KR20110028239A - 평판표시장치 제조용 기판의 세정액 조성물 - Google Patents

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KR20110028239A
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동우 화인켐 주식회사
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Abstract

본 발명은 평판표시장치(FPD)를 제조하는 공정에 있어서 기판 표면을 세정하기 위하여 사용되는 붕산성분과 유기인산 및 그의 염 중에서 선택되는 1종 이상의 화합물을 포함하는 수계 세정액 조성물에 관한 것이다. 본 발명의 수계 세정액 조성물은 평판표시장치(FPD)의 제작공정 중에 기판상에 발생하는 유기물이나 파티클에 의한 오염의 제거력이 우수할 뿐만아니라, 기판 상에 형성된 금속배선의 부식방지 효과가 매우 우수하다. 또한, 다량의 탈이온수를 포함하고 있어 취급이 용이하며 환경적으로 유리하다.

Description

평판표시장치 제조용 기판의 세정액 조성물{Rinsing composition of substrate for manufacturing flat panel display device}
본 발명은 액정표시장치, 플라즈마표시장치, 유기전계발광표시장치, 플렉서블 표시장치 등의 평판표시장치(FPD)를 제조하는 공정에 있어서, 평판표시장치에 이용되는 기판 표면 세정용 수계 세정액 조성물 및 이를 이용한 기판의 세정방법에 관한 것이다.
액정표시장치로 대표되는 FPD는 성막, 노광, 에칭 등의 공정을 거쳐 제조되며, 각 제조공정에서 기판 표면에 각종 유기물이나 무기물 등 크기가 1㎛이하의 매우 작은 파티클(Particle)들이 부착되어 오염이 야기된다. 이러한 파티클에 의한 오염은 디바이스의 수율을 저하시키기 때문에, 후공정에 들어가기 전에 최대한 저감시킬 필요가 있다.
따라서 오염물을 제거하기 위한 세정이 각 공정간에 행해지고 있고, 이를 위한 세정액에 대해서도 많은 제안이 이루어지고 있다. 예를 들면, 일본 공개특허공보 2000-232063호에는 인산과 인산 암모늄계 세정액이 개시되어 있고, 일본 공개특허공보 평9-279189호 및 일본 공개특허공보 2001-26890호 등에도 각각 수계 세정액이 개시되어 있다. 하지만, 이러한 기술들은 모두 반도체 소자용 세정제에 관한 것이며, 오염물의 제거성과 알루미늄 배선에 대한 부식성의 양립이 불충분하다는 단점을 갖고 있다.
또한, 일본 공개특허공보 평10-55993호에는 금속막을 부식하지 않는 세정제로 제 4급 암모늄염 또는 유기 카르본산 암모늄과 불화암모늄, 수용성 유기용제, 무기산 또는 유기산으로 구성된 박리제 조성물이 개시되어 있다. 그러나 이 조성물의 경우 반도체 소자의 레지스트를 에싱한 후, 잔존하는 침전물을 제거하기 위한 조성물이며, 이 조성물에 포함된 성분 중 불화암모늄은 알루미늄 배선에 대한 부식성이 크기 때문에 기판의 세정액으로는 부적합하다.
본 발명은 평판표시장치(FPD)의 제작공정 중에 기판상에 발생하는 유기물이나 파티클에 의한 오염을 게이트 전극, 소스/드레인 전극 등을 형성하는 금속배선의 부식 없이 효과적으로 제거할 수 있는 수계 세정액 조성물을 제공하는 것을 목적으로 한다.
본 발명은
붕산성분, 유기인산 및 그의 염 중에서 선택되는 1종 이상의 화합물 및 물을 포함하는 평판표시장치 제조용 수계 세정액 조성물을 제공한다.
상기 수계 세정액 조성물은, 조성물 총 중량에 대하여 상기 붕산성분 0.01 내지 20중량%, 상기 유기인산 및 그의 염 중에서 선택되는 1종 이상의 화합물 0.01 내지 20중량% 및 잔량의 물을 포함할 수 있다.
또한, 상기 수계 세정액 조성물은 유기알칼리 화합물, 글리콜에테르 화합물 및 알칸올아민 화합물로 이루어진 군으로부터 선택되는 1종 이상을 더 포함할 수 있다.
또한, 본 발명은
본 발명의 수계 세정액 조성물을 20 내지 80℃의 온도로 유지시켜 기판을 세정하는 것을 특징으로 하는 평판표시장치 제조용 기판의 세정방법을 제공한다.
또한, 본 발명은
본 발명의 수계 세정액 조성물을 20 내지 80℃의 온도로 유지시켜 기판을 세정하는 공정을 포함하는 것을 특징으로 하는 평판표시장치의 제조방법을 제공한다.
본 발명의 수계 세정액 조성물은 평판표시장치(FPD)의 제작공정 중에 기판상에 발생하는 유기물이나 파티클에 의한 오염의 제거력이 우수할 뿐만아니라, 기판 상에 알루미늄, 알루미늄합금, 구리, 구리합금 등으로 형성된 금속배선의 부식방지 효과가 매우 우수하다. 또한, 다량의 탈이온수를 포함하고 있어 취급이 용이하며 환경적으로 유리하다.
본 발명은 붕산성분, 유기인산 및 그의 염 중에서 선택되는 1종 이상의 화합물 및 물을 포함하는 평판표시장치 제조용 수계 세정액 조성물에 관한 것이다.
상기 수계 세정액 조성물은 조성물 총 중량에 대하여, 상기 붕산성분 0.01 내지 20중량%, 상기 유기인산 및 그의 염 중에서 선택되는 1종 이상의 화합물 0.01 내지 20중량% 및 잔량의 물을 포함할 수 있다.
본 발명의 세정액 조성물에 포함되는 붕산성분은 물에 잘 용해될 뿐만 아니라 물에 용해되어 유기오염물을 유화시켜 재부착되지 않도록 하고, 평판 표시장치용 기판의 금속에 대한 방식효과가 뛰어나다.
상기의 붕산성분은 조성물의 총 중량에 대하여 0.01 내지 20중량%로 포함되는 것이 바람직하고, 0.1중량% 내지 10중량%로 포함되는 것이 더욱 바람직하다. 상기 붕산성분이 0.01중량% 이하로 포함되면 방식 효과 및 오염물에 대한 유화 효과가 저하되며, 20중량%를 초과할 경우 점도가 증가하여 린스효과가 떨어지는 문제가 발생한다.
상기 붕산성분은, 특별히 한정되는 것은 아니며, 붕산, 그의 염, 그의 산화물 및 그의 탈수물 등을 예로 들 수들 있으며, 구체적인 예로는 암모늄 테트라페닐보레이트((C6H5)4BNH4), 페닐보르산(CH5B(OH)2) 및 트리메틸보록신(CH9B3O3)과 같은 알킬 치환 붕산염; 암모늄 펜타보레이트 옥타하이드레이트((NH4)2B10O16·8H2O), 암모늄 테트라보레이트 테트라하이드레이트((NH4)2B4O7·4H2O) 및 포타슘 테트라보레이트 테트라하이드레이트(K2B4O7·4H2O), 소디움 옥타보레이트 테트라하이드레이트(Na2B8O13·4H2O)와 같은 폴리보레이트들(polyborates); 플루오로보르산(HBF4), 암모늄 테트라플루오로보레이트(NH4BF4)와 같은 불화물 치환 붕산염; 트리메틸보레이트((CH3O)3B) 및 트리에틸보레이트((CH5O)3B)와 같은 붕산의 에스테르들; 보론 모녹사이드((BO)X), 보릭언하이드라이드(B2O3), 포타슘 메타보레이트(KBO2) 및 소듐 퍼보레이트(NaBO3) 같은 붕산의 산화 및 탈수물 들을 들 수 있다.
상기 붕산성분으로는 특히, 붕산; 암모늄 펜타보레이트 옥타하이드레이트((NH4)2B10O16·8H2O), 암모늄 테트라보레이트 테트라하이드레이트((NH4)2B4O7·4H2O), 포타슘 테트라보레이트 테트라하이드레이트(K2B4O7·4H2O), 소디움 옥타보레이트 테트라하이드레이트(Na2B8O13·4H2O) 같은 폴리보레이트들(polyborates)이 더욱 바람직하게 사용될 수 있다.
본 발명의 세정액 조성물에 포함되는 유기인산 및 그의 염 중에서 선택되는 1종 이상의 화합물은 알루미늄 혹은 알루미늄 합금에 대한 부식방지에 우수한 효과를 나타낼 뿐만 아니라, 유리기판 상에 위치하는 유기 오염물 혹은 파티클 제거에도 우수한 효과를 나타낸다. 또한 세정제 전체의 pH를 조절하는 역할을 함으로써 금속 부식 방지와 세정효과의 양립에 중요한 역할을 한다.
상기 유기인산 및 그의 염 중에서 선택되는 1종 이상의 화합물은 유기알칼리 화합물과 함께 사용하면 오염물의 제거에 더 우수한 효과를 나타낼 수 있다.
상기 유기인산 및 그의 염 중에서 선택되는 1종 이상의 화합물은 조성물 총 중량에 대하여 0.01 내지 20중량%로 포함되는 것이 바람직하고, 0.1 내지 5중량%로 포함되는 것이 더 바람직하다. 상기 유기인산 및 그의 염 중에서 선택되는 1종 이상의 화합물이 0.01 중량% 미만으로 포함되면 세정액 조성물의 금속에 대한 부식방지력이 저하되고, 유기 오염물 또는 파티클의 제거효과도 미진해지며, 20중량% 초과하여 포함되면, 세정액 조성물의 pH를 감소시켜 유기 오염물과 무기 오염물에 대한 세정력을 오히려 저하시키고, 비용 상승 및 환경문제를 야기한다.
상기 유기인산 및 그의 염으로는 아미노트리(메틸렌포스폰산), 에틸리덴디포스폰산, 1-히드록시에틸리덴-1,1-디포스폰산, 1-히드록시프로필리덴-1,1-디포스폰산, 1-히드록시부틸리덴-1,1-디포스폰산, 에틸아미노비스(메틸렌포스폰산), 1,2-프로필렌디아민테트라(메틸렌포스폰산), 도데실아미노비스(메틸렌포스폰산), 니트로트리스(메틸렌포스폰산), 에틸렌디아민비스(메틸렌포스폰산), 에틸렌디아민테트라(메틸렌포스폰산), 헥센디아민테트라(메틸렌포스폰산), 디에틸렌트리아민펜타(메틸렌포스폰산), 시클로헥산디아민테트라(메틸렌포스폰산), 히드록시포스포노아세트산, 2-포스핀산 부탄-1,2,4-트리카르복실산, 상기 나열된 유기인산의 나트륨염 또는 칼륨염 등을 들 수 있다.
특히, (1-히드록시에틸리덴)-1,1-디포스폰산, 히드록시포스포노아세트산, 아미노트리메틸렌 포스폰산, 2-포스핀산 부탄-1,2,4-트리카르복실산, 이들의 나트륨염 또는 칼륨염 등이 바람직하게 사용될 수 있다.
본 발명의 세정액 조성물에 포함되는 물은 탈이온수인 것이 바람직하고, 본 발명의 평판표시장치용 수계 세정액 조성물의 구성요소들의 합이 100중량%가 되도록 포함되는 것이 바람직하다.
본 발명의 평판표시장치 제조용 기판 세정액 조성물은 상기 성분 외에 유기알칼리 화합물, 글리콜에테르 화합물 및 알칸올아민염 화합물로 이루어진 군으로부터 선택되는 1종 이상을 더 포함할 수 있다.
상기 유기알칼리 화합물은 미세입자, 유기 오염물 및 무기 오염물에 대해 충분한 세정력을 발휘하면서, 알루미늄 혹은 알루미늄 합금 배선에 대한 부식을 방지하는 역할을 한다.
상기 유기알칼리 화합물은 조성물 총 중량에 대하여 0.05 내지 10중량%로 포함되는 것이 바람직하고, 0.1 내지 5중량%로 포함되는 것이 더 바람직하다. 유기알칼리 화합물이 상술한 범위로 포함되는 경우에, 미세입자, 유기 오염물 및 무기 오염물에 대해 충분한 세정효과를 얻을 수 있으며, pH가 너무 높아져 알루미늄 혹은 알루미늄 합금 배선에 대한 부식이 증가하는 문제를 피할 수 있다.
상기 유기알칼리 화합물로는 4급암모늄염화합물, 예컨대 수산화암모늄, 테트라메틸암모늄 히드록시드(TMAH), 테트라에틸암모늄 히드록시드(TEAH), 테트라프로필암모늄 히드록시드(TPAH), 테트라부틸암모늄 히드록시드(TBAH) 등과, 유기염기 화합물, 예컨대 메틸아민, 에틸아민, 이소프로필아민, 모노이소프로필아민 등의 일급 아민; 디에틸아민, 디이소프로필아민, 디부틸아민 등의 2급 아민; 트리메틸아민, 트리에틸아민, 트리이소프로필아민, 트리부틸아민 등의 3급 아민; 콜린, 모노에탄올아민, 디에탄올 아민, 2-아미노에탄올, 2-(에틸 아미노)에탄올, 2-(메틸 아미노)에탄올, N-메틸 디에탄올아민, 디메틸아미노에탄올, 디에틸아미노에탄올, 니트리로트리에탄올, 2-(2-아미노에톡시)에탄올, 1-아미노-2-프로판올, 트리에탄올아민, 모노프로판올아민, 디부탄올아민 등의 알칸올아민 등을 들 수 있으며, 이들은 1종 단독으로 또는 2종 이상이 함께 사용될 수 있다.
상기 유기알칼리 화합물 중에서 특히, 수산화암모늄, 테트라메틸암모늄 히드록시드, 모노에탄올아민이 바람직하게 사용될 수 있다.
상기 글리콜에테르화합물은 유기오염물을 용해시키는 용제역할을 한다. 또한 용제로서의 기능 외에도 세정액의 표면장력을 저하시켜서 유리기판에 대한 습윤성을 증가시키므로 세정액 조성물의 세정력을 향상시킨다.
상기 글리콜에테르 화합물은 조성물 총 중량에 대하여 0.05 내지 40중량%로 포함되며, 더욱 바람직하게는 0.5 내지 20중량%로 포함된다.
상기의 글리콜에테르 화합물의 함량이 상술한 범위로 포함되면, 세정액 조성물의 유기오염물에 대한 용해력 향상이 가능하며, 습윤성 증가에 의한 효과를 충분히 얻을 수 있다.
상기 글리콜에테르 화합물로는 에틸렌글리콜모노부틸에테르(BG), 디에틸렌글리콜 모노메틸에테르(MDG), 디에틸렌글리콜 모노에틸에테르(carbitol), 디에틸렌글리콜 모노부틸에테르(BDG), 디프로필렌글리콜 모노메틸에테르(DPM), 디프로필렌글리콜 모노에틸에테르(MFDG), 트리에틸렌글리콜 모노부틸에테르(BTG), 트리에틸렌글리콜 모노에틸에테르(MTG), 프로필렌글리콜 모노메틸에테르(MFG) 등을 들 수 있으며, 이들은 1종 단독으로 또는 2종 이상이 함께 사용될 수 있다.
상기 알칸올아민염 화합물은 금속 패턴 및 산화막이 존재하는 기판의 세정 공정시 금속의 부식 및 산화막의 과식각을 방지하며, 세정액의 pH변화를 억제하는 역할을 한다. 알칸올아민염 화합물을 얻기 위한 염 생성 반응의 온도는 가능한 낮게, 바람직하게는 90℃ 이하로 유지하는 것이 바람직하다.
상기 알칸올아민염 화합물의 알킬 부분은 통상 저급 알킬 즉, C1 내지 C5 알킬인 알칸올아민으로부터 선택된다. 아민기에 결합된 1개 이상의 알칸올기가 존재하면 되므로, 디메틸 메탄올아민염과 같이 아민기에 다른 치환체가 존재하는 알칸올아민염 화합물도 사용될 수 있다.
상기 알칸올아민염 화합물의 구체적인 예로는 모노에탄올아민염, 디에탄올아민염, 트리에탄올아민염, 모노이소프로판올아민염, 디이소프로판올아민염, 트리이소프로판올아민염 등의 알칸올아민염을 들 수 있다.
상기 알칸올아민염 화합물로는 시판되는 제품을 사용할 수 있다. 예를 들면 AB RUST CM(LABEMA Co. 제품), AB RUST A4(LABEMA Co. 제품), EMADOX-NA(LABEMA Co. 제품), EMADOX-NB(LABEMA Co. 제품), EMADOX-NCAL(LABEMA Co. 제품), EMADOX-102(LABEMA Co. 제품), EMADOX-103(LABEMA Co. 제품), EMADOX-D520(LABEMA Co. 제품), AB Rust at(LABEMA Co. 제품) 등을 들 수 있다.
상기 알칸올아민염 화합물은 조성물 총 중량에 대하여 0.001 내지 1.0중량%로 포함될 수 있으며, 더욱 바람직하게는 0.01 내지 0.5중량%로 포함될 수 있다. 알칸올아민염 화합물이 상기의 범위로 포함되면 금속표면을 보호하는 코팅 효과에 의하여 바람직한 부식억제 효과가 얻어진다.
본 발명의 세정액 조성물은 상기의 성분들 외에 수용성 비이온성 계면 활성제를 더 포함할 수 있다.
상기 비이온성 계면활성제로는 폴리옥시 에틸렌 알킬 에테르형, 폴리옥시에틸렌 알킬페닐 에테르형, 폴리옥시에틸렌 폴리옥시프로필렌 알킬 에테르형, 폴리옥시에틸렌 폴리옥시부틸렌 알킬 에테르형, 폴리옥시에틸렌알킬아미노에테르형, 폴리옥시에틸렌 알킬아미드 에테르형, 폴리에틸렌 글리콜 지방산 에스테르형, 솔비탄지방산 에스테르형, 글리세린 지방산 에스테르형, 알키롤아미드형 및 글리세린에스테르형 등을 들 수 있으며, 이들은 1종 단독으로 또는 2종 이상이 함께 사용될 수 있다.
상기 비이온성 계면활성제는 특히, 계면활성제 분자의 구조 중에 친수기로서 옥시 에틸렌기(ＥＯ기)를 갖고 소수기로서는 옥시 프로필렌기(ＰＯ기) 및/또는 옥시 부틸렌기(ＢＯ기)을 갖으며, 폴리옥시에틸렌 폴리옥시부틸렌 알킬에테르형 공중합체인 것이 더욱 바람직하다. 여기서, ＥＯ기는 -CH2-CH2-O-로 표시되고, 옥시 프로필렌기는 -CH(CH3)-CH2-O- 또는 -CH2-CH(CH3)-O-, 옥시 부틸렌기는 -CH2-CH2-CH2-CH2-O-, -CH(CH3)-CH2-CH2-O-, -CH2-CH(CH3)-CH2-O- 또는 -CH2-CH2-CH(CH3)2-O-로 표시된다. 상기 ＥＯ기와 ＰＯ기, ＢＯ기의 공중합 부분은, 블록 공중합체이거나, 랜덤한 공중합체이거나, 블록(block)성을 띤 랜덤(random) 다중합체라도 무방하다. 상기 공중합 분자는, ＥＯ기와 ＰＯ기에 의한 공중합체, ＥＯ기와 ＢＯ기에 의한 공중합체, 또는 ＥＯ기와 ＰＯ기 및 ＢＯ기에 의한 공중합체이어도 무방하다. 계면활성제 분자 중에서 친수기의 ＥＯ기와, 소수기의 ＰＯ기 또는 ＢＯ기의 존재 비율은 ＥＯ기의 총 몰수를 X, ＰＯ기 또는 ＢＯ기의 총 몰수를 Y라고 했을 경우, X/(X+Y)이 0.05 내지 0.7의 범위인 것이 바람직하다. 또한, 상기 계면활성제의 말단은, 단지 수소나 수산기로 되어도 무방하고, 알킬기나 알케닐기이어도 무방하다. 또한, 에틸렌 디아민이나 글리세린을 부가시킨 구조로 하여도 무방하다.
상술한 조건을 만족하는 비이온성 계면활성제의 예로는, 폴리옥시에틸렌/폴리옥시프로필렌 축합물, 폴리옥시에틸렌/폴리옥시부틸렌 축합물, 폴리옥시에틸렌/폴리옥시프로필렌 디카닐에테르축합물, 폴리옥시에틸렌/폴리옥시프로필렌 데카닐에테르축합물, 폴리옥시에틸렌/폴리옥시프로필렌 운데카닐에테르축합물, 폴리옥시에틸렌/폴리옥시프로필렌 도데카닐에테르축합물, 폴리옥시에틸렌/폴리옥시프로필렌 테트라데카닐에테르축합물, 폴리옥시에틸렌/폴리옥시부틸렌 데카닐에테르축합물, 폴리옥시에틸렌/폴리옥시부틸렌 운데카닐에테르축합물, 폴리옥시에틸렌/폴리옥시부틸렌 도데카닐에테르축합물, 폴리옥시에틸렌/폴리옥시부틸렌 테트라데카닐에테르축합물, 폴리옥시에틸/폴리옥시프로필렌2-에틸헥실에테르, 폴리옥시에틸렌/폴리옥시프로필렌 라우릴에테르, 폴리옥시에틸렌/폴리옥시프로필렌 스테아릴에테르, 글리세린부가형 폴리옥시에틸렌/폴리옥시프로필렌 축합물, 에틸렌디아민부가형 폴리옥시에틸렌/폴리옥시프로필렌 축합물, 폴리옥시에틸렌/폴리옥시부틸렌2-에틸헥실에테르, 폴리옥시에틸렌/폴리옥시부틸렌 라우릴에테르, 폴리옥시에틸렌/폴리옥시부틸렌 스테아릴에테르, 글리세린부가형 폴리옥시에틸렌/폴리옥시부틸렌 축합물 및 에틸렌디아민부가형 폴리옥시에틸렌/폴리옥시부틸렌 축합물 등을 들 수 있다.
상기 비이온성 계면활성제는 폴리옥시에틸렌/폴리옥시프로필렌 축합물, 폴리옥시에틸렌/폴리옥시부틸렌 축합물, 글리세린부가형 폴리옥시에틸렌/폴리옥시프로필렌 축합물 및 에틸렌디아민부가형 폴리옥시에틸렌 폴리옥시프로필렌 축합물이 바람직하고, 폴리옥시에틸렌/폴리옥시프로필렌 축합물 또는 에틸렌디아민부가형 폴리옥시에틸렌/폴리옥시프로필렌 축합물이 더욱 바람직하다.
상기 계면활성제는 조성물 총 중량에 대하여, 0.001 내지 1.0중량%로 포함될 수 있다.
본 발명의 평판표시장치 제조용 기판 세정액이 가장 우수한 세정 효과를 나타낼 수 있는 세정액 조성물의 온도는 20 내지 80℃이며, 바람직하게는 20 내지 50℃이다.
본 발명은 상기 평판표시장치 제조용 기판 세정액 조성물을 20 내지 80℃의 온도로 유지시켜 평판표시장치를 세정하는 것을 특징으로 하는 평판표시장치의 세정방법을 제공한다.
상기 평판표시장치는 액정표시장치, 플라즈마표시장치, 유기전계발광표시장치, 플렉서블표시장치 등을 의미한다.
이하에서, 본 발명의 이해를 돕기 위하여 바람직한 실시예를 제시하나, 하기 실시예는 본 발명을 예시하는 것일 뿐 본 발명의 범위가 하기 실시예에 한정되는 것은 아니다.
실시예 1 내지 실시예 17, 비교예 1 및 비교예 2: 세정액 조성물의 제조
하기 표 1에 기재된 유기알칼리화합물, 극성양자성 유기용매, 부식방지제, 다기능성 첨가제(알칸올아민염), 붕산성분, 및 수용성 계면활성제를 하기 표 1에 기재된 함량으로 혼합하여 수계 세정액 조성물을 제조하였다.
유기알칼리
화합물		 글리콜에테르 화합물 유기인산 및/또는 그의 염 알칸올아민염 붕산성분 수용성 계면활성제 물
종류 함량 종류 함량 종류 함량 종류 함량 종류 함량 종류 함량 함량
실시예1 A-1 0.5 B-1 5 C-1 0.2 D-1 0.1 E-1 2 - - 잔량
실시예2 A-1 1.0 B-1 10 C-1 0.5 D-2 0.2 E-2 2 - - 잔량
실시예3 A-1 1.0 B-2 10 C-2 0.5 D-1 0.2 E-1 5 - - 잔량
실시예4 A-1 0.5 B-2 5 C-2 0.2 D-2 0.1 E-2 5 - - 잔량
실시예5 A-1 1.0 B-2 10 C-2 0.5 D-1 0.2 E-1 2 - - 잔량
실시예6 A-2 0.5 B-1 5 C-1 0.2 D-1 0.1 E-1 2 - - 잔량
실시예7 A-2 1.0 B-1 10 C-1 0.5 D-1 0.2 E-1 2 - - 잔량
실시예8 A-2 0.4 B-1 5 C-1 0.2 D-1 0.1 E-1 2 - - 잔량
실시예9 A-2 1.0 B-2 10 C-1 0.5 D-1 0.2 E-1 2 - - 잔량
실시예10 A-2 0.4 B-2 5 C-1 0.2 D-1 0.1 E-1 2 - - 잔량
실시예11 A-3 1.0 B-1 10 C-1 0.5 D-1 0.2 E-1 2 - - 잔량
실시예12 A-3 0.4 B-1 5 C-1 0.2 D-1 0.1 E-1 2 - - 잔량
실시예13 A-3 1.0 B-1 10 C-1 0.5 D-1 0.2 E-1 2 - - 잔량
실시예14 A-3 1.0 B-2 10 C-1 0.5 D-1 0.2 E-1 2 - - 잔량
실시예15 A-3 1.0 B-2 10 C-1 0.5 D-1 0.2 E-1 2 - - 잔량
실시예16 A-1 1.0 B-1 5 C-1 0.5 D-2 0.2 E-1 2 F-1 0.5 잔량
실시예17 A-1 1.0 B-1 10 C-1 0.5 D-2 0.2 E-1 2 F-1 0.5 잔량
비교예1 A-1 1.0 - - - - - - - - - - 잔량
비교예2 A-2 1.0 B-2 10 - - D-2 0.1 - - - - 잔량
비교예3 A-2 1.0 B-2 10 C-2 0.2 D-2 0.1 - - - - 잔량
(함량 단위: 중량%)
A-1: 테트라메틸암모늄 히드록시드
A-2: 테트라에틸암모늄 히드록시드
A-3: 모노에탄올 아민
B-1: 디에틸렌글리콜 모노메틸에테르(MDG)
B-2: 디에틸렌글리콜 모노부틸에테르(BDG)
C-1: 1-히드록시 에틸리덴-1,1-디포스폰산
C-2: 2-포스핀산 부탄-1,2,4-트리카르복실산
D-1: EMADOX-NB (LABEMA Co. 제품)
D-2: EMADOX-D520 (LABEMA Co. 제품)
E-1: 소디움 옥타보레이트 테트라하이드레이트(Na2B8O13·4H2O)
E-2: 암모늄 테트라보레이트 테트라하이드레이트((NH4)2B4O7·4H2O)
F-1: 폴리옥시에틸렌/폴리옥시프로필렌 축합물
F-2: 폴리옥시에틸렌/폴리옥시프로필렌 에틸렌디아민 축합물
시험예: 수계 세정액 조성물의 특성평가
<부식방지력 평가>
먼저, 알루미늄 두께가 2000Å 구리 두께가 2500Å로 형성된 유리기판을 실시예1 내지 실시예17, 비교예1 내지 비교예3의 세정액 조성물에 30분간 침적시켰다. 이때 세정액 조성물의 온도는 40℃였으며, 금속 막의 두께를 침적 이전 및 이후에 측정하여 금속 막의 용해속도를 금속 막의 두께 변화로부터 계산하였다. 평가한 결과를 하기 표 2에 나타내었다.
<유기 오염물 제거력 평가>
5cmⅩ5cm 크기의 유리기판을 대기 중에 24시간 방치하여 대기 중의 각종 유기물, 무기물, 파티클 등에 오염시켰다. 스프레이식 유리 기판 세정장치를 이용하여 2분동안 40℃에서 실시예1 내지 실시예17의 세정액 조성물로 세정하였다 세정 후 초순수에 30초 세척한 후 질소로 건조하였다. 상기 유리기판 위에 0.5㎕의 초순수 방울을 떨어뜨려 세정후의 접촉각을 측정하고 그 결과를 하기 표2에 나타내었다.
<부식방지력 평가 기준>
금속 막의 두께 변화에 따라
◎: 우수(2 Å/min 미만), ○: 양호(5 Å/min 미만), △: 미흡(10 Å/min 미만), Ⅹ: 불량(10 Å/min 이상)
<유기 오염물 제거력 평가 기준>
접촉각 감소량에 따라
◎: 우수(40°이상 감소), ○: 양호(40~30°감소), △: 미흡(30~20°감소), Ⅹ: 불량(20°미만 감소)
Al 에칭속도
(Å/분)		 Cu 에칭속도
(Å/분)		 접촉각
실시예1 ○ ◎ ○
실시예2 ○ ◎ ○
실시예3 ○ ◎ ○
실시예4 ◎ ◎ ○
실시예5 ○ ○ ○
실시예6 ○ ○ ○
실시예7 ○ ○ ○
실시예8 ◎ ○ ○
실시예9 ◎ ○ ○
실시예10 ○ ○ ○
실시예11 ○ ○ ○
실시예12 ○ ○ ○
실시예13 ◎ ◎ ○
실시예14 ○ ◎ ○
실시예15 ○ ◎ ○
실시예16 ◎ ○ ◎
실시예17 ◎ ○ ◎
비교예1 Ⅹ Ⅹ ◎
비교예2 Ⅹ Ⅹ △
비교예3 ○ Ⅹ △
상기 표 2에서 확인되는 바와 같이, 본 발명의 실시예1 내지 실시예17의 세정액 조성물은 붕산 성분과 유기인산 및 그의 염 중에서 선택되는 1종 이상의 화합물을 포함함으로써 금속 배선에 대한 방식 효과뿐만 아니라 유/무기 오염물 제거력에서도 우수한 효과를 나타내었다. 그러나 붕산성분과 유기인산 및 그의 염 중에서 선택되는 1종 이상의 화합물을 포함하지 않은 비교예1의 세정액 조성물의 경우 접촉각이 크게 감소하여 세정력이 우수한 것으로 나타났지만, 실질적으로 접촉각 감소는 유/무기 오염물의 제거로 인한 결과라기 보다는 금속 부식에 의한 기판의 표면 거칠기 변화에 의한 것으로 판단되며, 금속 배선에 대한 방식효과는 매우 불량하였다. 또한, 붕산성분과 유기인산 및 그의 염 중에서 선택되는 1종 이상의 화합물을 포함하지 않은 비교예2의 세정액 조성물은 세정력이 미흡할 뿐만 아니라, 방식효과도 불량하였다. 또한 붕산성분이 포함되지 않은 비교예3의 세정액 조성물은 세정력이 미흡하며, 알루미늄에 대한 방식력은 양호하나 구리에 대한 방식력이 불량한 것으로 나타났다. 따라서 붕산성분과 유기인산 및 그의 염 중에서 선택되는 1종 이상의 화합물이 금속 배선에 대한 방식력과 유/무기 오염물에 대한 세정력 측면에서 매우 중요한 역할을 함을 알 수 있다.
상기 실험에서 물에 대한 접촉각과 유/무기 오염물의 제거력과의 상관관계에 대하여 부연하여 설명하면 다음과 같다.
평판디스플레이용 유리기판의 경우 표면거칠기, 막증착을 위한 후공정을 위해 적정한 접촉각을 갖고 있다. 하지만 유기 오염물이 유리기판에 존재할 때, 이는 지문이나 기름막처럼 소수성을 띄게 된다. 따라서 오염된 유리기판의 접촉각을 측정하면 소수성인 표면의 젖음성이 떨어지기 때문에 물의 표면장력에 의해 접촉각이 증가하게 된다. 이 때, 세정을 통해 유리기판에서 소수성의 오염물을 제거하면 유리기판 자체의 특성만 갖게 되어 접촉각이 초기의 깨끗한 상태로 감소하게 된다. 또한, 표면개질등을 통해 기판 표면을 친수성을 띄게 만들면, 초기보다 접촉각은 더욱 감소하게 된다.
<금속 패턴 부식방지력 평가>
상기 실시예1 내지 실시예5 및 실시예11 내지 15에서 제조한 각각의 세정액 조성물을 사용하여, 5cm x 5cm 크기로 형성된 유리기판 위에 알루미늄 및 구리의 패턴이 각각 형성된 기판을 스프레이식 유리 기판 세정장치를 이용하여 2분동안 40℃에서 세정하였다. 세정 후 초순수에 30초 세척한 후 질소로 건조하였다. 그 결과는 하기 표 3과 같다.
<부식 평가 기준>
○: 부식 없음, △: 부식 약간 발생, X: 다량 부식 발생
Al 패턴 부식 Cu 패턴 부식
실시예1 ○ ○
실시예2 ○ ○
실시예3 ○ ○
실시예4 ○ ○
실시예5 ○ △
실시예11 ○ △
실시예12 ○ △
실시예13 ○ ○
실시예14 ○ ○
실시예15 ○ ○
비교예1 X X
상기 표 3에서 확인되는 바와 같이, 붕산 성분과 유기인산 및 그의 염 중에서 선택되는 1종 이상의 화합물을 포함하는 본 발명의 세정액 조성물들은 알루미늄 및 구리에 대한 부식방지 효과가 우수하다.

Claims (12)

  1. 붕산성분, 유기인산 및 그의 염 중에서 선택되는 1종 이상의 화합물 및 물을 포함하는 평판표시장치 제조용 수계 세정액 조성물.
  2. 청구항 1에 있어서, 조성물 총 중량에 대하여, 상기 붕산성분 0.01 내지 20중량%, 상기 유기인산 및 그의 염 중에서 선택되는 1종 이상의 화합물 0.01 내지 20중량% 및 잔량의 물을 포함하는 것을 특징으로 하는 평판표시장치 제조용 수계 세정액 조성물.
  3. 청구항 1에 있어서, 상기 수계 세정액 조성물은 유기알칼리 화합물, 글리콜에테르 화합물 및 알칸올아민염 화합물로 이루어진 군으로부터 선택되는 1종 이상을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 평판표시장치 제조용 수계 세정액 조성물.
  4. 청구항 3에 있어서, 조성물 총 중량에 대하여 상기 유기알칼리 화합물은 0.05 내지 10중량%, 상기 글리콜에테르 화합물은 0.05 내지 40중량%, 알칸올아민염 화합물은 0.001 내지 1중량%로 포함되는 것을 특징으로 하는 평판표시장치 제조용 수계 세정액 조성물.
  5. 청구항 1에 있어서, 상기 붕산성분은 붕산, 암모늄 펜타보레이트 옥타하이드레이트((NH4)2B10O16·8H2O), 암모늄 테트라보레이트 테트라하이드레이트((NH4)2B4O7·4H2O), 포타슘 테트라보레이트 테트라하이드레이트(K2B4O7·4H2O), 및 소디움 옥타보레이트 테트라하이드레이트(Na2B8O13·4H2O)로 이루어진 군으로부터 선택되는 1종 또는 2종인 것을 특징으로 하는 평판표시장치 제조용 수계 세정액 조성물.
  6. 청구항 1에 있어서, 상기 유기인산 및 그의 염 중에서 선택되는 1종 이상의 화합물은 아미노트리(메틸렌포스폰산), 에틸리덴디포스폰산, 1-히드록시에틸리덴-1,1-디포스폰산, 1-히드록시프로필리덴-1,1-디포스폰산, 1-히드록시부틸리덴-1,1-디포스폰산, 에틸아미노비스(메틸렌포스폰산), 1,2-프로필렌디아민테트라(메틸렌포스폰산), 도데실아미노비스(메틸렌포스폰산), 니트로트리스(메틸렌포스폰산), 에틸렌디아민비스(메틸렌포스폰산), 에틸렌디아민테트라(메틸렌포스폰산), 헥센디아민테트라(메틸렌포스폰산), 디에틸렌트리아민펜타(메틸렌포스폰산), 시클로헥산디아민테트라(메틸렌포스폰산), 히드록시포스포노아세트산, 2-포스핀산 부탄-1,2,4-트리카르복실산, 상기 나열된 유기인산의 나트륨염, 및 상기 나열된 유기인산의 칼륨염으로 이루어진 군으로부터 선택되는 1종 또는 2종 이상인 것임을 특징으로 하는 평판표시장치용 수계 세정액 조성물.
  7. 청구항 3에 있어서, 상기 유기알칼리 화합물은 수산화암모늄, 테트라메틸암모늄 히드록시드(TMAH), 테트라에틸암모늄 히드록시드(TEAH), 테트라프로필암모늄 히드록시드(TPAH), 테트라부틸암모늄 히드록시드(TBAH), 메틸아민, 에틸아민, 이소프로필아민, 모노이소프로필아민, 디에틸아민, 디이소프로필아민, 디부틸아민, 트리메틸아민, 트리에틸아민, 트리이소프로피르아민, 트리부틸아민, 콜린, 모노에탄올아민, 디에탄올 아민, 2-아미노에탄올, 2-(에틸 아미노)에탄올, 2-(메틸 아미노)에탄올, N-메틸 디에탄올아민, 디메틸아미노에탄올, 디에틸아미노에탄올, 니트리로트리에탄올, 2-(2-아미노에톡시)에탄올, 1-아미노-2-프로판올, 트리에탄올아민, 모노프로판올아민 및 디부탄올아민으로 이루어진 군으로부터 선택되는 1종 또는 2종 이상의 것임을 특징으로 하는 평판표시장치 제조용 수계 세정액 조성물.
  8. 청구항 3에 있어서, 상기 글리콜에테르 화합물은 에틸렌글리콜모노부틸에테르(BG), 디에틸렌글리콜 모노메틸에테르(MDG), 디에틸렌글리콜 모노에틸에테르(carbitol), 디에틸렌글리콜 모노부틸에테르(BDG), 디프로필렌글리콜 모노메틸에테르(DPM), 디프로필렌글리콜 모노에틸에테르(MFDG), 트리에틸렌글리콜 모노부틸에테르(BTG), 트리에틸렌글리콜 모노에틸에테르(MTG) 및 프로필렌글리콜 모노메틸에테르(MFG)로 이루어진 군으로부터 선택되는 1종 또는 2종 이상의 것임을 특징으로 하는 평판표시장치 제조용 수계 세정액 조성물.
  9. 청구항 3에 있어서, 상기 알칸올아민염 화합물은 모노에탄올아민염, 디에탄올아민염, 트리에탄올아민염, 모노이소프로판올아민염, 디이소프로판올아민염 및 트리이소프로판올아민염으로 이루어진 군으로부터 선택되는 1종 또는 2종 이상의 것임을 특징으로 하는 평판표시장치 제조용 수계 세정액 조성물.
  10. 청구항 3에 있어서, 상기 수계 세정액 조성물은 수용성 비이온성 계면 활성제를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 평판표시장치용 수계 세정액 조성물.
  11. 청구항 1의 수계 세정액 조성물을 20 내지 80℃의 온도로 유지시켜 기판을 세정하는 것을 특징으로 하는 평판표시장치 제조용 기판의 세정방법.
  12. 청구항 1의 수계 세정액 조성물을 20 내지 80℃의 온도로 유지시켜 기판을 세정하는 공정을 포함하는 것을 특징으로 하는 평판표시장치의 제조방법.
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