JP2018028661A - フォトレジスト組成物、及びそれを利用した金属パターンの形成方法 - Google Patents

フォトレジスト組成物、及びそれを利用した金属パターンの形成方法 Download PDF

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Abstract

【課題】フォトレジスト組成物、及びそれを利用した金属パターンの形成方法を提供する。【解決手段】ノボラック系樹脂、ジアジド系感光性化合物、チアジアゾール系化合物、第１溶媒及び第２溶媒を含み、該チアジアゾール系化合物は、下記化学式１で表示される化合物のうちから選択され、第１溶媒は、沸点が１１０℃以上１９０℃以下であり、第２溶媒は、沸点が２００℃以上４００℃以下であるフォトレジスト組成物である：該化学式１で、Ｘ1、Ｘ2及びＲ3に係わる説明は、特定の式を参照する。【選択図】なし

Description

本発明は、フォトレジスト組成物、及びそれを利用した金属パターンの形成方法に関する。
現在、多様な表示装置が開発されているが、液晶表示装置（ｌｉｑｕｉｄ ｃｒｙｓｔａｌ ｄｉｓｐｌａｙ）、有機電界発光表示装置（ｏｒｇａｎｉｃ ｅｌｅｃｔｒｏｌｕｍｉｎｅｓｃｅｎｔ ｄｉｓｐｌａｙ）及びプラズマディスプレイパネル（ｐｌａｓｍａ ｄｉｓｐｌａｙ ｐａｎｅｌ）などの平板表示装置がその例である。
一般的には、表示装置に利用される表示基板は、各画素領域を駆動するためのスイッチング素子としての薄膜トランジスタ、前記薄膜トランジスタと連結された信号配線及び画素電極を含む。前記信号配線は、ゲート駆動信号を伝達するゲート配線と、前記ゲート配線と交差しながら、データ駆動信号を伝達するデータ配線と、を含む。
一般的には、前記薄膜トランジスタ、信号配線及び画素電極を形成するために、フォトリソグラフィ工程が利用される。該フォトリソグラフィ工程は、対象層上にフォトレジストパターンを形成し、前記フォトレジストパターンをマスクとして利用し、対象層をパターニングすることによって所望パターンを得る。
前記フォトリソグラフィ工程において、前記フォトレジストパターンと前記対象層との接着力が弱い場合、スキュー（ｓｋｅｗ、歪曲という場合がある）が増大し、それは配線の不良を引き起こし、金属パターンの形成を困難にする。
本発明が解決しようとする課題は、新規フォトレジスト組成物、及びそれを利用した金属パターンの形成方法を提供することである。
一側面によれば、ノボラック系樹脂と、ジアジド系感光性化合物と、チアジアゾール系化合物と、第１溶媒と、第２溶媒と、を含み、前記チアジアゾール系化合物は、下記化学式１で表示される化合物のうちから選択され、前記第１溶媒は、沸点が１１０℃以上１９０℃以下であり、前記第２溶媒は、沸点が２００℃以上４００℃以下であるフォトレジスト組成物であって、
Figure 2018028661
 前記化学式１で、Ｘ１は、ＮまたはＣ（Ｒ1）であり、Ｘ2は、ＮまたはＣ（Ｒ2）であり、Ｒ1ないしＲ3は、互いに独立して、水素、置換もしくは非置換のＣ1−Ｃ20アルキル基、置換もしくは非置換のＣ1−Ｃ20アルコキシ基、置換もしくは非置換のＣ3−Ｃ10シクロアルキル基、置換もしくは非置換のＣ6−Ｃ30アリール基、置換もしくは非置換のＣ1−Ｃ30ヘテロアリール基、−Ｓ（Ｑ1）及び−Ｎ（Ｑ2）（Ｑ3）のうちから選択され、前記置換されたＣ1−Ｃ20アルキル基、置換されたＣ1−Ｃ20アルコキシ基、置換されたＣ3−Ｃ10シクロアルキル基、置換されたＣ6−Ｃ30アリール基、及び置換されたＣ1−Ｃ30ヘテロアリール基の置換基のうちから選択された少なくとも一つは、重水素、−Ｆ、−Ｃｌ、−Ｂｒ、−Ｉ、ヒドロキシル基、シアノ基、ニトロ基、Ｃ1−Ｃ10アルキル基、Ｃ1−Ｃ10アルコキシ基及びＣ6−Ｃ20アリール基のうちから選択され、前記Ｑ1ないしＱ3は、互いに独立して、水素、重水素、−Ｆ、−Ｃｌ、−Ｂｒ、−Ｉ、ヒドロキシル基、シアノ基、ニトロ基、Ｃ1−Ｃ10アルキル基、Ｃ1−Ｃ10アルコキシ基及びＣ6−Ｃ20アリール基のうちから選択される、フォトレジスト組成物が提供される。
他の側面によれば、基板上に金属層を形成し、前記金属層上に、前述のようなフォトレジスト組成物を塗布してコーティング層を形成し、前記コーティング層を加熱し、前記コーティング層を露光し、前記コーティング層を部分的に除去して金属パターンを形成し、前記金属パターンをマスクとして利用し、前記金属層をパターニングすること、を含む、金属パターンの形成方法が提供される。
本発明によるフォトレジスト組成物は、前記化学式１で表示されるチアジアゾール系化合物を含むので、基板との接着力にすぐれ、エッチング過程で発生するスキュー（ｓｋｅｗ）が減少した金属パターンを形成することができる。
該フォトレジスト組成物は、前記第１溶媒及び第２溶媒を含むので、厚みが均一であり、パターン形状の均一度にすぐれる金属パターンを形成することができる。
一具現例による金属パターンの形成方法を概略的に示した図面である。 一具現例による金属パターンの形成方法を概略的に示した図面である。 一具現例による金属パターンの形成方法を概略的に示した図面である。 一具現例による金属パターンの形成方法を概略的に示した図面である。 一具現例による金属パターンの形成方法を概略的に示した図面である。 一具現例による金属パターンの形成方法を概略的に示した図面である。 一具現例による金属パターンの形成方法を概略的に示した図面である。
本発明は、多様な変換を加えることができ、さまざまな実施例を有することができるが、特定実施例を図面に例示し、詳細な説明によって詳細に説明する。本発明の効果、特徴、及びそれらを達成する方法は、図面と共に詳細に説明する実施例を参照すれば、明確になるであろう。しかし、本発明は、以下で開示される実施例に限定されるものではなく、多様な形態によって具現される。
本明細書において、第１、第２のような用語は、限定的な意味ではなく、１つの構成要素を他の構成要素と区別する目的に使用される。本明細書において、単数の表現は、文脈上明白に異なって意味しない限り、複数の表現を含む。
本明細書において、「含む」または「有する」というような用語は、明細書上に記載された特徴または構成要素が存在するということを意味するものであり、１以上の他の特徴または構成要素が付加される可能性をあらかじめ排除するものではない。
本明細書において、フォトレジストパターンは、金属層のパターニング時に使用されるマスクであり、フォトレジスト組成物を塗布して形成されたコーティング層を部分的に露光することによって形成される所定のパターンを意味する。
本明細書において、金属パターンは、前記フォトレジストパターンを利用して、エッチング工程によって金属層をパターニングすることによって形成される所定パターンを意味する。
本明細書において、沸点は、１気圧（７６０ｍｍＨｇ）下で、液状の化合物がガス状に相変化が起こり始める温度を意味する。
本明細書において、Ｃ1−Ｃ20アルキル基は、炭素数１以上２０以下の線状または分枝状の脂肪族炭化水素一価（ｍｏｎｏｖａｌｅｎｔ）基を意味し、具体的な例には、メチル基、エチル基、プロピル基、イソブチル基、ｓｅｃ−ブチル基、ｔｅｒ−ブチル基、ペンチル基、ｉｓｏ−アミル基、ヘキシル基などが含まれる。
本明細書において、Ｃ1−Ｃ20アルコキシ基は、−ＯＡ101（ここで、Ａ101は、前記Ｃ1−Ｃ20アルキル基である）の化学式を有する一価基を意味し、その具体的な例には、メトキシ基、エトキシ基、イソプロピルオキシ基などが含まれる。
本明細書において、Ｃ3−Ｃ10シクロアルキル基は、炭素数３以上１０以下の一価飽和炭化水素単環式基を意味し、その具体的な例には、シクロプロピル基、シクロブチル基、シクロペンチル基、シクロヘキシル基、シクロヘプチル基などが含まれる。
本明細書において、Ｃ6−Ｃ30アリール基は、炭素数６以上３０以下の炭素環式芳香族系を有する一価基を意味し、Ｃ6−Ｃ60アリーレン基は、炭素数６以上６０以下の炭素環式芳香族系を有する二価（ｄｉｖａｌｅｎｔ）基を意味する。前記Ｃ6−Ｃ30アリール基の具体的な例には、フェニル基、ナフチル基、アントラセニル基、フェナントレニル基、ピレニル基、クリセニル基などを含まれる。
本明細書において、Ｃ1−Ｃ30ヘテロアリール基は、Ｎ、Ｏ、Ｓｉ、Ｐ及びＳのうちから選択された少なくとも１つのヘテロ原子を環形成原子として含み、炭素数１以上３０以下の複素環式芳香族系を有する一価基を意味する。
本明細書において、置換されたＣ1−Ｃ20アルキル基、置換されたＣ1−Ｃ20アルコキシ基、置換されたＣ3−Ｃ10シクロアルキル基、置換されたＣ6−Ｃ30アリール基、及び置換されたＣ1−Ｃ30ヘテロアリール基の置換基のうちから選択された少なくとも一つは、重水素、−Ｆ、−Ｃｌ、−Ｂｒ、−Ｉ、ヒドロキシル基、シアノ基、ニトロ基、Ｃ1−Ｃ10アルキル基、Ｃ1−Ｃ10アルコキシ基及びＣ6−Ｃ20アリール基のうちから選択される。
本明細書において、Ｑ1ないしＱ3は、互いに独立して、水素、重水素、−Ｆ、−Ｃｌ、−Ｂｒ、−Ｉ、ヒドロキシル基、シアノ基、ニトロ基、Ｃ1−Ｃ10アルキル基、Ｃ1−Ｃ10アルコキシ基及びＣ6−Ｃ20アリール基のうちから選択される。
以下、本発明の一具現例によるフォトレジスト組成物について説明する。
前記フォトレジスト組成物は、ノボラック系樹脂、ジアジド系感光性化合物、チアジアゾール系化合物、第１溶媒及び第２溶媒を含む。
前記ノボラック系樹脂は、バインダ樹脂であって、前記フォトレジスト組成物のベースになってアルカリ可溶性である。
前記ノボラック系樹脂は、フェノール系化合物と、アルデヒド系化合物またはケトン系化合物との縮重合体を含んでもよい。例えば、前記ノボラック系樹脂は、フェノール系化合物と、アルデヒド系化合物またはケトン系化合物とを、酸触媒下で縮重合反応させることによっても製造される。
前記フェノール系化合物は、フェノール、オルソクレゾール、メタクレゾール、パラクレゾール、２，３−ジメチルフェノール、３，４−ジメチルフェノール、３，５−ジメチルフェノール、２，４−ジメチルフェノール、２，６−ジメチルフェノール、２，３，６−トリメチルフェノール、２−ｔ−ブチルフェノール、３−ｔ−ブチルフェノール、４−ｔ−ブチルフェノール、２−メチレゾルシノール、４−メチレゾルシノール、５−メチレゾルシノール、４−ｔ−ブチルカテコール、２−メトキシフェノール、３−メトキシフェノール、２−プロピルフェノール、３−プロピルフェノール、４−プロピルフェノール、２−イソプロピルフェノール、２−メトキシ−５−メチルフェノール、２−ｔ−ブチル−５−メチルフェノール、チモール及びイソチモールのうちから選択された少なくとも１種を含んでもよい。
前記アルデヒド系化合物は、ホルムアルデヒド、ホルマリン、パラホルムアルデヒド、トリオキサン、アセトアルデヒド、プロピルアルデヒド、ベンズアルデヒド、フェニルアセトアルデヒド、α−フェニルプロピルアルデヒド、β−フェニルプロピルアルデヒド、ｏ−ヒドロキシベンズアルデヒド、ｍ−ヒドロキシベンズアルデヒド、ｐ−ヒドロキシベンズアルデヒド、ｏ−クロロベンズアルデヒド、ｍ−クロロベンズアルデヒド、ｐ−クロロベンズアルデヒド、ｏ−メチルベンズアルデヒド、ｍ−メチルベンズアルデヒド、ｐ−メチルベンズアルデヒド、ｐ−エチルベンズアルデヒド、ｐ−ｎ−ブチルベンズアルデヒド及びテレフタル酸アルデヒドのうちから選択された少なくとも１種を含んでもよい。
前記ケトン系化合物は、アセトン、メチルエチルケトン、ジエチルケトン及びジフェニルケトンのうちから選択された少なくとも１種を含んでもよい。
前記酸触媒は、硫酸、塩酸、ギ酸、酢酸及びシュウ酸のうちから選択されてもよい。
一具現例によれば、前記ノボラック系樹脂は、メタクレゾールとパラクレゾールとの縮重合体を含み、前記メタクレゾールと前記パラクレゾールとの重量比は、２：８以上８：２以下でもある。他の具現例によれば、前記メタクレゾールと前記パラクレゾールとの重量比は、５：５でもある。前記メタクレゾールと前記パラクレゾールとの重量比が前記範囲以内であるならば、厚みが均一であり、現像液の染み込みが少ないフォトレジストパターンを形成することができる。
前記ノボラック系樹脂は、ゲル透過クロマトグラフィ（ＧＰＣ）によって測定した単分散ポリスチレン換算の重量平均分子量が１，０００ｇ／ｍｏｌ以上５０，０００ｇ／ｍｏｌ以下でもよい。一具現例によれば、前記ノボラック系樹脂は、ゲル透過クロマトグラフィ（ＧＰＣ）によって測定した単分散ポリスチレン換算の重量平均分子量が３，０００ｇ／ｍｏｌ以上３０，０００ｇ／ｍｏｌ以下でもよい。
前記ノボラック樹脂の重量平均分子量が約１，０００未満である場合、前記ノボラック樹脂が現像液に容易に溶解されて損失され、前記ノボラック樹脂の重量平均分子量が約５０，０００超過である場合、フォトレジストパターン形成時、露光される部分及び露光されない部分での現像液に対する溶解度の差が小さいので、鮮かな金属パターンを得難くなる。
前記ノボラック系樹脂の含量は、前記組成物の総含量１００重量部に対して、５重量部以上３０重量部以下でもよい。一具現例によれば、前記ノボラック系樹脂の含量は、前記組成物の総含量１００重量部に対して、１０重量部以上２５重量部以下でもよい。前記ノボラック系樹脂の含量が、前記組成物の総含量１００重量部に対して５重量部未満である場合、鮮かなフォトレジストパターンを得難くて現像液の染み込みが発生しやすく、前記ノボラック系樹脂の含量が、前記組成物の総含量１００重量部に対して３０重量部超過である場合、金属パターンの基板に対する接着力及び感度が低下してしまう。
前記ジアジド系感光性化合物は、アルカリ不溶性や、露光時に酸を発生させ、アルカリ可溶性であって相変化する。一方、前記ノボラック系樹脂は、アルカリ可溶性であるが、前記ジアジド系感光性化合物と混合している状態では、物理的相互作用によって、アルカリに対する溶解度が顕著に低下する。それにより、コーティング層内の露光領域は、前記ジアジド系感光性化合物の分解により、前記ノボラック系樹脂のアルカリに対する溶解が促進されるが、コーティング層内において露光されない領域は、かような化学的変化作用が起こらないので、アルカリ不溶性として残っている。
例えば、前記ジアジド系感光性化合物は、キノンジアジド系化合物を含んでもよい。前記キノンジアジド系化合物は、ナフトキノンジアジドスルホン酸ハロゲン化合物とフェノール化合物とを弱塩基下で反応させることによって製造することができる。
前記フェノール化合物は、２，３，４−トリヒドロキシベンゾフェノン、２，４，６−トリヒドロキシベンゾフェノン、２，３，４，３’−テトラヒドロキシベンゾフェノン、２，３，４，４’−テトラヒドロキシベンゾフェノン、トリ（ｐ−ヒドロキシフェニル）メタン、１，１，１−トリ（ｐ−ヒドロキシフェニル）エタン及び４，４’−［１−［４−［１−［４−ヒドロキシフェニル］−１−メチルエチル］フェニル］エチリデン］ジフェノールのうちから選択された少なくとも１種を含んでもよい。
前記ナフトキノンジアジドスルホン酸ハロゲン化合物は、１，２−ナフトキノンジアジド４−スルホン酸エステル、１，２−ナフトキノンジアジド５−スルホン酸エステル及び１，２−ナフトキノンジアジド６−スルホン酸エステルのうちから選択された少なくとも１種を含んでもよい。
一具現例によれば、前記ジアジド系感光性化合物は、２，３，４−トリヒドロキシベンゾフェノン−１，２−ナフトキノンジアジド−５−スルホネート及び２，３，４，４’−テトラヒドロキシベンゾフェノン−１，２−ナフトキノンジアジド−５−スルホネートのうちから選択された少なくとも１種を含んでもよい。前記ジアジド系感光性化合物として、２，３，４−トリヒドロキシベンゾフェノン−１，２−ナフトキノンジアジド−５−スルホネート及び２，３，４，４’−テトラヒドロキシベンゾフェノン−１，２−ナフトキノンジアジド−５−スルホネートの混合物を使用する場合、２，３，４−トリヒドロキシベンゾフェノン−１，２−ナフトキノンジアジド−５−スルホネートと２，３，４，４’−テトラヒドロキシベンゾフェノン−１，２−ナフトキノンジアジド−５−スルホネートとの重量比は、２：８以上５：５以下でもよい。
前記ジアジド系感光性化合物の含量は、前記組成物の総含量１００重量部に対して、２重量部以上１０重量部以下でもよい。一具現例によれば、前記ジアジド系感光性化合物の含量は、前記組成物の総含量１００重量部に対して、５重量部以上８重量部以下でもよい。前記ジアジド系感光性化合物の含量が、前記組成物の総含量１００重量部に対して２重量部未満である場合、コーティング層において露光される部分の溶解度が上昇し、フォトレジストパターンを形成することができず、前記ジアジド系感光性化合物の含量が、前記組成物の総含量１００重量部に対して１０重量部超過である場合、コーティング層において露光される部分の溶解度が低下し、アルカリ現像液による現像を行うことができない。
前記チアジアゾール系化合物は、前記フォトレジスト組成物に接着性を向上させ、前記フォトレジスト組成物から形成されたフォトレジストパターンの基板に対する接着性を向上させる機能を有する。前記チアジアゾール系化合物は、下記化学式１で表示される化合物のうちから選択されてもよい：
Figure 2018028661
前記化学式１で、Ｘ1は、ＮまたはＣ（Ｒ1）であり、Ｘ2は、ＮまたはＣ（Ｒ2）でもある。ここで、前記Ｒ1及びＲ2に係わる説明は、本明細書に記載されたところを参照する。
一具現例によれば、前記化学式１でＸ1及びＸ2は、Ｎでもある。
前記化学式１でＲ1ないしＲ3は、互いに独立して、水素、置換もしくは非置換のＣ1−Ｃ20アルキル基、置換もしくは非置換のＣ1−Ｃ20アルコキシ基、置換もしくは非置換のＣ3−Ｃ10シクロアルキル基、置換もしくは非置換のＣ6−Ｃ30アリール基、置換もしくは非置換のＣ1−Ｃ30ヘテロアリール基、−Ｓ（Ｑ1）及び−Ｎ（Ｑ2）（Ｑ3）のうちから選択されてもよい。ここで、Ｑ1ないしＱ3に係わる説明は、本明細書に記載されたところを参照する。
例えば、Ｒ1ないしＲ3は、互いに独立して、水素、Ｃ1−Ｃ10アルキル基、Ｃ1−Ｃ10アルコキシ基、フェニル基、ビフェニル基、ターフェニル基、ナフチル基、−Ｓ（Ｑ1）及び−Ｎ（Ｑ2）（Ｑ3）のうちから選択され、前記Ｑ1ないしＱ3は、互いに独立して、水素及びＣ1−Ｃ5アルキル基のうちから選択されてもよい。
一具現例によれば、Ｒ1及びＲ2は、互いに独立して、水素及びＣ1−Ｃ10アルキル基のうちから選択され、Ｒ3は、−ＳＨ及び−ＮＨ2のうちから選択されてもよい。
前記チアジアゾール系化合物は、３−メルカプトプロピルメチルジメトキシシラン、３−メルカプトプロピルトリメトキシシラン、またはそれらの任意組み合わせを含んでもよい。
前記チアジアゾール系化合物の含量は、前記組成物の総含量１００重量部に対して、０．０１重量部以上０．２５重量部以下でもよい。一具現例によれば、前記チアジアゾール系化合物の含量は、前記組成物の総含量１００重量部に対して、０．０５重量部以上０．２重量部以下でもよい。前記チアジアゾール系化合物の含量が、前記組成物の総含量１００重量部に対して、０．０１重量部未満である場合、金属パターンの基板に対する接着力が低下し、前記チアジアゾール系化合物の含量が、前記組成物の総含量１００重量部に対して０．１重量部超過である場合、鮮かな金属パターンを得難い。
前記第１溶媒は、前記フォトレジスト組成物の溶解度を向上させ、フォトレジスト層の形成を容易にする役割を行い、沸点が１１０℃以上１９０℃以下でもよい。前記第１溶媒は、沸点が低くて高い揮発性を有するので、フォトレジスト層の形成時、乾燥工程によって容易に除去され、それによって、工程時間を短縮することができる。一具現例によれば、前記第１溶媒は、沸点が１１９℃以上１７２℃以下でもよい。
一具現例によれば、前記第１溶媒は、プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート（ＰＧＭＥＡ）、ベンジルアルコール、２−メトキシエチルアセテート、プロピレングリコールモノメチルエーテル、メチルエチルケトン、メチルイソブチルケトン及び１−メチル−２−ピロリジノンのうちから選択された少なくとも１種を含んでもよい。他の具現例によれば、前記第１溶媒は、プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート（ＰＧＭＥＡ）及びベンジルアルコールのうちから選択されてもよい。
前記第１溶媒の含量は、前記組成物の総含量１００重量部に対して、６５重量部以上９０重量部以下でもある。一具現例によれば、前記第１溶媒の含量は、前記組成物の総含量１００重量部に対して、７０重量部以上８５重量部以下でもよい。前記第１溶媒の含量は、前記組成物の総含量１００重量部に対して、６５重量部未満である場合、前記フォトレジスト組成物の溶解度が低下し、前記第１溶媒の含量が、前記組成物の総含量１００重量部に対して、９０重量部超過である場合、フォトレジストパターンに現像液の染み込みが発生する。
前記第２溶媒は、前記フォトレジスト組成物を基板に塗布する場合、厚みを均一にさせ、現像液の染み込み及び逆テーパ現象の発生を防止する役割を行い、沸点が２００℃以上４００℃以下でもよい。一具現例によれば、前記第２溶媒は、沸点が２１６℃以上２５５℃以下でもよい。
一具現例によれば、前記第２溶媒は、ジエチレングリコールジブチルエーテル（ＤＢＤＧ）、トリエチレングリコールジメチルエーテル（ＤＭＴＧ）、グルタル酸ジメチル、アジピン酸ジメチル、ジメチル−２−グルタル酸メチル、コハク酸ジメチル、アジピン酸ジイソブチル、グルタル酸ジイソブチル及びコハク酸ジイソブチルのうちから選択された少なくとも１種を含んでもよい。他の具現例によれば、前記第２溶媒は、ジメチル−２−グルタル酸メチル、アジピン酸ジメチル及びコハク酸ジイソブチルのうちから選択されてもよい。
前記第２溶媒の含量は、前記組成物の総含量１００重量部に対して、１重量部以上２５重量部以下でもよい。一具現例によれば、前記第２溶媒の含量は、前記組成物の総含量１００重量部に対して、２重量部以上２０重量部以下でもよい。前記第２溶媒の含量が、前記組成物の総含量１００重量部に対して、１重量部未満である場合、フォトレジスト層金属パターンに染みが発生し、前記第２溶媒の含量が、前記組成物の総含量１００重量部に対して、２５重量部超過である場合、乾燥時間が延長され、工程時間が長くなる。
前記フォトレジスト組成物は、着色剤、分散剤、酸化防止剤、紫外線吸収剤、界面活性剤、レベリング剤、可塑剤、充填剤、顔料及び染料のうちから選択された少なくとも１種を含む添加剤をさらに含んでもよい。
前記分散剤は、高分子型、非イオン性、陰イオン性または陽イオン性の分散剤を含んでもよい。例えば、前記分散剤は、ポリアルキレングリコール及びそのエステル、ポリオキシアルキレン多価アルコール、エステルアルキレンオキサイド付加物、アルコールアルキレンオキサイド付加物、スルホン酸エステル、スルホン酸塩、カルボン酸エステル、カルボン酸塩、アルキルアミドアルキレンオキサイド付加物及びアルキルアミンのうちから選択された少なくとも１種を含んでもよい。
前記酸化防止剤は、２，２−チオビス（４−メチル−６−ｔ−ブチルフェノール）及び２，６−ジ−ｔ−ブチルフェノールのうちから選択された少なくとも１種を含んでもよい。
前記紫外線吸収剤は、２−（３−ｔ−ブチル−５−メチル−２−ヒドロキシフェニル）−５−クロロ−ベンゾトリアゾール及びアルコキシベンゾフェノンのうちから選択された少なくとも１種を含んでもよい。
前記界面活性剤は、基板との塗布性を改善させる役割を行うことにより、フッ素系界面活性剤またはシリコン系界面活性剤を使用することができる。
前記添加剤の含量は、前記組成物の総含量１００重量部に対して、０．０１重量部以上３０重量部以下でもよい。
前記フォトレジスト組成物は、ノボラック樹脂、ジアジド系感光性化合物、及び前記化学式１で表示されるチアジアゾール系化合物を、第１溶媒と第２溶媒との混合溶媒内で混合することによっても製造される。例えば、前記フォトレジスト組成物は、ノボラック樹脂、ジアジド系感光性化合物、及び前記化学式１で表示されるチアジアゾール系化合物を、第１溶媒と第２溶媒との混合溶媒を含んだ撹拌器に投入した後、４０℃以上８０℃以下の温度で撹拌することによっても製造される。
以下では、添付された図面を参照し、本発明の一具現例によるフォトレジスト組成物を利用した金属パターンの形成方法について説明する。
図１ないし図７は、本発明の一具現例による金属パターンの形成方法を概略的に示した図面である。
図１を参照すれば、基板１０上に、金属層２０を形成する。前記金属層２０は、銅、クロム、アルミニウム、モリブデン、ニッケル、マンガン、銀、またはそれらの合金を含んでもよい。一具現例によれば、前記金属層２０は、銅を含んでもよい。
また、前記金属層２０は、単一層構造、または互いに異なる金属層を含む多層構造を有することができる。例えば、前記金属層２０は、銅層、及び前記銅層下部に配置されたチタン層を含むか、あるいは銅層、及び前記銅層下部に配置されたマンガン層を含んでもよい。また、前記金属層２０と前記基板１０との間には、インジウム酸化物、スズ酸化物、亜鉛酸化物、インジウム亜鉛酸化物、インジウムスズ酸化物、インジウムガリウム酸化物、インジウム亜鉛ガリウム酸化物などを含む金属酸化物層がさらに形成されてもよい。例えば、前記銅層の厚みは、約１，０００Å以上約３０，０００Å以下でもあり、前記チタン層及び前記金属酸化物層の厚みは、約１００Å以上約５００Å以下でもある。
図２を参照すれば、前記金属層２０上に、フォトレジスト組成物を塗布し、コーティング層３０を形成する。前記フォトレジスト組成物に係わる説明は、本明細書に記載されたところを参照する。
前記フォトレジスト組成物は、スピンコーティング法、スリットコーティング法、ディップコーティング法、スプレーコーティング法または印刷法のような通常の塗布方法によって、金属層２０上に塗布されてもよい。
例えば、前記フォトレジスト組成物をスリットコーティング法によって塗布する場合、塗布速度は、１０ｍｍ／ｓ以上４００ｍｍ／ｓ以下でもよい。
次に、前記コーティング層３０を、真空チャンバ内で、０．５Ｔｏｒｒ以上３．０ Ｔｏｒｒ以下の圧力下で、３０秒以上１００秒以下の間で減圧乾燥させる。前記減圧乾燥によって、コーティング層において、溶媒が部分的に除去される。
図３を参照すれば、プリベーキングのために、前記コーティング層３０が形成された基板１０に熱を加える。前記プリベーキングのために、前記基板１０は、ヒートプレート（ｈｅａｔ ｐｌａｔｅ）で、約８０℃以上約１２０℃以下の温度で、約３０秒以上約１００秒以下の間で加熱される。
前記プリベーキングによって、コーティング層において、溶媒が追加して除去され、前記コーティング層３０の形態安定性が向上する。
図４を参照すれば、前記コーティング層３０を、４００ｎｍ以上５００ｎｍ以下の波長を有する光を、１秒以上２０秒以下の間で照射することにより、部分的に露光する。前記コーティング層３０の部分露光のために、露光領域ＬＥＡに対応する光透過層と、遮光領域ＬＢＡに対応する光遮断層とを有するマスクが利用されてもよい。露光方法としては、高圧水銀灯、キセノン灯、カーボンアーク、ハロゲンランプ、コピー機用冷陰極管、ＬＥＤ（ｌｉｇｈｔ ｅｍｉｔｔｉｎｇ ｄｉｏｄｅ）、半導体レーザなど公知の手段を使用することができる。
例えば、前記フォトレジスト組成物がポジ型である場合、前記露光領域ＬＥＡに対応するコーティング層３０においては、感光性化合物が活性化され、現像液に対する溶解度が上昇する。
図５を参照すれば、前記露光されたコーティング層３０に現像液を加え、コーティング層３０を部分的に除去する。前記現像液としては、水酸化ナトリウム、水酸化カリウムなどのアルカリ金属またはアルカリ土類金属の水酸化物；エチルアミン、Ｎ−プロピルアミンなどの１級アミン類；ジエチルアミン、ジ−ｎ−プロピルアミンなどの２級アミン類；トリメチルアミン、メチルジエチルアミン、ジメチルエチルアミンなどの３級アミン類；ジメチルエタノールアミン、メチルジエタノールアミン、トリエチルアルコールアミンなどの３級アルコールアミン類；ピロール、ピペリジン、ｎ−メチルピペリジン、ｎ−メチルピロリジン、１，８−ジアザビシクロ［５，４，０］−７−ウンデセン、１，５−ジアザビシクロ［４，３，０］−５−ノネンなどの環状３級アミン類；ピリジン、コリジン、ルチジン、キノリンなどの芳香族３級アミン類；テトラメチルアンモニウムヒドロキシド、テトラエチルアンモニウムヒドロキシドなどの４級アンモニウム塩の水溶液などが使用されてもよい。一具現例によれば、前記現像液として、テトラメチルアンモニウムヒドロキシド水溶液が使用されてもよい。
前記フォトレジスト組成物がポジ型である場合、前記露光領域ＬＥＡに対応するコーティング層３０が除去され、下部の金属層２０が露出され、前記遮光領域ＬＢＡに対応するコーティング層３０が残留し、フォトレジストパターン３５を形成する。
図６及び図７を参照すれば、前記フォトレジストパターン３５をマスクとして利用し、前記金属層２０をパターニングし、金属パターン２５を形成した後、前記フォトレジストパターン３５を除去する。従って、前記金属パターン２５は、前記フォトレジストパターン３５に対応する形状を有する。
前記金属層２０のパターニングは、エッチング液を利用する湿式エッチングによって行われ、前記エッチング液の組成は、前記金属層２０が含む物質によって変わる。例えば、前記金属層２０が銅を含む場合、前記エッチング液は、リン酸、酢酸、硝酸及び水を含んでもよく、リン酸塩、酢酸塩、硝酸塩、フッ化金属酸などをさらに含んでもよい。
前記金属層２０が多層構造を有する場合、例えば、前記金属層２０が銅層、及び前記銅層下部に位置するチタン層を含む場合、前記銅層及び前記チタン層は、同一エッチング液によってエッチングされたり、それぞれ異なるエッチング液によってエッチングされたりする。
また、前記金属層２０下部に、金属酸化物層が形成される場合、前記金属酸化物層は、前記金属層と同一エッチング液によって共にエッチングされたり、それぞれ異なるエッチング液によってエッチングされたりする。
本発明の一具現例によるフォトレジスト組成物を利用した金属パターンが形成された基板は、液晶表示装置の表示基板、または有機電界発光装置の表示基板などにも使用される。
前記フォトレジスト組成物は、前記化学式１で表示されるチアジアゾール系化合物を含むので、基板との接着力にすぐれ、エッチング過程で発生するスキューが減少した金属パターンを形成し、前記フォトレジスト組成物は、前記第１溶媒及び第２溶媒を含むので、厚みが均一であり、パターン形状の均一度にすぐれる金属パターンを形成することができる。それにより、薄膜トランジスタ、信号ラインなどの形成において、フォトリソグラフィ工程の時間を短縮させることができ、工程の信頼性を改善することができる。
以下、実施例を挙げ、本発明の一具現例によるフォトレジスト組成物について、さらに具体的に説明する。
製造例１
ノボラック系樹脂として、メタクレゾールとパラクレゾールとが５：５の重量比で混合されたモノマー混合物を、ホルムアルデヒドとシュウ酸との触媒下で縮重合反応させて得られた重量平均分子量が３，０００〜３０，０００ｇ／ｍｏｌであるノボラック樹脂２００ｇ、ジアジド系感光性化合物として、２，３，４−トリヒドロキシベンゾフェノン−１，２−ナフトキノンジアジド−５−スルホネートと、２，３，４，４−テトラヒドロキシベンゾフェノン−１，２−ナフトキノンジアジド−５−スルホネートとを３：７の重量比で含む混合物４８ｇ、並びにチアジアゾール系化合物として、３−メルカプトプロピルメチルジメトキシシラン１．００ｇを、第１溶媒としてプロピレングリコールメチルエーテルアセテート（ＰＧＭＥＡ）（沸点：１４６℃、粘度：１〜１．２ｃＰ）１，５９８ｇ、及び第２溶媒としてグルタル酸ジメチル（沸点：２２２〜２２４℃、粘度：２〜３ｃＰ）５６ｇに添加した後で撹拌し、フォトレジスト組成物を製造した。
製造例２
第１溶媒として、プロピレングリコールメチルエーテルアセテート（ＰＧＭＥＡ）１，５９８ｇの代わりに、それの１，５２３ｇを使用し、第２溶媒として、グルタル酸ジメチル５６ｇの代わりに、それの１３１ｇを使用したという点を除いては、製造例１と同一方法を利用してフォトレジスト組成物を製造した。
製造例３
第１溶媒として、プロピレングリコールメチルエーテルアセテート（ＰＧＭＥＡ）１，５９８ｇの代わりに、それの１，４４８ｇを使用し、第２溶媒として、グルタル酸ジメチル５６ｇの代わりに、それの２０６ｇを使用したという点を除いては、製造例１と同一方法を利用してフォトレジスト組成物を製造した。
製造例４
第１溶媒として、プロピレングリコールメチルエーテルアセテート（ＰＧＭＥＡ）１，５９８ｇの代わりに、それの１，３７２ｇを使用し、第２溶媒として、グルタル酸ジメチル５６ｇの代わりに、それの２８２ｇを使用したという点を除いては、実施例１と同一方法を利用してフォトレジスト組成物を製造した。
製造例５
チアジアゾール系化合物として、３−メルカプトプロピルメチルジメトキシシラン１．００ｇの代わりに、それの０．２５ｇを使用したという点を除いては、製造例１と同一方法を利用してフォトレジスト組成物を製造した。
製造例６
チアジアゾール系化合物として、３−メルカプトプロピルメチルジメトキシシラン１．００ｇの代わりに、それの０．５０ｇを使用したという点を除いては、製造例１と同一方法を利用してフォトレジスト組成物を製造した。
製造例７
チアジアゾール系化合物として、３−メルカプトプロピルメチルジメトキシシラン１．００ｇの代わりに、それの１．００ｇを使用したという点を除いては、製造例１と同一方法を利用してフォトレジスト組成物を製造した。
製造例８
チアジアゾール系化合物として、３−メルカプトプロピルメチルジメトキシシラン１．００ｇの代わりに、それの１．５０ｇを使用したという点を除いては、製造例１と同一方法を利用してフォトレジスト組成物を製造した。
製造例９
チアジアゾール系化合物として、３−メルカプトプロピルメチルジメトキシシラン１．００ｇの代わりに、それの２．５０ｇを使用したという点を除いては、製造例１と同一方法を利用してフォトレジスト組成物を製造した。
製造例１０
チアジアゾール系化合物として、３−メルカプトプロピルメチルジメトキシシラン１．００ｇの代わりに、それの３．７５ｇを使用したという点を除いては、製造例１と同一方法を利用してフォトレジスト組成物を製造した。
比較製造例１
第１溶媒として、プロピレングリコールメチルエーテルアセテート（ＰＧＭＥＡ）１，５９８ｇの代わりに、それの１，６５４ｇを使用し、第２溶媒として、グルタル酸ジメチルを使用しなかったという点を除いては、製造例１と同一方法を利用してフォトレジスト組成物を製造した。
比較製造例２
第１溶媒として、プロピレングリコールメチルエーテルアセテート（ＰＧＭＥＡ）１，５９８ｇの代わりに、それの１，５２３ｇを使用し、第２溶媒として、グルタル酸ジメチル５６ｇの代わりに、乳酸エチル（沸点：１５１〜１５５℃）１３１ｇを使用したという点を除いては、製造例１と同一方法を利用してフォトレジスト組成物を製造した。
比較製造例３
第１溶媒として、プロピレングリコールメチルエーテルアセテート（ＰＧＭＥＡ）１，５９８ｇの代わりに、それの１，５２３ｇを使用し、第２溶媒として、グルタル酸ジメチル５６ｇの代わりに、乳酸エチル（沸点：１５１〜１５５℃）２８２ｇを使用したという点を除いては、製造例１と同一方法を利用してフォトレジスト組成物を製造した。
比較製造例４
チアジアゾール系化合物として、３−メルカプトプロピルメチルジメトキシシルランを使用しなかったという点を除いては、製造例１と同一方法を利用してフォトレジスト組成物を製造した。
比較製造例５
チアジアゾール系化合物として、３−メルカプトプロピルメチルジメトキシシラン１．００ｇの代わりに、それの５．００ｇを使用したという点を除いては、製造例１と同一方法を利用してフォトレジスト組成物を製造した。
実施例１
前記製造例１で製造されたフォトレジスト組成物を、横４００ｍｍ・縦３００ｍｍサイズの銅層が上部に形成されたガラス基板にスリット塗布した後、０．５Ｔｏｒｒの圧力下で６０秒間減圧乾燥させ、前記基板を１１０℃で１５０秒間加熱し、１．９０μｍ厚のコーティング層を形成した。
次に、前記コーティング層に対して、露光器（ＭＡ６、Ｋａｒｌ Ｓｕｓｓ社）を使用し、３６５〜４３６ｎｍの波長を有する光を１秒間照射することにより、前記コーティング層を部分的に露光させ、前記露光されたコーティング層に、テトラメチルアンモニウムヒドロキシドを含む水溶液を約６０秒間加え、フォトレジストパターンを形成した。
実施例２
１．０Ｔｏｒｒの圧力下で減圧乾燥したという点を除いては、実施例１と同一方法を利用してフォトレジストパターンを形成した。
実施例３
１．５Ｔｏｒｒの圧力下で減圧乾燥させたという点を除いては、実施例１と同一方法を利用してフォトレジストパターンを形成した。
実施例４
３．０Ｔｏｒｒの圧力下で減圧乾燥させたという点を除いては、実施例１と同一方法を利用してフォトレジストパターンを形成した。
実施例５
前記製造例１で製造されたフォトレジスト組成物の代わりに、前記製造例２で製造されたフォトレジスト組成物を使用したという点を除いては、実施例１と同一方法を利用してフォトレジストパターンを形成した。
実施例６
前記製造例１で製造されたフォトレジスト組成物の代わりに、前記製造例２で製造されたフォトレジスト組成物を使用し、１．０Ｔｏｒｒの圧力下で減圧乾燥させたという点を除いては、実施例１と同一方法を利用してフォトレジストパターンを形成した。
実施例７
前記製造例１で製造されたフォトレジスト組成物の代わりに、前記製造例２で製造されたフォトレジスト組成物を使用し、１．５Ｔｏｒｒの圧力下で減圧乾燥させたという点を除いては、実施例１と同一方法を利用してフォトレジストパターンを形成した。
実施例８
前記製造例１で製造されたフォトレジスト組成物の代わりに、前記製造例２で製造されたフォトレジスト組成物を使用し、３．０Ｔｏｒｒの圧力下で減圧乾燥させたという点を除いては、実施例１と同一方法を利用してフォトレジストパターンを形成した。
実施例９
前記製造例１で製造されたフォトレジスト組成物の代わりに、前記製造例３で製造されたフォトレジスト組成物を使用したという点を除いては、実施例１と同一方法を利用してフォトレジストパターンを形成した。
実施例１０
前記製造例１で製造されたフォトレジスト組成物の代わりに、前記製造例３で製造されたフォトレジスト組成物を使用し、１．０Ｔｏｒｒの圧力下で減圧乾燥させたという点を除いては、実施例１と同一方法を利用してフォトレジストパターンを形成した。
実施例１１
前記製造例１で製造されたフォトレジスト組成物の代わりに、前記製造例３で製造されたフォトレジスト組成物を使用し、１．５Ｔｏｒｒの圧力下で減圧乾燥させたという点を除いては、実施例１と同一方法を利用してフォトレジストパターンを形成した。
実施例１２
前記製造例１で製造されたフォトレジスト組成物の代わりに、前記製造例３で製造されたフォトレジスト組成物を使用し、３．０Ｔｏｒｒの圧力下で減圧乾燥させたという点を除いては、実施例１と同一方法を利用してフォトレジストパターンを形成した。
実施例１３
前記製造例１で製造されたフォトレジスト組成物の代わりに、前記製造例４で製造されたフォトレジスト組成物を使用したという点を除いては、実施例１と同一方法を利用してフォトレジストパターンを形成した。
実施例１４
前記製造例１で製造されたフォトレジスト組成物の代わりに、前記製造例４で製造されたフォトレジスト組成物を使用し、１．０Ｔｏｒｒの圧力下で減圧乾燥させたという点を除いては、実施例１と同一方法を利用してフォトレジストパターンを形成した。
実施例１５
前記製造例１で製造されたフォトレジスト組成物の代わりに、前記製造例４で製造されたフォトレジスト組成物を使用し、１．５Ｔｏｒｒの圧力下で減圧乾燥させたという点を除いては、実施例１と同一方法を利用してフォトレジストパターンを形成した。
実施例１６
前記製造例１で製造されたフォトレジスト組成物の代わりに、前記製造例４で製造されたフォトレジスト組成物を使用し、３．０Ｔｏｒｒの圧力下で減圧乾燥させたという点を除いては、実施例１と同一方法を利用してフォトレジストパターンを形成した。
実施例１７
前記製造例５で製造されたフォトレジスト組成物を、横４００ｍｍ・縦３００ｍｍサイズの銅層が上部に形成されたガラス基板にスリット塗布した後、０．５Ｔｏｒｒの圧力下で６０秒間減圧乾燥させ、前記基板を１１０℃で１５０秒間加熱し１．９０μｍ厚のコーティング層を形成した。
次に、前記コーティング層に対して露光器（ＭＡ６、Ｋａｒｌ Ｓｕｓｓ社）を使用して、３６５〜４３６ｎｍの波長を有する光を１秒間照射し、前記コーティング層を部分的に露光させ、前記露光されたコーティング層に、テトラメチルアンモニウムヒドロキシドを含む水溶液を約６０秒間加え、フォトレジストパターンを形成した。
次に、露出された銅層を、エッチング液（ＴＣＥ−Ｊ００、ドンジンセミケム社製）を用いてエッチングし、金属パターンを形成した。
実施例１８
前記製造例５で製造されたフォトレジスト組成物の代わりに、前記製造例６で製造されたフォトレジスト組成物を使用したという点を除いては、実施例１７と同一方法を利用して金属パターンを形成した。
実施例１９
前記製造例５で製造されたフォトレジスト組成物の代わりに、前記製造例７で製造されたフォトレジスト組成物を使用したという点を除いては、実施例１７と同一方法を利用してフォトレジストパターンを形成した。
実施例２０
前記製造例５で製造されたフォトレジスト組成物の代わりに、前記製造例８で製造されたフォトレジスト組成物を使用したという点を除いては、実施例１７と同一方法を利用してフォトレジストパターンを形成した。
実施例２１
前記製造例５で製造されたフォトレジスト組成物の代わりに、前記製造例９で製造されたフォトレジスト組成物を使用したという点を除いては、実施例１７と同一方法を利用してフォトレジストパターンを形成した。
実施例２２
前記製造例５で製造されたフォトレジスト組成物の代わりに、前記製造例１０で製造されたフォトレジスト組成物を使用したという点を除いては、実施例１７と同一方法を利用して金属パターンを形成した。
比較例１
前記製造例１で製造されたフォトレジスト組成物の代わりに、前記比較製造例１で製造されたフォトレジスト組成物を使用したという点を除いては、実施例１と同一方法を利用してフォトレジストパターンを形成した。
比較例２
前記製造例１で製造されたフォトレジスト組成物の代わりに、前記比較製造例１で製造されたフォトレジスト組成物を使用し、１．０Ｔｏｒｒの圧力下で減圧乾燥させたという点を除いては、実施例１と同一方法を利用してフォトレジストパターンを形成した。
比較例３
前記製造例１で製造されたフォトレジスト組成物の代わりに、前記比較製造例１で製造されたフォトレジスト組成物を使用し、１．５Ｔｏｒｒの圧力下で減圧乾燥させたという点を除いては、実施例１と同一方法を利用してフォトレジストパターンを形成した。
比較例４
前記製造例１で製造されたフォトレジスト組成物の代わりに、前記比較製造例１で製造されたフォトレジスト組成物を使用し、３．０Ｔｏｒｒの圧力下で減圧乾燥させたという点を除いては、実施例１と同一方法を利用してフォトレジストパターンを形成した。
比較例５
前記製造例１で製造されたフォトレジスト組成物の代わりに、前記比較製造例２で製造されたフォトレジスト組成物を使用したという点を除いては、実施例１と同一方法を利用してフォトレジストパターンを形成した。
比較例６
前記製造例１で製造されたフォトレジスト組成物の代わりに、前記比較製造例２で製造されたフォトレジスト組成物を使用し、１．０Ｔｏｒｒの圧力下で減圧乾燥させたという点を除いては、実施例１と同一方法を利用してフォトレジストパターンを形成した。
比較例７
前記製造例１で製造されたフォトレジスト組成物の代わりに、前記比較製造例２で製造されたフォトレジスト組成物を使用し、１．５Ｔｏｒｒの圧力下で減圧乾燥させたという点を除いては、実施例１と同一方法を利用してフォトレジストパターンを形成した。
比較例８
前記製造例１で製造されたフォトレジスト組成物の代わりに、前記比較製造例２で製造されたフォトレジスト組成物を使用し、３．０Ｔｏｒｒの圧力下で減圧乾燥させたという点を除いては、実施例１と同一方法を利用してフォトレジストパターンを形成した。
比較例９
前記製造例１で製造されたフォトレジスト組成物の代わりに、前記比較製造例３で製造されたフォトレジスト組成物を使用したという点を除いては、実施例１と同一方法を利用してフォトレジストパターンを形成した。
比較例１０
前記製造例１で製造されたフォトレジスト組成物の代わりに、前記比較製造例３で製造されたフォトレジスト組成物を使用し、１．０Ｔｏｒｒの圧力下で減圧乾燥させたという点を除いては、実施例１と同一方法を利用してフォトレジストパターンを形成した。
比較例１１
前記製造例１で製造されたフォトレジスト組成物の代わりに、前記比較製造例３で製造されたフォトレジスト組成物を使用し、１．５Ｔｏｒｒの圧力下で減圧乾燥させたという点を除いては、実施例１と同一方法を利用してフォトレジストパターンを形成した。
比較例１２
前記製造例１で製造されたフォトレジスト組成物の代わりに、前記比較製造例３で製造されたフォトレジスト組成物を使用し、３．０Ｔｏｒｒの圧力下で減圧乾燥させたという点を除いては、実施例１と同一方法を利用してフォトレジストパターンを形成した。
比較例１３
前記製造例５で製造されたフォトレジスト組成物の代わりに、前記比較製造例４で製造されたフォトレジスト組成物を使用したという点を除いては、実施例１７と同一方法を利用して金属パターンを形成した。
比較例１４
前記製造例５で製造されたフォトレジスト組成物の代わりに、前記比較製造例５で製造されたフォトレジスト組成物を使用したという点を除いては、実施例１７と同一方法を利用して金属パターンを形成した。
評価例１：フォトレジストパターンのテーパ角（ｔａｐｅｒ ａｎｇｌｅ）及びＣＤサイズの測定
実施例１〜１６及び比較例１〜１２で製造されたフォトレジストパターンのテーパ角及びＣＤサイズを走査電子顕微鏡を使用して測定した。その結果を下記表１に示した。なお、上記テーパ角は、エッチングされた金属膜の側面視の傾斜を測定した値であり、上記ＣＤサイズは、フォトレジスト膜の末端と銅膜の末端との距離を測定した値である。
Figure 2018028661
表１を参照すれば、実施例１〜４で製造されたフォトレジストパターン、実施例５〜８で製造されたフォトレジストパターン、実施例９〜１２で製造されたフォトレジストパターン、及び実施例１３〜１６で製造されたフォトレジストパターンは、それぞれ比較例１〜４で製造されたフォトレジストパターン、比較例５〜８で製造されたフォトレジストパターン、及び比較例９〜１２で製造されたフォトレジストパターンに比べ、減圧乾燥時、圧力変化に対して、テーパ角及びＣＤサイズの変化が少ないので、フォトレジストパターン形状の均一度にすぐれるということが分かる。
評価例２：金属パターンのエッチングスキュー測定
実施例１７〜２２、比較例１３及び１４で製造された金属パターンのエッチングスキューを、それぞれ走査電子顕微鏡を使用して測定した。その結果を下記表２に示した。
Figure 2018028661
＊＊エッチングスキューがとても大きく、ＳＥＭ（ｓｃａｎｎｉｎｇ ｅｌｅｃｔｒｏｎ ｍｉｃｒｏｓｃｏｐｅ）分析では測定が不可能である。
前記表２から分かるように、実施例１７〜２２で製造された金属パターンは、比較例１３及び１４で製造された金属パターンに比べ、エッチングスキューが小さいので、基板に対する接着力にすぐれるということが分かる。
以上、図面及び実施例を参照し、本発明による望ましい具現例について説明したが、それらは、例示的なものに過ぎず、当該技術分野で当業者であるならば、それらから多様な変形、及び均等な他の具現例が可能であるという点を理解することができるであろう。従って、本発明の保護範囲は、特許請求の範囲によって決められるものである。
本発明の、フォトレジスト組成物、及びそれを利用した金属パターンの形成方法は、例えば、ディスプレイ関連の技術分野に効果的に適用可能である。
１０ 基板
２０ 金属層
２５ 金属パターン
３０ コーティング層
３５ フォトレジストパターン
ＬＥＡ 露光領域
ＬＢＡ 遮光領域

Claims (20)

  1. ノボラック系樹脂と、
    ジアジド系感光性化合物と、
    チアジアゾール系化合物と、
    第１溶媒と、
    第２溶媒と、を含み、
    前記チアジアゾール系化合物は、下記化学式１で表示される化合物のうちから選択され、
    前記第１溶媒は、沸点が１１０℃以上１９０℃以下であり、前記第２溶媒は、沸点が２００℃以上４００℃以下であるフォトレジスト組成物であって、
    Figure 2018028661
     前記化学式１で、
    Ｘ1は、ＮまたはＣ（Ｒ1）であり、Ｘ2は、ＮまたはＣ（Ｒ2）であり、
    Ｒ1ないしＲ3は、互いに独立して、水素、置換もしくは非置換のＣ1−Ｃ20アルキル基、置換もしくは非置換のＣ1−Ｃ20アルコキシ基、置換もしくは非置換のＣ3−Ｃ10シクロアルキル基、置換もしくは非置換のＣ6−Ｃ30アリール基、置換もしくは非置換のＣ1−Ｃ30ヘテロアリール基、−Ｓ（Ｑ1）及び−Ｎ（Ｑ2）（Ｑ3）のうちから選択され、
    前記置換されたＣ1−Ｃ20アルキル基、置換されたＣ1−Ｃ20アルコキシ基、置換されたＣ3−Ｃ10シクロアルキル基、置換されたＣ6−Ｃ30アリール基、及び置換されたＣ1−Ｃ30ヘテロアリール基の置換基のうちから選択された少なくとも一つは、重水素、−Ｆ、−Ｃｌ、−Ｂｒ、−Ｉ、ヒドロキシル基、シアノ基、ニトロ基、Ｃ1−Ｃ10アルキル基、Ｃ1−Ｃ10アルコキシ基及びＣ6−Ｃ20アリール基のうちから選択され、
    前記Ｑ1ないしＱ3は、互いに独立して、水素、重水素、−Ｆ、−Ｃｌ、−Ｂｒ、−Ｉ、ヒドロキシル基、シアノ基、ニトロ基、Ｃ1−Ｃ10アルキル基、Ｃ1−Ｃ10アルコキシ基及びＣ6−Ｃ20アリール基のうちから選択される、フォトレジスト組成物。
  2. 前記ノボラック系樹脂は、メタクレゾールとパラクレゾールとの縮重合体を含み、
    前記メタクレゾールと前記パラクレゾールとの重量比は、２：８以上８：２以下であることを特徴とする請求項１に記載のフォトレジスト組成物。
  3. 前記ノボラック系樹脂は、重量平均分子量が１，０００ｇ／ｍｏｌ以上５０，０００ｇ／ｍｏｌ以下であることを特徴とする請求項１に記載のフォトレジスト組成物。
  4. 前記ノボラック系樹脂の含量は、前記フォトレジスト組成物の総含量１００重量部に対して、５重量部以上３０重量部以下であることを特徴とする請求項１に記載のフォトレジスト組成物。
  5. 前記ジアジド系感光性化合物は、２，３，４−トリヒドロキシベンゾフェノン−１，２−ナフトキノンジアジド−５−スルホネート及び２，３，４，４’−テトラヒドロキシベンゾフェノン−１，２−ナフトキノンジアジド−５−スルホネートのうちから選択された少なくとも１種を含むことを特徴とする請求項１に記載のフォトレジスト組成物。
  6. 前記ジアジド系感光性化合物の含量は、前記フォトレジスト組成物の総含量１００重量部に対して、２重量部以上１０重量部以下であることを特徴とする請求項１に記載のフォトレジスト組成物。
  7. 前記化学式１でＸ1及びＸ2は、Ｎであることを特徴とする請求項１に記載のフォトレジスト組成物。
  8. 前記化学式１でＲ3は、−Ｓ（Ｑ1）及び−Ｎ（Ｑ2）（Ｑ3）のうちから選択され、
    前記Ｑ1ないしＱ3は、互いに独立して、水素及びＣ1−Ｃ5アルキル基のうちから選択されたことを特徴とする請求項１に記載のフォトレジスト組成物。
  9. 前記チアジアゾール系化合物の含量は、前記フォトレジスト組成物の総含量１００重量部に対して、０．０１重量部以上０．２５重量部以下であることを特徴とする請求項１に記載のフォトレジスト組成物。
  10. 前記第１溶媒は、プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート（ＰＧＭＥＡ）、ベンジルアルコール、２−メトキシエチルアセテート、プロピレングリコールモノメチルエーテル、メチルエチルケトン、メチルイソブチルケトン及び１−メチル−２−ピロリジノンのうちから選択された少なくとも１種を含むことを特徴とする請求項１に記載のフォトレジスト組成物。
  11. 前記第１溶媒の含量は、前記フォトレジスト組成物の総含量１００重量部に対して、６５重量部以上９０重量部以下であることを特徴とする請求項１に記載のフォトレジスト組成物。
  12. 前記第２溶媒は、ジエチレングリコールジブチルエーテル（ＤＢＤＧ）、トリエチレングリコールジメチルエーテル（ＤＭＴＧ）、グルタル酸ジメチル、アジピン酸ジメチル、ジメチル−２−グルタル酸メチル、コハク酸ジメチル、アジピン酸ジイソブチル、グルタル酸ジイソブチル及びコハク酸ジイソブチルのうちから選択された少なくとも１種を含むことを特徴とする請求項１に記載のフォトレジスト組成物。
  13. 前記第２溶媒の含量は、前記フォトレジスト組成物の総含量１００重量部に対して、１重量部以上２５重量部以下であることを特徴とする請求項１に記載のフォトレジスト組成物。
  14. 着色剤、分散剤、酸化防止剤、紫外線吸収剤、界面活性剤、レベリング剤、可塑剤、充填剤、顔料及び染料のうちから選択された少なくとも１種を含む添加剤をさらに含むことを特徴とする請求項１に記載のフォトレジスト組成物。
  15. 基板上に金属層を形成し、
    前記金属層上に請求項１ないし１４のうちいずれか１項に記載のフォトレジスト組成物を塗布してコーティング層を形成し、
    前記コーティング層を加熱し、
    前記コーティング層を露光し、
    前記コーティング層を部分的に除去してフォトレジストパターンを形成し、
    前記フォトレジストパターンをマスクとして利用し、前記金属層をパターニングして金属パターンを形成すること、を含む金属パターンの形成方法。
  16. 前記金属層は、銅、銀、クロム、モリブデン、アルミニウム、チタン、マンガン、アルミニウム、またはそれらの合金を含むことを特徴とする請求項１５に記載の金属パターンの形成方法。
  17. 前記コーティング層を形成することは、前記コーティング層を、０．５Ｔｏｒｒ以上３．０ Ｔｏｒｒ以下の圧力下で、３０秒以上１００秒以下の間で乾燥させる段階をさらに含むことを特徴とする請求項１５に記載の金属パターンの形成方法。
  18. 前記コーティング層を加熱することは、８０℃以上１２０℃以下の温度で、３０秒秒以上１００秒以下の間で遂行されることを特徴とする請求項１５に記載の金属パターンの形成方法。
  19. 前記コーティング層を露光させることは、４００ｎｍ以上５００ｎｍ以下の波長を有する光を、１秒以上２０秒以下の間で照射することによって遂行されることを特徴とする請求項１５に記載の金属パターンの形成方法。
  20. 前記コーティング層を部分的に除去し、フォトレジストパターンを形成することは、前記コーティング層に、テトラメチルアンモニウムヒドロキシド水溶液またはテトラエチルアンモニウムヒドロキシド水溶液を、３０秒以上１０分以下の間で加えることによって遂行されることを特徴とする請求項１５に記載の金属パターンの形成方法。
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