KR20030063058A - Negative Photoresist And Method Of Manufacturing Pattern Using The Same - Google Patents
Negative Photoresist And Method Of Manufacturing Pattern Using The Same Download PDFInfo
- Publication number
- KR20030063058A KR20030063058A KR1020020003622A KR20020003622A KR20030063058A KR 20030063058 A KR20030063058 A KR 20030063058A KR 1020020003622 A KR1020020003622 A KR 1020020003622A KR 20020003622 A KR20020003622 A KR 20020003622A KR 20030063058 A KR20030063058 A KR 20030063058A
- Authority
- KR
- South Korea
- Prior art keywords
- photoresist
- pattern
- weight
- parts
- negative
- Prior art date
Links
Classifications
-
- G—PHYSICS
- G03—PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
- G03F—PHOTOMECHANICAL PRODUCTION OF TEXTURED OR PATTERNED SURFACES, e.g. FOR PRINTING, FOR PROCESSING OF SEMICONDUCTOR DEVICES; MATERIALS THEREFOR; ORIGINALS THEREFOR; APPARATUS SPECIALLY ADAPTED THEREFOR
- G03F7/00—Photomechanical, e.g. photolithographic, production of textured or patterned surfaces, e.g. printing surfaces; Materials therefor, e.g. comprising photoresists; Apparatus specially adapted therefor
- G03F7/004—Photosensitive materials
- G03F7/038—Macromolecular compounds which are rendered insoluble or differentially wettable
- G03F7/0382—Macromolecular compounds which are rendered insoluble or differentially wettable the macromolecular compound being present in a chemically amplified negative photoresist composition
-
- G—PHYSICS
- G03—PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
- G03F—PHOTOMECHANICAL PRODUCTION OF TEXTURED OR PATTERNED SURFACES, e.g. FOR PRINTING, FOR PROCESSING OF SEMICONDUCTOR DEVICES; MATERIALS THEREFOR; ORIGINALS THEREFOR; APPARATUS SPECIALLY ADAPTED THEREFOR
- G03F7/00—Photomechanical, e.g. photolithographic, production of textured or patterned surfaces, e.g. printing surfaces; Materials therefor, e.g. comprising photoresists; Apparatus specially adapted therefor
- G03F7/004—Photosensitive materials
- G03F7/0045—Photosensitive materials with organic non-macromolecular light-sensitive compounds not otherwise provided for, e.g. dissolution inhibitors
-
- G—PHYSICS
- G03—PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
- G03F—PHOTOMECHANICAL PRODUCTION OF TEXTURED OR PATTERNED SURFACES, e.g. FOR PRINTING, FOR PROCESSING OF SEMICONDUCTOR DEVICES; MATERIALS THEREFOR; ORIGINALS THEREFOR; APPARATUS SPECIALLY ADAPTED THEREFOR
- G03F7/00—Photomechanical, e.g. photolithographic, production of textured or patterned surfaces, e.g. printing surfaces; Materials therefor, e.g. comprising photoresists; Apparatus specially adapted therefor
- G03F7/004—Photosensitive materials
- G03F7/022—Quinonediazides
- G03F7/023—Macromolecular quinonediazides; Macromolecular additives, e.g. binders
- G03F7/0233—Macromolecular quinonediazides; Macromolecular additives, e.g. binders characterised by the polymeric binders or the macromolecular additives other than the macromolecular quinonediazides
-
- G—PHYSICS
- G03—PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
- G03F—PHOTOMECHANICAL PRODUCTION OF TEXTURED OR PATTERNED SURFACES, e.g. FOR PRINTING, FOR PROCESSING OF SEMICONDUCTOR DEVICES; MATERIALS THEREFOR; ORIGINALS THEREFOR; APPARATUS SPECIALLY ADAPTED THEREFOR
- G03F7/00—Photomechanical, e.g. photolithographic, production of textured or patterned surfaces, e.g. printing surfaces; Materials therefor, e.g. comprising photoresists; Apparatus specially adapted therefor
- G03F7/004—Photosensitive materials
- G03F7/022—Quinonediazides
- G03F7/023—Macromolecular quinonediazides; Macromolecular additives, e.g. binders
- G03F7/0233—Macromolecular quinonediazides; Macromolecular additives, e.g. binders characterised by the polymeric binders or the macromolecular additives other than the macromolecular quinonediazides
- G03F7/0236—Condensation products of carbonyl compounds and phenolic compounds, e.g. novolak resins
-
- G—PHYSICS
- G03—PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
- G03F—PHOTOMECHANICAL PRODUCTION OF TEXTURED OR PATTERNED SURFACES, e.g. FOR PRINTING, FOR PROCESSING OF SEMICONDUCTOR DEVICES; MATERIALS THEREFOR; ORIGINALS THEREFOR; APPARATUS SPECIALLY ADAPTED THEREFOR
- G03F7/00—Photomechanical, e.g. photolithographic, production of textured or patterned surfaces, e.g. printing surfaces; Materials therefor, e.g. comprising photoresists; Apparatus specially adapted therefor
- G03F7/004—Photosensitive materials
- G03F7/038—Macromolecular compounds which are rendered insoluble or differentially wettable
Abstract
Description
본 발명은 네가티브형 포토레지스트 및 이를 사용한 패턴의 형성 방법에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 포토레지스트 패턴의 저부에서 나타나는 언더컷 현상을 개선하여 패턴의 선폭 변화를 줄일 수 있는 네가티브형 포토레지스트 및 이를 사용한 패턴의 형성 방법에 관한 것이다.The present invention relates to a negative photoresist and a method of forming a pattern using the same, and more particularly, a negative photoresist and a pattern using the same that can reduce the line width change of the pattern by improving the undercut phenomenon appearing at the bottom of the photoresist pattern It relates to a method of forming.
오늘날과 같은 정보화 사회에 있어서 전자 디스플레이 장치(electronic display device)의 역할은 갈수록 중요해지며, 각종 전자 디스플레이 장치가 다양한 산업 분야에 광범위하게 사용되고 있다. 이러한 전자 디스플레이 분야는 발전을 거듭하여 다양화하는 정보화 사회의 요구에 적합한 새로운 기능의 전자 디스플레이 장치가 계속 개발되고 있다.In today's information society, the role of electronic display devices becomes more and more important, and various electronic display devices are widely used in various industrial fields. In the electronic display field, new functions of electronic display devices are continuously being developed to meet the needs of an information society that is diversifying and developing.
일반적으로 전자 디스플레이 장치란 다양한 정보를 시각을 통하여 인간에게 전달하는 장치를 말한다. 즉, 전자 디스플레이 장치란 각종 전자 기기로부터 출력되는 전기적 정보 신호를 인간의 시각으로 인식 가능한 광 정보 신호로 변환하는 전자 장치라고 정의될 수 있으며, 인간과 전자 기기를 연결하는 가교적인 역할을 담당하는 장치로 정의될 수도 있다.In general, an electronic display device refers to a device that transmits various information to a human through vision. That is, an electronic display device may be defined as an electronic device that converts electrical information signals output from various electronic devices into optical information signals that can be recognized by a human eye, and serves as a bridge that connects humans and electronic devices. It may be defined as.
이러한 전자 디스플레이 장치에 있어서, 광 정보 신호가 발광 현상에 의해 표시되는 경우에는 발광형 표시(emissive display) 장치로 불려지며, 반사, 산란, 간섭 현상 등에 의하여 광 변조로 표시되는 경우에는 수광형 표시(non-emissivedisplay) 장치로 일컬어진다. 능동형 표시 장치라고도 불리는 상기 발광형 표시 장치로는 음극선관(cathode ray tube; CRT), 플라즈마 디스플레이 패널(plasma display panel; PDP), 발광 다이오드(light emitting diode; LED) 및 일렉트로 루미네슨트 디스플레이(electroluminescent display; ELD) 등을 들 수 있다. 또한, 수동형 표시 장치인 상기 수광형 표시 장치에는 액정표시장치(liquid crystal display; LCD) (electrochemical display; ECD) 및 전기 영동 표시 장치(electrophoretic image display; EPID) 등이 해당된다.In such an electronic display device, when an optical information signal is displayed by a light emitting phenomenon, it is called an emissive display device, and when the optical information signal is displayed by light modulation due to reflection, scattering, or interference phenomenon, the light receiving display ( It is called a non-emissive display device. The light emitting display device, also called an active display device, includes a cathode ray tube (CRT), a plasma display panel (PDP), a light emitting diode (LED), and an electroluminescent display (electroluminescent display). display; ELD). In addition, the light receiving display device, which is a passive display device, includes a liquid crystal display (LCD), an electrochemical display (ECD), an electrophoretic image display (EPID), and the like.
텔레비전이나 컴퓨터용 모니터 등과 같은 화상표시 장치에 사용되는 가장 오랜 역사를 갖는 디스플레이 장치인 음극선관(CRT)은 표시 품질 및 경제성 등의 면에서 가장 높은 점유율을 차지하고 있으나, 무거운 중량, 큰 용적 및 높은 소비 전력 등과 같은 많은 단점을 가지고 있다.Cathode ray tube (CRT), the oldest display device used in image display devices such as televisions and computer monitors, occupies the highest share in terms of display quality and economy, but has a high weight, large volume and high consumption. It has many disadvantages such as power.
그러나, 반도체 기술의 급속한 진보에 의하여 각종 전자 장치의 고체화, 저 전압 및 저 전력화와 함께 전자 기기의 소형 및 경량화에 따라 새로운 환경에 적합한 전자 디스플레이 장치, 즉 얇고 가벼우면서도 낮은 구동 전압 및 낮은 소비 전력의 특징을 갖춘 평판 패널(flat panel)형 디스플레이 장치에 대한 요구가 급격히 증대하고 있다.However, due to the rapid progress of semiconductor technology, the electronic display device suitable for the new environment according to the solidification, low voltage and low power of various electronic devices, and the small size and light weight of the electronic device, that is, thin, light, low driving voltage and low power consumption The demand for flat panel display devices with features is rapidly increasing.
현재 개발된 여러 가지 평판 디스플레이 장치 가운데 액정표시장치는 다른 디스플레이 장치에 비하여 얇고 가벼우며, 낮은 소비 전력 및 낮은 구동 전압을 갖추고 있는 동시에 음극선관에 가까운 화상 표시가 가능하기 때문에 다양한 전자 장치에 광범위하게 사용되고 있다. 또한, 액정표시장치는 제조가 용이하기 때문에 더욱 그 적용 범위를 확장해가고 있다.Among the various flat panel display devices currently developed, liquid crystal displays are thinner and lighter than other display devices, and are widely used in various electronic devices because they have low power consumption and low driving voltage and can display images close to cathode ray tubes. have. In addition, since the liquid crystal display device is easy to manufacture, the range of application thereof is further expanded.
이와 같은, 액정 표시 장치는 외부 광원을 이용하여 화상을 표시하는 투사형 액정표시 장치와 외부 광원 대신 자연광을 이용하는 반사형 액정 표시 장치로 구분될 수 있다.Such a liquid crystal display may be classified into a projection type liquid crystal display device displaying an image using an external light source and a reflection type liquid crystal display device using natural light instead of the external light source.
상기 반사형 액정 표시 장치는 투사형 액정 표시 장치에 비하여 소비 전력이 낮은 동시에 옥외에서의 화상 표시 품질이 우수하다는 장점이 있다. 또한, 반사형 액정 표시 장치는 백 라이트와 같은 별도의 광원을 요구하지 않기 때문에 얇고 가벼운 장치를 구현할 수 있다는 이점도 있다.The reflection type liquid crystal display device has advantages of lower power consumption and better image display quality in outdoor than a projection type liquid crystal display device. In addition, since the reflective liquid crystal display does not require a separate light source such as a backlight, there is an advantage in that a thin and light device can be realized.
그러나, 현재의 반사형 액정표시 장치는 그 표시 화면이 어둡고 고정세 표시 및 컬러 표시에 적절히 대응하기 어렵기 때문에 수자나 간단한 문자의 표시만을 요구하는 한정적인 장치에만 사용되고 있다. 따라서, 반사형 액정 표시 장치가 다양한 전자 디스플레이 장치로서 이용되기 위해서는 반사 효율의 향상과 고정세화 및 컬러화가 요구된다. 또한, 이와 함께 적절한 밝기와 빠른 응답속도 및 화상 콘트라스트의 향상도 요구된다.However, the current reflective liquid crystal display device is used only for a limited device requiring only the display of numbers or simple characters because its display screen is dark and difficult to properly cope with high-definition display and color display. Therefore, in order to use the reflective liquid crystal display device as various electronic display devices, improvement of reflection efficiency, high definition, and colorization are required. In addition, an appropriate brightness, fast response speed, and image contrast improvement are also required.
현재 LCD 공정에서 게이트의 금속막으로서 Cr/Al-Nd 혹은 Al-Nd/Mo을 많이 사용하며 픽셀 전극으로는 ITO(Indium Tin Oxide) 막을 많이 사용하고 있다. 그런데, 이러한 각종 막의 패턴의 형성시에 패턴간에 발생되는 결함을 줄이기 위하여 네가티브 포토레지스트를 적용하려는 시도가 이루어지고 있다. 네가티브 포토레지스트는 포지티브형과는 반대로 노광된 부분이 수불용성이 되어 현상시 남게되는 수지이다. 이러한 수지를 적용하여 패턴을 형성하는 방법을 도 1a 내지 1d를 참고로하여 설명하면 다음과 같다.In the LCD process, Cr / Al-Nd or Al-Nd / Mo is often used as the metal film of the gate, and ITO (Indium Tin Oxide) film is used as the pixel electrode. However, attempts have been made to apply negative photoresists in order to reduce defects generated between patterns when forming patterns of various films. Negative photoresist is a resin in which the exposed portion becomes water insoluble and remains during development as opposed to the positive type. A method of forming a pattern by applying such a resin will be described below with reference to FIGS. 1A to 1D.
도 1a를 참고하면, 먼저, 네가티브형 포토레지스트 조성물을 침지, 분무, 회전 및 스핀 코팅을 포함하는 통상적인 방법으로 패터닝될 막(12)이 형성된 기판(10)상에 도포하여 포토레지스트막(14)을 형성한다. 예를 들면, 스핀 코팅 방법을 이용하는 경우 포토레지스트 조성물의 고체 함량을 스피닝 장치의 종류와 방법에 따라 적절히 변화시킴으로써 목적하는 두께의 피복물을 형성할 수 있다.Referring to FIG. 1A, first, a negative photoresist composition is applied onto a substrate 10 on which a film 12 to be patterned is patterned by a conventional method including dipping, spraying, rotating, and spin coating. ). For example, when the spin coating method is used, a coating having a desired thickness can be formed by appropriately changing the solid content of the photoresist composition according to the type and method of the spinning apparatus.
상기 패터닝될 막(12)으로는 절연막 또는 도전성막을 모두 사용할 수 있으며 예컨대, 실리콘, 알루미늄, 인듐 틴옥사이드(ITO), 인듐 징크옥사이드(IZO), 몰리브덴, 이산화실리콘, 도핑된 이산화실리콘, 질화실리콘, 탄탈륨, 구리, 폴리실리콘, 세라믹, 알루미늄/구리 혼합물, 각종 중합성 수지등 패턴을 형성하고자 하는 모든 기재가 예외없이 적용될 수 있다.As the film 12 to be patterned, both an insulating film or a conductive film may be used. For example, silicon, aluminum, indium tin oxide (ITO), indium zinc oxide (IZO), molybdenum, silicon dioxide, doped silicon dioxide, silicon nitride, Tantalum, copper, polysilicon, ceramics, aluminum / copper mixtures, various polymerizable resins, and the like are all applicable substrates for forming patterns.
상기한 방법중 어느 하나의 방법에 의하여 기판상에 코팅된 포토레지스트 조성물은 80∼130℃의 온도로 가열 처리하는데 이를 소프트 베이크(soft bake) 공정이라고 한다. 이러한 열처리는 포토레지스트 조성물 중 고체 성분을 열분해시키지 않으면서 용매를 증발시키기 위하여 수행한다. 일반적으로 소프트 베이크 공정을 통하여 용매의 농도를 최소화 하는 것이 바람직하며, 따라서 이러한 열처리는 대부분의 용매가 증발될 때까지 이루어진다. 특히, 액정표시장치 회로용 포토레지스트막의 경우 두께 2㎛ 이하의 얇은 피복막이 기판에 남을 때까지 수행하도록 한다.The photoresist composition coated on the substrate by any one of the methods described above is heat treated at a temperature of 80 to 130 ° C., which is called a soft bake process. This heat treatment is performed to evaporate the solvent without pyrolyzing the solid component in the photoresist composition. In general, it is desirable to minimize the concentration of the solvent through a soft bake process, so this heat treatment is performed until most of the solvent has evaporated. In particular, in the case of a photoresist film for a liquid crystal display device circuit, a thin coating film having a thickness of 2 μm or less remains on the substrate.
도 1b를 참고하면, 포토레지스트막(14)을 적당한 마스크 또는 형판(18) 등을 사용하여 빛, 특히 자외선(16)에 선택적으로 노광시킴으로써 노광된 부위가 광반응에 의해 이후 수행되는 현상공정에서 용해되지 않는 수불가용성 수지가 되도록 한다.Referring to FIG. 1B, a photoresist film 14 is selectively exposed to light, in particular ultraviolet light 16, using a suitable mask or template 18 or the like in a developing process in which the exposed portion is subsequently performed by a photoreaction. It is made to be a water-insoluble resin that does not dissolve.
도 1c를 참고하면, 노광된 포토레지스트막(14)을 현상 수용액에 침지시킨 후, 빛에 노출되지 않은 부위의 전부 또는 거의 대부분 용해될 때까지 방치한다. 이를 열처리하여 포토레지스트막의 접착성 및 내화학성을 증진시킬 수 있는데, 이를 일반적으로 노광후 베이크(PEB; post exposure bake) 공정이라고 한다. 이러한 열처리는 포토레지스트막의 연화점 이하의 온도에서 이루어지며, 바람직하게는 90∼140℃의 온도에서 행할 수 있다.Referring to FIG. 1C, the exposed photoresist film 14 is immersed in a developing aqueous solution, and then left until all or almost all of the portions not exposed to light are dissolved. The heat treatment may improve the adhesion and chemical resistance of the photoresist film, which is generally referred to as a post exposure bake (PEB) process. This heat treatment is performed at a temperature below the softening point of the photoresist film, and preferably at a temperature of 90 to 140 ° C.
노광된 부위가 용해되어 제거된 기판을 현상액으로부터 꺼내어 건조시키면 목적하는 형태의 포토레지스트 패턴(14a)을 형성하게 된다.When the exposed part is dissolved and removed, the substrate is removed from the developer and dried to form a photoresist pattern 14a of a desired shape.
도 1d를 참고하면, 이와 같이 포토레지스트 패턴(14a)에 의해 노출된 막(12)을 부식 용액 또는 기체 플라즈마로 처리하여 식각하도록 한다. 이 때 노출되지 않은 부위는 포토레지스트 패턴에 의하여 보호된다. 이와 같이 식각한 후 적절한 스트리퍼로 포토레지스트 패턴을 제거함으로써 기판상에 원하는 디자인을 갖는 미세 회로 패턴(12a)을 형성하게 된다.Referring to FIG. 1D, the film 12 exposed by the photoresist pattern 14a is etched by treating with a corrosion solution or a gas plasma. At this time, the unexposed portion is protected by the photoresist pattern. After etching, the photoresist pattern is removed with an appropriate stripper to form a fine circuit pattern 12a having a desired design on the substrate.
그런데, 상기한 바와 같이 종래의 네가티브형 포토레지스트를 적용하면, 도 1c의 확대된 단면도에 나타난 바와 같이 현상후 남게 되는 포토레지스트 패턴의 저부가 용해되어 언더컷(14b)을 발생시킨다는 문제가 있다. 이러한 언더컷에 의해 하부막의 식각시 원하지 않는 오버-에칭이 야기되어 하부막의 패턴 선폭을 원하는 수준으로 유지하기가 어렵게 된다. 이는 결국 패턴의 유니포미티를 저하시키고 양질의 LCD 제품의 제조에 저해 요인이 되는 것이다.However, when the conventional negative photoresist is applied as described above, there is a problem that the bottom portion of the photoresist pattern remaining after development is dissolved to generate the undercut 14b as shown in the enlarged cross-sectional view of FIG. 1C. This undercut causes unwanted over-etching during etching of the lower layer, making it difficult to maintain the pattern line width of the lower layer at a desired level. This in turn lowers the uniformity of the pattern and becomes a detrimental factor in the manufacture of high quality LCD products.
본 발명의 목적은 상기한 문제점을 감안한 것으로서, 조성물 내에 적절한 첨가제를 사용하는 것에 의해 포토레지스트 패턴의 언더컷 발생을 억제할 수 있는 네가티브형 포토레지스트를 제공하는 것이다.SUMMARY OF THE INVENTION An object of the present invention is to provide a negative photoresist capable of suppressing undercut of a photoresist pattern by using an appropriate additive in a composition in view of the above problems.
본 발명의 다른 목적은 상기한 네가티브형 포토레지스트를 채용하여 제조하는 것에 의해 프로파일이 향상된 패턴의 제조방법을 제공하는 것이다.Another object of the present invention is to provide a method for producing a pattern having an improved profile by employing the negative photoresist described above.
* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명 *Explanation of symbols on the main parts of the drawings
도 1a 내지 1d는 네가티브형 포토레지스트를 사용하여 패턴을 형성하는 방법을 나타내는 개략적인 단면도이다.1A to 1D are schematic cross-sectional views illustrating a method of forming a pattern using a negative photoresist.
도 2a 내지 2d는 종래의 네가티브형 포토레지스트를 사용하여 제조한 패턴에 대한 단면도로서, PEB 열처리 온도 조건에 따른 패턴의 변화를 비교하여 나타낸 것이다.2A to 2D are cross-sectional views of patterns manufactured using a conventional negative photoresist, and show comparisons of patterns according to PEB heat treatment temperature conditions.
도 3a 내지 3e는 본 발명에 따른 네가티브형 포토레지스트를 사용하여 제조한 패턴에 대한 단면도로서, PEB 열처리 온도 조건에 따른 패턴의 변화를 비교하여 나타낸 것이다.3A to 3E are cross-sectional views of patterns produced using the negative photoresist according to the present invention, and show changes in the pattern according to PEB heat treatment temperature conditions.
도 4a는 네가티브형 포토레지스트를 사용하여 패턴의 제조시 노광에 의한 조성물 내에서 진행되는 메카니즘을 나타낸다.4A shows a mechanism that proceeds in a composition by exposure in the manufacture of a pattern using a negative photoresist.
도 4b는 종래의 네가티브형 포토레지스트를 사용하여 패턴의 제조시 노광후 및 PEB 열처리에 따라 조성물내에서 진행되는 메카니즘을 나타낸다.4B shows a mechanism that proceeds in the composition following post-exposure and PEB heat treatment in the manufacture of a pattern using conventional negative photoresists.
도 4c는 본 발명의 네가티브형 포토레지스트를 사용하여 패턴의 제조시 노광후 및 PEB 열처리에 따라 조성물내에서 진행되는 메카니즘을 나타낸다.4C shows the mechanism that proceeds in the composition following post-exposure and PEB heat treatment in the preparation of the pattern using the negative photoresist of the present invention.
상술한 본 발명의 목적을 달성하기 위하여 본 발명에서는 노볼락 수지 10∼40 중량부, 광에 의해 산을 발생시키는 감광성 유기화합물(PAG; photo acid generator) 0.5∼1.5 중량부, 유기 용매 50∼100 중량부, 가교결합제 2∼5 중량부 및 염기첨가제를 포함하는 네가티브형 포토레지스트를 제공한다.In order to achieve the above object of the present invention, in the present invention, 10 to 40 parts by weight of a novolak resin, 0.5 to 1.5 parts by weight of a photosensitive organic compound (PAG; photo acid generator) generating an acid by light, and 50 to 100 organic solvents. It provides a negative photoresist comprising parts by weight, 2 to 5 parts by weight of crosslinking agent and base additive.
상기 염기첨가제로는 질소함유 유기화합물로서 1급 아민, 2급 아민, 3급 아민, 불포화 사이클릭 아민 및 4급 암모늄염을 포함하는 것이 바람직하게 사용되며, 더욱 바람직하게는 4-벤질피리딘, 2,2,6,6-테트라메틸-4-피페리디놀 및 N-메틸 카프로락탐으로 이루어진 군에서 선택된 적어도 하나가 사용된다. 이러한 염기첨가제의 사용량은 0.3∼1 중량부 범위로 하는 것이 좋다.As the base additive, those containing primary amines, secondary amines, tertiary amines, unsaturated cyclic amines and quaternary ammonium salts are preferably used as nitrogen-containing organic compounds, more preferably 4-benzylpyridine, 2, At least one selected from the group consisting of 2,6,6-tetramethyl-4-piperidinol and N-methyl caprolactam is used. The amount of such base additive used is preferably in the range of 0.3 to 1 part by weight.
상기한 본 발명의 다른 목적은Another object of the present invention described above
기재상에 청구항 1항의 네가티브형 포토레지스트를 도포하고 건조하여 포토레지스트막을 제조하는 단계;Preparing a photoresist film by applying and drying the negative photoresist of claim 1 on a substrate;
상기 포토레지스트막을 소정의 온도 범위에서 소정 시간 동안 열처리 하는 단계;Heat treating the photoresist film at a predetermined temperature range for a predetermined time;
소정 형상의 마스크를 개재하고 상기 열처리된 포토레지스트막을 노광하는 단계; 및Exposing the heat-treated photoresist film through a mask having a predetermined shape; And
노광된 포토레지스트막을 현상하여 포토레지스트 패턴을 제조하는 단계를 포함하는 패턴의 형성방법에 의해 달성된다.It is achieved by a method of forming a pattern comprising developing the exposed photoresist film to produce a photoresist pattern.
상기 열처리는 90∼130℃의 온도 범위에서 50∼200초 동안 수행되는 것이 바람직하며, 상기 포토레지스트는 액정표시장치의 회로 제조용으로서 용이하게 적용될 수 있다.The heat treatment is preferably performed for 50 to 200 seconds in the temperature range of 90 to 130 ℃, the photoresist can be easily applied for circuit manufacturing of the liquid crystal display device.
이상과 같은 본 발명에 의하면 네가티브형 포토레지스트에 염기 첨가제를 사용하는 것에 의해, 노광후 광에 의해 산을 발생시키는 물질에서 발생한 산(H+)이 외기와 반응하여 현상후 언더컷 및 기타 잔류물을 발생하지 않도록 하여 양호한 프로파일을 갖는 패턴의 형성이 가능하게 한 것이다.According to the present invention as described above, by using the base additive in the negative photoresist, the acid (H +) generated in the acid-producing material by post-exposure light reacts with the outside air to generate undercut and other residue after development It is possible to form a pattern having a good profile so as not to.
이하, 첨부된 도면을 참고로 하여 본 발명을 더욱 상세히 설명하기로 한다. 종래의 네가티브형 포토레지스트 및 본 발명에 따른 네가티브형 포토레지스트를 글라스상에 코팅하고, 노광, PEB 열처리를 실시하고 현상하여 얻어지는 포토레지스트 패턴에서, 저부에서의 언더컷 현상이 PEB 열처리 온도에 따라서 어떻게 변하는지 실험하였다. 도면은 10㎛ 패턴에 대한 사진을 도면으로 나타낸 것이다.Hereinafter, the present invention will be described in more detail with reference to the accompanying drawings. In a photoresist pattern obtained by coating a conventional negative photoresist and a negative photoresist according to the present invention on a glass, performing exposure and PEB heat treatment, and developing, how the undercut phenomenon at the bottom varies with the PEB heat treatment temperature. Experiment. The figure shows the photograph about a 10 micrometer pattern by figure.
도 2a 내지 2d는 종래의 네가티브형 포토레지스트를 사용하여 제조한 패턴에 대한 단면도로서, PEB 열처리 온도 조건에 따른 패턴의 변화를 비교하여 나타낸 것이다. 패터닝될 막(12) 상에는 포토레지스트 패턴(14a)이 형성되어 있다.2A to 2D are cross-sectional views of patterns manufactured using a conventional negative photoresist, and show comparisons of patterns according to PEB heat treatment temperature conditions. The photoresist pattern 14a is formed on the film 12 to be patterned.
도면을 통하여 볼 때, PEB 조건이 110℃의 온도에서 60초 동안인 경우에는 언더컷 발생이 거의 없이 만족할 만한 패턴이 얻어지지만 그 이외의 온도 영역에서는 언더컷 현상이 심하게 나타나기 때문에 적용이 곤란하다는 것을 확인할 수 있다.Through the drawings, when the PEB condition is 60 seconds at a temperature of 110 ℃, a satisfactory pattern is obtained with almost no undercut occurs, but it can be confirmed that the application is difficult because undercut phenomenon is severe in other temperature ranges. have.
도 3a 내지 3e는 본 발명에 따라 염기 첨가제를 포함하는 네가티브형 포토레지스트를 사용하여 제조한 패턴에 대한 단면도로서, PEB 열처리 온도 조건에 따른 패턴의 변화를 비교하여 나타낸 것이다. 패터닝될 막(22) 상에는 포토레지스트 패턴(24a)이 형성되어 있다.3A to 3E are cross-sectional views of patterns prepared using a negative photoresist including a base additive according to the present invention, and show changes in the pattern according to PEB heat treatment temperature conditions. The photoresist pattern 24a is formed on the film 22 to be patterned.
도 3a 내지 3e에서는 약 100∼120℃의 온도 범위에서 60초 동안 열처리한 경우에 만족할 만한 패턴이 얻어짐을 확인할 수 있다. 동일한 온도 조건인 90℃를 적용하여 얻어진 패턴인 도 2a 및 3a를 비교하면, 종래의 포토레지스트를 적용한 경우에 비하여 본 발명의 포토레지스트를 적용한 경우에 언더컷 발생이 월등히 감소함을 또한 확인할 수 있다.In Figures 3a to 3e it can be seen that a satisfactory pattern is obtained when the heat treatment for 60 seconds in the temperature range of about 100 ~ 120 ℃. Comparing FIGS. 2A and 3A, which are patterns obtained by applying the same temperature condition, 90 ° C., it can also be seen that undercut generation is significantly reduced when the photoresist of the present invention is applied as compared with the conventional photoresist.
상기 가교결합제로는 아크릴 모노머 및 멜라민계 모노머를 2:1∼1:2의 비율로 혼합한 것이 바람직하게 사용되며, 구체적으로는, 2:1, 1:1, 1:2의 비율로 사용된다.As the crosslinking agent, a mixture of an acrylic monomer and a melamine monomer in a ratio of 2: 1 to 1: 2 is preferably used. Specifically, the crosslinking agent is used in a ratio of 2: 1, 1: 1, 1: 2. .
또한 본 발명의 포토레지스트는 감광제와 수지에 반응하지 않고 충분한 용해력과 적당한 건조 속도를 가져서 용제가 증발한 후 균일하고 평활한 도포막을 형성하는 능력을 가진 유기 용매를 포함한다. 이러한 유기 용매로는 프로필렌글리콜메틸에테르아세테이트(PGMEA), 에틸락테이트(EL), 2-메톡시에틸아세테이트(MMP), 프로필렌글리콜모노메틸에테르(PGME) 등을 단독으로 사용하거나 혼합하여 사용할 수 있으며 바람직하게는 PGMEA를 사용하도록 한다.In addition, the photoresist of the present invention includes an organic solvent having a sufficient dissolving power and an appropriate drying rate without reacting with the photosensitive agent and the resin and having the ability to form a uniform and smooth coating film after the solvent has evaporated. As such an organic solvent, propylene glycol methyl ether acetate (PGMEA), ethyl lactate (EL), 2-methoxyethyl acetate (MMP), and propylene glycol monomethyl ether (PGME) may be used alone or in combination. Preferably PGMEA is used.
상기 염기첨가제로는 질소함유 유기화합물로서 1급 아민, 2급 아민, 3급 아민, 불포화 사이클릭 아민 및 4급 암모늄염을 포함하는 것이 바람직하게 사용되며, 더욱 바람직하게는 4-벤질피리딘, 2,2,6,6-테트라메틸-4-피페리디놀 및 N-메틸 카프로락탐으로 이루어진 군에서 선택된 적어도 하나가 사용될 수 있다. 이러한 염기첨가제의 사용량은 0.3∼1 중량부 범위로 하는 것이 좋다. 이는 만약 이의 사용량이 0.3 중량부 보다 적으면 첨가 효과가 미미하고, 1 중량부 보다 많으면 현상후 포토레지스트 패턴의 저부가 용해되지 않고 오히려 남게 되는 현상이 나타날 수 있기 때문이다.As the base additive, those containing primary amines, secondary amines, tertiary amines, unsaturated cyclic amines and quaternary ammonium salts are preferably used as nitrogen-containing organic compounds, more preferably 4-benzylpyridine, 2, At least one selected from the group consisting of 2,6,6-tetramethyl-4-piperidinol and N-methyl caprolactam can be used. The amount of such base additive used is preferably in the range of 0.3 to 1 part by weight. This is because if the amount thereof is less than 0.3 part by weight, the effect of addition is insignificant, and if it is more than 1 part by weight, the phenomenon that the bottom part of the photoresist pattern after development is not dissolved but may remain.
본 발명에 따라 염기 첨가제를 사용하여 제조된 포토레지스트의 경우 언더컷 현상이 감소되는 작용 원리를 살펴보기로 한다.In the case of the photoresist prepared by using the base additive according to the present invention will be described the principle of the undercut phenomenon is reduced.
도 4a는 네가티브형 포토레지스트를 사용하여 패턴의 제조시 노광에 의한 조성물 내에서 진행되는 메카니즘을 나타낸다.4A shows a mechanism that proceeds in a composition by exposure in the manufacture of a pattern using a negative photoresist.
먼저, 광에 의해 산을 발생시키는 물질인 PAG (화합물 Ⅰ)에 광을 조사하면 광에 의해 할로겐 원소가 분리되어 라디칼 화합물(Ⅲ)이 생성된다. 발생된 라디칼 화합물(Ⅲ)은 질소 원자를 포함하는 가교제(Ⅱ)의 질소기를 공격하여 폴리머 화합물(Ⅳ)을 형성하면서 산을 발생시키게 된다. 도 4a에 나타난 메카니즘은 종래 및 본 발명의 포토레지스트 모두에 적용된다. 그러나, 이후의 반응은 상이하다. 이는도 4b 및 4c에 나타내었다.First, when light is irradiated to PAG (Compound I), which is a substance that generates an acid by light, a halogen element is separated by light to generate radical compound (III). The generated radical compound (III) attacks the nitrogen group of the crosslinking agent (II) containing a nitrogen atom to generate an acid while forming the polymer compound (IV). The mechanism shown in FIG. 4A applies to both conventional and inventive photoresists. However, subsequent reactions are different. This is shown in Figures 4b and 4c.
도 4b는 종래의 네가티브형 포토레지스트를 사용하여 패턴의 제조시 노광후 및 PEB 열처리에 따라 조성물내에서 진행되는 메카니즘을 나타낸다.4B shows a mechanism that proceeds in the composition following post-exposure and PEB heat treatment in the manufacture of a pattern using conventional negative photoresists.
종래의 포토레지스트의 경우, 이러한 산이 노광부와 비노광부의 경계면 영역으로 집중되면서 외기와 반응하여 이후 현상에 의해 언더컷 발생을 유발하게 되는 것이다.In the case of the conventional photoresist, the acid is concentrated in the interface region between the exposed portion and the non-exposed portion, and reacts with the outside air to cause undercut generation by a later development.
도 4c는 본 발명의 네가티브형 포토레지스트를 사용하여 패턴의 제조시 노광후 및 PEB 열처리에 따라 조성물내에서 진행되는 메카니즘을 나타낸다.4C shows the mechanism that proceeds in the composition following post-exposure and PEB heat treatment in the preparation of the pattern using the negative photoresist of the present invention.
즉, 노광부와 비노광부의 경계면 영역으로 집중된 산이 포토레지스트 내의 염기와 반응하게 된다. 결국, 포토레지스트내의 염기성 물질은 PAG에서 발생하는 사의 거동을 제어하여 일종의 버퍼로 작용함으로써 산에 의한 언더컷 현상을 감소시켜 주는 것이다.That is, the acid concentrated in the interface region of the exposed portion and the non-exposed portion reacts with the base in the photoresist. After all, the basic material in the photoresist is to control the behavior of the yarn generated in the PAG to act as a buffer to reduce the undercut phenomenon by the acid.
이에 따라 종래의 포토레지스트 패턴(14a)에서의 선폭 변화(CDv1)에 비하여 본 발명에 따른 포토레지스트 패턴(24a)에서의 선폭 변화(CDv2)가 월등하게 감소되는 것이다. 이는 결국 PEB 열처리 온도에 의한 의존성을 감소시켜 공정 마진의 확대를 가져다 준다. 선폭 변화의 감소를 결국 데이터/게이트 선폭의 균일성을 향상시켜 주므로 양질의 LCD 제품의 제조가 가능하게 된다.Accordingly, the line width change CD v2 in the photoresist pattern 24a according to the present invention is significantly reduced compared to the line width change CD v1 in the conventional photoresist pattern 14a. This in turn reduces the dependence on the PEB heat treatment temperature, leading to an expansion of the process margin. The reduction in line width change improves the uniformity of data / gate line width, thus enabling the manufacture of high quality LCD products.
이상과 같은 본 발명에 의하면 염기첨가제를 포함하는 네가티브형 포토레지스트를 제조하게 된다. 이를 사용하여 포토레지스트 패턴의 형성시, 현상 공정의 수행전 열에 의한 경화 반응의 수행중 발생된 산의 양이 감소하기 때문에 이후 현상 공정의 수행시 언더컷 현상이 억제된다. 따라서, 원하는 패턴의 선폭을 얻기가 용이해져서 패턴의 프로파일이 향상된다.According to the present invention as described above to produce a negative photoresist containing a base additive. By using this, the amount of acid generated during the curing reaction by heat before performing the developing process is reduced in forming the photoresist pattern, so that the undercut phenomenon is suppressed in the subsequent developing process. Therefore, it becomes easy to obtain the line width of a desired pattern, and the pattern profile is improved.
이에 따라 상기 포토레지스트 패턴을 이용하여 하부막의 식각시 원하는 선폭으로 제조하는 것이 가능하여, 결국 품질이 향상된 LCD 제품의 제조를 가능하게 해준다.Accordingly, the photoresist pattern may be used to produce a desired line width when the lower layer is etched, thereby making it possible to manufacture LCD products having improved quality.
이상, 본 발명의 바람직한 실시예를 참조하여 설명하였지만 해당 기술분야의 숙련된 당업자라면 하기의 특허 청구의 범위에 기재된 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.Although the above has been described with reference to the preferred embodiments of the present invention, those skilled in the art can variously modify and change the present invention without departing from the spirit and scope of the present invention as set forth in the claims below. It will be appreciated.
Claims (10)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| KR1020020003622A KR20030063058A (en) | 2002-01-22 | 2002-01-22 | Negative Photoresist And Method Of Manufacturing Pattern Using The Same |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| KR1020020003622A KR20030063058A (en) | 2002-01-22 | 2002-01-22 | Negative Photoresist And Method Of Manufacturing Pattern Using The Same |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| KR20030063058A true KR20030063058A (en) | 2003-07-28 |
Family
ID=32218863
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| KR1020020003622A KR20030063058A (en) | 2002-01-22 | 2002-01-22 | Negative Photoresist And Method Of Manufacturing Pattern Using The Same |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| KR (1) | KR20030063058A (en) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN110582727A (en) * | 2017-04-25 | 2019-12-17 | 默克专利股份有限公司 | Negative resist formulation for producing undercut pattern profiles |
Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH08339086A (en) * | 1995-03-16 | 1996-12-24 | Shipley Co Ltd Liability Co | Irradiation-sensitive composition containing polymer with inert blocking group |
| KR19980087522A (en) * | 1997-05-30 | 1998-12-05 | 마티네츠 길러모 | Radiation Sensitive Compositions Containing Novel Polymers |
| JPH11176750A (en) * | 1997-09-18 | 1999-07-02 | Internatl Business Mach Corp <Ibm> | Photoresist composition which can be developed by water base and pattern formation by using the same |
| JP2000347392A (en) * | 1999-06-02 | 2000-12-15 | Sumitomo Chem Co Ltd | Chemical amplification negative type resist composition |
-
2002
- 2002-01-22 KR KR1020020003622A patent/KR20030063058A/en not_active Application Discontinuation
Patent Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH08339086A (en) * | 1995-03-16 | 1996-12-24 | Shipley Co Ltd Liability Co | Irradiation-sensitive composition containing polymer with inert blocking group |
| KR19980087522A (en) * | 1997-05-30 | 1998-12-05 | 마티네츠 길러모 | Radiation Sensitive Compositions Containing Novel Polymers |
| JPH11176750A (en) * | 1997-09-18 | 1999-07-02 | Internatl Business Mach Corp <Ibm> | Photoresist composition which can be developed by water base and pattern formation by using the same |
| JP2000347392A (en) * | 1999-06-02 | 2000-12-15 | Sumitomo Chem Co Ltd | Chemical amplification negative type resist composition |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN110582727A (en) * | 2017-04-25 | 2019-12-17 | 默克专利股份有限公司 | Negative resist formulation for producing undercut pattern profiles |
| CN110582727B (en) * | 2017-04-25 | 2023-09-22 | 默克专利股份有限公司 | Negative resist formulation for producing undercut pattern profile |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US5173393A (en) | Etch-resistant deep ultraviolet resist process having an aromatic treating step after development | |
| US20050277056A1 (en) | Photoresist composition and method of forming a pattern using the same | |
| WO2014030441A1 (en) | Positive photosensitive resin composition, method for manufacturing curable film, curable film, organic el display device, and liquid-crystal display device | |
| KR20030049199A (en) | Pattern collapse inhibiting method using relacs material | |
| US20100273283A1 (en) | Method of manufacturing flat panel display | |
| CN108269736B (en) | Method for patterning electrode layer by photoresist stripping | |
| WO2021031368A1 (en) | Display panel and preparation method therefor, and terminal | |
| US20070298615A1 (en) | Pattern forming method and method of manufacturing semiconductor devices | |
| US7179697B2 (en) | Method of fabricating an electronic device | |
| KR20050022494A (en) | Photoresist Composition of Liquid Crystal Display Device for Spinless Coater and Method of Forming A Photoresist Pattern Using the Same | |
| US20210223694A1 (en) | Film Patterning Method, Array Substrate, and Manufacturing Method Thereof | |
| KR101632965B1 (en) | Photoresist composition and method of fabricating thin film transistor substrate | |
| KR20030063058A (en) | Negative Photoresist And Method Of Manufacturing Pattern Using The Same | |
| CN110998857A (en) | Thin film transistor, preparation method thereof and thin film transistor array | |
| KR100442293B1 (en) | Method For Forming Pattern | |
| JP2011053248A (en) | Photosensitive resin composition, cured film, method for forming cured film, organic el display device and liquid crystal display device | |
| US5665519A (en) | Resist material | |
| KR19990046897A (en) | Thin film transistor and method of manufacturing same | |
| KR101035845B1 (en) | Polymer photo active compound, photoresist composition and method of manufacturing photoresist composition including the same | |
| US7447559B2 (en) | Apparatus and method of forming a photoresist pattern, and repair nozzle | |
| KR20080060044A (en) | Photoresist composition and method for forming photoresist pattern using the same | |
| JP2011053247A (en) | Photosensitive resin composition, cured film and method for forming the same, organic el display device and liquid crystal display device | |
| KR19990017656A (en) | Method of manufacturing thin film transistor liquid crystal display device | |
| JP2001516896A (en) | Smart photolithography | |
| JP2011053246A (en) | Photosensitive resin composition, method of forming cured film, cured film, organic el display, and liquid crystal display |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A201 | Request for examination | ||
| E902 | Notification of reason for refusal | ||
| E90F | Notification of reason for final refusal | ||
| E601 | Decision to refuse application | ||
| E801 | Decision on dismissal of amendment |