媒留去後適当な再結晶溶媒で
結晶化させることにより、目的とする光酸発生剤を得る
ことができる。
After completion of the reaction, water and aqueous ammonia are added,
Extract from the solvent used. By crystallizing with a suitable recrystallization solvent after distilling off the solvent, the desired photoacid generator can be obtained.

【0037】なお、上述した説明では、1種類のスルフ
ィン酸を用いた例を示したが、2種類のスルフィン酸を
用いれば、上述した一般式のR1とR2とが異なる光酸発
生剤を得ることができる。
In the above description, an example in which one type of sulfinic acid is used is shown. However, if two types of sulfinic acid are used, the photoacid generator in which R 1 and R 2 in the above general formula are different from each other Can be obtained.

【0038】本発明の光酸発生剤は、フォトレジスト組
成物のポリマー重合時の光酸開始剤、ラジカル光開始
剤、又は有機化合物の保護基を脱離させる光酸発生剤と
して用いることができる。
The photoacid generator of the present invention can be used as a photoacid initiator, a radical photoinitiator, or a photoacid generator for removing a protecting group of an organic compound during polymer polymerization of a photoresist composition. .

【0039】また、本発明の光酸発生剤を用いることに
より、感光性樹脂組成物を得ることができる。
Further, by using the photoacid generator of the present invention, a photosensitive resin composition can be obtained.

【0040】かかる感光性樹脂組成物、すなわち、化学
増幅型レジストとしては、ポジ型とネガ型とがある。ポ
ジ型としては、酸との反応により分解してアルカリ可溶
性となる基を有する樹脂及び光酸発生剤からなる2成分
系と、アルカリ可溶性樹脂、光酸発生剤、及び酸分解性
基を有し、アルカリ可溶性樹脂に対して不溶化能を有す
る溶解阻止化合物からなる3成分とに大別できる。ま
た、ネガ型としては、アルカリ可溶性樹脂と酸によりア
ルカリ可溶性樹脂を架橋させる作用を有する架橋剤から
成る系が考えられる。
As the photosensitive resin composition, that is, the chemically amplified resist, there are a positive type and a negative type. As a positive type, a two-component system composed of a resin having a group which becomes alkali-soluble by being decomposed by reaction with an acid and a photoacid generator, and having an alkali-soluble resin, a photoacid generator, and an acid-decomposable group And three components consisting of a dissolution inhibiting compound having the ability to insolubilize an alkali-soluble resin. As the negative type, a system composed of an alkali-soluble resin and a crosslinking agent having an action of crosslinking the alkali-soluble resin with an acid is considered.

【0041】ここで、母核であるR1、R2が芳香族であ
る場合、置換基を容易に変換出来る点で合成上有意義で
ある。芳香族を有するためKrF露光に主に用いること
ができる。しかし、ArFに用いることができる場合も
ある。この場合、置換基Aは芳香族から脂肪族まで用い
ることができるが、ArFではパーフルオロアルキル基
においてのみ用いることができる。KrF露光において
は、R1、R2及びAの何れかに芳香族を含めば露光によ
り酸を発生させることができる。
Here, when the mother nuclei R 1 and R 2 are aromatic, it is synthetically significant in that the substituent can be easily converted. Since it has aromaticity, it can be mainly used for KrF exposure. However, in some cases it can be used for ArF. In this case, the substituent A can be used from aromatic to aliphatic, but in ArF, it can be used only in the perfluoroalkyl group. In KrF exposure, an acid can be generated by exposure if any of R 1 , R 2 and A contains an aromatic.

【0042】母核であるR1、R2が脂肪族である場合、
主にArF及びF2露光に用いることができる。また、
るR1、R2がパーフルオロアルキル基である場合は、F
2露光に効果がある。この場合、置換基Aは芳香族から
脂肪族まで合成できるが、芳香族の場合、量子収率が低
下するが、KrF露光でも用いることができる。
When the cores R 1 and R 2 are aliphatic,
It can be mainly used for ArF and F 2 exposure. Also,
When R 1 and R 2 are perfluoroalkyl groups,
2 Effective for exposure. In this case, the substituent A can be synthesized from an aromatic group to an aliphatic group. In the case of the aromatic group, the quantum yield decreases, but the aromatic group can be used for KrF exposure.

【0043】[0043]

【発明の実施の形態】以下に、本発明を実施例に基づい
て説明するが、本発明はこれらの例によって何ら限定さ
せるものではない。なお、実施例で合成したすべての化
合物は、NMR、GC、IRを用いて確認同定を行っ
た。
DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Hereinafter, the present invention will be described based on examples, but the present invention is not limited to these examples. All the compounds synthesized in the examples were confirmed and identified using NMR, GC, and IR.

【0044】(実施例1)トリス(フェニルスルフォニ
ル)ヒドロキシルアミン ビスフェニルヒドロキシルアミン10mmolを塩化メ
チレン10mlに溶かし0℃に冷却させた。次いで、ベ
ンゼンスルフォニルクロライド13mmolを加えた。
30分攪拌後塩化メチレン5mlに溶かしたピリジン1
5mmolを30分かけて滴下し、さらに3時間攪拌を
続けた。反応後、反応液に水20mlを加え塩化メチレ
ンで抽出、洗浄を行い、乾燥し溶媒留去を行ない淡黄色
の粗結晶を得た。これをエーテルー塩化メチレンで再結
晶してトリス(フェニル)ヒドロキシルアミン7.2m
molを白色結晶として得た。
Example 1 10 mmol of tris (phenylsulfonyl) hydroxylamine bisphenylhydroxylamine was dissolved in 10 ml of methylene chloride and cooled to 0 ° C. Then, 13 mmol of benzenesulfonyl chloride was added.
After stirring for 30 minutes, pyridine 1 dissolved in 5 ml of methylene chloride
5 mmol was added dropwise over 30 minutes, and stirring was further continued for 3 hours. After the reaction, 20 ml of water was added to the reaction solution, extracted with methylene chloride, washed, dried, and the solvent was distilled off to obtain light yellow crude crystals. This was recrystallized from ether-methylene chloride to give 7.2 m of tris (phenyl) hydroxylamine.
mol were obtained as white crystals.

【0045】(実施例2)N,N−ビス(フェニルスルフ
ォニル)−O−トリフルオロメタンスルフォニルヒドロ
キシルアミン ビスフェニルヒドロキシルアミン10mmolを塩化メ
チレン10mlに溶かし−10℃に冷却させた。次いで
トリフルオロメタンスルフォン酸無水物11mmolを
加えた。30分攪拌後塩化メチレン5mlに溶かしたト
リエチルアミン11mmolを30分かけて滴下し、さ
らに6時間攪拌を続けた。反応後、反応液に水50ml
を加え塩化メチレンで抽出、洗浄を行い、乾燥し溶媒留
去を行ない淡黄色の粗結晶を得た。これをエーテルー塩
化メチレンで再結晶してN,N−ビス(フェニルスルフ
ォニル)−O−トリフルオロメタンスルフォニルヒドロ
キシルアミン6.8mmolを白色結晶として得た。
Example 2 10 mmol of N, N-bis (phenylsulfonyl) -O-trifluoromethanesulfonylhydroxylamine bisphenylhydroxylamine was dissolved in 10 ml of methylene chloride and cooled to -10 ° C. Then, 11 mmol of trifluoromethanesulfonic anhydride was added. After stirring for 30 minutes, 11 mmol of triethylamine dissolved in 5 ml of methylene chloride was added dropwise over 30 minutes, and stirring was further continued for 6 hours. After the reaction, add 50 ml of water to the reaction solution.
Was added, extracted with methylene chloride, washed, dried and evaporated to obtain pale yellow crude crystals. This was recrystallized from ether-methylene chloride to obtain 6.8 mmol of N, N-bis (phenylsulfonyl) -O-trifluoromethanesulfonylhydroxylamine as white crystals.

【0046】(実施例3)N,N−ビス(フェニルスル
フォニル)−O−カンファースルフォニルヒドロキシル
アミン ビスフェニルヒドロキシルアミン10mmolを塩化メ
チレン10mlに溶かし−10℃に冷却させた。カンフ
ァースルフォニルクロライド12mmolを加えた。3
0分攪拌後塩化メチレン5mlに溶かしたピリジン11
mmolを30分かけて滴下し、さらに6時間攪拌を続
けた。反応後、反応液に水50mlを加え塩化メチレン
で抽出、洗浄を行い、乾燥し溶媒留去を行ない淡黄色の
粗結晶を得た。これをエーテルー塩化メチレンで再結晶
してN,N−ビス(フェニルスルフォニル)−O−カン
ファースルフォニルヒドロキシルアミン6.8mmol
を白色結晶として得た。
Example 3 N, N-bis (phenylsulfonyl) -O-camphorsulfonylhydroxylamine 10 mmol of bisphenylhydroxylamine was dissolved in 10 ml of methylene chloride and cooled to -10 ° C. 12 mmol of camphorsulfonyl chloride were added. 3
After stirring for 0 minutes, pyridine 11 dissolved in 5 ml of methylene chloride
mmol was added dropwise over 30 minutes, and stirring was continued for another 6 hours. After the reaction, 50 ml of water was added to the reaction solution, extracted with methylene chloride, washed, dried, and the solvent was distilled off to obtain light yellow crude crystals. This was recrystallized from ether-methylene chloride to give 6.8 mmol of N, N-bis (phenylsulfonyl) -O-camphorsulfonylhydroxylamine.
Was obtained as white crystals.

【0047】(実施例4)N−p−トリルスルフォニル
オキシ−o―ベンゼンジスルオンイミド N−ヒドロキシ−o―ベンゼンジスルホンイミド10m
molを塩化メチレン10mlに溶かし−10℃に冷却
させた。p−トルエンスルフォニルクロライド12mm
olを加えた。30分攪拌後塩化メチレン5mlに溶か
したピリジン11mmolを30分かけて滴下しさらに
6時間攪拌を続けた。反応後、反応液に水50mlを加
え塩化メチレンで抽出、洗浄を行い、乾燥し溶媒留去を
行ない淡黄色の粗結晶を得た。これをエーテルー塩化メ
チレンで再結晶してN−p−トリルスルフォニルオキシ
−o―ベンゼンジスルオンイミド8.4mmolを白色
結晶として得た。
Example 4 Np-tolylsulfonyloxy-o-benzenedisulfonimide N-hydroxy-o-benzenedisulfonimide 10 m
mol was dissolved in 10 ml of methylene chloride and cooled to -10 ° C. p-Toluenesulfonyl chloride 12mm
ol. After stirring for 30 minutes, 11 mmol of pyridine dissolved in 5 ml of methylene chloride was added dropwise over 30 minutes, and stirring was further continued for 6 hours. After the reaction, 50 ml of water was added to the reaction solution, extracted with methylene chloride, washed, dried, and the solvent was distilled off to obtain light yellow crude crystals. This was recrystallized from ether-methylene chloride to obtain 8.4 mmol of Np-tolylsulfonyloxy-o-benzenedisulfonimide as white crystals.

【0048】(実施例5)N,N−ビス(トリフルオロメ
タンスルフォニル)−O−トリフルオロメタンスルフォ
ニルヒドロキシルアミン ビスフ(トリフルオロメタンスルフォニル)ヒドロキシ
ルアミン10mmolを塩化メチレン10mlに溶かし
−10℃に冷却させた。次いでトリフルオロメタンスル
フォン酸無水物11mmolを加えた。30分攪拌後塩
化メチレン5mlに溶かした炭酸水素ナトリウム50m
molを加え6時間攪拌を続けた。反応後、反応液に水
50mlを加え塩化メチレンで抽出、洗浄を行い、乾燥
し溶媒留去を行ない淡黄色の粗結晶を得た。これをエー
テルー塩化メチレンで再結晶してN,N−ビス(トリフ
ルオロメタンスルフォニル)−O−トリフルオロメタン
スルフォニルヒドロキシルアミン5.6mmolを白色
結晶として得た。
Example 5 N, N-bis (trifluoromethanesulfonyl) -O-trifluoromethanesulfonylhydroxylamine 10 mmol of bis (trifluoromethanesulfonyl) hydroxylamine was dissolved in 10 ml of methylene chloride and cooled to -10.degree. Then, 11 mmol of trifluoromethanesulfonic anhydride was added. After stirring for 30 minutes, 50 m of sodium hydrogen carbonate dissolved in 5 ml of methylene chloride
mol was added and stirring was continued for 6 hours. After the reaction, 50 ml of water was added to the reaction solution, extracted with methylene chloride, washed, dried, and the solvent was distilled off to obtain light yellow crude crystals. This was recrystallized from ether-methylene chloride to obtain 5.6 mmol of N, N-bis (trifluoromethanesulfonyl) -O-trifluoromethanesulfonylhydroxylamine as white crystals.

【0049】(実施例6)N,N−ビス(カンファースル
フォニル)−O−トリフルオロメタンスルフォニルヒド
ロキシルアミン ビス(カンファースルフォニル)ヒドロキシルアミン1
0mmolを塩化メチレン10mlに溶かし−10℃に
冷却させた。次いでトリフルオロメタンスルフォン酸無
水物11mmolを加えた。30分攪拌後塩化メチレン
5mlに溶かした炭酸水素ナトリウム50mmolを加
え6時間攪拌を続けた。反応後、反応液に水50mlを
加え塩化メチレンで抽出、洗浄を行い、乾燥し溶媒留去
を行ない淡黄色の粗結晶を得た。これをエーテルー塩化
メチレンで再結晶してN,N−ビス(トリフルオロメタ
ンスルフォニル)−O−カンファースルフォニルヒドロ
キシルアミン8.1mmolを白色結晶として得た。
Example 6 N, N-bis (camphorsulfonyl) -O-trifluoromethanesulfonylhydroxylamine bis (camphorsulfonyl) hydroxylamine 1
0 mmol was dissolved in 10 ml of methylene chloride and cooled to -10 ° C. Then, 11 mmol of trifluoromethanesulfonic anhydride was added. After stirring for 30 minutes, 50 mmol of sodium hydrogen carbonate dissolved in 5 ml of methylene chloride was added, and stirring was continued for 6 hours. After the reaction, 50 ml of water was added to the reaction solution, extracted with methylene chloride, washed, dried, and the solvent was distilled off to obtain light yellow crude crystals. This was recrystallized from ether-methylene chloride to obtain 8.1 mmol of N, N-bis (trifluoromethanesulfonyl) -O-camphorsulfonylhydroxylamine as white crystals.

【0050】(応用例1)トリス(ベンゼンスルフォニ
ル)ヒドロキシルアミン25mg、ポリ(p−tert
ブトキシスチレンーp−ヒドロキシスチレン5gを、乳
酸エチル30gに溶解し、0.2μmのフィルターでろ
過した後シリコンウエハーで回転塗布し90℃で60秒
ソフトベークし、膜厚0.75μmのレジスト膜を用い
て248nm光で露光を行い、100℃でポストベーク
を行った。その後アルカリ現像液(2.38%TMA
H)で60秒現像してその溶解速度を測定し、その結果
を図1に示した。
(Application Example 1) 25 mg of tris (benzenesulfonyl) hydroxylamine, poly (p-tert)
5 g of butoxystyrene-p-hydroxystyrene is dissolved in 30 g of ethyl lactate, filtered through a 0.2 μm filter, spin-coated on a silicon wafer, and soft-baked at 90 ° C. for 60 seconds to form a resist film having a thickness of 0.75 μm. Exposure was performed using 248 nm light, and post-baking was performed at 100 ° C. Thereafter, an alkaline developer (2.38% TMA)
H) for 60 seconds and the dissolution rate was measured. The results are shown in FIG.

【0051】(応用例2)ビス(ベンゼンスルフォニル)
―O−トリフロロメタンスルフォニルヒドロキシルアミ
ン25mg、ポリ(メチルメタクリレートーterブチ
ルメタクリレートーメタクリル酸)5gを、PEGME
A40gに溶解し、0.2μmのフィルターでろ過した
後シリコンウエハーで回転塗布し100℃で60秒ソフ
トベークし、膜厚0.50μmのレジスト膜を用いてA
rFレーザーで露光を行い、120℃で90秒ポストベ
ークを行った。その後、アルカリ現像液(2.38%T
MAH)で60秒現像してその溶解速度を測定し、その
結果を図2に示した。
(Application Example 2) Bis (benzenesulfonyl)
-O-trifluoromethanesulfonylhydroxylamine 25 mg and poly (methyl methacrylate-terbutyl methacrylate-methacrylic acid) 5 g were added to PEGME
A was dissolved in 40 g, filtered through a 0.2 μm filter, spin-coated on a silicon wafer, soft-baked at 100 ° C. for 60 seconds, and dried using a 0.50 μm-thick resist film.
Exposure was performed with an rF laser, and post-baking was performed at 120 ° C. for 90 seconds. Then, an alkaline developer (2.38% T
MAH) for 60 seconds and the dissolution rate was measured. The results are shown in FIG.

【0052】(応用例3)ビス(メタンスルフォニル)―
O−トリフロロメタンスルフォニルヒドロキシルアミン
25mg、ポリ(イソボニルメタクリレートーterブ
チルメタクリレートーメタクリル酸)5gを、PEGM
EA50gに溶解し、0.2μmのフィルターでろ過し
た後シリコンウエハーで回転塗布し100℃で60秒ソ
フトベークし、膜厚0.35μmのレジスト膜を用いて
2レーザーで露光を行い、120℃で90秒ポストベ
ークを行った。その後、アルカリ現像液(2.38%T
MAH)で60秒現像してその溶解速度を測定し、その
結果を図3に示した。
(Application Example 3) Bis (methanesulfonyl)-
25 mg of O-trifluoromethanesulfonylhydroxylamine and 5 g of poly (isobonyl methacrylate-terbutyl methacrylate-methacrylic acid) were added to PEGM.
Was dissolved in EA50g, was spin-coated with a silicon wafer was filtered through a 0.2μm filter and 60 seconds soft baked at 100 ° C., subjected to exposure with F 2 laser with a resist film having a thickness of 0.35 .mu.m, 120 ° C. For 90 seconds. Then, an alkaline developer (2.38% T
MAH) for 60 seconds and the dissolution rate was measured. The results are shown in FIG.

【0053】[0053]

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
露光により発生する酸の拡散性、揮発性が小さく、露光
後の加熱に対してパターン形状が安定した優れた化学増
幅型レジストとして有用な感光性樹脂組成物を提供する
ことができる。
As described above, according to the present invention,
It is possible to provide a photosensitive resin composition having a low diffusibility and volatility of an acid generated by exposure and having a stable pattern shape with respect to heating after exposure and useful as an excellent chemically amplified resist.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】応用例1の現像時の溶解速度を示すグラフであ
る。
FIG. 1 is a graph showing a dissolution rate at the time of development of Application Example 1.

【図2】応用例2の現像時の溶解速度を示すグラフであ
る。
FIG. 2 is a graph showing a dissolution rate at the time of development of Application Example 2.

【図3】応用例3の現像時の溶解速度を示すグラフであ
る。
FIG. 3 is a graph showing a dissolution rate during development of Application Example 3;

Claims (6)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 下記構造を有することを特徴とする光酸
発生剤。 【化1】 ここで、R1及びR2はそれぞれ同一でも異なってもよい
アリール基、アルキル基、シクロアルキル基、パーフル
オロアルキル基を表し又は両者でアリール基、アルキル
基、シクロアルキル基、パーフルオロアルキル基を表
し、Aアリール基、アルキル基、シクロアルキル基、パ
ーフルオロアルキル基を表す。
1. A photoacid generator having the following structure: Embedded image Here, R 1 and R 2 each represent an aryl group, an alkyl group, a cycloalkyl group, or a perfluoroalkyl group which may be the same or different, or both represent an aryl group, an alkyl group, a cycloalkyl group, and a perfluoroalkyl group. A represents an aryl group, an alkyl group, a cycloalkyl group, or a perfluoroalkyl group.
【請求項2】 請求項1において、フォトレジスト組成
物のポリマー重合時の光酸開始剤、ラジカル光開始剤、
又は有機化合物の保護基を脱離させる光酸発生剤である
ことを特徴とする光酸発生剤。
2. The method according to claim 1, wherein a photo acid initiator, a radical photo initiator, and
Alternatively, the photoacid generator is a photoacid generator that removes a protective group of an organic compound.
【請求項3】 請求項1又は2の光酸発生剤の少なくと
も一種を含有することを特徴とする感光性樹脂組成物。
3. A photosensitive resin composition comprising at least one of the photoacid generators according to claim 1.
【請求項4】 請求項3において、前記光酸発生剤の少
なくとも1種と、酸分解性基を有することによりアルカ
リ不溶性またはアルカリ難溶性の樹脂であって、酸の作
用により酸分解性基が分解したときにアルカリ可溶性と
なる樹脂とを含有するポジ型感光性樹脂組成物であるこ
とを特徴とする感光性樹脂組成物。
4. The resin according to claim 3, wherein at least one of the photoacid generators is an alkali-insoluble or alkali-insoluble resin having an acid-decomposable group, and the acid-decomposable group is acted upon by an acid. A photosensitive resin composition comprising a resin which becomes alkali-soluble when decomposed.
【請求項5】 請求項4において、前記光酸発生剤の少
なくとも1種と、アルカリ可溶性樹脂と、このアルカリ
可溶性樹脂のアルカリ溶解性を阻止する作用を有し、且
つ酸の作用により該アルカリ溶解性阻止能を低下もしく
は消失するか又は上記アルカリ可溶性樹脂のアルカリ溶
解性を促進させる作用を有する化合物とを含有するポジ
型感光性樹脂組成物であることを特徴とする感光性樹脂
組成物。
5. The alkali-soluble resin according to claim 4, which has an action of inhibiting at least one kind of the photoacid generator, an alkali-soluble resin, and alkali solubility of the alkali-soluble resin, and the action of an acid. A positive-type photosensitive resin composition comprising a compound having an action of reducing or eliminating the ability to inhibit the ability or promoting the alkali solubility of the alkali-soluble resin.
【請求項6】 請求項3において、前記光酸発生剤の少
なくとも1種と、アルカリ可溶性樹脂と、酸の作用で上
記アルカリ可溶性樹脂を架橋し得る化合物とを含有する
ネガ型感光性樹脂組成物であることを特徴とする感光性
樹脂組成物。
6. The negative photosensitive resin composition according to claim 3, comprising at least one of the photoacid generators, an alkali-soluble resin, and a compound capable of crosslinking the alkali-soluble resin by the action of an acid. A photosensitive resin composition, characterized in that:
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