KR20060106873A - 네가티브형 포토레지스트 조성물 - Google Patents
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Abstract
본 발명은 네가티브형 포토레지스트 조성물에 관한 것으로, 특히 폴리(2-에틸-2-옥사졸린), 아지드계 감광제, 및 순수를 포함하는 것을 특징으로 하는 네가티브형 포토레지스트 조성물에 관한 것이다.
본 발명의 네가티브형 포토레지스트 조성물은 CRT용 B/M 제조공정, 섀도우 마스크 제조공정 등에 적용하여 Cr이 적용되는 포토레지스트를 대체하여 환경 유해성을 방지할 수 있고, 노광시 광흡수밴드가 공정조건에 맞게 광을 선택함으로써 감도를 증가시킬 수 있어 접착성 및 해상도가 우수한 도트/스트라이프(DOT/STRIPE)의 포토레지스트막을 얻을 수 있어 품질향상을 도모할 수 있다.
포토레지스트 조성물, 폴리(2-에틸-2-옥사졸린), 아지드계 감광제, CRT, 섀도우 마스크
Description
본 발명은 네가티브형 포토레지스트 조성물에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 Cr의 환경 유해성을 방지할 수 있고, 노광시 광흡수밴드가 공정조건에 맞게 광을 선택함으로써 감도를 증가시킬 수 있을 뿐만 아니라, 동시에 CRT용 B/M 제조공정, 섀도우 마스크 제조공정 등에 적용하여 접착성 및 해상도가 우수한 도트/스트라이프(DOT/STRIPE)의 포토레지스트막을 얻을 수 있어 품질향상을 도모할 수 있는 네가티브형 포토레지스트 조성물에 관한 것이다.
종래 네가티브형 포토레지스트 조성물로는 폴리비닐알코올(polyvinyl alcohol; PVA)계와 카세인계에 감광제로 중크롬산나트륨(SDC), 중크롬산암모늄(ADC) 등을 사용한 포토레지스트 조성물과 폴리비닐피롤리돈(polyvinyl pyrrolidone)계와 PAD(poly acrylamide diacetoneacrylamide)계에 아지드계 감광제를 사용한 포토레지스트 조성물이 주로 사용되었다.
그러나, 상기와 같은 포토레지스트 조성물들은 CRT용 B/M 제조공정, 섀도우 마스크 제조공정 등에 적용할 경우 접착력 및 해상도가 낮아 이에 대한 개선방안이 필요한 실정이다.
한편, 폴리비닐알코올에 감광제 디크롬메이트(dichromate)를 혼합한 혼합용액인 포토레지스트 조성물은 감광제 물질인 디크롬메이트는 345∼365 ㎚에 최대 흡광 피크가 있어 광원인 초고압 수은등의 최대 발광 피크 365 ㎚에 근접하여 우수한 감도와 접착력을 보이나, 크롬에 의한 중금속 오염을 발생시킨다는 문제점이 있다.
이에 따라, 최근 폴리비닐알코올에 SbQ(4-[2-(4-포르밀 페닐)에테닐]-1-메틸피리듐염, 4-[2-(4-formyl phenyl)ethenyl]-1-methylpyridium salt)를 도입한 포토레지스트 조성물이 제안되고 있다. 이 화합물은 특히 고분자와 감광제를 별도의 공정으로 투입하여 혼합하였던 종래의 중합체 조성공정과는 달리 폴리비닐알코올에 SbQ를 반응시켜서 얻은 PVA-SbQ의 혼합물을 포토레지스트 조성물로 적용함으로써 혼합에 따른 교반공정과 같은 별도의 공정이 필요 없는 간단한 방법으로 포토레지스트 조성물을 제공할 수 있다는 장점이 있다.
그러나, 초고온 수은등의 발광 피크는 365 ㎚와 405 ㎚의 부근에서 최대 피크를 나타내는데 반하여, 상기 PVA-SbQ 화합물의 흡광 피크는 345 ㎚에서 최대 흡광 피크를 나타내어 수은등의 발광피크인 335 ㎚의 낮은 감도만을 이용할 수 있게 되어 노광시간이 길어진다는 문제점이 있다.
상기와 같은 종래기술의 문제점을 해결하고자, 본 발명은 Cr의 환경 유해성을 방지할 수 있고, 노광시 광흡수밴드가 공정조건에 맞게 광을 선택함으로써 감도를 증가시킬 수 있을 뿐만 아니라, 동시에 CRT용 B/M 제조공정, 섀도우 마스크 제조공정 등에 적용하여 접착성 및 해상도가 우수한 도트/스트라이프(DOT/STRIPE)의 포토레지스트막을 얻을 수 있어 품질향상을 도모할 수 있는 네가티브형 포토레지스트 조성물을 제공하는 것을 목적으로 한다.
또한 본 발명은 접착성 및 해상도가 우수한 도트/스트라이프(DOT/STRIPE)의 포토레지스트막을 얻을 수 있어 품질이 현저히 향상된 CRT용 B/M 형성방법 및 섀도우 마스크 제조방법을 제공하는 것이다.
상기 목적을 달성하기 위하여, 본 발명은 네가티브형 포토레지스트 조성물에 있어서,
a) 폴리(2-에틸-2-옥사졸린);
b) 아지드계 감광제; 및
c) 순수
를 포함하는 것을 특징으로 하는 네가티브형 포토레지스트 조성물을 제공한다.
또한 본 발명은 상기 포토레지스트 조성물을 이용한 CRT용 B/M 형성방법을 제공한다.
또한 본 발명은 상기 CRT용 B/M 형성방법으로 형성되는 CRT용 B/M을 제공한다.
또한 본 발명은 상기 포토레지스트 조성물을 이용한 섀도우 마스크 형성방법을 제공한다.
또한 본 발명은 상기 섀도우 마스크 형성방법으로 형성되는 섀도우 마스크를 제공한다.
이하 본 발명을 상세하게 설명한다.
본 발명의 네가티브형 포토레지스트 조성물은 a) 폴리(2-에틸-2-옥사졸린), b) 아지드계 감광제, 및 c) 순수를 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 사용되는 상기 a)의 폴리(2-에틸-2-옥사졸린)(poly(2-ethyl-2-oxazoline; POZ, CAS No. 25805-17-8)은 ISP사에서 제조한 상품명 Aquazol poly(2-ethyl-2-oxazoline)을 사용할 수 있다. 본 발명에서 상기 a) 폴리(2-에틸-2-옥사졸린)의 함량은 1 내지 15 중량%가 바람직하다. 상기 범위를 벗어나는 경우에는 접착성이 떨어지거나 형성하고자 하는 패턴의 형상에 변형이 발생되며 심하게는 패턴이 불규칙하게 형성되는 문제가 초래될 수 있다.
본 발명에 사용되는 상기 b)의 아지드계 감광제는 통상의 아지드계 화합물을 사용할 수 있으며, 구체적으로 디아지도 스틸벤 디설포닉 산 디소듐 염(diazido stilbene disulfonic acid disodium salt), 2,5-비스(4'-아지도-2'-설포벤질리덴)시클로펜타논 디설포늄 염(2,5-bis(4'-azido-2'-sulfobenzylidene)cyclopentanone disodium salt), 비스 아지드(4,4'-Diaaidostillben-2,2'-disodium sulfonate), 또는 디에이피(2,5 Bis(4'Azide-2'Sulfonobenzylene)Pentanone disodium; DAP) 등을 사용할 수 있다. 특히, 상기 아지드계 감광제는 디아지도 스틸벤 디설포닉 산 디소듐 염 또는 2,5-비스(4'-아지도-2'-설포벤질리덴)시클로펜타논 디설포늄 염을 단독 또는 혼합하여 사용하는 것이 바람직하다.
본 발명에서 상기 아지드계 감광제의 함량은 0.05 내지 5 중량%가 바람직하 며, 상기 범위를 벗어나는 경우에는 해상도를 충분히 얻을 수 없거나 패턴의 형상에 변형이 발생되며 심하게는 패턴이 불규칙하게 형성되는 문제가 초래될 수 있다. 더욱 바람직하게는 상기 폴리(2-에틸-2-옥사졸린)과 아지드계 감광제의 혼합비가 100 : 5 내지 25 중량비로 혼합되는 것이 바람직하며, 더욱 바람직하게는 100 : 10 내지 20 중량비로 혼합되는 것이다. 상기 혼합비율이 상기 범위 내인 경우에는 CRT용 B/M 제조공정, 섀도우 마스크 제조공정 등에 적용시 접착성 및 해상도의 충분한 향상을 얻을 수 있으며, 감광성을 높이고, 또한 감광성 수지막의 배열을 균일하게 할 수 있다.
상기와 같은 폴리(2-에틸-2-옥사졸린)과 아지드계 감광제를 혼합한 본 발명의 포토레지스트 조성물은 336 ㎚, 342 ㎚, 및 380 ㎚ 부근에서 높은 흡광계수를 나타내어 노광시 광흡수 밴드가 공정조건에 맞게 선택하여 사용할 수 있으므로 빛에 대한 감광성이 우수하다.
본 발명에서 c) 상기 순수는 반도체 공정용으로 사용가능한 순도의 것이 바람직하며, 시판되는 것을 사용하거나, 공업용 등급을 당업계에 통상적으로 공지된 방법에 따라 정제하여 사용할 수 있다. 반도체 공정용 순수는 일반적으로 초순수(ultra pure water)이며, 바람직하게는 16 mΩ 이하의 물을 사용한다.
상기와 같은 성분으로 이루어지는 본 발명의 네가티브형 포토레지스트 조성물은 최종 고형분 함량(Solid Content)이 1 내지 15 중량%인 것이 바람직하며, 고형분 및 감광제의 함량이 벗어나면 형성하고자 하는 패턴의 형상에 변형이 발생되며 심하게는 패턴이 불규칙하게 형성되는 문제가 초래될 수 있다.
또한 본 발명은 폴리비닐피롤리돈(polyvinyl pyllolidone) 또는 PAD(poly acrylamide diacetoneacrylamide)를 더욱 포함할 수 있으며, 이 때 폴리비닐피롤리돈 또는 PAD의 사용량은 사용되는 폴리(2-에틸-2-옥사졸린)과 합하여 본 발명의 포토레지스트 조성물의 1 내지 15 중량%의 범위에서 사용하는 것이 좋으며, 더욱 바람직하게는 폴리(2-에틸-2-옥사졸린) 100 중량부에 대하여 최대 400 중량부 이내에서 사용하는 것이 좋다.
또한 본 발명의 포토레지스트 조성물은 상기 성분 이외에 통상의 포토레지스트 조성물에 사용되는 계면활성제, 실란화합물, 또는 안정제 등을 추가로 포함할 수 있다.
상기 실란화합물은 계면활성제의 작용을 하며, 폴리(2-에틸-2-옥사졸린)이 기판의 내면에 잘 접착하도록 접착강도를 향상시키는 작용을 한다.
또한 본 발명은 상기와 같은 성분으로 이루어지는 본 발명의 네가티브형 포토레지스트 조성물을 이용한 CRT용 B/M 형성방법 또는 섀도우 마스크 형성방법을 제공하는 바, 상기 CRT용 B/M 형성방법 또는 섀도우 마스크 형성방법은 당업계에서 사용하는 통상의 방법에 따라 실시할 수 있음은 물론이며, 그 조건은 다른 공정 조건 및 요인에 의해 필요에 따라 달리할 수 있다.
상기와 같은 본 발명의 네가티브형 포토레지스트 조성물은 노광시 광흡수밴드가 공정조건에 맞게 광을 선택함으로써 감도를 증가시킬 수 있을 뿐만 아니라, 동시에 CRT용 B/M 제조공정, 섀도우 마스크 제조공정 등에 적용하여 접착성 및 해상도가 우수한 도트/스트라이프(DOT/STRIPE)의 포토레지스트막을 얻을 수 있어 품 질향상을 도모할 수 있다.
이하, 본 발명의 이해를 돕기 위하여 바람직한 실시예를 제시하나, 하기 실시예는 본 발명을 예시하는 것일 뿐 본 발명의 범위가 하기 실시예에 한정되는 것은 아니다.
[실시예]
실시예 1
순수 100 g에 폴리(2-에틸-2-옥사졸린)(Aquazol poly(2-ethyl-2-oxazoline, ISP사) 4 g을 용해한 후, 여기에 디아지도 스틸벤 디설포닉 산 디소듐 염 0.5 g을 투입하여 혼합하고, 다시 계면활성제 0.05 g, 실란 화합물 0.05 g, 및 안정제 0.0025 g를 추가로 투입하여 균일하게 교반하여 포토레지스트 조성물을 제조하였다.
실시예 2
상기 실시예 1에서 디아지도 스틸벤 디설포닉 산 디소듐 염 0.5 g을 대신하여 디아지도 스틸벤 디설포닉 산 디소듐 염 0.3 g 및 2,5-비스(4'-아지도-2'-설포벤질리덴)시클로펜타논 디설포늄 염 0.3 g을 혼합하여 사용한 것을 제외하고는 상기 실시예 1과 동일한 방법으로 실시하였다.
실시예 3
상기 실시예 1에서 디아지도 스틸벤 디설포닉 산 디소듐 염을 대신하여 2,5-비스(4'-아지도-2'-설포벤질리덴)시클로펜타논 디설포늄 염을 혼합하여 사용한 것을 제외하고는 상기 실시예 1과 동일한 방법으로 실시하였다.
실시예 4
상기 실시예 1에서 순수 100 g에 폴리(2-에틸-2-옥사졸린)(Aquazol poly(2-ethyl-2-oxazoline, ISP사) 4 g을 대신하여 폴리(2-에틸-2-옥사졸린)(Aquazol poly(2-ethyl-2-oxazoline, ISP사) 1.2 g 및 폴리비닐피롤리돈(polyvinyl pyllolidone) 2.8 g을 사용한 것을 제외하고는 상기 실시예 1과 동일한 방법으로 포토레지스트 조성물을 제조하였다.
비교예 1
종래 폴리비닐피롤리돈과 아지드계 감광제를 사용한 포토레지스트 조성물을 이용하였다.
비교예 2
종래 폴리비닐알코올과 중크롬산나트륨을 사용한 포토레지스트 조성물을 이용하였다.
비교예 3
종래 폴리 아크릴아미드 디아세톤아크릴아미드와 아지드계 감광제를 사용한 포토레지스트 조성물을 이용하였다.
상기 실시예 1 내지 3 및 비교예 1 내지 3의 포토레지스트 조성물을 CRT용 B/M 제조와 섀도우 마스크 제조에 적용한 후, 접착력과 해상도를 측정하고, 그 결과를 하기 표 1에 나타내었다.
접착력은 screen된 P/R층의 강도를 측정하여 단단한 정도로 대체하였으며 하드니스 측정기로 3 gf의 힘으로 눌러 눌리는 량을 측정한 data로 적을수록 우수한 접착력을 나타내며, 해상도는 현미경을 통해 육안으로 평가한 것으로 점수가 높을수록 우수한 것으로 평가하였다.
| 구분 | 실시예 | 비교예 | |||||
| 1 | 2 | 3 | 4 | 1 | 2 | 3 | |
| 접착력 (um) | 0.35 | 0.33 | 0.30 | 0.36 | 0.53 | 0.46 | 0.48 |
| 해상도 | 4 | 5 | 5 | 5 | 5 | 2 | 4 |
상기 표 1을 통하여, 본 발명에 따라 폴리(2-에틸-2-옥사졸린)과 아지드계 감광제를 사용한 실시예 1 내지 4의 포토레지스트 조성물은 종래 폴리비닐피롤리돈, 폴리비닐알코올 또는 폴리 아크릴아미드 디아세톤아크릴아미드의 고분자를 사용한 비교예 1 내지 3와 비교하여 감도가 우수하고, 접착력과 해상도 또한 동등 수준 이상으로 우수함을 확인할 수 있었다.
본 발명에 따른 네가티브형 포토레지스트 조성물은 Cr의 환경 유해성을 방지할 수 있고, 노광시 광흡수밴드가 공정조건에 맞게 광을 선택함으로써 감도를 증가시킬 수 있을 뿐만 아니라, 동시에 CRT용 B/M 제조공정, 섀도우 마스크 제조공정 등에 적용하여 접착성 및 해상도가 우수한 도트/스트라이프(DOT/STRIPE)의 포토레지스트막을 얻을 수 있어 품질향상을 도모할 수 있는 효과가 있다.
Claims (9)
- 네가티브형 포토레지스트 조성물에 있어서,a) 폴리(2-에틸-2-옥사졸린);b) 아지드계 감광제; 및c) 순수를 포함하는 것을 특징으로 하는 네가티브형 포토레지스트 조성물.
- 제1항에 있어서,상기 폴리(2-에틸-2-옥사졸린)과 아지드계 감광제가 100 : 0.5 내지 25 중량비로 혼합되는 것을 특징으로 하는 네가티브형 포토레지스트 조성물.
- 제1항에 있어서,상기 b)의 아지드계 감광제가 디아지도 스틸벤 디설포닉 산 디소듐 염(diazido stilbene disulfonic acid disodium salt), 2,5-비스(4'-아지도-2'-설포벤질리덴)시클로펜타논 디설포늄 염(2,5-bis(4'-azido-2'-sulfobenzylidene)cyclopentanone disodium salt), 비스 아지드(4,4'-Diaaidostillben-2,2'-disodium sulfonate), 및 디에이피(2,5 Bis(4'Azide-2'Sulfonobenzylene)Pentanone disodium; DAP)로 이루어지는 군으로부터 1 종 이상 선택되는 것을 특징으로 하는 네가티브형 포토레지스트 조성물.
- 제1항에 있어서,상기 네가티브형 포토레지스트 조성물의 최종 고형분 함량이 1 내지 15 중량%인 것을 특징으로 하는 네가티브형 포토레지스트 조성물.
- 제1항에 있어서,상기 네가티브형 포토레지스트 조성물이 계면활성제, 실란화합물, 및 안정제로 이루어지는 군으로부터 1 종 이상 선택되는 첨가제를 추가로 포함하는 것을 특징으로 하는 네가티브형 포토레지스트 조성물.
- 제1항 기재의 포토레지스트 조성물을 이용한 CRT용 B/M 형성방법.
- 제6항 기재의 방법으로 형성되는 CRT용 B/M.
- 제1항 기재의 포토레지스트 조성물을 이용한 섀도우 마스크 형성방법.
- 제8항 기재의 방법으로 형성되는 섀도우 마스크.
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