JP5270873B2 - 多重トーン光マスク、これの製造方法及びこれを用いる薄膜トランジスタ基板の製造方法 - Google Patents
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Description
本発明は、多重トーンマスク、これの製造方法、及び薄膜トランジスタ基板の製造方法に関する。
一般的に、液晶表示パネルのような平板表示装置は、フラットな表示基板を含む。表示基板には画素を制御するためのスイッチング素子、スイッチング素子に電気的な信号を伝達するための配線が形成される。
液晶表示パネルの場合、薄膜トランジスタの形成された薄膜トランジスタ基板とカラーフィルタの形成されたカラーフィルタ基板との間に液晶を介在させ、薄膜トランジスタに印加された信号で液晶を制御して画像を表示する。
薄膜トランジスタ基板は、複数回にかけて、薄膜の成膜及びフォトリソグラフィ工程を通じて製造し、どれくらい少ない数のフォトリソグラフィ工程を通じてどれくらい安定した素子を形成するかが製造コストを決定する重要な要素である。
ここで、光マスクのマスク数を減少させるためには、光マスクで複数の薄膜層を同時にエッチングしうるフォトレジストパターンを形成するか、あるいは一つの光マスクに複数個のステップを有する多重ステップ薄膜パターンを形成することが望ましい。
これのために、基板の特定領域に対応する部分にのみスリットが形成された光マスクでポジティブフォトレジスト層を露光し、特定部分が他の部分より厚さが小さいフォトレジストパターンを形成する技術が知られている。なお、スリット部の均一性を向上させるためにスリット部分を適切な光透過率を有する物質層に代替したハーフトーン光マスクが知られている。
しかし、スリット光マスクの場合、スリット部に形成される電流フォトレジスト層の均一性が良くなくて、スリット部で処理しうる領域が限定され広範囲な領域を処理できないという問題点がある。ハーフトーン光マスクの場合、透過領域、ハーフトーン領域、及び非透過領域に３種類の透過率しかなく、ハーフトーンで処理できる領域が限定される。特に、フォトレジストパターンの下部に形成される配線パターンは、基板上の位置、パターンの配置密度、パターンの向上による影響によって均一に形成されないという問題点がある。よって、薄膜トランジスタ基板の収率が低下するという問題点がある。
これに本発明の技術的な課題は、このような従来の問題点を解決するためのものであって、本発明の目的は、薄膜トランジスタ基板の収率を高めることができる多重トーン光マスクを提供することにある。
本発明の他の目的は、前記多重トーン光マスクの製造方法を提供することにある。
本発明の更に他の目的は、前記多重トーン光マスクを用いる薄膜トランジスタ基板の製造方法を提供することにある。
発明１による多重トーン光マスクは、ベース基板、光遮断層パターン、第１透過率を有する第１半透過層パターン、前記第１透過率と異なる第２透過率を有する第２半透過層パターン及び前記第１及び第２透過率と異なる第３透過率を有する第３半透過層パターンを含む。光遮断層パターンは、ベース基板上に形成される。第１半透過層パターンは、前記ベース基板上に形成され、第２半透過層パターンは、第１半透過層パターンと一部重なる。第３半透過層パターンは、前記第１半透過層パターン及び前記第２半透過層パターンと重なる第１部分、前記第１半透過層パターンと重なる第２部分、前記第２半透過層パターンと重なる第３部分、前記ベース基板と重なる第４部分を含む。
上記多重トーン光マスクは、ベース基板上に形成された光遮断層パターン、及び３個以上の半透過層パターンを含み、領域によって互いに異なる少なくとも第１乃至第６光透過率を有することができる。したがって、複数個のステップを有する薄膜を一つのマスクに形成して工程の生産性を向上させることができ、領域別に適切に選択された光透過率で露光させることで、薄膜ステップの均一性を向上させ、薄膜トランジスタ基板の収率を向上させることができる。
発明２は、発明１において、多重トーン光マスクは、光遮断層パターンと第１半透過層パターンとの間、第１半透過層パターンと第２半透過層パターンとの間に、及び第２半透過層パターンと第３半透過層パターンとの間のうち、少なくとも一ケ所に形成されたエッチング阻止層を更に含むことができる。
発明３は、発明１において、光遮断物質層はクロム層を含むことができ、
第１半透過層パターン、第２半透過層パターン、及び第３半透過層パターンは、それぞれ酸化クロム層、窒化クロム層、酸化窒化クロム層、及びモリシリサイド層から選択されたいずれを含むことができる。
第１半透過層パターン、第２半透過層パターン、及び第３半透過層パターンは、それぞれ酸化クロム層、窒化クロム層、酸化窒化クロム層、及びモリシリサイド層から選択されたいずれを含むことができる。
発明４は、発明１において、前記第１乃至第３半透過層パターンは、それぞれ酸化クロム層、窒化クロム層、酸化窒化クロム層、及びモリシリサイド層から選択されたいずれを含むことを特徴とする。
発明５は、発明１において、前記ベース基板は、前記光遮断層パターンが形成され、前記第１光透過率を有する第１領域と、前記第１半透過層パターンと第２半透過層パターンが重なって前記第２光透過率を有する第２領域と、前記第１半透過層パターンのみ存在し前記第３光透過率を有する第３領域と、前記第２半透過層パターンのみ存在し前記第４光透過率を有する第４領域、及び前記ベース基板が露出され、前記第５光透過率を有する第５領域と、を含むことを特徴とする。
発明６は、発明１において、前記光遮断層パターン、前記第１半透過層パターン及び前記第２半透過層パターンをカバーする保護層を更に含むことを特徴とする請求項１に記載の多重トーン光マスク。
発明７は、発明１において、前記第１半透過層パターンは、前記光遮断層パターンと部分的に重なることを特徴とする。
発明８は、発明１において、前記第１半透過層パターンの少なくとも一部は、前記光遮断層パターン上に形成され、前記第２半透過層パターンの一部は、前記第１半透過層パターン上に形成されることを特徴とする。
発明９は、発明８において、前記第１半透過層パターンは、モリブデンシリサイドを含み、前記第２半透過層パターンは、クロム酸化物、クロム窒化物、及びクロム酸化窒化物からなる群より選択された少なくとも一種を含むことを特徴とする。
発明１０は、発明９において、前記光遮断層パターン、前記第１半透過層パターン、及び前記第２半透過層パターンをカバーするエッチング阻止層を更に含み、前記第３半透過層パターンは、クロム酸化物、クロム窒化物、及びクロム酸化窒化物からなる群より選択された少なくとも一種を含むことを特徴とする。
発明１１は、発明１において、前記光遮断層パターンの少なくとも一部は、前記第１光遮断層パターン及び／または前記第２光遮断層パターン上に形成されることを特徴とする。
発明１２は、ベース基板上に光遮断層パターンを形成する段階と、前記ベース基板上に第１半透過層パターンを形成する段階と、前記第１半透過層パターンと一部重なる第２半透過層パターンを形成する段階と、前記第１及び第２半透過層パターンと一部重なる第３半透過層パターンを形成する段階と、を含むことを特徴とする多重トーン光マスクの製造方法を提供する。第３半透過層パターンは、前記第１半透過層パターン及び第２半透過層パターンと重なる第１部分、前記第１半透過層パターンと重なる第２部分、前記第２半透過層パターンと重なる第３部分、前記ベース基板と重なる第４部分を含む。
上記多重トーン光マスクは、ベース基板上に形成された光遮断層パターン、及び３個以上の半透過層パターンを含み、領域にしたがって互いに異なる値の少なくとも６種以上の光透過率を有する。したがって、複数個のステップを有する薄膜を一つのマスクに形成して工程の生産性を向上させることができ、領域別に適切に選択された光透過率で露光させることで、薄膜ステップの均一性を向上させ、薄膜トランジスタ基板の収率を向上させることができる。
発明１３は、発明１２において、前記光遮断層パターンと第１半透過層との間、前記第１半透過層パターンと第２半透過層との間、及び前記第２半透過層パターンと第３半透過層パターンとの間のうち、少なくともどこか一ケ所にエッチング阻止層を形成する段階を更に含むことを特徴とする。
発明１４は、発明１２において、前記光遮断層パターン、第１半透過層パターン、第２半透過層パターン、及び第３半透過層パターン順に前記ベース基板上に形成することを特徴とする。
発明１５は、発明１２において、前記ベース基板上に光遮断物質層、第１半透過物質層、第２半透過物質層、及び第３半透過物質層を積層し、前記第３半透過層パターン、第２半透過層パターン、第１半透過層パターン、及び光遮断層パターン順に形成することを特徴とする。
発明１６は、発明１２において、前記ベース基板には、前記光遮断層パターンが形成され、前記第１光透過率を有する第１領域と、前記ベース基板が露出され、前記第２光透過率を有する第２領域と、前記第１乃至第３半透過層パターンを重ねて形成される第３領域、第１及び第２半透過層パターンが重なった第４領域、前記第１及び前記３半透過層パターンが重なった第５領域、前記第１、第３、第４、及び第５領域を除いた第１半透過層パターンに該当する第６領域、前記第２及び第３半透過層パターンが重なった第７領域、前記第１、第３、第４、及び第７領域を除いた第２半透過層パターンに該当する第８領域、前記第１、第４、第５、及び第７領域を除いた第３半透過層パターンに該当する第９領域のうち、少なくとも三つ以上の領域が定義されるよう前記光遮断層パターン、第１半透過層パターン、及び第２半透過層パターンを形成することを特徴とする。
発明１７は、発明１２において、前記光遮断層パターン、前記第１半透過層パターン及び前記第２半透過層パターンをカバーする保護層を形成する段階を更に含むことを特徴とする。
発明１８は、発明１２において、前記第１半透過層パターンの一部は、前記光遮断層パターンと重なることを特徴とする。
発明１９は、発明１２において、前記第１半透過層パターンの少なくとも一部は、前記光遮断層パターン上に形成され、前記第２半透過層パターンの一部は前記第１半透過層パターン上に形成されることを特徴とする。
発明２０は、発明１９において、前記第１半透過層パターンは、モリブデンシリサイドを含み、前記第２半透過層パターンは、クロム酸化物、クロム窒化物、及びクロム酸化窒化物からなる群より選択された少なくとも一種を含むことを特徴とする。
発明２１は、発明２０において、前記光遮断層パターン、前記第１半透過層パターン及び前記第２半透過層パターンをカバーするエッチング阻止層を形成する段階を更に含み、前記第３半透過層パターンはクロム酸化物、クロム窒化物、及びクロム酸化窒化物からなる群より選択された少なくとも一種を含むことを特徴とする。
発明２２は、発明１２において、前記光遮断層パターンの少なくとも一部は、前記第１光遮断層パターン及び／または前記第２光遮断層パターン上に形成されることを特徴とする。
発明２３は、発明２２において、前記第１半透過層パターン、前記光遮断層パターン、及び前記第２半透過層パターンが順序に形成されることを特徴とする。
発明２４は、発明２２において、前記第１半透過層パターン、前記第２半透過層パターン及び前記光遮断層パターンが順序に形成されることを特徴とする。
発明２５は、発明２２において、第１半透過層及び光遮断層を順序に形成する段階と、前記光遮断層及び前記第１半透過層を順序にエッチングする段階と、前記光遮断層パターン及び前記第１半透過層パターンをカバーする第２光遮断層を形成する段階と、前記第２光遮断層をエッチングする段階と、をさらに含むことを特徴とする。
発明２６による薄膜トランジスタ基板の製造方法は、第１薄膜トランジスタが形成される表示領域及び外部から入力された信号を第１薄膜トランジスタにスイッチングする第２薄膜トランジスタが形成される周辺領域がそれぞれ定義された基板上に被エッチング層及びフォトレジスト層を形成する段階と、多重トーン光マスクを用いて多重ステップフォトレジストパターンを形成する段階と、多重ステップフォトレジストパターンをエッチングマスクにして被エッチング層パターンを形成する段階と、を含む。前記多重トーン光マスクは、ベース基板、前記ベース基板上に形成された光遮断層パターン、前記ベース基板上に形成された第１半透過層パターン、前記第１半透過層パターンと一部重なる第２半透過層パターン、及び前記第２半透過層パターンと一部重なる第３半透過層パターンを含み、領域によって互いに異なる互いに異なる少なくとも第１乃至第６光透過率を有することを特徴とする。
複数個のステップを有する薄膜を一つのマスクに形成して工程の生産性を向上させることができ、領域別に適切に選択された光透過率で露光させることで、薄膜ステップの均一性を向上させ、薄膜トランジスタ基板の収率を向上させることができる。
発明２７は、発明２６において、前記被エッチング層パターンは、活性層パターン、接触層パターン、及びソース配線パターンを含むことを特徴とする。
発明２８は、発明２６において、前記被エッチング層パターンを形成する段階は、前記多重トーン光マスクの互いに異なる光透過率を有する第１及び第２領域を前記第１薄膜トランジスタの第１チャンネル領域及び前記第２薄膜トランジスタの第２チャンネル領域にそれぞれアラインさせ、前記第１チャンネル領域及び第２チャンネル領域上の残留フォトレジスト層の厚さを均一にすることを特徴とする。
発明２９は、発明２６において、前記基板は、ゲートラインパターン、ストレージ電極を含むストレージラインパターン及びゲート絶縁層を含み、前記被エッチング層は、前記第１薄膜トランジスタ及び第２薄膜トランジスタをカバーする有機絶縁膜を含むことを特徴とする。
発明３０は、発明２９において、前記被エッチング層パターンを形成する段階は、前記多重トーン光マスクの互いに異なる光透過率を有する領域を前記有機絶縁膜上に定義された非露光部、前記第１薄膜トランジスタのドレイン電極上のコンタクト部、前記第１チャンネル領域、ストレージコンタクト部、フル露光部、及び前記第２チャンネル領域にそれぞれアラインさせて多重ステップ有機絶縁膜パターンを形成することを特徴とする。
本発明によれば、薄膜トランジスタ基板の収率を向上させることができる多重トーン光マスク、これの製造方法及び薄膜トランジスタ基板の製造方法を提供することができる。
以下、添付する図面を参照して本発明の望ましい実施例を詳細に説明する。
＜多重トーン光マスク＞
図１は、本発明の一実施例による多重トーン光マスクの断面図である。
図１は、本発明の一実施例による多重トーン光マスクの断面図である。
多重トーン光マスク５は、基板上に所定の回路パターンを形成するためのフォトレジストパターンを形成するか、有機膜などをパターニングするに用いることができる。図１を参照すると、多重トーン光マスク５は、ベース基板１０、光遮断層パターン２０、第１半透過層パターン３０、及び第２半透過層パターン５０を含む。
ベース基板１０は、光透過率が１００％に近い光マスク用ガラス、例えば、クォーツ基板であってもよい。光遮断層パターン２０は、ベース基板１０の一部領域に形成される。光遮断層２０は、光透過率が０％であるメタルで構成することが望ましい。光遮断層パターン２０は、ベース基板１０に形成されたクロム層をパターニングして形成することができる。
第１半透過層パターン３０は、光遮断層パターン２０と一部重なるように形成される。したがって、第１半透過層パターン３０の一部は光遮断層パターン２０上に形成され、第１半透過層パターン３０の残りはベース基板１０の表面上に形成される。
第２半透過層パターン５０は、第１半透過層パターン３０と一部重なるように形成される。第２半透過層パターン５０は、部分的に光遮断層パターン２０及び第１半透過層パターン３０と重なるように形成することができ、第２半透過層パターン５０の残りは、ベース基板１０の表面と接することができる。
第１半透過層パターン３０及び第２半透過層パターン５０は、クロム系、例えば、酸化クロム（ＣｒＯｘ）、窒化クロム（ＣｒＮｘ）、及び酸化窒化クロム（ＣｒＯｘＮｙ）またはモリシリサイド（ＭｏＳｉ）から選択された一種で構成することができる。
第１半透過層パターン３０及び第２半透過層パターン５０両方ともクロム系列からなる場合、第１半透過層パターン３０及び第２半透過層パターン５０は、酸化クロム層、窒化クロム層、及び酸化窒化クロム層を湿式エッチングして形成される。この場合、湿式エッチングする工程にて既に形成された第１半透過層パターン３０をエッチングすることができる。
したがって、多重トーン光マスク５は、エッチング阻止層４０を更に含むことが望ましい。エッチング阻止層４０は、第１半透過層パターン３０が形成されたベース基板１０の全体面積に形成され、第２半透過層パターン５０の形成工程にて第１半透過層パターン３０を保護する。また、光遮断層パターン２０と第１半透過層パターン３０との間にもエッチング阻止層４０を形成することができる。エッチング阻止層４０は、１００％の光透過率を有する。
反面、モリシリサイド層は、乾式エッチングを通じてエッチングされ、湿式エッチングされるクロム系列の他の層に対して相互エッチング選択比が非常に大きい。したがって、第１半透過層パターン３０及び第２半透過層パターン５０のいずれかをモリシリサイド層に形成し、残りの一つをクロム系列層に形成すると、エッチング阻止層４０を省略することができる。
本実施例で、前記光遮断層２０は、前記第１半透過層パターン３０によってカバーされる。他の方法で、前記光遮断層２０の少なくとも一部は、前記第１半透過層パターン３０及び／または前記第２半透過層パターン５０上に形成することができる。
多重トーン光マスク５は、１００％の光透過率を有する保護膜（図示せず）を更に含むことができる。保護膜は、第２半透過層パターン５０が形成されたベース基板１０をカバーし、光遮断層パターン２０、第１半透過層パターン３０、及び第２半透過層パターン５０を保護する。
多重トーン光マスク５は、図１に示したように、それぞれ第１光透過率、第２光透過率、第３光透過率、第４光透過率、及び第５光透過率を有する第１領域（Ａ１）、第２領域（Ｂ１）、第３領域（Ｃ１）、第４領域（Ｄ１）、及び第５領域（Ｅ１）を有する。第１領域（Ａ１）は、光遮断層パターン２０が形成された領域に対応して、第２領域（Ｂ１）は、第１半透過層パターン３０、及び第２半透過層パターン５０が重なる領域に対応し、第３領域（Ｃ１）は、第１及び第２領域を除いて第１半透過層パターン３０のみ存在する領域に対応し、第４領域（Ｄ１）は、第１及び第２領域を除いて第２半透過層パターン５０のみ存在する領域に対応し、第５領域（Ｅ１）は、光遮断層パターン２０、第１半透過層パターン３０、及び第２半透過層パターン５０が存在しない領域に対応する。
光透過率は、第１透過率層パターン３０及び第２半透過層パターン５０をなす物質の種類と厚さによって変わる。多重トーン光マスク５の各領域は重なるパターンの光透過率をかけた値の光透過率を有する。したがって、第１半透過層パターン３０がｘ％の光透過率を有し、第２半透過層パターン５０がｙ％の光透過率を有する場合、第１領域（Ａ１）は光遮断層パターン２０が形成されているため０％の第１光透過率を有し、第２領域（Ｂ１）はｘｙ％の第２光透過率を有し、第３領域（Ｃ１）はｘ％の第３光透過率を有し、第４領域（Ｄ１）はｙ％の第４光透過率を有し、第５領域（Ｅ１）は１００％の第５光透過率を有する。
例えば、第１半透過層パターン３０がｘ＝５０％の光透過率を有し、第２半透過層パターン５０がｙ＝８０％の光透過率を有する場合、第２領域（Ｂ１）はｘｙ＝４０％の第２光透過率を有し、第３領域（Ｃ１）は５０％の光透過率を有し、第４領域（Ｄ１）は８０％の第４光透過率を有する。
したがって、多重トーン光マスク５を用いてある基板上に複数のステップを有する薄膜パターンを形成する場合、多重トーン光マスク５の第１領域（Ａ１）、第２領域（Ｂ１）、第３領域（Ｃ１）、第４領域（Ｄ１）、及び第５領域（Ｅ１）が前記ステップに適切に対応するように光遮断層パターン２０、第１半透過層パターン３０、及び第２半透過層パターン５０を設計することができる。
図２は、本発明の一実施例による多重トーン光マスクの断面図である。
図２を参照すると、多重トーン光マスク１００は、ベース基板１１０、光遮断層パターン１２０、第１半透過層パターン１３０、第１エッチング阻止層１４０、第２半透過層パターン１５０、第２エッチング阻止層１６０、及び第３半透過層パターン１７０を含む。多重トーン光マスク１００は、第２エッチング阻止層１６０及び第３半透過層パターン１７０を更に含むことを除いては図１に示した多重トーン光マスク５と実質的に同一である。
したがって、第１半透過層パターン１３０は、光遮断層パターン１２０と一部重なり、第２半透過層パターン１５０は、第１半透過層パターン１３０と一部重なるように形成される。第１エッチング阻止層１４０は、第１半透過層パターン１３０と第２半透過層パターン１５０との間に配置される。
第２エッチング阻止層１６０は、第２半透過層パターン１５０が形成されたベース基板１１０を全体的にカバーする。第３半透過層パターン１７０は第２半透過層パターン１５０と一部重なるように第２エッチング阻止層１６０上に形成される。第３半透過層パターン１７０は、酸化クロム層、窒化クロム層、酸化窒化クロム層、及びモリシリサイド層のいずれから形成される。
前記クロム系物質に対するモリシリサイドのエッチング選択比は、相対的に大きい。したがって、前記第１及び第２半透過層パターン（１３０、１５０）の少なくともいずれか一つがモリシリサイド層に形成され、残りの半透過層がクロム系層に形成される場合、前記エッチング阻止層は省略することができる。
例えば、前記第１半透過層パターン１３０がモリシリサイド層に形成され、前記第２半透過層パターン１５０がクロム系層に形成される場合、前記第１エッチング阻止層１４０は省略してもよい。
他の方法で、前記第２半透過層パターン１５０がモリシリサイド層に形成され、前記第３半透過層パターン１７０がクロム系層に形成される場合、前記第２エッチング阻止層１６０は省略することができる。
本実施例で、前記光遮断層１２０は、前記第１半透過層パターン１３０によってカバーされる。他の方法で、前記光遮断層１２０の少なくとも一部は、前記第１半透過層パターン１３０、前記第２半透過層パターン１５０、及び前記第３半透過層パターン１７０の少なくともいずれか一つ上に形成することができる。
多重トーン光マスク１００は、図２に示したように、それぞれ第１光透過率、第２光透過率、第３光透過率、第４光透過率、第５光透過率、第６光透過率、第７光透過率、第８光透過率、及び第９光透過率を有する第１領域（Ａ２）、第２領域（Ｂ２）、第３領域（Ｃ２）、第４領域（Ｄ２）、第５領域（Ｅ２）、第６領域（Ｆ２）、第７領域（Ｇ２）、第８領域（Ｈ２）、及び第９領域（Ｉ２）を有する。
第１領域（Ａ２）は、光遮断層パターン１２０が形成された領域に、第２領域（Ｂ２）は第１半透過層パターン１３０、第２半透過層パターン１５０、及び第３半透過層パターン１７０が重なる領域に、第３領域（Ｃ２）は第１半透過層パターン１３０と第２半透過層パターン１５０とが重なった領域に、第４領域（Ｄ２）は第１半透過層パターン１３０と第３半透過層パターン１７０とが重なった領域に、第５領域（Ｅ２）は第２半透過層パターン１５０と第３半透過層パターン１７０とが重なった領域に、第６領域（Ｆ２）は第１半透過層パターン１３０のみ存在する領域に、第７領域（Ｇ２）は第２半透過層パターン１５０のみ存在する領域に、第８領域（Ｈ２）は第３半透過層パターン１７０のみ存在する領域に、第９領域（Ｉ２）は光遮断層パターン１２０、第１半透過層パターン１３０、第２半透過層パターン１５０、及び第３半透過層パターン１７０が存在しない領域にそれぞれ対応する。
図３は、本発明の一実施例による多重トーン光マスクの断面図である。
図３を参照すると、多重トーン光マスク２００は、ベース基板２１０、第１半透過層パターン２２０、光遮断層パターン２３０、第２半透過層パターン２５０、及び第３半透過層パターン２７０を含む。
多重トーン光マスク２００は、光遮断層パターン２３０が第１半透過層パターン２２０と第２半透過層パターン２５０との間に形成された点を除いては図２に示した多重トーン光マスク１００と実質的に同一である。
第１半透過層パターン２２０は、ベース基板２１０の一部領域に形成される。
光遮断層パターン２３０は、第１半透過層パターン２２０と一部重なり、光遮断層パターン２３０の残りはベース基板２１０の表面に接する。第２半透過層パターン２５０は光遮断層パターン２３０及び第１半透過層パターン２２０と部分的に重なる。第３半透過層パターン２７０は、第２半透過層パターン２５０と部分的に重なる。
第１半透過層パターン２２０、第２半透過層パターン２５０、及び第３半透過層パターン２７０は、ぞれぞれ酸化クロム層、窒化クロム層、酸化窒化クロム層、及びモリシリサイド層から選択されたいずれで構成することができる。
第１半透過層パターン２２０は、モリシリサイド層から構成することが望ましい。第２半透過層パターン２５０または第３半透過層パターン２７０がクロム系列の前記層から構成された場合、多重トーン光マスク２００は、第１エッチング阻止層２４０及び第２エッチング阻止層２６０を更に含むことができる。第１エッチング阻止層２４０は、光遮断層パターン２３０と第２半透過層パターン２５０との間に形成され、第２エッチング阻止層２６０は、第２半透過層パターン２５０と第３半透過層パターン２７０との間に形成される。
多重トーン光マスク２００は、図３に示したように、それぞれ第１光透過率、第２光透過率、第３光透過率、第４光透過率、第５光透過率、第６光透過率、第７光透過率、第８光透過率、及び第９光透過率を有する第１領域（Ａ３）、第２領域（Ｂ３）、第３領域（Ｃ３）、第４領域（Ｄ３）、第５領域（Ｅ３）、第６領域（Ｆ３）、第７領域（Ｇ３）、第８領域（Ｈ３）、及び第９領域（Ｉ３）を有する。各領域は図２で説明したものと同一の方式で定義される。
＜多重トーン光マスクの製造方法＞
図４乃至図９は、本発明の一実施例による多重トーン光マスクの製造方法の工程図である。
図４乃至図９は、本発明の一実施例による多重トーン光マスクの製造方法の工程図である。
図４、図５、図６、及び図７を参照すると、多重トーン光マスクの製造方法は、ベース基板３１０上に光遮断層パターン３２０を形成する段階と、光遮断層パターン３２０と一部重なる第１半透過層パターン３３０を形成する段階、及び第１半透過層パターン３３０と一部重なる第２半透過層パターン３５０を形成する段階を含む。多重トーン光マスクの製造方法によって製造された多重トーン光マスクは領域に従って互いに異なる値の少なくとも第１光透過率、第２光透過率、第３光透過率、第４光透過率、及び第５光透過率を有する。
まず、図４に示したように、スパッタリングなどの方式でベース基板３１０上に光遮断物質層を蒸着し、フォトリソグラフィ工程を通じて光遮断物質層をエッチングして光遮断層パターン３２０を形成する。光遮断物質層はクロム層を含むことができ、この場合、クロム層を湿式エッチングして光遮断層パターン３２０を形成する。
その後、酸化クロム、窒化クロム、酸化窒化クロム、及びモリシリサイドから選択された一種をスパッタリングなどの方式で光遮断層パターン３２０が形成されたベース基板３１０の全面積に蒸着した後、フォトリソグラフィ工程を通じて、図５に示したように、光遮断層パターン３２０と一部重なるように第１半透過層パターン３３０を形成する。これとは違って、前記第１半透過層パターン３３０は、前記光遮断層パターン３２０と重ならなくてもよい。
酸化クロム層、窒化クロム層、及び酸化窒化クロム層は湿式エッチングされ、モリシリサイドは乾式エッチングされる。第１半透過層パターン３３０がクロム系列の物質からなる場合、光遮断層パターン３２０とのエッチング選択比が大きい物質を選択するか、あるいは光遮断層パターン３２０と第１半透過層パターン３３０との間にエッチング阻止層を更に形成することもできる。モリシリサイドの場合、クロム層に対してエッチング選択比が大きいので、光遮断層パターン３２０と第１半透過層パターン３３０との間にエッチング阻止層を省略することができる。
続いて、図６に示したように、第１半透過層パターン３３０が形成されたベース基板３１０の全面積に第１エッチング阻止層３４０を形成する。第１エッチング阻止層３４０をなす物質は第１半透過層パターン３３０をなす物質及び第１半透過層パターン３３０上に形成される第２半透過層パターン３５０をなす物質の種類とエッチャントの種類などによって変わる。
その後、図７に示したように、第１エッチング阻止層３４０上に酸化クロム層、窒化クロム層、酸化窒化クロム層、及びモリシリサイド層から選択された一層を形成した後、フォトリソグラフィ工程を通じて第１半透過層パターン３３０と一部重なるように第２半透過層パターン３５０を形成する。
本実施例で、前記光遮断層パターン３２０は、前記第１半透過層パターン３３０によってカバーされる。他の方法で、前記光遮断層パターン３２０の少なくとも一部は前記第１半透過層パターン３３０及び／または前記第２半透過層パターン３５０上に形成することができる。
例えば、前記第１半透過層パターン３３０、前記光遮断層パターン３２０、及び前記第２半透過層パターン３５０の順に、前記基板３１０上に形成することができる。他の方法で、前記第１半透過層パターン３３０、前記第２半透過層パターン３５０及び前記光遮断層パターン３２０の順に、前記基板３１０上に形成することができる。
前記第１半透過層パターン３３０、前記第２半透過層パターン３５０、及び前記光遮断層パターン３２０の形成順序は変更することができる。例えば、前記光遮断層３２０パターンは、前記第１半透過層パターン３３０を形成した後に形成することができる。
例えば、第１半透過層が前記基板３１０上に形成された後、前記第１半透過層上に光遮断層が形成される。その後、前記光遮断層をエッチングして光遮断層パターンを形成し、前記第１半透過層をエッチングして第１半透過層パターンを形成する。その後、第２半透過層を前記光遮断層パターン及び前記第１半透過層上に形成し、前記第２半透過層をエッチングして前記第２半透過層パターンを形成する。
図８及び図９は、第３半透過層パターン３７０を形成する段階の工程図である。
図８及び図９を参照すると、多重トーン光マスクの製造方法は、第２半透過層パターン３５０と一部重なる第３半透過層パターン３７０を形成する段階を更に含む。
まず、図８に示したように、第２半透過層パターン３５０をカバーする第２エッチング阻止層３６０を形成する。第２エッチング阻止層３６０上に酸化クロム層、窒化クロム層、酸化窒化クロム層、及びモリシリサイド層から選択された一層を形成した後、図９に示したように、フォトリソグラフィ工程を通じて第２半透過層パターン３５０と一部重なる第３半透過層パターン３７０を形成する。
前記クロム系物質に対するモリシリサイドのエッチング選択比は相対的に大きい。したがって、例えば、前記第１半透過層パターン３３０がモリシリサイド層から形成され、前記第２半透過層パターン３５０がクロム系層から形成される場合、前記第１エッチング阻止層３４０は省略することができる。
他の方法で、前記第２半透過層パターン３５０がモリシリサイド層から形成され、前記第３半透過層パターン３７０がクロム系層から形成される場合、前記第２エッチング阻止層３６０は省略することができる。
なお、第１半透過層パターン３３０及び第３半透過層パターン３７０がクロム系列で形成され、第２半透過層パターン３５０がモリシリサイドからなる場合、または第１半透過層パターン３３０及び第３半透過層パターン３７０がモリシリサイドからなり、第２半透過層パターン３５０がクロム系列の物質からなる場合、第１エッチング阻止層３４０及び第２エッチング阻止層３６０を形成する段階は省略することができる。
なお、第１半透過層パターン３３０、第２半透過層パターン３５０、及び第３半透過層パターン３７０が全てクロム系列の物質から形成されても、相互エッチング選択比が大きい物質からなる場合、第１エッチング阻止層３４０及び第２エッチング阻止層３６０を形成する段階は、省略することができる。
多重トーン光マスクの製造方法は、第３半透過層パターン３７０が形成されたベース基板３１０の全体面積をカバーする保護膜３８０を形成する段階を更に含むことができる。
このように製造された多重トーン光マスクは、図２で説明したように、それぞれ互いに異なる９種の光透過率を有する９個の領域を含むことができる。もちろん、前記９個の領域は最大可能な領域の種数であり、第１半透過層パターン３３０、第２半透過層パターン３５０及び第３半透過層パターン３７０を重ねる方式によって９種より少ない個数の光透過率、即ち、９種より少ない数の領域を含むことができる。
これと異なる実施例で、光遮断層パターン３２０を形成する順序を変更させることができる。例えば、図３に示したように、第１半透過層パターン３３０が形成されたベース基板３１０上に光遮断層パターン３２０を形成するかあるいは第３半透過層パターン３７０が形成されたベース基板３１０上に光遮断層パターン３２０を形成することができる。
本実施例では、光遮断層パターン３２０、第１半透過層パターン３３０、第２半透過層パターン３５０及び第３半透過層パターン３７０の順に形成される。したがって、光遮断層パターン３２０と第２半透過層パターン３５０との間には第１半透過層パターン３３０が存在する領域と存在しない領域がある。同様に、第１半透過層パターン３３０と第３半透過層パターン３７０との間には第２半透過層パターン３５０が存在する領域と存在しない領域がある。
他の実施例において、光遮断層パターン３２０、第１半透過層パターン３３０、第２半透過層パターン３５０、及び第３半透過層パターン３７０の順に積層された構造であるが、これとは逆順にパターンを形成することができる。例えば、ベース基板３１０上に光遮断物質層、第１半透過物質層、第２半透過物質層、及び第３半透過物質層を順に積層し、フォトリソグラフィ工程を通じて上部から次第にエッチングする。これにより、第３半透過層パターン３７０、第２半透過層パターン３５０、第１半透過層パターン３３０、及び光遮断層パターン３２０の順に形成することができる。
ただし、この場合、第３半透過層パターン３７０の下には、第２半透過層パターン３５０が存在し、第２半透過層パターン３５０の下には第１半透過層パターン３３０が存在し、第１半透過層パターン３３０の下には光遮断パターン層が存在するという拘束条件がある。したがって、多重トーン光マスクは３種の半透過層パターンを含んでも、最大５種の互いに異なる値の光透過率を有する。
＜薄膜トランジスタ基板の製造方法＞
図１０は、本発明の一実施例による薄膜トランジスタ基板の製造方法によって製造された薄膜トランジスタ基板の平面図である。図１１は、図１０に示した薄膜トランジスタ基板をＩ−Ｉ’に沿って見た断面図である。
図１０は、本発明の一実施例による薄膜トランジスタ基板の製造方法によって製造された薄膜トランジスタ基板の平面図である。図１１は、図１０に示した薄膜トランジスタ基板をＩ−Ｉ’に沿って見た断面図である。
図１０を参照すると、薄膜トランジスタ基板の製造方法によって製造された薄膜トランジスタ基板５００は、表示領域と周辺領域に区画される。表示領域には複数の単位画素部がマトリクス形態に配列される。周辺領域には単位画素部を駆動するためのデータ駆動部５０５及びゲート駆動部５０１が配置される。データ駆動部５０５はデータ駆動ドライブ集積回路（ＩＣ）であってもよい。ゲート駆動部５０１は、ゲート駆動ドライブ集積回路であるか、基板上に直接集積してもよい。本実施例では、ゲート駆動部５０１が基板上に直接集積された場合を説明する。
図１０及び図１１を参照すると、各単位画素部は、第１薄膜トランジスタ（ＴＦＴ１）及び画素電極５８０を含む。第１薄膜トランジスタ（ＴＦＴ１）は、第１ゲート電極（ＧＥ１）、活性層５３０、第１ソース電極（ＳＥ１）、及び第１ドレイン電極（ＤＥ１）を含む。画素電極は第１ドレイン電極に電気的に接続される。
データ駆動部５０５は、画像情報によって複数個のデータライン（ＤＬ）に画素電圧を出力する。ゲート駆動部５０１は、制御信号に応じて複数のゲートライン（ＧＬ）にゲート信号を出力する。ゲート駆動部５０１は、制御信号及びゲート信号をスイッチングする第２薄膜トランジスタを含んでもよい。
第２薄膜トランジスタ（ＴＦＴ２）は、第２ゲート電極（ＧＥ２）、活性層５３０、第２ソース電極（ＳＥ２）、及び第２ドレイン電極（ＤＥ２）を含むことができる。データライン（ＤＬ）及びゲートライン（ＧＬ）は絶縁されたまま互いに交差し、単位画素部の平面積を定義する。
薄膜トランジスタ基板５００は、ゲートライン（ＧＬ）の間に配置されるストレージライン（ＳＴＬ）を更に含むことができる。薄膜トランジスタ基板５００は、第１薄膜トランジスタ（ＴＦＴ１）及び第２薄膜トランジスタ（ＴＦＴ２）をカバーする有機絶縁膜パターン５７０を更に含むことができる。有機絶縁膜パターン５７０には第１ドレイン電極（ＤＥ１）の一部を露出させる第１コンタクトホール５７１及びストレージライン（ＳＴＬ）のストレージ電極の一部を露出させる第２コンタクトホール５７７が形成される。第１コンタクトホール５７１は段差を有するように形成される。
以下、薄膜トランジスタ基板５００の製造方法を具体的に説明する。
図１２乃至図１７は、図１０に示した薄膜トランジスタ基板の製造方法の工程図である。
まず、図１２を参照すると、基板７１０上にスパッタリングなどの方式でゲート金属層を形成し、フォトリソグラフィ工程によってゲートライン（ＧＬ）及び各ゲートライン（ＧＬ）から延長された第１ゲート電極（ＧＥ１）、第２ゲート電極（ＧＥ２）、及びストレージライン（ＳＴＬ）の幅が拡張されたストレージ電極（ＳＴＥ）を含むゲート配線パターンを形成する。
その後、ゲートライン（ＧＬ）、第１ゲート電極（ＧＥ１）及び第２ゲート電極（ＧＥ２）を絶縁するゲート絶縁層７２０を形成する。ゲート絶縁層７２０は、窒化シリコン（ＳｉＮｘ）などを含むことができる。ゲート絶縁層７２０上に活性層７３０を形成する。活性層７３０は、半導体層７３１、及び半導体層７３１上に形成された接触層７３３を含むことができる。半導体層７３１はアモルファスシリコンを含み、接触層７３３は半導体層７３１の表面を高濃度のイオンでドープして形成され、ｎ＋アモルファスシリコンを含むことができる。活性層７３０上には、ソース金属層７４０を形成する。ソース金属層７４０は、モリブデン、クロム、銅などの導電性金属またはこれらの合金を含むことができる。ソース金属層７４０上にフォトレジスト層７５０を形成する。
フォトレジスト層７５０は、ソース金属層７４０上にフォトレジスト組成物を塗布し７０〜１１０℃の温度条件下で１〜１５分間プレベークさせて形成される。本実施例で、フォトレジスト組成物は、ポジティブ型フォトレジスト組成物であり、形成されたポジティブ型フォトレジスト層７５０は、露光された領域のみ現像液によって除去される。
その後、第１多重トーン光マスク８００を用いてフォトレジスト層７５０を露光する。第１多重トーン光マスク８００は、ベース基板８１０、光遮断層パターン８２０、第１半透過層パターン８３０、エッチング阻止層８４０、及び第２半透過層パターン８５０を含む。
光遮断層パターン８２０は、第１ゲート電極（ＧＥ１）、第２ゲート電極（ＧＥ２）、及びデータライン（ＤＬ）に対応する領域に形成される。光遮断層パターン８２０のうち、第１ゲート電極（ＧＥ１）の中央部に対応する領域（以下、第１チャンネル領域７５３）、第２ゲート電極（ＧＥ２）の中央部に対応する領域（第２チャンネル領域７５７）は開口される。
第１半透過層パターン８３０は、光遮断層パターン８２０と一部重なるように形成される。第１半透過層パターン８３０は、第１チャンネル領域７５３、及び第２チャンネル領域７５７に対応してベース基板８１０上に形成される。エッチング阻止層８４０は、第１半透過層パターン８３０が形成されたベース基板８１０の全体面積をカバーする。第２半透過層パターン８５０は、第１半透過層パターン８３０と一部重なるように形成される。第２半透過層パターン８５０は、第１チャンネル領域７５３に対応して形成されるが、第２チャンネル領域７５７に対応しては形成されない。つまり、図１２に示すように、第１チャンネル領域７５３上には第２半透過層パターン８５０が形成されるが、第２チャンネル領域７５７上には形成されない。
したがって、第１多重トーン光マスク８００は、光遮断層パターン８２０に対応する第１領域（Ａ４）、第１チャンネル領域７５３に対応し第１半透過層パターン８３０、及び第２半透過層パターン８５０が積層された第２領域（Ｂ４）、第２チャンネル領域７５７に対応し第１半透過層パターン８３０のみ存在する第３領域（Ｃ４）、ベース基板８１０が露出された第４領域（Ｄ４）を含む。図示していないが、第１多重トーン光マスク８００は、第２半透過層パターン８５０のみ存在する第５領域を更に含むことができる。
第１領域（Ａ４）は０％の第１光透過率を有し、第４領域（Ｄ４）は１００％に近い第４光透過率を有する。第１半透過層パターン８３０がｘ％の光透過率を有し、第２半透過層パターン８５０がｙ％の光透過率を有する場合、第２領域（Ｂ４）はｘｙ％の第２光透過率を有し、第３領域（Ｃ４）はｘ％の第３光透過率を有する。したがって、第３光透過率は第２光透過率より大きい。
図１０を参照すると、表示領域に形成される第１薄膜トランジスタ（ＴＦＴ１）及びデータライン（ＤＬ）はゲート駆動部５０１に形成される第２薄膜トランジスタ（ＴＦＴ２）または所定の回路パターンに比べてパターン密度が疎に形成される。
一般的に、残留フォトレジスト層７５１（フォトレジストパターン）を形成しても、残留フォトレジスト層７５１の下部に形成される配線パターンは、基板７１０上の位置によって不均一になる可能性がある。したがって、基板７１０上の位置によってフォトレジストに対する露光量を適切に選択して調節することが望ましい。パターンの密度が相対的に高いゲート駆動部５０１に対する露光量を表示領域に対する露光量より大きくすることが望ましい。
本実施例で、第１薄膜トランジスタ（ＴＦＴ１）と第２薄膜トランジスタ（ＴＦＴ２）は同一の形状であってもよいが、第２トランジスタ（ＴＦＴ２）が第１薄膜トランジスタ（ＴＦＴ１）より配置される程度が密に形成される場合、第１チャンネル領域７５３に対する露光量より第２チャンネル領域７５７に対する露光量を大きくしたほうが望ましい。
図１１及び図１２に示したように、第１領域（Ａ４）が第１ソース電極（ＳＥ１）、第１ドレイン電極（ＤＥ１）、第２ソース電極、第２ドレイン電極（ＤＥ２）、及びデータライン（ＤＬ）に対応し、第２領域（Ｂ４）が第１チャンネル領域７５３に対応し、第３領域（Ｃ４）が第２チャンネル領域７５７に対応し、第４領域（Ｄ４）がその他の領域に対応する。一方、第４領域（Ｄ４）を表示領域の他の領域に対応させ、第５領域を周辺部の他の領域に対応させることができる。
このような配置下にフォトレジスト層７５０を露光及び現像すると、図１３に示したように、光が完全遮断された第１領域（Ａ４）に対応するフォトレジスト層７５０はそのまま残留し、第２領域（Ｂ４）及び第３領域（Ｃ４）に対応するフォトレジスト層７５０は表面から一定深さまでにのみ光に反応して光分子が分解され、その下には高分子がそのまま残る。
光に完全露出された第４領域（Ｄ４）に対応するフォトレジスト層７５０は、完全除去される。ここで、前述したように、第２領域（Ｂ４）は第３領域（Ｃ４）より露光量が少ないが、前記第２薄膜トランジスタ（ＴＦＴ２）のパターンの密度が前記第１薄膜トランジスタ（ＴＦＴ１）のパターンの密度より大きいので、第２光透過率と第３光透過率とは実質的に同一である。したがって、現像後に残留したフォトレジスト層７５０の厚さは第２領域（Ｂ４）と第３領域（Ｃ４）にて同一である。第１半透過層パターン及び第２半透過層パターン８５０の物質の種類及び厚さを調節して、第２領域（Ｂ４）及び第３領域（Ｃ４）にて残留フォトレジスト層７５０の厚さを均一にする第２光透過率及び第３光透過率を選択することができる。
続いて、図１４に示したように、残留フォトレジスト層７５１（フォトレジストパターン）をエッチングマスクとして、第４領域（Ｄ４）の露出されたソース金属層７４０をエッチャントなどでエッチングする。これによって、露出された活性層７３０を乾式エッチング方法でエッチングする。活性層７３０をエッチングする間、残留フォトレジスト層７５１の一部が消失する。
その後、残留フォトレジスト層７５１は、図１５に示したように、酸素プラズマを用いるアッシング工程などによって１次ストラッピングされる。その結果、第１チャンネル領域７５３及び第２チャンネル領域７５７の残留フォトレジスト層７５１は除去され、第１チャンネル領域７５３及び第２チャンネル領域７５７周辺の残留フォトレジスト層７５１の高さが低くなる。
第１チャンネル領域７５３及び第２チャンネル領域７５７上の残留フォトレジスト層７５１の高さが均一でない場合、アッシング工程の結果、第１チャンネル領域７５３と第２チャンネル領域７５７上のフォトレジスト層７５０が完全除去されないところが発生することがある。
本実施例では、光透過率を異なるように選択して第１チャンネル領域７５３及び第２チャンネル領域７５７上の残留フォトレジスト層７５１の高さを均一に形成する。したがって、アッシング工程によって第１チャンネル領域７５３及び第２チャンネル領域７５７に残留フォトレジスト層７５１を均一に除去することができる。
続いて、第１チャンネル領域７５３及び第２チャンネル領域７５７に露出されたソース金属層７４０をエッチャントなどでエッチングする。その結果、活性層７３０上に第１ソース電極（ＳＥ１）、第１ドレイン電極（ＤＥ１）、第２ソース電極（ＳＥ２）、及び第２ドレイン電極（ＤＥ２）を含むソース配線パターンが形成される。第１ソース電極（ＳＥ１）と第１ドレイン電極（ＤＥ１）との間、及び第２ソース電極（ＳＥ２）と第２ドレイン電極（ＤＥ２）との間に露出された接触層７３３を乾式エッチングによってエッチングする。ここで、半導体層７３１の一部がエッチングされる可能性がある。
図１６は、第２多重トーン光マスクで有機絶縁膜を露光する工程の断面図である。
図１６を参照すると、酸素プラズマを用いるアッシング工程において残留フォトレジスト層７５１を完全に除去する。このとき、活性層７３０は酸素プラズマに対するエッチング選択比が大きいのでほとんどエッチングされない。
その後、第１薄膜トランジスタ（ＴＦＴ１）及び第２薄膜トランジスタ（ＴＦＴ２）をカバーするパッシベーション層７６０を形成し、パッシベーション層７６０上に薄膜トランジスタ基板７００の表面を平坦化する有機絶縁膜７９０を形成する。第２多重トーン光マスク９００で有機絶縁膜７９０を露光し現像し、図１７に示したように、有機絶縁膜パターン７７０を形成する。
第２多重トーン光マスク９００は、ベース基板９１０、光遮断層パターン９２０、第１半透過層パターン９３０、第２半透過層パターン９５０、第３半透過層パターン９７０を含む。第２多重トーン光マスク９００は、第１半透過層パターン９３０、第２半透過層パターン９５０、及び第３半透過層パターン９７０の間に形成された第１エッチング阻止層９４０及び第２エッチング阻止層９６０を更に含むことができる。
光遮断層パターン９２０、第１半透過層パターン９３０、第２半透過層パターン９５０、第３半透過層パターン９７０は、その名称順に形成され、互いに部分的に重なって光透過率がそれぞれ異なる９個の領域を定義する。図１６には７個の領域のみ示された。
第１領域（Ａ５）は光遮断層パターン９２０が形成された領域に、第２領域（Ｂ５）は第１半透過層パターン９３０、第２半透過層パターン９５０、及び第３半透過層パターン９７０が重なった領域に、第３領域（Ｃ５）は、第１半透過層パターン９３０と第２半透過層パターン９５０が重なった領域に、第４領域（Ｄ５）は第１半透過層パターン９３０のみ存在する領域に、第５領域（Ｅ５）はパターンが存在しない領域にそれぞれ対応する。なお、第６領域（Ｆ５）は、第２半透過層パターン９５０と第３半透過層パターン９７０が重なる領域に、第７領域（Ｇ５）は、第２半透過層パターン９５０のみ存在する領域にそれぞれ対応する。
図示していないが、第２多重トーン光マスク９００は、第１半透過層パターン９３０と第３半透過層パターン９７０とが重なった第８領域と、第３半透過層パターン９７０のみ存在する第９領域を更に含むことができる。
第１領域（Ａ５）は光が透過されない領域であり、第５領域（Ｅ５）は、光が１００％透過する領域である。残りの領域の光透過率は積層された半透過層パターンの個数が少ないほど増加する。
第２領域（Ｂ５）、第３領域（Ｃ５）、第４領域（Ｄ５）、及び第５領域（Ｅ５）は、第１ドレイン電極（ＤＥ１）の一部に対応し、第６領域（Ｆ５）及び第７領域（Ｇ５）はストレージ電極（ＳＴＥ）の一部に対応するように、第２多重トーン光マスク９００を基板７１０上に配置して露光する。その後、現像すると、図１７に示したような有機絶縁膜パターン７７０が形成される。
具体的に、完全露光領域である第５領域（Ｅ５）に対応して有機絶縁膜７９０及びパッシベーション層７６０は完全除去される。第２領域（Ｂ５）及び第４領域（Ｄ５）に対応して有機絶縁膜７９０はテーパー形状に除去され、第３領域（Ｃ５）に対応して一部の厚さだけ除去される。その結果、２ステップ（７７３、７７５）から形成された第１コンタクトホール７７１が形成される。
一方、第７領域（Ｇ５）に対応して有機絶縁膜７９０のみ除去され、第６領域（Ｆ５）に対応して有機絶縁膜７９０はテーパー形状に除去される。その結果、ストレージ電極（ＳＴＥ）の上部に第２コンタクトホール７７７が形成される。
第２領域（Ｂ５）に対応する有機絶縁膜７９０はそのまま残存する。図示していないが、周辺部上の有機絶縁膜７９０にも複数のステップを有するコンタクトホールを形成することができる。
最後に、インジウム亜鉛酸化物（ＩＺＯ）またはインジウムスズ酸化物（ＩＴＯ）のような透明導電性物質を有機絶縁膜パターン７７０上に蒸着し、フォトリソグラフィ工程によって画素電極７８０を形成する。画素電極７８０は第１コンタクトホール７７１に延長され、第１ドレイン電極（ＤＥ１）に電気的に接続される。画素電極７８０は第２コンタクトホール７７７に延長され、ストレージ電極（ＳＴＥ）、ゲート絶縁層７２０、及びパッシベーション層７６０とともにストレージキャパシタを形成する。
したがって、第２多重トーン光マスク９００のように、領域に応じて互いに異なる７種以上の光透過率を有する多重トーン光マスクを用いると、一つのマスクで有機絶縁膜パターン７７０のように多重ステップを有する薄膜パターンを形成することができる。
なお、多重ステップを有する薄膜パターンを形成する場合、ステップの形状、配置密度、及び基板７１０上の領域によって形成される層が不均一でない可能性がある。この場合、本実施例のように、基板７１０上の位置によって多重トーン光マスク上に適切に選択されたトーンを対応させて露光させると、結果的に均一な層を形成することができる。
以上で詳細に説明したような本発明によると、同一のパターンであっても基板上の位置によってフォトレジスト層に対する露光量を適切に選択して調節することができる。したがって、一つのマスクで有機絶縁膜パターンのように多重ステップを有する薄膜パターンを形成することができるので、工程の生産性が向上する。
また、基板上の位置に応じて、多重トーン光マスク上に適切に選択されたトーンを形成し、このトーンに対応して露光すると、結果的に均一な層を形成することができるので、薄膜トランジスタ基板の収率を向上させることができる。
以上、本発明の実施例によって詳細に説明したが、本発明はこれに限定されず、本発明が属する技術分野において通常の知識を有するものであれば本発明の思想と精神を離脱することなく、本発明を修正または変更できる。
１００ 多重トーン光マスク
１１０ ベース基板
１２０ 光遮断層パターン
１３０ 第１半透過層パターン
１４０、１６０ エッチング阻止層
１５０ 第２半透過層パターン
１７０ 第３半透過層パターン
５００ 薄膜トランジスタ基板
５０１ ゲート駆動部
５０５ データ駆動部
５１０ 基板
５２０ ゲート絶縁層
５３０ 活性層
５６０ パッシベーション層
５７０ 有機絶縁膜パターン
５７１ 第１コンタクトホール
５７７ 第２コンタクトホール
５８０ 画素電極
１１０ ベース基板
１２０ 光遮断層パターン
１３０ 第１半透過層パターン
１４０、１６０ エッチング阻止層
１５０ 第２半透過層パターン
１７０ 第３半透過層パターン
５００ 薄膜トランジスタ基板
５０１ ゲート駆動部
５０５ データ駆動部
５１０ 基板
５２０ ゲート絶縁層
５３０ 活性層
５６０ パッシベーション層
５７０ 有機絶縁膜パターン
５７１ 第１コンタクトホール
５７７ 第２コンタクトホール
５８０ 画素電極
Claims (30)
- ベース基板と、
前記ベース基板上に形成された光遮断層パターンと、
前記ベース基板上に形成され、第１透過率を有する第１半透過層パターンと、
前記第１半透過層パターンと一部重なり、前記第１透過率と異なる第２透過率を有する第２半透過層パターンと、
前記第１及び第２透過率と異なる第３透過率を有する第３半透過層パターンと、
を含み、
前記第３半透過層パターンは、前記第１半透過層パターン及び前記第２半透過層パターンと重なる第１部分、前記第１半透過層パターンと重なる第２部分、前記第２半透過層パターンと重なる第３部分、前記ベース基板と重なる第４部分を含むことを特徴とする多重トーン光マスク。 - 前記光遮断層パターンと第１半透過層パターンとの間、前記第１半透過層パターンと第２半透過層パターンとの間、及び前記第２半透過層パターンと第３半透過層パターンとの間のうち、少なくともどこか一ケ所に形成されたエッチング阻止層を更に含むことを特徴とする請求項１に記載の多重トーン光マスク。
- 前記光遮断層パターンは、クロム層を含むことを特徴とする請求項１に記載の多重トーン光マスク。
- 前記第１乃至第３半透過層パターンは、それぞれ酸化クロム層、窒化クロム層、酸化窒化クロム層、及びモリシリサイド層から選択されたいずれを含むことを特徴とする請求項１に記載の多重トーン光マスク。
- 前記ベース基板は、
前記光遮断層パターンが形成され、前記第１光透過率を有する第１領域と、
前記第１半透過層パターンと第２半透過層パターンが重なって前記第２光透過率を有する第２領域と、
前記第１半透過層パターンのみ存在し前記第３光透過率を有する第３領域と、
前記第２半透過層パターンのみ存在し前記第４光透過率を有する第４領域、及び
前記ベース基板が露出され、前記第５光透過率を有する第５領域と、を含むことを特徴とする請求項１記載の多重トーン光マスク。 - 前記光遮断層パターン、前記第１半透過層パターン及び前記第２半透過層パターンをカバーする保護層を更に含むことを特徴とする請求項１に記載の多重トーン光マスク。
- 前記第１半透過層パターンは、前記光遮断層パターンと部分的に重なることを特徴とする請求項１に記載の多重トーン光マスク。
- 前記第１半透過層パターンの少なくとも一部は、前記光遮断層パターン上に形成され、前記第２半透過層パターンの一部は、前記第１半透過層パターン上に形成されることを特徴とする請求項１に記載の多重トーン光マスク。
- 前記第１半透過層パターンは、モリブデンシリサイドを含み、前記第２半透過層パターンは、クロム酸化物、クロム窒化物、及びクロム酸化窒化物からなる群より選択された少なくとも一種を含むことを特徴とする請求項８に記載の多重トーン光マスク。
- 前記光遮断層パターン、前記第１半透過層パターン、及び前記第２半透過層パターンをカバーするエッチング阻止層を更に含み、前記第３半透過層パターンは、クロム酸化物、クロム窒化物、及びクロム酸化窒化物からなる群より選択された少なくとも一種を含むことを特徴とする請求項９に記載の多重トーン光マスク。
- 前記光遮断層パターンの少なくとも一部は、前記第１光遮断層パターン及び／または前記第２光遮断層パターン上に形成されることを特徴とする請求項１に記載の多重トーン光マスク。
- ベース基板上に光遮断層パターンを形成する段階と、
前記ベース基板上に第１半透過層パターンを形成する段階と、
前記第１半透過層パターンと一部重なる第２半透過層パターンを形成する段階と、
前記第１及び第２半透過層パターンと一部重なる第３半透過層パターンを形成する段階と、
を含み、
前記第３半透過層パターンは、前記第１半透過層パターン及び第２半透過層パターンと重なる第１部分、前記第１半透過層パターンと重なる第２部分、前記第２半透過層パターンと重なる第３部分、前記ベース基板と重なる第４部分を含むことを特徴とする多重トーン光マスクの製造方法。 - 前記光遮断層パターンと第１半透過層との間、前記第１半透過層パターンと第２半透過層との間、及び前記第２半透過層パターンと第３半透過層パターンとの間のうち、少なくともどこか一ケ所にエッチング阻止層を形成する段階を更に含むことを特徴とする請求項１２に記載の多重トーンマスクの製造方法。
- 前記光遮断層パターン、第１半透過層パターン、第２半透過層パターン、及び第３半透過層パターン順に前記ベース基板上に形成することを特徴とする請求項１２に記載の多重トーンマスクの製造方法。
- 前記ベース基板上に光遮断物質層、第１半透過物質層、第２半透過物質層、及び第３半透過物質層を積層し、前記第３半透過層パターン、第２半透過層パターン、第１半透過層パターン、及び光遮断層パターン順に形成することを特徴とする請求項１２に記載の多重トーン光マスクの製造方法。
- 前記ベース基板には
前記光遮断層パターンが形成され、前記第１光透過率を有する第１領域と、
前記ベース基板が露出され、前記第２光透過率を有する第２領域と、
前記第１乃至第３半透過層パターンを重ねて形成される第３領域、第１及び第２半透過層パターンが重なった第４領域、前記第１及び前記３半透過層パターンが重なった第５領域、前記第１、第３、第４、及び第５領域を除いた第１半透過層パターンに該当する第６領域、前記第２及び第３半透過層パターンが重なった第７領域、前記第１、第３、第４、及び第７領域を除いた第２半透過層パターンに該当する第８領域、前記第１、第４、第５、及び第７領域を除いた第３半透過層パターンに該当する第９領域のうち、少なくとも三つ以上の領域が定義されるよう前記光遮断層パターン、第１半透過層パターン、及び第２半透過層パターンを形成することを特徴とする請求項１２に記載の多重トーン光マスクの製造方法。 - 前記光遮断層パターン、前記第１半透過層パターン及び前記第２半透過層パターンをカバーする保護層を形成する段階を更に含むことを特徴とする請求項１２に記載の多重トーン光マスクの製造方法。
- 前記第１半透過層パターンの一部は、前記光遮断層パターンと重なることを特徴とする請求項１２に記載の多重トーン光マスクの製造方法。
- 前記第１半透過層パターンの少なくとも一部は、前記光遮断層パターン上に形成され、前記第２半透過層パターンの一部は前記第１半透過層パターン上に形成されることを特徴とする請求項１２に記載の多重トーン光マスクの製造方法。
- 前記第１半透過層パターンは、モリブデンシリサイドを含み、前記第２半透過層パターンは、クロム酸化物、クロム窒化物、及びクロム酸化窒化物からなる群より選択された少なくとも一種を含むことを特徴とする請求項１９に記載の多重トーン光マスクの製造方法。
- 前記光遮断層パターン、前記第１半透過層パターン及び前記第２半透過層パターンをカバーするエッチング阻止層を形成する段階を更に含み、前記第３半透過層パターンはクロム酸化物、クロム窒化物、及びクロム酸化窒化物からなる群より選択された少なくとも一種を含むことを特徴とする請求項２０に記載の多重トーン光マスクの製造方法。
- 前記光遮断層パターンの少なくとも一部は、前記第１光遮断層パターン及び／または前記第２光遮断層パターン上に形成されることを特徴とする請求項１２に記載の多重トーン光マスクの製造方法。
- 前記第１半透過層パターン、前記光遮断層パターン、及び前記第２半透過層パターンが順序に形成されることを特徴とする請求項２２に記載の多重トーン光マスクの製造方法。
- 前記第１半透過層パターン、前記第２半透過層パターン及び前記光遮断層パターンが順序に形成されることを特徴とする請求項２２に記載の多重トーン光マスクの製造方法。
- 第１半透過層及び光遮断層を順序に形成する段階と、
前記光遮断層及び前記第１半透過層を順序にエッチングする段階と、
前記光遮断層パターン及び前記第１半透過層パターンをカバーする第２光遮断層を形成する段階と、
前記第２光遮断層をエッチングする段階と、をさらに含むことを特徴とする請求項２２に記載の多重トーンマスクの製造方法。 - 第１薄膜トランジスタが形成される表示領域及び前記第１薄膜トランジスタをスイッチングする第２薄膜トランジスタが形成される周辺領域がそれぞれ定義された基板上に被エッチング層及びフォトレジスト層を形成する段階と、
多重トーン光マスクを用いて多重ステップ（ｍｕｌｔｉ−ｓｔｅｐ）フォトレジストパターンを形成する段階と、
前記多重ステップフォトレジストパターンをエッチングマスクにして被エッチング層パターンを形成する段階と、
を含み、
前記多重トーン光マスクは、
ベース基板、
前記ベース基板上に形成された光遮断層パターン、
前記ベース基板上に形成された第１半透過層パターン、
前記第１半透過層パターンと一部重なる第２半透過層パターン、及び
前記第２半透過層パターンと一部重なる第３半透過層パターン
を含み、
領域によって互いに異なる互いに異なる少なくとも第１乃至第６光透過率を有することを特徴とする薄膜トランジスタ基板の製造方法。 - 前記被エッチング層パターンは、活性層パターン、接触層パターン、及びソース配線パターンを含むことを特徴とする請求項２６に記載の薄膜トランジスタ基板の製造方法。
- 前記被エッチング層パターンを形成する段階は、前記多重トーン光マスクの互いに異なる光透過率を有する第１及び第２領域を前記第１薄膜トランジスタの第１チャンネル領域及び前記第２薄膜トランジスタの第２チャンネル領域にそれぞれアラインさせ、前記第１チャンネル領域及び第２チャンネル領域上の残留フォトレジスト層の厚さを均一にすることを特徴とする請求項２６に記載の薄膜トランジスタ基板の製造方法。
- 前記基板は、ゲートラインパターン、ストレージ電極を含むストレージラインパターン及びゲート絶縁層を含み、前記被エッチング層は、前記第１薄膜トランジスタ及び第２薄膜トランジスタをカバーする有機絶縁膜を含むことを特徴とする請求項２６に記載の薄膜トランジスタ基板の製造方法。
- 前記被エッチング層パターンを形成する段階は、前記多重トーン光マスクの互いに異なる光透過率を有する領域を前記有機絶縁膜上に定義された非露光部、前記第１薄膜トランジスタのドレイン電極上のコンタクト部、前記第１チャンネル領域、ストレージコンタクト部、フル露光部、及び前記第２チャンネル領域にそれぞれアラインさせて多重ステップ有機絶縁膜パターンを形成することを特徴とする請求項２９に記載の薄膜トランジスタ基板の製造方法。
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