KR100843984B1

KR100843984B1 - 감광성 수지 조성물을 제거하기 위한 씬너 조성물

Info

Publication number: KR100843984B1
Application number: KR1020020009618A
Authority: KR
Inventors: 이상대; 전우식; 박순희
Original assignee: 주식회사 동진쎄미켐
Priority date: 2002-02-22
Filing date: 2002-02-22
Publication date: 2008-07-07
Also published as: KR20030069688A

Abstract

본 발명은 반도체 소자 및 액정 디스플레이 소자의 제조공정에서 사용되는 감광성 수지 조성물 제거용 씬너(thinner) 조성물에 관한 것으로, 보다 상세하게는 a) 프로필렌글리콜 모노알킬에테르; b) 알킬 에타노에이트; c) 감마 부티로 락톤; 및 d) 알킬페놀의 폴리에틸렌옥사이드 축합물 계면활성제, 직쇄 사슬형 알킬벤젠 술폰산, 또는 이들의 혼합물을 포함하는 씬너 조성물에 관한 것이다.

본 발명에 따른 감광성 수지 조성물 제거용 씬너 조성물은 인체에 대해 유해하지 않으면서 액정 디스플레이 디바이스의 제조에 사용되는 기판, 특히 칼라 대형 글라스 기판의 가장자리와 후면 부위에 사용되어 불필요하게 부착되어진 블랙 레지스트를 단시간에 효율적으로 제거할 수 있고, 또한 얇은 검정막을 없애고, 계면의 단차를 줄여 현상 후 깨끗한 기판을 깨끗이 세정할 수 있어 다양한 공정에 적용 가능하게 하여 경제적인 사용은 물론, 제조공정의 간편화 및 생산수율을 향상시킬 수 있는 효과가 있다.

감광성 수지 제거용 씬너 조성물, 프로필렌글리콜 모노알킬에테르, 알킬페놀의 폴리에틸렌옥사이드 축합물 계면활성제, 직쇄 사슬형 알킬벤젠 술폰산, 안전성

Description

감광성 수지 조성물을 제거하기 위한 씬너 조성물{THINNER COMPOSITION FOR REMOVING PHOTOSENSITIVE RESIN}

본 발명은 액정 디스플레이 디바이스 제조 공정의 레지스트 세정액 조성물에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 액정 디스플레이 디바이스 제조 공정에서 레지스트를 도포한 후 불필요한 레지스트를 효과적으로 세정할 수 있는 세정액 씬너 조성물에 관한 것이다.

TFT LCD회로 또는 반도체 집적회로와 같이 미세한 회로 패턴을 형성하기 위해 리소그라피법에 의해 제조하는 경우, 일반적으로 기판상에 산화막 등의 얇은 막을 형성한 후, 그 표면에 레지스트를 균일하게 도포하고, 이것을 노광 및 현상처리하여 레지스트 패턴을 형성하며, 상기 레지스트 패턴을 마스크(mask)로 하여 하층부의 얇은 막을 선택적 에칭(etching)하여 패턴을 형성시킨 후, 기판 상의 레지스트를 완전히 제거하는 일련의 공정이 진행된다. 이와 같은 리소그라피법에 의해 TFT-LCD 또는 반도체 소자를 제조하는 경우에 있어서, 글라스, 실리콘 웨이퍼 기판에 레지스트를 도포한 후 불필요하게 남아있는 레지스트 및 기판 하부에 형성될 수 있는 불필요한 막을 제거하기 위해 노광 및 현상 공정 이전에 기판을 씬너로 세정 하는 공정이 필요하다.

종래의 씬너 조성물을 보면, 셀로솔브, 셀로솔브 아세테이트, 프로필렌글리콜 에테르, 프로필렌글리콜 에테르 아세테이트 등의 에테르 및 에테르 아세테이트류; 아세톤, 메틸에틸케톤, 메틸이소부틸케톤, 사이클로헥사논 등의 케톤류; 및 메틸 락테이트, 에틸 락테이트, 메틸 아세테이트, 에틸 아세테이트, 부틸 아세테이트 등의 에스테르류를 씬너로 사용하고 있다. 이러한 씬너 조성물에 대한 종래 기술로 일본특허공개 공보 평4-49938호는 프로필렌글리콜 모노메틸에테르 아세테이트(PGMEA; propyleneglycol monomethylether acetate)를 씬너로 사용하는 것이 개시되어 있다. 또한 일본공개 특허공보 평4-42523호에는 알킬 알콕시 프로피오네이트를 씬너로 사용하는 방법 등이 개시되어 있다.

그러나, 상기 종래 방법들은 에틸렌글리콜 모노에틸에테르아세테이트(EGMEA; ethyleneglycol monoethylether acetate), 프로필렌글리콜 모노메틸에테르아세테이트(PGMEA; propyleneglycol monomethylether acetate) 및 에틸 락테이트(EL; ethyl lactate) 등의 단일 용제를 사용하는 것이었으나, 다음과 같은 한계를 가지고 있어 사용에 문제가 있다.

즉, 에틸렌글리콜 모노에틸에테르아세테이트의 경우 용해속도는 우수하나 휘발성과 인화성이 높고 특히 백혈구 감소증 및 태아유산 유발 등의 생식 독성을 나타내는 문제점이 있다. 상기 프로필렌글리콜 모노메틸에테르 아세테이트는 제조 공정상 베타(β) 형태의 물질을 함유하며, 이 역시 기형아 유발 및 모태독성을 나타내는 문제점을 가지고 있다. 또한, 에틸 락테이트는 점도가 높고 용해속도가 낮 기 때문에 단독으로는 충분한 세정 효과를 얻을 수 없으며 아세톤, 메틸 에틸 케톤 등과 같은 용제는 인화점이 낮아 작업안전성이 떨어지는 문제점이 있다.

이를 해결하기 위해 종래의 단일 용제들을 혼합하여 사용하는 방법 등이 연구 개발되었으며 이러한 방법은 다음과 같다.

일본공개특허공보 평4-130715호는 피루핀산 알킬계 용제와 메틸 에틸 케톤으로 이루어진 혼합용제를 씬너로 사용하는 방법이 기술되어 있다. 일본공개특허공보 평7-146562호는 프로필렌글리콜 알킬에테르와 3-알콕시프로피온산 알킬류의 혼합물로 이루어진 씬너 조성물을 사용하고 있다. 일본공개특허공보 평7-128867호는 프로필렌글리콜 알킬에테르와 부틸 아세테이트와 에틸 락테이트의 혼합물, 혹은 부틸 아세테이트와 에틸 락테이트, 프로필렌글리콜 알킬에테르 아세테이트의 혼합물로 이루어진 씬너조성물을 사용하는 방법을 기술하고 있다. 일본공개특허공보 평7-160008호는 프로필렌글리콜 알킬에테르 프로피오네이트와 메틸 에틸 케톤의 혼합물, 혹은 프로필렌글리콜 알킬에테르 프로피오네이트와 초산 부틸의 혼합물로 이루어진 씬너 조성물을 사용한다. 미국특허 제4,983,490호는 프로필렌글리콜 알킬에테르 아세테이트와 프로필렌 글리콜 알킬에테르로 이루어진 혼합 용제를 씬너 조성물로 사용하였으며, 미국특허 제4,886,728호에서는 에틸 락테이트와 메틸 에틸 케톤으로 이루어진 혼합물을 씬너 조성물로 사용하였다.

그러나, 상기에서 서술한 혼합 용제들도 역시 점차 고집적화, 대구경화 되고 있는 반도체 소자와 액정 디스플레이 소자류의 제조에 적용에는 많은 어려움이 있었다.

예를 들면, 피루핀산 알킬계 용제와 메틸 에틸 케톤으로 이루어진 혼합 용제의 경우, 감광막의 중요 성분중 하나인 감광제중 에스테르화율이 높은 1,2-나프토퀴논디아지드계 감광제에 대한 용해성이 떨어지며, 프로필렌글리콜 알킬에테르 프로피오네이트와 초산 부틸의 혼합 용제 등 휘발성이 높은 용제를 후면 세정에 적용할 경우 기판이 냉각되면서 감광막 두께편차가 심해지는 현상이 발생한다. 또한, 에틸 락테이트와 메틸 에틸 케톤의 혼합 용제와 같이 휘발성이 낮은 용제를 사용할 경우 기판 가장자리 부위의 세정 성능이 떨어진다. 특히 메틸 피루베이트, 에틸 피루베이트 등의 용제는 장기간 사용시 감광막 회전도포기에 부착된 감광 폐액 저장조 내의 금속 부위를 부식시키는 것으로 알려져 있다.

또한 이러한 혼합액을 액정 디스플레이 디바이스 제조 공정에서 사용되는 칼라 대형 글라스 기판에 적용할 경우 블랙에 있어서, 불필요해서 제거되는 레지스트가 다 제거되지 못하고 얇은 검정막을 남기는 문제점이 있다. 또한 남아있는 레지스트와 불필요해서 제거되는 레지스트의 계면이 현상 후 띠를 형성하는 문제점도 있다. 즉, 남아있는 레지스트와 불필요해서 제거되는 레지스트의 계면이 실제 레지스트의 두께보다 두꺼워져서 쉽게 제거되지 못하는 것이다.

본 발명은 상기와 같은 종래 기술의 문제점을 고려하여, 인체에 대해 무해하면서도 액정 디스플레이 디바이스의 제조에 사용되는 기판, 특히 칼라 대형 글라스 기판의 가장자리와 후면 부위에 사용되어 불필요하게 부착되어진 블랙 레지스트를 단시간에 효율적으로 제거할 수 있는 감광성 수지 조성물 제거용 씬너 조성물을 제 공하는 것을 목적으로 한다.

본 발명의 다른 목적은 얇은 검정막을 없애고, 계면의 단차를 줄여 현상 후 깨끗한 기판을 깨끗이 세정할 수 있는 우수한 세정성을 지닌 감광성 수지 조성물 제거용 씬너 조성물을 제공하는 것이다.

상기 목적을 달성하기 위하여, 본 발명은 반도체 소자 또는 액정 디스플레이 소자의 제조공정에서 불필요한 감광막을 제거하기 위한 세정 제거용 씬너 조성물에 있어서, a) 프로필렌글리콜 모노알킬에테르; b) 알킬 에타노에이트; c) 감마 부티로 락톤; 및 d) 알킬페놀의 폴리에틸렌옥사이드 축합물 계면활성제를 포함하는 씬너 조성물을 제공한다.

바람직하게, 본 발명의 씬너 조성물은 a) 프로필렌글리콜 모노알킬에테르 1∼50 중량부; b) 알킬 에타노에이트 50∼99 중량부; c) 감마 부티로 락톤 1∼10 중량부; 및 d) 알킬페놀의 폴리에틸렌옥사이드 축합물 계면활성제 0.001∼1 중량부를 포함한다.

또한, 본 발명은 반도체 소자 또는 액정 디스플레이 소자의 제조공정에서 불필요한 감광막을 제거하기 위한 세정 제거용 씬너 조성물에 있어서, a) 프로필렌글리콜 모노알킬에테르; b) 알킬 에타노에이트; c) 감마 부티로 락톤; 및 d) 직쇄 사슬형 알킬벤젠 술폰산을 포함하는 씬너 조성물을 제공한다.

바람직하게, 본 발명의 씬너 조성물은 a) 프로필렌글리콜 모노알킬에테르 1∼50 중량부; b) 알킬 에타노에이트 50∼99 중량부; c) 감마 부티로 락톤 1∼10 중 량부; 및 d) 직쇄 사슬형 알킬벤젠술폰산 0.001∼0.1 중량부를 포함한다.

또한, 본 발명은 반도체 소자 또는 액정 디스플레이 소자의 제조공정에서 불필요한 감광막을 제거하기 위한 세정 제거용 씬너 조성물에 있어서, a) 프로필렌글리콜 모노알킬에테르; b) 알킬 에타노에이트; c) 감마 부티로 락톤; d) 알킬페놀의 폴리에틸렌옥사이드 축합물 계면활성제; 및 e) 직쇄 사슬형 알킬벤젠 술폰산을 포함하는 씬너 조성물을 제공한다.

바람직하게, 본 발명의 씬너 조성물은 a) 프로필렌글리콜 모노알킬에테르 1∼50 중량부; b) 알킬 에타노에이트 50∼99 중량부; c) 감마 부티로 락톤 1∼10 중량부; d) 알킬페놀의 폴리에틸렌옥사이드 축합물 계면활성제 0.001∼1 중량부; 및 e) 직쇄 사슬형 알킬벤젠술폰산 0.001∼0.1 중량부를 포함한다.

이하에서 본 발명을 상세하게 설명한다.

본 발명의 레지스트 세정액 씬너 조성물은 인체에 유해한 에틸렌글리콜 모노에틸에테르아세테이트, 메틸에틸케톤, 및 인화성, 저장성에 문제가 있는 메탄올, 이소프로필알콜, 디메틸 설폭사이드(dimethyl sulfoxide) 등과 같은 화합물을 포함하는 종래에 사용되는 세정액을 대신할 수 있기 때문에 인체 유해성 및 저장성 측면에서 매우 안정적이다.

본 발명의 씬너 조성물에 있어서, 용제로 사용되는 a) 프로필렌글리콜 모노알킬에테르, b) 알킬 에타노에이트, 및 c) 알킬 락톤(바람직하게, 감마 부티로 락톤)은 각각 반도체 등급의 극히 순수한 것을 선택하여 사용할 수 있으며, VLSI 등급에서는 0.1 ㎛ 수준으로 여과한 것이 사용되어진다.

상기 a) 프로필렌글리콜 모노알킬에테르는 알킬기의 탄소수가 1 ∼ 5인 것이 사용가능하며, 구체적 예로는 프로필렌글리콜 모노메틸 에테르, 프로필렌글리콜 모노에틸에테르, 프로필렌글리콜 모노프로필에테르, 및 프로필렌글리콜 모노부틸에테르로 이루어진 군으로부터 선택되는 것이 바람직하다. 이중에서, 고분자에 대한 용해도가 탁월한 프로필렌글리콜 모노메틸에테르를 사용하는 것이 더욱 바람직하다.

상기 프로필렌글리콜 모노메틸에테르는 공기중에 노출시 인체에 대한 안전성이 높다고 보고되어 있으며, 물질대사 측면에서도 인체에서 급속히 프로필렌글리콜과 알코올로 분해되어 안전하다. 독성실험에서 마우스에 구강투여로 인한 50 % 치사량을 나타내는 LD₅₀(mouse) = 4.4 g/kg을 나타내며 가수분해에 의하여 빠르게 분해된다. 그 물리적 성질은 끓는점 132.8 ℃, 인화점 (클로즈드 컵방식으로 측정) 32 ℃, 점도(25 ℃에서) 1.86 cps, 표면장력 26.5 dyne/㎠, 및 용해도 파라미터가 10.4 이다.

상기 프로필렌글리콜 모노알킬에테르의 함량은 1 내자 50 중량부로 사용하는 것이 바람직하다.

또한, 본 발명의 씬너 조성물에 있어서, b) 알킬 에타노에이트는 알킬기의 탄소수가 1∼4 인 것이 사용가능하며, 구체적 예를 들면 메틸 에타노에이트, 에틸 에타노에이트, 이소프로필 에타노에이트, 노말프로필 에타노에이트, 및 부틸 에타노에이트로 이루어진 군으로부터 1 종 이상 선택되는 것이 바람직하다. 이중에서 이소프로필 에타노에이트, 노말프로필 에타노에이트, 또는 부틸 에타노에이트와 같은 용제를 사용하는 것이 더욱 바람직하며, 이들은 점도가 비교적 낮으면서 적당한 휘발도를 가지고 있어 사용시 씬너 조성물의 점도를 낮추는 작용을 하여 우수한 용해성능을 발휘한다. 이러한 알킬 에타노에이트의 사용량은 50 ∼ 99 중량부로 사용하는 것이 바람직하다.

이때, 상기 알킬 에타노에이트의 하나인 부틸 에타노에이트의 경우 각종 수지에 대한 용해도가 우수하며 특히 표면장력이 낮고, 휘발성이 탁월하여 씬너 조성물에 소정의 함량만 첨가해도 우수한 계면 특성을 발휘할 수 있다. 상기 부틸 에타노에이트는 독성실험에서 마우스에 구강투여로 인한 50 % 치사량을 나타내는 LD50(mouse) = 7.0 g/kg을 나타내고, 물리적 성질은 끓는점 126.1 ℃, 인화점(클로즈드 컵방식으로 측정) 23 ℃, 점도(25 ℃에서) 0.74 cps, 표면장력이 25 dyne/㎠이다.

또한, 본 발명의 씬너 조성물에 있어서, c) 알킬 락톤을 사용하며, 바람직하게는 감마 부티로 락톤을 사용한다. 상기 감마 부티로 락톤의 함량은 1 내지 10 중량부로 사용한다.

본 발명의 씬너 조성물에 있어서, 비이온성 계면활성제로 d) 알킬페놀의 폴리에틸렌옥사이드 축합물, 직쇄 사슬형 알킬벤젠술폰산, 또는 이들의 혼합물을 사용한다. 본 발명에서는 알킬페놀의 폴리에틸렌옥사이드 축합물 계면활성제를 포함하여 레지스트가 제거된 부분의 검정잔막을 제거하거나, 또는 알킬벤젠술폰산을 포함하여 현상후의 검정띠를 제거하거나, 또는 상기 두 성분을 모두 포함하여 검정잔 막과 검정띠를 모두 깨끗하게 제거할 수 있는 특징이 있다.

즉, 상기 알킬페놀의 폴리에틸렌옥사이드 축합물은 현상 후 검정띠를 없애주는 역할을 한다. 상기 알킬페놀의 폴리에틸렌옥사이드 축합물 계면활성제는 직쇄 또는 측쇄배열의 C₆ ∼ C₁₂의 알킬기를 가지고 있는 알킬페놀과 이 알킬페놀 1 몰당 5 ∼ 25 몰의 에틸렌 옥사이드를 축합시킨 축합생성물이 포함된다. 상술한 화합물들 내의 알킬치환체의 예를 들면 중합시킨 프로필렌, 디이소부틸렌, 옥텐 또는 노넨으로부터 유도된 것일 수 있다. 이런 유형의 화합물의 예로는 노닐페놀 1 몰당 에틸렌 옥사이드 약 9.5 몰을 축합시킨 노닐페놀, 페놀 1 몰당 약 12 몰의 에틸렌 옥사이드를 축합시킨 도데실페놀, 페놀 1 몰당 약 15 몰의 에틸렌 옥사이드를 축합시킨 디이소옥틸페놀이 등이 있다. 이들은 물과 각종 용제에 우수한 용해성을 지니며 씬너가 감광성 수지와 만날 때 계면에서 그 단차를 줄여주는 역할을 하며, 상용화된 제품으로는 동남합성사의 비이온성 모노폴 시리즈 계면활성제를 들 수 있다. 상기 비이온성 계면활성제의 함량은 0.001 내지 1 중량부인 것이 바람직하며, 이때 상기 비이온성 계면활성제의 함량이 0.001 중량부 미만이면 기판의 끝단에서의 씬너의 휘발성과 세정력이 현저히 저하되고, 1 중량부를 초과하게 되면 거품이 심하게 발생하여 사용이 불편하다.

또한, 상기 직쇄 사슬형 알킬벤젠술폰산은 기판 계면과의 접착성을 미끄럽게 하여(특히 black matrix 제거시) 씬너에 의해 레지스트가 제거된 부분의 검정잔막을 깨끗이 없애준다. 상기 직쇄 사슬형 알킬벤젠술폰산은 하기 화학식 1로 표시되 는 화합물을 사용하는 것이 바람직하다.

[화학식 1]

상기 화학식 1에서, R은 탄소수 10 ∼ 14의 직쇄 알킬기이다.

상기 알킬벤젠술폰산의 구체적 예를 들면 데실벤젠술폰산, 도데실벤젠술폰산, 트리데실벤젠술폰산, 쿼데실벤젠술폰산 등이 포함된다. 이중 특히 도데실벤젠술폰산이 가장 효과적이다. 상기 직쇄 사슬형 알킬벤젠술폰산의 함량은 0.001 내지 0.1 중량부로 사용하는 것이 바람직하다.

이와 같이, 본 발명은 상기와 같은 조성과 함량의 씬너 조성물을 인체에 무해하고 저장안정성이 우수하며, 특히 반도체 소자 및 액정 디스플레이 소자 등의 제조공정에 적용시 불필요한 감광막을 효과적으로 제거할 수 있다.

이하의 실시예와 비교예를 통하여 본 발명을 더욱 상세하게 설명한다. 단, 실시예는 본 발명을 예시하기 위한 것이지 이들만으로 한정하는 것이 아니다.

[실시예]

본 실시예에서 사용된 기판 시편은 하기와 같이 준비하였다.

직경이 8 인치인 산화 실리콘 기판을 사용하였다. 이들 기판을 먼저 각각 과산화수소/황산 혼합물을 함유하는 2개의 욕에서 세정(각각의 욕에서 5분 동안 침 잠시킴)한 다음 초순수로 헹구었다. 이 과정은 주문 제작한 세정 설비에서 진행하였다. 이후 이들 기판을 스핀 드라이어(VERTEQ사 제품, 모델 SRD 1800-6)에서 회전 건조시켰다. 이어서 기판의 상부면에 각각의 감광막을 일정 두께로 피복하였다. 감광막을 도포하기 위해 회전 피복기 (고려반도체사제품, 모델 EBR TRACK)를 사용하였다.

상기 회전 피복조작에 있어서 감광막 조성물 10 cc를 정지된 기판의 중앙에 적하하였다. 이후에 회전 피복기를 사용하여 500 rpm에서 3 초간 감광막을 분포시켰다. 이후에 기판을 약 2000 ∼ 4000 rpm 정도의 회전속도로 가속시켜 각 감광막을 소정의 두께로 조정하였다. 이 속도에서 회전 시간은 약 20∼30 초이다.

실시예 1 ∼ 7 및 비교예 1 ∼ 3

상기 표 1과 같은 조성과 함량을 가지는 씬너 조성물을 각각 제조하였다.

구분 (중량부)		PGME¹	PGEE²	n-PE³	BE⁴	GBL⁵	OP-1015⁶	DDBSA⁷
실시예	1	60	-	35	-	5	0.5	0.01
	2	50	-	-	45	5	0.5	0.01
	3	40	-	55	-	5	0.5	0.01
	4	-	30.	-	63	7	0.5	0.01
	5	50	-	-	45	5	0.5	0.01
	6	50	-	45	-	5	0.5	-
	7	30	-	63	-	7	-	0.01
비교예	1	60	-	35	-	5	-	-
	2	50	-	50	-	-	-	-
	3	-	20	-	80	-	-	-
	4	5	-	90	-	5	0.5	0.01

주)

1. PGME: 프로필렌글리콜 모노메틸 에테르(Propyleneglycol monomethyl ether),

2. PGEE: 프로필렌글리콜 모노에틸 에테르(Propyleneglycol monoethyl ether),

3. BE: 부틸 에타노에이트(Butyl ethanoate),

4. i-PE: 이소프로필 에타노에이트(iso-propyl ethanoate),

5. n-PE: 노말프로필 에타노에이트(n-propyl ethanoate),

6. GBL: 감마 부티로 락톤,

7. OP-1015: 옥틸페놀 1몰에 에틸렌 옥사이드 5몰을 축중합시킨 동남합성사의 "모노폴 OP-1015"를 지칭,

8. DDBSA: 도데실 벤젠 술폰산.

감광성 수지 조성물에 대한 씬너 조성물의 불필요 감광막 제거 실험

8 인치 산화 실리콘 기판에 각각의 감광막 조성물을 도포한 후 상기 실시예 1 내지 7의 씬너 조성물과 종래 사용되던 비교예 1 내지 4의 씬너 조성물로 에지 부위의 불필요한 감광막을 제거하는 실험(Edge Bead Removing 실험 : 이하 EBR 실험이라 함)을 진행하였다. EBR 실험 또한 기판에 감광막을 도포할 때 사용한 것과 동일한 회전 피복기를 사용하였다.

하기 표 2에 나타낸 감광성 수지 조성물의 감광막이 피복된 기판에 EBR 노즐을 통해 상기 표 1에 나타낸 각 씬너 조성물을 분사하여 하기 표 3의 조건으로 에지 부분의 구형태의 감광물질을 제거하였다. 각 씬너 조성물들은 압력계가 장치된 가압통에서 공급되며 이때의 가압 압력은 1.0 kgf이고, EBR노즐에서 나오는 씬너 조성물의 유량은 10 ∼ 20 cc/min으로 하였다.

각 감광성 수지 조성물에 대한 EBR 실험 평가는 하기 표 4에 나타내었다.

감광성 수지 조성물 종류 및 막두께

구 분	조성물 종류	조성물 제품명	막두께(㎛)
감광성 수지 조성물	g-line type 포지티브형	DTFR-2000	1.8
	수지 Black Matrix	FFO 사	2
	Red		2
	Green		2
	Blue		2

EBR 실험 조건

구 분	회전속도(rpm)	시간(sec)
분배(dispense) 조건	500	3
스핀 코팅	감광막 두께에 따라 조절
EBR 조건	1000	6
건조 조건 1	1000	3
건조 조건 2	0	0

감광성 수지 조성물에 대한 EBR 실험 평가

구분

실시예

비교예

1

2

3

4

5

6

7

1

2

3

4

g-line 포지티브형 감광성 수지, Red, Green, Blue

EBR 건조 조건 1

◎

△

○

△

EBR 건조 조건 2

○

◎

△

×

EBR 끝단 잔사 유무

◎

△

×

수지 Black Matrix

EBR 건조 조건 1

◎

○

△

EBR 건조 조건 2

○

◎

△

×

EBR 검정막 유무

무

유

무

유

현상 후 검정 띠 유무

무

유

상기 표 4에서, 현상이라 함은 레지스트 코팅, 씬너 공정을 끝내고 소프트 베이크까지 마친 기판을 JSR 현상액 100 희석액을 스핀방식으로 60초간 뿌린 것을 의미한다.

평가기호 '◎'는 EBR후 에지 부위의 모양이 선명한 것을 나타낸 것이며, '○'는 EBR후 에지 부위의 모양이 80% 이상 양호한 직선상태인 것을 나타낸 것이며, 평가기호 '△'는 EBR후 에지 부위의 모양이 씬너의 용해작용을 받아서 일그러진 것을 나타낸 것이며, '×'는 EBR후 에지 부위에 막의 테일링(tailing) 현상이 발생한 것을 나타낸 것이다.

상기 표 4에 나타난 바와 같이, 본 발명에 따른 씬너 조성물들은 모든 감광막에 대하여 우수한 EBR 성능(깨끗한 에지 모양)을 나타내며, 현상 후 칼라 레지스트에서 검정띠가 생기는 것을 깨끗이 제거시켰다. 또한 씬너 액을 맞게 되는 기판에 검정막도 생기지 않았다. 즉, 알킬페놀의 폴리에틸렌옥사이드 축합물 계면활성제와 알킬벤젠술폰산을 모두 포함하는 실시예 1 내지 5의 경우는 검정잔막과 검정띠를 모두 생기지 않았다. 또한, 실시예 6과 같이 알킬페놀의 폴리에틸렌옥사이드 축합물 계면활성제만 포함하여도 레지스트가 제거된 부분의 검정잔막이 생기지 않았으며, 실시예 7과 같이 알킬벤젠술폰산을 포함하는 경우는 현상후의 검정띠가 생기지 않았다. 이로써, 본 발명과 같이 알킬페놀의 폴리에틸렌옥사이드 축합물 계면활성제, 알킬벤젠술폰산, 또는 이들의 혼합물을 포함하는 경우 포토레지스트 제거성능이 우수함을 알 수 있다.

반면, 비교예 4 및 두 첨가제(모노폴 OP-1015, DDBSA)가 들어가지 않은 비교예 1 내지 3에서는 검정막이나 검정띠가 모두 남았다. 이는 추후 공정을 진행하면서 장비 오염 등으로 반도체 소자 및 액정 디스플레이 소자류의 제조 수율을 떨어뜨리는 요인으로 작용한다.

또한, 본 발명에 의한 씬너 조성물들은 EBR rpm 조건을 변화시킬 경우에도 동등하게 우수한 단면 형태를 유지하였다. 이는 본 발명에 의한 씬너 조성물이 특정 조건에서만 효과를 보이는 것이 아니라 다양한 조건에서 동일한 성능을 보이는 것으로, 공정 조건의 변화에 대해 종래의 씬너 조성물 보다 안정하다는 것을 의미한다. 더욱이, 본 발명의 씬너 조성물은 칼라 필터 레지스트 제거시에도 검정막, 검정띠를 깨끗이 제거하여 다양한 공정에 사용 가능함을 보여준다.

이상에서 살펴본 바와 같이, 본 발명에 따른 감광성 수지 조성물 제거용 씬너 조성물은 인체에 대해 유해하지 않으면서 액정 디스플레이 디바이스의 제조에 사용되는 기판, 특히 칼라 대형 글라스 기판의 가장자리와 후면 부위에 사용되어 불필요하게 부착되어진 블랙 레지스트를 단시간에 효율적으로 제거할 수 있고, 또한 얇은 검정막을 없애고, 계면의 단차를 줄여 현상 후 깨끗한 기판을 깨끗이 세정할 수 있어 다양한 공정에 적용 가능하게 하여 경제적인 사용은 물론, 제조공정의 간편화 및 생산수율을 향상시킬 수 있는 효과가 있다.

Claims

반도체 소자 또는 액정 디스플레이 소자의 제조공정에서 불필요한 감광막을 제거하기 위한 세정 제거용 씬너 조성물에 있어서,

a) 프로필렌글리콜 모노알킬에테르;

b) 알킬 에타노에이트;

c) 감마 부티로 락톤; 및

d) 알킬페놀의 폴리에틸렌옥사이드 축합물 계면활성제

를 포함하는 씬너 조성물.
제 1 항에 있어서,

a) 프로필렌글리콜 모노알킬에테르 1∼50 중량부;

b) 알킬 에타노에이트 50∼99 중량부;

c) 감마 부티로 락톤 1∼10 중량부; 및

d) 알킬페놀의 폴리에틸렌옥사이드 축합물 계면활성제 0.001∼1 중량부

를 포함하는 씬너 조성물.
반도체 소자 또는 액정 디스플레이 소자의 제조공정에서 불필요한 감광막을 제거하기 위한 세정 제거용 씬너 조성물에 있어서,

a) 프로필렌글리콜 모노알킬에테르;

b) 알킬 에타노에이트;

c) 감마 부티로 락톤; 및

d) 직쇄 사슬형 알킬벤젠 술폰산

을 포함하는 씬너 조성물.
제 3 항에 있어서,

a) 프로필렌글리콜 모노알킬에테르 1∼50 중량부;

b) 알킬 에타노에이트 50∼99 중량부;

c) 감마 부티로 락톤 1∼10 중량부; 및

d) 직쇄 사슬형 알킬벤젠술폰산 0.001∼0.1 중량부

를 포함하는 씬너 조성물.
반도체 소자 또는 액정 디스플레이 소자의 제조공정에서 불필요한 감광막을 제거하기 위한 세정 제거용 씬너 조성물에 있어서,

a) 프로필렌글리콜 모노알킬에테르;

b) 알킬 에타노에이트;

c) 감마 부티로 락톤;

d) 알킬페놀의 폴리에틸렌옥사이드 축합물 계면활성제; 및

e) 직쇄 사슬형 알킬벤젠 술폰산

을 포함하는 씬너 조성물.
제 5 항에 있어서,

a) 프로필렌글리콜 모노알킬에테르 1∼50 중량부;

b) 알킬 에타노에이트 50∼99 중량부;

c) 감마 부티로 락톤 1∼10 중량부;

d) 알킬페놀의 폴리에틸렌옥사이드 축합물 계면활성제 0.001∼1 중량부; 및

e) 직쇄 사슬형 알킬벤젠술폰산 0.001∼0.1 중량부

를 포함하는 씬너 조성물.
제 1 항 내지 제 6 항 중 어느 한 항에 있어서,

상기 프로필렌글리콜 모노알킬에테르가 프로필렌글리콜 모노메틸에테르, 프로필렌글리콜 모노에틸에테르, 프로필렌글리콜 모노프로필에테르, 및 프로필렌글리콜 모노부틸에테르로 이루어진 군으로부터 선택되는 씬너 조성물.
제 1 항 내지 제 6 항 중 어느 한 항에 있어서,

상기 알킬 에타노에이트가 메틸 에타노에이트, 에틸 에타노에이트, 이소프로필 에타노에이트, 노말프로필 에타노에이트, 및 부틸 에타노에이트로 이루어진 군으로부터 선택되는 씬너 조성물.
제 1 항 또는 제 5 항에 있어서,

상기 알킬페놀의 폴리에틸렌옥사이드 축합물 계면활성제가 직쇄 또는 측쇄배열의 C₆ ∼ C₁₂의 알킬기를 가지고 있는 알킬페놀과 이 알킬페놀 1 몰당 5 ∼ 25 몰의 에틸렌 옥사이드를 축합시킨 축합생성물인 씬너 조성물.
제 3 항 또는 제 5 항에 있어서,

상기 직쇄 사슬형 알킬벤젠술폰산은 하기 화학식 1로 표시되는 화합물인 씬너 조성물.

[화학식 1]

상기 화학식 1에서,

R은 탄소수 10 ∼ 14의 직쇄 알킬기이다.