JP7244519B2 - フォトレジスト剥離組成物 - Google Patents
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Description
本発明は、フォトレジスト剥離組成物に関する。本発明によるフォトレジスト剥離組成物は、少なくとも１つのコリン化合物；少なくとも１つの非プロトン性極性溶媒；および水を含み、コリン化合物の重量百分率は、組成物の総重量に基づいて、２．５～５０重量％、好ましくは５～５０重量％、より好ましくは７～３０重量％、最も好ましくは９～１８重量％である。本発明によるフォトレジスト剥離組成物は、優れたフォトレジスト洗浄性能および基材への低いエッチングを示す。
液晶ディスプレイ（ＬＣＤ）は、携帯電話、テレビ、デジタルカメラ、ラップトップコンピュータ、およびノートブックコンピュータのモニターなどの様々な電子機器において広く用いられている。
従来の液晶ディスプレイ（ＬＣＤ）パネルは、前面ガラスパネルと背面ガラスパネルとの間に積層された液晶層を含む。背面ガラスパネルに薄膜トランジスタアレイ基板（ＴＦＴアレイ基板）を形成し、液晶の回転を駆動して各画素の表示を制御する一方、前面ガラスにカラーフィルタ（ＣＦ）層を成膜し、各ピクセルの色を形成する。さらに、ＣＦ層に平坦性をもたらすために、必要に応じてＣＦ層上にオーバーコーティング（ＯＣ）層を積層してもよい。
近年、新規の液晶パネルが開発されている。ＣＦ層はＴＦＴアレイ基板に組み込まれている。この新しいＬＣＤパネルには、コントラストの向上、開口率の向上、アライメントエラーおよび光漏れの減少など多くの利点がある。
新規のＬＣＤパネルのＣＦ層には、カラー顔料が組み込まれたフォトレジスト材料が含まれる。しかしながら、ＣＦ層に顔料が適切に分布していないため、ＣＦ層の色が不均一になることがある。その結果、ＴＦＴアレイ基板を含むＬＣＤパネルが使用に適さなくなり、望ましくない費用と無駄が生じる。
新しいＬＣＤパネルのＣＦ層には、カラー顔料が組み込まれたフォトレジスト材料が含まれる。しかしながら、ＣＦ層の顔料が適切に分布していないため、ＣＦ層の色が不均一になることがある。その結果、ＴＦＴアレイ基板を含むＬＣＤパネルが使用に適さなくなり、望ましくない費用と無駄が生じる。
さらに、ＯＣ層をＴＦＴアレイ基板に一体化するという新しい傾向がある。ＯＣ層は、ＣＦ層を被覆し、ＣＦ層内のフォトレジスト材料と同じであっても異なっていてもよいフォトレジスト材料を含む。ＣＦ層に欠陥がある場合は、ＯＣ層をＣＦ層と一緒に剥がす必要がある。
ＴＦＴアレイ基板からフォトレジスト材料を除去するために、多くのフォトレジストクリーナーが開発されてきた。ＴＦＴアレイ基板用のフォトレジストクリーナーには、従来のクリーナーよりも高い要求がある。例えば、ＴＦＴアレイ基板をリワーク可能にするために、フォトレジストクリーナーは、ＣＦ層の下に配置されたＴＦＴアレイ基板の金属電極を損傷することなく、ＴＦＴアレイ基板からフォトレジスト材料を効率的に除去できなければならない。
さらに、利用可能なフォトレジストクリーナーの多くは、ポジ型フォトレジスト材料を対象とする。ポジ型フォトレジスト材料は、一般に、基板に弱く付着する。これはアセトンまたはアルカリ溶液に容易に溶解し除去される。一方、ネガ型フォトレジスト材料は、硬化時に架橋反応を起こすため、硬化後にポジ型フォトレジスト材料よりもはるかに強いポリマーを基板上に形成する。その結果、ポジ型フォトレジスト材料と比較して、除去することがより困難である。
市場に出ているフォトレジストクリーナーの多くは、テトラメチルアンモニウムヒドロキシド（ＴＭＡＨ）に基づく。ＴＭＡＨを含むクリーナーの洗浄性能は十分ではない。さらに重要なことに、ＴＭＡＨは有毒であり、環境や、ＴＭＡＨに常に曝露される労働者の健康に優しくない。
したがって、強いフォトレジスト洗浄性能を有し、ＴＦＴアレイ基板の金属電極（例えば、銅）へのエッチングが少なく、健康への毒性が少ないフォトレジストクリーナーを開発する必要がある。
本発明は、
（ａ）少なくとも１つのコリン化合物;
（ｂ）少なくとも１つの非プロトン性極性溶媒；および
（ｃ）水；
を含み、コリン化合物の量が組成物の総重量に基づいて２．５～５０重量％、好ましくは５～５０重量％、より好ましくは７～３０重量％、最も好ましくは９～１８重量％である、フォトレジスト剥離組成物に関する。
（ａ）少なくとも１つのコリン化合物;
（ｂ）少なくとも１つの非プロトン性極性溶媒；および
（ｃ）水；
を含み、コリン化合物の量が組成物の総重量に基づいて２．５～５０重量％、好ましくは５～５０重量％、より好ましくは７～３０重量％、最も好ましくは９～１８重量％である、フォトレジスト剥離組成物に関する。
該フォトレジスト剥離組成物は、フォトレジスト洗浄効率が高く、ＴＦＴアレイ基板の金属電極へのエッチングが少ない。
本発明はまた、フォトレジスト剥離組成物の成分を混合する工程を含む、フォトレジスト剥離組成物の製造方法に関する。
本発明は、フォトレジスト剥離組成物を使用することにより、基板上に被覆されたフォトレジスト材料を除去して得られる基板にも関する。
本発明は、フォトレジスト剥離組成物のフォトレジスト洗浄性能評価方法であって、
（ａ）フォトレジスト剥離組成物を温める工程；
（ｂ）フォトレジスト材料で被覆された基板を、温められたフォトレジスト剥離組成物に浸す工程；
（ｃ）基板を水ですすぐ工程；および
（ｄ）フォトレジスト材料の除去される基板表面を観察する工程
を含む方法にも関する。
（ａ）フォトレジスト剥離組成物を温める工程；
（ｂ）フォトレジスト材料で被覆された基板を、温められたフォトレジスト剥離組成物に浸す工程；
（ｃ）基板を水ですすぐ工程；および
（ｄ）フォトレジスト材料の除去される基板表面を観察する工程
を含む方法にも関する。
本発明は、フォトレジスト剥離組成物の金属エッチング評価方法であって、
（ａ）金属基板の厚さ（ω）と初期抵抗率（Ｒｓ（ｐｒｅ））を測定すること；
（ｂ）フォトレジスト剥離組成物を温めること；
（ｃ）温めたフォトレジスト剥離組成物に金属基板を浸漬し、浸漬時間（ｔ）を記録すること；
（ｄ）金属基板の後抵抗率（Ｒｓ（ｐｏｓｔ））を測定すること；および
（ｅ）下記式：
ＥＲ＝Ｒｓ（ｐｒｅ）ω（１／Ｒｓ（ｐｒｅ）－１／Ｒｓ（ｐｏｓｔ））／ｔ
に従って金属エッチング速度（ＥＲ）を計算すること
を含む方法にも関する。
（ａ）金属基板の厚さ（ω）と初期抵抗率（Ｒｓ（ｐｒｅ））を測定すること；
（ｂ）フォトレジスト剥離組成物を温めること；
（ｃ）温めたフォトレジスト剥離組成物に金属基板を浸漬し、浸漬時間（ｔ）を記録すること；
（ｄ）金属基板の後抵抗率（Ｒｓ（ｐｏｓｔ））を測定すること；および
（ｅ）下記式：
ＥＲ＝Ｒｓ（ｐｒｅ）ω（１／Ｒｓ（ｐｒｅ）－１／Ｒｓ（ｐｏｓｔ））／ｔ
に従って金属エッチング速度（ＥＲ）を計算すること
を含む方法にも関する。
本発明はまた、
（ａ）フォトレジスト剥離組成物を温める工程；
（ｂ）フォトレジスト材料で被覆された基板を、温められたフォトレジスト剥離組成物に浸す工程；
（ｃ）基板を水ですすぐこと；
（ｄ）フォトレジスト材料の除去される基板表面を観察する工程；および
（ｅ）所定の時間間隔でフォトレジスト材料により被覆された新しい基板で工程（ｂ）、（ｃ）および（ｄ）を繰り返すこと
を含む、フォトレジスト剥離組成物の安定性試験に関する。
（ａ）フォトレジスト剥離組成物を温める工程；
（ｂ）フォトレジスト材料で被覆された基板を、温められたフォトレジスト剥離組成物に浸す工程；
（ｃ）基板を水ですすぐこと；
（ｄ）フォトレジスト材料の除去される基板表面を観察する工程；および
（ｅ）所定の時間間隔でフォトレジスト材料により被覆された新しい基板で工程（ｂ）、（ｃ）および（ｄ）を繰り返すこと
を含む、フォトレジスト剥離組成物の安定性試験に関する。
以下の節で、本発明をより詳細に説明する。このように記載された各態様は、それに相反する明示がない限り、任意の他の１つの態様または複数の態様と組み合わせてもよい。特に、好ましいまたは有利であると示される任意の特徴を、好ましいまたは有利であると示される任意の他の１つの特徴または複数の特徴と組み合わせてもよい。
本発明の文脈において使用される用語は、文脈が他に指示しない限り、以下の定義に従って解釈されるべきである。
本明細書中で用いる場合、単数形「ａ」、「ａｎ」および「ｔｈｅ」は、文脈が明確に他に指示しない限り、単数および複数の指示対象の両方を含む。
本明細書中で用いられる用語「ｃｏｍｐｒｉｓｉｎｇ」、「ｃｏｍｐｒｉｓｅｓ」および「ｃｏｍｐｒｉｓｅｄ ｏｆ」は、「ｉｎｃｌｕｄｉｎｇ」、「ｉｎｃｌｕｄｅｓ」または「ｃｏｎｔａｉｎｉｎｇ」、「ｃｏｎｔａｉｎｓ」と同義であって、包括的であるか、または非限定的であって、追加の記載されていない部材、要素またはプロセス工程を排除しない。
数値の終点の列挙は、それぞれの範囲内に包含される全ての数および分数、ならびに列挙された終点を含む。
本明細書で引用される全ての参考文献は、参照によりその全体が本明細書に組み込まれる。
特に定義されない限り、技術用語および科学用語を含む本発明の開示において使用される全ての用語は、本発明が属する技術分野の当業者によって一般的に理解される意味を有する。さらなる指針によって、本発明の教示をよりよく理解するために用語定義が含まれる。
本開示の文脈では、いくつかの用語が利用される。
本発明による用語「プロトン性溶媒」は、水素結合を形成するか、またはプロトンを供与し得るように酸素または窒素に結合した水素を含む溶媒を意味する。
本発明による用語「非プロトン性極性溶媒」は、酸性水素を含まず、水素結合供与体として作用しない極性溶媒を意味する。
（コリン化合物）
本発明においてコリン化合物は、水酸化物または塩の形態のコリン化合物またはコリン誘導体化合物を指す。
本発明においてコリン化合物は、水酸化物または塩の形態のコリン化合物またはコリン誘導体化合物を指す。
コリン化合物としては、モノコリン化合物、ビスコリン化合物、トリスコリン化合物、高級コリン化合物またはそれらの誘導体が挙げられるが、これらに限定されるものではない。好ましくは、コリン化合物は、水酸化コリン、重炭酸コリン、塩化コリン、重酒石酸コリン、クエン酸二水素コリン、硫酸コリンおよびそれらの任意の組み合わせから選択される。
コリン化合物の具体例の式を以下に示す。
商業的に入手し得るコリン化合物の例は、例えば、ＴＣＩ製のモノコリン化合物（水酸化コリン（４８～５０％水溶液））、および、ＴＣＩ製のトリスコリン化合物（トリス（２－ヒドロキシエチル）メチルアンモニウムヒドロキシド（４５～５０％水溶液））である。
本発明のいくつかの実施形態において、コリン化合物の量は、組成物の総重量に基づいて、２．５～５０重量％、好ましくは５～５０重量％、より好ましくは７～３０重量％、最も好ましくは９～１８重量％である。濃度が５０％を超えるコリン化合物は安定でなく変色しやすいため、フォトレジスト剥離組成物の後の性能低下につながる。
本発明のいくつかの実施形態において、モノコリン化合物またはその誘導体、すなわち、中心窒素に結合されたただ１つのヒドロキシエチル基を有するコリン化合物が、フォトレジスト剥離組成物に含まれることが好ましい。ビスコリン化合物またはトリスコリン化合物が使用される場合、フォトレジスト剥離組成物は、その使用温度（例えば７８℃）で１日または２日間安定した状態を保つことができる。さらに実験は、モノコリン化合物を含むフォトレジスト剥離組成物が、その使用温度（例えば７８℃）で３日間以上使用でき、ＴＦＴアレイ基板からフォトレジスト材料を効率的に洗浄し得ることを示している。
（非プロトン性極性溶媒）
非プロトン性極性溶媒としては、Ｎ－メチルピロリドン（ＮＭＰ）、ジメチルスルホキシド（ＤＭＳＯ）、ジメチルホルムアミド（ＤＭＦ）、１，３－ジメチル－２－イミダゾリジノン（ＤＭＩ）、炭酸プロピレン（ＰＣ）およびそれらの任意の組み合わせが挙げられるが、これらに限定されるものではない。
非プロトン性極性溶媒としては、Ｎ－メチルピロリドン（ＮＭＰ）、ジメチルスルホキシド（ＤＭＳＯ）、ジメチルホルムアミド（ＤＭＦ）、１，３－ジメチル－２－イミダゾリジノン（ＤＭＩ）、炭酸プロピレン（ＰＣ）およびそれらの任意の組み合わせが挙げられるが、これらに限定されるものではない。
商業的に入手し得る非プロトン性極性溶媒の例は、例えば、Ｓｉｎｏｐｈａｒｍ Ｇｒｏｕｐ Ｃｏ．Ｌｔｄ．製のＮ－メチルピロリドン（ＮＭＰ）、Ｓｉｎｏｐｈａｒｍ Ｇｒｏｕｐ Ｃｏ．Ｌｔｄ．製のＤＭＳＯ、およびＳｉｎｏｐｈａｒｍ Ｇｒｏｕｐ Ｃｏ．Ｌｔｄ．製の１，３－ジメチル－２－イミダゾリジノンである。
本発明のいくつかの実施形態において、非プロトン性極性溶媒の量は、組成物の総重量に基づいて、１０～９０重量％、好ましくは１５～８５重量％、より好ましくは１５～７５重量％である。
（水）
本質的に水を含まないか、ごくわずかな水分しか含まない従来の入手可能なフォトレジストクリーナーとは異なり、本発明における水の量は、組成物の総重量に基づいて、好ましくは１１％以上、より好ましくは１３％以上、さらに好ましくは１３％～８７．５％である。
本質的に水を含まないか、ごくわずかな水分しか含まない従来の入手可能なフォトレジストクリーナーとは異なり、本発明における水の量は、組成物の総重量に基づいて、好ましくは１１％以上、より好ましくは１３％以上、さらに好ましくは１３％～８７．５％である。
理論に縛られるものではないが、フォトレジスト剥離組成物が十分な水分含量を有することにより、フォトレジスト材料の溶解を助けるアルカリ環境を確立することがより容易になると考えられる。
（アルカリ性物質）
本発明においてアルカリ性物質は、溶液中で水素イオンを受容する傾向にある任意の物質を指す。
本発明においてアルカリ性物質は、溶液中で水素イオンを受容する傾向にある任意の物質を指す。
アルカリ性物質としては、無機アルカリ性物質、有機アルカリ性物質またはこれらの組み合わせが挙げられ、２５℃の水に溶解したときのｐＫａ値が２～１２であることが好ましく、ｐＨが７～１１であることがより好ましい。いくつかの実施形態において、１２より大きいｐＫａ値を有するアルカリ性物質を含むフォトレジスト剥離組成物は、洗浄工程中にＴＦＴアレイ基板の金属電極を腐食する傾向にあることが見出されている。
適切な無機物質としては、重炭酸ナトリウム、重炭酸カリウム、炭酸ナトリウム、炭酸カリウム、炭酸カルシウム、炭酸マグネシウム、水酸化カルシウム、水酸化マグネシウムおよびそれらの任意の組み合わせが挙げられるが、これらに限定されるものではない。適切な有機物質には、エタノールアミン（ＭＥＡ）、アミノピリジン、ブチルアミン、クロリジン、ジエタノールアミン、ジメチルアミン、ジメチルイミダゾール、エフェドリン、エチルモルホリン、グリシルグリシン、ヒドロキシピロリン、ピペリジン、プロピルアミン、メチルアミン、メチルイミダゾール、トリエチルアミン、トリエタノールアミン、トリメチルアミン、トリス（ヒドロキシメチル）アミノメタノール、２－アミノ－２－エチル－１，３－プロパンジオール、２－アミノ－２－メチル－１，３－プロパンジオール、２－アミノ－２－メチル－１－プロパノール、およびそれらの任意の組み合わせが挙げられるが、これらに限定されるものではない。
商業的に入手可能なアルカリ性物質の例は、例えば、Ｓｉｎｏｐｈａｒｍ Ｇｒｏｕｐ Ｃｏ．Ｌｔｄ．製のエタノールアミン、およびＡｌａｄｄｉｎ製の２－（２－アミノエトキシ）エタノールである。
本発明のいくつかの実施形態において、アルカリ性物質の量は、組成物の総重量に基づいて、０～５０重量％、好ましくは５～３０重量％、より好ましくは１０～２０重量％である。
好ましい実施形態においては、フォトレジスト剥離組成物は、
（ａ）２．５～５０重量％の少なくとも１つのコリン化合物；
（ｂ）１０～９０重量％の少なくとも１つの非プロトン性極性溶媒；
（ｃ）１１～８７．５重量％の水；および
（ｄ）０～５０重量％の少なくとも１つのアルカリ性物質
を含む（ここで、すべての成分の重量パーセンテージは、合計で１００重量％になる）。
（ａ）２．５～５０重量％の少なくとも１つのコリン化合物；
（ｂ）１０～９０重量％の少なくとも１つの非プロトン性極性溶媒；
（ｃ）１１～８７．５重量％の水；および
（ｄ）０～５０重量％の少なくとも１つのアルカリ性物質
を含む（ここで、すべての成分の重量パーセンテージは、合計で１００重量％になる）。
本発明のフォトレジスト剥離組成物は、フォトレジスト剥離組成物の成分を混合することにより調製し得る。
基板は、フォトレジスト剥離組成物を使用することにより、基板上に被覆されたフォトレジスト材料を除去することによって得られる。
フォトレジスト剥離組成物のフォトレジスト洗浄性能は、
（ａ）フォトレジスト剥離組成物を温める工程；
（ｂ）フォトレジスト材料で被覆された基板を、温められたフォトレジスト剥離組成物に浸す工程；
（ｃ）基板を水ですすぐ工程；および
（ｄ）フォトレジスト材料の除去される基板表面を観察する工程
を含む方法により評価し得る。
（ａ）フォトレジスト剥離組成物を温める工程；
（ｂ）フォトレジスト材料で被覆された基板を、温められたフォトレジスト剥離組成物に浸す工程；
（ｃ）基板を水ですすぐ工程；および
（ｄ）フォトレジスト材料の除去される基板表面を観察する工程
を含む方法により評価し得る。
フォトレジスト剥離組成物の金属エッチングは、
（ａ）金属基板の厚さ（ω）と初期抵抗率（Ｒｓ（ｐｒｅ））を測定すること；
（ｂ）フォトレジスト剥離組成物を温めること；
（ｃ）温めたフォトレジスト剥離組成物に金属基板を浸漬し、浸漬時間（ｔ）を記録すること；
（ｄ）金属基板の後抵抗率（Ｒｓ（ｐｏｓｔ））を測定すること；および
（ｅ）下記式：
ＥＲ＝Ｒｓ（ｐｒｅ）ω（１／Ｒｓ（ｐｒｅ）－１／Ｒｓ（ｐｏｓｔ））／ｔ
に従って金属エッチング速度（ＥＲ）を計算すること
を含む方法によって評価し得る。
（ａ）金属基板の厚さ（ω）と初期抵抗率（Ｒｓ（ｐｒｅ））を測定すること；
（ｂ）フォトレジスト剥離組成物を温めること；
（ｃ）温めたフォトレジスト剥離組成物に金属基板を浸漬し、浸漬時間（ｔ）を記録すること；
（ｄ）金属基板の後抵抗率（Ｒｓ（ｐｏｓｔ））を測定すること；および
（ｅ）下記式：
ＥＲ＝Ｒｓ（ｐｒｅ）ω（１／Ｒｓ（ｐｒｅ）－１／Ｒｓ（ｐｏｓｔ））／ｔ
に従って金属エッチング速度（ＥＲ）を計算すること
を含む方法によって評価し得る。
フォトレジスト剥離組成物の安定性は、
（ａ）フォトレジスト剥離組成物を温める工程；
（ｂ）フォトレジスト材料で被覆された基板を、温められたフォトレジスト剥離組成物に浸す工程；
（ｃ）基板を水ですすぐこと；
（ｄ）フォトレジスト材料の除去される基板表面を観察する工程；および
（ｅ）所定の時間間隔でフォトレジスト材料により被覆された新しい基板で工程（ｂ）、（ｃ）および（ｄ）を繰り返すこと
を含む方法により評価し得る。
（ａ）フォトレジスト剥離組成物を温める工程；
（ｂ）フォトレジスト材料で被覆された基板を、温められたフォトレジスト剥離組成物に浸す工程；
（ｃ）基板を水ですすぐこと；
（ｄ）フォトレジスト材料の除去される基板表面を観察する工程；および
（ｅ）所定の時間間隔でフォトレジスト材料により被覆された新しい基板で工程（ｂ）、（ｃ）および（ｄ）を繰り返すこと
を含む方法により評価し得る。
以下の実施例を参照して本発明をさらに詳細に説明および例示する。実施例は、当業者が本発明をより理解し、実施するのを助けることを意図しているが、本発明の範囲を制限することを意図するものではない。実施例におけるすべての数字は、特に明記しない限り重量に基づく。
＜試験方法＞
＜ネガ型フォトレジスト材料を含むＣＦ層で被覆されたＴＦＴアレイ基板に対する洗浄性能＞
フォトレジスト剥離組成物サンプルを水浴で７８℃に温めた。ネガ型フォトレジスト材料を含むＣＦ層で被覆されたＴＦＴアレイ基板を、温めたフォトレジスト剥離組成物サンプルに７８℃で３０分間浸漬した。ＴＦＴアレイ基板を取り出し、水で十分にすすいだ。７５倍の倍率の顕微鏡（Ｄａｈｅｎｇ Ｉｍａｖｉｓｉｏｎ ＤＨ－ＨＶ３１５）の下でフォトレジスト材料が除去されたかどうかを確認した。フォトレジスト材料が完全に除去された場合、該フォトレジスト剥離組成物サンプルを◎としてランク付けし、フォトレジスト材料の８０％以上が除去された場合、該フォトレジスト剥離組成物サンプルを○としてランク付けし、フォトレジスト材料の５０％以上８０％未満が除去された場合、該フォトレジスト剥離組成物サンプルを△としてランク付けし、フォトレジスト材料の５０％未満が除去された場合、該フォトレジスト剥離組成物サンプルを▽としてランク付けし、フォトレジスト材料がまったく除去されなかった場合、該フォトレジスト剥離組成物サンプルを×としてランク付けした。
＜ネガ型フォトレジスト材料を含むＣＦ層で被覆されたＴＦＴアレイ基板に対する洗浄性能＞
フォトレジスト剥離組成物サンプルを水浴で７８℃に温めた。ネガ型フォトレジスト材料を含むＣＦ層で被覆されたＴＦＴアレイ基板を、温めたフォトレジスト剥離組成物サンプルに７８℃で３０分間浸漬した。ＴＦＴアレイ基板を取り出し、水で十分にすすいだ。７５倍の倍率の顕微鏡（Ｄａｈｅｎｇ Ｉｍａｖｉｓｉｏｎ ＤＨ－ＨＶ３１５）の下でフォトレジスト材料が除去されたかどうかを確認した。フォトレジスト材料が完全に除去された場合、該フォトレジスト剥離組成物サンプルを◎としてランク付けし、フォトレジスト材料の８０％以上が除去された場合、該フォトレジスト剥離組成物サンプルを○としてランク付けし、フォトレジスト材料の５０％以上８０％未満が除去された場合、該フォトレジスト剥離組成物サンプルを△としてランク付けし、フォトレジスト材料の５０％未満が除去された場合、該フォトレジスト剥離組成物サンプルを▽としてランク付けし、フォトレジスト材料がまったく除去されなかった場合、該フォトレジスト剥離組成物サンプルを×としてランク付けした。
＜ネガ型フォトレジスト材料を含むＣＦ層およびポジ型フォトレジスト材料を含むＯＣ層で被覆されたＴＦＴアレイ基板に対する洗浄性能＞
ＯＣ層がＣＦ層上に堆積された後、ＣＦ層の除去が観察される場合、ＯＣ層中のポジ型フォトレジスト材料が最初に除去されなければならない。したがって、ＯＣ層から除去されたポジ型フォトレジスト材料の程度は、ＣＦ層から除去されたネガ型フォトレジスト材料の程度によって評価することができる。
ＯＣ層がＣＦ層上に堆積された後、ＣＦ層の除去が観察される場合、ＯＣ層中のポジ型フォトレジスト材料が最初に除去されなければならない。したがって、ＯＣ層から除去されたポジ型フォトレジスト材料の程度は、ＣＦ層から除去されたネガ型フォトレジスト材料の程度によって評価することができる。
フォトレジスト剥離組成物サンプルを水浴で７８℃に温めた。ネガ型フォトレジスト材料を含むＣＦ層と、該ＣＦ層上に積層されたポジ型フォトレジスト材料を含むＯＣ層とで被覆されたＴＦＴアレイ基板を、温めたフォトレジスト剥離組成物サンプルに７８℃で３０分間浸漬した。ＴＦＴアレイ基板を取り出し、水で十分にすすいだ。７５倍の倍率の顕微鏡（Ｄａｈｅｎｇ Ｉｍａｖｉｓｉｏｎ ＤＨ－ＨＶ３１５）の下でフォトレジスト材料が除去されたかどうかを確認した。フォトレジスト材料が完全に除去された場合、該フォトレジスト剥離組成物サンプルを◎としてランク付けし、フォトレジスト材料の８０％以上が除去された場合、該フォトレジスト剥離組成物サンプルを○としてランク付けし、フォトレジスト材料の５０％以上８０％未満が除去された場合、該フォトレジスト剥離組成物サンプルを△としてランク付けし、フォトレジスト材料の５０％未満が除去された場合、該フォトレジスト剥離組成物サンプルを▽としてランク付けし、フォトレジスト材料がまったく除去されなかった場合、該フォトレジスト剥離組成物サンプルを×としてランク付けした。
＜銅エッチング速度＞
銅ウェハー（厚さ３０７３Ａ、均一性０．７３％のＰｈｉｌｔｅｃｈ Ｉｎｃ．製）を取り、ＮＡＰＳＯＮモデルＲＴ－７ｏＶの機器を使用して４点プローブ法でその初期抵抗率（Ｒｓ（ｐｒｅ））を測定した。
銅ウェハー（厚さ３０７３Ａ、均一性０．７３％のＰｈｉｌｔｅｃｈ Ｉｎｃ．製）を取り、ＮＡＰＳＯＮモデルＲＴ－７ｏＶの機器を使用して４点プローブ法でその初期抵抗率（Ｒｓ（ｐｒｅ））を測定した。
フォトレジスト剥離組成物サンプルを水浴で７８℃に温めた。７８℃で３０分間、温めたフォトレジスト剥離組成物サンプルに銅ウェハーを浸漬した。
銅ウェハーを取り出し、その抵抗率（Ｒｓ（ｐｏｓｔ））を初期抵抗率（Ｒｓ（ｐｒｅ））と同様に測定した。下記式から、エッチング速度を計算し、１分あたりのオングストローム（Ａ／分）に変換した。
ＥＲ＝Ｒｓ（ｐｒｅ）ω（１／Ｒｓ（ｐｒｅ）－１／Ｒｓ（ｐｏｓｔ））／ｔ
〔式中、ＥＲはエッチング速度を表し、単位は「Ａ／分」であり；
Ｒｓ（ｐｒｅ）は、銅ウェハーをフォトレジスト剥離組成物に浸漬する前の初期抵抗率を表し、単位はｍΩ／ｓｑｕａｒｅであり；
ωは銅の厚さを表し；
Ｒｓ（ｐｏｓｔ）は、銅ウェハーをフォトレジスト剥離組成物に浸漬した後の抵抗率を表し、単位はｍΩ／ｓｑｕａｒｅであり；
ｔは、浸漬時間を表し、単位は分である。〕
ＥＲ＝Ｒｓ（ｐｒｅ）ω（１／Ｒｓ（ｐｒｅ）－１／Ｒｓ（ｐｏｓｔ））／ｔ
〔式中、ＥＲはエッチング速度を表し、単位は「Ａ／分」であり；
Ｒｓ（ｐｒｅ）は、銅ウェハーをフォトレジスト剥離組成物に浸漬する前の初期抵抗率を表し、単位はｍΩ／ｓｑｕａｒｅであり；
ωは銅の厚さを表し；
Ｒｓ（ｐｏｓｔ）は、銅ウェハーをフォトレジスト剥離組成物に浸漬した後の抵抗率を表し、単位はｍΩ／ｓｑｕａｒｅであり；
ｔは、浸漬時間を表し、単位は分である。〕
エッチング速度が≦５Ａ／分の場合、該フォトレジスト剥離組成物サンプルを許容できるとみなし、「合格」としてランク付けした。
エッチング速度が＞５Ａ／分の場合、該フォトレジスト剥離組成物サンプルを許容できないとみなし、「不合格」とランク付けした。
エッチング速度が＞５Ａ／分の場合、該フォトレジスト剥離組成物サンプルを許容できないとみなし、「不合格」とランク付けした。
＜フォトレジスト剥離組成物の安定性試験＞
フォトレジスト剥離組成物サンプルを水浴で７８℃に温め、安定性試験の間、フォトレジスト剥離組成物サンプルの温度を維持した。ネガ型フォトレジスト材料で被覆されたＴＦＴアレイ基板を、温めたフォトレジスト剥離組成物サンプルに３０分間浸漬した。２４時間ごとに、ネガ型フォトレジスト材料で被覆された新しいＴＦＴアレイ基板により浸漬工程を繰り返した。ＴＦＴアレイ基板を取り出し、水で十分にすすいだ。７５倍の倍率の顕微鏡（Ｄａｈｅｎｇ Ｉｍａｖｉｓｉｏｎ ＤＨ－ＨＶ３１５）の下でフォトレジスト材料が除去されたかどうかを確認した。フォトレジスト材料の８０％以上が完全に除去された場合、該フォトレジスト剥離組成物サンプルを「合格」としてランク付けし、除去されたフォトレジスト材料が８０％未満の場合、該フォトレジスト剥離組成物サンプルを「不合格」としてランク付けした。
フォトレジスト剥離組成物サンプルを水浴で７８℃に温め、安定性試験の間、フォトレジスト剥離組成物サンプルの温度を維持した。ネガ型フォトレジスト材料で被覆されたＴＦＴアレイ基板を、温めたフォトレジスト剥離組成物サンプルに３０分間浸漬した。２４時間ごとに、ネガ型フォトレジスト材料で被覆された新しいＴＦＴアレイ基板により浸漬工程を繰り返した。ＴＦＴアレイ基板を取り出し、水で十分にすすいだ。７５倍の倍率の顕微鏡（Ｄａｈｅｎｇ Ｉｍａｖｉｓｉｏｎ ＤＨ－ＨＶ３１５）の下でフォトレジスト材料が除去されたかどうかを確認した。フォトレジスト材料の８０％以上が完全に除去された場合、該フォトレジスト剥離組成物サンプルを「合格」としてランク付けし、除去されたフォトレジスト材料が８０％未満の場合、該フォトレジスト剥離組成物サンプルを「不合格」としてランク付けした。
＜例１～２４＞
表１Ａ、１Ｂ、１Ｃ、３および５に従い、以下から選択した成分を混合することによりフォトレジスト剥離組成物サンプルを調製した。
モノコリン化合物（ＴＣＩ製の水酸化コリン（４８～５０％水溶液））；
トリスコリン化合物（ＴＣＩ製のトリス（２－ヒドロキシエチル）メチルアンモニウムヒドロキシド（４５～５０％水溶液））；
ＤＭＳＯ（Ｓｉｎｏｐｈａｒｍ Ｇｒｏｕｐ Ｃｏ．Ｌｔｄ．製のジメチルスルホキシド）；
ＮＭＰ（Ｓｉｎｏｐｈａｒｍ Ｇｒｏｕｐ Ｃｏ．Ｌｔｄ．製のＮ－メチルピロリドン）；
プロピレングリコール（Ｓｉｎｏｐｈａｒｍ Ｇｒｏｕｐ Ｃｏ．Ｌｔｄ．製）；
エチレングリコール（Ｓｉｎｏｐｈａｒｍ Ｇｒｏｕｐ Ｃｏ．Ｌｔｄ．製）；
ジエチレントリアミン（Ｓｉｎｏｐｈａｒｍ Ｇｒｏｕｐ Ｃｏ．Ｌｔｄ．製のジエチレントリアミン）；
ＭＥＡ（Ｓｉｎｏｐｈａｒｍ Ｇｒｏｕｐ Ｃｏ．Ｌｔｄ．製のモノエタノールアミン）；
ＤＧＭＥ（Ｓｉｎｏｐｈａｒｍ Ｇｒｏｕｐ Ｃｏ．Ｌｔｄ．製のジエチレングリコールモノメチルエーテル）；および
脱イオン水。
表１Ａ、１Ｂ、１Ｃ、３および５に従い、以下から選択した成分を混合することによりフォトレジスト剥離組成物サンプルを調製した。
モノコリン化合物（ＴＣＩ製の水酸化コリン（４８～５０％水溶液））；
トリスコリン化合物（ＴＣＩ製のトリス（２－ヒドロキシエチル）メチルアンモニウムヒドロキシド（４５～５０％水溶液））；
ＤＭＳＯ（Ｓｉｎｏｐｈａｒｍ Ｇｒｏｕｐ Ｃｏ．Ｌｔｄ．製のジメチルスルホキシド）；
ＮＭＰ（Ｓｉｎｏｐｈａｒｍ Ｇｒｏｕｐ Ｃｏ．Ｌｔｄ．製のＮ－メチルピロリドン）；
プロピレングリコール（Ｓｉｎｏｐｈａｒｍ Ｇｒｏｕｐ Ｃｏ．Ｌｔｄ．製）；
エチレングリコール（Ｓｉｎｏｐｈａｒｍ Ｇｒｏｕｐ Ｃｏ．Ｌｔｄ．製）；
ジエチレントリアミン（Ｓｉｎｏｐｈａｒｍ Ｇｒｏｕｐ Ｃｏ．Ｌｔｄ．製のジエチレントリアミン）；
ＭＥＡ（Ｓｉｎｏｐｈａｒｍ Ｇｒｏｕｐ Ｃｏ．Ｌｔｄ．製のモノエタノールアミン）；
ＤＧＭＥ（Ｓｉｎｏｐｈａｒｍ Ｇｒｏｕｐ Ｃｏ．Ｌｔｄ．製のジエチレングリコールモノメチルエーテル）；および
脱イオン水。
表２Ａ、２Ｂおよび２Ｃにおいて、例１～１７のサンプルのネガ型フォトレジスト洗浄性能および銅エッチング速度を報告する。図１～５は、顕微鏡下で７５倍の倍率で観察された、さまざまなフォトレジスト剥離組成物サンプルで洗浄された後のＴＦＴアレイ基板の表面の例示的な結果を示す。例１～８のサンプルは、例９～１７のサンプルと比較して、はるかに優れたフォトレジスト洗浄性能を有することがわかった。
図１および２に示すように、例１～８のサンプルは、ＴＦＴアレイの表面からネガ型フォトレジスト材料を効率的に洗浄できる。例９に示すように、フォトレジスト剥離組成物中の水酸化コリンの重量パーセントが低すぎる場合、または例１０～１２のように非プロトン性極性溶媒の代わりにプロトン性溶媒を使用した場合、図３に示すように、フォトレジスト材料はＴＦＴアレイ基板から全く除去されなかった。
例１３のように非プロトン性極性溶媒の重量パーセントが低い場合、フォトレジスト材料はＴＦＴアレイ基板から除去された。しかしながら、銅のエッチング速度は５Ａ／分より大きく、ＴＦＴアレイ基板の洗浄には許容されなかった。
例１４～１７に示すように、水分含量が少ない場合、フォトレジスト材料はＴＦＴアレイ基板から様々な程度で除去された。例１６に示すように、アルカリ性物質、例えばＭＥＡを添加した場合でも、フォトレジスト材料はＴＦＴアレイ基板から完全には除去されなかった。図４および５に示すように、例１４と比較して、例１７に示すように水分含量が増加するにつれて、フォトレジスト剥離組成物のフォトレジスト洗浄性能が向上した。
一方、例１～８までのサンプルは許容可能な銅エッチング速度も有し、本発明のフォトレジスト剥離組成物をネガ型フォトレジスト材料により被覆されたＴＦＴアレイ基板のリワークに適したものにする。
表４において、例１８～２２のサンプルのポジ型フォトレジスト洗浄性能および銅エッチング速度を報告する。例１８および１９のサンプルは、実施例２０～２２のサンプルと比較して、はるかに優れたフォトレジスト洗浄性能を有する。
非プロトン性極性溶媒の代わりに水を使用した場合、フォトレジスト材料は、ＴＦＴアレイ基板からまったく除去されなかった。非プロトン性極性溶媒をプロトン性溶媒で置き換えた場合にも、同様のネガティブな結果が観察された。
一方、実施例１８および１９のサンプルは、許容可能な銅エッチング速度も有し、本発明のフォトレジスト剥離組成物を、ポジ型および／またはネガ型フォトレジスト材料で被覆されたＴＦＴアレイ基板のリワークに適したものにする。
表６において、例２３および２４のサンプルの安定性を報告する。サンプル２３はサンプル２４と比較して、４８時間後により良好な安定性を有することがわかった。
Claims (16)
- （ａ）少なくとも１つのコリン化合物;
（ｂ）少なくとも１つの非プロトン性極性溶媒；および
（ｃ）水；
を含み、コリン化合物の量が組成物の総重量に基づいて７～５０重量％であり、前記コリン化合物が水酸化物または塩の形態のコリン化合物またはコリン誘導体化合物である、液晶ディスプレイを含む電子機器用のフォトレジスト剥離組成物。 - コリン化合物が、水酸化コリン、重炭酸コリン、塩化コリン、重酒石酸コリン、クエン酸二水素コリン、硫酸コリンおよびそれらの任意の組み合わせから選択される、請求項１に記載のフォトレジスト剥離組成物。
- コリン化合物が中心窒素に結合した１つのヒドロキシエチル基を有する、請求項１または２に記載のフォトレジスト剥離組成物。
- コリン化合物の量が、組成物の総重量に基づいて７～３０重量％、より好ましくは９～１８重量％である、請求項１～３のいずれかに記載のフォトレジスト剥離組成物。
- 水の量が、組成物の総重量に基づいて１１重量％以上、好ましくは１３重量％以上、より好ましくは１３重量％～８７．５重量％である、請求項１～４のいずれかに記載のフォトレジスト剥離組成物。
- 非プロトン性極性溶媒の量が、組成物の総重量に基づいて１０～９０重量％、好ましくは１５～８５重量％、より好ましくは１５～７５重量％である、請求項１～５のいずれかに記載のフォトレジスト剥離組成物。
- 非プロトン性極性溶媒が、Ｎ－メチルピロリドン、ジメチルスルホキシド、ジメチルホルムアミド、１，３－ジメチル－２－イミダゾリジノン、プロピレンカーボネートおよびそれらの任意の組み合わせから選択される、請求項１～６のいずれかに記載のフォトレジスト剥離組成物。
- 少なくとも１つのアルカリ性物質をさらに含む、請求項１～７のいずれかに記載のフォトレジスト剥離組成物。
- アルカリ性物質が弱アルカリ性物質であり、２５℃で水に溶解したときに好ましくは２～１２のｐＫａ値、より好ましくは７～１１のｐＫａ値を有する、請求項８に記載のフォトレジスト剥離組成物。
- アルカリ性物質が、重炭酸ナトリウム、重炭酸カリウム、炭酸ナトリウム、炭酸カリウム、炭酸カルシウム、炭酸マグネシウム、水酸化カルシウム、水酸化マグネシウム、アミノピリジン、ブチルアミン、クロリジン、ジエタノールアミン、ジメチルアミン、ジメチルイミダゾール、エフェドリン、エタノールアミン、エチルモルホリン、グリシルグリシン、ヒドロキシピロリン、ピペリジン、プロピルアミン、メチルアミン、メチルイミダゾール、トリエチルアミン、トリエタノールアミン、トリメチルアミン、トリス（ヒドロキシメチル）アミノメタノール、２－アミノ－２－エチル－１，３－プロパンジオール、２－アミノ－２－メチル－１，３－プロパンジオール、２－アミノ－２－メチル－１－プロパノール、およびそれらの任意の組み合わせから選択される、請求項８または９に記載のフォトレジスト剥離組成物。
- アルカリ性物質の量が、組成物の総重量に基づいて５～５０重量％、好ましくは５～３０重量％、より好ましくは１０～２０重量％である、請求項８～１０のいずれかに記載のフォトレジスト剥離組成物。
- （ａ）７～５０重量％の少なくとも１つのコリン化合物；
（ｂ）１０～９０重量％の少なくとも１つの非プロトン性極性溶媒；
（ｃ）１１～８７．５重量％の水；および
（ｄ）０～５０重量％の少なくとも１つのアルカリ性物質；
を含む（全成分の重量パーセンテージは合計で１００重量％になる）、請求項１～１１のいずれかに記載のフォトレジスト剥離組成物。 - フォトレジスト剥離組成物の成分を混合する工程を含む、請求項１～１２のいずれかに記載のフォトレジスト剥離組成物の製造方法。
- 請求項１～１２のいずれかに記載のフォトレジスト剥離組成物を用いることにより、基板上に被覆されたフォトレジスト材料を除去することにより得られる基板。
- 請求項１～１２のいずれかに記載のフォトレジスト剥離組成物のフォトレジスト洗浄性能評価方法であって、
（ａ）フォトレジスト剥離組成物を温める工程；
（ｂ）フォトレジスト材料で被覆された基板を、温められたフォトレジスト剥離組成物に浸す工程；
（ｃ）基板を水ですすぐ工程；および
（ｄ）フォトレジスト材料の除去される基板表面を観察する工程
を含む、方法。 - 請求項１～１２のいずれかに記載のフォトレジスト剥離組成物の金属エッチング評価方法であって、
（ａ）金属基板の厚さ（ω）と初期抵抗率（Ｒｓ（ｐｒｅ））を測定すること；
（ｂ）フォトレジスト剥離組成物を温めること；
（ｃ）温めたフォトレジスト剥離組成物に金属基板を浸漬し、浸漬時間（ｔ）を記録すること；
（ｄ）金属基板の後抵抗率（Ｒｓ（ｐｏｓｔ））を測定すること；および
（ｅ）下記式：
ＥＲ＝Ｒｓ（ｐｒｅ）ω（１／Ｒｓ（ｐｒｅ）－１／Ｒｓ（ｐｏｓｔ））／ｔ
に従って金属エッチング速度（ＥＲ）を計算すること
を含む、方法。
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