KR20090021429A - 세정액 조성물 - Google Patents
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Abstract
본 발명은 알칸올 아민, 암모늄 염, 글리콜 에테르 화합물 및 물을 포함하는 세정액 조성물에 관한 것이다. 본 발명의 세정액 조성물은 금속, 특히 알루미늄 또는 알루미늄 합금이 노출되어 있는 반도체 또는 평판디스플레이장치 제조용 기판을 세정할 때, 금속의 부식 없이, 유기 오염물이나 파티클을 효율적으로 제거할 수 있다.
세정액, 알칸올 아민, 알루미늄, 기판
Description
본 발명은 반도체 또는 평판디스플레이장치 제조용 기판의 세정에 유용한 세정액 조성물에 관한 것으로서, 보다 상세하게는, 금속 특히, 알루미늄 및 알루미늄 합금에 대한 부식성이 없고, 유기 오염물 및 파티클 등의 제거에 적합한 세정액 조성물과 이를 이용한 세정 방법에 관한 것이다.
액정표시장치, 플라즈마 표시장치 및 유기전계발광소자 등의 평판디스플레이장치(Flat Panel Display Device)는 반도체와 같이, 성막, 노광, 현상, 배선 에칭 등의 공정을 거쳐 제품이 제조되지만, 이러한 공정에 의해서, 기판 표면에 각종의 유기물, 무기물 등의 파티클(Particle)이나 부착 오염이 발생한다. 이러한 오염물이 부착되어 있는 채, 다음의 공정 처리를 실시했을 경우, 막의 핀홀이나 피트, 배선의 단선이나 브리지(Bridge)를 발생시켜, 제품에서 불량품의 비율을 상승시킨다.
배향막을 형성하는 공정 전에 기판을 세정하기 위해 사용하는 현재의 세정 방법으로는 제4급 암모늄염 예를 들면, 수산화테트라메틸암모늄(TMAH), 수산화트리메틸(2-히드록시에틸)암모늄 등을 세정액 중에 0.1~20중량%로 포함한 것을 사용하는데 상기 세정방법으로는 유기 오염물 제거나 파티클 제거가 어느 정도 가능하다.
하지만, 평판디스플레이장치의 기판상에 형성되어 있는 게이트 전극 및 소스/드레인 전극을 형성하는 알루미늄 혹은 알루미늄 합금 배선에 치명적인 부식현상을 발생시켜 평판디스플레이장치 제조 공정의 전체적인 수율 저하 및 평판디스플레이장치의 신뢰성을 저하시키는 등 많은 문제점을 유발시킨다.
상기와 같은 문제에 대해 이러한 오염물을 제거하기 위한 세정이 각 공정 간에 행해지기 때문에 각종 오염물에 대한 세정액에 대해서도 많은 제안이 나와 있다.
예를 들면, 일본 공개 특허2002-69495에는, 금속을 부식시키지 않는 세정액으로서 환원제를 포함한 세정액이 제안되어 있다. 그렇지만, 이러한 세정액의 적용 금속은 Cu로 한정되어 있어 Al 등에 관한 범용적인 효과에 대해서는 전혀 기재되어 있지 않다.
대한민국 등록 특허 10-0607431에는, 금속을 부식시키지 않는 세정액으로서 폴리카르복실산 및/또는 그의 염 및 물로 이루어진 레지스트용 박리제 조성물이 개시되어 있다. 이 박리제 조성물의 pH는 8미만이고, 불소함유 화합물을 포함하지 않는다. 그렇지만, 이 특허에서 제시된 pH에서는 반도체 및 LCD에서의 유기물 및 파티클의 제거 면에서 효과를 기대하기 어렵다는 문제점이 있다.
상기와 같은 종래기술의 문제점을 해결하기 위하여, 본 발명은 금속, 특히 알루미늄 또는 알루미늄 합금이 노출되어 있는 반도체 또는 평판디스플레이장치 제조용 기판을 세정할 때, 금속의 부식 없이, 유기 오염물이나 파티클을 효율적으로 제거할 수 있는 세정액 조성물 및 이를 이용한 세정 방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.
본 발명은 알칸올 아민, 암모늄 염, 글리콜 에테르 화합물 및 물을 포함하는 세정액 조성물을 제공한다.
상기 세정액 조성물은 알칸올 아민 0.05~5 중량%, 암모늄 염 0.1~10 중량%, 글리콜 에테르 10~70 중량% 및 잔량의 물을 포함하는 것이 바람직하다.
상기 세정액 조성물은 금속 특히, 알루미늄 또는 알루미늄 합금이 노출되어 있는 반도체 또는 평판디스플레이장치 제조용 기판의 세정에 매우 유용하게 사용될 수 있다.
본 발명은 또한, 상기 세정액 조성물을 이용하여 금속, 특히 알루미늄 또는 알루미늄 합금이 노출된 반도체 또는 평판디스플레이장치 제조용 기판을 세정하는 세정방법을 제공한다.
본 발명의 세정액 조성물은, 금속, 특히 알루미늄 또는 알루미늄 합금이 노출되어 있는 반도체 또는 평판디스플레이장치 제조용 기판을 세정할 때, 금속의 부식 없이, 유기 오염물이나 파티클을 효율적으로 제거할 수 있는 효과를 제공한다. 따라서, 본 발명의 세정액 조성물은, 기존에 사용해 오던 세정액 조성물(예컨대, TMAH 등)과 동등 이상의 세정력을 가지면서도 금속을 부식시키지 않기 때문에 금속이 노출되어 있는 기판에서도 사용이 가능한 특징을 갖는다.
본 발명은 알칸올 아민, 암모늄 염, 글리콜 에테르 화합물 및 물을 포함하는 세정액 조성물을 제공한다.
상기 세정액 조성물은 알칸올 아민 0.05~5 중량%, 암모늄 염 0.1~10 중량%, 글리콜 에테르 10~70 중량% 및 잔량의 물을 포함하는 것이 바람직하다.
상기 세정액 조성물에서 알칸올 아민 성분은 대기 중의 오염물이나 유기물을 제거하는데 탁월한 성능을 나타내며, 알칸올 아민의 함량은 조성물 총 중량에 대하여 0.05~5 중량%가 바람직하며, 더욱 바람직하게는 0.1~2 중량%이다. 만일 알칸올 아민의 함량이 0.05 중량% 미만이면 세정력이 현저히 낮아지며, 5 중량%를 초과하면 금속의 부식이 상당히 증가하게 된다.
상기 알칸올 아민의 구체적인 예는 모노에탄올아민, 디에탄올아민, 트리에 탄올아민, 메틸디에탄올아민, ２-(에틸아미노)에탄올, ２-(메틸아미노)에탄올, 디메틸아미노에탄올, 디에틸아미노에탄올, ２-(２-아미노에톡시)에탄올, １-아미노-２-프로판올, 모노프로판올아민, 모노이소프로판올아민 및 디부탄올아민으로 이루어진 군으로부터 선택되는 1종 또는 2종 이상의 혼합물을 포함하며, 바람직하게는 모노 에탄올 아민이다.
상기 세정액 조성물에서 암모늄 염은 금속의 부식을 방지하는 역할을 하며, 암모늄 염의 함량은 조성물 총 중량에 대하여 0.1~10 중량%가 바람직하며, 더욱 바람직하게는 1~4 중량%이다. 만일, 암모늄 염의 함량이 0.1 중량% 미만이면 금속의 부식이 발생하며, 10 중량%를 초과하면 세정력을 저하시킬 수 있다.
암모늄 염의 구체적인 예는 암모늄 포메이트, 암모늄 시트레이트, 암모늄 나이트레이트, 암모늄 퍼설페이트, 암모늄 포스페이트, 디암모늄 옥살산, 디암모늄 타르트라산, 암모늄 아세테이트, 암모늄 벤조산, 암모늄 설파메이트, 암모늄 이황산염, 암모늄 폴리포스페이트, 암모늄 카보네이트, 암모늄 티오시아나이트, 암모늄 설피드 및 암모늄 티오설페이트로 이루어진 군으로부터 선택되는 1종 또는 2종 이상의 혼합물을 포함하며, 바람직하게는 암모늄 포스페이트, 암모늄 시트레이트, 암모늄 포메이트 또는 이들의 2종 이상의 혼합물이다.
상기 세정액 조성물에서 글리콜 에테르는 유기물을 제거하는데 탁월한 성능을 나타내며, 글리콜에테르의 함량은 세정액 조성물 총 중량 중 10~70 중량%, 바 람직하게는 30~50 중량%이다. 만일 글리콜 에테르의 함량이 10 중량% 미만이면, 유기물을 제거하는 성능이 저하되며, 70 중량%를 초과하면 일부 암모늄 염의 용해가 쉽지 않고, 가격의 상승을 초래하는 문제점이 발생하게 된다.
상기 글리콜 에테르 화합물의 바람직한 예는 글리콜 에테르 및 글리콜 에테르의 에스테르 유도체 등이 있으며, 그 구체적인 예는, 디에틸렌 글리콜 디부틸 에테르, 디에틸렌 글리콜 디에틸 에테르, 디에틸렌 글리콜 디메틸 에테르, 디에틸렌 글리콜 모노부틸 에테르, 디에틸렌 글리콜 모노이소부틸 에테르, 디에틸렌 글리콜 모노메틸 에테르, 디프로필렌 글리콜 디메틸 에테르, 디프로필렌 글리콜 모노부틸 에테르, 디프로필렌 글리콜 모노프로필 에테르, 에틸렌 글리콜 디메틸 에테르, 에틸렌 글리콜 모노메틸 에테르, 트리에틸렌 글리콜, 트리에틸렌 글리콜 모노부틸 에테르, 트리에틸렌 모노메틸 에테르, 에틸렌 글리콜 모노에틸 에테르, 디프로필렌 글리콜 모노메틸 에테르, 에틸렌 글리콜 모노이소프로필 에테르, 에틸렌 글리콜 모노부틸 에테르, 디에틸렌 글리콜 모노에틸 에테르, 디에틸렌 글리콜 모노이소프로필 에테르, 프로필렌 글리콜 모노부틸 에테르, 에틸렌 글리콜 모노페닐 에테르 및 프로필렌 글리콜 모노메틸 에테르 아세테이트로 이루어진 군으로부터 선택되는 1종 또는 2종 이상의 혼합물을 포함하며, 상기에서 디에틸렌 글리콜 모노부틸 에테르가 더욱 바람직하다.
본 발명의 세정액 조성물은 세정액에 통상적으로 사용되는 첨가제로서 계면활성제, 소포제 또는 이들의 혼합물 등을 포함할 수 있다.
본 발명은 또한, 상기 세정액 조성물을 이용하여 알루미늄 또는 알루미늄 합금이 노출된 반도체 또는 평판디스플레이장치를 세정하는 세정방법을 제공한다.
본 발명에 따른 세정액 조성물이 적용되는 세정방법은 특별히 한정되지 않으며, 침지 세정법, 요동 세정법, 초음파 세정법, 샤워·스프레이 세정법, 퍼들 세정법, 브러쉬 세정법, 교반 세정법 등을 들 수 있다. 본 발명에서는 특히, 침지 세정법 또는 샤워·스프레이 세정법이 바람직하다.
침지 세정법 또는 샤워·스프레이에 의한 방법의 경우에 실온 또는 10~60℃, 바람직하게는 35~55℃에서 수행하는 것이 바람직하다.
본 발명에서 세정하고자 하는 기판은 특정 장치에 포함되어 있는 것에 한정되지 않으며, 액정표시소자, 유기발광소자 등에 사용되는 금속을 포함하는 막질을 포함하는 기판을 의미한다.
본 발명에 따른 세정액 조성물은, 각 공정단계 후 이물질과 전 단계의 잔류물을 깨끗하게 제거할 뿐만 아니라 금속막의 부식을 발생시키지 않는다. 또한, 본 발명에 따른 세정액 조성물은, 실온에서 세정하는 것이 가능하다.
이하, 본 발명의 이해를 돕기 위하여 바람직한 실시예를 제시한다. 그러나 하기의 실시예는 본 발명을 보다 쉽게 이해하기 위하여 제공되는 것일 뿐, 이에 의해 본 발명의 내용이 한정되는 것은 아니다.
실시예
1~10 및
비교예
1~8 : 세정액 조성물의 제조
교반기가 설치되어 있는 혼합조에 하기 표 1에 기재된 성분의 해당 함량을 넣고 상온에서 1시간 동안 500rpm의 속도로 교반하여 세정액 조성물을 제조하였다.
시험예
: 세정력 및 부식성 평가
본 발명에 따른 세정액 조성물의 세정력 및 부식성을 평가하기 위하여, 하기와 같은 실험을 수행하였다.
1. 세정력 평가
상기 실시예 1~10 및 비교예 1~8에서 제조한 세정액 조성물 100mL를 250mL의 비이커에 넣고, 유기 오염물로 오염시킨 ITO 기판을 일정 시간 세정 후, 상기 세정물을 꺼내어 1분 동안 물로 수세하였다. 그리고 에어건(Air Gun)으로 건조시켰다.
유기 오염물 오염: 유기 오염물(Grease)을 아세톤에 일정농도로 희석시켜 일정량을 기판에 떨어뜨려 3시간 방치하여 건조시켰다.
2. 부식성 평가
상기 실시예 1~10 및 비교예 1~8에서 제조한 세정액 조성물 100㎖를 각각 용량 250㎖의 비이커에 넣고, 글래스 위에 알루미늄 단일막이 형성된 기판을 50℃에서 30분 동안 침지하여 세정 하였다. 상기 세정물을 꺼내어 물로 수세하고, 질소 가스로 세정물 표면의 물을 제거한 후 건조하고, 부식 정도를 육안 관찰 및 4-포인트 프로브(4-point probe)로 관측하였다. 세정력과 부식성의 결과는 표 2에 나타내었다.
| 구성 성분 | 알칸올 아민 | 글리콜 에테르 화합물 | 암모늄 염 | 물 | |||
| 시료 | 종류 | 함량 | 종류 | 함량 | 종류 | 함량 | 함량 |
| 실시예 1 | MEA | 0.5 | BDG | 30 | AP | 1 | 68.5 |
| 실시예 2 | MEA | 0.3 | MDG | 50 | AN | 1 | 48.7 |
| 실시예 3 | MEA | 0.5 | BDG | 40 | AC | 1 | 58.5 |
| 실시예 4 | MEA | 0.7 | BDG | 30 | AC | 1.5 | 67.8 |
| 실시예 5 | MEA | 0.5 | BDG | 40 | AF | 1 | 58.5 |
| 실시예 6 | MEA | 0.5 | BDG | 50 | AF | 2 | 47.5 |
| 실시예 7 | MEA | 0.5 | MDG | 50 | AC | 1 | 48.5 |
| 실시예 8 | MEA | 0.5 | MDG | 60 | AP | 1 | 38.5 |
| 실시예 9 | MEA | 0.7 | MDG | 60 | AF | 2 | 37.3 |
| 실시예 10 | MEA | 0.7 | TEG | 50 | AC | 2 | 47.3 |
| 비교예 1 | MEA | 0.5 | BDG | 40 | 59.5 | ||
| 비교예 2 | MEA | 0.5 | AF | 1 | 98.5 | ||
| 비교예 3 | BDG | 50 | 50 | ||||
| 비교예 4 | MEA | 0.7 | TEG | 30 | AN | 0.01 | 69.29 |
| 비교예 5 | MEA | 0.5 | DMSO | 40 | AC | 1.5 | 58 |
| 비교예 6 | MEA | 0.7 | DMSO | 43 | AN | 1 | 55.3 |
| 비교예 7 | MEA | 1 | DMSO | 50 | AF | 0.5 | 48.5 |
| 비교예 8 | MEA | 16.5 | DMSO | 30 | AN Pyro | 1.5 2 | 50 |
MEA: 모노에탄올아민
BDG: 디에틸렌글리콜 모노부틸에테르
MDG: 디에틸렌글리콜 모노메틸에테르
TEG: 트리에틸렌글리콜
DMSO: 디메틸술폭시드
AP: 암모늄 포스페이트
AN: 암모늄 나이트레이트
AC: 암모늄 시트레이트
AF: 암모늄 포메이트
Pyro: Pyro Catechol
| 세정력 | 부식성 | |
| 실시예 1 | O | O |
| 실시예 2 | O | O |
| 실시예 3 | O | O |
| 실시예 4 | O | O |
| 실시예 5 | O | O |
| 실시예 6 | O | O |
| 실시예 7 | O | O |
| 실시예 8 | O | O |
| 실시예 9 | O | O |
| 실시예 10 | O | O |
| 비교예 1 | O | X |
| 비교예 2 | X | Δ |
| 비교예 3 | X | O |
| 비교예 4 | X | X |
| 비교예 5 | X | O |
| 비교예 6 | X | O |
| 비교예 7 | X | O |
| 비교예 8 | X | Δ |
세정성
O: 유기 오염물이 제거됨, Δ: 부분적으로 제거되지 않음, X: 제거되지 않음
부식성
O: 부식 없음, Δ: 약간의 부식이 있음, X: 완전 부식
상기 표 2에 나타난 바와 같이, 본 발명에 따른 세정액 조성물은 세정력이 우수하고, 알루미늄 막에 대한 부식도 나타나지 않음을 확인하였다.
반면, 비교예 1에서 제조한 세정액 조성물은 세정 효과는 우수하나 알루미늄막이 완전히 제거되어 사용이 불가능하며, 비교예 2에서 제조한 세정액 조성물은 세정력이 낮아 세정액 조성물로서 사용이 불가능하였다. 비교예 3에서 제조한 세정액 조성물은 부식방지성은 우수하나 세정 효과가 좋지 않았다. 비교예 4에서 제조한 세정액 조성물은 부식이 발생하며, 비교예 5, 6, 7, 8에서 제조한 세정액 조성물에서는 세정력이 현저히 떨어져 세정액 조성물로 사용이 불가능하였다.
따라서, 상기의 시험예로부터 본 발명의 세정액 조성물은 금속을 부식하지 않으면서도 기판위의 오염물을 깨끗하게 제거하는 효과가 뛰어남을 확인할 수 있었다.
Claims (7)
- 알칸올 아민, 암모늄 염, 글리콜 에테르 화합물 및 물을 포함하는 세정액 조성물.
- 청구항 1에 있어서, 상기 알칸올 아민은 모노에탄올아민, 디에탄올아민, 트리에탄올아민, 메틸디에탄올아민, ２-(에틸아미노)에탄올, ２-(메틸아미노)에탄올, 디메틸아미노에탄올, 디에틸아미노에탄올, ２-(２-아미노에톡시)에탄올, １-아미노-２-프로판올, 모노프로판올아민, 모노이소프로판올아민 및 디부탄올아민로 이루어진 군으로부터 선택되는 1종 또는 2종 이상의 혼합물인 것을 특징으로 하는 세정액 조성물.
- 청구항 1에 있어서, 상기 암모늄 염은 암모늄 포메이트, 암모늄 시트레이트, 암모늄 나이트레이트, 암모늄 퍼설페이트, 암모늄 포스페이트, 디암모늄 옥살산, 디암모늄 타르트라산, 암모늄 아세테이트, 암모늄 벤조산, 암모늄 설파메이트, 암모늄 이황산염, 암모늄 폴리포스페이트, 암모늄 카보네이트, 암모늄 티오시아나이트, 암모늄 설피드 및 암모늄 티오설페이트로 이루어진 군으로부터 선택되는 1종 또는 2종 이상의 혼합물인 것을 특징으로 하는 세정액 조성물.
- 청구항 1에 있어서, 상기 글리콜 에테르 화합물은 디에틸렌 글리콜 디부틸 에테르, 디에틸렌 글리콜 디에틸 에테르, 디에틸렌 글리콜 디메틸 에테르, 디에틸렌 글리콜 모노부틸 에테르, 디에틸렌 글리콜 모노이소부틸 에테르, 디에틸렌 글리콜 모노메틸 에테르, 디프로필렌 글리콜 디메틸 에테르, 디프로필렌 글리콜 모노부틸 에테르, 디프로필렌 글리콜 모노프로필 에테르, 에틸렌 글리콜 디메틸 에테르, 에틸렌 글리콜 모노메틸 에테르, 트리에틸렌 글리콜, 트리에틸렌 글리콜 모노부틸 에테르, 트리에틸렌 모노메틸 에테르, 에틸렌 글리콜 모노에틸 에테르, 디프로필렌 글리콜 모노메틸 에테르, 에틸렌 글리콜 모노이소프로필 에테르, 에틸렌 글리콜 모노부틸 에테르, 디에틸렌 글리콜 모노에틸 에테르, 디에틸렌 글리콜 모노이소프로필 에테르, 프로필렌 글리콜 모노부틸 에테르, 에틸렌 글리콜 모노페닐 에테르 및 프로필렌 글리콜 모노메틸 에테르 아세테이트로 이루어진 군으로부터 선택되는 1종 또는 2종 이상의 혼합물 인 것을 특징으로 하는 세정액 조성물.
- 청구항 1에 있어서, 계면활성제를 추가로 포함하는 것을 특징으로 하는 세정액 조성물.
- 청구항 1에 있어서, 알칸올 아민 0.05~5 중량%, 암모늄 염 0.1~10 중량%, 글리콜 에테르 10~70 중량% 및 잔량의 물을 포함하는 것을 특징으로 하는 세정액 조성물.
- 청구항 1에 있어서, 알루미늄 또는 알루미늄 합금이 노출되어 있는 반도체 또는 평판디스플레이장치 제조용 기판의 세정에 사용되는 것을 특징으로 하는 세정액 조성물.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| KR1020070085914A KR20090021429A (ko) | 2007-08-27 | 2007-08-27 | 세정액 조성물 |
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| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
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|---|---|
| KR (1) | KR20090021429A (ko) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR20150029525A (ko) * | 2013-09-09 | 2015-03-18 | 우에무라 고교 가부시키가이샤 | 무전해 도금용 전처리제, 및 상기 무전해 도금용 전처리제를 사용한 프린트 배선기판의 전처리방법 및 그 제조방법 |
| US10062837B2 (en) | 2015-11-25 | 2018-08-28 | Samsung Electronics Co., Ltd. | Method of forming magnetic patterns, and method of manufacturing magnetic memory devices |
-
2007
- 2007-08-27 KR KR1020070085914A patent/KR20090021429A/ko not_active Application Discontinuation
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