KR20090122181A - 유기 코팅을 스트리핑하기 위한 조성물 및 방법 - Google Patents

유기 코팅을 스트리핑하기 위한 조성물 및 방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 기판으로부터 유기 코팅을 스트리핑하는 조성물로서, 조성물의 총 중량을 기준으로 극성 용매 약 5 중량%∼약 90 중량%, 알칼리 화합물 약 0.01 중량%∼약 50중량%, 및 금속 부식 억제제 약 100 ppm∼약 15 중량%를 포함하는 조성물에 관한 것이다. 본 발명의 조성물은 금속 기판 표면의 손상 없이 유기 코팅을 효과적으로 제거할 수 있다.

Description

유기 코팅을 스트리핑하기 위한 조성물 및 방법{COMPOSITION AND METHOD FOR STRIPPING ORGANIC COATINGS}
본 발명은 유기 코팅을 스트리핑하기 위한 조성물, 및 특히 액정 디스플레이 및 반도체 소자의 보호막 또는 절연막으로 사용되는 유기 코팅을 스트리핑하기 위한 조성물 및 이를 사용한 스트리핑 방법에 관한 것이다.
에칭 공정은 액정 디스플레이 및 반도체 산업에서 리소그래피 공정의 가장 중요한 단계 중 하나로 간주될 수 있다. 일반적으로, 리소그래피 공정에 의해 포토레지스트 마스크 상의 엘리먼트 패턴(element pattern)을 포토레지스트 상에 전사한다. 이후, 박막 상에 전체 패턴을 전사하기 위한 궁극적인 목적은 에칭 공정을 통해 실현된다. 리소그래피 및 에칭을 실시하는 상기 막은 액정 디스플레이 또는 반도체 엘리먼트의 일부가 될 것이다.
예를 들어, 액정 디스플레이를 제조하기 위한 일반적인 공정에서는, 폴리이미드(PI) 전구체의 유기 코팅을, 금속 전극을 갖는 유리 기판 상에 형성한 후, 패턴화된 포토레지스트 마스크를 유기 코팅 상에 형성시킨다. 그 다음, 노광된 유기 코팅을 에칭하고, 에칭된 폴리이미드 전구체를 형성하도록 포토레지스트 스트리핑 액체를 유리 기판 상에 사용하여 포토레지스트 마스크를 제거한다. 이후, 폴리이미 드 전구체를 가열하여 폴리이미드 코팅을 형성한다. 폴리이미드는, 절연용 코팅으로 사용될 수 있고 기판 상에서 금속 층의 산화를 방지할 수 있는 광범위하게 사용되는 내열성 플라스틱이다.
리소그래피 공정에 의해 제조된 엘리먼트에 결함이 있는 경우, 예를 들어, 반도체 패키징 공정에서 알루미늄 와이어 상의 보호막이 너무 얇거나 두껍거나 또는 전기 전도성인 와이어의 너비가 너무 좁거나 넓은 경우, 보호막을 제거하여 새로운 보호막을 형성시킬 수 있다. 따라서, 금속 전극을 갖는 유리 기판은 재활용되고 재사용될 수 있다.
유리 기판으로부터 에칭된 유기 코팅을 스트리핑하는 통상적인 방법은 위험한 알칼리 액체, 예컨대 가열된 수산화나트륨 수용액 또는 히드라진 수용액을 사용한다. 알칼리 액체의 사용은 유기 코팅을 완전하게 제거할 수 있지만, 처리 시간이 잘 제어되어야 한다. 또한, 일부 유리 기판은 알칼리 액체에 의해 용해되어 금속 층의 부식을 초래할 것이다.
발명의 개요
상기 언급된 불리한 점을 제거하기 위해, 본 발명은 유기 코팅을 스트리핑하기 위한 조성물로서, 금속 기판 표면의 손상 없이 유리 기판으로부터 유기 코팅을 안전하고 효과적으로 제거할 수 있는 조성물을 제공한다.
본 발명은 또한 유기 코팅을 스트리핑하는 방법으로서, 유기 코팅을 포함하는 금속 기판을 유기 코팅을 스트리핑하는 조성물과 접촉시켜 금속 기판 표면의 손상 없이 기판으로부터 유기 코팅을 제거하는 것을 포함하는 방법을 제공한다.
발명의 상세한 설명
유기 코팅을 스트리핑하기 위한 본 발명의 조성물은 조성물의 총 중량을 기준으로 극성 용매 약 5 중량%∼약 90 중량%, 알칼리 화합물 약 0.01 중량%∼약 50 중량%, 및 금속 부식 억제제 약 100 ppm∼약 15 중량%를 포함한다.
본 발명의 유기 코팅을 스트리핑하는 조성물에 의해 효과적으로 제거될 수 있는 유기 코팅은, 비제한적인 예로서, 폴리이미드 코팅 및 아크릴산, 노볼락, 에폭시드 또는 폴리비닐 알콜 수지에 의해 형성된 코팅, 바람직하게는 폴리이미드 코팅을 포함한다.
본 발명에 사용된 극성 용매는 유기 코팅에 대해 뛰어난 친화성을 갖는 용매, 바람직하게는 비제한적인 예로서 글리콜 화합물, N-메틸 피롤리돈(NMP), N,N-디메틸 아세트아미드(DMAC), N,N-디메틸 포름아미드(DMF), 디메틸 설폭시드(DMSO), 및 이의 혼합물을 포함하는 비양성자성 수성 유기 용매이다.
극성 용매로 본 발명에 사용하기에 적당한 글리콜 화합물은 바람직하게는 비제한적인 예로서 디에틸렌 글리콜 모노부틸 에테르(BDG), 디에틸렌 글리콜 모노에틸 에테르, 디에틸렌 글리콜 디메틸 에테르, 디에틸렌 글리콜 디에틸 에테르, 디에틸렌 글리콜 디부틸 에테르, 디에틸렌 글리콜 아세테이트 모노부틸 에테르, 및 이의 혼합물을 포함하는 카르비톨 및 이의 유도체이다.
본 발명에 사용된 극성 용매의 함량은 조성물의 총 중량을 기준으로 약 5 중량%∼약 90 중량%, 바람직하게는 약 20 중량%∼약 85 중량%이다.
본 발명에 사용된 알칼리 화합물은 바람직하게는 아미노 알콜 화합물, 4차 아민 화합물, 및 이의 혼합물로 이루어진 군에서 선택된다.
알칼리 화합물로 본 발명에 사용하기에 적당한 아미노 알콜 화합물은 바람직하게는 모노에탄올아민(MEA), N-메틸 에탄올아민, N-N-디메틸 에탄올아민, N-에틸 에탄올아민, N-메틸-N-에틸 에탄올아민, N,N-디에틸 에탄올아민, 및 이의 혼합물로 이루어진 군에서 선택된다.
알칼리 화합물로 본 발명에 사용하기에 적당한 4차 아민 화합물은 바람직하게는 트리메틸아닐리늄 히드록시드, 벤질트리메틸암모늄 히드록시드, 콜린 히드록시드, 테트라메틸암모늄 히드록시드(TMAH), 테트라프로필암모늄 히드록시드, 및 이의 혼합물로 이루어진 군에서 선택된다.
본 발명에 사용되는 알칼리 화합물의 함량은 조성물의 총 중량을 기준으로 약 0.01 중량%∼약 50 중량%, 바람직하게는 약 0.1 중량%∼약 50 중량%이다.
본 발명에 사용되는 금속 부식 억제제는 바람직하게는 벤조트리아졸 유도체, 당 알콜 유도체, 및 유기 페놀 화합물, 및 이의 혼합물로 이루어진 군에서 선택된다.
금속 부식 억제제로 본 발명에 사용하기에 적당한 당 알콜 유도체는 바람직하게는 말티톨, 폴리덱스트로스, 크실리톨, 락티톨, 만니톨, 말티톨 시럽, 이소말티톨, 소르비톨, 및 이의 혼합물로 이루어진 군에서 선택된다.
금속 부식 억제제로 본 발명에 사용하기에 적당한 유기 페놀 화합물은 바람직하게는 카테콜이다.
본 발명에 사용된 금속 부식 억제제의 양은 조성물의 총 중량을 기준으로 약 100 ppm∼약 15 중량%, 바람직하게는 약 500 ppm∼약 12 중량%이다.
본 발명의 유기 코팅을 스트리핑하는 조성물은 경우에 따라 당업자에게 잘 공지된 추가의 성분, 예컨대 표면 장력을 낮추거나 기판에 유기 코팅이 부착하는 것을 방지하는 계면활성제를 포함할 수 있다.
극성 용매 및 알칼리 화합물이 유기 코팅에 대하여 탁월한 친화성을 갖기 때문에, 본 발명의 조성물은 유리 기판으로부터 유기 코팅을 효과적으로 제거할 수 있다. 또한, 유리 기판 상에 금속 층이 에칭되는 것을 방지하기 위해, 본 발명의 조성물은 금속 기판 표면에 대한 손상을 막을 수 있는 금속 부식 억제제를 포함하고, 이에 따라 유기 코팅이 제거된 금속 기판은 재활용되고 재사용될 수 있다.
본 발명은 또한 유기 코팅을 스트리핑하는 방법으로서, 유기 코팅을 포함하는 금속 기판을 유기 코팅을 스트리핑하는 조성물과 접촉시켜 금속 기판 표면의 손상 없이 기판으로부터 유기 코팅을 제거하는 것을 포함하는 방법을 제공한다.
상기 방법에서, 바람직한 스트리핑 온도는 약 40℃∼약 90℃ 범위이고, 바람직한 스트리핑 시간은 약 5분∼약 30분 범위이다.
본 발명은 하기 비제한적 예를 참고하여 상세하게 기술된다. 당업자에 의해 쉽게 실현될 수 있는 임의의 변형 및 변화는 본 명세서 및 첨부된 청구 범위의 범위에 포함된다.
도 1은 기판 상에 에칭된 폴리이미드를 도시한다.
도 2는 통상적인 조성물에 의해 클리닝된 도 1의 폴리이미드를 도시한다.
도 3은 본 발명의 구체예 1의 조성물에 의해 클리닝된 도 1의 폴리이미드를 도시한다.
구체예
(1) 유기 코팅의 제거 효과 테스트:
A. 유기 코팅을 스트리핑하기 위한 표 1의 하기 조성물을 조제하였다.
Figure 112009039958692-PCT00001
B. 에칭된 폴리이미드를 갖는 금속 기판을, 약 40℃∼약 90℃ 범위의 온도에서 약 5분∼약 30분 동안 폴리이미드 스트리핑용 조성물 중에 침지시켰다. 그 결과는 하기 표 2에 제시되었다.
Figure 112009039958692-PCT00002
C. 금속 기판을 탈이온수로 세척하였다.
D. 주사 전자 현미경(SEM)으로 금속 기판을 관찰하여 금속 기판 상에 임의의 폴리이미드 잔류물이 있는지 여부를 조사하였다.
도 1 내지 3은 주사 전자 현미경 사진이다. 도 1은 기판 상에 에칭된 폴리이미드를 도시한다. 도 2는 통상적인 조성물에 의해 클리닝된 폴리이미드를 도시하고 있으며, 여기서 에칭된 폴리이미드는 완전하게 제거되지 않았다. 도 3은 본 발명의 구체예 1의 조성물에 의해 클리닝된 폴리이미드를 도시하고 있으며, 여기서 바람직한 폴리이미드 제거 효과가 명백하게 도시된다.
(2) 금속 부식 테스트:
A. 금속 부식 억제제(예, 당 알콜 유도체 또는 유기 페놀 화합물) 포함 및 금속 부식 억제제 불포함 폴리이미드 스트리핑용 조성물을 조제하였다.
B. 약 4℃∼약 90℃ 범위의 온도에서 약 5분∼약 30분 동안 폴리이미드를 스트리핑하는 조성물 중에 에칭된 폴리이미드를 갖는 금속 기판을 침지시켰다.
C. 금속 기판은 탈이온수로 세척하였다.
D. 기판 상에 금속 전도체의 에칭률은 4탐침(four-point probe) 방법에 의해 측정되었다.
본 실험의 결과는 하기 표 3에 제시되었다. 금속 부식 억제제 불포함 조성물과 비교하였을 때, 유기 코팅을 스트리핑하기 위한 본 발명의 금속 부식 억제제 포함 조성물은 금속 기판의 에칭률을 효과적으로 감소시키고, 금속 기판 표면에 대한 손상을 방지할 수 있다.
Figure 112009039958692-PCT00003
본 발명이 바람직한 구체예와 관련하여 상기와 같이 개시되지만, 이들은 본 발명을 한정하는 것으로 간주되지 않는다. 일부 변화 및 변형이 본 발명의 취지 범위에서 벗어날 수 없다는 것을 당업자라면 알 것이다. 상기 내용을 고려하여, 본 발명에 의해 보호되는 권리 범위는 첨부된 청구범위에 의해 정의되어야 한다.

Claims (11)

  1. 조성물의 총 중량을 기준으로 극성 용매 약 5 중량%∼약 90 중량%, 알칼리 화합물 약 0.01 중량%∼약 50 중량%, 및 금속 부식 억제제 약 100 ppm∼약 15 중량%를 포함하는 유기 코팅 스트리핑용 조성물.
  2. 제1항에 있어서, 유기 코팅은 폴리이미드 코팅인 유기 코팅 스트리핑용 조성물.
  3. 제1항에 있어서, 극성 용매는 글리콜 화합물, N-메틸 피롤리돈(NMP), N,N-디메틸 아세트아미드(DMAC), N,N-디메틸 포름아미드(DMF), 디메틸 설폭시드(DMSO), 및 이의 혼합물로 이루어진 군에서 선택되는 유기 코팅 스트리핑용 조성물.
  4. 제3항에 있어서, 글리콜 화합물은 디에틸렌 글리콜 모노부틸 에테르(BDG), 디에틸렌 글리콜 모노에틸 에테르, 디에틸렌 글리콜 디메틸 에테르, 디에틸렌 글리콜 디에틸 에테르, 디에틸렌 글리콜 디부틸 에테르, 디에틸렌 글리콜 아세테이트 모노부틸 에테르, 및 이의 혼합물로 이루어진 군에서 선택되는 유기 코팅 스트리핑용 조성물.
  5. 제1항에 있어서, 알칼리 화합물은 아미노 알콜 화합물, 4차 아민 화합물, 및 이의 혼합물로 이루어진 군에서 선택되는 유기 코팅 스트리핑용 조성물.
  6. 제5항에 있어서, 아미노 알콜 화합물은 모노에탄올아민(MEA), N-메틸 에탄올아민, N-N-디메틸 에탄올아민, N-에틸 에탄올아민, N-메틸-N-에틸 에탄올아민, N,N-디에틸 에탄올아민, 및 이의 혼합물로 이루어진 군에서 선택되는 유기 코팅 스트리핑용 조성물.
  7. 제5항에 있어서, 4차 아민 화합물은 트리메틸아닐리늄 히드록시드, 벤질트리메틸암모늄 히드록시드, 콜린 히드록시드, 테트라메틸암모늄 히드록시드, 테트라프로필암모늄 히드록시드, 및 이의 혼합물로 이루어진 군에서 선택되는 유기 코팅 스트리핑용 조성물.
  8. 제1항에 있어서, 금속 부식 억제제는 벤조트리아졸 유도체, 당 알콜 유도체, 및 유기 페놀 화합물, 및 이의 혼합물로 이루어진 군에서 선택되는 유기 코팅 스트리핑용 조성물.
  9. 제8항에 있어서, 당 알콜 유도체는 말티톨, 폴리덱스트로스, 크실리톨, 락티톨, 만니톨, 말티톨 시럽, 이소말티톨, 소르비톨, 및 이의 혼합물로 이루어진 군에서 선택되는 유기 코팅 스트리핑용 조성물.
  10. 제8항에 있어서, 유기 페놀 화합물은 카테콜인 유기 코팅 스트리핑용 조성물.
  11. 유기 코팅을 포함하는 금속 기판을 제1항 내지 제10항 중 어느 하나의 항에 따른 유기 코팅 스트리핑용 조성물과 접촉시켜 기판으로부터 유기 코팅을 제거하는 것을 포함하는 유기 코팅의 스트리핑 방법.
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