KR100486720B1 - 포토 마스크 - Google Patents

Abstract

본 발명은 포토 마스크에 관한 것으로, 종래 포토 마스크는 공정단계별로 각각의 포토 마스크를 제작하여 사용해야 함과 아울러 그 수명 또한 제한적이어서, 포토 마스크의 제작 및 교체 비용이 증가하여 전체 제품의 제조비용이 증가하는 문제점이 있었다. 이와 같은 문제점을 감안한 본 발명 포토 마스크는 액정과; 상기 액정의 상/하측에서 액정을 고정시키는 패널과; 상기 상/하 패널을 합착시키는 합착수단과; 상기 상/하 패널의 상부측에 위치하여 상기 액정을 다수로 분할하여, 그 분할된 영역의 각각에 전계를 인가제어하는 전극으로 구성하여, 전계의 인가에 따라 광을 차단하거나 투과시키는 액정을 사용하고, 그 액정에 선택적으로 전계를 인가할 수 있는 수단을 두어 포토 마스크로 이용함으로써, 하나의 소자를 제작하기 위하여 복수로 사용되는 포토 마스크 각각을 제조할 필요없이 하나의 포토 마스크로 서로다른 패턴을 용이하게 구현하여 제조비용을 절감하는 효과와 아울러 포토 마스크의 수명이 연장되는 효과가 있다.

Description

포토 마스크{PHOTO MASK}

본 발명은 포토 마스크에 관한 것으로, 특히 액정의 편광특성을 이용하여 차광영역, 투과영역 및 반투과영역의 위치를 사용자가 원하는 위치에 설정하여 고비용의 포토 마스크를 대체하며, 반영구적인 수명의 액정을 이용한 포토 마스크에 관한 것이다.

일반적으로, 포토 마스크는 석영기판의 일부에 차광영역인 금속패턴을 형성하여, 포토레지스트에 선택적으로 광을 조사하여 그 포토레지스트 패턴을 형성할 수 있도록 하는 것으로, 각 공정마다 서로 다른 마스크를 제작하여 사용하여야 하며, 그 수명 또한 한계가 있어 포토 마스크를 사용하는 제품의 제조비용이 증가하는 요인이 된다.

또한, 선택적으로 광을 반투과 시키기 위해서는 상기 차광영역이 형성된 마스크의 상부에 반투과물질을 증착하고, 이를 패터닝하는 공정을 거치게 되며, 그 반투과되는 광의 에너지를 제어하기가 용이하지 않을 뿐만 아니라 차광영역의 형성에 의한 단차의 영향으로 반투과 물질 패턴의 정확한 형성이 용이하지 않고, 차광영역의 측면하부에 반투과 물질이 잔존할 수 있는 가능성이 있어 신뢰성이 저하된다.

상기와 같은 특성의 종래 포토 마스크와 그 포토 마스크를 사용하는 일례를 첨부한 도면을 참조하여 상세히 설명하면 다음과 같다.

도1은 종래 포토 마스크를 사용하여 포토레지스트를 노광하는 일실시 모식도로서, 이에 도시한 바와 같이 종래 포토 마스크는 광투과영역인 석영기판(1)의 하측에 차광영역인 금속패턴(2)이 부착되어 있으며, 광원으로 부터 조사되는 광은 석영기판(1)을 투과하게 되고, 상기 금속패턴(2)이 형성된 위치에서 광이 차단되어, 하부의 포토레지스트(PR)의 일부에만 선택적으로 광을 조사할 수 있게 된다.

도면에서는 광이 조사되는 영역의 포토레지스트(PR)가 제거된 상태로 도시하였지만, 실제로는 노광한 후, 현상공정을 통해 상기 광이 조사된 영역의 포토레지스트(PR)를 제거하게 된다.

도2는 종래 노광기의 개략도로서, 이에 도시한 바와 같이 광원을 구동시키는 조명계(21)와; 상기 포토 마스크(22)를 통과한 조명계(21)의 광을 처리하여 시료(24)에 인가하는 광학계(24)와; 상기 시료(24)의 이송을 담당하는 구동계(25)로 구성된다.

구동계(25)는 특정한 박막상에 포토레지스트가 도포된 시료를 노광기 내로 이송하고, 이송이 완료되면 조명계(21)에서는 광원에 전원을 인가하여 그 광원의 광이 포토 마스크(22)를 통해 인가되도록 한다.

이와 같이 포토 마스크(22)를 통해 조사되는 광은, 그 포토 마스크(22)와 시료(24)의 크기비의 차 등을 고려하여 패턴의 크기를 확대 또는 축소하여 인가하는 광학계(23)의 동작에 의해 시료(24)에 도포된 포토레지스트에 패턴을 형성하게 된다.

상기의 동작과정에서 상기 포토 마스크(22)의 수명이 다한 경우 폐기하게 된다.

이하, 상기와 같이 구성되는 노광기 및 포토 마스크를 사용하는 TFT-LCD제조방법을 첨부한 도면을 참조하여 상세히 설명한다.

도3a 내지 도3e는 종래 포토 마스크를 사용하는 TFT-LCD 제조공정 수순단면도로서, 이에 도시한 바와 같이 유리기판(31)의 상부에 금속을 증착하고, 제1포토 마스크를 사용하는 사진식각공정으로 증착된 금속을 패터닝하여 게이트전극(32)을 형성하는 단계(도3a)와; 상기 구조의 상부전면에 게이트절연막(33), 비정질실리콘(34), n⁺-비정질실리콘(35)을 순차적으로 증착한 후, 제2포토 마스크를 사용하는 사진식각공정을 통해 n⁺-비정질실리콘(35)과 비정질실리콘(34)을 패터닝하여 상기 게이트전극(32)의 대향하는 위치 및 그 주변부의 일부에 대향하는 게이트절연막(33)상에 액티브영역을 형성하는 단계(도3b)와; 상기 구조의 상부전면에 금속을 증착하고, 제3포토 마스크를 사용하는 사진식각공정으로 상기 증착된 금속을 패터닝하여 상기 게이트전극(32)의 상부중앙부에 대향하는 액티브영역의 상부측에서 소정간격 이격되며, 상기 액티브영역의 측면부까지 위치하는 소스전극(36) 및 드레인전극(37)을 형성함과 아울러 상기 소스전극(36)과 드레인전극(37)의 사이에 노출된 n⁺-비정질실리콘(35)을 식각하여 채널영역을 형성하는 단계(도3c)와; 상기 구조의 상부전면에 패시베이션막(38)을 증착하고, 제4포토 마스크를 사용하는 사진식각공정으로 상기 패시베이션막(38)에 콘택홀을 형성하여 상기 드레인전극(37)의 상부일부를 노출시키는 단계(도3d)와; 상기 구조의 상부전면에 ITO를 증착하고, 그 증착된 ITO를 제5포토 마스크를 사용하는 사진식각공정으로 패터닝하여 상기 드레인전극(37)에 접속되는 픽셀전극(39)을 형성하는 단계(도3e)로 구성된다.

이하, 상기와 같은 종래 TFT-LCD제조방법을 좀더 상세히 설명하여, 종래 포토 마스크의 문제점을 보다 확연하게 보여질 수 있도록 설명한다.

먼저, 도3a에 도시한 바와 같이 유리기판(31)의 상부에 금속을 증착하고, 그 금속의 상부전면에 포토레지스트를 도포한 후, 상기 도2에서 보인 노광기에 장착한 후, 제1포토 마스크를 노광기에 삽입한 후, 조명계(21)의 광원을 동작시켜, 상기 제1포토 마스크의 패턴이 포토레지스트에 전사되도록 한다.

그 다음, 상기 포토레지스트 패턴을 현상하여 상기 금속의 상부일부에 위치하는 포토레지스트 패턴을 형성한 후, 그 포토레지스트 패턴을 식각마스크로 사용하는 식각공정으로 상기 금속을 패터닝하고, 포토레지스트 패턴을 제거하여 상기 유리기판(31)의 상부에 게이트전극(32)을 형성한다.

그 다음, 도3b에 도시한 바와 같이 상기 구조의 상부전면에 게이트절연막(33)과, 비정질실리콘(34), n⁺-비정질실리콘(35)을 순차적으로 증착한 후, 그 n⁺-비정질실리콘(35)의 상부전면에 포토레지스트를 도포한 후, 다시 노광기에 장착하고, 제2포토 마스크를 사용하는 사진식각공정을 통해 n⁺-비정질실리콘(35)과 비정질실리콘(34)을 패터닝하여 액티브영역을 형성한다.

이때 상기 제2포토 마스크는 제1포토 마스크와는 다른 것이며, 각각을 상기 도1에 도시한 형태로 분리하여 제작하여야 한다.

그 다음, 도3c에 도시한 바와 같이 상기 구조의 상부전면에 금속을 증착하고, 제3포토 마스크를 사용하는 사진식각공정으로 상기 증착된 금속을 패터닝한다.

이와 같은 공정으로 상기 액티브영역의 중앙부에서 소정간격 이격되며, 각각 상기 액티브영역의 좌/우 상부측 및 그 측면측에 위치하는 소스(36) 및 드레인(37)을 형성한다.

이때, 소스(36)와 드레인(37)의 사이에 노출된 n⁺-비정질실리콘(35)을 상기 식각공정과 연속적인 식각공정으로 식각하여 박막트랜지스터의 채널영역을 형성한다.

그 다음, 도3d에 도시한 바와 같이 상기 구조의 상부전면에 패시베이션막(38)을 증착하고, 제4포토 마스크를 사용하는 사진식각공정으로 상기 패시베이션막(38)에 콘택홀을 형성하여 상기 드레인(37)의 상부일부를 노출시킨다.

그 다음, 도3e에 도시한 바와 같이 상기 구조의 상부전면에 ITO를 증착하고, 그 증착된 ITO를 제5포토 마스크를 사용하는 사진식각공정으로 패터닝하여 상기 드레인(37)에 접속되는 픽셀전극(39)을 형성한다.

상기와 같이 종래 TFT-LCD제조방법은 5회의 마스크를 사용하는 사진식각공정을 수행해야 하며, 그 제조공정에서 사용하는 포토 마스크 각각은 서로 다른 것이며, 각각을 따로 제작하여야 한다.

상기 5회의 마스크를 사용하는 공정을 4회의 마스크를 사용하는 공정으로 대체할 수 있다. 이는 광을 회절시켜 포토레지스트 패턴을 완전히 패터닝되지 않을 정도로 광이 조사되도록 하는 반투과 마스크를 사용하여 소스 및 드레인과 액티브영역 및 채널영역을 하나의 마스크를 사용하여 구현함으로써 달성되나, 대면적의 반투과 마스크를 제작하기가 용이하지 않으며, 제작하여도 그 신뢰성이 저하된다.

이와 같이 하나의 제품을 생산하기 위해서는 복수의 사진식각공정의 사용이 불가피 하며, 각 단계마다 사용하는 포토마스크를 별도로 제작하여야 하기 때문에 제조비용이 증가하게 된다.

또한, 상기 종래 포토 마스크는 그 수명이 반영구적으로 사용할 수 있는 것이 아니며, 축적되는 전하의 에너지의 양에 따라 그 수명이 결정된다.

상기한 바와 같이 종래 포토 마스크는 공정단계별로 각각의 포토 마스크를 제작하여 사용해야 함과 아울러 그 수명 또한 제한적이어서, 포토 마스크의 제작 및 교체 비용이 증가하여 전체 제품의 제조비용이 증가하는 문제점이 있었다.

또 다른 문제점으로는 대면적의 TFT-LCD를 제조하는 과정에서 반투과 마스크를 제작하는 경우 그 제조가 용이하지 않은 문제점이 있었다.

이와 같은 문제점을 감안한 본 발명은 하나의 포토 마스크를 사용하여 다양한 패턴의 실현이 가능하며, 그 수명이 반영구적인 포토 마스크를 제공함에 그 목적이 있다.

상기와 같은 목적은 액정과; 상기 액정의 상/하측에서 액정을 고정시키고 유전층을 포함하는 패널과; 상기 상/하 패널을 합착시키는 합착수단과; 상기 하부패널에 일측 방향을 따라 배열된 복수의 제1전극과; 상기 상부 패널 전체에 걸쳐 형성되어 상기 제1전극과 분할된 영역의 각각에 전계를 인가하는 제2전극으로 구성함으로써 달성되는 것으로, 이와 같은 본 발명을 첨부한 도면을 참조하여 상세히 설명하면 다음과 같다.도4는 본 발명 포토 마스크를 이용한 노광공정의 모식도로서, 이에 도시한 바와 같이 소정의 면적에 독립적으로 전압을 인가함이 가능한 전극에 의해 전압이 인가되면, 그 전압의 인가에 따라 광을 차단 또는 투과시키며, 인가된 전압에 따라서 투과량이 제어되는 액정을 내재하는 액정패널인 포토 마스크를 사용하여 포토레지스트(PR)를 패터닝한다.

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이와 같은 액정패널인 포토 마스크는 도5의 노광기의 구성도에서 알 수 있듯이 기존의 노광기의 조명계(21)와 광학계(23)의 사이에 장착되며, 별도로 상기 액정패널 포토 마스크를 구동하는 구동회로부(26)가 노광기 내에 삽입된다.

상기와 같이 구성된 본 발명 액정을 이용한 포토 마스크의 구조, 동작 원리 및 사용방법을 좀 더 상세히 설명한다.

도6은 본 발명에 따른 포토 마스크 일실시예의 상세 단면도로서, 이에 도시한 바와 같이 각각 소정의 면적을 가지며, 균일하게 배열된 복수의 제1전극(61)과; 상기 제1전극(61)의 상부측에 위치하는 제1유전막(62)과; 상기 제1유전막(62)의 상부측에 위치하는 액정(63)과; 상기 액정(63)의 상부측에 위치하는 제2유전막(64)과; 상기 제2유전막(64)의 상부측에 일측방향으로 긴형태로 상기 제1전극(61)의 배열에 대향하는 위치에 상호 소정간격 이격되어 위치하는 제2전극(65)과; 상기 제1유전막(62)과 제2유전막(64)을 합착하여 액정을 담을 수 있도록 하는 실(SEAL, 66)로 구성된다.

이때, 상기 제 1,제 2 전극(61,65)과 제 1,제 2 유전막(62,64)은 조사되는 광을 굴절없이 투과시킬 수 있는 투명한 물질을 사용하며, 그 제 1 및 제 2 전극(61,65)의 예로 ITO(INDIUM TIN OXIDE)를 들수 있다.

상기 구조에서 알 수 있듯이 상기 제2전극(65) 전체에 전압을 인가하고, 제1전극(61) 각각에 전압의 인가를 제어하면 상기 제1전극(61)과 제2전극(65) 사이의 전압차에 의해 상기 액정(63)은 광을 투과시키거나 차단하는 기능을 수행할 수 있게 된다.

상기 제1 및 제2전극(61,65)에 전압을 인가하는 구동회로부(26)는 각 전극에 대한 신호의 처리를 위한 마이크로 프로세서와, 다양한 전압을 공급하기 위한 전압분배수단, 그리고 각 전극에 선택적으로 전압을 인가하기 위해 상기 마이크로 프로세서의 제어에 따라 스위칭되는 스위칭 수단을 포함하여 구성된다.

액정은 액체의 특성인 유동성과 고체의 특성인 장거리 질서(LONG-RANGE ORDER)를 가지고 있으며, 전압의 인가에 따라 최초에 배향된 방향과는 다른 방향으로 그 방향성을 변화시키며, 다시 전압을 차단하면 탄성에 의해 원래의 배향된 방향으로 복원되는 성질이 있다.

이와 같은 성질을 이용하여 전압이 인가될때 광을 차단하거나 혹은 광을 투과시키도록 액정을 배향하고, 액정의 양측에 위치하는 전극의 일측 또는 양측에 전압이 인가되지 않을 때, 광을 투과시키거나 혹은 광을 차단할 수 있도록 한다.

이는 표시소자에서 액정을 사용하여 후면광의 투과량을 제어하여 특정한 영상을 표시하는 원리와 동일한 것이다.

상기의 실시예는 수동적인 것이며, TFT-LCD와 같이 능동적인 것으로 사용할 경우에는 상기 제1전극(61) 각각의 전압을 제어할 수 있는 박막 트랜지스터를 더 포함시켜 포토 마스크를 구성할 수도 있다.

즉, 상기의 실시예는 본원발명의 특징을 제한 하지 않는다.한편, 액정을 사이에 두고 대향하는 상기 제 1 및 2 유전막(62,64)은 상기 제 1 전극 및 제 2 전극(61,65)에 의해 액정에 전계가 인가될 때 액정을 사이에 두고 커패시터를 형성하여 액정 배열에 기여한다.

상기와 같은 본 발명의 포토 마스크는 한 장의 마스크로 전압의 인가에 의해 다양한 패턴을 형성하는 것이 가능하여, 제품의 제조공정단계에 적용되는 각각의 마스크를 제조할 필요가 없이 동일한 포토 마스크를 제조하여 공정단계에 적용되는 패턴을 구현하여 사용할 수 있다.

즉, 상기 종래 TFT-LCD의 제조공정에서와 같이 5개의 마스크를 각각 제조할 필요 없이 하나의 포토 마스크로 5개의 마스크를 구현할 수 있게 된다.

또한, 상기 액정(63)을 구동하는 전압을 조절하여 투과되는 광의 양을 조절할 수 있으며, 이와 같이 광의 에너지를 용이하게 제어함으로써, 반투과(HALF TONE) 마스크를 용이하게 구현할 수 있게 된다. 즉, 일정한 전압이 인가되면 그 방향성이 변화하는 액정(63)의 특성을 이용하여 제1전극(61) 또는 제2전극(65)에 인가되는 전압의 값을 다양화하면 특정한 전압값에 대한 특정영역에서의 광의 투과도가 결정된다.

이와 같이 다양한 전압값을 사용하면 보다 정확한 포토 마스크의 특정영역에 대한 투과량의 제어가 가능해져 보다 다양한 포토레지스트 패턴을 형성할 수 있게 하여, 그 응용범위를 확장시킬 수 있게 된다.

특히 종래의 회절방식을 사용하여 반투과 마스크를 구현하는 것은 포토레지스트를 잔존시키는데 있어, 노광에너지에 따른 잔류 포토레지스트의 균일성이 좋지 않으며, 그 재현성에도 충분한 신뢰성이 저하되나, 광의 에너지 자체를 조절함으로써 포토레지스트의 균일성과 재현성을 확보할 수 있다.

도7a 내지 도7e는 본 발명 액정을 이용한 포토 마스크를 적용한 TFT-LCD제조공정 수순단면도로서, 이에 도시한 바와 같이 유리기판(71)의 상부전면에 금속을 증착하고, 상기 본 발명의 액정을 이용한 포토마스크를 사용하는 사진식각공정으로 금속을 패터닝하여 게이트전극(72)을 형성하는 단계(도7a)와; 상기 구조의 상부전면에 게이트절연막(73), 비정질실리콘(74), n⁺-비정질실리콘(75), 금속(76)을 순차적으로 증착한 후, 상기 금속(76)의 상부전면에 포토레지스트(PR)를 도포하는 단계(도7b)와; 상기 포토 마스크를 제어하여 소스, 드레인 및 채널영역을 동시에 형성할 수 있는 반투과 마스크 패턴으로 변화시킨 후, 노광 및 현상공정을 통해 상기 게이트전극(72)의 중앙상부에 대향하는 위치에 주변보다 낮은 패턴을 가지며, 상기 게이트전극(72)의 상부측과 주변일부에 위치하는 포토레지스트(PR) 패턴을 형성하는 단계(도7c)와; 상기 포토레지스트(PR) 패턴을 식각마스크로 사용하는 식각공정으로 상기 포토레지스트(PR) 패턴이 형성되지 않은 영역에서 노출된 금속(76)을 패터닝하여 소스 및 드레인을 형성함과 아울러 그 하부의 n⁺-비정질실리콘(75)과 비정질실리콘(74)을 식각하여 액티브영역을 형성하고, 상기 다른 포토레지스트(PR) 패턴보다 수준이 낮은 영역에서 금속(76)과 n⁺-비정질실리콘(75)을 식각하여 소스와 드레인을 분리하고, 액티브영역에 채널영역을 형성한 후, 포토레지스트(PR) 패턴을 제거하는 단계(도7d)와; 상기 구조의 상부전면에 패시베이션막(77)을 증착하고, 상기 포토 마스크를 제어하여 콘택홀을 형성할 수 있는 마스크를 구현하여, 상기 패시베이션막(77)에 콘택홀을 형성하여 드레인의 상부일부를 노출시키는 단계(도7e)와; 상기 구조의 상부에 ITO를 증착하고, 상기 포토 마스크를 제어하여 픽셀전극을 형성하는 마스크 패턴을 구현한 후, 그 포토 마스크를 사용하는 사진식각공정으로 상기 ITO를 패터닝하여 픽셀전극(78)을 형성하는 단계(도7f)로 구성된다.

이하, 상기와 같이 구성된 본 발명이 적용되는 TFT-LCD제조공정을 좀더 상세히 설명하여, 본 발명 포토 마스크의 장점과 사용법이 확연히 나타나도록 한다.

먼저, 도7a에 도시한 바와 같이 유리기판(71)의 상부에 금속을 증착하고, 그 금속의 상부에 포토레지스트를 도포한 후, 상기 도5에 도시한 노광장비에 장착한다.

이와 같이 패턴을 형성할 시료가 로딩되면, 사용자의 제어 또는 기 프로그램된 프로그램에 의해 구동회로부(26)에 내재된 마이크로 컴퓨터는 제어신호를 출력하고, 그 제어에 따라 스위칭제어되는 스위치를 통해 전원분배부의 전원이 상기 도6에 도시한 복수의 제1전극(61)과 제2전극(65)에 선택적으로 공급된다.

상기의 전원의 공급에 의해 포토 마스크의 액정이 구동되고, 일부의 영역에서 조명계(21)의 광원으로 부터의 광을 차단하는 형태의 포토 마스크가 구현된다.

그 다음, 상기 포토 마스크를 통해 선택적으로 조사되는 광을 인가받은 포토레지스트는 그 특성이 변화하여 현상공정에 의해 광이 조사된 영역의 포토레지스트가 제거되어, 상기 금속의 일부에만 위치하는 포토레지스트 패턴을 획득하게 된다.

그 다음, 상기 포토레지스트 패턴을 식각마스크로 사용하는 식각공정으로 상기 노출된 금속을 식각하여 상기 유리기판(71)의 상부일부에 위치하는 게이트전극(72)을 형성한다.

그 다음, 도7b에 도시한 바와 같이 상기 구조의 상부전면에 게이트절연막(73), 비정질실리콘(74), n⁺-비정질실리콘(75), 금속(76)을 순차적으로 증착한다.

그 다음, 상기 구조의 상부전면에 포토레지스트(PR)를 도포한다.

그 다음, 도7c에 도시한 바와 같이 상기 포토 마스크를 제어하여 소스, 드레인 및 채널영역을 동시에 형성할 수 있는 반투과 마스크 패턴을 구현한다.

이때 반투과영역은 상기 게이트전극(72)의 상부중앙에 대향하는 위치에 형성한다.

그 다음, 상기 포토 마스크를 사용하여 노광공정을 실시한다.

이와 같은 노광공정으로 상기 반투과 영역에 대향하는 포토레지스트(PR)에는 패턴형성에 요구되는 에너지가 전달되지 않고, 투과 영역에는 패턴형성에 요구되는 에너지가 전달된다.

그 다음, 상기 노광된 포토레지스트(PR)를 현상한다. 이때의 현상공정으로 현상된 포토레지스트(PR) 패턴은 상기 게이트전극(72)의 중앙상부에 대향하는 위치에 주변보다 낮은 패턴을 가지며, 상기 게이트전극(72)의 상부측과 주변일부에 위치하는 패턴으로 현상된다.

그 다음, 도7d에 도시한 바와 같이 상기 포토레지스트(PR) 패턴을 식각마스크로 사용하는 식각공정으로 상기 포토레지스트(PR) 패턴이 형성되지 않은 영역에서 노출된 금속(76)을 식각한다.

이와 같은 식각공정으로 상기 포토레지스트(PR) 패턴의 상부도 점차 식각되며, 이에 따라 상기 포토레지스트(PR)의 단차가 낮은 부분이 먼저 식각되어 금속(76)이 노출되며, 노출된 금속(76)도 식각된다.

상기의 식각의 시간차의 영향으로 포토레지스트(PR) 패턴이 형성되지 않은 영역에서는 금속(76), n⁺-비정질실리콘(75)과 비정질실리콘(74)이 식각되며, 상기 단차가 낮은 포토레지스트(PR)의 하부측에서는 금속(76)과 n⁺-비정질실리콘(75)이 식각되어 액티브영역과 소스, 드레인 및 채널영역을 하나의 마스크를 사용하는 식각공정으로 동시에 형성할 수 있다.

그 다음, 도7e에 도시한 바와 같이 상기 구조의 상부전면에 패시베이션막(77)을 증착하고, 그 패시베이션막(77)의 상부에 포토레지스트를 도포한다.

그 다음, 상기 포토 마스크를 제어하여 콘택홀을 형성할 수 있는 마스크를 구현한 후, 노광 및 현상하여 포토레지스트 패턴을 형성하고 그 포토레지스트 패턴을 식각마스크로 하는 식각공정으로 상기 패시베이션막(77)에 드레인의 상부일부를 노출시키는 콘택홀을 형성한다.

그 다음, 도7f에 도시한 바와 같이 상기 구조의 상부에 ITO를 증착하고, 그 ITO의 상부전면에 포토레지스트를 도포한다.

그 다음, 상기 포토 마스크를 제어하여 픽셀전극을 형성하는 마스크 패턴을 구현한 후, 그 포토 마스크를 사용하는 사진식각공정으로 상기 ITO를 패터닝하여 픽셀전극(78)을 형성한다.

이와 같은 공정은 4회의 서로다른 마스크를 사용하는 공정이며, 이는 반투과 마스크를 사용하여 소스, 드레인, 액티브영역 및 채널영역을 동시에 형성함으로써, 마스크를 사용하는 공정단계를 줄일 수 있게된다.

또한, 본 발명에서는 4회의 서로다른 패턴을 구현하는 마스크를 동일한 액정 마스크를 사용하여 그 마스트의 광투과영역의 변경을 통해 구현함으로써, 별도의 마스크 제작공정을 생략할 수 있어 제조비용을 절감할 수 있게 된다.

그리고, 상기 포토 마스크는 LCD제조공정에 이용할 경우 실제 LCD패널과 동일한 크기로 형성함이 가능하여 실질적인 노광영역을 증가시켜 보다 안정적이고, 정확한 패턴을 형성할 수 있게 된다.

상기한 바와 같이 본 발명은 전계의 인가에 따라 광을 차단하거나 투과시키는 액정을 사용하고, 그 액정에 선택적으로 전계를 인가할 수 있는 수단을 두어 포토 마스크로 이용함으로써, 하나의 소자를 제작하기 위하여 복수로 사용되는 포토 마스크 각각을 제조할 필요없이 하나의 포토 마스크로 서로다른 패턴을 용이하게 구현하여 제조비용을 절감하는 효과와 아울러 포토 마스크의 수명이 연장되는 효과가 있다.

또한, 액정에 인가하는 전계를 다중화하여 투과되는 광의 에너지를 제어함으로써 잔류되는 포토 마스크의 두께의 균일성과 그 신뢰성을 확보할 수 있는 반투과 마스크를 용이하게 구현하는 효과가 있다.

도1은 종래 포토 마스크를 이용하여 포토레지스트 패턴을 형성하는 과정의 모식도.

도2는 종래 노광장비의 개략적인 블록도.

도3a 내지 도3e는 종래 포토 마스크를 사용하는 TFT-LCD 제조공정 수순단면도.

도4는 본 발명 포토 마스크를 이용하여 포토레지스트 패턴을 형성하는 과정의 모식도.

도5는 본 발명에 적용되는 노광장비의 개략적인 블록도.

도6은 본 발명 포토 마스크의 상세 단면도.

도7a 내지 도7f는 본 발명 포토 마스크를 사용하는 TFT-LCD 제조공정 수순단면도.

*도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명*

61:제1전극 62:제1유전막

63:액정 64:제2유전막

65:제2전극

Claims (8)

1. 액정과;

   상기 액정의 상/하측에서 액정을 고정시키고 유전층을 포함하는 패널과;

   상기 상/하 패널을 합착시키는 합착수단과;

   상기 하부패널에 일측 방향을 따라 배열된 복수의 제1전극과;

   상기 상부 패널 전체에 걸쳐 형성되어 상기 제1전극과 분할된 영역의 각각에 전계를 인가하는 제2전극으로 구성된 포토 마스크.
2. 제 1항에 있어서, 상기 상부 패널 및 하부패널은 유전층으로 이루어진 것을 특징으로 하는 포토 마스크.
3. 삭제
4. 제 1항에 있어서, 상기 제1전극 및 제2전극은 ITO(INDIUM TIN OXIDE)인 것을 특징으로 하는 포토 마스크.
5. 삭제
6. 제 1항에 있어서, 상기 액정은 조사되는 광의 에너지를 제어함에 따라 제1전극 및 제2전극에 의해 형성되는 전계의 크기에 따라 광투과율이 변화됨으로써반투과 마스크를 구현하는 것을 특징으로 하는 포토 마스크.
7. 제 3항에 있어서, 상기 제1 전극은 외부의 액정구동회로에 의해 선택적으로 전압을 인가받아 액정을 구동시키는 것을 특징으로 하는 포토 마스크.
8. 제7 항에 있어서, 상기 제 1 전극은 각각의 단위 전극별로 박막 트랜지스터가 접속되어 상기 액정구동회로의 스위칭신호와 전압을 인가받아 그 박막 트랜지스터가 스위칭신호에 의해 스위칭 제어되어 각 전극에 전압을 인가제어하는 것을 특징으로 하는 포토 마스크.