KR100363273B1 - Photoresist composition for liquid crystal display circuit board - Google Patents
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Abstract
본 발명은 액정표시장치 회로, 반도체 집적회로 등의 미세 회로 제조에 사용되는 액정표시장치 회로용 포토레지스트 조성물에 관한 것으로서, 고분자 수지, 감광성 화합물, 및 유기 용매를 포함하는 액정표시장치 회로용 포토레지스트 조성물에 있어서, 상기 고분자 수지가 노볼락 수지이고, 상기 감광성 화합물이 디아지드계 화합물이며, 상기 유기 용매가 프로필렌글리콜메틸에테르아세테이트(propylene glycolmethyletheracetate)와 메틸메톡시프로피오네이트(methylmethoxypropionate)를 포함하는 것을 특징으로 하는 액정표시장치 회로용 포토레지스트 조성물을 제공한다.BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a photoresist composition for liquid crystal display circuits used in the manufacture of fine circuits such as liquid crystal display circuits, semiconductor integrated circuits, etc., comprising a polymer resin, a photosensitive compound, and an organic solvent. In the composition, wherein the polymer resin is a novolak resin, the photosensitive compound is a diazide compound, the organic solvent comprises propylene glycol methyl etheracetate and methyl methoxy propionate (methylmethoxypropionate) A photoresist composition for a liquid crystal display device circuit is provided.
본 발명의 액정표시장치 회로용 포토레지스트 조성물은 감광속도, 잔막율, 회로선폭 균일도(CD Uniformity)가 우수하고, 해상도, 현상 콘트라스트, 접착성 및 스트리퍼에 대한 용해성이 우수하므로 실제 산업 현장에 용이하게 적용할 수 있을 뿐만 아니라 악취의 발생량이 적어 작업 환경을 양호하게 변화시킬 수 있다.The photoresist composition for a liquid crystal display circuit of the present invention has excellent photosensitivity, residual film ratio, and circuit uniformity (CD uniformity), and excellent resolution, development contrast, adhesiveness, and solubility to strippers, thus making it easy to use in industrial fields. Not only can it be applied, but the amount of odor generated is small, which makes it possible to change the working environment well.
Description
[산업상 이용분야][Industrial use]
본 발명은 액정표시장치 회로, 반도체 집적회로 등의 미세 회로 제조에 사용되는 액정표시장치 회로용 포토레지스트 조성물에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 포토레지스트 막을 형성하기 위한 고분자 수지, 감광성 화합물 및 유기 용매를 포함하는 액정표시장치 회로용 포토레지스트 조성물에 관한 것이다.BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to photoresist compositions for liquid crystal display circuits used in the manufacture of microcircuits such as liquid crystal display circuits and semiconductor integrated circuits. More particularly, the present invention relates to polymer resins, photosensitive compounds and organic solvents for forming photoresist films. It relates to a photoresist composition for a liquid crystal display circuit comprising.
[종래 기술][Prior art]
액정표시장치 회로 또는 반도체 집적회로와 같이 미세한 회로 패턴을 형성하기 위하여, 먼저 기판 상에 형성된 절연막 또는 도전성 금속막에 액정표시장치 회로용 포토레지스트 조성물을 균일하게 코팅 또는 도포하고, 소정 형상의 마스크 존재하에서 코팅된 액정표시장치 회로용 포토레지스트 조성물을 노광하고 현상하여 목적하는 형상의 패턴을 만든다. 패턴이 형성된 포토레지스트 막을 마스크로 사용하여 금속막 또는 절연막을 에칭한 다음, 잔존하는 포토레지스트 막을 제거하여 기판상에 미세 회로를 형성한다. 이와 같은 액정표시장치 회로용 포토레지스트 조성물은 노광되는 부분의 용해도 변화에 따라 네거티브형과 포지티브형으로 분류된다.In order to form a fine circuit pattern such as a liquid crystal display circuit or a semiconductor integrated circuit, first, the photoresist composition for a liquid crystal display circuit is uniformly coated or coated on an insulating film or a conductive metal film formed on a substrate, and a mask having a predetermined shape is present. The photoresist composition for a liquid crystal display circuit coated under the light is exposed and developed to form a pattern of a desired shape. The metal film or the insulating film is etched using the patterned photoresist film as a mask, and then the remaining photoresist film is removed to form a fine circuit on the substrate. The photoresist composition for a liquid crystal display device circuit is classified into a negative type and a positive type according to the change in solubility of the exposed portion.
실용적인 면에서 중요한 액정표시장치 회로용 포토레지스트 조성물의 특성은 형성된 레지스트 막의 감광속도, 현상 콘트라스트, 해상도, 기판과의 접착력, 잔막률, 회로선폭 균일도(CD uniformity) 및 인체 안전성 등의 사용 편의성을 포함한다.Practically important characteristics of the photoresist composition for a liquid crystal display circuit include ease of use such as photoresist speed, development contrast, resolution, adhesion to a substrate, residual film ratio, circuit uniformity, and human safety of the formed resist film. do.
감광속도는 노광에 의해 액정표시장치 회로용 포토레지스트의 용해도가 변하는 속도를 말하며, 반복공정에 의해 다중 패턴을 생성시키기 위하여 수차례의 노출이 필요하거나, 빛이 일련의 렌즈와 단색 필터를 통과하는 투사 노출기법과 같이 강도가 저하된 광을 사용하는 포토레지스트 막에 있어서 특히 중요하다.The photosensitive speed refers to the speed at which the solubility of the photoresist for the liquid crystal display circuit is changed by exposure, which requires several exposures in order to generate a multi-pattern by an iterative process, or when light passes through a series of lenses and a monochromatic filter. This is particularly important for photoresist films that use light with reduced intensity, such as projection exposure techniques.
특히 박막 트랜지스터 액정표시장치(이하 TFT-LCD라 함)의 특징인 기판의 대면적화로 인한 생산라인에서의 긴 노광시간을 줄이기 위해서는 감광속도의 향상이 반드시 요구되어진다. 여기서, TFT-LCD와 같은 넓은 면적에 사용될 액정표시장치 회로용 포토레지스트를 스핀 코팅(spin coating) 후, 소프트 베이크(soft bake)시 프록시미티 형태(proximity type) 등에서 사용되는 핀(pin) 등에 의하여 온도의 불균일한 편차로 인한 필름의 두께 차이가 발생하고, 이로 인하여 최종 미세 회로 패턴 형성시 패턴의 선폭이 불균일하게 되는 문제점이 있다. 또한, 감광속도와 잔막률은 반비례 관계로서 감광속도가 빠르면 잔막률은 감소하는 경향을 보인다.In particular, in order to reduce the long exposure time in the production line due to the large area of the substrate, which is a feature of the thin film transistor liquid crystal display device (hereinafter referred to as TFT-LCD), it is necessary to improve the photosensitive speed. Here, after spin-coating a photoresist for a liquid crystal display circuit to be used in a large area such as a TFT-LCD, the pin is used in a proximity type or the like during soft bake. There is a problem in that the thickness difference of the film due to the non-uniform variation of the temperature, which causes a non-uniform line width of the pattern when forming the final fine circuit pattern. In addition, since the photosensitive speed and the residual film ratio are inversely related, the fast residual film ratio tends to decrease.
현상 콘트라스트는 현상에 의하여 노출된 부위에서의 필름 손실량과 노출되지 않은 부위에서의 필름 손실량의 비를 뜻한다. 통상적으로 포토레지스트 막이피복된 노출 기판은 노출 부위의 피복물이 거의 완전히 용해되어 제거될 때까지 계속적으로 현상되므로 현상 콘트라스트는 노출된 피복 부위가 완전히 제거될 때 노출되지 않은 부위에서 필름 손실량을 측정하여 간단히 결정할 수 있다.The development contrast refers to the ratio of the film loss amount in the exposed part by the development and the film loss amount in the unexposed part. Typically, exposed substrates coated with a photoresist film are developed continuously until the coating at the exposed site is almost completely dissolved and removed, so the development contrast is simply determined by measuring the amount of film loss at the unexposed areas when the exposed coating site is completely removed. You can decide.
포토레지스트 막 해상도는 레지스트 막을 노출시킬 때 사용한 마스크의 공간 간격에 따라 미세한 회로선들이 고도로 예민한 상으로 나타나도록 재생시키는 레지스트 막 시스템의 능력을 의미한다.Photoresist film resolution refers to the ability of a resist film system to regenerate fine circuit lines into highly sensitive images depending on the spacing of the mask used to expose the resist film.
각종 산업적인 용도, 특히 액정표시장치나 반도체 회로의 제조에 있어서, 액정표시장치 회로용 포토레지스트 막은 매우 가는 선과 공간 넓이(1 ㎛ 이하)를 가지는 패턴을 형성할 수 있을 정도의 해상도가 필요하다.In various industrial uses, especially in the manufacture of liquid crystal display devices and semiconductor circuits, the photoresist film for liquid crystal display device circuits requires a resolution such that a pattern having a very thin line and a space area (1 μm or less) can be formed.
대부분의 액정표시장치 회로용 포토레지스트 조성물은 포토레지스트 막을 형성하기 위한 고분자 수지, 감광성 화합물 및 용매를 포함한다. 선행기술에서 액정표시장치 회로용 포토레지스트 조성물의 감광속도, 현상 콘트라스트, 해상도 및 인체 안전성을 개선하기 위한 많은 시도가 행해졌다.Most photoresist compositions for liquid crystal display circuits include a polymer resin, a photosensitive compound, and a solvent for forming a photoresist film. Many attempts have been made in the prior art to improve the photosensitivity, development contrast, resolution and human safety of photoresist compositions for liquid crystal display circuits.
예를 들면, 미국특허 제3,666,473호에는 두 개의 페놀포름알데히드 노볼락 수지의 혼합물과 전형적인 감광성 화합물의 사용이 개시되어 있고, 미국특허 제4,115,128호에는 감광속도를 증가시키기 위해 페놀성 수지와 나프토퀴논 디아지드 감광제에 유기산 사이클릭 무수물의 첨가가 개시되어 있으며, 미국특허 제4,550,069호에는 감광속도를 증가시키고 인체 안전성을 향상시키기 위하여 노볼락 수지와 o-퀴논디아지드 감광성 화합물과 용매로서 프로필렌글리콜알킬에테르아세테이트의 사용이 개시되어 있다.For example, US Pat. No. 3,666,473 discloses the use of a mixture of two phenolformaldehyde novolac resins and typical photosensitive compounds, while US Pat. No. 4,115,128 discloses phenolic resins and naphthoquinones to increase photosensitivity. The addition of organic acid cyclic anhydrides to diazide photosensitizers is disclosed, and US Pat. No. 4,550,069 discloses propylene glycol alkyl ethers as solvents and novolak resins and o-quinonediazide photosensitive compounds in order to increase photosensitivity and improve human safety. The use of acetate is disclosed.
특히, 액정표시장치 회로용 포토레지스트 조성물의 물성 향상 및 작업 안정성을 위하여 다양한 용매가 개발되었는데, 그 예로는 에틸렌글리콜모노에틸에테르아세테이트, 프로필렌글리콜모노에틸에테르아세테이트, 에틸락테이트 등이 있다. 그러나, 에틸렌글리콜모노에틸에테르아세테이트를 사용할 경우는 인체 안전성에 대한 심각한 부작용이 보고되고 있으며, 프로필렌글리콜모노에틸에테르아세테이트를 사용할 경우는 TFT-LCD와 같은 대면적 기판에서 베이크 공정후 핀 마크로 인한 불량을 초래하는 문제가 있으며, 에틸락테이트를 사용할 경우에는 조성물의 기판에 대한 접착력이 나쁘고, 균일한 코팅이 어려운 단점이 있다.In particular, various solvents have been developed to improve physical properties and work stability of photoresist compositions for liquid crystal display circuits, and examples thereof include ethylene glycol monoethyl ether acetate, propylene glycol monoethyl ether acetate, and ethyl lactate. However, when ethylene glycol monoethyl ether acetate is used, serious side effects on human safety have been reported, and when propylene glycol monoethyl ether acetate is used, defects due to pin marks after baking process in a large area substrate such as TFT-LCD are reported. There is a problem that results, when using ethyl lactate has a disadvantage of poor adhesion of the composition to the substrate, difficult to uniform coating.
따라서, 감광속도, 잔막률, 현상 콘트라스트, 해상도, 고분자 수지의 용해성, 회로선폭 균일도 등과 같은 액정표시장치 회로용 포토레지스트 조성물의 바람직한 특성 중 어느 하나의 특성을 희생시키지 않으면서도, 각각의 산업공정에 적합한 다양한 액정표시장치 회로용 포토레지스트 조성물에 대한 요구는 계속되고 있다.Therefore, each industrial process can be made without sacrificing any of the desirable properties of the photoresist composition for liquid crystal display circuits such as photosensitivity, residual film ratio, development contrast, resolution, polymer resin solubility, and circuit line width uniformity. There is a continuing need for suitable photoresist compositions for various liquid crystal display circuits.
본 발명은 상기한 바와 같은 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 본 발명은 제조된 포토레지스트 막의 감광속도, 잔막률, 현상 콘트라스트, 해상도, 회로선폭 균일도, 및 기판과의 접착력이 우수하여 특히 TFT-LCD와 같은 대면적 액정표시장치 회로의 제조시에 발생하는 핀마크 불량을 해결할 수 있는 신규한 조성의 액정표시장치 회로용 포토레지스트 조성물을 제공하는 것을 목적으로 한다.The present invention has been made to solve the problems described above, the present invention is excellent in the photoresist film, residual film ratio, development contrast, resolution, circuit line width uniformity, and adhesion to the substrate of the prepared photoresist film, especially TFT- An object of the present invention is to provide a photoresist composition for a liquid crystal display circuit having a novel composition that can solve pin mark defects generated during the manufacture of a large area liquid crystal display circuit such as an LCD.
[과제를 해결하기 위한 수단][Means for solving the problem]
상기 목적을 달성하기 위하여,In order to achieve the above object,
본 발명은 고분자 수지, 감광성 화합물, 및 유기 용매를 포함하는 액정표시장치 회로용 포토레지스트 조성물에 있어서, 상기 고분자 수지가 노볼락 수지이고, 상기 감광성 화합물이 디아지드계 화합물이며, 상기 유기 용매가 프로필렌글리콜메틸에테르아세테이트(propylene glycol methyl ether acetate)와 메틸메톡시프로피오네이트(methyl methoxypropionate)를 포함하는 것을 특징으로 하는 액정표시장치 회로용 포토레지스트 조성물을 제공한다.The present invention relates to a photoresist composition for a liquid crystal display circuit including a polymer resin, a photosensitive compound, and an organic solvent, wherein the polymer resin is a novolak resin, the photosensitive compound is a diazide compound, and the organic solvent is propylene. Provided is a photoresist composition for a liquid crystal display device circuit comprising glycol methyl ether acetate and methyl methoxypropionate.
상기 액정표시장치 회로용 포토레지스트 조성물은 고분자 수지 10 내지 25 중량%, 감광성 화합물 3 내지 10 중량%, 및 유기 용매 65 내지 87 중량%를 포함하는 것이 바람직하다.The photoresist composition for a liquid crystal display device circuit preferably contains 10 to 25% by weight of the polymer resin, 3 to 10% by weight of the photosensitive compound, and 65 to 87% by weight of the organic solvent.
상기 감광성 화합물은 2,3,4,4'-테트라하이드록시벤조페논-1,2-나프토퀴논디아지드-5-설포네이트 및 2,3,4,-트리하이드록시벤조페논-1,2-나프토퀴논디아지드-5-설포네이트를 포함하는 것이 바람직하다.The photosensitive compound is 2,3,4,4'-tetrahydroxybenzophenone-1,2-naphthoquinonediazide-5-sulfonate and 2,3,4, -trihydroxybenzophenone-1,2 It is preferred to include naphthoquinonediazide-5-sulfonate.
상기 2,3,4,4'-테트라하이드록시벤조페논-1,2-나프토퀴논디아지드-5-설포네이트와 2,3,4,-트리하이드록시벤조페논-1,2-나프토퀴논디아지드-5-설포네이트의 혼합비율이 40 중량부 : 60 중량부 내지 60 중량부 : 40 중량부인 것이 바람직하다.2,3,4,4'-tetrahydroxybenzophenone-1,2-naphthoquinonediazide-5-sulfonate and 2,3,4, -trihydroxybenzophenone-1,2-naphtho The mixing ratio of quinonediazide-5-sulfonate is preferably 40 parts by weight: 60 parts by weight to 60 parts by weight: 40 parts by weight.
상기 유기 용매인 프로필렌글리콜메틸에테르아세테이트(이하 PGMEA라 함), 메틸메톡시프로피오네이트(이하 MMP라 함)는 60 내지 95 중량부 : 5 내지 40 중량부의 비율로 혼합하여 사용하는 것이 바람직하다.Propylene glycol methyl ether acetate (hereinafter referred to as PGMEA) and methylmethoxypropionate (hereinafter referred to as MMP), which are the organic solvents, are preferably used by mixing in a ratio of 60 to 95 parts by weight: 5 to 40 parts by weight.
또한 본 발명은 상기의 액정표시장치 회로용 포토레지스트 조성물을 사용하여 제조되는 포토레지스트 막을 제공한다.The present invention also provides a photoresist film prepared using the photoresist composition for a liquid crystal display circuit.
이하, 본 발명을 상세히 설명하면 다음과 같다.Hereinafter, the present invention will be described in detail.
액정표시장치 회로용 포토레지스트 조성물을 제조하기 위하여 사용할 수 있는 고분자 수지는 당해 분야에 널리 알려져 있다. 본 발명의 고분자는 노볼락 수지로서, 상기 노볼락 수지는 페놀, 메타 및/또는 파라 크레졸 등의 방향족 알콜과 포름알데히드를 반응시켜 합성한 고분자 중합체이며, 액정표시장치 회로용 포토레지스트의 성능 개선을 위하여, 상기 수지 중에서 고분자, 중분자, 저분자 등을 적절히 제거하여 용도에 적합한 분자량의 수지를 선택하여 사용할 수도 있다.Polymer resins that can be used to prepare photoresist compositions for liquid crystal display circuits are well known in the art. The polymer of the present invention is a novolak resin, and the novolak resin is a polymer polymer synthesized by reacting an aromatic alcohol such as phenol, meta and / or paracresol with formaldehyde, and improves the performance of a photoresist for a liquid crystal display circuit. In order to remove a polymer, a medium molecule, a low molecule, etc. from said resin suitably, you may select and use the resin of the molecular weight suitable for a use.
본 발명에 있어서, 전체 액정표시장치 회로용 포토레지스트 조성물 중에서 고분자 수지의 함량은 10 내지 25 중량%, 감광성 화합물은 3 내지 10 중량%인 것이 바람직하며, 용매의 함량은 65 내지 87 중량%인 것이 바람직하다. 여기서 상기 고분자 수지의 함량이 10 중량% 미만이면 점도가 너무 낮아 원하는 두께의 도포에 있어서 문제점이 있고, 25 중량%를 초과하면 점도가 너무 높아서 기판의 균일한 코팅이 어려운 문제점이 있으며, 감광성 화합물의 함량이 3 중량% 미만이면 감광속도가 너무 빨라지면서 잔막률의 심한 저하로 인한 문제점이 있고, 10 중량%를 초과하면 감광속도가 너무 느려지는 문제점이 있다.In the present invention, it is preferable that the content of the polymer resin in the photoresist composition for the entire liquid crystal display circuit is 10 to 25% by weight, the photosensitive compound is 3 to 10% by weight, and the content of the solvent is 65 to 87% by weight. desirable. If the content of the polymer resin is less than 10% by weight, the viscosity is too low, there is a problem in the coating of the desired thickness, if the content exceeds 25% by weight is too high, there is a problem that the uniform coating of the substrate is difficult, If the content is less than 3% by weight, there is a problem due to the excessive decrease of the residual film rate while the photosensitive speed is too fast, and if the content exceeds 10% by weight, the photosensitive speed is too slow.
또한, 본 발명의 감광성 화합물인 디아지드계 화합물은 폴리하이드록시 벤조페논과 1,2-나프토퀴논디아지드, 2-디아조-1-나프톨-5-술폰산 등의 디아지드계 화합물을 반응시켜 제조할 수 있다.In addition, the diazide compound which is the photosensitive compound of the present invention is made by reacting a diazide compound such as polyhydroxy benzophenone, 1,2-naphthoquinone diazide, 2-diazo-1-naphthol-5-sulfonic acid, and the like. It can manufacture.
본 발명의 액정표시장치 회로용 포토레지스트 조성물에 있어서, 사용되는 감광성 화합물은 트리하이드록시 벤조페논과 2-디아조-1-나프톨-5-술폰산을 에스테르화 반응시켜 제조된 2,3,4,-트리하이드록시벤조페논-1,2-나프토퀴논디아지드-5-설포네이트와 테트라하이드록시 벤조페논과 2-디아조-1-나프톨-5-술폰산을 에스테르화 반응시켜 제조된 2,3,4,4'-테트라하이드록시벤조페논-1,2-나프토퀴논디아지드-5-설포네이트를 바람직하게는 40 중량부 : 60 중량부 내지 60 중량부 : 40 중량부, 더욱 바람직하게는 50 중량부 : 50 중량부로 사용하며, 각각의 감광성 화합물을 단독으로 사용한 것에 비해 혼합 감광성 화합물이 동일 수준의 감광속도에서 잔막률이 가장 높음을 알 수 있다.In the photoresist composition for a liquid crystal display circuit of the present invention, the photosensitive compound used is 2,3,4, prepared by esterifying trihydroxy benzophenone and 2-diazo-1-naphthol-5-sulfonic acid. 2,3 prepared by esterifying trihydroxybenzophenone-1,2-naphthoquinonediazide-5-sulfonate with tetrahydroxy benzophenone and 2-diazo-1-naphthol-5-sulfonic acid , 4,4'-tetrahydroxybenzophenone-1,2-naphthoquinonediazide-5-sulfonate is preferably 40 parts by weight: 60 parts by weight to 60 parts by weight: 40 parts by weight, more preferably 50 parts by weight: 50 parts by weight, compared with the use of each photosensitive compound alone, it can be seen that the mixed film photosensitive compound has the highest residual film ratio at the same level of photosensitive speed.
본 발명의 액정표시장치 회로용 포토레지스트 조성물에 있어서 유기 용매로 사용되는 PGMEA 및 MMP는 60 내지 95 중량부 : 5 내지 40 중량부의 비율로 혼합하여 사용하는 것이 바람직하다. 여기서 PGMEA의 양이 상기 범위를 초과하면 소프트 베이크(soft bake)시 온도 변화에 대해 필름의 두께가 변하기 쉬운 문제점이 있으며, MMP의 양이 상기 범위를 초과하면 감광속도의 증가분에 비하여 잔막율의 저하가 심해지는 문제점이 있다.In the photoresist composition for a liquid crystal display circuit of the present invention, PGMEA and MMP used as an organic solvent are preferably used in a mixture of 60 to 95 parts by weight: 5 to 40 parts by weight. If the amount of PGMEA exceeds the above range, there is a problem that the thickness of the film tends to change with respect to the temperature change during soft bake, and if the amount of MMP exceeds the range, the residual film ratio is lowered compared to the increase in the photosensitive speed. There is a problem that is worse.
본 발명에 의해 제조된 액정표시장치 회로용 포토레지스트 조성물에 착색제, 염료, 찰흔 방지제, 가소제, 접착 촉진제, 속도 증진제, 계면활성제 등의 첨가제를 첨가하여 기판에 피복함으로서 개별공정의 특성에 따른 성능향상을 도모할 수도 있다.Improved performance according to the characteristics of individual processes by coating the substrate with additives such as colorants, dyes, anti-scratches, plasticizers, adhesion promoters, speed enhancers, surfactants, etc. to the photoresist composition for the liquid crystal display device circuit manufactured by the present invention You can also promote
상기와 같이 제조된 액정표시장치 회로용 포토레지스트 조성물은 다음과 같이 반도체 제조 공정에서 사용된다.The photoresist composition for a liquid crystal display circuit manufactured as described above is used in a semiconductor manufacturing process as follows.
상기 액정표시장치 회로용 포토레지스트 조성물을 침지, 분무, 회전 및 스핀 코팅을 포함하는 통상적인 방법으로 기판에 도포한다. 예를 들면, 스핀 코팅을 하는 경우 액정표시장치 회로용 포토레지스트 용액의 고체 함량을 스피닝(spining) 장치의 종류와 방법에 따라 적절히 변화시킴으로서 목적하는 두께의 피복물을 형성할 수 있다.The photoresist composition for a liquid crystal display circuit is applied to a substrate in a conventional manner including dipping, spraying, rotating, and spin coating. For example, in the case of spin coating, a coating having a desired thickness can be formed by appropriately changing the solids content of the photoresist solution for a liquid crystal display circuit according to the type and method of the spinning device.
상기 기판으로는 실리콘, 알루미늄, 이산화 실리콘, 도핑된 이산화실리콘, 질화실리콘, 탄탈륨, 구리, 폴리실리콘, 세라믹, 알루미늄/구리 혼합물 및 각종 중합성 수지로 이루어진 것이 포함된다.The substrate includes silicon, aluminum, silicon dioxide, doped silicon dioxide, silicon nitride, tantalum, copper, polysilicon, ceramics, aluminum / copper mixtures, and various polymerizable resins.
상기 방법에 의하여 기판에 코팅된 액정표시장치 회로용 포토레지스트 조성물을 20 내지 100 ℃의 온도로 가열하는데 이를 소프트 베이크(soft bake) 공정이라고 한다. 이러한 열처리는 액정표시장치 회로용 포토레지스트 조성물 중 고체 성분을 열분해시키지 않으면서, 용매를 증발시키기 위하여 행한다. 일반적으로 소프트 베이크 공정을 통하여 용매의 농도를 최소화하는 것이 바람직하며, 따라서 이러한 열처리는 대부분의 용매가 증발되어 두께 2 ㎛ 이하의 액정표시장치 회로용 포토레지스트 조성물의 얇은 피복막이 기판에 남을 때까지 수행한다.The photoresist composition for a liquid crystal display circuit coated on the substrate by the above method is heated to a temperature of 20 to 100 ° C. This is called a soft bake process. This heat treatment is performed to evaporate the solvent without pyrolyzing the solid component in the photoresist composition for the liquid crystal display circuit. In general, it is preferable to minimize the concentration of the solvent through a soft bake process. Therefore, the heat treatment is performed until most of the solvent is evaporated so that a thin coating film of the photoresist composition for a liquid crystal display circuit having a thickness of 2 μm or less remains on the substrate. do.
다음으로 포토레지스트 막이 형성된 기판을 적당한 마스크 또는 형판 등을 사용하여 빛, 특히 자외선에 노광시킴으로서 목적하는 형태의 패턴을 형성한다. 이와 같이, 노광된 기판을 알카리성 현상 수용액에 충분히 침지시킨 후, 빛에 노출된 부위의 포토레지스트 막이 전부 또는 거의 대부분 용해될 때까지 방치한다. 적합한 현상 수용액은 알카리 수산화물, 수산화암모늄 또는 테트라메틸암모늄 하이드록사이드(tetramethylammonium hydroxide)를 함유하는 수용액을 포함한다.Next, the substrate on which the photoresist film is formed is exposed to light, especially ultraviolet rays, using a suitable mask, template, or the like to form a pattern of a desired shape. In this manner, the exposed substrate is sufficiently immersed in the alkaline developing aqueous solution, and then left until all or almost all of the photoresist film at the portion exposed to light is dissolved. Suitable developing aqueous solutions include aqueous solutions containing alkali hydroxide, ammonium hydroxide or tetramethylammonium hydroxide.
노광된 부위가 용해되어 제거된 기판을 현상액으로부터 꺼낸 후, 다시 열처리하여 포토레지스트 막의 접착성 및 내화학성을 증진시킬 수 있는데, 이를 일반적으로 하드 베이크(hard bake) 공정이라고 한다. 이러한 열처리는 포토레지스트 막의 연화점 이하의 온도에서 이루어지며, 바람직하게는 90 내지 140 ℃의 온도에서 행할 수 있다.The exposed part may be removed by removing the substrate from the developer and then heat-treated again to improve adhesion and chemical resistance of the photoresist film, which is generally referred to as a hard bake process. This heat treatment is carried out at a temperature below the softening point of the photoresist film, preferably at a temperature of 90 to 140 ° C.
이와 같이 현상이 완료된 기판을 부식 용액 또는 기체 플라즈마로 처리하여 노출된 기판 부위를 처리하며, 이때 기판의 노출되지 않은 부위는 포토레지스트 막에 의하여 보호된다. 이와 같이 기판을 처리한 후 적절한 스트리퍼로 포토레지스트 막을 제거함으로써 기판에 미세 회로 패턴을 형성한다.The developed substrate is treated with a corrosion solution or a gas plasma to treat the exposed substrate portion, wherein the unexposed portion of the substrate is protected by the photoresist film. After treating the substrate in this manner, a fine circuit pattern is formed on the substrate by removing the photoresist film with an appropriate stripper.
이하의 실시예 및 비교예를 통하여 본 발명을 더욱 상세하게 설명한다. 단, 하기 실시예는 본 발명을 예시하기 위한 것으로서 본 발명이 하기 실시예에 의하여 한정되는 것은 아니다.The present invention will be described in more detail with reference to the following examples and comparative examples. However, the following examples are for illustrating the present invention and the present invention is not limited by the following examples.
[실시예 1 내지 4 및 비교예 1 내지 2][Examples 1 to 4 and Comparative Examples 1 to 2]
감광제 4 g, 레진 20 g에 유기 용매 76 g을 하기 표 1에 기재된 실시예 및 비교예의 조성으로 투입하여 상온에서 40 rpm으로 교반하여 액정표시장치 회로용 포토레지스트 조성물을 제조하였다. 상기 제조된 액정표시장치 회로용 포토레지스트 조성물을 0.7 T(thickness: 0.7 mm)의 글라스 기판에 적하하고, 일정한 회전속도로 회전시킨 후, 상기 기판을 115 ℃에서 90 초간 가열 건조하여 1.50 ㎛ 두께의필름막을 형성하였다. 상기 필름막상에 소정 형상의 마스크를 장착한 다음, 자외선을 조사하고, 테트라메틸암모늄 하이드록사이드 2.38 중량% 수용액에 60 초 동안 침적시켜, 자외선에 노광된 부분을 제거하여 포토레지스트 패턴을 형성하였다.76 g of a photosensitive agent and 76 g of a resin were added to the composition of Examples and Comparative Examples shown in Table 1 below, and stirred at 40 rpm at room temperature to prepare a photoresist composition for a liquid crystal display circuit. The prepared photoresist composition for a liquid crystal display circuit was dropped on a glass substrate of 0.7 T (thickness: 0.7 mm), rotated at a constant rotational speed, and then heated and dried at 115 ° C. for 90 seconds to obtain a thickness of 1.50 μm. A film film was formed. After mounting a mask having a predetermined shape on the film film, and irradiated with ultraviolet light, and then immersed in a 2.38% by weight aqueous solution of tetramethylammonium hydroxide for 60 seconds, the portion exposed to ultraviolet light was removed to form a photoresist pattern.
가. 감광속도와 잔막율end. Photospeed and Remnant Rate
감광속도는 노광 에너지에 따라 일정 현상 조건에서 막이 완전히 녹아나가는 에너지를 측정하여 구하였고, 110 ℃에서 소프트 베이크를 수행하여, 노광 및 현상한 후, 하기 수학식 1과 같이 현상전후의 두께 차이에 의해 계산하여 잔막율을 측정하였으며 그 측정 결과를 나타낼 수 있는 현상전후의 두께 차이를 하기 표 1에 나타내었다.The photosensitivity was determined by measuring the energy in which the film completely melted under a certain developing condition according to the exposure energy. After performing the soft bake at 110 ° C., the exposure and the developing were performed. The residual film ratio was calculated by calculation, and the difference in thickness before and after development that can represent the measurement result is shown in Table 1 below.
[수학식 1][Equation 1]
잔막율 = (잔막 두께/초기 필름 두께)Residual Ratio = (Residual Thickness / Initial Film Thickness)
여기서 초기 필름 두께는 손실 두께와 잔막 두께의 합이다.The initial film thickness here is the sum of the loss thickness and the residual film thickness.
하기 표 1의 결과로부터 알 수 있는 바와 같이, 본 발명의 액정표시장치 회로용 포토레지스트 조성물에 의해 제조된 포토레지스트 막의 감광 에너지를 종래의 액정표시장치 회로용 포토레지스트 조성물에 의해 제조된 포토레지스트 막의 감광 에너지와 비교하였을 때 동등한 수준에서 잔막율이 높은 값을 갖는다는 것을 알 수 있다.As can be seen from the results in Table 1, the photosensitive energy of the photoresist film prepared by the photoresist composition for a liquid crystal display circuit of the present invention was converted into the photoresist film prepared by the photoresist composition for a conventional liquid crystal display device circuit. It can be seen that the residual film ratio has a high value at an equivalent level when compared with the photosensitive energy.
또한, 본 발명의 액정표시장치 회로용 포토레지스트 조성물에 의해 제조된 포토레지스트 막은 종래의 액정표시장치 회로용 포토레지스트 조성물에 의해 제조된 포토레지스트 막보다 액정표시장치 회로용 포토레지스트의 잔류막이 많이 남게되어서 포토레지스트 막으로서의 물성이 종래의 것보다 우월함을 알 수 있다.In addition, the photoresist film manufactured by the photoresist composition for a liquid crystal display device circuit of the present invention leaves more residual film of the photoresist for the liquid crystal display device circuit than the photoresist film prepared by the photoresist composition for a conventional liquid crystal display device circuit. It can be seen that the physical properties of the photoresist film are superior to the conventional ones.
나. 핀마크 테스트(pin mark test)I. Pin mark test
대면적 TFT-LCD 기판의 경우 입자(particle) 발생 등을 방지하기 위하여 소프트 베이크시 컨택 형태(contact type)를 사용하지 않고 프록시미티 형태(proximity type)를 주로 사용하고 있다. 이런 경우 기판과 핫 플레이트(hot plate)의 간격을 지탱해 주기 위해 핀 등이 사용되는데 핀과 직접 접촉하는 부분과 그렇지 않은 부분의 온도차에 의하여 막 두께의 변화가 발생하게 된다.In the case of a large-area TFT-LCD substrate, in order to prevent particle generation, a proximity type is mainly used instead of a contact type during soft baking. In this case, a fin or the like is used to support the gap between the substrate and the hot plate, and a change in the film thickness occurs due to a temperature difference between a portion directly contacting the fin and a portion not.
그 결과 미세 회로의 선폭 차이가 발생하게 되고 이는 TFT-LCD의 경우 투명 전극 위의 금속층의 선폭이 다르게 되는 결과로 나타나 결국 화면의 밝기가 달라지게 된다. 이는 포토레지스트 막 내의 패킹 밀도(packing density)에 관련된 문제로 용제의 종류 및 함량에 따라서 영향을 받는다.As a result, there is a difference in the line width of the microcircuit, which is a result of the line width of the metal layer on the transparent electrode in the case of the TFT-LCD, and the brightness of the screen is changed. This is a problem related to the packing density in the photoresist film and is affected by the type and content of the solvent.
공정 진행에 따른 핀마크 테스트를 위해 110 ℃에서 막 두께가 1.5 ㎛가 되도록 한 후, 소프트 베이크를 진행하고 그에 따른 기판의 핀마크 상태를 하기 표 1의 핀 마크의 항에 나타내었다.For the pin mark test according to the progress of the process, the film thickness at 110 ° C. was 1.5 μm, followed by a soft bake and the pin mark state of the substrate according to the pin mark in Table 1 below.
A : 2,3,4,4'-테트라하이드록시벤조페논-1,2-나프토퀴논디아지드-5-설포A: 2,3,4,4'-tetrahydroxybenzophenone-1,2-naphthoquinone diazide-5-sulfo
네이트Nate
B : 2,3,4,-트리하이드록시벤조페논-1,2-나프토퀴논디아지드-5-설포네이트B: 2,3,4, -trihydroxybenzophenone-1,2-naphthoquinone diazide-5-sulfonate
RESIN a : (m-cresol/p-cresol = 4/6 혼합)RESIN a: (m-cresol / p-cresol = 4/6 mixed)
PGMEA : 프로필렌글리콜메틸에테르아세테이트PGMEA: Propylene Glycol Methyl Ether Acetate
MMP : 메틸메톡시프로피오네이트MMP: Methylmethoxypropionate
O : 핀 마크가 관찰되지 않음O: no pin mark observed
△ : 핀 마크가 희미하게 관찰됨Δ: Pin mark is observed faintly
× : 핀 마크가 선명하게 관찰됨×: Pin mark is clearly observed
상기한 바와 같이, 본 발명의 액정표시장치 회로용 포토레지스트 조성물은 감광속도, 잔막율, 회로선폭 균일도가 우수하고, 해상도, 현상 콘트라스트, 접착성및 스트리퍼에 대한 용해성이 우수하므로 실제 산업 현장에 용이하게 적용할 수 있을 뿐만 아니라, 악취의 발생량이 적어 작업 환경을 양호하게 변화시킬 수 있다.As described above, the photoresist composition for a liquid crystal display device circuit of the present invention has excellent photosensitivity, residual film ratio, and circuit line width uniformity, and is excellent in resolution, developing contrast, adhesion, and stripper so that it is easy to use in actual industrial sites. Not only can it be applied, but also the amount of odor generated is small, which can change the working environment satisfactorily.
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