KR101357701B1 - 패턴 형성용 네거티브 포토레지스트 조성물 및 이를 이용한 표시장치 패턴 형성 방법 - Google Patents

Abstract

내열성, 접착력 및 내식각성이 우수한 패턴 형성용 네거티브 포토레지스트 조성물 및 이를 이용한 표시장치 패턴 형성 방법이 개시되어 있다.

상기 네거티브 포토레지스트 조성물은 제1바인더 수지 10 내지 70중량부와, 제2바인더 수지 10 내지 70중량부와, 제1 및 제2바인더 수지의 가교 결합을 위한 광산 발생제 0.5 내지 10중량부와, 광산 발생제의 산에 노출 시 제1 및 제2바인더 수지의 가교를 형성시키는 가교 결합제 1 내지 20중량부와, 용매 10 내지 90중량부를 포함하고 있다.

상기 네거티브 포토레지스트 조성물로 표시장치를 제조 시 액티브패턴이 돌출되어 형성된 액티브돌출부의 크기를 최소화할 수 있을 뿐더러 표시장치의 생산성 및 수율을 향상시킬 수 있다.

내열성, 내식각성, 접착력, 액티브돌출부, 4마스크

Description

패턴 형성용 네거티브 포토레지스트 조성물 및 이를 이용한 표시장치 패턴 형성 방법{NEGATIVE PHOTORESIST COMPOSITION FOR FORMING A PATTERN AND METHOD OF FORMING A PATTERN OF DISPLAY USING THE SAME}

도 1a 내지 도 1e는 본 발명의 실시예에 따른 네거티브 포토레지스트 조성물을 사용한 표시장치 패턴 형성 방법을 나타내는 단면도이다.

<도면의 주요부분에 대한 부호설명>

10 : 절연기판 20 : 게이트전극

30 : 게이트절연막 40 : 활성층

50 : 오믹접촉층 60 : 액티브패턴

65 : 액티브돌출부 70 : 소스/드레인금속층

80 : 소스/드레인금속패턴 90 : 소스전극

100 : 드레인전극 110 : 포토레지스트패턴

본 발명은 패턴 형성용 네거티브 포토레지스트 조성물 및 이를 이용한 표시장치 패턴 형성 방법에 관한 것이다.

액정표시장치 또는 유기EL 표시장치 등 평면패널표시장치(FPD)는 낮은 소비 전력 및 낮은 구동 전압을 갖추고 있을 뿐 아니라 음극선관(cathode ray tube;CRT)에 가까운 화상 표시가 가능하기 때문에 그 요구가 급증하고 있으며 다양한 전자 장치에 광범위하게 사용되고 있다.

일반적으로 표시장치는 절연기판 상에 서로 교차하여 형성되는 게이트선 및 데이타선과, 게이트선 및 데이타선과 접속된 박막트랜지스터와, 박막트랜지스터와 접속된 전극을 포함하고 있다. 이러한, 게이트선, 데이타선, 박막트랜지스터 및 전극 등과 같은 패턴들은 절연기판 상에 세정, 포토, 식각 및 스트립공정 등을 반복 수행함으로써 제조되게 된다.

최근에는 표시장치를 포지티브 포토레지스트를 사용하여 게이트절연막, 박막트랜지스터의 활성층 및 오믹접촉층, 박막트랜지스터의 소스전극 및 드레인전극, 데이타선을 형성할 수 있다. 그런데, 상기 포지티브 포토레지스트를 사용할 경우 소스전극 및 드레인전극, 데이타선 주위로 액티브돌출부가 크게 형성되어 개구율이 저하됨과 아울러 표시장치의 공정 마진이 감소되는 문제점이 발생한다.

이를 막기 위해, 상기 포지티브 포토레지스트 대신 네거티브 포토레지스트를 사용하기도 하지만 이 경우 포토레지스트패턴의 내열성, 접착력 및 내식각성 중 적어도 어느 하나가 양호하지 않다라는 문제점이 발생한다.

따라서, 상술한 문제점을 해결하기 위한 본 발명의 목적은 개선된 네거티브 포토레지스트 조성물을 제공하는 데 있다.

상술한 문제점을 해결하기 위한 본 발명의 다른 목적은 상기 네거티브 포토레지스트 조성물을 이용한 표시장치 패턴 형성 방법을 제공하는 데 있다.

본 발명은 (a) 하기 화학식 1의 구조를 가지는 제1바인더 수지 10 내지 70중량부와, (b) 하기 화학식 2의 구조를 가지는 제2바인더 수지 10 내지 70중량부와, (c) 상기 제1 및 제2바인더 수지의 가교 결합을 위한 광산 발생제 0.5 내지 10중량부와, (d) 노광에 의해 생성된 (c)의 산에 노출 시 상기 제1 및 제2바인더 수지의 가교를 형성시키는 가교 결합제 1 내지 20중량부와, (e) 용매 10 내지 90중량부를 포함하는 패턴 형성용 네거티브 포토레지스트 조성물을 제공한다.

상기 화학식 1 및 2에서 R은 알킬기이며, n은 1 내지 10000의 자연수이다.

본 발명의 실시예로, 본 발명은 절연기판 상에 반도체층과 금속층을 형성하는 단계와; 상기 금속층 상에, (a) 상기 화학식 1의 구조를 가지는 제1바인더 수지 10 내지 70중량부와; (b) 상기 화학식 2의 구조를 가지는 제2바인더 수지 10 내지 70중량부와; (c) 상기 제1 및 제2바인더 수지의 가교 결합을 위한 광산 발생제 0.5 내지 10중량부와; (d) 노광에 의해 생성된 (c)의 산에 노출 시 상기 제1 및 제2바인더 수지의 가교를 형성시키는 가교 결합제 1 내지 20중량부와; (e) 용매 10 내지 90중량부를 포함하는 네거티브 포토레지스트 조성물 용액을 사용하여 포토레지스트 막을 형성하는 단계와; 상기 포토레지스트 막을 노광 및 현상하여 상기 포토레지스트가 존재하지 않는 제1영역, 상기 포토레지스트가 잔존하는 제2영역 및 상기 제2영역의 포토레지스트 두께보다 작은 두께를 가지고 상기 제2영역 사이에 위치하며 상기 포토레지스트가 잔존하는 제3영역을 갖는 포토레지스트패턴을 형성하는 단계와; 제1식각공정을 통하여 상기 제1영역의 금속층을 제거하는 단계와; 제2식각공정을 통하여 상기 제1영역의 반도체층을 제거하는 단계와; 상기 제3영역의 포토레지스트패턴을 제거하는 단계와; 제3식각공정을 통하여 상기 제3영역의 금속층을 제거하는 단계를 포함하는 패턴 형성 방법을 제공한다.

이하, 본 발명의 실시예를 상세히 설명하기로 한다.

본 발명의 실시예에 따른 네거티브 포토레지스트 조성물은 (a) 상기 화학식 1의 구조를 가지는 제1바인더 수지 10 내지 70중량부와, (b) 상기 화학식 2의 구조를 가지는 제2바인더 수지 10 내지 70중량부와, (c) 상기 제1 및 제2바인더 수지의 가교 결합을 위한 광산 발생제 0.5 내지 10중량부와, (d) 노광에 의해 생성된 (c)의 산에 노출 시 상기 제1 및 제2바인더 수지의 가교를 형성시키는 가교 결합제 1 내지 20중량부와, (e) 용매 10 내지 90중량부를 포함하고 있다.

상기 네거티브 포토레지스트 조성물은 화학증폭형 네거티브 포토레지스트 조성물이다. 이러한 네거티브 포토레지스트 조성물은 산 생성물에 의해 흡수되는 에너지 입자로 인해 화학 증폭되고, 이 산 생성물은 다수의 가교 결합 반응을 연속적으로 촉진시킬 수 있는 산 분자가 된다. 제1 및 제2바인더 수지는 가교 결합제의 존재하에서 가교 결합을 형성할 수 있으며, 네거티브 포토레지스트 조성물이 가교 결합되기 전에 수성 알칼리성 현상액 등의 알칼리성 용액에 가용성이 된다. 또한, 네거티브 포토레지스트 조성물은 가교 결합된 후에는 알칼리성 매질에서 불용성이 된다. 이하, 네거티브 포토레지스트 조성물에 대해 보다 상세히 설명한다.

1. 알칼리 가용성 수지(제1 및 제2바인더 수지)

네거티브 포토레지스트 조성물에 포함되어 있으며 상기 화학식 1의 구조를 갖는 제1바인더 수지와, 네거티브 포토레지스트 조성물에 포함되어 있으며 상기 화학식 2의 구조를 갖는 제2바인더 수지는 알칼리 수용액에서 가용되어 현상 가능한 노볼락 수지이다. 이러한 노볼락 수지로는 포토레지스트의 기술분야에서 널리 사용되고 있는 것을 사용할 수 있으며 페놀류와 알데히드류 또는 케톤류를 산성촉매의 존해 하에서 반응시켜 얻을 수 있다.

상기 페놀류로는 페놀, 오르토크레졸, 메타크레졸, 파라크레졸, 2,3-디메틸페놀, 3,4-디메틸페놀, 3,5-디메틸페놀, 2,4-디메틸페놀, 2,6-디메틸페놀, 2,3,6-트리메틸페놀, 2-t-부틸페놀, 3-t-부틸페놀, 4-t-부틸페놀, 2-메틸레졸시놀, 4-메틸레졸시놀, 5-메틸레졸시놀, 4-t-부틸카테콜, 2-메톡시페놀, 3-메톡시페놀, 2-프로필페놀, 3-프로필페놀, 4-프로필페놀. 2-이소프로필페놀, 2-메톡시-5-메틸페놀, 2-t-부틸-5-메틸페놀, 티몰, 이소티몰 등을 들 수 있다. 이들은 각각 단독으로 또는 2종 이상을 조합하여 사용할 수 있다.

상기 알데히드류로는 포름알데히드, 포르말린, 파라포름알데히드, 트리옥산, 아세트알데히드, 프로필알데히드, 벤즈알데히드, 페닐아세트알데히드, а-페닐프로필알데히드, в-페닐프로필알데히드, O-히드록시젠즈알데히드, m-히드록시벤즈알데 히드, p-히드록시벤즈알데히드, O-클로로벤즈알데히드, m-클로로벤즈알데히드, p-클로로벤즈알데히드, O-메틸벤즈알데히드, m-메틸벤즈알데히드, p-메틸벤즈알데히드, p-에틸벤즈알데히드, p-n-부틸벤즈알데히드, 테레프탈산알데히드 등을 들 수 있다. 이들은 각각 단독으로 또는 2종 이상을 조합하여 사용할 수 있다.

상기 케톤류로는 아세톤, 메틸에틸케톤, 디에틸케톤, 디페닐케톤을 들 수 있다. 이들은 각각 단독으로 또는 2종 이상을 조합하여 사용할 수 있다.

상술한 것 중에서 메타크레졸과 파라크레졸을 병용하여 촉매와 축합반응시킨 노볼락 수지가 네거티브 포토레지스트의 감도 제어성 관점에서 바람직하다. 이때 사용하는 촉매에 따라서 내열성이 달라질 수 있다.

내열성이 높은 노볼락 수지인 제1바인더 수지를 얻기 위해서는 메타크레졸과 파라크레졸을 병용하여 이들과 살리실릭알데히드로 축합반응　시킨다.

내열성이 높지 않은 노볼락 수지인 제2바인더 수지를 얻기 위해서는 메타크레졸과 파라크레졸을 병용하여 이들과 포름알데히드, 포르말린 또는 파라포름알데히드를 축합반응 시킨다. 이 때, 메타크레졸과 파라크레졸의 주입 중량비는, 통상 80:20 내지 20:80이고, 바람직하게는 70:30 내지 50:50이다.

제1바인더 수지와 제2바인더 수지의 사용 비율을 중량비로 나타내면, 통상 99.9:0.1 내지 30:70의 범위이고, 바람직하게는 70:30 내지 40:60의 범위이다.

이는 제1바인더 수지의 비율이 커질수록 포토레지스트패턴의 내열성은 양호해지지만 습식식각 시 절연기판으로부터 포토레지스트패턴이 박리되기 쉬어지고, 제2바인더 수지의 비율이 커질수록 습식식각 시 절연기판으로부터 포토레지스트패 턴의 박리 문제는 해소되지만 포토레지스트패턴의 내열성이 저하되기 때문이다.

따라서, 제1 및 제2바인더 수지의 중량비를 99.9:0.1 내지 30:70의 범위 내로, 바람직하게는 70:30 내지 40:60의 범위 내로 함으로써 내열성과 내박리성의 균형을 양호하게 가져갈 수 있다.

네거티브 포토레지스트 조성물에 포함되어 있는 제1바인더 수지의 함량이 30중량부 미만이고 제2바인더 수지의 함량이 0.1중량부 미만이면 네거티브 포토레지스트 조성물의 점도가 너무 낮아 원하는 두께를 갖는 포토레지스트 막을 형성하는데 문제점이 발생하고, 제1바인더 수지의 함량이 70중량부를 초과하고 제2바인더 수지의 함량이 99.9중량부를 초과하면 네거티브 포토레지스트 조성물의 점도가 너무 높아 균일한 두께를 갖는 포토레지스트 막의 코팅이 어렵다는 문제점이 발생한다.

따라서, 네거티브 포토레지스트 조성물에 포함되어 있는 제1바인더 수지의 함량은 30 내지 99.9중량부이고 제2바인더 수지의 함량은 0.1 내지 70중량부이어야 한다.

네거티브 포토레지스트 조성물에 포함되어 있는 제1 및 제2바인더 수지의 평균분자량은 GPC에 의해 측정한 단분산 폴리스티렌 환산의 중량평균분자량이다. 상기 제1 및 제2바인더 수지 각각의 중량평균분자량이 1000 미만이면 노광부의 가교반응이 일어나더라도 분자량 증대효과가 작아 알칼리 현상액에 쉽게 용해되어 버리는 문제점이 발생하고, 제1 및 제2바인더 수지 각각의 중량평균분자량이 10000을 초과하게 되면 노광부와 미노광부의 알칼리 현상액에 대한 용해도의 차이가 작아져 양호한 포토레지스트패턴을 얻기 어려워지는 문제점이 발생한다.

따라서, 제1 및 제2바인더 수지 각각의 중량평균분자량은 1000 내지 10000인 것이 바람직하며, 보다 바람직하게는 3000 내지 9000이다.

2. 가교성분(광산 발생제 및 가교 결합제)

네거티브 포토레지스트 조성물에 포함되어 있는 가교성분은 활성광선의 조사와 열처리에 의해 알칼리 가용성 수지를 가교하는 성분이다. 이 가교성분의 작용에 의해 노광영역의 알칼리 가용성 수지의 분자량이 커져 알칼리 현상액에 대한 용해속도가 저하된다. 이에 따른 가교 메커니즘에 따라 본 발명의 네거티브 포토레지스트 조성물은 알칼리 현상액에 의한 현상이 가능한 네거티브 포토레지스트 조성물로 작용한다.

네거티브 포토레지스트 조성물에 포함되어 있는 가교성분은 활성광선의 조사에 의해 산을 발생하는 화합물인 광산 발생제와, 빛에 의해 생성된 산을 촉매로서 알칼리 가용성 수지를 가교하는 화합물인 가교 결합제와의 조합으로 이루어진다.

포토레지스트패턴의 내열성을 향상시키는 관점에서 광산 발생제와 가교 결합제의 조합은 바람직하며, 광산 발생제와 가교 결합제의 중량비는 1:1 내지 1:40 정도이고, 바람직하게는 1:2 내지 1:20이고, 더욱 바람직하게는 1:3 내지 1:10이다. 상기의 중량비의 범위를 벗어나게 되면 포토레지스트패턴의 양호한 해상도나 내열성 및 내박리성을 얻을 수 없다.

2-1. 광산 발생제

네거티브 포토레지스트 조성물에 포함되어 있는 광산 발생제는 활성광선에 의한 노광을 통해 산을 형성하는 화합물이다. 이 광산 발생제는 브뢴스테드산 또는 루이스산을 발생하는 물질이라면 특별한 제한은 없고, 오늄염, 할로겐화 유기 화합 물, 퀴논디아지드 화합물, α,α’-비스(술포닐)디아조메탄계 화합물, 술폰 화합물, 유기산에스테르 화합물, 유기산아미드 화합물, 유기산이미드 화합물 등 공지된 것을 사용할 수 있다. 이들은 각각 단독으로 또는 2종 이상을 조합하여 사용할 수 있다. 이들 중에서도 방향족술폰산에스테르류, 방향족요오드늄염, 방향족술포늄염, 할로겐화알킬 잔기를 갖는 방향족 화합물 등이 바람직하다.

상기 오늄염으로는, 디아조늄염, 암모늄염, 디페닐요오드늄트리플레이트 등의 요오드늄염, 트리페닐술포늄트리플레이트 등의 술포늄염, 포스포늄염, 아르소늄염, 옥소늄염 등을 들 수 있다.

상기　할로겐화 유기 화합물로는, 할로겐함유 옥사디아졸계 화합물, 할로겐함유 트리아진계 화합물, 할로겐 함유 아세트페논계 화합물, 할로겐함유 벤조페논계 화합물, 할로겐함유 술폭사이드계 화합물, 할로겐함유 술폰계 화합물, 할로겐함유 티아졸계 화합물, 할로겐 함유 옥사졸계 화합물, 할로겐함유 트리아졸계 화합물, 할로겐 함유 2-피론계 화합물, 기타 할로겐 함유 헤테로환상 화합물, 할로겐함유 지방족 탄화수소 화합물, 할로겐함유 방향족 탄화수소 화합물, 술페닐할라이드 화합물 등을 들 수 있다.

상기　할로겐화 유기 화합물 구체적인 예로는, 트리스(2,-디브로모프로필)포스페이트, 트리스(2,3-디브로모프로필)포스페이트, 트리스(2,3-디브로모-3-클로로프로필)포스페이트, 테트라브로모클로로부탄, 2-[2-(3,4-디메톡시페닐)에테닐]-4,6-비스(트리클로로메틸)-S-트리아진, 헥사클로로벤젠, 헥사브로모벤젠, 헥사브로모시클로도데칸, 헥사브로모시클로도데센, 헥사브로모비페닐, 알릴트리브로모페닐 에테르, 테트라클로로비스페놀 A , 테트라브로모비스페놀 A, 테트라크로로비스페놀 A 의 비스 (클로로에틸)에테르, 테트라 클로로비스페놀 S, 테트라브로모비스페놀 S, 테트라클로로비스페놀 S의 　테트라클롤비스페놀 A의 비스 (2,3-디클로로프로필)에테로, 테트라브로모비스페놀 A의 비스(2,3- 디브로모프로필)에테로, 테트라클로로비스페놀 S, 테트라브로모비스페놀 S, 테트라클로로비스페놀 S의 비스(클로로에틸)에테르, 테트라브로모비스페놀 S의 비스(브로모에틸)에테르, 비스페놀 S의 비스(2,3-디클로로프로필)에테르, 비스페놀 S의 비스(2,3-디브로모프로필)에테르, 트리스(2,3-디브로모프로필)이소시아누레이트, 2,2,-비스(4-히드록시-3,50디브로모페닐) 프로판, 2,2- 비스(4-(2-히드록시에톡시)-3,5-디브로모페닐)프로판 등의 할로겐계 난연제 및 디클로로디페닐트리클로로에탄, 펜탁클로로페놀, 2,4,6-트리클로로페닐, 4- 니트로페닐엘, 2,4-디클로로페닐, 3’-메톡시-4’-니트로페닐에테르,2,4-디클로로페녹시아세트산, 45,6,7-테트라클로로프탈린, 1,1-비스(4-클로로페닐)에탈올, 1,1-비스(4-클로로페닐)-2,2,2-트리클로로에탄올, 2,4,4’,5-테트라클로로디페닐술피드, 2,4,4’5-테트라클로로디페닐술폰 등의 유기 클로로계 농약 등이 예시된다.

상기 퀴논디아지드 화합물의 구체적인 예로는, 1,2-벤조퀴논디아지드-4-술폰산에스테르, 1,2-나프토퀴논디아지드-4-술폰산에스테르와 같은 퀴논디아지드 유도체의 술폰산에스테르; 1,2-벤조퀴논-2-디아지드-4-술폰산클로라이드, 1,2-나프토퀴논-2-디아지드-4-술폰산클로라이드, 1,2-나프토퀴논-디아지드-5-술폰산클로라이드, 1,2-나프토퀴논-1-디아지드-6-술폰산클로라이드, 1,2-벤조퀴논-1-디아지드-5-술폰 산클로라이드 등의 퀴논디아지드 유도체의 술폰산클로라이드 등을 들 수 있다.

상기 α,α’-비스(술포닐)디아조메탄계 화합물로는, 미치환, 대칭적 또는 비대칭적으로 치환된 알킬기, 알케닐기, 아프알킬기, 방향족기, 도는 헤테로환상기를 갖는 　α,α’-비스(술포닐)디아조메탄 등을 들 수 있다.

상기 α-카르보닐-α-술포닐디아조메탄계 화합물의 구체예로는, 미치환, 대칭적 또는 비대칭적으로 치환된 알킬기, 알케닐기, 아르알킬기, 방향족기, 또는 헤테로환상기를 갖는 α-카르보닐-α-술포닐디아조메탄 등을 들 수 있다.

상기 술폰 화합물의 구체적인 예로는, 미치환, 대칭적 또는 비대칭적으로 치환된 알킬기, 알케닐기, 아르알킬기, 방향족기, 도는 헤테로환상기를 갖는 술폰 화합물, 디술폰 화합물 등을 들 수 있다.

상기　유기산에스테르로는, 카르복실산에스테르, 술폰산에스테르, 인산에스테로 등을 들 수 있고, 유기산아미드로는, 가크복실산아미드, 술폰산아미드, 이산아미드 등을 들 수 있고, 유기산이미드로는 , 카르복실산이미드, 술폰산이미드, 인산이미드 등을 들 수 있다.

　이 외에, 시클로헥실메틸(2-옥소시클로헥실)술포늄트리플루오로메탄술포네이트, 디시크로로헥실(2-옥소시클로헥실)술포늄트리플루오로메탄술포네이트, 2-옥소시클로헥실(2-노르보르닐)술포늄트리플루오로메탄술포네이트, 2-시클로헥실술포날시클로헥사논, 디메틸(2-옥소시클로헥실)술포늄트리플루오로메탄술포네이트, 트리페닐술포늄트리플루오로메탄술포네이트, 디페닐요오드늄트리플루오로메탄술포네이트, N-히드록시숙시이미디트리플루오로메탄술포네이트, 페닐파라톨루엔술포네이 트 등을 들 수 있다. 이들 화합물을 단독 혹은 혼합물로 사용할 수 있다.

네거티브 포토레지스트 조성물에 포함되어 있는 광산 발생제의 함량은 0.5 내지 10중량부인 것이 바람직하다. 이는 네거티브 포토레지스트 조성물에 포함되어 있는 광산 발생제의 함량이 0.5중량부 미만이거나 10중량부를 초과하게 되면 포토레지스트패턴의 형상이 생성되지 않거나 감도에 큰 영향을 미칠 수 있기 때문이다.

2-2. 가교 결합제

네거티브 포토레지스트 조성물에 포함되어 있는 가교 결합제는 활성광선에 의한 노광을 통해 발생된 광산 발생제의 산에 노출 시, 알칼리 가용성 수지를 가교할 수 있는 화합물이다.

네거티브 포토레지스트 조성물에 포함되어 있는 가교 결합제로는 알콕시메틸화요소 수지, 알콕시메틸화멜라민 수지, 알콕시메틸화우론 수지, 알콕시메틸화글리콜우릴 수지, 알콕시메틸화아미노 수지 등의 주지의 산가교성 화합물을 들 수 있다. 그 외에, 알킬에테르화멜라민 수지, 벤조구아나민 수지, 알킬에테르화벤조구아나민 수지, 유리아 수지, 알킬에테르화유리아 수지, 우레탄-포름알데히드 수지, 레졸형페놀포름알데히드 수지, 알켈에테르화레졸형 페놀포름알데히드 수지, 에폭시 수지 등을 들 수 있다. 이들 중에서도, 알콕시메틸화아미노 수지가 바람직하고, 그 구체예로는, 메톡시메틸화아미노 수지, 에톡시메틸화아미노 수지, n-부톡시메틸화아미노 수지 등을 들 수 있다. 이들 중에서도 해상도가 양호하다는 점에서, 헥사메톡시메틸멜라민 등의 메톡시메틸화아미노 수지가 특히 바람직하다. 다시 말하면, 가교 결합제는 아민과 알데히드를 반응시켜서 얻은 에테르화된 아미노플라스트 올 리고머 또는 중합체인 것이 바람직하며, 그 구체예로는 헥사메톡시메틸멜라민을 들 수 있다. 이들 가교 결합제는, 각각 단독으로 또는 2종 이상을 조합하여 사용할 수 있다.

네거티브 포토레지스트 조성물에 포함되어 있는 가교 결합제의 함량이 1중량부 미만이면, 가교반응이 충분히 진행되기 어려워져 알칼리 현상액을 사용한 현상액의 포토레지스트패턴의 잔막율이 현저하게 저하되거나 포토레지스트패턴의 팽윤이나 사행 등의 변형이 발생하기 쉬워진다. 네거티브 포토레지스트 조성물에 포함되어 있는 가교 결합제의 함량이 20중량부를 초과하게 되면, 해상도가 저하될 우려가 있으며, 절연기판과의 내박리성이 현저하게 높아져 식각공정에서 문제가 될 수 있다.

따라서, 네거티브 포토레지스트 조성물에 포함되어 있는 가교 결합제의 함량은 1 내지 20중량부를 가져야 한다.

3. 염료

네거티브 포토레지스트 조성물은 네거티브 포토레지스트 조성물에 의해 형성된 포토레지스트패턴의 콘트라스트 조절을 위한 염료 0.1 내지 5중량부를 더 포함할 수 있다. 이러한 염료는 용해성과 내열성의 관점에서 선정한다.

네거티브 포토레즈스트 조성물에 더 포함될 수 있는 염료의 예로 피라졸아조계, 아닐리노아조계, 아릴아조계, 트리페닐메탄계, 안트라퀴논계, 안스라피리돈계, 벤질리덴계, 옥소놀계, 피라졸트리아졸아조계, 피리돈아조계, 시아닌계, 페니티아딘계, 피롤피라졸아조메틴계, 크산텐계, 프탈로시아닌계, 벤조피란계, 인디고계 등 이 있다.

네거티브 포토레지스트 조성물에 더 포함될 수 있는 염료의 함량이 0.1중량부 미만이면, 액정표시장치의 4마스크 공정에 있어서 하프톤 패턴의 구현이 어려우며, 네거티브 포토레지스트 조성물에 더 포함될 수 있는 염료의 함량이 5중량부를 초과하게 되면, 포토레지스트패턴 형성을 위한 노광량이 정상 노광량에 비해 4배 이상 증가하게 되어 사용할 수 없다.

따라서, 네거티브 포토레지스트 조성물에 더 포함될 수 있는 염료의 함량은 0.1 내지 5중량부의 함량을 가져야 한다.

4. 기타 첨가제

네거티브 포토레지스트 조성물에는 접착증진제, 계면활성제와 같은 다양한 첨가제가 더 첨가될 수 있다. 또한, 특정 파장 범위에서 에너지를 상이한 파장으로 전달하는 감광제가 더 첨가될 수 있다.

그리고, 네거티브 포토레지스트 조성물에는 포토레지스트패턴의 표면에 T-top 형성 억제 및 빛을 받지 않은 영역으로의 산의 확산 방지 목적으로 염기성 첨가제 0.1 내지 5중량부가 더 첨가될 수 있다. 여기서, T-top이란 네거티브 포토레지스트 조성물에 의해 형성된 포토레지스트패턴의 상부 표면의 가장자리에 "T"자 형태로 포토레지스트패턴이 돌출되어 형성된 것을 말한다.

네거티브 포토레지스트 조성물에 더 첨가될 수 있는 염기성 첨가제의 함량이 0.1중량부 미만이면, T-top 형성 억제를 할 수 없음과 아울러 빛을 받지 않은 영역으로의 산의 확산 방지 목적을 달성할 수 없다. 네거티브 포토레지스트 조성물에 더 첨가될 수 있는 염기성 첨가제의 함량이 5중량부를 초과하게 되면 감도가 매우 둔감해져서 포토공정의 시간이 대폭 증가되어 생산성이 떨어지게 된다.

따라서, 네거티브 포토레지스트 조성물에 더 첨가될 수 있는 염기성 첨가제의 함량은 0.1 내지 5중량부의 함량을 가져야 한다.

상기 염기성 첨가제의 예로는 아민, 수산화암모늄 및 감광성 염기 등을 들 수 있다. 염기성 첨가제의 바람직한 예로는 테트라부틸암모늄 하이드록시드, 트리에탄올아민, 디에탄올아민, 디에탄올 아민, 트리옥틸아민, n-옥틸아민, 트리메틸설포늄 하이드록시드, 트리페닐설포늄 하이드록시드 등을 들 수 있다. 이들은 각각 단독으로 또는 2종 이상을 조합하여 사용할 수 있다.

5. 용매

네거티브 포토레지스트 조성물에 포함되어 있는 용매로는 메탄올, 에탄올 등의 알코올류; 테트라히드로퓨란 등의 에테르류; 에틸렌글리콜모노메틸 에테르, 에틸렌글리콜모노에틸에테르 등의 글리콜에테르류; 메틸셀로솔브아세테이트, 에틸셀로솔브아세테이트 등의 에틸렌글리콜알킬에테르아세테이트류; 디에틸렌글리콜모노메틸에테르, 디에틸렌글리콜모노에틸에테르, 디에틸렌글리 콜디메틸에테르 등의 디에틸렌글리콜류; 프로필렌글리콜메틸에테르, 프로필렌글리콜에틸에테르, 프로필렌글리콜프로필에테르, 프로필렌글리콜부틸에테르 등의 프로필렌글리콜모노알킬에테르류; 프로필렌글리콜메틸에테르아세테이트, 프로필렌글리콜에틸에테르아세테이트, 프로필렌글리콜프로필에테르아세테이트, 프로필렌글리콜 부틸에테르아세테이트 등의 프로필렌글리콜알킬에테르아세테이트류; 프로필렌글리콜메틸에테르프로피오네이 트, 프로필렌글리콜에틸에테르프로피오네이트, 프로필렌글리콜프로필에테르프로피오네이트, 프로필렌글리콜부틸에테르프로피오네이트의 프로필렌글리콜알킬에테르아세테이트류; 톨루엔, 크실렌 등의 방향족 탄화수소류; 메틸에틸케톤, 시클로헥사논, 4-히드록시4-메틸2-펜타논 등의 케톤류; 및 초산메틸, 초산에틸, 초산프로필, 초산부틸, 2-히드록시프로피온산에틸, 2-히드록시2-메틸프로피온산메틸, 2-히드록시2-메틸프로피온산에틸, 히드록시초산메틸, 　히드록시초산 에틸, 히드록시초산 부틸, 유산메틸, 유산에틸, 유산프로필, 유산부틸, 3-히드록시 프로피온산메틸, 3-히드록시프로피온산에틸, 3-히드록시프로피온산프로필, 3-히드록시프로피온산부틸, 2-히드록시3-메틸부탄산메틸, 메톡시초산메틸, 메톡시초산에틸, 메톡시초산프로필, 메톡시초산부틸, 에톡시초산메틸, 에시초산에틸, 에톡시초산프로필, 에톡시초산부틸, 프로폭시초산메틸, 프로폭시초산에틸, 프로폭시초산프로필, 프로폭시초산부틸, 부톡시초산메틸, 부톡시초산에틸, 부톡시초산프로필, 부톡시초산부틸, 2-메톡시프로피온산메틸, 2-메톡시프로피온산에틸, 2-메톡시프로피온산프로필, 2-메톡시프로피온산부틸, 2-에톡시프로피온산메틸, 2-에톡시프로피온산에틸, 2-에톡시프로피온산프로필, 2-에톡시프로피온산부틸, 2-부톡시프로피온산메틸, 2-부톡시프로피온산에틸, 2-부톡시프로피온산프로필, 2-부톡시프로피온산부틸, 3-메톡시프로피온산메틸, 3-메톡시프로피온산에틸, 3-메톡시프로피온산프로필, 3-메톡시프로피온산부틸, 3-에톡시프로피온산메틸, 3-에톡시프로피온산에틸, 3-에톡시프로피온산프로필, 3-에톡시프로피온산부틸, 3-프로폭시프로피온산메틸, 3-프로폭시프로피온산에틸, 3-프로폭시프로피온산프로필, 3-프로폭시프로피온산부틸, 3-부톡시프로피온산메틸, 3-부톡시프로피온산에틸, 3-부톡시프로피온산프로필, 3-부톡시프로피온산부틸 등의 에스테르류 등을 사용할 수 있다. 이 용매는 각각 단독으로 또는 2종 이상을 조합하여 사용할 수 있다. 용매는 바람직하게는 용해성, 각 성분과의 반응성 및 도포막의 형성이 용이한 글리콜에테르류, 에틸렌글리콜알킬에테르아세테이트류 및 디에틸렌글리콜류로 이루어진 군으로부터 선택하여 사용한다.

네거티브 포토레지스트 조성물에 포함되어 있는 용매의 함량이 10중량부 미만이면 고형분 함량이 많아지면서 포토레지스트 코팅 시 일정 회전수에 의한 원하는 두께를 얻을 수 없는 문제점이 발생하고, 용매의 함량이 90중량부를 초과하면 점도가 낮아지면서 원하는 회전수보다 더 낮은 회전수에서 포토레지스트를 코팅해야 하기 때문에 공정 지연과 코팅 불균일성이 발생한다.

따라서, 네거티브 포토레지스트 조성물에 포함되어 있는 용매의 함량은 10 내지 90중량부를 가져야 한다.

본 발명은 상기 네거티브 포토레지스트 조성물을 스프레이법, 롤코터법, 회전도포법에 의해 절연기판 상에 도포한 후, 프리베이크에 의해 용매를 제거하여 포토레지스트 막을 형성한다. 상기 프리베이크의 조건은 70 내지 110℃에서 1 내지 15분간 실시하는 것이 바람직하다. 이후, 가시광선, 자외선, 원자외선, 전자선, 엑스선 등을 포토레지스트 막에 조사한 후, 열처리(Post Exposure Bake, PEB)를 한다. 이어, 현상액으로 현상하여 불필요한 부분을 제거함으로써 포토레지스트패턴을 형성한다.

이하, 실시예 및 비교예를 통하여 본 발명을 더욱 상세하게 설명한다. 그러 나 하기 실시예는 본 발명의 범위를 제한 또는 한정하고자 하는 것은 아니며, 본 발명의 실시를 위해 배타적으로 이용되어야 하는 조건 또는 값을 제시한 것으로 간주해선 안된다.

<실시예 1>

메타크레졸/파라크레졸을 60/40의 주입비로 살리실릭알데히드와 탈수 축합하여 얻은 중량평균분자량 7000의 제1바인더 수지 40중량부와 메타크레졸/파라크레졸을 40/60의 주입비로 포름알데히드와 탈수 축합하여 얻은 중량평균분자량 4000의 제2바인더 수지 60중량부로 이루어진 알칼리 가용성 수지 100중량부에 대해 가교제로서 Cymel-370(헥사메틸올멜라민헥사메틸에테르) 5g, 광산 발생제로서 트리아진계 STR-A 2g, 아조계 염료로서 UV yellow 1549 0.6g, 아민첨가제로서 TOA를 1g, 용매로서 프로필렌글리콜메틸에테르프로피오네이트 400g이 포함된 네거티브 포토레지스트 용액을 제조하였다.

<실시예 2>

실시예 1과 동일한 방법으로 네거티브 포토레지스트 조성물을 제조하는 공정을 수행하되　알칼리 가용성 수지로 제1바인더 수지 70중량부와 제2바인더 수지 30중량부를 사용하였다.

<비교예 1>

실시예 2와 동일한 방법으로 네거티브 포토레지스트 조성물을 제조하는 공정을 수행하되 제1바인더 수지 대신 중량평균분자량 7000의 제2바인더 수지를 사용하였다.

<비교예 2>

실시예 2와 동일한 방법으로 네거티브 포토레지스트 조성물을 제조하는 공정을 수행하되 알칼리 가용성 수지로서 제1바인더 수지를 단독으로 사용하였다.

<실험예>

상기 실시예 1, 2 및 상기 비교예 1, 2에서 제조된 네거티브 포토레지스트 조성물 용액을 사용하여 테이퍼각이 직각인 포토레지스트패턴을 절연기판 상에 형성한 후, 절연기판을 120℃에서 150℃까지 10℃ 간격으로 상승시키면서 포토레지스트패턴의 테이퍼각을 관찰함으로써 내열성을 평가하였다.

상기 포토레지스트패턴이 형성된 절연기판을 150초 동안 140℃의 온도에서 베이크한 후 식각공정 시 접착력 및 내식각성을 평가하였다. 구체적으로는, 스프레이 방식을 사용하여 40℃, 65 내지 80초의 조건으로 접착력 및 내식각성을 평가하였다. 그 결과가 표 1에 개시되어 있다.

	내열성	내식각성	접착력
실시예 1	보통	좋음	좋음
실시예 2	좋음	좋음	좋음
비교예 1	나쁨	좋음	좋음
비교예 2	좋음	나쁨	나쁨

상기 표 1의 결과로부터 알 수 있는 바와 같이, 실시예 1, 2의 네거티브 포토레지스트 조성물은 내열성, 내식각성 및 접착력이 전반적으로 양호하다라는 것을 알 수 있었다.

도 1a 내지 도 1e는 본 발명의 실시예에 따른 네거티브 포토레지스트 조성물을 사용하여 표시장치의 패턴 형성 방법을 나타내는 단면도이다.

도 1a를 참조하면, 게이트전극(20)이 형성되고, 게이트절연막(30)과, 반도체층인 활성층(40) 및 오믹접촉층(50)과, 소스/드레인금속층(70)이 연속 증착된 절연기판(10) 상에 (a) 상기 화학식 1의 구조를 가지는 제1바인더 수지 10 내지 70중량부와, (b) 상기 화학식 2의 구조를 가지는 제2바인더 수지 10 내지 70중량부와, (c) 상기 제1 및 제2바인더 수지의 가교 결합을 위한 광산 발생제 0.5 내지 10중량부와, (d) 노광에 의해 생성된 (c)의 산에 노출 시 상기 제1 및 제2바인더 수지의 가교를 형성시키는 가교 결합제 1 내지 20중량부와, (e) 용매 10 내지 90중량부를 포함하는 네거티브 포토레지스트 조성물 용액을 사용하여 포토레지스트 막을 형성한 후, 이 포토레지스트 막을 노광 및 현상하여 포토레지스트패턴(110)을 형성한다.

구체적으로, 먼저 (a) 상기 화학식 1의 구조를 가지는 제1바인더 수지 10 내지 70중량부와, (b) 상기 화학식 2의 구조를 가지는 제2바인더 수지 10 내지 70중량부와, (c) 상기 제1 및 제2바인더 수지의 가교 결합을 위한 광산 발생제 0.5 내지 10중량부와, (d) 노광에 의해 생성된 (c)의 산에 노출 시 상기 제1 및 제2바인더 수지의 가교를 형성시키는 가교 결합제 1 내지 20중량부와, (e) 용매 10 내지 90중량부를 포함하는 네거티브 포토레지스트 조성물 용액을 마련한 후, 네거티브 포토레지스트 조성물 용액을 스핀 코터를 사용하여 균일한 두께를 갖도록 소스/드레인금속층(70) 상에 도포한다.

이어, 포토레지스트 조성물 용액이 균일한 두께로 도포된 절연기판(10)을 약 70 내지 110℃에서 1 내지 15분간 프리베이크하여 네거티브 포토레지스트 조성물 용액에 포함되어 있는 용매를 고체 성분을 열분해시키지 않으면서 증발시켜 포토레지스트 막을 형성한다.

이후, 가시광선, 자외선, 원자외선, 전자선, 엑스선 등을 포토레지스트 막에 조사한 후, 열처리를 한다. 이어, 현상액으로 현상하여 불필요한 부분을 제거함으로써 포토레지스트패턴(110)을 형성한다.

이후, 80 내지 130℃의 온도에서 포스트베이크를 수행한 후, 90℃ 내지 140℃의 온도에서 하드베이킹공정을 수행하여 포토레지스트패턴(110)의 접착력을 강화시킨다.

본 발명의 실시예에 따른 네거티브 포토레지스트 조성물을 사용하여 형성된 포토레지스트패턴(110)은 90도에 가까운 테이퍼각을 유지한다. 또한, 슬릿마스크로 노광하기 때문에 포토레지스트패턴(110) 중 가운데 부위의 두께가 다른 부위에 비해 작게 된다. 즉, 포토레지스트패턴(110)은 포토레지스트가 존재하지 않는 제1영역(A)과, 포토레지스트가 잔존하는 제2영역(B)과, 제2영역(B)의 포토레지스트 두께보다 작은 두께를 가지고 제2영역(B) 사이에 위치하며 포토레지스트가 잔존하는 제3영역(C)을 갖게 된다.

도 1b를 참조하면, 포토레지스트패턴(110)이 형성된 절연기판(10) 상에 제1식각공정을 수행하여 제1영역의 소스/드레인금속층을 제거한다.

구체적으로, 포토레지스트패턴(110)이 형성되지 않은 제1영역의 소스/드레인금속층을 제거하여 소스/드레인금속패턴(80)을 형성함과 아울러 그 하부의 오믹접촉층(50)을 노출시킨다. 이 과정에서는 건식식각 또는 습식식각 방법을 모두 사용할 수 있으나, 습식식각을 행하는 것이 바람직하다. 왜냐하면, 건식식각의 경우 소스/드레인금속층만을 식각하고 포토레지스트패턴(110)은 식각되지 않는 조건을 찾기가 어렵기 때문이다.

예를 들어, 소스/드레인금속층이 몰리브덴/텅스텐/몰리브덴과 같이 3중층 구조로 적층되어 있고 습식식각을 행하는 경우에는 식각액은 0.1 내지 10중량부의 질산, 45 내지 55중량부의 인산, 5 내지 20중량부의 초산, 0.1 내지 5중량부의 안정제 및 나머지 초순수를 포함하는 식각액을 사용할 수 있다.

제1식각공정이 수행된 후 소스/드레인금속패턴(80)의 폭은 포토레지스트패턴(110)의 폭보다 약간 작게 된다. 이는 습식식각의 등방성 식각 특성에 기인한다.

도 1c를 참조하면, 제1식각공정이 수행된 절연기판(10) 상에 제2식각공정을 수행하여 제1영역의 반도체층을 제거한다.

구체적으로, 포토레지스트패턴(110)이 형성되지 않은 제1영역의 반도체층 즉, 오믹접촉층 및 활성층을 제거하여 액티브패턴(60)을 형성함과 아울러 그 하부의 게이트절연막(30)을 노출시킨다. 이 과정에서는 건식식각 방법을 사용하는 것이 바람직하다. 그리고 제2식각공정에 의해서 포토레지스트패턴(110)을 소정량 이상 제거하는 것이 바람직하다.

제2식각공정에 사용되는 건식식각 기체는 6불화황과 염화수소의 혼합 기체나, 6불화황과 산소의 혼합 기체를 사용할 수 있다. 이러한 혼합 기체는 액티브패턴(60)과 게이트절연막(30) 간의 선택비가 다르므로 게이트절연막(30)은 식각되지 않는다. 여기서, 혼합 기체에는 염소 기체가 추가적으로 더 포함될 수 있다.

제2식각공정이 수행된 후 액티브패턴(60)의 폭은 포토레지스트패턴(110)의 폭과 유사하게 된다. 이는 건식식각의 일방성 식각 특성에 기인한다. 이 때문에, 소스/드레인금속패턴(80)에 비해 액티브패턴(60)은 약간 돌출되어 형성된다.

도 1d를 참조하면, 제2식각공정이 수행된 절연기판(10) 상에 에치백(etch back)공정을 수행하여 제3영역의 포토레지스트패턴(110)을 제거한다.

구체적으로, 에치백공정에 의해 박막트랜지스터의 채널이 형성될 부분 즉, 제3영역 상에 형성된 포토레지스트패턴(110)이 제거된다. 이러한 에치백공정은 절연기판(10)을 산소플라즈마에 노출시켜 수행할 수 있다. 그런데, 에치백공정에 의해 박막트랜지스터의 채널이 형성될 부분 상의 포토레지스트패턴(110) 만이 제거되는 것이 아니라 포토레지스트패턴(110)이 전체적으로 균일하게 제거되어 포토레지스트패턴(110)의 끝단은 소스/드레인금속패턴(80)의 안쪽에 형성되게 된다.

도 1e를 참조하면, 에치백공정이 수행된 절연기판(10) 상에 제3식각공정을 수행하여 제3영역의 금속층을 제거한다.

구체적으로, 포토레지스트패턴(110)이 형성되지 않은 제3영역의 금속층인 소스/드레인금속패턴을 제거하여 소스전극(90) 및 드레인전극(100)을 형성한다. 이 과정에서는 제1식각공정에서와 같이 습식식각을 행하는 것이 바람직하다. 여기서, 제3식각공정의 식각액은 제1식각공정에서의 식각액과 동일하다.

제3식각공정을 습식식각 방법으로 진행하면, 소스전극(90) 및 드레인전극(100) 하부의 액티브패턴이 약간 돌출되어 형성된 액티브돌출부(65)가 형성되지만 본 발명에서는 상기 네거티브 포토레지스트 조성물을 사용하여 포토공정을 수행하므로 액티브돌출부(65)의 크기를 최소화할 수 있다.

이상에서 설명한 본 발명의 상세한 설명에서는 본 발명의 바람직한 실시예를 참조하여 설명하였지만, 해당 기술분야의 숙련된 당업자 또는 해당 기술분야에 통상의 지식을 갖는 자라면 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.

본 발명의 네거티브 포토레지스트 조성물은 내열성, 접착력 및/또는 내식각성이 있어 포토공정 및 후속되는 식각공정에서의 불량이 유발되지 않을 수 있다.

Claims (13)

1. (a) 하기 화학식 1의 구조를 가지는 제1바인더 수지 10 내지 70중량부와;

   (b) 하기 화학식 2의 구조를 가지는 제2바인더 수지 10 내지 70중량부와;

   (c) 상기 제1 및 제2바인더 수지의 가교 결합을 위한 광산 발생제 0.5 내지 10중량부와;

   (d) 노광에 의해 생성된 (c)의 산에 노출 시 상기 제1 및 제2바인더 수지의 가교를 형성시키는 가교 결합제 1 내지 20중량부와;

   (e) 용매 10 내지 90중량부를 포함하고,

   상기 제1 및 제2바인더 수지의 중량비는 99.9:0.1 내지 30:70인 것을 특징으로 하는 패턴 형성용 네거티브 포토레지스트 조성물.

   <화학식 1>

   

   <화학식 2>

   

   상기 화학식 1 및 2에서 R은 알킬기이며, n은 1 내지 10000의 자연수이다.
2. 제1항에 있어서,

   상기 제1 및 제2바인더 수지 각각은 GPC에 의해 측정한 단분산 폴리스티렌 환산의 중량평균분자량이 1000 내지 10000인 것을 특징으로 하는 패턴 형성용 네거티브 포토레지스트 조성물.
3. 제2항에 있어서,

   상기 제1 및 제2바인더 수지 각각은 상기 중량평균분자량이 3000 내지 9000인 것을 특징으로 하는 패턴 형성용 네거티브 포토레지스트 조성물.
4. 삭제
5. 제3항에 있어서,

   상기 제1 및 제2바인더 수지의 중량비는 70:30 내지 40:60인 것을 특징으로 하는 패턴 형성용 네거티브 포토레지스트 조성물.
6. 제1항에 있어서,

   상기 가교 결합제는 알콕시메틸화요소 수지, 알콕시메틸화멜라민 수지, 알콕시메틸화우론 수지, 알콕시메틸화글리콜우릴 수지 및 알콕시메틸화아미노 수지로 이루어진 군으로부터 선택된 어느 하나인 것을 특징으로 하는 패턴 형성용 네거티브 포토레지스트 조성물.
7. 제1항에 있어서,

   상기 가교 결합제는 헥사메톡시메틸멜라민인 것을 특징으로 하는 패턴 형성용 네거티브 포토레지스트 조성물.
8. 제1항에 있어서,

   상기 광산 발생제는 오늄염, 할로겐화 유기 화합물, 퀴논디아지드 화합물, α,α’-비스(술포닐)디아조메탄계 화합물, 술폰 화합물, 유기산에스테르 화합물, 유기산아미드 화합물, 유기산이미드 화합물로 이루어진 군으로부터 선택된 1종 이상인 것을 특징으로 하는 패턴 형성용 네거티브 포토레지스트 조성물.
9. 제1항에 있어서,

   상기 네거티브 포토레지스트 조성물은 염료 0.1 내지 5중량부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 패턴 형성용 네거티브 포토레지스트 조성물.
10. 제9항에 있어서,

    상기 염료는 피라졸아조계, 아닐리노아조계, 아릴아조계, 트리페닐메탄계, 안트라퀴논계, 안스라피리돈계, 벤질리덴계, 옥소놀계, 피라졸트리아졸아조계, 피리돈아조계, 시아닌계, 페니티아딘계, 피롤피라졸아조메틴계, 크산텐계, 프탈로시아닌계, 벤조피란계, 인디고계로 이루어진 군으로부터 선택된 어느 하나인 것을 특징으로 하는 패턴 형성용 네거티브 포토레지스트 조성물.
11. 제1항에 있어서,

    상기 네거티브 포토레지스트 조성물은 염기성 첨가제 0.1 내지 5중량부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 패턴 형성용 네거티브 포토레지스트 조성물.
12. 제11항에 있어서,

    상기 염기성 첨가제는 테트라부틸암모늄 하이드록시드, 트리에탄올아민, 디에탄올아민, 디에탄올 아민, 트리옥틸아민, n-옥틸아민, 트리메틸설포늄 하이드록시드, 트리페닐설포늄 하이드록시드로 이루어진 군으로부터 선택된 1종 이상인 것을 특징으로 하는 패턴 형성용 네거티브 포토레지스트 조성물.
13. 절연기판 상에 반도체층과 금속층을 형성하는 단계와;

    상기 금속층 상에,

    (a) 하기 화학식 1의 구조를 가지는 제1바인더 수지 10 내지 70중량부와;

    (b) 하기 화학식 2의 구조를 가지는 제2바인더 수지 10 내지 70중량부와;

    (c) 상기 제1 및 제2바인더 수지의 가교 결합을 위한 광산 발생제 0.5 내지 10중량부와;

    (d) 노광에 의해 생성된 (c)의 산에 노출 시 상기 제1 및 제2바인더 수지의 가교를 형성시키는 가교 결합제 1 내지 20중량부와;

    (e) 용매 10 내지 90중량부를 포함하고,

    상기 제1 및 제2바인더 수지의 중량비는 99.9:0.1 내지 30:70인 것을 특징으로 하는 네거티브 포토레지스트 조성물 용액을 사용하여 포토레지스트 막을 형성하는 단계와;

    상기 포토레지스트 막을 노광 및 현상하여 상기 포토레지스트가 존재하지 않는 제1영역, 상기 포토레지스트가 잔존하는 제2영역 및 상기 제2영역의 포토레지스트 두께보다 작은 두께를 가지고 상기 제2영역 사이에 위치하며 상기 포토레지스트가 잔존하는 제3영역을 갖는 포토레지스트패턴을 형성하는 단계와;

    제1식각공정을 통하여 상기 제1영역의 금속층을 제거하는 단계와;

    제2식각공정을 통하여 상기 제1영역의 반도체층을 제거하는 단계와;

    상기 제3영역의 포토레지스트패턴을 제거하는 단계와;

    제3식각공정을 통하여 상기 제3영역의 금속층을 제거하는 단계를 포함하는 패턴 형성 방법.

    <화학식 1>

    

    <화학식 2>

    

    상기 화학식 1 및 2에서 R은 알킬기이며, n은 1 내지 10000의 자연수이다.

Images