KR100429455B1 - 포토레지스트의 에지 비드를 제거하는 세정용액 및 이를이용한 세정방법 - Google Patents

포토레지스트의 에지 비드를 제거하는 세정용액 및 이를이용한 세정방법 Download PDF

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Abstract

기판의 가장자리에 불균일하게 도포된 포토레지스트 (photoresist) 의 에지 비드 제거를 위하여, 알코올류, 아민류, 계면활성제 및 탈이온수를 포함하는 EBR용 세정 용액 및 이를 이용한 세정 방법을 제공한다. 본 발명에 따른 EBR용 세정 용액을 사용하면, 에지 비드를 효과적으로 제거할 수 있으므로 원가 절감은 물론 후속 공정으로 제조되는 반도체 소자 또는 액정 표시 장치의 신뢰성, 성능 및 수율 향상에 기여할 수 있다.

Description

포토레지스트의 에지 비드를 제거하는 세정 용액 및 이를 이용한 세정 방법{SOLUTION FOR REMOVING PHOTO-RESIST EDGE BEAD AND METHOD FOR THE SAME THEREWITH}
본 발명은 세정 용액 및 이를 이용한 세정 방법에 관한 것으로, 특히 기판의 가장자리에 불균일하게 도포된 포토레지스트(photo-resist)의 에지 비드 제거(edgebead remover : 이하 "EBR"이라 함) 를 위한 세정 용액 및 이를 이용한 세정 방법에 관한 것이다.
일반적으로, 표시 장치용 및 반도체 소자용 구조물의 제조는 화학 기상 증착(CVD), 스퍼터링 등의 증착 공정, 스핀코터(spin-coater) 등에 의한 포토레지스트 도포 공정, 노광(expose)공정, 현상(develope)공정, 식각(etching) 공정 등의 반복으로 형성된다. 이와 같은 공정에서, 포토레지스트는 적당한 마스크를 통해 선택적으로 노광됨에 따라서 특정 파장의 광에 반응하도록 한다. 그런 다음, 현상 공정에서 선택된 영역(음극형 포토레지스트의 경우와 양극형 포토레지스트의 경우는 현상되는 영역이 서로 다르다)에서만 포토레지스트가 제거되어 이후의 식각 공정에서 선택적인 막의 식각을 가능하게 한다.
이와 같은 포토 레지스트는 주로 스핀코터에 의해서 도포되는데 기판의 중앙부에 점성있는 소정의 포토레지스트를 투여하여 원심력에 의해 기판 가장자리 방향으로 점차 퍼져 나간다. 따라서, 포토레지스트의 두께는 스핀코터의 속도(예를 들어, 500 내지 6000 RPM)에 의해서 주로 결정된다. 그러나, 도포가 진행되는 동안, 용제가 증발하여 점성이 점점 증가하게 되고 표면 장력의 작용에 의해 기판의 가장자리에 상대적으로 다량의 포토레지스트가 쌓이게 되며, 더욱 심각하게는, 기판의 후면에까지 포토레지스트가 도포되는 경향이 있다.
이와 같은 포토레지스트의 코팅상 문제점은 전체적인 반도체 공정상에 심각한 문제를 초래할 수 있다. 예를 들어, 기판의 편평도를 저하시켜 노광시의 포커싱, 정렬 등의 공정에 악영향을 미치고, 부위별로 막 두께가 달라져 초박막의 실현도 실질적으로 어려워지며, 더욱 심각하게는, 기판의 후면까지 포토레지스트가 도포되면 후속 공정에서의 기판 로딩 등에서 많은 문제점을 초래한다.
상술한 문제점을 해결하기 위해서, 미국 특허 제 6,114,254 호는 반도체 웨이퍼 상에 스핀코터에 의해 포토레지스트를 도포한 경우, 가장자리 부위에 잔류하는 포토레지스트를 제거하기 위해, 조성이 염산(HCl) 및 물(H2O) 또는 수산화암모늄(NH4OH) 및 물(H2O) 인 EBR 세정액을 개시하고 있다. 또한, 미국 특허 제 5,814,433 호는 EBR에 사용되는 세정액의 조성으로 에틸젖산염(ethyl lactate)과 N-메틸피롤리딘(N-methyl pyrollidine)를 개시하고 있다. 또한, 미국 특허 제 4,886,728 호는 (a) 기판 표면상에 포토레지스트를 도포하여 불필요한 부위를 제외하고 균일한 코팅을 형성하고, (b) 기판 주변부의 불필요한 부위에 에틸젖산염(ethyl lactate)과 메틸에틸케톤(Methyl ethyl ketone)의 부피 비를 약 65 : 35 내지 약 25 : 75로 혼합한 용액으로 세정하며, (c) 용해된 포토레지스트를 기판과 분리하는 EBR 세정 방법에 대해 개시하고 있다. 또한, 공개 특허 공보 제 1998-020901 호는 실리콘 직접 접합 웨이퍼의 가장자리 처리방법으로 불산, 질산 및 초산으로 이루어진 혼합액을 사용하는 것을 개시하고 있다.
또한, 동 출원인에 의해서 기 출원된 특허출원 제 2001-19888 호는 1 내지 60 중량부의 수산화알칼리 금속류; 0.01 내지 40 중량부의 아민류; 및 0.01 내지 40 중량부의 계면활성제를 포함하고, 경우에 따라서는 0.1 내지 100 중량부의 탈이온수를 더 포함하는 세정용액 및 이를 이용한 세정방법을 개시하고 있다.
본 발명의 목적은 기판을 손상시키지 않고 에지 부위의 포토레지스트를 효과적으로 제거할 수 있는 새로운 EBR 세정용액과 이를 이용한 세정 방법에 관한 것이다. EBR 을 통해 원가 절감은 물론 후속 공정으로 제조되는 반도체 소자 또는 액정 표시 장치의 신뢰성, 성능 및 수율 향상에 기여할 수 있다.
본 발명의 다른 목적은 약알칼리성을 띄고, 환경 친화적이며, 가격이 저렴한 EBR 세정 용액을 제공하는 것이다. 또한, 금속 층에 대한 부식력은 약한 반면, 세정력은 뛰어나며 후속의 탈이온수 처리에 의해서도 금속 층의 입자간에 피팅 현상이 발생하지 않는다. 또한, 종래의 유기 세정 용액 사용 직후 일반적으로 실시하는 이소프로필알콜의 세정 단계를 생략할 수 있으므로 공정 단순화도 가능하게 된다.
도 1 은 종래 기술에 의한 EBR 공정 후의 결과를 나타낸 도면.
도 2 는 본 발명에 따른 일실시예의 결과를 나타낸 도면.
도 3a 내지 도 3c 는 본 발명에 따른 EBR 공정의 일실시예를 나타낸 도면들.
도 4a 내지 도 4j는 본 발명에 따른 EBR 공정의 다른 일실시예를 나타내는 도면들.
도 5 는 본 발명에 따른 일실시예의 결과를 나타낸 도면.
※ 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명.
10 : 기판 20 : 크롬
30 : 산화크롬 40 ~ 60 : 포토레지스트
상기와 같은 목적을 달성하기 위하여, 본 발명은 알코올류, 아민류, 계면활성제, 및 탈이온수를 포함하는 EBR 용 세정 용액을 제공한다. 특별하게는, 본 발명은 전체 조성물 총중량에 대하여 0.1 내지 10 중량% 의 알코올류; 전체 조성물 총중량에 대하여 0.01 내지 10 중량% 의 아민류; 전체 조성물 총중량에 대하여 0.01 내지 10 중량% 의 계면활성제; 및 전체 조성물 총중량이 100 중량% 가 되도록 탈이온수를 포함하는 EBR 용 세정용액을 제공한다.
포토레지스트는 조사된 광에 반응하여 조사된 부분과 조사되지 않은 부분으로 나뉘고, 이러한 차이에 의해 후속으로 진행되는 식각공정시 포토레지스트 하부에 존재하는 막의 패턴 형성을 가능하게 하는 물질이고, 그 종류로는 양극형 포토레지스트와 음극형 포토레지스트가 있으며, "감광성 물질" 등으로 표현할 수도 있다. 또한, 이러한 포토레지스트는 예컨대 유기물등과 같은 특정물질로 제조되면 블랙매트릭스 물질로 사용될 수도 있다.
포토레지스트는 알코올류(예를 들어, 메탄올)에 잘 용해되며, EBR 용 세정액으로서 효과적으로 이용되기 위해서는 그 용해도와 농도를 적절히 조정하여 EBR 용 세정액이 접하는 면만을 균일하게 린스할 필요가 있다. 따라서, 용해도를 보강하기 위해서 적당량의 아민류를 첨가할 수 있고, 균질한 에지 부위를 얻기 위해서 계면활성제를 첨가할 수 있다. 이와 같은 방식으로, 알코올류와 다른 성분들이 함유됨으로써 농도 차이에 의해 용해도가 변화한다. 특히, 알코올이 전체 조성물 100 중량% 에 대해 3 중량% 인 경우, 다른 성분과의 혼합으로 잔사가 남지 않고, 가장 높은 용해도가 발휘된다는 것을 발견하였다. 이 경우, 알코올류/아민류/계면활성제/탈이온수의 중량% 비는 약 3/2/0.1/94.9 이다.
알코올류, 아민류 및 계면활성제는 통상적으로 공지된 방법에 의해서 제조 가능하고, 반도체 공정용의 순도를 가지는 것이 바람직하며, 탈이온수 또한 반도체 공정용을 사용하고 바람직하게는 18 MΩ/cm 이상의 물을 사용한다.
알코올류는 특별히 한정되지 않고 다양한 종류의 알코올이 사용가능하며, 예를 들어, 1 가 알코올, 2 가 알코올 및 3 가 알코올 등의 다가 알코올, 1 차 알코올, 2 차 알코올, 3 차 알코올 등을 사용할 수 있고, 구체적으로는, 메탄올 (methanol), 에탄올 (ethanol), n-프로판올 (n-propanol), 이소프로판올 (isopropanol), n-부탄올 (n-butanol), 이소부탄올 (isobutanol), 2차-부탄올(sec-butanol), 시클로헥산올 (cyclohexanol), 1-옥탄올 (1-octanol), 2-옥탄올 (2-octanol), 2-에틸헥산올 (2-ethylhexanol), 3-클로로프로판올 (3-chloropropanol), 푸르푸릴알코올 (furfuryl alcohol), 벤질알코올 (benzyl alcohol), 1-펜탄올 (1-pentanol), 디아세톤 알코올 (diaceton alcohol), 1-데칸올 (1-decanol), 올레일 알코올 (oleyl alcohol) 등이다.
또한, 상술한 알코올류는 반드시 단일 종류의 알코올로 EBR 용 세정용액을 제조할 필요는 없다. 예를 들어, 메탄올과 에탄올, 메탄올과 이소부탄올, 에탄올과 이소프로판올 등의 2 가지 종류의 알코올 혼합용액, 메탄올과 에탄올과 n-프로판올, 메탄올과 이소부탄올과 이소프로판올 등의 3 가지 종류의 알코올 혼합용액 등을 알코올류로 이용할 수 있다. 즉, 상술한 알코올 종류로 구성된 그룹으로부터 2 개 이상의 알코올 성분이 선택된 복수 개의 알코올 혼합물일 수 있다.
아민류는 특별히 한정되지 않고 다양한 종류의 아민류가 사용가능하며, 예를 들어, 아민류는 1차 아민, 2차 아민 또는 3차 아민 등을 사용할 수 있고, 구체적으로는, 메틸에틸아민 (methylethylamine), 메틸아민 (methylamine), 디메틸아민 (dimethylamine), 트리메틸아민 (trimethylamine), 아닐린 (aniline), 톨루이딘 (tolouidine), 메틸아닐린 (methylaniline), 히드록실아민 (hydroxyamine), 에탄올아민 (ethanolamine), 디에탄올아민 (diethanolamine), 트리에탄올아민 (triethanolamine), 에틸아민 (ethylamine), 디에틸아민 (diethylamine), 트리에틸아민 (triethylamine) 등이다.
계면활성제는 식각 용액의 점도를 저하시켜 식각 균일성을 증가시키기 위해첨가되며, 식각 용액에 견딜 수 있고 상용성이 있는 종류라면 임의의 음이온성, 양이온성, 양쪽 이온성, 비이온성 등이 가능하며, 바람직하게는 폴리옥시에틸렌 유도체류 유상액이 사용된다.
또한, 식각 용액에 통상적으로 들어가는 다른 첨가제로서 당업자에게 공지된 것도 사용할 수 있다.
본 발명에 따른 세정 용액은 적절한 범위 내에서 pH 를 유지함으로써, 세정 직후 탈이온수로 처리하더라도 금속층 표면이 부식하거나 금속 입자가 피팅되는 현상이 일어나지 않는다. 이와 같은 세정 용액은 약알칼리성을 띄며, 바람직하게는 pH 를 약 10 내지 14 를 유지한다.
본 발명의 목적을 실현하기 위한 세정 방법은 a) 기판 상의 최상위층 표면에 포토레지스트를 도포하는 단계, b) 상술한 EBR 제거용 세정 용액을 이용하여 포토레지스트의 에지 비드를 제거하는 단계, c) 포토레지스트 상에 선택적으로 노광하고 현상하여, 포토레지스트의 선택 영역을 형성하는 단계를 포함한다.
또한, 본 발명의 목적을 실현하기 위한 또 다른 세정 방법은 a) 기판 상의 최상위층 표면에 포토레지스트를 도포하는 단계, b) 그 포토레지스트 상에 선택적으로 노광하고 현상하여, 포토레지스트의 선택 영역을 형성하는 단계, 및 c) 상술한 EBR 용 세정 용액을 이용하여 포토레지스트의 에지 비드를 제거하는 단계를 포함한다.
이러한 기판은 유리 기판, 석영 기판, 반도체 기판 등을 나타내고, 바람직하게는 LCD 용 유리 기판 또는 실리콘 웨이퍼이다. 상술한 기판상의 최상위층은 예를 들어 기판상에 표시 장치용 소자 등을 형성함에 있어서 필요한 화학 기상 증착 등에 의한 절연막, 스퍼터링법 등에 의한 도전막, 반도체막 등을 나타낸다.
이하, 첨부한 도면을 참조하여 본 발명에 따른 실시예들을 상세히 설명한다. 그러나, 본 발명의 실시예들은 여러 가지 형태로 변형될 수 있으며, 본 발명의 범위가 아래에서 상술하는 실시예들로 인하여 한정되는 식으로 해석되어져서는 안된다. 본 발명의 실시예들은 당업계에서 평균적 지식을 가진 자에게 본 발명을 보다 완전하게 설명하기 위해 제공되어지는 것이다. 또한, 어떤 막이 다른 막 또는 기판 "상"에 있다고 기재된 경우, 상기 어떤 막은 상기 다른 막 또는 기판상에 직접 접촉하여 존재할 수 있고, 또는 그 사이에 제 3 막들이 게재될 수도 있다.
(실시 예 1)
이하, 도 3a 내지 도 3d 를 참조하여 본 발명에 따른 일실시예를 설명한다. LCD 용 유리기판 (10) 상에 통상적인 세정 공정을 수행하고, 0.2 내지 0.3㎛ 정도 (수지를 첨가하는 경우에는 약 1 내지 2 ㎛ 정도) 의 두께로 스퍼터링 공정에 의해 크롬 (20) 을 증착한다. 그런 다음, 포토 공정, 식각 공정을 이용하여 선택적으로 크롬 패턴 (20) 을 형성한다. 도 3a 는 크롬 패턴 (20) 이 부분적으로 형성되어 있는 상황을 도시하고 있다. 여기서, A 영역은 대체적으로 기판의 에지 부위에 해당하는 영역으로 에지 비드가 불균일하게 형성되어 있는 경우가 많다, B 영역은 크롬 패턴 (20) 이 포토마스크에 의해서 부분적으로 형성된 영역으로, 통상 이러한 부분은 EBR 공정이 수행될 영역이 아니다(통상, B 영역에는 후술하는 바와 같이, 후속공정으로 패턴을 형성하게 된다). 다음으로, 도 3b 에 도시하고 있는바와 같이, 상술한 크롬 패턴 (20) 상에 포토레지스트 (40) 를 투여하여 스핀 코터에 의해 약 1000 RPM 의 회전 속도로 도포한다. 포토레지스트 (40) 는 LCD 패널 제작에 이용되는 종류를 사용하였다. 이와 같은 도포 공정 후에는, 상술한 바와 같이 에지 부위에 불균일하게 포토레지스트가 잔류하게 된다 (통상, A 영역을 말함).
그런 다음, 반도체 공정용 정도의 순도를 가지는 알코올류/아민류/폴리옥시에틸렌 유도체류 유상액/탈이온수의 중량% 비가 대략 3/2/0.1/94.9 인 세정 용액을 제조한다. 그 후, 포토레지스트에 대한 예비 가열 (Prebake) 을 실시하지 않고, 당업계 주지의 세정 방식에 따라 세정 공정을 수행하며, 예를 들어 침지, 스프레이 등이다. 세정 공정시 세정 용액의 온도는 일반적으로 20 내지 50℃ 이며, 적정 온도는 다른 공정 조건과 기타 요인으로 필요에 따라 변경할 수 있다. 바람직하게는, 상술한 세정액으로 유리 기판의 에지 부위에 불균일하게 도포된 포토레지스트 부위 (통상, A 부위를 말함) 를 약 25 ℃ 온도로 침지 또는 스프레이 방식에 의해서 약 10 초 동안 세정을 실시한다. 그 후, 탈이온수로 30 초 동안 린스한다. 이러한 EBR 공정이 진행된 후의 상황은 도 3c 에 도시되어 있다. 이와 같이, 에지 부위 (A) 의 에지 비드를 제거하고 후속 공정을 진행함으로써 신뢰성 높은 공정 안정성을 확보할 수 있다.
도 2 는 이와 같은 실시예의 결과를 나타내는 광학 사진이다. 도면의 하부는 포토레지스트가 남은 부분으로 EBR 용 세정 용액으로 세정되지 않은 부분 (상술한 도면에서의 B 영역) 이고, 상부는 세정된 부분 (상술한 도면에서의 A 영역)으로 포토레지스트가 균질하게 제거된 상황을 도시하고 있다. 비교를 위하여, 종래 기술의 EBR 용 세정 용액으로 동일한 세정 공정을 수행한 결과를 도 1 에 나타내었다. 종래 기술의 세정 용액은 테트라메틸암모늄히드록시드(TMAH)관련 물질로 구성되어 있다. 도 1 은 종래기술에 의한 EBR 용 세정 용액이 침지된 상부의 경우에도 불균일하게 도포된 원 모양의 포토레지스트가 잔류하고 있다.
한편, 도 3c 의 후속공정으로는, B 영역에 포토레지스트 (40) 의 선택적인 패턴을 형성하는 것이 일반적일 것이다. 이와 같은 상황은 도 3d 에 도시하고 있다.
또한, 이와 같은 실시예에서는, EBR 공정과 B 영역의 포토레지스트 (40) 를 선택적으로 형성하는 공정을 서로 순서를 바꾸어 진행할 수도 있다. 즉, 도 3a 및 도 3b 에서 도시하는 크롬 패턴 (20) 형성 공정과 포토레지스트 (40) 도포 공정을 진행한 후에, 소정의 포토마스크를 이용하여 포토레지스트 (40) 를 선택적으로 형성하면 에지 비드에 불균일하게 도포된 포토레지스트 (40) 가 부분적으로 또는 전체적으로 잔류할 수 있다. 따라서, 이러한 에지비드의 잔류 포토레지스트를 상술한 EBR 공정으로 제거할 수 있다.
또한, 본 실시예는 크롬패턴 상에 EBR 공정을 수행하였지만, 반도체 또는 LCD 공정등에서 일반적으로 사용되는 각종 절연막, 반도체막, 도전막 등 또는 이들의 하나 이상이 결합되어 만든 구조물 상에서도 경우에는 동일하게 적용 가능하다.
(실시예 2 ~ 62)
실시예 1 에서의 경우와 유사한 방식으로, 세정 용액의 조성비 만을 변화시켜 동일한 방법으로 세정 공정을 수행하였다. 표 1 은 실시예 2 내지 62 의 조성비를 나타낸다. 이와 같은 조성비에서는 도 2 에 도시한 바와 같이, 잔사가 남지 않으며 EBR 용 세정 용액으로 세정된 부분은 균일하게 에지 비드가 제거되고, 세정되지 않은 부분은 어택을 받지 않는다. (이와 같은 양호한 결과를 표 1에는 ◎로 표시한다).
실시예번호 조성(중량%)알코올류/아민류/폴리옥시에틸렌유도체류유상액/탈이온수 결과
2 0.1/0.5/0.1/99.3 ◎
3 0.1/1/0.01/98.89 ◎
4 0.1/1/0.1/98.8 ◎
5 0.1/10/10/79.9 ◎
6 0.5/1/0.1/98.4 ◎
7 1.5/1/0.01/97.49 ◎
8 1.5/1/0.1/97.4 ◎
9 1/1/0.01/97.99 ◎
10 1/1/0.1/97.9 ◎
11 1/10/10/79 ◎
12 10/0.01/0.01/89.98 ◎
13 10/0.01/10/79.99 ◎
14 10/10/0.01/79.99 ◎
15 10/10/10/70 ◎
16 10/2/2/86 ◎
17 10/5/5/80 ◎
18 10/8/8/74 ◎
19 2.5/1/0.1/96.4 ◎
20 2/1.5/0.1/96.4 ◎
21 2/1.5/0.2/96.3 ◎
22 2/1.5/0.3/96.2 ◎
23 2/1.5/0.4/96.1 ◎
24 2/1.5/0.5/96 ◎
25 2/1/0.1/96.9 ◎
26 2/2.5/0.1/95.4 ◎
27 2/2/0.1/95.9 ◎
28 2/3/0.1/94.9 ◎
29 3.3/1.5/0.1/95.1 ◎
30 3.3/2/0.1/94.6 ◎
31 3.5/0.01/0.01/96.48 ◎
32 3.5/0.01/0.1/96.39 ◎
33 3.5/0.1/0.1/96.3 ◎
34 3.5/1/0.1/95.4 ◎
35 3/0.5/0.01/96.49 ◎
36 3/0.5/0.1/96.4 ◎
37 3/1.5/0.1/95.4 ◎
38 3/1/0.1/95.9 ◎
39 3/10/10/77 ◎
40 3/10/2/85 ◎
41 3/10/4/83 ◎
42 3/10/6/81 ◎
43 3/10/8/79 ◎
44 3/2.5/0.1/94.4 ◎
45 3/2/0.3/94.7 ◎
46 3/2/0.5/94.5 ◎
47 3/2/0.7/94.3 ◎
48 3/2/1.5/93.5 ◎
49 3/2/1/94 ◎
50 3/2/10/85 ◎
51 3/2/2.5/92.5 ◎
52 3/2/2/93 ◎
53 3/2/3/92 ◎
54 3/3/0.1/93.9 ◎
55 3/4/10/83 ◎
56 3/6/10/81 ◎
57 3/8/10/79 ◎
58 4.5/1/0.1/94.4 ◎
59 4/1/0.1/94.9 ◎
60 5/1/0.1/93.9 ◎
61 5/10/10/75 ◎
62 8/10/10/72 ◎
다만, 전체 조성물 100 중량% 에 대하여 알코올의 중량% 가 높아져서 10 중량% 를 초과하는 경우에는 세정되지 않은 부분이 어택받는 현상이 부분적으로 발생하고, 아민류와 폴리옥시에틸렌 유도체류 유상액의 중량% 가 10 을 초과하면 경우에 따라서 용해 속도가 저하됨을 발견하였다.
이하, 본 발명의 다른 실시예들을 설명한다. 실시예 1 내지 62 와 유사한 방법으로, 통상적으로 사용되는 실리콘 웨이퍼를 이용하여 EBR 공정을 수행하였다. 절연막, 도전막, 반도체막 등으로 이루어진 반도체 구조물의 최상위층에 스핀코터를 이용하여 포토레지스트를 도포한다. 이와 같은 반도체 구조물은 트랜지스터, 커패시터 등과 같은 소자를 제작하는데 필요한 것이다. 그 후, 실시 예 1 내지 62에서의 세정 용액을 이용하여 EBR 공정을 수행한다. 그런 다음, 탈이온수로 30 초 동안 린스한다.
이하, 첨부한 도면을 참조하여 또 다른 실시예를 상세히 설명한다.
도 4a 내지 도 4j 는 LCD 용 칼라필터를 제조함에 있어서, EBR 공정의 일실시예를 도시하는 도면들이다. 상술한 도면들에서의 A 영역은 에지 비드가 형성되는 영역을 나타내고, B 영역은 칼라 포토레지스트가 실제 백라이트로부터 나오는 빛을 투과하는 활성 영역이 포함되는 영역을 의미하는 것으로 B 영역에는 정해진 방식에 의해 3 가지 칼라 포토레지스트를 잔류시키는 것이 필요하다.
도 4a 에서 도시한 바와 같이, 유리 기판 (10) 상에 통상적인 세정 공정을 수행한 후, 0.2 내지 2㎛ 두께로 크롬 (20) 및 산화 크롬 (30) 을 증착하고, 통상의 포토 (photo) 공정, 식각 공정 등으로 패턴을 형성한다. 이와 같이 형성된 패턴은 TFT LCD 용 칼라필터에서 광투과를 방지하기 위한 블랙매트릭스 (이하 'BM' 이라고 함) 로 사용된다. 광투과율이 낮고 도전성이 뛰어난 물질이면 어느 물질이든지 BM 을 형성하는 물질로 대체될 수 있다.
이러한 BM 패턴 상에 제 1 칼라 포토레지스트 (40) 를 일정량 투여하여 스핀코터에 의해 대략 500 내지 2000 RPM 의 속도로 회전시켜 전면에 칼라 포토레지스트가 도포되게 한다 (도 4b). 그런 다음, B 영역의 선택 영역에서 제 1 칼라 포토 레지스트 (40) 를 남기기 위해서, 포토마스크를 이용하여 선택적으로 노광하여 현상을 수행한다. 도 4c 에서 도시하고 있는 바와 같이, 현상 공정을 거치고 나면, A 영역에는 에지 비드인 제 1 칼라 포토레지스트 (40) 가 잔류하고 (더욱 심각하게는 기판의 후면까지 칼라 포토레지스트가 잔류할 수 있음(도시하지 않음)), B 영역에는 광을 투과할 제 1 포토레지스트 (40) 가 선택적으로 형성된다. 다음, A 영역의 에지 비드를 제거하기 위하여 상술한 형태의 세정 용액을 이용한다.
이와 같은 세정 용액은 알코올류/아민류/폴리옥시에틸렌 유도체류의 유상액을 각각 상술한 바람직한 조성비로 제조한다. 그런 다음, 에지 부위를 침지 또는 스프레이 방식으로 약 25℃ 에서 약 10 초 동안 세정을 수행한다. 마지막으로, 탈이온수로 약 30 초 동안 린스한다.
도 4d 는 A 영역의 에지 비드가 제거된 후를 도시하는 도면으로 B 영역에는 필요한 제 1 칼라 포토레지스트가 남아 있음을 보여준다.
마찬가지로, 도 4e 내지 도 4g 는 제 2 칼라 포토레지스트 (50) 를 B 영역에 선택적으로 형성하는 과정을 도시하고 있다. 따라서, 도 4f 의 A 영역에 있는 제 2 칼라 포토레지스트 (50) 의 에지 비드는 상술한 세정 방법에 의해 제거할 수 있다.
마찬가지로, 도 4h 내지 도 4j 는 제 3 칼라 포토레지스트 (60) 를 B 영역에 선택적으로 형성하는 과정을 도시하고 있다. 따라서, 도 4i 의 A 영역에 있는 제 3 칼라 포토레지스트 (60) 의 에지 비드는 상술한 세정 방법에 의해 제거할 수 있다.
제 1, 제 2 및 제 3 칼라 포토레지스트는 각각 적색, 녹색 및 청색의 조합으로 대응될 수 있다. 예를 들어, 그 조합은 적색, 녹색, 청색 또는 적색, 청색, 녹색 등이다. 따라서, 제 1, 제 2 및 제 3 칼라 포토레지스트의 조합은 6 가지 경우가 존재 할 수 있다. 상술한 실시 예에 따라 TFT LCD 용 칼라필터를 제조함에 있어서는, 도 4a 내지 도 4j에서 도시한 바와 같이, 적색, 녹색 및 청색 포토레지스트의 에지 비드를 제거하는 3 번의 EBR 공정이 수행된다.
본 발명의 또다른 실시예에 있어서는, 적층된 칼라 포토레지스트를 1회 또는 2 회의 EBR 공정으로 한꺼번에 제거할 수도 있다. 예를 들어, 도 4a 내지 도 4j의 공정 수행 과정에 있어서, 마지막의 EBR 공정만으로도 소정의 성과를 거둘 수 있다.
본 발명의 실제 실현화에 있어서, 예를 들어 유리 기판, 실리콘 웨이퍼등의 기판상에 박막 트랜지스터, 커패시터, 저항 등의 단위 소자를 제작하는 공정에 적용하는 경우, 절연막, 도전막 등의 패턴된 각종 막 상에 포토레지스트를 도포, 노광 및 현상하고 난 다음, 에지 부위의 잔류하는 단층 또는 적층의 포토레지스트를 상술한 세정 용액을 이용하여 세정 공정을 수행할 수 있음은 자명하다.
본 발명의 또다른 실시예에 있어서는, 상술한 포토레지스트는 BM 을 형성하는 물질로 이루어질 수 있다. 통상적으로 형성된 반도체 구조물의 최상위층의 필요한 부위에 BM 을 남기기 위한 제조공정으로서, 먼저 반도체 구조물의 최상위층에 BM 을 형성할 수 있는 물질 (예를 들어, 유기물질) 로 된 포토레지스트를 도포한다. 그 후, 상술한 실시예 1 내지 62 에서 사용한 세정용액을 이용하여 침지 또는 스프레이 방식에 의해 에지 부위에 불균일하게 도포된 비드를 제거한다. 그런 다음, 포토마스크를 이용하여 포토레지스트에 광을 부분적으로 조사하고, 통상적인 현상용액으로 선택영역에 포토레지스트가 잔류하게 한다. 이후의 공정은 필요에따른 통상적인 반도체 공정을 진행하게 된다.
이와 같이 BM 으로 사용되는 포토레지스트를 이용한 EBR 공정의 수행후의 결과를 도 5 에 도시하고 있다. 도 5 에 나타낸 바와 같이, 상술한 세정용액에 의해에지 부위에 불균일하게 잔류하는 BM 을 깨끗하게 세정하였다. 이러한 결과는 도 2 의 결과와 거의 유사하며, BM 으로 이용되는 포토레지스트 (도 5 의 도면상에서, BM 은 광차단막으로 이용되기 때문에, 가시광에 불투과성이다) 에도 상술한 실시예 1 내지 62 의 세정용액으로 BER 공정을 수행할 수 있음을 나타낸다.
또한, 다른 방식으로는, 반도체 구조물의 최상위층에 BM 을 형성할 수 있는 물질로 된 포토레지스트를 도포하고, 마스크를 이용하여 포토레지스트에 광을 부분적으로 조사하고, 통상적인 현상용액으로 선택영역에 포토레지스트가 잔류하게 한 다음, 에지 부위에 불균일하게 잔류하는 비드를 제거하기 위해 상술한 실시예 1 내지 62 에서 사용한 세정용액을 이용하여 세정 공정을 수행한다.
이와 같이 BM 으로 이용되는 포토레지스트는 통상 광차단막으로 이용가능한 불투과성 물질로 제조되고, 특히 TFT LCD 의 제조공정에서 이용되며 통상적인 포토레지스트의 경우처럼 스핀코터에 의해서 도포된다.
또한, 본 발명에 따른 세정 용액을 이용하여 세정 공정을 수행하면, 상술한 바와 같이 후속 공정인 탈이온수 처리에 의해서도 금속층의 입자간에 피팅 현상이 발생하지 않으므로, 종래에 유기 세정 용액의 공정 진행 후, 일반적으로 실시하는 이소프로필알콜의 세정 단계를 생략할 수 있게 되고, 이는 공정 단순화를 가능하게 하는 이점이 있다.
상기에서 본 발명의 특정한 실시예들이 설명 및 도시되었지만 본 발명이 당업자에 의해 다양하게 변형되어 실시될 가능성이 있는 것은 자명한 일이다.
따라서, 본 발명의 청구 범위의 사상이나 범위를 일탈하지 않는 범위 내에서 다양한 변형 실시예들과 균등물 등이 가능하므로, 이와 같은 것들은 본 발명의 청구 범위 안에 속한다고 해야 할 것이다.
이상에서 설명한 바와 같이, 본 발명에 따른 EBR 세정 용액을 이용하여 기판을 손상시키지 않고 에지 부위의 포토레지스트를 효과적으로 제거할 수 있으므로, 원가 절감은 물론 후속 공정으로 제조되는 반도체 소자 또는 액정 표시 장치 등의 신뢰성, 성능 및 수율 향상에 기여할 수 있는 효과가 있다.
또한, 약알칼리성을 띠고, 환경 친화적이며, 가격이 저렴한 EBR 세정 용액을 제공할 수 있다.

Claims (11)

  1. 전체 조성물 총중량에 대하여 0.1 내지 10 중량% 의 알코올류;
    전체 조성물 총중량에 대하여 0.01 내지 10 중량% 의 아민류;
    전체 조성물 총중량에 대하여 0.01 내지 10 중량% 의 계면활성제; 및
    전체 조성물 총중량이 100 중량% 가 되도록 탈이온수를 포함하는 것을 특징으로 하는 EBR 용 세정용액.
  2. 제 1 항에 있어서, 상기 알코올류는 메탄올, 에탄올, n-프로판올, 이소프로판올, n-부탄올, 이소부탄올, 2차-부탄올, 시클로헥산올, 1-옥탄올, 2-옥탄올, 2-에틸헥산올, 3-클로로프로판올, 푸르푸릴알코올, 1-펜탄올, 디아세톤 알코올, 1-데칸올, 올레일 알코올로 구성된 그룹으로부터 1 개 이상의 알코올이 선택되는 것을 특징으로 하는 EBR 용 세정용액.
  3. 제 1 항에 있어서, 상기 아민류는 메틸에틸아민, 메틸아민, 디메틸아민, 트리메틸아민, 아닐린, 톨루이딘, 메틸아닐린, 히드록실아민, 에탄올아민, 디에탄올아민, 트리에탄올아민, 에틸아민, 디에틸아민, 트리에틸아민으로 구성된 그룹으로부터 선택되는 것을 특징으로 하는 EBR 용 세정용액.
  4. 제 1 항 내지 제 3 항 중 한 항에 있어서, 상기 계면활성제는 폴리옥시에틸렌 유도체류 유상액인 것을 특징으로 하는 EBR 용 세정용액.
  5. 제 1 항 내지 제 3 항 중 한 항에 있어서, 상기 EBR 용 세정 용액은 10 내지 14 의 pH 를 유지하는 것을 특징으로 하는 EBR 용 세정용액.
  6. a) 기판 상의 최상위층 표면에 포토레지스트를 도포하는 단계;
    b) 제 1 항의 세정용액을 이용하여 상기 포토레지스트의 에지 비드를 제거하는 단계; 및
    c) 상기 포토레지스트 상에 노광하고 현상하여, 선택적으로 상기 포토레지스트를 남기는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 EBR 방법.
  7. a) 기판 상의 최상위층 표면에 포토레지스터를 도포하는 단계;
    b) 상기 포토레지스트 상에 노광하고 현상하여, 선택적으로 상기 포토레지스트를 남기는 단계; 및
    c) 제 1 항의 세정 용액을 이용하여 상기 포토레지스트의 에지 비드를 제거하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 EBR 방법.
  8. 제 6 항 또는 제 7 항에 있어서, 상기 기판은 LCD 용 유리 기판 또는 실리콘 웨이퍼인 것을 특징으로 하는 EBR 방법.
  9. 제 6 항 또는 제 7 항에 있어서, 상기 포토레지스트는 블랙매트릭스를 형성하는 물질인 것을 특징으로 하는 EBR 방법.
  10. 제 9 항에 있어서, 상기 블랙매트릭스는 음극형 또는 양극형 포토레지스트 인 것을 특징으로 하는 EBR 방법.
  11. 제 6 항 또는 제 7 항에 있어서, 상기 포토레지스트는 칼라 포토레지스트이고, 상기 최상위층은 크롬 및/또는 산화크롬인 것을 특징으로 하는 EBR 방법.
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