KR20100050303A - Preparation method of pattern - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은 소자용 패턴 형성 방법에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 감광속도가 다른 다층의 포토레지스트를 형성한 후 감광 속도 차이를 이용하여 언더 컷 형태의 프로파일을 형성한 후 리프트 오프 공정을 사용하여 다층의 포토레지스트를 제거함으로써, 두께가 두꺼운 경우에도 정교한 패턴 형성이 가능하고 에칭 공정 없이 습식 현상 공정만으로 금속 증착 공정 진행이 가능하여 공정 단순화를 실현할 수 있는 패턴 형성 방법에 관한 것이다.The present invention relates to a method for forming a pattern for a device, and more particularly, to form a multilayer photoresist having a different photosensitive speed, and then to form an undercut profile by using a photosensitive speed difference, and then, using a lift-off process. By removing the photoresist of the present invention, it is possible to precisely form a pattern even when the thickness is thick, and to perform a metal deposition process only by a wet development process without an etching process, and thus to a process for forming a pattern.
종래 다층의 폴리머 층을 이용한 방법으로는 제1 층을 폴리메틸메타크릴레이트(PMMA)와 같은 특수 고분자 층으로 사용하고 제2 층을 일반 포토레지스트로 사용하는 방법이 제안되어 있다. 그러나, 상기 방법은 제1 층의 고분자층이 노광특성이 없기 때문에 이 방법을 사용하면, 현상액의 종류, 농도 및 현상 시간으로 프로파일을 조절해야 하는 어려움을 가지고 있다.Conventionally, a method using a multilayer polymer layer has been proposed in which a first layer is used as a special polymer layer such as polymethyl methacrylate (PMMA) and a second layer is used as a general photoresist. However, this method has a difficulty in adjusting the profile by the type, concentration, and development time of the developer because the polymer layer of the first layer has no exposure characteristic.
또한, 상기 제1 층은 빛에 반응하는 것이 아니고 단지 현상액을 통해 패턴을 형성하기 때문에 불안정한 요인이 될 수 있다.In addition, the first layer may be an unstable factor because it does not react to light but merely forms a pattern through the developer.
또한, 일반적으로 포토레지스트 조성물 중에는 약 15~30 중량%의 노볼락 수 지가 포함되는데, 종래 제1 포토레지스트 층에 포함되는 고분자가 제2 포토레지스트 층 형성시 함유된 유기용매에 용해어 제1 포토레지스트 층과 제2 포토레지스트 층은 내부 혼합이 이루어진다. 이러한 이유로, 제 1 포토레지스트 층의 감광 속도와 제 2 포토레지스트 층의 감광속도 또한 서로 혼합되므로 개별적인 포토레지스트 층의 감광 속도 및 물성을 가질 수 없다. 따라서, 제1 포토레지스트 층이 없어지거나 그 두께가 현저하게 감소되어 의도한 감광속도를 가질 수 없고 이로 인해 의도했던 패턴 프로파일을 안정적으로 가질 수 없다.In addition, the photoresist composition generally includes about 15 to 30% by weight of novolac resin, wherein a polymer included in the first photoresist layer is dissolved in an organic solvent contained in the formation of the second photoresist layer, and thus, the first photo. The resist layer and the second photoresist layer are internally mixed. For this reason, the photosensitive speed of the first photoresist layer and the photosensitive speed of the second photoresist layer are also mixed with each other and thus cannot have the photosensitive speed and physical properties of the individual photoresist layer. Thus, the first photoresist layer is lost or its thickness is significantly reduced so that it cannot have the intended photosensitive speed and hence cannot have the intended pattern profile stably.
따라서, 이러한 문제를 해결하기 위해 종래에는 다층 폴리머층을 형성시, 일반적으로 제1층과 제2층의 포토레지스트층 사이에 절연막이나 금속막 등을 포함시키고 있다. 상기 절연막이나 금속막 등이 포토레지스트층 사이에 포함되는 이유는 제1 포토레지스트 층이 제2 포토레지스트 층을 코팅할 때, 제 2 포토레지스트에 함유된 유기용매 등에 용해되어 제1 포토레지스트 층이 없어지거나 얇아져서 그 역할을 제대로 하지 못하기 때문이다. 하지만, 상기 방법의 경우 절연막이나 금속막 형성 공정이 더 추가되야 하므로 공정상의 번거로움이 있다.Therefore, in order to solve such a problem, when forming a multilayer polymer layer, an insulating film, a metal film, or the like is generally included between the first layer and the photoresist layer of the second layer. The reason why the insulating film or the metal film is included between the photoresist layers is that when the first photoresist layer coats the second photoresist layer, the first photoresist layer is dissolved in an organic solvent or the like contained in the second photoresist. It's because it's missing or thinner, so it doesn't function properly. However, in the case of the above method, an insulating film or a metal film forming process must be further added, which causes trouble in the process.
또한, 역테이퍼 형태의 프로파일을 형성하여 리프트 오프하여 패턴을 형성하는 방법도 제안되어 있다.In addition, a method of forming a pattern by forming a profile in the form of an inverse taper and lifting it off has also been proposed.
예를 들면, 포지티브 타입 포토레지스트를 사용하여 이미지 리버설법으로 역테이퍼 형상의 레지스트 패턴을 형성하는 방법이 알려져 있다. 그러나, 상기 이미지 리버설법은 조작이 번잡하고 온도 허용 범위가 좁아서 양호한 형상의 레지스트 패턴을 얻는 것이 어려웠다.For example, a method of forming a resist pattern of an inverse taper shape by an image reversal method using a positive type photoresist is known. However, in the image reversal method, it is difficult to obtain a resist pattern having a good shape because the operation is complicated and the temperature tolerance range is narrow.
또한, 네가티브 타입의 레지스트 조성물을 이용하여 역테이퍼 형상의 패턴을 형성하는 방법이 제안되어 있다. 상기 네가티브 타입 레지스트 조성물을 사용하면 리프트 오프법에 적합한 역테이퍼 형상의 패턴을 형성할 수 있으나, 이것은 내열성 및 에칭 내성이 부족한 약점을 갖고 있다.In addition, a method of forming an inverse tapered pattern using a negative type resist composition has been proposed. The negative type resist composition can be used to form an inverse tapered pattern suitable for the lift-off method, but this has a disadvantage in that heat resistance and etching resistance are insufficient.
대한민국 특허공개 제2005-0083314호는 포지티브 타입의 역테이퍼 패턴 형성용 포토레지스트 조성물을 개시하고 있다. 상기 방법은 적합한 역테이퍼 형상의 패턴을 형성하여 리프트 오프 공정에 적용할 수 있으나, Eop 노광량의 1.5배로 노광해야 하는 약점을 갖고 있다.Korean Patent Publication No. 2005-0083314 discloses a photoresist composition for forming a positive taper pattern. The above method can be applied to a lift-off process by forming a pattern of a suitable reverse taper shape, but has a weakness of exposing to 1.5 times the Eop exposure amount.
상기 종래기술의 문제점을 고려하여, 본 발명은 감광속도 조절이 가능한 포지티브 타입의 포토레지스트 조성물을 이용하여 리프트 오프 등의 특수한 공정에 적합한 언더 컷 형태의 프로파일을 안정적으로 형성하는 패턴의 형성방법을 제공하고자 한다.In consideration of the problems of the prior art, the present invention provides a method of forming a pattern for stably forming an undercut profile suitable for a special process such as lift-off using a positive type photoresist composition capable of adjusting the photosensitive speed. I would like to.
상기 목적을 달성하기 위하여, 본 발명은 In order to achieve the above object, the present invention
(a) 기판 위에 제1 포토레지스트 층을 형성하는 단계;(a) forming a first photoresist layer on the substrate;
(b) 상기 제1 포토레지스트 층 위에 제2 포토레지스트 층을 형성하는 단계; 및(b) forming a second photoresist layer over the first photoresist layer; And
(c) 상기 제1 포토레지스트 층 및 제2 포토레지스트 층을 노광 및 현상하여 언더컷 형상을 갖는 레지스트 패턴을 형성하는 단계를 포함하며,(c) exposing and developing the first photoresist layer and the second photoresist layer to form a resist pattern having an undercut shape,
상기 제1 포토레지스트 층은 하기 화학식 1로 표시되는 화합물을 이용하여 형성되며, 상기 제2 포토레지스트 층은 제1 포토레지스트 층 보다 감광속도가 느린 것인, 패턴 형성 방법을 제공한다.The first photoresist layer is formed using a compound represented by Chemical Formula 1, and the second photoresist layer provides a pattern forming method having a lower photosensitive speed than the first photoresist layer.
[화학식 1][Formula 1]
상기 식에서, R1 내지 R3은 각각 독립적으로 수소 또는 탄소수 1 내지 10의 알킬기이고, n은 10 내지 1000의 정수이다.In the above formula, R 1 to R 3 are each independently hydrogen or an alkyl group having 1 to 10 carbon atoms, and n is an integer of 10 to 1000.
또한, 상기 패턴 형성방법은 (c)단계이후에, (d) 상기 레지스트 패턴 위에 금속을 증착하는 단계; 및 (f) 상기 금속이 증착된 레지스트 패턴에서 제1 포토레지스트 층 및 제2 포토레지스트 층을 리프트 오프 공정으로 스트립하는 단계를 더 포함할 수 있다.In addition, the pattern forming method may include, after step (c), (d) depositing a metal on the resist pattern; And (f) stripping the first photoresist layer and the second photoresist layer in the lift pattern by depositing the metal on the resist pattern.
이하에서 본 발명을 상세하게 설명한다.Hereinafter, the present invention will be described in detail.
본 발명은 다층 포토레지스트층을 이용한 패턴 형성시, 제1 포토레지스트 층이 제2 포토레지스트 층과 비교하여 감광속도 차이가 있도록 함으로써, 언더 컷 형상의 패턴을 형성할 수 있다. 다시 말해, 본 발명은 제1 포토레지스트 층 및 제2 포토레지스트 층의 감광속도의 차이가 날 수 있도록, 각 층 형성시 사용하는 포토 레지스트 조성물의 구성을 다르게 한다. 따라서, 제2 포토레지스트 층의 감광속도는 제1 포토레지스트 층보다 느리게 되며, 상기 두 층의 노광 및 현상으로 레지스트 패턴이 언더컷 형상의 프로파일이 된다. 또한, 본 발명은 언터 컷 형상의 패턴에서 리프트 오프(lift-off) 공정을 이용하여 두층의 포토레지스트 층을 제거하여 표시소자용 패턴을 용이하게 형성할 수 있다.In the present invention, when the pattern is formed using the multilayer photoresist layer, the first photoresist layer may have a difference in photosensitive speed compared with the second photoresist layer, thereby forming an undercut pattern. In other words, the present invention changes the configuration of the photoresist composition used in forming each layer so that the photosensitive speed of the first photoresist layer and the second photoresist layer may be different. Therefore, the photosensitive speed of the second photoresist layer is slower than that of the first photoresist layer, and the resist pattern becomes an undercut profile by exposure and development of the two layers. In addition, the present invention can easily form a pattern for a display device by removing two photoresist layers using a lift-off process in an undercut pattern.
이를 위해, 본 발명은 다층 폴리머 형성시 사용하는 포토레지스트 조성물 중, 기판에 먼저 형성되는 제1 포토레지스트 층에 특정하게 하기 화학식 1의 화합물을 사용하는 것을 특징으로 한다.To this end, the present invention is characterized in that the compound of the following formula (1) is used specifically for the first photoresist layer formed on the substrate among the photoresist compositions used in forming the multilayer polymer.
[화학식 1][Formula 1]
상기 식에서, R1 내지 R3은 각각 독립적으로 수소 또는 탄소수 1 내지 10의 알킬기이고, n은 10 내지 1000의 정수이다.In the above formula, R 1 to R 3 are each independently hydrogen or an alkyl group having 1 to 10 carbon atoms, and n is an integer of 10 to 1000.
상기 화학식 1의 화합물은 중량평균분자량이 8,000 내지 15,000인 것이 바람직하다.It is preferable that the compound of Formula 1 has a weight average molecular weight of 8,000 to 15,000.
상기 화학식 1의 화합물은 일반 노볼락 구조에서 수소가 위치하는 부분에 특정하게 페놀기가 치환되어 있어 구조적으로 내열성 및 내용제성이 향상되기 때문에 제2 포토레지스트 층을 코팅할 때, 용제에 대한 내성을 가진다.The compound of Chemical Formula 1 has a resistance to a solvent when the second photoresist layer is coated, since the phenol group is specifically substituted at a portion where hydrogen is positioned in the general novolak structure to improve heat resistance and solvent resistance. .
상기 화학식 1의 사용에 의해, 본 발명은 제1 포토레지스트 층 위에 제2 포토레지스트 층을 코팅하여도 제 1 포토레지스트 층이 제2 포토레지스트 층의 용매에 용해되지 않으며, 설사 용해되더라도 아소 미미하게 용해되므로 추가 공정 없이 이후 단계를 진행할 수 있다. 또한, 제1 포토레지스트 층이 종래와 다르게 노광 특성을 가지기 때문에 안정적인 패턴을 형성할 수 있다. 따라서, 본 발명은 종래와 같이 제1 포토레지스트 층과 제2 포토레지스트 층 사이에 일반적인 절연막이나 금속막 등이 형성되지 않아도 되며, 이에 따라 공정을 한 단계 줄여 공정 단순화를 실현할 수 있다.By the use of Chemical Formula 1, the present invention does not dissolve the first photoresist layer in the solvent of the second photoresist layer even if the second photoresist layer is coated on the first photoresist layer, even if it is dissolved. As it dissolves, subsequent steps can be carried out without further processing. In addition, since the first photoresist layer has exposure characteristics differently from the prior art, a stable pattern can be formed. Therefore, according to the present invention, a general insulating film, a metal film, or the like may not be formed between the first photoresist layer and the second photoresist layer as in the prior art, and thus, the process may be simplified by one step.
이때, 상기 "리프트오프 공정"이란, 어떠한 패턴을 형성하기 위해 식각 마스크로 이용하기 위해 형성한 포토레지스트 패턴을 포함하여 전면에 물질층을 형성한 후, 상기 포토레지스트 패턴을 기판으로부터 제거함으로써 상기 포토레지스트 패턴 상부에 형성된 물질층이 함께 제거되어 소정의 패턴을 형성하는 방법을 의미한다.In this case, the "lift-off process" is a photoresist pattern formed by forming a material layer on the entire surface including a photoresist pattern formed for use as an etching mask to form a pattern, and then removing the photoresist pattern from the substrate. The material layer formed on the resist pattern is removed together to form a predetermined pattern.
이하, 본 발명에 따른 패턴 형성방법의 바람직한 실시예를 첨부된 도면을 참조하여 자세히 설명하면 다음과 같다.Hereinafter, a preferred embodiment of the pattern forming method according to the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
본 발명의 패턴 형성 방법은 (a) 기판 위에 상기 화학식 1의 화합물을 이용하여 제1 포토레지스트 층을 형성하는 단계; (b) 상기 제1 포토레지스트 층 위에 제2 포토레지스트 층을 형성하는 단계; 및 (c) 상기 제1 포토레지스트 층 및 제2 포토레지스트 층을 노광 및 현상하여 언더컷 형상의 레지스트 패턴을 형성하는 단계를 포함한다.The pattern forming method of the present invention comprises the steps of: (a) forming a first photoresist layer on the substrate using the compound of Formula 1; (b) forming a second photoresist layer over the first photoresist layer; And (c) exposing and developing the first photoresist layer and the second photoresist layer to form an undercut resist pattern.
또한, LCD 및 반도체 공정 시 리프트 오프 공정을 수행하므로, 포토레지스트의 패턴 형성 후 금속막을 증착하고 나서 포토레지스트를 스트립하는 공정을 포함하는 것이 바람직하다. 따라서, 본 발명의 패턴 형성방법은 상기 (c)단계이후에, (d) 상기 레지스트 패턴 위에 금속을 증착하는 단계; 및 (f) 상기 금속이 증착된 레지스트 패턴에서 제1 포토레지스트 층 및 제2 포토레지스트 층을 리프트 오프 공정으로 스트립하는 단계를 더 포함할 수 있다. 도 1a 내지 1f는 본 발명의 패턴 형성 방법의 일실시예에 따른 과정을 순서대로 간략히 나타낸 것이다.In addition, since the lift-off process is performed during the LCD and semiconductor processes, it is preferable to include a process of stripping the photoresist after depositing a metal film after the pattern formation of the photoresist. Therefore, the pattern forming method of the present invention comprises the steps of: (d) depositing a metal on the resist pattern after step (c); And (f) stripping the first photoresist layer and the second photoresist layer in the lift pattern by depositing the metal on the resist pattern. 1a to 1f briefly illustrate a process according to an embodiment of the pattern forming method of the present invention in order.
도 1a에 도시한 바와 같이, (a)단계는 기판(10)위에 포지티브 타입의 제1 포토레지스트 조성물을 코팅하여 가경화를 통해 제1 포토레지스트 층(20)을 형성하는 단계이다.As shown in FIG. 1A, step (a) is a step of forming a first
이때, 상기 포지티브 타입의 제1 포토레지스트 조성물은 상기 화학식 1의 화합물을 포함하며, 상기 화학식 1의 화합물은 제1 포토레지스트 층이 제2 포토레지스트 층보다 빠른 감광속도를 가지게 하는 역할을 하고, 더불어 제2 포토레지스트 층의 유기용매에 대한 내성을 목적으로 사용되는 것이다. 즉, 상기 화학식 1의 화합물은 조성물에 포함되어 제2 포토레지스트 층에 함유된 유기용매에 대한 내성을 높여 언더컷 형태의 프로파일을 얻을 수 있고 두께가 두꺼워도 정교한 패턴 형성할 수 있다. 또한, 본 발명은 언더컷 형상의 레지스트 패턴 형성이 가능하여, 별도의 에칭 공정 없이도 습식 공정만 수행 후 바로 금속 증착 공정을 수행할 수 있기 때 문에 공정이 단순하고 비용 절감 효과도 창출할 수 있다.In this case, the positive type first photoresist composition includes the compound of Formula 1, and the compound of Formula 1 serves to make the first photoresist layer have a faster photosensitive speed than the second photoresist layer, It is used for the purpose of resistance to the organic solvent of the second photoresist layer. That is, the compound of Formula 1 may be included in the composition to increase the resistance to the organic solvent contained in the second photoresist layer to obtain an undercut profile and to form an elaborate pattern even if the thickness is thick. In addition, the present invention can form a resist pattern of the undercut shape, because the metal deposition process can be performed immediately after performing only the wet process without a separate etching process, the process is simple and can also create a cost-saving effect.
결론적으로, 제 1포토레지스트 층의 가장 중요한 요소는 상기 화학식 1의 화합물이 감광특성을 가지면서도 내용제성이 뛰어나 제 2포토레지스트 층을 형성할 때 용제에 의한 내부 혼합이 이루어지지 않는다는 점이다.In conclusion, the most important element of the first photoresist layer is that the compound of Formula 1 has photosensitivity and is excellent in solvent resistance, so that internal mixing by solvent is not performed when forming the second photoresist layer.
이때, 상기 제1 포토레지스트 조성물은 상기 화학식 1의 화합물 외에 디아지드계 감광성 화합물을 포함하는 감광성 물질 및 유기용매를 포함한다.In this case, the first photoresist composition includes a photosensitive material and an organic solvent including a diazide photosensitive compound in addition to the compound of Formula 1.
상기 화학식 1의 화합물의 함량은 적정한 감광속도 및 기판에 포토레지스트를 도포하는 공정을 고려하여 전체 조성물에 대하여 10 내지 30 중량%로 사용하는 것이 바람직하다.The content of the compound of Chemical Formula 1 is preferably used in an amount of 10 to 30% by weight based on the total composition in consideration of the appropriate photosensitive rate and the process of applying the photoresist to the substrate.
상기 디아지드계 감광성 화합물 화합물은 전체 조성물에 대하여 2 내지 10 중량%로 사용하는 것이 바람직하다. 상기 디아지드계 감광성 화합물 화합물의 함량이 2 중량% 미만이면 안정된 패턴 프로파일을 가질 수 없는 문제가 있고, 10 중량%를 초과하면 포토레지스트의 보관 안정성이 떨어지는 문제가 있다. 상기 디아지드계 감광성 화합물은 폴리하이드록시 벤조페논, 1,2-나프토퀴논디아지드, 및 2-디아조-1-나프톨-5-술폰산 등의 화합물을 반응시켜 제조할 수 있다. 예를 들어, 상기 b) 디아지드계 감광성 화합물은 트리하이드록시 벤조페논과 2-디아조-1-나프톨-5-술폰산을 에스테르화 반응시켜 제조된 2,3,4-트리하이드록시벤조페논-1,2-나프토퀴논디아지드-5-설포네이트; 또는 테트라하이드록시 벤조페논과 2-디아조-1-나프톨-5-술폰산을 에스테르화 반응시켜 제조된 2,3,4,4'-테트라하이드록시벤조페논-1,2-나프토퀴논디아지드-5-설포네이트일 수 있으며, 이들은 단독 또는 혼합하여 사용할 수 있다. 바람직하게는, 상기 디아지드계 감광성 화합물은 2,3,4-트리하이드록시벤조페논-1,2-나프토퀴논디아지드-5-설포네이트 40 내지 60 중량부 및 2,3,4,4'-테트라하이드록시벤조페논-1,2-나프토퀴논디아지드-5-설포네이트 60 내지 40 중량부의 비율로 혼합하여 사용할 수 있다.The diazide photosensitive compound compound is preferably used in 2 to 10% by weight based on the total composition. If the content of the diazide-based photosensitive compound compound is less than 2% by weight, there is a problem in that it cannot have a stable pattern profile, and if it exceeds 10% by weight, the storage stability of the photoresist is inferior. The diazide-based photosensitive compound may be prepared by reacting compounds such as polyhydroxy benzophenone, 1,2-naphthoquinone diazide, and 2-diazo-1-naphthol-5-sulfonic acid. For example, the b) diazide photosensitive compound is 2,3,4-trihydroxybenzophenone prepared by esterifying trihydroxy benzophenone and 2-diazo-1-naphthol-5-sulfonic acid. 1,2-naphthoquinonediazide-5-sulfonate; Or 2,3,4,4'-tetrahydroxybenzophenone-1,2-naphthoquinonediazide prepared by esterifying a tetrahydroxy benzophenone and 2-diazo-1-naphthol-5-sulfonic acid -5-sulfonate, which can be used alone or in combination. Preferably, the diazide photosensitive compound is 40 to 60 parts by weight of 2,3,4-trihydroxybenzophenone-1,2-naphthoquinone diazide-5-sulfonate and 2,3,4,4 '-Tetrahydroxybenzophenone-1,2-naphthoquinonediazide-5-sulfonate can be used by mixing in a proportion of 60 to 40 parts by weight.
상기 유기용매는 전체 조성물에 대하여 잔부로 포함할 수 있고 바람직하게는 60 내지 80 중량%로 사용될 수 있다. 상기 유기용매는 프로필렌글리콜메틸에테르아세테이트(PGMEA), 에틸락테이트(EL), 2-메톡시에틸아세테이트(MMP), 프로필렌글리콜모노메틸에테르(PGME), 메틸에틸케톤(MEK), 메틸이소부틸케톤(MIBK) 및 1-메틸-2-피롤리디논(NMP)으로 이루어진 군에서 선택된 1종 이상을 사용할 수 있다.The organic solvent may be included in the remainder relative to the total composition, preferably from 60 to 80% by weight. The organic solvent is propylene glycol methyl ether acetate (PGMEA), ethyl lactate (EL), 2-methoxyethyl acetate (MMP), propylene glycol monomethyl ether (PGME), methyl ethyl ketone (MEK), methyl isobutyl ketone One or more selected from the group consisting of (MIBK) and 1-methyl-2-pyrrolidinone (NMP) can be used.
이밖에, 본 발명의 제1 포토레지스트 조성물은 필요에 따라 감도증진제, 착색제, 염료, 찰흔 방지제, 가소제, 접착 촉진제 및 계면활성제로 이루어진 군에서 1종 이상 선택되는 첨가제를 더 첨가하여 성능향상을 도모할 수도 있다.In addition, the first photoresist composition of the present invention further improves performance by further adding at least one additive selected from the group consisting of a sensitivity enhancer, a colorant, a dye, an anti-scratch agent, a plasticizer, an adhesion promoter, and a surfactant, as necessary. You may.
이러한 본 발명의 제1 포토레지스트 조성물의 감광속도는 5mJ 내지 100mJ의 범위를 가질 수 있다. 단, 감광속도 차이는 제1 포토레지스트 층이 제2 포토레지스트 층에 비해 상대적으로만 빠르면 구현 가능한 요소이므로, 그 범위가 반드시 상기 범위로 한정되는 것은 아니다.The photosensitive speed of the first photoresist composition of the present invention may have a range of 5mJ to 100mJ. However, since the photosensitive speed difference is an element that can be realized if the first photoresist layer is relatively faster than the second photoresist layer, the range is not necessarily limited to the above range.
또한, 포토레지스트 층의 두께는 사용 용도 및 공정에 따라 광범위하게 적용될 수 있으며, 바람직하게 제1 포토레지스트 층의 두께는 200~1500nm일 수 있다.In addition, the thickness of the photoresist layer may be widely applied according to the use application and process, and preferably, the thickness of the first photoresist layer may be 200 nm to 1500 nm.
또한 가경화 조건은 90~110℃에서 60~120초 동안 수행할 수 있다.In addition, the temporary curing conditions may be performed for 60 to 120 seconds at 90 ~ 110 ℃.
상기 기판으로는 통상의 유리 기판 또는 플라스틱 기판을 사용할 수 있고, 그 위에는 실리콘, 알루미늄, 인듐 틴옥사이드(ITO), 인듐 징크옥사이드(IZO), 몰리브덴, 이산화 실리콘, 도핑된 이산화실리콘, 질화실리콘, 탄탈륨, 구리, 폴리실리콘, 세라믹, 알루미늄/구리 혼합물 및 중합성 수지로 이루어진 군으로부터 선택되는 물질이 증착될 수 있다.As the substrate, a conventional glass substrate or a plastic substrate can be used, on which silicon, aluminum, indium tin oxide (ITO), indium zinc oxide (IZO), molybdenum, silicon dioxide, doped silicon dioxide, silicon nitride, tantalum A material selected from the group consisting of, copper, polysilicon, ceramics, aluminum / copper mixtures and polymerizable resins can be deposited.
그 다음으로, (b)단계에서는 제1 포토레지스트 층(20) 위에 제2 포토레지스트 조성물을 코팅하고 가경화하여 제2 포토레지스트 층(30)을 형성한다(도 1b).Next, in step (b), the second photoresist composition is coated and temporarily cured on the
상기 제2 포토레지스트 조성물은 알칼리 가용성 수지인 노볼락 수지, 디아지드계 감광성 화합물을 포함하는 감광성 물질, 및 유기용매를 포함할 수 있다.The second photoresist composition may include a novolak resin which is an alkali-soluble resin, a photosensitive material including a diazide photosensitive compound, and an organic solvent.
상기 노볼락 수지는 상기 화학식 1을 제외한 일반적으로 사용되는 모든 노볼락 수지를 포함할 수 있고, 예를 들면 메타 크레졸 단독으로 합성된 노볼락 수지, 파라 크레졸 단독으로 합성된 노볼락 수지, 레조시놀을 사용한 노볼락 수지, 살리실릭 알데하이드와 벤질 알데하이드를 반응시켜 제조한 노볼락 수지 등이 모두 사용될 수 있다. 상기 노볼락 수지는 통상의 페놀 화합물과 알데히드 화합물을 산촉매하에 축합반응시켜 제조한 것을 사용할 수 있다. 상기 노볼락 수지는 중량평균분자량이 3,000 내지 30,000인 것이 바람직하다. 상기 산촉매로는 황산, 염산, 포름산 아세트산, 옥살산 등이 있다.The novolak resin may include all novolak resins generally used except for Chemical Formula 1, for example, a novolak resin synthesized by meta cresol alone, a novolak resin synthesized by para cresol alone, and resorcinol. The novolac resin, the novolac resin prepared by reacting salicylic aldehyde and benzyl aldehyde can be used. The said novolak resin can use what was produced by condensation reaction of a normal phenol compound and an aldehyde compound under an acidic catalyst. The novolac resin preferably has a weight average molecular weight of 3,000 to 30,000. The acid catalyst includes sulfuric acid, hydrochloric acid, formic acid acetic acid, oxalic acid, and the like.
상기 노볼락 수지의 함량은 전체 제2 포토레지스트 조성물에 대하여 10 내지 30 중량%로 사용하는 것이 바람직하다.The content of the novolak resin is preferably used in 10 to 30% by weight based on the entire second photoresist composition.
상기 디아지드계 감광성 화합물 화합물은 전체 조성물에 대하여 2 내지 10 중량%로 사용하는 것이 바람직하다. 상기 디아지드계 감광성 화합물의 함량이 2 중 량% 미만이면 안정적인 패턴 형성에 문제가 있고, 10 중량%를 초과하면 저장 안정성에 중대한 문제가 있다. 상기 디아지드계 감광성 화합물 화합물은 제1 포토레지스트 조성물에 포함되는 성분과 동일한 것을 사용할 수 있다.The diazide photosensitive compound compound is preferably used in 2 to 10% by weight based on the total composition. If the content of the diazide-based photosensitive compound is less than 2% by weight, there is a problem in the formation of a stable pattern, if it exceeds 10% by weight there is a serious problem in storage stability. The diazide-based photosensitive compound compound may be the same as the component included in the first photoresist composition.
상기 유기용매는 전체 조성물에 대하여 잔부로 포함할 수 있고 바람직하게는 60 내지 90 중량%로 사용될 수 있다. 상기 유기용매는 제1 포토레지스트 층에 사용된 것과 동일하게, 프로필렌글리콜메틸에테르아세테이트(PGMEA), 에틸락테이트(EL), 2-메톡시에틸아세테이트(MMP), 프로필렌글리콜모노메틸에테르(PGME), 메틸에틸케톤(MEK), 메틸이소부틸케톤(MIBK) 및 1-메틸-2-피롤리디논(NMP)으로 이루어진 군에서 선택된 1종 이상을 사용할 수 있다.The organic solvent may be included in the remainder relative to the total composition, preferably from 60 to 90% by weight. The organic solvent is the same as used for the first photoresist layer, propylene glycol methyl ether acetate (PGMEA), ethyl lactate (EL), 2-methoxyethyl acetate (MMP), propylene glycol monomethyl ether (PGME) , Methyl ethyl ketone (MEK), methyl isobutyl ketone (MIBK) and 1-methyl-2-pyrrolidinone (NMP) may be used.
제2 포토레지스트 조성물 또한 필요에 따라 감도증진제, 착색제, 염료, 찰흔 방지제, 가소제, 접착 촉진제 및 계면활성제로 이루어진 군에서 1종 이상 선택되는 첨가제를 더 첨가하여 성능향상을 도모할 수도 있다.The second photoresist composition may further improve performance by further adding at least one additive selected from the group consisting of a sensitivity enhancer, a colorant, a dye, an anti-scratch agent, a plasticizer, an adhesion promoter, and a surfactant, as necessary.
이러한 본 발명의 제2 포토레지스트 조성물의 감광속도는 10mJ 내지 300mJ의 범위를 가지며 제1 포토레지스트 조성물보다 느린 감광속도를 나타낸다.The photosensitive speed of the second photoresist composition of the present invention has a range of 10mJ to 300mJ and shows a slower photosensitive speed than the first photoresist composition.
이때 포토레지스트 층의 두께는 사용 용도 및 공정에 따라 광범위하게 적용될 수 있으며, 바람직하게 제2 포토레지스트 층의 두께는 200~1700nm일 수 있다. 또한 가경화 조건은 90~110℃에서 60~120초 동안 수행할 수 있다.In this case, the thickness of the photoresist layer may be widely applied according to a use purpose and a process, and preferably, the thickness of the second photoresist layer may be 200 to 1700 nm. In addition, the temporary curing conditions may be performed for 60 to 120 seconds at 90 ~ 110 ℃.
또한, (c)단계에서는 패턴이 있는 마스크(40)를 사용하여 노광한 다음(도 1c), 현상을 수행한다. 이때, 본 공정에서는 제1 포토레지스트 층(20)과 제2 포토레지스트 층(30)의 감광 속도 차이에 의해 언더컷 단면이 형성된다.(도 1d) 즉, 상기 화학식 1을 사용하는 (a)단계 및 일반 노볼락 수지를 사용하는 (b)단계의 수행에 따라, 기판위에 제1 포토레지스트 층 및 제2 포토레지스트 층이 형성된 후, 감광속도 차이에 따라 언더컷 단면이 형성되는 것이다. 또한, 본 발명에 있어서 감광속도는 고분자 수지뿐만 아니라 디아지드 화합물의 종류 및 함량이 더 크게 작용을 할 수도 있다.In addition, in step (c), the mask 40 with the pattern is exposed to light (FIG. 1C), and then development is performed. In this process, an undercut cross section is formed by a difference in the photosensitive speed of the
상기에서 노광 조건은 통상의 방법으로 수행할 수 있으며, 예를 들면 빛, 특히 자외선에 노광시킴으로써 목적하는 형태의 패턴을 형성할 수 있다. 이와 같이 노광된 기판을 알칼리성 현상 수용액에 충분히 침지시킨 후, 빛에 노출된 부위의 각 포토레지스트 층이 전부 또는 거의 대부분 용해될 때까지 방치한다. 이때, 상기 현상 수용액은 일정 농도의 알칼리 수산화물, 수산화암모늄 또는 테트라메틸암모늄 하이드록사이드(tetramethylammonium hydroxide, TMAH)를 함유하는 수용액을 사용하는 것이 바람직하다.In the above, the exposure conditions can be carried out in a conventional manner, for example, it is possible to form a pattern of the desired form by exposure to light, in particular ultraviolet. The substrate thus exposed is sufficiently immersed in an alkaline developing aqueous solution, and then left until all or almost all of the photoresist layers of the portions exposed to light are dissolved. At this time, it is preferable to use an aqueous solution containing alkali hydroxide, ammonium hydroxide or tetramethylammonium hydroxide (TMAH) at a predetermined concentration.
또한, 본 발명에 따른 패턴 형성방법은, (c)단계 이후에, 상술한 (d)단계의 금속증착, 및 (f)단계의 포토레지스트층의 스트립 단계를 더 수행할 수 있으며, 이러한 단계를 거쳐 원하는 형상의 패턴을 완성할 수 있다. 또한, 필요에 따라 상기 (d)단계의 금속증착 단계는 생략할 수도 있다.In addition, in the pattern forming method according to the present invention, after the step (c), the metal deposition of step (d) and the stripping of the photoresist layer of step (f) may be further performed. The pattern of the desired shape can be completed through. In addition, if necessary, the metal deposition step of step (d) may be omitted.
따라서, (d)단계를 수행하는 경우, 상기 (c)단계에서 형성된 언더컷 단면을 토대로 금속을 증착하여 금속층(50)을 형성한다.(도 1e)Therefore, when the step (d) is performed, the
금속 증착에 의해 제2 포토레지스트 층 및 노광된 기판위에 기판이 형성된다. 이때, 증착 가능한 금속의 두께는 제1 포토레지스트 층의 두께에 따라 조정 가 능하다. 또한 증착되는 금속의 종류 또한 통상의 것이 사용될 수 있고, 예를 들면, 알루미늄, 몰리브덴, 크롬, 구리, 백금, 인-주석 산화물(ITO)등이 사용될 수 있다.The substrate is formed over the second photoresist layer and the exposed substrate by metal deposition. In this case, the thickness of the depositable metal may be adjusted according to the thickness of the first photoresist layer. In addition, the type of the metal to be deposited may also be used as usual, for example, aluminum, molybdenum, chromium, copper, platinum, phosphorus-tin oxide (ITO) and the like may be used.
(f)단계는 상기 금속의 증착이 완료된 후, 제1 포토레지스트 층(20)과 제2 포토레지스트 층(30)을 일반적인 스트리퍼 등을 이용하여 리프트-오프 공정으로 제거하는 단계이며, 이로써 기판(10) 상에는 금속(50)만 남게되어 패턴이 형성된다.(도 1f) 즉, 상기 리프트 오프 공정을 수행하면 제2 포토레지스트 층 제거와 함께 그 위에 형성된 금속층도 함께 제거되는 것이다.In step (f), after the deposition of the metal is completed, the
이상과 같이, 본 발명은 상기 방법으로 제조된 패턴을 이용하여, 반도체 소자 또는 여러 표시소자에 적용되어 도전성 패턴을 형성할 수 있으며, 특히 두께가 두꺼운 경우에도 형상이 양호하고 정교한 패턴 형상을 갖는 표시소자를 제공할 수 있다. 이때, 본 발명의 표시소자의 예를 들면 액정표시소자, 전계발광소자, 플라즈마 디스플레이 패널 등을 포함할 수 있다.As described above, the present invention may be applied to a semiconductor device or various display devices to form a conductive pattern by using the pattern manufactured by the above method, and the display having a good shape and a fine pattern shape, even when the thickness is particularly thick. An element can be provided. In this case, examples of the display device of the present invention may include a liquid crystal display device, an electroluminescent device, a plasma display panel, and the like.
본 발명은 상기 화학식 1의 화합물을 이용하여 제1 포토레지스트 층을 형성함으로써 제 2 포토레지스트 층에 함유된 유기 용매에 대한 내성을 높여 언더컷 형태의 프로파일을 얻을 수 있고, 두께가 두꺼운 경우에도 정교한 패턴 형성이 가능한 효과가 있다. 또한, 별도의 에칭 공정 없이 습식 현상 공정만으로 메탈 공정이 진행될 수 있어 공정 단순화로 인한 비용 절감이 가능한 효과가 있다.According to the present invention, by forming the first photoresist layer using the compound of Chemical Formula 1, it is possible to obtain an undercut profile by increasing the resistance to the organic solvent contained in the second photoresist layer. It is possible to form. In addition, the metal process may be performed only by the wet developing process without a separate etching process, thereby reducing the cost due to the process simplification.
이하, 본 발명의 바람직한 실시 예를 기재한다. 다만, 하기 실시 예는 본 발명의 이해를 돕기 위하여 예시하는 것일 뿐, 본 발명의 내용이 하기 실시 예에 한정되는 것은 아니다.Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described. However, the following examples are only illustrated to aid the understanding of the present invention, but the contents of the present invention are not limited to the following examples.
실시예 1Example 1
도 1a 내지 1f에 나타낸 순서대로 표시소자용 패턴을 형성하였다.Patterns for display elements were formed in the order shown in Figs. 1A to 1F.
즉, 글래스 기판 위에 제 1 포토레지스트 조성물을 코팅하고 90~110℃에서 110 초 동안 가경화를 수행하여 두께 1500 nm의 제1 포토레지스트 층을 형성하였다. 이후, 상기 제1 포토레지스트 층 위에 제2 포토레지스트 조성물을 코팅하고 90~110℃에서 110 초 동안 가경화를 수행하여 두께 500 nm의 제2 포토레지스트 층을 형성하였다.That is, the first photoresist composition was coated on the glass substrate and subjected to temporary curing at 90 to 110 ° C. for 110 seconds to form a first photoresist layer having a thickness of 1500 nm. Thereafter, a second photoresist composition was coated on the first photoresist layer and subjected to temporary curing at 90 to 110 ° C. for 110 seconds to form a second photoresist layer having a thickness of 500 nm.
여기서 제1 포토레지스트 조성물은 하기 화학식 1의 화합물 20 중량%, 디아지계 감광성 화합물로 2,3,4,4'-테트라하이드록시벤조페논-1,2-나프토퀴논디아지드-5-설포네이트 4 중량%, 및 PGMEA 76 중량%를 포함하였다.Here, the first photoresist composition is 20% by weight of the compound of formula 1, 2,3,4,4'-tetrahydroxybenzophenone-1,2-naphthoquinone diazide-5-sulfonate as a diazide photosensitive compound 4 wt%, and 76 wt% PGMEA.
[화학식 1][Formula 1]
(상기 식에서, n은 400이다)Wherein n is 400
또한, 제2 포토레지스트 조성물은 노볼락 수지 20 중량%, 디아지계 감광성 화합물로 2,3,4,4'-테트라하이드록시벤조페논-1,2-나프토퀴논디아지드-5-설포네이트 5 중량%, 및 PGMEA 75 중량%를 포함하였다. 이때, 노볼락 수지는 메타크레졸: 파라크레졸 비율이 4: 6이고 중량평균분자량이 6,000인 것을 사용하였다.In addition, the second photoresist composition is 20% by weight of novolak resin, 2,3,4,4'-tetrahydroxybenzophenone-1,2-naphthoquinone diazide-5-sulfonate 5 as a diazide photosensitive compound Wt%, and 75 wt% PGMEA. At this time, the novolak resin used was a metacresol: paracresol ratio of 4: 6 and a weight average molecular weight of 6,000.
그 다음, 패턴이 있는 마스크를 사용하여 제1 포토레지스트 층 및 제2 포토레지스트 층을 자외선에서 노광하고 현상액으로 TMAH 2.38%(wt)를 사용하여 현상하였다. 이때, 제1 포토레지스트 층과 제2 포토레지스트 층의 감광 속도 차이에 의해 언더컷 단면이 형성되었다. 이렇게 형성된 언더컷 형상의 패턴 단면을 도 2a 및 2b에 나타내었다.The first photoresist layer and the second photoresist layer were then exposed to ultraviolet light using a patterned mask and developed using TMAH 2.38% (wt) as developer. At this time, an undercut cross section was formed by the photosensitive speed difference between the first photoresist layer and the second photoresist layer. The undercut pattern cross section thus formed is shown in FIGS. 2A and 2B.
그리고 나서, 언더컷 단면을 토대로 금속층인 알루미늄을 증착하였다.Then, aluminum, which is a metal layer, was deposited based on the undercut cross section.
증착 완료후, 제1 포토레지스트 층과 제2 포토레지스트 층을 스트리퍼(동진쎄미켐 제품)로 제거하여 기판 상에 금속만이 포함된 패턴을 형성하였다.After the deposition was completed, the first photoresist layer and the second photoresist layer were removed with a stripper (Dongjin Semichem Co.) to form a pattern containing only metal on the substrate.
실시예 2Example 2
제1 포토레지스트 층의 두께가 800 nm이고, 제2 포토레지스트 층의 두께가 1700nm가 되도록 한 것을 제외하고는, 상기 실시예 1과 동일한 방법으로 실시하였다. 이때, 언더컷 형상의 패턴 단면을 도 3a 및 3b에 나타내었다.The same process as in Example 1 was carried out except that the thickness of the first photoresist layer was 800 nm and the thickness of the second photoresist layer was 1700 nm. At this time, the pattern cross section of an undercut shape is shown to FIG. 3A and 3B.
비교예 1Comparative Example 1
제1 포토레지스트층의 고분자 수지로 화학식 1의 화합물 대신 메타크레졸: 파라크레졸 비율이 6: 4이고 중량평균분자량이 15,000인 통상의 노볼락 수지를 사용하고 제1 포토레지스트층 및 제2 포토레지스층의 두께를 각각 800 nm 및 1700nm가 되도록 한 것을 제외하고는, 실시예 1과 동일한 방법으로 실시하였다.The first photoresist layer and the second photoresist layer using a conventional novolak resin having a methacresol: paracresol ratio of 6: 4 and a weight average molecular weight of 15,000 instead of the compound of formula 1 as the polymer resin of the first photoresist layer. It carried out by the same method as Example 1 except having set thickness of 800 nm and 1700 nm, respectively.
비교예 2Comparative Example 2
제1 포토레지스트층의 고분자 수지로 화학식 1의 화합물 대신 메타크레졸: 파라크레졸 비율이 6: 4이고 중량평균분자량이 8,000인 통상의 노볼락 수지를 사용하고 제1 포토레지스트층 및 제2 포토레지스층의 두께를 각각 800 nm 및 1700nm가 되도록 한 것을 제외하고는, 실시예 1과 동일한 방법으로 실시하였다.The first photoresist layer and the second photoresist layer are used as the polymer resin of the first photoresist layer using a conventional novolak resin having a metacresol: paracresol ratio of 6: 4 and a weight average molecular weight of 8,000 instead of the compound of formula (1). It carried out by the same method as Example 1 except having set thickness of 800 nm and 1700 nm, respectively.
비교예 3Comparative Example 3
제1 포토레지스트층의 고분자 수지로 화학식 1의 화합물 대신 메타크레졸: 파라크레졸 비율이 4: 6이고 중량평균분자량이 6,000인 통상의 노볼락 수지를 사용하고 제1 포토레지스트층 및 제2 포토레지스층의 두께를 각각 800 nm 및 1700nm가 되도록 한 것을 제외하고는, 실시예 1과 동일한 방법으로 실시하였다.The first photoresist layer and the second photoresist layer are used as the polymer resin of the first photoresist layer using a conventional novolak resin having a meta-cresol: paracresol ratio of 4: 6 and a weight average molecular weight of 6,000 instead of the compound of formula (1). It carried out by the same method as Example 1 except having set thickness of 800 nm and 1700 nm, respectively.
실험예Experimental Example
상기 실시예 1-2 및 비교예 1-3에 대하여, 두께 안정성 및 패턴형성 경향을 측정하였고, 그 결과를 다음 표 1에 나타내었다. 이때, 두께는 NANOSPEC 3000 (NANO metrics 社 제품) 장비를 이용하여 측정하였다. 또한, 두께안정성 및 패턴형성 평가 기준은 다음과 같다.For Examples 1-2 and Comparative Examples 1-3, thickness stability and pattern formation tendency were measured, and the results are shown in Table 1 below. At this time, the thickness was measured using a NANOSPEC 3000 (NANO metrics, Inc.) equipment. In addition, the evaluation criteria for thickness stability and pattern formation are as follows.
* 두께안정성 ◎ : 두께 산포 30nm 이하, 두께안정성 ○: 두께 산포 30~100nm, 두께안정성 × : 두께 산포 100nm 이상인 것을 나타냄.* Thickness stability (double-circle): Thickness dispersion 30 nm or less, Thickness stability (circle): Thickness dispersion 30-100 nm, Thickness stability x: It shows that thickness distribution is 100 nm or more.
* 패턴형성 ◎ : 제1층과 제2층의 노광특성 구현, 패턴형성 △: 패턴은 형성되나 제1층의 노광특성 구현 안됨, 패턴형성 ×: 두께 산포(thickness distribution)가 너무 커서 패턴 형성이 안됨을 나타냄.* Pattern formation ◎: realization of exposure characteristics of the first and second layers, pattern formation △: pattern is formed, but the exposure characteristics of the first layer are not realized, pattern formation ×: pattern formation is too large thickness distribution (thickness distribution) Indicates no.
[표 1]TABLE 1
상기 표 1의 결과에서와 같이, 실시예 1, 2는 패턴형성과 안정성면에서 모두 우수한 효과를 나타내었지만, 비교예 1의 경우, 패턴형성과 두께안정성이 실시예 1, 2에 비해 불량함을 알 수 있다. 또한, 비교예 2와 비교예 3의 경우도, 제2 포토레지스트 층을 코팅할 때 제2 포토레지스트 층에 함유된 유기용매에 의해 제1 포토레지스트 층이 용해되어 전체적인 두께 안정성이 심하게 떨어졌다.As in the results of Table 1, Examples 1 and 2 showed excellent effects in terms of pattern formation and stability, but in Comparative Example 1, the pattern formation and thickness stability is poor compared to Examples 1 and 2 Able to know. In addition, in the case of Comparative Example 2 and Comparative Example 3, when coating the second photoresist layer, the first photoresist layer was dissolved by the organic solvent contained in the second photoresist layer, and the overall thickness stability was severely degraded.
즉, 실시예 1의 경우 제1 포토레지스트 층과 제2 포토레지스트 층을 모두 코팅한 후 두께가 1990~2020nm로 두께 산포가 30nm 이하 였다. 실시예 2의 경우 제1 포토레지스트 층과 제2 포토레지스트 층을 모두 코팅한 후 두께가 2490~2520nm로 두께 산포가 30nm 이하였다. 따라서, 실시예 1 및 2은 두께산포가 30nm 이하여서 우수한 패턴이 용이하게 형성되었다.That is, in Example 1, after coating both the first photoresist layer and the second photoresist layer, the thickness was 1990-2020 nm and the thickness distribution was 30 nm or less. In Example 2, after coating both the first photoresist layer and the second photoresist layer, the thickness was 2490-2520 nm and the thickness distribution was 30 nm or less. Therefore, Examples 1 and 2 had a thickness dispersion of 30 nm or less, so that an excellent pattern was easily formed.
그러나, 비교예 1의 경우 제1 포토레지스트 층과 제2 포토레지스트 층을 모두 코팅한 후 두께가 2300~2350nm로 두께 산포가 50nm 였다. 제 2 포토레지스트에 함유된 유기용매에 제 1층이 일부 용해되어 두께는 200nm 감소되었고 산포는 50nm로 실시예1 및 실시예 2에 비해 증가되었다.However, in Comparative Example 1, after coating both the first photoresist layer and the second photoresist layer, the thickness was 2300 to 2350 nm and the thickness distribution was 50 nm. The first layer was partially dissolved in the organic solvent contained in the second photoresist, and the thickness was reduced by 200 nm, and the dispersion was increased to 50 nm compared with Examples 1 and 2.
또한, 비교예 2의 경우 제1 포토레지스트 층과 제2 포토레지스트 층을 모두 코팅한 후 두께가 1800~2000nm로 두께 산포가 200nm 였다. 제2 포토레지스트에 함유된 유기용매에 제1 포토레지스트 층의 상당 부분이 용해되어 두께는 500~700nm 감소되었고 산포는 2000nm로 증가되었다.In Comparative Example 2, after coating both the first photoresist layer and the second photoresist layer, the thickness was 1800 to 2000 nm and the thickness distribution was 200 nm. A significant portion of the first photoresist layer was dissolved in the organic solvent contained in the second photoresist, reducing the thickness by 500-700 nm and increasing the dispersion to 2000 nm.
비교예 3 의 경우 제1 포토레지스트 층과 제2 포토레지스트 층을 모두 코팅한 후 두께가 1800~2000nm로 두께 산포가 200nm 였다. 제2 포토레지스트에 함유된 유기용매에 제 1 포토레지스트층의 상당 부분이 용해되어 두께는 500~700nm 감소되었고 산포는 2000nm 로 증가되었다.In Comparative Example 3, after coating both the first photoresist layer and the second photoresist layer, the thickness was 1800 to 2000 nm and the thickness distribution was 200 nm. A substantial portion of the first photoresist layer was dissolved in the organic solvent contained in the second photoresist, so that the thickness decreased by 500 to 700 nm and the dispersion increased to 2000 nm.
따라서, 비교예 2와 비교예 3의 경우에는 두께 산포가 너무 커서 패턴을 형성할 수 없었다.Therefore, in the case of Comparative Example 2 and Comparative Example 3, the thickness distribution was too large to form a pattern.
또한, 상기 실시예 1의 제1 포토레지스트 층의 두께가 1500nm이며, 제2 포토레지스트 층의 두께가 500nm인 패턴 단면의 전자현미경사진을 도 2a 및 2b에 나타내었다. 실시예 2의 제1 포토레지스트 층의 두께가 800nm이며, 제2 포토레지스트 층의 두께가 1700nm인 패턴 단면의 전자현미경사진은 도 3a 및 3b에 나타내었다. 비교예 1에 따른 방법으로 제조된 패턴 단면의 전자현미경사진은 도 1에 나타내었다.2A and 2B show electron micrographs of a pattern cross section in which the thickness of the first photoresist layer of Example 1 is 1500 nm and the thickness of the second photoresist layer is 500 nm. Electron micrographs of a pattern cross section in which the thickness of the first photoresist layer of Example 2 is 800 nm and the thickness of the second photoresist layer are 1700 nm are shown in FIGS. 3A and 3B. The electron micrograph of the pattern cross section prepared by the method according to Comparative Example 1 is shown in FIG.
도 2a 내지 도 3b를 보면, 실시예 1 및 실시예 2에서는 제1 포토레지스트층과 제2 포토레지스트 층의 노광 특성이 각각 개별적으로 패턴이 형성되었다. 그러나, 도 4의 비교예 1에서는 제1 포토레지스트 층의 두께가 800nm이며, 제2 포토레지스트 층의 두께가 1700nm인 조건이 되도록 코팅을 실시하였으나, 제 1 포토레지스트층과 제2 포토레지스트 층이 혼합되어 개별적인 노광특성을 가지지 못했다. 따라서, 비교예 1은 패턴형태가 제1 포토레지스트 층과 제2포토레지스트층이 혼합된 형태를 가졌으며 두께도 줄어들어 의도한 패턴 프로파일을 얻을 수 없었다.2A to 3B, in Example 1 and Example 2, patterns of exposure characteristics of the first photoresist layer and the second photoresist layer were formed separately. However, in Comparative Example 1 of FIG. 4, the coating was performed such that the thickness of the first photoresist layer was 800 nm and the thickness of the second photoresist layer was 1700 nm, but the first photoresist layer and the second photoresist layer were The mixture did not have individual exposure characteristics. Therefore, Comparative Example 1 had a pattern in which the first photoresist layer and the second photoresist layer were mixed, and the thickness thereof was reduced to obtain an intended pattern profile.
도 1a 내지 도 1f는 본 발명의 일실시예에 따른 포토레지스트 패턴 형성 방법의 공정도이다.1A to 1F are flowcharts illustrating a method of forming a photoresist pattern according to an embodiment of the present invention.
도 2a 내지 2b는 실시예 1의 제 1포토레지스트 층의 두께가 1500nm이며, 제2 포토레지스트 층의 두께가 500nm인 패턴 단면의 전자현미경사진을 나타낸 것이다.2A to 2B show electron micrographs of a pattern cross section in which the thickness of the first photoresist layer of Example 1 is 1500 nm and the thickness of the second photoresist layer is 500 nm.
도 3a 내지 3b는 실시예 2의 제1 포토레지스트 층의 두께가 800nm이며, 제2 포토레지스트 층의 두께가 1700nm인 패턴 단면의 전자현미경사진을 나타낸 것이다.3A to 3B show electron micrographs of a pattern cross section in which the thickness of the first photoresist layer of Example 2 is 800 nm and the thickness of the second photoresist layer is 1700 nm.
도 4는 비교예 1에 따른 방법으로 제조된 패턴 단면의 전자현미경사진을 나타낸 것이다.Figure 4 shows an electron micrograph of the pattern cross section prepared by the method according to Comparative Example 1.
<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명><Explanation of symbols for the main parts of the drawings>
10: 기판 20: 제1 포토레지스트 층10: substrate 20: first photoresist layer
30: 제2 포토레지스트 층 40: 마스크30 second photoresist layer 40 mask
50: 금속층50: metal layer
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