KR101374565B1 - 포토레지스트용 스트리퍼 조성물 - Google Patents
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Abstract
본 발명은 금속 방식성 및 포토레지스트 박리성이 동시에 향상되고 탈이온수에 대한 세정성이 우수한 포토레지스트용 스트리퍼 조성물에 관한 것으로, 감마부티로락톤 및 디메틸설폭사이드의 혼합 극성용매 30 내지 50중량%, 글리콜에테르 40 내지 65중량%, 글리콜 화합물 1 내지 10 중량%, 및 박리향상제로서 디아민화합물 0.1 내지 5중량%를 함유하는 비수계 포토레지스트용 스트리퍼 조성물에 관한 것이다.
본 발명에 따른 스트리퍼 조성물은 유기발광다이오드나 액정표시장치용 회로 제조공정에서 습식 또는 건식 식각 공정 중 발생하는 변질 또는 경화된 포토레지스트의 박리성능이 우수하고, 은이나 구리, 알루미늄 합금막과 같은 금속막에 대한 부식성이 매우 낮은 우수한 효과를 가진다. 또한 조성물 중에 N-메틸-2-피롤리돈을 포함하지 않는 친환경적인 특성을 가진다.
포토레지스트, 스트리퍼, 비이온성극성용제, 글리콜에테르, 박리촉진제, 부식방지제
Description
본 발명은 포토레지스트용 스트리퍼 조성물에 관한 것으로, 보다 상세하게는 유기발광다이오드나 액정표시장치의 회로제조 공정에서 습식 또는 건식 식각 공정 중에서 발생하는 변질 또는 경화된 포토레지스트를 침지, 분사, 매엽 방식으로 박리하는 스트리퍼 조성물에 관한 것이다.
유기발광 다이오드 또는 액정표시장치의 회로는 극히 미세한 구조로 이루어져 있으며, 이와 같은 미세구조회로는 기판상에 형성한 산화막 등의 절연막, 폴리실리콘막, 또는 은이나 구리, 알루미늄 합금막 등의 금속 막에 포토레지스트를 균일하게 도포하여 포토레지스트 막을 형성한 후, 적정온도에서 경화하고, 상기 포토레지스트를 노광하고 현상하여 소정 형상의 패턴을 만든 다음, 패턴이 형성된 포토레지스트는 마스크를 사용하여 상기 절연막, 금속막 등을 식각하여 미세회로를 형성한 후, 포토레지스트를 박리하여 제조한다.
이때, 포토레지스트 패턴을 제거하는 스트리퍼는 포토레지스트에 대한 박리 성이 우수하면서도, 린스 후 기판에 불용해된 포토레지스트나 미립자가 잔류하지 않아야 하며, 은이나 구리, 알루미늄 합금막과 같은 금속막에 부식을 일으키지 않아야 한다.
이와 같은 스트리퍼 조성물은 그 성분의 화합물 및 성분비에 따라 용해성능, 박리성능, 금속막의 부식성, 공정의 복잡성, 환경안정성, 작업성 등이 크게 달라지므로 다양한 공정 조건에 대하여 최적 성능을 가지는 포토레지스트 조성물의 개발은 지속적으로 필요하다.
상기와 같은 요구조건을 만족하기 위하여, 종래 여러가지 포토레지스트 스트리퍼 조성물이 개발되어 사용되고 있다. 국내 공개특허 제2000-0014840호에서는 알칸올아민 15내지 25중량%, N-메틸피롤리돈 35 내지 45중량%, 글리콜에테르 15 내지 25중량%로 이루어지는 조성물을 개시하고 있으며, 아민화합물의 양을 증가시키면, 포토레지스트의 용해성을 증가시키고, 스트리퍼의 증발을 억제하여, 반복 사용하여도 스트립성이 유지된다고 기재하고 있다. 국내공개특허 제2005-0110955호에는 알칸올아민 5~20중량%, 비이온성 극성용제 10~40중량%, 글리콜에테르 35~75중량%, 프탈릭안하이드리드 또는 나프탈릭안하이드리드 또는 프탈라이드류에서 선택되는 성분 0.1~5중량% 및 부식방지제로 이루어지는 조성물을 개시하고 있지만, 저온을 포함하는 넓은 온도범위에서 포토레지스트 박리성이 여전히 부족하며, 국내공개특허 제2005-0001811호에서는 유기아민화합물 5~50중량%, 글리콜에테르화합물 5~50중량%, 부식방지제 0.1~10중량%, 첨가제 0.1~1중량%, 잔량의 탈이온수로 이루어지는 조성물을 개시하고 있으며, 동 조성물은 침적, 분무법 또는 매엽 방식에 의하여 저온 에서 단시간에 용이하게 박리할 수 있으며, 특히 구리를 포함하는 금속막질과 무기재료층이 형성된 기판에의 방식성이 우수하고, 린스공정에서 유기용제를 사용할 필요 없이 물만으로 린스가 가능하며, 환경친화적인 특성을 가진다고 기재하고 있다. 국내공개특허 제2003-0018216호 및 일본공개특허 2004-18491, 미국특허 6,783,919호에서는 모노에탄올 아민 20 내지 60중량%, N,N-디메틸아세트아미드 15 내지 50중량%, 카비톨 15 내지 50중량%, 갈릭산 0.1 내지 10중량%의 조성물을 개시하고 있다. 국내공개특허 제2001-0062828호에서는 질소함유 유기히드록실아민류, 수용성 유기용매, 물, 특정의 벤조트리아졸계 화랍물로 이루어지는 조성물을 개시하고 있다. 국내등록특허 제 10-0440484호에서는 수용성 유기아민화합물 5 내지 50중량%, 비점이 150℃이상인 양자성 알킬렌글리콜모노알킬에테르 화합물 20 내지 70중량%, 부식방지제 0.01 내지 2중량%, 극성비양자성 용매 0.01내지 70중량%를 포함하는 조성물을 개시하고 있으며, 사진식각공정동안 변성된 포토레지스트막을 고온 및 저온에서도 짧은 시간 내에 용이하게 제거가능하며, 포토레지스트 하부의 도전성막 및 절연막에 대한 부식이 적은 특성을 가진다고 기재하고 있다. 일본공개특허 2001-22095, 2000-162788에서는 알카놀아민화합물과 트리아졸화합물, 갈릭산 유도체를 함유한 조성물을 개시하고 있으며, 구리배선에 대하여 박리성능이 우수하고, 부식성이 없는 포토레지스트조성물을 기재하고 있다. 일본 특개평 8-87118호에서는 N-알킬알칸올아민 50~90중량%, 디메틸설폭사이드 또는 N-메틸-2-피롤리돈 50~10중량%로 이루어지는 조성물을 개시하고 있으며, 고온의 가혹한 박리조건에서도 불용물의 석출이 일어나지 않고 미립자가 기판에 남지 않는다고 기재하고 있다. 미국특허공 보 제 5,480,585 및 일본공개특허공보 평5-281753호에서는 특정 알칸올아민, 설폰화합물 또는 설폭사이드화합물 및 특정 히드록시 화합물을 포함하는 포토레지스트 조성물을 제안하고 있다. 미국특허공보 제5,478,443 및 미국특허공보제 5,320,709호에서는 특정유기방식제(글리콜 및 디메틸설폭사이드) 및 불소함유화합물을 사용하여 금속부식 문제점을 해결할 것을 제안하고 있다. 미국특허공보 제5,612,304호에서는, 에칭 후의 잔류물제거를 위하여 특정조건의 극성용매, 특정 알칸올아민, 히드록실기를 가지는 아미노산, 그리고 특정 산화환원 포텐샬을 갖는 산화환원제를 포함하는 박리액 조성물을 제안하고 있다. 그러나, 상기의 방법들은 고온의 가혹조건이 필요하거나, 박리시간이 길거나, 저온에서 충분한 박리가 일어나지 않거나, 부식성이 높거나, 폐기물이 다량발생하거나, 이소프로판올로 린스가 필요한 등의 문제점들이 있다.
일반적인 양산라인에 적용되고 있는 스트리퍼 조성물로는 모노에탄올아민을 사용하고 여기에 포토레지스트를 녹이는 용제로 N-메틸-2-피롤리돈(NMP), 부틸카비톨(BC) 및 디메틸설폭사이드(DMSO)를 혼합하여 사용하는 방법이 있다. 그러나 이 방법은 고온박리가 필요하고, 미용해 포토레지스트와 미립자의 잔류가 많아, 특히 유기발광 다이오드 회로 제조공정과 같이 공정이 복잡한 경우의 포토레지스트 제거에는 적용이 곤란하다. 또한 박리침투제인 알카놀아민을 사용하는 특성상 구리, 은에 대한 방식성의 한계가 있다.
또 다른 방법으로는 유기아민화합물로 모노이소프로판올(MIPA)을 사용하고 여기에 N-메틸피롤리돈, 부틸카비톨, 물과 부식방지제로 이루어진 조성물이 있으 며, 이 조성물은 스트리퍼에 대한 용해력이 낮고, 고온에서 물이 증발하여 박리성능이 안정적으로 유지되지 않을 뿐 아니라, 물이 은이나 구리, 알루미늄과 같은 금속막에 부식을 일으키는 문제점이 있다.
또한, 기판의 대형화와 대량생산이 이루어짐에 따라 스트리퍼의 사용량이 많은 딥방식보다 유기발광다이오드나 액정표시장치 회로를 낱장식으로 처리하는 매엽식 박리설비를 사용한 포토레지스트 박리가 일반화되고 있어, 딥방식 뿐 아니라 에어나이프 공정에 의해 포토레지스트를 박리하는데 적합한 스트리퍼 조성물의 개발도 지속적으로 요구되고 있다.
또한, 양산라인에 적용하는 스트리퍼 조성물은 물론 개발되는 대다수 스트리퍼 조성물들은 N-메틸피롤리돈을 포함하고 있는데 동물질의 환경 독성으로 사용상의 제약이 따라 동물질을 포함하지 않는 친환경 스트리퍼 조성물의 개발이 요구된다.
이에 본 발명에서는 전술한 바와 같은 문제점을 해결하기 위하여 광범위한 연구를 거듭한 결과, 박리성능이 우수하고, 은이나 알루미늄, 구리와 같은 금속막에 대한 부식성이 매우 낮고, N-메틸피롤리돈이 조성에 포함되지 않은 포토레지스트용 스트리퍼 조성물을 제공하는 것을 목적으로 한다.
또한 본 발명에서는 변질 경화된 포토레지스트막에 대한 박리성 및 고분자 물질에 대한 용해성이 우수하여 박리된 포토레지스트 잔류물이 기판에 재부착되지 않으며, 넓은 온도 범위에서 박리성이 우수하고, 후속 린스 공정에서 탈이온수 만으로 충분히 세정 가능한 비수계 포토레지스트 스트리퍼 조성물을 제공하고자 한다.
상술한 바와 같은 기술적 과제를 달성하기 위하여 본 발명은 감마부티로락톤 및 디메틸설폭사이드의 혼합 극성용매 30 내지 50중량%, 글리콜에테르 40 내지 65중량%, 글리콜 화합물 1 내지 10 중량%, 및 박리향상제로서 디아민화합물 0.1 내지 5중량%를 함유하는 비수계 포토레지스트용 스트리퍼 조성물을 제공한다. 상기 글리콜 화합물은 하기 화학식 1로 표시되는 화합물이 바람직하고, 상기 디아민 화합물은 하기 화학식 2로 표시되는 화합물로부터 선택하여 사용하는 것이 바람직하다.
[화학식 1]
[화학식 2]
[상기 화학식 1에서 a는 3 내지 4의 정수이고, 화학식 2에서 R1 및 R2는 독립적으로 직쇄 또는 분지쇄의 (C1~C7) 알킬렌으로부터 선택된다.]
본 발명에 따른 조성물은 본 발명에 따른 스트리퍼 조성물은 탈이온수를 함유하지 않는 비수계 조성물로서 감마부티로락톤 및 디메틸설폭사이드의 혼합 극성용매 하에 글리콜에테르, 상기 화학식 1의 글리콜 화합물 및 상기 화학식 2의 디아민 화합물을 사용함으로써 변질 및 경화된 포토레지스트에 대한 박리성 및 용해력을 현저히 향상시킬 수 있었고 박리된 포토레지스트 잔류물이 기판에 재부착되는 문제점을 해결할 수 있었고, 종래 일반적으로 사용되는 모노에탄올 아민(MEA) 등의 알칸올 아민을 사용하는 경우의 문제점인 하부 금속에 대한 부식을 억제할 수 있었다. 또한 탈이온수만으로 이루어지는 후속 린스 공정에서 우수한 세정성을 가질 수 있었다.
이하, 본 발명을 더욱 상세히 설명하면 다음과 같다.
종래 스트리퍼 조성물에 주로 사용되는 모노에탄올아민(MEA) 등의 알칸올 아 민은 박리 침투성이 우수하나 하부막의 부식 유발 가능성이 있어 부식에 취약한 금속을 포함하는 기판의 방식성을 확보하기 어려운 문제점이 있고, 이를 해소하기 위해 과량의 부식방지제를 사용하게 될 경우 부식방지제가 표면에 잔류하게 되는 문제점이 발생할 수 있고 이를 제거하기 위하여 후속 린스 공정에서 유기용제를 사용하여 제거하여야 하는 문제점이 유발되기도 한다. 본 발명은 비이온성 극성용제로서 감마부티로락톤(Gamma-Butyrolactone; GBL)과 디메틸설폭사이드(Dimethylsulfoxide;DMSO)의 혼합용매를 사용한다. 본 발명에 따른 스트리퍼 조성물은 비양자성 극성 용매인 감마부티로락톤과 디메틸설폭사이드의 조합을 통해 박리 침투성 우수하나 하부막 부식 유발 가능성이 있는 모노에탄올아민(MEA) 등의 알칸올 아민을 사용하지 않고도 우수한 포토레지스트(PR) 박리력과 하부 금속막에 대한 방식성을 동시에 확보할 수 있다. 혼합사용량은 조성물 총 중량에 대하여 30 내지 50중량%, 바람직하게는 35 내지 45 중량%를 포함하는 것이 좋다. 30중량% 이하에서는 포토레지스트에 대한 용해력이 떨어져 박리성능이 저하하며, 50중량% 이상에서는 경제성이 떨어지고 다른 성분의 함량이 상대적으로 감소하므로 방식성 및 박리성을 모두 달성하기 어렵게 된다. 상기 감마부티로락톤(A)과 디메틸설폭사이드(B)의 혼합비(A:B)는 중량비로 1 : 2 내지 4인 것이 바람직한데, 이는 상기 혼합비 범위로 사용하는 경우 변성 및 경화된 포토레지스트에 대한 용해력이 더욱 우수하게 되고, 상기 범위를 벗어나는 경우 상대적으로 포토레지스트 박리성이 낮아질 수 있기 때문이다.
본 발명의 스트리퍼 조성물에 함유되는 글리콜에테르는 포토레지스트에 대한 용해 작용과 분산작용을 하여 조성물의 박리성능을 더욱 상승시키는 역할을 한다. 글리콜에테르로는 알킬렌글리콜 모노알킬 에테르로부터 선택하여 사용하는 것이 바람직하고, 구체적으로는 디에틸렌글리콜메틸에테르, 디에틸렌글리콜에틸에테르, 디에틸렌글리콜부틸에테르 등을 사용할 수 있다. 상기 글리콜에테르는 조성물의 중량비를 기준으로 40 내지 65중량%, 바람직하게는 45 내지 60중량%가 좋다. 40중량% 이하에서는 포토레지스트에 대한 용해력의 저하를 가져오며 65중량% 이상에서는 다른 구성 성분이 감소하게 되므로 박리성능의 저하를 초래한다.
본 발명에 따른 스트리퍼 조성물은 하기 화학식 1로 표시되는 글리콜 화합물을 함유한다.
[화학식 1]
[상기 화학식 1에서 a는 3 내지 4의 정수이다.]
본 발명에 따른 글리콜 화합물은 에틸렌 옥사이드기가 3 또는 4인 화합물로서 포토레지스트에 대한 친화성 및 물에 대한 우수한 용해성을 모두 가지는 장점이 있다. 상기 화학식 1의 글리콜 화합물의 함량은 조성물 총 중량에 대하여 1 내지 10 중량%인 것이 바람직한데, 이는 상기 범위 내에서 포토레지스트의 용해성과 분산성을 향상시킬 수 있고 후속 린스 공정에서의 탈이온수에 대한 우수한 세정성을 가질 수 있기 때문이다.
본 발명에 따른 스트리퍼 조성물에 함유되는 박리촉진제는 하기 화학식 2로 표시되는 디아민 화합물이 바람직하고, N-(2-하이드록시에틸)에틸렌다이아민을 사용하는 것이 상용성 및 효과 면에서 더욱 바람직하다.
[화학식 2]
[상기 화학식 1에서 a는 3 내지 4의 정수이고, 화학식 2에서 R1 및 R2는 독립적으로 직쇄 또는 분지쇄의 (C1~C7) 알킬렌으로부터 선택된다.]
상기 화학식 2의 디아민 화합물은 일반적으로 사용되는 모노에탄올아민과 비교하였을 때 하부 금속막의 부식을 거의 유발하지 않으며, 본 발명에서 함유되는 극성용매인 감마부티로락톤 및 디메틸설폭사이드와 함께 사용하는 경우 포토레지스트 박리성이 매우 우수하며, 상기 글리콜에테르 및 글리콜 화합물과의 혼화성이 우수하여 박리된 포토레지스트가 미세하게 잘 용해 분산되어 기판으로 재부착되지 않으므로 짧은 시간에 우수한 박리 성능을 가지게 된다.
본 발명에 따른 박리 촉진제는 포토레지스트의 박리성을 더욱 향상시키기 위하여 추가로 아세토히드록사민산, 아스코르빈산, 아세틸아세톤, 또는 3-메틸-3-메톡시부탄올로부터 선택되는 1종 이상을 더 함유할 수 있다. 상기 성분을 추가로 더 함유하는 경우 변질 및 경화된 포토레지스트를 보다 짧은 시간에 박리할 수 있을 뿐만 아니라 포토레지스트의 용해성을 더욱 향상시킬 수 있다.
본 발명에 따른 박리 촉진제의 사용량은 조성물의 총 중량을 기준으로 0.1 내지 5중량%, 바람직하게는 0.1 내지 3중량%가 좋다. 0.1중량% 이하에서는 그 역할 이 미미하며 5중량% 이상에서는 조성물의 방식성능이 저하된다.
한편, 본 발명의 스트리퍼 조성물은 선택적으로 부식 방지제를 더 포함할 수 있는 바, 부식방지제로는 벤조트리아졸, 톨일트라이아졸, 메틸갈레이트, 머캅토메틸이미다졸, 2-머캅토-5-메틸벤지이미다졸, 4-메틸-1-페닐이미다졸 등에서 선택된 적어도 하나 이상을 사용할 수 있다. 상기 부식방지제는 조성물의 총 중량 기준으로 0.001 내지 1중량%, 바람직하게는 0.5중량% 이하가 좋다. 상기 함량이 0.001 중량% 미만인 경우에는 부식방지제 첨가에 따른 효과의 발현이 미미하고, 상기 함량이 1중량%를 초과하는 경우에는 기판에 재석출 되고 또한 탈이온수에 대한 세정성이 저하되어 바람직하지 않다.
이상 상술한 바와 같이, 본 발명에 따른 포토레지스트용 스트리퍼 조성물은 유기발광다이오드나 액정표시장치의 포토리소그라피 공정처럼 공정이 복잡하고 미세한 회로의 제작이 필요한 공정의 포토레지스트의 박리에 매우 우수한 조성물로서, 저온과 고온에서 박리성능이 우수하고, 은이나 구리, 알루미늄 합금 등 금속막에 대한 부식 안정성이 높은 장점을 가지며, 비수계 조성물임에도 불구하고 탈이온수에 대한 세정성도 매우 우수하다.
본 발명의 스트리퍼 조성물을 사용하여 유기발광다이오드나 액정표시장치의 회로 제조공정의 포토레지스트 패턴을 제거하여 OLED나 TFT-LCD를 제조할 수 있다. 상기 회로의 제조에 사용되는 유리 기판으로는, 산화막과 같은 절연막이나 폴리실리콘 막의 패턴이 형성된 기판, 알루미늄 또는 구리합금층과 같은 제 1도전막, 크롬, 몰리브덴 또는 이들의 합금 등으로 이루어진 제2 도전막으로 이루어진 이중 도 전막을 형성하는 일반적인 기판, ITO막이 형성된 기판, Ag 반사막이 형성된 기판 등을 포함하며 본 발명이 이에 한정되는 것은 아니다.
이상 상세히 설명한 바와 같이, 본 발명에 따른 스트리퍼 조성물은 가혹한 포토리소그라피 공정에서 변질 경화된 포토레지스트막에 대하여 박리성능이 우수하고, 포토레지스트 하부층의 절연막과 도전성막의 부식을 최소화할 수 있으며, 용해력이 우수하면서도 은이나 알루미늄, 구리와 같은 금속막에 대한 부식성이 매우 낮은 장점이 있어 생산성 향상 및 원가절감을 이룰 수 있다. 또한 박리침투제인 알카놀아민을 사용하지 않는 조성으로 우수한 박리성과 방식성을 동시에 구현하였으며 N-메틸-2-피롤리돈을 제외한 조성으로도 박리성을 향상시켰으며, 탈이온수에 대한 세정성이 우수하여 후속 린스 공정에서 유기용제를 사용할 필요가 없는 장점도 가지고 있다.
이하 본 발명을 실시예를 통하여 보다 상세히 설명하고자 하나, 하기 실시예는 본 발명을 예시하는 것으로 본 발명을 한정하는 것은 아니다.
실시예
1 내지 8 및
비교예
1 내지 3
하기 표 1에 나타낸 바와 같은 조성으로 실시예 1 내지 8 및 비교예 1 내지 3의 스트리퍼 조성물을 제조하였으며, 구성 성분의 함량은 별도로 설명하지 않는 한 중량%이다. 하기 표 1에서 MIPA는 모노이소프로판올아민(Monoisopropanol amine), NMP는 N-메틸피롤리돈(N-Methylpyrrolidone), GBL은 감마부티로락톤(Gamma butyro lactone), DMSO는 디메틸설폭사이드(Dimethyl sulfoxide), SUL은 설폴란(Sulfolane), MDG는 디에틸렌글리톨 모노메틸에테르(Diethylene glycol monomethyl ether), EDG는 디에틸렌글리콜 모노에틸에테르(Diethylene glycol monoethyl ether), BDG는 디에틸렌글리콜 모노부틸에테르(Diethylene glycol monobutyl ether), TEG는 테트라에틸렌글리콜(Tetra ethylene glycol), TriEG는 트리에틸렌글리콜(Triethylene glycol), HEED는 N-(2-히드록시에틸)에틸렌디아민(N-(2-hydroxyethyl)ethylenediamine), AHA는 아세토히드록사민산(Acetohydroxamic acid), ASC는 아스코르빈산(Ascorbic acid), AA는 아세틸아세톤(Acetyl Acetone), 3MMB는 3-메틸-3-메톡시부탄올(3-methyl-3-methoxy butanol), MMI는 머캅토메틸이미다졸(Mercapto methyl imidazole), CTC는 카테콜(Catechol), SBT는 소르비톨(Sorbitol), TT는 톨릴트리아졸(Tolyltriazole), BT는 벤조트리아졸(Benzotriazole), MG는 메틸갈레이트(Methyl gallate)를 나타낸다.
[표 1]
박리 성능 평가
1) 시편 제조
폴리실리콘(Poly si), 몰리브덴(Mo) ,타이타니움(Ti)/구리(Cu) 2중 또는 3중막, 은(Ag) 이 각각 2000 Å의 두께로 증착된 0.7mm X 370mm X 470mm의 유리기판 위에 포지티브형 포토레지스트 액을 1.5um의 두께로 도포한 후 110℃, 90초 조건에서 열처리 후 건조하였다. 이 때 사용된 포토레지스트는 AZEM사의 포지티브형 포토레지스트(상품명 AZ HKT-601)이었다.
상기 포토레지스트막 위에 소정의 패턴이 형성된 마스크를 이용하여 자외선을 조사하고 2.38% 테트라메틸암모늄하이드록사이드(TMAH)현상액으로 현상한 후, 시편을 130~170℃ 온도에서 3분간 하드베이크하여 Poly si,Mo,Ti/Cu,Ag 막 위에 소정의 패턴을 형성하였다. 상기 시편을 식각용액에 침지하는 습식 식각공정 또는 플라즈마로 건식 식각공정을 진행하여 금속막 패턴을 형성한 후, 초순수로 린스하고 질소가스로 건조하였다.
2) 실험 방법
상기 실시예에서 제조한 포토레지스트 기판을 각 스트리퍼 조성물에 온도범위 65℃에서 3분간 침지한 후 과량의 DI(탈이온수) 만으로 린스를 3회 시행하고 질소가스로 건조한 후, 유리기판을 주사전자현미경으로 막 표면 및 라인과 라인 사이의 공간에 포토레지스트 도포막의 잔류물을 관측하여 그 결과를 표 2에 나타내었다. 또한 표 2의 비교예 1 내지 3도 실시예와 동일조건에서 박리성능평가를 실시하였다.
2) 성능 판단 기준
표 2의 결과는 4가지의 분류에 의해 성능을 평가하였으며, ◎는 불용해 잔류물 없음, ○는 95%이상 제거, △는 80%이상 제거, X는 다량 잔류로서 20%이상 제거되지 않는 경우를 나타낸다.
3) 평가 결과
폴리실리콘
막질에서의
포토레지스트
박리성능
하기 표 2의 결과를 참조하면 비교예 1 내지 비교예 3의 경우 폴리실리콘 막질에서 포토레지스트 잔유물이 완전히 제거되지 않았으며 알칸올 아민을 사용하지 않은 비교예 2는 잔유물이 더욱 많이 관찰되었다. 그러나 실시예 1 내지 실시예 8은 포토레지스트 잔유물이 남아있지 않는 우수한 박리성능을 나타내었다.
하기 실시예 4 내지 실시예 8의 조성물은 침지시간을 1분으로 감소시키는 경우에도 불용해 잔류물이 전혀 없는 우수한 박리성능을 나타내었다.
드라이에칭
후
컨택트홀
실리콘 막질에서의 변성
포토레지스트
박리성능
컨택트홀 실리콘 막질은 드라이 에칭 과정에서 경화 변성된 포토레지스트가 존재하게 되는 데, 하기 표 2의 결과를 참조하면 비교예 1 내지 비교예 3의 경우 컨택트 홀 실리콘 막질에서 변성 포토레지스트 잔유물이 완전히 제거되지 않았으며 물과 알칸올 아민을 동시에 사용하는 비교예 1 대비 비교예 2 및 비교예 3은 잔유물이 더욱 많이 관찰되었다. 그러나 실시예 1 내지 실시예 8은 부식성이 큰 알칸올 아민 또는 알칸올 아민과 물을 사용하지 않고 박리성 향상제를 사용하는 조성으로 일반 포토레지스트 뿐만 아니라 경화 변성 포토레지스트에서도 우수한 박리성능을 나타내었으며, 실시예 4 내지 8의 조성물은 침지시간을 1분으로 감소시키는 경우에도 불용해 잔류물이 전혀 없는 우수한 박리성능을 나타내었다.
[표 2]
금속
배성
부식성 평가
1) 실험 방법 #1
상기 실시예 1에서 제조한 포토레지스트 기판을 각 스트리퍼 조성물에 70℃, 30분 조건으로 침지한 후 DI 만으로 린스를 3회 시행하고 질소가스로 건조한 후, 주사현미경으로 기판 표면에 형성된 금속막 패턴의 상부 표면 및 측면부위를 검사하여 부식정도를 평가하였다.
2) 실험 방법 #2
상기 실시예 1에서 제조한 포토레지스트 기판을 각 스트리퍼 조성물에 70℃, 3분 조건으로 침지한 후 DI 만으로 린스를 3회 시행하고 질소가스로 건조하고 동 과정을 1회, 3회, 5회 반복 실시하여 1회, 3회, 5회 반복 시 각각의 기판 표면에 형성된 금속막 패턴의 상부 표면 및 측면부위를 주사현미경으로 검사하여 부식 정도를 평가하였다.
3)성능 판단 기준
결과에 있어서, ○는 내부식성 양호(부식없음), △는 막주변 부식(금속막 가장자리 일부에 금속막 식각이 일어남), X는 막 훼손(막단락 또는 금속막질이 기판표면에서 벗겨짐)을 나타낸다.
4) 평가 결과
a. 실험 방법 #1
하기 표 3으로부터 알 수 있듯이, 70℃ 30분 침지 실험 조건에서 알카놀 아민 또는 알카놀 아민과 물을 동시에 사용하는 비교예 1 및 비교예 3은 구리 또는 은 부식이 매우 심하게 나타났으며 첨가한 부식방지제의 효과가 미미하였다. 비교예 2는 알카놀 아민, 및 물을 사용하지 않고 부식 방지제를 첨가하였지만 금속막 일부의 부식이 관찰되었다. 반면, 실시예 1 내지 실시예 8은 구리 또는 은에 대한 부식 방지성이 상업 공정 처리 시간(3분)대비 10배 수준의 혹독한 조건에서도 우수함을 확인하였다.
[표 3]
b. 실험 방법 #2
하기 표 4에 나타나듯이, 70℃, 3분 침지 조건을 1회, 3회, 5회 반복하는 실험에서 알카놀아민 또는 알카놀아민과 물을 동시에 사용하는 비교예 1 및 비교예 3은 공정 횟수가 3회 이상 반복될 경우 구리 또는 은 부식이 매우 심하게 나타났으며 첨가한 부식방지제의 효과가 미미하였고, 비교예 2는 알카놀 아민 및 물을 사용하지 않고 부식 방지제를 첨가하였지만 공정 횟수 3회 이후에 금속막 일부의 부식이 관찰되었다. 반면, 실시예 1 내지 실시예 8은 박리 공정 5회 반복 시에도 구리 및 은에 대한 우수한 부식 방지성이 잘 유지됨을 확인하였다.
[표 4]
Claims (7)
- 제 1항에 있어서,상기 스트리퍼 전체 조성물에 대하여 부식방지제를 0.001 내지 1중량% 더 함유하는 비수계 포토레지스트용 스트리퍼 조성물.
- 제2항에 있어서,상기 부식방지제는 벤조트리아졸, 톨일트라이아졸, 메틸갈레이트, 머캅토메틸이미다졸, 2-머캅토-5-메틸벤지이미다졸, 4-메틸-1-페닐이미다졸 및 이들의 혼합물로 이루어진 군으로부터 선택되는 비수계 포토레지스트 스트리퍼 조성물.
- 제 2항에 있어서,상기 글리콜에테르는 디에틸렌글리콜에틸에테르, 디에틸렌글리콜부틸에테르, 또는 다이프로필렌글리콜메틸에테르 중에서 선택된 어느 하나인 것을 특징으로 하는 비수계 포토레지스트 스트리퍼 조성물.
- 제 4항에 있어서,상기 디아민화합물은 N-(2-하이드록시에틸)에틸렌다이아민인 것을 특징으로 하는 비수계 포토레지스트 스트리퍼 조성물.
- 제 5항에 있어서,상기 혼합 극성 용매는 감마부티로락톤(A) 및 디메틸설폭사이드(B)의 혼합비(A:B)가 중량비로1 : 2 내지 4인 비수계 포토레지스트용 스트리퍼 조성물.
- 제 1항 내지 제 6항 중 어느 한 항에 있어서,상기 박리촉진제는 아세토히드록사민산, 아스코르빈산, 아세틸아세톤, 또는 3-메틸-3-메톡시부탄올로부터 선택되는 1종 이상을 더 함유하는 비수계 포토레지스 트용 스트리퍼 조성물.
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