KR100483371B1 - 포토레지스트용 수계 현상액 - Google Patents

포토레지스트용 수계 현상액 Download PDF

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Abstract

본 발명은 네가티브형 포토레지스트, 칼라필터 포토레지스트 등의 제조에 사용되는 수계 현상액에 관한 것으로서, 무기 알칼리성 화합물 또는 유기 알칼리성 화합물 0.1 ~ 10중량부; 방향족 알코올에 알킬렌 옥사이드가 부가된 비이온성 계면활성제 1 ~ 25중량부; 및 탄화수소 알코올에 알킬렌 옥사이드가 부가된 폴리옥시 알킬렌 에테르기를 갖는 비이온성 계면활성제 0.5 ~ 15중량부를 함유하는 수용액으로 이루어진다. 본 발명에 따른 현상액은 착색 또는 차광을 위한 안료와 광경화성 수지 성분을 신속하고 충분하게 분산 또는 용해시킬 수 있을 뿐만 아니라, 노광량이나 현상조건에 대한 허용 범위가 넓고 경시 안정성이 우수하여 양호한 현상성과 패턴의 재현성을 나타낸다. 또한, 발포율이 낮고 소포성이 우수하여 발포에 의한 현상시의 문제점을 제거할 수 있다.

Description

포토레지스트용 수계 현상액{Developing aqueous solution for Photoresist}
본 발명은 네가티브형 포토레지스트, 칼라필터 포토레지스트 등의 제조에 사용되는 현상액에 관한 것으로서, 상세하게는 착색 또는 차광을 위한 안료와 광경화성 수지 성분을 신속하게 분산 또는 용해시킬 수 있을 뿐만 아니라, 양호한 현상성과 패턴의 재현성을 나타내며, 발포에 의한 현상시의 문제점을 제거할 수 있는 수계 현상액에 관한 것이다.
일반적으로 칼라 액정 디스플레이는 블랙 메트릭스 수지와 적색, 녹색, 청색의 픽셀을 형성한 칼라필터를 유리 등의 투명 기판 상에 형성하고, 그 위에 ITO와 같은 투명 도전막을 스퍼터링 법에 의해 전극으로 형성한 다음, 이 위에 배향막을 다시 형성하고 액정을 주입하는 방법으로 제조된다. 칼라 액정 디스플레이에 사용되는 칼라필터를 형성하는 방법은 다양하나, 유기안료 및 무기안료를 분산시킨 감광성 조성물을 투명 기판상에 도포한 후, 광조사 및 현상 처리하는 안료 분산법이 주로 사용되고 있다.
칼라필터 형성을 위한 현상처리시 일반적으로 알칼리성 현상액이 사용되고 있는데, 이러한 현상액은 현상 공정에 있어서 감광성 조성물에 포함된 착색 또는 차광을 위한 유기안료 및 무기안료와 광경화성 수지 성분을 신속하게 분산 또는 용해시킬 수 있어야 한다. 또한, 현상처리의 반복이나 공기중의 탄산가스의 흡수에 의하여 경시적인 현상 성능의 변화가 발생하지 않아야 한다. 통상적으로 사용되는 알칼리성 현상액으로는 테트라메틸 암모늄 수산화물 수용액이 폭넓게 사용되고 있으나, 이 현상액으로는 불필요한 도막을 충분히 제거시킬 수 없고 얻어지는 픽셀에 스컴이 생길 뿐만 아니라, 우수한 패턴 에지를 갖는 픽셀을 형성하기 어렵다.
따라서, 이와 같은 문제점을 개선하기 위한 노력이 계속되어 왔다. 일본국 공개특허공보 평7-120935호에는 알칼리성 화합물 및 비이온성 계면활성제를 함유한 수용액으로서 pH가 9~13이고 비이온성 계면활성제의 함유량이 0.01~1.0 중량%인 알칼리성 현상액을 개시하고 있다. 또한, 일본국 공개특허공보 평9-171261호에는 비이온성 계면활성제, 강염기성 물질 및 약염기성 물질을 조합하여 제조한 완충성 수용액으로 이루어진 현상액을 개시하고 있다. 그러나, 상기 문헌에 개시된 알칼리성 현상액도 현상 성능의 경시적인 안정성이 충분하지 않다. 특히, 평 9-171261호에 개시된 현상액 사용시 착색층 또는 차광층의 바닥부에 언더 컷트가 생기기 쉬울 뿐만 아니라, 픽셀의 누락이나 막이 벗겨지는 문제점이 있다.
또한, 일본국 공개특허공보 평6-109916호에는 탄산나트륨과 술폰산 나트륨 염기를 갖는 음이온성 계면활성제를 주성분으로 함유하는 현상액을 개시하고 있다. 그러나, 이 현상액으로 현상시 발포율이 높아지므로 이를 억제하기 위해서 소포제를 첨가할 필요가 있는데, 첨가되는 소포제는 현상성의 저하를 일으킬 뿐만 아니라, 현상처리 공정상 많은 문제점을 발생시킨다.
따라서, 본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는 상기 문제점을 해결하여, 착색 또는 차광을 위한 안료와 광경화성 수지 성분을 신속하게 분산 또는 용해시킬 수 있을 뿐만 아니라 노광량이나 현상조건에 대한 허용 범위가 넓고 경시 안정성이 우수하여 양호한 현상성과 패턴의 재현성을 나타낼 수 있으며, 발포율이 낮고 소포성이 우수하여 발포에 의한 현상시의 문제점을 제거할 수 있는 포토레지스트용 수계 현상액을 제공하는데 있다.
상기 기술적 과제를 달성하기 위하여 본 발명은 무기 알칼리성 화합물, 유기 알칼리성 화합물 및 이들의 혼합물로 이루어진 군으로부터 선택된 어느 하나의 알칼리성 화합물 0.1~10중량부; 하기 화학식 1로 표시되는 비이온성 계면활성제 1~ 25중량부; 및 하기 화학식 2로 표시되는 비이온성 계면활성제 0.5~15중량부를 함유하는 수용액으로 이루어진 것을 특징으로 하는 포토레지스트용 수계 현상액을 제공한다.
상기 화학식 1에서, R은 수소원자, 탄소수가 1 내지 9인 알킬기, 탄소수가 2 내지 5인 알케닐기, 페닐기 및 스티렌기로 이루어진 군으로부터 선택된 어느 하나이고, m은 치환기 수로서 1 내지 3인 정수이고, AO는 옥시에틸렌기, 옥시프로필렌기 및 폴리옥시에틸렌·폴리옥시프로필렌 블록 공중합체로 이루어진 군으로부터 선택된 어느 하나이고, n은 0 내지 4인 정수이고, o는 1 내지 20인 정수임.
상기 화학식 2에서, R1, R2는 서로 독립적으로 수소원자, 탄소수가 4 내지 18인 알킬기 및 탄소수가 4 내지 18인 알케닐기로 이루어진 군으로부터 선택된 어느 하나이고, AO는 옥시에틸렌기, 옥시프로필렌기 및 폴리옥시에틸렌·폴리옥시프로필렌 블록 공중합체로 이루어진 군으로부터 선택된 어느 하나이고, p는 1 내지 20인 정수임.
이하, 본 발명을 더욱 상세히 설명한다.
본 발명의 현상액은 무기 알칼리성 화합물, 유기 알칼리성 화합물 또는 이들의 혼합물을 0.1~10중량부 함유한다. 이러한 알칼리성 화합물들은 현상액의 현상성을 향상시키며 현상시간도 단축시키는데, 그 함량이 0.1중량부 미만이면 현상성 향상에 한계가 있으며, 10중량부를 초과하면 현상시 픽셀의 누락이나 막 벗겨짐이 발생할 수 있다. 상기 알칼리성 화합물의 바람직한 함량은 1~10중량%이며, 더욱 바람직하게는 1~8중량%이다.
무기 알칼리성 화합물로는 탄산나트륨, 탄산칼륨, 규산나트륨, 규산칼륨, 수산화나트륨, 수산화칼륨 등이 사용될 수 있다. 무기 알칼리성 화합물 중 탄산칼륨과 탄산나트륨을 사용하는 것이 바람직한데, 이들 화합물들은 장시간 사용시에도 공기 중에 포함되어 있는 탄산가스에 의한 영향을 적게 받으므로 현상액이 열화될 우려가 거의 없고, 경시 안정성 또한 우수하다는 장점이 있기 때문이다. 특히, 탄산칼륨은 칼라필터를 장착한 액정 표시장치의 전자구동 회로에 지장을 초래하는 나트륨을 함유하지 않기 때문에 부식에 의한 문제를 방지할 수 있으므로 더욱 선호될 수 있다.
또한, 본 발명의 현상액에 함유되는 유기 알칼리성 화합물로는 테트라메틸 암모늄 수산화물, 테트라에틸 암모늄 수산화물, 2-하이드록시에틸트리메틸 암모늄 수산화물 등의 테트라 알킬 암모늄 수산화물류 화합물; 모노메틸아민, 디메틸아민, 트리메틸아민, 에틸아민, 디에틸아민, 트리에틸아민, 이소프로필아민, 디이소프로필아민 등의 알킬아민류 화합물; 에틸알코올아민, 2-디메틸아미노에틸알코올, 2-디에틸아미노에틸알코올, 2-디이소프로필아미노에틸알코올 등의 알카놀 아민류 화합물 등이 사용될 수 있다.
이러한 알칼리성 화합물들은 단독 또는 2종 이상을 혼합하여 사용될 수 있다.
본 발명의 현상액은 방향족 알코올에 알킬렌 옥사이드가 부가된 구조인 하기 화학식 1로 표시되는 비이온성 계면활성제를 1~25중량부 함유한다.
<화학식 1>
상기 화학식 1에서, R은 수소원자, 탄소수가 1 내지 9인 알킬기, 탄소수가 2 내지 5인 알케닐기, 페닐기 및 스티렌기로 이루어진 군으로부터 선택된 어느 하나이고, m은 치환기 수로서 1 내지 3인 정수이고, AO는 옥시에틸렌기, 옥시프로필렌기 및 폴리옥시에틸렌·폴리옥시프로필렌 블록 공중합체로 이루어진 군으로부터 선택된 어느 하나이고, n은 0 내지 4인 정수이고, o는 1 내지 20인 정수임.
화학식 1에서, 탄소수가 1∼9인 알킬기로는 메틸기, 에틸기, 이소프로필기, 부틸기, 이소부틸기, 아밀기, 노닐기 등을 들 수 있다. 또한, 탄소수 2∼5의 알케닐기로는 비닐기, 1-프로페닐기, 아릴기, 1-부테닐기, 2-펜테닐기 등을 예시할 수 있다. 알킬기 및 알케닐기의 탄소수는 물에 대한 용해도 및 현상성을 고려할 때 탄소수가 5이하가 바람직하고, 더욱 바람직하게는 3이하이다. 또한, n이 4를 초과하면 수용성이 저하하여 린스성의 감소하므로 4이하로 유지한다. 또한, AO는 옥시에틸렌기, 옥시프로필렌기 또는 폴리옥시에틸렌·폴리옥시프로필렌 블록 공중합체로서, o가 1 내지 20 사이라면 AO는 동일하거나 서로 달라도 좋다.
본 발명의 현상액에 있어서, 화학식 1의 방향족 알코올에 알킬렌 옥사이드가 부가된 비이온성 계면활성제는 현상시 비노광부의 도막에 대한 침투 효과가 뛰어나고 용해 선택성이 우수하여 보다 짧은 시간에 현상될 수 있도록 한다.
화학식 1로 표시되는 비이온성 계면활성제 화합물로는 페놀, 메틸페놀, 에틸페놀, 이소프로필페놀, 비닐페놀, 스티렌이 부가된 페놀류 등의 페놀계 알코올, 벤질알코올, 메틸벤질알코올, 에틸벤질알코올, 이소프로필벤질알코올 등의 벤질계 알코올 등과 같은 각종 방향족 알코올에, 에틸렌옥사이드 또는 프로필렌옥사이드가 부가된 화합물을 들 수 있는데, 더욱 구체적으로는 폴리옥시에틸렌 옥틸페닐 에테르, 폴리옥시에틸렌 노닐페닐에테르, 폴리옥시에틸렌 글리콜 스틸렌화 페닐 에테르 등을 들 수 있다. 이러한 비이온성 계면활성제는 단독 또는 2종류 이상을 혼합하여 사용할 수 있다.
화학식 1로 표시되는 비이온성 계면활성제의 함량은 1~25중량부인데, 바람직하게는 3~25중량부이고, 더욱 바람직하게는 3~20중량부이다. 함량이 1중량부 미만이면 감광성 조성물로부터 형성된 도막의 현상 공정에 있어서 비노광부의 감광성 조성물을 알칼리성 현상액에 신속하게 분산 또는 용해시키는 것이 어렵고, 스컴이나 현상 잔여물 등이 재부착하는 문제점이 있다. 또한, 그 함량이 25중량%를 초과하면, 감광성 수지 전체가 기판에서 박리되어 선택적인 패턴 형성이 어려워지고, 현상액의 거품 발생 정도가 심해져서 현상 작업성이 저하되는 문제가 있다.
본 발명의 현상액은 탄화수소 알코올에 알킬렌 옥사이드가 부가된 구조를 갖는 하기 화학식 2로 표시되는 비이온성 계면활성제를 0.5~15중량부 함유한다.
<화학식 2>
상기 화학식 2에서, R1, R2는 서로 독립적으로 수소원자, 탄소수가 4 내지 18인 알킬기 및 탄소수가 4 내지 18인 알케닐기로 이루어진 군으로부터 선택된 어느 하나이고, AO는 옥시에틸렌기, 옥시프로필렌기 및 폴리옥시에틸렌·폴리옥시프로필렌 블록 공중합체로 이루어진 군으로부터 선택된 어느 하나이고, p는 1 내지 20인 정수임.
화학식 2에서, R1, R2는 서로 동일하거나 다를 수 있다. 탄소수가 4 내지 18인 알킬기의 대표적인 예로는 옥틸기, 2-에틸헥실기, 데실기, 라우릴기, 세틸기, 스테아릴기, 이소데실기, 트리데실기, 이소트리데실기 등을 들 수 있는데, 특히 물에 대한 용해도 및 현상성을 고려할 때 옥틸기, 데실기, 라우릴기 및 트리데실기를 사용하는 것이 바람직하다. 또한, 탄소수가 4 내지 18인 알케닐기의 대표적인 예로는 노닐기를 들 수 있다. AO는 옥시에틸렌기, 옥시프로필렌기 또는 폴리옥시에틸렌·폴리옥시프로필렌 블록 공중합체로서, p가 1 내지 20 사이라면 AO는 동일하거나 서로 달라도 좋다. 특히, p는 현상액의 린스성과 점도, 발포성을 고려할 때 4 내지 12의 정수인 것이 바람직하다.
화학식 2로 표현되는 비이온성 계면활성제로는 옥틸알코올, 2-에틸헥실알코올, 데실알코올, 라우릴알코올, 탄소수가 11∼15인 운데실알코올, 도데실알코올, 세틸알코올, 스테아릴알코올 등과 같이 1가 또는 2가의 수산기를 갖는 탄화수소 알코올에, 직쇄 또는 분지쇄의 알킬기 또는 알케닐기를 갖는 에틸렌산화물 또는 프로필렌산화물의 부가물과 이러한 화합물의 메틸에테르, 아실에테르 등을 들 수 있다. 이들은 단독 또는 2종 이상을 혼합하여 사용할 수 있다.
본 발명의 현상액에 있어서, 화학식 2로 표시되는 비이온성 계면활성제의 함량은 현상액 총중량을 기준으로 0.5~15중량부인데, 바람직하게는 1~10중량부이고, 더욱 바람직하게는 1~8중량부이다. 함량이 0.5중량부 미만이면 본 발명에 따른 효과가 미미하고, 15중량%를 초과하면 현상액의 발포 정도가 심해져서 패턴을 형성하기가 어렵고, 계면활성제 자체가 기판에서 잔여물로 남아 표면 얼룩이 생기는 원인이 된다.
전술한 바와 같은 성분을 함유하는 수용액으로 이루어진 본 발명에 따른 현상액이 적용되는 현상 방법은 특별히 한정되지 않으며, 침지 현상법, 요동 현상법, 샤워·스프레이 현상법, 패들 현상법 등의 방법에 적용될 수 있다. 본 발명의 현상액은 네가티브 포토레지스트, 유기안료 및 무기안료 등의 미립자가 분산된 감광성 조성물을 이용하여 형성된 도막의 현상할 때 매우 유용한 것으로서, 현상 성능에 대한 경시적 안정성이 우수할 뿐만 아니라, 블랙 매트릭스 수지와 같이 조사된 빛에 대한 투과율이 낮은 감광성 조성물을 이용하여 형성된 칼라필터 포토레지스트의 경우에도 불필요한 미립자와 수지 성분을 충분히 분산, 용해시킬 수 있다. 또한, 현상 잔여물이 생기지 않으며 기판 위에 유기안료, 무기안료나 수지가 재부착되지 않을 뿐만 아니라, 픽셀이 누락되거나 막이 벗겨지는 등의 문제가 없는 기판과의 밀착이 매우 우수한 픽셀을 형성할 수 있다. 그 외에도, 발포율이 낮고 소포성이 우수하여 발포에 의한 현상시의 문제점을 제거할 수 있다.
이하, 본 발명을 구체적으로 설명하기 위해 실시예 및 비교예를 들어 상세하게 설명하기로 한다. 그러나, 본 발명에 따른 실시예들은 여러 가지 다른 형태로 변형될 수 있으며, 본 발명의 범위가 아래에서 상술하는 실시예들에 한정되는 것으로 해석되어져서는 안된다. 본 발명의 실시예들은 당업계에서 평균적인 지식을 가진 자에게 본 발명을 보다 완전하게 설명하기 위해서 제공되어지는 것이다.
실시예 1 내지 16
교반기가 설치되어 있는 혼합조에 하기 표 1 및 표 2에 기재된 성분과 함량에 따라 탄산칼륨, 화학식 1의 폴리에틸렌글리콜 스티렌 페닐에테르, 화학식 2의 라우릴알콕시 화합물을 순차적으로 첨가하고, 여기에 총 중량이 100중량%가 되도록 초순수를 가한 후, 상온에서 0.5∼1시간 동안 200∼600rpm의 속도로 교반하여 현상액 원액을 제조하였다. 이어서, 제조한 현상액 원액을 초순수로 100배 희석하여 본 발명에 따른 현상액을 제조하였다.
비교예 1 내지 8
하기 표 3과 같이 조성성분 및 함량을 변화시킨 것을 제외하고는 실시예와 동일한 방법으로 현상액을 제조하였다.
이상과 같이 제조한 각각의 실시예 및 비교예에 따른 현상액의 pH, 보존성, 발포성, 소포성, 해상도, 현상성을 하기 기준에 따라 평가하여 표 1, 표 2, 표 3에 나타냈다.
<pH 측정>
현상액의 온도를 25℃로 유지하고 WTW제 pH미터를 이용하여 측정하였다.
<보존성 평가>
현상액 원액을 상온(20℃/1개월)과 고온(40℃/7일)에서 각각 보존한 후, 현상액 원액의 외관 성상을 육안으로 평가하여 백탁 현상이나 상이 분리되는 현상이 나타나는 경우를 '미흡'으로, 그렇지 않은 경우를 '우수'라고 평가하였다.
<발포성 및 소포성 평가>
상기 보존성 평가에서 '양호' 평가를 받은 현상액에 대하여 발포성 및 소포성을 평가하였다. 용량 10mL의 유리관에 1mL의 현상액을 넣고 소정의 압력으로 1분간 질소기체를 버블링(bubbling)시킨 후, 발생한 거품의 높이를 측정하여 아래와 같이 3단계로 발포성을 평가하였다.
◎ : 0 ~ 5mm
ｏ : 0 ~ 10mm
×: 11mm 이상
또한, 현상액의 소포성은 발생한 거품을 10분간 방치한 후 거품의 높이를 상기 발포성 평가기준에 따라 평가하였다.
<해상도 및 현상성>
상기 보존성 평가에서 '양호' 평가를 받은 현상액과 '미흡' 평가를 받은 일부 현상액에 대하여 해상도 및 현상성을 평가하였다. 유리기판 위에 칼라필터 포토레지스트를 도막의 두께가 1.0㎛가 되도록 스핀코팅한 후, 120℃에서 2분간 pre-bake을 하였다. 이어서, 칼라필터 포토레지스트 도막이 형성된 기판에 대해서 평가용 테스트 패턴 마스크를 이용하여 30mJ/cm2 노광량으로 노광하였다. 이어서, 28℃의 현상액 시료를 이용하여 샤워 현상법에 따라 현상시간을 달리하며 현상하였다. 그런 다음, 초순수로 린스한 후 해상도를 다음과 같이 평가하였다.
A: 10㎛이하의 픽셀을 얻을 수 있는 것.
B: 15 ~ 20㎛의 픽셀을 얻을 수 있는 것.
C: 30 ~ 40㎛의 픽셀을 얻을 수 있는 것.
D: 현상불량.
E: 패턴 벗겨짐.
현상성은 현상시간 40초부터 80초사이에 A의 수가 3개 이상 있는 것을 '우수'로, 그 이하를 '미흡'으로 평가하였다.
실시예 번호 1 2 3 4 5 6 7 8
현상액원액의조성비(중량%) 알칼리성화합물 탄산 나트륨 1 1 1 1 1 1 1 1
탄산칼륨 4 4 4 4 4 4 4 4
비이온성계면활성제 화학식 1-폴리에틸렌글리콜스티렌페닐에테르(EO)12 5 5 5 5 10 10 10 10
화학식 2-폴리에틸렌글리콜라우릴 에테르(EO)7 1 5 10 15 1 5 10 15
초순수 to 100중량%
물성 pH(100배 희석액) 11.5 11.5 11.5 11.5 11.5 11.5 11.5 11.5
보존성 상온 우수 우수 우수 우수 우수 우수 우수 우수
고온 우수 우수 우수 우수 우수 우수 우수 우수
발포성 ◎ ◎ ◎ ○ ◎ ◎ ◎ ○
소포성 ◎ ◎ ◎ ◎ ◎ ◎ ◎ ◎
실시예 번호 1 2 3 4 5 6 7 8
해상도(현상시간/초) 10 D D D D D D D D
20 D D D D D D D D
30 D D D D D D B B
40 B B B B A A A A
50 A A A A A A A A
60 A A A A A A A A
70 A A A A A A A A
80 A A A A A A A A
90 B B B B B B A A
100 B B B B B B B B
110 C C C C C C B B
120 E E C C C C C C
현상성 평가 우수 우수 우수 우수 우수 우수 우수 우수
실시예 번호 9 10 11 12 13 14 15 16
현상액원액의조성비(중량%) 알칼리성화합물 탄산 나트륨 1 1 1 1 1 1 1 1
탄산칼륨 4 4 4 4 4 4 4 4
비이온성계면활성제 화학식 1-폴리에틸렌글리콜스티렌페닐에테르(EO)12 15 15 15 15 20 20 20 20
화학식 2-폴리에틸렌글리콜라우릴 에테르(EO)7 1 5 10 15 1 5 10 15
초순수 to 100중량%
물성 pH(100배 희석액) 11.5 11.5 11.5 11.5 11.5 11.5 11.5 11.5
보존성 상온 우수 우수 우수 우수 우수 우수 우수 우수
고온 우수 우수 우수 우수 우수 우수 우수 우수
발포성 ◎ ◎ ◎ ○ ◎ ◎ ◎ ○
소포성 ◎ ◎ ◎ ◎ ◎ ◎ ◎ ◎
실시예 번호 9 10 11 12 13 14 15 16
해상도(현상시간/초) 10 D D D D D D D D
20 D D D D D D D D
30 A B B B D D D D
40 A A A A A A A A
50 A A A A A A A A
60 A A A A A A A A
70 A A A A A A A A
80 A A A A A A B B
90 B B B B B B B B
100 B B B B B B C B
110 C C C C C C C B
120 C C C C C C E E
현상성 평가 우수 우수 우수 우수 우수 우수 우수 우수
비교예 번호 1 2 3 4 5 6 7 8
현상액원액의조성비(중량%) 알칼리성화합물 탄산 나트륨 1 1 1 1 5 5
탄산칼륨 4 4 4 4 5 5
비이온성계면활성제 화학식 1-폴리에틸렌글리콜스티렌페닐에테르(EO)4 0.5 0.5 30 30 0.5 0.5 30 30
화학식 2-폴리에틸렌글리콜라우릴 에테르(EO)4 20 20 20 20 0.1 0.1 0.1 0.1
초순수 to 100중량%
물성 pH(100배 희석액) 11.5 11.5 11.5 11.5 11.5 11.5 12.5 12.5
보존성 상온 미흡 미흡 미흡 미흡 미흡 미흡 미흡 미흡
고온 미흡 미흡 미흡 미흡 미흡 미흡 미흡 미흡
발포성 - - - - - - - -
소포성 - - - - - - - -
비교예 번호 1 2 3 4 5 6 7 8
해상도(현상시간/초) 10 - - D D - - D D
20 - - D D - - B D
30 - - D B - - B D
40 - - D B - - A D
50 - - D A - - B B
60 - - D A - - B B
70 - - D B - - B C
80 - - D B - - C C
90 - - D B - - C C
100 - - D B - - E C
110 - - D C - - E E
120 - - D C - - E E
현상성 평가 - - 미흡 미흡 - - 미흡 미흡
상기 표 1, 2 및 3을 참조하면, 본 발명의 함량에 따른 성분을 함유하는 현상액(실시예 1~16)은 상온 및 고온에서의 보존성이 우수할 뿐만 아니라, 발포현상도 적음을 알 수 있다. 또한, pH 변화량이 거의 없는 등 전반적으로 현상조건에 대한 허용범위가 넓으며, 현상성이 매우 우수한 것을 알 수 있다.
한편, 본 발명의 함량에서 벗어난 현상액은 보존성이 불량하여 경시 안정성이 좋지 않을 뿐만 아니라(비교예 1~8), 해상도도 불량하여 현상조건에 대한 허용범위가 좁음(비교예 3, 4, 7 및 8)을 알 수 있다.
이상에서 살펴본 바와 같이, 본 발명의 현상액은 보존성 및 현상 성능에 대한 경시적 안정성이 우수할 뿐만 아니라, 블랙 매트릭스 수지와 같이 조사된 빛에 대한 투과율이 낮은 감광성 조성물을 이용하여 형성된 칼라필터 포토레지스트의 경우에도 불필요한 미립자와 수지 성분을 충분히 분산, 용해시킬 수 있다. 또한, 현상 잔여물이 생기지 않으며 기판 위에 유기안료, 무기안료나 수지가 재부착되지 않을 뿐만 아니라, 픽셀이 누락되거나 막이 벗겨지는 등의 문제가 없는 기판과의 밀착이 매우 우수한 픽셀을 형성할 수 있다. 그 외에도, 발포율이 낮고 소포성이 우수하여 발포에 의한 현상시의 문제점을 제거할 수 있다.

Claims (3)

  1. 무기 알칼리성 화합물, 유기 알칼리성 화합물 및 이들의 혼합물로 이루어진 군으로부터 선택된 어느 하나의 알칼리성 화합물 0.1 ~ 10중량부; 하기 화학식 1로 표시되는 비이온성 계면활성제 1 ~ 25중량부; 및 하기 화학식 2로 표시되는 비이온성 계면활성제 0.5 ~ 15중량부를 함유하는 수용액으로 이루어진 것을 특징으로 하는 포토레지스트용 수계 현상액.
    <화학식 1>
    상기 화학식 1에서, R은 수소원자, 탄소수가 1 내지 9인 알킬기, 탄소수가 2 내지 5인 알케닐기, 페닐기 및 스티렌기로 이루어진 군으로부터 선택된 어느 하나이고, m은 치환기 수로서 1 내지 3인 정수이고, AO는 옥시에틸렌기, 옥시프로필렌기 및 폴리옥시에틸렌·폴리옥시프로필렌 블록 공중합체로 이루어진 군으로부터 선택된 어느 하나이고, n은 0 내지 4인 정수이고, o는 1 내지 20인 정수임.
    <화학식 2>
    상기 화학식 2에서, R1, R2는 서로 독립적으로 수소원자, 탄소수가 4 내지 18인 알킬기 및 탄소수가 4 내지 18인 알케닐기로 이루어진 군으로부터 선택된 어느 하나이고, AO는 옥시에틸렌기, 옥시프로필렌기 및 폴리옥시에틸렌·폴리옥시프로필렌 블록 공중합체로 이루어진 군으로부터 선택된 어느 하나이고, p는 1 내지 20인 정수임.
  2. 제1항에 있어서, 무기 알칼리성 화합물은 탄산나트륨, 탄산칼륨, 규산나트륨, 규산칼륨, 수산화나트륨 및 수산화칼륨으로 이루어진 군으로부터 선택된 어느 하나 이상으로 이루어진 것을 특징으로 하는 포토레지스트용 수계 현상액.
  3. 제1항에 있어서, 상기 유기 알칼리성 화합물은 테트라메틸 암모늄 수산화물, 테트라에틸 암모늄 수산화물 및 2-하이드록시에틸트리메틸 암모늄 수산화물로 이루어진 군으로부터 선택된 테트라 알킬 암모늄 수산화물류 화합물; 모노메틸아민, 디메틸아민, 트리메틸아민, 에틸아민, 디에틸아민, 트리에틸아민, 이소프로필아민 및 디이소프로필아민으로 이루어진 군으로부터 선택된 알킬아민류 화합물; 에틸알코올아민, 2-디메틸아미노에틸알코올, 2-디에틸아미노에틸알코올 및 2-디이소프로필아미노에틸알코올로 이루어진 군으로부터 선택된 알카놀 아민류 화합물 중에서 선택된 어느 하나 이상으로 이루어진 것을 특징으로 하는 포토레지스트용 수계 현상액.
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