KR100545028B1 - Thin film patterning method and manufacturing method of thin film transistor array substrate - Google Patents
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Abstract
본 발명은 마스크 공정 수를 줄여 제조 단가를 저감 시킬 수 있는 박막 트랜지스터 어레이 기판의 제조 방법에 관한 것이다.The present invention relates to a method of manufacturing a thin film transistor array substrate that can reduce the manufacturing cost by reducing the number of mask processes.
본 발명의 실시예에 따른 박막 패터닝 방법은 유기 패턴이 형성된 기판을 챔버내에 로드하는 단계와, 20℃ 내지 100℃ 사이의 온도 범위내에서 상기 유기 패턴 상에 박막을 형성하는 단계와, 상기 유기 패턴과 상기 유기 패턴 위에 중첩되는 상기 박막의 일부를 제거하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.According to an embodiment of the present invention, a thin film patterning method includes loading a substrate on which an organic pattern is formed into a chamber, forming a thin film on the organic pattern within a temperature range of 20 ° C. to 100 ° C., and forming the organic pattern. And removing a portion of the thin film that is overlaid on the organic pattern.
본 발명의 실시예에 따른 박막 트랜지스터 어레이 기판의 제조 방법은 기판 상에 게이트 라인, 상기 게이트 라인과 절연되게 교차하는 데이터 라인, 상기 게이트 라인 및 데이터 라인의 교차부에 위치하는 박막 트랜지스터를 형성하는 단계와, 상기 게이트 라인, 데이터 라인 및 박막 트랜지스터를 덮도록 보호막을 증착하는 단계와, 상기 보호막 상에 포토레지스트 패턴을 형성하는 단계와, 상기 포토레지스트 패턴을 이용하여 상기 보호막을 패터닝하여 보호 패턴을 형성하는 단계와, 상기 보호 패턴 상에 상기 포토레지스트 패턴이 남아있는 기판을 챔버에 로딩하는 단계와, 20℃ 내지 100℃ 사이의 온도에서 상기 포토레지스트 패턴이 형성된 기판 전면에 투명 전극막을 형성하는 단계와, 상기 포토레지스트 패턴, 그 포토레지스트 패턴과 중첩되는 투명 전극막을 제거하여 상기 드레인 전극과 접속된 화소 전극을 형성하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.A method of manufacturing a thin film transistor array substrate according to an exemplary embodiment of the present invention includes forming a thin film transistor positioned on a gate line, a data line intersecting the gate line to be insulated from the gate line, and an intersection of the gate line and the data line. And depositing a passivation layer to cover the gate line, the data line, and the thin film transistor, forming a photoresist pattern on the passivation layer, and patterning the passivation layer using the photoresist pattern to form a passivation pattern. Loading a substrate in which the photoresist pattern remains on the protective pattern in a chamber, and forming a transparent electrode film on the entire surface of the substrate on which the photoresist pattern is formed at a temperature between 20 ° C. and 100 ° C .; And the photoresist pattern and a transparent layer overlapping the photoresist pattern And removing the electrode film to form a pixel electrode connected to the drain electrode.
Description
도 1은 일반적인 박막 트랜지스터 어레이 기판의 일부분을 도시한 평면도.1 is a plan view showing a portion of a typical thin film transistor array substrate.
도 2는 도 1에 도시된 박막 트랜지스터 어레이 기판의 Ⅰ-Ⅰ' 선을 절단한 단면도.FIG. 2 is a cross-sectional view taken along line II ′ of the thin film transistor array substrate of FIG. 1. FIG.
도 3a 내지 도 3d는 도 2에 도시된 박막 트랜지스터 어레이 기판의 제조 방법을 단계적으로 도시한 단면도.3A through 3D are cross-sectional views illustrating a method of manufacturing the thin film transistor array substrate illustrated in FIG. 2.
도 4는 본 발명의 실시예에 따른 박막 트랜지스터 어레이 기판을 도시한 평면도.4 is a plan view illustrating a thin film transistor array substrate according to an embodiment of the present invention.
도 5는 도 4에 도시된 박막 트랜지스터 어레이 기판의 Ⅱ-Ⅱ' 선을 절단한 단면도.FIG. 5 is a cross-sectional view taken along line II-II ′ of the thin film transistor array substrate of FIG. 4. FIG.
도 6 내지 도 8c는 도 5에 도시된 박막 트랜지스터 어레이 기판의 제조 방법을 단계적으로 도시한 단면도. 6 through 8C are cross-sectional views illustrating a method of manufacturing the thin film transistor array substrate illustrated in FIG. 5.
도 9는 스퍼터 장치의 진공 챔버를 나타내는 평면도.9 is a plan view showing a vacuum chamber of the sputter apparatus.
도 10은 챔버내에서 포토레지스트 패턴 상에 형성되는 박막을 도시한 단면도.10 is a cross-sectional view showing a thin film formed on a photoresist pattern in a chamber.
도 11은 H2O 비정질 ITO막의 증착 방법을 도시한 단면도.11 is a cross-sectional view showing a deposition method of an H 2 O amorphous ITO film.
<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명><Explanation of symbols for main parts of the drawings>
2, 52 : 게이트 라인 4, 54 : 데이터 라인2, 52:
5, 55 : 화소영역 6, 56 : 박막 트랜지스터5, 55:
8, 58 : 게이트 전극 10, 60 : 소스 전극8, 58:
12, 62 : 드레인 전극 13 : 제 1 접촉홀12, 62: drain electrode 13: first contact hole
14, 64 : 화소 전극 15, 65 : 스토리지 커패시터14, 64:
16, 66 : 스토리지 전극 18, 68 : 게이트 패드16, 66:
20, 70 : 게이트 패드 하부 전극 21 : 제 2 접촉홀20, 70: gate pad lower electrode 21: second contact hole
22, 72 : 게이트 패드 상부 전극 24, 74 : 데이터 패드22, 72: gate pad
26, 76 : 데이터 패드 하부 전극 27 : 제 3 접촉홀26, 76: data pad lower electrode 27: third contact hole
28, 78 : 데이터 패드 상부 전극 30, 80 : 하부 기판28, 78: data pad
32, 82 : 게이트 절연막 33 : 제 4 접촉홀32, 82: gate insulating film 33: fourth contact hole
34, 84 : 활성층 36, 86 : 오믹 접촉층34, 84:
38, 88 : 보호막38, 88: protective film
본 발명은 박막 트랜지스터 어레이 기판과 그 제조방법에 관한 것으로, 특히 마스크 공정수를 줄여 제조 단가를 저감 시킬 수 있는 박막 트랜지스터 어레이 기판의 제조 방법에 관한 것이다.The present invention relates to a thin film transistor array substrate and a method of manufacturing the same, and more particularly, to a method of manufacturing a thin film transistor array substrate that can reduce the manufacturing cost by reducing the number of mask processes.
액정 표시 장치는 전계를 이용하여 액정의 광투과율을 조절함으로써 화상을 표시하게 된다. 이러한 액정 표시 장치는 상하부 기판에 대향하게 배치된 화소 전극과 공통 전극 사이에 형성되는 전계에 의해 액정을 구동하게 된다.The liquid crystal display device displays an image by adjusting the light transmittance of the liquid crystal using an electric field. The liquid crystal display drives the liquid crystal by an electric field formed between the pixel electrode and the common electrode disposed to face the upper and lower substrates.
액정 표시 장치는 서로 대향하여 합착된 박막 트랜지스터(Thin Film Transistor; TFT) 어레이 기판(하판) 및 칼러 필터 어레이 기판(상판)과, 두 기판 사이에서 셀갭을 일정하게 유지시키기 위한 스페이서와, 그 셀갭에 채워진 액정으로 구성된다.The liquid crystal display device includes a thin film transistor (TFT) array substrate (bottom plate) and a color filter array substrate (top plate) bonded together to face each other, a spacer for maintaining a constant cell gap between the two substrates, and a cell gap therebetween. It consists of filled liquid crystals.
박막 트랜지스터 어레이 기판은 다수의 신호 배선들 및 박막 트랜지스터와, 그들 상에 액정 배향을 위해 도포된 배향막으로 구성된다. 칼라 필터 어레이 기판은 칼러 구현을 위한 칼라 필터 및 빛샘 방지를 위한 블랙 매트릭스와, 그들 상에 액정 배향을 위해 도포된 배향막으로 구성된다.The thin film transistor array substrate is composed of a plurality of signal wires and thin film transistors, and an alignment film coated thereon for liquid crystal alignment. The color filter array substrate is composed of a color filter for color implementation and a black matrix for light leakage prevention, and an alignment film coated thereon for liquid crystal alignment.
이러한 액정 표시 장치에서 박막 트랜지스터 어레이 기판은 반도체 공정을 포함함과 아울러 다수의 마스크 공정을 필요로 함에 따라 제조 공정이 복잡하다. 이를 해결하기 위하여, 마스크 공정수를 줄이기 위한 연구가 활발히 진행되고 있다. 이러한 연구 성과로 박막 트랜지스터 어레이 기판의 표준 마스크 공정이던 5 마스크 공정에서 하나의 마스크 공정을 줄인 4 마스크 공정이 개발되었다.In such a liquid crystal display, the thin film transistor array substrate includes a semiconductor process and requires a plurality of mask processes, thereby making the manufacturing process complicated. In order to solve this problem, researches for reducing the number of mask processes have been actively conducted. This research resulted in the development of a four-mask process that reduces one mask from the five-mask process, which is a standard mask process for thin film transistor array substrates.
도 1 및 도 2는 종래의 4 마스크 공정으로 제작되는 박막 트랜지스터 어레이 기판을 나타내는 도면이다.1 and 2 illustrate a thin film transistor array substrate fabricated by a conventional four mask process.
도 1 및 도 2를 참조하면, 박막 트랜지스터 어레이 기판은 하부 기판(30) 상에 게이트 절연막(32)을 사이에 두고 교차하게 형성되는 게이트 라인(2) 및 데이터 라인(4)과, 그 교차부마다 형성되는 박막 트랜지스터(6)와, 그 교차 구조로 마련되는 화소 영역에 형성되는 화소 전극(14)과, 게이트 라인(2)과 스토리지 전극(16)의 중첩부에 형성되는 스토리지 커패시터(15)와, 게이트 라인(2)과 접속되는 게이트 패드(18)와, 데이터 라인(4)과 접속되는 데이터 패드(24)를 구비한다.1 and 2, the thin film transistor array substrate includes a
게이트 신호를 공급하는 게이트 라인(2)과 데이터 신호를 공급하는 데이터 라인(4)은 교차 구조로 형성되어 화소 영역(5)을 정의한다.The
박막 트랜지스터(6)는 게이트 라인(2)의 게이트 신호에 응답하여 데이터 라인(4)의 화소 신호가 화소 전극(14)에 충전되어 유지되게 한다. 이를 위하여, 박막 트랜지스터(6)는 게이트 라인(2)에 접속되는 게이트 전극(8)과, 데이터 라인(4)에 접속되는 소스 전극(10)과, 화소 전극(14)에 접속되는 드레인 전극(12)을 구비한다. 또한, 박막 트랜지스터(6)는 게이트 전극(8)과 게이트 절연막(32)을 사이에 두고 중첩되면서 소스 전극(10)과 드레인 전극(12) 사이에 채널을 형성하는 활성층(34)을 추가로 구비한다. The
활성층(34)은 데이터 라인(4), 데이터 패드 하부 전극(26), 그리고 스토리지 전극(16)과도 중첩되게 형성된다. 이러한 활성층(34) 상에는 데이터 라인(4), 소스 전극(10), 드레인 전극(12), 데이터 패드 하부 전극(26), 그리고 스토리지 전극(16)과 오믹 접촉을 위한 오믹 접촉층(36)이 추가로 형성된다.The
화소 전극(14)은 보호막(38)을 관통하는 제 1 접촉홀(13)을 통해 박막 트랜지스터(6)의 드레인 전극(12)과 접속되어 화소 영역(5)에 형성된다. The
이에 따라, 박막 트랜지스터(6)를 통해 화소 신호가 공급된 화소 전극(14)과 기준 전압이 공급된 도시하지 않은 공통 전극 사이에는 전계가 형성된다. 이러한 전계에 의해 박막 트랜지스터 어레이 기판과 칼라 필터 어레이 기판 사이의 액정 분자들이 유전 이방성에 의해 회전하게 된다. 그리고, 액정 분자들의 회전 정도에 따라 화소 영역(5)을 투과하는 광 투과율이 달라지게 됨으로써 계조를 구현하게 된다.Accordingly, an electric field is formed between the
스토리지 커패시터(15)는 게이트 라인(2)과, 그 게이트 라인(2)과 게이트 절연막(32), 활성층(34), 그리고 오믹 접촉층(36)을 사이에 두고 중첩되는 스토리지 전극(16)과, 그 스토리지 전극(16)과 보호막(38)에 형성된 제 2 접촉홀(21)을 통해 접속되는 화소 전극(14)으로 구성된다. 이러한 스토리지 커패시터(15)는 화소 전극(14)에 충전된 화소 신호가 다음 화소 신호가 충전될 때까지 안정적으로 유지되게 한다.The
게이트 패드(18)는 도시하지 않은 게이트 드라이버와 접속되어 게이트 라인(2)에 게이트 신호를 공급한다. 이러한 게이트 패드(18)는 게이트 라인(2)으로부터 연장되는 게이트 패드 하부 전극(20)과, 게이트 절연막(32) 및 보호막(38)을 관통하는 제 3 접촉홀(27)을 통해 게이트 패드 하부 전극(20)과 접속되는 게이트 패드 상부 전극(22)으로 구성된다.The
데이터 패드(24)는 도시하지 않은 데이터 드라이버와 접속되어 데이터 라인(4)에 데이터신호를 공급한다. 이러한 데이터 패드(24)는 데이터 라인(4)으로부터 연장되는 데이터 패드 하부 전극(26)과, 보호막(38)을 관통하는 제 4 접촉홀(33)을 통해 데이터 패드 하부 전극(26)과 접속되는 데이터 패드 상부 전극(28)으로 구성된다.The
이러한 구성을 가지는 박막 트랜지스터 어레이 기판의 제조 방법은 4 마스크 공정을 단계적으로 나타내는 도 3a 내지 도 3d과 결부하여 설명하면 다음과 같다.A method of manufacturing a thin film transistor array substrate having such a configuration will be described below with reference to FIGS. 3A to 3D, which show four mask processes step by step.
여기서, 4 마스크 공정은 하부 기판(80) 상에 게이트 패턴들을 형성하기 위한 제 1 마스크 공정과, 게이트 절연막(32), 활성층(34)을 포함하는 반도체 패턴 및 소스/드레인 패턴을 형성하기 위한 제 2 마스크 공정과, 보호막패턴을 형성하기 위한 제 3 마스크 공정과, 투명전극 패턴들을 형성하기 위한 제 4 마스크 공정으로 이루어진다.The four mask process may include a first mask process for forming gate patterns on the
도 3a를 참조하면, 제 1 마스크 공정은 먼저 게이트 라인(2), 게이트 전극(8) 및 게이트 패드 하부 전극(20)을 포함하는 제 1 도전 패턴군을 하부 기판(30) 상에 형성하게 된다.Referring to FIG. 3A, the first mask process first forms a first conductive pattern group on the
이를 상세히 설명하면, 하부 기판(30) 상에 스퍼터링 방법 등의 증착 방법을 통해 게이트 금속층이 형성된다. 이어서, 제 1 마스크를 이용한 포토리소그래피 공정과 식각 공정으로 게이트 금속층이 패터닝됨으로써 게이트 라인(2), 게이트 전극(8) 및 게이트 패드 하부 전극(20)을 포함하는 제 1 도전 패턴군이 형성된다. 이때, 게이트금속층으로는 알루미늄계 금속 등이 이용된다.In detail, the gate metal layer is formed on the
도 3b를 참조하면, 제 1 도전 패턴군이 형성된 하부 기판(30) 상에 게이트 절연막(32)이 도포된다. 그리고 제 2 마스크 공정을 이용하여 게이트 절연막(32) 상에 활성층(34) 및 오믹 접촉층(36)을 포함하는 반도체 패턴과, 데이터 라인(4), 소스 전극(10), 드레인 전극(12), 데이터 패드 하부 전극(26) 및 스토리지 전극(16)을 포함하는 제 2 도전 패턴군이 형성된다.Referring to FIG. 3B, a
이를 상세히 설명하면, 제 1 도전 패턴군이 형성된 하부 기판(30) 상에 PECVD, 스퍼터링 등의 증착 방법을 통해 게이트 절연막(32), 비정질 실리콘층, n+ 비정질 실리콘층 및 소스/드레인 금속층이 순차적으로 형성된다. 여기서, 게이트 절연막(32)의 재료로는 산화 실리콘(SiOx) 또는 질화 실리콘(SiNx) 등의 무기 절연물질이 이용된다. 소스/드레인 금속으로는 몰리브덴(Mo), 티타늄, 탄탈륨, 몰리브덴 합금(Mo alloy) 등이 이용된다. 이어서, 소스/드레인 금속층 상에 제 2 마스크를 이용한 포토리소그래피 공정으로 포토 레지스트 패턴을 형성하게 된다. 이 경우 제 2 마스크로는 박막 트랜지스터의 채널부에 회절 노광부를 갖는 회절 노광 마스크를 이용함으로써 채널부의 포토 레지스트 패턴이 다른 소스/드레인 패턴부 보다 낮은 높이를 갖게 한다. 이어서, 포토 레지스트 패턴을 이용한 습식 식각 공정으로 소스/드레인 금속층이 패터닝됨으로써 데이터 라인(4), 소스 전극(10), 그 소스 전극(10)과 일체화된 드레인 전극(12), 스토리지 전극(16)을 포함하는 제 2 도전 패턴군이 형성된다. 그 후, 동일한 포토 레지스트 패턴을 이용한 건식 식각 공정으로 n+ 비정질 실리콘층과 비정질 실리콘층이 동시에 패터닝됨으로써 오믹 접촉층(36)과 활성층(34)이 형성된다. 그리고, 애싱(Ashing) 공정으로 채널부에서 상 대적으로 낮은 높이를 갖는 포토 레지스트 패턴이 제거된 후 건식 식각 공정으로 채널부의 소스/드레인 금속 패턴 및 오믹 접촉층(36)이 식각된다. 이에 따라, 채널부의 활성층(34)이 노출되어 소스 전극(10)과 드레인 전극(12)이 분리된다. 이어서, 스트립 공정으로 제 2 도전 패턴군 상에 남아 있던 포토 레지스트 패턴이 제거된다.In detail, the
도 3c를 참조하면, 제 2 도전 패턴군이 형성된 게이트 절연막(32) 상에 제 3 마스크 공정을 이용하여 제 1 내지 제 4 접촉홀들(13,21,27,33)을 포함하는 보호막(38)이 형성된다.Referring to FIG. 3C, a
상세히 하면, 제 2 도전 패턴군이 형성된 게이트 절연막(32) 상에 PECVD 등의 증착 방법으로 보호막(38)이 전면 형성된다. 이어서, 보호막(38)이 제 3 마스크를 이용한 포토리소그래피 공정과 식각 공정으로 패터닝됨으로써 제 1 내지 제 4 접촉홀들(13,21,27,33)이 형성된다. 제 1 접촉홀(13)은 보호막(38)을 관통하여 드레인 전극(12)을 노출시키고, 제 2 접촉홀(21)은 보호막(38)을 관통하여 스토리지 전극(16)을 노출시킨다. 제 3 접촉홀(27)은 보호막(38) 및 게이트 절연막(32)을 관통하여 게이트 패드 하부 전극(20)을 노출시키고, 제 4 접촉홀(33)은 보호막(38)을 관통하여 데이터 패드 하부 전극(26)을 노출시킨다. 여기서, 소스/드레인 금속으로 몰리브덴(Mo)과 같이 건식 식각비가 큰 금속이 이용된 경우 제 1, 제 2 및 제 4 접촉홀(13,21,33) 각각은 드레인 전극(12), 스토리지 전극(16) 및 데이터 패드 하부 전극(26)까지 관통하여 그들의 측면을 노출시키게 된다. 이때, 보호막(38)의 재료로는 게이트 절연막(32)과 같은 무기 절연 물질이나 유전상수가 작은 아크릴(acryl)계 유기 화합물, BCB 또는 PFCB 등과 같은 유기 절연 물질이 이용된다.In detail, the
도 3d를 참조하면, 제 4 마스크 공정을 이용하여 보호막(38) 상에 화소 전극(14), 게이트 패드 상부 전극(22) 및 데이터 패드 상부 전극(28)을 포함하는 제 3 도전 패턴군이 형성된다.Referring to FIG. 3D, a third conductive pattern group including the
상세히 하면, 보호막(38) 상에 스퍼터링 등의 증착 방법으로 투명 도전막이 도포된다. 이어서 제 4 마스크를 이용한 포토리소그래피 공정과 식각 공정을 통해 투명 도전막이 패텅님됨으로써 화소 전극(14), 게이트 패드 상부 전극(22) 및 데이터 패드 상부 전극(28)을 포함하는 제 3 도전 패턴군이 형성된다. 화소 전극(14)은 제 1 접촉홀(13)을 통해 드레인 전극(12)과 전기적으로 접속되고, 제 2 접촉홀(21)을 통해 스토리지 전극(16)과 전기적으로 접속된다. 게이트 패드 상부 전극(22)은 제 3 접촉홀(27)을 통해 게이트 패드 하부 전극(20)과 전기적으로 접속된다. 데이터 패드 상부 전극(28)은 제 4 접촉홀(33)을 통해 데이터 패드 하부 전극(26)과 전기적으로 접속된다. 이때, 투명 도전막의 재료로는 인듐 틴 옥사이드(Indium Tin Oxide : ITO), 틴 옥사이드(Tin Oxide : TO), 인듐 틴 징크 옥사이드(Indium Tin Zinc Oxide : IZO) 및 인듐 징크 옥사이드(Indium Zinc Oxide : IZO) 중 어느 하나가 이용된다.In detail, the transparent conductive film is apply | coated on the
이와 같은 4마스크 공정은 5마스크 공정에 비해 제조 공정 수를 줄이고, 그 결과 박막 트랜지스터 어레이 기판의 제조 단가를 절감할 수 있다. 그러나, 4 마스크 공정 역시 여전히 제조 공정이 복잡하여 원가 절감에 한계가 있으므로 제조 공정을 더욱 단순화하여 제조 단가를 더욱 줄일 수 있는 박막 트랜지스터 어레이 기판의 제조 장치 및 방법이 요구된다.The four mask process reduces the number of manufacturing processes compared to the five mask process, and as a result, the manufacturing cost of the thin film transistor array substrate can be reduced. However, since the four mask process is still complicated and the manufacturing cost is limited, there is a need for an apparatus and method for manufacturing a thin film transistor array substrate that can further simplify the manufacturing process and further reduce manufacturing costs.
따라서, 본 발명의 목적은 마스크 공정 수를 줄여 제조 단가를 저감 시킬 수 있는 박막 트랜지스터 어레이 기판의 제조 방법을 제공하는데 있다.Accordingly, an object of the present invention is to provide a method of manufacturing a thin film transistor array substrate which can reduce the manufacturing cost by reducing the number of mask processes.
본 발명의 또 다른 목적은 마스크 공정 시 유기막이 존재하는 기판 상에 무기막을 안정적으로 증착하고 그 무기막을 마스크 공정없이 패터닝 할 수 있는 박막 패터닝 방법을 제공하는데 있다.
It is still another object of the present invention to provide a thin film patterning method capable of stably depositing an inorganic film on a substrate having an organic film during a mask process and patterning the inorganic film without a mask process.
상기 목적을 달성하기 위하여, 본 발명의 실시예에 따른 박막 패터닝 방법은 유기 패턴이 형성된 기판을 챔버내에 로드하는 단계와, 20℃ 내지 100℃ 사이의 온도 범위내에서 상기 유기 패턴 상에 박막을 형성하는 단계와, 상기 유기 패턴과 상기 유기 패턴 위에 중첩되는 상기 박막의 일부를 제거하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.In order to achieve the above object, a thin film patterning method according to an embodiment of the present invention comprises the steps of loading a substrate with an organic pattern formed in the chamber, and forming a thin film on the organic pattern within a temperature range of 20 ℃ to 100 ℃ And removing a portion of the thin film overlapping the organic pattern and the organic pattern.
본 발명의 실시예에 따른 박막 패터닝 방법에서 상기 유기 패턴 상에 박막을 형성하는 단계는 상기 유기 패턴이 형성된 기판을 상기 온도 범위내에서 예열하는 단계와, 상기 예열된 기판의 상기 유기 패턴 상에 상기 온도 범위내에서 상기 박막을 증착하는 단계와, 상기 박막이 증착된 기판을 상기 온도 범위내에서 어닐링하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.In the thin film patterning method according to an embodiment of the present invention, the forming of the thin film on the organic pattern may include preheating the substrate on which the organic pattern is formed within the temperature range, and forming the thin film on the organic pattern of the preheated substrate. Depositing the thin film within a temperature range, and annealing the substrate on which the thin film is deposited within the temperature range.
본 발명의 실시예에 따른 박막 패터닝 방법에서 상기 박막은 100Å 내지 500Å 사이의 두께를 갖도록 형성되고 최적의 두께는 대략 300Å 내지 350Å 사이인 것을 특징으로 한다.In the thin film patterning method according to an embodiment of the present invention, the thin film is formed to have a thickness between 100 mW and 500 mW and an optimal thickness is between about 300 mW and 350 mW.
본 발명의 실시예에 따른 박막 패터닝 방법에서 상기 유기 패턴 상에 박막을 형성하는 단계는 상기 유기 패턴 상에 1W/㎠ 내지 3W/㎠ 사이의 전력에서 10Å 내지 200Å 사이의 두께를 갖는 제 1 박막을 형성하는 단계와, 상기 제 1 박막 상에 1W/㎠ 내지 6W/㎠ 사이의 전력에서 제 2 박막을 형성하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.In the thin film patterning method according to an embodiment of the present invention, the forming of the thin film on the organic pattern may include forming a first thin film having a thickness of about 10 kW to about 200 kW on the power of 1 W /
본 발명의 실시예에 따른 박막 패터닝 방법에서 상기 유기 패턴 상에 박막을 형성하는 단계는, 상기 유기 패턴 상에 1W/㎠ 내지 6W/㎠ 사이의 전력에서 박막을 형성하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.In the thin film patterning method according to an embodiment of the present invention, the forming of the thin film on the organic pattern may include forming the thin film on the organic pattern at a power between 1 W /
본 발명의 실시예에 따른 박막 패터닝 방법에서 상기 챔버는 상기 박막이 증착되는 시간동안 10-3mbar 내지 10-2mbar 사이의 압력을 유지하며, 상기 증착 시간을 제외한 나머지 시간동안 10-6mbar의 압력을 유지하는 것을 특징으로 한다.In the thin film patterning method according to an embodiment of the present invention, the chamber maintains a pressure between 10 −3 mbar and 10 −2 mbar during the time that the thin film is deposited, and has a pressure of 10 −6 mbar for the remaining time except the deposition time. It is characterized by maintaining the pressure.
본 발명의 실시예에 따른 박막 패터닝 방법에서 상기 유기 패턴은 포토레지스트 패턴인 것을 특징으로 한다.In the thin film patterning method according to an embodiment of the present invention, the organic pattern is a photoresist pattern.
본 발명의 실시예에 따른 박막 패터닝 방법에서 상기 박막은 반도체막, 금속막, 절연막 및 투명 전극막 중 적어도 어느 하나인 것을 특징으로 한다.In the thin film patterning method according to an embodiment of the present invention, the thin film is at least one of a semiconductor film, a metal film, an insulating film, and a transparent electrode film.
본 발명의 실시예에 따른 박막 패터닝 방법에서 상기 투명 전극막은 비정질 투명 전극막 및 H2O 비정질 실리콘 투명 전극막 중 적어도 어느 하나를 포함하는 것을 특징으로 한다.In the thin film patterning method according to an embodiment of the present invention, the transparent electrode film may include at least one of an amorphous transparent electrode film and an H 2 O amorphous silicon transparent electrode film.
본 발명의 실시예에 따른 박막 패터닝 방법에서 상기 유기 패턴 상에 박막을 형성하는 단계는 상기 유기 패턴 상에 10Å 내지 200Å 사이의 두께를 갖도록 비정질 투명 전극막을 증착하는 단계와, 상기 비정질 투명 전극막 상에 H2O 비정질 투명 전극막을 증착하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.In the thin film patterning method according to an embodiment of the present invention, the forming of the thin film on the organic pattern may include depositing an amorphous transparent electrode film on the organic pattern so as to have a thickness between 10 μm and 200 μm, and on the amorphous transparent electrode film. And depositing an H 2 O amorphous transparent electrode film.
본 발명의 실시예에 따른 박막 패터닝 방법은 상기 증착 챔버를 O2+CF4, CF4 , SF6, SF6+O2가스를 이용하여 주기적으로 클리닝하는 단계를 추가로 포함하는 것을 특징으로 한다.The thin film patterning method according to the embodiment of the present invention further comprises the step of periodically cleaning the deposition chamber using O 2 + CF 4 , CF 4 , SF 6 , SF 6 + O 2 gas. .
본 발명의 실시예에 따른 박막 트랜지스터 어레이 기판의 제조 방법은 기판 상에 게이트 라인, 상기 게이트 라인과 절연되게 교차하는 데이터 라인, 상기 게이트 라인 및 데이터 라인의 교차부에 위치하는 박막 트랜지스터를 형성하는 단계와, 상기 게이트 라인, 데이터 라인 및 박막 트랜지스터를 덮도록 보호막을 증착하는 단계와, 상기 보호막 상에 포토레지스트 패턴을 형성하는 단계와, 상기 포토레지스트 패턴을 이용하여 상기 보호막을 패터닝하여 보호 패턴을 형성하는 단계와, 상기 보호 패턴 상에 상기 포토레지스트 패턴이 남아있는 기판을 챔버에 로딩하는 단계와, 20℃ 내지 100℃ 사이의 온도에서 상기 포토레지스트 패턴이 형성된 기판 전면에 투명 전극막을 형성하는 단계와, 상기 포토레지스트 패턴, 그 포토레지스트 패 턴과 중첩되는 투명 전극막을 제거하여 상기 드레인 전극과 접속된 화소 전극을 형성하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.A method of manufacturing a thin film transistor array substrate according to an exemplary embodiment of the present invention includes forming a thin film transistor positioned on a gate line, a data line intersecting the gate line to be insulated from the gate line, and an intersection of the gate line and the data line. And depositing a passivation layer to cover the gate line, the data line, and the thin film transistor, forming a photoresist pattern on the passivation layer, and patterning the passivation layer using the photoresist pattern to form a passivation pattern. Loading a substrate in which the photoresist pattern remains on the protective pattern in a chamber, and forming a transparent electrode film on the entire surface of the substrate on which the photoresist pattern is formed at a temperature between 20 ° C. and 100 ° C .; A photoresist pattern overlapping the photoresist pattern By removing the electrode film it is characterized in that it comprises a step of forming a pixel electrode connected to the drain electrode.
본 발명의 실시예에 따른 박막 트랜지스터 어레이 기판의 제조 방법에서 기판 상에 게이트 라인, 상기 게이트 라인과 절연되게 교차하는 데이터 라인, 상기 게이트 라인 및 상기 데이터 라인의 교차부에 위치하는 박막 트랜지스터를 형성하는 단계는 상기 기판 상에 게이트 라인 및 상기 박막 트랜지스터의 게이트 전극을 포함하는 게이트 패턴을 형성하는 단계와, 상기 게이트 패턴 상에 상기 박막 트랜지스터의 채널부를 이루는 반도체 패턴과, 상기 데이터 라인, 박막 트랜지스터의 소스 전극 및 드레인 전극을 포함하는 데이터 패턴을 형성하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.In the method of manufacturing a thin film transistor array substrate according to an exemplary embodiment of the present invention, a gate line, a data line intersecting the gate line to be insulated from each other, and a thin film transistor positioned at an intersection of the gate line and the data line are formed on the substrate. The method may include forming a gate pattern including a gate line and a gate electrode of the thin film transistor on the substrate, a semiconductor pattern forming a channel portion of the thin film transistor on the gate pattern, and a source of the data line and the thin film transistor. And forming a data pattern including an electrode and a drain electrode.
본 발명의 실시예에 따른 박막 트랜지스터 어레이 기판의 제조 방법에서 상기 투명 전극막을 형성하는 단계는 상기 투명 전극막이 100Å 내지 500Å 사이의 두께를 갖도록 형성되고 최적의 두께는 대략 300Å 내지 350Å 사이인 것을 특징으로 한다.In the method of manufacturing a thin film transistor array substrate according to an embodiment of the present invention, the forming of the transparent electrode film may include forming the transparent electrode film to have a thickness between 100 mW and 500 mW and an optimal thickness between about 300 mW and 350 mW. do.
본 발명의 실시예에 따른 박막 트랜지스터 어레이 기판의 제조 방법에서 상기 투명 전극막을 형성하는 단계는 상기 포토레지스트 패턴 상에 1W/㎠ 내지 3W/㎠ 사이의 전력에서 10Å 내지 200Å 사이의 두께를 갖는 제 1 박막을 형성하는 단계와, 상기 제 1 박막 상에 1W/㎠ 내지 6W/㎠ 사이의 전력에서 제 2 박막을 형성하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.In the method of manufacturing a thin film transistor array substrate according to an embodiment of the present invention, the forming of the transparent electrode film may include a first thickness having a thickness of between 10 W and 200 W at a power between 1 W /
본 발명의 실시예에 따른 박막 트랜지스터 어레이 기판의 제조 방법에서 상 기 투명 전극막을 형성하는 단계는 상기 포토레지스터 패턴 상에 10Å 내지 200Å 사이의 두께를 갖도록 비정질 투명 전극막을 형성하는 단계와, 99.8∼90:0.1∼5:0.1∼5의 분압비를 갖는 Ar,O2,H2O를 이용하여 상기 비정질 투명 전극막 상에 H2O 비정질 투명 전극막을 형성하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.In the method of manufacturing a thin film transistor array substrate according to an embodiment of the present invention, the forming of the transparent electrode film may include forming an amorphous transparent electrode film on the photoresist pattern to have a thickness of between 10 mV and 200 mV, and 99.8 to 90 m. And forming an H 2 O amorphous transparent electrode film on the amorphous transparent electrode film by using Ar, O 2 , H 2 O having a partial pressure ratio of about 0.1 to 5: 0.1 to 5. 5.
상기 목적 외에 본 발명의 다른 목적 및 특징들은 첨부한 도면들을 참조한 본 발명의 바람직한 실시 예에 대한 설명을 통하여 명백하게 드러나게 될 것이다.Other objects and features of the present invention in addition to the above object will be apparent from the description of the preferred embodiment of the present invention with reference to the accompanying drawings.
이하, 도 4 내지 도 9를 참조하여 본 발명의 바람직한 실시 예에 대하여 설명하기로 한다. Hereinafter, exemplary embodiments of the present invention will be described with reference to FIGS. 4 to 9.
도 4는 본 발명의 실시예에 따른 박막 트랜지스터 어레이 기판을 도시한 평면도이고, 도 5는 도 4에 도시된 박막 트랜지스터 어레이 기판을 Ⅱ-Ⅱ'선을 따라 절단하여 도시한 단면도이다.4 is a plan view illustrating a thin film transistor array substrate according to an exemplary embodiment of the present invention, and FIG. 5 is a cross-sectional view of the thin film transistor array substrate illustrated in FIG. 4 taken along a line II-II '.
도 4 및 도 5를 참조하면, 본 발명에 따른 박막 트랜지스터 어레이 기판은 하부 기판(80) 상에 게이트 절연막(82)을 사이에 두고 교차하게 형성되는 게이트 라인(52) 및 데이터 라인(54)과, 게이트 라인(52)과 데이터 라인(54)의 교차부에 형성되는 박막 트랜지스터(56)와, 화소 영역(55)에 형성되는 화소 전극(64)과, 게이트 라인(52)과 스토리지 전극(66)의 중첩부에 형성되는 스토리지 커패시터(65)와, 게이트 라인(52)과 접속되는 게이트 패드(68)와, 데이터 라인(54)과 접속되는 데이터 패드(74)를 구비한다.4 and 5, the thin film transistor array substrate according to the present invention includes a
게이트 신호를 공급하는 게이트 라인(52)과 데이터 신호를 공급하는 데이터 라인(54)은 교차 구조로 형성되어 화소 영역(55)을 정의한다.The
박막 트랜지스터(56)는 게이트 라인(52)의 게이트 신호에 응답하여 데이터 라인(54)의 화소 신호가 화소 전극(64)에 충전되어 유지되게 한다. 이를 위하여, 박막 트랜지스터(56)는 게이트 라인(52)에 접속되는 게이트 전극(58)과, 데이터 라인(54)에 접속되는 소스 전극(60)과, 화소 전극(64)에 접속되는 드레인 전극(62)을 구비한다. 또한, 박막 트랜지스터(56)는 게이트 전극(58)과 게이트 절연막(82)을 사이에 두고 중첩되면서 소스 전극(60)과 드레인 전극(62) 사이에 채널을 형성하는 활성층(84)을 추가로 구비한다. The
활성층(84)은 데이터 라인(54), 데이터 패드 하부 전극(76), 그리고 스토리지 전극(66)과도 중첩되게 형성된다. 이러한 활성층(84) 상에는 데이터 라인(54), 소스 전극(60), 드레인 전극(62), 데이터 패드 하부 전극(76) 및 스토리지 전극(66)과 오믹 접촉을 위한 오믹 접촉층(86)이 추가로 형성된다.The
화소 전극(64)은 보호막(88)의 외부로 노출된 박막 트랜지스터(56)의 드레인 전극(62)과 접속되어 화소 영역(55)에 형성된다.The
이에 따라, 박막 트랜지스터(56)를 통해 화소 신호가 공급된 화소 전극(64)과 기준 전압이 공급된 공통 전극(도시하지 않음) 사이에는 전계가 형성된다. 이러한 전계에 의해 박막 트랜지스터 어레이 기판과 칼라 필터 어레이 기판 사이의 액정 분자들이 유전 이방성에 의해 회전하게 된다. 그리고, 액정 분자들의 회전 정도에 따라 화소 영역(55)을 투과하는 광 투과율이 달라지게 됨으로써 계조를 구 현하게 된다.Accordingly, an electric field is formed between the
스토리지 커패시터(65)는 게이트 라인(52)과, 그 게이트 라인(52)과 게이트 절연막(82), 활성층(84) 및 오믹 접촉층(86)을 사이에 두고 중첩되는 스토리지 전극(66)과, 그 스토리지 전극(66)과 접속되는 화소 전극(64)으로 구성된다. 이러한 스토리지 커패시터(65)는 화소 전극(64)에 충전된 화소 신호가 다음 화소 신호가 충전될 때까지 안정적으로 유지되게 한다.The storage capacitor 65 includes a
게이트 패드(68)는 도시하지 않은 게이트 드라이버의 출력 단자와 접속되어 게이트 라인(52)에 게이트 신호를 공급한다. 이러한 게이트 패드(68)는 게이트 라인(52)으로부터 연장되는 게이트 패드 하부 전극(70)과, 게이트 절연막(82) 및 보호막(88)을 관통하여 게이트 패드 하부 전극(70)과 접속되는 게이트 패드 상부 전극(72)으로 구성된다.The
데이터 패드(74)는 도시하지 않은 데이터 드라이버의 출력 단자와 접속되어 데이터 라인(54)에 데이터신호를 공급한다. 이러한 데이터 패드(74)는 데이터 라인(54)으로부터 연장되는 데이터 패드 하부 전극(76)과, 보호막(88)을 관통하여 데이터 패드 하부 전극(76)과 접속되는 데이터 패드 상부 전극(78)으로 구성된다.The
게이트 절연막(82)과 보호막(88)은 화소 전극(74)과 게이트 패드 상부 전극(72) 및 데이터 패드 상부 전극(78)이 형성되지 않은 영역에 형성된다.The
이러한 구성을 가지는 박막 트랜지스터 어레이 기판은 3 마스크 공정으로 제작된다. 이때, 3 마스크 공정은 게이트 패턴들을 형성하기 위한 제 1 마스크 공정과, 활성층을 포함하는 반도체 패턴 및 소스/드레인 패턴들을 형성하기 위한 제 2 마스크 공정과, 게이트 절연막(82), 보호막(88) 및 투명 전극 패턴들을 형성하기 위한 제 3 마스크 공정을 포함한다.The thin film transistor array substrate having such a configuration is manufactured in a three mask process. In this case, the three mask process may include a first mask process for forming gate patterns, a second mask process for forming a semiconductor pattern including an active layer, and source / drain patterns, a
도 6을 참조하면, 제 1 마스크 공정에서는 하부 기판(80)상에 스퍼터링 방법 등의 증착 방법을 통해 게이트 금속층이 형성된다. 게이트 금속층이 형성된 후, 제 1 마스크를 이용한 포토리소그래피 공정과 식각 공정으로 게이트 금속층이 패터닝됨으로써 게이트 라인(52), 게이트 전극(58) 및 게이트 패드 하부 전극(70)이 형성된다. 이때, 게이트 금속으로는 Cr, Cr/Al,Cr/Al(Nd), Al(Nd), Cu, MoW,Mo/Al,Mo/Al(Nd) 등이 단일층 또는 이중층 구조로 이용된다.Referring to FIG. 6, in the first mask process, a gate metal layer is formed on the
도 7을 참조하면, 제 2 마스크 공정에서는 게이트 패턴들이 형성된 하부 기판(80) 상에 PECVD, 스퍼터링 등의 증착 방법을 통해 게이트 절연막(82), 비정질 실리콘층, n+ 비정질 실리콘층 및 소스/드레인 금속층이 순차적으로 전면 도포된다. 이어서, 제 2 마스크를 이용한 포토리소그래피 공정과 식각 공정으로 포토 레지스트 패턴을 형성하게 된다. 이 경우 제 2 마스크로는 박막 트랜지스터의 채널부에 회절 노광부를 갖는 회절 노광 마스크를 이용함으로써 채널부의 포토 레지스트 패턴이 소스/드레인 패턴부 보다 낮은 높이를 갖게 한다. 포토 레지스트 패턴을 형성한 후, 포토 레지스트 패턴을 이용한 습식 식각 공정으로 소스/드레인 금속층이 패터닝됨으로써 데이터 라인(54), 소스 전극(60), 소스 전극(60)과 일체화된 드레인 전극(62) 및 스토리지 전극(66)들이 형성된다. 그 후, 동일한 포토 레지스트 패턴을 이용한 건식 식각 공정으로 n+ 비정질 실리콘층과 비정질 실리콘층이 동시에 패터닝됨으로써 오믹 접촉층(86) 및 활성층(84)이 형성된다. 또한, 채널부에 서 상대적으로 낮은 높이를 갖는 포토 레지스트 패턴이 애싱(Ashing) 공정으로 제거된 후 건식 식각 공정으로 채널부의 소스/드레인 패턴 및 오믹 접촉층(86)이 식각된다. 이에 따라, 채널부의 활성층(84)이 노출되어 소스 전극(60)과 드레인 전극(62)이 분리된다. 이어서, 스트립 공정으로 소스/드레인 전극 상에 남아 있는 포토 레지스트 패턴이 제거된다. Referring to FIG. 7, in the second mask process, the
이때, 게이트 절연막(82)의 재료로는 산화 실리콘(SiOx) 또는 질화 실리콘(SiNx) 등의 무기 절연물질이 이용되고, 소스/드레인 금속으로는 몰리브덴(Mo), 티타늄, 탄탈륨, 몰리브덴 합금(Mo alloy) 등이 이용된다.In this case, an inorganic insulating material such as silicon oxide (SiOx) or silicon nitride (SiNx) may be used as the material of the
도 8a 내지 도 8c는 제 3 마스크 공정을 연속적으로 나타내는 도면이다.8A to 8C are views continuously showing the third mask process.
도 8a 내지 도 8c를 참조하면, 제 3 마스크 공정는 먼저 소스/드레인 패턴들이 형성된 게이트 절연막(82) 상에 스퍼터링 등의 증착방법을 이용하여 SiNx, SiOx와 같은 무기 절연 물질이나 유전 상수가 작은 아크릴(acryl)계 유기화합물, BCB 또는 PFCB 등과 같은 유기 절연물질이 이용된 보호막(88)이 전면 증착되고 보호막(88)상에 포토 레지스트가 전면 도포된다. 이어서, 제 3 마스크를 이용한 포토리소그래피 공정으로 포토 레지스트 패턴(90)이 형성되고, 포토 레지스트 패턴(90)을 마스크로 보호막(88) 및 게이트 절연막(82)이 패터닝되어 이후 투명 전극 패턴이 남아 형성될 영역을 제외한 나머지 영역에 게이트 절연막(82) 및 보호막(88)이 형성된다. 그 후, 포토 레지스트 패턴(90)이 남아 있는 하부 기판(80)상에 도 8b에 도시된 바와 같이 스퍼터링 등의 증착 방법으로 투명 전극 물질(64a)이 전면 증착된다. 투명 전극 물질(64a)이 전면 증착된 박막 트랜지스터 어레이 기판에서 리프트 오프(lift-off) 공정을 이용한 스트립 공정에 의해 포토 레지스트 패턴(90)이 제거된다. 이때, 포토 레지스트 패턴(90) 상에 증착된 투명 전극 물질(64a)은 포토 레지스트 패턴(90)이 떨어져 나가면서 함께 제거되어 도 8c에 도시된 바와 같이 게이트 패드 상부 전극(72), 화소 전극(74) 및 데이터 패드 하부 전극(76)을 포함하는 투명 전극 패턴이 형성된다. 게이트 패드 상부 전극(72)은 게이트 패드 하부 전극(70)을 덮도록 형성되고, 화소 전극(64)은 박막 트랜지스터(56)의 드레인 전극(62) 및 스토리지 커패시터(65)의 스토리지 전극(66)과 전기적으로 접속되며, 데이터 패드 상부 전극(78)은 데이터 패드 하부 전극(76)과 전기적으로 접속된다.8A to 8C, the third mask process may first use an inorganic insulating material such as SiNx or SiOx or an acrylic having a low dielectric constant using a deposition method such as sputtering on the
이때, 투명 전극 물질(64a)로는 인듐주석산화물(Indium Tin Oxide : ITO), H2O 비정질 ITO(H2O Amorphous ITO), 주석산화물(Tin Oxide : TO) 및 인듐아연산화물(Indium Zinc Oxide : IZO) 중 어느 하나를 이용하게 된다.In this case, as the
한편, 리프트-오프 공정에 의해 투명 전극 패턴을 형성하기 위해서는 포토레지스트 패턴(90)이 남아있는 기판 상에 투명 전극 물질(64a)이 증착되어야 한다. 이를 위해, 먼저 포토레지스트 패턴(90)이 형성된 기판을 예열 챔버 내에 삽입한 후 기판을 100℃ 내지 250℃ 사이의 온도로 예열한다. 예열된 기판을 프로세스 챔버 내에 삽입한 후 100℃ 내지 250℃ 사이의 온도내에서 기판 상에 투명 전극 물질(64a)을 증착한 후 그런 다음, 투명 전극 물질(64a)이 증착된 기판을 예열 챔버로 이동하여 100℃ 내지 300℃ 사이의 온도에서 어닐링을 하게 된다.Meanwhile, in order to form the transparent electrode pattern by the lift-off process, the
그러나, 챔버내의 온도가 상대적으로 높을수록 기판 상에 형성된 포토레지스트 패턴(90)에 포함된 수분이 증발하게 되어 포토레지스트 패턴(90)의 특성이 변하게 된다. 이로 인해 포토레지스트 패턴(90)을 제거하기 위한 스트립 공정 시 포토레지스트 패턴(90)이 스트립액과 반응하지 않게 되어 포토레지스트 패턴(90) 및 그 포토레지스트 패턴(90) 상에 증착되어 있는 투명 전극 물질(64a)이 제대로 스트립 되지 않는다. 또한, 기판 상에 형성되는 박막이 500 내지 1000Å 정도의 두께로 증착되면 리프트-오프 공정 시 포토레지스트 패턴(90) 상의 박막이 원할하게 제거되지 않는다.However, as the temperature in the chamber is relatively high, the moisture contained in the
이에 따라, 리프트-오프 공정의 효율을 높이기 위해 다음과 같은 방법을 이용하여 포토레지스트 패턴(90) 상에 투명 전극 물질(64a)을 증착하여야 한다.Accordingly, in order to increase the efficiency of the lift-off process, the
포토레지스트 패턴(90)이 형성된 기판을 도 9에 도시된 예열 챔버(102) 내에서 20℃ 내지 100℃ 사이의 온도로 예열하고, 예열된 기판을 프로세스 챔버들(108,110,112) 중 어느 하나에서 20℃ 내지 100℃ 사이의 온도로 박막을 증착한다. 여기서, 박막은 예를 들어 금속막, 절연막, 투명 전극 물질과 같은 무기막이 이용된다. 박막이 증착된 기판은 도시되지 않은 어닐링 챔버(또는 쿨링 챔버) 내에서 20℃ 내지 100℃ 사이의 온도로 어닐링(또는 쿨링)을 하게 된다.The substrate on which the
보다 상세히 설명하면, 도 10과 같이 프로세스 챔버들(108,110,112) 내에서 기판 상에 형성된 포토레지스트 패턴(90) 상에 박막(92)이 증착될 때 포토레지스트 패턴(90)의 수분 증발로 인한 포토레지스트 패턴(90)의 변성을 줄이기 위해 프로세스 챔버들(108,110,112)의 내부 온도는 20℃ 내지 100℃ 사이의 온도 범위를 유지 시켜야 한다. 또한, 플라즈마에 의한 포토레지스트 패턴(90)의 손실을 최소화 하기 위해 1W/㎠ 내지 6W/㎠ 사이의 전력을 유지해야 한다. 박막(92)이 증착된 후 포토레지스트 패턴(90)에 의한 챔버내의 오염을 최소화 하기 위해 O2+CF4, CF4
, SF6, SF6+O2등의 가스를 사용하여 증착 공정 시 사용되는 박막(92)의 질을 동일하게 유지하기 위해 챔버내의 기본 압력은 대략 10-6mbar정도로 유지하고, 증착 공정 시 압력은 10-3mbar 내지 10-2mbar 사이로 유지한다. 이때, 포토레지스트 패턴(90)의 수분 증발과 같은 손실을 최소화 하고, 리프트-오프 공정이 효율적으로 일어나기 위해 박막(92)의 두께는 100Å 내지 500Å 사이로 한다. 여기서, 박막의 최적의 두께는 300Å 내지 350Å 정도이다. 또한, 박막(92)의 초기 10Å 내지 200Å 사이의 두께는 1W/㎠ 내지 3W/㎠ 사이의 전력에서 증착하고, 300Å 내지 490Å 사이의 두께는 1W/㎠ 내지 6W/㎠ 사이의 전력에서 증착하는 2 단계 공정을 실시한다. 포토레지스트 패턴(90) 상에 증착되는 박막(92) 중 투명 전극 물질(64a)로 H2O 비정질 ITO가 사용될 경우 O2 및 H2O의 가스 분압비가 0.1 미만이거나 5를 초과하게 되면 저항값이 증가하게 되어 투명 전극 물질(64a)로 사용될 수 없으므로 Ar:O2:H2O의 가스 분압비는 99.8∼90:0.1∼5:0.1∼5로 유지되어야 한다. 또한, 도 11에 도시된 바와 같이 포토레지스트 패턴(90) 상에 투명 전극 물질(64a)로 H2O 비정질 ITO를 증착시킬 때 H2O에 의한 포토레지스트 패턴(90)의 수분 흡수를 막기 위해 초기 10Å 내지 200Å 사이의 두께로 비정질 ITO막(94)을 증착 시키고, 300Å 내지 490Å 사이의 두께로 H2O가 0.1% 내지 5% 정도 함유된 비정질 ITO막(96)을 증착하는 2 단계 공정을 실시해야 된다.In more detail, the photoresist due to moisture evaporation of the
이상과 같은 공정 조건을 이용하여 도 6 내지 도 8에 도시된 공정을 순차적으로 진행함에 따라 보다 효율적인 박막 트랜지스터 어레이 기판을 제조할 수 있다.By using the process conditions described above, the processes shown in FIGS. 6 to 8 may be sequentially performed to manufacture a more efficient thin film transistor array substrate.
이상의 박막 트랜지스터 어레이 기판의 제조 방법에서는 투명 전극에 대해서만 리프트-오프 공정을 적용하였으나, 금속층이나 게이트 절연막과 같은 박막들에 대해서도 리프트-오프 공정이 적용될 수 있음을 상지 하여야 할 것이다.In the above manufacturing method of the thin film transistor array substrate, the lift-off process is applied only to the transparent electrode, but it should be noted that the lift-off process may be applied to the thin films such as the metal layer and the gate insulating film.
상술한 바와 같이, 본 발명의 실시예에 따른 본 발명에 따른 박막 트랜지스터 제조 방법은 3 마스크를 채용하여 기판 구조 및 제조 공정을 더욱 단순화시킴으로써 제조 단가를 저감 시킬 수 있다. 또한, 유기막이 존재하는 기판 상에 무기막을 안정적으로 증착하여 수율을 증대 시킬 수 있다.As described above, the thin film transistor manufacturing method according to the embodiment of the present invention can reduce the manufacturing cost by employing three masks to further simplify the substrate structure and manufacturing process. In addition, the yield of the inorganic film can be stably deposited on the substrate on which the organic film is present.
이상 설명한 내용을 통해 당업자라면 본 발명의 기술사상을 일탈하지 아니하는 범상에서 다양한 변경 및 수정이 가능함을 알 수 있을 것이다. 따라서, 본 발명의 기술적 범위는 명세서의 상세한 설명에 기재된 내용으로 한정되는 것이 아니라 특허 청구의 범상에 의해 정하여 져야만 할 것이다.It will be appreciated by those skilled in the art that various changes and modifications can be made in the present invention without departing from the spirit of the present invention. Therefore, the technical scope of the present invention should not be limited to the contents described in the detailed description of the specification but should be defined by the scope of the claims.
Claims (17)
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