KR20230038158A - 레지스트 박리액 조성물, 및 디스플레이 장치용 플랫 패널의 제조방법 및 그에 의해 제조된 디스플레이 장치용 플랫 패널, 및 디스플레이 장치 - Google Patents

레지스트 박리액 조성물, 및 디스플레이 장치용 플랫 패널의 제조방법 및 그에 의해 제조된 디스플레이 장치용 플랫 패널, 및 디스플레이 장치 Download PDF

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KR20230038158A
KR20230038158A KR1020230028998A KR20230028998A KR20230038158A KR 20230038158 A KR20230038158 A KR 20230038158A KR 1020230028998 A KR1020230028998 A KR 1020230028998A KR 20230028998 A KR20230028998 A KR 20230028998A KR 20230038158 A KR20230038158 A KR 20230038158A
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고경준
김정현
최한영
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동우 화인켐 주식회사
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Abstract

본 발명은 (a)하기 화학식 1로 표시되는 1종 이상의 화합물 및 (b)알칼리계 화합물을 포함하며, 선택적으로 상기 (a) 성분 및 (b) 성분 이외의 (c)다른 성분을 더 포함하는 레지스트 박리액 조성물, 및 상기 박리액을 사용하는 디스플레이 장치용 플랫 패널의 제조방법 및 그에 의해 제조된 디스플레이 장치용 플랫 패널, 및 상기 플랫 패널을 포함하는 디스플레이 장치에 관한 것이다:
[화학식 1]

Description

레지스트 박리액 조성물, 및 디스플레이 장치용 플랫 패널의 제조방법 및 그에 의해 제조된 디스플레이 장치용 플랫 패널, 및 디스플레이 장치{Resist stripper composition, and method for manufacturing a plat panel for a display device and plat panel for a display device, and display device}
본 발명은 레지스트 박리액 조성물, 및 상기 박리액을 사용하는 디스플레이 장치용 플랫 패널의 제조방법 및 그에 의해 제조된 디스플레이 장치용 플랫 패널, 및 상기 플랫 패널을 포함하는 디스플레이 장치에 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, 이에 대응하기 위해서 건식 식각 공정이 도입되는 등 공정 조건도 갈수록 가혹해지고 있다.
또한, 평판표시장치의 대형화로 인해 배선에서의 신호 속도 증가도 요구되고 있어, 이에 따라 알루미늄에 비해 비저항이 낮은 구리가 배선재료로 실용화되고 있다. 이에 따라 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.
이러한 요구에 대응하여 새로운 기술들이 개발되고 있다. 예를 들어, 대한민국 공개특허2012-0055449호는 글리콜에테르 및 아세테이트류를 첨가제로 사용하는 포토레지스트 박리액 조성물을 개시하고 있다. 상기 기술은 글리콜에테르 및 아세테이트류를 첨가제 및 용매로 적용하는 것을 특징으로 한다.
그러나, 비점이 낮은 일부 글리콜에테르류는 공정중 휘발량이 많으므로 공정 Loss를 증가시킬 수 있으며, 아세테이트류는 박리제의 기본조성인 유기아민 및 알카리계화합물과 반응할 수 있기 때문에 포토레지스트 박리액에 대한 성능을 보장하기 어려운 단점을 갖는다.
대한민국 공개특허 2012-0055449
본 발명은, 상기와 같은 종래기술의 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 레지스트 패턴 및 건식 및 습식 식각 잔사 제거 능력이 우수하며, 박리공정 중에 휘발되지 않을 뿐만 아니라, 박리공정 후에 잔류하지 않는 레지스트 박리액 조성물을 제공하는 것을 목적으로 한다.
또한, 본 발명은 상기 박리액 조성물을 사용하는 디스플레이 장치용 플랫 패널의 제조방법 및 그에 의해 제조된 디스플레이 장치용 플랫 패널, 및 상기 플랫 패널을 포함하는 디스플레이 장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.
상기 목적을 달성하기 위하여, 본 발명은 (a)하기 화학식 1로 표시되는 1종 이상의 화합물 및 (b)알칼리계 화합물을 포함하며, 선택적으로 상기 (a) 성분 및 (b) 성분 이외의 (c)다른 성분을 더 포함하는 레지스트 박리액 조성물을 제공한다:
[화학식 1]
Figure pat00001
상기 식에서 n은 1~3의 정수이며;
R1 및 R2는, 각각 독립적으로, 수소, C1~C10의 알킬, 또는 산소원자 1 내지 5개 및 탄소원자 2 내지 10개를 포함하며 산소원자와 탄소원자는 에테르결합을 형성하고 있는 화합물이며;
R3 및 R4는, 각각 독립적으로, 부존재; C1~C5의 알콕시; C6~C12의 아릴기; 아미노기 또는 C1~C5의 알킬기로 치환 또는 비치환된 C6~C12의 아릴옥시기; 하이드록시기; -CN; 또는 아미노기이다.
또한, 본 발명은
상기 레지스트 박리액 조성물을 사용하여 플랫 패널용 기판의 레지스트를 박리하는 공정을 포함하는 것을 특징으로 하는 디스플레이 장치용 플랫 패널의 제조방법을 제공한다.
또한, 본 발명은
상기 디스플레이 장치용 플랫 패널의 제조방법에 따라 제조되는 것을 특징으로 하는 디스플레이 장치용 플랫 패널을 제공한다.
또한, 본 발명은
상기 플랫 패널을 포함하는 것을 특징으로 하는 플랫 패널 디스플레이 장치를 제공한다.
본 발명의 레지스트 박리액 조성물은 플랫 패널 디스플레이의 제조공정 중에 레지스트 패턴 및 식각 잔사를 효과적으로 제거하면서도 휘발되지 않을 뿐만 아니라, 박리공정 후에 잔류하지 않는 특성을 제공한다. 또한, 우수한 누적 처리 매수 특성을 제공한다.
또한, 상기 박리액 조성물을 사용하여 제조된 디스플레이 장치용 플랫 패널 및 상기 플랫 패널을 포함하는 디스플레이 장치는 바람직한 소자특성을 제공한다.
이하, 본 발명을 구성 요소 별 역할을 중심으로 설명한다.
본 발명은 (a)하기 화학식 1로 표시되는 1종 이상의 화합물 및 (b)알칼리계 화합물을 포함하며, 선택적으로 상기 (a) 성분 및 (b) 성분 이외의 (c)다른 성분을 더 포함하는 레지스트 박리액 조성물에 관한 것이다:
[화학식 1]
Figure pat00002
상기 식에서 n은 1~3의 정수이며;
R1 및 R2는, 각각 독립적으로, 수소, C1~C10의 알킬, 또는 산소원자 1 내지 5개 및 탄소원자 2 내지 10개를 포함하며 산소원자와 탄소원자는 에테르결합을 형성하고 있는 화합물이며;
R3 및 R4는, 각각 독립적으로, 부존재; C1~C5의 알콕시; C6~C12의 아릴기; 아미노기 또는 C1~C5의 알킬기로 치환 또는 비치환된 C6~C12의 아릴옥시기; 하이드록시기; -CN; 또는 아미노기이다.
상기 레지스트 박리액 조성물은 조성물 총 중량에 대하여 상기 (a)화학식 1로 표시되는 1종 이상의 화합물 10~99.9 중량%, (b)알칼리계 화합물 0.1~20 중량%, 및 (c)다른 성분을 0 내지 70 중량%로 포함할 수 있다.
본 발명에서 상기 "선택적"이라는 용어는 선택에 따라 다른 성분을 더 포함하거나 더 포함하지 않을 수 있음을 나타내는 의미로 사용된다.
본 발명의 레지스트 박리액 조성물은 상기 (c)다른 성분으로서 수용성 극성용매 및 물로 이루어진 군으로부터 선택되는 1종 이상의 성분을 더 포함할 수 있다.
이하에서 각 구성성분에 대하여 자세히 설명한다:
(a) 화학식 1로 표시되는 1종 이상의 화합물
상기 화학식 1의 화합물은 수용성 용매로서 레지스트 고분자를 용해시키는 역할을 하며, 박리 이후 탈이온수의 린스 과정에서 기판에 잔류 하지 않으며 150℃ 이상의 높은 비점을 가지고 있어 박리액이 박리 공정 중에 휘발되어 소실되는 것을 방지 할 수 있다.
상기 화학식1의 화합물은 바람직하게는 비스(2-에톡시에톡시)메탄, 비스(2-메톡시에톡시)메탄, 비스(2-부톡시에톡시)메탄, 1,13-디에톡시-3,6,8,11-테트라옥사-트리데칸, 1,13-디메톡시-3,6,8,11-테트라옥사-트리데칸, 포름알데하이드[비스-(2-페녹시에틸)아세탈], 4-(2-((2-에톡시에톡시)메톡시)에톡시)아닐린, 포름알데하이드[비스(2-오쏘-톨릴옥시에틸)아세탈], 2,4,7,9,12,14-헥사옥사펜타데칸, 3,6,9,12,15,18,21,24-옥타옥사펜타코사놀, 포름알데하이드 [비스(2-아이소프로폭시에틸)아세탈], 4,4'-(2,2'-메틸렌비스(옥시)비스(에탄-2,1-디일)비스(옥시)디아닐린, 4,7,9,12,14,17-헥사옥사이코산-1,20-디나이트릴(4,7,9,12,14,17-hexaoxaicosane-1,20-dinitrile), 1-페닐-2,5,7,10-테트라옥사언데칸, 3,6,8,11-테트라옥사트리데칸-1,13-디아민 등으로 이루어진 군으로부터 선택될 수 있다.
상기 화학식1 화합물은 조성물 총 중량에 대하여 10 내지 99.9 중량%로 포함될 수 있으며, 40~90 중량%로 포함되는 것이 더욱 바람직하다.
상기 화학식 1의 화합물이 10 중량% 미만으로 포함되는 경우 제거대상인 포토레지스트에 대한 용해성이 떨어지는 문제가 발생되며, 99.9%를 초과하는 경우에는 타 조성의 부재로 포토레지스트의 제거성이 저하되거나 메탈 막질에 대한 부식을 초래할 문제가 발생될 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 레지스트(resist)의 고분자 매트릭스에 강력하게 침투하여 분자 내 또는 분자간에 존재하는 결합을 깨뜨리는 역할을 하며, 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 알칼리계 화합물로는 바람직하게는 KOH, NaOH, TMAH(Tetramethyl ammonium hydroxide), TEAH(Tetraethyl ammonium hydroxide), 탄산염, 인산염, 암모니아 및 아민류 등을 들을 수 있으며, 이들은 1종 단독으로 또는 2종 이상이 함께 사용될 수 있다.
상기 아민류로는 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, 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, (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-포름일모폴린, N-(2-하이드록시에틸)모폴린, N-(3-하이드록시프로필)모폴린 등의 환을 형성한 고리형아민 등을 들 수 있다.
상기 알칼리계 화합물은 조성물 총 중량에 대해 0.1 중량% 내지 20 중량%, 바람직하게는 1 중량% 내지 15 중량%, 더욱 바람직하게는 2 중량% 내지 10 중량%로 포함될 수 있다. 상기 알칼리계 화합물이 0.1 중량% 미만으로 포함되는 경우 레지스트 박리력의 저하 문제가 발생하며, 20 중량%를 초과하면 알루미늄 또는 알루미늄 합금 및 구리 또는 구리 합금으로 이루어진 금속배선에 대한 급격한 부식 속도 향상을 유발시킨다.
(c) 다른 성분
수용성 극성용매
본 발명의 레지스트 박리액 조성물은 수용성 극성 용매를 더 포함할 수 있다. 상기 수용성 극성용매는 상기 화학식 1로 표기되는 화합물과 함께 겔화된 레지스트 고분자를 용해시키는 역할을 하며, 또한 레지스트 박리 이후 탈이온수의 린스 과정에서 물에 의한 박리액의 제거를 수월하게 하여 박리액 및 용해된 레지스트의 재흡착/재부착을 최소화한다.
상기 수용성 극성용매로는 다가 알코올을 제외한 양자성 극성용매와 비양자성 극성용매를 들 수 있으며, 이들은 각각 단독으로 또는 혼합하여 사용될 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 알코올 등을 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.
상기 수용성 극성용매는 적당한 박리력을 위해 비점이 너무 높거나 낮지 않은 것이 바람직하고, 혼합 사용할 수 있다. 상기 수용성 극성 용매는 박리 공정에서 추가 적으로 요청되는 성능에 따라 추가될 수 있으며, 5~60 중량%로 포함될 수 있으며, 10~30 중량%로 포함되는 것이 더욱 바람직하다.
물
본 발명의 레지스트 박리액 조성물은 물을 더 포함할 수 있다. 물은 알칼리계 화합물의 활성화를 향상시켜 박리속도를 증가시키며, 탈이온수에 의한 린스 공정 시 기판상에 잔존하는 유기 오염물 및 레지스트 박리액을 빠르고 완전하게 제거시키는 기능을 수행한다.
상기 물로는 탈이온수가 바람직하게 사용될 수 있다.
상기 물은 0.1~70 중량%로 포함될 수 있으며, 더욱 바람직하게는 20~45 중량% 이하로 포함될 수 있다. 물이 70 중량%를 초과하면 레지스트의 용해 용량을 감소시켜 처리매수를 감소시킬 수 있고 기판이 장시간 침적되는 경우 금속 배선의 부식을 유발시킬 수 있다.
본 발명의 레지스트 박리액 조성물의 구체적인 형태별 조성비는 다음과 같이 설정되는 것이 바람직할 수 있다:
(1) 상기 설명된 성분들 중 (a)화학식 1의 화합물과 (b)알칼리계 화합물만을 포함하는 경우, 본 발명의 레지스트 박리액 조성물은 총 중량에 대하여 상기 (a)화학식 1로 표시되는 1종 이상의 화합물 80~99.9 중량% 및 (b)알칼리계 화합물 0.1~20 중량%를 포함할 수 있다.
(2) 상기 설명된 성분들 중 (a)화학식 1의 화합물, (b)알칼리계 화합물 및 (c)다른 성분으로서 수용성 극성 용매을 포함하는 경우, 본 발명의 레지스트 박리액 조성물은 총 중량에 대하여 상기 (a)화학식 1의 구조식을 갖는 화합물 40~80중량%; (b)알칼리계 화합물 0.1~20중량%; 및 (c)다른 성분으로서 수용성 극성 용매 5~60 중량%를 포함할 수 있다.
(3) 상기 설명된 성분들 중 (a)화학식 1의 화합물, (b)알칼리계 화합물 및 (c)다른 성분으로서 물을 포함하는 경우, 본 발명의 레지스트 박리액 조성물은 총 중량에 대하여 상기 (a)화학식 1의 구조식을 갖는 화합물 40~80중량%; (b)알칼리계 화합물 0.1~20중량%; 및 (c)다른 성분으로서 물 0.1~ 70 중량%를 포함할 수 있다.
(4) 상기 설명된 성분들 중 (a)화학식 1의 화합물, (b)알칼리계 화합물, (c)다른 성분으로서 수용성 극성 용매 및 물을 포함하는 경우, 본 발명의 레지스트 박리액 조성물은 총 중량에 대하여 상기 (a)화학식 1의 구조식을 갖는 화합물 30~80중량%; (b)알칼리계 화합물 0.1~20중량%; (c)다른 성분으로서 수용성 극성 용매 5~60 중량% 및 물 0.1~ 70 중량%를 포함할 수 있다.
상기 4가지 조성물의 형태에서 각각의 성분들은 앞에서 상술된 더욱 바람직한 범위로 포함될 수도 있다.
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 발명은, 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, 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 박리액 조성물로 박리하는 방법을 포함한다.
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 플랫 패널용 기판의 레지스트를 박리하는 공정을 포함하는 것을 특징으로 하는 디스플레이 장치용 플랫 패널의 제조방법을 제공한다.
상기 레지스트 박리 공정은 위에서 설명한 바와 동일하다.
또한, 본 발명은
상기 디스플레이 장치용 플랫 패널의 제조방법에 따라 제조되는 것을 특징으로 하는 디스플레이 장치용 플랫 패널을 제공한다.
또한, 본 발명은
상기 플랫 패널을 포함하는 것을 특징으로 하는 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 1~10 및 비교예 1~3: 레지스트 박리액 조성물의 제조
하기의 표 1에 기재된 함량의 성분을 혼합하여 레지스트 박리액 조성물을 제조하였다.
구분 화학식 1 알칼리계 화합물 수용성 극성용매 탈이온수
실시예1 BEEM 90 DGA 10 　 　 　
실시예2 BMEM 90 DGA 10 　 　 　
실시예3 BMEM 60 DGA 10 NMP 30
실시예4 BMEM 60 DGA 10 NMP 30
실시예5 BMEM 60 DGA 10 　 　 30
실시예6 BMEM 60 MEA 10 　 　 30
실시예7 BMEM 60 HEP 10 　 　 30
실시예8 BMEM 68 TMAH 2 　 　 30
실시예9 BMEM 40 DGA 10 NMP 20 30
실시예10 BBEM 40 DGA 10 THFA 20 30
실시예11 BMEM 40 DGA 10 EDG 20 30
실시예12 BMEM 40 DGA 10 NMP 10 30
EDG 10
비교예1 TDME 90 DGA 10 　 　 　
비교예2 MEDG 90 DGA 10 　 　
비교예3 TDME 40 DGA 10 NMP 10 30
NMP 10
비교예4 MEDG 40 DGA 10 EDG 10 30
EDG 10
(단위: 중량%)
주)
BEEM: 비스(2-에톡시에톡시)메탄
BMEM: 비스(2-메톡시에톡시)메탄
BBEM: 비스(2-부톡시에톡시)메탄
TDME: 트리에틸렌 글리콜 디메틸 에테르
MEDG: 디에틸렌 글리콜 메틸에틸 에테르
DGA: 디글리콜아민
MEA: 모노에탄올아민
HEP: 하이드록시에틸 피페라진
TMAH: 테트라메틸암모늄 히드록사이드
NMP: N-메틸피롤리돈
THFA: 테트라하이드로퍼푸릴 알코올
EDG: 디에틸렌글리콜 모노에틸 에테르
시험예 1: 박리액의 박리력 평가
레지스트 박리용 조성물의 박리효과를 확인하기 위하여 통상적인 방법에 따라 유리 기판상에 박막 스퍼터링법을 사용하여 Mo/Al, Cu/Ti층을 형성한 후, 포토 레지스트 패턴을 형성시킨 이후, 습식 식각 및 건식 식각 방식에 의해 금속막을 에칭한 기판을 각각 준비하였다. 레지스트 박리용 조성물을 50℃로 온도를 일정하게 유지시킨 후, 10분간 대상물을 침적하여 박리력을 평가하였다. 이후 기판상에 잔류하는 박리액의 제거를 위해서 순수로 1분간 세정을 실시하였으며, 세정 후 기판 상에 잔류하는 순수를 제거하기 위하여 질소를 이용하여 기판을 완전히 건조시켰다.
상기 기판의 변성 또는 경화 레지스트 및 건식 식각 잔사 제거 성능은 주사 전자현미경(SEM, Hitach S-4700)을 이용하여 확인하고, 그 결과를 하기 표 2에 나타내었다.
<평가기준>
매우 양호는 ◎, 양호는 ○, 보통은 △, 불량은 ×로 표시하였다.
시험예 2: 레지스트 처리매수/처리용량 평가
박리액 100중량부에 대하여 고형화된 레지스트(DWG-520, 동우화인켐) (130℃에서 3일간 열처리를 통해 용매를 모두 제거시켜 고형화 시킨 레지스트) 5중량부를 첨가하여, 50℃에서 1시간 동안 500rpm 조건으로 용해시켰다. 이후 용해되지 않은 잔량을 필터페이퍼로 여과하여 무게를 측정 후, 레지스트의 용해도를 구하였다. 그 수치가 높을수록 처리매수/처리용량이 높다라고 판단할 수 있다. 그 결과를 하기 표 2에 나타내었다.
시험예 3: 박리액의 공정 중 휘발량 평가
레지스트 박리액이 공정 중에서 휘발되어 소실되는 양을 평가를 위해서 100ml 비이커에 각각 500g을 분취한 후 비이커를 50℃ 항온조에 넣어 일정 온도가 유지 되도록 한 후 24시간 후 비이커에 남은 잔량의 무게를 측정 하여 휘발되어 소실된 휘발량을 %로 계산 하였다. 그 결과를 하기의 표 2에 나타냈다.
구분 박리력 처리매수/처리용량-용해력(%) 휘발량(%)
24hr
실시예1 ◎ 97.4 2.8
실시예2 ◎ 98.2 2.4
실시예3 ◎ 99.1 3.2
실시예4 ◎ 98.9 3.4
실시예5 ◎ 98.1 7.6
실시예6 ◎ 98.3 9.4
실시예7 ○ 92.4 7.2
실시예8 ○ 89.6 7.5
실시예9 ◎ 97.8 8.4
실시예10 ◎ 91.4 8.7
실시예 11 ◎ 92.3 8.1
실시예12 ◎ 98.1 7.9
비교예 1 ◎ 83.1 8.8
비교예2 ◎ 80.4 54.6
비교예3 ◎ 74.8 39.4
비교예4 ◎ 71.6 72.1
상기 표 2에서 확인되는 바와 같이, 화합물 1의 화합물을 함유하지 않은 비교예 2 내지 4의 경우, 24시간 경과 후 휘발되어 소실된 휘발량이 54.6%, 39.4%, 72.1% 이었음에 비해, 실시예 1 내지 10의 레지스트 박리액 조성물은 휘발량이 훨씬 적었다. 또한 화합물 1이 함유된 실시예 1 내지 10의 경우 알카리계 화합물의 영향을 제외하면 높은 처리매수/처리용량 효과를 보이는 반면 화합물 1을 포함하지 않는 비교예 1 내지 4는 낮은 처리매수/처리용량 효과를 나타내었다.

Claims (10)

  1. (a)하기 화학식 1로 표시되는 1종 이상의 화합물 및 (b)알칼리계 화합물을 포함하며,
    선택적으로 상기 (a) 성분 및 (b) 성분 이외의 (c)다른 성분을 더 포함하는 처리매수 향상용 레지스트 박리액 조성물:
    [화학식 1]
    Figure pat00003

    상기 식에서 n은 1~3의 정수이며;
    R1 및 R2는, 각각 독립적으로, 수소, C1~C10의 알킬, 또는 산소원자 1 내지 5개 및 탄소원자 2 내지 10개를 포함하며 산소원자와 탄소원자는 에테르결합을 형성하고 있는 화합물이며;
    R3 및 R4는, 각각 독립적으로, 부존재; C1~C5의 알콕시; C6~C12의 아릴기; 아미노기 또는 C1~C5의 알킬기로 치환 또는 비치환된 C6~C12의 아릴옥시기; 하이드록시기; -CN; 또는 아미노기이다.
  2. 청구항 1에 있어서,
    조성물 총 중량에 대하여 상기 (a)화학식 1로 표시되는 1종 이상의 화합물 10~99.9 중량%, (b)알칼리계 화합물 0.1~20 중량%, 및 (c)다른 성분을 0 내지 70 중량%로 포함하는 것을 특징으로 하는 레지스트 박리액 조성물.
  3. 청구항 1에 있어서,
    상기 (a)화학식 1로 표시되는 1종 이상의 화합물은 비스(2-에톡시에톡시)메탄, 비스(2-메톡시에톡시)메탄, 비스(2-부톡시에톡시)메탄, 1,13-디에톡시-3,6,8,11-테트라옥사-트리데칸, 1,13-디메톡시-3,6,8,11-테트라옥사-트리데칸, 포름알데하이드[비스-(2-페녹시에틸)아세탈], 4-(2-((2-에톡시에톡시)메톡시)에톡시)아닐린, 포름알데하이드[비스(2-오쏘-톨릴옥시에틸)아세탈], 2,4,7,9,12,14-헥사옥사펜타데칸, 3,6,9,12,15,18,21,24-옥타옥사펜타코사놀, 포름알데하이드 [비스(2-아이소프로폭시에틸)아세탈], 4,4'-(2,2'-메틸렌비스(옥시)비스(에탄-2,1-디일)비스(옥시)디아닐린, 4,7,9,12,14,17-헥사옥사이코산-1,20-디나이트릴(4,7,9,12,14,17-hexaoxaicosane-1,20-dinitrile), 1-페닐-2,5,7,10-테트라옥사언데칸, 및 3,6,8,11-테트라옥사트리데칸-1,13-디아민으로 이루어진 군으로부터 선택되는 것을 특징으로 하는 레지스트 박리액 조성물.
  4. 청구항 1에 있어서,
    상기 (b)알칼리계 화합물은 KOH, NaOH, TMAH(Tetramethyl ammonium hydroxide), TEAH(Tetraethyl ammonium hydroxide), 탄산염, 인산염, 암모니아 및 아민류로 이루어진 군으로부터 선택되는 1종 또는 2종 이상의 것인 것을 특징으로 하는 레지스트 박리액 조성물.
  5. 청구항 1에 있어서,
    상기 (c)다른 성분으로서 수용성 극성 용매 및 물 중에서 선택되는 1종 이상을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 레지스트 박리액 조성물.
  6. 청구항 5에 있어서,
    조성물 총 중량에 대하여, 상기 (a)화학식 1의 구조식을 갖는 화합물 10~98중량%; (b)알칼리계 화합물 0.1~20중량%; 및 (c)다른 성분으로서 수용성 극성 용매 및 물 중에서 선택되는 1종 이상을 잔량으로 포함하는 것을 특징으로 하는 레지스트 박리액 조성물.
  7. 청구항 5에 있어서,
    상기 수용성 극성용매는 다가 알코올을 제외한 양자성 극성용매와 비양자성 극성용매를 단독으로 또는 혼합하여 사용하는 것을 특징으로 하는 레지스트 박리액 조성물.
  8. 청구항 1의 레지스트 박리액 조성물을 사용하여 플랫 패널용 기판의 레지스트를 박리하는 공정을 포함하는 것을 특징으로 하는 디스플레이 장치용 플랫 패널의 제조방법.
  9. 청구항 8의 제조방법에 의해 제조되는 것을 특징으로 하는 디스플레이 장치용 플랫 패널.
  10. 청구항 9의 플랫 패널을 포함하는 것을 특징으로 하는 플랫 패널 디스플레이 장치.

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