KR20150096244A - 레지스트 박리액 조성물 및 이를 이용한 레지스트의 박리방법 - Google Patents

레지스트 박리액 조성물 및 이를 이용한 레지스트의 박리방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 (a) 화학식 1의 구조식을 갖는 디옥솔란-온계 화합물 및 (b)염기성 화합물을 포함하는 레지스트 박리액 조성물에 관한 것이다.

Description

레지스트 박리액 조성물 및 이를 이용한 레지스트의 박리방법 {Resist stripper composition and a method of stripping resist using the same}
본 발명은 레지스트 박리액 조성물 및 이를 이용한 레지스트의 박리방법에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 플랫 패널 디스플레이의 제조공정 중, 레지스트 패턴 및 식각 잔사를 효과적으로 제거할 수 있으면서도, 구리 배선에 대하여 우수한 방식력을 나타내는 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 있으며, 특히 구리에 대한 부식억제력이 요구되고 있다.
이러한 요구에 대응하여 새로운 기술들이 개발되고 있다. 예를 들어, 대한민국 공개특허 10-2008-0067507 호는 치환기를 갖지 않는 디옥솔란-온계 화합물인 알킬렌 카보네이트 및 특정 구조식을 갖는 아미드 화합물을 포함하는 박리용 조성물을 개시하고 있다. 그러나, 상기 조성물은 구리 배선에 대한 부식 억제효과를 전혀 갖지 않는 한계점이 있다.
대한민국 공개특허 10-2008-0067507 호
본 발명은, 상기와 같은 종래기술의 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 레지스트 식각 능력이 우수하며, 구리를 포함하는 금속배선의 부식 방지력이 극대화된 레지스트 박리액 조성물 및 이를 이용한 레지스트의 박리방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.
상기 목적을 달성하기 위하여, 본 발명은 (a)하기 화학식 1의 구조식을 갖는 디옥솔란-온계 화합물 및 (b)염기성 화합물을 포함하는 레지스트 박리액 조성물을 제공한다.
(화학식 1)
Figure pat00001
상기 식에서 R1 및 R2는 각각 독립적으로 수소, 알킬기, 알케닐기, 하이드록실기, 하이드록실 알킬기 또는 알콕시알킬기이며, R1 및 R2 중 적어도 하나는 알킬기, 알케닐기, 하이드록실기, 하이드록실 알킬기 또는 알콜시알킬기이다.
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, 상기 레지스트 패턴 형성 및 식각에 의해 변성 및 경화된 레지스트를 본 발명의 레지스트 박리액 조성물을 사용하여 기판으로부터 박리하는 단계를 포함하는 레지스트의 박리방법을 제공한다.
본 발명에 따르면 플랫 패널 디스플레이의 제조공정 중, 레지스트 패턴 및 식각 잔사를 효과적으로 제거할 수 있으면서도, 구리 배선에 손상을 주지 않는 레지스트 박리액 조성물 및 이를 이용한 레지스트의 박리방법을 제공할 수 있다.
이하, 본 발명을 구성 요소 별 역할을 중심으로 설명한다.
본 발명은 (a) 화학식 1의 구조식을 갖는 디옥솔란-온계 화합물 및 (b)염기성 화합물을 포함하는 레지스트 박리액 조성물에 대한 것으로, 종래에 레지스트 박리액 조성물에 사용된 비치환 디옥솔란-온계 화합물 대신 4번 및/또는 5번 위치가 특정 치환기로 치환된 디옥솔란-온계 화합물인 (a) 화학식 1의 구조식을 갖는 디옥솔란-온계 화합물을 사용하는 경우, 우수한 레지스트 박리 효과를 나타낼 뿐 아니라, 현저히 극대화된 구리 방식력을 가짐을 실험적으로 확인하였다.
본 발명의 레지스트 박리액 조성물은 (c) 유기용매 또는 (d) 방식제 중에서 선택되는 1종 이상을 더 포함할 수 있다.
이하, 본 발명의 구성별로 상세히 설명한다.
(a) 화학식 1의 구조식을 갖는 디옥솔란 - 온계 화합물
본 발명의 레지스트 박리액 조성물은 4번 및/또는 5번 위치가 특정 치환기로 치환된 디옥솔란-온계 화합물인 (a) 하기 화학식 1의 구조식을 갖는 디옥솔란-온계 화합물을 포함하는 것을 특징으로 한다. 본 발명의 화학식1로 표시되는 디옥솔란-온계 화합물은 레지스트 고분자를 용해시키거나 스웰링시켜 기판으로부터 레지스트를 제거하는 역할을 한다.
화학식 1은 다음과 같은 구조를 갖는다.
(화학식 1)
Figure pat00002
상기 식에서 R1 및 R2는 각각 독립적으로 수소, 알킬기, 알케닐기, 하이드록실기, 하이드록실 알킬기 또는 알콕시알킬기이며, R1 및 R2 중 적어도 하나는 알킬기, 알케닐기, 하이드록실기, 하이드록실 알킬기 또는 알코올시알킬기일 수 있다.
상기 알킬기는 탄소수 1~5의 알킬기이며, 상기 알케닐기는 탄소수 1~5의 알케닐기이며, 상기 하이드록실 알킬기는 탄소수 1~5의 하이드록실 알킬기이며, 상기 알콕시알킬기는 탄소수 1~5의 알콕시알킬기인 것이 바람직하다.
특히, R1 및 R2 중 적어도 하나는 하이드록시메틸기, 하이드록실기 또는 메톡시메틸기일 수 있다.
구체적으로, (a)화학식 1의 구조식을 갖는 디옥솔란-온계 화합물은 4,5-디메틸-1,3-디옥솔란-2-온, 4-에틸-1,3-디옥솔란-2-온, 4-메틸렌-1,3-디옥솔란-2-온, 4-하이드록시-1,3-디옥솔란-2-온, 4-(메톡시메틸)-1,3-디옥솔란-2-온, 4-비닐-1,3-디옥솔란-2-온 및 4-하이드록시메틸-1,3-디옥솔란-2-온으로 구성되는 군에서 선택되는 1종 또는 2종 이상의 혼합물일 수 있다.
(b) 염기성 화합물
염기성 화합물은 유기 염기성 화합물 및 무기 염기성 화합물 중 선택되는 1종 또는 2종 이상의 혼합물일 수 있으며, 레지스트와 반응하여 결합을 완화시키거나 끊어주어 용해가 용이하도록 한다.
구체적으로, 상기 염기성 화합물은 KOH, NaOH, TMAH(Tetramethyl ammonium hydroxide), TEAH(Tetraethyl ammonium hydroxide), 탄산염, 인산염, 암모니아 및 아민류 등이 사용될 수 있으며, 이들은 1종 단독으로 또는 2종 이상이 함께 사용될 수 있다.
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 하이드록시아민, 트리메틸아민, 트리에틸아민, 트리프로필아민, 트리부틸아민, 트리펜틸아민, 디메틸에틸아민, 메틸디에틸아민 및 메틸디프로필아민 등의 3차 아민; 콜린, 모노에탄올아민, 디에탄올아민, 트리에탄올아민, 모노이소프로판올아민, 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, (하이드록시에틸옥시메틸)디에틸아민, 메틸(메톡시메틸)아미노에탄, 메틸(메톡시메틸)아미노에탄올, 메틸(부톡시메틸)아미노에탄올, 2-(2-아미노에톡시)에탄올 등의 알콕시아민; 1-(2-하이드록시에틸)피페라진, 1-(2-아미노에틸)피페라진, 1-(2-하이드록시에틸)메틸피페라진, N-(3-아미노프로필)모폴린, 2-메틸피페라진, 1-메틸피페라진, 1-아미노-4-메틸피페라진, 1-벤질 피페라진, 1-페닐 피페라진, N-메틸모폴린, 4-에틸모폴린, N-포르밀모폴린, N-(2-하이드록시에틸)모폴린, N-(3-하이드록시프로필)모폴린 등의 환을 형성한 고리형아민 등이 있다.
본 발명의 레지스트 박리액 조성물은 (c) 극성유기용매 및 (d)방식제 중에서 선택되는 1종 이상을 더 포함할 수 있다.
(c) 극성유기용매
본 발명의 극성유기용매는 1종 또는 2종 이상의 혼합물일 수 있으며, 용매로써 아민에 의해 분해된 포토레지스트를 용해시키는 한편 포토레지스트의 용해력을 향상시키는 역할을 한다.
본 발명에서 극성유기용매는 수용성 극성용매일 수 있으며, 수용성 극성용매로는 다가 알코올을 제외한 양자성 극성용매와 비양자성 극성용매를 들 수 있으며, 이들은 각각 단독으로 또는 혼합하여 사용할 수 있다.
상기 양자성 극성용매의 바람직한 예로는, 에틸렌글리콜 모노메틸 에테르, 에틸렌글리콜 모노에틸 에테르, 에틸렌글리콜 모노이소프로필 에테르, 에틸렌글리콜 모노부틸 에테르, 디에틸렌글리콜 모노메틸 에테르, 디에틸렌글리콜 모노에틸 에테르, 디에틸렌글리콜 모노이소프로필 에테르, 디에틸렌글리콜 모노부틸 에테르, 트리에틸렌글리콜 모노메틸 에테르, 트리에틸렌글리콜 모노에틸 에테르, 트리에틸렌글리콜 모노이소프로필 에테르, 트리에틸렌글리콜 모노부틸 에테르, 폴리에틸렌글리콜 모노메틸 에테르, 폴리에틸렌글리콜 모노부틸 에테르, 프로필렌글리콜 모노메틸 에테르, 디프로필렌글리콜 모노메틸 에테르, 트리프로필렌글리콜 모노메틸 에테르 등의 알킬렌글리콜 모노알킬 에테르 및 테트라하이드로퍼푸릴 알코올등을 들 수 있으며, 이들은 1종 단독으로 또는 2종 이상이 함께 사용될 수 있다.
상기 비양자성 극성용매의 바람직한 예로는 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-하이드록시에틸)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.
(d) 방식제
본 발명의 방식제는 알루미늄이나 구리, 이들의 합금에 대한 방식력을 제공하며, 함황 방식제, 당알콜, 다가알콜류, 방향족수산화물, 질소 포함 화합물 및 인포함 화합물에서 선택되는 1종 이상의 화합물일 수 있다.
상기 함황 방식제로는 특별히 한정하지 않으나, 티오디글리세롤[S(CH2CH(OH)CH2(OH))2], 비스(2,3-디히드록시)프로필티오에틸렌 [CH2C(SCH2CH(OH)CH2(OH))2], 2-머캅토에탄올[HSCH2CH2(OH)], 3-머캅토-1-프로판올[HSCH2CH2CH2OH], 티오글리세롤[HSCH2CH(OH)CH2(OH)], 티오글리콜산[HSCH2CO2H], 티오아세트산[CH3COSH] 및 티오살리실릭산 [HSC6H4CO2H] 등을 들 수 있으며, 상기에서 선택되는 성분을 1종 단독으로 또는 2종 이상을 혼합하여 사용할 있다.
상기 당알코올의 구체적인 예로는 솔비톨, 마니톨, 아라비톨, 리비톨, 글리세롤, 자일리톨 등을 들 수 있으며, 상기에서 선택되는 성분을 1종 단독으로 또는 2종 이상을 혼합하여 사용할 있다.
상기 다가알콜류는 에틸렌글리콜, 프로필렌글리콜, 1,3-프로판디올, 1,2-부탄디올, 1,3-부탄디올, 2,3-부탄디올, 1,4-부탄디올, 2-메틸-1,3-프로판디올, 글리세롤, 헥사글리세롤, 트리메틸올에탄, 트리메틸올프로판, 펜타에리스리톨(pentaerythritol), 등을 들 수 있으며, 상기에서 선택되는 성분을 1종 단독으로 또는 2종 이상을 혼합하여 사용할 있다.
상기 방향족수산화물은 카테콜, 메틸카테콜, 레조시놀등을 들 수 있으며, 상기에서 선택되는 성분을 1종 단독으로 또는 2종 이상을 혼합하여 사용할 있다.
상기 질소 포함 화합물은 벤조트리아졸, N-메틸모폴린-N-옥사이드, 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, 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 아졸계화합물과 1,2-벤조퀴논, 1,4-벤조퀴논, 1,4-나프토퀴논, 안트라퀴논과 같은 퀴논계 화합물 등을 들 수 있으며, 상기에서 선택되는 성분을 1종 단독으로 또는 2종 이상을 혼합하여 사용할 있다.
상기 인포함 화합물은, 트리부틸포스핀 옥시드, 프로필포스폰산, (1-아미노펜틸)포스폰산, 인산일암모늄 및 인산이암모늄등을 들 수 있으며, 상기에서 선택되는 성분을 1종 단독으로 또는 2종 이상을 혼합하여 사용할 있다.
또한, 파이로갈롤, 메틸갈레이트, 프로필갈레이트, 도데실갈레이트, 옥틸갈레이트, 및 갈릭산 등과 같은 알킬 갈레이트 화합물 등을 방식제로 포함할 수 있다. 이들은 단독으로 또는 2종 이상을 혼합하여 사용할 수 있다.
본 발명의 레지스트 박리액 조성물에 포함되는 (a) 내지 (d) 구성의 함량은, 그 구성 성분에 따라 적절히 조절하는 것이 바람직하다.
구체적으로, 본 발명의 레지스트 박리액 조성물이 (a) 상기 화학식 1로 표시되는 디옥솔란-온계 화합물과 (b) 염기성 화합물을 포함하는 조성물인 경우 (a) 상기 화학식 1로 표시되는 디옥솔란-온계 화합물은 80-99.5 중량를 포함하며, (b) 염기성 화합물은 0.5~20중량%를 포함하는 것이 바람직하다. 염기성 화합물이 상기 범위보다 소량 포함되는 경우 박리력이 약해질수 있는 문제가 있으며, 상기 범위보다 과량으로 포함되는 경우에는 박리력은 향상되나 금속막질 등에 영향을 줄 수 있다.
또한, 본 발명의 레지스트 박리액 조성물이 상기 화학식 1로 표시되는 (a) 디옥솔란-온계 화합물, (b) 염기성 화합물 및 (c) 극성유기용매를 포함하는 조성물인 경우, (a) 상기 화학식1로 표시되는 디옥솔란-온계 화합물은 5-94 중량%를 포함하며, (b) 염기성 화합물은 0.5~20중량%를 포함하며, 추가성분인 (c) 유기용매는 5~94 중량%를 포함하는 것이 바람직하다. 보다 바람직하게는 (a) 상기 화학식 1로 표시되는 디옥솔란-온계 화합물은 5-50 중량%를 포함하며, (b) 염기성 화합물은 0.5~10중량%를 포함하며, 추가성분인 (c) 유기용매는 60~94 중량%를 포함하는 것이다. 염기성 화합물이 상기 범위보다 소량 포함되는 경우 박리력이 약해질수 있는 문제가 있으며, 상기 범위보다 과량으로 포함되는 경우에는 박리력은 향상되나 금속막질등에 영향을 줄 수 있다.
한편, 본 발명의 레지스트 박리액 조성물에 방식제가 포함되는 경우, 방식제는 조성물 총 중량에 대해 0.1~5 중량%로 포함하는 것이 바람직하고, 0.5 중량% 내지 1 중량%가 더욱 바람직하다. 방식제가 상기 범위보다 과량으로 포함되는 경우 석출되거나, 박리에 영향줄수 있으며, 상기 범위보다 소량으로 포함되는 경우 금속막의 방식력이 약하여 금속막등에 영향을 줄 수 있으므로 바람직하지 않다.
본 발명의 레지스트 박리액 조성물은 상기에서 언급한 화합물을 일정량으로 유리하게 혼합하여 제조될 수 있으며, 혼합 방법은 특별히 제한되지 않으며 여러 가지 공지 방법을 제한 없이 적용할 수 있다.
또한, 본 발명의 레지스트의 박리방법은, (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, 상기 레지스트 패턴 형성 및 식각에 의해 변성 및 경화된 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 레지스트 박리액 조성물을 사용하여 박리하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.
상기 박리 방법 중의, 레지스트막의 형성, 노광, 현상, 식각 및 에싱 공정은 당업계에 통상적으로 알려진 방법에 의하여 수행할 수 있다.
상기 레지스트의 종류로는, 포지티브형 및 네가티브형의 g-선, i-선 및 원자외선(DUV) 레지스트, 전자빔 레지스트, X-선 레지스트, 이온빔 레지스트 등이 있으며, 그 구성 성분에 제약을 받지 않지만, 본 발명의 레지스트 박리용 조성물이 특히, 효과적으로 적용되는 레지스트는 노볼락계 페놀 수지와 디아조나프토퀴논을 근간으로 하는 광활성 화합물로 구성된 포토레지스트막이며, 이들의 혼합물로 구성된 포토레지스트막에도 효과적이다.
본 발명의 레지스트 박리액 조성물을 이용해서 플랫 패널 디스플레이 기판 상의 레지스트, 변성 또는 경화된 레지스트 및 건식 식각 잔사를 제거하는 방법으로는, 박리액 내에 레지스트가 도포된 기판을 침적 시키는 방식 또는 박리액을 해당 기판에 스프레이 하는 방식 등을 들 수 있다. 또 이 경우, 초음파의 조사나 회전 또는 좌우로 요동하는 브러시를 접촉시키는 등의 물리적인 처리를 병용해도 좋다. 박리액 처리 후에, 기판에 잔류하는 박리액은 계속되는 세정 처리에 의해 제거될 수 있다. 세정 공정은, 박리액 대신 물이나 이소프로필 알코올을 채용하는 것 외에는 박리 공정과 동일하다.
상기 박리 방법에는 침적법, 분무법 또는 침적 및 분무법를 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. 상기 레지스트가 도포된 기판 상에 적용되는 박리액 조성물의 온도가 15℃ 미만이면, 변성 또는 경화된 레지스트막을 제거하는데 필요한 시간이 지나치게 길어질 수 있다. 또한, 조성물의 온도가 100℃를 초과하면, 레지스트막의 하부 막층의 손상이 우려되며, 박리액의 취급에 어려움이 뒤따른다.
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, 상기 본 발명의 레지스트 박리액 조성물 및 이를 사용하는 박리 방법은, 플랫 패널 디스플레이의 제조에 사용할 때, 알루미늄 또는 구리를 포함하는 금속 배선에 대한 부식 방지성이 뛰어난 장점을 갖는다.
또한, 본 발명은
본 발명의 레지스트 박리액 조성물을 사용하여 플랫 패널용 기판의 레지스트를 박리하는 공정을 포함하는 것을 특징으로 하는 디스플레이 장치용 플랫 패널의 제조방법을 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.
상기의 제조방법에 의하여 제조된 디스플레이 장치용 플랫 패널 및 플랫 패널 디스플레이 장치는 제조과정에서 레지스트의 제거가 완벽하게 이루어지고, 알루미늄 및/또는 구리를 포함하는 금속배선의 부식도 거의 발생하지 않으므로 뛰어난 품질을 갖는다.
또한, 본 발명은 상기 레지스트 박리액 조성물을 사용하여 제조되는 것을 특징으로 하는 디스플레이 장치용 플랫 패널 및 플랫 패널 디스플레이 장치를 제공한다.
이하, 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 1~11 및 비교예 1~4: 레지스트 박리액 조성물의 제조
하기의 표 1(단위: 중량%)에 기재된 성분과 함량을 혼합하여 레지스트 박리액 조성물을 제조하였다.
화학식 1화합물 염기성화합물 극성유기용매 방식제
실시예 1 a-1 95 AEE 5
실시예 2 a-2 95 AEE 5
실시예 3 a-1 50 AEE 5 BDG 45
실시예 4 a-2 20 AEE 5 BDG 75
실시예 5 a-3 10 MIPA 7 NMP 83.5
실시예 6 a-1 20 MIPA 7 NMP 72 D1 1
실시예 7 a-2 20 AEE 5 BDG 74.5 D1 0.5
실시예 8 a-1 10 AEE 7 BDG 78 D2 5
실시예 9 a-2 15 AEE 5 NMF 79.5 D3 0.5
실시예 10 a-3 15 DHEA 5 BDG 79.5 D4 0.5
실시예 11 a-2 95 AEE 4 D1 1
비교예 1 MEA 7 BDG 93
비교예 2 MEA 7 NMF 93
비교예 3 a-4 95 AEE 5
비교예 4 a-5 50 MIPA 5
a-1 : 4-(하이드록시메틸)-1,3-디옥솔란-2-온
a-2 : 4-하이드록시-1,3-디옥솔란-2-온
a-3 : 4-(메톡시메틸)-1,3-디옥솔란-2-온
a-4 : 1,3-디옥솔란-2-온
a-5 : 2-메톡시-1,3-디옥솔란
D1 : 벤조트리아졸
D2 : 트리부틸포스핀 옥시드
D3 : N-메틸모폴린-N-옥사이드
D4 : 카테콜
AEE : 아미노에톡시에탄올
MEA : 모노에탄올아민
MIPA : 모노이소프로판올아민
NMP : N-메틸피롤리돈
NMF : N-메틸포름아미드
BDG : 디에틸렌글리콜 모노부틸 에테르
< 시험예 1> 박리성 및 방식성 평가
플라즈마 에칭 또는 고온 에싱 후 발생한 변질된 포토레지스트 잔류물 및 폴리머 잔사물이 금속배선 및 절연막에 부착된 SiO2 절연막에 Cu 금속 배선을 온도 65℃의 박리액 조성물(상기 실시예 1~11 및 비교예 1~4) 각각에 20분간 침적시킨 후, 박리액으로부터 시편을 꺼내고 초순수로 1분간 린스한 후, 질소 가스를 이용하여 건조시켰다. 그리고 주사전자현미경을 이용하여 SiO2 절연막에 Cu 금속 배선을 갖는 기판으로부터 건식 식각 또는 고온 에싱 후 잔류하는 포토레지스트 잔류물 및 폴리머의 제거성을 평가하였다. 구체적으로, 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 Cu 방식성
실시예 1 ○ ○
실시예 2 ○ ○
실시예 3 ○ ○
실시예 4 ◎ ○
실시예 5 ○ ○
실시예 6 ◎ ◎
실시예 7 ○ ○
실시예 8 ◎ ◎
실시예 9 ◎ ◎
실시예10 ○ ◎
실시예 11 ○ ◎
비교예 1 △ Ⅹ
비교예 2 ◎ Ⅹ
비교예 3 ○ Ⅹ
비교예 4 ○ Ⅹ
상기 표 2에 나타난 바와 같이, 본원 발명의 조성물인 실시예 1 내지 11의 경우, 박리성이 우수할 뿐 아니라 Cu에 대한 우수한 방식성을 가짐을 확인할 수 있었다. 이에 반해, 본원의 화학식 1의 화합물을 포함하지 않는 비교예 1과 2의 조성물의 경우 Cu에 대한 방식성이 매우 좋지 않았으며, 특히 비교예 1의 조성물은 박리성 역시 좋지 않았다. 또한, 4번 및/또는 5번 위치가 치환된 디옥솔란-온계 화합물인 본원의 화학식 1의 화합물 대신, 비치환 디옥솔란-온계 화합물을 사용한 비교예 3 및 디옥솔란계 화합물을 사용한 비교예 4 역시 Cu에 대한 방식성이 매우 좋지 않은 결과를 나타내었다.
상기 실험 결과로부터, 본 발명의 화학식 1의 구조를 갖는 화합물을 박리액 조성물에 사용하는 경우, Cu에 대한 방식성을 극대화시킴을 확인할 수 있었다.

Claims (15)

  1. (a) 하기 화학식 1의 구조식을 갖는 디옥솔란-온계 화합물 및 (b) 염기성 화합물을 포함하는 레지스트 박리액 조성물:
    (화학식 1)
    Figure pat00003

    상기 식에서 R1 및 R2는 각각 독립적으로 수소, 알킬기, 알케닐기, 하이드록실기, 하이드록실 알킬기 또는 알콕시알킬기이며, R1 및 R2 중 적어도 하나는 알킬기, 알케닐기, 하이드록실기, 하이드록실 알킬기 또는 알콜시알킬기이다.
  2. 청구항 1에 있어서,
    (c)극성유기용매를 추가로 포함하는 레지스트 박리액 조성물.
  3. 청구항 1 또는 청구항 2 중 어느 한 항에 있어서, 상기 알킬기는 탄소수 1~5의 알킬기이며, 상기 알케닐기는 탄소수 1~5의 알케닐기이며, 상기 하이드록실 알킬기는 탄소수 1~5의 하이드록실 알킬기이며, 상기 알콕시알킬기는 탄소수 1~5의 알콕시알킬기인 것을 특징으로 하는 레지스트 박리액 조성물.
  4. 청구항 1 또는 청구항 2 중 어느 한 항에 있어서, 상기 R1 및 R2 중 적어도 하나는 하이드록시메틸기, 하이드록실기 또는 메톡시메틸기인 것을 특징으로 하는 레지스트 박리액 조성물.
  5. 청구항 1 또는 청구항 2 중 어느 한 항에 있어서, 상기 (a) 화학식 1의 구조식을 갖는 디옥솔란-온계 화합물은 4,5-디메틸-1,3-디옥솔란-2-온, 4-에틸-1,3-디옥솔란-2-온, 4-메틸렌-1,3-디옥솔란-2-온, 4-하이드록시-1,3-디옥솔란-2-온, 4-(메톡시메틸)-1,3-디옥솔란-2-온, 4-비닐-1,3-디옥솔란-2-온 및 4-하이드록시메틸-1,3-디옥솔란-2-온으로 구성되는 군에서 선택되는 1종 또는 2종 이상의 혼합물인 것을 특징으로 하는 레지스트 박리액 조성물.
  6. 청구항 1에 있어서, 상기 (a) 화학식 1의 구조식을 갖는 디옥솔란-온계 화합물 80~99.5 중량% 및 (b) 염기성 화합물 0.5~20 중량%를 포함하는 것을 특징으로 하는 레지스트 박리액 조성물.
  7. 청구항 2에 있어서, 상기 (a) 화학식 1의 구조식을 갖는 디옥솔란-온계 화합물 5~50 중량%, (b) 염기성 화합물 0.5~20 중량% 및 (c) 극성유기용매 60~94 중량%를 포함하는 것을 특징으로 하는 레지스트 박리액 조성물.
  8. 청구항 1에 있어서, 상기 (b) 염기성 화합물은 유기 염기성 화합물 및 무기염기성 화합물 중 선택되는 1종 또는 2종 이상의 혼합물인 것을 특징으로 하는 레지스트 박리액 조성물.
  9. 청구항 1 또는 청구항 2 중 어느 한 항에 있어서, (d) 방식제를 추가로 포함하는 것을 특징으로 하는 레지스트 박리액 조성물.
  10. 청구항 9에 있어서, 상기 (a) 화학식 1의 구조식을 갖는 디옥솔란-온계 화합물 10~50중량%, (b) 염기성 화합물 1~20 중량%, (c) 유기용매 30~70 중량% 및 (d) 방식제 0.1~5 중량%를 포함하는 것을 특징으로 하는 레지스트 박리액 조성물.
  11. (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, 상기 레지스트 패턴 형성 및 식각에 의해 변성 및 경화된 레지스트를 레지스트 박리액 조성물을 사용하여 기판으로부터 박리하는 단계를 포함하며,
    상기 레지스트 박리액 조성물은 청구항 1의 레지스트 박리액 조성물인 것을 특징으로 하는 레지스트의 박리방법.
  12. 청구항 1의 레지스트 박리액 조성물을 사용하여 플랫 패널용 기판의 레지스트를 박리하는 공정을 포함하는 것을 특징으로 하는 디스플레이 장치용 플랫 패널의 제조방법.
  13. 청구항 1의 레지스트 박리액 조성물을 사용하여 플랫 패널용 기판의 레지스트를 박리하는 공정을 포함하는 것을 특징으로 하는 플랫 패널 디스플레이 장치의 제조방법.
  14. 청구항 12에 따라 제조되는 것을 특징으로 하는 디스플레이 장치용 플랫 패널.
  15. 청구항 13에 따라 제조되는 것을 특징으로 하는 플랫 패널 디스플레이 장치.
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