KR101522903B1 - Thinner composition and method of forming a photosensitive film using the same - Google Patents

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Abstract

다양한 감광성 물질에 대하여 향상된 용해도를 지니고 감광막 제조의 여러 공정 단계에 적용될 수 있는 신너 조성물 및 이를 이용한 감광막의 형성 방법에 있어서, 신너 조성물은 프로필렌 글리콜 모노메틸 에테르 아세테이트 50 내지 90중량%, 프로필렌 글리콜 모노메틸 에테르 1 내지 20중량%, 감마 부티로 락톤 1 내지 10중량% 및 노말 부틸 아세테이트 1 내지 20중량%를 포함한다. 신너 조성물은 여러 감광성 물질에 대한 우수한 용해도와 적절한 휘발도를 지니고 있어, 에지 비드 제거 공정, 리워크 공정 또는 감광막 형성 전에 기판을 프리 웨팅하는 공정 등에 유용하게 사용될 수 있다.A thinner composition having improved solubility for various photosensitive materials and applicable to various process steps in the manufacture of a photoresist, and a method for forming a photoresist using the same, wherein the thinner composition comprises 50 to 90% by weight of propylene glycol monomethyl ether acetate, propylene glycol monomethyl 1 to 20% by weight of ether, 1 to 10% by weight of gamma-butyrolactone and 1 to 20% by weight of n-butyl acetate. The thinner composition has excellent solubility and appropriate volatility for various photosensitive materials and can be usefully used for an edge bead removing process, a rework process, or a process for pre-wetting a substrate before forming a photoresist film.

Description

신너 조성물 및 이를 이용한 감광막의 형성 방법{Thinner composition and method of forming a photosensitive film using the same}Thinner composition and method for forming a photosensitive film using the same

본 발명은 신너 조성물 및 이를 이용한 감광막의 형성 방법에 관한 것이다. 보다 상세하게는 감광막 제조의 여러 공정 단계에 사용될 수 있는 신너 조성물 및 이를 이용한 감광막의 형성 방법에 관한 것이다.The present invention relates to a thinner composition and a method for forming a photoresist film using the same. More particularly, the present invention relates to a thinner composition that can be used in various process steps in the manufacture of a photoresist, and a method of forming a photoresist using the same.

사진식각(photo lithography) 공정은, 웨이퍼 상의 감광막에 포토마스크를 이용하여 사전에 설계된 패턴을 전사한 후, 전사된 패턴에 따라 하부 막을 식각하는 공정을 말한다. 이러한 사진식각 공정은 반도체 메모리 소자, 집적회로 소자, 박막 트랜지스터 액정 표시 소자 등과 같은 전자 장치를 제조하기 위한 공정에 있어서 회로의 미세화와 집적도를 결정짓는 핵심 공정이다.The photo lithography process refers to a process of transferring a previously designed pattern to a photoresist film on a wafer using a photomask, and then etching the underlying film according to the transferred pattern. Such a photolithography process is a key process for determining circuit miniaturization and integration in a process for manufacturing an electronic device such as a semiconductor memory device, an integrated circuit device, and a thin film transistor liquid crystal display device.

사진식각 공정에서는, 감광성 물질을 웨이퍼 상에 도포하여 감광막을 형성한다. 노광 장비를 사용하여 포토 마스크 또는 레티클 상의 패턴을 투영하여 감광막을 노광시킨 다음, 현상 공정을 거쳐서 원하는 형상의 감광막 패턴을 제조한다. 감광막 패턴을 마스크로 사용하여 웨이퍼 기판 또는 하부 막을 식각하거나 이온 주입 등의 공정을 수행한다. 이후, 더 이상 필요 없게 된 감광막 패턴은 애싱 공정이 나 스트리핑 공정을 거쳐 기판으로부터 제거된다.In the photolithography process, a photosensitive material is coated on a wafer to form a photosensitive film. A photomask or a pattern on a reticle is projected using exposure equipment to expose the photoresist film, and then a photoresist pattern of a desired shape is manufactured through a development process. The wafer substrate or the lower film is etched using a photoresist pattern as a mask, or a process such as ion implantation is performed. Thereafter, the photoresist pattern that is no longer needed is removed from the substrate through an ashing process or a stripping process.

여러 패턴 구조물로 이루어진 집적회로 소자를 제조하는 과정에서, 패턴의 선폭 크기를 고려하여 다양한 종류의 광원이 사진식각 공정에 이용되고 있다. 사진식각 공정에서 사용되는 광원으로는 G-line, I-line, KrF, ArF, 자외선, 전자빔(e-beam), X-ray 등을 들 수 있다. 이 중 G-line의 파장이 가장 길고, X-ray의 파장이 가장 짧다.Various kinds of light sources are used in the photolithography process in consideration of the line width of the pattern in the process of manufacturing an integrated circuit device composed of various pattern structures. Examples of the light source used in the photolithography process include G-line, I-line, KrF, ArF, ultraviolet ray, e-beam and X-ray. Among these, the wavelength of the G-line is the longest and the wavelength of the X-ray is the shortest.

감광막의 형성에 사용되는 포토레지스트는 빛에 감응하는 감광성 물질로서, 특정한 파장의 빛에 대하여 반응한다. 따라서 각각의 광원별로 이에 감응할 수 있는 성분을 함유하는 여러 종류의 포토레지스트가 사용되고 있다. 다시 말하면, 포토레지스트는 광원의 종류에 따라 다양한 서로 다른 종류의 주성분 수지, 감광제 등을 포함한다. 수지나 감광제의 화학적 구조의 변화에 따라 포토레지스트의 화학적 또는 물리적 특성, 예를 들면, 광원에 대한 민감성, 내식각성, 스트리핑 특성, 용매에 대한 용해도 등의 여러 물성이 크게 달라진다.The photoresist used for the formation of the photoresist film is a photosensitive material sensitive to light and reacts to light of a specific wavelength. Therefore, various kinds of photoresists containing components capable of responding to each light source are used. In other words, the photoresist includes various kinds of main component resins, photosensitizers, and the like depending on the type of the light source. Various physical properties such as chemical or physical properties of the photoresist, for example, sensitivity to a light source, corrosion resistance, stripping properties, and solubility in solvents vary greatly depending on the chemical structure of the resin or photosensitive agent.

사진식각 공정에 있어서, 신너(thinner) 조성물은 상술한 포토레지스트에 대한 용해성을 지니고 있어서 포토레지스트의 제거에 사용되거나 희석제로 사용되는 물질을 말한다. 포토레지스트에 대한 신너 조성물의 용해도는 신너 조성물의 화학적 성분 구성과 용해 대상물인 포토레지스트의 화학적 구성에 의존한다. 그러나 포토레지스트 종류 별로 화학적 구성이 크게 상이하기 때문에, 시판되는 신너 조성물은 일반적으로 다양한 포토레지스트에 대하여 용해도가 일정하지 않은 문제점을 지닌다.In a photolithography process, a thinner composition refers to a material that has solubility in the photoresist described above and is used as a diluent for removing photoresist. The solubility of the thinner composition on the photoresist depends on the chemical composition of the thinner composition and on the chemical composition of the photoresist to be dissolved. However, commercially available thinner compositions generally have a problem in that the solubility is not constant for various photoresists because the chemical composition differs greatly depending on the kind of the photoresist.

최근 들어, 반도체 집적회로의 고집적화, 고밀도화에 따라서 직경이 큰 반도체 웨이퍼의 사용이 증가하고 있다. 기판의 대구경화로 인해, 기판의 회전속도가 상대적으로 느린 조건에서 린스 공정이 수행되는 경우가 증가하고 있다. 상대적으로 느린 회전 속도에서는 기판의 요동이 발생하기 때문에, 신너 조성물이 포토레지스트에 대하여 적절한 용해속도를 지니지 못할 경우 포토레지스트의 균일한 제거가 어려울 수 있다. 따라서 기판의 대구경화로 인한 저회전 린스 공정에서는 종래의 고회전 린스 공정보다 더욱 신너 조성물의 향상된 용해 능력이 요구된다고 할 수 있다.2. Description of the Related Art In recent years, semiconductor wafers having a large diameter have been increasingly used due to high integration and high density of semiconductor integrated circuits. The case where the rinsing process is performed under the condition that the rotation speed of the substrate is relatively slow due to the large-scale curing of the substrate is increasing. If the thinner composition does not have a proper dissolution rate with respect to the photoresist, uniform removal of the photoresist may be difficult because the substrate swings at relatively slow rotational speeds. Therefore, in the low rotation rinse process due to the large-scale curing of the substrate, the thinner rinse process requires a further improved thinning capability of the thinner composition.

따라서 본 발명의 일 실시예는 다양한 감광성 물질에 대하여 향상된 용해도를 지니고 감광막 제조의 여러 공정 단계에 유용하게 적용될 수 있는 신너 조성물을 제공한다.Accordingly, one embodiment of the present invention provides a thinner composition having improved solubility for various photosensitive materials and which can be usefully applied to various process steps of photoresist film production.

본 발명의 다른 실시예는 상술한 신너 조성물을 이용한 감광막의 형성 방법을 제공한다.Another embodiment of the present invention provides a method of forming a photosensitive film using the above-described thinner composition.

본 발명의 일 실시예에 따른 신너 조성물은 프로필렌 글리콜 모노메틸 에테르 아세테이트 50 내지 90중량%, 프로필렌 글리콜 모노메틸 에테르 1 내지 20중량%, 감마 부티로 락톤 1 내지 10중량% 및 노말 부틸 아세테이트 1 내지 20중량%를 포함할 수 있다.The thinner composition according to one embodiment of the present invention comprises 50 to 90 wt% propylene glycol monomethyl ether acetate, 1 to 20 wt% propylene glycol monomethyl ether, 1 to 10 wt% gamma butyrolactone, and 1 to 20 % ≪ / RTI > by weight.

일 실시예에 있어서, 상기 신너 조성물은 프로필렌 글리콜 모노메틸 에테르 아세테이트 55 내지 80중량%, 프로필렌 글리콜 모노메틸 에테르 5 내지 20중량%, 감마 부티로 락톤 3 내지 8중량% 및 노말 부틸 아세테이트 5 내지 20중량%를 포함할 수 있다. 다른 실시예에 있어서, 상기 신너 조성물은 프로필렌 글리콜 모노메틸 에테르 아세테이트 60 내지 80중량%, 프로필렌 글리콜 모노메틸 에테르 5 내지 20중량%, 감마 부티로 락톤 3 내지 8중량% 및 노말 부틸 아세테이트 5 내지 15중량%를 포함할 수 있다.In one embodiment, the thinner composition comprises 55 to 80% by weight of propylene glycol monomethyl ether acetate, 5 to 20% by weight of propylene glycol monomethyl ether, 3 to 8% by weight of gamma butyrolactone and 5 to 20% by weight of n-butyl acetate %. ≪ / RTI > In another embodiment, the thinner composition comprises 60 to 80% by weight of propylene glycol monomethyl ether acetate, 5 to 20% by weight of propylene glycol monomethyl ether, 3 to 8% by weight of gamma butyrolactone and 5 to 15% by weight of n-butyl acetate %. ≪ / RTI >

일 실시예에 있어서, 상기 신너 조성물은 노말 부틸 아세테이트의 휘발도를 기준으로 0.2 내지 0.8의 범위의 상대 휘발도를 가질 수 있다.In one embodiment, the thinner composition may have a relative volatility in the range of 0.2 to 0.8 based on the volatility of n-butyl acetate.

본 발명의 다른 실시예에 따른 감광막의 형성 방법에서는, 기판 상에 감광성 수지 조성물을 도포한 다음, 상기 기판에 프로필렌 글리콜 모노메틸 에테르 아세테이트 50 내지 90중량%, 프로필렌 글리콜 모노메틸 에테르 1 내지 20중량%, 감마 부티로 락톤 1 내지 10중량% 및 노말 부틸 아세테이트 1 내지 20중량%를 포함하는 신너 조성물을 적용하여 상기 기판으로부터 상기 감광성 수지 조성물의 적어도 일부를 제거할 수 있다.In the method of forming a photoresist film according to another embodiment of the present invention, a photosensitive resin composition is coated on a substrate, and then 50 to 90% by weight of propylene glycol monomethyl ether acetate, 1 to 20% by weight of propylene glycol monomethyl ether, 1 to 10% by weight of gamma-butyrolactone and 1 to 20% by weight of n-butyl acetate may be applied to remove at least a part of the photosensitive resin composition from the substrate.

일 실시예에 있어서, 상기 기판의 에지 부분에 상기 신너 조성물을 적용하여 상기 에지 부분에 도포된 상기 감광성 수지 조성물을 선택적으로 제거할 수 있다. 상기 기판의 에지 부분에 상기 신너 조성물을 적용하는 것은 상기 기판을 회전시키면서 상기 기판의 에지 부분에 상기 신너 조성물을 가압 조건에서 분사하여 수행될 수 있다. 예를 들어, 상기 기판은 300 내지 3,000rpm의 속도로 회전될 수 있고, 상 기 신너 조성물은 5 내지 50mL/min의 유량으로 분사될 수 있다.In one embodiment, the thinner composition may be applied to an edge portion of the substrate to selectively remove the photosensitive resin composition applied to the edge portion. The application of the thinner composition to the edge portion of the substrate may be performed by spraying the thinner composition under pressure at the edge portion of the substrate while rotating the substrate. For example, the substrate may be rotated at a speed of 300 to 3,000 rpm, and the thinner composition may be sprayed at a flow rate of 5 to 50 mL / min.

일 실시예에 있어서, 상기 기판의 후면 부분에 상기 신너 조성물을 분사하여 상기 후면 부분에 부착된 감광성 수지 조성물을 상기 기판으로부터 제거할 수 있다.In one embodiment, the thinner composition may be sprayed onto the backside of the substrate to remove the photosensitive resin composition from the substrate.

일 실시예에 있어서, 상기 감광성 수지 조성물을 도포하기 전에, 상기 기판에 상기 신너 조성물을 도포하여 상기 기판을 프리 웨팅할 수 있다.In one embodiment, it is possible to pre-wet the substrate by applying the thinner composition to the substrate before applying the photosensitive resin composition.

일 실시예에 있어서, 상기 감광성 수지 조성물은 노볼락계 수지를 포함하는 I-라인용 포토레지스트, 수산기의 수소가 부분적으로 아세탈기로 블로킹된 폴리히드록시스티렌을 포함하는 KrF용 포토레지스트, 수산기의 수소가 부분적으로 tert-부틸카보네이트기로 블로킹된 폴리히드록시스티렌을 포함하는 KrF용 포토레지스트, 메타크릴레이트계 수지를 포함하는 ArF용 포토레지스트, 트리아진계 수지를 포함하는 KrF용 하부 반사방지 코팅 및 폴리에스테르계 수지를 포함하는 ArF용 하부 반사방지 코팅에서 선택될 수 있다.In one embodiment, the photosensitive resin composition comprises an i-line photoresist containing a novolac resin, a KrF photoresist containing hydrogen hydrogens partially blocked with an acetal group, a hydrogen atom of a hydroxyl group A photoresist for KrF containing polyhydroxystyrene partially blocked with a tert-butyl carbonate group, a photoresist for ArF containing a methacrylate resin, a lower antireflection coating for KrF including a triazine-based resin, and a polyester Antireflective coating for ArF containing a fluorocarbon-based resin.

일 실시예에 있어서, 상기 기판으로부터 상기 감광성 수지 조성물의 적어도 일부를 제거한 후에, 상기 기판 상에 도포된 상기 감광성 수지 조성물을 베이킹하여 감광막을 형성할 수 있다. 상기 감광막에 존재하는 결함을 검출한 다음, 상기 신너 조성물을 적용하여 결함이 존재하는 감광막을 상기 기판으로부터 제거할 수 있다.In one embodiment, after removing at least a part of the photosensitive resin composition from the substrate, the photosensitive resin composition coated on the substrate may be baked to form a photosensitive film. After detecting defects existing in the photoresist layer, the photoresist layer having defects may be removed from the substrate by applying the thinner composition.

본 발명의 또 다른 실시예에 따른 감광막의 형성 방법에서는, 기판을 프로필렌 글리콜 모노메틸 에테르 아세테이트 50 내지 90중량%, 프로필렌 글리콜 모노메 틸 에테르 1 내지 20중량%, 감마 부티로 락톤 1 내지 10중량% 및 노말 부틸 아세테이트 1 내지 20중량%를 포함하는 신너 조성물로 도포하여 상기 기판의 젖음성을 높인 후에, 상기 기판 상에 감광성 수지 조성물을 도포할 수 있다.According to another embodiment of the present invention, there is provided a method for forming a photoresist film, comprising the steps of: preparing a substrate comprising 50 to 90 wt% of propylene glycol monomethyl ether acetate, 1 to 20 wt% of propylene glycol monomethyl ether, 1 to 10 wt% of gamma-butyrolactone, And 1 to 20% by weight of n-butyl acetate in order to increase the wettability of the substrate, and then to apply the photosensitive resin composition on the substrate.

상술한 본 발명의 실시예들에 따른 신너 조성물은 I-라인, KrF 또는 ArF용 포토레지스트와 KrF 또는 ArF용 하부 반사방지 코팅과 같은 감광성 수지 조성물에 대하여 향상된 용해도를 지닌다. 또한, 상기 신너 조성물은 적절한 범위의 휘발도, 점도 및 표면 장력 등의 물성을 지니고 있다. 따라서 상기 신너 조성물은 기판의 전면에 도포된 감광막의 손상없이 기판의 에지 또는 후면에 부착된 에지 비드를 깨끗하게 제거할 수 있고, 결함이 발견된 감광막을 기판 전면에서 제거하는 리워크 공정에도 적용할 수 있다. 또한, 상기 신너 조성물은 감광성 수지 조성물을 기판에 도포하기 전에 기판에 적용되어 기판의 웨팅 성능을 향상시키고 감광성 수지 조성물의 도포성을 현저히 개선할 수 있다.The thinner composition according to the embodiments of the present invention described above has an improved solubility in a photosensitive resin composition such as I-line, KrF or ArF photoresist and KrF or ArF bottom anti-reflective coating. In addition, the thinner composition has physical properties such as volatility, viscosity and surface tension in an appropriate range. Therefore, the thinner composition can cleanly remove the edge beads attached to the edge or the rear surface of the substrate without damaging the photoresist film applied on the entire surface of the substrate, and can also be applied to a rework process for removing the photoresist film from the front surface of the substrate have. In addition, the thinner composition can be applied to a substrate before applying the photosensitive resin composition to a substrate, thereby improving the wetting performance of the substrate and remarkably improving the applicability of the photosensitive resin composition.

이하, 첨부한 도면을 참조하여 본 발명의 실시예들에 따른 신너 조성물 및 이를 이용한 감광막의 형성 방법에 대하여 상세하게 설명한다. 그러나 본 발명이 하기의 실시예들에 제한되는 것은 아니며, 해당 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 다양한 다른 형태로 구현할 수 있을 것이다.Hereinafter, a thinner composition according to embodiments of the present invention and a method for forming a photoresist using the same will be described in detail with reference to the accompanying drawings. However, the present invention is not limited to the following embodiments, and various modifications may be made without departing from the technical idea of the present invention.

본 발명의 실시예들에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시예를 설명하기 위해 사용되는 것으로, 본 발명을 제한하는 의도로 사용되는 것은 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함하고, "포함하다" 또는 "이루어지다" 등의 용어는 명세서 상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다. 다르게 정의되지 않는 한, 기술적이거나 과학적인 용어를 포함해서 여기서 사용되는 모든 용어들은 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미를 가지고 있다. 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 것과 같은 용어들은 관련 기술의 문맥상 가지는 의미와 일치하는 의미를 가지는 것으로 해석되어야 하며, 본 출원에서 명백하게 정의하지 않는 한, 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되지 않는다.The terms used in the embodiments of the present invention are used to describe only specific embodiments and are not intended to limit the present invention. The singular forms "a," "an", "the", and "the" include plural referents unless the context clearly dictates otherwise, and the terms "comprise" or "comprise" It is to be understood that the combination is intended to specify that it is present and not to preclude the presence or addition of one or more other features, numbers, steps, operations, components, parts or combinations thereof. Unless defined otherwise, all terms used herein, including technical or scientific terms, have the same meaning as commonly understood by one of ordinary skill in the art to which this invention belongs. Terms such as those defined in commonly used dictionaries are to be interpreted as having a meaning consistent with the contextual meaning of the related art and are to be interpreted as either ideal or overly formal in the sense of the present application Do not.

신너 조성물Thinner composition

본 발명의 실시예들은 다양한 감광성 물질에 대하여 향상된 용해도를 지니고 감광막 제조의 여러 공정 단계에 유용하게 적용될 수 있는 신너 조성물을 제공한다. 본 발명의 실시예들은 인체에 독성이 없고 냄새로 인한 불쾌감이 없어서 작업 안정성을 개선할 수 있고, 부식성이 낮은 신너 조성물을 제공한다. 본 발명의 실시예들에 따른 신너 조성물은 프로필렌 글리콜 모노메틸 에테르 아세테이트, 프로필렌 글리콜 모노메틸 에테르, 감마 부티로 락톤 및 노말 부틸 아세테이트를 포함할 수 있다.Embodiments of the present invention provide a thinner composition having improved solubility for various photosensitive materials and which can be usefully applied to various process steps of photoresist film fabrication. Embodiments of the present invention provide a thinner composition that can improve work stability and is less corrosive because it is not toxic to the human body and has no discomfort due to odor. The thinner composition according to embodiments of the present invention may include propylene glycol monomethyl ether acetate, propylene glycol monomethyl ether, gamma butyrolactone, and n-butyl acetate.

상기 신너 조성물은 I-라인, KrF 또는 ArF용 포토레지스트를 비롯한 다양한 포토레지스트와 하부 반사방지 코팅(Bottom Anti-Reflective Coating; BARC) 등 감광성 물질에 대하여 우수한 용해성과 에지 비드 제거(Egde Bead Removal; EBR) 특성을 지닌다. 따라서 상기 감광성 물질을 사용하여 감광막을 형성하는 공정에서, 상기 신너 조성물은 기판의 에지 또는 후면에 도포되거나 부착된 감광성 물질을 제거하는 에지 비드 제거 공정이나, 결함이 발생된 감광막을 기판 전면으로부터 제거하는 리워크(Rework) 공정에 적용될 수 있다. 또한, 상기 신너 조성물은 현상 및 식각 공정 이후에 감광막 패턴을 제거하는 스트리핑 공정에도 사용될 수 있다.The thinner composition has excellent solubility and sensitivity to EBR (Egde Bead Removal) for photosensitive materials such as various photoresists including I-line, KrF or ArF photoresists and Bottom Anti-Reflective Coating (BARC) ). Therefore, in the process of forming a photoresist using the photosensitive material, the thinner composition may be formed by an edge bead removing process for removing a photosensitive material applied or attached to an edge or a rear surface of a substrate or an edge bead removing process for removing a photosensitive film, And can be applied to a rework process. The thinner composition may also be used in a stripping process for removing the photoresist pattern after the development and etching process.

또한, 상기 신너 조성물은 상기 감광성 물질에 대한 용해성과 함께 적절한 범위의 휘발성, 표면 장력, 점도 등의 물성을 지닌다. 따라서 감광성 물질을 기판 상에 도포하기 전에 신너 조성물로 기판을 프리 웨팅(Pre-wetting)함으로써, 기판의 웨팅 성능을 개선하여 감광막의 두께 균일성을 개선하고 웨이퍼 에지 부분에 형성된 감광막의 찢김과 같은 결함 발생을 줄일 수 있다.In addition, the thinner composition has physical properties such as volatility, surface tension and viscosity in addition to solubility in the photosensitive material. Therefore, by pre-wetting the substrate with the thinner composition before applying the photosensitive material on the substrate, the wetting performance of the substrate is improved to improve the thickness uniformity of the photoresist film and to provide a defect such as tearing of the photoresist film formed on the wafer edge portion The occurrence can be reduced.

에지 비드(Edge Bead)라 함은, 스핀 코팅으로 감광막을 형성하는 공정에서 원심력에 의해 기판의 에지 부분과 후면에 구형상으로 감광성 물질이 뭉쳐있는 것을 말한다. 상기 에지 비드는 반도체 장치의 결함이나 제조 설비의 오작동을 유발하는 오염원으로 작용할 수 있고, 노광 공정에서 초점 흐려짐(defocus)의 원인이 되기도 한다. 에지 비드 제거 특성이 우수하다는 것은 기판의 전면부에 형성된 감광막의 손상없이 기판의 에지 또는 후면에부착된 에지 비드를 용이하게 제거하고, 에지 비드의 제거를 통해 기판의 에지 부분에서 감광막의 경계선이 선명하고 균일 하게 제조되는 것을 의미한다.The term "edge bead" refers to a state in which a photosensitive material is aggregated in a spherical shape at an edge portion and a rear surface of a substrate by a centrifugal force in a process of forming a photosensitive film by spin coating. The edge beads can act as a source of contamination causing malfunction of the semiconductor device or manufacturing equipment, and can also cause defocusing in the exposure process. The excellent edge bead removal characteristic means that the edge beads attached to the edge or the rear surface of the substrate can be easily removed without damaging the photosensitive film formed on the front surface of the substrate and the boundary line of the photosensitive film in the edge portion of the substrate can be clearly And is uniformly produced.

기존의 신너 조성물에 사용되어 온 에틸렌 글리콜 모노에틸 에테르 아세테이트의 경우, 포토레지스트에 대한 용해도는 우수하지만 휘발성과 인화성이 높고, 백혈구 감소증이나 태아유산 유발 등의 생식 독성을 나타내는 문제점이 있다. 또한, 에틸 락테이트의 경우에는, 점도가 높고 용해속도가 상대적으로 낮기 때문에 신너 조성물의 세정력을 충분히 향상시키기 어렵다. 피루빈산 알킬류와 메틸 에틸 케톤으로 이루어진 혼합용제를 신너 조성물로 사용한 경우, 감광막의 중요 성분 중 하나인 감광제 중 1,2-나프타퀴논디아지드계 감광제에 대한 용해성이 떨어질 수 있다. 프로필렌 글리콜 알킬 에테르 프로피오네이트와 초산 부틸의 혼합용제 등의 휘발성이 높은 용제를 신너 조성물로 사용하여 기판의 후면을 세정할 경우, 기판이 냉각되면서 감광막의 두께편차가 심해지는 현상이 발생할 수 있다. 에틸 락테이트와 메틸 에틸 케톤의 혼합용제와 같이 휘발성이 낮은 용제를 신너 조성물로 사용한 경우 기판 가장자리 부위의 세정능력이 떨어질 수 있다. 또한, 메틸 피루베이트, 에틸 피루베이트 등의 용제를 신너 조성물로 사용한 경우, 장기간 사용시 감광막 회전도포기에 부착된 감광 폐액 저장조 내의 금속부위를 부식시킬 수 있다.Ethylene glycol monoethyl ether acetate, which has been used in conventional thinner compositions, has excellent solubility in photoresist, but has high volatility and flammability, and has a problem of reproductive toxicity such as leukopenia and fetal lactic acid induction. Further, in the case of ethyl lactate, since the viscosity is high and the dissolution rate is relatively low, it is difficult to sufficiently improve the cleaning power of the thinner composition. When a mixed solvent composed of pyruvic acid alkyls and methyl ethyl ketone is used as the thinner composition, the solubility in 1,2-naphthaquinone diazide-based photosensitizer in the photosensitive agent, which is one of the important components of the photosensitive film, may be lowered. When a substrate having a high volatility such as a mixed solvent of propylene glycol alkyl ether propionate and butyl acetate is used as a thinner composition and the rear surface of the substrate is cleaned, a thickness variation of the photoresist film may be increased as the substrate is cooled. When a solvent having a low volatility such as a mixed solvent of ethyl lactate and methyl ethyl ketone is used as the thinner composition, the cleaning ability of the substrate edge portion may be deteriorated. Further, when a solvent such as methyl pyruvate or ethyl pyruvate is used as the thinner composition, the metal parts in the photosensitive waste solution reservoir attached to the photoresist film rotator can be corroded for a long period of time.

본 발명의 실시예들에 따른 신너 조성물에 사용되는 프로필렌 글리콜 모노메틸 에테르 아세테이트(Propylene Glycol Monomethyl Ether Acetate; PGMEA)는 다양한 종류의 포토레지스트에 대하여 용해도가 우수하고, 너무 높거나 낮은 않은 적절한 휘발성, 표면 장력 및 점도를 지닌다. 다만, 프로필렌 글리콜 모노메틸 에테르 아세테이트는 일부 포토레지스트, 예를 들어, 메타아크릴레이트 계열의 ArF용 포토 레지스트에 대하여 용해도가 낮은 특성을 지닌다. 따라서 프로필렌 글리콜 모노메틸 에테르 아세테이트의 양이 증가함에 따라 ArF용 포토레지스트에 대한 에지 비드 제거 능력이 저하되거나, 프리 웨팅을 거쳐 형성되는 감광막의 도포 균일성이 저하될 수 있다.Propylene Glycol Monomethyl Ether Acetate (PGMEA) used in the thinner composition according to embodiments of the present invention has excellent solubility for various types of photoresist, and has appropriate volatility, not too high or low, Tension and viscosity. However, propylene glycol monomethyl ether acetate has low solubility in some photoresists, for example, methacrylate-based ArF photoresists. Therefore, as the amount of propylene glycol monomethyl ether acetate is increased, the ability to remove edge beads from the photoresist for ArF may be lowered, or the uniformity of application of the photoresist film formed through prewetting may be lowered.

일부 실시예에 있어서, 프로필렌 글리콜 모노메틸 에테르 아세테이트의 함량이 약 90중량%를 초과하는 경우에는 메타아크릴레이트 계열의 ArF용 포토레지스트에 대한 용해도가 낮아서 에지 비드 제거 특성이나 감광막의 도포 균일성이 저하될 수 있다. 또한, 프로필렌 글리콜 모노메틸 에테르 아세테이트의 함량이 약 50중량% 미만인 경우에는 신너 조성물의 휘발도가 상대적으로 높아져서, 신너 조성물로 전처리한 후 감광성 수지 조성물을 도포하는 공정에서 감광성 수지 조성물이 기판에 고르게 퍼지지 못하고 감광막의 찢김이 발생하거나 가장자리가 갈라지는 결함이 발생할 수 있다. 프로필렌 글리콜 모노메틸 에테르 아세테이트를 50중량% 미만 사용할 경우 신너 조성물의 휘발도가 높아지는 것은, 휘발도가 높은 프로필렌 글리콜 모노메틸 에테르와 노말 부틸 아세테이트의 함량이 상대적으로 증가하는데 기인한다.In some embodiments, when the content of propylene glycol monomethyl ether acetate is more than about 90% by weight, the solubility in the methacrylate-based ArF photoresist is low so that the edge bead removal property and the coating uniformity of the photoresist film are lowered . Further, when the content of propylene glycol monomethyl ether acetate is less than about 50% by weight, the volatility of the thinner composition becomes relatively high, so that the photosensitive resin composition spreads evenly on the substrate in the step of applying the photosensitive resin composition after pre- Failure to do so may result in tearing of the photoresist or cracking of the edges. When the propylene glycol monomethyl ether acetate is used in an amount of less than 50% by weight, the volatility of the thinner composition is increased because the content of propylene glycol monomethyl ether and n-butyl acetate, which are highly volatile, is relatively increased.

일 실시예에 있어서, 상기 신너 조성물에 함유된 프로필렌 글리콜 모노메틸 에테르 아세테이트의 함량은 약 50 내지 약 90중량%의 범위일 수 있다. 다른 실시예에 있어서, 프로필렌 글리콜 모노메틸 에테르 아세테이트의 함량은 약 55 내지 약 80중량%의 범위일 수 있다. 또 다른 실시예에 있어서, 프로필렌 글리콜 모노메틸 에테르 아세테이트의 함량은 약 60 내지 약 80중량%의 범위일 수 있다.In one embodiment, the content of propylene glycol monomethyl ether acetate contained in the thinner composition may range from about 50 to about 90 weight percent. In another embodiment, the content of propylene glycol monomethyl ether acetate may range from about 55 to about 80 weight percent. In yet another embodiment, the content of propylene glycol monomethyl ether acetate may range from about 60 to about 80 weight percent.

상기 신너 조성물에 포함되는 프로필렌 글리콜 모노메틸 에테르(PGME)는 메타아크릴레이트 계열의 ArF용 포토레지스트를 비롯하여 다양한 종류의 감광막에 대한 용해도가 우수하다. 따라서 프로필렌 글리콜 모노메틸 에테르의 함량이 증가함에 따라 ArF용 포토레지스트의 용해도가 향상될 수 있다. 그러나 프로필렌 글리콜 모노메틸 에테르는 상대적으로 휘발도가 높기 때문에 감광막 도포 전에 기판을 프리 웨팅함에 있어서 상대적으로 많은 양을 사용하는 경우에는 감광막의 두께 편차 발생하거나 리프팅이 발생할 수 있다.The propylene glycol monomethyl ether (PGME) contained in the thinner composition has excellent solubility in various types of photoresist including methacrylate-based photoresist for ArF. Therefore, as the content of propylene glycol monomethyl ether increases, the solubility of the photoresist for ArF can be improved. However, since propylene glycol monomethyl ether has relatively high volatility, when a relatively large amount is used in prewetting the substrate before the application of the photoresist, thickness variation or lifting of the photoresist may occur.

예를 들어, 프로필렌 글리콜 모노메틸 에테르의 함량이 약 1중량% 미만이면, 신너 조성물의 ArF용 포토레지스트에 대한 용해도가 저하되어, ArF용 포토레지스트를 사용한 감광막에 대한 에지 비드 제거 특성이 저하될 수 있고, 결함 발생으로 인한 리워크 공정시 감광막이 용이하게 제거되지 않을 수 있다. 또한, 프로필렌 글리콜 모노메틸 에테르의 함량이 약 20중량%를 초과하면, 신너 조성물의 휘발도가 증가하여 프리 웨팅 후 형성되는 감광막이 두께 편차가 크고 불균일하게 도포될 수 있다.For example, if the content of propylene glycol monomethyl ether is less than about 1% by weight, the solubility of the thinner composition in the ArF photoresist is lowered, and the edge bead removing property of the photoresist using the ArF photoresist may be lowered And the photoresist film may not be easily removed during the rework process due to the occurrence of defects. If the content of propylene glycol monomethyl ether exceeds about 20% by weight, the volatility of the thinner composition increases, and the thickness of the photoresist film formed after prewetting may be large and non-uniformly coated.

일 실시예에 있어서, 상기 신너 조성물에 포함되는 프로필렌 글리콜 모노메틸 에테르의 함량은 약 1 내지 약 20중량%의 범위일 수 있다. 다른 실시예에 있어서, 프로필렌 글리콜 모노메틸 에테르의 함량은 약 5 내지 약 20중량%의 범위일 수 있다. 또 다른 실시예에 있어서, 프로필렌 글리콜 모노메틸 에테르의 함량은 약 5 내지 약 15중량%의 범위일 수 있다. In one embodiment, the content of propylene glycol monomethyl ether in the thinner composition may range from about 1 to about 20 weight percent. In another embodiment, the amount of propylene glycol monomethyl ether may range from about 5 to about 20 weight percent. In yet another embodiment, the amount of propylene glycol monomethyl ether may range from about 5 to about 15 weight percent.

상기 신너 조성물에 포함되는 감마 부티로 락톤은 여러 종류의 포토레지스트 에 대한 용해도가 우수한 특성을 지닌다. 예를 들어, 감마 부티로 락톤은 t-부틸카보네이트기로 블로킹된 폴리히드록시스티렌 계열의 KrF용 포토레지스트에 대한 용해도가 우수한 특성을 지닌다. 따라서 감마 부티로 락톤의 함량이 증가함에 따라 KrF용 포토레지스트를 비롯한 다양한 감광성 물질의 용해도를 개선할 수 있다. 그러나 감마 부티로 락톤은 상대적으로 높은 표면장력과 점도를 가진다. 따라서 감마 부티로 락톤의 함량이 증가함에 따라 프리 웨팅 공정에서 기판 전면에 고르게 퍼지는 특성이 저하될 수 있다. 또한, 감마 부티로 락톤은 상대적으로 현저히 낮은 휘발도로 인하여 프리웨팅 후 감광막을 도포하는 공정에서 포토레지스트를 용해시켜 감광막의 손상이나 결함을 유발할 수 있고, 기판 상에 잔류하여 후속 공정에서 오염원으로 작용할 수도 있다.The gamma-butyrolactone contained in the thinner composition has excellent solubility in various types of photoresist. For example, gamma-butyrolactone has excellent solubility in a polyhydroxystyrene-based KrF photoresist blocked with a t-butyl carbonate group. Accordingly, as the content of gamma-butyrolactone increases, the solubility of various photosensitive materials including KrF photoresist can be improved. However, gamma butyrolactone has a relatively high surface tension and viscosity. Therefore, as the content of gamma-butyrolactone increases, the uniform spreading property on the entire surface of the substrate in the pre-wetting process may be deteriorated. In addition, gamma-butyrolactone may cause damage or defects of the photoresist film by dissolving the photoresist in the process of applying the photoresist film after prewetting due to the relatively low volatility, and may remain on the substrate and may act as a contaminant in a subsequent process have.

예를 들어, 감마 부티로 락톤의 함량이 약 10중량%를 초과하는 경우, 상대적으로 높은 점도와 표면 장력으로 인하여 에지 비드 제거 실험에서 신너 조성물이 둥글게 뭉치거나 감광막의 에지 부분에서 테일링이 발생될 수 있다. 또한, 감마 부티로 락톤의 함량이 약 1중량% 미만인 경우에는, t-부틸카보네이트기로 블로킹된 폴리히드록시스티렌 계열의 KrF용 포토레지스트와 같은 특정 감광성 물질에 대한 용해도가 저하될 수 있다.For example, if the content of gamma-butyrolactone is greater than about 10% by weight, the thinner composition may be rounded in the edge bead removal experiment due to the relatively high viscosity and surface tension, or tailing may occur at the edge of the photoresist have. Also, when the content of gamma-butyrolactone is less than about 1% by weight, solubility in a specific photosensitive material such as a polyhydroxystyrene-based KrF photoresist blocked with a t-butyl carbonate group may be lowered.

일 실시예에 있어서, 상기 감마 부티로 락톤의 함량은 약 1 내지 약 10중량%의 범위일 수 있다. 다른 실시예에 있어서, 상기 감마 부티로 락톤의 함량은 약 3 내지 약 8중량%의 범위일 수 있다.In one embodiment, the gamma butyrolactone content may range from about 1 to about 10 weight percent. In another embodiment, the gamma butyrolactone content may range from about 3 to about 8 weight percent.

상기 신너 조성물에 포함되는 노말 부틸 아세테이트(nBA)는 특정한 감광성 물질, 예를 들어, tert-부틸카보네이트기로 블로킹된 폴리히드록시스티렌을 포함하는 KrF용 포토레지스트에 대한 용해도가 우수하다. 또한, 노말 부틸 아세테이트는 휘발도가 높고 표면장력 및 점도가 상대적으로 낮은 특성을 지니기 때문에, 이들 특성을 적절한 범위로 조절하여 에지 비드 제거 특성과 프리 웨팅된 감광막의 도포 균일성을 개선하는데 기여할 수 있다. 그러나 노말 부틸 아세테이트는 메타아크릴레이트 계열의 ArF용 포토레지스트와 같은 감광성 물질에 대한 용해도가 상대적으로 낮다. 또한, 노말 부틸 아세테이트는 휘발도가 상대적으로 매우 높아서 그 함량이 일정 수준 이상으로 증가하면 신너 조성물의 전체적인 휘발도가 높아져서, 기판에 대한 젖음성(wettability)이 떨어지고 프리 웨팅 후 형성되는 감광막이 두께 편차가 증가하거나 감광막의 리프팅이 발생할 수 있다.The n-butyl acetate (nBA) contained in the thinner composition is excellent in solubility in a KrF photoresist containing a specific photosensitive material, for example, polyhydroxystyrene blocked with a tert-butyl carbonate group. In addition, since n-butyl acetate has high volatility and relatively low surface tension and viscosity, it can contribute to improving edge bead removal characteristics and coating uniformity of prewetted photoresist by adjusting these properties to an appropriate range . However, n-butyl acetate has a relatively low solubility in a photosensitive material such as a methacrylate-based ArF photoresist. In addition, since n-butyl acetate has a relatively high volatility, when the content thereof is increased to a certain level or more, the overall volatility of the thinner composition is increased, and the wettability to the substrate is lowered, and the thickness of the photoresist film formed after pre- Or lifting of the photoresist film may occur.

예를 들어, 노말 부틸 아세테이트의 함량이 약 20중량%를 초과하는 경우에는, 신너 조성물의 휘발도가 높아져서 기판에 대한 신너 조성물의 도포성 또는 젖음성이 저하될 수 있다. 또한, 노말 부틸 아세테이트의 함량이 약 1중량% 미만인 경우에는, tert-부틸카보네이트기로 블로킹된 폴리히드록시스티렌을 포함하는 KrF용 포토레지스트에 대한 용해도가 저하되어 에지 비드 제거력이 감소될 수 있다.For example, when the content of normal butyl acetate is more than about 20% by weight, the volatility of the thinner composition becomes high, and the applicability or wettability of the thinner composition to the substrate may be lowered. In addition, when the content of normal butyl acetate is less than about 1% by weight, solubility in KrF photoresist containing polyhydroxystyrene blocked with a tert-butyl carbonate group is lowered, and the edge bead removing ability can be reduced.

일 실시예에 있어서, 노말 부틸 아세테이트의 함량은 약 1 내지 약 20중량%의 범위일 수 있다. 다른 실시예에 있어서, 노말 부틸 아세테이트의 함량은 약 5 내지 약 20중량%의 범위일 수 있다. 또 다른 실시예에 있어서, 노말 부틸 이세테이트의 함량은 약 5 내지 약 15중량%의 범위일 수 있다.In one embodiment, the content of normal butyl acetate may range from about 1 to about 20 weight percent. In another embodiment, the content of normal butyl acetate may range from about 5 to about 20 weight percent. In yet another embodiment, the content of normal butyl isethate may range from about 5 to about 15 weight percent.

상기 신너 조성물의 휘발도가 지나치게 높으면, 신너 조성물 도포시 기판이 급속히 냉각하여 감광막의 두께 편차가 현저히 증가할 수 있다. 신너 조성물의 휘발도가 지나치게 낮은 경우에는, 프리 웨팅시 신너 조성물이 기판 상에 과량 잔존하여 감광막을 용해시키거나 감광막의 일그러짐과 같은 결함을 유발할 수 있고, 에지 비드 제거 후에 신너 조성물이 기판 상에 잔류하여 후속 공정에서 오염원으로 작용할 수 있다. 일 실시예에 있어서, 상기 신너 조성물은 노말 부틸 아세테이트의 휘발도를 기준으로 0.2 내지 0.8의 범위의 상대 휘발도를 가질 수 있다.If the volatility of the thinner composition is excessively high, the substrate may rapidly cool at the time of applying the thinner composition, and the thickness variation of the photoresist film may remarkably increase. If the volatility of the thinner composition is excessively low, the thinner composition may remain on the substrate at the time of prewetting to dissolve the photoresist film or cause defects such as distortion of the photoresist film. After the edge bead is removed, And may act as a source of contaminants in subsequent processes. In one embodiment, the thinner composition may have a relative volatility in the range of 0.2 to 0.8 based on the volatility of n-butyl acetate.

본 발명의 일부 실시예에 있어서, 상기 신너 조성물은 계면활성제를 더 포함할 수 있다. 상기 계면활성제는 상기 신너 조성물의 세정력이나 에지 비드 제거 능력을 향상시킬 수 있다. 상기 계면활성제로는 불소계 계면활성제, 비이온성 계면활성제, 이온성 계면활성제 등을 사용할 수 있다. 상기 계면활성제의 함량은 신너 조성물의 총 중량에 대하여 약 10 내지 약 500ppm 범위일 수 있다.In some embodiments of the present invention, the thinner composition may further comprise a surfactant. The surfactant can improve the detergency or the ability to remove edge beads of the thinner composition. Examples of the surfactant include a fluorine surfactant, a nonionic surfactant, and an ionic surfactant. The content of the surfactant may range from about 10 to about 500 ppm based on the total weight of the thinner composition.

감광막의 형성 방법Method of forming photoresist film

도 1은 본 발명의 실시예들에 따른 감광막의 형성 방법을 설명하기 위한 공정 흐름도이다.FIG. 1 is a process flow chart for explaining a method of forming a photoresist film according to embodiments of the present invention.

도 1을 참조하면, 감광막이 형성될 기판에 상술한 본 발명의 실시예들에 따른 신너 조성물을 도포하여 기판을 프리 웨팅할 수 있다(단계 S110). 본 발명의 실시예들에 따른 신너 조성물은 프로필렌 글리콜 모노메틸 에테르 아세테이트, 프로필렌 글리콜 모노메틸 에테르, 감마 부티로 락톤 및 노말 부틸 아세테이트를 포함할 수 있다. 상술한 신너 조성물로 기판을 도포함으로써, 기판에 감광성 수지 조성 물을 도포하기에 전에 상기 기판의 젖음성(wettability)과 같은 웨팅 성능을 개선할 수 있다.Referring to FIG. 1, a substrate may be prewetted by applying a thinner composition according to embodiments of the present invention described above to a substrate on which a photoresist layer is to be formed (step S110). The thinner composition according to embodiments of the present invention may include propylene glycol monomethyl ether acetate, propylene glycol monomethyl ether, gamma butyrolactone, and n-butyl acetate. By applying the substrate with the above-described thinner composition, it is possible to improve the wetting performance such as the wettability of the substrate before applying the photosensitive resin composition to the substrate.

상기 기판은 반도체 메모리 소자, 집적회로 소자, 박막 트랜지스터 액정 표시 소자 등의 전자 장치를 제조하는데 사용되는 기판일 수 있다. 상기 기판 상에는 상기 전자 장치를 구성하는 여러 구조물들, 예를 들어, 절연막, 도전막, 배선, 홀, 플러그, 패드, 게이트, 커패시터, 도전 영역 등이 형성되어 있을 수 있다. 또한, 상기 구조물들로 인하여 상기 기판의 상면에 단차가 존재할 수 있다.The substrate may be a substrate used for manufacturing an electronic device such as a semiconductor memory device, an integrated circuit device, or a thin film transistor liquid crystal display device. A plurality of structures, for example, an insulating film, a conductive film, a wiring, a hole, a plug, a pad, a gate, a capacitor, and a conductive region may be formed on the substrate. In addition, a step may exist on the upper surface of the substrate due to the structures.

상기 프리 웨팅 공정은 기판을 신너 조성물로 스핀 코팅하여 수행할 수 있다. 일 실시예에 있어서, 기판 상에 신너 조성물을 적용한 다음에, 기판을 회전시켜 기판의 전면에 신너 조성물을 분배할 수 있다. 다른 실시예에 있어서, 기판을 회전하면서 신너 조성물을 떨어뜨려 신너 조성물을 기판 전면에 도포할 수 있다. 예를 들어, 상기 신너 조성물을 도포하는 동안, 기판을 약 300 내지 약 3,000rpm의 속도로 회전시킬 수 있다.The prewetting process may be performed by spin-coating the substrate with a thinner composition. In one embodiment, after applying the thinner composition on the substrate, the thinner composition may be dispensed onto the entire surface of the substrate by rotating the substrate. In another embodiment, the thinner composition can be applied to the entire substrate by dropping the thinner composition while rotating the substrate. For example, during application of the thinner composition, the substrate may be rotated at a speed of from about 300 to about 3,000 rpm.

상기 프리 웨팅 공정에 사용된 신너 조성물의 휘발도가 지나치게 높으면, 신너 조성물 도포시 기판이 급속히 냉각하여 감광막의 두께 편차가 현저히 증가할 수 있다. 신너 조성물의 휘발도가 지나치게 낮은 경우에는, 신너 조성물이 기판 상에 과량 잔존하여 감광막을 용해시키거나 감광막의 일그러짐과 같은 결함을 유발할 수 있다. 일 실시예에 있어서, 상기 신너 조성물은 노말 부틸 아세테이트의 휘발도를 기준으로 0.2 내지 0.8의 범위의 상대 휘발도를 가질 수 있다.If the volatility of the thinner composition used in the pre-wetting process is excessively high, the substrate may rapidly cool during application of the thinner composition, and the thickness variation of the photoresist film may significantly increase. When the volatility of the thinner composition is excessively low, the thinner composition may remain on the substrate excessively, causing the photoresist film to dissolve or cause defects such as distortion of the photoresist film. In one embodiment, the thinner composition may have a relative volatility in the range of 0.2 to 0.8 based on the volatility of n-butyl acetate.

또한, 상기 프리 웨팅 공정에 사용되는 신너 조성물은 표면 장력이나 점도가 지나치게 높거나 감광성 수지 조성물에 대한 용해도가 낮은 경우에도, 후속하여 형성되는 감광막의 두께 편차가 증가할 수 있다.Also, the thinner composition used in the pre-wetting process may increase the thickness deviation of the subsequently formed photoresist film even when the surface tension or viscosity is excessively high or the solubility to the photosensitive resin composition is low.

일 실시예에 있어서, 상기 프리 웨팅 공정에 사용되는 신너 조성물은 프로필렌 글리콜 모노메틸 에테르 아세테이트 50 내지 90중량%, 프로필렌 글리콜 모노메틸 에테르 1 내지 20중량%, 감마 부티로 락톤 1 내지 10중량% 및 노말 부틸 아세테이트 1 내지 20중량%를 포함할 수 있다. 다른 실시예에 있어서, 상기 신너 조성물은 프로필렌 글리콜 모노메틸 에테르 아세테이트 60 내지 80중량%, 프로필렌 글리콜 모노메틸 에테르 5 내지 20중량%, 감마 부티로 락톤 3 내지 8중량% 및 노말 부틸 아세테이트 5 내지 15중량%를 포함할 수 있다.In one embodiment, the thinner composition used in the pre-wetting process comprises 50 to 90 wt% propylene glycol monomethyl ether acetate, 1 to 20 wt% propylene glycol monomethyl ether, 1 to 10 wt% gamma butyrolactone, 1 to 20% by weight of butyl acetate. In another embodiment, the thinner composition comprises 60 to 80% by weight of propylene glycol monomethyl ether acetate, 5 to 20% by weight of propylene glycol monomethyl ether, 3 to 8% by weight of gamma butyrolactone and 5 to 15% by weight of n-butyl acetate %. ≪ / RTI >

프로필렌 글리콜 모노메틸 에테르 아세테이트(PGMEA)의 함량이 약 90중량%를 초과하는 경우에는 예를 들어, 메타아크릴레이트 계열의 ArF용 포토레지스트에 대한 용해도가 낮아서, 상기 포토레지스트로 형성된 감광막의 도포 균일성이 저하될 수 있다. 또한, 프로필렌 글리콜 모노메틸 에테르 아세테이트의 함량이 약 50중량% 미만인 경우에는 다른 휘발성이 높은 성분의 증가로 신너 조성물의 휘발도가 지나치게 높아져서, 감광성 수지 조성물이 기판에 고르게 퍼지지 못하고 감광막의 찢김이 발생하는 결함이 발생할 수 있다.When the content of propylene glycol monomethyl ether acetate (PGMEA) exceeds about 90% by weight, for example, the solubility in the methacrylate-based ArF photoresist is low, and the coating uniformity of the photoresist formed by the photoresist Can be lowered. Further, when the content of propylene glycol monomethyl ether acetate is less than about 50 wt%, the volatility of the thinner composition becomes excessively high due to an increase in other highly volatile components, so that the photosensitive resin composition does not spread evenly on the substrate and tearing of the photoresist film occurs A defect may occur.

프로필렌 글리콜 모노메틸 에테르(PGME)의 함량이 1중량% 미만이면, 메타아크릴레이트 계열의 ArF용 포토레지스트를 비롯하여 다양한 종류의 감광막에 대한 용해도가 저하될 수 있다. 프로필렌 글리콜 모노메틸 에테르의 함량이 예를 들어 약 20중량%를 초과하면, 상대적으로 휘발도가 높은 특성으로 인하여 기판에 대한 젖음성이 감소하여 감광막에 심한 단차가 발생할 수 있다.If the content of propylene glycol monomethyl ether (PGME) is less than 1% by weight, solubility in various types of photoresist films including methacrylate-based ArF photoresist may be lowered. If the content of propylene glycol monomethyl ether exceeds about 20% by weight, for example, wettability to the substrate may be reduced due to the relatively high volatility, resulting in a severe step difference in the photosensitive film.

감마 부티로 락톤은 상대적으로 높은 표면장력과 점도를 가지고, 매우 낮은 휘발도를 가지기 때문에, 감마 부티로 락톤의 함량이 증가함에 따라 감광막의 두께 편차가 증가할 수 있다. 일 실시예에 있어서, 감마 부티로 락톤의 함량이 약 10중량%를 초과하는 경우, 예를 들어 약 20중량%인 경우, 프리 웨팅 후 형성되는 감광막의 두께 편차가 현저히 증가할 수 있다. 또한, 감마 부티로 락톤(GBL)의 함량이 약 1중량%를 미만인 경우에는 t-부틸카보네이트기로 블로킹된 폴리히드록시스티렌 계열의 KrF용 포토레지스트 등에 대하여 용해도가 저하되어 감광막의 두께 편차가 발생할 수 있다Since gamma-butyrolactone has a relatively high surface tension and viscosity and has a very low volatility, the thickness variation of the photoresist film may increase as the gamma-butyrolactone content increases. In one embodiment, when the content of gamma butyrolactone is greater than about 10% by weight, for example, about 20% by weight, the thickness variation of the photoresist film formed after prewetting can be significantly increased. When the content of gamma-butyrolactone (GBL) is less than about 1 wt%, the solubility of the photoresist for KrF in the polyhydroxystyrene series blocked with a t-butyl carbonate group is lowered and a thickness variation of the photoresist film may occur have

노말 부틸 아세테이트는 휘발도가 상대적으로 매우 높기 때문에, 그 함량이 예를 들어, 약 20중량%를 초과하는 경우에는, 너무 빨리 휘발되어 기판에 대한 신너 조성물의 도포성 또는 젖음성이 저하될 수 있다.N-butyl acetate has a relatively high degree of volatility, and if its content exceeds, for example, about 20% by weight, it may volatize too quickly to reduce the applicability or wettability of the thinner composition to the substrate.

다시 도 1을 참조하면, 상기 신너 조성물이 도포된 기판 상에 감광성 수지 조성물을 도포하여 예비 감광막을 형성할 수 있다(단계 S120). 상기 신너 조성물이 기판의 젖음성(wettability)을 높임으로써, 후속하여 도포되는 감광성 수지 조성물은 기판에 보다 균일하게 도포될 수 있다. 또한, 상대적으로 적은 양의 감광성 수지 조성물을 사용하여 얇은 두께의 막을 형성할 수 있다. 신너 조성물의 프리 웨팅으로 기판의 가장자리 부분까지 감광성 수지 조성물이 고르게 도포될 수 있어, 기판의 가장자리 부분에서 감광막의 코팅 불량이 발생하는 것도 줄일 수 있고 기판 상의 미세 패턴으로 인한 단차를 용이하게 극복하여 감광막의 두께 편차를 감소시 킬 수 있다.Referring again to FIG. 1, a photosensitive resin composition may be coated on the substrate to which the thinner composition has been applied to form a pre-photosensitive film (step S120). By the above-described thinner composition increasing the wettability of the substrate, the subsequently applied photosensitive resin composition can be more uniformly applied to the substrate. In addition, a thin film can be formed using a relatively small amount of the photosensitive resin composition. The photosensitive resin composition can be uniformly applied to the edge portion of the substrate by prewetting the thinner composition and the occurrence of defective coating of the photosensitive film at the edge portion of the substrate can be reduced and the step due to the fine pattern on the substrate can be easily overcome, Can be reduced.

상기 감광성 수지 조성물의 예로는, 노볼락 수지를 포함하는 I-라인용 포토레지스트, 수산기의 수소가 부분적으로 아세탈기로 블로킹된 폴리히드록시스티렌을 포함하는 KrF용 포토레지스트, 수산기의 수소가 부분적으로 tert-부틸카보네이트기로 블로킹된 폴리히드록시스티렌을 포함하는 KrF용 포토레지스트, 메타크릴레이트 수지를 포함하는 ArF용 포토레지스트, 트리아진계 수지를 포함하는 KrF용 하부 반사방지 코팅, 에스테르계 수지를 포함하는 ArF용 하부 반사방지 코팅 등을 들 수 있다.Examples of the photosensitive resin composition include photoresists for I-line including novolac resin, KrF photoresists containing polyhydroxystyrene in which hydrogen of the hydroxyl group is partially blocked with an acetal group, - a photoresist for KrF containing a polyhydroxystyrene blocked with a butylcarbonate group, a photoresist for ArF including a methacrylate resin, a bottom antireflection coating for KrF containing a triazine-based resin, an ArF And a bottom anti-reflection coating for use.

일예로, I-라인용 포토레지스트는 노볼락 수지와 감광제로 2,4-디나이트로 퀴논을 포함할 수 있다. KrF용 포토레지스트는 수산기의 수소가 부분적으로 아세탈기 또는 tert-부틸카보네이트기로 블로킹된 폴리히드록시스티렌과 감광제로 트리페닐술포늄염을 포함할 수 있다. ArF용 포토레지스트는 아다만틸기 및/또는 4-옥사-트리싸이클로(4.2.1.0(3,7))노난-5-온(4-oxa-tricyclo(4.2.1.0(3,7))nonan-5-one)으로 블로킹된 폴리메타크릴레이트와 감광제로 트리페닐술포늄염을 포함할 수 있다.For example, the I-line photoresist may comprise 2,4-dinitroquinone as a novolak resin and a photosensitizer. The photoresist for KrF may include a polyhydroxystyrene in which hydrogen of the hydroxyl group is partially blocked with an acetal group or a tert-butylcarbonate group, and a triphenylsulfonium salt as a photosensitizer. The photoresist for ArF is prepared by reacting an adamantyl group and / or 4-oxa- tricyclo (4.2.1.0 (3,7)) nonan-5-one (4-oxa-tricyclo (4.2.1.0 5-one-blocked polymethacrylate and a triphenylsulfonium salt as a photosensitizer.

일 실시예에 있어서, 상기 감광성 수지 조성물의 도포는 스핀 코팅 정으로 수행될 수 있다. 스핀 코팅으로 감광성 수지 조성물을 도포하는 경우, 원심력에 의해 기판의 에지 부분과 후면에 구형상으로 감광성 수지 조성물이 뭉쳐서 에지 비드를 형성할 수 있다. 상기 에지 비드는 전자 장치의 결함이나 제조 설비의 오작동을 유발하는 오염원으로 작용할 수 있고, 노광 공정에서 초점 흐려짐(defocus)의 원인 이 되기도 한다.In one embodiment, the application of the photosensitive resin composition may be performed by spin coating. When the photosensitive resin composition is applied by spin coating, the photosensitive resin composition may be squeezed to form edge beads on the edge portion and the rear surface of the substrate by centrifugal force. The edge beads can act as a source of contamination leading to defects in electronic devices or malfunctioning of manufacturing equipment, and can also cause defocusing in the exposure process.

도 1을 참조하면, 본 발명의 실시예들에 따른 신너 조성물을 사용하여 기판으로부터 감광성 수지 조성물의 적어도 일부, 예를 들어, 기판의 에지 또는 후면에 부착된 감광성 수지 조성물을 제거할 수 있다(단계 S130). 상기 감광성 수지 조성물의 제거에 사용되는 상기 신너 조성물은 프로필렌 글리콜 모노메틸 에테르 아세테이트, 프로필렌 글리콜 모노메틸 에테르, 감마 부티로 락톤 및 노말 부틸 아세테이트를 포함할 수 있다. Referring to FIG. 1, at least a part of the photosensitive resin composition, for example, the photosensitive resin composition adhered to the edge or the rear surface of the substrate, can be removed from the substrate using the thinner composition according to the embodiments of the present invention S130). The thinner composition used for removing the photosensitive resin composition may include propylene glycol monomethyl ether acetate, propylene glycol monomethyl ether, gamma butyrolactone, and n-butyl acetate.

일 실시예에 있어서, 상기 기판의 에지 또는 후면에서 감광성 수지 조성물을 제거하는 공정은, 상기 기판을 회전시키면서 상기 신너 조성물을 가압 조건에서 분사하여 수행될 수 있다. 예를 들어, 상기 신너 조성물은 약 5 내지 약 50mL/min의 유량으로 분사될 수 있다. 상기 신너 조성물은 약 0.5 내지 약 3kgf의 압력을 가지는 가압통에서 분사될 수 있다. 또한, 상기 에지 비드 제거 공정에서, 상기 기판은 약 300 내지 약 3,000rpm의 속도로 회전할 수 있다.In one embodiment, the step of removing the photosensitive resin composition from the edge or the rear surface of the substrate may be performed by spraying the thinner composition under a pressurizing condition while rotating the substrate. For example, the thinner composition may be sprayed at a flow rate of from about 5 to about 50 mL / min. The thinner composition may be injected in a pressurized container having a pressure of from about 0.5 to about 3 kgf. Also, in the edge bead removal step, the substrate may be rotated at a speed of from about 300 to about 3,000 rpm.

도 2a 내지 도 2d는 에지 비드 제거 공정이 수행된 예비 감광막의 경계 부분을 설명하기 위한 모식도들이다.FIGS. 2A to 2D are schematic views for explaining a boundary portion of a pre-photosensitive film on which an edge bead removal process is performed. FIG.

도 2a는 에지 비드 제거 공정으로 예비 감광막의 경계선이 선명하고 균일하게 형성된 경우를 설명하기 위한 모식도이다. 도 2b 및 도 2c는 에지 비드 제거 공정에 의하여 예비 감광막의 경계선이 일그러지거나 불규칙하게 됨으로써 라인 형태를 유지하지 못하는 경우를 설명하기 위한 모식도들이다. 도 2d는 에지 비드 제거 공정에 의하여 예비 감광막의 경계 부분에서 테일링이 발생한 경우를 설명하기 위 한 모식도이다.2A is a schematic diagram for explaining a case where a boundary line of the preliminary photoresist film is clearly and uniformly formed in an edge bead removing process. FIGS. 2B and 2C are schematic views for explaining a case in which the edge shape of the preliminary photoresist layer is distorted or irregular by the edge bead removal process, thereby failing to maintain the line shape. FIG. 2D is a schematic view for explaining a case where tailing occurs at a boundary portion of a pre-photoresist film by an edge bead removing process. FIG.

본 발명의 실시예들에 따른 신너 조성물은 I-라인, KrF 또는 ArF용 포토레지스트와 KrF 또는 ArF용 반사방지 코팅 등 다양한 감광성 수지 조성물에 대하여 우수한 용해도와 적절한 점도, 표면 장력, 휘발도 등의 물성을 지니고 있어서, 도 2a에서와 같이 경계선을 선명하게 하면서 에지 비드만을 깨끗하게 제거할 수 있다. 만약, 신너 조성물의 용해도가 낮거나, 점도 또는 표면 장력이 지나치게 높은 경우에는, 도 2b 또는 도 2c에서와 같이 경계선이 라인형태를 유지하지 못하고 일그러질 수 있고, 도 2d에서와 같이 예비 감광막의 경계선에서 테일링이 발생할 수 있다.The thinner composition according to the embodiments of the present invention can be used for various photosensitive resin compositions such as I-line, KrF or ArF photoresist and antireflective coating for KrF or ArF, and has excellent solubility and good physical properties such as viscosity, surface tension, So that only the edge beads can be cleanly removed while sharpening the boundary line as shown in FIG. 2A. If the solubility of the thinner composition is low or the viscosity or surface tension is excessively high, the boundary line may not be maintained in a line shape as shown in FIG. 2B or FIG. 2C, May result in tailing.

상기 에지 비드 제거 공정에 사용된 신너 조성물의 휘발도가 지나치게 높으면, 신너 조성물이 작업 공간으로 쉽게 휘발하여 반도체 제조 설비의 청정성이 저하되거나 인체에 대한 유해성이 증가할 수 있다. 신너 조성물의 휘발도가 지나치게 낮은 경우에는, 신너 조성물이 에지 비드 제거 후 휘발되지 못하고 기판 상에 잔존하여, 후속 공정에서 기판이나 제조 설비의 오염원으로 작용할 수 있다.If the volatility of the thinner composition used in the edge bead removal process is excessively high, the thinner composition may easily volatilize into the work space, resulting in deterioration of the cleanliness of the semiconductor manufacturing facility or increased hazard to the human body. If the volatility of the thinner composition is too low, the thinner composition may remain on the substrate without being volatilized after edge bead removal, and may act as a source of contamination of the substrate or manufacturing facility in subsequent processes.

일 실시예에 있어서, 상기 에지 비드 제거 공정에 사용되는 신너 조성물은 프로필렌 글리콜 모노메틸 에테르 아세테이트 50 내지 90중량%, 프로필렌 글리콜 모노메틸 에테르 1 내지 20중량%, 감마 부티로 락톤 1 내지 10중량% 및 노말 부틸 아세테이트 1 내지 20중량%를 포함할 수 있다. 다른 실시예에 있어서, 상기 신너 조성물은 프로필렌 글리콜 모노메틸 에테르 아세테이트 60 내지 80중량%, 프로필렌 글리콜 모노메틸 에테르 5 내지 20중량%, 감마 부티로 락톤 3 내지 8중량% 및 노말 부틸 아세테이트 5 내지 15중량%를 포함할 수 있다.In one embodiment, the thinner composition used in the edge bead removal process comprises 50 to 90% by weight of propylene glycol monomethyl ether acetate, 1 to 20% by weight of propylene glycol monomethyl ether, 1 to 10% by weight of gamma butyrolactone, And 1 to 20% by weight of normal butyl acetate. In another embodiment, the thinner composition comprises 60 to 80% by weight of propylene glycol monomethyl ether acetate, 5 to 20% by weight of propylene glycol monomethyl ether, 3 to 8% by weight of gamma butyrolactone and 5 to 15% by weight of n-butyl acetate %. ≪ / RTI >

프로필렌 글리콜 모노메틸 에테르 아세테이트(PGMEA)의 함량이 약 90중량%를 초과하는 경우에는, 예를 들어, 메타아크릴레이트 계열의 ArF용 포토레지스트에 대한 용해도가 낮아서, 예비 감광막의 경계선이 일그러지거나 테일링이 발생할 수 있다. 또한, 프로필렌 글리콜 모노메틸 에테르 아세테이트의 함량이 약 50중량% 미만인 경우에는 다른 휘발성이 높은 성분의 증가로 신너 조성물의 휘발도가 지나치게 높아질 수 있다.When the content of propylene glycol monomethyl ether acetate (PGMEA) is more than about 90% by weight, for example, the solubility in the methacrylate-based ArF photoresist is low and the boundary line of the preliminary photoresist film is distorted, Lt; / RTI > In addition, when the content of propylene glycol monomethyl ether acetate is less than about 50 wt%, the volatility of the thinner composition may become excessively high due to an increase in other highly volatile components.

프로필렌 글리콜 모노메틸 에테르(PGME)의 함량이 약 1중량% 미만이면, 메타아크릴레이트 계열의 ArF용 포토레지스트를 비롯하여 다양한 종류의 감광막에 대한 용해도가 저하되어, 에지 비드 제거 공정으로 예비 감광막의 경계선이 일그러지거나 테일링이 발생할 수 있다. 프로필렌 글리콜 모노메틸 에테르의 함량이 예를 들어 약 20중량%를 초과하면, 신너 조성물의 휘발도가 현저하게 증가할 수 있다.When the content of propylene glycol monomethyl ether (PGME) is less than about 1% by weight, the solubility of various types of photoresist films including the methacrylate-based photoresist for ArF is lowered, and the edge line of the pre- Distortion or tailing may occur. If the content of propylene glycol monomethyl ether is, for example, more than about 20% by weight, the volatility of the thinner composition can be remarkably increased.

감마 부티로 락톤의 함량이 약 10중량%를 초과하는 경우에는, 높은 점도 및 표면 장력과 낮은 휘발도로 인하여, 예비 감광막의 경계선에서 테일링이 발생할 수 있다. 또한, 감마 부티로 락톤(GBL)의 함량이 약 1중량%를 미만인 경우에는 t-부틸카보네이트기로 블로킹된 폴리히드록시스티렌 계열의 KrF용 포토레지스트 등에 대하여 용해도가 저하되어 에지 비드 제거 공정으로 예비 감광막의 경계선이 일그러질 수 있다.If the content of gamma-butyrolactone exceeds about 10% by weight, tailing may occur at the boundary of the pre-photoresist film due to high viscosity and surface tension and low volatility. When the content of gamma-butyrolactone (GBL) is less than about 1% by weight, the solubility of the photoresist for KrF for polyhydroxystyrene series blocked with a t-butyl carbonate group is decreased and the preliminary photoresist The boundary of

노말 부틸 아세테이트의 함량이 약 20중량%를 초과하는 경우에는, 신너 조성물의 휘발도가 지나치게 증가할 수 있고, 그 함량이 약 1중량% 미만인 경우에는 t- 부틸카보네이트기로 블로킹된 폴리히드록시스티렌 계열의 KrF용 포토레지스트와 같은 특정한 감광성 수지 조성물에 대한 용해도가 저하될 수 있다.When the content of n-butyl acetate exceeds about 20 wt%, the volatility of the thinner composition may be excessively increased. When the content of n-butyl acetate is less than about 1 wt%, the polyhydroxystyrene series blocked with a t- The solubility in a specific photosensitive resin composition such as KrF photoresist may be lowered.

일 실시예에 있어서, 상기 에지 비드 제거 공정에 사용되는 신너 조성물은 상기 프리 웨팅 공정에 사용되는 신너 조성물과 동일할 수 있다. 다른 실시예에 있어서, 상기 에지 비드 제거 공정에 사용되는 신너 조성물은 상기 프리 웨팅 공정에 사용되는 신너 조성물과 동일하지 않을 수도 있다. In one embodiment, the thinner composition used in the edge bead removal process may be the same as the thinner composition used in the pre-wetting process. In another embodiment, the thinner composition used in the edge bead removal process may not be the same as the thinner composition used in the pre-wetting process.

다시 도 1을 참조하면, 기판의 에지 또는 후면에 부착된 에지 비드를 제거한 후에, 상기 예비 감광막을 소프트 베이킹하여 감광막을 형성할 수 있다(단계 S140). 소프트 베이킹을 수행하는 동안, 예비 감광막에 남아 있는 용매 또는 수분 등이 제거될 수 있다.Referring to FIG. 1 again, after removing the edge beads attached to the edge or rear surface of the substrate, the photosensitive film may be formed by soft-baking the pre-photosensitive film (step S140). During the soft-baking, the solvent or moisture remaining in the pre-photoresist can be removed.

이후, 상기 감광막이 형성된 기판에 대하여 결함 검출 장비를 사용하여 감광막에 대한 결함 발생 여부를 확인한다(단계 S150). 만약, 상기 감광막에 결함이 발견되지 않는 경우에는, 감광막에 대하여 노광 및 현상 공정을 수행하여 감광막 패턴을 제조할 수 있다(단계 S180, S190).Thereafter, the substrate on which the photoresist layer is formed is checked for the occurrence of a defect in the photoresist layer using a defect detecting device (step S150). If no defect is found in the photoresist, a photoresist pattern may be formed by performing exposure and development processes on the photoresist (steps S180 and S190).

만약, 상기 감광막에 찢김, 테일링, 경계선의 일그러짐, 두께 편차 등의 결함이 발생한 경우에는, 리워크 공정을 수행하여 기판 전면에 형성된 감광막을 제거한다(단계 S160). 상기 감광막의 제거는 본 발명의 실시예들에 따른 신너 조성물을 사용하여 수행할 수 있다. 상기 리워크 공정에 사용되는 신너 조성물은 프로필렌 글리콜 모노메틸 에테르 아세테이트, 프로필렌 글리콜 모노메틸 에테르, 감마 부티로 락톤 및 노말 부틸 아세테이트를 포함할 수 있다. 상기 신너 조성물은 베이킹 공정이 수행된 감광막에 대하여도 우수한 용해도를 지니고 있어서, 상기 감광막을 기판으로부터 단시간에 깨끗하게 제거할 수 있다. If defects such as tearing, tailing, distortion of a boundary line, and thickness deviation occur in the photoresist film, a photoresist film formed on the entire surface of the substrate is removed by performing a rework process (step S160). The removal of the photoresist layer may be performed using a thinner composition according to embodiments of the present invention. The thinner composition used in the rework process may include propylene glycol monomethyl ether acetate, propylene glycol monomethyl ether, gamma butyrolactone, and n-butyl acetate. The thinner composition has a good solubility with respect to the photoresist film on which baking has been performed, so that the photoresist film can be removed from the substrate in a short period of time.

일 실시예에 있어서, 상기 리워크 공정에 사용되는 신너 조성물은 상기 프리 웨팅 공정 및/또는 상기 에지 비드 제거 공정에 사용되는 신너 조성물과 동일할 수 있다. 다른 실시예에 있어서, 상기 에지 비드 제거 공정에 사용되는 신너 조성물은 상기 프리 웨팅 공정 및/또는 상기 에지 비드 제거 공정에 사용되는 신너 조성물과 동일하지 않을 수도 있다.In one embodiment, the thinner composition used in the rework process may be the same as the thinner composition used in the pre-wetting process and / or the edge bead removal process. In another embodiment, the thinner composition used in the edge bead removal process may not be the same as the thinner composition used in the pre-wetting process and / or the edge bead removal process.

리워크 공정을 수행한 후, 상기 감광막이 제거된 기판을 건조한다(단계 S170). 이후, 프리 웨팅 공정(단계 S110), 감광성 수지 조성물의 도포(단계 S120), 에지 비드 제거 공정(단계 S130), 소프트 베이킹(단계 S140), 노광 및 현상(단계 S180, S190) 등의 공정을 다시 수행하여 결함이 없는 감광막을 형성할 수 있다.After the rework process is performed, the substrate on which the photoresist layer is removed is dried (step S170). Thereafter, the steps such as the pre-wetting step (step S110), the application of the photosensitive resin composition (step S120), the edge bead removing step (step S130), the soft baking (step S140), the exposure and development Thereby forming a defect-free photosensitive film.

이하, 실시예 및 비교예를 통하여 본 발명의 실시예들을 더욱 상세하게 설명한다. 그러나 하기 실시예는 본 발명을 예시하기 위한 것으로서 본 발명은 하기 실시예에 의하여 한정되지 않고 다양하게 수정 및 변경될 수 있다.Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in more detail with reference to examples and comparative examples. However, the following examples are provided for illustrating the present invention, and the present invention is not limited by the following examples, and various modifications and changes may be made.

신너 조성물의 제조Preparation of thinner composition

실시예 1Example 1

교반기가 설치되어 있는 혼합조에 프로필렌 글리콜 모노메틸 에테르 아세테이트(PGMEA) 55중량%, 프로필렌 글리콜 모노메틸 에테르 (PGME) 20중량%, 감마 부틸로 락톤(GBL) 5중량%, 노말 부틸 아세테이트(nBA) 20중량%를 넣고, 상온에서 1시간 동안 500rpm의 속도로 교반하여 신너 조성물을 제조하였다.55% by weight of propylene glycol monomethyl ether acetate (PGMEA), 20% by weight of propylene glycol monomethyl ether (PGME), 5% by weight of gamma-butylolactone (GBL) By weight, and the mixture was stirred at room temperature for 1 hour at a speed of 500 rpm to prepare a thinner composition.

실시예 2 내지 5 및 비교예 1 내지 11Examples 2 to 5 and Comparative Examples 1 to 11

신너 조성물의 제조에 사용된 성분 및 그 함량을 변화시킨 것을 제외하고는 실시예 1에서와 실질적으로 동일한 방법으로 신너 조성물을 제조하였다. 각각의 신너 조성물의 제조에 사용된 성분 및 그 함량을 하기 표 1에 나타낸다. 하기 표 1에서 함량의 단위는 중량%이다.A thinner composition was prepared in substantially the same manner as in Example 1, except that the ingredients and the content thereof used in the preparation of the thinner composition were varied. The components used in the preparation of each of the thinner compositions and their contents are shown in Table 1 below. In Table 1, the unit of the content is% by weight.

표 1Table 1

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한편, 비교예 8 내지 11에서 사용된 프로필렌 글리콜 모노메틸 에테르 아세테이트(PGMEA), 프로필렌 글리콜 모노메틸 에테르(PGME), 감마 부티로 락톤(GBL) 및 노말 부틸 아세테이드(nBA) 각각에 대한 끓는점, 표면장력, 증기압 및 점도를 하기 표 2에 나타낸다.On the other hand, the boiling points of the propylene glycol monomethyl ether acetate (PGMEA), propylene glycol monomethyl ether (PGME), gamma butyrolactone (GBL) and normal butyl acetate (nBA) used in Comparative Examples 8 to 11, The surface tension, the vapor pressure and the viscosity are shown in Table 2 below.

표 2Table 2

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실험예Experimental Example 1: 감광막 종류에 따른 에지  1: Edge according to the type of photosensitive film 비드Bead 제거( remove( EBREBR ) 능력 평가) Ability assessment

산화 처리된 4인치 실리콘 기판에 감광성 수지 조성물을 도포하여 감광막을 형성하였다. 상기 감광성 수지 조성물로는 I-라인용 포토레지스트, KrF용 포토레지스트, ArF용 포토레지스트, KrF용 하부 반사방지 코팅(Bottom Anti-Reflective Coating; BARC) 및 ArF용 하부 반사방지 코팅을 사용하였고, 상기 감광막은 스핀 코팅법으로 형성하였다. 상기 감광막의 제조에 사용된 감광성 수지 조성물의 주성분 수지의 종류와 제조된 감광막의 두께를 하기 표 3에 나타낸다.A photosensitive resin composition was applied to an oxidized 4-inch silicon substrate to form a photoresist film. As the photosensitive resin composition, a photoresist for I-line, a photoresist for KrF, a photoresist for ArF, a bottom antireflective coating (BARC) for KrF, and a bottom antireflection coating for ArF were used. The photoresist film was formed by spin coating. Table 3 shows the kinds of the main component resin of the photosensitive resin composition used in the production of the photoresist film and the thickness of the photoresist film thus produced.

표 3Table 3

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상기 표 3에서, I-라인용 포토레지스트(PR 1)로는 노볼락계 수지를 포함하는 포토레지스트를 사용하였고, KrF용 포토레지스트(PR 2)로는 수산기의 수소가 부분적으로 아세탈기로 블로킹된 폴리히드록시스티렌을 포함하는 포토레지스트를 사용하였고, 다른 KrF용 포토레지스트(PR 3)로는 수산기의 수소가 부분적으로 tert-부틸카보네이트기로 블로킹된 폴리히드록시스티렌(Polyhydroxystyrene; PHS)을 포함하는 포토레지스트를 사용하였으며, ArF용 포토레지스트(PR 4)로는 아다만탈기 등으로 블로킹된 메타크릴레이트 수지를 포함하는 포토레지스트를 사용하였다. 또한, KrF용 BARC(PR 5)로는 트리아진 계열의 수지를 포함하는 하부 반사방지 코팅을 사용하였고, ArF용 BARC(PR 6)로는 폴리에스테르 계열의 수지를 포함하는 하부 반사방지 코팅을 사용하였다.In Table 3, a photoresist containing a novolac resin was used as the I-line photoresist (PR 1), and a photoresist (PR 2) used as the KrF photoresist was a polyhydroxy resin in which hydrogen of the hydroxyl group was partially blocked with an acetal group A photoresist containing rxstyrene was used. As another KrF photoresist (PR 3), a photoresist containing polyhydroxystyrene (PHS) in which hydrogen of a hydroxyl group was partially blocked with a tert-butylcarbonate group was used As the photoresist (PR 4) for ArF, a photoresist including a methacrylate resin blocked with adamantaldehyde was used. As the BARC (PR 5) for KrF, a lower antireflection coating containing a triazine-based resin was used, and a BARC (PR 6) for ArF was a lower antireflection coating containing a polyester-based resin.

상기와 같은 감광성 수지 조성물을 스핀 코팅하여 기판 상에 감광막을 형성한 다음, 상기 실시예 1 내지 5 및 비교예 1 내지 11에서 제조된 신너 조성물을 사용하여 기판의 에지부위에 불필요하게 형성된 감광막을 제거하는 공정(Edge Bead Removal; EBR)을 수행하였다. 각각의 신너 조성물은 압력계가 장치된 가압통에서 공급하였으며, 상기 가압통의 압력은 약 1kgf로 조절하였다. EBR 노즐에서 나오는 신너 조성물의 유량은 10 내지 30cc/min으로 하였고, 기판을 약 2,000rpm의 속도로 회전하면서 신너 조성물을 기판의 에지부분에 약 20초 동안 분사하였다. 이후, 기판을 약 1,300rpm의 속도로 회전하면서 약 6초 동안 건조시켰다. 이와 같이, 실시예 1 내지 5 및 비교예 1 내지 11에서 제조된 신너 조성물 각각을 사용하여 EBR 공정을 수행한 이후에, 광학현미경 및 주사전자현미경을 사용하여 에지 부분의 불필 요한 감광막이 제거되었는지 여부를 관찰하여 EBR 특성을 평가하였다. EBR 특성의 평가 결과를 하기 표 4에 나타낸다.The photosensitive resin composition as described above was spin-coated to form a photoresist layer on the substrate, and then the unnecessary photoresist layer was removed from the edges of the substrate using the thinner compositions prepared in Examples 1 to 5 and Comparative Examples 1 to 11 Edge bead removal (EBR). Each thinner composition was supplied in a pressure vessel equipped with a pressure gauge, and the pressure in the pressure vessel was adjusted to about 1 kgf. The flow rate of the thinner composition from the EBR nozzle was 10 to 30 cc / min, and the thinner composition was sprayed to the edge portion of the substrate for about 20 seconds while rotating the substrate at a speed of about 2,000 rpm. Thereafter, the substrate was dried for about 6 seconds while rotating at a speed of about 1,300 rpm. Thus, after performing the EBR process using each of the thinner compositions prepared in Examples 1 to 5 and Comparative Examples 1 to 11, it was confirmed whether unnecessary photoresist films of edge portions were removed using an optical microscope and a scanning electron microscope And the EBR characteristics were evaluated. The evaluation results of the EBR characteristics are shown in Table 4 below.

표 4Table 4

Figure 112009003845070-pat00004
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상기 표 4에서, "◎"는 EBR 공정으로 에지 비드가 깨끗하게 제거되어 감광막의 에지 부분 라인이 균일하고 일정한 상태인 것을 의미하고, "○"는 EBR 공정 후, 감광막의 에지 부분 라인이 75% 이상으로 양호한 라인 형태를 유지하는 것을 의미한다. 또한, "△"는 EBR 공정 후, 감광막의 에지 부분이 라인 형태를 유지하지 못하고 일그러진 상태를 의미하고, "X"는 EBR 공정으로 에지 비드가 제거되지 못하고 감광막의 에지 부분에 테일링(tailing) 현상이 발생한 것을 의미한다.In Table 4, "?" Means that edge beads are cleanly removed by the EBR process, and the edge partial lines of the photoresist film are uniform and constant, and "? &Quot; means that after the EBR process, To maintain a good line form. &Quot; X "means that the edge bead can not be removed by the EBR process, and the edge portion of the photoresist film is tailed to the edge portion of the photoresist film. &Quot; DELTA" means that the edge portion of the photoresist film is distorted without maintaining the line shape after the EBR process. .

표 4를 참조하면, 실시예 1 내지 5에서 제조된 신너 조성물은 다양한 종류의 감광막에 대해서 우수하거나 양호한 수준의 에지 비드 제거능력을 지니는 것으로 나타났다. Referring to Table 4, the thinner compositions prepared in Examples 1 to 5 were found to have excellent or good level of edge bead removal ability for various kinds of photoresist films.

구체적으로, 실시예 1 내지 4에서 제조된 신너 조성물은, 4종류의 포토레지스트막(PR 1 내지 PR 4)과 PR 5의 하부 반사방지 코팅층에 대해서 에지 부분의 라인을 균일하게 하면서 에지 비드를 깨끗이 제거할 수 있는 것으로 나타났다. 또한, PR 6의 하부 반사방지 코팅층에 대해서도 에지 부분의 감광막이 75% 이상 라인 형태를 유지하면서 에지 비드를 제거할 수 있는 것으로 나타났다. 실시예 5에서 제조된 신너 조성물은 PR 1과 PR 2의 포토레지스트막에 대해서는 에지 부분의 라인을 균일하게 하면서 에지 비드를 깨끗이 제거할 수 있는 것으로 나타났고, PR-3 내지 PR-6의 감광막에 대해서는 에지 부분의 감광막이 75% 이상 라인 형태를 유지하면서 에지 비드를 제거할 수 있는 것으로 나타났다. 이에 비하여, 비교예 1 내지 11에서 제조된 신너 조성물은 6 종류의 감광막 가운데 적어도 하나 이상의 감광막에 대해서, 에지 부분이 신너 조성물의 용해작용을 받아서 일그러지거나 에지 부분에 테일링 현상이 발생하는 것으로 나타났다.Specifically, the thinner compositions prepared in Examples 1 to 4 were prepared by uniformly laminating edges of the four types of photoresist films (PR 1 to PR 4) and the lower antireflection coating layer of PR 5 while keeping the edge beads clean It can be removed. Also, for the lower antireflective coating layer of the PR 6, it was found that the edge bead could be removed while maintaining the line shape of the photoresist film of the edge portion at 75% or more. The thinner composition prepared in Example 5 showed that the edge beads could be removed cleanly while the lines of the edge portions were made uniform for the PR 1 and PR 2 photoresist films, and the thin film of PR-3 to PR-6 The edge portion of the photoresist film was found to be capable of removing edge beads while maintaining a line shape of 75% or more. On the other hand, the thinner compositions prepared in Comparative Examples 1 to 11 showed that the edge portions were distorted due to the dissolving action of the thinner composition, and tailing phenomenon occurred in at least one of the six types of photoresist films.

따라서 성분 및 함량 구성이 다른 비교예들에서 제조된 신너 조성물에 비하여, 실시예 1 내지 5에서 제조된 신너 조성물은 감광막의 에지 부분의 손상없이 에지 비드를 제거하는 특성 즉, EBR 특성이 보다 우수함을 알 수 있다. 또한, PGMEA의 함량이 85중량%인 실시예 5의 신너 조성물에 비하여, PGMEA의 함량이 55 내지 80중량%의 범위에 있는 실시예 1 내지 4의 신너 조성물이 좀더 다양한 감광막에 대하여 EBR 특성이 우수함을 알 수 있다.Compared with the thinner compositions prepared in Comparative Examples in which the composition and content were different from each other, the thinner compositions prepared in Examples 1 to 5 exhibited better edge bead removal characteristics, that is, superior EBR characteristics without damaging the edge portions of the photoresist Able to know. Further, the thinner compositions of Examples 1 to 4, in which the content of PGMEA was in the range of 55 to 80% by weight, were superior to the thinner compositions of Example 5 in which the content of PGMEA was 85% by weight, .

한편, PGMEA의 함량이 50중량% 미만인 비교예 1의 조성물은 일부 감광막(PR 1, PR 4)에 대하여 경계선의 일그러짐이 관찰되었다. PGME 또는 nBA를 포함하지 않는 비교예 3과 4의 신너 조성물은 다수의 감광막에서 경계선의 일그러짐이 관찰되었다.On the other hand, in the composition of Comparative Example 1 in which the content of PGMEA was less than 50% by weight, a distortion of the boundary line was observed with respect to some photoresist films (PR 1 and PR 4). In the thinner compositions of Comparative Examples 3 and 4 which did not contain PGME or nBA, the boundary line distortion was observed in a plurality of photoresist films.

GBL을 포함하지 않는 비교예 2의 신너 조성물은 t-부틸카보네이트기로 블로킹된 폴리히드록시스티렌 계열의 KrF용 포토레지스트(PR 3)에 대한 에지 비드 제거력이 현저히 감소하는 것으로 나타났다. 비교예 7과 10의 신너 조성물과 같이 GBL을 약 20중량% 이상 사용하는 경우, 높은 표면 장력으로 인하여 에지 비드 제거 실험에서 신너 조성물이 둥글게 뭉치거나 감광막의 에지 부분에서 테일링이 발생하는 것으로 나타났다.The thinner composition of Comparative Example 2, which does not contain GBL, showed a marked decrease in the edge bead removal force for the polyhydroxystyrene-based KrF photoresist (PR 3) blocked with the t-butyl carbonate group. As in the thinner compositions of Comparative Examples 7 and 10, when the GBL was used in an amount of about 20 wt% or more, it was found that the thinner composition was rounded in the edge bead removal test due to the high surface tension or tailing occurred at the edge portion of the photoresist.

실험예 2: 감광막의 종류에 따른 용해 속도 평가Experimental Example 2: Evaluation of dissolution rate according to the type of photoresist

상기 실시예 1 내지 5 및 비교예 1 내지 11에서 제조된 신너 조성물을 사용하여 다양한 종류의 감광막에 대한 용해속도를 평가하였다. 산화 처리된 6인치 실리콘 기판에 표 3의 6가지 감광성 수지 조성물을 각기 도포하여 감광막을 준비하였다. PR 1 내지 PR 4의 포토레지스트는 도포 후에 소프트베이킹 처리를 하였고, PR 5 및 PR 5의 하부 반사방지 코팅은 도포 후에 열처리를 하지 않았다. 제조된 감광막은 노광하지 않고, 전면을 각각의 신너 조성물에서 현상하면서 현상 속도 모니 터(Development Rate Monitor; DRM) 기기를 사용하여 감광막의 용해 속도를 측정하였다. 용해 속도를 측정한 결과를 표 5에 나타낸다.The dissolution rates of various types of photoresist films were evaluated using the thinner compositions prepared in Examples 1 to 5 and Comparative Examples 1 to 11. Six photosensitive resin compositions shown in Table 3 were each applied to an oxidized 6-inch silicon substrate to prepare a photoresist film. The photoresists PR 1 to PR 4 were soft baked after application and the bottom antireflective coatings of PR 5 and PR 5 were not heat treated after application. The dissolution rate of the photoresist film was measured using a development rate monitor (DRM) apparatus while developing the photoresist film on each thinner composition without exposure. The dissolution rate was measured and the results are shown in Table 5.

표 5Table 5

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상기 표 5에서, "◎"는 용해속도가 700nm/sec 이상인 경우를 의미하고, "○"는 용해속도가 400nm/sec 이상에서 700nm/sec 미만인 경우를 의미하며, "△"는 용해속도가 100nm/sec 이상에서 400nm/sec 미만인 경우를 의미하고, "X"는 용해속도가 100nm/sec 미만인 경우를 의미한다.In Table 5, "" means a case where the dissolution rate is 700 nm / sec or more, "o" means a case where the dissolution rate is 400 nm / sec or more and less than 700 nm / / sec to less than 400 nm / sec, and "X" means a case where the dissolution rate is less than 100 nm / sec.

표 5를 참조하면, 실시예 1 내지 5에서 제조된 신너 조성물은 여러 종류의 감광막에 대하여 700nm/sec 이상 또는 적어도 400nm/sec 이상의 우수한 용해속도를 가지는 것으로 나타났다. 특히, 실시예 3과 4에서 제조된 신너 조성물은 6종류의 감광막 모두에 대하여 700nm/sec 이상의 빠른 용해속도를 가지는 것으로 나타났다.Referring to Table 5, the thinner compositions prepared in Examples 1 to 5 showed excellent dissolution rates of 700 nm / sec or more or at least 400 nm / sec or more for various types of photoresist films. In particular, the thinner compositions prepared in Examples 3 and 4 were found to have a fast dissolution rate of more than 700 nm / sec for all six types of photosensitive films.

비교예 8과 11의 조성물은 각기 프로필렌 글리콜 모노메틸 에테르 아세테이트(PGMEA) 또는 노말 부틸 아세테이트(nBA)를 단일 성분으로 포함하는 신너 조성물로서 이들은 특정 포토레지스트 즉, PR 4의 ArF용 포토레지스트에 대해서 용해도가 낮은 것으로 나타났다.The compositions of Comparative Examples 8 and 11 were each a thinner composition containing propylene glycol monomethyl ether acetate (PGMEA) or n-butyl acetate (nBA) as a single component. These compositions were solubility in a specific photoresist, that is, Respectively.

비교예 9와 10의 조성물은 각기 프로필렌 글리콜 모노메틸 에테르(PGME) 또는 감마 부티로 락톤(GBL)을 단일 성분으로 포함하는 신너 조성물로서, 실험에 사용된 감광막에 대해서 전반적으로 양호한 용해속도를 가지는 것으로 나타났다. 그러나 상기 신너 조성물들은 표 4에 나타낸 바와 같이 EBR 특성 평가에서는 기판 에지 부분에 인접한 감광막에서 테일링 현상이 발생하거나 감광막 경계선의 일그러짐이 발생하는 것으로 평가된 바 있다. 따라서 신너 조성물이 가지는 감광막 용해 속도가 EBR 특성에 영향을 주는 인자이기는 하지만, 용해 속도의 우수함이 EBR 특성의 우수함을 보장하지는 않는다는 것을 알 수 있다. The compositions of Comparative Examples 9 and 10 are each a thinner composition containing propylene glycol monomethyl ether (PGME) or gamma butyrolactone (GBL) as a single component, and have excellent overall dissolution rates for the photoresist used in the experiment appear. However, as shown in Table 4, the thinner compositions were evaluated as having a tailing phenomenon in the photosensitive film adjacent to the edge portion of the substrate or a distortion of the photosensitive film boundary in the EBR characteristic evaluation. Therefore, although the photoresist dissolution rate of the thinner composition is a factor affecting the EBR characteristics, it can be seen that excellent dissolution rate does not guarantee excellent EBR characteristics.

도 3은 감마 부티로 락톤(GBL)의 함량에 따른 감광막의 용해속도 변화 및 EBR 특성을 평가한 결과를 보여주는 그래프이다. 도 3과 관련된 실험에서, PGME의 함량은 약 10중량%, nBA의 함량은 약 10중량%로 고정하였고, 총 중량 100%를 만족하는 조건에서 GBL과 PGMEA의 함량을 변화시키면서 감광막의 용해속도를 평가하였고, EBR 실험을 수행하였다. 감광막으로는 PR-1, PR-2 및 PR-3을 사용하였다. EBR 특성 평가에서, "○"는 EBR 공정으로 에지 비드가 깨끗하게 제거되어 감광막의 에지 부분 라인이 균일하고 일정한 상태인 것을 의미하고, "△"는 EBR 공정 후, 감광막의 에지 부분 라인이 부분적으로 일그러지긴 하지만 75% 이상으로 양호한 라인 형태를 유지하는 것을 의미한다. 또한, "X"는 EBR 공정 후, 감광막의 에지 부분이 라인 형태를 유지하지 못하고 일그러지거나 에지 부분에 테일링(tailing) 현상이 발생한 것을 의미한다.FIG. 3 is a graph showing the results of evaluating the change of the dissolution rate of the photoresist and the EBR characteristics according to the content of gamma-butyrolactone (GBL). 3, the content of PGME was fixed to about 10% by weight, the content of nBA was fixed to about 10% by weight, and the content of GBL and PGMEA was varied under the condition that the total weight was 100% And EBR experiments were conducted. PR-1, PR-2 and PR-3 were used as the photoresist. In the evaluation of the EBR characteristics, "?" Means that the edge beads are cleanly removed by the EBR process, and the edge partial lines of the photoresist film are uniform and constant, and "DELTA" means that, after the EBR process, However, it means maintaining a good line form with more than 75%. Also, "X" means that after the EBR process, the edge portion of the photoresist film fails to maintain a line shape and is distorted or tailing occurs at the edge portion.

도 3을 참조하면, 신너 조성물에 함유된 GBL의 함량이 0중량%에서 약 20중량%로 증가함에 따라, PR-1, PR-2 및 PR-3에 대한 용해속도는 점차 높아지는 것으로 나타났다. 그러나 GBL의 함량이 약 10중량%를 초과하게 되면, EBR 공정이 수행된 PR-1, PR-2 및 PR-3 감광막의 에지 부분 라인이 부분적으로 일그러지거나 라인 형태를 유지하지 못하는 등의 에지 비드 제거능력이 저하되는 것으로 확인되었다. 따라서 GBL의 함량을 0중량% 초과(예를 들어, 약 1중량% 이상) 및 약 10중량% 이하로 조절함으로써, 신너 조성물의 EBR 특성을 개선할 수 있음을 알 수 있다.Referring to FIG. 3, as the content of GBL contained in the thinner composition increased from 0 wt% to about 20 wt%, the dissolution rate for PR-1, PR-2 and PR-3 gradually increased. However, when the content of GBL is more than about 10% by weight, edge beads of the PR-1, PR-2 and PR-3 photosensitive films subjected to the EBR process are partially distorted or can not maintain the line shape, It was confirmed that the removal ability was decreased. Thus, it can be seen that by adjusting the content of GBL to greater than 0 wt% (e.g., greater than about 1 wt%) and less than about 10 wt%, the EBR characteristics of the thinner composition can be improved.

실험예 3: 감광막 종류에 따른 코팅 균일성 평가Experimental Example 3: Coating uniformity evaluation according to the type of photoresist

실시예 1 내지 5 및 비교예 1 내지 11에서 제조된 신너 조성물을 사용하여 감광막의 종류에 따른 코팅 균일성을 평가하였다. 코팅 균일성은 기판 전면에 감광막이 균일한 두께로 코팅되는지 여부를 평가하는 것으로서, 감광성 수지 조성물을 도포하기 전에 기판에 신너 조성물을 적용하고 그 위에 형성되는 감광막의 두께 편차를 측정하여 평가하였다.The coating uniformity was evaluated according to the type of the photoresist using the thinner compositions prepared in Examples 1 to 5 and Comparative Examples 1 to 11. The coating uniformity was evaluated as to whether or not the photoresist film was uniformly coated on the entire surface of the substrate. The thinner composition was applied to the substrate before application of the photosensitive resin composition, and the thickness deviation of the photoresist film formed thereon was measured and evaluated.

기판에 산화 처리된 6인치 실리콘 기판에 신너 조성물을 적용하고, 신너 조성물이 적용된 기판에 표 3의 6종류의 감광성 수지 조성물 각각을 스핀 코팅하여 감광막을 형성하였다. 감광막이 도포된 기판에서 총 9개의 지점 즉, 센터 지점과 상기 센터 지점으로부터 X자 모양으로 1인치, 2인치 거리에 있는 8곳의 지점에서, 감광막의 두께를 측정하여 감광막의 도포 균일성을 평가하였다. 신너 조성물의 적용과 감광막의 형성에 관한 공정 조건을 하기 표 6에 나타낸다. 또한, 감광막의 도포 균일성을 평가한 결과를 표 7에 나타낸다.A thinner composition was applied to a 6-inch silicon substrate which had been oxidized on a substrate, and each of the six photosensitive resin compositions of Table 3 was spin-coated on a substrate to which a thinner composition was applied to form a photoresist film. The uniformity of the photoresist film was evaluated by measuring the thickness of the photoresist film at nine points in total on the photoresist-coated substrate, that is, the center point and eight points located one inch and two inches from the center point in an X shape Respectively. Table 6 shows the process conditions for the application of the thinner composition and the formation of the photoresist film. Table 7 shows the evaluation results of the coating uniformity of the photosensitive film.

표 6Table 6

Figure 112009003845070-pat00006
Figure 112009003845070-pat00006

표 7Table 7

Figure 112009003845070-pat00007
Figure 112009003845070-pat00007

표 7에서, "◎"는 막 두께의 표준편차가 1% 이하인 경우를 의미하고, "○"는 막 두께의 표준편차가 1% 초과에서 2% 이하인 경우를 의미하며, "△"는 막 두께의 표준편차가 2% 초과에서 3% 이하인 경우를 의미하고, "X"는 막 두께의 표준편차가 3% 초과인 경우를 의미한다.In Table 7, "" means the case where the standard deviation of the film thickness is 1% or less, "o" means the case where the standard deviation of the film thickness exceeds 1% to 2% Means a case where the standard deviation of the film thickness is more than 2% but not more than 3%, and "X" means the case where the standard deviation of the film thickness exceeds 3%.

표 7에 나타낸 바와 같이, 실시예 1 내지 6에서 제조된 신너 조성물로 프리웨팅(pre-wetting)하는 경우, 다양한 종류의 포토레지스트와 반사 방지코팅에 대하여 1% 이하 또는 2% 이하의 매우 낮은 수준의 두께 표준편차가 발생하였다. 이에 비하여, 비교예 1 내지 11에서 제조된 신너 조성물로 프리웨팅된 기판에 형성된 감 광막은 두께 표준 편차가 2% 초과 또는 3%를 초과하는 경우가 발생하였다. 따라서 실시예 1 내지 6의 신너 조성물로 프리웨팅된 기판에 감광막을 도포하는 경우, 감광막의 도포 균일성이 크게 향상됨을 알 수 있다.As shown in Table 7, when pre-wetting with the thinner compositions prepared in Examples 1 to 6, very low levels of less than 1% or 2% for various types of photoresist and antireflective coatings The standard deviation of the thickness was generated. On the other hand, the photosensor films formed on the prewetted substrates with the thinner compositions prepared in Comparative Examples 1 to 11 had a thickness standard deviation exceeding 2% or exceeding 3%. Therefore, it can be seen that when the photoresist film is applied to the substrate prewetted with the thinner compositions of Examples 1 to 6, uniformity of application of the photoresist film is greatly improved.

실험예 4: 신너 조성물의 휘발도에 따른 감광막의 도포성 평가EXPERIMENTAL EXAMPLE 4 Evaluation of Coating Performance of Photoresist According to Volatility of Thinner Composition

실시예 1, 4 및 5와 비교예 1, 10 및 11에서 제조된 신너 조성물의 상대 휘발도를 측정하였다. 또한, 상기 신너 조성물로 전처리된 기판에 형성된 감광막에 대하여 코팅 균일성을 평가하여, 휘발도와 코팅 균일성과의 관계를 분석하였다.Relative volatilities of the thinner compositions prepared in Examples 1, 4 and 5 and Comparative Examples 1, 10 and 11 were measured. The coating uniformity of the photoresist film formed on the substrate pretreated with the thinner composition was evaluated, and the relationship between the volatility and the coating uniformity was analyzed.

신너 조성물의 시료를 2그램(g)씩 채취하여 둥근 은 접시에 담고, 상온에서 방치하여 시간 경과에 따른 시료의 양 변화를 측정하였다. 노말 부틸 아세테이트의 휘발된 양을 기준값 1로 정하고, 다른 조성물의 휘발량을 비교하여 상대 휘발도를 평가하였다. 또한, 표 6에 나타낸 공정 조건에 따라 실시예 1, 4 및 5와, 비교예 1, 10 및 11에서 제조된 신너 조성물로 기판을 전 처리한 다음, PR 1의 포토레지스트를 사용하여 감광막을 형성하였다. 상대 휘발도와 감광막의 도포성을 평가한 결과를 표 8에 나타낸다.Two grams (g) of the sample of the thinner composition was sampled, placed in a round silver plate, allowed to stand at room temperature, and the change in the amount of the sample with time was measured. The volatilized amount of normal butyl acetate was defined as a reference value 1, and the volatilization amounts of the other compositions were compared to evaluate relative volatilities. Further, the substrate was pretreated with the thinner composition prepared in Examples 1, 4 and 5 and Comparative Examples 1, 10 and 11 according to the process conditions shown in Table 6, and then a photoresist was formed using PR 1 photoresist Respectively. Table 8 shows the results of evaluation of relative volatility and coating property of the photoresist film.

표 8Table 8

Figure 112009003845070-pat00008
Figure 112009003845070-pat00008

표 8을 참조하면, 실시예 1의 신너 조성물은 상대 휘발도가 약 0.800로 측정되었고, 포토레지스트 막에서 희미한 빗살무늬가 관찰되어 약간의 단차가 발생한 것으로 확인되었다. 실시예 4와 5의 신너 조성물은 상대 휘발도가 각기 0.494와 0.312로 측정되었고, 휘발도가 적정하여 단차나 두께 편차없이 포토레지스트막이 균일한 두께로 형성되는 것으로 나타났다. 한편, 비교예 1과 비교예 11의 신너 조성물은 상대 휘발도가 각기 0.924와 1.000으로 측정되었다. 이들 조성물들은 휘발도가 너무 높아서, 포토레지스트 막에서 두께 편차가 매우 심한 단차가 발생하고 포토레지스트 막이 기판에 밀착되지 못하여 리프팅이 발생하는 것으로 확인되었다. 또한, 비교예 10의 신너 조성물은 상대 휘발도가 0.005로 측정되었다. 비교예 10의 조성물은 휘발도가 너무 낮아서 포토레지스트 도포시 잔존 신너 조성물의 양이 많아서 웨이퍼 중앙에서 포토레지스트가 용해되는 부분이 발생하는 것으로 나타났다.Referring to Table 8, it was confirmed that the thinner composition of Example 1 had a relative volatility of about 0.800, and a faint comb pattern was observed in the photoresist film, resulting in slight step differences. Relative volatilities of the thinner compositions of Examples 4 and 5 were measured to be 0.494 and 0.312, respectively, and the volatility was appropriate. Thus, the photoresist film was formed to have a uniform thickness without a difference in step or thickness. On the other hand, the relative volatilities of the thinner compositions of Comparative Example 1 and Comparative Example 11 were measured to be 0.924 and 1.000, respectively. These compositions were found to have too high volatility, so that a step with a very large thickness deviation in the photoresist film occurred, and the photoresist film did not adhere to the substrate, resulting in lifting. The relative volatility of the thinner composition of Comparative Example 10 was measured to be 0.005. The composition of Comparative Example 10 was found to have a too low volatility so that the amount of the remaining thinner composition was large during the application of the photoresist, resulting in a portion where the photoresist dissolved in the center of the wafer.

도 4는 감마 부티로 락톤(GBL)의 함량에 따른 상대적인 휘발속도 변화를 도시한 그래프이고, 도 5는 노말 부틸 아세테이트(nBA)의 함량에 따른 상대적인 휘발속도 변화를 도시한 그래프이다. 도 4 및 도 5에서, 상대 휘발속도는 nBA의 휘발속 도를 1로 하였을 때 조성물의 휘발속도를 의미한다.FIG. 4 is a graph showing a change in relative volatilization rate according to the content of gamma-butyrolactone (GBL), and FIG. 5 is a graph showing a change in relative volatilization rate according to the content of n-butyl acetate (nBA). In FIGS. 4 and 5, the relative volatilization rate refers to the volatilization rate of the composition when the volatility rate of nBA is 1.

도 4와 관련된 실험에서, 프로필렌 글리콜 모노메틸 에테르(PGME)의 함량은 약 10중량%, nBA의 함량은 약 10중량%로 일정하게 유지하였고, 총 중량 100%를 만족시키는 조건에서 GBL의 함량과 프로필렌 글리콜 모노메틸 에테르 아세테이트(PGMEA)의 함량을 변화시키면서 상대적인 휘발 속도를 평가하였다. 도 5와 관련된 실험에서, 프로필렌 글리콜 모노메틸 에테르(PGME)의 함량은 약 10중량%, GBL의 함량은 약 5중량%로 일정하게 유지하였고, 총 중량 100%를 만족시키는 조건에서 nBA의 함량과 PGMEA의 함량을 변화시키면서 상대적인 휘발 속도를 평가하였다.4, the content of propylene glycol monomethyl ether (PGME) was maintained at about 10% by weight, the content of nBA was kept at about 10% by weight, and the content of GBL Relative volatilization rates were evaluated by varying the content of propylene glycol monomethyl ether acetate (PGMEA). 5, the content of propylene glycol monomethyl ether (PGME) was maintained at about 10% by weight, the content of GBL was kept at about 5% by weight, and the content of nBA The relative volatilization rate was evaluated by varying the content of PGMEA.

도 4를 참조하면, GBL의 함량이 0중량%인 경우 조성물의 상대 휘발속도는 약 0.56이었고, GBL의 함량이 증가함에 따라 상대 휘발속도는 점차 감소하였으며, GBL의 함량이 약 20중량%인 경우 상대 휘발속도는 약 0.30으로 측정되었다.Referring to FIG. 4, when the content of GBL was 0 wt%, the relative volatilization rate of the composition was about 0.56. As the content of GBL increased, the relative volatilization rate gradually decreased. When the content of GBL was about 20 wt% The relative volatilization rate was measured to be about 0.30.

도 5를 참조하면, 조성물의 상대 휘발 속도는 nBA의 함량이 0중량%일 때 약 0.42이고, nBA의 함량이 증가함에 따라 점차 증가하는 것으로 나타났다. nBA의 함량이 약 25중량% 이상이 되면 상대 휘발속도가 0.8 이상이 되는데, 이러한 신너 조성물로 프리 웨팅된 기판 상에 포토레지스트 막을 형성하는 경우 웨이퍼 표면에 단차가 발생하기 시작하는 것으로 확인되었다. nBA의 함량이 30중량% 이상이 되면, 포토레지스트 막에 심한 단차가 발생하기 시작하며, 상기 포토레지스트 막을 사용하여 후속 식각 공정을 수행하는 경우, 포토레지스트의 리프팅 혹은 뜯김이 발생하는 것으로 확인되었다.Referring to FIG. 5, the relative volatilization rate of the composition was about 0.42 when the content of nBA was 0 wt%, and gradually increased with the content of nBA. When the content of nBA is about 25% by weight or more, the relative volatilization rate becomes 0.8 or more. It has been confirmed that when the photoresist film is formed on the prewetted substrate with such a thinner composition, a step is generated on the wafer surface. When the content of nBA is 30 wt% or more, a severe step is generated in the photoresist film, and when the subsequent etching process is performed using the photoresist film, lifting or peeling of the photoresist occurs.

따라서 신너 조성물에 함유된 nBA의 함량이 약 20중량% 이하이거나 상대 휘 발속도가 약 0.8 이하인 경우에, 신너 조성물의 기판에 대한 웨팅성을 개선할 수 있고, 보다 균일하고 향상된 도포성을 지닌 포토레지스트 막을 형성할 수 있음을 알 수 있다.Therefore, when the content of nBA contained in the thinner composition is about 20% by weight or less, or the relative vortexing speed is about 0.8 or less, the wettability of the thinner composition to the substrate can be improved and a more uniform and improved It can be seen that a resist film can be formed.

상술한 본 발명의 실시예들에 따른 신너 조성물은 I-라인, KrF 또는 ArF용 포토레지스트와 KrF 또는 ArF용 하부 반사방지 코팅과 같은 감광성 수지 조성물에 대하여 향상된 용해도를 지닌다. 또한, 상기 신너 조성물은 적절한 범위의 휘발도, 점도 및 표면 장력 등의 물성을 지니고 있다. 따라서 상기 신너 조성물은 기판의 전면에 도포된 감광막의 손상없이 기판의 에지 또는 후면에 부착된 에지 비드를 깨끗하게 제거할 수 있고, 결함이 발견된 감광막을 기판 전면에서 제거하는 리워크 공정에도 적용할 수 있다. 또한, 상기 신너 조성물은 감광성 수지 조성물을 기판에 도포하기 전에 기판에 적용되어 기판의 웨팅 성능을 높여 감광성 수지 조성물의 도포성을 현저히 개선할 수 있다.The thinner composition according to the embodiments of the present invention described above has an improved solubility in a photosensitive resin composition such as I-line, KrF or ArF photoresist and KrF or ArF bottom anti-reflective coating. In addition, the thinner composition has physical properties such as volatility, viscosity and surface tension in an appropriate range. Therefore, the thinner composition can cleanly remove the edge beads attached to the edge or the rear surface of the substrate without damaging the photoresist film applied on the entire surface of the substrate, and can also be applied to a rework process for removing the photoresist film from the front surface of the substrate have. In addition, the thinner composition can be applied to a substrate before applying the photosensitive resin composition to a substrate, thereby improving the wetting performance of the substrate, and remarkably improving the applicability of the photosensitive resin composition.

이상, 본 발명의 예시적인 실시예를 참조하여 설명하였지만 해당 기술 분야의 통상의 지식을 가진 자라면 하기의 특허청구범위에 기재된 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경할 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.It will be apparent to those skilled in the art that various modifications and variations can be made in the present invention without departing from the spirit or scope of the invention as defined in the appended claims. And changes may be made without departing from the spirit and scope of the invention.

도 1은 본 발명의 실시예들에 따른 감광막의 형성 방법을 설명하기 위한 공정 흐름도이다.FIG. 1 is a process flow chart for explaining a method of forming a photoresist film according to embodiments of the present invention.

도 2a 내지 도 2d는 에지 비드 제거 공정이 수행된 예비 감광막의 경계 부분을 설명하기 위한 모식도들이다.FIGS. 2A to 2D are schematic views for explaining a boundary portion of a pre-photosensitive film on which an edge bead removal process is performed. FIG.

도 3은 감마 부티로 락톤(GBL)의 함량에 따른 감광막의 용해속도 변화 및 EBR 특성을 평가한 결과를 보여주는 그래프이다.FIG. 3 is a graph showing the results of evaluating the change of the dissolution rate of the photoresist and the EBR characteristics according to the content of gamma-butyrolactone (GBL).

도 4는 감마 부티로 락톤(GBL)의 함량에 따른 신너 조성물의 상대적인 휘발속도 변화를 도시한 그래프이다.4 is a graph showing the relative volatilization rate change of the thinner composition according to the content of gamma-butyrolactone (GBL).

도 5는 노말 부틸 아세테이트(nBA)의 함량에 따른 신너 조성물의 상대적인 휘발속도 변화를 도시한 그래프이다.5 is a graph showing the relative volatilization rate change of the thinner composition according to the content of n-butyl acetate (nBA).

Claims (16)

프로필렌 글리콜 모노메틸 에테르 아세테이트 50 내지 90중량%;50 to 90% by weight of propylene glycol monomethyl ether acetate; 프로필렌 글리콜 모노메틸 에테르 1 내지 20중량%;1 to 20% by weight of propylene glycol monomethyl ether; 감마 부티로 락톤 1 내지 10중량%; 및1 to 10% by weight of gamma-butyrolactone; And 노말 부틸 아세테이트 1 내지 20중량%를 포함하는 신너 조성물.1 to 20% by weight of normal butyl acetate. 제1항에 있어서, 상기 신너 조성물은,The thinner composition of claim 1, 프로필렌 글리콜 모노메틸 에테르 아세테이트 55 내지 80중량%;55 to 80% by weight of propylene glycol monomethyl ether acetate; 프로필렌 글리콜 모노메틸 에테르 5 내지 20중량%;5 to 20% by weight of propylene glycol monomethyl ether; 감마 부티로 락톤 3 내지 8중량%; 및3 to 8% by weight gamma-butyrolactone; And 노말 부틸 아세테이트 5 내지 20중량%를 포함하는 것을 특징으로 하는 신너 조성물.And 5 to 20% by weight of normal butyl acetate. 제1항에 있어서, 상기 신너 조성물은,The thinner composition of claim 1, 프로필렌 글리콜 모노메틸 에테르 아세테이트 60 내지 80중량%;60 to 80% by weight of propylene glycol monomethyl ether acetate; 프로필렌 글리콜 모노메틸 에테르 5 내지 20중량%;5 to 20% by weight of propylene glycol monomethyl ether; 감마 부티로 락톤 3 내지 8중량%; 및3 to 8% by weight gamma-butyrolactone; And 노말 부틸 아세테이트 5 내지 15중량%를 포함하는 것을 특징으로 하는 신너 조성물.And 5 to 15% by weight of normal butyl acetate. 제1항에 있어서, 상기 신너 조성물은, 노말 부틸 아세테이트의 휘발도를 기준으로 상대 휘발도가 0.2 내지 0.8의 범위인 것을 특징으로 하는 신너 조성물.The thinner composition according to claim 1, wherein the thinner composition has a relative volatility of 0.2 to 0.8 based on the volatility of normal butyl acetate. 기판 상에 감광성 수지 조성물을 도포하는 단계; 및Applying a photosensitive resin composition on a substrate; And 상기 기판에 프로필렌 글리콜 모노메틸 에테르 아세테이트 50 내지 90중량%, 프로필렌 글리콜 모노메틸 에테르 1 내지 20중량%, 감마 부티로 락톤 1 내지 10중량% 및 노말 부틸 아세테이트 1 내지 20중량%를 포함하는 신너 조성물을 적용하여 상기 기판으로부터 상기 감광성 수지 조성물의 적어도 일부를 제거하는 단계를 포함하는 감광막의 형성 방법.A thinner composition comprising 50 to 90% by weight of propylene glycol monomethyl ether acetate, 1 to 20% by weight of propylene glycol monomethyl ether, 1 to 10% by weight of gamma butyrolactone and 1 to 20% by weight of n-butyl acetate, And removing at least a part of the photosensitive resin composition from the substrate. 제5항에 있어서, 상기 감광성 수지 조성물의 적어도 일부를 제거하는 단계는, 상기 기판의 에지 부분에 상기 신너 조성물을 적용하여 상기 에지 부분에 도포된 상기 감광성 수지 조성물을 선택적으로 제거하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 감광막의 형성 방법.6. The method of claim 5, wherein the step of removing at least a part of the photosensitive resin composition comprises the step of selectively applying the thinner composition to the edge portion of the substrate to selectively remove the photosensitive resin composition applied to the edge portion ≪ / RTI > 삭제delete 삭제delete 제5항에 있어서, 상기 감광성 수지 조성물의 적어도 일부를 제거하는 단계는, 상기 기판의 후면 부분에 상기 신너 조성물을 분사하여 상기 후면 부분에 부착된 감광성 수지 조성물을 상기 기판으로부터 제거하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 감광막의 형성 방법.6. The method according to claim 5, wherein the step of removing at least a part of the photosensitive resin composition includes the step of spraying the thinner composition on the rear surface portion of the substrate to remove the photosensitive resin composition adhering to the rear surface portion from the substrate ≪ / RTI > 제5항에 있어서, 상기 감광성 수지 조성물을 도포하기 전에, 6. The method according to claim 5, wherein, before applying the photosensitive resin composition, 상기 기판에 상기 신너 조성물을 도포하여 상기 기판을 프리 웨팅(Pre-wetting)하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 감광막의 형성 방법.Further comprising the step of pre-wetting the substrate by applying the thinner composition to the substrate. 삭제delete 제5항에 있어서, 상기 기판으로부터 상기 감광성 수지 조성물의 적어도 일부를 제거한 후에, 상기 기판 상에 도포된 상기 감광성 수지 조성물을 베이킹하여 감광막을 형성하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 감광막의 형성 방법.The method for forming a photoresist film according to claim 5, further comprising a step of removing at least a part of the photosensitive resin composition from the substrate and then baking the photosensitive resin composition coated on the substrate to form a photoresist film . 제12항에 있어서, 상기 감광막에 존재하는 결함을 검출하는 단계; 및The method of claim 12, further comprising: detecting a defect existing in the photoresist layer; And 상기 신너 조성물을 적용하여 상기 결함이 존재하는 감광막을 상기 기판으로부터 제거하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 감광막의 형성 방법.Further comprising the step of removing the photoresist film having the defect from the substrate by applying the thinner composition. 삭제delete 삭제delete 삭제delete
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