KR101226514B1 - TFT manufacturing method - Google Patents

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Abstract

본 발명에 따른 박막트랜지스터 제조방법은, 리워크공정의 크리닝과정이 스웰링(swelling)용액을 사용하여 PR층과 금속층 및 이물질의 조직을 연질화(軟質化)시키는 스웰링단계와, 스웰링단계 후에 고형미립자가 함유된 스크래핑(scraping)가스를 분사하여 연질화된 PR층과 금속층 및 이물질을 타격하는 스크래핑(scraping)단계로 이루어지는 것을 특징으로 한다. In the thin film transistor manufacturing method according to the present invention, the cleaning process of the rework process using a swelling (swelling) solution, the swelling step of softening the tissue of the PR layer, the metal layer and foreign matter, and the swelling step It is characterized in that the scraping (scraping) step of hitting the softened PR layer, the metal layer and foreign matter by spraying the scraping gas containing the solid particles.

이러한 본 발명에 의하면, 종래의 리워크공정에 비해, 크리닝효율이 향상되기 때문에 공정에 소요되는 시간이 단축되는 등, 작업효율이 향상된다는 이점이 있다.According to the present invention, there is an advantage that the work efficiency is improved, such as the time required for the process is shortened because the cleaning efficiency is improved compared to the conventional rework process.

Description

박막트랜지스터 제조방법{TFT manufacturing method}Thin film transistor manufacturing method {TFT manufacturing method}

도 1a, 1b, 1c, 1d는 일반적인 사진식각 공정을 나타낸 개략도이다.1A, 1B, 1C, and 1D are schematic views showing a general photolithography process.

도 2a, 2b, 2c, 2d는 종래기술에 의한 리워크 공정의 크리닝과정을 순차적으로 나타낸 개략도이다.2A, 2B, 2C, and 2D are schematic views sequentially illustrating a cleaning process of a rework process according to the prior art.

도 3a, 3b는 본 발명의 실시예에 의한 리워크 공정의 크리닝과정을 순차적으로 나타낸 개략도이다.3A and 3B are schematic views sequentially illustrating a cleaning process of a rework process according to an exemplary embodiment of the present invention.

<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명><Explanation of symbols for the main parts of the drawings>

1: 기판 20: 이물질1: substrate 20: foreign matter

22: 금속층 24a: 제1 PR층 22: metal layer 24a: first PR layer

24b: 제2 PR층24b: second PR layer

본 발명은 박막트랜지스터 제조방법에 관한 것이며, 보다 상세하게는 리워크 공정의 효율이 향상된 박막트랜지스터 제조방법에 관한 것이다.The present invention relates to a method of manufacturing a thin film transistor, and more particularly, to a method of manufacturing a thin film transistor with improved efficiency of a rework process.

액정표시장치는 소비전력이 낮고, 휴대성이 양호한 기술집약적이며 부가가치가 높은 차세대 첨단 표시장치 소자로 가장 각광받고 있다.The liquid crystal display device is most popular as a next generation advanced display device device having low power consumption, good portability, technology-intensive and high added value.

상기 액정표시장치는 투명 전극이 형성된 두 기판 사이에 액정을 주입하여, 상기 액정의 이방성에 따른 빛의 굴절률 차이를 이용해 영상효과를 얻는 방식으로 구동한다.The liquid crystal display device injects a liquid crystal between two substrates on which a transparent electrode is formed, and drives the liquid crystal display to obtain an image effect by using a difference in refractive index of light due to the anisotropy of the liquid crystal.

현재에는, 각 화소를 개폐하는 박막트랜지스터(Thin Film Transistor ; TFT)가 화소마다 위치하고, 이 박막트랜지스터가 스위치 역할을 하여, 제1 전극은 화소 단위로 온/오프되고, 제2 전극은 공통 전극으로 사용되는 능동행렬 액정표시장치(AM-LCD ; Active Matrix Liquid Crystal Display)가 해상도 및 동영상 구현능력이 우수하여 가장 주목받고 있다.Currently, a thin film transistor (TFT) for opening and closing each pixel is positioned for each pixel, and the thin film transistor serves as a switch so that the first electrode is turned on and off in units of pixels, and the second electrode is a common electrode. The active matrix liquid crystal display (AM-LCD) used has attracted the most attention because of its excellent resolution and video performance.

이러한 액정표시장치에서 신호 중개 역할을 하는 금속배선을 이루는 물질은 비저항값이 낮고 내식성이 강한 금속에서 선택될수록 제품의 신뢰성 및 가격 경쟁력을 높일 수 있다. The material forming the metal wiring, which serves as a signal intermediary in such a liquid crystal display device, may be improved in reliability and price competitiveness of the product as it is selected from a metal having low resistivity and strong corrosion resistance.

이러한 금속 배선물질로서 전술한 알루미늄계 금속물질이 주로 이용되고 있다.As the metal wiring material, the above-described aluminum-based metal material is mainly used.

상기 알루미늄계 금속물질은 순수 알루미늄 또는 알루미늄계 합금을 일컫는 것으로서, 이중 알루미늄 합금으로는 알루미늄 네이디뮴(AlNd), 알루미늄 탄탈(AlTa)이 주로 이용되고 있다.The aluminum-based metal material refers to pure aluminum or an aluminum-based alloy, and aluminum neodymium (AlNd) and aluminum tantalum (AlTa) are mainly used as the double aluminum alloy.

일반적으로, 상기 게이트 및 데이터 배선, 박막트랜지스터를 이루는 각 패턴 들은, 금속층(또는, 절연층) 상부에 감광성 물질인 PR(photoresist)을 도포하고 PR층을 노광, 현상, 식각하는 방법으로 패터닝하는 사진식각(photolithography) 공정에 의해 형성된다.In general, each of the patterns constituting the gate, the data line, and the thin film transistor is coated with a photoresist (PR), which is a photosensitive material, on the metal layer (or insulating layer), and is patterned by exposing, developing, and etching the PR layer. It is formed by a photolithography process.

상기 알루미늄계 금속물질로 이루어진 패턴의 사진식각 공정에 대해서 설명하면 다음과 같다.Referring to the photolithography process of the pattern made of the aluminum-based metal material as follows.

먼저, 도 1a에 나타난 것과 같이 투명 기판(1) 상에 알루미늄계 금속물질을 증착하여, 알루미늄 금속층(10)을 형성하고, 도 1b에서 나타난 것과 같이, 상기 알루미늄 금속층(10) 상부에 패턴화된 PR층(12)을 형성하게 되는데, 여기서, 상기 알루미늄 금속층(10) 상부에 PR 물질을 도포하기에 앞서, 상기 PR이 도포된 기판 상에 일정패턴을 가지는 마스크를 배치하고, 상기 마스크를 거쳐 PR 물질을 노광, 현상하여 패턴화된 PR층(12)을 형성하게 된다.First, as shown in FIG. 1A, an aluminum-based metal material is deposited on the transparent substrate 1 to form an aluminum metal layer 10, and as shown in FIG. 1B, patterned on the aluminum metal layer 10. The PR layer 12 is formed, and before applying a PR material on the aluminum metal layer 10, a mask having a predetermined pattern is disposed on the substrate on which the PR is applied, and the PR is passed through the mask. The material is exposed and developed to form the patterned PR layer 12.

그리고, 도 1c에서 나타난 바와 같이 패턴화된 PR층(12)을 마스크로 하여, 그 하부층의 노출된 알루미늄 금속층(10)을 식각함으로써, 상기 PR층(12)과 대응되는 알루미늄 금속층(10)을 패턴화하게 된다.As shown in FIG. 1C, the patterned PR layer 12 is used as a mask, and the exposed aluminum metal layer 10 of the lower layer is etched to form the aluminum metal layer 10 corresponding to the PR layer 12. Will be patterned.

상기 알루미늄 금속층(10)은 습식 식각법에 의해 패터닝되며, 에천트(etchant)로는 혼산(인산+질산+초산)계열 용액이 이용된다.The aluminum metal layer 10 is patterned by a wet etching method, and a mixed acid (phosphate + nitric acid + acetic acid) based solution is used as an etchant.

마지막으로 도 2d에서와 같이 상기 PR층(12)을 스트립(strip)하여 패턴(14)을 완성하게 된다.Finally, as shown in FIG. 2D, the PR layer 12 is stripped to complete the pattern 14.

상기 PR층(12)은 박리제(stripper)를 이용하여 스트립하게 되며, 박리제는 통상적으로 NMP(N-Methyl-2-Pyrrolidone)를 베이스(base)로 하는 물질중에서 선택 된다.The PR layer 12 is stripped using a stripper, and the stripper is typically selected from a material based on N-Methyl-2-Pyrrolidone (NMP).

이와 같은 사진식각 공정을 통해 패턴(14)이 완성되고, 이러한 패턴(14)은 액정표시장치용 금속배선으로 이용된다.The pattern 14 is completed through the photolithography process, and the pattern 14 is used as a metal wiring for the liquid crystal display device.

한편, 이와 같은 사진식각 공정을 거쳐 만들어진 패턴에 대해서는 테스트를 통해 불량여부를 파악하게 되며, 불량으로 판별되는 경우에는 이를 극복하기 위한 조치를 취하게 된다.On the other hand, for the pattern made through such a photolithography process to determine whether the defect through the test, if it is determined that the defect is to take measures to overcome it.

이중에서 특히 기판 상에 이물질이 존재하여 불량으로 판정되면, 기판 상의 PR층 및 알루미늄 금속층을 제거한 후, 사진식각 공정을 재진행하는 리워크(rework) 공정을 통해 불량상태를 극복하게 되는데, 리워크 공정에 대해 설명하면 다음과 같다.Among them, in particular, when foreign materials are present on the substrate and determined to be defective, the defective state is overcome through a rework process of removing the PR layer and the aluminum metal layer on the substrate, and then reproducing the photolithography process. The following description is made.

도 2a에 나타난 것과 같이 기판(1)에 알루미늄계 금속물질을 증착하여 알루미늄계 금속층(22)을 형성하는 단계에서, 기판(1) 상에 이물질(20)이 존재할 경우, 이물질(20) 상부에 증착된 알루미늄 금속층(22)에는 볼록부(II)가 형성됨에 따라 평탄도 특성이 떨어지게 된다.In the step of depositing an aluminum-based metal material on the substrate 1 to form the aluminum-based metal layer 22 as shown in FIG. 2A, when the foreign material 20 is present on the substrate 1, the foreign material 20 is disposed on the upper surface of the foreign material 20. As the convex portion II is formed in the deposited aluminum metal layer 22, the flatness characteristic is deteriorated.

즉, 도 2b에 나타난 것과 같이, 상기 알루미늄계 금속층(22) 상부에 패턴화된 PR층(24)이 형성된 경우, 상기 PR층(24)은 평탄한 알루미늄계 금속층(22) 상부에 형성된 제1 PR층(24a) 및 볼록부(II) 상에 형성된 제2 PR층(24b)으로 이루어지고, 이때 제2 PR층(24b)은 비평탄한 표면을 따라 일그러진 패턴으로 형성되어 패턴이 불량상태가 되기 때문에 리워크 공정을 거쳐야 한다.That is, as shown in FIG. 2B, when the patterned PR layer 24 is formed on the aluminum-based metal layer 22, the PR layer 24 is formed on the first PR formed on the flat aluminum-based metal layer 22. The second PR layer 24b formed on the layer 24a and the convex portion II, since the second PR layer 24b is formed in a distorted pattern along an uneven surface and the pattern is in a bad state. You have to go through the rework process.

리워크 공정은 우선 도 2c, 2d에 나타난 것과 같이 제거제를 이용하여 PR층 및 금속층 및 기판 상의 이물질을 제거하는 이른바 크리닝과정과, 크링닝과정을 마친 기판에 대해 원래의 사진식각 공정을 재진행하는 리사이클링과정으로 이루어지며, 크리닝과정에서 사용되는 제거제의 종류에 따라 습식(wet type)과, 건식(dry type)으로 나뉘어진다.First, the rework process uses a remover to remove foreign substances on the PR layer, the metal layer, and the substrate, as shown in FIGS. 2C and 2D, and recycles the original photolithography process on the substrate after the cleaning process. The process is divided into wet type and dry type according to the type of remover used in the cleaning process.

습식 리워크 공정에서는 액체상태의 제거제를 사용함으로써 제거제의 화학반응과 약간의 물리적인 충격작용을 이용하여 PR층 및 금속층, 이물질을 제거하는 크리닝작업을 수행하게 되며, 건식 리워크 공정에서는 플라즈마(plasma)상태의 제거제를 사용함으로써 화학반응을 통해 크리닝작업을 수행하게 된다. In the wet rework process, a liquid remover is used to clean the PR layer, metal layer, and foreign matter by using the chemical reaction of the remover and a slight physical impact. In the dry rework process, plasma (plasma) is used. Cleaning is performed through a chemical reaction by using a remover in the state of).

한편, 이와 같은 종래기술에 있어서, 습식 리워크 공정과 건식 리워크 공정이 제거제의 상(狀) 차이로 인해 구분되기는 하지만, 전부 화학적 반응에 기인하여 크리닝작업을 수행하게 된다는 점은 동일하다고 볼 수 있으며, 이러한 특성상 처리시간이 길어지며, 많은 양의 제거제를 필요로 하기 때문에 공정효율이 떨어진다는 문제점이 있다.On the other hand, in the prior art, although the wet rework process and the dry rework process are distinguished due to the phase difference of the remover, it can be said that the cleaning operation is all performed due to the chemical reaction. In addition, the processing time is long due to these characteristics, and there is a problem in that process efficiency is lowered because a large amount of a removing agent is required.

본 발명은 상기한 종래 문제점을 해결하고자 안출된 것으로, 크리닝과정에서 화학적인 습식작용과 물리적인 건식작용을 동시에 활용하여 리워크 공정의 효율을 높일 수 있는 박막트랜지스터 제조방법의 제공을 목적으로 한다.The present invention has been made to solve the above-mentioned problems, and an object of the present invention is to provide a method for manufacturing a thin film transistor which can increase the efficiency of a rework process by simultaneously utilizing a chemical wet action and a physical dry action.

상기 목적을 달성하기 위하여 제공되는 박막트랜지스터 제조방법은, 리워크공정의 크리닝과정이 스웰링(swelling)용액을 사용하여 PR층과 금속층 및 이물질의 조직을 연질화(軟質化)시키는 스웰링단계와, 스웰링단계 후에 고형미립자가 함유된 스크래핑(scraping)가스를 분사하여 연질화된 PR층과 금속층 및 이물질을 타격하는 스크래핑(scraping)단계로 이루어지는 것을 특징으로 한다.The thin film transistor manufacturing method provided to achieve the above object includes a swelling step of cleaning the rework process using a swelling solution to soften the structure of the PR layer, the metal layer, and the foreign matter; After the swelling step, the scraping gas is injected into the scraping gas containing the solid particles, characterized in that the scraping (scraping) step of hitting the softened PR layer, the metal layer and foreign matter.

이하, 본 발명의 실시예를 첨부된 도 3a와 도 3b를 참조로 하여 상세하게 설명한다.Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to FIGS. 3A and 3B.

본 실시예에 따르면 리워크공정에서의 크리닝과정이, 스웰링(swelling)용액을 사용하여 PR층과 금속층 및 이물질의 조직을 연질화(軟質化)시키는 스웰링(불림)단계와, 스웰링단계 후에 고형미립자가 함유된 스크래핑(scraping)가스를 분사하여 연질화된 PR층과 금속층 및 이물질을 타격하는 스크래핑(scraping)단계로 이루어진다.According to the present embodiment, the cleaning process in the rework process includes a swelling step of softening the structure of the PR layer, the metal layer, and the foreign matter using a swelling solution, and a swelling step. Afterwards, a scraping step is performed in which a scraping gas containing solid particles is injected to blow the softened PR layer, the metal layer, and the foreign matter.

여기서, 상기 스웰링용액으로서는 PR층과 금속층 및 이물질에 침투 가능한 물질이라면 어떤 것이라도 사용될 수 있는데, 특히 기존에 제거제로서 사용되었던 에천트, 또는 디아이워터(DeIonized Water) 등과 같이 연질화목적에 부합됨과 더불어 화학적 이상반응(異常反應)을 유발하지 않는 물질이 사용되는 것이 바람직하다.Here, the swelling solution may be any material that can penetrate the PR layer, the metal layer, and the foreign material, in particular, it meets the purpose of softening, such as an etchant, or deionized water, which has previously been used as a remover. In addition, it is preferable to use a substance that does not cause chemical adverse reactions.

그리고, 스크래핑가스와 고형미립자는 그 종류에 특별한 제한이 없는데, 고 형미립자의 경우에는 이산화탄소(CO2)성분의 드라이아이스나 얼음(H2O) 등이 사용될 수 있으며, 크기는 수 마이크로 미터에서 수 밀리미터 이내로 제한되는 것이 바람직하다. 이는 미립자의 크기가 지나치게 클 경우 미립자에 의해 기판에 가해지는 충격이 크고 스크래핑되는 기판 표면의 균일도가 떨어지기 때문이다. In addition, there are no particular restrictions on the type of scraping gas and the solid particles. In the case of the solid particles, dry ice or ice (H 2 O) of carbon dioxide (CO 2 ) may be used, and the size may be several micrometers. It is desirable to be limited to within a few millimeters. This is because when the size of the fine particles is too large, the impact applied to the substrate by the fine particles is large and the uniformity of the surface of the substrate to be scraped is reduced.

이와 같은 본 실시예에 의하면, 리워크공정의 크리닝과정에서, 도 3a에 나타난 것과 같이 우선 스웰링용액을 이용하여 제거대상 금속층(22), PR층(24a) (24b), 이물질(20)을 스웰링하여 각 제거대상층의 조직이 와해되기 쉬운 연질상태로 만든다(스웰링 단계). According to this embodiment, in the cleaning process of the rework process, as shown in Figure 3a, first to remove the metal layer 22, PR layer 24a (24b), foreign matter 20 to be removed using a swelling solution. Swelling makes the tissue of each layer to be removed soft to break (swelling step).

그리고, 도 3b에 나타난 것과 같이 스크래핑가스를 고압으로 분사하여 가스내에 함유된 고형미립자(도면상 작은 원표시)가 상기 제거대상층을 타격토록 함으로써(스크래핑 단계), 각 제거대상층을 완전히 제거하게 된다.As shown in FIG. 3B, the scraping gas is injected at a high pressure so that the solid particles (small circles in the drawing) contained in the gas strike the layer to be removed (scraping step), thereby completely removing each layer to be removed.

즉, 스웰링단계에서의 화학적인 습식작용과 스크래핑단계에서의 물리적인 건식작용이 함께 활용됨으로써 크리닝과정의 처리시간이 단축되며, 적은 양의 제거제를 사용하여 높은 제거효율을 얻을 수 있게 된다.That is, the chemical wet action in the swelling step and the physical dry action in the scraping step are utilized together, thereby shortening the treatment time of the cleaning process, and using a small amount of the removal agent, a high removal efficiency can be obtained.

이상에서 살펴본 바와 같이 본 발명에 따르면, 종래의 리워크공정에 비해, 크리닝효율이 향상되기 때문에 공정에 소요되는 시간이 단축되는 등, 작업효율이 향상된다는 이점이 있다.As described above, according to the present invention, there is an advantage that the work efficiency is improved, such as the time required for the process is shortened because the cleaning efficiency is improved compared to the conventional rework process.

Claims (5)

제거제를 이용하여 PR층과 금속층 및 기판상의 이물질을 제거하는 크리닝과정과, 크링닝과정을 마친 기판에 대해 사진식각 공정을 재진행하는 리사이클링과정으로 이루어지는 리워크공정을 포함하는 박막트랜지스터 제조방법에 있어서; A thin film transistor manufacturing method comprising a cleaning process for removing foreign substances on a PR layer, a metal layer, and a substrate by using a remover, and a reworking process for performing a photolithography process on the substrate after the cleaning process; 상기 크리닝과정은 The cleaning process 스웰링(swelling)용액을 사용하여 PR층과 금속층 및 이물질의 조직을 연질화(軟質化)시키는 스웰링단계와, A swelling step using a swelling solution to soften the structure of the PR layer, the metal layer, and the foreign matter; 스웰링단계 후에 고형미립자가 함유된 스크래핑(scraping)가스를 분사하여 연질화된 PR층과 금속층 및 이물질을 타격하는 스크래핑(scraping)단계Scraping step that blows scraping gas containing solid particles after swelling step to hit softened PR layer, metal layer and foreign material 로 이루어지는 것을 특징으로 하는 박막트랜지스터 제조방법. Thin film transistor manufacturing method characterized in that consisting of. 제1항에 있어서, The method of claim 1, 상기 스웰링용액은 에천트인 것을 특징으로 하는 박막트랜지스터 제조방법.The swelling solution is a thin film transistor manufacturing method characterized in that the etchant. 제1항에 있어서, The method of claim 1, 상기 스웰링용액은 디아이워터(DeIonized Water)인 것을 특징으로 하는 박막 트랜지스터 제조방법.The swelling solution is a thin film transistor, characterized in that the de-Ionized water (DeIonized Water). 제1항에 있어서, The method of claim 1, 상기 고형미립자는 이산화탄소(CO2)성분의 드라이아이스인 것을 특징으로 하는 박막트랜지스터 제조방법.The solid particulate is a thin film transistor manufacturing method characterized in that the dry ice of the carbon dioxide (CO 2 ) component. 제1항에 있어서, The method of claim 1, 상기 고형미립자는 얼음(H2O)인 것을 특징으로 하는 박막트랜지스터 제조방법.The solid particulate is a thin film transistor manufacturing method, characterized in that the ice (H 2 O).
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