KR20140044480A - 레지스트 박리액 조성물 및 이를 이용한 레지스트의 박리방법 - Google Patents

레지스트 박리액 조성물 및 이를 이용한 레지스트의 박리방법 Download PDF

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KR20140044480A
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Abstract

본 발명은, 조성물 총 중량에 대하여, (a) 하기 화학식 1로 표시되는 화합물 0.1 ~ 20 중량%, (b) 유기용매 60 ~ 95 중량%, 및 (c) 염기성 화합물 3 ~ 20 중량%를 포함하는 레지스트 박리액 조성물을 제공한다:
[화학식 1]

Description

레지스트 박리액 조성물 및 이를 이용한 레지스트의 박리방법 {Resist stripper composition and method of stripping resist using the same}
본 발명은 레지스트 박리액 조성물 및 이를 이용한 레지스트의 박리방법에 관한 것이다.
최근 평판표시장치의 고해상도 구현에 대한 요구가 증가함에 따라 단위면적당의 화소수를 증가시키기 위한 노력이 계속되고 있다. 이러한 추세에 따라 배선 폭의 감소도 요구되고 있으며, 그에 대응하기 위해서 건식 식각 공정이 도입되는 등 공정 조건도 갈수록 가혹해지고 있다. 또한, 평판표시장치의 대형화로 인해 배선에서의 신호 속도 증가도 요구되고 있으며, 그에 따라 알루미늄에 비해 비저항이 낮은 구리가 배선재료로 실용화되고 있다. 이에 발맞추어 레지스트 제거 공정인 박리공정에 사용되는 박리액에 대한 요구 성능도 높아지고 있다. 구체적으로 건식 식각 공정 이후에 발생하는 식각 잔사에 대한 제거력 및 금속배선에 대한 부식 억제력 등에 대하여 상당한 수준의 박리특성이 요구되고 있다. 특히 알루미늄뿐만 아니라 구리에 대한 부식억제력도 요구되고 있으며, 가격 경쟁력 확보를 위해, 기판의 처리매수 증대와 같은 경제성도 요구되고 있다.
상기와 같은 요건을 충족시키기 위하여 제시된 종래의 기술로서, 대한민국 공개특허 제10-2005-0084917호는 수용성 유기아민, 용매, 벤조트리아졸계 방식제를 포함하는 박리제 조성물을 개시하고 있다. 그러나, 상기 박리제 조성물은 벤조트리아졸계 방식제가 기판에 잔류하는 문제를 야기한다.
또한, 대한민국 공개특허 제10-2008-0051250호는 설폰아미드계 화합물, 알칼리성 화합물, 수용성 극성용제 화합물, 함황방식제, 히드록실기 또는 니트로기를 하나 이상 포함하는 방향족 화합물, 직쇄 다가 알코올, 및 탈이온 증류수를 포함하는 포토레지스트 박리용 조성물을 개시하고 있다. 그러나, 상기 박리용 조성물은 함황물질의 방식성이 약하여 금속배선이 손상될 수 있다는 단점이 있다.
대한민국 공개특허 제10-2005-0084917호 대한민국 공개특허 제10-2008-0051250호
본 발명은, 상기와 같은 종래기술의 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 레지스트 패턴 및 건식/습식 식각잔사의 제거 능력이 우수하며, 금속배선의 부식 방지력이 우수한 레지스트 박리액 조성물 및 그를 이용한 레지스트의 박리방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.
본 발명은,
조성물 총 중량에 대하여, (a) 하기 화학식 1로 표시되는 화합물 0.1 ~ 20 중량%, (b) 유기용매 60 ~ 95 중량%, 및 (c) 염기성 화합물 3 ~ 20 중량%를 포함하는 레지스트 박리액 조성물을 제공한다:
[화학식 1]
Figure pat00001
상기 식에서,
m은 0 또는 1이고,
R1 및 R2는 각각 독립적으로 수소; C1~C4 알킬, C1~C4 알콕시, 히드록실 및 페닐기로 이루어진 군으로부터 선택되는 하나 이상의 치환기로 치환 또는 비치환된 C1~C5 알킬; C1~C5 알콕시; 또는 C1~C4 알킬, C1~C4 알콕시, 히드록실 및 페닐기로 이루어진 군으로부터 선택되는 하나 이상의 치환기로 치환 또는 비치환된 C5~C20의 아릴기이며,
R3는 수소; 히드록실; C1~C10 알킬; C1~C10 알콕시; C2-C12 알카노일; 하나 이상의 C1~C4 알킬기로 치환 또는 비치환된 페닐 술포닐; 또는 C1~C10 알킬, C1~C10 알콕시, 히드록실 및 페닐기로 이루어진 군으로부터 선택되는 하나 이상의 치환기로 치환 또는 비치환된 C5~C20의 아릴기이다.
또한, 본 발명은
(Ⅰ) 플랫 패널 디스플레이 기판 상에 도전성 금속막을 증착하는 단계,
(Ⅱ) 상기 도전성 금속막 상에 레지스트막을 형성하는 단계;
(Ⅲ) 상기 레지스트막을 선택적으로 노광하는 단계;
(Ⅳ) 상기 노광 후의 레지스트막을 현상하여 레지스트 패턴을 형성하는 단계;
(Ⅴ) 상기 레지스트 패턴을 마스크로 하여 상기 도전성 금속막을 식각하는 단계; 및
(Ⅵ) 상기 식각 공정 후, 잔존하는 레지스트를 본 발명의 레지스트 박리액 조성물을 사용하여 기판으로부터 박리하는 단계를 포함하는 레지스트의 박리방법을 제공한다.
또한, 본 발명은
본 발명의 레지스트 박리액 조성물을 사용하여 플랫 패널용 기판의 레지스트를 박리하는 공정을 포함하는 것을 특징으로 하는 플랫 패널 디스플레이 장치의 제조방법을 제공한다.
본 발명의 레지스트 박리액 조성물은 레지스트 패턴 및 건식/습식 식각 잔사 제거력이 우수하며, 금속배선에 대한 부식 방지력이 뛰어나기 때문에 고해상도를 구현하기 위해 미세 패턴이 적용된 플랫 패널 디스플레이 장치의 제조 공정 및 금속배선이 사용된 플랫 패널 디스플레이 장치의 제조 공정에 유용하게 사용될 수 있다.
본 발명은,
조성물 총 중량에 대하여, (a) 하기 화학식 1로 표시되는 화합물 0.1 ~ 20 중량%, (b) 유기용매 60 ~ 95 중량%, 및 (c) 염기성 화합물 3 ~ 20 중량%를 포함하는 레지스트 박리액 조성물에 관한 것이다:
[화학식 1]
Figure pat00002
상기 식에서,
m은 0 또는 1이고,
R1 및 R2는 각각 독립적으로 수소; C1~C4 알킬, C1~C4 알콕시, 히드록실 및 페닐기로 이루어진 군으로부터 선택되는 하나 이상의 치환기로 치환 또는 비치환된 C1~C5 알킬; C1~C5 알콕시; 또는 C1~C4 알킬, C1~C4 알콕시, 히드록실 및 페닐기로 이루어진 군으로부터 선택되는 하나 이상의 치환기로 치환 또는 비치환된 C5~C20의 아릴기이며,
R3는 수소; 히드록실; C1~C10 알킬; C1~C10 알콕시; C2-C12 알카노일; 하나 이상의 C1~C4 알킬기로 치환 또는 비치환된 페닐 술포닐; 또는 C1~C10 알킬, C1~C10 알콕시, 히드록실 및 페닐기로 이루어진 군으로부터 선택되는 하나 이상의 치환기로 치환 또는 비치환된 C5~C20의 아릴기이다.
상기 화학식 1로 표시되는 화합물은 S=N 이중결합을 포함하는 특징을 갖는다. 상기 S=N 이중결합은 S-N 단일결합과 비교하여 N 그룹의 회전이 방지되는 특징을 갖는다. 따라서, S의 비공유 전자쌍이 기판에 결합되는 경우, 더 안정적인 입체장애(steric hindrance)를 형성함으로써 기판에 형성된 금속배선의 식각을 더 효과적으로 방지하는 역할을 수행한다.
상기 화학식 1에서 R1 및 R2는 각각 독립적으로 수소, C1~C4 알킬, 또는 페닐기일 수 있으며, R3는 수소, C2-C12 알카노일 또는 하나 이상의 C1~C4 알킬기로 치환 또는 비치환된 페닐 술포닐기 일 수 있다.
보다 구체적으로 상기 화학식 1로 표시되는 화합물은 설피미드(sulfimide), S,S-디페닐설피리민, 메틸페닐설폭시민, S,S-디메틸-N-(p-톨리설포닐)-설폭시민 또는 S-메틸-N-(1-옥소헥실)-S-페닐설폭시미드 등 일 수 있다.
상기 화학식 1로 표시되는 화합물은 조성물 총 중량에 대하여 0.1 ~ 20 중량%로 포함될 수 있으며, 1 ~ 10 중량%로 포함되는 것이 더욱 바람직하며, 더 더욱 바람직하게는 3 ~ 5 중량%로 포함될 수 있다.
상기 화학식 1로 표시되는 화합물이 0.1 중량% 미만으로 포함되면 방식효과가 미흡해지며, 20 중량%를 초과하면 용해력 및 입자의 재석출 등의 문제가 발생할 수 있으며, 금속의 방식효과증가를 기대하기 어렵다.
상기 (b) 유기용매는 에틸렌글리콜, 에틸렌글리콜 모노메틸에테르, 에틸렌글리콜 모노에틸에테르, 에틸렌글리콜 모노프로필에테르, 에틸렌글리콜 모노부틸에테르, 디에틸렌글리콜, 디에틸렌글리콜 모노메틸에테르, 디에틸렌글리콜 모노에틸에테르, 디에틸렌글리콜 모노프로필에테르, 디에틸렌글리콜 모노부틸에테르, 트리에틸렌글리콜 모노메틸에테르, 프로필렌글리콜 모노에틸에테르, 프로필렌글리콜 모노프로필에테르, 프로필렌글리콜 모노부틸에테르, 디에틸렌글리콜디메틸에테르, 디에틸렌글리콜 디프로필에테르, 디에틸렌글리콜 디부틸에테르, 디프로필렌글리콜 디메틸에테르, 디프로필렌글리콜 디에틸에테르, 디프로필렌글리콜 디프로필에테르, 디프로필렌글리콜 디부틸에테르, 테트라하이드록시퍼퓨릴알콜, 헥산올, 헵탄올, 글리세롤 등과 같이 히이드록실기를 같는 양자성 극성용매;
N-메틸-2-피롤리돈, N-에틸-2-피롤리돈, N-히드록시에틸-2-피롤리돈, N-시클로헥실-2-피롤리돈 등의 피롤리돈계 화합물, 디메틸술폭시드, 디에틸술폭시드 등의 술폭시드계 화합물, N-메틸포름아미드, N,N-디메틸포름아미드, N-에틸포름아미드, N,N-에틸포름아미드, N-메틸아세트아미드, N,N-디메틸아세트아미드, N,N-디에틸아세트아미드 등의 아미드계 화합물, γ-락톤, β-락톤, γ-부티로락톤등의 락톤계 화합물, 에틸렌글리콜 모노메틸에테르아세테이트, 에틸렌글리콜 모노에틸에테르아세테이트, 에틸렌글리콜 모노부틸에테르아세테이트, 디에틸렌글리콜 모노메틸에테르아세테이트, 디에틸렌글리콜 모노에틸에테르아세테이트, 디에틸렌글리콜 모노부틸에테르아세테이트, 디프로필렌글리콜 모노메틸에테르아세테이트, 디프로필렌글리콜 모노에틸에테르아세테이트, 디프로필렌글리콜 모노프로필에테르아세테이트, 이소프로필아세테이트, 에틸아세테이트, 메틸아세테이트 등의 아세테이트계 화합물, 디메틸케톤, 디에틸케톤, 메틸에틸케톤, 이소프로필케톤, 메틸프로필케톤, 메틸부틸케톤, 메틸이소부틸케톤, 시클로헥산올 등의 케톤계 화합물, 에틸렌카보네이트, 프로필렌카보네이트, 디메틸카보네이트, 소듐카보네이트 등의 카보네이트계 화합물로 이루어진 비양자성 극성용매 등을 들 수 있다. 이들은 단독 또는 2종 이상 혼합하여 사용할 수 있다.
상기 유기용매는 조성물 총 중량에 대하여 60 ~ 95 중량%로 포함될 수 있다. 상기와 같은 함량 범위로 포함되는 경우에 식각 등에 의해 변질되거나 가교된 레지스트 고분자의 제거 성능의 발현에 유리하며, 또한 상대적으로 다른 성분의 함량이 너무 감소되는 문제를 피할 수 있다.
상기 (c) 염기성 화합물은 건식 또는 습식 식각, 애싱(ashing) 또는 이온주입 공정(ion implant processing) 등의 여러 공정 조건하에서 변질되거나 가교된 레지스트(resist)의 고분자 매트릭스에 강력하게 침투하여 분자내 또는 분자간에 존재하는 결합을 깨뜨리는 역할을 한다. 이와 같은 염기성 화합물의 작용은 기판에 잔류하는 레지스트 내의 구조적으로 취약한 부분에 빈 공간을 형성시켜 레지스트를 무정형의 고분자 겔(gel)덩어리 상태로 변형시킴으로써 기판 상부에 부착된 레지스트가 쉽게 제거될 수 있게 한다.
상기 염기성 화합물은 유기 염기성 화합물 및 무기 염기성 화합물로 이루어진 군으로부터 선택되는 1종 이상의 것이 사용될 수 있으며, 예컨대, 메틸아민, 에틸아민, 모노이소프로필아민, n-부틸아민, sec-부틸아민, 이소부틸아민, t-부틸아민, 펜틸아민 등의 일급 아민; 디메틸아민, 디에틸아민, 디프로필아민, 디이소프로필아민, 디부틸아민, 디이소부틸아민, 메틸에틸아민, 메틸프로필아민, 메틸이소프로필아민, 메틸부틸아민, 메틸이소부틸아민 등의 2급 아민; 트리메틸아민, 트리에틸아민, 트리프로필아민, 트리부틸아민, 트리펜틸아민, 디메틸에틸아민, 메틸디에틸아민 및 메틸디프로필아민 등의 3급 아민; 콜린, 모노에탄올아민, 디에탄올아민, 트리에탄올아민, 모노프로판올아민, ２-아미노에탄올, ２-(에틸아미노)에탄올, ２-(메틸아미노)에탄올, N-메틸 디에탄올아민, N,N-디메틸에탄올아민, N,N-디에틸아미노에탄올, 2-(2-아미노에틸아미노)-1-에탄올, １-아미노-２-프로판올, 2-아미노-1-프로판올, 3-아미노-1-프로판올, 4-아미노-1-부탄올, 디부탄올아민 등의 알칸올아민; (부톡시메틸)디에틸아민, (메톡시메틸)디에틸아민, (메톡시메틸)디메틸아민, (부톡시메틸)디메틸아민, (이소부톡시메틸)디메틸아민, (메톡시메틸)디에탄올아민, (히드록시에틸옥시메틸)디에틸아민, 메틸(메톡시메틸)아미노에탄, 메틸(메톡시메틸)아미노에탄올, 메틸(부톡시메틸)아미노에탄올, 2-(2-아미노에톡시)에탄올 등의 알콕시아민; 1-(2-히드록시에틸)피페라진, 1-(2-아미노에틸)피페라진, 1-(2-히드록시에틸)메틸피페라진, N-(3-아미노프로필)모폴린, 2-메틸피페라진, 1-메틸피페라진, 1-아미노-4-메틸피페라진, 1-벤질 피페라진, 1-페닐 피페라진 등의 환을 형성한 고리형아민; 테트라메틸암모늄히드록시드, 테트라에틸암모늄히드록시드, 테트라프로필암모늄히드록시드, 테트라부틸암모늄히드록시드, 모노메틸트리프로필암모늄히드록시드, (2-히드록시에틸)트리프로필암모늄히드록시드, (1-히드록시프로필)트리메틸암모늄히드록시드 등의 4급 암모늄염 등을 들 수 있으며, 이들은 1종 단독으로 또는 2종 이상이 함께 사용될 수 있다.
상기 염기성 화합물은 조성물 총 중량에 대해 3 ~ 20 중량%로 포함되는 것이 바람직하며, 더욱 바람직하게는 3 ~ 15 중량%로 포함될 수 있다.
염기성 화합물이 상기와 같은 함량으로 포함되는 경우에 레지스트 박리효과의 미흡 문제나 알루미늄 및 구리 배선에 대한 부식 속도의 급격한 증가의 문제 없이 바람직한 박리특성을 발휘할 수 있다. 구체적으로, 상기 염기성 화합물이 3 중량% 미만으로 포함되면, 변질되거나 가교된 레지스트의 제거 성능이 떨어지며, 20 중량%를 초과하여 포함되면 금속배선의 부식을 유발시킬 수 있다.
본 발명의 레지스트 박리액 조성물은 상기 성분 외에 (d) 물을 더 포함할 수 있다.
상기 물은 조성물 총 중량에 대하여 1 ~ 30 중량%로 포함될 수 있다. 물이 첨가되는 경우, 상기 염기성 화합물의 활성화를 향상시켜 레지스트의 제거 속도가 증가되며, 린스 공정 시, 기판상에 잔존하는 유기 오염물 및 레지스트 박리액이 빠르고 완전하게 제거되며, 가혹한 조건의 건식 식각에 의해 형성된 잔사 제거력이 더욱 향상될 수 있다.
상기에서 물은 반도체 공정용의 물로서, 비저항값이 18MΩ/㎝ 이상인 탈이온수를 사용하는 것이 바람직하다.
본 발명의 레지스트 박리액 조성물은 상기 성분 외에 (e) 부식방지제 및 (f) F 함유 화합물로 이루어진 군으로부터 선택되는 1종 이상을 더 포함할 수 있다.
상기 부식방지제로는 이 분야에서 통상적으로 사용되는 것이 제한 없이 사용될 수 있으며, 예컨대, 함황 방식제, 당알콜, 다가알콜류, 방향족수산화물, 아졸류, 이미다졸류, 인함유 화합물 등으로 이루어진 군으로부터 선택되는 1종 이상이 사용될 수 있다.
상기 부식방지제는 조성물 총 중량에 대하여 0.1 ~ 5 중량%로 포함될 수 있다. 상기 범위로 포함되는 경우, 금속배선의 부식방지 효과를 증대시킬 수 있으며, 조성물의 다른 물성에도 영향을 최소화할 수 있다.
상기 F 함유 화합물로는 불산, 불화암모늄, 중불화암모늄, 불화붕산, 불화붕산암모늄, 불화테트라메틸암모늄, 불화테트라에틸암모늄 및 불화테트라부틸암모늄 등으로 이루어진 군으로부터 선택되는 1종 이상이 사용될 수 있다.
상기 F 함유 화합물은 조성물 총 중량에 대하여 0.01-3중량%로 포함될 수 있다. 상기 범위로 포함되는 경우, 경화된 레지스트의 제거에 효과적일 수 있다.
본 발명의 레지스트 박리용 조성물은 방식성이 우수하므로 금속배선 특히, 알루미늄, 구리 및 몰리브덴 등으로 이루어진 군으로부터 선택되는 1종 이상의 금속배선이 형성된 기판에 바람직하게 적용될 수 있다. 상기에서 알루미늄, 구리 및 몰리브덴 등은 순수 알루미늄, 구리 및 몰리브덴 뿐만 아니라 이들의 합금도 포함하는 개념이다.
본 발명의 레지스트 박리용 조성물은 상기에서 언급한 화합물을 일정량으로 유리하게 혼합하여 제조될 수 있다.
본 발명은 또한, 본 발명의 레지스트 박리액 조성물을 사용하는 것을 특징으로 하는 레지스트의 박리 방법을 제공한다. 상기의 레지스트의 박리 방법은,
(Ⅰ) 플랫 패널 디스플레이 기판 상에 도전성 금속막을 증착하는 단계,
(Ⅱ) 상기 도전성 금속막 상에 레지스트막을 형성하는 단계;
(Ⅲ) 상기 레지스트막을 선택적으로 노광하는 단계;
(Ⅳ) 상기 노광 후의 레지스트막을 현상하여 레지스트 패턴을 형성하는 단계;
(Ⅴ) 상기 레지스트 패턴을 마스크로 하여 상기 도전성 금속막을 식각하는 단계; 및
(Ⅵ) 상기 식각 공정 후, 잔존하는 레지스트를 본 발명의 레지스트 박리액 조성물을 사용하여 기판으로부터 박리하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.
또한, 본 발명의 박리 방법은, 마스크를 이용한 레지스트 패턴 형성 공정을 진행하지 않고, 에치백(etchback) 공정과 같은 건식 식각 공정 또는 CMP(Chemical Mechanical Polishing) 공정을 수행한 다음, 노출된 레지스트막을 본 발명의 박리액 조성물로 박리하는 방법을 포함한다.
상기 박리 방법에는 침적법, 분무법 또는 침적 및 분무법을 이용할 수 있다. 침적, 분무 또는 침적 및 분무에 의하여 박리하는 경우, 박리 조건으로서 온도는 대개 15~100℃, 바람직하게는 30~70℃이고, 침적, 분무, 또는 침적 및 분무 시간은 대개 30초 내지 40분, 바람직하게는 1분 내지 20분이지만, 본 발명에 있어서 엄밀하게 적용되지는 않으며, 당업자에 의해 용이한 그리고 적합한 조건으로 수정될 수 있다.
본 발명의 레지스트 박리액 조성물 및 이를 사용하는 박리 방법은 일반적인 레지스트의 제거에 이용될 뿐만 아니라 식각 가스 및 고온에 의해 변성 또는 경화된 레지스트 및 식각 잔사의 제거에 이용될 수 있다.
또한, 본 발명은
본 발명의 레지스트 박리액 조성물을 사용하여 플랫 패널용 기판의 레지스트를 박리하는 공정을 포함하는 것을 특징으로 하는 플랫 패널 디스플레이 장치의 제조방법을 제공한다.
이하에서 본 발명을 실시예 및 비교예를 이용하여 더욱 상세하게 설명한다. 그러나 하기 실시예 및 비교예는 본 발명을 예시하기 위한 것으로서 본 발명은 하기에 의해 한정되지 않고 다양하게 수정 및 변경될 수 있다.
실시예 1~13 및 비교예1 ~3: 레지스트 박리액 조성물의 제조
하기의 표 1에 기재된 성분과 함량을 혼합하여 레지스트 박리액 조성물을 제조하였다.
화학식 1의 화합물
(중량%)		 유기용매
(중량%)		 염기성 화합물
(중량%)		 방식제
(중량%)		 F 함유 화합물
(중량%)		 물
(중량%)
실시예 1 C-1 3 DMSO 92 MEA 5
실시예 2 C-1 3 NMF 87 MEA 10
실시예 3 C-1 3 BDG 92 MIPA 5
실시예 4 C-1 5 BDG 85 MIPA 10
실시예 5 C-2 3 DMSO 92 MEA 5
실시예 6 C-1 3 NMP 82 MEA 5 10
실시예 7 C-2 3 NMP 91 MEA 5 C-3 1
실시예 8 C-2 3 BDG 91 MIPA 5 C-3 1
실시예 9 C-2 5 BDG 85 MIPA 10
실시예 10 C-1 3 BDG 81.5 MEA 5 C-3 0.5 10
실시예 11 C-2 3 BDG 72 MEA 5 C-4 5 15
실시예 12 C-2 3 NMP 91.5 MEA 5 FBA 0.5
실시예 13 C-2 3 NMP 86.5 MEA 5 C-4 5 FBA 0.5
비교예 1 NMP 90 MEA 10
비교예 2 BDG 75 MIPA 10 15
비교예 3 C-2 0.01 BDG 89.99 MIPA 10
(단위: 중량%)
주) C-1 : S,S-디페닐설피리민(diphenylsulfilimine)
C-2 : 메틸페닐설폭시민(methylphenylsulfoximine)
C-3 : 벤조트리아졸
C-4 : 솔비톨
MEA : 모노에탄올아민
MIPA : 모노이소프로판올아민
DMSO: 디메틸술폭사이드
BDG : 부틸 디 글리콜
NMP: N-메틸피롤리돈
FBA : 불화붕산
시험예 1: 박리성 및 방식성 평가
플라즈마 에칭 또는 고온 에싱 후 발생한 변질된 포토레지스트 잔류물 및 폴리머 잔사물이 금속배선 및 절연막에 부착된, SiO2 절연막상에 Al 또는 Cu 금속배선이 형성된 각각의 기판을 온도 65℃의 박리액(상기 실시예 1~13 및 비교예 1~3) 각각에 20분간 침적시킨 후, 박리액으로부터 시편을 꺼내고 초순수로 1분간 린스한 후, 질소 가스를 이용하여 건조시켰다. 그리고 주사전자현미경을 이용하여 SiO2 절연막상에 Al 또는 Cu 금속배선이 형성된 기판으로부터 건식 식각 또는 고온 에싱 후 잔류하는 포토레지스트 잔류물 및 폴리머의 제거성을 평가하였다. 박리성 및 방식성 평가는 하기와 같은 기준으로 평가하였다. 그 결과는 하기의 표 2 에 나타내었다.
[박리성 평가 기준]
◎: 매우 양호, ○: 양호, △: 일부 잔류물 존재, X: 잔류물 제거 불가
[Cu 방식성 평가 기준]
◎: 부식 없음, ○: 부식 거의 없음, △: 일부 부식, 표면 거칠기 변화, X: 에칭 발생
박리성 Al 방식성 Cu 방식성
실시예 1 ○ ○ ○
실시예 2 ○ ○ ○
실시예 3 ◎ ◎ ○
실시예 4 ◎ ○ ○
실시예 5 ○ ○ ○
실시예 6 ○ ◎ ○
실시예 7 ◎ ◎ ◎
실시예 8 ○ ○ ◎
실시예 9 ○ ◎ ○
실시예 10 ◎ ◎ ◎
실시예 11 ○ ◎ ○
실시예 12 ◎ ○ ○
실시예 13 ◎ ◎ ○
비교예 1 ◎ Ⅹ Ⅹ
비교예 2 ◎ Ⅹ Ⅹ
비교예 3 ◎ Ⅹ Ⅹ
상기 표 2에서 확인되는 바와 같이, 실시예 1~13 및 비교예 1~3의 레지스트 박리액 조성물은 우수한 레지스트 박리성능을 나타냈다. 또한, 실시예 1~13의 레지스트 박리액 조성물은 알루미늄 및 구리배선에 대한 우수한 방식 능력을 나타냈다.
그러나 화학식 1의 화합물이 포함되지 않은 비교예 1 내지 2의 조성물 및 화학식 1의 화합물이 매우 소량 포함된 비교예 3의 조성물은 알루미늄 및 구리배선에 대한 식각을 야기함으로써 금속배선에 대한 방식 능력이 매우 부족한 것으로 확인되었다.

Claims (13)

  1. (a) 하기 화학식 1로 표시되는 화합물, (b) 유기용매, 및 (c) 염기성 화합물를 포함하는 레지스트 박리액 조성물:
    [화학식 1]
    Figure pat00003

    상기 식에서,
    m은 0 또는 1이고,
    R1 및 R2는 각각 독립적으로 수소; C1~C4 알킬, C1~C4 알콕시, 히드록실 및 페닐기로 이루어진 군으로부터 선택되는 하나 이상의 치환기로 치환 또는 비치환된 C1~C5 알킬; C1~C5 알콕시; 또는 C1~C4 알킬, C1~C4 알콕시, 히드록실 및 페닐기로 이루어진 군으로부터 선택되는 하나 이상의 치환기로 치환 또는 비치환된 C5~C20의 아릴기이며,
    R3는 수소; 히드록실; C1~C10 알킬; C1~C10 알콕시; C2-C12 알카노일; 하나 이상의 C1~C4 알킬기로 치환 또는 비치환된 페닐 술포닐; 또는 C1~C10 알킬, C1~C10 알콕시, 히드록실 및 페닐기로 이루어진 군으로부터 선택되는 하나 이상의 치환기로 치환 또는 비치환된 C5~C20의 아릴기이다.
  2. 청구항 1에 있어서,
    조성물 총 중량에 대하여, (a) 하기 화학식 1로 표시되는 화합물 0.1 ~ 20 중량%, (b) 유기용매 60 ~ 95 중량%, 및 (c) 염기성 화합물 3 ~ 20 중량%를 포함하는 레지스트 박리액 조성물:
    [화학식 1]
    Figure pat00004

    상기 식에서,
    m은 0 또는 1이고,
    R1 및 R2는 각각 독립적으로 수소; C1~C4 알킬, C1~C4 알콕시, 히드록실 및 페닐기로 이루어진 군으로부터 선택되는 하나 이상의 치환기로 치환 또는 비치환된 C1~C5 알킬; C1~C5 알콕시; 또는 C1~C4 알킬, C1~C4 알콕시, 히드록실 및 페닐기로 이루어진 군으로부터 선택되는 하나 이상의 치환기로 치환 또는 비치환된 C5~C20의 아릴기이며,
    R3는 수소; 히드록실; C1~C10 알킬; C1~C10 알콕시; C2-C12 알카노일; 하나 이상의 C1~C4 알킬기로 치환 또는 비치환된 페닐 술포닐; 또는 C1~C10 알킬, C1~C10 알콕시, 히드록실 및 페닐기로 이루어진 군으로부터 선택되는 하나 이상의 치환기로 치환 또는 비치환된 C5~C20의 아릴기이다.
  3. 청구항 1 또는 청구항 2에 있어서,
    상기 화학식 1에서 R1 및 R2는 각각 독립적으로 수소, C1~C4 알킬, 또는 페닐기이며; R3는 수소, C2-C12 알카노일 또는 하나 이상의 C1~C4 알킬기로 치환 또는 비치환된 페닐 술포닐기인 것을 특징으로 하는 레지스트 박리액 조성물.
  4. 청구항 1 또는 청구항 2에 있어서,
    상기 화학식 1로 표시되는 화합물은 설피미드(sulfimide), S,S-디페닐설피리민, 메틸페닐설폭시민, S,S-디메틸-N-(p-톨리설포닐)-설폭시민 및 S-메틸-N-(1-옥소헥실)-S-페닐설폭시미드로 이루어진 군으로부터 선택되는 것을 특징으로 하는 레지스트 박리액 조성물.
  5. 청구항 1 또는 청구항 2에 있어서,
    상기 (b) 유기용매는 하이드록실기를 갖는 양자성 용매, 피롤리돈계 화합물, 술폭시드계 화합물, 아미드계 화합물, 락톤계 화합물, 아세테이트계 화합물, 케톤계 화합물 및 카보네이트계 화합물로 이루어지는 군중으로부터 선택되는 1종 이상의 것임을 특징으로 하는 레지스트 박리액 조성물.
  6. 청구항 5에 있어서,
    상기 (b) 유기용매는 에틸렌글리콜, 에틸렌글리콜 모노메틸에테르, 에틸렌글리콜 모노에틸에테르, 에틸렌글리콜 모노프로필에테르, 에틸렌글리콜 모노부틸에테르, 디에틸렌글리콜, 디에틸렌글리콜 모노메틸에테르, 디에틸렌글리콜 모노에틸에테르, 디에틸렌글리콜 모노프로필에테르, 디에틸렌글리콜 모노부틸에테르, 트리에틸렌글리콜 모노메틸에테르, 프로필렌글리콜 모노에틸에테르, 프로필렌글리콜 모노프로필에테르, 프로필렌글리콜 모노부틸에테르, 디에틸렌글리콜디메틸에테르, 디에틸렌글리콜 디프로필에테르, 디에틸렌글리콜 디부틸에테르, 디프로필렌글리콜 디메틸에테르, 디프로필렌글리콜 디에틸에테르, 디프로필렌글리콜 디프로필에테르, 디프로필렌글리콜 디부틸에테르, 테트라하이드록시퍼퓨릴알콜, 헥산올, 헵탄올, 글리세롤, N-메틸-2-피롤리돈, N-에틸-2-피롤리돈, N-히드록시에틸-2-피롤리돈, N-시클로헥실-2-피롤리돈, 디메틸술폭시드, 디에틸술폭시드, N-메틸포름아미드, N,N-디메틸포름아미드, N-에틸포름아미드, N,N-에틸포름아미드, N-메틸아세트아미드, N,N-디메틸아세트아미드, N,N-디에틸아세트아미드, γ-락톤, β-락톤, γ-부티로락톤, 에틸렌글리콜 모노메틸에테르아세테이트, 에틸렌글리콜 모노에틸에테르아세테이트, 에틸렌글리콜 모노부틸에테르아세테이트, 디에틸렌글리콜 모노메틸에테르아세테이트, 디에틸렌글리콜 모노에틸에테르아세테이트, 디에틸렌글리콜 모노부틸에테르아세테이트, 디프로필렌글리콜 모노메틸에테르아세테이트, 디프로필렌글리콜 모노에틸에테르아세테이트, 디프로필렌글리콜 모노프로필에테르아세테이트, 이소프로필아세테이트, 에틸아세테이트, 메틸아세테이트, 디메틸케톤, 디에틸 케톤, 메틸에틸케톤, 이소프로필 케톤, 메틸프로필케톤, 메틸부틸케톤, 메틸이소부틸케톤, 시클로헥산올, 에틸렌카보네이트, 프로필렌카보네이트, 디메틸카보네이트, 및 소듐카보네이트로 이루어진 군으로부터 선택되는 1종 이상의 것임을 특징으로 하는 레지스트 박리액 조성물.
  7. 청구항 1 또는 청구항 2에 있어서,
    상기 (c) 염기성 화합물은 메틸아민, 에틸아민, 모노이소프로필아민, n-부틸아민, sec-부틸아민, 이소부틸아민, t-부틸아민, 펜틸아민, 디메틸아민, 디에틸아민, 디프로필아민, 디이소프로필아민, 디부틸아민, 디이소부틸아민, 메틸에틸아민, 메틸프로필아민, 메틸이소프로필아민, 메틸부틸아민, 메틸이소부틸아민, 트리메틸아민, 트리에틸아민, 트리프로필아민, 트리부틸아민, 트리펜틸아민, 디메틸에틸아민, 메틸디에틸아민, 메틸디프로필아민, 콜린, 모노에탄올아민, 디에탄올아민, 트리에탄올아민, 모노프로판올아민, ２-아미노에탄올, ２-(에틸아미노)에탄올, ２-(메틸아미노)에탄올, N-메틸 디에탄올아민, N,N-디메틸에탄올아민, N,N-디에틸아미노에탄올, 2-(2-아미노에틸아미노)-1-에탄올, １-아미노-２-프로판올, 2-아미노-1-프로판올, 3-아미노-1-프로판올, 4-아미노-1-부탄올, 디부탄올아민, (부톡시메틸)디에틸아민, (메톡시메틸)디에틸아민, (메톡시메틸)디메틸아민, (부톡시메틸)디메틸아민, (이소부톡시메틸)디메틸아민, (메톡시메틸)디에탄올아민, (히드록시에틸옥시메틸)디에틸아민, 메틸(메톡시메틸)아미노에탄, 메틸(메톡시메틸)아미노에탄올, 메틸(부톡시메틸)아미노에탄올, 2-(2-아미노에톡시)에탄올, 1-(2-히드록시에틸)피페라진, 1-(2-아미노에틸)피페라진, 1-(2-히드록시에틸)메틸피페라진, N-(3-아미노프로필)모폴린, 2-메틸피페라진, 1-메틸피페라진, 1-아미노-4-메틸피페라진, 1-벤질 피페라진, 1-페닐 피페라진, 테트라메틸암모늄히드록시드, 테트라에틸암모늄히드록시드, 테트라프로필암모늄히드록시드, 테트라부틸암모늄히드록시드, 모노메틸트리프로필암모늄히드록시드, (2-히드록시에틸)트리프로필암모늄히드록시드, 및 (1-히드록시프로필)트리메틸암모늄히드록시드로 이루어진 군으로부터 선택되는 1종 이상의 것임을 특징으로 하는 레지스트 박리액 조성물.
  8. 청구항 1 또는 청구항 2에 있어서,
    상기 레지스트 박리액 조성물은 (d) 물을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 레지스트 박리액 조성물.
  9. 청구항 1 또는 청구항 2에 있어서,
    상기 레지스트 박리액 조성물은 (e) 부식방지제 및 (f) F 함유 화합물로 이루어진 군으로부터 선택되는 1종 이상을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 레지스트 박리액 조성물.
  10. 청구항 9에 있어서,
    상기 (e) 부식방지제는 함황 방식제, 당알콜, 다가알콜류, 방향족수산화물, 아졸류, 이미다졸류 및 인함유 화합물로 이루어진 군으로부터 선택되는 1종 이상이며, 상기 (f) F 함유 화합물은 불산, 불화암모늄, 중불화암모늄, 불화붕산, 불화붕산암모늄, 불화테트라메틸암모늄, 불화테트라에틸암모늄 및 불화테트라부틸암모늄으로 이루어진 군으로부터 선택되는 1종 이상인 것을 특징으로 하는 레지스트 박리액 조성물.
  11. 청구항 1 또는 청구항 2에 있어서,
    상기 레지스트 박리액 조성물은 알루미늄, 구리 및 몰리브덴으로 이루어진 군으로부터 선택되는 1종 이상의 금속배선이 형성되어 있는 플랫 패널용 기판의 레지스트 박리에 사용되는 것임을 특징으로 하는 레지스트 박리액 조성물.
  12. (Ⅰ) 플랫 패널 디스플레이 기판 상에 도전성 금속막을 증착하는 단계,
    (Ⅱ) 상기 도전성 금속막 상에 레지스트막을 형성하는 단계;
    (Ⅲ) 상기 레지스트막을 선택적으로 노광하는 단계;
    (Ⅳ) 상기 노광 후의 레지스트막을 현상하여 레지스트 패턴을 형성하는 단계;
    (Ⅴ) 상기 레지스트 패턴을 마스크로 하여 상기 도전성 금속막을 식각하는 단계; 및
    (Ⅵ) 상기 식각 공정 후, 잔류하는 레지스트를 청구항 1 또는 청구항 2의 레지스트 박리액 조성물을 사용하여 박리하는 단계를 포함하는 레지스트의 박리방법.
  13. 청구항 1 또는 청구항 2의 레지스트 박리액 조성물을 사용하여 플랫 패널용 기판의 레지스트를 박리하는 공정을 포함하는 것을 특징으로 하는 플랫 패널 디스플레이 장치의 제조방법.
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