KR20160009769A - 포토레지스트 조성물 및 이를 이용한 표시장치용 기판의 제조방법 - Google Patents

포토레지스트 조성물 및 이를 이용한 표시장치용 기판의 제조방법 Download PDF

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Abstract

본 발명의 일 실시예는 알칼리 가용성 수지; 경화제; 광산 발생제; 및 유기 용제를 포함하는 포토레지스트 조성물을 개시한다.

Description

포토레지스트 조성물 및 이를 이용한 표시장치용 기판의 제조방법{Photoresist composition and method of manufacturing a substrate for a display device using the photoresist composition}
본 발명의 실시예들은 포토레지스트 조성물 및 이를 이용한 표시장치용 기판의 제조방법에 관한 것이다.
일반적으로, 박막 트랜지스터(thin film transistor, TFT)를 포함하는 표시 기판은 포토리소그래피 공정(photolithography process)을 이용하여 형성한다. 상기 포토리소그래피 공정은 노광, 현상 및 식각 단계들을 포함한다. 상기 노광 단계에서, 패턴의 디자인을 반영한 마스크 및 노광 장치(이하, 일반 노광 장치라 함)를 이용하여 포토레지스트 패턴을 형성한다. 상기 포토레지스트 패턴을 식각 방지막으로 이용하여 상기 포토레지스트 패턴의 하부막을 패터닝하여, 상기 패턴을 형성한다. 상기 패턴의 디자인이 변경될 때마다 상기 마스크의 디자인도 변경되어야 하므로 패턴의 수만큼 마스크가 필요하다. 상기 마스크가 고가임을 감할 때, 상기 사진 식각 공정에서 상기 마스크의 이용은 제조비용을 증가시킴으로써 생산 원가를 증가시키는 요인이 된다. 최근에는 이러한 문제점을 해결하기 위해서 별도의 마스크를 이용하지 않고 기판에 다수의 스팟 빔들(spot beams)을 제공할수 있는 마이크로-미러들(micro-mirrors)을 포함하는 광학 소자를 이용하는 디지털 노광 장치를 이용하고 있다.
그러나 상기 디지털 노광 장치는 상기 일반 노광 장치와 다른 파장의 광을 발생하는 광원을 이용하기 때문에, 상기 일반 노광 장치에 대한 감광성이 좋은 포토레지스트 조성물을 사진 식각 공정에 이용하는 경우, 상기 포토레지스트 조성물은 상기 디지털 노광 장치에 대한 감광성이 저하될 수 있다. 따라서, 상기 디지털 노광 장치의 광원에 대한 감도 및 해상도가 향상된 포토레지스트 조성물이 요구된다.
본 발명의 실시예들은 포토레지스트 조성물 및 이를 이용한 표시장치용 기판의 제조방법을 제공한다.
본 발명의 일 실시예는 알칼리 가용성 수지; 경화제; 하기 화학식 1로 표시되는 광산 발생제; 및 유기 용제를 포함하는 포토레지스트 조성물을 개시한다:
<화학식 1>
Figure pat00001
상기 화학식 1 중,
L11은 단일 결합, C1-C10알킬렌기, C2-C10알케닐렌기 및 C2-C10알키닐렌기 중에서 선택되고;
R11은 C6-C15아릴기; 및
중수소, 히드록실기, C1-C10알킬기, C1-C10알콕시기 및 C6-C15아릴기 중 적어도 하나로 치환된, C6-C15아릴기; 중에서 선택된다.
본 실시예에 있어서, 상기 알칼리 가용성 수지는 아크릴 공중합체 및 노볼락계 수지 중에서 선택되는 1종 이상을 포함할 수 있다.
본 실시예에 있어서, 상기 노볼락계 수지는, 메타크레졸 75 중량% 및 파라크레졸 25 중량%을 포함할 수 있다.
본 실시예에 있어서, 상기 노볼락계 수지는, 폴리스티렌 환산의 중량평균분자량이 7,000 내지 30,000 일 수 있다.
본 실시예에 있어서, 상기 경화제는, 에폭시계 수지, 다이페닐 에테르계 수지, 스티렌 수지 및 멜라민계 수지 중에서 선택되는 1 종 이상을 포함할 수 있다.
본 실시예에 있어서, 상기 경화제는, 헥사메톡시메틸멜라민(Hexamethoxymelamine), 헥사에톡시메틸멜라민(Hexaethoxymelamine), 헥사부톡시메틸멜라민(Hexabuthoxymelamine) 및 헥사아이소부톡시메틸멜라민(Hexaisobuthoxymelamine) 중에서 선택되는 1종 이상을 포함할 수 있다.
본 실시예에 있어서, L11은 단일 결합 및 C2-C10알케닐렌기 중에서 선택될 수 있다.
본 실시예에 있어서, L11은 단일 결합 및 에테닐렌기 중에서 선택될 수 있다.
본 실시예에 있어서, R11은 페닐기; 및 메틸기, 에틸기, n-프로필기, iso-프로필기, 메톡시기, 에톡시기 및 페닐기 중 적어도 하나로 치환된 페닐기 중에서 선택될 수 있다.
본 실시예에 있어서, R11은 메톡시기로 치환된 페닐기 중에서 선택될 수 있다.
본 실시예에 있어서, R11은 하기 화학식 2-1 및 2-2 중에서 선택될 수 있다:
Figure pat00002
상기 화학식 2-1 및 2-2 중, *는 이웃한 원자와의 결합사이트이다.
본 실시예에 있어서, 상기 광산 발생제는 하기 화합물 1 및 2 중에서 선택되는 1종 이상일 수 있다:
Figure pat00003
본 실시예에 있어서, 상기 유기 용제는, 프로필렌글리콜 모노메틸에테르아세테이트를 포함힐 수 있다.
본 실시예에 있어서, 상기 알칼리 가용성 수지 5 중량% 내지 50 중량%; 상기 경화제 0.1 중량% 내지 15 중량%; 상기 광산 발생제 0.01 중량% 내지 10 중량%; 및 잔부의 유기 용제를 포함할 수 있다.
본 실시예에 있어서, 아크릴 공중합체 25 중량%; 노볼락계 수지 25 중량%; 멜라민계 수지 3 중량% 내지 7 중량%; 상기 화학식 1로 표시되는 광산 발생제 1 내지 7 중량%; 및 잔부의 프로필렌 글리콜모노메틸에테르아세테이트를 포함할 수 있다.
본 발명의 다른 실시예는, 기판 상에 a) 알칼리 가용성 수지, b) 경화제, c) 하기 화학식 (1)로 표시되는 광산 발생제 및 d) 유기 용제를 포함하는 포토레지스트 조성물을 이용하여 포토레지스트층을 형성하는 단계; 및 상기 포토레지스트층 상에 전극층을 형성하는 단계; 를 포함하는 표시장치용 기판의 제조방법을 개시한다:
<화학식 1>
Figure pat00004
상기 화학식 1 중,
L11은 단일 결합, C1-C10알킬렌기, C2-C10알케닐렌기 및 C2-C10알키닐렌기 중에서 선택되고;
R11은 C6-C15아릴기; 및
중수소, 히드록실기, C1-C10알킬기, C1-C10알콕시기 및 C6-C15아릴기 중 적어도 하나로 치환된, C6-C15아릴기; 중에서 선택된다.
본 실시예에 있어서, 상기 포토레지스트층을 형성하는 단계는, 상기 포토레지스트 조성물을 상기 기판 상에 도포하여 코팅막을 형성하는 단계; 상기 코팅막에 400 nm 내지 410 nm의 광을 조사하는 단계 및 노광된 상기 코팅막을 현상하는 단계; 를 포함할 수 있다.
본 실시예에 있어서, 상기 광을 조사하는 단계는 상기 코팅막에 디지털 노광 장치를 이용하여 다수의 스팟 빔들을 조사하는 것일 수 있다.
본 실시예에 있어서, 상기 포토레지스트층을 형성하는 단계 이전에 상기 베이스 기판 상에 게이트 전극, 소스 전극 및 드레인 전극을 포함하는 박막 트랜지스터를 형성하는 단계;를 더 포함하고, 상기 포토레지스트층은 상기 드레인 전극을 부분적으로 노출시키는 콘택홀을 포함하며, 상기 전극층은 상기 콘택홀을 통해서 상기 드레인 전극과 접촉하는 화소 전극을 포함할 수 있다.
본 실시예에 있어서, 상기 스팟 빔들은 상기 디지털 노광 장치의 마이크로-미러들이 선택적으로 온/오프되어 콘택홀 형성 영역을 제외한 영역들에 중첩되어 조사되고, 상기 콘택홀 형성 영역 상의 코팅막은 현상액에 의해서 제거되는 것일 수 있다.
전술한 것 외의 다른 측면, 특징, 이점이 이하의 도면, 특허청구범위 및 발명의 상세한 설명으로부터 명확해질 것이다.
본 발명의 실시예들에 관한 포토레지스트 조성물은 향상된 광 특성을 가질 수 있다.
본 발명의 실시예들에 관한 포토레지스트 조성물을 이용한 표시 기판의 제조 방법은 제조 신뢰성을 향상시킬 수 있다.
도 1은 비교예 1, 2 및 실시예 1의 5um 라인-앤드-스페이스 패턴에 대한 해상도 및 프로파일을 비교하여 나타낸 전자현미경 사진이다.
도 2는 비교예 1, 2 및 실시예 1의 각각의 패턴 크기에 따른 해상도 및 프로파일을 비교하여 나타낸 전자현미경 사진이다.
도 3은 비교예 1, 2 및 실시예 1의 5um 라인-앤드-스페이스 패턴을 형성할 때 노광 장치의 포커스를 달리하는 경우, 포커스 마진을 비교하여 나타낸 전자현미경 사진이다.
도 4는 비교예 1, 2 및 실시예 1에 대한 도 3의 포커스 마진을 나타내는 그래프이다.
도 5는 비교예 1, 2 및 실시예 1의 4um 라인-앤드-스페이스 패턴에 대하여 하드 베이크 온도를 달리하는 경우 내열성을 비교하여 나타낸 전자현미경 사진이다.
도 6은 비교예 1, 2 및 실시예 1의 10um 라인-앤드-스페이스 패턴에 대하여 하드 베이크 온도를 달리하는 경우, 내열성을 비교하여 나타낸 전자현미경 사진이다.
도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 표시장치용 기판의 제조에 이용되는 디지털 노광 장치를 설명하기 위한 개념도이다.
도 8은 도 7에 도시된 디지털 노광 장치를 이용한 노광 단계를 설명하기 위한 평면도이다.
도 9 및 도 10은 본 발명의 일 실시예에 따른 표시장치용 기판의 제조 방법을 설명하기 위한 단면도이다.
본 발명은 다양한 변환을 가할 수 있고 여러 가지 실시 예를 가질 수 있는 바, 특정 실시 예들을 도면에 예시하고 상세한 설명에 상세하게 설명하고자 한다. 그러나, 이는 본 발명을 특정한 실시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변환, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다. 본 발명을 설명함에 있어서 관련된 공지 기술에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명을 생략한다.
제1, 제2 등의 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 구성요소들은 용어들에 의해 한정되어서는 안 된다. 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다.
본 출원에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시 예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 출원에서, "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.
이하 첨부된 도면들에 도시된 본 발명에 관한 실시예를 참조하여 본 발명의 구성 및 작용을 상세히 설명한다.
이하, 본 발명을 하기 실시예를 들어 설명하지만, 본 발명이 하기 실시예로만 한정되는 것은 아니다.
본 발명의 일 실시예에 따른 포토레지스트 조성물은
알칼리 가용성 수지;
경화제;
하기 화학식 1로 표시되는 광산 발생제; 및
유기 용제를 포함한다:
<화학식 1>
Figure pat00005
상기 화학식 1 중,
L11은 단일 결합, C1-C10알킬렌기, C2-C10알케닐렌기 및 C2-C10알키닐렌기 중에서 선택되고;
R11은 C6-C15아릴기; 및
중수소, 히드록실기, C1-C10알킬기, C1-C10알콕시기 및 C6-C15아릴기 중 적어도 하나로 치환된, C6-C15아릴기; 중에서 선택된다.
(A) 알칼리 가용성 수지
상기 알칼리 가용성 수지의 예로서는, (A-1) 아크릴 공중합체, (A-2) 노볼락계 수지 등을 들 수 있다.
(A-1) 아크릴 공중합체
상기 아크릴 공중합체는 알칼리 가용성이고, 불포화 카르복시산 및 올레핀계 불포화 화합물을 단량체로 하여, 용매 및 중합 개시제의 존재 하에서 라디칼 중합 반응에 의해 수득될 수 있다.
상기 아크릴 공중합체의 총 네거티브 포토레지스트 조성물에 대한 함량이 약 50 중량%를 초과하는 경우, 동일 노광량에서 잔막율이 저하되고, 약 1 중량% 이하인 경우에는 박리 특성의 개선 효과가 나타나지 않는다. 따라서, 상기 아크릴 공중합체는 상기 네거티브 포토레지스트 조성물 전체 중량에 대하여 약 1 중량% 내지 약 50 중량% 일 수 있다. 보다 바람직하게 상기 아크릴 공중합체는 상기 네거티브 포토레지스트 조성물 전체 중량에 대하여 약 10 중량% 내지 약 25 중량% 일 수 있다.
상기 불포화 카르복시산의 구체적인 예로서는, 메타크릴산, 아크릴산 등을 들 수 있다. 이들은 각각 단독으로 또는 혼합되어 사용될 수 있다. 그러나, 본 발명의 기술적 사상은 이에 한정되지 않는다.
상기 올레핀계 불포화 화합물의 구체적인 예로서는, 메틸메타크릴레이트, 에틸메타크릴레이트, n-부틸메타크릴레이트, sec-부틸메타크릴레이트, tert-부틸 메타크릴레이트, 메틸아크릴레이트, 이소프로필아크릴레이트, 시클로헥실 메타크릴레이트, 2-메틸시클로헥실메타크릴레이트, 디시클로펜타닐옥시에틸메타크릴레이트, 이소보닐메타크릴레이트, 시클로헥실 아크릴레이트, 2-메틸시클로헥실아크릴레이트, 디시클로펜테닐아크릴레이트, 디시클로펜타닐아크릴레이트, 디시클로펜테닐메타크릴레이트, 디시클로펜타닐메타크릴레이트, 디시클로펜타닐옥시 에틸아크릴레이트, 이소보닐아크릴레이트, 페닐메타크릴레이트, 페닐아크릴레이트, 벤질 아크릴레이트, 벤질 메타크릴레이트, 2-히드록시에틸메타크릴레이트, 스티렌, 하이드록시 스티렌, α-메틸 스티렌, m-메틸 스티렌, p-메틸 스티렌, 비닐톨루엔, 1,3-부타디엔, 이소프렌 및 2,3-디메틸 1,3-부타디엔 등을 들 수 있다. 이들은 각각 단독으로 또는 혼합되어 사용될 수 있다. 그러나, 본 발명의 기술적 사상은 이에 한정되지 않는다.
상기 중합 개시제는 라디칼 중합개시제일 수 있다. 상기 중합 개시제의 구체적인 예로서는, 2,2'-아조비스이소부티로니트릴, 2,2'-아조비스(2,4-디메틸발레로니트릴)), 2,2'-아조비스(4-메톡시 2,4-디메틸발 레로니트릴), 1,1'-아조비스(시클로헥산-1-카르보니트릴), 디메틸 2,2'- 아조비스이소부틸레이트 등을 들 수 있다.
(A-2) 노볼락계 수지
상기 노볼락계 수지는 알칼리 가용성이고, 페놀계 화합물과 알데히드계 화합물 또는 케톤계 화합물을 산성촉매의 존재 하에서 반응시켜 수득할 수 있다.
상기 페놀계 화합물의 구체적인 예로서는, 페놀, 오르토크레졸, 메타크레졸, 파라크레졸, 2,3-디메틸페놀, 3,4-디메틸페놀, 3,5-디메틸페놀, 2,4-디메틸페놀, 2,6-디메틸페놀, 2,3,6-트리메틸페놀, 2-t-부틸페놀, 3-t-부틸페놀, 4-t-부틸페놀, 2-메틸레졸시놀, 4-메틸레졸시놀, 5-메틸레졸시놀, 4-t-부틸카테콜, 2-메톡시페놀, 3-메톡시페놀, 2-프로필페놀, 3-프로필페놀, 4-프로필페놀. 2-이소프로필페놀, 2-메톡시-5-메틸페놀, 2-t-부틸-5-메틸페놀, 티몰, 이소티몰 등을 들 수 있다. 이들은 각각 단독으로 또는 혼합되어 사용될 수 있다. 바람직하게는, 메타크레졸 약 75 중량%와 파라크레졸 약 25중량%의 혼합물과 포름알데히드를 축합하여 제조된 크레졸 노볼락계 수지가 본 발명에 사용될 수 있다. 상기 노볼락계 수지는 겔 침투 크로마토그래피(Gel Permeation Chromatography, GPC)에 의해 측정한 단분산 폴리스티렌 환산의 중량평균분자량으로, 약 7,000 내지 약 30,000 인 것이 바람직하다. 노볼락계 수지의 중량평균분자량이 너무 낮으면 노광부의 가교반응이 일어나더라도 분자량 증대효과가 작아 알칼리 현상액에 쉽게 용해되어 버릴 수 있으며, 중량평균분자량이 너무 높으면 노광부와 비노광부의 알칼리 현상액에 대한 용해도의 차이가 작아져 양호한 포토레지스트 패턴을 얻기 어려울 수 있다.
상기 노볼락계 수지는 상기 네거티브 포토레지스트 조성물 전체 중량에 대하여 약 5 중량% 내지 약 40 중량% 일 수 있다. 보다 바람직하게는, 상기 노볼락계 수지는 상기 네거티브 포토레지스트 조성물 전체 중량에 대하여 약 15 중량% 내지 약 25 중량% 일 수 있다.
상기 알데히드계 화합물의 구체적인 예로서는, 포름알데히드, 포르말린, 파라포름알데히드, 트리옥산, 아세트알데히드, 프로필알데히드, 벤즈알데히드, 페닐아세트알데히드, α-페닐프로필알데히드, β-페닐프로필알데히드, o-하이드록시벤즈알데히드, m-하이드록시벤즈알데히드, p-하이드록시벤즈알데히드, o-클로로벤즈알데히드, m-클로로벤즈알데히드, p-클로로벤즈알데히드, o-메틸벤즈알데히드, m-메틸벤즈알데히드, p-메틸벤즈알데히드, p-에틸벤즈알데히드, p-n-부틸벤즈알데히드, 테레프탈산알데히드 등을 들 수 있다. 이들은 각각 단독으로 또는 혼합되어 사용될 수 있다.
상기 케톤계 화합물의 구체적인 예로서는, 아세톤, 메틸에틸케톤, 디에틸케톤, 디페닐케톤을 들 수 있다. 이들은 각각 단독으로 또는 혼합되어 사용될 수 있다.
상기 알칼리 가용성 수지는 상기 네거티브 포토레지스트 조성물 전체 중량에 대해서 약 25 중량% 내지 약 50 중량% 인 경우, 현상 마진, 잔막률, 내열성 및 광감도가 최대화될 수 있다. 따라서, 상기 알칼리 가용성 수지는 상기 네거티브 포토레지스트 조성물 전체 중량에 대해서 약 25 중량% 내지 약 50중량% 인 것이 바람직하다.
(B) 경화제
경화제는 상기 알칼리 가용성 수지와 결합되어 상기 알칼리 가용성 수지를 가교화시킬 수 있다. 상기 경화제는 열에 의해서 상기 알칼리 가용성 수지와 결합할 수 있다.
상기 경화제는 예를 들어, 에폭시계 수지, 폴리글리시딜에테르계 수지, 다이페닐 에테르계 수지, 스티렌 수지, 멜라민계 수지 등 일 수 있다. 그러나, 본 발명의 기술적 사상은 이에 한정되지 않는다.
상기 에폭시계 수지는 에폭시 그룹을 적어도 1개 이상 포합하고 있는 수지로서, 상기 에폭시계 수지의 예로서는 일반적인 비스페놀 A형 에폭시(diglycidyl ether of bisphenol A, DGEBA) 수지, 비스페놀 F형 에폭시 수지, 노볼락형 에폭시 수지, 시클로알리파틱 에폭시(cycloaliphatic epoxy) 수지 등을 들 수 있다. 구체적으로 상기 다이페닐 에테르계 수지는, 다이페닐 에테르, 1,3-다이페녹시벤젠, 1,2-다이페녹시벤젠 등을 들 수 있다. 구체적으로 상기 스티렌 수지는, 폴리페닐에틸렌, 폴리클로로트리플루오로에틸렌 등을 들 수 있다. 구체적으로 상기 멜라민계 수지는, 알콕시메틸화멜라민 수지, 에톡시메틸화멜라민 수지, 프로폭시메틸화 멜라민 수지, 부톨시메틸화멜라민 수지, 헥사메톡시메틸멜라민 수지, 헥사에톡시메틸멜라민 수지, 헥사부톡시메틸멜라민 수지, 및 헥사아이소부톡시메틸멜라민 수지 등을 들 수 있다.
상기 경화제가 상기 포토레지스트 조성물 전체 중량의 약 0.1 중량% 미만인 경우, 상기 알칼리 가용성 수지의 가교화에 거의 영향을 주지 않아 본 발명에 따른 전면 노광 공정을 수행하여 열이 가해지더라도 가교 반응이 일어나지 않는다. 상기 경화제가 상기 포토레지스트 조성물 전체 중량의 약 15 중량% 초과인 경우, 상기 포토레지스트 조성물은 온도 상승에 의해 쉽게 경화되므로 안정성이 떨어지고, 보관하기가 어려워질 수 있다. 따라서, 상기 경화제는 상기 포토레지스트 조성물 전체 중량의 약 0.1 중량% 내지 약 15 중량% 일 수 있다. 구체적으로, 상기 경화제는 상기 포토레지스트 조성물 전체 중량의 약 3 중량% 내지 약 7 중량% 일 수 있다.
(C) 광산 발생제
광산 발생제는 활성 광선에 의한 노광에 의해 산을 형성하는 화합물이며, 브뢴스테드산 또는 루이스산을 발생하는 물질이 사용될 수 있다. 상기 광산 발생제에 의해 생성된 산은 상기 경화제를 활성시킬 수 있다.
상기 광산 발생제는 하기 화학식 1로 표시될 수 있다:
<화학식 1>
Figure pat00006
상기 화학식 1 중,
L11은 단일 결합, C1-C10알킬렌기, C2-C10알케닐렌기 및 C2-C10알키닐렌기 중에서 선택되고;
R11은 C6-C15아릴기; 및
중수소, 히드록실기, C1-C10알킬기, C1-C10알콕시기 및 C6-C15아릴기 중 적어도 하나로 치환된, C6-C15아릴기; 중에서 선택된다.
예를 들어, 상기 화학식 1 중, L11은 단일 결합 및 C2-C10알케닐렌기 중에서 선택될 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.
다른 예로서, 상기 화학식 1 중, L11은 단일 결합 및 에테닐렌기 중에서 선택될 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.
예를 들어, 상기 화학식 1 중, R11은 페닐기; 및
메틸기, 에틸기, n-프로필기, iso-프로필기, 메톡시기, 에톡시기 및 페닐기 중 적어도 하나로 치환된 페닐기 중에서 선택될 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다:
다른 예로서, 상기 화학식 1 중, R11은 메톡시기로 치환된 페닐기 중에서 선택될 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.
또 다른 예로서, 상기 화학식 1 중, R11은 하기 화학식 2-1 및 2-2 중에서 선택될 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다:
Figure pat00007
상기 화학식 2-1 및 2-2 중, *는 이웃한 원자와의 결합사이트이다.
상기 광산 발생제는 하기 화학식 1a로 표시될 수 있다:
<화학식 1a>
Figure pat00008
상기 화학식 1a 중,
L11은 화학식 1 중의 L11에 대한 내용을 참조하고;
a11은 1 및 2 중에서 선택되고;
Z11은 메틸기, 에틸기, n-프로필기, iso-프로필기, 메톡시기, 에톡시기 및 페닐기 중에서 선택된다.
상기 광산 발생제는, 하기 화합물 1 및 2 중에서 선택되는 1종 이상일 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다:
Figure pat00009
상기 화학식 1로 표시되는 광산 발생제는 하기 화학식 1'에 표시된 트리아진 코어 중의 CCl3가 빛에 의하여 분해되면서 HCl을 발생시킬 수 있다.
<화학식 1'>
Figure pat00010
상기 광산 발생제는 0.01 중량% 내지 10 중량%의 함량을 가질 수 있다.
상기 광산 발생제가 상기 포토레지스트 조성물 전체 중량의 약 0.01 중량% 미만인 경우, 상기 광산 발생제에 의해 생성되는 산의 양이 미미하여 상기 경화제를 활성화시키는데 기여하는 바가 거의 없다. 상기 광산 발생제가 상기 포토레지스트 조성물 전체 중량의 약 10 중량%를 초과하는 경우, 상기 포토레지스트 조성물을 포함하는 막이 형성된 기판 상에 마스크를 배치시키고 광을 조사하더라도 상기 광에 의해 상기 광산 발생제가 반응할 확률이 크므로 이후에 현상 속도가 느리거나 알칼리 현상액에 의해 제거되어야 하는 부분이 제거되지 않아 현상이 되지 않을 수 있다. 따라서, 상기 광산 발생제는 상기 포토레지스트 조성물 전체 중량의 약 0.01 중량% 내지 약 10 중량%인 것이 바람직하다. 구체적으로, 상기 광산 발생제는 상기 포토레지스트 조성물 전체 중량의 약 1 중량% 내지 약 7 중량%인 것이 더욱 바람직하다.
(D) 유기 용제
상기 유기 용제의 예로서는, 에테르류, 글리콜에테르류, 에틸렌글리콜알킬에테르 아세테이트류, 디에틸렌글리콜류, 프로필렌글리콜 모노알킬에테르류, 프로필렌글리콜 알킬에테르아세테이트류, 프로필렌글리콜 알킬에테르아세테이트류, 프로필렌글리콜 모노메틸에테르아세테이트류, 방향족 탄화수소류, 케톤류, 에스테르류 등을 들 수 있다.
예를 들어, 프로필렌글리콜 모노메틸에테르아세테이트일 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.
예를 들어, 상기 포토레지스트 조성물은 네가티브 포토레지스트 조성물일 수 있다.
예를 들어, 상기 포토레지스트 조성물은, 상기 알칼리 가용성 수지 5 중량% 내지 50 중량%; 상기 경화제 0.1 중량% 내지 15 중량%; 상기 광산 발생제 0.01 중량% 내지 10 중량%; 및 잔부의 유기 용제를 포함할 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.
다른 예로서, 상기 포토레지스트 조성물은, 아크릴 공중합체 25 중량%; 노볼락계 수지 25 중량%; 멜라민계 수지 3 중량% 내지 7 중량%; 상기 화학식 1로 표시되는 광산 발생제 3 내지 7 중량%; 및 잔부의 프로필렌 글리콜모노메틸에테르아세테이트를 포함할 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.
이하, 도면을 참조하여, 본 발명의 일 실시예에 따른 표시장치용 기판의 제조 방법을 설명한다.
도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 표시장치용 기판의 제조에 이용되는 디지털 노광 장치를 설명하기 위한 개념도이다.
도 7을 참조하면, 상기 디지털 노광 장치(1)는 광을 생성하는 광원(200), 상기 광원(200)이 제공하는 광을 제공받는 광학 헤드(210) 및 상기 광학 헤드(210)로부터 광을 제공받는 스테이지(220)를 포함할 수 있다.
상기 광원(200)은 레이저 빔을 상기 광학 헤드(210)로 제공할 수 있다.
상기 광학 헤드(210)는 빔 스플리터(beam splitter, 212), 디지털 마이크로-미러 장치(Digital Micro-mirror Device, 213, 이하, DMD) 및 광학계(225)를 포함할 수 있다. 구체적으로, 상기 빔 스플리터(212)는 상기 광원(200)에서 제공되는 상기 레이저 빔을 반사 및 투과시킨다. 상기 빔 스플리터(212)에 의해 반사된 레이저 빔은 상기 DMD(213)에 제공된다. 상기 빔 스플리터(212)는 상기 DMD(213)가 제공하는 광을 투과시켜 상기 광학계(225)에 제공할 수 있다.
상기 DMD(213)는 다수의 마이크로-미러들(214)을 포함한다. 상기 마이크로-미러들(214)은 mㅧn의 매트릭스 형태로 배열될 수 있다. 상기 마이크로-미러들(214) 각각이 상기 빔 스플리터(212)로부터 제공받은 광을 반사시킬 수 있다. 상기 DMD(213)는 상기 스테이지(220)에 놓인 기판(SUB)에 전사될 화상 데이터에 기초하여 상기 빔 스플리터(212)로부터 제공받은 광을 선택적으로 반사할 수 있다. 상기 광학 헤드(210)는 상기 화상 데이터에 기초하여 상기 마이크로-미러들(214) 각각을 제어하는 미러 제어부(미도시)를 더 포함할 수 있다. 상기 미러 제어부는 상기 마이크로-미러들(214)의 온/오프를 조절하는 신호를 출력할 수 있다. 상기 마이크로-미러들(214)이 상기 미러 제어부로부터 모두 온 데이터를 받는 경우, 상기 마이크로-미러들(214)의 개수와 실질적으로 동일한 개수의 반사 빔들이 상기 광학계(225)로 출력될 수 있다.
상기 광학계(225)는 다수의 렌즈들을 포함한다. 상기 광학계(225)는 상기 DMD(213)로부터 입사되는 상기 반사 빔들을 다수의 스폿 빔들(spot beams, SB)로 변환시킬 수 있다. 상기 광학계(225)는 상기 DMD(213)로부터 입사되는 상기 반사 빔들을 집광시키고 상기 반사 빔들 간의 거리를 확대시킬 수 있다.
상기 디지털 노광 장치(1)는 상기 스테이지(220)에 놓인 기판(SUB)에 상기 스폿 빔들(SB)을 조사하여 상기 기판(SUB) 상에 형성된 포토레지스트층(미도시)을 노광시킬 수 있다. 이하에서, 상기 기판(SUB)은 상기 패시베이션층(160) 상에 상기 코팅막이 형성된 베이스 기판(110)과 실질적으로 동일한 것으로 정의한다.
도 8은 도 7에 도시된 디지털 노광 장치(1)를 이용한 노광 단계를 설명하기 위한 평면도이다.
도 7 및 도 8을 함께 참조하면, 상기 기판(SUB)은 상기 스폿 빔들(SB)에 의해서 노광될 수 있다.
구체적으로, 상기 DMD(213)는 스캔 방향(MD)인 제1 방향(D1)에 대해서 수직한 제2 방향(D2)으로 연속된 선이나 면적을 노광시키기 위해서, 상기 기판(SUB)에 대해서 소정 각도(θ)로 경사진 상태로 고정된다. 이에 따라, 상기 기판(SUB)과 상기 DMD(213)가 제3 방향(D3)으로 경사진 상태로 배치된다. 상기 DMD(213)가 특정 위치에 고정된 상태에서, 상기 기판(SUB)이 일 방향(MD)으로 이동함에 따라 상기 기판(SUB)의 일 영역에서는 상기 스폿 빔들(SB)이 시간에 따라 중첩되어 조사된다. 상기 스폿 빔들(SB)은 상기 마이크로-미러(214)의 온/오프에 따라서 선택적으로 상기 기판(SUB)으로 제공될 수 있다.
일례로, 비노광 영역에 대응하는 마이크로-미러(214)는 오프 데이터를 제공받고, 노광 영역에 대응하는 마이크로-미러(214)는 온 데이터를 제공받는다. 상기 마이크로-미러(214)가 오프 데이터를 제공받는 경우에는 실질적으로 상기 기판(SUB)에는 스폿 빔이 제공되지 않는다. 상기 마이크로-미러(214)가 온 데이터를 제공받는 경우 상기 기판(SUB)에는 스폿 빔(SB)이 제공된다. 설명의 편의를 위하여, 상기 마이크로-미러(214)가 오프 데이터를 받아 상기 비노광 영역 상에 배치되는 경우의 스폿을 "●"로 표시하고 "차광 지점"이라고 지칭한다. 또한, 상기 마이크로-미러(214)가 온 데이터를 받아 상기 노광 영역 상에 배치되는 경우의 스폿 빔을 "○"으로 표시하고 "노광 지점"이라고 지칭한다.
콘택홀 형성 영역(CNTA)에 홀을 형성하기 위하여, 콘택홀 형성 영역(CNTA)은 비노광 영역으로 결정하고 상기 콘택홀 형성 영역(CNTA)을 제외한 나머지 영역을 노광 영역으로 결정하여 상기 마이크로-미러들(214) 각각에 온/오프 데이터들을 전송한다.
상기 마이크로-미러(214)가 상기 콘택홀 형성 영역(CNTA) 상에 배치되는 경우, 오프 데이터를 받아 상기 기판(SUB)에 차광 지점(A11)을 정의한다. 반면, 상기 나머지 영역에 배치된 마이크로-미러(214)는 온 데이터를 받아 상기 기판(SUB)으로 스폿 빔(SB)을 제공함으로써 상기 기판(SUB)에 노광 지점(A12)을 정의한다. 상기 기판(SUB)이 상기 스캔 방향(MD)으로 이동함에 따라, 이전 단계에서 상기 나머지 영역에서 노광 지점(A12)을 정의한 상기 마이크로-미러(214)가 상기 콘택홀 형성 영역(CNTA)에 배치된다. 이에 따라, 이전 단계에서 상기 노광 지점(A12)을 정의한 상기 마이크로-미러(214)는 오프 데이터를 받아 상기 기판(SUB)의 차광 지점을 정의할 수 있다.
이와 같은 단계들을 거쳐, 상기 콘택홀 형성 영역(CNTA)은 스폿 빔들(SB)을 제공받지 못하고 상기 나머지 영역은 상기 스폿 빔들(SB)을 제공받음으로써 노광될 수 있다. 상기 디지털 노광 장치에 의해서 노광된 코팅막을 현상함에 따라 상기 콘택홀 형성 영역(CNTA)에 홀(미도시)을 형성할 수 있다.
도 9 및 도 10은 본 발명의 일 실시예에 따른 표시장치용 기판의 제조 방법을 설명하기 위한 단면도이다.
도 9를 참조하면, 베이스 기판(110) 상에 게이트 전극(GE), 소스 전극(SE) 및 드레인 전극(DE)을 포함하는 박막 트랜지스터박막 트랜지스터(TFT)를 형성하고 상기 박막 트랜지스터(TFT) 상에 패시베이션층(160)을 형성한다.
상기 패시베이션층(160) 상에 본 발명의 일 실시예에 따른 포토레지스트 조성물을 이용하여 코팅막(미도시)을 형성하고, 상기 코팅막(미도시)을 노광 및 현상하여 제1 홀(172)을 포함하는 유기 절연막(171)을 형성한다. 상기 포토레지스트 조성물은 전술한 바를 참조한다.
상기 코팅막(미도시)을 도 7에 도시된 디지털 노광 장치(1)를 이용하여 노광한다. 상기 코팅막(미도시)에는 400nm 내지 410nm의 광이 조사될 수 있다. 상기 디지털 노광 장치(도 7의 1)로 노광하기 위해서, 상기 베이스 기판(110)을 크게 노광 영역(24) 및 차광 영역(26)으로 구분할 수 있다. 상기 노광 영역(24)의 노광량을 "1"로 할 때, 상기 차광 영역(26)의 노광량은 0일 수 있다. 상기 노광 영역(24) 및 상기 차광 영역(26)의 노광량은 상기 디지털 노광 장치(도 7의 1)의 마이크로-미러(214)의 온/오프 데이터를 조절하여 결정할 수 있다.
현상 후에 상기 노광 영역(24)은 거의 상기 코팅막(미도시)의 초기 두께와 유사한 두께로 상기 코팅막(미도시)이 잔류하게 된다. 또한, 상기 차광 영역(26)과 대응하는 상기 코팅막(미도시)은 현상액에 의해서 제거되어 상기 제1 홀(172)을 형성할 수 있다.
다음으로, 도 10을 참조하면, 상기 제1 홀(172)이 형성된 상기 유기 절연막(170)을 식각 방지막으로 이용하여 상기 패시베이션층(160)을 식각하여 상기 제1 홀(172)과 대응하는 제2 홀(162)을 형성한다. 상기 제1 및 제2 홀들(172, 162)이 상기 드레인 전극(DE)을 부분적으로 노출시키는 콘택홀(CNT)로 정의될 수 있다.
다음으로, 상기 콘택홀(CNT)이 형성된 베이스 기판(110) 상에 투명 전극층을 형성하고, 상기 투명 전극층을 패터닝하여 화소 전극(PE)을 형성한다. 상기 화소 전극(PE)은 인듐 산화물을 포함할 수 있다. 구체적으로, 상기 화소 전극(PE)은 인듐 틴 옥사이드(indium tin oxide, ITO) 또는 인듐 징크 옥사이드(indium zinc oxide, IZO)를 포함할 수 있다. 상기 화소 전극(PE)은 상기 콘택홀(CNT)을 통해서 상기 드레인 전극(DE)과 직접적으로 접촉할 수 있다. 상기 유기 절연막(170)이 상기 포토레지스트 조성물을 이용하여 제조됨으로써, 상기 화소 전극(PE)은 상기 유기 절연막(170) 상에 안정적으로 형성될 수 있다.
상기에서 설명한 바에 따르면, 상기 유기 절연막(170)을 상기 포토레지스트 조성물을 이용하여 제조함으써 상기 유기 절연막(170)의 제조 공정 중 노광 공정에서 약 405 nm의 광이 상기 포토레지스트 조성물에 제공되더라도 상기 포토레지스트 조성물은 상기 광에 대한 광감도가 좋기 때문에 용이하게 상기 유기 절연막(170)을 제조할 수 있다. 또한, 상기 포토레지스트 조성물에 의해서 상기 유기 절연막(170)과 상기 화소 전극(PE) 사이의 접착력을 향상시킬 수 있다.
상기 포토레지스트 조성물은 광에 대한 광감도가 좋기 때문에 상기 포토 패턴(150)의 상기 제1 두께부(TH1)와 상기 제2 두께부(TH2)의 프로 파일을 안정화시킬 수 있다. 상기 포토 패턴(150)의 형성 신뢰성을 향상시킴으로써 상기 소스 전극(SE), 상기 드레인 전극(DE) 및 상기 액티브 패턴(AP)의 제조 신뢰성 또한 향상시킬 수 있다.
또한, 상기 포토레지스트 조성물은 상기 게이트 패턴을 형성하는 공정에서 포토 패턴을 형성하는데 이용되거나 상기 화소 전극(PE)을 형성하는 공정에서 상기 투명 전극층을 패터닝하는데 이용될 수도 있다.
이하에서는 구체적인 실시예들 및 비교예를 참조하여 본 발명에 따른 포토레지스트 조성물에 대하여 설명하기로 한다. 하지만, 하기의 실시예는 본 발명의 바람직한 실시예 일 뿐 본 발명이 하기 실시예에 한정되는 것은 아니다.
<실시예 1>
메타크레졸 75 중량%와 파라크레졸 25 중량%로 구성된 25 중량%의 노볼락 수지, 8 중량 %의 아크릴 공중합체, 1 중량%의 하기 화합물 2, 7 중량%의 헥사메톡시메틸멜라민(hexamethoxymethylmelanmine), 및 잔부의 프로필렌 글리콜모노메틸에테르아세테이트를 포함하는 포토레지스트 조성물을 제조하였다.
Figure pat00011

<비교예 1>
메타크레졸과 파라크레졸을 약 60:40의 중량비로 혼합하고, 상기 혼합물에 포르말린을 간 후, 옥살산 촉매를 이용하여 통상의 방법에 의해 축합하여 크레졸 노볼락계 수지를 제조하였다. 상기 크레졸 노볼락계 수지에 대하여 분별 처리를 하고, 고분자 영역과 저분자 영역을 제외하고 커트(cut)하여 중량 평균 분자량 15,000의 노볼락계 수지를 제조하였다.
<비교예 2>
상기 노볼락 수지 대신 아민계 수지를 사용한 것을 제외하고는, 실시예 1과 동일한 방법을 사용하여 포토레지스트 조성물을 제조하였다.
<포토레지스트 패턴의 특성 평가>
HDMS(Hexamethyldisilazane)가 도포된 실리콘 웨이퍼 기판 상에 실시예 1, 비교예 1 및 비교예 2의 포토레지스트 조성물들을 각각 스핀 코팅하여 약 1.3um 두께의 포토레지스트막을 형성하였다. 이어서, 상기 포토레지스트막을 섭씨 약 105도에서 약 90초 동안 소프트 베이킹하였다. 이어서, 복수의 마이크로-미러(Micro-mirrors)를 포함하는 디지털 노광 장치를 이용하여 노광 공정을 진행하고, 노광 공정이 진행된 상기 기판에 노광 후 베이킹 공정(Post Exposure Bake, PEB)을 진행한다. 상기 노광 후 베이킹 공정은 섭씨 약 105도에서 약 120초 동안 진행되었다. 이어서, 상기 기판을 테트라메틸 암모늄 하이드록사이드(TMAH) 2.38 중량%의 수용액을 이용하여 섭씨 약 23도에서 약 60초간 현상 공정을 수행하여 포토레지스트 패턴을 형성하였다. 이어서, 상기 형성된 포토레지스트 패턴에 대하여 프로파일, 해상도, 패턴모양, 포커스 마진, 내열성 등을 평가하였다.
<프로파일 및 해상도>
유효감도(라인-앤드-스페이스 패턴의 단면이 1:1일 때의 노광량)로 노광할 때, 라인-앤드-스페이스 패턴의 분리되는 최소의 라인 너비를 나타낸다.
패턴 각도는 포토레지스트 패턴의 주사전자 현미경(SEM) 사진을 통해서 기판과 상기 포토레지스트 패턴의 측벽면 사이의 각도를 나타낸다.
도 1은 비교예 1, 2 및 실시예 1의 5um 라인-앤드-스페이스 패턴에 대한 해상도 및 프로파일을 비교하여 나타낸 전자현미경 사진이다.
도 1을 참조하면, 비교예 1은 5.01um의 해상도를 보이며, 라인 패턴의 단면 형상이 기판의 표면으로부터 상부를 향해 갈수록 상대적으로 너비가 점점 좁아지는 사다리꼴을 가짐을 알 수 있다. 라인 패턴과 기판과의 각도는 약 47도를 나타낸다.
비교예 2는 5.05um의 해상도를 보이며, 라인 패턴의 테이퍼 각도는 약 103도를 나타내어 역 테이퍼 현상을 보이고 있다. 즉, 비교예 2는 역 테이퍼 현상 및 언더컷이 발생하는 것을 알 수 있다.
실시예 1은 4.99um의 해상도를 보이며, 라인 패턴의 단면 형상이 직사각형 형태인 것을 알 수 있다. 라인 패턴과 기판과의 각도는 약 75도를 나타낸다. 실시예 2는 라인 패턴이 90도 이하의 각도를 유지하여 우수한 공정성을 가지며, 언더컷 현상도 발생하지 않은 것을 알 수 있다.
도 2는 비교예 1, 비교예 2 및 실시예 1의 각각의 패턴 크기에 따른 해상도 및 프로파일을 비교하여 나타낸 전자현미경 사진이다.
도 2를 참조하면, 비교예 1은 3um 라인-앤드-스페이스 패턴에 대하여 2.99um의 해상도를 보이며, 라인 패턴의 단면 형상이 사다리꼴을 가짐을 알 수 있다. 라인-앤드-스페이스 패턴의 폭이 작아질 수로록, 사다리꼴 형상의 단면 형상이 삼각형 형상으로 변화되는 것을 알 수 있다.
비교예 2는 3um 라인-앤드-스페이스 패턴에 대하여, 3.76um의 해상도를 나타내나, 3um 보다 더 작은 사이즈의 라인-앤드-스페이스 패턴에 대해서는 해상도를 측정하기 어려울 정도의 라인 패턴을 나타낸다. 1.8um 및 1.6 um의 라인-앤드-스페이스 패턴에 대해서는 라인 패턴을 구현할 수 없었다.
실시예 1은 라인-앤드-스페이스 패턴의 크기가 작아지더라도, 라인 패턴의 단면이 직사각형 형태를 나타내어 우수한 공정성을 나타낸다. 또한, 라인 패턴에 역 테이퍼 현상 또는 언더컷이 발생하지 않는 것을 알 수 있다. 도 2의 라인 패턴에서 볼 수 있듯이 본 발명의 기술적 사상에 따른 포토레지스트 조성물을 이용하는 경우, 고해상도의 패턴을 형성할 수 있다.
<포커스 마진>
노광 장비의 포커스를 변화시키면서 포토레지스트 조성물에 노광 공정을 진행할 때, 형성된 포토레지스트 패턴을 통하여 포커스 마진을 확인할 수 있다.
도 3은 비교예 1, 2 및 실시예 1의 5um 라인-앤드-스페이스 패턴을 형성할 때 노광 장치의 포커스를 달리하는 경우, 포커스 마진을 비교하여 나타낸 전자현미경 사진이며, 도 4는 비교예 1, 실시예 1 및 실시예 2에 대한 도 3의 포커스 마진을 나타내는 그래프이다.
도 3 및 도 4를 함께 참조하면, 비교예 1은 포커스가 -9 보다 작아지고, +6 보다 큰 경우, 포토레지스트 패턴의 측벽이 무너지는 것을 확인할 수 있다.
비교예 2는 포커스가 -9 인 경우, 포토레지스트 패턴의 크기가 5um 보다 약 34% 더 큰 폭을 나타내며, 포토레지스트 패턴의 측벽 또한 무너지는 것을 확인할 수 있다. 포커스가 커지는 경우, + 6에서 포토레지스트 패턴의 측벽이 무너지며, 5um 보다 165% 더 큰 폭을 갖는 패턴이 형성되는 것을 확인할 수 있다.
실시예 1은 포커스가 -9 에서 +6으로 변화되더라도 포토레지스트 패턴의 프로파일 변화가 없는 것으로 확인할 수 있다. 실시예 1에 의하며 노광 장치의 포커스 마진이 커지므로, 해상도가 향상된 포토레지스트 패턴을 형성할 수 있다.
<내열성>
내열성은 현상 공정을 수행하여 형성된 포토레지스트 패턴에 대하여, 서로 다른 온도에서 하드 베이크(hard bake) 한 후, 주사 전자 현미경으로 촬영하여 패턴의 흐름성을 확인하였다.
도 5는 비교예 1, 2 및 실시예 1의 4um 라인-앤드-스페이스 패턴에 대하여 하드 베이크 온도를 달리하는 경우 내열성을 비교하여 나타낸 전자현미경 사진이다.
도 5를 참조하면, 비교예 1은 하드 베이크 온도가 높아질수록, 포토레지스트 패턴의 리플로우가 점점 심하게 일어남을 알 수 있다. 섭씨 약 135도 이상에서는 포토레지스트 패턴의 측벽이 무너지는 것을 확인할 수 있다.
비교예 2는 하드 베이크 온도가 높아지더라도 포토레지스트 패턴의 프로파일 변화가 없었다.
실시예 1은 하드 베이크 온도가 높아지더라도 포토레지스트 패턴의 프로파일 변화가 없는 것으로 내열성이 우수함을 알 수 있다.
도 6은 비교예 1, 2 및 실시예 1의 10um 라인-앤드-스페이스 패턴에 대하여 하드 베이크 온도를 달리하는 경우, 내열성을 비교하여 나타낸 전자현미경 사진이다.
도 6을 참조하면, 비교예 1은 하드 베이크 온도가 높아질수록, 포토레지스트 패턴의 리플로우가 점점 심하게 일어남을 알 수 있다. 섭씨 약 130도 이상에서는 포토레지스트 패턴의 측벽이 무너지는 것을 확인할 수 있다.
비교예 2는 하드 베이크 온도가 높아지더라도 포토레지스트 패턴의 프로파일 변화가 없었다.
실시예 1은 하드 베이크 온도가 높아지더라도 포토레지스트 패턴의 프로파일 변화가 없는 것으로 내열성이 우수함을 알 수 있다.
본 발명은 도면에 도시된 실시예를 참고로 설명되었으나 이는 예시적인 것에 불과하며, 당해 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 다른 실시예가 가능하다는 점을 이해할 것이다. 따라서, 본 발명의 진정한 기술적 보호 범위는 첨부된 특허청구범위의 기술적 사상에 의하여 정해져야 할 것이다.
1: 디지털 노광 장치 24: 노광 영역
26: 차광 영역 110: 베이스 기판
150: 포토 패턴 160: 패시베이션층
162: 제2 홀 170, 171: 유기 절연막
172: 제1 홀 200: 광원
210: 광학 헤드 212: 빔 스플리터
213: 마이크로-미러 장치 214: 마이크로-미러
220: 스테이지 225: 광학계

Claims (20)

  1. 알칼리 가용성 수지;
    경화제;
    하기 화학식 1로 표시되는 광산 발생제; 및
    유기 용제를 포함하는 포토레지스트 조성물:
    <화학식 1>
    Figure pat00012

    상기 화학식 1 중,
    L11은 단일 결합, C1-C10알킬렌기, C2-C10알케닐렌기 및 C2-C10알키닐렌기 중에서 선택되고;
    R11은 C6-C15아릴기; 및
    중수소, 히드록실기, C1-C10알킬기, C1-C10알콕시기 및 C6-C15아릴기 중 적어도 하나로 치환된, C6-C15아릴기; 중에서 선택된다.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 알칼리 가용성 수지는 아크릴 공중합체 및 노볼락계 수지 중에서 선택되는 1종 이상을 포함하는, 포토레지스트 조성물.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 노볼락계 수지는, 메타크레졸 75 중량% 및 파라크레졸 25 중량%을 포함하는, 포토레지스트 조성물.
  4. 제2항에 있어서,
    상기 노볼락계 수지는, 폴리스티렌 환산의 중량평균분자량이 7,000 내지 30,000 인, 포토레지스트 조성물.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 경화제는, 에폭시계 수지, 다이페닐 에테르계 수지, 스티렌 수지 및 멜라민계 수지 중에서 선택되는 1 종 이상을 포함하는, 포토레지스트 조성물.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 경화제는, 헥사메톡시메틸멜라민(Hexamethoxymelamine), 헥사에톡시메틸멜라민(Hexaethoxymelamine), 헥사부톡시메틸멜라민(Hexabuthoxymelamine) 및 헥사아이소부톡시메틸멜라민(Hexaisobuthoxymelamine) 중에서 선택되는 1종 이상을 포함하는, 포토레지스트 조성물.
  7. 제1항에 있어서,
    L11은 단일 결합 및 C2-C10알케닐렌기 중에서 선택되는, 포토레지스트 조성물.
  8. 제1항에 있어서,
    L11은 단일 결합 및 에테닐렌기 중에서 선택되는, 포토레지스트 조성물.
  9. 제1항에 있어서,
    R11은 페닐기; 및
    메틸기, 에틸기, n-프로필기, iso-프로필기, 메톡시기, 에톡시기 및 페닐기 중 적어도 하나로 치환된 페닐기 중에서 선택되는, 포토레지스트 조성물.
  10. 제1항에 있어서,
    R11은 메톡시기로 치환된 페닐기 중에서 선택되는, 포토레지스트 조성물.
  11. 제1항에 있어서,
    R11은 하기 화학식 2-1 및 2-2 중에서 선택되는, 포토레지스트 조성물:
    Figure pat00013

    상기 화학식 2-1 및 2-2 중,
    *는 이웃한 원자와의 결합사이트이다.
  12. 제1항에 있어서,
    상기 광산 발생제는 하기 화합물 1 및 2 중에서 선택되는 1종 이상인, 포토레지스트 조성물:
    Figure pat00014
  13. 제1항에 있어서,
    상기 유기 용제는, 프로필렌글리콜 모노메틸에테르아세테이트를 포함하는, 포토레지스트 조성물.
  14. 제1항에 있어서,
    상기 알칼리 가용성 수지 5 중량% 내지 50 중량%;
    상기 경화제 0.1 중량% 내지 15 중량%;
    상기 광산 발생제 0.01 중량% 내지 10 중량%; 및
    잔부의 유기 용제를 포함하는, 포토레지스트 조성물.
  15. 제1항에 있어서,
    아크릴 공중합체 25 중량%;
    노볼락계 수지 25 중량%;
    멜라민계 수지 3 중량% 내지 7 중량%;
    상기 화학식 1로 표시되는 광산 발생제 1 내지 7 중량%; 및
    잔부의 프로필렌 글리콜모노메틸에테르아세테이트를 포함하는, 포토레지스트 조성물.
  16. 기판 상에 a) 알칼리 가용성 수지, b) 경화제, c) 하기 화학식 (1)로 표시되는 광산 발생제 및 d) 유기 용제를 포함하는 포토레지스트 조성물을 이용하여 포토레지스트층을 형성하는 단계; 및
    상기 포토레지스트층 상에 전극층을 형성하는 단계; 를 포함하는 표시장치용 기판의 제조방법:
    <화학식 1>
    Figure pat00015

    상기 화학식 1 중,
    L11은 단일 결합, C1-C10알킬렌기, C2-C10알케닐렌기 및 C2-C10알키닐렌기 중에서 선택되고;
    R11은 C6-C15아릴기; 및
    중수소, 히드록실기, C1-C10알킬기, C1-C10알콕시기 및 C6-C15아릴기 중 적어도 하나로 치환된, C6-C15아릴기; 중에서 선택된다.
  17. 제16항에 있어서,
    상기 포토레지스트층을 형성하는 단계는,
    상기 포토레지스트 조성물을 상기 기판 상에 도포하여 코팅막을 형성하는 단계;
    상기 코팅막에 400 nm 내지 410 nm의 광을 조사하는 단계 및
    노광된 상기 코팅막을 현상하는 단계;
    를 포함하는 표시 장치용 기판의 제조 방법.
  18. 제17항에 있어서,
    상기 광을 조사하는 단계는
    상기 코팅막에 디지털 노광 장치를 이용하여 다수의 스팟 빔들을 조사하는 것인, 표시장치용 기판의 제조 방법.
  19. 제16항에 있어서,
    상기 포토레지스트층을 형성하는 단계 이전에 상기 베이스 기판 상에 게이트 전극, 소스 전극 및 드레인 전극을 포함하는 박막 트랜지스터를 형성하는 단계;를 더 포함하고,
    상기 포토레지스트층은 상기 드레인 전극을 부분적으로 노출시키는 콘택홀을 포함하며, 상기 전극층은 상기 콘택홀을 통해서 상기 드레인 전극과 접촉하는 화소 전극을 포함하는 표시장치용 기판의 제조방법.
  20. 제18항에 있어서,
    상기 스팟 빔들은 상기 디지털 노광 장치의 마이크로-미러들이 선택적으로 온/오프되어 콘택홀 형성 영역을 제외한 영역들에 중첩되어 조사되고, 상기 콘택홀 형성 영역 상의 코팅막은 현상액에 의해서 제거되는 것인 표시장치용 기판의 제조방법.
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