KR20110040085A - 포지티브 포토레지스트 조성물 - Google Patents

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KR20110040085A
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ester
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장원영
윤종흠
진성열
성시진
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동우 화인켐 주식회사
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Abstract

본 발명은 반도체 및 LCD 제조공정에 사용되는 포지티브 포토레지스트 조성물에 관한 것이다. 본 발명의 포지티브형 포토레지스트 조성물은, 노볼락수지를 포함하는 레지스트에 에스테르계 폴리올을 일정량 함유시킴으로써, 내크랙성이 강화되어 Wet 에칭 공정시 크랙이 발생하지 않으며, 우수한 밀착성, 현상성, 박리특성을 나타낸다.
포토레지스트, 노볼락수지, 에스테르계 폴리올

Description

포지티브 포토레지스트 조성물{Positive photoresist composition}
본 발명은 반도체 및 LCD 제조공정에 사용되는 포지티브형 포토레지스트 조성물에 관한 것으로서, 내크랙성, 박리특성 및 패턴형상이 우수한 감광성 수지 조성물에 관한 것이다.
일반적으로 포지티브형 포토레지스트 조성물로는 레졸 혹은 크레졸 노볼락수지 같은 알칼리 현상액에 용해성이 있는 바인더 수지와 퀴논디아지드기를 갖는 용해 억제제를 함유하는 조성물이 적합하며, 이러한 조성물은 g선, i선 등을 사용하는 포토리소그래피에서 널리 사용된다. 또한, 포지티브형 포토레지스트 조성물로서 분급타입의 노볼락수지를 사용함으로써, 우수한 내열성과 해상도를 구현할 수 있다.
한편, 액정표시소자의 제조 공정의 배선이 미세화되고, 제조공정이 복잡해지면서 레지스트에 고내열성, 건식식각, 습식식각, 에칭 내성 등의 특성들이 요구되고 있다. 따라서, 이러한 특성을 갖추기 위하여 레지스트에 분자량이 크거나 복잡한 구조의 레진이 도입되고 있다.
상기에서 언급한 분급타입의 노볼락수지는 내열성이 우수하여 고내열성이 요구되는 공정에 사용된다. 그러나 분급타입의 노볼락수지의 사용시 레지스트의 구조가 복잡해지므로 레지스트의 잔류물 문제가 발생되며, Wet 에칭 공정시, 내크랙성이 부족할 때 공정온도를 추가적으로 올려야 되므로 이에 따른 내크랙성이 요구된다.
레지스트에 내크랙성을 강화하기 위한 방법으로는 고분자량의 레진을 도입하거나 산반응 물질을 줄이고, 또한 레진의 현상액에 대한 용해 속도를 유지시키기 위해 카르복실산류를 도입한 레진을 첨가하는 방법이 일반적으로 사용되고 있다. 그러나, 이러한 방법은 레지스트에 내크랙성을 강화 시키는 좋은 방법이지만, 레지스트의 감도를 저하시키고, 패턴이 남아 있는 비노광영역의 현상속도를 감소시켜서 잔류물을 남게 한다. 따라서 이러한 방법으로는 공정의 진행이 가능한 패턴을 얻기가 어렵다.
본 발명은, 종래기술의 상기와 같은 문제를 해결하기 위한 것으로서, 노볼락수지를 포함하는 포지티브형 포토레지스트 조성물로서 Wet 에칭 공정시 크랙이 방지되며, 하부 기판과의 밀착성, 현상성, 박리특성 등이 우수한 포지티브형 포토레지스트 조성물을 제공하는 것을 목적으로 한다.
본 발명은 (a) 노볼락수지; (b) 감광성 화합물; (c) 하기 화학식1로 표시되는 폴리스티렌으로 환산한 중량 평균 분자량이 1,000~5,000인 에스테르계 폴리올; 및 (d) 용매를 포함하는 포지티브형 포토레지스트 조성물 제공한다:
Figure 112009062652778-PAT00001
상기 식에서,
R1 및 R2는 각각 독립적으로 페닐, 벤질, 탄소수 1~10의 직쇄 또는 분지쇄형 알킬 및 탄소수 1~10의 직쇄 또는 분지쇄형 히드록시알킬로 이루어진 군으로부터 선택되고, R1 및 R2 중에 하나 이상은 히드록시기를 포함하며; n은 1~20의 정수이다.
또한, 본 발명은,
상기 포지티브형 포토레지스트 조성물을 사용하는 포토리소그래피 공정을 포함하는 것을 특징으로 하는 박막트랜지스터의 제조방법을 제공한다.
본 발명의 포지티브형 포토레지스트 조성물은, 노볼락수지를 포함하는 레지스트에 에스테르계 폴리올을 일정량 함유시킴으로써, 내크랙성이 강화되어 Wet 에칭 공정시 크랙이 발생하지 않으며, 우수한 밀착성, 현상성, 박리특성을 가지므로 우수한 패턴형상을 제공한다.
본 발명은 (a) 노볼락수지; (b) 감광성 화합물; (c) 하기 화학식1로 표시되는 폴리스티렌으로 환산한 중량 평균 분자량이 1,000~5,000인 에스테르계 폴리올; 및 (d) 용매를 포함하는 포지티브형 포토레지스트 조성물에 관한 것이다:
[화학식1]
Figure 112009062652778-PAT00002
상기 식에서,
R1 및 R2는 각각 독립적으로 페닐, 벤질, 탄소수 1~10의 직쇄 또는 분지쇄형 알킬 및 탄소수 1~10의 직쇄 또는 분지쇄형 히드록시알킬기로 이루어진 군으로부터 선택되고, R1 및 R2 중에 하나 이상은 히드록시기를 포함하며; n은 1~20의 정수이다.
본 발명의 포토레지스트 조성물에 있어서 알칼리 가용성 수지로 사용되는 상기 (a) 노볼락수지로는 특히, 포토레지스트 조성물에 고내열성을 부여하기 위하여, 분급타입의 노볼락수지를 사용하는 것이 바람직하다.
상기 분급타입의 노볼락수지는 방향족 알콜과 알데히드 화합물을 부가-축합반응시켜서 분별 처리를 하고, 고분자 영역과 저분자영역을 커트(cut)하여 얻어지는 노볼락수지를 의미한다.
상기에서 분급타입의 노볼락수지는 저분자영역과 고분자영역을 커트하여, 최종적으로 제조된 분급타입의 노볼락수지의 폴리스티렌으로 환산한 중량 평균 분자량이 2,000~50,000, 더욱 바람직하게는 10,000~30,000이 되도록 제조된 것이 바람직하다.
상기와 같은 분급타입의 노볼락수지를 사용하는 경우 내열성 및 레지스트의 감도에서 유리하다.
상기 노볼락수지는 방향족 알콜과 알데히드 화합물을 부가-축합반응시켜 얻어진다. 상기 방향족 알코올의 예로는 페놀, o-, m- 및 p-크레졸, 2,5-크실레놀, 3,5-크실레놀, 3,4-크실레놀, 2,3,5-트리메틸페놀, 4-t-부틸페놀, 2-t-부틸페놀, 3-t-부틸페놀, 3-에틸페놀, 2-에틸페놀, 4-에틸페놀, 3-메틸-6-t-부틸페놀, 4-메틸-2-t-부틸페놀, 2-나프톨, 1,3-디히드록시나프탈렌, 1,7-디히드록시나프탈렌, 1,5-디히드록시나프탈렌 등을 들 수 있으며, 이들은 1종 단독으로 또는 2종 이상이 함께 사용될 수 있다.
상기 알데히드 화합물의 예로는 포름알데히드, 파라포름알데히드, 아세트알데히드, 프로필알데히드, 벤즈알데히드, 페닐알데히드, α- 및 β-페닐프로필알데히드, o-, m- 및 p-히드록시벤즈알데히드, 글루타르알데히드, 글리옥살, o- 및 p-메틸벤즈알데히드 등을 들 수 있으며, 이들은 1종 단독으로 또는 2종 이상이 함께 사용될 수 있다.
본 발명의 포토레지스트 조성물에서는 특히, m-크레졸과 p-크레졸의 혼합물과 포름알데히드를 축합하여 제조된 크레졸 노볼락수지가 바람직하게 사용될 수 있다.
페놀 화합물과 알데히드 화합물간의 부가-축합 반응은 산 촉매 존재하에 통상의 방법으로 실시된다. 반응 조건으로서 온도는 대개 60~250℃이고, 반응시간은 대개 2~30 시간이다. 산 촉매의 예로는, 옥살산, 포름산, 트리클로로아세트산, p-톨루엔술폰산 등과 같은 유기산; 염산, 황산, 과염소산, 인산 등과 같은 무기산; 그리고 아세트산아연, 아세트 산마그네슘등과 같은 2가 금속염 등을 들 수 있다.
상기 (a) 분급타입의 노볼락수지는 조성물 총 중량에 대하여 10~40 중량%, 바람직하게는 15~25 중량%로 포함되는 것이 좋다. 노볼락수지가 상기의 범위로 포함되면 공정조건에 따른 코팅성과 적정 패턴 형성 면에서 바람직하다.
본 발명의 포토레지스트 조성물에 포함되는 (b) 감광성 화합물은 히드록시기를 갖는 페놀성 화합물과 퀴논디아지드 술폰산 화합물의 에스테르 화합물이 사용된다. 여기서 퀴논디아지드 술폰산 화합물의 구체적인 예로는 o-퀴논디아지드 술폰산을 들 수 있다. 또한, 상기 에스테르 화합물의 구체적인 예로는 적어도 3개의 히드록시기를 가지는 페놀성 폴리히드록시 화합물과, 1,2-나프토퀴논디아지드-5- 또는 -4-술폰산 또는 1,2-벤조퀴논디아지드-4-술폰산의 에스테르 화합물을 들 수 있다.
상기와 같은 에스테르 화합물은 히드록시기를 갖는 페놀성 화합물을, 적합한 용매 중에서 트리에틸아민 등의 염기의 존재하에 o-퀴논디아지드술포닐 할라이드와 반응시켜 얻을 수 있다. 반응 완결 후에, 적합한 후처리를 하여, 원하는 퀴논디아지드술폰산 에스테르를 분리할 수 있다. 이러한 후처리로는, 예를 들어, 반응물을 물과 혼합하여 원하는 화합물을 침전시키고, 여과 및 건조하여 분말상의 생성물을 얻는 방법; 반응물을 2-헵탄온 등의 레지스트 용매로 처리하고, 수세하고, 상분리하고, 증류 또는 평형 플래쉬 증류로 용매를 제거하여 레지스트 용매 중의 용액의 형태로 생성물을 얻는 방법 등을 들 수 있다. 여기서, 평형 플래쉬 증류는 액체 혼합물의 일부를 증류시키고, 생성된 증기를 액상과 충분히 접촉시켜 평형이 이루어지면 증기와 액상으로 분리하는 일종의 연속 증류를 일컫는다. 이 방법은 기화율이 매우 양호하고, 기화가 순식간에 일어나며, 증기와 액상 사이의 평형이 신속히 이루어지므로, 감열 물질의 농축에 적합하다.
상기 (b) 감광성 화합물은 조성물 총 중량에 대하여 2~15 중량%, 바람직하게는 5~10 중량%로 포함되는 것이 좋다. 감광성 화합물이 상기의 범위로 포함되면 레지스트의 콘트라스 향상과 잔막률 향상 면에서 바람직하다.
본 발명의 포토레지스트 조성물에 포함되는 (c) 하기 화학식1로 표시되는 폴리스티렌으로 환산한 중량 평균 분자량이 1,000~5,000인 에스테르계 폴리올은 조성물에 내크랙성 및 에칭내성을 부여하는 역할을 한다.
[화학식1]
Figure 112009062652778-PAT00003
상기 식에서,
R1 및 R2는 각각 독립적으로 페닐, 벤질, 탄소수 1~10의 직쇄 또는 분지쇄형 알킬 및 탄소수 1~10의 직쇄 또는 분지쇄형 히드록시알킬기로 이루어진 군으로부터 선택되고, R1 및 R2 중에 하나 이상은 히드록시기를 포함하며; n은 1~20의 정수이다.
상기 (c) 화학식1로 표시되는 에스테르계 폴리올은 폴리스티렌으로 환산한 중량 평균 분자량이 1,000~5,000인 것이 바람직하게 사용된다. 상기 분자량이 1,000 미만인 경우에는 Wet 에칭 크랙특성이 개선되지 않는 점에서 바람직하지 않고, 5,000을 초과하면 레지스트의 감도저하 문제가 발생한다.
상기 (c) 화학식1로 표시되는 에스테르계 폴리올은 히드록시값이 1~600이고, 산가가 3 이하인 것이 바람직하다. 히드록시값이 상기 범위가 되면 레지스트에 대한 적정 용해도 면에서 유리하고, 산가가 3이하가 되면 레지스트 감도 및 저장특성에서 유리하다.
상기 (c) 화학식1로 표시되는 폴리스티렌으로 환산한 중량 평균 분자량이 1,000~5,000인 에스테르계 폴리올은 조성물 총 중량에 대하여, 0.01 내지 10 중량%, 바람직하게는 0.1~5.0 중량%로 포함되는 것이 좋다. 상기 성분이 0.01 중량% 미만으로 포함되면 내크랙성 향상을 기대하기 어렵고, 10 중량%를 초과하면 레지스트의 내열성이 낮아지게 된다.
본 발명의 포토레지스트 조성물에 함유되는 (D) 용매는 상기 언급한 성분들을 용해시킬 수 있고, 적합한 건조속도를 가지며, 용매의 증발 후에 균일하고 매끄러운 코팅막을 형성할 수 있는 것이라면 어떤 용매나 사용할 수 있다. 본 발명에서 용매는 이 분야에서 통상적으로 사용하는 것을 사용할 수 있으며, 조성물의 총 중량이 100 중량%가 되도록 하는 양으로 포함된다.
상기 용매의 예로는 에틸 셀로솔브 아세테이트, 메틸 셀로솔브 아세테이트, 프로필렌 글리콜 모노메틸 에테르 아세테이트, 프로필렌 글리콜 모노에틸 에테르 아세테이트 등의 글리콜 에테르 에스테르; 에틸 셀로솔브, 메틸 셀로솔브, 프로필렌 글리콜 모노메틸 에테르 및 프로필렌 글리콜 모노에틸 에테르 등의 글리콜 에테르; 에틸아세테이트, 부틸아세테이트, 아밀아세테이트 및 에틸피루베이트 등의 에스테르; 아세톤, 메틸 이소부틸 케톤, 2-헵톤 및 시클로헥산온 등의 케톤; 및 γ-부티롤아세톤 등의 시클릭 에스테르를 들 수 있다. 이들 용매는1종 단독으로 또는 2종 이상이 함께 사용될 수 있다.
본 발명의 포토레지스트 조성물은 상기에 기재된 성분들 외에 착색제, 염료, 찰흔 방지제, 가소제, 접착촉진제, 속도증진제, 계면활성제 등의 첨가제를 더 포함하여 개별공정의 특성에 따른 성능향상을 도모할 수도 있다.
본 발명의 포지티브형 포토레지스트 조성물은 침지, 분무, 회전 및 스핀 코팅을 포함하여 통상적인 방법으로 기판에 도포할 수 있다. 예를 들면 스핀 코팅하는 경우 포토레지스트 용액의 고체함량을 스피닝 장치의 종류와 방법에 따라 적절히 변화시킴으로써 목적하는 두께의 피복물을 형성할 수 있다. 상기 기판으로는 실리콘, 알루미늄, 이산화실리콘, 도핑된 이산화실리콘, 질화실리콘, 탄탈륨, 구리, 폴리실리콘, 세라믹, 알루미늄/구리 혼합물 및 각종 중합성 수지로 이루어진 것을 들 수 있다.
상기한 방법에 의하여 기판에 코팅된 포토레지스트 조성물을 20℃ 내지 100℃의 온도로 가열하여, 소프트 베이크 공정을 수행한다. 이러한 처리는 포토레지스트 조성물 중 고체 성분을 열분해시키지 않으면서, 용매를 증발시키기 위하여 행한다. 일반적으로 소프트 베이크 공정을 통하여 용매의 농도를 최소화하는 것이 바람직하며, 따라서 이러한 처리는 대부분의 용매가 증발되어 포토레지스트 조성물 의 얇은 피복막이 기판에 남을 때까지 수행한다.
다음으로 포토레지스트 막이 형성된 기판을 정당한 마스크 또는 형판 등을 사용하여 빛, 특히 자외선에 노광시킴으로서 목적하는 형태의 패턴을 형성한다.
이와 같이 노광된 기판을 알카리성 현상 수용액에 충분히 침지시킨 다음, 빛에 노출된 부위의 포토레지스트 막이 전부 또는 거의 대부분 용해될 때까지 방치한다. 적합한 현상 수용액으로는 알카리 수산화물, 수산화암모늄 또는 테트라메틸암모늄 하이드록사이드(TMAH)를 함유하는 수용액을 들 수 있다. 노광된 부위가 용해되어 제거된 기판을 현상액으로부터 꺼낸 후, 다시 열처리하여 포토레지스트 막의 접착성 및 내화학성을 증진시키는 하드 베이크 공정을 수행한다. 이러한 열처리는 바람직하게는 포토레지스트 막의 연화점이하의 온도에서 이루어지며, 바람직하게는 약 100 내지 150℃의 온도에서 행할 수 있다.
이하에서, 실시예를 통하여 본 발명을 보다 상세히 설명한다. 그러나, 하기의 실시예는 본 발명을 더욱 구체적으로 설명하기 위한 것으로서, 본 발명의 범위가 하기의 실시예에 의하여 한정되는 것은 아니다.
하기 실시예에서, 중량평균분자량은 표준물로서 폴리스티렌을 사용한 GPC로 측정한 값이다.
제조예1: 노볼락수지 A-1의 제조
m-크레졸과 p-크레졸을 중량비 6:4의 비율로 혼합하고, 이것에 포르말린을 가하고, 옥살산 촉매를 이용하여 통상의 방법에 의해 축합하여 크레졸 노볼락수지를 얻었다. 이 수지에 대해서 분별 처리를 하고, 고분자 영역과 저분자영역을 제외하고 커트(cut)하여 중량평균분자량 15,000의 노볼락수지를 얻었다.
제조예2: 노볼락수지 A-2의 제조
m-크레졸과 p-크레졸을 중량비 5:5의 비율로 혼합하고, 이것에 포르말린을 가하고, 옥살산 촉매를 이용하여 통상의 방법에 의해 축합하여 크레졸 노볼락수지를 얻었다. 이 수지에 대해서 분별 처리를 하고, 고분자 영역과 저분자영역을 커트(cut)하여 중량평균분자량 16,000의 노볼락수지를 얻었다.
실시예1 내지 실시예3 및 비교예1 내지 비교예3: 포지티브 포토레지스트 조성물의 제조
하기 표 1에 기재된 노볼락수지, 감광성 화합물, 에스테르계 폴리올, 계면활성제를 용매에 혼합하여 포지티브 포토레지스트 조성물을 제조하였다. 이때, 계면활성제와 용매를 제외한 구성성분의 함량은 고형분으로 환산된 것을 기준으로 한다.
분급타입 노볼락수지
(중량%)		 감광성 화합물
(중량%)		 에스테르계 폴리올 (중량%) 계면활성제
(중량%)		 용매
(중량%)
성분 및
혼합중량비		 함량 성분 함량 성분 함량 성분 함량 성분 및
혼합중량비		 함량
실시예1 A-1/A-2
=6/4		 20 B-1 7 C-3 0.3 E-1 0.2 F-1/F-2
=30/35.8		 72.5
실시예2 A-1/A-2
=6/4		 20 B-1 7 C-3 0.5 E-1 0.2 F-1/F-2
=30/35.8		 72.3
실시예3 A-1/A-2
=6/4		 20 B-1 7 C-3 1.0 E-1 0.2 F-1/F-2
=30/35.8		 71.8
비교예1 A-1/A-2
=6/4		 20 B-1 7 - 0 E-1 0.2 F-1/F-2
=30/35.8		 72.8
비교예2 A-1/A-2
=6/4		 20 B-1 7 C-1 0.5 E-1 0.2 F-1/F-2
=30/35.8		 72.3
비교예3 A-1/A-2
=6/4		 20 B-1 7 C-2 0.5 E-1 0.2 F-1/F-2
=30/35.8		 72.3
A-1: 제조예1에서 제조된 노볼락수지(중량평균분자량: 15,000, m-크레졸:p-크레졸의 중량비 6:4)
A-2: 제조예2에서 제조된 노볼락수지(중량평균분자량: 16,000, m-크레졸:p-크레졸의 중량비 5:5)
B-1: 반응 몰비가 1:2.2인, 2,6-비스[4-히드록시-3-(2-히드록시-5-메틸벤질)-2,5-디메틸벤질]-4-메틸페놀과 1,2-나프토퀴논디아지드-5-설포닐 클로라이드의 축합물 (분말형태)
C-1: 에스테르계 폴리올 Mw=600(상품명: AK POL-series, 제조사: 애경유화)
C-2: 에스테르계 폴리올 Mw=900(상품명: AK POL-series, 제조사: 애경유화)
C-3: 에스테르계 폴리올 Mw=1700(상품명: AK POL-series, 제조사: 애경유화)
F-1: 프로필렌 글리콜 메틸 에테르 아세테이트(PGMEA)
F-2: 에틸락테이트(EL)
시험예: 포지티브 포토레지스트 조성물의 특성 평가
실시예1 내지 실시예3, 및 비교예1 내지 비교예3의 조성물을 불소수지필터로 여과하여 레지스트 용액을 수득하였다. 상기 레지스트 용액들을 헥사메틸디실라잔으로 처리된 실리콘 웨이퍼 상에 스핀-코팅하고, 핫-플레이트에서 직접 110℃로 90초간 프리-베이킹 처리하여, 두께 1.60㎛의 레지스트막을 형성하였다. 레지스트막을 가진 웨이퍼를 i-선 스텝퍼("NSR-2005 i9C", Nikon Co., Ltd.사제, NA=0.57, σ=0.60)를 사용하여 노광량을 단계적으로 변화시키면서 라인-앤드-스페이스 패턴을 사용하여 노광처리를 하였다. 그리고나서, 2.38% 테트라메틸암모늄 하이드록사이드 수용액을 사용하여 60초간 퍼들 현상하였다. 현상된 패턴을 육안 및 주사 전자현미경으로 관찰하였다.
또한, 하기의 방법으로 각 패턴에 대하여 내크랙성, 현상성 및 박리특성을 평가하고, 그 결과를 하기 표 2에 나타내었다.
가. 내크랙성
T-01(동우화인켐 제품) 에칭후 패턴의 표면을 관찰하여, 표면에서의 균열 정도를 OM(Optical Microscope)으로 패턴의 표면을 관찰하여 그 결과를 다음과 같이 평가하였다.
◎: 매우좋음, ○: 좋음, △: 보통, X: 나쁨
나. 현상성
레지스트를 몰리브덴이 증착된 글래스 위에 코팅한 후, 베이크 공정을 실시하고, 코팅된 글래스 전면에 자외선을 조사한 후, 23℃의 테트라메틸암모늄하이드록사이드(TMAH) 2.38 중량% 수용액에 1분간 침지시키고, 초순수로 글래스를 세정하여 남아있는 레지스트 양을 비교하여, 전체 글래스에 남아있는 레지스트 양에 따라 다음과 같이 평가하였다.
1% 미만: ◎, 1~2%: ○, 3~5%: △, 5% 이상: X
다. 박리특성
PRS2000(동우화인켐 제품)을 사용하여 박리 후 표면을 관찰하여, 그 결과를 다음과 같이 평가하였다.
◎: 매우좋음, ○: 좋음, △: 보통, X: 나쁨으로 평가하였다.
내크랙성 현상성 박리특성
실시예1 ◎ ○ ○
실시예2 ◎ ◎ ◎
실시예3 ◎ ◎ ◎
비교예1 X ○ △
비교예2 X ◎ ◎
비교예3 △ ◎ ◎
상기 표2로 나타난 시험결과로부터, 에스테르계 폴리올을 포함하는 본 발명의 실시예1 내지 3의 포지티브 포토레지스트 조성물은 내크랙성이 우수하며, 현상성과 박리특성도 우수함을 확인할 수 있다.

Claims (7)

  1. (a) 노볼락수지; (b) 감광성 화합물; (c) 하기 화학식1로 표시되는 폴리스티렌으로 환산한 중량 평균 분자량이 1,000~5,000인 에스테르계 폴리올; 및 (d) 용매를 포함하는 포지티브형 포토레지스트 조성물:
    [화학식1]
    Figure 112009062652778-PAT00004
    상기 식에서,
    R1 및 R2는 각각 독립적으로 페닐, 벤질, 탄소수 1~10의 직쇄 또는 분지쇄형 알킬 및 탄소수 1~10의 직쇄 또는 분지쇄형 히드록시알킬로 이루어진 군으로부터 선택되고, R1 및 R2 중에 하나 이상은 히드록시기를 포함하며; n은 1~20의 정수이다.
  2. 청구항1에 있어서, 상기 (a) 노볼락수지는 m-크레졸과 p-크레졸의 혼합물과 포름알데히드를 축합하여 제조된 크레졸 노볼락수지인 것을 특징으로 하는 포지티브형 포토레지스트 조성물.
  3. 청구항1에 있어서, 상기 (a) 노볼락수지는 방향족 알콜과 알데히드 화합물 을 부가-축합반응시켜서 분별 처리하고, 고분자 영역과 저분자영역을 커트(cut)하여 얻어지는, 폴리스티렌으로 환산한 중량 평균 분자량이 2,000~50,000인 분급타입 노볼락수지인 것을 특징으로 하는 포지티브형 포토레지스트 조성물.
  4. 청구항1에 있어서, (b) 상기 감광성 화합물은 히드록시기를 갖는 페놀성 화합물과 퀴논디아지드 술폰산 화합물을 반응시켜서 제조되는 에스테르 화합물인 것을 특징으로 하는 포지티브형 포토레지스트 조성물.
  5. 청구항1에 있어서, 상기 (c) 화학식1로 표시되는 에스테르계 폴리올은 히드록시값이 1~600이고, 산가가 3 이하인 것을 특징으로 하는 포지티브형 포토레지스트 조성물.
  6. 청구항1에 있어서, 상기 포지티브형 포토레지스트 조성물은 조성물 총 중량에 대하여 상기 (a) 노볼락수지 10~40 중량%, 상기 (b) 감광성 화합물 2~15 중량%, 상기 (c) 화학식1로 표시되는 폴리스티렌으로 환산한 중량 평균 분자량이 1,000~5,000인 에스테르계 폴리올 0.01 내지 10 중량% 및 상기 (d) 용매를 잔량으로 포함하는 것을 특징으로 하는 포지티브형 포토레지스트 조성물.
  7. 청구항1의 포지티브형 포토레지스트 조성물을 사용하는 포토리소그래피 공정을 포함하는 것을 특징으로 하는 박막트랜지스터의 제조방법.
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP3392708A1 (en) * 2017-04-17 2018-10-24 Shin-Etsu Chemical Co., Ltd. Positive resist film laminate and pattern forming process
KR20180116757A (ko) * 2017-04-17 2018-10-25 신에쓰 가가꾸 고교 가부시끼가이샤 포지티브형 레지스트 필름 적층체 및 패턴 형성 방법

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