KR100888571B1 - 세정 제거용 용제 - Google Patents

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Abstract

컬러 필터나 블랙 매트릭스 패턴을 형성하기 위한 안료 분산형 감광성 수지 조성물의 세정용으로서 특히 우수한 세정 제거용 용제가 제공된다. 이 세정 제거용 용제는, 한센 (Hansen) 용해 파라미터에 있어서의 수소 결합력 파라미터 (δH) 가 5∼10 인 용제이다.
컬러 필터, 용제

Description

세정 제거용 용제{SOLVENT FOR CLEANING}
본 발명은, 감광성 수지 조성물의 세정 제거용 용제에 관한 것이다.
본원은, 2004년 8월 20일에 일본에 출원된 일본 특허출원 제2004-241617호 및 2005년 4월 28일에 일본에 출원된 일본 특허출원 제2005-132036호에 기초하는 우선권을 주장하고, 그 내용을 여기에 원용한다.
반도체 소자나 액정 표시 소자의 제조에 있어서는, 포토 리소그래피 기술이 이용되고 있는데, 이들에는, 포지티브형이나 네거티브형 감광성 수지 조성물이 이용된다.
당해 감광성 수지 조성물은 도포액의 형태로, 반도체 기판이나, 유리 기판 등의 기판 상에 도포되고, 적절히 건조 처리를 행하여 피막을 형성하고, 이것에 선택적 노광을 행하고, 이어서 현상 처리를 행함으로써 패턴화된 감광성 수지 피막이 형성된다.
감광성 수지 조성물의 기판에의 도포 방법으로서는, 회전식 도포 방법이 일반적이지만, 특히 대형화가 진행되는 액정 표시 소자 제조의 분야에 있어서는, 코트 앤드 스핀 방식, 논스핀 방식 등의 도포 수단이 제안되고 있다.
도포 공정에 있어서는, 감광성 수지 조성물을 토출하는 노즐이나, 도포 장치 내벽, 기판 주변, 기판 이면, 그 외의 배관계 등이 감광성 수지 조성물에 의해 오염되기 때문에, 정기적 혹은 수시로, 세정 처리를 실시할 필요가 있다.
특히 안료가 분산된 재료, 예를 들어 컬러 필터나 블랙 매트릭스 패턴을 형성하기 위한 안료 분산형 감광성 수지 조성물은, 세정 제거가 곤란하여, 세정성이 우수한 세정 제거액의 실현이 요구되고 있었다.
또한, 안료 분산형 감광성 수지 조성물에 대한 세정 제거액으로서는, 예를 들어 특허 문헌 1, 2 에 기재된 것이 알려져 있다.
특허 문헌 1: 일본 공개특허공보 제2001-188364호
특허 문헌 2: 일본 공개특허공보 제2000-273370호
발명의 개시
발명이 해결하고자 하는 과제
그러나, 기판의 대형화나, 도포 수단의 새로운 제안 등에 의해, 세정 영역은 확대되는 방향에 있어, 추가적인 세정 성능의 향상이 요구되고 있다.
본 발명은, 이러한 감광성 수지 조성물의 세정용으로서 적합한, 특히 컬러 필터나 블랙 매트릭스 패턴을 형성하기 위한 안료 분산형 감광성 수지 조성물의 세정용으로서 우수한 세정 제거용 용제를 제공하는 것을 목적으로 한다.
과제를 해결하기 위한 수단
상기의 목적을 달성하기 위하여, 본 발명은 이하의 구성을 채용하였다.
본 발명은 한센 (Hansen) 용해 파라미터에 있어서의 수소 결합력 파라미터 (δH) 가 5∼10 인 것을 특징으로 하는, 감광성 수지 조성물의 세정 제거용 용제를 제공한다.
발명의 효과
본 발명에 의해, 세정성이 우수한 세정 제거용 용제가 제공된다.
발명을 실시하기 위한 최선의 형태
이하, 본 발명을 보다 상세히 설명한다.
<감광성 수지 조성물>
본 발명에서 세정 대상으로 하는 감광성 수지 조성물은 특별히 한정은 없고, 지금까지 반도체용, 액정용, 컬러 필터용 등으로 이용되어 온 포지티브형, 네거티브형, 화학 증폭형, 비화학 증폭형의 모든 감광성 수지 조성물이 사용된다.
감광성 수지 조성물은, 기본적으로 수지 성분, 및 광중합 개시제 등의 감광 성분을 필수 성분으로서 함유한다. 그 이외에, 모노머 성분, 계면 활성제, 산 성분, 질소 함유 유기 화합물, 안료, 용제 등을 함유하는 경우도 있다.
특히 세정 효과를 발휘하는 감광성 수지 조성물로서는, 안료가 분산된 감광성 수지 조성물이며, 더욱 바람직하게는, 빨강 (R), 초록 (G), 파랑 (B) 의 컬러 필터 형성용 감광성 수지 조성물, 블랙 매트릭스 패턴 형성용 감광성 수지 조성물이다.
상기 수지 성분으로서는, 예를 들어, 아크릴산, 메타크릴산 등의 카르복시기를 갖는 모노머로부터 선택되는 1종 이상과 아크릴산메틸, 메타크릴산메틸, 아크릴산에틸, 메타크릴산에틸, 2-히드록시에틸아크릴레이트, 2-히드록시에틸메타크릴레이트, 2-히드록시프로필메타크릴레이트, N-부틸아크릴레이트, N-부틸메타크릴레이트, 이소부틸아크릴레이트, 이소부틸메타크릴레이트, 벤질아크릴레이트, 벤질메타크릴레이트, 페녹시아크릴레이트, 페녹시메타크릴레이트, 이소보르닐아크릴레이트, 이소보르닐메타크릴레이트, 글리시딜메타크릴레이트, 스티렌, 아크릴아미드, 아크릴로니트릴 등에서 선택되는 1종 이상과의 공중합체나; 페놀노볼락형 에폭시아크릴레이트 중합체, 페놀노볼락형 에폭시메타크릴레이트 중합체, 크레졸노볼락형 에폭시아크릴레이트 중합체, 크레졸노볼락형 에폭시메타크릴레이트 중합체, 비스페놀 A형 에폭시아크릴레이트 중합체, 비스페놀 S형 에폭시아크릴레이트 중합체 등의 수지를 들 수 있다.
상기 광중합 개시제로서는, 1-히드록시시클로헥실페닐케톤, 2-히드록시-2-메틸-1-페닐프로판-1-온, 1-[4-(2-히드록시에톡시)페닐]-2-히드록시-2-메틸-1-프로판-1-온, 1-(4-이소프로필페닐)-2-히드록시-2-메틸프로판-1-온, 1-(4-도데실페닐)-2-히드록시-2-메틸프로판-1-온, 2,2-디메톡시-1,2-디페닐에탄-1-온, 비스(4-디메틸아미노페닐)케톤, 2-메틸-1-[4-(메틸티오)페닐]-2-모르폴리노프로판-1-온, 2-벤질-2-디메틸아미노-1-(4-모르폴리노페닐)-부탄-1-온, 2,4,6-트리메틸벤조일디페닐포스핀옥시드, 4-벤조일-4'-메틸디메틸술피드, 4-디메틸아미노벤조산, 4-디메틸아미노벤조산메틸, 4-디메틸아미노벤조산에틸, 4-디메틸아미노벤조산부틸, 4-디메틸아미노-2-에틸헥실벤조산, 4-디메틸아미노-2-이소아밀벤조산, 벤질-β-메톡시에틸아세탈, 벤질디메틸케탈, 1-페닐-1,2-프로판디온-2-(o-에톡시카르보닐)옥심, o-벤조일벤조산메틸, 2,4-디에틸티옥산톤, 2-클로로티옥산톤, 2,4-디메틸티옥산톤, 1-클로로-4-프로폭시티옥산톤, 티옥산텐, 2-클로로티옥산텐, 2,4-디에틸티옥산텐, 2-메틸티옥산텐, 2-이소프로필티옥산텐, 2-에틸안트라퀴논, 옥타메틸안트라퀴논, 1,2-벤즈안트라퀴논, 2,3-디페닐안트라퀴논, 아조비스이소부티로니트릴, 벤조일퍼옥시드, 쿠멘퍼옥시드, 2-메르캅토벤조이미다졸, 2-메르캅토벤조옥사졸, 2-메르캅토벤조티아졸, 2-(o-클로로페닐)-4,5-디(m-메톡시페닐)-이미다졸릴 이량체, 벤조페논, 2-클로로벤조페논, p,p'-비스디메틸아미노벤조페논, 4,4'-비스디에틸아미노벤조페논, 4,4'-디클로로벤조페논, 3,3-디메틸-4-메톡시벤조페논, 벤질, 벤조인, 벤조인메틸에테르, 벤조인에틸에테르, 벤조인이소프로필에테르, 벤조인-n-부틸에테르, 벤조인이소부틸에테르, 벤조인부틸에테르, 아세토페논, 2,2-디에톡시아세토페논, p-디메틸아세토페논, p-디메틸아미노프로피오페논, 디클로로아세토페논, 트리클로로아세토페논, p-tert-부틸아세토페논, p-디메틸아미노아세토페논, p-tert-부틸트리클로로아세토페논, p-tert-부틸디클로로아세토페논, α,α-디클로로-4-페녹시아세토페논, 티옥산톤, 2-메틸티옥산톤, 2-이소프로필티옥산톤, 디벤조스베론, 펜틸-4-디메틸아미노벤조에이트, 9-페닐아크리딘, 1,7-비스-(9-아크리디닐)헵탄, 1,5-비스-(9-아크리디닐)펜탄, 1,3-비스-(9-아크리디닐)프로판, p-메톡시트리아진, 2,4,6-트리스(트리클로로메틸)-s-트리아진, 2-메틸-4,6-비스(트리클로로메틸)-s-트리아진, 2-[2-(5-메틸푸란-2-일)에테닐]-4,6-비스(트리클로로메틸)-s-트리아진, 2-[2-(푸란-2-일)에테닐]-4,6-비스(트리클로로메틸)-s-트리아진, 2-[2-(4-디에틸아미노-2-메틸페닐)에테닐]-4,6-비스(트리클로로메틸)-s-트리아진, 2-[2-(3,4-디메톡시페닐)에테닐]-4,6-비스(트리클로로메틸)-s-트리아진, 2-(4-메톡시페닐)-4,6-비스(트리클로로메틸)-s-트리아진, 2-(4-에톡시스티릴)-4,6-비스(트리클로로메틸)-s-트리아진, 2-(4-n-부톡시페닐)-4,6-비스(트리클로로메틸)-s-트리아진, 2,4-비스-트리클로로메틸-6-(3-브로모-4-메톡시)페닐-s-트리아진, 2,4-비스-트리클로로메틸-6-(2-브로모-4-메톡시)페닐-s-트리아진, 2,4-비스-트리클로로메틸-6-(3-브로모-4-메톡시)스티릴페닐-s-트리아진, 2,4-비스-트리클로로메틸-6-(2-브로모-4-메톡시)스티릴페닐-s-트리아진 등을 들 수 있다.
상기 안료로서는, 예를 들어 C. I. Pigment Yellow 11, 24, 31, 53, 83, 99, 108, 109, 139, 150, 151, 154, 167, 180, 185, 193; C. I. Pigment Orange 36, 38, 43; C. I. Pigment Red 105, 122, 149, 150, 155, 171, 175, 176, 177, 209, 224, 254, 264; C. I. Pigment Violet 19, 23, 32, 39: C. I. Pigment Blue 1, 2, 15:1, 15:2, 15:3, 16, 22, 60, 66; C. I. Pigment Green 7, 36, 37; C. I. Pigment Brown 25, 28; C. I. Pigment Black 1, 7 카본 블랙 등을 들 수 있다.
이러한 컬러 필터 형성용, 또는 블랙 매트릭스 패턴 형성용 감광성 수지 조성물에 대해서는 많은 제안이 이루어져 있으며, 예를 들어 일본 공개특허공보 제2004-69754호, 일본 공개특허공보 평11-231523호, 일본 공개특허공보 평11-84125호, 일본 공개특허공보 평10-221843호, 일본 공개특허공보 평9-269410호, 일본 공개특허공보 평10-90516호 등에 기재된 감광성 재료 등이 바람직하게 사용된다.
<세정 제거용 용제>
본 발명은, 한센 (Hansen) 용해 파라미터에 있어서의 수소 결합력 파라미터 (δH) 가 5∼10 인 것을 특징으로 하는 세정 제거용 용제를 제공한다.
한센 용해 파라미터란, 용제의 용해 파라미터를 정의하는 방법의 1종으로서, 예를 들어 「INDUSTRIAL SOLVENTS HANDBOOK」(pp.35-68, Marcel Dekker, Inc., 1996년 발행) 이나, 「DIRECTORY OF SOLVENTS」(pp.22-29, Blackie Academic & Professional, 1996년 발행) 등에 기재되고, 정의되어 있는 파라미터이다.
한센 용해 파라미터에 있어서의 수소 결합력 파라미터 (δH) 가 5∼10, 바람직하게는 6∼8 이 되는 용제를 선택하거나, 혹은 복수의 용제를 조합하여 당해 수소 결합력 파라미터가 5∼10, 바람직하게는 6∼8 이 되도록 적절히 혼합 비율을 조정한 혼합 용제를 이용함으로써, 세정성이 우수한 세정 제거용 용제가 된다.
수소 결합력 파라미터가 상기 범위의 하한치보다 작으면, 감광성 수지 조성물 중에 있어서의 수지 성분, 모노머 성분, 및 광중합 개시제 등의 유기 성분의 제거성이 나쁘고, 또한 상기 범위의 상한치를 초과하면, 안료 등의 감광성 수지 조성물 중에 용해하지 않고 분산되어 있는 성분이 응집 등을 일으키기 쉽고, 세정 후에 남는 경우가 있다.
세정 제거용 용제는, 상기 수소 결합력 파라미터 (δH) 가 5∼10, 보다 바람직하게는 6∼8 의 범위내에 있는 용제를 1종 선택하여 사용해도 되고, 혹은 복수의 용제를 조합한 혼합 용제이어도 된다. 세정성면에서는 혼합 용제 쪽이 바람직하다.
혼합 용제의 경우에는, 혼합 후의 수소 결합력 파라미터가 상기의 범위내가 되면 된다. 예를 들어, 그 수소 결합력 파라미터 (δH) 가 상기 범위내에 있는 것끼리를 혼합해도 되고, 그 범위내의 것과 범위외의 것을 혼합해도 된다.
혼합 용제의 수소 결합력 파라미터 (δH) 는, 이하의 식에 의해 이론적으로 구해지는 값으로 한다.
수소 결합력 파라미터 (δH)=A×a+B×b+C×c+······(식 중, A, B, C는, 혼합에 이용하는 각 용제의 수소 결합력 파라미터, a, b, c 는 혼합 용매의 전체의 질량을 「1」로 할 때의, 각 용제의 함유 비율 (질량 기준) 을 나타낸다.)
예를 들어, 프로필렌글리콜모노메틸에테르아세테이트의 수소 결합 파라미터는 6.6, 프로필렌글리콜모노메틸에테르는 13.6, 자일렌은 2.5 이므로, 이들을 질량비 6:2:2 로 혼합한 혼합 용제의 수소 결합력 파라미터는, 수소 결합력 파라미터=6.6×0.6+13.6×0.2+2.5×0.2=7.18 이 된다.
또한, 각 용제의 수소 결합력 파라미터는 「INDUSTRIAL SOLVENTS HANDBOOK」(pp.35-68, Marcel Dekker, Inc., 1996년 발행) 에 기재되어 있는 값을 이용할 수 있다.
그 중에서도 프로필렌글리콜모노알킬에테르아세테이트를 함유하는 세정 제거용 용제는, 감광성 수지 조성물 중의 유기 성분의 제거성에 효과가 있어, 바람직하다.
프로필렌글리콜모노알킬에테르아세테이트로서는, 예를 들어 탄소수 1∼3 의 직쇄 또는 분기쇄상의 알킬기를 갖는 것을 들 수 있고, 프로필렌글리콜모노메틸에테르아세테이트 (PGMEA)(수소 결합력 파라미터=6.6) 가 가장 바람직하다.
또한 속건성(速乾性)을 추구하기 위해서는, 프로필렌글리콜모노알킬에테르가 바람직하고, 그 중에서도 알킬기의 탄소수가 1∼5 인 것이 바람직하다. 특히 프로필렌글리콜모노메틸에테르 (PGME)(수소 결합력 파라미터=13.6) 는 바람직한 용제이므로, 앞의 프로필렌글리콜모노알킬에테르아세테이트, 특히 PGMEA 에 혼합하여, 혼합 용제의 수소 결합력 파라미터가 5∼10 에 들어가도록 조정하여 이용하는 것이 바람직하다.
또한, 안료 분산형 감광성 수지 조성물, 특히 블랙 매트릭스 패턴 형성용 흑색 안료 (카본) 분산형 감광성 수지 조성물에 대해서는, 방향족계 용제를 배합하여 이용하면 카본의 응집 현상을 억제하는 효과가 얻어지므로 바람직하다.
카본 입자를 응집시키지 않고, 효율 높게 분산시키기 위해서는, 알킬기를 갖는 방향족계 용제를 이용하는 것이 유리하고, 예를 들어 모노알킬벤젠, 디알킬벤젠, 트리알킬벤젠 등이 바람직하다. 상기 방향족계 용제가 갖는 알킬기는, 탄소 원자수가 1∼5 인 것이 바람직하다. 또한, 상기 방향족계 용제가 상기 세정 제거용 용제 중에 함유되는 비율은, 적어도 5 질량% 인 것이 바람직하다.
이들은 예를 들어, 톨루엔 (수소 결합력 파라미터=2.0), 자일렌 (수소 결합력 파라미터=2.5), 에틸벤젠 (수소 결합력 파라미터=1.4), 프로필벤젠, 1-메틸프로필벤젠, 2-메틸프로필벤젠, 디메틸벤젠, 디에틸벤젠, 에틸메틸벤젠, 트리메틸벤젠, 에틸디메틸벤젠 등을 들 수 있으며, 이들은 1.4∼3.1 의 수소 결합력 파라미터를 갖는다.
특히 디알킬벤젠과 트리알킬벤젠의 양방을 함유하는 방향족계 용제가 바람직하다. 이들을 앞의 프로필렌글리콜모노알킬에테르아세테이트, 및/또는 프로필렌글리콜모노알킬에테르와 적절히 조합하여, 혼합 용제의 수소 결합력 파라미터가 5∼10 이 되도록 조정하여 이용하는 것이 바람직하다.
디알킬벤젠과 트리알킬벤젠의 양방을 함유하는 방향족계 용제로서는, 시판되고 있는 소르벳소 100, 소르벳소 150, 소르벳소 200 (이상 상품명, 엑손화학사 제조) 등을 이용할 수 있다. 이들 상품은 석유 유분(溜分)이므로, 그들에 함유되는 방향족 화합물을 정량적으로 나타내는 것은 곤란하다. 예를 들어, 소르벳소 100 에는, 에틸메틸벤젠, 메틸프로필벤젠, 디에틸벤젠, 트리메틸벤젠, 에틸디메틸벤젠이 함유되어 있다.
또한, 방향족계 용제로서는, 아니솔 (메톡시벤젠)(수소 결합력 파라미터=6.7) 등을 이용해도 된다.
이상 설명한 바와 같이 프로필렌글리콜모노알킬에테르아세테이트, 프로필렌글리콜모노알킬에테르, 및 방향족계 용제와의 3종 혼합 용제가 안료 분산형 감광성 수지 조성물의 세정 제거용으로서 가장 바람직하다. 그들의 혼합 비율은 특별히 제한은 없고, 혼합 용제의 수소 결합력 파라미터가 5∼10 이 되도록 적절히 조정하면 된다. 상기 혼합 비율은, 바람직하게는, 프로필렌글리콜모노알킬에테르아세테이트:프로필렌글리콜모노알킬에테르:방향족계 용제=1∼9:0.1∼3:1(질량비) 이고, 더욱 바람직하게는 2∼4:0.5∼1.5:1(질량비) 이다.
또한 본 발명의 세정 제거용 용제에 있어서는, 감광성 수지 조성물의 수지 성분에 대한 양(良)용매를 함유하는 것이 바람직하다. 이 양용매란, 감광성 수지 조성물에 이용되고 있는 용제를 들 수 있다.
여기서 말하는 수지 성분은, 컬러 필터 형성용 감광성 수지 조성물 및 블랙 매트릭스 패턴 형성용 감광성 수지 조성물의 구성 성분으로서 알려져 있는 상기에서 예시한 수지 성분을 가리킨다. 특히 세정 대상의 감광성 수지 조성물에 함유되는 수지 성분을 미리 알고 있는 경우에는, 그 감광성 수지 조성물에 함유되는 용제를 함유하는 것이 바람직하다.
감광성 수지 조성물의 수지 성분에 대한 양용매의 예로서는, 에틸렌글리콜모노메틸에테르, 에틸렌글리콜모노에틸에테르, 에틸렌글리콜모노프로필에테르, 에틸렌글리콜모노부틸에테르, 에틸렌글리콜디메틸에테르, 에틸렌글리콜디에틸에테르, 에틸렌글리콜디프로필에테르, 프로필렌글리콜모노메틸에테르, 프로필렌글리콜모노에틸에테르, 프로필렌글리콜모노프로필에테르, 프로필렌글리콜모노부틸에테르, 프로필렌글리콜디메틸에테르, 프로필렌글리콜디에틸에테르, 디에틸렌글리콜모노메틸에테르, 디에틸렌글리콜모노에틸에테르, 디에틸렌글리콜모노페닐에테르, 디에틸렌글리콜디메틸에테르, 디에틸렌글리콜디에틸에테르, 에틸렌글리콜모노메틸에테르아세테이트, 에틸렌글리콜모노에틸에테르아세테이트, 에틸렌글리콜모노프로필에테르아세테이트, 에틸렌글리콜모노부틸에테르아세테이트, 에틸렌글리콜모노페닐에테르아세테이트, 디에틸렌글리콜모노메틸에테르아세테이트, 디에틸렌글리콜모노에틸에테르아세테이트, 디에틸렌글리콜모노프로필에테르아세테이트, 디에틸렌글리콜모노부틸에테르아세테이트, 디에틸렌글리콜모노페닐에테르아세테이트, 프로필렌글리콜모노메틸에테르아세테이트, 프로필렌글리콜모노에틸에테르아세테이트, 프로필렌글리콜모노프로필에테르아세테이트, 2-메톡시부틸아세테이트, 3-메톡시부틸아세테이트, 4-메톡시부틸아세테이트, 2-메틸-3-메톡시부틸아세테이트, 3-메틸-3-메톡시부틸아세테이트, 3-에틸-3-메톡시부틸아세테이트, 2-에톡시부틸아세테이트, 4-에톡시부틸아세테이트, 4-프로폭시부틸아세테이트, 2-메톡시펜틸아세테이트, 3-메톡시펜틸아세테이트, 4-메톡시펜틸아세테이트, 2-메틸-3-메톡시펜틸아세테이트, 3-메틸-3-메톡시펜틸아세테이트, 3-메틸-4-메톡시펜틸아세테이트, 4-메틸-4-메톡시펜틸아세테이트, 아세톤, 메틸에틸케톤, 디에틸케톤, 메틸이소부틸케톤, 에틸이소부틸케톤, 테트라히드로푸란, 시클로헥사논, 프로피온산메틸, 프로피온산에틸, 프로피온산프로필, 프로피온산이소프로필, 2-히드록시프로피온산메틸, 2-히드록시프로피온산에틸, 메틸-3-메톡시프로피오네이트, 에틸-3-메톡시프로피오네이트, 에틸-3-에톡시프로피오네이트, 에틸-3-프로폭시프로피오네이트, 프로필-3-메톡시프로피오네이트, 이소프로필-3-메톡시프로피오네이트, 에톡시아세트산에틸, 옥시아세트산에틸, 2-히드록시-3-메틸부탄산메틸, 아세트산프로필, 아세트산부틸, 아세트산이소아밀, 탄산에틸, 탄산프로필, 탄산부틸, 피루브산메틸, 피루브산에틸, 피루브산프로필, 피루브산부틸, 아세토아세트산메틸, 아세토아세트산에틸, 락트산메틸, 락트산에틸, 락트산부틸, 락트산에틸헥실, 벤질메틸에테르, 벤질에틸에테르, 디헥실에테르, 아세트산벤질, 벤조산에틸, 옥살산디에틸, 말레산디에틸, γ-부티로락톤, 벤젠, 톨루엔, 자일렌, 시클로헥사논, 부탄올, 3-메틸-3-메톡시부탄올, 헥사놀, 시클로헥사놀, 에틸렌글리콜, 디에틸렌글리콜, 글리세린 등을 들 수 있다. 그 중에서도 바람직한 것은, 상기 기술한 프로필렌글리콜모노알킬에테르아세테이트, 프로필렌글리콜모노알킬에테르를 들 수 있다.
<계면 활성제>
본 발명의 세정 제거용 용제에는, 계면 활성제를 배합하는 것이 바람직하다. 또한, 본 발명의 세정 제거용 용제는, 이른바 용제 (단종의 용제 또는 혼합 용제) 외에, 용제와, 그 이외의 성분을 함유한 세정 제거용 조성물도 함유하는 것으로 한다.
상기 계면 활성제로서는, 컬러 필터 형성용 감광성 수지 조성물 및 블랙 매트릭스 패턴 형성용 감광성 수지 조성물의 구성 성분으로서 알려져 있는 계면 활성제를 사용할 수 있지만, 세정 대상의 감광성 수지 조성물에 함유되는 계면 활성제를 미리 알고 있는 경우에는, 그것과 동종의 계면 활성제가 바람직하다.
계면 활성제의 예로서는, 불소-규소계 계면 활성제를 들 수 있다. 그 중에서도 퍼플루오로알킬에스테르기와 알킬실록산기와 에틸렌옥시기와 프로필렌옥시기가 결합한 비이온성 불소-규소계 계면 활성제 (E-1) 가 바람직하다. 구체예로서는, 예를 들어 메가팩 R-08, R-60 (제품명, 다이닛폰 잉크화학공업사 제조) 등을 들 수 있다.
또한 불소 함유량이 10∼25 질량% 이고, 또한 규소 함유량이 3∼10 질량% 인 계면 활성제 성분 (E-2) 도 바람직하다. 구체예로서는, X-70-090, X-70-091, X-70-092, X-70-093 (제품명, 신에츠 화학공업사 제조) 등을 들 수 있다.
또한 특정한 실록산 골격을 갖는 폴리에스테르 변성 폴리디알킬실록산계 계면 활성제 (E-3) 도 바람직하다. 구체예로서는, BYK-310, BYK-315, (제품, 빅케미사 제조) 등을 들 수 있다.
상기 (E-1)∼(E-3) 이외의 계면 활성제의 구체예로서, 플로라이드 FC-430, FC431 (제품명, 스미토모 3M 사 제조), 에프탑 EF122A, EF122B, EF122C, EF126 (제품명, 토켐 프로덕츠사 제조) 등의 불소계 계면 활성제를 들 수 있다.
계면 활성제는 1종을 단독으로 사용해도 되고, 2종 이상을 병용해도 된다.
본 발명의 세정 제거용 용제에 있어서의 계면 활성제의 함유량은, 그 조성물 중에 있어서의 계면 활성제의 농도가 0.0001∼1.0질량% 가 바람직하고, 0.001∼1.0 질량% 가 보다 바람직하다.
계면 활성제의 배합량이 상기 범위의 하한치 이상이면, 계면 활성제의 첨가 효과가 얻어진다. 또한 상기 범위의 상한치 이하로 함으로써, 세정 후에 잔류하고 있는 세정액과 감광성 수지 조성물이 접촉했을 때에, 감광성 수지 조성물 중의 계면 활성제 농도가 필요 이상으로 증대하는 것이 방지된다. 감광성 수지 조성물 중의 계면 활성제 농도가 너무 높으면, 기포가 발생하기 쉬워, 오히려 도포 불균일이 생기기 쉬워지고, 나아가서는 도막에 핀 홀이 발생하는 경우도 있다.
또한 세정 대상의 감광성 수지 조성물에 함유되어 있는 계면 활성제의 농도를 미리 알고 있는 경우에는, 그 농도와 세정 제거용 용제에 있어서의 계면 활성제 농도를 동일한 정도로 하는 것이 표면 자유 에너지의 균형의 관점에서 바람직하다.
본 발명의 세정 제거용 용제는, 감광성 수지 조성물을 기판에 도포한 후에, 기판 상의 불필요한 감광성 수지 조성물을 제거하는데 사용되는 것 외에, 도포 공정에 사용되는 도포 장치의 노즐, 롤러, 배관 등에 부착된 감광성 수지 조성물의 세정에 바람직하게 사용된다.
본 발명에 의하면, 감광성 수지 조성물을 세정하는 세정성이 우수한 세정 제거용 용제가 얻어진다.
본 발명의 세정 제거용 용제는, 특히 컬러 필터나 블랙 매트릭스 패턴을 형성하기 위한 안료 분산형 감광성 수지 조성물에 대하여 우수한 세정성을 갖는다.
본 발명의 세정 제거용 용제는, 1종의 용제만으로 구성해도 되지만, 세정성, 건조성, 세정된 안료의 침강 방지, 등의 여러 가지의 특성을 만족시키기 위해, 복수종의 용제를 이용한 혼합 용제가, 균형 잡힌 세정액을 용이하게 설계할 수 있어 바람직하다.
본 발명의, 수소 결합력 파라미터 (δH) 가 상기 범위의 세정 제거용 용제에 의하면, 전술한 바와 같이, 감광성 수지 조성물 중의 수지 성분, 모노머 성분, 및 광중합 개시제 등의 성분의 제거성이 양호함과 함께, 안료 등의 응집 등이 억제되어 양호한 세정성이 얻어진다.
한편, 감광성 수지 조성물의 수지 성분에 대한 양용매를 함유하는 세정 제거용 용제에 의하면, 그 용제에 의해 세정 제거된 감광성 수지 조성물 중에 분산되어 있던 카본 등의 안료 입자의 응집이 억제되어, 세정 제거용 용제 중에 안료가 효율 높게 분산된다. 즉, 세정 제거용 용제 중에 있어서의 안료의 분산성이 나쁘면, 일단 세정 제거된 안료 입자가 응집하여 피세정면에 침강하기 쉬워지는데, 이것을 방지하여 세정 잔류물을 없앨 수 있다.
특히, 방향족계 용제를 이용하면, 카본의 응집, 침강을 억제하는데 바람직하다. 특히 알킬기 및/또는 알콕시기를 갖는 방향족계 용제를 함유시키면, 카본을 효율 높게 분산시킬 수 있으므로 바람직하다.
이것은, 방향환의 π 전자가 카본과의 친화성에 기여하고, 알킬기 및/또는 알콕시기가, 감광성 수지 조성물의 수지 성분에 대한 양용매와의 친화성에 기여하여, 그 결과, 세정 제거용 용제와 카본의 양호한 친화성이 얻어지기 때문이라고 생각된다.
따라서, 특히 블랙 매트릭스 패턴 형성용의 흑색 안료 (특히, 카본) 분산형 감광성 수지 조성물에 대하여 유효하다.
또한, 토출 노즐 선단 부분을 세정하는 경우, 세정액이 노즐 등에 부착된 상태인 채로 있으면, 세정 후에 다시 감광성 수지 조성물을 토출할 때, 노즐 등에 부착되어 있던 세정액이 감광성 수지 조성물에 녹아들어가, 감광성 수지 조성물의 조성을 변화시키게 된다. 이것은 감광성 수지 조성물의 도포성 등의 특성 열화로 연결될 우려가 있어, 예를 들어 도포 불균일 발생의 원인이 되는 경우가 있다. 특히, 감광성 수지 조성물에 계면 활성제가 배합되어 있는 경우에는, 세정액과의 접촉에 의해 그 계면 활성제 농도가 저하되고, 그 결과, 도포 불균일이 발생하기 쉽다.
본 발명에 의하면, 건조성 (속건성) 이 우수한 세정 제거용 용제를 제공할 수 있고, 이로써, 감광성 수지 조성물에 세정액이 녹아들어가는 것을 억제할 수 있다. 특히 프로필렌글리콜모노알킬에테르를 함유시키면, 건조성의 향상에 유효하다.
나아가, 계면 활성제를 함유하는 세정 제거용 용제를 이용하면, 감광성 수지 조성물에, 잔류하고 있던 세정액이 녹아들어가도, 감광성 수지 조성물 중에 있어서의 계면 활성제 농도의 저하를 억제할 수 있어, 도포 불균일의 발생을 방지할 수 있다.
이하, 본 발명의 실시예를 설명하지만, 본 발명의 범위는 이들의 실시예에 한정되는 것은 아니다.
하기의 실시예 및 비교예에 있어서의 각 특성의 평가는 이하의 평가 방법에 의하여 행하였다.
(건조성 평가)
PGMEA 와의 상대 비교 시간으로 나타내었다. 구체적으로는, 기온 23±1℃, 습도 45±5%, 760±10mmHg 의 공조된 실내에서, 3inch 실리콘 웨이퍼의 표면 중앙부에 폴리에틸렌제 스포이드로 시료 (세정액) 1g 를 적하하고, 스핀 코터로 매분 2000 회전하여 시료 (세정액) 가 건조할 때까지를 육안으로 관측하는 방법으로 얻어진 건조 시간 (X초) 을, 시료로서 PGMEA 를 이용했을 경우의 건조 시간 (Y초) 로 나누어 얻어진 값으로 나타내었다.
(세정성 평가)
유리제 1㎖ 피펫내에 블랙 매트릭스 패턴 형성용 감광성 수지 조성물인 「 CFPR BK-5005SL」(상품명; 도오꾜오까고오교주식회사 제조) 를 부착시켰다. 이어서, 당해 피펫내를 1㎖ 의 세정 제거용 용제로 10회, 세정 처리를 실시하고, 그 후의 세정 정도를 육안으로 확인하였다. 세정 잔류물이 전혀 없었던 것은 A, 조금 세정 잔류물이 보여졌으나 실용상 문제가 없었던 것은 B, 세정 잔류물이 많아 실용상 문제가 있었던 것은 C 로 평가하였다.
(안료의 침강성 평가)
직경 12㎜, 길이 1000㎜ 의 튜브 형상 유리 용기에, CFPR-BK5005SL/세정액=1/9(질량비) 의 혼합액을 주입하고, 세로로 정치했을 때에 상층부와 하층부를 각각 10㎖ 씩 빼내어, 이것을 유리 기판 위에 도포하고, 안료의 응집의 유무를 육안과 현미경으로 확인하였다. 응집이나 침강이 많이 확인되어 실용상 문제가 있었던 것은 C, 약간 확인되었으나 실용상 문제가 없었던 것은 B, 확인되지 않은 것은 A 로 평가하였다.
(도포 불균일 평가)
상기 안료의 침강성 평가와 동일한 방법으로 빼낸 상층부와 하층부의 각각 1 0㎖ 의 시료를, 기판 상에 회전 도포하고, 도포 불균일을 육안으로 확인하였다. 도포 불균일이 없었던 것은 A, 도포 불균일이 약간 확인되었으나 실용상 문제가 없었던 것은 B, 확인되고 실용상 문제가 있었던 것은 C 로 평가하였다.
[실시예 1]
PGMEA (수소 결합력 파라미터=6.6) 로 이루어지는 세정액을 조제하였다.
[실시예 2]
PGMEA:PGME=7:3(질량비) 의 혼합 세정액(수소 결합력 파라미터=8.7) 을 조제하였다.
[실시예 3]
PGMEA:PGME:소르벳소 100=6:2:2(질량비) 의 혼합 세정액(수소 결합력 파라미터=7.1) 을 조제하였다.
[실시예 4]
실시예 3 의 세정액에 계면 활성제 (상품명: Additol XL 121; 소르시아사 제조) 50ppm 을 배합하여, 세정액을 조제하였다.
[실시예 5]
아니솔:톨루엔:PGMEA:PGME=2:1:5:2(질량비) 의 혼합 세정액(수소 결합력 파라미터=7.56) 을 조제하였다.
[실시예 6]
실시예 5 의 세정액에 계면 활성제 (상품명: Additol XL 121; 소르시아사 제조) 50ppm 을 배합하여, 세정액을 조제하였다.
[비교예 1]
소르벳소 100(수소 결합력 파라미터=2) 을 세정액으로서 이용하였다.
[비교예 2]
N,N-디메틸아세트아미드(수소 결합력 파라미터=10.2) 를 세정액으로서 이용하였다.
[비교예 3]
PGME(수소 결합력 파라미터=13.6) 을 세정액으로서 이용하였다.
상기 각 실시예 및 비교예의 세정액을 이용하여, 건조성, 세정성, 안료의 응집 침강성, 및 도포 불균일의 각 평가를 실시하였다. 그 결과를 하기 표 1 에 나타낸다.
수소 결합력 파라미터 계면활성제 건조성 세정성 안료의 응집 침강성 도포 불균일
실시예1 6.6 무 1 B B B
실시예2 8.7 무 0.9 B B B
실시예3 7.1 무 1 A A B
실시예4 7.1 유 1 A A A
실시예5 7.56 무 1 A A B
실시예6 7.56 유 1 A A A
비교예1 2.0 무 1.2 C C C
비교예2 10.2 무 >6 C C C
비교예3 13.6 무 0.9 B C C
상기 결과로부터 명백하듯이, 실시예 1∼6 의 세정 제거용 용제 (세정액) 는, 건조성 및 세정성이 실용상 문제 없고 양호하였다.
특히 방향족계 용제를 함유하는 실시예 3∼6 은, 안료의 응집 침강성이 없고 양호하였다.
또한, 계면 활성제가 배합된 실시예 4, 6 은, 도포 불균일이 없고 양호하였다.

Claims (20)

  1. 계면 활성제를 함유하고, 그 함유량이 0.0001~1.0 질량%이며, 한센 (Hansen) 용해 파라미터에 있어서의 수소 결합력 파라미터 (δH) 가 5∼10 인 감광성 수지 조성물의 세정 제거용 용제.
  2. 제 1 항에 있어서,
    혼합 용제인 세정 제거용 용제.
  3. 제 1 항에 있어서,
    방향족계 용제를 함유하는 세정 제거용 용제.
  4. 제 1 항에 있어서,
    프로필렌글리콜모노알킬에테르아세테이트를 함유하는 세정 제거용 용제.
  5. 제 1 항에 있어서,
    프로필렌글리콜모노알킬에테르을 함유하는 세정 제거용 용제.
  6. 제 1 항에 있어서,
    프로필렌글리콜모노알킬에테르아세테이트, 프로필렌글리콜모노알킬에테르, 및 방향족계 용제를 함유하는 세정 제거용 용제.
  7. 제 3 항에 있어서,
    방향족계 용제가 모노알킬벤젠, 디알킬벤젠, 및 트리알킬벤젠 중에서 선택되는 적어도 1종을 함유하는 세정 제거용 용제.
  8. 제 7 항에 있어서,
    방향족계 용제가 디알킬벤젠, 및 트리알킬벤젠의 양방을 함유하는 것인 세정 제거용 용제.
  9. 제 1 항에 있어서,
    감광성 수지 조성물이 안료를 함유하는 조성물인 세정 제거용 용제.
  10. 제 1 항에 있어서,
    감광성 수지 조성물이 빨강 (R), 초록 (G), 파랑 (B) 중 어느 하나의 컬러 필터를 형성하기 위한 컬러 필터 형성용 감광성 수지 조성물인 세정 제거용 용제.
  11. 제 1 항에 있어서,
    감광성 수지 조성물이 블랙 매트릭스 패턴을 형성하기 위한 블랙 매트릭스 패턴 형성용 감광성 수지 조성물인 세정 제거용 용제.
  12. 삭제
  13. 프로필렌글리콜모노알킬에테르아세테이트, 프로필렌글리콜모노알킬에테르, 및 방향족계 용제를 함유하고, 상기 방향족계 용제가 톨루엔, 자일렌 및 에틸벤젠 그리고 알콕시기를 갖는 방향족계 용제 중에서 선택되는 적어도 1 종이고, 한센 (Hansen) 용해 파라미터에 있어서의 수소 결합력 파라미터 (δH) 가 5∼10 인 안료 분산형 감광성 수지 조성물의 세정 제거용 용제.
  14. 제 13 항에 있어서,
    프로필렌글리콜모노알킬에테르아세테이트 : 프로필렌글리콜모노알킬에테르 : 방향족계 용제 = 1 ~ 9 : 0.1 ~ 3 : 1 (질량비) 인 것을 특징으로 하는 세정 제거 용제.
  15. 제 13 항에 있어서,
    알콕시기를 갖는 방향족계 용제가 아니솔인 것을 특징으로 하는 세정 제거 용제.
  16. 제 13 항에 있어서,
    방향족계 용제가, 톨루엔, 자일렌 및 에틸벤젠 중에서 선택되는 적어도 1 종과, 아니솔을 함유하는 것인 것을 특징으로 하는 세정 제거 용제.
  17. 제 13 항에 있어서,
    감광성 수지 조성물이 빨강 (R), 초록 (G), 파랑 (B) 중 어느 하나의 컬러 필터를 형성하기 위한 컬러 필터 형성용 감광성 수지 조성물인 세정 제거용 용제.
  18. 제 13 항에 있어서,
    감광성 수지 조성물이 블랙 매트릭스 패턴을 형성하기 위한 블랙 매트릭스 패턴 형성용 감광성 수지 조성물인 세정 제거용 용제.
  19. 제 13 항에 있어서,
    계면 활성제를 함유하는 세정 제거용 용제.
  20. 삭제
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