KR20030037177A - 포토레지스트용 수계 박리액 - Google Patents

포토레지스트용 수계 박리액 Download PDF

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Abstract

본 발명은 포토레지스트용 수계 박리액에 관한 것으로서, 무기 알칼리성 화합물 0.1 내지 15중량부; 지방족아민 화합물 0.5 내지 20중량부; 알킬렌 글리콜계 유기용매 10 내지 45중량부; 및 비이온성 계면활성제 0.01 내지 10중량부를 함유하는 수용액으로 이루어진다. 본 발명에 따른 수계 박리액은 오버코트, 포토스페이서, 칼라필터, 블랙매트릭스 등의 패턴 형성에 사용되는 포토레지스트를 단시간 내에 용이하게 제거할 수 있을 뿐만 아니라, 박리공정 중의 하부 금속막의 부식을 최소화 할 수 있어 칼라필터기판 등을 재활용할 수 있게 한다. 또한, 증발에 의한 박리액의 손실 및 박리액의 경시변화가 적으므로 박리액의 교체주기를 최대화 할 수 있다.

Description

포토레지스트용 수계 박리액{Stripping aqueous solution for Photoresist}
본 발명은 포토레지스트의 제거에 사용되는 수계 박리액에 관한 것으로서, 상세하게는 오버코트, 포토스페이서, 칼라필터, 블랙매트릭스 등의 패턴 형성에 사용되는 포토레지스트를 단시간 내에 용이하게 제거할 수 있을 뿐만 아니라, 박리공정 중의 하부 금속막의 부식을 최소화 할 수 있고 증발에 의한 박리액의 손실 및 박리액의 경시변화가 적어 박리액의 교체주기를 최대화 할 수 있는 수계 박리액에 관한 것이다.
일반적으로 칼라 액정표시소자는 블랙 메트릭스 수지와 적색, 녹색, 청색의 픽셀을 형성한 칼라필터를 유리 등의 투명 기판 상에 형성하고, 그 위에 ITO와 같은 투명 도전막을 스퍼터링 법에 의해 전극으로 형성한 다음, 이 위에 배향막을 다시 형성하고 액정을 주입하는 방법으로 제조된다. 포토레지스트는 칼라 액정표시소자의 오버코트, 포토스페이서, 칼라필터, 블랙매트릭스 등의 패턴 형성에 다양하게 사용되는데, 포토레지스트는 일단 경화되면 패턴이 잘못 형성된 부분만을 제거하는 것이 불가능하고, 경화된 포토레지스트를 제거할 수 있는 용제가 없기 때문에, 패턴이 잘못 형성된 불량 칼라필터는 수리 등의 재작업을 거치지 않고 그대로 폐기처리 되고 있다.
이러한 문제점을 해결하기 위하여, 미국특허 제5091103호, 제5308745호, 제5102777호, 제5597678호 등에는 N-메칠피롤리돈, 알킬렌글리콜에테르, 1,3-디메칠-2-이미다졸리디논 등이 함유된 포토레지스트 박리액을 개시하고 있다. 그러나, 이러한 박리액은 포토레지스트를 이루는 고분자 물질에 대한 용해능력이 충분치 못하며, 박리공정 중에 가해지는 열에 의한 증발 손실량이 많고 경시변화가 일어나 박리액의 사용주기가 짧다는 문제점이 있다.
따라서, 본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는 상기 문제점을 해결하여, 오버코트, 포토스페이서, 칼라필터, 블랙매트릭스 등의 패턴 형성에 사용되는 포토레지스트를 단시간 내에 용이하게 제거할 수 있을 뿐만 아니라, 박리공정 중의 하부 금속막의 부식을 최소화 할 수 있고 증발에 의한 박리액의 손실 및 박리액의 경시변화가 적어 박리액의 교체주기를 최대화 할 수 있는 수계 박리액을 제공하는데 있다.
상기 기술적 과제를 달성하기 위하여 본 발명은 무기 알칼리성 화합물 0.1 내지 15중량부; 지방족아민 화합물 0.5 내지 20중량부; 알킬렌 글리콜계 유기용매 10 내지 45중량부; 및 하기 화학식 1로 표시되는 화합물, 하기 화학식 2로 표시되는 화합물 및 이들의 혼합물로 이루어진 군으로부터 선택된 비이온성 계면활성제 0.01 내지 10중량부를 함유하는 수용액으로 이루어진 것을 특징으로 하는 포토레지스트용 수계 박리액을 제공한다.
상기 화학식 1에서, R은 수소원자, 탄소수가 1 내지 9인 알킬기, 탄소수가 2 내지 5인 알케닐기, 페닐기 및 스티렌기로 이루어진 군으로부터 선택된 어느 하나이고, m은 치환기 수로서 1 내지 3인 정수이고, AO는 옥시에틸렌기, 옥시프로필렌기 및 폴리옥시에틸렌·폴리옥시프로필렌 블록 공중합체로 이루어진 군으로부터 선택된 어느 하나이고, n은 0 내지 4인 정수이고, o는 1 내지 20인 정수이다.
상기 화학식 2에서, R1, R2는 서로 독립적으로 수소원자, 탄소수가 4 내지 18인 알킬기 및 탄소수가 4 내지 18인 알케닐기로 이루어진 군으로부터 선택된 어느 하나이고, AO는 옥시에틸렌기, 옥시프로필렌기 및 폴리옥시에틸렌·폴리옥시프로필렌 블록 공중합체로 이루어진 군으로부터 선택된 어느 하나이고, p는 1 내지 20인 정수이다.
본 발명에 따른 수계 박리액에 있어서, 무기 알칼리성 화합물로는 수산화칼륨을 사용하는 것이 바람직하고, 지방족아민 화합물로는 25℃의 수용액에서의 산해리 정수가 7.5 내지 13인 것을 사용하는 것이 바람직하며, 알킬렌 글리콜계 유기용매는 모노에탄올아민, 2-(2-아미노에톡시)에탄올, 디에틸렌트리아민, 트리에틸렌테트라아민, 시클로헥실아민, 피페라딘 등을 사용하는 것이 바람직하다.
본 발명에 따른 수계 박리액은 테트라알킬암모늄히드록사이드 화합물 10 내지 60중량부를 더 함유하는 것이 바람직한데, 이러한 테트라알킬암모늄히드록사이드 화합물로는 테트라메틸암모늄히드록시드, 테트라에틸암모늄히드록시드, 테트라 n-부틸암모늄히드록시드, 테트라(2-히드록시에틸)암모늄히드록시드, 트리메틸(2-히드록시에틸)암모늄히드록시드, 트리메틸{2-(2-히드록시에톡시)에틸}암모늄히드록시드, 디메틸디에틸암모늄히드록시드 등을 사용하는 것이 바람직하다.
이하, 본 발명을 더욱 상세히 설명한다.
본 발명의 수계 박리액은 무기 알칼리성 화합물 0.1 내지 15중량부를 함유한다. 무기 알칼리성 화합물은 포토레지스트를 이루는 바인더 성분이나 경화된 다관능성 모노머의 결합력을 약화시켜 유리표면으로부터 포토레지스트를 용이하게 제거하는 역할을 한다. 이러한 무기 알칼리성 화합물로는 탄산나트륨, 탄산칼륨, 규산나트륨, 규산칼륨, 수산화나트륨, 수산화칼륨 등이 사용될 수 있는데, 특히 수산화칼륨을 사용하는 것이 더욱 바람직하다. 무기 알칼리성 화합물이 0.1중량부 미만이면 박리 효과가 미미하고, 15중량부를 초과하면 박리공정시 수분이나 유기용매가 증발함에 따라 유기염과 무기 알칼리성 화합물 이 고형분으로 석출되는 문제점이 있으며, 유리기판에 심한 손상을 줄 수도 있다. 바람직한 무기 알칼리성 화합물의 첨가량은 1∼8중량부이고, 더욱 바람직하게는 1∼5중량부이다.
본 발명의 수계 박리액은 지방족아민 화합물 0.5 내지 20중량부를 함유한다.지방족아민 화합물은 Ti 및 Al에 대한 부식성을 고려할 때, 25℃의 수용액에서의 산해리 정수가 7.5∼13인 것인 것이 바람직하다. 이와 같은 아민류로는 모노에탄올아민, 디에탄올아민, 트리에탄올아민, 2-(2-아미노에톡시)에탄올, N,N-디메틸에틸아민, N,N-디에틸에탄올아민, N,N-디부틸에탄올아민, N-메틸에탄올아민, N-에틸에탄올아민, N-부틸에탄올아민, N-메틸디에탄올아민, 모노이소프로판올아민, 트리이소프로판올아민 등의 알칸올 아민류; 디에틸렌트리아민, 트리에틸렌테트라아민, 프로필렌디아민, N,N-디에틸에틸렌디아민, N,N'-디에틸에틸렌디아민, 1,4-부탄디아민, N-에틸-에틸렌디아민, 1,2-프로판디아민, 1,3-프로판디아민, 1,6-헥산디아미드의 폴리알킬렌폴리아민류; 2-에틸-헥실아민, 디옥틸아민, 트리부틸아민, 트리프로필아민, 트리아릴아민, 헵틸아민, 시클로헥실 아민 등의 지방족아민류; 벤질아민, 디페닐아민 등의 방향족아민류; 피페라딘, N-메틸-피페라딘, 메틸-피페라딘, 히드록실에틸피페라딘 등의 환상아민류 등을 들 수 있다. 이들 중에서도, 특히 모노에탄올아민, 2-(2-아미노에톡시)에탄올, 디에틸렌트리아민, 트리에틸렌테트라아민, 시클로헥실아민, 피페라딘 등을 사용하는 것이 바람직하다. 본 발명에 따른 수계 박리액에 함유되는 지방족아민 화합물의 함량은 1∼15중량부가 더욱 바람직하다.
본 발명의 수계 박리액은 알킬렌 글리콜계 유기용매 10 내지 45중량부를 함유한다. 박리공정을 통하여 제거하고자 하는 칼라필터 기판의 포토레지스트 주성분은 감광성 조성물인 광중합개시제, 다관능성 모노머, 바인더 등에 색을 나타내는 유기안료가 분산되어 있는 것으로서, 이러한 성분들은 칼라필터 기판의 제조공정에서 노광시키면 경화되기 시작하여 포스트-베이크(post-bake) 과정에서 완전히 경화가 된다. 이러한 칼라필터 기판의 포토레지스트를 효과적으로 제거하기 위해서는 박리액이 칼라레지스트의 내부까지 침투하여 바인더 성분과 경화된 다관능성 모노머를 스웰링(swelling)시켜야 한다. 알킬렌 글리콜계 유기용매는 경화된 다관능성 모노머 성분을 효과적으로 스웰링(swelling)시켜 박리액을 칼라레지스트 내부까지 침투시키므로써 박리성능을 향상시키는 기능을 한다.
알킬렌 글리콜계 유기용매로는 메틸카비톨, 에틸카비톨, 부틸 카비톨 등의 카비톨류의 유기용매, 에틸렌글리콜, 에틸렌글리콜모노메틸에테르, 에틸렌글리콜모노에틸에테르, 에틸렌글리콜모노부틸에테르, 에틸렌글리콜모노메틸에테르아세테이트, 에틸렌글리콜에틸에테르아세테이트, 디에틸렌글리콜, 디에틸렌글리콜모노메틸에테르, 디에틸렌글리콜모노에틸에테르, 디에틸렌글리콜 모노부틸에테르 등의 다가 알코올류 등의 글리콜 유기용매와 이들의 유도체를 들 수 있다. 이들은 단독으로 또는 2종 이상을 혼합하여 사용하여도 좋다. 이들 중에서 카비톨과 디에틸렌글리콜모노부틸에테르가 박리 특성이나 방식 효과에 있어서 특히 우수한 성능을 나타낸다. 본 발명의 수계 박리액에 있어서, 알킬렌 글리콜계 유기용매의 함량이 10중량부 미만이면 포토레지스트에 대한 스웰링 효과가 미흡하여 박리성능이 불량해지고, 45중량부를 초과하면 물과의 상용성이 감소하여 박리성능이 미흡해질 수 있다. 바람직한 알킬렌 글리콜계 유기용매의 함량은 15∼40중량부이다.
본 발명의 수계 박리액은 하기 화학식 1로 표시되는 화합물, 하기 화학식 2로 표시되는 화합물 및 이들의 혼합물로 이루어진 군으로부터 선택된 비이온성 계면활성제를 0.01 내지 10중량부 함유한다.
<화학식 1>
상기 화학식 1에서, R은 수소원자, 탄소수가 1 내지 9인 알킬기, 탄소수가 2 내지 5인 알케닐기, 페닐기 및 스티렌기로 이루어진 군으로부터 선택된 어느 하나이고, m은 치환기 수로서 1 내지 3인 정수이고, AO는 옥시에틸렌기, 옥시프로필렌기 및 폴리옥시에틸렌·폴리옥시프로필렌 블록 공중합체로 이루어진 군으로부터 선택된 어느 하나이고, n은 0 내지 4인 정수이고, o는 1 내지 20인 정수이다.
<화학식 2>
상기 화학식 2에서, R1, R2는 서로 독립적으로 수소원자, 탄소수가 4 내지 18인 알킬기 및 탄소수가 4 내지 18인 알케닐기로 이루어진 군으로부터 선택된 어느 하나이고, AO는 옥시에틸렌기, 옥시프로필렌기 및 폴리옥시에틸렌·폴리옥시프로필렌 블록 공중합체로 이루어진 군으로부터 선택된 어느 하나이고, p는 1 내지 20인 정수이다.
화학식 1에서, 탄소수가 1∼9인 알킬기로는 메틸기, 에틸기, 이소프로필기, 부틸기, 이소부틸기, 아밀기, 노닐기 등을 들 수 있다. 또한, 탄소수 2∼5의 알케닐기로는 비닐기, 1-프로페닐기, 아릴기, 1-부테닐기, 2-펜테닐기 등을 예시할 수 있다. 알킬기 및 알케닐기의 탄소수는 물에 대한 용해도를 고려할 때 탄소수가 5이하가 바람직하고, 더욱 바람직하게는 3이하이다. 또한, AO는 동일하거나 서로 달라도 좋다.
화학식 1로 표시되는 비이온성 계면활성제 화합물로는 페놀, 메틸페놀, 에틸페놀, 이소프로필페놀, 비닐페놀, 스티렌이 부가된 페놀류 등의 페놀계 알코올, 벤질알코올, 메틸벤질알코올, 에틸벤질알코올, 이소프로필벤질알코올 등의 벤질계 알코올 등과 같은 각종 방향족 알코올에, 에틸렌옥사이드 또는 프로필렌옥사이드가 부가된 화합물을 들 수 있는데, 더욱 구체적으로는 폴리옥시에틸렌 옥틸페닐 에테르, 폴리옥시에틸렌 노닐페닐에테르, 폴리옥시에틸렌 글리콜 스틸렌화 페닐 에테르 등을 들 수 있다. 이러한 비이온성 계면활성제는 단독 또는 2종류 이상을 혼합하여 사용할 수 있다.
화학식 2에서, R1, R2는 서로 동일하거나 다를 수 있다. 탄소수가 4 내지 18인 알킬기의 대표적인 예로는 옥틸기, 2-에틸헥실기, 데실기, 라우릴기, 세틸기, 스테아릴기, 이소데실기, 트리데실기, 이소트리데실기 등을 들 수 있는데, 특히 물에 대한 용해도를 고려할 때 옥틸기, 데실기, 라우릴기 및 트리데실기를 사용하는 것이 바람직하다. 또한, 탄소수가 4 내지 18인 알케닐기의 대표적인 예로는 노닐기를 들 수 있다. AO는 동일하거나 서로 달라도 좋다. p는 4 내지 12의 정수인 것이 바람직하다.
화학식 2로 표현되는 비이온성 계면활성제로는 옥틸알코올, 2-에틸헥실알코올, 데실알코올, 라우릴알코올, 탄소수가 11∼15인 운데실알코올, 도데실알코올, 세틸알코올, 스테아릴알코올 등과 같이 1가 또는 2가의 수산기를 갖는 탄화수소 알코올에, 직쇄 또는 분지쇄의 알킬기 또는 알케닐기를 갖는 에틸렌산화물 또는 프로필렌산화물의 부가물과 이러한 화합물의 메틸에테르, 아실에테르 등을 들 수 있다. 이들은 단독 또는 2종 이상을 혼합하여 사용할 수 있다.
상기 비이온성 계면활성제들은 HLB값은 10 이상, 운점온도는 60℃ 이상을 나타내는데, 이러한 비이온성 계면활성제 성분들은 포토레지스트 도막과 유리기판 사이의 상호작용을 약하게 하여 알칼리성 화합물과 유기용매가 효과적으로 포토레지스트 도막에 침투하도록 한다. 또한 유리 기판으로부터 떨어져 나온 레지스트 성분이 유리 표면에 재부착되는 것을 방지해줄 뿐만 아니라, 박리액을 장시간 사용함에 따라 박리액이 산화되어 색이 변화되는 것을 방지해 주는 기능을 한다.
본 발명의 수계 박리액에 함유되는 비이온 계면활성제 성분의 함량이 0.01중량부 미만이면 포토레지스트 도막에 대한 침투력이 감소하여 박리효과가 미미하고, 10중량부를 초과하면 박리액의 점도가 증가함에 따라 박리후 DI로 완전히 린스되지 않으므로 포토레지스트 잔막이 유리기판에 재부착되며, 거품이 다량 발생하므로 유리기판의 세정에도 어려움이 있다. 비이온 계면활성제의 바람직한 함량은 0,1∼5중량부이다.
본 발명의 박리액은 수계 조성물로서, 물은 환경오염을 방지하고 인화성에 대한 안전성과 박리성을 높인다. 본 발명의 수계 박리액에 사용되는 물은 이온교환수, 증류수 등의 정제 처리된 물을 이용하는 것이 바람직한데, 물의 함유량은 5 내지 60중량부인 것이 바람직하다.
본 발명의 수계 박리액에는 테트라알킬암모늄히드록사이드 화합물 10 내지 60중량부를 더 첨가하는 것이 바람직하다. 테트라알킬암모늄히드록사이드 화합물은 하기 화학식 3으로 표시될 수 있다.
상기 화학식 3에서, R1, R2, R3, 및 R4는 각각 서로 독립적으로 비치환 알킬기 또는 치환 알킬기를 나타냄.
본 발명의 수계 박리액에 테트라알킬암모늄히드록사이드 화합물을 더 참가하면, 특히 칼라필터 기판의 R, G, B의 칼라레지스트 제거력을 향상시킬 수 있다. 테트라알킬암모늄히드록사이드 화합물의 첨가량은 포토레지스트 제거 효과와 유리기판에 대한 부식 가능성을 고려할 때, 10 내지 60중량부가 바람직한데, 더욱 바람직하게는 10∼50중량부이다.
상기 화학식 3에서, 비치환 알킬기로서는 탄소원자수 1∼4인 알킬기를 들 수 있는데, 특히 메틸기, 에틸기, n-부틸기인 것이 바람직하다. 또한 치환 알킬기로는 탄소 원자수가 1∼4인 알킬기의 수소 원자가 수산기, 알콕시기 또는 히드록시알킬기로 치환된 알킬기를 들 수 있는데, 특히 2-히드록시 에틸기, 3-히드록시 프로필기, 4-히드록시 부틸기, 2-메톡시에틸기, 2-(2-히드록시에톡시)에틸기인 것이 바람직하다. 이와 같은 테트라알킬암모늄히드록시드 화합물로는 테트라메틸암모늄히드록시드, 테트라에틸암모늄히드록시드, 테트라 n-부틸암모늄히드록시드, 테트라(2-히드록시에틸)암모늄히드록시드, 트리메틸(2-히드록시에틸)암모늄히드록시드, 트리메틸{2-(2-히드록시에톡시)에틸}암모늄히드록시드, 디메틸디에틸암모늄히드록시드 등을 들 수 있은데, 이들은 단독으로 또는 2종 이상을 혼합하여 사용할 수 있다. 특히 이 중에서도 테트라메틸암모늄히드록시드, 트리메틸(2-히드록시에틸)암모늄히드록시드가 바람직하게 사용될 수 있다.
이하, 본 발명을 구체적으로 설명하기 위해 실시예 및 비교예를 들어 상세하게 설명하기로 한다. 그러나, 본 발명에 따른 실시예들은 여러 가지 다른 형태로 변형될 수 있으며, 본 발명의 범위가 아래에서 상술하는 실시예들에 한정되는 것으로 해석되어져서는 안된다. 본 발명의 실시예들은 당업계에서 평균적인 지식을 가진 자에게 본 발명을 보다 완전하게 설명하기 위해서 제공되어지는 것이다.
실시예 1 내지 30
교반기가 설치되어 있는 혼합조에 하기 표 1 및 표 2에 기재된 성분과 함량에 따라 무기 알칼리성 화합물, 테트라알킬암모늄히드록사이드 화합물, 지방족아민 화합물, 알킬렌 글리콜계 유기용매, 비이온 계면활성제를 순차적으로 첨가하고, 여기에 총 중량이 100중량%가 되도록 초순수를 가한 후, 상온에서 0.5∼3시간동안 200∼600rpm의 속도로 교반하여 수계 박리액을 제조하였다.
비교예 1 내지 5
하기 표 2에 기재된 바와 같이 조성성분 및 함량을 변화시킨 것을 제외하고는 실시예와 동일한 방법으로 수계 박리액을 제조하였다.
이상과 같이 제조한 각각의 실시예 및 비교예에 따른 수계 박리액의 박리성, 부식성, 증발성을 하기 기준에 따라 평가하여 표 1 및 표 2에 나타냈다.
<박리성 평가>
실시예 및 비교예에 따라 제조한 박리액의 온도를 60℃로 유지시킨 후, 국내의 A(회사명을 정확히 기입)사의 TFT 칼라필터 시편을 대상으로 초음파 세정방법을 이용하여 포토레지스트 박리를 실시하였다. 처리시간이 경과함에 따른 박리 정도를 조사하여 아래의 평가 기준에 의해 평가하였다.
◎ : 10분 이내에 제거 완료
○ : 10분 이상 15분 이내에 제거 완료
× : 20분 이상 경과후에도 완전히 제거되지 않음.
<부식성 평가>
실시예 및 비교예에 따라 제조한 박리액의 온도를 60℃로 유지시키면서 박리성 평가에서 사용한 동일한 TFT 칼라필터 시편을 박리액에 2시간 동안 침지한 후 시편의 부식 정도를 조사하였다. Cr 블랙매트릭스와 유리기판의 부식 정도를 주사전자현미경 사진으로 확인하여 하기의 기준에 의해서 부식성을 평가하였다.
○ : Cr BM과 유리기판에 대한 부식이 없음.
△ : Cr BM과 유리기판에 대한 부식이 일부 발생함.
× : Cr BM과 유리기판의 부식이 다량 발생함.
<증발손실 평가>
실시예 및 비교예에 따라 제조한 박리액을 100g 정량하여 유리 비이커에 넣은 후, 박리액의 온도를 60℃로 유지시켰다. 그런 다음, 6시간이 경과한 후의 박리액의 무게를 측정하여, 증발에 의해 손실된 양을 백분율로 표시하였다.
구분 박리액의 조성 (중량%) 평 가
KOH TMAH BDG MEA SP-318 DI 박리성 부식성 증발량(%)
실시예 1 3 20 20 10 1 to 100 ◎ ○ 8
실시예 2 3 30 20 10 1 to 100 ◎ ○ 6
실시예 3 3 40 20 10 1 to 100 ◎ ○ 7
실시예 4 3 50 20 10 1 to 100 ◎ ○ 8
실시예 5 3 60 20 10 1 to 100 ◎ ○ 8
실시예 6 5 40 30 1 1 to 100 ◎ ○ 8
실시예 7 5 40 30 3 1 to 100 ◎ ○ 7
실시예 8 5 40 30 5 1 to 100 ◎ ○ 8
실시예 9 5 40 30 7 1 to 100 ◎ ○ 8
실시예 10 5 40 30 9 1 to 100 ◎ ○ 8
구분 박리액의 조성 (중량%) 평 가
KOH TMAH EC MEA SP-318 DI 박리성 부식성 증발량(%)
실시예 11 5 40 30 10 0.5 to 100 ◎ ○ 9
실시예 12 5 40 30 10 1. to 100 ◎ ○ 9
실시예 13 5 40 30 10 1.5 to 100 ◎ ○ 9
실시예 14 5 40 30 10 2 to 100 ◎ ○ 9
실시예 15 5 40 30 10 2.5 to 100 ◎ ○ 9
실시예 16 1 40 30 10 1 to 100 ◎ ○ 11
실시예 17 3 40 30 10 1 to 100 ◎ ○ 11
실시예 18 5 40 30 10 1 to 100 ◎ ○ 10
실시예 19 7 40 30 10 1 to 100 ◎ ○ 10
실시예 20 9 40 30 10 1 to 100 ◎ ○ 10
구분 박리액의 조성 (중량%) 평 가
KOH TMAH MC MEA ISODOLOP-10 DI 박리성 부식성 증발량(%)
실시예 21 3 30 30 15 0.5 to 100 ◎ ○ 11
실시예 22 3 30 30 15 1.5 to 100 ◎ ○ 10
실시예 23 3 30 30 15 2 to 100 ◎ ○ 10
실시예 24 3 30 30 15 2.5 to 100 ◎ ○ 10
실시예 25 3 20 30 15 3 to 100 ◎ ○ 10
실시예 26 3 40 15 10 1 to 100 ◎ ○ 11
실시예 27 3 40 20 10 1 to 100 ◎ ○ 10
실시예 28 3 40 25 10 1 to 100 ◎ ○ 11
실시예 29 3 40 30 10 1 to 100 ◎ ○ 11
실시예 30 3 40 35 10 1 to 100 ◎ ○ 10
구분 박리액의 조성(중량%) 평 가
KOH TMAH EC MEA ISODOLOP-10 DI 박리성 부식성 증발량(%)
비교예 1 - 60 20 1 - to 100 × × 11
비교예 2 - 60 20 3 - to 100 × × 10
비교예 3 - 60 20 5 - to 100 × × 10
비교예 4 0.05 60 20 10 1 to 100 × × 10
비교예 5 - 60 20 10 1 to 100 × × 10
*TMAH(20% soln.) : 테트라메틸암모늄히드록시드, BDG : 부틸디글리콜, EC : 에틸카비톨, MC : 메틸카비톨, MEA : 모노에탄올아민, DI : 초순수, SP-318 : 화학식 1의 비이온성 계면활성제(구입처:(주)한농화성), ISODOL OP-10 : 화학식 1의 비이온성 계면활성제(구입처:(주) IC Chem)
상기 표 1 및 2를 참조하면, 본 발명의 함량에 따른 성분을 함유하는 수계 박리액(실시예 1~20)은 단시간 내에 포토레지스트를 완전히 박리할 뿐만 아니라, 부식성도 없음을 알 수 있다.
한편, 본 발명에 따른 비이온성 계면활성제 또는 무기 알칼리성 화합물을 함유하지 않거나, 본 발명의 함량에서 벗어난 수계 박리액은 박리성이 불량하며 하부 금속막을 부식시키는 것으로 나타났다(비교예 1~5).
이상에서 살펴본 바와 같이, 본 발명의 포토레지스트용 수계 박리액은 특히 적량의 무기 알칼리성 화합물과 방향족 알코올 또는 지방족 알코올에 알킬렌 옥사이드가 부가된 비이온 계면활성제를 함유하으로써 종래의 박리액으로는 제거가 용이하지 않았던 에폭시계, 에폭시 아크릴레이트계, 아크릴레이트계 등의 오버코트, 포토스페이서용 레지스트, 적색, 녹색, 청색의 칼라필터 포토레지스트, 블랙매트릭스 수지, IPA와 MVA와 같은 특수 패턴 등에 사용되는 네거티브와 포지티브 포토레지스트를 단시간 내에 효과적으로 제거할 수 있다. 또한, 포토레지스트 제거공정 중에서 발생하는 하부 금속막의 부식을 최소화할 수 있을 뿐만 아니라, 증발에 의한 박리액의 손실 및 박리액의 경시변화가 적으므로 박리액의 교체주기를 최대화 할 수 있다.

Claims (7)

  1. 무기 알칼리성 화합물 0.1 내지 15중량부; 지방족아민 화합물 0.5 내지 20중량부; 알킬렌 글리콜계 유기용매 10 내지 45중량부; 및 하기 화학식 1로 표시되는 화합물, 하기 화학식 2로 표시되는 화합물 및 이들의 혼합물로 이루어진 군으로부터 선택된 비이온성 계면활성제 0.01 내지 10중량부를 함유하는 수용액으로 이루어진 것을 특징으로 하는 포토레지스트용 수계 박리액;
    <화학식 1>
    상기 화학식 1에서, R은 수소원자, 탄소수가 1 내지 9인 알킬기, 탄소수가 2 내지 5인 알케닐기, 페닐기 및 스티렌기로 이루어진 군으로부터 선택된 어느 하나이고, m은 치환기 수로서 1 내지 3인 정수이고, AO는 옥시에틸렌기, 옥시프로필렌기 및 폴리옥시에틸렌·폴리옥시프로필렌 블록 공중합체로 이루어진 군으로부터 선택된 어느 하나이고, n은 0 내지 4인 정수이고, o는 1 내지 20인 정수임;
    <화학식 2>
    상기 화학식 2에서, R1, R2는 서로 독립적으로 수소원자, 탄소수가 4 내지18인 알킬기 및 탄소수가 4 내지 18인 알케닐기로 이루어진 군으로부터 선택된 어느 하나이고, AO는 옥시에틸렌기, 옥시프로필렌기 및 폴리옥시에틸렌·폴리옥시프로필렌 블록 공중합체로 이루어진 군으로부터 선택된 어느 하나이고, p는 1 내지 20인 정수임.
  2. 제1항에 있어서, 상기 무기 알칼리성 화합물은 수산화칼륨인 것을 특징으로 하는 포토레지스트용 수계 박리액.
  3. 제1항에 있어서, 상기 지방족아민 화합물은 25℃의 수용액에서의 산해리 정수가 7.5 내지 13인 것을 특징으로 하는 포토레지스트용 수계 박리액.
  4. 제1항에 있어서, 상기 알킬렌 글리콜계 유기용매는 모노에탄올아민, 2-(2-아미노에톡시)에탄올, 디에틸렌트리아민, 트리에틸렌테트라아민, 시클로헥실아민, 피페라딘 및 이들의 혼합물로 이루어진 군으로부터 선택된 어느 하나인 것을 특징으로 하는 포토레지스트용 수계 박리액.
  5. 제1항에 있어서, 순수의 함유량은 5 내지 60중량부인 것을 특징으로 하는 포토레지스트용 수계 박리액.
  6. 제1항에 있어서, 테트라알킬암모늄히드록사이드 화합물 10 내지 60중량부를더 함유하는 것을 특징으로 하는 포토레지스트용 수계 박리액.
  7. 제6항에 있어서, 상기 테트라알킬암모늄히드록사이드 화합물은 테트라메틸암모늄히드록시드, 테트라에틸암모늄히드록시드, 테트라 n-부틸암모늄히드록시드, 테트라(2-히드록시에틸)암모늄히드록시드, 트리메틸(2-히드록시에틸)암모늄히드록시드, 트리메틸{2-(2-히드록시에톡시)에틸}암모늄히드록시드, 디메틸디에틸암모늄히드록시드 및 이들의 혼합물로 이루어진 군으로부터 선택된 어느 하나인 것을 특징으로 하는 포토레지스트용 수계 박리액.
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