KR100289649B1 - 박막트랜지스터액정표시소자의제조방법 - Google Patents
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Abstract
본 발명은 박막 트랜지스터 액정표시소자의 제조방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는, ITO 금속막의 막 특성을 향상시킬 수 있는 박막 트랜지스터 액정표시소자의 제조방법에 관한 것이다. 본 발명의 박막 트랜지스터 액정표시 소자의 제조방법은, 절연기판에 상기 액정표시소자를 위한 박막트랜지스터를 형성하는 단계; 상기 절연기판 상부 전면에 유기절연막으로된 보호막을 형성하는 단계; UV를 이용하여 상기 보호막의 상부 표면을 클리닝하는 단계: 상기 클리닝 공정이 완료된 보호막 상부 표면에 대하여 F계열의 가스를 이용한 플라즈마 공정을 실시하는 단계; 상기 플라즈마 공정이 실시된 보호막의 상부 표면 상에 ITO 금속막을 형성하는 단계; 및 상기 ITO 금속막을 식각하여 화소전극을 형성하는 단계를 포함해서 이루어진 것을 특징으로 한다.
Description
본 발명은 박막 트랜지스터 액정표시소자의 제조방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는, ITO 금속막의 막 특성을 향상시킬 수 있는 박막 트랜지스터 액정표시소자의 제조방법에 관한 것이다.
일반적으로, 액정표시소자(Liquid Crystal Display : 이하, LCD)는 텔레비젼 및 그래픽 디스플레이 등의 표시장치에 이용된다. 특히, 매트릭스 형태로 배열된 각 화소마다 박막 트랜지스터(Thin Film Transistor : 이하, TFT)와 같은 스위칭 소자가 구비되는 액티브 매트릭스형 LCD는 고속 응답 특성을 갖는 잇점과 고화소수에 적합한 잇점 때문에 통상의 디스플레이 장치인 CRT(Cathode Ray Tube)에 필적할만한 표시 화면의 고화질화 및 대형화, 컬러화 등을 실현하고 있다.
이러한 TFT LCD는 통상 TFT 어레이가 형성된 하부기판과, 컬러화를 실현하기 위한 컬러필터가 형성된 상부기판이 소정 간격을 두고 합착되며, 상기 하부기판과 상부기판 사이의 공간에는 액정이 봉입된 형태를 이루고 있다.
도 1 은 종래 기술에 따른 TFT LCD의 하부기판을 도시한 단면도로서, 도시된 바와 같이, 유리기판과 같은 절연기판(1) 상에 게이트 전극(2)이 형성되며, 상기 게이트 전극(2)은 절연기판(1)의 전면에 형성되는 게이트 절연막(3)에 의해 피복된다.
그리고, 게이트 전극(2) 상부의 게이트 절연막(3) 상에는 패턴의 형태로 반도체층(4)이 형성되며, 이 반도체층(4)의 중심부 상에는 패턴의 형태로 에치 스톱퍼층(5)이 형성되고, 또한, 에치 스톱퍼(5) 및 반도체층(4)의 양측면에는 오믹층(6)이 형성되며, 오믹층(6) 상에는 소오스 및 드레인 전극(7A, 7B)이 형성되어 TFT가 완성된다.
게다가, 전체 상부에는 폴리이미드(Polyimide), 레진(Resin) 또는 비씨비(BCB : Benzo Cyclo Butyne) 등의 유기절연막으로 이루어진 보호막(8)이 도포되며, 보호막(8) 상에는 화소영역에 해당하는 부분에 ITO(Indium Tin Oxide) 금속으로된 화소전극(9)이 형성되고, 이때, 화소전극(9)은 보호막(8)에 구비된 콘택홀을 통해 소오스 전극(7A)과 콘택된다.
상기에서, 보호막은 TFT 어레이 기판, 즉, 하부기판의 평탄화를 확보하기 때문에 후속 공정인 배향막 형성 공정을 용이하게 실시할 수 있게 하며, 아울러, 상·하부기판 간의 셀 갭의 균일성을 향상시키기 때문에 TFT LCD의 표시품위는 향상된다.
그러나, 상기와 같은 종래 TFT LCD는 유기절연막으로된 보호막 상에 무기물인 ITO 금속을 증착하기 때문에 상기 ITO 금속막의 막 특성이 저하되는 것으로 인하여 화소전극을 형성하기 위한 ITO 금속막의 식각시에 식각 균일성이 저하되기 때문에 미세 패턴 형성이 곤란하며, 이로 인하여, TFT LCD의 제조수율이 저하되는 문제점이 있었다.
자세하게, 종래에는 유기절연막 상에 ITO 금속막을 형성하기 위하여 ITO 금속을 상온 또는 저온에서 증착한 후에 고온 어닐링 공정을 실시하는데, 이러한 방법으로 형성된 ITO 금속막에 대한 식각 공정을 실시할 경우에는 유기절연막과 ITO 금속막의 계면에서의 부조화로 인하여 식각 공정시에 임계 치수를 정확하게 디파인하기가 어려우며, 식각 균일성 및 재현성도 저하된다.
즉, 이러한 현상은 ITO 공정이 외부 변화에 민감하게 변하기 때문인데, ITO 금속막의 형성시에 ITO의 결정화에 대한 결정요소는 O2압력과 플라즈마 파워 또는 기판 온도 등이며, 한 예로, 기판 온도를 증가시키기 위한 고온 공정에서는 결정 사이즈는 커지나, 결정이 너무 크기 때문에 식각 속도 값이 증가되어 공정 적용이 어렵고, 저온 공정에서는 그 반대로 결정 사이즈가 너무 작은 것에 기인하여 식각 속도 값이 커지게 되어 공정 적용이 어렵게 되기 때문이다.
또한, 유기절연막 상에서 ITO의 성막 공정을 실시함에 있어서, 고온 공정일 경우에는 유기절연막에서의 사이드 체인인 C, H 성분의 분해가 발생되어 ITO 금속의 성막 분위기를 오염시키게 됨으로써 ITO 금속막의 막 특성이 변화된다. 반면에, 저온 공정일 경우에는 막 성장 매카니즘에서 성장 표면이 유기물일 경우에 ITO 증착이 무기물 상에서와는 상이하게 되며, 이때, 식각 속도가 커져 공정이 어렵게 된다.
따라서, 본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 무기물인 ITO 금속막과 유기물인 보호막간의 계면 특성을 향상시킴으로써, ITO 금속막의 미세 패턴 형성을 용이하게 실시할 수 있는 TFT LCD의 제조방법을 제공하는데, 그 목적이 있다.
도 1 은 종래 기술에 따른 박막 트랜지스터 액정표시소자의 제조방법을 설명하기 위한 단면도.
도 2a 및 도 2b는 본 발명의 실시예에 따른 박막 트랜지스터 액정표시소자의 제조방법을 설명하기 위한 공정 단면도.
(도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명)
20 : 절연기판 22 : 레진막
23 : 무기물층 24 : 화소전극
상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 TFT LCD의 제조방법은, 액정표시소자를 제조하는 공정에 있어서, 절연기판에 상기 액정표시소자를 위한 박막트랜지스터를 형성하는 단계; 상기 절연기판 상부 전면에 유기절연막으로된 보호막을 형성하는 단계; UV를 이용하여 상기 보호막의 상부 표면을 클리닝하는 단계: 상기 클리닝 공정이 완료된 보호막 상부 표면에 대하여 F계열의 가스를 이용한 플라즈마 공정을 실시하는 단계; 상기 플라즈마 공정이 실시된 보호막의 상부 표면 상에 ITO 금속막을 형성하는 단계; 및 상기 ITO 금속막을 식각하여 화소전극을 형성하는 단계를 포함해서 이루어진 것을 특징으로 한다.
본 발명에 따르면, 보호막의 상부 표면을 무기물화시킴으로써, 후속 공정인 ITO 금속의 증착시에 상기 보호막과 ITO 금속막간의 계면 특성을 향상시킬 수 있으며, 이에 따라, ITO 금속막에 대한 미세 패턴 형성이 용이하다.
이하, 첨부한 도면에 의거하여 본 발명의 바람직한 실시예를 보다 상세하게 설명하도록 한다.
도 2a 및 도 2b는 본 발명의 실시예에 따른 TFT LCD의 제조방법을 설명하기 위한 단면도로서, 우선, 도 2a에 도시된 바와 같이, 공지된 공정을 통해 TFT(도시안됨)가 형성된 절연기판(20) 전면 상에 폴리이미드, 레진 또는 BCB와 같은 유기절연막, 바람직하게는 레진막(22)을 도포한다.
그런 다음, 레진막(22)의 상부 표면에 UV를 조사하여 상기 레진막 표면에 존재하는 C를 제거하고, 연속적으로 F계열 가스, 바람직하게는 SF6가스를 이용한 플라즈마 공정을 실시하여, 도 2b에 도시된 바와 같이, 레진막(22)의 상부 표면에 수십 Å의 두께에 걸쳐 F계열의 무기물층(23)을 형성시킨다.
이어서, 상부 표면에 수십 Å 두께의 무기물층(23)이 형성된 레진막(22) 상에 공지된 방법으로 ITO 금속막을 형성하고, 상기 ITO 금속막을 식각하여 화소전극(24)을 형성한다. 그리고 나서, 180 내지 220℃ 온도에서 어닐링 공정을 실시하여 ITO의 결정화 정도를 더욱 향상시킨다.
본 발명의 실시예에서는, 레지막(22)의 상부 표면에 전술한 바와 같이 UV를 이용한 클리닝 공정과 SF6가스를 이용한 플라즈마 공정을 통해 수십 Å에 걸쳐 무기물층(23)이 형성되기 때문에, 이러한 무기물층(23) 상에 ITO 금속막을 성막시킬 경우에는 무기물 베이스 상에 무기물 금속막을 형성하는 것에 기인하여 저온 공정에서도 ITO 금속막의 막 특성을 향상시킬 수 있게 된다.
따라서, ITO 금속막의 막 특성 향상으로 인하여, 상기 ITO 금속막의 식각시에 식각 균일도를 향상시킬 수 있게 되며, 이에 따라, ITO 금속막에 대한 미세 패턴 형성이 용이하게 이루어지고, 아울러, 식각 재현성도 향상시킬 수 있게 된다.
한편, 본 발명의 실시예는 UV를 이용한 클리닝 공정과 F계열의 가스를 이용한 플라즈마 공정의 추가로 인하여 공정 시간이 지연될 수도 있는나, 이는 상기 공정들과 ITO 금속막의 형성 공정을 연속적으로 진행함으로써, 공정 시간의 지연을 최소한으로 감소시킬 수 있으며, 이에 따라, 생산성 저하를 방지할 수 있게 된다.
이상에서 설명된 바와 같이, 본 발명은 유기절연막으로된 보호막 상에 무기물인 ITO막을 성막시키기 전에 UV를 이용한 보호막 표면의 클리닝 공정과 F계열의 가스를 이용한 플라즈마 공정을 실시하여 상기 보호막의 표면에 무기물층을 형성시킴으로써, 후속 공정인 ITO막의 성막시에 상기 ITO막의 특성을 향상시킬 수 있으며, 이에 따라, ITO막의 균일한 식각 속도를 얻을 수 있음으로 인하여 미세 패턴 형성이 용이하다.
한편, 여기에서는 본 발명의 특정 실시예에 대하여 설명하고 도시하였지만, 당업자에 의하여 이에 대한 수정과 변형을 할 수 있다. 따라서, 이하, 특허청구의 범위는 본 발명의 진정한 사상과 범위에 속하는 한 모든 수정과 변형을 포함하는 것으로 이해할 수 있다.
Claims (4)
- 액정표시소자를 제조하는 공정에 있어서,절연기판에 상기 액정표시소자를 위한 박막트랜지스터를 형성하는 단계;상기 절연기판 상부 전면에 유기절연막으로된 보호막을 형성하는 단계;UV를 이용하여 상기 보호막의 상부 표면을 클리닝하는 단계:상기 클리닝 공정이 완료된 보호막 상부 표면에 대하여 F계열의 가스를 이용한 플라즈마 공정을 실시하는 단계;상기 플라즈마 공정이 실시된 보호막의 상부 표면 상에 ITO 금속막을 형성하는 단계; 및상기 ITO 금속막을 식각하여 화소전극을 형성하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 박막 트랜지스터 액정표시소자의 제조방법.
- 제 1 항에 있어서, 상기 플라즈마 공정을 실시하는 단계는F계열의 가스로 SF6가스를 이용하는 것을 특징으로 하는 박막 츠랜지스터 액정표시소자의 제조방법.
- 제 1 항에 있어서, 상기 화소전극을 형성하는 단계는상기 ITO극속막의 결정화 정도를 향상시키기 위하여 어닐링을 실시하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 박막 트랜지스터 액정표시소자의 제조방법.
- 제 3 항에 있어서, 상기 어닐링을 실시하는 단계는180 내지 220℃에서 어닐링하는 것을 특징으로 하는 박막 트랜지스터 액정표시소자의 제조방법.
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