KR20130099338A - 내열성이 우수한 화학증폭형 포지티브 감광형 고감도 유기절연막 조성물 및 이를 이용한 유기절연막의 형성방법 - Google Patents

내열성이 우수한 화학증폭형 포지티브 감광형 고감도 유기절연막 조성물 및 이를 이용한 유기절연막의 형성방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 내열성이 우수한 화학증폭형 포지티브 감광형 고감도 유기절연막 조성물 및 이를 이용한 유기절연막의 형성방법에 관한 것으로서, 바인더수지를 포함하는 화학증폭형 포지티브 감광형 유기절연막 조성물에 있어서, 상기 바인더수지는 활성에너지선 내지는 열에 의한 가교성 관능기(cross-linking group)를 갖는 산분해성 보호기를 포함하는 단위체 또는 활성에너지선 내지는 열에 의한 가교성 관능기(cross-linking group)를 가지면서 산분해성 보호기를 포함하지 않는 단위체를 포함하여 이루어지며, 상기 단위체를 최소 1종 이상 함께 또는 따로 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 의하면, 종래와 달리, 산분해성 보호기 또는 산분해성 보호기가 아닌 분자구조상에 활성에너지선가교성 내지는 열가교성 관능기를 포함하는 단위체를 중합체, 공중합체 또는 그것의 혼합물 형태로 구성함으로써, 우수한 감도 및 해상도 특성을 유지할 뿐만 아니라, 노광중 휘발증기의 발생을 현저히 감소시킬 수 있고, 패턴 형성 후 열공정 과정에서도 도막의 열수축 내지는 열적흐름성(thermal flow)에 의한 패턴의 왜곡현상을 억제하여 패턴의 형상을 원하는 기울기(테이퍼앵글) 범위 내에서 유지하도록하는 장점이 있다.

Description

내열성이 우수한 화학증폭형 포지티브 감광형 고감도 유기절연막 조성물 및 이를 이용한 유기절연막의 형성방법 {CHEMICALLY AMPLIFIED POSITIVE-IMAGEABLE, HIGH PHOTO-SENSITIVE ORGANIC INSULATOR COMPOSITION WITH HIGH THERMAL STABILITY AND METHOD OF FORMING ORGANIC INSULATOR USING THEREOF}
본 발명은 내열성이 우수한 화학증폭형 포지티브 감광형 유기절연막 조성물 및 이를 이용한 유기절연막의 형성방법에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 액정표시소자 등의 유기절연막 형성에 있어서, 종래에 비해, 감도 및 해상도가 현저히 높을 뿐만 아니라, 패턴 형성 후 열공정 과정에서도 도막의 열수축과 열적흐름성(Thermal flow)이 현저히 개선되어 패턴의 형상을 유지하는 등의 내열성 물성이 우수한 화학증폭형 포지티브 감광형 유기절연막 조성물 및 이를 이용한 유기절연막의 형성방법에 관한 것이다.
박막 트랜지스터(TFT)형 액정표시장치 등의 디스플레이 장치에 있어서, TFT(Thin Film Transistor)회로를 보호하고, 절연시키기 위한 보호막으로는 종래에 실리콘 나이트라이드(SiOx 또는 SiNx) 등의 무기계 보호막이 이용되어 왔지만, 진공증착에 따른 비용과 공정 시간 지연에 따른 부담과 유전상수값이 높아서 개구율을 향상시키기 어려운 문제점이 있어서, 이를 극복하기 위하여 유전율이 낮고 코팅 가능한 액상 유기절연막의 수요가 증가하고 있는 추세에 있다.
또한, 이때 적용되는 유기절연막은 절연막 자체에 감광성 기능을 부여하여 회로간의 상호 연결 통로를 제공하는 미세 패턴 형성을 별도의 추가 공정없이 가능케 하는데, 이를 통해 종래의 무기계 절연막 위에 포토레지스트를 사용한 별도의 포토공정을 줄일 수 있으므로, 보다 높은 생산성과 비용 절감효과가 있어, 사용이 증가하고 있다.
이러한 유기절연막은, 광 및 전자선에 의해 화학 반응하여 특정 용매에 대한 용해도가 변화되는 고분자 화합물인 감광성 수지가 일반적으로 사용되며, 회로패턴의 미세가공은 상기 유기절연막의 광반응에 의해 일어나는 고분자의 극성변화 또는 가교반응에 의한다. 특히, 상기 유기절연막 재료는 노광 후 알칼리 수용액 등의 현상액에 대한 용해성의 변화 특성을 이용한다.
상기 유기절연막은 감광된 부분의 현상에 대한 용해도에 따라 포지티브형과 네가티브형으로 분류된다. 포지티브형 포토레지스트는 노광된 부분이 극성변화에 의해 현상액에 의해 용해되며, 네가티브형 포토레지스트는 노광된 부분이 가교반응을 통해 현상액에 녹지 않고 노광되지 아니한 부분이 용해되어 패턴이 형성되는 방식이다.
이 중에서, 포지티브형 유기절연막은 네가티브형 유기절연막이 기존 양산공정에 널리 사용되고 있는 알칼리 현상액과의 혼용 시 이물발생의 단점과 달리 현상액의 호완성에 문제가 없어 작업 환경적인 측면에서 유리할 뿐 아니라, 이론적으로는 자외선에 노출되지 않은 부분의 팽윤 현상을 막을 수 있기 때문에 분해능이 향상되는 장점이 있다. 아울러 유기막 형성 후 박리액에 의한 제거가 용이하여 공정 중 불량 패널 발생시 유기막제거에 의해 기판 회수와 재사용성이 월등히 향상되는 장점이 있다.
이러한 이유로, 상기 포지티브형 유기절연막 조성물은 대표적인 바인더 수지로서 사용되는 아크릴계 고분자 수지와 퀴논디아지드(quinonediazide)계 감응제(PAC: Photo Active Compound)) 등을 혼합한 조성물을 적용하는 사례가 활발히 진행되어 왔으며, 최근 들어서는 상기 절연막이 광범위하게 적용되어 고 개구율화(High aperture ratio)를 통한 여러가지 고휘도 디바이스들이 출시되는 시점에 이르렀다.
상기 유기절연막에 요구되는 특성 중에 중요한 특성의 하나로서, 감도를 들 수 있다. 감도의 향상은, 디스플레이장치의 공업적인 생산에서, 그 생산 시간의 대폭 축소를 가능하게 하므로, 액정표시장치 등의 수요량이 현저하게 증대하고 있는 현재 상황에서 감도는 이런 종류의 유기절연막에 요구되는 가장 중요한 특성의 하나로 인식되고 있다.
그러나, 종래 사용되고 있는 아크릴계 감광성 수지 및 감응제(PAC)를 이용한 유기절연막 조성물은 노광 자외선에 파장에 대한 투과도가 낮아 감도가 부족한 경우가 대부분이며, 특히 이러한 근원적인 이유로 자외선이 조사된 부분과 조사되지 아니한 부분과의 용해도 차이가 크지 않아서 충분한 분해능을 갖지 못하는 경우가 많다.
예를 들어, 알칼리 가용성 수지와 감응제(PAC)로 퀴논디아지드(quinonediazide)를 사용한 대한민국 등록특허 제10-0867948호 및 제10-0737723호에는 퀴논디아지드(quinonediazide)의 높은 함량(최소 5wt% 이상)과 그에 따른 노광 빛에 대한 높은 흡광율에 의해 감도의 향상(100mJ/cm2 이하)이 어려운 문제가 있다.
또한, 미국 등록특허 제4139391호는 아크릴산계 화합물과 아크릴레이트 화합물의 공중합체를 바인더 수지로 사용하고, 다관능성 모노머로서 아크릴레이트계 화합물을 사용하여 제조된 감광성 수지 유기절연막 조성물을 개시하고 있으나, 현상 중 남아 있어야할 비노광부 영역의 용해억제능력이 높지 않아 노광부와 비노광부의 용해속도 차이가 충분히 크지 못하여 현상 특성이 좋지 않으며, 이로 인해 15미크론 이하의 미세패턴을 얻기 어렵다는 문제점이 있다.
이와 같이, 종래의 포지티브형 유기절연막은 감도에 관한 문제를 충분히 만족시킬 수 없을 뿐만 아니라 점점 고집적화를 위한 미세화에 대응하기엔 그 해상도에 한계를 가지고 있다.
사용되는 폴리머에 대해 감응제(PAC)의 함량을 최소화하여 노광빛에 대한 투과도를 높이거나 또는 현상 시간을 늘이는 것에 의해 감도를 향상시키는 것도 가능하긴 하지만, 이 방법에는 한계가 있고, 또한 미노광부의 용해도 함께 일어나 전체적인 잔막률이 저하되고, 이것이 대형 디스플레이용 기판에 있어서는 막 번짐 및 패턴 손상의 원인이 되는 결점이 있었다.
최근 상기 감응제(PAC)를 포함하는 포지티브형 유기절연막의 감도 문제를 해결하기 위해서 노광된 빛을 통해 발생된 산(acid)을 이용한, 산촉매 반응을 통해 고분자 바인더의 보호기를 제거함으로써 극성의 변화를 통해 현상액에 대한 용해성을 띄게하는 화학증폭형 포지티브 유기절연막이 소개되었다. (대한민국 등록특허 제0964733호)
그러나, 여기서, 고분자 바인더에 사용된 산분해성 아세탈보호기는 노광시 분해되어 발생한 생성물의 크기가 매우 작아 비점이 낮고, 휘발성이 강해 노광 시 다량의 증기가 발생하여, 노광기의 고가의 렌즈를 쉽게 오염시킬 뿐만 아니라, 노광 중 보호기의 이탈과 휘발에 의해 부피수축을 통한 막의 두께가 상대적으로 감소되는 중대한 단점을 가지고 있다.
이러한 문제는 노광 공정 중 노광영역에서만 아니라, 잔류하고 있는 비노광부 패턴막에 있어서도 후공정(post process) 간에 고온고습의 환경에 노출되었을 때 보호기가 열에 의해 끊어져 쉽게 휘발하게 됨으로써, 디바이스 내에서 outgas 문제를 야기시키고 궁극적으로는 디바이스 작동에 영향을 미치는 기술적 한계점을 가지고 있다.
아울러, 패턴 형성 후 TFT array형성을 위한 후 공정 진행에 따라 220 oC 이상의 고온에 형성된 패턴들이 지속적으로 노출되게될 때 패턴의 흐름을 통해 형상 왜곡과 최종 잔막율의 불량을 불러일으키는 문제가 발생하곤 한다.
따라서, 이러한 고감도 및 고해상도 문제의 해결과 함께 내열성을 향상시킬 수 있는 새로운 고내열성의 고감도 유기절연막 물질에 대한 개발이 요구되고 있다.
본 발명은 상기 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 종래와 달리, 활성에너지선 내지는 열에 의한 가교성 관능기(cross-linking group)를 갖는 산분해성 보호기를 포함하는 단위체 또는 활성에너지선 내지는 열에 의한 가교성 관능기(cross-linking group)를 가지면서 산분해성 보호기를 포함하지 않는 단위체를 포함하여 이루어지며, 상기 단위체를 최소 1종 이상 함께 또는 따로 포함하는 중합체, 공중합체, 또는 그것의 혼합물을 포함하는 것을 바인더수지로 사용함으로써, 감도를 현저히 높일 뿐만 아니라, 후 열공정 과정에 발생할 수 있는 열수축(thermal shrinkage) 및 열흐름(thermal flow)에 의한 패턴의 왜곡과 도막 감소를 현저히 줄인 화학증폭형 포지티브 감광형 유기절연막 조성물 및 이를 이용한 유기절연막의 형성방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.
또한, 노광중 휘발증기의 발생을 현저히 감소시킬 수 있으며, 노광시간 또한 현저히 줄여 공정비용을 절감할 수 있고, 디스플레이의 고해상도 구현이 가능하며, 고투과율을 유지할 수 있으면서도 동시에 고내열성을 가지는 화학증폭형 포지티브 감광형 유기절연막 조성물 및 이를 이용한 유기절연막의 형성방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.
뿐만 아니라, 종래와 달리, 고감도 및 고해상도 특성을 유지하면서도, 산분해성 보호기를 포함하는 단위체 또는 산분해성 보호기를 포함하지 않는 단위체에 활성에너지선가교성 내지는 열가교성 관능기를 도입하고, 상기 단위체를 최소 1종 이상 포함하는 중합체, 공중합체 또는 그것의 혼합물을 바인더수지로 사용함으로써 공정 중 활성에너지선 또는 열에 의해 이들 사이에 상호 가교결합(cross-linking)으로 후 열공정 과정에서도 열에 의한 산분해성 보호기의 탈리를 최소화할 뿐만 아니라 도막의 내열성(유리전이온도: Tg)을 높여 줌으로써 기 형성된 패턴의 열손상과 열수축을 억제하도록하여 고감도 및 고해상도의 패턴구현과 유지가 가능한 화학증폭형 포지티브 감광형 유기절연막 조성물 및 이를 이용한 유기절연막의 형성방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.
상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 화학증폭형 포지티브 감광형 유기절연막 조성물은, 바인더수지를 포함하는 화학증폭형 포지티브 감광형 유기절연막 조성물에 있어서, 상기 바인더수지는 활성에너지선 내지는 열에 의한 가교성 관능기(cross-linking group)를 갖는 산분해성 보호기를 포함하는 단위체, 또는 활성에너지선 내지는 열에 의한 가교성 관능기(cross-linking group)를 가지면서 산분해성 보호기를 포함하지 않는 단위체를 포함하여 이루어지며, 상기 단위체를 최소 1종 이상 함께 또는 따로 포함하는 중합체, 공중합체, 또는 그것의 혼합물을 포함하는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 활성에너지선 내지는 열에 의한 가교성 관능기(cross-linking group)를 갖는 산분해성 보호기를 포함하는 단위체는 하기 화학식 1-1 내지 1-10 중 적어도 하나로 이루어지는 것을 특징으로 한다.
<화학식 1-1>
Figure pat00001
<화학식 1-2>
Figure pat00002
<화학식 1-3>
Figure pat00003
<화학식 1-4>
Figure pat00004
<화학식 1-5>
Figure pat00005
<화학식 1-6>
Figure pat00006
<화학식 1-7>
Figure pat00007
<화학식 1-8>
Figure pat00008
<화학식 1-9>
Figure pat00009
<화학식 1-10>
Figure pat00010
상기 화학식 1-1 내지 1-10에서, R1은 사슬형 내지는 고리형 지방족기, 또는 방향족기이고, R2는 사슬형 내지는 고리형 알킬기이고, R3는 수소기 또는 사슬형 알킬기이며, R4는 수소기 또는 사슬형 알킬기이고, R5 및 R6 는 수소기 또는 사슬형 알킬기이며, R7은 없거나 사슬형 내지는 고리형 알킬기이다. 상기 화학식에서, m은 0 또는 1 이며, n ≥ 0 이다.
또한, X는 활성에너지선 내지는 열에 의해 가교되는 관능기로써 실리콘을 포함하거나 포함하지 않는 알콕시기(-ORx), 하이드록시기(-OH), 사이올(thiol)기(-SH), 카르복시기(-COOH), 포스페이트기(-PO(OH)x), 퓨라닐, 옥세탄 및 에폭시기 등을 포함한 고리구조 에테르기(cyclic ethers), 아릴기, 비닐기, 아크릴로일(acryloyl)기, 이소시아네이트기, 우레아기, 멜라민기, 이미드기(imide) 또는 아미드기(amide) 중 어느 하나이다.
또한, 상기 활성에너지선 내지는 열에 의해 가교되는 관능기(cross-linking group)를 가지면서 산분해성 보호기를 포함하지 않는 단위체는 상기 X로 표시된 실리콘을 포함하거나 포함하지 않는 알콕시기(-ORx), 하이드록시기(-OH), 사이올(thiol)기(-SH), 카르복시기(-COOH), 포스페이트기(-PO(OH)x), 퓨라닐, 옥세탄 및 에폭시기 등을 포함한 고리구조 에테르기(cyclic ethers), 아릴기, 비닐기, 아크릴기, 이소시아네이트기, 우레아기, 멜라민기, 이미드기(imide), 또는 아미드기(amide) 중 적어도 하나의 관능기를 가지면서 (공)중합체를 구성할 수 있는 단량체 중 적어도 하나로 이루어지는 것을 특징으로 한다.
상기 바인더수지를 구성하는 중합체 또는 공중합체의 평균 분자량은 2,000 내지 200,000이고, 분산도는 1 내지 10인 것을 특징으로 한다.
또한, 패턴 형성된 유기막절연막의 감도, 투과도 및 기계적 강도 등의 물성의 보완을 위해 상기 X로 표시된 활성에너지선가교성 내지는 열가교성 관능기를 가지지 않는 산분해성 보호기를 포함하는 단위체, 또는 활성에너지선가교성 내지는 열가교성 관능기를 가지지 않으면서 산분해성 보호기를 포함하지 않는 단위체를 포함하는 중합체 또는 공중합체를 더 포함하며, 상기 가교성 관능기를 갖지 않는 단위체를 포함하는 중합체 또는 공중합체의 평균 분자량은 2,000 내지 100,000이고, 분산도는 1 내지 20인 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 활성에너지선가교성 내지는 열가교성 관능기를 가지지 않는 산분해성 보호기를 포함하는 단위체는 하기 화학식 2 내지 화학식 5 중 적어도 하나로 이루어지는 것을 특징으로 한다.
<화학식 2>
Figure pat00011
<화학식 3>
Figure pat00012
<화학식 4>
Figure pat00013
<화학식 5>
Figure pat00014
상기 화학식 2 및 상기 화학식 3에서, G는 상기 화학식 1-1 내지 화학식 1-10에 표시된 산분해성 보호기를 포함하고 있는 모체에 해당하는 단위체이며, Y는 아릴기, 사슬형 내지는 고리형 지방족기, 사슬형 내지는 고리형 에스터기, 또는 사슬형 내지는 고리형 에테르기 중 어느 하나이다. 또한, 상기 화학식 4 및 상기 화학식 5에서, R8는 수소기, 사슬형 알킬기 또는 고리형 알킬기이고, R9는 사슬형 내지는 고리형 알킬기, 또는 사슬형 내지는 고리형 알켄기이며, R10는 수소기, 사슬형 내지는 고리형 알킬기, 또는 아릴기이다.
또한, 용해억제제를 더 포함하며, 상기 용해억제제는 적어도 하나의 페놀기를 포함하는 알칼리가용성 페놀계 화합물 또는 플루오렌(fluorene)계 화합물, 적어도 하나의 카르복실산기를 포함하는 알칼리가용성 화합물 또는 적어도 하나의 벤조산기를 포함하는 알칼리가용성 화합물 중 적어도 하나에 산분해성 보호기가 포함된 것을 특징으로 하고, 상기 용해억제제에서, 상기 산분해성 보호기는, 상기 화학식 1-1 내지 1-10에 표시된 산분해성 보호기 중 어느 하나이거나 상기 화학식 1-1 내지 1-10에서 활성에너지선가교성 내지는 열가교성 관능기인 X를 갖지 않는 산분해성 보호기 중 어느 하나인 것을 특징으로 한다.
또한, 광산발생제를 더 포함하며, 상기 광산발생제는, 오늄염 화합물, 할로겐 함유 화합물, 술폰 화합물, 술폰산 에스테르 화합물 또는 트라아진계 화합물 중 적어도 하나로 이루어지며, 상기 바인더수지 100중량부에 대하여, 0.1 내지 10중량부를 포함하는 것을 특징으로 한다.
또한, 활성에너지선가교성 및 열가교성 관능기 사이의 결합반응을 촉진시키기 위해 활성에너지선 또는 열에 의한 라디칼 발생제(radical generator) 또는 염발생제(amine generator) 또는 산발생제(acid generator)를 더 포함하며, 상기 바인더수지 100중량부에 대하여, 0.01 내지 10중량부를 포함하는 것을 특징으로 한다.
또한, 퀴논디아지드(quinonediazide)기를 포함하는 감응제(PAC)를 더 포함하는 것을 특징으로 하며, 첨가제를 더 포함하고, 상기 첨가제는 열가교제, 열안정제, 광경화촉진제, 계면활성제, 베이스퀀쳐(base quencher), 할레이션방지제, 접착조제, 광안정제 또는 소포제 중 적어도 하나로 이루어진 것을 특징으로 한다.
상기 열가교제는, 우레아계 수지, 멜라민계 수지, 이소시아네이트기, 에폭시기, 옥세탄기, 아크릴레이트기, 비닐기, 아릴기, 하이드록시기 또는 머캅토기 중 적어도 어느 하나를 포함하는 화합물로 이루어진 것을 특징으로 하며, 상기 열안정제는, 페놀계, 락톤계, 아민계, 인계 또는 유황계 화합물 중 적어도 하나로 이루어진 것을 특징으로 한다.
상기 광안정제는, 벤조트리아졸계, 트리아진계, 벤조페논계, 힌더드아미노에테르계 또는 힌더드아민계 화합물 중 적어도 하나로 이루어진 것을 특징으로 하며,상기 접착조제는, 이소시아네이트기, 아미노기, 우레아기, 알킬기, 에폭시기, 아크릴레이트기, 비닐기 또는 머캅토기 중 적어도 하나를 포함하는 알콕시 실란화합물로 이루어진 것을 특징으로 한다.
상기 베이스퀀쳐는, 질소함유 유기 화합물이며, 상기 질소합유 유기 화합물은 1차 아민, 2차 아민, 3차 아민 또는 아미드(amide) 화합물 중 적어도 하나로 이루어진 것을 특징으로 한다.
다음으로, 본 발명에 따른 화학증폭형 포지티브 감광형 유기절연막 조성물 을 이용한 유기절연막의 형성방법은, 상기 유기절연막 조성물을 디스플레이 장치의 기판 상부, 상기 기판 위에 형성된 소오스/드레인 또는 실리콘나이트라이드층 상부에 도포하는 단계; 상기 유기절연막 조성물을 선굽기(pre-bake)하는 단계; 상기 유기절연막 조성물을 선택적으로 노광 후, 현상하여 패턴을 형성하는 단계; 및 상기 유기절연막 조성물을 전면 노광 및 열처리(cure bake)하여 절연보호막을 형성하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 패턴을 형성하는 단계에서, 노광과 현상 사이에 후굽기(post-bake)공정이 추가되는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 화학증폭형 포지티브 감광형 유기절연막 조성물 및 이를 이용한 유기절연막의 형성방법에 따르면, 종래와 달리, 활성에너지선 내지는 열에 의한 가교성 관능기(cross-linking group)를 갖는 산분해성 보호기를 포함하는 단위체, 또는 활성에너지선 내지는 열에 의한 가교성 관능기(cross-linking group)를 가지면서 산분해성 보호기를 포함하지 않는 단위체를 포함하여 이루어지며, 상기 단위체를 최소 1종 이상 함께 또는 따로 포함하는 중합체, 공중합체, 또는 그것의 혼합물 형태로 구성함으로써, 감도와 해상도를 현저히 높일 뿐만 아니라, 열공정 후에 패턴의 형상 유지와 함께 막 감소를 현저히 줄일 수 있어 유기절연막 코팅 시 사용량을 최소화할 수 있는 경제적인 효과가 있다.
또한, 가교성 관능기를 가지는 산분해성 보호기를 포함하는 단위체를 사용함으로써 패턴 성형된 유기막에 후 열공정 간에 열이 가해졌을 때에도 산분해성 단위체의 탈리(deprotection)로 발생할 수 있는 휘발증기(outgas)의 양을 단위체 간의 상호 가교반응을 통해 억제시킬 수 있고, 또한 가교성 관능기를 포함하는 (공)중합체간의 가교반응을 유도함으로써 유기막의 유리전이온도(Tg)의 상승으로 유기막 패턴의 열에 대한 내성을 확보할 수 있는 장점이 있다.
도 1은 본 발명의 화학증폭형 포지티브 감광형 유기절연막 조성물을 적용한 고개구율을 갖는 TFT-LCD의 단위셀 장치를 나타낸 단면도
도 2a는 본 발명의 실시예 1 조성에 따른 내열 특성을 평가한 cure bake 전후 유기절연막 패턴의 전자현미경(SEM)에 의한 단면 사진
도 2b는 본 발명의 실시예 2 조성에 따른 내열 특성을 평가한 cure bake 전후 유기절연막 패턴의 전자현미경(SEM)에 의한 단면 사진
도 2c는 본 발명의 비교예 1 조성에 따른 내열 특성을 평가한 cure bake 전후 유기절연막 패턴의 전자현미경(SEM)에 의한 단면 사진
도 2d는 본 발명의 비교예 2 조성에 따른 내열 특성을 평가한 cure bake 전후 유기절연막 패턴의 전자현미경(SEM)에 의한 단면 사진
이하, 본 발명에 의한 내열성이 우수한 화학증폭형 포지티브 감광형 고감도 유기절연막 조성물 및 이를 이용한 유기절연막의 형성방법에 대하여 본 발명의 바람직한 하나의 실시형태를 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명한다. 본 발명은 하기의 실시예에 의하여 보다 더 잘 이해될 수 있으며, 하기의 실시예는 본 발명의 예시목적을 위한 것이고, 첨부된 특허청구범위에 의하여 한정되는 보호범위를 제한하고자 하는 것은 아니다.
먼저, 내열성이 우수한 화학증폭형 포지티브 감광형 고감도 유기절연막 조성물은, 바인더수지를 포함하며, 상기 바인더수지는 활성에너지선 내지는 열에 의한 가교성 관능기(cross-linking group)를 갖는 산분해성 보호기를 포함하는 단위체, 또는 활성에너지선 내지는 열에 의한 가교성 관능기(cross-linking group)를 가지면서 산분해성 보호기를 포함하지 않는 단위체를 포함하여 이루어지며, 상기 단위체를 최소 1종 이상 함께 또는 따로 포함하는 중합체, 공중합체, 또는 그것의 혼합물을 포함하는 것을 특징으로 한다.
여기서, 단위체란, 단량체(monomer)를 포함하여, (공)중합체를 구성하는 최소단위를 의미하는 것으로, 산분해성 보호기 또는 활성에너지선 내지는 열 가교성 관능기(cross-linking group)와 연결된 모체에 해당하는 어떤 물질이라도 포함하는 것으로 정의한다.
또한, 상기 활성에너지선 내지는 열에 의한 가교성 관능기(cross-linking group)를 갖는 산분해성 보호기를 포함하는 단위체는 상기 화학식 1-1 내지 1-10 중 적어도 하나로 이루어지는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 활성에너지선 내지는 열에 의한 가교성 관능기(cross-linking group)를 가지면서 산분해성 보호기를 포함하지 않는 단위체는 실리콘을 포함하거나 포함하지 않는 알콕시기(-ORx), 하이드록시기(-OH), 사이올(thiol)기(-SH), 카르복시기(-COOH), 포스페이트기(-PO(OH)x), 퓨라닐, 옥세탄 및 에폭시기 등을 포함한 고리구조 에테르기(cyclic ethers), 아릴기, 비닐기, 아크릴기, 이소시아네이트기, 우레아기, 멜라민기, 이미드기(imide), 또는 아미드기(amide) 중 적어도 하나의 관능기를 가지면서 (공)중합체를 구성할 수 있는 단량체 중 적어도 하나로 이루어지는 것을 특징으로 한다.
상기 활성에너지선가교성 내지는 열가교성 관능기를 산분해성 보호기를 포함하는 단위체에 도입하거나 또는 산분해성 보호기를 포함하지 않는 단위체에 도입하여 액정표시장치용 유기절연막에 적용하는 경우, 상기 유기절연막이 패턴형성 및 열공정 후에도 잔류하여 배선의 절연 및 보호막기능을 하며, 유기절연막에서 요구되는 특성인 감도, 잔막률, 해상도 및 휘발증기제어의 향상 효과가 매우 우수함과 동시에 열공정 후에도 패턴의 형상을 유지할 수 있는 고내열성을 나타낼 뿐만 아니라 원하는 수준의 열흐름(thermal flow) 정도를 조절하여 패턴의 형상을 제어할 수 있음을 확인하였다.
상기 바인더 수지는, 상기 화학식 1-1 내지 1-10의 활성에너지선 내지는 열에 의한 가교성 관능기(cross-linking group)를 갖는 산분해성 보호기를 포함하는 단위체, 또는 상기 화학식 1-1 내지 1-10에서 X로 표시되는 활성에너지선 내지는 열에 의한 가교성 관능기(cross-linking group)를 가지면서 산분해성 보호기를 포함하지 않는 단위체를 포함하여 이루어지며, 상기 단위체가 최소 1종 이상 함께 또는 따로 포함하는 1종 이상의 중합체 또는 공중합체 내에 분포하는 형태로 이루어질 수도 있으며, 또한 상기 (공)중합체들을 단순 혼합하여 이루어질 수도 있다.
여기서, 상기 바인더수지의 평균 분자량은 2,000 내지 200,000인 것이 바람직하며, 더욱 바람직하게는 5,000 내지 30,000인 것이 효과적이다. 또한, 상기 바인더수지의 분산도는 1 내지 10인 것이 바람직하며, 더욱 바람직하게는 1.1 내지 5.0인 것이 효과적이다. 상기 최적의 평균분자량과 분산도의 범위를 벗어나는 경우에는, 유기절연막의 특성이 현저히 저하되거나 경제성이 떨어지는 문제가 있다.
또한, 상기 본 발명의 유기절연막조성물에 상기 X로 표시된 활성에너지선가교성 내지는 열가교성 관능기를 가지지 않는 산분해성 보호기를 포함하는 단위체, 또는 활성에너지선가교성 내지는 열가교성 관능기를 가지지 않으면서 산분해성 보호기도 포함하지 않는 단위체를 포함하는 중합체 또는 공중합체를 더 포함하는 것이 바람직하며, 상기 단위체를 포함하지 않는 중합체 또는 공중합체의 평균 분자량은 2,000 내지 100,000이고, 더욱 바람직하게는 5,000 내지 30,000인 것이 효과적이며, 분산도는 1 내지 20이고, 더욱 바람직하게는 1.1 내지 5인 것이 효과적이다.
이러한 가교성 관능기를 갖지 않는 단위체로 구성되는 (공)중합체는, 바인더수지와 효과적으로 혼합됨으로써, 잔류 패턴 도막의 투과도와 같은 광학적 특성을 향상시킬 뿐만 아니라 기계적 강도를 원하는 수준에서 조절 가능케 하는 역활을 한다.
또한, 상기 본 발명의 유기절연막조성물에, 용해억제제를 더 포함하는 것이 바람직하며, 상기 용해억제제는 적어도 하나의 페놀기를 포함하는 알칼리가용성 페놀계 화합물 또는 플루오렌(fluorene)계 화합물, 적어도 하나의 카르복실산기를 포함하는 알칼리가용성 화합물 또는 적어도 하나의 벤조산기를 포함하는 알칼리가용성 화합물 중 적어도 하나에 산분해성 보호기가 포함되는 것이 바람직하다. 상기 용해억제제에서, 상기 산분해성 보호기는, 상기 화학식 1-1 내지 1-10에 표시된 산분해성 보호기 중 어느 하나이거나 상기 화학식 1-1 내지 1-10에서 활성에너지선가교성 내지는 열가교성 관능기인 X를 갖지 않는 산분해성 보호기 중 어느 하나인 것이 바람직하다.
이러한 용해억제제는, 바인더수지와 효과적으로 혼합됨으로써, 감도와 해상도를 향상시키고, 패턴형성을 용이하게 하는 역할을 한다.
상기 용해억제제의 분자량은 단분자구조의 경우에는 5,000이하인 것이 바람직하며, 고분자구조의 경우에는 5,000 내지 30,000인 것이 효과적이다.
상기 언급한 바와 같이, 본 발명의 바인더수지는, 최소량의 산분해성 보호기를 사용하면서도 비노광부에 현상액에 대한 충분한 용해억제 능력을 나타내게 함으로써, 노광 공정중 또는 그 이후에 잔류 유기패턴막에서 발생할 수 있는 휘발 증기량을 현저히 감소시킬 수 있으며, 노광부는 노광 공정에서 광산발생제(PAG: Photo Acid Generator)로부터 촉발된 산의 작용으로 촉매반응에 의해 매우 빠른 속도로 탈보호되어, 현상액에 대한 용해도가 급격히 증가함으로써, 유기절연막 조성물의 용해콘트라스트를 증가시켜, i, g, h-line의 복합파장의 광원 하에서도 고해상도(high resolution)의 미세회로패턴을 형성할 수 있는 장점이 있다.
동시에, 현상 공정 이후에 형성된 잔류 유기막 패턴이 상기 바인더 수지를 구성하고 있는 (공)중합체 내에 가교성 관능기 간의 활성에너지 또는 열에 의해 서로 가교되고 그물구조를 가지게 됨으로써, 높은 유리전이온도(Tg) 값을 갖는 고내열성 도막을 형성케 한다. 이는 결국 후공정 간에 발생하는 열에 의한 패턴의 열적흐름성(thermal flow)을 제어하고 패턴의 형상이 보존되게하여 고해상도를 유지케하며, 아울러 열에 의한 수축을 제어함으로써 안정한 도막의 두께를 지속적으로 유지할 수 있는 장점이 있다. 특히, 경우에 따라 열에 의한 흐름성을 적절히 이용하여 패턴의 형상을 원하는 모양으로 조절하고자할 때, 상기 가교성 관능기의 함량과 종류를 변화시켜 특정 형상을 갖는 패턴을 구현 가능케 한다.
또한, 상기 바인더수지에, 광산발생제, 활성에너지선 또는 열에 의한 자유라디칼발생제 또는 베이스 발생제 또는 산발생제, 각종 첨가제, 유기용매 중 적어도 하나를 첨가함으로써, 그 성능을 극대화시킬 수 있다.
먼저, 상기 광산발생제는 활선조사선에 노출되었을 때에 산을 발생시킬 수 있으면서, 보호막 형성 및 투과성과 같은 광학특성을 저하시키지 않는 물질이면 어떠한 것을 사용해도 무방하나, 바람직하게는 250nm 내지 400nm 파장에서의 적절한 광흡수도를 가지고, 400nm이상의 가시광선영역에서의 유기절연막의 우수한 투과도와 투명색상을 유지할 수 있는 물질을 사용하는 것이 효과적이다.
이에, 본 발명에서는 수차례의 실험끝에, 상기 광산발생제가, 오늄염 화합물, 할로겐 함유 화합물, 술폰 화합물, 술폰산 에스테르 화합물 또는 트라아진계 화합물 중 적어도 하나로 이루어지는 것이 가장 적합한 것으로 확인되어, 이를 사용하였다.
상기 오늄열 화합물은 요오드늄염, 숲포늄염, 포스포늄염, 디아조늄염, 암모늄염 또는 피리디늄염을 사용하는 것이 효과적이고, 상기 할로겐 함유 화합물은 할로알킬기 함유 탄화수소 화합물 또는 할로알킬기 함유 헤테로시클릭 화합물을 사용하는 것이 효과적이다.
또한, 술폰 화합물은 β-케토술폰, β-술포닐술폰 또는 이들의 α-디아조 화합물을 사용하는 것이 효과적이고, 술폰산 에스테르 화합물은 알킬 술폰산 에스테르, 할로알킬 술폰산 에스테르, 아릴술폰산 에스테르, 이미노 술포네이트 또는 아미드 술포네이트를 사용하는 것이 효과적이다.
또한, 상기 광산발생제의 함량은, 상기 바인더수지 100중량부에 대하여, 0.1 내지 10중량부를 포함하는 것이 바람직하며, 더욱 바람직하게는 1 내지 5중량부를 포함하는 것이 효과적이다. 0.1중량부 미만인 경우에는 노광 중 산발생량의 제한으로 인해 충분한 속도의 감도실현이 어려운 문제가 있으며, 10중량부를 초과하는 경우에는 도막의 투과성 저하와 변색의 문제가 발생할 수 있다.
다음으로, 활성에너지선 또는 열에 의한 자유라디칼발생제(free-radical generator) 또는 염발생제(base generator) 또는 산발생제(acid generator)는 활성에너지선 또는 열에 노출되었을 때, 자유라디칼 또는 염 또는 산을 발생시킴으로써 가교성 관능기간에 서로 가교반응이 원활하게 이뤄지도록 유도하는 촉매와 같은 역할을 하는 것으로, 보호막 형성 및 투과성과 같은 광학특성을 저하시키지 않는 물질이면 어떠한 것을 사용해도 무방하나, 바람직하게는 400nm이상의 가시광선영역에서의 유기절연막의 우수한 투과도와 투명색상을 유지할 수 있는 물질을 사용하는 것이 효과적이다.
그 다음으로, 상기 첨가제는, 열가교제, 열안정제, 광경화촉진제, 계면활성제, 베이스퀀쳐, 할레이션방지제, 접착조제, 광안정제 또는 소포제 중 적어도 하나로 이루어지는 것이 바람직하다.
상기 열가교제는, 유기절연막을 형성할 때 노광 후 열처리 과정을 통하여, 상기 바인더 수지를 구성하는 (공)중합체에 포함된 가교성 관능기 사이의 가교반응을 유도하는 것과 별도로, 바인더 수지와 열가교제 간 또는 열가교제 간의 가교 반응이 발생하도록 하여 추가 보완적으로 내열성과 도막의 기계적 물성(경도, 강도)을 향상시키기 위하여 첨가되며, 우레아계, 멜라민계 수지, 이소시아네이트기, 에폭시기, 옥세탄기, 아크릴레이트기, 비닐기, 아릴기, 하이드록시기 또는 사이올기 중 적어도 어느 하나를 포함하는 화합물로 이루어지는 것이 본 발명에 가장 효과적이다.
또한, 상기 열안정제는, 형성된 유기막이 후 공정 간 또는 디바이스의 신뢰성 조건 중에 발생하는 열에 의한 변색과 투과도 저하를 억제하기 위하여 사용되며, 페놀계, 락톤계, 아민계, 인계 또는 유황계 화합물 중 적어도 하나로 이루어지는 것이 본 발명에서 가장 바람직하다.
상기 광안정제는, 유기절연막 조성물의 내광성을 극대화시키기 위해 사용되며, 이러한 특성을 가진 광안정제라면 그 종류가 특별히 한정되지 아니하나, 벤조트리아졸계, 트리아진계, 벤조페논계, 힌더드아미노에테르계 또는 힌더드아민계 화합물 중 적어도 하나를 사용하는 것이 본 발명세어 가장 효과적이다.
또한, 상기 광경화촉진제는, 노광 중 산발생을 촉진할 수 있는 물질이면 어느 것이든 무방하며, 상기 접착조제는, 소시아네이트기, 에폭시기, 아크릴레이트기, 비닐기 또는 머캅토기 중 적어도 하나를 포함하는 알콕시 실란화합물로 이루어지는 것이 바람직하다.
상기 베이스퀀쳐는, 발생한 산의 확산을 제어하는 역할을 하며, 염기성이 변화하지 않는 질소 함유 유기 화합물을 사용하는 것이 바람직하며, 더욱 바람직하게는 1차 아민, 2차 아민, 3차 아민 또는 아미드 화합물 중 적어도 하나로 이루어지는 것이 가장 효과적이다.
또한, 계면활성제(surfactant)는 기판과 유기절연막 조성물의 젖음특성(wetting) 향상을 통해 도포성과 두께 균일성 개선을 위하여 사용되며, 그 종류가 특별히 한정되지 아니하나, 바람직하게는 폴리옥시 라우릴 에테르, 폴리옥시에틸렌 스테아릴 에테르, 폴리옥시에틸렌 올레일 에테르, 폴리옥시에틸렌 옥틸 페놀 에테르, 폴리옥시에틸렌 노닐 페놀 에테르 또는 폴리에틸렌 글리콜 디라우레이트 등을 들 수 있다. 이들 계면활성제의 함량은 본 발명인 포지티브형 유기절연막 조성물 100중량부에 대하여 3중량부 이하로 사용하는 것이 바람직하다.
그 밖에 일반적으로 사용되는 광경화촉진제, 할레이션 방지제(레벨링제), 소포제 등을 사용할 수 있으며, 필요에 따라서는, 상기 열거한 첨가제 이외에도 여러가지 다른 첨가제를 사용하여 원하는 특성의 향상을 꾀할 수 있다.
또한, 상기 유기절연막 조성물에는, 유기용매를 사용할 수 있으며, 상기 유기용매는 알콜계, 아세테이트계, 에테르계, 글리콜계, 케톤계 또는 카보네이트계 유기용매 중 적어도 하나를 사용하는 것이 바람직하며, 더욱 바람직하게는 프로필렌글리콜메틸에테르아세테이트(PGMEA)를 사용하는 것이 도포성이 우수하고, 대형 유리기판상에서도 유기절연막 피막의 막두께 균일성이 우수하기 때문에 가장 효과적이다.
다음으로, 본 발명의 화학증폭형 포지티브 감광형 유기절연막 조성물을 이용한 유기절연막의 형성방법은, 상기 유기절연막 조성물을 디스플레이 장치의 기판 상부, 상기 기판 위에 형성된 소오스/드레인 또는 실리콘나이트라이드층 상부에 도포하는 단계(S10), 상기 유기절연막 조성물을 선굽기(pre-bake)하는 단계(S20), 상기 유기절연막 조성물을 선택적으로 노광, 현상하여 패턴을 형성하는 단계(S30) 및 상기 유기절연막 조성물을 전면 노광 및 열처리(cure bake)하여 절연보호막을 형성하는 단계(S40)를 포함하여 이루어진다.
상기 기판으로서, 액정표시장치(TFT-LCD), OLED 등의 FPD(Flat Panel Display)에 통상적으로 사용되는 유리 또는 투명 플라스틱 수지가 주로 사용되나, 사용되는 디스플레이 장치의 특성에 따라 특별히 제한되지 아니한다. 예를 들어, OLED에 양극으로 사용되는 ITO 금속막 상에 또는 각 RGB 색상의 EL층 상에 또는 유리 등의 기판상에 게이트 전극을 구성하는 금속막 상에 상기 유기절연막이 형성되어 보호 및 절연의 목적으로 사용할 수 있다.
본 발명에서 상기 유기절연막 조성물을 기판 등의 상부에 도포하는 방법은, 스프레이 코팅법, 롤 코팅법, 토출 노즐식 도포법 등의 슬릿노즐을 이용한 코팅법, 중앙 적하 스핀법 등의 회전도포법, 익스트루젼 코팅법, 바 코팅법 등이 있으며, 두가지 이상의 코팅방법을 조합하여 코팅할 수 있다.
도포된 막 두께는 도포 방법, 조성물의 고형분 농도, 점도 등에 따라 달라지지만, 통상, 건조 후 막 두께가 0.5 내지 10㎛이 되도록 도포한다. 이후에 수행되는 선굽기 단계는, 도막 형성 후에 유동성이 없는 도막을 얻기 위해 진공, 적외선, 또는 열을 가하여 용매를 휘발시키는 공정이다. 가열조건은 각 성분의 종류나 배합 등에 따라 달라지지만, 열판(핫플레이트, hot plate) 가열의 경우에는 60 내지 130℃로 30 내지 300초간 가열하고, 열 오븐을 사용하는 경우에는 60 내지 150℃로 30 내지 1,000초간 가열하는 것이 일반적이다. 다음, 선택적 노광 공정은 엑시머 레이저, 원자외선, 자외선, 가시광선, 전자선, X선 또는 g-선(파장 436nm), i-선(파장 365nm), h-선(파장 405nm) 또는 이들의 혼합 광선을 조사하면서 수행된다. 노광은 접촉식(contact), 근접식(porximity), 투영식(projection) 노광법 등으로 수행할 수 있다.
본 발명에서는 알칼리 현상을 수행한 후에 상기 유기절연막 조성물을 전면 노광 및 열처리(annealing)하는 단계를 수행하는 것을 특징으로 한다. 상기 고온 소성을 위한 본 발명 유기절연막 조성물의 구성에 열가교제 등이 적용되는 것이다. 상기 열처리 단계는 핫플레이트 또는 오븐 등의 가열장치를 이용하여 150℃ 내지 250℃ 온도 하에서 30분 내지 2시간 수행한다. 상기 열처리를 마친 후에는 완전히 가교 경화된 패턴이 얻어진다.
이렇게 하여 형성된 유기절연막은, 도 1의 디스플레이 장치에 나타난 바와 같이, 기판(10), 게이트 전극(20), 게이트 절연막(30), 실리콘나이트라이드 등으로 이루어진 반도체층(40), 소스(51), 드레인(52), 보호막(60)으로 이루어진 적층구조에 있어서, 게이트 절연막(30) 또는 보호막(60)에 사용된다.
이하에서는 본 발명의 내열성이 우수한 화학증폭형 포지티브 감광형 고감도 유기절연막 조성물에서, 바인더 수지로 사용된 (공)중합체에 따른 구체적인 실시예를 살펴보도록 한다.
실시예 1
먼저 유기절연막 조성물의 바인더 수지로써 사용될 아래의 화학식 6 으로 표시되는 (공)중합체를 합성/제조 하였다. 그리고, 유기용매(PGMEA) 100중량부에 대하여, 아래의 화학식 6 으로 표시된 (공)중합체를 사용한 바인더 수지를 35.20중량부, 광산발생제로 N-hydroxynaphthalimide triflate는 1.76중량부, 베이스퀀쳐로 트리에틸아민(triethylamine) 0.20중량부, 아조아미드(Azo Amides)계 라디칼 열 개시제 VAm-110(Wako) 0.53중량부, 접착조제로 gamma-Glycidoxypropyltrimethoxysilane 1.06 중량부, 중합금지제로 2,5-Bis(1,1-dimethylbuthyl)hydroquinone 0.18 중량부 및 코팅성을 위해 계면활성제 F-475(Dainippon Ink & Chemicals) 0.14중량부를 혼합하여 완전 용해시키고, 유리기판 위에 회전속도 500rpm 내지 1000rpm으로 회전코팅한 후 핫플레이트에서 90초간 90℃로 건조시켜 3.0㎛~3.5㎛ 두께의 도막을 형성한 후, 광량별 노광한 후 2.38 wt% TMAH(tetramethylammonium hydroxide) 현상액에 23℃ 내지 24℃에서 90초 동안 현상시켜 도막의 두께와 20㎛ L/S 패턴 구현을 위한 노광량을 확인하고, 또한 해상 가능한 최소 선폭을 확인하였다.
이후, 패턴 형성된 유기막 상에 500 mJ/cm2 내지 700 mJ/cm2 노광량으로 자외선 전면노광시킨 후 230℃ 오븐에서 30분 cure bake 과정을 거쳐 형성된 도막의 두께와 패턴 형상을 측정하였다.
<화학식 6>
Figure pat00015
상기 화학식 6에서, a는 0.35, b는 0.30, c는 0.10, d는 0.10, e는 0.10, f는 0.05 이다.
실시예 2
아래의 화학식 7 및 화학식 8 으로 표시되는 (공)중합체를 각각 합성/제조 후 중량비 70:30 으로 혼합하고, 유기절연막 조성물의 바인더 수지로 사용한 것을 제외하고는 실시예 1의 경우에 준하여 수행하였다.
<화학식 7>
Figure pat00016
<화학식 8>
Figure pat00017
상기 화학식 7 에서, a는 0.40, b는 0.15, c는 0.40 이고, d는 0.05 이고, 상기 화학식 8 에서 x는 0.45, y는 0.30, z는 0.10, w는 0.15 이다.
실시예 3
아래의 화학식 9로 표시되는 (공)중합체를 각각 합성/제조하고, 유기절연막 조성물의 바인더 수지로 사용한 것을 제외하고는 실시예 1의 경우에 준하여 수행하였다.
<화학식 9>
Figure pat00018
상기 화학식 9 에서, a는 0.35, b는 0.40, c는 0.10, d는 0.05, e는 0.10 이다.
실시예 4
아래의 화학식 10 및 화학식 11 으로 표시되는 (공)중합체를 각각 합성/제조 후 중량비 60:40 으로 혼합하고, 유기절연막 조성물의 바인더 수지로 사용한 것을 제외하고는 실시예 1의 경우에 준하여 수행하였다.
<화학식 10>
Figure pat00019
<화학식 11>
Figure pat00020
상기 화학식 10 에서, a는 0.35, b는 0.45, c는 0.10, d는 0.10 이고, 상기 화학식 11 에서 x는 0.35, y는 0.30, z는 0.25, w는 0.10 이다.
실시예 5
아래의 화학식 12, 화학식 13, 및 화학식 14 으로 표시되는 (공)중합체를 각각 합성/제조 후 중량비 35:25:40 으로 혼합하고, 유기절연막 조성물의 바인더 수지로 사용한 것을 제외하고는 실시예 1의 경우에 준하여 수행하였다.
<화학식 12>
Figure pat00021
<화학식 13>
Figure pat00022
<화학식 14>
Figure pat00023
상기 화학식 12 에서, a는 0.35, b는 0.45, c는 0.10, d는 0.10 이고, 상기 화학식 13 에서 x는 0.35, y는 0.45, z는 0.10, w는 0.10 이고, 상기 화학식 14 에서 p는 0.20, q는 0.30, r는 0.30, s는 0.20 이다.
실시예 6
아래의 화학식 15 및 화학식 16 으로 표시되는 (공)중합체를 으로 표시되는 (공)중합체를 각각 합성/제조 후 중량비 30:70 으로 혼합하고, 유기절연막 조성물의 바인더 수지로 사용한 것을 제외하고는 실시예 1의 경우에 준하여 수행하였다.
<화학식 15>
Figure pat00024
<화학식 16>
Figure pat00025
상기 화학식 15 에서, a는 0.30, b는 0.45, c는 0.10, d는 0.10, e는 0.05 이고, 상기 화학식 16 에서 x는 0.35, y는 0.45, z는 0.10, w는 0.10 이다.
실시예 7
아래의 화학식 17 로 표시되는 (공)중합체를 으로 표시되는 (공)중합체를 합성/제조하고, 거기에 하기 화학식 18 로 표시되는 가교성 관능기를 포함하는 용해억제제를 더 혼합하여 유기절연막 조성물의 바인더 수지로 사용한 것을 제외하고는 실시예 1의 경우에 준하여 수행하였다.
<화학식 17>
Figure pat00026
<화학식 18>
Figure pat00027
상기 화학식 17 에서, a는 0.35, b는 0.45, c는 0.10, d는 0.10 이다.
실시예 8
아래의 화학식 19 및 화학식 20 으로 표시되는 (공)중합체를 으로 표시되는 (공)중합체를 각각 합성/제조 후 중량비 60:40 으로 혼합하고, 유기절연막 조성물의 바인더 수지로 사용한 것을 제외하고는 실시예 1의 경우에 준하여 수행하였다.
<화학식 19>
Figure pat00028
<화학식 20>
Figure pat00029
상기 화학식 19 에서, a는 0.25, b는 0.25, c는 0.50 이고, 상기 화학식 20 에서 x는 0.25, y는 0.30, z는 0.20, w는 0.25 이다.
실시예 9
아래의 화학식 21 및 화학식 22 으로 표시되는 (공)중합체를 각각 합성/제조 후 중량비 65:35 으로 혼합하고, 유기절연막 조성물의 바인더 수지로 사용한 것을 제외하고는 실시예 1의 경우에 준하여 수행하였다.
<화학식 21>
Figure pat00030
<화학식 22>
Figure pat00031
상기 화학식 21 에서, a는 0.20, b는 0.30, c는 0.10, d는 0.40 이고, 상기 화학식 22 에서 x는 0.50, y는 0.20, z는 0.10, w는 0.20 이다.
실시예 10
아래의 화학식 23 및 화학식 24 으로 표시되는 (공)중합체를 각각 합성/제조 후 중량비 65:35 으로 혼합하고, 거기에 하기 화학식 25로 표시되는 열가교제를 더 혼합하여 유기절연막 조성물의 바인더 수지로 사용한 것을 제외하고는 실시예 1의 경우에 준하여 수행하였다.
<화학식 23>
Figure pat00032
<화학식 24>
Figure pat00033
<화학식 25>
Figure pat00034
상기 화학식 23 에서, a는 0.33, b는 0.50, c는 0.17 이고, 상기 화학식 24 에서 x는 0.50, y는 0.20, z는 0.10, w는 0.20 이다.
실시예 11
아래의 화학식 26 및 화학식 27 으로 표시되는 (공)중합체를 각각 합성/제조 후 중량비 65:35 으로 혼합하고, 유기절연막 조성물의 바인더 수지로 사용한 것을 제외하고는 실시예 1의 경우에 준하여 수행하였다.
<화학식 26>
Figure pat00035
<화학식 27>
Figure pat00036
상기 화학식 26 에서, a는 0.35, b는 0.15, c는 0.30, d는 0.10, e는 0.10 이고, 상기 화학식 27 에서 x는 0.40, y는 0.20, z는 0.20, w는 0.20 이다.
실시예 12
아래의 화학식 28 및 화학식 29 으로 표시되는 (공)중합체를 각각 합성/제조 후 중량비 50:50 으로 혼합하고, 유기절연막 조성물의 바인더 수지로 사용한 것을 제외하고는 실시예 1의 경우에 준하여 수행하였다.
<화학식 28>
Figure pat00037
<화학식 29>
Figure pat00038
상기 화학식 28 에서, a는 0.30, b는 0.25, c는 0.30, d는 0.15 이고, 상기 화학식 29 에서 x는 0.25, y는 0.35, z는 0.20, w는 0.20 이다.
실시예 13
아래의 화학식 30 및 화학식 31 으로 표시되는 (공)중합체를 각각 합성/제조 후 중량비 55:45 으로 혼합하고, 유기절연막 조성물의 바인더 수지로 사용한 것을 제외하고는 실시예 1의 경우에 준하여 수행하였다.
<화학식 30>
Figure pat00039
<화학식 31>
Figure pat00040
상기 화학식 30 에서, a는 0.30, b는 0.25, c는 0.30, d는 0.15 이고, 상기 화학식 31 에서 x는 0.20, y는 0.35, z는 0.25, w는 0.10, u는 0.10 이다.
실시예 14
아래의 화학식 32 으로 표시되는 (공)중합체를 합성/제조하고, 거기에 하기 화학식 33로 표시되는 열가교제를 더 혼합하여 유기절연막 조성물의 바인더 수지로 사용한 것을 제외하고는 실시예 1의 경우에 준하여 수행하였다.
<화학식 32>
Figure pat00041
<화학식 33>
Figure pat00042
상기 화학식 32 에서, a는 0.25, b는 0.40, c는 0.10, d는 0.10, e는 0.05, f는 0.10 이다.
실시예 15
아래의 화학식 34 및 화학식 35 으로 표시되는 (공)중합체 각각 합성/제조한 후 중량비 70:30 으로 혼합하고, 거기에 하기 화학식 36로 표시되는 열가교제를 더 혼합하여 유기절연막 조성물의 바인더 수지로 사용한 것을 제외하고는 실시예 1의 경우에 준하여 수행하였다.
<화학식 34>
Figure pat00043
<화학식 35>
Figure pat00044
<화학식 36>
Figure pat00045
상기 화학식 34 에서, a는 0.30, b는 0.45, c는 0.15, d는 0.10 이고, 상기 화학식 35 에서 x는 0.05, y는 0.30, z는 0.30, w는 0.35 이다.
비교예 1
아래의 화학식 37 로 표시되는 (공)중합체 합성/제조하여 유기절연막 조성물의 바인더 수지로 사용한 것을 제외하고는 실시예 1의 경우에 준하여 수행하였다.
<화학식 37>
Figure pat00046
상기 화학식 37 에서, a는 0.35, b는 0.20, c는 0.30, d는 0.10, e는 0.05 이다.
비교예 2
바인더 수지로서 알칼리 가용성 아크릴 수지 및 퀴논디아지드(quinonediazide)기를 함유하는 PAC 화합물로 이루어진, 기존에 적용 중인 유기절연막 조성물(JSR社 제품명: 411B)을 사용한 것을 제외하고는 실시예 1 과 동일한 평가 방법으로 실험을 수행하였다.
상기 실시예 및 비교예에 의하여 형성된 패턴을 이용하여 감도를 측정할 수 있는 적정 노광량(Eop), 현상 후 잔막율, cure bake 후 잔막율, 패턴의 테이퍼앵글(taper angle), 해상도, 및 전광선 투과율을 아래와 같은 방법으로 각각 측정하였다.
1) 적정 노광량(Eop)
너비(CD)가 20㎛의 패턴이 새겨져 있는 광마스크(photomask)를 사용하여 노광(UV exposure) 및 현상(development) 공정 후 광학현미경(optical microscopy)으로 관찰하여 20㎛ 패턴이 구현케되는 시점의 노광량을 확인하였다.
2) 현상후 잔막율%
현상 전 코팅 유기막 두께와 현상 후의 잔유 유기막의 패턴 두께를 측정하고, 아래와 같은 식을 사용하여 현상 후 잔막율을 계산하였다. 여기서, 상기 현상 후의 잔막율은 (현상 후 잔유 유기막의 패턴 두께)/(현상 전 코팅 도막의 두께)x100(%)의 계산식에 의하여 도출된다.
3) Cure bake 후 잔막율%
현상 후 잔유 유기막을 추가 230℃ 오븐 내 30분 방치하여 cure bake 과정을 거친 후 잔유 유기막의 패턴 두께를 측정하고, 아래와 같은 식을 사용하여 cure bake 후 잔막율을 계산하였다. 여기서, 상기 cure bake 후의 잔막율은 (cure bake 후 잔유 유기막의 패턴 두께)/(현상 전 코팅 도막의 두께)x100(%)의 계산식에 의하여 도출된다.
4) Cure bake 후 패턴의 테이퍼앵글(Taper Angle; degree)
Cure bake 후 패턴의 내열특성은 도2a 내지 도 2d 와 같이 패턴의 형상을 나타내는 패턴하측부의 기울기(테이퍼앵글)의 측정을 통해 도출된다.
5) 해상도(resolution)
1:1 line&space(L/S) 패턴을 기준으로 현상 후 패턴의 외곡(distortion)이나 뜯김(peel-off) 없이 가장 미세하게 형성이 가능한 패턴 너비(CD)를 측정하였다.
6) 전광선 투과율(%)
최종 cure bake 공정까지 수행 후 잔유 2.5㎛ 두께의 유기막을 UV-Visible-Spectrometer, PDA UV-Vis Spectro (Scinco)을 사용하여 450nm 파장에서의 광투과도를 측정하였다.
아래 <표 1>은 상기 실시예 1 내지 실시예 13 에 의하여 코팅된 박막에 대하여 적정노광량(Eop), 현상후 잔막율, cure bake후 잔막율, 패턴의 테이퍼앵글(Taper Angle), 해상도, 및 광투과율에 대한 평가 결과를 나타낸 것이다.
실시예 적정노광량 (mJ/cm2) 현상 후
잔막율 (%)		 Cure bake 후
잔막율 (%)		 테이퍼앵글
(도: degree)		 해상도
(㎛)		 광투과율
(%)
실시예 1 45 99.3% 84.6% 51 ~3 94.29
실시예 2 35 98.8% 81.7% 45 ~3 95.26
실시예 3 40 99.6% 83.9% 54 ~3 95.49
실시예 4 40 99.2% 85.8% 56 ~3 94.76
실시예 5 35 98.6% 86.3% 53 ~3 95.02
실시예 6 50 99.4% 85.6% 55 ~3 95.58
실시예 7 40 99.4% 85.6% 52 ~3 96.05
실시예 8 55 99.1% 80.9% 45 ~4 94.78
실시예 9 50 98.2% 78.8% 42 ~4 94.54
실시예 10 50 99.2% 79.1% 46 ~4 93.35
실시예 11 40 98.2% 77.7% 43 ~3 95.15
실시예 12 40 99.1% 82.3% 49 ~3 94.11
실시예 13 40 98.8% 81.6% 47 ~3 94.27
실시예 14 45 99.2% 79.3% 45 ~4 93.92
실시예 15 45 99.6% 83.8% 53 ~3 94.65
비교예 1 50 97.8% 74.1% 36 ~4 93.31
비교예 2 180 93.5% 82.3% 42 ~8 93.77
상기 <표 1>에 나타난 바와 같이, 본 발명의 실시예에 의한 패턴은 노광량이 35 내지 55 mJ/cm2의 범위로서 뛰어난 감도를 지니고 있으며, 해상도 및 광투과율도 우수하다.
특히, 활성에너지가교성 또는 열가교성가교성 관능기를 가지는 단위체를 포함하지 않는 (공)중합체를 유기절연막의 바인더 수지로 사용한 비교예1(사슬구조의 산분해성 보호기를 가지는 화학증폭형 유기절연막) 및 비교예2(종래의 퀴논디아지드계 감광성 화합물을 사용한 포지티브형 유기절연막)와 비교했을 때 cure bake 후 잔막율이 상대적으로 높게 유지될 뿐만 아니라, 열흐름(thermal flow)에 의한 패턴의 왜곡이 억제됨을 패턴의 테이퍼앵글 값을 통해 확인할 수 있다.
이는 산분해성 보호기에 활성에너지선가교성 내지는 열가교성 관능기를 도입하여 상호분자결합을 유도함으로써 탈보호기 자체의 휘발성이 현저히 낮아지고 이를 통해 열에 의한 바인더 수지의 탈보호기로부터 발생할 수 있는 부산물(by-product)의 농도를 궁극적으로 낮게 유지할 수 있어서 도막의 부피수축과 패턴 변형을 억제할 수 있다. 아울러, 산분해성 보호기에 도입되지는 않더라도 활성에너지선가교성 내지는 열가교성 관능기를 갖는 단위체를 포함하는 (공)중합체를 본 발명의 유기절연막의 바인더수지로 사용함으로써 현상 이후 전면노광(Flood Exposure) 또는 열공정 과정에 패턴 도막을 구성하는 중합체간의 상호 가교결합을 유도하여 유리전이온도(Tg)를 현저히 높임으로써 열적흐름(thermal flow) 특성을 제어케 하는 우수한 내열성을 가지게 한다.
이상에서 본 발명의 바람직한 실시예를 설명하였으나, 본 발명은 다양한 변화와 변경 및 균등물을 사용할 수 있다. 본 발명은 상기 실시예를 적절히 변형하여 동일하게 응용할 수 있음이 명확하다. 따라서 상기 기재 내용은 하기 특허청구범위의 한계에 의해 정해지는 본 발명의 범위를 한정하는 것이 아니다.
1: 하부기판
2: 게이트 절연막
3: 게이트 전극
4: 반도체층
5: 소오스 전극
6: 드레인 전극
7: 스토리지 전극
8: 데이터 라인
9: 유기절연막
10: 화소 전극

Claims (19)

  1. 바인더수지를 포함하는 내열성이 우수한 화학증폭형 포지티브 감광형 고감도 유기절연막 조성물에 있어서,
    상기 바인더수지는 활성에너지선 내지는 열에 의한 가교성 관능기를 갖는 산분해성 보호기를 포함하는 단위체, 또는 활성에너지선 내지는 열에 의한 가교성 관능기를 가지면서 산분해성 보호기를 포함하지 않는 단위체를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 화학증폭형 포지티브 감광형 유기절연막 조성물
  2. 제 1항에 있어서,
    상기 바인더수지는 활성에너지선 내지는 열에 의한 가교성 관능기를 가지는 산분해성 보호기를 포함하는 단위체, 또는 활성에너지선 내지는 열에 의한 가교성 관능기를 가지면서 산분해성 보호기를 포함하지 않는 단위체를 포함하여 이루어지며, 상기 단위체가 최소 1종 이상 함께 또는 따로 포함하는 1종 이상의 중합체 또는 공중합체 내에 분포하는 형태로 이루어질 수도 있으며, 또한 상기 (공)중합체들의 혼합물을 포함하는 것을 특징으로 하는 화학증폭형 포지티브 감광형 유기절연막 조성물

  3. 제 1항 또는 제 2항에 있어서,
    상기 활성에너지선 가교성 내지는 열가교성 관능기를 가지는 산분해성 보호기를 포함하는 단위체는 하기 화학식 1-1 내지 1-10 중 적어도 하나로 이루어지는 것을 특징으로 하는 화학증폭형 포지티브 감광형 유기절연막 조성물
    <화학식 1-1>
    Figure pat00047

    <화학식 1-2>
    Figure pat00048

    <화학식 1-3>
    Figure pat00049

    <화학식 1-4>
    Figure pat00050

    <화학식 1-5>
    Figure pat00051

    <화학식 1-6>
    Figure pat00052

    <화학식 1-7>
    Figure pat00053

    <화학식 1-8>
    Figure pat00054

    <화학식 1-9>
    Figure pat00055

    <화학식 1-10>
    Figure pat00056

    상기 화학식 1-1 내지 1-10에서, R1은 사슬형 내지는 고리형 지방족기, 또는 방향족기이고, R2는 사슬형 내지는 고리형 알킬기이고, R3는 수소기 또는 사슬형 알킬기이며, R4는 수소기 또는 사슬형 알킬기이고, R5 및 R6 는 수소기 또는 사슬형 알킬기이며, R7은 없거나 사슬형 내지는 고리형 알킬기이다. 상기 화학식에서, m은 0 또는 1 이며, n ≥ 0 이다.
    또한, X는 활성에너지선 내지는 열에 의해 가교되는 관능기로써 실리콘을 포함하거나 포함하지 않는 알콕시기(-ORx), 하이드록시기(-OH), 사이올(thiol)기(-SH), 카르복시기(-COOH), 포스페이트기(-PO(OH)x), 퓨라닐, 옥세탄 및 에폭시기 등을 포함한 고리구조 에테르기(cyclic ethers), 아릴기, 비닐기, 아크릴로일(acryloyl)기, 이소시아네이트기, 우레아기, 멜라민기, 이미드기(imide) 또는 아미드기(amide) 중 어느 하나이다.
  4. 제 1항 또는 제 2항에 있어서,
    상기 활성에너지선 내지는 열에 의해 가교되는 관능기를 가지면서 산분해성 보호기를 포함하지 않는 단위체는 실리콘을 포함하거나 포함하지 않는 알콕시기(-ORx), 하이드록시기(-OH), 사이올(thiol)기(-SH), 카르복시기(-COOH), 포스페이트기(-PO(OH)x), 퓨라닐, 옥세탄 및 에폭시기 등을 포함한 고리구조 에테르기(cyclic ethers), 아릴기, 비닐기, 아크릴로일(acryloyl)기, 이소시아네이트기, 우레아기, 멜라민기, 이미드기(imide), 또는 아미드(amide)기 중 적어도 하나의 관능기를 가지면서 중합체를 구성할 수 있는 단량체 중 적어도 하나로 이루어지는 것을 특징으로 하는 화학증폭형 포지티브 감광형 유기절연막 조성물
  5. 제 1항 또는 제 2항에 있어서,
    상기 바인더수지의 평균 분자량은 2,000 내지 200,000이고, 분산도는 1 내지 10인 것을 특징으로 하는 화학증폭형 포지티브 감광형 유기절연막 조성물
  6. 제 1항 또는 제 2항에 있어서,
    상기 활성에너지선 내지는 열에 의한 가교성 관능기를 가지지 않고 산분해성 보호기만을 포함하는 단위체, 또는 활성에너지선 내지는 열에 의한 가교성 관능기를 가지 않으면서 산분해성 보호기를 포함하지 않는 단위체를 포함하는 중합체 또는 공중합체를 더 포함하며, 상기 단위체를 포함하지 않는 중합체 또는 공중합체의 평균 분자량은 2,000 내지 100,000이고, 분산도는 1 내지 20인 것을 특징으로 하는 화학증폭형 포지티브 감광형 유기절연막 조성물
  7. 제 6항에 있어서,
    상기 활성에너지선 내지는 열에 의한 가교성 관능기를 가지지 않고 산분해성 보호기만을 포함하는 단위체는 하기 화학식 2 내지 화학식 5 중 적어도 하나로 이루어지는 것을 특징으로 하는 화학증폭형 포지티브 감광형 유기절연막 조성물
    <화학식 2>
    Figure pat00057

    <화학식 3>
    Figure pat00058

    <화학식 4>
    Figure pat00059

    <화학식 5>
    Figure pat00060

    상기 화학식 2 및 상기 화학식 3에서, G는 상기 화학식 1-1 내지 화학식 1-10에 표시된 산분해성 보호기를 포함하고 있는 모체에 해당하는 단위체이며, Y는 아릴기, 사슬형 내지는 고리형 지방족기, 사슬형 내지는 고리형 에스터기, 또는 사슬형 내지는 고리형 에테르기 중 어느 하나이다. 또한, 상기 화학식 4 및 상기 화학식 5에서, R8는 수소기, 사슬형 알킬기 또는 고리형 알킬기이고, R9는 사슬형 내지는 고리형 알킬기, 또는 사슬형 내지는 고리형 알켄기이며, R10는 수소기, 사슬형 내지는 고리형 알킬기, 또는 아릴기이다.
  8. 제 1항 또는 제 2항에 있어서,
    용해억제제를 더 포함하며, 상기 용해억제제는 적어도 하나의 페놀기를 포함하는 알칼리가용성 페놀계 화합물 또는 플루오렌(fluorene)계 화합물, 적어도 하나의 카르복실산기를 포함하는 알칼리가용성 화합물 또는 적어도 하나의 벤조산기를 포함하는 알칼리가용성 화합물 중 적어도 하나에 산분해성 보호기가 포함된 것을 특징으로 하는 화학증폭형 포지티브 감광형 유기절연막 조성물
  9. 제 8항에 있어서,
    상기 용해억제제에서, 상기 산분해성 보호기는, 상기 화학식 1-1 내지 1-10에 표시된 산분해성 보호기, 또는 상기 화학식 1-1 내지 1-10에 X로 표시된 가교성 관능기를 가지지 않는 산분해성 보호기 중 어느 하나인 것을 특징으로 하는 화학증폭형 포지티브 감광형 유기절연막 조성물
  10. 제 1항 또는 제 2항에 있어서,
    광산발생제를 더 포함하며, 상기 광산발생제는, 오늄염 화합물, 할로겐 함유 화합물, 술폰 화합물, 술폰산 에스테르 화합물 또는 트라아진계 화합물 중 적어도 하나로 이루어지며, 상기 바인더수지 100중량부에 대하여, 0.1 내지 10중량부를 포함하는 것을 특징으로 하는 화학증폭형 포지티브 감광형 유기절연막 조성물
  11. 제 1항 또는 제 2항에 있어서,
    활성에너지선 또는 열에 의한 자유라디칼발생제(free-radical generator) 또는 염발생제(amine generator) 또는 산발생제(acid generator)를 더 포함하며, 상기 바인더수지 100중량부에 대하여, 0.01 내지 10중량부를 포함하는 것을 특징으로 하는 화학증폭형 포지티브 감광형 유기절연막 조성물
  12. 제 1항 또는 제 2항에 있어서,
    퀴논디아지드(quinonediazide)기를 포함하는 PhotoActiveCompound(PAC)를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 화학증폭형 포지티브 감광형 유기절연막 조성물
  13. 제 1항 또는 제 2항에 있어서,
    첨가제를 더 포함하며, 상기 첨가제는 열가교제, 열안정제, 광경화촉진제, 계면활성제, 베이스퀀쳐(base quencher), 할레이션방지제, 접착조제, 광안정제, 중합금지제 또는 소포제 중 적어도 하나로 이루어진 것을 특징으로 하는 화학증폭형 포지티브 감광형 유기절연막 조성물

  14. 제 13항에 있어서,
    상기 열가교제는, 우레아계 수지, 멜라민계 수지, 이미드계 수지, 및 이소시아네이트기, 에폭시기, 옥세탄기, 아크릴레이트기, 비닐기, 아릴기, 하이드록시기 또는 머캅토기 중 적어도 어느 하나를 포함하는 화합물로 이루어진 것을 특징으로 하는 화학증폭형 포지티브 감광형 유기절연막 조성물
  15. 제 13항에 있어서,
    상기 열안정제는, 페놀계, 락톤계, 아민계, 인계 또는 유황계 화합물 중 적어도 하나로 이루어진 것을 특징으로 하는 화학증폭형 포지티브 감광형 유기절연막 조성물
  16. 제 13항에 있어서,
    상기 광안정제는, 벤조트리아졸계, 트리아진계, 벤조페논계, 힌더드아미노에테르계 또는 힌더드아민계 화합물 중 적어도 하나로 이루어진 것을 특징으로 하는 화학증폭형 포지티브 감광형 유기절연막 조성물
  17. 제 13항에 있어서,
    상기 접착조제는, 이소시아네이트기, 아미노기, 우레아기, 알킬기, 에폭시기, 아크릴레이트기, 비닐기 또는 머캅토기 중 적어도 하나를 포함하는 알콕시 실란화합물로 이루어진 것을 특징으로 하는 화학증폭형 포지티브 감광형 유기절연막 조성물
  18. 제 13항에 있어서,
    상기 베이스퀀쳐는, 질소함유 유기 화합물이며, 상기 질소합유 유기 화합물은 1차 아민, 2차 아민, 3차 아민 또는 아미드 화합물 중 적어도 하나로 이루어진 것을 특징으로 하는 화학증폭형 포지티브 감광형 유기절연막 조성물
  19. 제 1항 내지 제 18항 중 어느 한 항의 화학증폭형 포지티브 감광형 유기절연막 조성물을 이용한 유기절연막의 형성방법에 있어서,
    상기 유기절연막 조성물을 디스플레이 장치의 기판 상부, 상기 기판 위에 형성된 소오스/드레인 또는 실리콘나이트라이드층 상부에 도포하는 단계;
    상기 유기절연막 조성물을 선굽기(pre-bake)하는 단계;
    상기 유기절연막 조성물을 선택적으로 노광 후, 현상하여 패턴을 형성하는 단계;
    상기 유기절연막 조성물을 전면 노광 및 열처리(cure bake)하여 절연보호막을 형성하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 유기절연막의 형성방법
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