KR101145823B1

KR101145823B1 - 프린팅용 수지 조성물 및 이를 이용한 패턴 형성 방법

Info

Publication number: KR101145823B1
Application number: KR1020060116363A
Authority: KR
Inventors: 한희; 서성우; 김경준
Original assignee: 주식회사 엘지화학
Priority date: 2006-11-23
Filing date: 2006-11-23
Publication date: 2012-05-16
Also published as: KR20080046838A

Abstract

본 발명은 알칼리 가용성 수지 3 내지 30 중량%, 유기 용매 59 내지 95.9 중량%, 착색제 1 내지 10 중량% 및 계면활성제 0.1 내지 1 중량%를 포함하는 프린팅용 수지 조성물, 이를 사용하여 패턴을 형성하는 방법, 이를 사용하여 기판의 패턴을 형성하는 방법 및 이 방법에 의해 제조된 전자소자를 제공한다.

상기 조성물을 사용하면 패턴형성시 공정의 단순성과 비용절감의 효과를 달성할 수 있을 뿐만 아니라 상기 프린팅용 수지 조성물에 의해 형성된 패턴 막은 하부기판의 식각에 대한 저항력이 우수하여 하부 기판의 식각 공정에서의 패턴 전사 불량을 현저히 감소시킬 수 있으며, 또한 전사특성이 우수하고 장기간 사용시에도 조성물의 변질이 없는 장점이 있다.

프린팅용 수지 조성물, 알칼리 가용성 수지, 유기 용매, 착색제, 계면 활성제

Description

프린팅용 수지 조성물 및 이를 이용한 패턴 형성 방법{RESIN COMPOSITION FOR PRINTING AND PATTERNING METHOD USING THE SAME}

도 1은 본 발명에 따른 프린팅용 수지 조성물을 기판상에 전사하는 방법을 나타낸 것이다.

도 2는 본 발명의 실시예 1에 따른 프린팅용 수지 조성물을 기판상에 전사한 후의 광학현미경 사진이다.

도 3은 본 발명의 비교예 1에 따른 프린팅용 수지 조성물을 기판상에 전사한 후의 광학현미경 사진이다.

도 4는 본 발명의 비교예 2에 따른 수지 조성물을 기판상에 전사한 후의 광학현미경 사진이다.

본 발명은 프린팅용 수지 조성물, 이를 사용하여 패턴을 형성하는 방법, 이를 사용하여 기판의 패턴을 형성하는 방법 및 이 방법에 의해 제조된 전자소자를 제공한다. 구체적으로 상기 프린팅용 수지 조성물은 금속막, 반도체막 또는 절연막 등의 패턴 형성을 위한 마스크 역할을 할 수 있는 패턴 형성용 수지 조성물 또는 전자소자의 패턴 형성용 수지 조성물로 사용될 수 있다.

액정 표시 소자 및 반도체 소자 등은 기판 상에 형성된 수많은 층들이 패턴 화되어 있다. 따라서, 상기 수많은 층들을 기판 상에 형성하고 패터닝하기 위한 공정들이 수행되게 되며, 일반적으로 화학적기상증착방법, 포토레지스트방법 등 다양한 방법들이 이용된다. 다만, 기판 상에는 수많은 층들이 형성되어야 하므로 패턴형성 공정이 복잡할 경우 생산성이 떨어지므로 간단한 공정방법을 적용하는 것이 대량생산을 위해서는 필수적이다. 비교적 간단한 방법 중 하나로서 인쇄방법이 있다. 인쇄방법은 인쇄롤에 원하는 물질을 원하는 패턴으로 도포한 후, 기판 위에서 회전시켜 기판 위에 전사함으로써 원하는 패턴을 형성하는 방법이다. 이와 같은 인쇄방법은 기판과 인쇄롤 사이에 물리적 접촉이 발생되어 그 적용에 한계가 있기는 하지만, 그 방법이 간단하기 때문에 대량생산에 유리하고 따라서 다양하게 수정되어 발전되고 있다.

예컨대, 액정 표시 소자의 TFT(thin film transistor) 회로 제조 공정 중의 패턴 형성은 기판상에 형성된 알루미늄, 구리, 몰리브데늄 등의 도전성 금속막, 아몰포스 실리콘 등의 반도체막 또는 실리콘 산화막, 실리콘 질화막 등의 절연막에 감광성 수지 조성물을 균일하게 도포 및 베이킹을 하여 포토레지스트 막을 형성하고, 상기 포토레지스트 막을 선택적으로 노광, 현상 처리하여 포토레지스트 패턴을 형성한 다음, 패턴화된 포토레지스트 막을 마스크로 하여 상기 도전성 금속막, 반도체막 또는 절연막을 습식 또는 건식으로 식각하여 포토레지스트 하부층에 미세 회로 패턴을 전사한 후 불필요해진 포토레지스트 패턴을 스트리퍼(박리액)로 제거 하는 공정으로 진행된다.

상기 공정은 공정이 복잡하고 고가의 장비를 사용하기 때문에 액정 표시 장치의 제작시 시간 및 비용에 있어서 상당한 부분을 차지한다.

이에 본 발명은 상기 종래기술의 공정 시간 및 비용의 문제점을 고려하여, 노광 및 현상 공정을 거치지 않고 롤 또는 평판을 이용한 프린팅 방법으로 패턴 형성이 가능한 수지 조성물을 제공하는 것을 목적으로 한다. 또한 본 발명은 상기 수지 조성물을 사용하여 패턴을 형성하는 방법 및 이 방법에 의해 제조된 전자소자를 제공하는 것을 목적으로 한다.

본 발명은 알칼리 가용성 수지 3 내지 30 중량%, 유기 용매 59 내지 95.9 중량%, 착색제 1 내지 10 중량% 및 계면활성제 0.1 내지 1 중량%를 포함하는 프린팅용 수지 조성물을 제공한다.

또한, 본 발명은

(a) 롤 또는 평판 프린팅 방법을 이용하여, 기판 상에 알칼리 가용성 수지 3 내지 30 중량%, 유기 용매 59 내지 95.9 중량%, 착색제 1 내지 10 중량% 및 계면활성제 0.1 내지 1 중량%를 포함하는 수지 조성물을 패턴화하여 코팅하는 단계; 및

(b) 상기 코팅된 수지 조성물을 건조하는 단계

를 포함하는 패턴 형성 방법을 제공한다.

또한, 본 발명은

(a) 기판 상에 금속막, 반도체막 또는 절연막을 형성하는 단계;

(b) 롤 또는 프린팅 방법을 이용하여, 상기 금속막, 반도체막 또는 절연막 상에 알칼리 가용성 수지 3 내지 30 중량%, 유기 용매 59 내지 95.9 중량%, 착색제 1 내지 10 중량% 및 계면활성제 0.1 내지 1 중량%를 포함하는 수지 조성물을 패턴화하여 코팅하고 건조하는 단계;

(c) 상기 수지 조성물로 형성된 패턴을 마스크로 하여 상기 금속막, 반도체막 또는 절연막을 식각하여 패턴화하는 단계; 및

(d) 상기 수지 조성물로 형성된 패턴을 제거하는 단계

를 포함하는 기판의 패턴 형성 방법을 제공한다.

또한, 본 발명은 본 발명에 따른 수지 조성물로 이루어진 패턴 또는 이를 포함하는 전자소자를 제공한다.

상기 기판의 패턴 형성 방법을 이용한 전자소자는 플라즈마 디스플레이 패널(PDP), 인쇄회로기판(PCB), 액정표시소자 또는 반도체소자일 수 있다.

이하, 본 발명에 대해서 상세히 설명한다.

본 발명의 프린팅용 수지 조성물은 알칼리 가용성 수지 3 내지 30 중량%를 포함한다. 상기 알칼리 가용성 수지는 패턴층을 형성하는 메트릭스 수지 역할을 하며 알칼리 현상액에 용해 특성이 있는 수지라면 특별히 한정되지 않으나, 노볼락 수지를 사용하는 것이 바람직하다.

상기 노볼락 수지는 페놀류와 알데히드류의 축합반응으로 합성될 수 있다. 상기 페놀류로는 페놀, 4-t-부틸페놀, 4-t-옥틸페놀, 2-에틸페놀, 3-에틸페놀, 4- 에틸페놀, o-크레졸, m-크레졸, p-크레졸, 2,5-자이레놀, 3,4-자이레놀, 3,5-자이레놀, 2,3,5-트리메틸페놀, 3-메틸-6-t-부틸페놀, 2-나프톨, 1,3-디하이드록시나프탈렌 또는 비스페놀-A 등이 있고, 상기 알데히드류로는 포름알데히드, 파라포름알데히드, 아세토알데히드, 벤즈알데히드 또는 페닐알데히드 등이 있다. 본 발명에서는 상기 페놀류 또는 알데히드류를 단독으로 또는 2종 이상의 혼합물로 사용할 수 있다. 축합반응에 사용되는 촉매로는 옥살산, p-톨루엔술폰산, 트리클로로아세트산 등의 유기산 또는 황산, 염산, 인산 등의 무기산 또는 염화아연, 염화알루미늄, 초산마그네슘, 초산아연 등의 금속염을 사용할 수 있다. 본 발명의 프린팅용 수지 조성물에서 사용되는 노볼락 수지의 분자량은 폴리스티렌 환산 기준으로 중량 평균 분자량 2,500 내지 15,000 범위인 것이 바람직하다.

상기 알칼리 가용성 수지의 함량이 3 중량% 미만이면 수지 조성물에 의한 패턴 형성시 적은 수지의 함량으로 인하여 패턴 형성이 어렵고, 또한 기판에 패턴 형성시 식각 내성이 없어 기판에 패턴 형성이 안되는 문제점이 있으며, 30 중량%를 초과하면 수지 조성물에 의한 패턴을 기판에 전사시 수지의 뭉침 현상이 발생하는 문제점이 있다.

상기 프린팅용 수지 조성물은 유기 용매 59 내지 95.9 중량%를 포함한다. 상기 유기용매는 알칼리 가용성 수지, 착색제 및 계면 활성제를 용해하여 기판에 코팅이 가능하도록 하는 역할을 한다.

상기 유기용매의 구체적인 예로는 아세톤, 메틸 아세테이트, 에틸 아세테이트, 부틸카비톨 아세테이트, 메틸에틸케톤, 메틸이소부틸케톤, 사이클로펜타논, 사 이클로헥사논 등의 케톤류; 에틸렌글리콜모노메틸에테르, 에틸렌글리콜모노에틸에테르, 에틸렌글리콜모노프로필에테르, 에틸렌글리콜모노부틸에테르, 프로필렌글리콜모노메틸에테르, 디에틸렌글리콜모노메틸에테르, 디에틸렌글리콜모노에틸에테르, 디에틸렌글리콜모노프로필에테르, 디에틸렌글리콜모노부틸에테르, 디프로필렌글리콜모노메틸에테르 등의 글리콜에테르류; 메틸아세테이트, 에틸아세테이트, 부틸아세테이트, 메틸프로피오네이트, 에틸프로피오네이트, 3-메톡시메틸프로피오네이트, 에틸락테이트, 에틸렌글리콜모노메틸에테르아세테이트, 에틸렌글리콜모노에틸에테르아세테이트, 에틸렌글리콜모노프로필에테르아세테이트, 에틸렌글리콜모노부틸에테르아세테이트, 프로필렌글리콜모노메틸에테르아세테이트, 디에틸렌글리콜모노메틸에테르아세테이트, 디에틸렌글리콜모노에틸에테르아세테이트, 디에틸렌글리콜모노프로필에테르아세테이트, 디에틸렌글리콜모노부틸에테르아세테이트, 디프로필렌글리콜모노메틸에테르아세테이트 등의 아세테이트류가 있다. 본 발명에서는 전술한 유기용매를 단독 혹은 2종 이상의 혼합물로 사용할 수 있다.

상기 유기 용매의 함량이 59 중량% 미만이면 본 발명의 수지 조성물은 PDMS(Polydimethylsiloxane) 등의 기재에 코팅시 건조가 빨리 이루어져 수지 조성물의 패턴을 기판에 전사하기 어려운 문제점이 있으며, 95.9 중량%를 초과하면 본 발명의 수지 조성물은 건조가 너무 늦게 이루어져 PDMS 등의 기재에 스웰링(Swelling) 현상이 발생하여 패턴이 망가지는 현상이 발생할 수 있다.

상기 프린팅용 수지 조성물은 착색제 1 내지 10 중량%를 포함한다. 상기 착색제는 수지와의 결합력을 좋게 하고 클리쉐(Clich'e)에서 패턴 형성시 수지 조성 물 늘어지지 않고 딱딱 끊어지게 하는 역할을 하여 패턴 전사가 정밀하게 이루어질 수 있도록 한다.

상기 착색제로는 1종 이상의 안료, 염료 또는 이들의 혼합물을 사용할 수 있고, 바람직하게는 안료이다. 사용가능한 흑색 안료로는 카본 블랙, 흑연 또는 금속산화물 등이 있다. 카본 블랙의 예로는 (상품명으로) 시스토 5HIISAF-HS, 시스토 KH, 시스토 3HHAF-HS, 시스토 NH, 시스토 3M, 시스토 300HAF-LS, 시스토 116HMMAF-HS, 시스토 116MAF, 시스토 FMFEF-HS, 시스토 SOFEF, 시스토 VGPF, 시스토 SVHSRF-HS 및 시스토 SSRF(동해카본 ㈜); 다이어그램 블랙 II, 다이어그램 블랙 N339, 다이어그램 블랙 SH, 다이어그램 블랙 H, 다이어그램 LH, 다이어그램 HA, 다이어그램 SF, 다이어그램 N550M, 다이어그램 M, 다이어그램 E, 다이어그램 G, 다이어그램 R, 다이어그램 N760M, 다이어그램 LR, #2700, #2600, #2400, #2350, #2300, #2200, #1000, #980, #900, MCF88, #52, #50, #47, #45, #45L, #25, #CF9, #95, #3030, #3050, MA7, MA77, MA8, MA11, MA100, MA40, OIL7B, OIL9B, OIL11B, OIL30B 또는 OIL31B(미쯔비시화학㈜); PRINTEX-U, PRINTEX-V, PRINTEX-140U, PRINTEX-140V, PRINTEX-95, PRINTEX-85, PRINTEX-75, PRINTEX-55, PRINTEX-45, PRINTEX-300, PRINTEX-35, PRINTEX-25, PRINTEX-200, PRINTEX-40, PRINTEX-30, PRINTEX-3, PRINTEX-A, SPECIAL BLACK-550, SPECIAL BLACK-350, SPECIAL BLACK-250, SPECIAL BLACK-100, 또는 LAMP BLACK-101(대구사㈜); RAVEN-1100ULTRA, RAVEN-1080ULTRA, RAVEN-1060ULTRA, RAVEN-1040, RAVEN-1035, RAVEN-1020, RAVEN-1000, RAVEN-890H, RAVEN-890, RAVEN-880ULTRA, RAVEN-860ULTRA, RAVEN-850, RAVEN-820, RAVEN- 790ULTRA, RAVEN-780ULTRA, RAVEN-760ULTRA, RAVEN-520, RAVEN-500, RAVEN-460, RAVEN-450, RAVEN-430ULTRA, RAVEN-420, RAVEN-410, RAVEN-2500ULTRA, RAVEN-2000, RAVEN-1500, RAVEN-1255, RAVEN-1250, RAVEN-1200, RAVEN-1190ULTRA, 또는 RAVEN-1170(콜롬비아 카본㈜) 등이 있다.

또한 색깔을 띄는 안료로는 카민 6B(C.I.12490), 프탈로시아닌 그린(C.I. 74260), 프탈로시아닌 블루(C.I. 74160), 페릴렌 블랙(BASF K0084. K0086), 시아닌 블랙, 리놀옐로우(C.I.21090), 리놀 옐로우GRO(C.I. 21090), 벤지딘 옐로우4T-564D, 빅토리아 퓨어 블루(C.I.42595), C.I. PIGMENT RED 3, 23, 97, 108, 122, 139, 140, 141, 142, 143, 144, 149, 166, 168, 175, 177, 180, 185, 189, 190, 192, 202, 214,　 215, 220, 221, 224, 230, 235, 242, 254, 255, 260, 262, 264, 272; C.I. PIGMENT GREEN 7, 36; C.I. PIGMENT BLUE 15:1, 15:3, 15:4, 15:6, 16, 22, 28, 36, 60, 64; C.I. PIGMENT YELLOW 13, 14, 35, 53, 83, 93, 95, 110, 120, 138, 139, 150, 151, 154, 175, 180, 181, 185, 194, 213; C.I. PIGMENT VIOLET 15, 19, 23, 29, 32, 37 등이 있고, 이 밖에 백색 안료 및 형광 안료로 이루어진 군에서 선택된 단독 또는 2종 이상의 혼합물을 사용할 수 있다. 그 외 빅토리아퓨어블루, 크리스탈바이올렛 또는 메틸바이올렛 등의 염료를 사용할 수도 있다.

상기 착색제의 함량이 1 중량% 미만이면 패턴 형성시 패턴이 형성된 부분이 구별이 안되며, 10 중량%를 초과하면 PDMS와 같은 기재를 열화시키는 문제점이 있다.

본 발명의 프린팅용 수지 조성물은 계면활성제 0.01 내지 1 중량%를 포함한 다. 상기 계면활성제는 본 발명의 수지 조성물에 의해 형성되는 패턴층의 코팅균일성을 향상시키고, 얼룩을 제거하는 역할을 한다.

상기 계면활성제의 구체적인 예로는 실리콘계 계면활성제 또는 플루오린계 계면활성제 등을 사용할 수 있다. 이와 같은 계면활성제는 패턴 전사시 블랭킷으로 사용될 수 있는 PDMS의 소수성과, 패턴이 전사되는 기판으로 사용될 수 있는 유리의 친수성을 동시에 만족시킬 수 있다.

본 발명의 프린팅용 수지 조성물은 필요에 따라 막질개선제, 계면활성제, 증감제 또는 염료 등의 첨가제를 추가적으로 포함할 수 있다. 막질개선제는 수지 조성물 패턴층의 열적, 기계적 특성을 개선하기 위해 첨가하며, 예컨대 가소제, 아크릴수지, 폴리스티렌 유도체 또는 폴리비닐메틸에테르 등을 사용할 수 있다.

또한 본 발명은,

(b) 상기 코팅된 수지 조성물을 건조하는 단계

를 포함하는 패턴 형성 방법을 제공한다.

상기 (a) 단계에 있어서 롤 또는 평판 프린팅 방법이란 롤 또는 평판 형태의 블랭킷(Blanket)을 이용하여 롤 또는 평판 형태의 클리쉐에 소정 패턴으로 수지 조성물을 코팅한 후, 이 클리쉐를 이용하여 수지 조성물 패턴을 기판에 전사하는 방법을 말한다. 예컨대, 롤 형태의 블랭킷 재료(PDMS) 상에 본 발명의 수지 조성물을 슬릿 노즐(Slit Nozzle)을 이용하여 코팅한 후, 특정 형태의 홈부와 돌출부가 형성되어 있는 클리쉐 상에 전사하고, 클리쉐 상의 수지 조성물 또는 상기 블랭킷 상에 남아있는 수지 조성물을 기판의 표면에 접촉하여 패턴을 형성할 수 있다. 다만 본 발명의 범위가 이와 같은 방법에 의해 한정되는 것은 아니다. 본 발명에 적용할 수 있는 프린팅 방법을 도 1에 예시하였다.

본 발명에서는 클리쉐의 재료로서 유리를 사용하는 것이 바람직하고 블랭킷 재료로서 PDMS가 바람직하나, 이에 한정되는 것은 아니다.

또한, 본 발명은

(b) 롤 또는 평판 프린팅 방법을 이용하여, 기판 상에 알칼리 가용성 수지 3 내지 30 중량%, 유기 용매 59 내지 95.9 중량%, 착색제 1 내지 10 중량% 및 계면활성제 0.1 내지 1 중량%를 포함하는 수지 조성물을 패턴화하여 코팅하는 단계;

(d) 상기 수지 조성물로 형성된 패턴을 제거하는 단계;

를 포함하는 기판의 패턴 형성 방법을 제공한다.

상기 (a) 단계에 있어서 상기 기판상에 금속막, 반도체막 또는 절연막 등의 증착은 당기술분야에 알려진 방법, 예컨대 스핀코팅, 딥코팅 또는 닥터 블레이딩 등에 의해 수행될 수 있다. 상기 금속막, 반도체막, 또는 절연막 등은 실리콘, 알루미늄, 인듐 틴옥사이드(ITO), 인듐 징크옥사이드(IZO), 몰리브덴, 이산화질소, 질화실리콘, 탄탈륨, 구리, 폴리실리콘, 세라믹, 알루미늄/구리 혼합물 또는 각종 중합성 수지 등의 패턴을 형성하고자 하는 모든 기판에 예외없이 적용될 수 있다.

상기 (b) 단계에 있어서, 롤 또는 평판 프린팅 방법은 전술한 바와 같다.

상기 (c) 단계에서는, 상기 수지 조성물로 형성된 패턴을 마스크로 하여 금속막, 반도체막 또는 절연막을 습식 또는 건식 식각하여 미세 회로패턴을 형성한다. 하부 기판의 막질에 따라서 액상의 식각액를 사용하는 습식 식각 또는 기상의 플라즈마를 사용하는 건식 식각을 실시한다. 알루미늄, 몰리브데늄, 구리, ITO, 크롬 등의 금속 기판은 인산/질산/초산의 혼합 산용액, 과산화수소 수용액, 옥살산 수용액 등의 액상 식각액을 사용하며, 실리콘나이트라이드, 아몰퍼스 실리콘과 같은 보호막 또는 반도체막은 플라즈마 식각을 한다.

상기 (d) 단계에서는, 상기 조성물을 박리액으로 제거한다. 상기 박리액은 모노에탄올아민, 2-(2-아미노에톡시)에탄올의 알칸올아민과 N-메틸피롤리돈, 디메틸아세트아미드 또는 디에틸렌글리콜모노에틸에테르 등의 용제 혼합물을 사용할 수 있고, 50 내지 80℃에서 2 내지 5분간 스트리퍼를 스프레이한 후, 초순수로 60 내지 120초간 세정한 후 건조하는 것이 바람직하다.

본 발명은 본 발명에 따른 수지 조성물로 이루어진 패턴, 또는 이를 포함하는 전자소자를 제공한다.

본 발명에 따른 전자소자의 제조방법은 전술한 수지 조성물에 의한 패턴 형성 방법 또는 기판의 패턴 형성 방법을 이용하는 것을 제외하고는 당기술 분야의 기술을 이용할 수 있다. 또한 본 발명에 따른 전자소자는 본 발명의 방법에 따라 형성된 패턴을 포함하는 것이라면 특별히 한정되지 않으나 플라즈마 디스플레이 패널(PDP), 인쇄회로기판(PCB), 액정표시소자 또는 반도체 소자일 수 있다.

구체적으로 본 발명의 롤프리팅용 수지 조성물을 사용하여 액정표시소자의 TFT 회로 패턴을 형성하는 방법을 예시하면 다음과 같다.

액정표시소자의 TFT 회로는 게이트 전극, 게이트 절연막, 반도체막 (비정질 실리콘), 소스/드레인 전극, 보호막으로 구성되는 박막 트랜지스터와 게이트 버스 라인, 데이터 버스 라인, 픽셀 전극으로 구성이 된다. 이렇게 구성된 단위 화소를 메트릭스로 배열시킴으로써 TFT 어레이가 형성된다. 종래의 TFT 어레이는 적층된 각 막질을 일정한 형태를 갖는 모양으로 패턴하기 위해 포토리소그라피 공정을 수행하여 제조하며, 보통 4 내지 5회 정도 반복하게 되는데, 본 발명에서는 롤 또는 평판 프린팅 공정을 이용하여 PDMS에 코팅 후, 클리쉐에 패턴을 형성한 후 하부 기판에 전사 시키고, 프리베이크, 에칭 및 스트립 공정을 수행할 수 있다.

먼저 본 발명의 프린팅용 수지 조성물을 슬릿노즐을 이용하여 PDMS기판에 코팅한다. 코팅 후 클리세 상에 패턴을 전사한 후, 원하는 기판의 표면에 접촉하여 패턴을 형성하고, 패턴화된 상기 수지 조성물을 프리베이크하여 유기 용제를 제거하면 패턴화된 포토레지스트 막이 형성된다. 이 때 막두께는 0.5 내지 3㎛ 정도로 하며, 프리베이크는 80 내지 200℃에서 1 내지 5분간 실시하는 것이 바람직하다. 상기 본 발명에 따른 프린팅용 수지 조성물을 기판상에 전사한 후의 광학현미경사진을 도 2 및 도 3에 나타내었다.

상기와 같이 패턴화된 포토레지스트 막을 형성한 후 패턴화된 포토레지스 막 을 마스크로 하여 하부 기판을 에칭하여 패턴을 형성한다.

에칭 완료 후에 포토레지스트 막은 스트리핑하여 제거한다. 스트리퍼는 모노에탄올아민, 2-(2-아미노에톡시)에탄올의 알칸올아민과 N-메틸피롤리돈, 디메틸아세트아미드 또는 디에틸렌글리콜모노에틸에테르 등의 용제 혼합물을 사용하며, 50 내지 80℃에서 2 내지 5분간 스트리퍼를 스프레이 한 후 초순수로 60 내지 120초간 세정한 후 건조하는 것이 바람직하다.

본 발명 따른 프린팅용 수지 조성물을 사용하여 전자소자의 회로 패턴을 형성하게 되면, 공정의 단순함과 시간절약을 현저히 감소시킬 수 있고, 아울러 포토레지스트 변성을 최소화함으로써 스트립 공정에서의 잔사 및 이물 불량을 획기적으로 개선하여 수율 증대에 기여할 수 있다.

< 실시예 1>

m-크레졸과 p-크레졸 중량비 5:5를 혼합하여 제조한 폴리스티렌 환산 중량평균분자량 6,500인 노볼락 수지 18g, 안료 입자로 C.I. PIGMENT BLUE 15:6 및 C.I. PIGMENT VIOLET 23 0.8g, 플로린계 계면활성제 0.3g을 부틸카비톨아세테이트 18g, 메틸아세테이트 62.9g 용해 후 0.2㎛로 여과하여 프린팅용 수지 조성물을 제조하였다.

<비교예 1>

안료 입자 0.8g 대신에 염료 입자로 빅토리아퓨어블루 0.8g을 첨가하는 것 이외에는 실시예 1과 동일한 방법으로 프린팅용 수지 조성물을 제조하였다.

<비교예 2>

m-크레졸과 p-크레졸 중량비 5:5를 혼합하여 제조한 폴리스티렌 환산 중량평균분자량 6,500인 노볼락 수지 18g, 플로린계 계면활성제 0.2g을 프로필렌글리콜모노메틸에테르아세테이트에 용해 후 0.2㎛로 여과하여 수지 조성물을 제조하였다.

< 실험예 >

상기 제조된 프린팅용 수지 조성물에 대하여 다음과 같은 방법으로 경시 안정성, 기판 밀착 특성 및 건조 특성을 평가하였다.

1) 경시 안정성 평가

프린팅용 수지 조성물을 PDMS에 스핀 코팅하고 이를 기판에 전사한 후 코팅 경시 안정성을 아래와 같은 방법으로 실시하였다. 먼저 프린티용 수지 조성물을 PDMS에 스핀 코팅한 후 표면의 균일도를 육안으로 평가하였다. 상기 경시 안정성의 결과는 프린팅용 수지 조성물을 PDMS에 코팅 후 보이드(void) 및 코팅 형성을 육안으로 확인 할 수 있었으며, 그 결과를 표 1에 나타내었다.

상기 경시 안정성은 다음과 같은 기준으로 평가하였다.

○: 경시 안정성 우수 (코팅 특성 변화 5% 이내)

△: 경시 안정성 다소 떨어짐(코팅 특성 변화 5%~10%)

×: 경시 안정성 불량 (코팅 특성 변화 10% 이상)

2) 하부 기판 전사 특성 평가

프린팅용 수지 조성물을 몰리브데늄 1000Å 증착된 4" 글라스 및 구리 1000Å 증착된 글라스에 각각에 전사한 후 패턴 사이의 간격을 측정하여 패턴 형성 상태를 평가하였다. 상기 전사 특성 평가 결과를 표 1에 나타내었다.

○: 패턴 특성 성능 우수 (1~2㎛ 이내)

△: 패턴 특성 성능 떨어짐(2~10㎛)

×: 패턴 특성 불량 (10㎛ 이상)

3) 건조 특성 평가

프린팅용 수지 조성물을 이용하여 패턴을 형성한 후 소프트베이크 후 상기 프린팅용 수지 조성물이 흘러내리지 않고 패턴 형성을 유지하는 상태를 광학 현미경을 이용하여 평가하였다. 상기 건조 특성 평가 결과를 표 1에 나타내었다.

○: 건조 특성 우수(전사율 100%)

△: 건조 특성 성능 떨어짐(전사율 50~90%)

×: 건조 특성 불량(전사율 50% 미만)

[표 1]

구 분	조성 성분 (중량%)								물성
	a)알칼리 가용성 수지		b)유기용매		c) 안료/염료		d)계면활성제		코팅성	전사성	건조성
	종류	양	종류	양	종류	양	종류	양
실시예 1	노볼락 수지	18	MA	18	안료	0.8	플로린계	0.3	○	○	○
			BGA	62.9
비교예 1	노볼락 수지	18	MA	18	염료	0.8	플로린계	0.3	○	×	○
			BGA	62.9
비교예 2	노볼락 수지	18	PGMEA	81.7			플로린계	0.3	×	×	×

* MA: 메틸아세테이트

* BCA: 부틸카비톨아세테이트

* PGMEA: 프로필렌글리콜모노메틸에테르아세테이트

* 안료: BLUE 15:6 및 VIOLET 23

* 염료: 빅토리아퓨어블루

본 발명의 수지 조성물을 사용하면 패턴형성시 공정의 단순성과 비용절감의 효과를 달성할 수 있을 뿐만 아니라 식각에 대한 저항력이 우수하여 식각 공정에서의 패턴 전사 불량을 현저히 감소시킬 수 있다. 또한, 본 발명의 수지 조성물은 전사특성이 우수하고 장기간 사용시에도 조성물의 변질이 없는 장점이 있다.

Claims

알칼리 가용성 수지 3 내지 30 중량%, 유기 용매 59 내지 95.9 중량%, 안료 0.8 내지 10 중량% 및 계면활성제 0.1 내지 1 중량%를 포함하고, 상기 안료는 흑색안료, 색을 띄는 안료, 백색안료 및 형광안료로 이루어진 군에서 선택되는 단독 또는 2종 이상의 혼합물인 프린팅용 수지 조성물.
청구항 1에 있어서, 상기 알칼리 가용성 수지는 노볼락 수지인 것을 특징으로 하는 프린팅용 수지 조성물.
청구항 2에 있어서, 상기 노볼락 수지는 페놀류와 알데히드류의 축합반응으로 합성된 것으로써, 페놀류로는 페놀, 4-t-부틸페놀, 4-t-옥틸페놀, 2-에틸페놀, 3-에틸페놀, 4-에틸페놀, o-크레졸, m-크레졸, p-크레졸, 2,5-자이레놀, 3,4-자이레놀, 3,5-자이레놀, 2,3,5-트리메틸페놀, 3-메틸-6-t-부틸페놀, 2-나프톨, 1,3-디하이드록시나프탈렌 및 비스페놀-A이고, 알데히드류로는 포름알데히드, 파라포름알데히드, 아세토알데히드, 벤즈알데히드 및 페닐알데히드로 이루어진 군에서 선택된 단독 혹은 2종 이상의 혼합물인 것을 특징으로 하는 프린팅용 수지 조성물.
청구항 2에 있어서, 상기 노볼락 수지는 평균 분자량 2,500 내지 15,000 범위인 것을 특징으로 하는 프린팅용 수지 조성물.
청구항 1에 있어서, 상기 유기 용매는 아세톤, 메틸 아세테이트, 에틸 아세테이트, 부틸카비톨 아세테이트, 메틸에틸케톤, 메틸이소부틸케톤, 사이클로펜타논, 사이클로헥사논, 에틸렌글리콜모노메틸에테르, 에틸렌글리콜모노에틸에테르, 에틸렌글리콜모노프로필에테르, 에틸렌글리콜모노부틸에테르, 프로필렌글리콜모노메틸에테르, 디에틸렌글리콜모노메틸에테르, 디에틸렌글리콜모노에틸에테르, 디에틸렌글리콜모노프로필에테르, 디에틸렌글리콜모노부틸에테르, 디프로필렌글리콜모노메틸에테르, 메틸아세테이트, 에틸아세테이트, 부틸아세테이트, 메틸프로피오네이트, 에틸프로피오네이트, 3-메톡시메틸프로피오네이트, 에틸락테이트, 에틸렌글리콜모노메틸에테르아세테이트, 에틸렌글리콜모노에틸에테르아세테이트, 에틸렌글리콜모노프로필에테르아세테이트, 에틸렌글리콜모노부틸에테르아세테이트, 프로필렌글리콜모노메틸에테르아세테이트, 디에틸렌글리콜모노메틸에테르아세테이트, 디에틸렌글리콜모노에틸에테르아세테이트, 디에틸렌글리콜모노프로필에테르아세테이트, 디에틸렌글리콜모노부틸에테르아세테이트 및 디프로필렌글리콜모노메틸에테르아세테이트로 이루어진 군에서 선택되는 단독 혹은 2종 이상의 혼합물인 것을 특징으로 하는 프린팅용 수지 조성물.
삭제
청구항 1에 있어서, 상기 흑색안료는 카본 블랙, 흑연, 및 금속산화물 안료로 이루어진 군에서 선택되는 단독 또는 2종 이상의 혼합물인 것을 특징으로 하는 프린팅용 수지 조성물.
청구항 1에 있어서, 상기 계면활성제는 실리콘계 계면활성제 및 플루오린계 계면활성제로 이루어진 군에서 선택된 1종 이상인 것을 특징으로 하는 프린팅용 수지 조성물.
청구항 1에 있어서, 상기 프린팅용 수지 조성물은 막질개선제, 계면활성제, 증감제 및 염료 중 1 이상을 추가로 포함하는 것을 특징으로 하는 프린팅용 수지 조성물.
(a) 롤 또는 평판 프린팅 방법을 이용하여, 기판 상에 알칼리 가용성 수지 3 내지 30 중량%, 유기 용매 59 내지 95.9 중량%, 안료 0.8 내지 10 중량% 및 계면활성제 0.1 내지 1 중량%를 포함하고, 상기 안료는 흑색안료, 색을 띄는 안료, 백색안료 및 형광안료로 이루어진 군에서 선택되는 단독 또는 2종 이상의 혼합물인 수지 조성물을 패턴화하여 코팅하는 단계; 및

(b) 상기 코팅된 수지 조성물을 건조하는 단계

를 포함하는 것을 특징으로 하는 패턴 형성 방법.
청구항 10에 있어서, 상기 (a) 단계의 롤 또는 평판 프린팅 방법은 블랭킷 상에 상기 수지 조성물을 코팅한 후 홈부와 돌출부가 형성되어 있는 클리쉐 상에 전사한 후, 상기 블랭킷 상에 남아있는 수지 조성물을 상기 기판의 표면에 접촉하 여 패턴을 전사하는 방법으로 수행하는 것인 패턴 형성 방법.
(a) 기판 상에 금속막, 반도체막 또는 절연막을 형성하는 단계;

(b) 롤 또는 평판 프린팅 방법을 이용하여 상기 금속막, 반도체막 또는 절연막 상에 알칼리 가용성 수지 3 내지 30 중량%, 유기 용매 59 내지 95.9 중량%, 안료 0.8 내지 10 중량% 및 계면활성제 0.1 내지 1 중량%를 포함하고, 상기 안료는 흑색안료, 색을 띄는 안료, 백색안료 및 형광안료로 이루어진 군에서 선택되는 단독 또는 2종 이상의 혼합물인 수지 조성물을 패턴화하여 코팅하고 건조하는 단계;

(c) 상기 수지 조성물로 형성된 패턴을 마스크로 하여 상기 금속막, 반도체막 또는 절연막을 식각하여 패턴화하는 단계; 및

(d) 상기 수지 조성물로 형성된 패턴을 제거하는 단계

를 포함하는 기판의 패턴 형성 방법.
청구항 12에 있어서, 상기 (a) 단계의 롤 또는 평판 프린팅 방법은 블랭킷 상에 상기 수지 조성물을 코팅한 후 홈부와 돌출부가 형성되어 있는 클리쉐 상에 전사한 후, 상기 블랭킷 상에 남아있는 수지 조성물을 상기 기판의 표면에 접촉하여 패턴을 전사하는 방법으로 수행하는 것인 기판의 패턴 형성 방법.
알칼리 가용성 수지 3 내지 30 중량%, 유기 용매 59 내지 95.9 중량%, 안료 0.8 내지 10 중량% 및 계면활성제 0.1 내지 1 중량%를 포함하고, 상기 안료는 흑색안료, 색을 띄는 안료, 백색안료 및 형광안료로 이루어진 군에서 선택되는 단독 또는 2종 이상의 혼합물인 수지 조성물로 이루어진 패턴을 포함하는 전자소자.
청구항 14에 있어서 상기 전자소자는 플라즈마 디스플레이 패널(PDP), 인쇄회로기판(PCB), 액정표시소자 또는 반도체 소자인 것인 전자소자.
청구항 1에 있어서, 상기 색을 띄는 안료는 카민 6B, 프탈로시아닌 그린, 프탈로시아닌 블루, 페릴렌 블랙, 시아닌 블랙, 리놀옐로우, 리놀 옐로우, 벤지딘 옐로우, 빅토리아 퓨어 블루, C.I. 피그먼트 레드, C.I. 피그먼트 그린, C.I. 피그먼트 블루, C.I. 피그먼트 옐로우, 및 C.I. 피그먼트 바이올렛으로 이루어진 군에서 선택되는 단독 또는 2종 이상의 혼합물인 것을 특징으로 하는 프린팅용 인 것을 특징으로 하는 프린팅용 수지 조성물.
청구항 7에 있어서, 상기 카본 블랙은 시스토 5HIISAF-HS, 시스토 KH, 시스토 3HHAF-HS, 시스토 NH, 시스토 3M, 시스토 300HAF-LS, 시스토 116HMMAF-HS, 시스토 116MAF, 시스토 FMFEF-HS, 시스토 SOFEF, 시스토 VGPF, 시스토 SVHSRF-HS 및 시스토 SSRF(동해카본 ㈜); 다이어그램 블랙 II, 다이어그램 블랙 N339, 다이어그램 블랙 SH, 다이어그램 블랙 H, 다이어그램 LH, 다이어그램 HA, 다이어그램 SF, 다이어그램 N550M, 다이어그램 M, 다이어그램 E, 다이어그램 G, 다이어그램 R, 다이어그램 N760M, 다이어그램 LR, #2700, #2600, #2400, #2350, #2300, #2200, #1000, #980, #900, MCF88, #52, #50, #47, #45, #45L, #25, #CF9, #95, #3030, #3050, MA7, MA77, MA8, MA11, MA100, MA40, OIL7B, OIL9B, OIL11B, OIL30B 또는 OIL31B(미쯔비시화학㈜); PRINTEX-U, PRINTEX-V, PRINTEX-140U, PRINTEX-140V, PRINTEX-95, PRINTEX-85, PRINTEX-75, PRINTEX-55, PRINTEX-45, PRINTEX-300, PRINTEX-35, PRINTEX-25, PRINTEX-200, PRINTEX-40, PRINTEX-30, PRINTEX-3, PRINTEX-A, SPECIAL BLACK-550, SPECIAL BLACK-350, SPECIAL BLACK-250, SPECIAL BLACK-100, 또는 LAMP BLACK-101(대구사㈜); 및 RAVEN-1100ULTRA, RAVEN-1080ULTRA, RAVEN-1060ULTRA, RAVEN-1040, RAVEN-1035, RAVEN-1020, RAVEN-1000, RAVEN-890H, RAVEN-890, RAVEN-880ULTRA, RAVEN-860ULTRA, RAVEN-850, RAVEN-820, RAVEN-790ULTRA, RAVEN-780ULTRA, RAVEN-760ULTRA, RAVEN-520, RAVEN-500, RAVEN-460, RAVEN-450, RAVEN-430ULTRA, RAVEN-420, RAVEN-410, RAVEN-2500ULTRA, RAVEN-2000, RAVEN-1500, RAVEN-1255, RAVEN-1250, RAVEN-1200, RAVEN-1190ULTRA, 또는 RAVEN-1170(콜롬비아 카본㈜)으로 이루어진 군에서 선택되는 단독 또는 2종 이상의 혼합물인 것을 특징으로 하는 프린팅용 인 것을 특징으로 하는 프린팅용 수지 조성물.