KR101294019B1 - Composition for stripping photoresist and method of stripping photoresist using the same - Google Patents
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Abstract
포토레지스트 제거 조성물은 γ-부티로락톤(butyro lactone) 80 내지 98.5 중량%, 알킬 카바메이트(carbamate) 1 내지 10 중량%, 알킬 술폰산 0.1 내지 5 중량% 및 비이온계 계면활성제 0.1 내지 5 중량%를 포함한다. 상기 포토레지스트 제거 조성물은 실질적인 제거 성능의 저하나 금속 패턴의 손상 없이 재사용될 수 있다. 따라서, 포토리소그라피 공정의 비용을 감소시킬 수 있다. The photoresist removal composition is 80 to 98.5 wt% of γ-butyro lactone, 1 to 10 wt% of alkyl carbamate, 0.1 to 5 wt% of alkyl sulfonic acid and 0.1 to 5 wt% of nonionic surfactant It includes. The photoresist removal composition can be reused without substantial degradation in removal performance or damage to the metal pattern. Thus, the cost of the photolithography process can be reduced.
포토레지스트, 오존 Photoresist, ozone
Description
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 포토레지스트 제거방법을 나타내는 순서도이고,1 is a flowchart illustrating a method of removing a photoresist according to an embodiment of the present invention.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 포토레지스트 제거방법에 사용될 수 있는 포토레지스트 제거장치를 나타내는 개략 단면도이고,2 is a schematic cross-sectional view showing a photoresist removal apparatus that can be used in the photoresist removal method according to an embodiment of the present invention,
도 3 및 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 포토레지스트 제거 조성물이 가해진 기판의 소스 전극의 에지 부분을 나타내는 주사전자현미경(SEM) 사진이고,3 and 4 are scanning electron microscope (SEM) photographs showing edge portions of a source electrode of a substrate to which a photoresist removing composition according to an embodiment of the present invention is applied,
도 5 및 도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 포토레지스트 제거 조성물이 가해진 기판의 게이트 라인의 에지 부분을 나타내는 주사전자현미경(SEM) 사진이다. 5 and 6 are scanning electron microscope (SEM) photographs showing edge portions of gate lines of a substrate to which a photoresist removing composition according to an embodiment of the present invention is applied.
<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명><Explanation of symbols for the main parts of the drawings>
10: 포토레지스트 제거 장치 17: 컨베이어10: photoresist removing device 17: conveyor
20: 로드부 30: 언로드부20: loading part 30: unloading part
100: 챔버 102: 제1 배스100: chamber 102: first bath
104: 제2 배스 106: 제3 배스104: second bath 106: third bath
107: 제1 배스 108: 제2 격벽107: first bath 108: second bulkhead
110: 제1 탱크 112: 제1 배출 라인110: first tank 112: first discharge line
114: 제2 배출 라인 115: 제1 노즐114: second discharge line 115: first nozzle
116: 제2 노즐 120: 제2 탱크116: second nozzle 120: second tank
122: 제3 배출 라인 124: 제3 노즐122: third discharge line 124: third nozzle
126: 제4 노즐 130: 제3 탱크126: fourth nozzle 130: third tank
132: 제5 노즐 134: 제6 노즐132: fifth nozzle 134: sixth nozzle
140: 오존 반응기 145: 오존 가스 주입구140: ozone reactor 145: ozone gas inlet
147: 폐액 배출구 150: 탈기 장치147: waste liquid outlet 150: degassing apparatus
155: 질소 가스 주입구 160: 신액 탱크 155: nitrogen gas inlet 160: new liquid tank
본 발명은 포토레지스트 제거 조성물 및 이를 이용한 포토레지스트 제거방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는 재사용이 가능한 포토레지스트 제거 조성물 및 이를 이용한 포토레지스트 제거방법에 관한 것이다.The present invention relates to a photoresist removing composition and a photoresist removing method using the same, and more particularly, to a reusable photoresist removing composition and a photoresist removing method using the same.
액정표시장치는 액정 물질의 광학적, 전기적 성질을 이용하여 이미지를 표시한다. 액정표시장치는 CRT, 플라즈마 디스플레이 패널 등과 비교하여, 경량, 저전력, 낮은 구동 전압 등의 장점을 갖는다.A liquid crystal display displays an image using the optical and electrical properties of a liquid crystal material. The liquid crystal display device has advantages such as light weight, low power, low driving voltage and the like as compared with a CRT, a plasma display panel and the like.
일반적으로, 액정표시장치는 액정표시패널과 상기 액정표시패널에 광을 공급하는 광원을 포함한다. 상기 액정표시패널은 박막트랜지스터 기판, 컬러필터 기판 및 상기 기판들 사이에 위치한 액정층을 포함한다. 상기 광원으로부터 발생된 광은 상기 액정층을 통과하고, 상기 액정층은 상기 광의 투과율을 조절하여 이미지를 표시한다.Generally, a liquid crystal display device includes a liquid crystal display panel and a light source that supplies light to the liquid crystal display panel. The liquid crystal display panel includes a thin film transistor substrate, a color filter substrate, and a liquid crystal layer disposed between the substrates. Light generated from the light source passes through the liquid crystal layer, and the liquid crystal layer displays an image by adjusting the transmittance of the light.
상기 박막트랜지스터 기판은 복수의 박막트랜지스터들을 포함한다. 상기 박막트랜지스터들은 포토레지스트를 이용한 포토리소그라피 공정을 통해 형성되며, 박막트랜지스터가 형성된 후, 기판에 포토레지스트 제거 조성물을 분사하여 잔류 포토레지스트를 제거한다. 상기 포토레지스트 제거 조성물은 수거되어 필터로 걸러진 후 일부 재사용될 수 있다.The thin film transistor substrate includes a plurality of thin film transistors. The thin film transistors are formed through a photolithography process using a photoresist, and after the thin film transistor is formed, the photoresist removing composition is sprayed onto the substrate to remove residual photoresist. The photoresist removal composition may be collected and filtered through a filter and then partially reused.
그러나, 포토레지스트 제거 조성물을 재사용하기 위하여 포토레지스트 제거 조성물을 필터로 여과하는 경우, 포토레지스트 제거 조성물 내부의 불순물을 물리적으로 분리하는 기능만을 하게 되어, 포토레지스트 제거 조성물에 녹아 있는 포토레지스트 잔류물을 제거할 수 없다. 그 결과, 재사용되는 포토레지스트 제거 조성물의 포토레지스트 제거 성능이 저하되는 문제점이 있다.However, when the photoresist removal composition is filtered with a filter to reuse the photoresist removal composition, it only serves to physically separate impurities in the photoresist removal composition, thereby removing the photoresist residue dissolved in the photoresist removal composition. It cannot be removed. As a result, there is a problem that the photoresist removal performance of the photoresist removal composition to be reused is lowered.
이에 본 발명의 기술적 과제는 이러한 종래의 문제점을 해결하기 위한 것으로, 재사용이 가능한 포토레지스트 제거 조성물을 제공하는데 있다. Accordingly, the technical problem of the present invention is to solve such a conventional problem, and to provide a reusable photoresist removing composition.
본 발명의 다른 기술적 과제는 상기 포토레지스트 제거 조성물을 이용한 포토레지스트 제거방법을 제공하는데 있다.Another technical problem of the present invention is to provide a photoresist removing method using the photoresist removing composition.
본 발명의 일 특징에 따른 포토레지스트 제거 조성물은 Γ-부티로락 톤(butyro lactone) 80 내지 98.5 중량%, 알킬 카바메이트(carbamate) 1 내지 10 중량%, 알킬 술폰산 0.1 내지 5 중량% 및 비이온계 계면활성제 0.1 내지 5 중량%를 포함한다.The photoresist removal composition according to one aspect of the present invention is 80 to 98.5% by weight of Γ-butyro lactone, 1 to 10% by weight of alkyl carbamate, 0.1 to 5% by weight of alkyl sulfonic acid and nonionic 0.1 to 5 wt% of the surfactant.
상기 알킬 카바메이트는, 예를 들어, 메틸 카바메이트를 포함할 수 있다.The alkyl carbamate may comprise, for example, methyl carbamate.
상기 알킬 술폰산은, 예를 들어, 메틸 술폰산, 에틸 술폰산, 프로필 술폰산 및 부틸 술폰산으로 이루어진 그룹에서 선택된 적어도 하나를 포함할 수 있다.The alkyl sulfonic acid may include, for example, at least one selected from the group consisting of methyl sulfonic acid, ethyl sulfonic acid, propyl sulfonic acid and butyl sulfonic acid.
상기 비이온계 계면활성제는, 예를 들어, 옥틸페놀 에톡실레이트 및 노닐페놀 에톡실레이트로 이루어진 그룹에서 선택된 적어도 하나를 포함할 수 있다.The nonionic surfactant may include, for example, at least one selected from the group consisting of octylphenol ethoxylate and nonylphenol ethoxylate.
본 발명의 일 특징에 따른 포토레지스트 제거방법에 따르면, 먼저 기판 상에 형성된 포토레지스트에 포토레지스트 제거 조성물을 가한다. 상기 포토레지스트에 가해진 포토레지스트 제거 조성물을 회수한다. 회수된 포토레지스트 제거 조성물에 오존 가스를 가하여 포토레지스트 제거 조성물에 포함된 포토레지스트 불순물을 분해한다. According to the photoresist removing method according to an aspect of the present invention, first, a photoresist removing composition is added to a photoresist formed on a substrate. The photoresist removal composition applied to the photoresist is recovered. Ozone gas is added to the recovered photoresist removal composition to decompose the photoresist impurities contained in the photoresist removal composition.
포토레지스트에 가해지기 전의 포토레지스트 제거 조성물은 γ-부티로락톤(butyro lactone) 약 80 내지 약 98.5 중량%, 알킬 카바메이트(carbamate) 약 1 내지 약 10 중량%, 알킬 술폰산 약 0.1 내지 약 5 중량% 및 비이온계 계면활성제 약 0.1 내지 약 5 중량%를 포함한다.The photoresist removal composition prior to being applied to the photoresist comprises about 80 to about 98.5 weight percent of γ-butyro lactone, about 1 to about 10 weight percent of alkyl carbamate, about 0.1 to about 5 weight of alkyl sulfonic acid % And about 0.1 to about 5 weight percent of the nonionic surfactant.
상기 포토레지스트 제거 조성물에 오존 가스를 가한 후, 상기 포토레지스트 제거 조성물은 포토레지스트 제거 조성물 내의 오존 가스가 제거되도록 탈기될 수 있다.After adding ozone gas to the photoresist removal composition, the photoresist removal composition may be degassed to remove ozone gas in the photoresist removal composition.
이상에서 설명한 바에 따르면, 실질적인 제거 성능의 저하나 금속 패턴의 손상 없이 포토레지스트 제거 조성물을 반복하여 재사용함으로써, 포토리소그라피 공정의 비용을 감소시킬 수 있다. As described above, the cost of the photolithography process can be reduced by repeatedly reusing the photoresist removing composition without substantially degrading the removal performance or damaging the metal pattern.
이하에서는 본 발명의 일 실시예에 따른 포토레지스트 제거 조성물에 대하여 상세하게 설명한다.Hereinafter, a photoresist removing composition according to an embodiment of the present invention will be described in detail.
포토레지스트 제거 조성물Photoresist removal composition
본 발명의 일 실시예에 따른 포토레지스트 제거 조성물은 γ-부티로락톤(gamma butyro lactone) 약 80 내지 약 98.5 중량%, 알킬 카바메이트(carbamate) 약 1 g 내지 약 10 중량%, 알킬 술폰산 약 0.1 내지 약 5 중량% 및 비이온계 계면활성제 약 0.1 내지 약 5 중량%를 포함한다.The photoresist removal composition according to an embodiment of the present invention comprises about 80 to about 98.5 wt% of γ-butyro lactone, about 1 g to about 10 wt% of alkyl carbamate, about 0.1 alkyl sulfonic acid To about 5% by weight and about 0.1 to about 5% by weight of the nonionic surfactant.
상기 알킬 카바메이트로는 메틸 카바메이트, 에틸 카바메이트, 프로필 카바메이트, 부틸 카바메이트 등이 사용될 수 있으며, 바람직하게는 메틸 카바메이트가 사용될 수 있다.As the alkyl carbamate, methyl carbamate, ethyl carbamate, propyl carbamate, butyl carbamate and the like may be used, and preferably methyl carbamate may be used.
상기 알킬 술폰산으로는 메틸 술폰산, 에틸 술폰산, 프로필 술폰산, 부틸 술폰산 등이 사용될 수 있으며, 바람직하게는 메틸 술폰산이 사용될 수 있다.As the alkyl sulfonic acid, methyl sulfonic acid, ethyl sulfonic acid, propyl sulfonic acid, butyl sulfonic acid, and the like may be used. Preferably, methyl sulfonic acid may be used.
상기 비이온계 계면 활성제는 에틸렌 옥사이드계 계면 활성제를 포함할 수 있으며, 구체적으로 옥틸페놀 에톡실레이트(octylphenol ethoxylate), 노닐페놀 에톡실레이트(nonylphenol ethoxylate) 등을 포함할 수 있으며, 바람직하게는 옥틸페놀 에톡실레이트가 사용될 수 있다.The nonionic surfactant may include an ethylene oxide-based surfactant, and may specifically include octylphenol ethoxylate, nonylphenol ethoxylate, and the like, preferably octyl. Phenol ethoxylates can be used.
본 발명의 일 실시예에 따른 포토레지스트 제거 조성물은 높은 포토레지스트 분해 성능을 가짐으로써, 재사용이 가능하다.The photoresist removal composition according to the embodiment of the present invention has high photoresist decomposition performance and thus can be reused.
이하에서는 본 발명의 일 실시예에 따른 포토레지스트 제거 방법에 대하여 도면을 참조하여 구체적으로 설명하기로 한다.Hereinafter, a method of removing a photoresist according to an embodiment of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
포토레지스트 제거 방법How to remove photoresist
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 포토레지스트 제거방법을 나타내는 순서도이다.1 is a flowchart illustrating a method of removing a photoresist according to an embodiment of the present invention.
본 발명의 일 실시예에 따른 포토레지스트 제거방법에 따르면, 먼저 기판 상에 형성된 포토레지스트에 포토레지스트 제거 조성물을 가한다(S 10). 상기 포토레지스트에 가해진 포토레지스트 제거 조성물을 회수한다(S 20). 회수된 포토레지스트 제거 조성물에 오존 가스를 가하여 포토레지스트 제거 조성물에 포함된 포토레지스트 불순물을 분해한다(S 30). According to the photoresist removing method according to an embodiment of the present invention, first, the photoresist removing composition is added to the photoresist formed on the substrate (S 10). The photoresist removing composition applied to the photoresist is recovered (S 20). Ozone gas is added to the recovered photoresist removing composition to decompose the photoresist impurities included in the photoresist removing composition (S30).
포토레지스트에 가해지기 전의 포토레지스트 제거 조성물은 γ-부티로락톤 약 80 내지 약 98.5 중량%, 알킬 카바메이트 약 1 내지 약 10 중량%, 알킬 술폰산 약 0.1 내지 약 5 중량% 및 비이온계 계면활성제 약 0.1 내지 약 5 중량%를 포함한다.The photoresist removal composition prior to being applied to the photoresist comprises about 80 to about 98.5 weight percent γ-butyrolactone, about 1 to about 10 weight percent alkyl carbamate, about 0.1 to about 5 weight percent alkyl sulfonic acid and a nonionic surfactant About 0.1 to about 5 weight percent.
상기 알킬 카바메이트로는 메틸 카바메이트, 에틸 카바메이트, 프로필 카바메이트, 부틸 카바메이트 등이 사용될 수 있으며, 바람직하게는 메틸 카바메이트가 사용될 수 있다.As the alkyl carbamate, methyl carbamate, ethyl carbamate, propyl carbamate, butyl carbamate and the like may be used, and preferably methyl carbamate may be used.
상기 알킬 술폰산으로는 메틸 술폰산, 에틸 술폰산, 프로필 술폰산, 부틸 술 폰산 등이 사용될 수 있으며, 바람직하게는 메틸 술폰산이 사용될 수 있다.As the alkyl sulfonic acid, methyl sulfonic acid, ethyl sulfonic acid, propyl sulfonic acid, butyl sulfonic acid and the like may be used, and preferably methyl sulfonic acid may be used.
상기 비이온계 계면활성제는 에틸렌 옥사이드계 계면활성제를 포함할 수 있다. 구체적으로, 상기 비이온계 계면 활성제는 옥틸페놀 에톡실레이트, 노닐페놀 에톡실레이트 등을 포함할 수 있으며, 바람직하게는 옥틸페놀 에톡실레이트를 포함하는 것이 좋다.The nonionic surfactant may include an ethylene oxide surfactant. Specifically, the nonionic surfactant may include octylphenol ethoxylate, nonylphenol ethoxylate, and the like, and preferably, octylphenol ethoxylate.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 포토레지스트 제거방법에 사용될 수 있는 포토레지스트 제거장치를 나타내는 개략 단면도이다. 구체적으로, 상기 포토레지스트 제거장치는 본 발명의 실시에 적합한 설비의 일례로서, 본 출원인의 특허출원인 한국특허출원 2006-0103036에 개시된 포토레지스트 제거장치와 실질적으로 동일하다.Figure 2 is a schematic cross-sectional view showing a photoresist removal apparatus that can be used in the photoresist removal method according to an embodiment of the present invention. Specifically, the photoresist removing apparatus is an example of equipment suitable for the practice of the present invention, and is substantially the same as the photoresist removing apparatus disclosed in Korean Patent Application No. 2006-0103036, which is the applicant's patent application.
도 2를 참조하면, 포토레지스트 제거장치(10)는 챔버(100), 컨베이어(17), 제1 탱크(110), 제2 탱크(120), 제3 탱크(130), 오존 반응기(140), 탈기 장치(150) 및 신액 탱크(160)를 포함한다. Referring to FIG. 2, the
포토레지스트를 포함한 기판(P)은 상기 컨베이어(17)에 의해 상기 챔버(100) 안으로 이송된다. 상기 챔버(100)는 내부가 제1 격벽(107)과 제2 격벽(108)에 의해 분할되어, 복수의 배스, 예를 들어, 제1 배스(bath)(102), 제2 배스(104) 및 제3 배스(106)를 형성할 수 있다. 또한, 상기 챔버(100)는 포토레지스트 제거 조성물을 분사하는 제1 내지 제6 노즐(115, 116, 124, 126, 132, 134)을 포함할 수 있다.The substrate P including the photoresist is transferred into the
상기 컨베이어(17)은 챔버(100) 내부로 기판(P)을 공급하는 역할을 하는 것으로서, 바람직하게는, 기판(P)이 일정한 경사를 갖고 챔버(100) 내부를 통과하도 록 한다. 상기 기판(P)은 최초 안착되는 로드부(20)부터 챔버(100)를 통과하여 기판(P)이 배출되는 언로드부(30)까지 연속적으로 이동될 수 있다. 상기 기판(P)은 각각의 배스를 연속적으로 통과하거나, 포토레지스트 제거 조성물이 분사되는 동안 각 배스에서 일정 시간 정지한 후 다음 배스로 이동할 수 있다. 상기 기판(P)으로 분사된 포토레지스트 제거 조성물은 중력에 의해 각 배스의 바닥으로 흘러내리게 된다.The
상기 컨베이어(17)가 로드부(20)부터 언로드부(30)까지 일정한 경사를 갖도록 하는 경우, 노즐을 통해 분사된 포토레지스트 제거 조성물이 기판(P)에 균일하게 접촉하게 되어 공정 콘트롤이 용이하다. 또한, 상기 포토레지스트 제거 조성물이 기판의 처짐(sag) 등에 의해 기판 상에 잔류하는 것을 방지할 수 있다.When the
상기 챔버(100)가 복수의 배스를 포함하는 경우, 포토레지스트 제거가 용이하고, 포토레지스트 제거 조성물 속의 포토레지스트 잔류물의 농도에 따라 분류하여 포토레지스트 제거 조성물을 회수하는 것이 가능하다.When the
상기 컨베이어(17)는 액체의 포토레지스트 제거 조성물이 용이하게 배출될 수 있도록 롤러형의 컨베이어(17)가 사용될 수 있으나, 이 밖에 기판(P)을 챔버(100) 내부에서 이동시킬 수 있는 다른 이송 수단이 사용될 수도 있다.The
상기 기판(P)이 일정한 경사를 갖고 챔버(100) 내부를 이동하도록 하는 방법으로는 컨베이어(17) 자체를 수평면에 대하여 일정 각도로 기울어지게 하는 방법이 있다. 다른 방법으로는 평행 컨베이어의 위에 일정한 경사각을 갖는 받침대(미도시)를 사용할 수 있다. 받침대의 하면은 컨베이어에 접하며, 상기 기판(P)은 받침 대의 상면에 접한다. 상기 받침대는 받침대의 상면이 기울어지도록 쐐기 형상을 가질 수 있다.As a method of moving the substrate P inside the
구체적으로, 상기 기판(P)은 로드부(20)에 의해 챔버(100)의 제1 배스(102)로 이동된다. 제1 배스(102)는 챔버(100) 벽과 제1 격벽(107)에 의해서 정의되며, 포토레지스트 제거 조성물을 분사하는 제1 노즐(115)과 제2 노즐(116)을 포함한다.In detail, the substrate P is moved to the
상기 제1 노즐(115)은 기판(P)의 포토레지스트를 제거하기 위한 포토레지스트 제거 조성물을 분사하는 역할을 하며, 기판(P)의 상면에 수직하게 또는 일정 각도로 포토레지스트 제거 조성물을 분사한다. 상기 제2 노즐(116)은 유리 기판(P)의 하면에 흘러내린 포토레지스트를 제거하기 위하여, 기판(P)의 하면에 포토레지스트 제거 조성물을 분사한다. 상기 제2 노즐(116)의 분사량은 제1 노즐(115)의 분사량에 비해 적을 수 있다.The
상기 제1 노즐(115)과 제2 노즐(116)을 통해 분사된 포토레지스트 제거 조성물은 기판(P)에 형성된 포토레지스트를 용해하여 제1 배스(102)의 바닥으로 흘러내리며, 제1 배출 라인(112)을 통하여 제1 탱크(110)로 유입된다.The photoresist removing composition injected through the
상기 제1 탱크(110)의 포토레지스트 제거 조성물은 제2 탱크(120)에서 공급되는 포토레지스트 제거 조성물과 혼합되며, 다시 제1 노즐(115)과 제2 노즐(116)을 통해 제1 배스(102)에서 기판(P)으로 분사된다.The photoresist removing composition of the
상기 제1 배스(102)에서 1차로 포토레지스트가 제거된 후, 상기 기판(P)은 제2 배스(104)로 이동하게 된다. 상기 기판(P)에는 제2 탱크(120)로부터 공급받은 포토레지스트 제거 조성물이 분사된다. 제2 배스(104)는 제2 탱크(120)로부터 공급 받은 포토레지스트 제거 조성물을 기판(P)에 분사하는 제3 노즐(124) 및 제4 노즐(126)을 포함한다. 상기 제3 노즐(124) 및 제4 노즐(126)의 분사 방식은 제1 노즐(115) 및 제2 노즐(116)과 실질적으로 동일하다. 다만, 분사되는 포토레지스트 제거 조성물은 제2 탱크(120)에서 공급받기 때문에 제1 탱크(110)에 저장된 포토레지스트 제거 조성물보다 포토레지스트 등의 불순물이 적게 함유되어 있다. After the photoresist is first removed from the
상기 제2 배스(104)에서 기판(P)으로 분사된 포토레지스트 제거 조성물은 제2 배스(104)의 바닥으로 흘러내리고, 상기 제1 배출 라인(112)을 통하여 상기 제1 탱크(110)로 유입된다.The photoresist removing composition injected from the
상기 제2 배스(104)에서 2차로 포토레지스트가 제거된 후, 상기 기판(P)은 제3 배스(106)로 이동하게 된다. 상기 기판(P)에는 제3 탱크(130)로부터 공급받은 포토레지스트 제거 조성물이 분사된다. 상기 제3 배스(106)는 제3 탱크(130)로부터 공급받은 포토레지스트 제거 조성물을 기판(P)에 분사하는 제5 노즐(132)과 제6 노즐(134)을 포함한다. 상기 제5 노즐(132)과 제6 노즐(134)의 분사 방식은 상술된 제1 노즐(115) 및 제2 노즐(116)의 분사 방식과 실질적으로 동일하다. 다만, 분사되는 포토레지스트 제거 조성물은 제3 탱크(130)에서 공급 받기 때문에 제1 탱크(110)와 제2 탱크(120)의 포토레지스트 제거 조성물에 비하여 적은 불순물을 포함한다. 상기 제3 탱크(130)에는 재사용을 위하여 오존 처리된 포토레지스트 제거 조성물과 신액 탱크(160)에서 공급되는 새로운 포토레지스트 제거 조성물이 유입되기 때문이다.After the photoresist is secondarily removed from the
상기 포토레지스트 제거장치의 챔버(100)는 세 개의 배스를 포함하고 있으 나, 배스의 수는 필요에 따라 더 늘일 수도 있으며, 더 줄일 수도 있을 것이다. 상기 포토레지스트 제거 조성물 및 포토레지스트 제거 조성물을 저장하는 저장 탱크의 배열도 필요에 따라 다양하게 변경이 가능하다. The
제1 탱크(110)에 저장되는 포토레지스트 제거 조성물은 제1 배스(102)에서 기판(P)에 분사되는 포토레지스트 제거 조성물이 제1 배출 라인(112)을 통하여 유입되고, 제2 배스(103)에서 기판(P)에 분사되는 포토레지스트 제거 조성물이 제2 배출 라인(114)을 통하여 유입되기 때문에 포토레지스트 농도가 상대적으로 높다. 상기 제1 탱크(110)의 포토레지스트 제거 조성물의 일부는 제1 배스(102)의 제1 및 제2 노즐(115, 116)을 통해 기판(P)으로 분사되며, 나머지는 오존 반응기(140)로 배출된다. 상기 포토레지스트 제거 조성물의 포토레지스트 잔류물 농도가 기준 이상으로 높은 경우에는 오존 반응기(140)로 공급하지 않고 제1 탱크(110)에서 폐액 배출구(147)를 통해 배출시킨다.In the photoresist removing composition stored in the
오존 반응기(140)는 이미 사용된 포토레지스트 제거 조성물에서 포토레지스트 잔류물을 제거하여 포토레지스트 제거 조성물을 재생시키는 역할을 한다. 포토레지스트는 유기 피막으로서, 포토레지스트 제거 조성물에 의하여 화학적 습식 과정을 통하여 제거되므로 사용된 포토레지스트 제거 조성물에는 포토레지스트가 용해되어 있다. 상기 사용된 포토레지스트 제거 조성물이 일정량의 포토레지스트 잔류물을 포함하고 있을지라도 다시 포토레지스트 막을 제거하는 기능을 수행하는 것은 가능하나, 포토레지스트 제거 조성물 속에 포함된 불순물에 의하여 기판(P)이 오염되어, 포토레지스트 막을 제거하는데 효율성이 낮아지게 된다.The
따라서, 본 발명에서는 사용된 포토레지스트 제거 조성물 속의 유기물들을 제거하기 위하여, 오존 가스를 사용한다. 오존은 과산화수소 보다 더 강력한 산화제로서, 용액 내에서 새로운 반응물을 생성하지 않는다.Therefore, in the present invention, ozone gas is used to remove organic substances in the photoresist removing composition used. Ozone is a more powerful oxidant than hydrogen peroxide and does not produce new reactants in solution.
오존 반응기(140)는 내부에 사용된 포토레지스트 제거 조성물을 수용하는 공간을 포함하고 있으며, 포토레지스트 제거 조성물에 오존 가스를 공급하는 오존 가스 주입구(145)를 포함한다. The
상기 포토레지스트 잔류물을 포함하는 포토레지스트 제거 조성물에 오존 가스를 가하면, 포토레지스트 제거 조성물 속에 용해되거나 분산된 포토레지스트 잔류물들이 유기산으로 분해되며, 이산화탄소(CO₂) 및/또는 물(H₂O)을 생성한다. 상기 오존 가스는 산소 가스에 비해 용해도가 수배에서 수십배 정도 크기 때문에 기체 상태로 포토레지스트 제거 조성물을 통과시키면, 포토레지스트 제거 조성물의 포토레지스트 잔류물과 비교적 쉽게 반응할 수 있다. 상기 포토레지스트 제거 조성물이 재사용될 경우, 포토레지스트 제거 조성물 속에 잔류하는 상기 유기산들은 첨가제 역할을 하여 포토레지스트 제거 효율을 높일 수 있다. When ozone gas is added to the photoresist removal composition comprising the photoresist residue, the photoresist residues dissolved or dispersed in the photoresist removal composition are decomposed into organic acids, producing carbon dioxide (CO₂) and / or water (H₂O). do. Since the ozone gas has a solubility of several to several tens of times that of oxygen gas, when the photoresist removing composition is passed in a gas state, the ozone gas may react with the photoresist residue of the photoresist removing composition relatively easily. When the photoresist removal composition is reused, the organic acids remaining in the photoresist removal composition may act as an additive to increase photoresist removal efficiency.
탈기 장치(150)는 오존 처리된 포토레지스트 제거 조성물 속에 잔류한 오존을 제거하는 역할을 한다. 오존은 유기 피막을 용해할 수 있으므로 포토레지스트 제거시 효율을 높일 수도 있으나, 오존은 강력한 산화제로서 작용하기 때문에 잔류 오존이 존재하는 포토레지스트 제거 조성물을 기판에 분사하는 경우, 기판이 손상될 염려가 있다. 따라서, 재생된 포토레지스트 제거 조성물로부터 잔류 오존을 제거하는 것이 바람직하다.The
탈기 장치(150)는 오존 반응기(140)에서 오존 처리된 포토레지스트 제거 조성물을 수용하는 공간을 포함하고 있으며, 질소 가스를 공급하는 질소 가스 주입구(155)를 포함하고 있다. 오존을 포함하는 포토레지스트 제거 조성물 속에 질소 가스를 공급하면, 오존이 분해되어 산소 가스(O₂)와 물을 생성한다.The
이렇게 재생된 포토레지스트 제거 조성물은 회수 라인(170)을 통하여, 제3 탱크(130)로 공급되며, 필요에 따라 신액 탱크(160)에서 공급되는 새로운 포토레지스트 제거 조성물과 혼합되어 제3 배스(106)에서 기판(P)으로 분사된다. 따라서, 상기 기판(P)은 언로드부(30)로 배출되기 전에 비교적 적은 불순물을 포함하는 포토레지스트 제거 조성물에 의하여 세정된다.The regenerated photoresist removal composition is supplied to the
본 발명의 일 실시예에 따른 포토레지스트 제거방법은 사용된 포토레지스트 제거 조성물에 오존 가스를 가하여 포토레지스트 제거 조성물을 재사용함으로써, 전자 장치의 제조 비용을 감소시킬 수 있다. 상기 포토레지스트 제거 조성물은 재사용되는 경우에도 실질적으로 성능이 저하되지 않으며, 금속 패턴에 손상을 주지 않는다.The photoresist removing method according to an embodiment of the present invention can reduce the manufacturing cost of the electronic device by adding ozone gas to the used photoresist removing composition to reuse the photoresist removing composition. The photoresist removal composition does not substantially degrade performance even when reused, and does not damage the metal pattern.
본 발명의 일 실시예에 따른 포토레지스트 제거방법은 액정표시장치와 같은 평판 디스플레이(Flat Pannel Display: FPD)의 제조뿐만 아니라, 메모리 반도체 기판 등의 제조에도 사용될 수 있다. 또한, 포토리소그라피 공정을 이용하여 제조되는 여타의 다른 전자 장치의 제조에도 사용될 수 있다.The photoresist removal method according to an embodiment of the present invention may be used not only for manufacturing a flat panel display (FPD) such as a liquid crystal display, but also for manufacturing a memory semiconductor substrate. It can also be used to fabricate other electronic devices manufactured using photolithography processes.
이하에서는 구체적인 실시예 및 실험예를 통하여 본 발명의 일 실시예에 따른 포토레지스트 제거 조성물을 설명하기로 한다.Hereinafter, a photoresist removing composition according to an embodiment of the present invention will be described through specific examples and experimental examples.
실시예 1Example 1
γ-부티로락톤 약 93 중량%, 메틸 카바메이트 약 5 중량%, 메틸 술폰산 1 중량% 및 에틸렌 옥사이드계 계면활성제로서 op-10 약 1 중량%를 혼합하여 포토레지스트 제거 조성물을 준비하였다.A photoresist removal composition was prepared by mixing about 93 wt% of γ-butyrolactone, about 5 wt% of methyl carbamate, 1 wt% of methyl sulfonic acid, and about 1 wt% of op-10 as an ethylene oxide based surfactant.
실험예 1 - 포토레지스트 분해성능 평가Experimental Example 1 Evaluation of Photoresist Degradation Performance
실시예 1의 포토레지스트 제거 조성물에 분말 상의 포토레지스트를 혼합하고 교반하여 전체 중량에 대한 포토레지스트의 함량이 약 72 중량%인 제1 용액을 준비하였다. 상기 혼합 용액을 반응기에 넣고 오존 가스를 가하면서 오존 가스를 가한 시점으로부터 3시간이 지난 후, 5 시간이 지난 후 각각의 포토레지스트 함량을 측정하였다. 다음으로, 상기 혼합 용액에 다시 분말 상의 포토레지스트를 혼합하고 교반하여 전체 중량에 대한 포토레지스트의 함량이 약 90 중량%인 제2 용액을 준비하였다. 상기 혼합 용액에 다시 오존 가스를 가하면서 오존 가스를 가한 시점으로부터 약 3시간이 지난 후, 약 5 시간이 지난 후 각각의 포토레지스트 함량을 측정하였다. 그리하여 얻어진 결과를 아래의 표 1에 나타내었다. 또한, 얻어진 결과로부터 제1 용액 및 제2 용액 각각의 분해율(=(초기 포토레지스트 함량-5시간 후의 포토레지스트 함량)/초기 포토레지스트 함량)을 계산하여 아래의 표 1에 나타내었다.A photoresist in powder was mixed with the photoresist removing composition of Example 1 and stirred to prepare a first solution having a photoresist content of about 72% by weight based on the total weight. The mixed solution was placed in a reactor and after 3 hours from the time when the ozone gas was added while the ozone gas was added, the respective photoresist content was measured after 5 hours. Next, a photoresist in powder form was again mixed with the mixed solution and stirred to prepare a second solution having a photoresist content of about 90% by weight based on the total weight. The photoresist content was measured after about 3 hours after the addition of ozone gas while adding ozone gas to the mixed solution. The results thus obtained are shown in Table 1 below. In addition, the decomposition rate (= (photoresist content after -5 hours) / initial photoresist content) of each of the first solution and the second solution was calculated from the obtained results, and is shown in Table 1 below.
표 1Table 1
제1 용액
First solution
79
79
제2 용액
Second solution
63
63
표 1을 참조하면, 실시예 1의 포토레지스트 제거 조성물에 오존을 가하는 경우, 비교적 빠르게 포토레지스트가 분해되는 것을 알 수 있다. 또한, 오존 처리된 포토레지스트 제거 조성물에 다시 포토레지스트를 혼합한 제2 용액 역시 비교적 우수한 포토레지스트 분해 성능을 가짐을 알 수 있다.Referring to Table 1, it can be seen that when ozone is added to the photoresist removing composition of Example 1, the photoresist is decomposed relatively quickly. In addition, it can be seen that the second solution in which the photoresist is mixed with the ozone treated photoresist removing composition again has a relatively excellent photoresist decomposition performance.
표 1의 초기 포토레지스트 함량은 본 발명의 일 실시예에 따른 포토레지스트 제거 조성물의 포토레지스트 분해 성능을 확인하기 위하여 실제 공정에서 사용된 포토레지스트 제거 조성물의 포토레지스트 농도보다 높게 설정한 것이다. 따라서, 본 발명의 일 실시예에 따른 포토레지스트 제거 조성물은 실제 포토레지스트 제거 공정에서도 우수한 성능을 가질 수 있을 것이다.The initial photoresist content of Table 1 is set higher than the photoresist concentration of the photoresist removing composition used in the actual process to confirm the photoresist decomposition performance of the photoresist removing composition according to the embodiment of the present invention. Therefore, the photoresist removal composition according to the embodiment of the present invention may have excellent performance even in the actual photoresist removal process.
실험예 2 - 포토레지스트 제거성능 평가Experimental Example 2-Evaluation of Photoresist Removal Performance
도 3 및 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 포토레지스트 제거 조성물이 가해진 기판의 소스 전극의 에지를 나타내는 주사전자현미경(SEM) 사진이다. 구체적으로, 도 3은 실시예 1에서 5시간 동안 오존 처리된 제1 용액이 가해진 기판의 소스 전극의 에지를 나타내는 사진이고, 도 4는 실시예 1에서 5시간 동안 오존 처리된 제2 용액이 가해진 기판의 소스 전극의 에지를 나타내는 사진이다. 3 and 4 are scanning electron microscope (SEM) photographs showing edges of a source electrode of a substrate to which a photoresist removing composition according to an embodiment of the present invention is applied. Specifically, FIG. 3 is a photograph showing an edge of a source electrode of a substrate to which a first solution subjected to ozone treatment for 5 hours in Example 1, and FIG. 4 is a second solution subjected to ozone treatment for 5 hours to Example 1 It is a photograph which shows the edge of the source electrode of a board | substrate.
본 발명의 일 실시예에 따른 포토레지스트 제거 조성물의 포토레지스트 제거성능을 평가하기 위하여, 금속층이 형성된 기판을 준비하였다. 약 2㎛의 두께를 갖 는 포토레지스트층을 상기 금속층 위에 형성하고, 상기 포토레지스트층을 노광 및 현상하여 포토레지스트 패턴을 형성하였다. 다음으로, 상기 포토레지스트 패턴을 마스크로 이용하여 박막트랜지스터의 드레인 전극 및 소스 전극을 형성하였다. In order to evaluate the photoresist removing performance of the photoresist removing composition according to an embodiment of the present invention, a substrate on which a metal layer was formed was prepared. A photoresist layer having a thickness of about 2 μm was formed on the metal layer, and the photoresist layer was exposed and developed to form a photoresist pattern. Next, the drain electrode and the source electrode of the thin film transistor were formed using the photoresist pattern as a mask.
실시예 1에서 5시간 동안 오존 처리된 제1 용액을 탈기한 후, 상기 기판의 일부에 약 30초 동안 분사하였다. 또한, 실시예 1에서 5시간 동안 오존 처리된 제2 용액을 탈기한 후, 상기 박막트랜지스터 기판의 나머지 일부에 약 30초 동안 분사하였다. In Example 1, after degassing the first solution treated for 5 hours, a portion of the substrate was sprayed for about 30 seconds. In addition, after degassing the second solution ozone treated for 5 hours in Example 1, it was sprayed for the remaining part of the thin film transistor substrate for about 30 seconds.
도 3 및 4를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 포토레지스트 제거 조성물은 재사용되는 경우에도 잔류물을 형성하지 않고, 우수한 포토레지스트 제거 성능을 가짐을 알 수 있다.3 and 4, it can be seen that the photoresist removal composition according to the embodiment of the present invention does not form a residue even when reused, and has excellent photoresist removal performance.
실험예 3 - 포토레지스트 제거 조성물의 안정성 평가Experimental Example 3-Evaluation of Stability of Photoresist Removal Composition
도 5 및 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 포토레지스트 제거 조성물이 가해진 기판의 게이트 라인의 에지 부분을 나타내는 주사전자현미경(SEM) 사진이다. 구체적으로, 도 5는 실시예 1에서 5시간 동안 오존 처리된 제1 용액이 가해진 기판의 게이트 라인을 나타내는 사진이고, 도 6은 실시예 1에서 5시간 동안 오존 처리된 제2 용액이 가해진 기판의 게이트 라인을 나타내는 사진이다.5 and 6 are scanning electron microscope (SEM) photographs showing edge portions of gate lines of a substrate to which a photoresist removal composition according to an embodiment of the present invention is applied. Specifically, FIG. 5 is a photograph showing a gate line of a substrate to which the first solution is ozone treated for 5 hours in Example 1, and FIG. 6 is a diagram of a substrate to which the second solution is ozone treated to Example 5 for 5 hours. It is a photograph showing a gate line.
본 발명의 일 실시예에 따른 포토레지스트 제거 조성물의 포토레지스트 제거성능을 평가하기 위하여, 금속층이 형성된 기판을 준비하였다. 약 2㎛의 두께를 갖는 포토레지스트층을 상기 금속층 위에 형성하고, 상기 포토레지스트층을 노광 및 현상하여 포토레지스트 패턴을 형성하였다. 다음으로, 상기 포토레지스트 패턴을 마스크로 이용하여 게이트 전극을 포함하는 게이트 라인을 형성하였다. In order to evaluate the photoresist removing performance of the photoresist removing composition according to an embodiment of the present invention, a substrate on which a metal layer was formed was prepared. A photoresist layer having a thickness of about 2 μm was formed on the metal layer, and the photoresist layer was exposed and developed to form a photoresist pattern. Next, the gate line including the gate electrode was formed using the photoresist pattern as a mask.
실시예 1에서 5시간 동안 오존 처리된 제1 용액을 탈기한 후, 상기 기판의 일부에 약 30분 동안 분사하였다. 또한, 실시예 1에서 5시간 동안 오존 처리된 제2 용액을 탈기한 후, 상기 박막트랜지스터 기판의 나머지 일부에 약 30분 동안 분사하였다. After degassing the first solution, which was ozone treated in Example 1 for 5 hours, a portion of the substrate was sprayed for about 30 minutes. In addition, after degassing the second solution treated with ozone for 5 hours in Example 1, it was sprayed on the remaining portion of the thin film transistor substrate for about 30 minutes.
도 5 및 6을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 포토레지스트 제거 조성물은 재사용되는 경우에도 금속 패턴에 대한 손상을 주지 않음을 알 수 있다. 5 and 6, it can be seen that the photoresist removal composition according to the embodiment of the present invention does not damage the metal pattern even when reused.
이와 같은 본 발명에 의하면, 실질적인 제거 성능의 저하 또는 금속 패턴의 손상 없이 포토레지스트 제거 조성물을 반복하여 재사용함으로써, 포토리소그라피 공정의 비용을 감소시킬 수 있다. According to the present invention, it is possible to reduce the cost of the photolithography process by repeatedly reusing the photoresist removal composition without substantial degradation of the removal performance or damage to the metal pattern.
앞서 설명한 본 발명의 상세한 설명에서는 본 발명의 바람직한 실시예를 참조하여 설명하였지만, 해당 기술분야의 숙련된 당업자 또는 해당 기술분야에 통상의 지식을 갖는 자라면 후술될 특허청구범위에 기재된 본 발명의 사상 및 기술 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.While the present invention has been described in connection with what is presently considered to be practical exemplary embodiments, it is to be understood that the invention is not limited to the disclosed embodiments, but, on the contrary, It will be understood by those skilled in the art that various changes in form and details may be made therein without departing from the spirit and scope of the invention as defined by the appended claims.
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