KR20150075519A - 포토레지스트 박리액 조성물 - Google Patents

Abstract

본 발명은 (a) 화학식 1로 표시되는 화합물, (b) 알칼리계 화합물, (c) 수용성 유기용매를 포함하는 것을 특징으로 하는 포토레지스트 박리액 조성물에 관한 것이다. 본 발명의 포토레지스트 박리액 조성물은, 박리력과 용해력 향상능력을 동시에 가진 화학식 1의 효과로 단독적인 알칼리계 화합물이나 유기용매보다 더 뛰어난 박리력과 용해력을 가져, 추가 물질들에 드는 비용을 줄일 수 있으며, strip 공정을 단순화 시킬 수 있다. 또한, 플랫 패널 디스플레이 장치의 제조 공정에서 많은 수의 기판을 처리하는 것이 가능하여 높은 수율을 기대할 수 있고, 이에 따라 원가 절감에 크게 기여할 수 있다.

Description

포토레지스트 박리액 조성물 {PHOTORESIST STRIPPER COMPOSITION}

본 발명은 플랫 패널 디스플레이 기판용 제조 공정의 포토레지스트 박리액 조성물에 관한 것이다.

포토레지스트(Photoresist)는 빛에 의한 광화학적 반응을 이용하여 포토마스크(Photomask)에 미리 그려진 미세 패턴을 원하는 기판 위에 형상화할 수 있는 화학 피막으로, 포토마스크와 함께 노광기술에 적용되는 고분자 재료로서 소자의 집적도에 직접적으로 영향을 미치고 궁극적인 해상도 한계를 결정짓는 주요인자로 인식되고 있다. 일명 무어의 법칙(Moore's law; 반도체의 집적도는 2년마다 2배로 증가한다는 이론)에 따라 매년 증가하는 회로의 집적도를 한정된 크기의 반도체에 넣기 위해서는, 설계된 회로를 보다 더 작게 패터닝(patterning)하여야 하므로 반도체 집적도의 증가는 필연적으로 새로운 포토레지스트의 개발을 끊임없이 요구하고 있다.

고해상도의 평판 디스플레이를 제조하기 위하여, 이러한 포토레지스트를 이용하여 기판 위에 미세한 배선을 형성시키는 포토리소그라피 공정이 일반적으로 사용되고 있으며, 이는 포토레지스트의 열적, 기계적, 화학적 특성을 이용하여 기판에 포토레지스트를 도포한 후, 일정한 파장의 빛에 노광(exposure)시키고, 건식 또는 습식 식각을 수행하는 방법이다.

포토레지스트를 이용한 미세한 패터닝 기술에 있어서, 새로운 포토레지스트에 대한 개발과 함께 중요시되고 있는 분야가 레지스트 박리액(Stripper, 또는 Photoresist Remover)이다. 포토레지스트는 포토리소그라피 공정이 끝난 후 박리액(Stripper, 또는 Photoresist Remover)이라는 용제에 의해 제거되어야 하는데, 이는 식각 과정 후 불필요한 포토레지스트 층과, 식각 및 워싱 과정을 통해서 기판 위에 잔류되는 금속 잔여물 또는 변질된 포토레지스트 잔류물이 반도체 제조의 수율 저하를 초래하는 등의 문제를 만들기 때문이다.

이에, 식각 공정 이후에 발생하는 식각 잔사에 대한 제거력을 갖춘 박리액이 요구되고 있다. 나아가, 가격 경쟁력 확보를 위해 기판의 처리매수 증대와 같은 경제성을 갖춘 박리액이 요구되고 있다.

일반적으로 포토레지스트를 제거하기 위하여 에탄올아민, 모노이소프로판올아민 등의 수용성 유기 아민, 감마 부틸락톤 및 DMSO 등의 유기 용매 등이 사용되고 있다. 또한, 아민에 의해 발생되는 금속의 부식을 억제하기 위하여 일반적으로 카테콜, 레소시놀, 벤조트리아졸 등 다양한 형태의 부식방지제를 사용하고 있으며, 이를 포함하는 포토레지스트 박리액 조성물이 제안되고 있다.

그러나, 종래의 포토레지스트 박리액 조성물은 부식성능, 처리매수, 공정 또는 장기 보관에 있어서의 안정성 문제 등의 문제가 알려져 있다. 예를 들어, 대한민국 등록특허 제10-0950779호는 3차 알칼올아민, 물, 고리형 유기용매를 포함하는 박리액 조성물을 개시하고 있으나, 상기 박리액 조성물은 포토레지스트의 경화도가 강해지면 박리력이 급격히 떨어지며, 극성용매를 더하더라도, 변성된 포토레지스트의 잘게 쪼개지지 않아 재부착의 위험성이 있는 문제점이 있으며, 이에 따라 신속하게 박리할 수 없는 한계를 가진다.

대한민국 등록특허 제10-0950779호

상기와 같은 종래 기술의 문제점을 해결하기 위하여, 본 발명은 단독적인 알칼리계 화합물이나 유기용매보다 더 뛰어난 박리력과 용해력을 가져, 추가 물질들에 드는 비용을 줄일 수 있으며, 기판의 처리매수가 늘어나 경제성이 우수하며 신속하게 박리할 수 있는 포토레지스트 박리액 조성물을 제공하는 것을 목적으로 한다.

상기 목적을 달성하기 위하여, 본 발명은,

(a) 화학식 1로 표시되는 화합물;

(b) 알칼리계 화합물; 및

(c) 수용성 유기용매를 포함하는 포토레지스트 박리액 조성물을 제공한다.

[화학식 1]

상기 화학식 1에서, R₁ 및 R₂는 서로 같거나 다를 수 있으며, 독립적으로 수소, 직쇄 또는 분지쇄의 알킬기, 아릴기, 알케닐기, 알콕시기, 히드록시기, 히드록시알칼기, 카르복실기, 페닐기, 또는 아세테이트기이거나, 서로 연결되어 환을 형성할 수 있다.

본 발명의 일 구현예는 상기 화학식 1에서, R₁ 및 R₂는 서로 같거나 다를 수 있으며, 독립적으로 수소, 탄소수 1 내지 20의 직쇄 또는 분지쇄의 알킬기, 탄소수 6 내지 20의 아릴기, 탄소수 2 내지 20의 알케닐기, 탄소수 1 내지 20의 알콕시기, 히드록시기, 탄소수 1 내지 20의 히드록시알킬기, 카르복실기, 페닐기, 또는 아세테이트기이거나, 탄소수 1 내지 20의 알킬기 또는 탄소수 6 내지 20의 아릴기를 포함하는 알킬리딘기에 의해 서로 연결되어 환을 형성할 수 있다.

본 발명의 다른 일 구현예는 상기 (a) 화학식 1로 표시되는 화합물이 2-아미노-N-메틸아세트아마이드, 2-아미노-N,N-디메틸아세트아마이드, 2-아미노-N-에틸-N-메틸-아세트아마이드, 2-아미노-N,N-디에틸아세트아마이드, 2-아미노아세트아마이드, 및 2-아미노-N-메틸-N-페닐아세트아마이드로 이루어진 군으로부터 선택된 1종 또는 2종 이상의 혼합물일 수 있다.

본 발명의 또 다른 일 구현예는 상기 조성물 총 중량에 대하여 (a) 화학식 1로 표시되는 화합물 0.01 내지 20 중량%; (b) 알칼리계 화합물 0.1 내지 20 중량%; 및 (c) 수용성 유기용매 60 내지 99 중량%를 포함할 수 있다.

본 발명의 또 다른 일 구현예는 상기 (b) 알칼리계 화합물이 KOH, NaOH, TMAH(Tetramethyl ammonium hydroxide), TEAH(Tetraethyl ammonium hydroxide), 탄산염, 인산염, 암모니아 및 아민류로 이루어진 군에서 선택되는 1종 또는 2종 이상일 수 있다.

본 발명의 또 다른 일 구현예는 상기 (c) 수용성 유기 용매가 양자성 극성용매, 비양자성 극성용매 또는 이들의 혼합물일 수 있다.

본 발명의 또 다른 일 구현예는 부식방지제가 추가로 포함된 포토레지스트 박리액 조성물일 수 있다. 구체적 일례로 상기 부식방지제는 유기산류, 유기산 아미드 에스터류, 아졸계 화합물, 퀴논계 화합물 및 알킬 갈레이트 화합물로 이루어진 군으로부터 선택되는 1종 또는 2종 이상의 혼합물일 수 있다.

본 발명의 또 다른 일 구현예는 탈이온수가 추가로 포함된 포토레지스트 박리액 조성물일 수 있다.

본 발명의 포토레지스트 박리액 조성물은, 박리력과 용해력 향상능력을 동시에 가진 화학식 1의 효과로 단독적인 알칼리계 화합물이나 유기용매보다 더 뛰어난 박리력과 용해력을 가져, 추가 물질들에 드는 비용을 줄일 수 있으며, 박리(strip) 공정을 단순화 시킬 수 있다. 또한, 플랫 패널 디스플레이 장치의 제조 공정에서 많은 수의 기판을 처리하는 것이 가능하여 높은 수율을 기대할 수 있고, 이에 따라 원가 절감에 크게 기여할 수 있다.

이하, 본 발명을 상세히 설명한다.

본 발명은, (a) 화학식 1로 표시되는 화합물;

(b) 알칼리계 화합물; 및

(c) 수용성 유기용매를 포함하는 포토레지스트 박리액 조성물에 관한 것이다.

이하, 각 성분에 대하여 구체적으로 설명한다.

(a) 화학식 1로 표시되는 화합물

본 발명의 포토레지스트 박리액 조성물은 하기 화학식 1로 표시되는 화합물을 사용한다.

[화학식 1]

상기 화학식 1에서, R₁ 및 R₂는 서로 같거나 다를 수 있으며, 독립적으로 수소, 직쇄 또는 분지쇄의 알킬기, 아릴기, 알케닐기, 알콕시기, 히드록시기, 히드록시알칼기, 카르복실기, 페닐기, 또는 아세테이트기이거나, 서로 연결되어 환을 형성할 수 있다. 보다 상세하게는, 상기 R₁ 및 R₂는 서로 같거나 다를 수 있으며, 독립적으로 수소, 탄소수 1 내지 20의 직쇄 또는 분지쇄의 알킬기, 탄소수 6 내지 20의 아릴기, 탄소수 2 내지 20의 알케닐기, 탄소수 1 내지 20의 알콕시기, 히드록시기, 탄소수 1 내지 20의 히드록시알킬기, 카르복실기, 페닐기, 또는 아세테이트기이거나, 탄소수 1 내지 20의 알킬기 또는 탄소수 6 내지 20의 아릴기를 포함하는 알킬리딘기에 의해 서로 연결되어 환을 형성할 수 있다.

상기 화학식 1로 표시되는 화합물은 바람직하게는 2-아미노-N-메틸아세트아마이드, 2-아미노-N,N-디메틸아세트아마이드, 2-아미노-N-에틸-N-메틸-아세트아마이드, 2-아미노-N,N-디에틸아세트아마이드, 2-아미노아세트아마이드, 및 2-아미노-N-메틸-N-페닐아세트아마이드로 이루어진 군으로부터 선택된 1종 또는 2종 이상의 혼합물일 수 있다.

상기 화학식 1로 표시되는 화합물은 박리특성을 지닌 알칼리계 화합물 구조와 포토레지스트의 용해능력을 지닌 아마이드 계열의 유기용매 화합물 구조를 동시에 갖추고 있어, 박리 및 세정 조성물의 단순화를 가져와 박리액을 이용한 제조공정의 단순화를 가져오며, 추가 물질들에 드는 경제 비용을 줄일 수 있다. 또한 알칼리계 화합물과 수용성 유기용매의 부족분을 채워주기 때문에 각 성분의 단독 사용시 보다 매우 뛰어난 박리 효과 및 용해 능력 향상 효과를 기대할 수 있으며, 이는 추후 플랫 패널 디스플레이(FPD) 제조 공정상에서 높은 수율을 기대할 수 있게 되며, 박리 공정에 발생되는 택타임 또한 줄일 수 있게 된다.

상기 화학식 1로 표시되는 화합물은 조성물 총 중량에 대하여 0.01 중량% 내지 20 중량%로 포함되는 것이 바람직하며, 발명의 효과를 극대화 하기 위해 0.01 내지 5 중량%로 포함하는 것이 가장 바람직하다. 20 중량%를 초과하면 금속 표면에 대한 공격성 강화로 금속표면을 부식시킬 수 있으며, 비용 절감 효과도 얻지 못할 수 있다.

(b) 알칼리계 화합물

상기 알칼리계 화합물은 건식 또는 습식 식각, 애싱(ashing) 또는 이온주입 공정(ion implant processing) 등의 여러 공정 조건하에서 변질되거나 가교된 포토레지스트(photoresist)의 고분자 매트릭스에 강력하게 침투하여 분자 내 또는 분자간에 존재하는 결합을 깨뜨리는 역할을 하며. 기판에 잔류하는 포토레지스트 내의 구조적으로 취약한 부분에 빈 공간을 형성시켜 포토레지스트를 무정형의 고분자 겔(gel)덩어리 상태로 변형시킴으로써 기판 상부에 부착된 포토레지스트가 쉽게 제거될 수 있게 한다.

상기 알칼리계 화합물은 바람직하게는 KOH, NaOH, TMAH(Tetramethyl ammonium hydroxide), TEAH(Tetraethyl ammonium hydroxide), 탄산염, 인산염, 암모니아 및 아민류 등을 들 수 있으며, 이들은 1종 단독으로 또는 2종 이상이 함께 사용될 수 있다.

이중에서도, 상기 아민류에는 메틸아민, 에틸아민, 모노이소프로필아민, n-부틸아민, sec-부틸아민, 이소부틸아민, t-부틸아민, 펜틸아민 등의 1차 아민; 디메틸아민, 디에틸아민, 디프로필아민, 디이소프로필아민, 디부틸아민, 디이소부틸아민, 메틸에틸아민, 메틸프로필아민, 메틸이소프로필아민, 메틸부틸아민, 메틸이소부틸아민 등의 2차 아민; 디에틸 히드록시아민, 트리메틸아민, 트리에틸아민, 트리프로필아민, 트리부틸아민, 트리펜틸아민, 디메틸에틸아민, 메틸디에틸아민 및 메틸디프로필아민 등의 3차 아민; 콜린, 에탄올아민, 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, 디글라이콜아민, 모노이소프로판올아민 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, N-메틸모폴린, 4-에틸모폴린, N-포름일모폴린, N-(2-히드록시에틸)모폴린, N-(3-히드록시프로필)모폴린 등의 환을 형성한 고리형아민 등이 있다.

상기 알칼리계 화합물은 조성물 총 중량에 대하여 0.1 중량% 내지 20 중량%로 포함되는 것이 바람직하다. 0.1 중량% 미만이면 포토레지스트의 박리력이 떨어질 수 있으며, 20 중량%를 초과하면 금속 표면의 데미지가 커질 수 있다.

(c) 수용성 유기용매

수용성 유기용매는 양자성 극성용매, 비양자성 극성용매 또는 이들의 혼합물일 수 있다.

상기 양자성 극성용매는 바람직하게 에틸렌글라이콜 모노메틸 에테르, 에틸렌글라이콜 모노에틸 에테르, 에틸렌글라이콜 모노이소프로필 에테르, 에틸렌글라이콜 모노부틸 에테르, 디에틸렌글라이콜 모노메틸 에테르, 디에틸렌글라이콜 모노에틸 에테르, 디에틸렌글라이콜 모노이소프로필 에테르, 디에틸렌글라이콜 모노부틸 에테르, 트리에틸렌글라이콜 모노메틸 에테르, 트리에틸렌글라이콜 모노에틸 에테르, 트리에틸렌글라이콜 모노이소프로필 에테르, 트리에틸렌글라이콜 모노부틸 에테르, 폴리에틸렌글라이콜 모노메틸 에테르, 폴리에틸렌글라이콜 모노부틸 에테르, 프로필렌글라이콜 모노메틸 에테르, 디프로필렌글라이콜 모노메틸 에테르, 트리프로필렌글라이콜 모노메틸 에테르, 에틸렌글라이콜 디메틸 에테르, 디에틸렌 글라이콜 디메틸 에테르, 트리에틸렌글라이콜 디메틸 에테르, 디에틸렌글라이콜 메틸에틸 에테르, 디에틸렌글라이콜 메틸부틸 에테르, 트리에틸렌글라이콜 메틸부틸 에테르, 프로필렌글라이콜 모노메틸 에테르 아세테이트 등의 에테르 화합물; 디에틸렌글라이콜, 메틸디글라이콜, 부틸디글라이콜, 트리에틸렌글라이콜, 아이소프로필글라이콜 등의 알킬글라이콜류; 테트라하이드로퍼푸릴 알코올, 퍼푸릴 알코올 디아세톤 알코올, 에틸렌 글라이콜, 글리세린 등의 알코올류; N-메틸 피롤리돈(NMP), N-에틸 피롤리돈 등의 피롤리돈 화합물; １,3-디메틸-２-이미다졸리디논, 1,３-디프로필-２-이미다졸리디논 등의 이미다졸리디논 화합물; γ―부티로락톤 등의 락톤 화합물; 디메틸설폭사이드(DMSO), 술폴란 등의 설폭사이드 화합물; 트리에틸포스페이트, 트리부틸포스페이트 등의 포스페이트 화합물; 디메틸카보네이트, 에틸렌카보네이트 등의 카보네이트 화합물; 포름아미드, N-메틸포름아미드, N,N-디메틸포름아미드, 아세트아미드, N-메틸아세트아미드, N,N-디메틸아세트아미드, N-(2-히드록시에틸)아세트아미드, 3-메톡시-N,N-디메틸프로피온아미드, 3-(2-에틸헥실옥시)-N,N-디메틸프로피온아미드, 3-부톡시-N,N-디메틸프로피온아미드, 디메틸락타아미드 등의 아미드화합물을 들 수 있으며, 이들은 단독으로 또는 2종 이상을 혼합하여 사용할 수 있다.

양자성 극성 용매는 팽윤되고 박리액에 의해 분산된 포토레지스트의 용해 속도를 더욱 더 증가시키고 박리액 세정 후 사용되는 탈이온수 린스(DI water rinse) 공정에서는 린스력 강화에 도움을 준다. 박리 공정 후 분산된 포토레지스트를 머금은 용매를 탈이온수로 깨끗하게 린스하는 역할에 도움을 주기 때문에, DI 린스 공정 시간을 단축시킬 수 있고, 잔류되는 이물이 없게 되며, 수율 향상에도 도움을 준다. 또한 금속막질에 나타날 수 있는 문제 중 하나로 얼룩에 관련되어 양자성 극성용매가 더해졌을 때 탈이온수 린스 공정에서 깨끗하게 제거시키기 때문에 얼룩에 관련되는 문제를 해결할 수 있다.

상기 비양자성 극성용매는 바람직하게 N-메틸 피롤리돈(NMP), N-에틸 피롤리돈 등의 피롤리돈 화합물; １,3-디메틸-２-이미다졸리디논, 1,３-디프로필-２-이미다졸리디논 등의 이미다졸리디논 화합물; γ―부티로락톤 등의 락톤 화합물; 디메틸술폭사이드(DMSO), 술폴란 등의 설폭사이드 화합물; 트리에틸포스페이트, 트리부틸포스페이트 등의 포스페이트 화합물; 디메틸카보네이트, 에틸렌카보네이토 등의 카보네이트 화합물; 포름아미드, N-메틸포름아미드, N,N-디메틸포름아미드, 아세트아미드, N-메틸아세트아미드, N,N-디메틸아세트아미드, N-(2-히드록시에틸)아세트아미드, 3-메톡시-N,N-디메틸프로피온아미드, 3-(2-에틸헥실옥시)-N,N-디메틸프로피온아미드, 3-부톡시-N,N-디메틸프로피온아미드 등의 아미드 화합물을 들 수 있으며, 이들은 단독으로 또는 2종 이상을 혼합하여 사용할 수 있다.

비양자성 극성 용매는 상기 알칼리계 화합물 의해 겔화된 레지스트 고분자를 용해시키는 역할을 하며, 포토레지스트의 분산을 원활하게 하여 용매화(salvation) 시키는 역할로, 포토레지스트의 용해에 매우 효과적인 유기용매로서 빠른 시간 내에 고형화된 포토레지스트에 유기 아민 화합물의 침투를 빠르게 하여 박리 성능을 향상시키는 성분이다. 또한 포토레지스트 박리 이후 탈이온수의 린스 과정에서 탈이온수에 의한 박리액의 제거를 수월하게 하여 박리액 및 용해된 포토레지스트의 재흡착/재부착을 최소화 한다. 상기 수용성 극성용매는 적당한 박리력을 위해 비점이 너무 높거나 낮지 않은 것이 바람직하고, 혼합 사용할 수 있다.

상기 수용성 유기용매는 조성물 총 중량에 대하여 60 중량% 내지 99 중량%로 포함되는 것이 바람직하다. 60 중량% 미만이면 용액내에서 용해된 포토레지스트를 함유하는 능력이 떨어져 매수처리 능력이 떨어질 수 있으며, 99 중량% 를 초과하면 다른 성분의 함량이 줄어들게 하여 금속 부식 및 박리력에 영향을 미치는 문제점이 있다.

(d) 부식방지제

본 발명의 박리액 조성물은 부식 방지제를 추가로 포함할 수 있다.

부식 방지제의 종류로는 포름산, 아세트산, 프로피온산과 같은 모노카르복실산, 수산, 말론산, 숙신산, 글루탄산, 아디프산, 피멜산, 말레산, 푸르마산, 글루타코닉산과 같은 디카르복실산, 트리멜리트산, 트리카르발릴산과 같은 트리카르복실산, 그리고 히드록시초산, 젖산, 살리실산, 말산, 주석산, 구연산, 글루콘산과 같은 옥시카르복실산 등의 유기산 류; 숙시닉 아미드 에스터, 말릭 아미드 에스터, 말레릭 아미드 에스터, 푸마릭 아미드 에스터, 옥살릭 아미드 에스터, 말로닉 아미드 에스터, 글루타릭 아미드 에스터, 아세틱 아미드 에스터, 락틱 아미드 에스터, 시트릭 아미드 에스터, 타르타릭 아미드 에스터, 글루콜릭 아미드 에스터, 포믹 아미드 에스터 및 우릭 아미드 에스터 등의 유기산 아미드 에스터류; 벤조트리아졸, 톨리트리아졸, 메틸 톨리트리아졸, 2,2’-[[[벤조트리아졸]메틸]이미노]비스에탄올, 2,2’-[[[메틸-1수소-벤조트리아졸-1-일]메틸]이미노]비스메탄올, 2,2’-[[[에틸-1수소-벤조트리아졸-1-일]메틸]이미노]비스에탄올, 2,2’-[[[메틸-1수소-벤조트리아졸-1-일]메틸]이미노]비스에탄올, 2,2’-[[[메틸-1수소-벤조트리아졸-1-일]메틸]이미노]비스카르복시산, 2,2’-[[[메틸-1수소-벤조트리아졸-1-일]메틸]이미노]비스메틸아민, 2,2’-[[[아민-1수소-벤조트리아졸-1-일]메틸]이미노]비스에탄올과 같은 아졸계 화합물; 1,2-벤조퀴논, 1,4-벤조퀴논, 1,4-나프토퀴논, 안트라퀴논과 같은 퀴논계 화합물 그리고 카테콜, 파이로갈롤, 메틸갈레이트, 프로필갈레이트, 도데실갈레이트, 옥틸갈레이트, 및 갈릭산 등과 같은 알킬 갈레이트 화합물 등이 있으나 이에 제한되지 않는다. 이들은 1종 단독으로 또는 2종 이상을 혼합하여 사용할 수 있다.

상기 화합물은 부식방지제의 역할을 하되 특히 물 및 극성용매에 대한 용해성이 뛰어나 기판 표면에 잔류하지 않으므로, 알루미늄 및/또는 구리를 포함하는 금속배선 금속배선의 부식 방지능력이 뛰어날 뿐만 아니라 박리액 조성물의 색변화를 야기시키지 않는다.

상기 부식방지제는 조성물 총 중량에 대하여 0.001 중량% 내지 3 중량%로 포함되는 것이 바람직하다. 0.001 중량% 미만이면 박리 혹은 탈이온수 린스 공정에서 알루미늄 또는 알루미늄 합금 및 구리 또는 구리 합금으로 이루어진 금속배선에 부식이 발생할 수 있으며, 3 중량%를 초과할 경우 금속배선 표면의 흡착에 의한 2차 오염 및 박리력 저하가 발생할 수 있다.

(e) 탈이온수

본 발명의 포토레지스트 박리액 조성물에 포함되는 탈이온수는 상기 알칼리계 화합물의 활성화를 향상시켜 포토레지스트의 제거 속도를 증가시키며, 상기 수용성 유기 용매에 혼합되어 탈이온수에 의한 린스 공정시 기판상에 잔존하는 유기 오염물 및 포토레지스트 박리액을 빠르고 완전하게 제거시키는 효과를 갖는다.

상기 탈이온수는 조성물 총 중량에 대하여 40 중량% 초과 내지 60 중량%로 포함되는 것이 바람직하다. 60 중량%를 초과하면 포토레지스트의 용해용량을 감소시켜 처리매수 감소의 영향을 주며 기판의 장시간 침적의 경우 금속 배선의 부식을 유발시킬 수 있다.

이하, 본 발명을 실시예, 비교예 및 실험예를 이용하여 더욱 상세하게 설명한다. 그러나 하기 실시예, 비교예 및 실험예는 본 발명을 예시하기 위한 것으로서, 본 발명은 하기 실시예, 비교예 및 실험예에 의해 한정되지 않고 다양하게 수정 및 변경될 수 있다.

실시예 1 ~ 8 및 비교예 1 ~ 5: 포토레지스트 박리액 조성물의 제조

하기의 표 1에 기재된 성분과 함량을 혼합하여 포토레지스트 박리액 조성물을 제조하였다.

구분	화학식1(중량%)		알칼리계 화합물(중량%)		양자성 극성유기용매(중량%)		비양자성 극성유기용매(중량%)		부식방지제(중량%)
실시예1	2-아미노-N-에틸-N-메틸 아세트아마이드	5	MIPA	0.1	EDG	84.9	DMSO	10
실시예2	2-아미노아세트아마이드	5	TEA	0.3	BDG	88.7	NMP	6
실시예3	2-아미노-N-메틸아세트아마이드	3	MDEA	0.4	MDG	86.6	NEP	10
실시예4	2-아미노-N,N-디메틸아세트아마이드	1	MEA	0.2	EDG	82.8	DMSO	15	BTA	1
실시예5	2-아미노아세트아마이드	5	TEA	0.3	BDG	88.7	NMP	5	BTA	1
실시예6	2-아미노-N-메틸아세트아마이드	3	MDEA	0.4	MDG	85.6	NEP	10	BTA	1
실시예7	2-아미노-N,N-디에틸아세트아마이드	1	DGA	0.3	TEG	89.7	NMP	8	BTA	1
실시예8	2-아미노-N-에틸-N-메틸 아세트아마이드	5	MIPA	0.1	IPG	73.9	NEP	20	BTA	1
비교예1			DGA	6	EDG	87	NMP	6	BTA	1
비교예2			MDEA	5	MDG	81	DMSO	13	BTA	1
비교예3			DEA	0.2	IPG	68.8	DMAC	30	BTA	1
비교예4			TEA	0.3	EDG	63.7	DMF	35	BTA	1
비교예5			DGA	0.3	MDG	58.7	NMF	40	BTA	1

주) MEA: 에탄올아민

TEA: 트리에탄올아민

MDEA: 메틸디에탄올아민

DEA: 디에탄올아민

DGA: 디글라이콜아민

MIPA: 모노이소프로판올아민

EDG: 디에틸렌글라이콜

MDG: 메틸디글라이콜

BDG: 부틸디글라이콜

TEG: 트리에틸렌글라이콜

IPG: 아이소프로필글라이콜

NMP: N-메틸피롤리돈

DMSO: 디메틸설폭사이드

NEP: N-에틸피롤리돈

DMAC: N,N-디메틸아세트아마이드

DMF: N,N-디메틸포름아마이드

NMF: N-메틸포름아마이드

< 실험예 1> 박리액 조성물의 박리 성능 평가

실시예 1~8 및 비교예 1~5의 포토레지스트 박리액 조성물의 박리효과를 확인하기 위하여 10x10 글래스 위에 스핀코터를 통해 막 두께 1.2um로 포토레지스트를 균일하게 코팅한 후, 150℃에서 10분간 경화 공정을 거쳐, 2x2 cm로 커팅하여 기판을 준비하였다. 실시예 1~8 및 비교예 1~5의 포토레지스트 박리액 조성물을 50℃로 온도를 일정하게 유지시킨 후 상기 기판을 침적하고, 주사 전자현미경(SEM, Hitach S-4700)을 이용하여 기판의 변성 또는 경화 포토레지스트 및 건식 식각 잔사 제거 성능을 확인하고, 기판 내에서 경화된 포토레지스트가 완전히 제거되는 시간을 측정하여 하기 표 2에 나타냈다. 이후 기판상에 잔류하는 박리액의 제거를 위해서 탈이온수로 1분간 세정을 실시하였으며, 세정 후 기판 상에 잔류하는 탈이온수를 제거하기 위하여 질소를 이용하여 기판을 완전히 건조시켰다.

구분	박리시간	용해시킨 고형화 포토레지스트의 중량%
		1%	2%	3%	4%	5%
실시예1	30 sec	◎	◎	◎	◎	○
실시예2	20 sec	◎	◎	◎	◎	○
실시예3	40 sec	◎	◎	◎	◎	○
실시예4	30 sec	◎	◎	◎	◎	○
실시예5	20 sec	◎	◎	◎	◎	○
실시예6	40 sec	◎	◎	◎	◎	○
실시예7	40 sec	◎	◎	◎	◎	○
실시예8	20 sec	◎	◎	◎	◎	○
비교예1	5 min	◎	○	△	X	X
비교예2	30 min	◎	◎	○	△	X
비교예3	제거안됨	◎	◎	◎	△	X
비교예4	제거안됨	◎	◎	◎	△	X
비교예5	제거안됨	◎	◎	◎	△	X

상기 표 2에서 나타난 결과로부터 본 발명의 실시예 1~8의 포토레지스트 박리액 조성물은 포토레지스트가 경화된 글래스 기판 모두에서 1분 이내에 우수한 효율로 박리되어, 매우 신속하고 우수한 박리 효과를 나타내었다.

그러나, 화학식 1을 포함하지 않는 비교예 1과 2의 조성물은 박리효과가 실시예 1~8의 조성물에 비하여 좋지 못할 뿐만 아니라, 박리시간도 오래 걸렸으며, 비교예 3~5의 조성물은 경화된 글래스 기판을 모두 제거시키지 못하는 결과를 나타냈다.

< 실험예 2> 박리액 조성물의 처리매수 평가

실시예 1~8 및 비교예 1~5의 포토레지스트 박리액 조성물의 기판 처리매수를 평가하기 위하여, 고형화된 포토레지스트(130℃에서 72시간 열처리를 통해 용매를 모두 제거시켜 고형화된 포토레지스트)를 각각 1, 2, 3, 4, 5 중량%로 용해시킨 박리액 조성물에 포토레지스트 패턴을 형성시킨 이후, 습식 식각 및 건식 식각 방식에 의해 금속막을 식각한 Mo/Al과 Cu/Mo-Ti 배선 기판을 각각 준비하였다. 실시예 1~8 및 비교예 1~5의 박리액 조성물을 50℃로 온도를 일정하게 유지시킨 후, 10분간 상기 기판을 침적시킨 후, 세정 및 건조를 거쳐 주사 전자현미경(SEM, Hitach S-4700)을 이용하여 평가하고, 그 결과를 상기 표 2에 나타냈으며 매우 양호는 ◎, 양호는 ○, 보통은 △, 불량은 ×로 표시하였다.

상기 표 2에서 나타난 결과로부터 본 발명의 실시예 1~8의 포토레지스트 박리액 조성물의 처리 매수 성능 효과 역시 매우 우수하였다.

그러나, 화학식 1을 포함하지 않는 비교예 1과 2의 조성물은 실시예 1~8의 조성물과 동량으로 비교 시, 처리 매수 성능이 급격히 떨어지는 것을 확인하였다.

또한, 비교예 3~5의 조성물은 실시예 1~8의 조성물과 비교하여 처리 매수 성능이 하향 조정되는 결과를 나타냈다. 그리고 실시예 4~8에서와 같이 부식방지제가 포함된 조성에서는 알루미늄 또는 구리의 방식성이 부식방지제가 포함되지 않는 조성보다 양호한 결과를 얻을수 있어 금속 방식성 효과가 매우 우수하였다.

Claims (9)

1. (a) 하기 화학식 1로 표시되는 화합물;
   (b) 알칼리계 화합물; 및
   (c) 수용성 유기용매를 포함하는 포토레지스트 박리액 조성물:
   [화학식 1]
   

   

   
   
   상기 화학식 1에서, R₁ 및 R₂는 서로 같거나 다를 수 있으며, 독립적으로 수소, 직쇄 또는 분지쇄의 알킬기, 아릴기, 알케닐기, 알콕시기, 히드록시기, 히드록시알칼기, 카르복실기, 페닐기, 또는 아세테이트기이거나, 서로 연결되어 환을 형성할 수 있다.
2. 청구항 1에 있어서,
   (a) 하기 화학식 1로 표시되는 화합물;
   (b) 알칼리계 화합물; 및
   (c) 수용성 유기용매를 포함하는 포토레지스트 박리액 조성물:
   [화학식 1]
   
   상기 화학식 1에서, R₁ 및 R₂는 서로 같거나 다를 수 있으며, 독립적으로 수소, 탄소수 1 내지 20의 직쇄 또는 분지쇄의 알킬기, 탄소수 6 내지 20의 아릴기, 탄소수 2 내지 20의 알케닐기, 탄소수 1 내지 20의 알콕시기, 히드록시기, 탄소수 1 내지 20의 히드록시알킬기, 카르복실기, 페닐기, 또는 아세테이트기이거나, 탄소수 1 내지 20의 알킬기 또는 탄소수 6 내지 20의 아릴기를 포함하는 알킬리딘기에 의해 서로 연결되어 환을 형성할 수 있다.
3. 청구항 1에 있어서,
   상기 (a) 화학식 1로 표시되는 화합물은 2-아미노-N-메틸아세트아마이드, 2-아미노-N,N-디메틸아세트아마이드, 2-아미노-N-에틸-N-메틸-아세트아마이드, 2-아미노-N,N-디에틸아세트아마이드, 2-아미노아세트아마이드, 및 2-아미노-N-메틸-N-페닐아세트아마이드로 이루어진 군으로부터 선택된 1종 또는 2종 이상의 혼합물인 것을 특징으로 하는 포토레지스트 박리액 조성물.
4. 청구항 1에 있어서,
   조성물 총 중량에 대하여 (a) 화학식 1로 표시되는 화합물 0.01 내지 20 중량%; (b) 알칼리계 화합물 0.1 내지 20 중량%; 및 (c) 수용성 유기용매 60 내지 99 중량%를 포함하는 포토레지스트 박리액 조성물.
5. 청구항 1에 있어서,
   상기 (b) 알칼리계 화합물은 KOH, NaOH, TMAH(Tetramethyl ammonium hydroxide), TEAH(Tetraethyl ammonium hydroxide), 탄산염, 인산염, 암모니아 및 아민류로 이루어진 군에서 선택되는 1종 또는 2종 이상인 것을 특징으로 하는 포토레지스트 박리액 조성물.
6. 청구항 1에 있어서,
   상기 (c) 수용성 유기 용매는 양자성 극성용매, 비양자성 극성용매 또는 이들의 혼합물인 것을 특징으로 하는 포토레지스트 박리액 조성물.
7. 청구항 1에 있어서,
   (d) 부식방지제를 추가로 포함하는 것을 특징으로 하는 포토레지스트 박리액 조성물.
8. 청구항 7에 있어서,
   상기 부식방지제는 유기산류, 유기산 아미드 에스터류, 아졸계 화합물, 퀴논계 화합물 및 알킬 갈레이트 화합물로 이루어진 군으로부터 선택되는 1종 또는 2종 이상의 혼합물인 것을 특징으로 하는 포토레지스트 박리액 조성물.
9. 청구항 1에 있어서,
   (e) 탈이온수를 추가로 포함하는 것을 특징으로 하는 포토레지스트 박리액 조성물.