KR20060017163A - Method for fabricating the array substrate of thin film transistor - Google Patents
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Abstract
본 발명은 디태치먼트 공정(Detachment Method) 및 일반 마스크 공정을 적용함으로써, 회절 마스크를 사용하지 않고도 액티브층 및 데이터 배선층을 동시에 패터닝하여 전체 마스크 공정의 횟수를 줄이고자 하는 TFT 어레이 기판의 제조방법에 관한 것으로서, 기판 상에 게이트 배선 및 게이트 전극을 형성하는 단계와, 상기 게이트 배선을 포함한 전면에 게이트 절연막을 형성하는 단계와, 상기 게이트 절연막을 포함한 전면에 액티브층, 금속층 및 레지스트를 적층한 후, 마스크 공정 및 디태치먼트 공정을 적용하여 액티브층, 데이터 배선 및 소소/드레인 전극을 동시에 형성하는 단계와, 상기 데이터 배선을 포함한 전면에 보호막을 형성하는 단계와, 상기 보호막 상부에 상기 보호막을 관통하여 드레인 전극에 콘택되는 화소전극을 형성하는 단계를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 한다.The present invention provides a method for manufacturing a TFT array substrate to reduce the total number of mask processes by patterning the active layer and the data wiring layer simultaneously without applying a diffraction mask by applying a detachment process and a general mask process. In the present invention, forming a gate wiring and a gate electrode on a substrate, forming a gate insulating film on the entire surface including the gate wiring, laminating an active layer, a metal layer and a resist on the entire surface including the gate insulating film, Forming an active layer, a data line, and a source / drain electrode at the same time by applying a mask process and a detachment process; forming a passivation layer on the entire surface including the data line; and penetrating the passivation layer on the passivation layer. Forming a pixel electrode in contact with the drain electrode; Characterized in that made.
저마스크, 디태치먼트 공정, 비노광 공정 Low mask, detachment process, non-exposure process
Description
도 1a 내지 도 1g는 종래 기술에 의한 TFT 어레이 기판의 공정 단면도.1A to 1G are cross-sectional views of a TFT array substrate according to the prior art.
도 2는 본 발명에 의한 TFT 어레이 기판의 공정순서도.2 is a process flowchart of the TFT array substrate according to the present invention.
도 3a 내지 도 3e는 본 발명에 의한 TFT 어레이 기판의 공정 단면도.3A to 3E are cross-sectional views of a TFT array substrate according to the present invention.
도 4a 내지 도 4e는 디태치먼트 공정을 나타낸 공정단면도.4A to 4E are process cross-sectional views illustrating a detachment process.
*도면의 주요 부분에 대한 부호설명* Explanation of symbols on the main parts of the drawings
111 : 기판 112a : 게이트 전극 111
113 : 게이트 절연막 114 : 액티브층 113: gate insulating film 114: active layer
114a : 오믹콘택층 115 : 데이터 배선 114a: ohmic contact layer 115: data wiring
115a : 소스 전극 115b : 데이터 전극 115a:
116 : 보호막 117 : 화소전극116: protective film 117: pixel electrode
120 : 콘택홀 152 : 레지스트 120: contact hole 152: resist
170 : 몰드 프레임 170: mold frame
본 발명은 액정표시소자(LCD ; Liquid Crystal Display Device)에 관한 것으로, 특히 마스크 수를 줄여서 액정표시소자용 TFT 어레이 기판을 제조하는 방법에 관한 것이다.BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a liquid crystal display device (LCD), and more particularly to a method of manufacturing a TFT array substrate for a liquid crystal display device by reducing the number of masks.
액정표시소자는 콘트라스트(contrast) 비가 크고, 계조 표시나 동화상 표시에 적합하며 전력소비가 적다는 특징 때문에 평판 디스플레이 중에서도 그 비중이 증대되고 있다. Liquid crystal display devices have a high contrast ratio, are suitable for gray scale display and moving image display, and have low power consumption.
이러한 액정표시소자는 동작 수행을 위해 기판에 구동소자 또는 배선 등의 여러 패턴들을 형성하는데, 패턴을 형성하기 위해 사용되는 기술 중 일반적인 것이 포토식각기술(photolithography)이다.The liquid crystal display device forms various patterns such as a driving device or a wiring on a substrate to perform an operation, and photolithography is a common technique used to form a pattern.
상기 포토식각기술은 하기와 같이 일련의 복잡한 과정으로 이루어지는데, 먼저 패턴형성용 물질이 피착된 기판에 감광특성의 포토 레지스트를 코팅하고, 차광부와 투과부로 이루어지는 마스크를 상기 포토 레지스트 위에 정렬한 후 노광한다. 그러면, 포토레지스트의 빛이 투과된 부분과 투과되지 않은 부분이 서로 다른 특성을 갖게 되는데, 노광된 포토 레지스트를 현상하면 빛이 투과된 부분과 투과되지 않은 부분 중 어느 한 부분만 선택적으로 남게 된다. 이와 같이 패터닝된 포토 레지스트를 마스크로 하여 패턴형성용 물질을 식각하고, 남아있는 포토레지스트를 완전히 제거하면 원하는 모양의 패턴을 형성할 수 있다. The photo-etching technique consists of a series of complex processes as follows. First, a photoresist having a photosensitive property is coated on a substrate on which a pattern forming material is deposited, and then a mask made of a light blocking part and a transmitting part is aligned on the photoresist. It exposes. Then, the light-transmitted portion and the non-transmissive portion of the photoresist have different characteristics. When developing the exposed photoresist, only one portion of the light-transmitted portion and the non-transmissive portion remains selectively. The patterning material is etched using the patterned photoresist as a mask, and the remaining photoresist is completely removed to form a pattern having a desired shape.
종래기술에 의한 액정표시소자용 어레이 기판은 기판 상에 게이트 배선층, 게이트 절연막, 액티브층, 데이터 배선층, 보호막, 화소전극을 형성하기 위해서 통상, 5∼7마스크 기술을 사용하고 있는데, 이와같이 마스크를 이용하는 포토식각기 술의 횟수가 많아지면 공정 오류의 확률과 공정비율이 증가한다.Conventional liquid crystal display element array substrates generally use 5 to 7 mask techniques to form a gate wiring layer, a gate insulating film, an active layer, a data wiring layer, a protective film, and a pixel electrode on a substrate. As the number of photo etching techniques increases, the probability of process error and process ratio increase.
특히, 포토식각기술에서 사용되는 노광장비는 다른 장비에 비해 장비단가가 큰데, 최근 기판 사이즈가 대형화되고 패턴 사이즈가 작아짐에 따라 장비 가격이 크게 상승하고 있다. In particular, the exposure equipment used in the photo-etching technology has a larger equipment cost than other equipment. Recently, as the substrate size is enlarged and the pattern size is reduced, the equipment price is greatly increased.
이와같은 문제점을 극복하고자 최근, 포토식각기술의 적용횟수(노광장비의 사용횟수)를 최소한으로 줄여 생산성을 높이고 공정 마진을 확보하고자 "저마스크 기술"에 대한 연구가 활발하게 진행되고 있다.In order to overcome this problem, research on "low mask technology" has been actively conducted in order to increase productivity and secure process margin by minimizing the number of application of photolithography technology (the number of times of exposure equipment).
특히, 회절노광을 이용한 4마스크 공정이 제안되고 있는데, 액티브층 및 데이터 배선층을 하나의 공정에서 동시에 패터닝하기 위해 회절노광 장비를 이용함으로써 노광장비의 횟수를 줄이고 있다. In particular, a four mask process using diffraction exposure has been proposed, and the number of exposure apparatuses is reduced by using diffraction exposure equipment to simultaneously pattern the active layer and the data wiring layer in one process.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 종래 기술에 따른 액정표시소자용 TFT 어레이 기판의 제조방법을 설명하면 다음과 같다.Hereinafter, a manufacturing method of a TFT array substrate for a liquid crystal display device according to the prior art will be described with reference to the accompanying drawings.
도 1a 내지 도 1g는 종래 기술에 의한 TFT 어레이 기판의 공정 단면도이다.1A to 1G are cross-sectional views of a TFT array substrate according to the prior art.
먼저, 도 1a에 도시된 바와 같이, 유리기판(11) 상에 저저항 금속 물질을 증착한 후, 제 1 마스크를 이용한 포토식각기술을 이용하여 복수개의 게이트 배선층 즉, 게이트 배선(도시하지 않음) 및 게이트 전극(12a)을 형성한다. First, as shown in FIG. 1A, after depositing a low resistance metal material on the
다음, 도 1b에 도시된 바와 같이, 상기 게이트 전극(12a)을 포함한 전면에 실리콘 질화물(SiNx) 또는 실리콘 산화물(SiOx) 등의 무기물질을 고온에서 증착하여 게이트 절연막(13)을 형성한다. Next, as shown in FIG. 1B, an inorganic material such as silicon nitride (SiNx) or silicon oxide (SiOx) is deposited at a high temperature on the entire surface including the
계속해서, 상기 게이트 절연막(13) 상부의 전면에 비정질 실리콘(a-Si)(14a) 및 비정질 실리콘에 불순물을 이온 주입한 오믹콘택층(n+a-Si)(14b)을 차례로 증착하고, 그 위에 데이터 배선용 물질인 저저항 금속층(25)을 증착한다. Subsequently, an amorphous silicon (a-Si) 14a and an ohmic contact layer (n + a-Si) 14b in which impurities are ion-implanted into the amorphous silicon are deposited on the entire surface of the
그리고, 상기 저저항 금속층(25) 상에 UV 경화성 수지(Ultraviolet curable resin)인 포토 레지스트(Photo resist)(52)를 도포한 후, 상기 포토 레지스트(52) 상부에 제 2 마스크로서 회절마스크(90)를 씌워 UV 또는 x-선 파장에 노출시켜 노광시킨 뒤, 노광된 포토 레지스트(52)를 현상한다. After applying a
이 때, 상기 포토 레지스트(52)의 패턴이 이중 단차를 가지도록 하기 위해 회절마스크(90)를 사용하는데, 상기 회절 마스크(90)는 데이터 배선 및 소스/드레인 전극이 형성될 부분에서 빛을 차광하는 차광부(90a)와, 박막트랜지스터의 채널영역이 형성될 부분(소스 전극과 드레인 전극 사이)에서 빛을 반만 투과하는 반투과부(90b)와, 나머지 부분에서 빛을 투과하는 투과부로 구성된다. In this case, a
따라서, 상기 회절마스크(90)를 이용하여 노광하고 현상하면, 도 1c에 도시된 바와 같이, 차광부(90a)에 상응하는 포토레지스트(52)는 그대로 남아있고, 투과부에 상응하는 포토레지스트(52)는 전부 제거되며, 반투과부(90b)에 상응하는 포토레지스트(52)는 차광부(90a)에 형성되는 것보다 더 얇은 두께로 남게 된다. 즉, 채널영역에 상응하는 부분의 포토 레지스트(52)가 보다 낮은 단차를 갖는다. Therefore, when exposed and developed using the
다음, 도 1d에 도시된 바와 같이, 상기 포토 레지스트(52) 사이로 노출된 저저항 금속층(25), 비정질 실리콘(14a) 및 오믹콘택층(14b)을 일괄 식각한 후, 낮은 단차의 포토레지스트(52)가 제거될 때까지 상기 포토 레지스트(52)를 에싱(ashing)한다.
Next, as illustrated in FIG. 1D, the low
그리고, 도 1e에 도시된 바와 같이, 에싱된 포토레지스트(52) 사이로 부분노출된 채널영역의 저저항 금속층(25)과 오믹콘택층인 n+a-Si(14b)을 동시에 식각한다. As shown in FIG. 1E, the low
이로써, 상기 게이트 배선과 교차하여 단위 화소영역을 정의하는 데이터 배선(15)과, 상기 게이트 전극(12a) 상부에 형성되는 액티브층(14a) 및 소스/드레인 전극(15a, 15b)이 완성된다. As a result, the
상기에서와 같이 적층된 게이트전극(12a), 게이트 절연막(13), 액티브층(14) 및 소스/드레인 전극(15a, 15b)은 단위 화소영역에 인가되는 전압의 온/오프를 제어하는 박막트랜지스터를 이룬다.The
다음, 도 1f에 도시된 바와 같이, 상기 데이터 배선(15)을 포함한 전면에 BCB 등의 유기절연물질 또는 SiNx의 무기절연물질을 도포하여 보호막(16)을 형성한다. 그리고, 제 3 마스크를 이용한 포토식각기술로 상기 보호막(16)의 일부를 제거하여 상기 드레인 전극(15b)이 노출되는 콘택홀을 형성한다.Next, as shown in FIG. 1F, a
다음, 상기 보호막(16)을 포함한 전면에 ITO(Indium Tin Oxide) 또는 IZO(Indium Zinc Oxide)와 같은 투명도전물질을 증착하고 제 4 마스크를 이용한 포토식각기술을 이용하여 상기 드레인 전극(15b)에 전기적으로 연결되도록 각 단위 화소영역에 화소전극(17)을 형성함으로써 TFT 어레이 기판을 완성한다.Next, a transparent conductive material, such as indium tin oxide (ITO) or indium zinc oxide (IZO), is deposited on the entire surface including the
이와같이, 박막트랜지스터(TFT)가 형성된 어레이 기판은 도시하지는 않았으나, 대향기판과 스페이서를 그 사이에 두고 실란트에 의해 접착된다. 그리고 두 기판 사이에 액정을 주입하여 액정층을 형성하고 액정주입구를 봉지함으로써 액정표 시소자를 완성한다.As described above, the array substrate on which the thin film transistor TFT is formed is not shown, but is bonded by a sealant with an opposing substrate and a spacer interposed therebetween. The liquid crystal is injected between the two substrates to form a liquid crystal layer and the liquid crystal inlet is sealed to complete the liquid crystal display device.
상기에서와 같이, 종래 기술에 의한 액정표시소자용 TFT 어레이 기판은 최소한의 마스크 사용을 위해서, 회절노광 마스크를 1회 적용하는데, 일반적으로 회절노광 마스크는 단가가 높다는 점과 공정 제어가 어렵다는 단점이 있다.As described above, the TFT array substrate for a liquid crystal display device according to the prior art applies a diffraction exposure mask once in order to use a minimum mask. Generally, the diffraction exposure mask has a disadvantage in that the unit price is high and the process control is difficult. have.
따라서, 본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위해, 디태치먼트 공정(Detachment Method) 및 일반적인 노광 공정에 의해 액티브층 및 데이터 배선층을 동시에 형성함으로써, 회절노광 마스크를 사용하지 않고도 마스크 공정 횟수를 줄이고자 하는 TFT 어레이 기판의 제조방법을 제공하는데 그 목적이 있다.Therefore, in order to solve the above problems, the present invention simultaneously forms an active layer and a data wiring layer by a detachment method and a general exposure process, thereby reducing the number of mask processes without using a diffraction exposure mask. It is an object of the present invention to provide a method for manufacturing a TFT array substrate.
상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 TFT 어레이 기판의 제조방법은 기판 상에 게이트 배선 및 게이트 전극을 형성하는 단계와, 상기 게이트 배선을 포함한 전면에 게이트 절연막을 형성하는 단계와, 상기 게이트 절연막을 포함한 전면에 액티브층, 금속층 및 레지스트를 적층한 후, 마스크 공정 및 디태치먼트 공정을 적용하여 액티브층, 데이터 배선 및 소소/드레인 전극을 동시에 형성하는 단계와, 상기 데이터 배선을 포함한 전면에 보호막을 형성하는 단계와, 상기 보호막 상부에 상기 보호막을 관통하여 드레인 전극에 콘택되는 화소전극을 형성하는 단계를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 한다. A method of manufacturing a TFT array substrate of the present invention for achieving the above object comprises the steps of forming a gate wiring and a gate electrode on the substrate, forming a gate insulating film on the entire surface including the gate wiring, and the gate insulating film Stacking an active layer, a metal layer and a resist on the entire surface of the substrate, and simultaneously forming an active layer, a data line, and a source / drain electrode by applying a mask process and a detachment process; and a protective film on the front surface including the data line. And forming a pixel electrode contacting the drain electrode through the passivation layer on the passivation layer.
즉, 액티브층과 데이터 배선층을 동시에 형성하기 위해 회절노광 마스크를 사용하였던 종래와 달리, 일반적인 마스크 공정과 디태치먼트 공정만으로 액티브층 및 데이터 배선층을 일괄적으로 형성하는 것을 특징으로 한다. 따라서, 회절 노광 마스크를 사용하지 않고도 마스크 공정 횟수를 1회 저감할 수 있다. That is, unlike the conventional method in which the diffraction exposure mask is used to simultaneously form the active layer and the data wiring layer, the active layer and the data wiring layer are collectively formed using only a general mask process and a detachment process. Therefore, the number of mask steps can be reduced once without using a diffraction exposure mask.
이하에서, 도면을 참고하여 본 발명에 의한 액정표시소자용 TFT 어레이 기판의 제조방법을 구체적으로 살펴보기로 한다. Hereinafter, a method of manufacturing a TFT array substrate for a liquid crystal display device according to the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
도 2는 본 발명에 의한 TFT 어레이 기판의 공정순서도이고, 도 3a 내지 도 3e는 본 발명에 의한 TFT 어레이 기판의 공정 단면도이며, 도 4a 내지 도 4e는 디태치먼트 공정을 나타낸 공정단면도이다.2 is a process flowchart of the TFT array substrate according to the present invention, and FIGS. 3A to 3E are process cross-sectional views of the TFT array substrate according to the present invention, and FIGS. 4A to 4E are process cross-sectional views showing a detachment process.
본 발명에 의한 액정표시소자용 어레이 기판을 형성하기 위해서는 도 2의 순서도에서와 같이, 준비된 기판 상에 제 1 금속층을 증착하고 제 1 마스크 공정에 의해 게이트 배선 및 게이트 전극을 형성한 뒤(S1), 상기 게이트 배선을 포함한 전면에 게이트 절연막을 형성한다(S2).In order to form an array substrate for a liquid crystal display device according to the present invention, as shown in the flowchart of FIG. 2, after depositing a first metal layer on the prepared substrate and forming a gate wiring and a gate electrode by a first mask process (S1). A gate insulating film is formed on the entire surface including the gate wiring (S2).
다음, 상기 게이트 절연막 상에 액티브층 물질 및 제 2 금속층을 적층한 뒤, 제 2 마스크 공정 및 디태치먼트 공정을 차례로 수행하여 액티브층, 데이터 배선 및 소스/드레인 전극을 동시에 형성한다(S3). 이와같이, 슬릿 마스크, 헬프-톤 마스크 등의 회절 마스크를 사용하지 않고도 상기 액티브층 물질 및 제 2 금속층을 일괄 패터닝하는 것을 특징으로 한다. Next, an active layer material and a second metal layer are stacked on the gate insulating layer, and a second mask process and a detachment process are sequentially performed to simultaneously form an active layer, a data line, and a source / drain electrode (S3). As described above, the active layer material and the second metal layer are collectively patterned without using a diffraction mask such as a slit mask or a help-tone mask.
이어서, 상기 데이터 배선을 포함한 전면에 보호막을 형성하고 제 3 마스크 공정에 의해 콘택홀을 형성한 뒤(S4), 상기 보호막 상에서 상기 콘택홀을 통해 드레인 전극에 연결되는 화소전극을 제 4 마스크 공정에 의해 형성한다(S5). Subsequently, a passivation layer is formed on the entire surface including the data line and a contact hole is formed by a third mask process (S4), and then the pixel electrode connected to the drain electrode through the contact hole on the passivation layer is subjected to the fourth mask process. It forms by (S5).
이와같이, 디태치먼트 공정을 적용함으로써 회절 마스크를 사용하지 않고도 4마스크 공정을 수행할 수 있게 되므로, 회절 마스크 사용에 의한 공정의 어려움 및 코스트를 줄일 수 있다. As such, since the four mask process can be performed without using the diffraction mask by applying the detachment process, the difficulty and the cost of the process by using the diffraction mask can be reduced.
이하에서, 제조방법을 구체적으로 살펴보면 다음과 같다.Hereinafter, the manufacturing method will be described in detail.
먼저, 도 3a에 도시된 바와 같이, 투명하고 내열성이 우수한 기판(111) 상에 신호지연의 방지를 위해서 15μΩcm-1 이하의 낮은 비저항을 가지는 구리(Cu), 알루미늄(Al), 알루미늄 합금(AlNd : Aluminum Neodymium), 몰리브덴(Mo), 크롬(Cr), 티타늄(Ti), 탄탈륨(Ta), 몰리브덴-텅스텐(MoW) 등의 제 1 금속층을 스퍼터링 방법으로 증착한다.First, as illustrated in FIG. 3A, copper (Cu), aluminum (Al), and aluminum alloy (AlNd) having low resistivity of 15 μΩcm −1 or less for preventing signal delay on the transparent and excellent heat
다음, 상기 제 1 금속층 상부에 제 1 마스크를 배치하고 노광한 뒤, 현상 및 식각공정을 거쳐 게이트 배선(도시하지 않음) 및 게이트 전극(112a)을 형성한다.Next, after the first mask is disposed on the first metal layer and exposed, a gate wiring (not shown) and a
구체적으로, 기판 상에 금속을 고온에서 증착하고 그 위에 포토레지스트(photoresist)를 도포한 후, 상기 포토레지스트 상부에 패턴된 제 1 마스크를 위치시켜 빛을 선택적으로 조사함으로써 제 1 마스크의 패턴과 동일한 패턴을 상기 포토레지스트 상에 형성시킨 다음, 현상액을 이용하여 빛을 받은 부분의 포토레지스트를 제거하여 포토레지스트를 패터닝한다. 상기 패터닝된 포토레지스트로부터 노출된 부분의 금속을 선택적으로 식각하여 원하는 패턴을 얻는 것이다. Specifically, after depositing a metal on a substrate at a high temperature and applying a photoresist thereon, by placing a patterned first mask on the photoresist and selectively irradiating light to the same as the pattern of the first mask After the pattern is formed on the photoresist, the photoresist is patterned by removing the photoresist of the lighted portion using a developer. The metal of the exposed portion is selectively etched from the patterned photoresist to obtain a desired pattern.
계속해서, 상기 게이트 전극(112a)을 포함한 전면에 실리콘 질화물(SiNx), 실리콘 산화물(SiOx) 등의 무기 절연물질을 PECVD 방법으로 증착하여 게이트 절연막(113)을 형성한다.
Subsequently, an inorganic insulating material such as silicon nitride (SiNx) or silicon oxide (SiOx) is deposited on the entire surface including the
이어서, 상기 게이트 절연막(113) 상부의 전면에 비정질 실리콘인 액티브층(a-Si)(114a) 및 비정질 실리콘(a-Si)에 불순물을 이온 주입한 오믹콘택층(n+a-Si)(114b)을 차례로 증착하고, 그 위에 데이터 배선용 물질인 제 2 금속층(125)을 증착한다. Subsequently, an ohmic contact layer (n + a-Si) in which impurities are ion-implanted into the active layer (a-Si) 114a which is amorphous silicon and the amorphous silicon (a-Si) on the entire surface of the gate insulating layer 113 ( 114b) is sequentially deposited, and a
그리고, 상기 제 2 금속층(125) 상에 레지스트(resist)(152)를 스핀(spin)법, 롤 코팅(roll coating)법 등으로 도포한 후, 상기 레지스트(152) 상부에 제 2 마스크를 배치하고 상기 레지스트(152)를 노광 및 현상하여 패터닝한다. After the resist 152 is coated on the
이후, 도 3b에 도시된 바와 같이, 패터닝된 레지스트(152) 외부로 노출된 액티브층(a-Si)(114a), 오믹콘택층(n+a-Si)(114b) 및 제 2 금속층(125)을 일괄적으로 패터닝한다. Thereafter, as shown in FIG. 3B, the active layer (a-Si) 114a, the ohmic contact layer (n + a-Si) 114b, and the
이어서, 패터닝된 레지스트(152) 상부에 몰드 프레임(170)을 배치하고 가압하여, 도 3c에 도시된 바와 같이, 액티브층(114a)의 채널영역에 해당하는 레지스트(152)를 몰드 프레임(170)의 양각에 흡착시켜 제거한다.Subsequently, the
한편, 상기 레지스트는 디태치먼트 공정뿐만 아니라, 포토식각공정에도 적용되어야 하므로 감광 특성이 있는 물질을 사용한다. On the other hand, since the resist should be applied not only to the detachment process but also to the photoetch process, a material having photosensitivity is used.
그리고, 디태치먼트 공정에서 사용하는 몰드 프레임은 PDMS(Poly Demethyl Siloxane), PU(Poly Urethane) 등과 같이 탄성 특성을 가지는 것을 사용하는 것이 바람직하되, 물론, 몰드 프레임의 종류를 이에 한정하는 것은 아니다. The mold frame used in the detachment process is preferably one having an elastic property such as poly dimethyl siloxane (PDMS), poly urethane (PU), or the like, but the type of the mold frame is not limited thereto.
이후, 도 3d에 도시된 바와 같이, 채널영역이 오픈된 레지스트(152) 사이의 제 2 금속층(125)을 제거한다. 이로써, 상기 게이트 배선에 수직교차하는 데이터 배선(115)과, 상기 게이트 전극(112a) 상부에 형성되는 소스/드레인 전극(115a, 115b)과, 상기 소스/드레인 전극(115a,115b) 하부에 형성되는 액티브층(114)이 형성된다. 여기서, 상기 게이트 전극(112a), 게이트 절연막(113), 액티브층(114), 오믹콘택층(114b), 소스/드레인 전극(115a,115b)의 적층막이 박막트랜지스터가 된다. Thereafter, as shown in FIG. 3D, the
이 때, 상기 제 2 금속층(125) 식각시, 오믹콘택층(114b)도 일부 식각되는데, 상기 오믹콘택층(114b)은 상기 소스/드레인 전극(115a,115b)과 액티브층(114a) 사이의 콘택접촉 특성을 개선하는 역할을 한다. At this time, when the
여기서, 상기 디태치먼트 공정에 대해 좀 더 구체적으로 살펴보면 다음과 같다.In this case, the detachment process will be described in more detail as follows.
먼저, 도 4a에 도시된 바와 같이, 기판(211) 상에 피식각층(212) 및 레지스트(251)를 차례로 형성한 후, 상기 레지스트(251)의 용매를 제거하기 위해 약 60∼70℃에서 건조시켜 고화시킨다. First, as shown in FIG. 4A, the etched
상기 레지스트(251)가 어느 정도 고화된 후에는, 도 4b 및 도 4c에 도시된 바와 같이, 상기 레지스트(251) 상에 몰드 프레임(270)을 배치한 후 가압롤러(280)로 가압한다. 이 때, 레지스트의 유리전이온도인 100℃ 가량의 열을 가하여 레지스트(251)에 유동성이 생기게 함으로써 몰드 프레임(270)의 양각과 접촉된 레지스트(251)가 상기 몰드 프레임(270)에 흡착되도록 한다. After the resist 251 is solidified to some extent, as shown in FIGS. 4B and 4C, the
따라서, 상기 몰드 프레임(270)을 떼어내면, 도 4d에 도시된 바와 같이, 몰드 프레임(270)의 양각에 흡착되어 있던 레지스트(251)는 제거되고, 음각에 상응하던 부분의 레지스트(251)만 잔존하게 된다. 마지막으로, 도 4e에 도시된 바와 같 이, 상기 레지스트(251)를 마스크로 하여 그 사이에 노출되어 있는 피식각층(212)을 제거하면 원하는 패턴이 획득된다.Therefore, when the
상기와 같은 디태치먼트 공정은 고화된 레지스트를 몰드프레임의 양각에 흡착시킨 후 제거하여 레지스트를 패터닝하는 것으로서, 마스크를 포함한 노광장비를 사용하지 않음으로 공정이 간소화되고 단가가 크게 낮춰진다. The detachment process as described above is to pattern the resist by absorbing and removing the solidified resist on the relief of the mold frame, and the process is simplified and the cost is greatly lowered by not using an exposure apparatus including a mask.
상기와 같이 디태치먼트 공정을 포함하는 제 2 마스크 공정에 의해서 액티브층(114a), 오믹콘택층(114b), 소스/드레인 전극(115a,115b) 및 데이터 배선(115)을 패터닝한 후에는, 남아있는 레지스트(152)를 완전 제거한 후, 도 3e에 도시된 바와 같이, 상기 데이터 배선(115)을 포함한 전면에 BCB(Benzocyclobutene), 아크릴계 수지(acryl resin) 등의 유기절연물질을 도포하거나 또는 SiNx, SiOx 등의 무기절연물질을 증착하여 보호막(116)을 형성하고, 제 3 마스크 공정에 의해서 상기 보호막(116)을 선택적으로 제거하여 상기 드레인 전극(115b)의 소정 부위가 노출되는 콘택홀(120)을 형성한다.After the
계속해서, 상기 보호막(116)을 포함한 전면에 ITO(Indium Tin Oxide) 또는 IZO(Indium Zinc Oxide) 등의 투명도전막을 스퍼터링(sputtering) 방법으로 증착한 후, 제 4 마스크 공정에 의해서 패터닝하여 상기 드레인 전극(115b)에 접속하는 화소전극(117)을 형성한다. Subsequently, a transparent conductive film such as indium tin oxide (ITO) or indium zinc oxide (IZO) is deposited on the entire surface including the
이로써, 총 4번의 마스크 공정을 TFT 어레이 기판을 완성한다.Thus, a total of four mask processes complete the TFT array substrate.
이러한 구조의 박막 어레이 기판은, 도시하지는 않았으나, 대향기판에 대향합착되고 두 기판 사이에 액정층이 구비하는데, 상기 대향기판에는 빛의 누설을 방 지하는 블랙 매트릭스와, 상기 블랙 매트릭스 사이에 R,G,B의 컬러 레지스트가 일정한 순서대로 형성된 컬러필터층과, 상기 컬러필터층 상부에서 상기 컬러필터층을 보호하고 컬러필터층의 표면을 평탄화하기 위한 오버코트층과, 상기 오버코트층 상에 형성되어 박막 어레이 기판의 화소전극과 더불어 전계를 형성하는 공통전극이 형성되어 있다.Although not shown, the thin film array substrate has a liquid crystal layer bonded to the opposing substrates and provided between the two substrates, wherein the opposing substrates include a black matrix for preventing leakage of light and an R, between the black matrix. A color filter layer having G and B color resists formed in a predetermined order, an overcoat layer for protecting the color filter layer on the color filter layer and planarizing the surface of the color filter layer, and a pixel on a thin film array substrate formed on the overcoat layer In addition to the electrodes, a common electrode forming an electric field is formed.
한편, 이상에서 설명한 본 발명은 상술한 실시예 및 첨부된 도면에 한정되는 것이 아니고, 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위내에서 여러 가지 치환, 변형 및 변경이 가능하다는 것이 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 있어 명백할 것이다.On the other hand, the present invention described above is not limited to the above-described embodiment and the accompanying drawings, it is possible that various substitutions, modifications and changes within the scope without departing from the technical spirit of the present invention. It will be apparent to those of ordinary skill in Esau.
상기와 같은 본 발명의 TFT 어레이 기판의 제조방법은 다음과 같은 효과가 있다.The method of manufacturing a TFT array substrate of the present invention as described above has the following effects.
디태치먼트 공정(Detachment Method) 및 마스크 공정을 적용하여 액티브층 및 데이터 배선층을 일괄 형성함으로써, 회절 마스크를 사용하지 않고도 패턴을 형성할 수 있다. By applying a detachment process and a mask process to form the active layer and the data wiring layer collectively, a pattern can be formed without using a diffraction mask.
따라서, 마스크를 사용하는 포토식각공정 횟수를 저감할 수 있고, 회절노광 장비 사용에 의한 코스트 상승과 공정의 어려움을 줄일 수 있다. Therefore, the number of photo-etching processes using the mask can be reduced, and the cost increase and the difficulty of the process by using the diffraction exposure equipment can be reduced.
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