KR19990034522A - 액정표시장치 제조방법과 이를 실시하기 위한 액정표시장치제조장비 - Google Patents

Abstract

본 발명은 액정표시장치의 제조방법과 이를 실시하기 위한 액정표시장치 제조장비에 관한 것으로, 활성층의 채널영역이 외부에 노출되는 것을 방지하기 위하여, 채널영역의 상단에 위치하는 오믹콘택층 부분을 건식식각한 후, 진공조건을 유지한 상태에서 보호막을 형성하는 공정을 진행하고 있으며, 오믹콘택층의 일부를 건식식각하기 위한 체임버와 보호막을 형성하기 위한 체임버를 진공상태로 연결함으로써, 진공조건이 깨지지 않는 조건하에서 상기 공정들을 실시할 수 있는 액정표시장치의 제조장비를 제공하고 있으며, 박막트랜지스터의 특성을 균일하게 할 수 있고, 제조공정을 단순화할 수 있다.

Description

액정표시장치 제조방법과 이를 실시하기 위한 액정표시장치 제조장비

본 발명은 액정표시장치의 제조방법과 이를 실시하기 위한 액정표시장치 제조장비에 관한 것으로, 특히 채널영역의 상단에 위치하는 오믹콘택층 부분을 건식식각한 후, 진공조건을 유지한 상태에서 보호막을 형성함으로써, 채널영역의 손상을 방지할 수 있도록 한 액정표시장치 제조방법과 이를 실시하기 위한 액정표시장치 제조장비에 관한 것이다.

액정표시장치 제조를 위한 제조장비는 일반적인 반도체 제조장비와 같이, 증착, 식각 혹은, 세정 등을 위한 각각의 체임버(chamber)가 연관을 가지고 위치하여 있고, 자동제어장치에 의해 체임버에서 체임버로의 기판 유입 및 반출이 이루어지도록 되어 있다.

액정표시장치에서의 세정은 유리기판 위의 이물질 및 파티클을 제거하는 공정으로서, TFT의 결함을 최소화하여 수율을 향상시키는데 목적이 있다. 이에는 순유리기판을 클리닝하는 초기세정(initial cleaning)과, 증착 전후에 발생하는 이물질 및 파티클을 제거하기 위하여 클리닝하는 증착전세정(pre-depo cleaning)이 있다. 세정은 순수를 사용하여 물리적인 힘. 초음파, 자외선 등을 이용하여 유리기판 혹은 기판위에 형성된 유기물이나 무기물을 제거하거나 분해하는 것이다.

도 1a부터 도 1d는 종래의 제 1 기술을 설명하기 위한 도면으로, BCE(Back Channel Etch)형 액정표시장치의 제조공정 단면도를 나타낸 것이다.

도 1a를 참조하면, 세정공정에 의하여 클리닝된 절연기판(100)에 제 1 도전층을 형성한 후, 제 1 도전층을 사진식각공정에 의하여 패터닝하여 주사선(도면 미표시)과 게이트전극(11)을 형성한다. 이어서, 노출된 기판 전면에 증착전세정을 한 후, PECVD에 의한 증착기술에 의하여 게이트 절연막(12)과 반도체층과 도핑된 반도체층을 연속적으로 형성한다. 그 다음, 도핑된 반도체층을 사진식각공정에 의하여 패터닝하여 오믹콘택층(14)을 형성하고, 오믹콘택층(14)을 마스크로하여 그 하단에 있는 반도체층을 식각하여 활성층(13)을 형성한다.

도 1b를 참조하면, 노출된 기판 전면에 증착전세정을 진행한 후, 소오스/드레인 전극을 형성하기 위한 제 2 도전층(15ℓ)을 형성한다. 이 후, 제 2 도전층(15ℓ)을 사진식각공정에 의하여 패터닝하여 소오스전극(15S)과 드레인전극(15D)을 형성한다. 제 2 도전층(15ℓ)의 사진식각공정은 통상적인 방법에 의하여 제 2 도전층(15ℓ)의 상단에 포토레지스트층을 형성한 후, 이 포토레지스트층에 소오스/드레인 형성을 위한 마스크를 사용한 노광공정과 이후의 현상작업을 진행하여 포토레지스트패턴(PR)을 형성한 후, 이 포토레지스트패턴(PR)을 마스크로하여 그 하단에 있는 제 2 도전층(15ℓ)을 식각하는 작업으로 진행된다. 이 후, 소오스전극(15S)과 드레인전극(15D)을 마스크로하여 그 하단에 있는 오믹콘택층(14)을 식각하여 소오스전극(15S)과 드레인전극(15D)의 사이에 위치하는 오믹콘택층(14) 부분을 제거한다. 이 과정에서 활성층(13)의 채널영역이 노출된다.

도 1c를 참조하면, 전 단계에서 사용한 포토레지스트패턴(PR)을 제거한 후, 노출된 기판 전면에 증착전세정을 진행한다. 이 세정은 이 후에 보호막을 형성하기 위하여 실시되는 절연물질 증착공정을 위한 작업이다.

도 1d를 참조하면, 노출된 기판 전면에 PECVD에 의한 증착기술에 의하여 절연물질을 증착하여 보호막(16)을 형성한다. 이어서, 보호막(16)에 드레인전극(15D)의 일부를 노출시키는 콘택홀을 형성한다. 이후, 노출된 전면에 투명도전층을 형성한 후, 투명도전층을 사진식각공정에 의하여 패터닝하여 화소전극(17)을 형성한다.

상술한 종래의 기술에서는 언급한 바와 같이, 채널영역의 상단에 있는 오믹콘택층 부분을 식각한 후, 포토레지스트패턴 제거와 증착전세정을 진행한 다음, 보호막을 형성한다. 그런데, 포토레지스트패턴 제거하는 공정 중에 혹은, 기판 세정공정 중에 혹은, 기판 운반도중에 활성층의 채널영역이 외부에 노출됨으로써, 외부의 불순물에 의하여 오염되는 경우가 발생한다. 즉, 활성층의 채널영역을 노출시킨 후, 포토레지스트패턴 제거작업을 진행하기 때문에 이 과정에서 이물질이 노출된 채널영역을 오염시키고, 오믹콘택층 식각작업, 세정작업, 보호막 증착작업이 각각 별도의 체임버에서 진행되기 때문에 기판을 운반하는 과정에서 외부환경에 기판이 노출됨으로써, 활성층의 채널영역이 외부의 이물질에 오염된다. 그 결과, 박막트랜지스터의 오프전류가 커지거나 박막트랜지스터의 특성이 균일하지 않게 된다.

이에 대한 대안으로, 소오스전극과 드레인전극을 형성하기 위해 사용된 포토레지스트패턴을 제거한 후, 소오스전극과 드레인전극을 마스크로하여 오믹콘택층의 사이에 해당하는 부분을 식각함으로써, 활성층의 채널영역을 나중단계에서 노출할 수 있다. 그러나, 이 경우, 이후의 공정인 보호막을 형성하기 위하여 증착전세정작업을 진행하기 때문에 세정을 위한 체임버로의 기판 이동이 필요하다. 따라서, 이 과정에서 기판이 외부에 노출되게됨에 따라 상압하에서 활성층의 채널영역이 손상을 받거나, 외부의 불순물, 나트륨 혹은 칼륨 등의 이물질에 의하여 채널영역이 오염되는 경우가 발생한다.

본 발명은 오믹콘택층의 일부를 건식식각하고, 진공상태를 유지한 상태에서 연속적으로 보호막을 형성함으로써, 외부의 이물질이 활성층의 채널영역에 침투하는 것을 방지하기 위한 액정표시장치 제조방법을 제공하고자 한다.

본 발명은 오믹콘택층의 일부를 식각하여 채널영역을 노출시킨 후에 진행되는 세정작업을 생략하고 연속적으로 보호막을 형성하는 공정을 진행함으로써, 세정작업으로 인한 활성층의 채널영역의 오염을 방지하는 액정표시장치 제조방법을 제공하고자 한다.

또한, 본 발명은 상기 액정표시장치 제조방법이 실현될 수 있도록, 오믹콘택층의 일부를 건식식각하기 위한 체임버와 보호막을 형성하기 위한 체임버를 진공상태로 연결함으로써, 진공조건이 깨지지 않는 조건하에서 상기 공정들을 실시할 수 있는 액정표시장치 제조장비를 제공하고자 한다.

본 발명은 절연기판에 게이트전극을 형성하는 제 1 공정과, 상기 게이트전극을 덮는 게이트절연막을 형성하는 제 2 공정과, 상기 게이트전극의 상부의 상기 게이트절연막 상에 동일 패턴을 가지는 활성층 및 오믹콘택층을 형성하는 제 3 공정과, 상기 오믹콘택층에 각각 연결되는 소오스 및 드레인전극을 형성하는 제 4 공정과, 상기 소오스 및 드레인전극을 마스크로하여 상기 소오스와 드레인 사이의 노출된 오믹콘택층 부분을 건식식각하는 제 5 공정과, 상기 노출된 기판을 진공상태의 전면을 덮는 보호막을 형성하는 제 6 공정과, 상기 보호막에 상기 드레인전극의 일부를 노출시키는 콘택홀을 형성하는 제 7 공정과, 상기 노출된 드레인전극에 연결되는 화소전극을 형성하는 제 8 공정을 포함하는 액정표시장치의 제조방법에 있어서, 상기 제 5 공정 후, 진공상태를 유지한 상태에서 상기 제 6 공정을 진행하는 것을 특징으로 한다.

본 발명은 절연기판에 게이트전극을 형성하기 위한 제 1 공정과, 상기 게이트전극을 덮는 게이트절연막을 형성하는 제 2 공정과, 상기 게이트전극의 상부의 상기 게이트절연막 상에 동일 패턴을 가지는 활성층 및 오믹콘택층을 형성하는 제 3 공정과, 상기 오믹콘택층에 각각 연결되는 소오스 및 드레인전극을 형성하는 제 4 공정과, 상기 소오스 및 드레인전극을 마스크로하여 상기 소오스와 드레인 사이의 노출된 오믹콘택층 부분을 건식식각하는 제 5 공정과, 상기 노출된 기판을 진공상태의 전면을 덮는 보호막을 형성하는 제 6 공정과, 상기 보호막에 상기 드레인전극의 일부를 노출시키는 콘택홀을 형성하는 제 7 공정과, 상기 노출된 드레인전극에 연결되는 화소전극을 형성하는 제 8 공정을 포함하는 액정표시장치의 제조공정을 진행하기 위한 액정표시장치 제조장치에 있어서, 상기 제 5 공정을 진행하기 위한 제 1 체임버와 상기 제 6 공정을 진행하기 위한 제 2 체임버를 진공상태로 연결하는 것을 특징으로 하고 있다.

도 1a부터 도 1d는 종래의 기술에 의한 액정표시장치의 제조공정 단면도

도 2a부터 도 2e는 본 발명에 따른 액정표시장치의 제조공정 단면도

도 3a와 도 3b는 본 발명에 따른 액정표시장치 제조장비의 개략적인 배열도

도 2a부터 도 2d는 본 발명에 따른 액정표시장치의 제조공정의 실시예를 설명하기 위하여 액정표시장치의 제조공정 단면도를 나타낸 것이다.

도 2a를 참조하면, 세정공정에 의하여 클리닝된 절연기판(200)에 제 1 도전층을 형성한 후, 제 1 도전층을 사진식각공정에 의하여 패터닝하여 게이트전극(21)을 형성한다. 제 1 도전층은 크롬이나 알미늄과 같은 금속물질을 스퍼터링에 의하여 증착하여 형성할 수 있다. 이어서, 노출된 기판 전면에 증착전세정(pre-depo cleaning)을 한 후, 제 1 절연막(22)과 반도체층과 도핑된 반도체층을 연속적으로 형성한다. 이 때, 게이트 절연막(22)은 PECVD 체임버내에서 산화실리콘 혹은 질화실리콘과 같은 절연물질을 증착하여 형성할 수 있고, 반도체층은 상기 동일 체임버에서 비정질 실리콘과 같은 반도체물질을 증착하여 형성할 수 있고, 도핑된 반도체층은 상기 동일 체임버에서 고농도 불순물과 비정질 실리콘을 혼합한 상태의 물질을 증착하여 형성할 수 있다.

이어서, 도핑된 반도체층을 사진식각공정에 의하여 패터닝하여 오믹콘택층(24)을 형성한 후, 오믹콘택층(24)을 마스크로하여 그 하단에 있는 반도체층을 식각하여 활성층(23)을 형성한다.

도 2b를 참조하면, 노출된 기판에 증착전세정을 진행한 후, 제 2 도전층(25ℓ)을 형성한다. 제 2 도전층(25ℓ)은 스퍼터링체임버 내에서 크롬이나 몰리브덴과 같은 금속물질을 증착하여 형성할 수 있다. 이 후, 제 2 도전층(25ℓ)을 사진식각공정에 의하여 패터닝하여 소오스전극(25S) 및 드레인전극(25D)을 형성한다. 소오스전극(25S) 및 드레인전극(25D)의 형성은 통상적인 방법에 의하여 제 2 도전층(25ℓ)의 상단에 포토레지스트층을 형성한 후, 이 포토레지스트층에 소오스/드레인 형성을 위한 마스크를 사용한 노광작업과 현상작업을 진행하여 포토레지스트패턴(PR)을 형성한 후, 이 포토레지스트패턴(PR)을 마스크로하여 그 하단에 있는 제 2 도전층(25ℓ)을 식각하는 작업으로 진행된다.

도 2c를 참조하면, 전 단계에서 사용한 포토레지스트패턴(PR)을 제거한 후, 소오스전극(25S)과 드레인전극(25D)을 마스크로하는 건식식각 공정에 의하여 그 하단에 위치하는 오믹콘택층(23) 부분을 제거(이하, "A"공정이라 함)한다. 이 과정에서 활성층(23)의 채널영역이 노출된다. 소오스전극(25S)과 드레인전극(25D)을 마스크로하는 오믹콘택층의 건식식각작업은 건식식각용 체임버에서 이루어지므로, 공정 중에는 진공상태가 유지된다.

도 2d를 참조하면, 상기 건식식각공정이 진행되었던 공정환경인 진공상태를 께뜨리지 않은 조건하에서 공정중인 기판을 PECVD 체임버로 이동시켜, PECVD 체임버에서 산화실리콘 혹은 질화실리콘과 같은 절연물질을 증착하여 보호막(26)을 형성(이하. "B"공정이라 함)한다.

언급한 바와 같이, 상기 "A"공정과 "B"공정은 다른 구비조건을 만족시키는 별도의 체임버에서 진공상태로 진행된다. 그런데, 두 체임버를 진공상태로 연결할 경우, 상기 "A"공정과 "B"공정은 진공상태를 유지한 상태로 연속적으로 진행할 수 있다. 따라서, 노출된 활성층의 채널영역이 외부의 이물질에 오염되는 것을 방지할 수 있다.

이 때, 도 3a에 보인 바와 같이, "A"공정을 위한 "A" 체임버(CHAMBER A)와 "B"공정을 위한 "B" 체임버(CHAMBER B)를 진공조건을 유지한 상태에서 인라인(in-line) 방식으로 연결하고, "A" 체임버(CHAMBER A)에서 "A"공정을 진행한 후, 진공상태에서 기판을 "B" 체임버(CHAMBER B)로 옮긴 후, "B"공정을 진행할 수 있다. 따라서, "A"공정과 "B"공정은 진공상태에서 연속적으로 진행될 수 있다. 또한, 도 3b에 보인 바와 같이, "A"공정과 "B"공정을 위한 체임버, 예를 들어, "A" 체임버(CHAMBER A)와 "B" 체임버(CHAMBER B)와 로드부(LOAD)와 언로드부(UNLOAD)를 클러스터(cluster) 방식으로 배열하되, 이들 체임버들을 연결하는 내부공간을 진공상태로 만들어줌으로써, "A"공정과 "B"공정을 진공상태에서 연속적으로 진행할 수 있다.

도 2e를 참조하면, 보호막(26)을 사진식각공정에 의하여 패터닝하여 드레인전극(25D)의 일부를 노출시키는 콘택홀을 형성한다. 이 후, 노출된 기판 전면에 투명도전층을 형성한 후, 투명도전층을 사진식각공정에 의하여 패터닝하여 드레인전극(25D)에 연결되는 화소전극(27)을 형성한다.

본 발명은 활성층의 채널영역이 노출되는 오믹콘택층의 일부를 건식식각하는 공정과 보호막을 형성하는 공정을 진공상태에서 연속적으로 진행한다. 따라서, 활성층의 채널영역이 외부의 이물질에 오염되는 것을 방지함으로써, 박막트랜지스터의 특성을 균일하게 할 수 있고, 보호막을 형성하기 위한 증착전세정 작업을 생략함으로써, 제조공정을 단순화할 수 있다.

Claims (6)

1. 절연기판에 게이트전극을 형성하는 제 1 공정과, 상기 게이트전극을 덮는 게이트절연막을 형성하는 제 2 공정과, 상기 게이트전극의 상부의 상기 게이트절연막 상에 동일 패턴을 가지는 활성층 및 오믹콘택층을 형성하는 제 3 공정과, 상기 오믹콘택층에 각각 연결되는 소오스 및 드레인전극을 형성하는 제 4 공정과, 상기 소오스 및 드레인전극을 마스크로하여 상기 소오스와 드레인 사이의 노출된 오믹콘택층 부분을 건식식각하는 제 5 공정과, 상기 노출된 기판을 진공상태의 전면을 덮는 보호막을 형성하는 제 6 공정과, 상기 보호막에 상기 드레인전극의 일부를 노출시키는 콘택홀을 형성하는 제 7 공정과, 상기 노출된 드레인전극에 연결되는 화소전극을 형성하는 제 8 공정을 포함하는 액정표시장치의 제조방법에 있어서,

   상기 제 5 공정 후, 진공상태를 유지한 상태에서 상기 제 6 공정을 진행하는 것을 특징으로 하는 액정표시장치의 제조방법.
2. 청구항 1에 있어서,

   상기 제 1 공정중에, 상기 게이트전극에 연장되는 주사선을 형성하는 것을 특징으로 하는 액정표시장치의 제조방법.
3. 청구항 1에 있어서,

   상기 제 4 공정중에, 상기 소오스전극에 연장되는 신호선을 형성하는 것을 특징으로 하는 액정표시장치의 제조방법.
4. 절연기판에 게이트전극을 형성하기 위한 제 1 공정과, 상기 게이트전극을 덮는 게이트절연막을 형성하는 제 2 공정과, 상기 게이트전극의 상부의 상기 게이트절연막 상에 동일 패턴을 가지는 활성층 및 오믹콘택층을 형성하는 제 3 공정과, 상기 오믹콘택층에 각각 연결되는 소오스 및 드레인전극을 형성하는 제 4 공정과, 상기 소오스 및 드레인전극을 마스크로하여 상기 소오스와 드레인 사이의 노출된 오믹콘택층 부분을 건식식각하는 제 5 공정과, 상기 노출된 기판을 진공상태의 전면을 덮는 보호막을 형성하는 제 6 공정과, 상기 보호막에 상기 드레인전극의 일부를 노출시키는 콘택홀을 형성하는 제 7 공정과, 상기 노출된 드레인전극에 연결되는 화소전극을 형성하는 제 8 공정을 포함하는 액정표시장치의 제조공정을 진행하기 위한 액정표시장치 제조장치에 있어서,

   상기 제 5 공정을 진행하기 위한 제 1 체임버와 상기 제 6 공정을 진행하기 위한 제 2 체임버를 진공상태로 연결하는 것을 특징으로 하는 액정표시장치의 제조장치.
5. 청구항 4에 있어서,

   상기 제 1 체임버와 상기 제 2 체임버는 인라인 방식으로 연결하는 것을 특징으로 하는 액정표시장치의 제조장치.
6. 청구항 4에 있어서,

   상기 제 1 체임버와 상기 제 2 체임버는 로드부와 언로드부를 더 구비하여 클러스터 방식으로 연결하는 것을 특징으로 하는 액정표시장치의 제조장치.