KR100846085B1 - 액정표시장치 회로용 포토레지스트 조성물 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 액정표시장치 회로, 반도체 집적회로 등의 미세 회로 제조에 사용되는 액정표시장치 회로용 포토레지스트 조성물에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 고분자 수지, 감광성 화합물, 감도증진제 및 유기용매를 포함하는 액정표시장치 회로용 포토레지스트 조성물에 있어서, (a) 분자량 3000 ∼ 9000의 노볼락 수지와 분자량 3500 ∼ 10000의 분급 노볼락 수지의 혼합 고분자 수지; (b) 디아지드계 감광성 화합물; (c) 감도증진제; 및 (d) 유기용매를 포함하는 액정표시장치 회로용 포토레지스트 조성물에 관한 것이다.
본 발명의 액정표시장치 회로용 포토레지스트 조성물은 감광속도, 잔막율, 회로선폭 균일도(CD Uniformity)가 우수하고, 해상도, 현상 콘트라스트, 접착성, 내열성 및 스트리퍼에 대한 용해성이 우수하므로 실제 산업 현장에 용이하게 적용할 수 있어 작업 환경을 양호하게 변화시킬 수 있다.
포토레지스트 조성물, 액정표시장치 회로, 감광성 화합물, 감광속도, 잔막율, 회로선폭 균일도, 현상 콘트라스트, 해상도, 접착성, 내열성

Description

액정표시장치 회로용 포토레지스트 조성물{POSITIVE PHOTORESIST COMPOSITION FOR LIQUID CRYSTAL DEVICE}
[산업상 이용분야]
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.
[종래 기술]
액정표시장치 회로 또는 반도체 집적회로와 같이 미세한 회로 패턴은 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 용 해도 변화에 따라 네거티브형과 포지티브형으로 분류된다.
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.
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.
특히 박막 트랜지스터 액정표시장치(이하 TFT-LCD라 함)의 특징인 기판의 대면적화로 인한 생산라인에서의 긴 노광시간을 줄이기 위해서는 감광속도의 향상이 반드시 요구되어진다. 또한, 감광속도와 잔막률은 반비례 관계로서 감광속도가 빠르면 잔막률은 감소하는 경향을 보인다.
현상 콘트라스트는 현상에 의하여 노출된 부위에서의 필름 손실량과 노출되지 않은 부위에서의 필름 손실량의 비를 뜻한다. 통상적으로 포토레지스트 막이 피복된 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.
포토레지스트 막 해상도는 레지스트 막을 노출시킬 때 사용한 마스크의 공간 간격에 따라 미세한 회로선들이 고도로 예민한 상으로 나타나도록 재생시키는 레지 스트 막 시스템의 능력을 의미한다.
각종 산업적인 용도, 특히 액정표시장치나 반도체 회로의 제조에 있어서, 액정표시장치 회로용 포토레지스트 막은 매우 가는 선과 공간 넓이(10 ㎛ 이하)를 가지는 패턴을 형성할 수 있을 정도의 해상도가 필요하다.
각종 기판과의 접착력이란 액정표시장치 회로용 포토레지스트 조성물에 요구되는 물성 중의 하나로 금속막 또는 절연막을 습식 식각시 기판상에 미세 회로에 있어서 패턴의 유무에 따른 선택성을 증가시키는 역할을 한다.
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.
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. 또한 일본특허 제 189,739호에는 해상도 및 내열성을 증가시키기 위해 노볼락 수지를 분급(Fractionation)처리하는 방법의 사용이 개시되어 있으며 상기의 내용들은 당 분야 종사자들에게는 널리 알려져 있다.
또한, 액정표시장치 회로용 포토레지스트 조성물의 물성 향상 및 작업 안정성을 위하여 다양한 용매가 개발되었는데, 그 예로 에틸렌글리콜모노에틸에테르아세테이트, 프로필렌글리콜모노에틸에테르아세테이트, 에틸락테이트 등이 있다.
그러나, 아직까지 감광속도, 잔막률, 현상 콘트라스트, 해상도, 고분자 수지의 용해성, 기판과의 접착력, 회로선폭 균일도 등과 같은 액정표시장치 회로용 포토레지스트 조성물의 바람직한 특성 중 어느 하나의 특성을 희생시키지 않으면서도, 각각의 산업공정에 적합한 다양한 액정표시장치 회로용 포토레지스트 조성물은 개발되어 있지 않으며, 이에 대한 요구는 계속되고 있다.
본 발명은 상기와 같은 종래 기술의 문제점을 고려하여, 포토레지스트 막의 감광속도, 잔막률, 현상 콘트라스트, 해상도, 회로선폭 균일도(CD uniformity), 및 기판과의 접착력을 향상시킬 수 있는 신규 조성의 액정표시장치 회로용 포토레지스트 조성물을 제공하는 것을 목적으로 한다.
본 발명의 다른 목적은 상기 포토레지스트 조성물을 이용하여 제조되는 반도체 소자를 제공하는 것이다.
[과제를 해결하기 위한 수단]
상기 목적을 달성하기 위하여, 본 발명은 고분자 수지, 감광성 화합물, 감도증진제 및 유기용매를 포함하는 액정표시장치 회로용 포토레지스트 조성물에 있어서, (a) 분자량 3000 ∼ 9000의 노볼락 수지와 분자량 3500 ∼ 10000의 분급 노볼 락 수지의 혼합 고분자 수지; (b) 디아지드계 감광성 화합물; (c) 감도증진제; 및 (d) 유기용매를 포함하는 액정표시장치 회로용 포토레지스트 조성물을 제공한다.
또한, 본 발명은 상기 기재의 포토레지스트 조성물을 금속막 또는 절연막에 코팅한 후 노광 및 현상하여 포토레지스트 패턴을 형성하고 식각 및 스트리핑하여 제조되는 반도체 소자를 제공한다.
이하에서 본 발명을 상세하게 설명한다.
본 발명은 고분자 수지로 노볼락 수지와 분급 노볼락 수지를 혼합 사용하여 포토레지스트 막의 감광속도, 잔막율, 접착력 등의 물성을 크게 향상시킬 수 있는 액정표시장치 회로용 포토레지스트 조성물에 관한 것이다.
본 발명의 포토레지스트 조성물에 있어서, (a) 고분자 수지는 노볼락 수지를 포함하며, 더욱 바람직하게 노볼락 수지와 분급 노볼락 수지의 혼합물을 사용한다.
상기 분급이라 함은 합성된 수지의 분자량 분포중 고분자, 중분자, 저분자의 함량을 유기용매를 이용하여 임의로 조절하는 공정을 말한다.
상기 액정표시장치 회로용 포토레지스트 조성물을 제조하기 위하여 사용할 수 있는 고분자 수지는 당해 분야에 널리 알려져 있지만, 본 발명은 그 중에서도 노볼락 수지를 사용한다. 상기 노볼락 수지는 메타 및/또는 파라 크레졸 등의 방향족 알콜과 포름알데히드를 반응시켜 합성한 고분자 중합체이다.
본 발명은 액정표시장치 회로용 포토레지스트의 성능 개선을 위하여, 상기 수지 중에서 노볼락 수지와 함께 고분자, 중분자, 저분자 등을 적절히 제거하는 분급 방법을 이용하여 제조된 용도에 적합한 분자량의 분급 노볼락 수지를 혼합 사용 하는 특징이 있다.
상기 노볼락 수지는 메타/파라 크레졸의 고분자 중합체의 혼합비에 따라 감광속도와 잔막률 등의 물성이 달라지게 된다. 상기 노볼락 수지는 메타/파라 크레졸의 함량이 40 내지 60 : 40 내지 60의 중량부의 비율로 제조되는 것이 바람직하다. 상기 메타 크레졸의 함량이 상기 범위를 초과하면 감광속도가 빨라지면서 잔막률이 급격히 낮아지며, 파라 크레졸의 함량이 상기 범위를 초과하면 감광속도가 느려지는 단점이 있다. 또한 액정표시장치 회로용 포토레지스트 조성물에 있어서 하드베이크(Hard-bake) 공정 이후에 패턴의 열에 의한 유동(Flow)이 일어나게 되는데 이러한 열유동(thermal flow)은 메타 크레졸과 파라 크레졸의 비율을 적절히 조절 혹은 고분자 중합체의 분자량을 조절하여 기체 플라즈마로 처리하면 기판의 선 폭과 기울기를 조절할 수 있다.
본 발명에서 사용하는 노볼락 수지의 분자량은 3000 ∼ 9000인 것이 바람직하며, 분급 노볼락 수지는 분자량이 3500 ∼ 10000인 것이 바람직하다.
또한, 상기 노볼락 수지와 분급 노볼락 수지의 혼합비율은 10 내지 90: 10 내지 90의 중량부로 혼합되는 것이 바람직하다.
본 발명에서 사용하는 고분자 수지의 함량은 5 내지 30 중량%로 사용하며, 상기 고분자 수지의 함량이 5 중량% 미만이면 점도가 너무 낮아 원하는 두께의 도포에 있어서 문제점이 있고, 30 중량%를 초과하면 점도가 너무 높아서 기판의 균일한 코팅이 어려운 문제점이 있다.
상기 (b) 감광성 화합물은 디아지드계 화합물로 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 단독 또는 혼합하여 사용할 수 있다.
상기 디아지드계 감광성 화합물은 폴리하이드록시 벤조페논과 1,2-나프토퀴논디아지드, 2-디아조-1-나프톨-5-술폰산 등의 디아지드계 화합물을 반응시켜 제조할 수 있다.
또한 감광성 화합물을 이용하여 감광속도를 조절하기 위한 두 가지 방법으로는 감광성 화합물의 양을 조절하는 방법과 2,3,4-트리하이드록시 벤조페논혹은 2,3,4,4’-테트라하이드록시벤조페논과 2-디아조-1-나프톨-5-술폰산의 에스테르화 반응도를 조절하는 방법이 있다.
더욱 바람직하게는, 상기 감광성 화합물로 2,3,4,4’-테트라하이드록시벤조페논-1,2-나프토퀴논디아지드-5-설포네이트 및 2,3,4,-트리하이드록시벤조페논-1,2-나프토퀴논디아지드-5-설포네이트의 혼합물을 포함하는 것이 바람직하며, 두 화합물의 혼합비율은 30 내지 70: 70 내지 30 중량부로 혼합되는 것이 좋다.
상기 감광성 화합물의 함량은 2 내지 10 중량%이며, 상기 감광성 화합물의 함량이 2 중량% 미만이면 감광속도가 너무 빨라지면서 잔막률의 심한 저하로 인한 문제점이 있고, 10 중량%를 초과하면 감광속도가 너무 느려지는 문제점이 있다.
또한, 본 발명의 포토레지스트 조성물에 있어서, (d) 감도증진제는 감도를 향상시키기 위하여 사용한다. 상기 감도증진제는 2 내지 7개의 페놀계 하이드록시 그룹을 가지며 분자량이 1,000미만인 폴리하이드록시 화합물인 것이 바람직하다.
본 발명에 사용될 수 있는 유용한 감도증진제의 대표적인 예를 들면 하기 반응식 1 내지 5로 이루어진 군으로부터 1 종 이상 선택되는 것이 바람직하다.
[화학식 1]
Figure 112001028299601-pat00001
[화학식 2]
Figure 112001028299601-pat00002
[화학식 3]
Figure 112001028299601-pat00003
[화학식 4] [화학식 5]
Figure 112001028299601-pat00004
Figure 112001028299601-pat00005
상기 식에서, R은 각각 독립적으로 또는 동시에 수소, -(CH3)n, -(CH3CH 2)n, -(OH)n, 또는 페닐기이다(n은 0 내지 5의 정수).
더욱 바람직한 예를 들면, 상기 감도증진제는 2,3,4-트리하이드록시벤조페논, 2,3,4.4’-테트라하이드록시벤조페논, 2,3,4,3’,4’,5’-헥사하이드록시 벤조페논, 아세톤-피로가롤 축합물, 4,4-[1-[4-[1-(1,4-하이드록시페닐)-1-메틸에틸]페닐]에틸리덴]비스페놀(TPPA), 4,4-[2-하이드록시페닐]메틸렌]비스[2,6-디메틸페놀](BI26X-SA) 등을 사용할 수 있다. 상기 폴리하이드록시 화합물은 4,4-[1-[4-[1-(1,4-하이드록시페닐)-1-메틸에틸]페닐]에틸리덴]비스페놀(TPPA), 또는 2,3,4,-트리하이드록시벤조페논인 것이 가장 좋다.
상기 감도증진제의 함량은 0.1 내지 10 중량%로 사용하는 것이 바람직하다.
또한, 본 발명의 포토레지스트 조성물은 (d) 유기용매를 포함한다. 상기 유기용매의 구체적 예를 들면 프로필렌글리콜메틸에테르아세테이트(이하, 'PGMEA'라 함)을 단독 사용하거나 또는 PGMEA와 에틸락테이트(EL), 2-메톡시에틸아세테이트(MMP), 프로필렌글리콜모노메틸에테르(PGME) 등을 혼합하여 사용할 수 있으며, 더욱 바람직하게는 PGMEA를 사용하는 것이다.
이밖에, 본 발명의 액정표시장치 회로용 포토레지스트 조성물은 필요에 따라서 착색제, 염료, 찰흔 방지제, 가소제, 접착 촉진제, 계면활성제 등의 첨가제를 추가로 첨가하여 기판에 피복함으로서 개별공정의 특성에 따른 성능향상을 도모할 수도 있다.
또한, 본 발명은 상기와 같이 제조된 액정표시장치 회로용 포토레지스트 조성물은 이용하여 반도체 소자를 제조할 수 있다. 반도체 소자 중 바람직한 일례를 들면 다음과 같이 액정표시장치 회로의 제조 공정에서 사용될 수 있다.
본 발명은 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 장치의 종류와 방법에 따라 적절히 변화시킴으로서 목적하는 두께의 피복물을 형성할 수 있다.
상기 기판으로는 실리콘, 알루미늄, 인듐 틴옥사이드(ITO), 인듐 징크옥사이드(IZO), 몰리브덴, 이산화 실리콘, 도핑된 이산화실리콘, 질화실리콘, 탄탈륨, 구리, 폴리실리콘, 세라믹, 알루미늄/구리 혼합물 및 각종 중합성 수지로 이루어진 것이 포함된다.
상기 방법에 의하여 기판에 코팅된 액정표시장치 회로용 포토레지스트 조성물을 80 내지 130 ℃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.
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.
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.
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.
이하의 실시예 및 비교예를 통하여 본 발명을 더욱 상세하게 설명한다. 단, 하기 실시예는 본 발명을 예시하기 위한 것으로서 본 발명이 하기 실시 예에 의하여 한정되는 것은 아니다.
[실시예]
[합성예 1]
분급처리 전 후의 수지 제조
(메타/파라 노볼락 수지의 합성)
오버헤드 교반기에 메타 크레졸 45 g, 파라 크레졸 55 g, 포름알데히드 65 g, 옥살산 0.5 g을 채운 후 교반하여 균질 혼합물을 제조하였다. 반응 혼합물을 95 ℃로 가열하고, 이 온도를 4시간 동안 유지시켰다. 환류 콘덴서를 증류장치로 대체하고, 반응 혼합물의 온도를 110 ℃에서 2시간 동안 증류시켰다. 진공증류를 180 ℃에서 2시간 동안 수행하여 잔여 단량체를 증류 제거하였으며, 용융된 노볼락 수지를 실온으로 냉각시켰다. GPC로 수평균 분자량을 측정하여 분자량 3500의 노볼락 수지를 얻었다(폴리스타이렌 기준).
(노볼락 수지의 분급)
오버헤드 교반기에 상기에서 얻은 노볼락 수지, PGMEA 및 톨루엔을 각각100/30/100 g으로 함께 투입한 후 교반하여 균일 혼합물을 만든 후 80 ℃로 가열하였다. 상기 반응물을 교반하면서 톨루엔 300 g을 천천히 적하시켜 30 ℃ 까지 온도를 낮춘 후 침전된 노볼락 수지만 채취하였다. PGMEA 120 g을 추가로 투입하고 80 ℃로 승온 후 감압 증류하여 잔여 톨루엔을 제거하였다. GPC로 수평균 분자량을 측정하여 분자량 4000의 노볼락 분급 수지를 얻었다.
[실시예 1]
상기에서 얻은 노볼락 수지와 분급 수지를 30 : 70의 비율로 혼합하여 고분자 수지로 사용하였다.
감광제 4 g, 수지 20 g(노볼락 수지 6 g, 분급 수지 14 g), 감도증진제인 2,3,4-트리하이드록시벤조페논 2 g에 유기용매로 PGMEA(프로필렌글리콜메틸에테르아세테이트) 74 g을 투입하여 상온에서 40 rpm으로 교반하여 액정표시장치 회로용 포토레지스트 조성물을 제조하였다. 상기에서 감광제는 2,3,4,-트리하이드록시벤조페논-1,2-나프토퀴논디아지드-5-설포네이트와 2,3,4,4-테트라하이드록시벤조페논-1,2-나프토퀴논디아지드-5-설포네이트가 5/5로 혼합된 혼합물을 사용하였다.
상기에서 제조된 액정표시장치 회로용 포토레지스트 조성물을 0.7T(thickness, 0.7 mm)의 글라스 기판에 적하하고, 일정한 회전속도로 회전시킨 후, 상기 기판을 115 ℃에서 90 초간 가열 건조하여 1.50 ㎛ 두께의 필름막을 형성하였다. 상기 필름막상에 소정 형상의 마스크를 장착한 다음, 자외선을 조사하고, 테트라메틸암모늄 하이드록사이드 2.38 중량% 수용액에 60초 동안 침지시켜, 자외선에 노광된 부분을 제거하여 포토레지스트 패턴을 형성하였다. 이러한 패턴을 ITO 글라스 위에 형성하고 이를 부식 용액으로 처리하여 부식용액이 노출되지 않은 ITO를 부식시킨 길이를 측정하였다.
[실시예 2]
상기 실시예 1과 동일한 방법으로 제조하되, 노볼락 수지와 분급 수지를 50 : 50의 비율로 혼합(수지 20g = 노볼락 수지 10g + 분급 수지 10g) 사용하여 액정표시장치 회로용 포토레지스트 조성물을 제조하였다.
[실시예 3]
상기 실시예 1과 동일한 방법으로 제조하되, 노볼락 수지와 분급 수지를 70 : 30의 비율로 혼합(수지 20g = 노볼락 수지 14g + 분급 수지 6g) 사용하여 액정표시장치 회로용 포토레지스트 조성물을 제조하였다.
[비교예 1]
상기 실시예 1과 동일한 방법으로 제조하되, 노볼락 수지를 단독으로 20g 사용하여 액정표시장치 회로용 포토레지스트 조성물을 제조하였다.
[비교예 2]
상기 실시예 1과 동일한 방법으로 제조하되, 노볼락 분급 수지를 단독으로 20g 사용하여 액정표시장치 회로용 포토레지스트 조성물을 제조하였다.
[시험예]
상기 실시예 1 내지 3 및 비교예 1 및 2에서 제조된 포토레지스트 조성물에 대하여 다음과 같은 방법으로 물성을 측정하여 그 결과를 하기 표 1에 나타내었다.
가. 감광속도와 잔막율
초기 필름 두께 = 손실 두께 + 잔막 두께
잔막율 = (잔막두께/초기필름두께)
감광속도는 노광 에너지에 따라 일정 현상 조건에서 막이 완전히 녹아나가는 에너지를 측정하여 구하였고, 115 ℃에서 소프트 베이크를 수행하여, 노광 및 현상한 후, 잔막율을 측정하였으며 그 결과를 나타낼 수 있는 현상전후의 두께 차이를 하기 표 1에 나타내었다.
나. 내열성
내열성은 DSC로 Tg (Glass Transition Temperature : 유리전이온도)를 측정 하였다.
다. 접착성
ITO가 코팅된 글라스위에 액정표시장치 회로용 포토레지스트 조성물에 의해 제조된 포토레지스트 막은 현상 공정에서 원하는 패턴(미세선폭)을 얻은 후 노출된 부위의 ITO를 제거하기 위해 부식 용액으로 처리하여 부식용액이 노출되지 않은 ITO를 부식시킨 길이를 측정하여 접착성을 시험하였다.
구분 노볼락 수지 감광속도 Eth (mJ/㎠) 잔막율(%) 내열성(℃) 접착성(㎛)
A1 B2
실시예 1 30 70 6.5 92 115 0.72
실시예 2 50 50 6.5 90 110 0.63
실시예 3 70 30 6.5 88 106 0.54
비교예 1 100 - 6.5 63 102 0.67
비교예 2 - 100 6.5 72 120 2.36
주) 1. 노볼락 A수지 : m-cresol/p-cresol = 4/6 혼합 수지 2. 노볼락 B수지 : m-cresol/p-cresol = 4/6 혼합 수지의 분급 수지
상기 표 1의 결과로부터 알 수 있는 바와 같이, 실시예 1 내지 3의 포토레지스트 조성물에 의해 제조된 포토레지스트 막의 감광 에너지는 종래의 포토레지스트 조성물에 의해 제조된 포토레지스트 막의 감광 에너지와 비교하여 동등한 수준에서 잔막율이 높은 값을 갖는다는 것을 알 수 있다.
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 남게 되어서 포토레지스트 막으로서의 물성이 종래 비교예보다 우월함을 알 수 있다.
또한, 상기 표 1에서 보면 실시예 1 내지 3의 포토레지스트 조성물에 의해 제조된 포토레지스트 막은 현상 공정에서 원하는 패턴(미세선폭)을 얻은 후 하드 베이크 공정으로 접착성의 향상과 패턴 프로파일의 변화를 기대할 수 있다.
상기에서 살펴본 바와 같이, 본 발명의 액정표시장치 회로용 포토레지스트 조성물은 감광속도와 잔막율이 우수하고, 해상도, 현상 콘트라스트, 내열성, 접착성 및 스트리퍼에 대한 용해성이 우수하므로 실제 산업 현장에 용이하게 적용할 수 있어 작업 환경을 양호하게 변화시킬 수 있다.

Claims (10)

  1. 고분자 수지, 감광성 화합물, 감도증진제 및 유기용매를 포함하는 액정표시장치 회로용 포토레지스트 조성물에 있어서,
    (a) 분자량 3000 ∼ 9000의 비분급 노볼락 수지와 분자량 3500 ∼ 10000의 분급 노볼락 수지의 혼합 고분자 수지; (b) 디아지드계 감광성 화합물; (c) 감도증진제; 및 (d) 유기용매를 포함하며,
    상기 비분급 노볼락 수지와 분급 노볼락 수지의 혼합비율이 10 내지 90 : 10 내지 90 중량부이며,
    상기 감도증진제가 4,4-[1-[4-[1-(1,4-하이드록시페닐)-1-메틸에틸]페닐]에틸리덴]비스페놀(TPPA) 또는 2,3,4,-트리하이드록시벤조페논인 것을 특징으로 하는 액정표시장치 회로용 포토레지스트 조성물.
  2. 제 1항에 있어서,
    상기 액정표시장치 회로용 포토레지스트 조성물이 (a) 분자량 3000 ∼ 9000의 비분급 노볼락 수지와 분자량 3500 ∼ 10000의 분급 노볼락 수지의 혼합 고분자 수지 5 내지 30 중량%; (b) 디아지드계 감광성 화합물 2 내지 10 중량%; (c) 감도증진제 0.1 내지 10 중량%; 및 (d) 유기용매 60 내지 90 중량%를 포함하는 액정표시장치 회로용 포토레지스트 조성물.
  3. 삭제
  4. 제 1항에 있어서,
    상기 디아지드계 감광성 화합물은 2,3,4,4’-테트라하이드록시벤조페논-1,2-나프토퀴논디아지드-5-설포네이트 및 2,3,4,-트리하이드록시벤조페논-1,2-나프토퀴논디아지드-5-설포네이트의 혼합물인 액정표시장치 회로용 포토레지스트 조성물.
  5. 제 4항에 있어서,
    상기 2,3,4,4’-테트라하이드록시벤조페논-1,2-나프토퀴논디아지드-5-설포네이트와 2,3,4,-트리하이드록시벤조페논-1,2-나프토퀴논디아지드-5-설포네이트의 혼합비율이 30 내지 70: 70 내지 30의 중량부로 혼합되는 액정표시장치 회로용 포토레지스트 조성물.
  6. 삭제
  7. 삭제
  8. 삭제
  9. 제 1항에 있어서,
    상기 유기용매가 프로필렌글리콜메틸에테르아세테이트(PGMEA), 또는 프로필렌글리콜메틸에테르아세테이트(PGMEA)와 에틸락테이트(EL), 2-메톡시에틸아세테이트(MMP), 및 프로필렌글리콜모노메틸에테르(PGME)로 이루어진 군으로부터 1 종 이상 선택되는 화합물의 혼합물인 액정표시장치 회로용 포토레지스트 조성물.
  10. 제 1항 기재의 포토레지스트 조성물을 금속막 또는 절연막에 코팅한 후 노광 및 현상하여 포토레지스트 패턴을 형성하고 식각 및 스트리핑하여 제조되는 반도체 소자.
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