KR20060088962A - Photoresist composition, method for manufacturing a pattern using the same and method for manufacturing thin film transistor liquid crystal display the same - Google Patents
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Abstract
본 발명은, 10 내지 40중량%의 노볼락 수지, 1 내지 20중량%의 고내열성 첨가제, 3 내지 10중량%의 광감응제 및 잔량의 용매를 포함하는 포토레지스트 조성물과, 기판 위에 도전성 또는 비도전성 층을 형성하는 단계, 상기 층 위에 10 내지 40중량%의 노볼락 수지, 1 내지 20중량%의 고내열성 첨가제, 3 내지 10중량%의 광감응제 및 잔량의 용매를 포함하는 포토레지스트 조성물을 형성하는 단계, 상기 포토레지스트 조성물을 노광 및 현상하여 포토레지스트 패턴을 형성하는 단계 및 상기 포토레지스트 패턴을 이용하여 상기 층을 식각하는 단계를 포함하는 패턴의 형성 방법 및 박막 트랜지스터 표시 장치의 제조 방법을 제공한다.The present invention relates to a photoresist composition comprising 10 to 40% by weight of a novolak resin, 1 to 20% by weight of a high heat resistant additive, 3 to 10% by weight of a photosensitizer and a residual solvent, and a conductive or non-conductive layer on a substrate. Forming a malleable layer, the photoresist composition comprising 10 to 40% by weight of a novolac resin, 1 to 20% by weight of a high heat resistant additive, 3 to 10% by weight of a photosensitizer and a residual solvent Forming a pattern, forming a photoresist pattern by exposing and developing the photoresist composition, and etching the layer using the photoresist pattern, and a method of manufacturing a thin film transistor display device. to provide.
포토레지스트 조성물, 하드 베이크, 고내열성, 노볼락 수지Photoresist composition, hard bake, high heat resistance, novolac resin
Description
도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 박막 트랜지스터 표시판의 배치도이고,1 is a layout view of a thin film transistor array panel according to an exemplary embodiment of the present invention.
도 2는 도 1의 박막 트랜지스터 표시판을 II-II' 선에 따라 자른 단면도이고,FIG. 2 is a cross-sectional view of the thin film transistor array panel of FIG. 1 taken along line II-II ',
도 3 내지 11b는 본 발명의 일실시예에 따른 박막 트랜지스터 표시판의 제조 방법을 순차적으로 도시한 배치도 또는 단면도이다.3 to 11B are layout views or cross-sectional views sequentially illustrating a method of manufacturing a thin film transistor array panel according to an exemplary embodiment of the present invention.
*도면의 주요부분에 대한 부호의 설명* Explanation of symbols for main parts of the drawings
42: 포토레지스트 42a: 포토레지스트 패턴42:
52: 마스크 110: 절연 기판52: mask 110: insulating substrate
120: 금속층 121: 게이트선120: metal layer 121: gate line
124: 게이트 전극 131: 유지전극선 124: gate electrode 131: sustain electrode line
140: 게이트 절연막 150: 진성 비정질 규소층140: gate insulating film 150: intrinsic amorphous silicon layer
160: 불순물 비정질 규소층 171: 데이터선160: impurity amorphous silicon layer 171: data line
173: 소스 전극 175: 드레인 전극173: source electrode 175: drain electrode
180: 보호막 82: 접촉 보조 부재180: protective film 82: contact assistant member
185, 182: 접촉구 190: 화소 전극185 and 182: contact hole 190: pixel electrode
본 발명은 포토레지스트 조성물, 상기 포토레지스트 조성물을 이용한 패턴의 형성 방법 및 박막 트랜지스터 표시판의 제조 방법에 관한 것이다.The present invention relates to a photoresist composition, a method of forming a pattern using the photoresist composition, and a method of manufacturing a thin film transistor array panel.
액정 표시 장치(Liquid Crystal Display)는 현재 가장 널리 사용되고 있는 평판 표시 장치(Flat Panel Display) 중 하나로서, 전극이 형성되어 있는 두 장의 표시판과 그 사이에 삽입되어 있는 액정층으로 이루어져, 전극에 전압을 인가하여 액정층의 액정 분자들을 재배열시킴으로써 투과되는 빛의 양을 조절하는 표시 장치이다.Liquid Crystal Display (Liquid Crystal Display) is one of the most widely used flat panel display (Plat Panel Display), which consists of two display panels on which electrodes are formed and a liquid crystal layer inserted between them, The display device is applied to rearrange the liquid crystal molecules of the liquid crystal layer to control the amount of light transmitted.
액정 표시 장치 중에서도 현재 주로 사용되는 것은 전계 생성 전극이 두 표시판에 각각 구비되어 있는 구조이다. 이 중에서도, 한 표시판에는 복수의 화소 전극이 행렬의 형태로 배열되어 있고, 다른 표시판에는 하나의 공통 전극이 표시판 전면을 덮고 있는 구조가 주류이다. 이러한 액정 표시 장치에서의 화상의 표시는 각 화소 전극에 별도의 전압을 인가함으로써 이루어진다. 이를 위해서 화소 전극에 인가되는 전압을 스위칭하기 위한 삼단자소자인 박막 트랜지스터를 각 화소 전극에 연결하고, 이 박막 트랜지스터를 제어하기 위한 신호를 전달하는 게이트선과 화소 전극에 인가될 전압을 전달하는 데이터선을 표시판(이하 '박막 트랜지스터 표시판' 이라 함)에 형성한다. 상기 박막 트랜지스터는 게이트선(gate line)을 통하여 전달되는 주사 신호에 따라 데이터선(data line)을 통하여 전달되는 화상 신호를 화소 전극에 전달 또는 차단하는 스위칭 소자로서의 역할을 한다. 이러한 박막 트랜지스터는, 자발광소자인 능동형 유기 발광 표시 소자(AM-OLED)에서도 각 발광 소자를 개별적으로 제어하는 스위칭 소자로서 역할을 한다.Among the liquid crystal display devices, the one currently used is a structure in which a field generating electrode is provided in each of the two display panels. Among these, a structure in which a plurality of pixel electrodes are arranged in a matrix form on one display panel, and one common electrode on the entire display panel covers the other display panel. The display of an image in such a liquid crystal display is performed by applying a separate voltage to each pixel electrode. To this end, a thin film transistor, which is a three-terminal element for switching a voltage applied to a pixel electrode, is connected to each pixel electrode, and a gate line transferring a signal for controlling the thin film transistor and a data line transferring a voltage to be applied to the pixel electrode. Is formed on a display panel (hereinafter referred to as a 'thin film transistor display panel'). The thin film transistor serves as a switching element that transfers or blocks an image signal transmitted through a data line to a pixel electrode according to a scan signal transmitted through a gate line. Such a thin film transistor also serves as a switching element for individually controlling each light emitting element in an active organic light emitting diode (AM-OLED) which is a self-luminous element.
이러한 액정 표시 장치 또는 유기 발광 표시 소자와 같은 표시 장치는 도전성 또는 비도전성 패턴을 포함한다. 이러한 패턴은, 일반적으로 도전성 또는 비도전성의 층(layer)을 적층한 후, 그 위에 포토레지스트 조성물의 도포, 노광(exposure), 현상(develop), 열처리(bake) 및 상기 층의 식각(etching) 공정을 포함하는 사진 식각 공정에 의해 형성된다.A display device such as a liquid crystal display or an organic light emitting display device includes a conductive or nonconductive pattern. This pattern is generally followed by stacking a conductive or nonconductive layer and then applying, exposing, developing, baking and etching the photoresist composition thereon. It is formed by a photolithography process including a process.
그런데, 이러한 사진 식각 공정에서 사용되는 포토레지스트 조성물은 내열성이 약하여 하드 베이크(hard bake)와 같은 열처리 단계에서 패턴이 변형되거나 리플로우(reflow)되는 문제점이 있다. 이 경우, 패턴의 균일성을 확보할 수 없어서 미세 회로 패턴을 형성할 수 없다. However, the photoresist composition used in the photolithography process is weak in heat resistance, and thus, a pattern is deformed or reflowed during a heat treatment step such as a hard bake. In this case, the uniformity of the pattern cannot be secured and a fine circuit pattern cannot be formed.
따라서, 본 발명은 상기 문제점을 해결하기 위한 것으로써, 고내열성을 나타내는 포토레지스트 조성물, 상기 조성물을 이용한 패턴의 형성 방법 및 박막 트랜지스터 표시판의 제조 방법을 제공한다.Accordingly, the present invention is to solve the above problems, and provides a photoresist composition exhibiting high heat resistance, a method of forming a pattern using the composition, and a method of manufacturing a thin film transistor array panel.
본 발명에 따른 포토레지스트 조성물은, 노볼락 수지, 고내열성 첨가제, 광 감응제 및 용매를 포함한다.The photoresist composition according to the present invention comprises a novolak resin, a high heat resistant additive, a photosensitive agent and a solvent.
또한, 상기 고내열성 첨가제는 폴리히드록시 스티렌인 것이 바람직하다.In addition, the high heat resistance additive is preferably polyhydroxy styrene.
또한, 본 발명에 따른 패턴의 형성 방법은, 기판 위에 도전성 또는 비도전성 층을 형성하는 단계, 상기 층 위에 10 내지 40중량%의 노볼락 수지, 1 내지 20중량%의 고내열성 첨가제, 3 내지 10중량%의 광감응제 및 잔량의 용매를 포함하는 포토레지스트 조성물을 형성하는 단계, 상기 포토레지스트 조성물을 노광 및 현상하여 포토레지스트 패턴을 형성하는 단계, 및 상기 포토레지스트 패턴을 이용하여 상기 층을 식각하는 단계를 포함한다.In addition, the method of forming a pattern according to the present invention comprises the steps of forming a conductive or nonconductive layer on a substrate, 10 to 40% by weight of a novolak resin, 1 to 20% by weight of a high heat resistance additive, 3 to 10 on the layer. Forming a photoresist composition comprising a wt% photosensitive agent and a residual solvent, exposing and developing the photoresist composition to form a photoresist pattern, and etching the layer using the photoresist pattern It includes a step.
또한, 본 발명에 따른 박막 트랜지스터 표시판의 제조 방법은, 기판 위에 게이트 전극을 포함하는 게이트선을 형성하는 단계, 상기 게이트선 위에 반도체층을 형성하는 단계, 상기 반도체층 위에 소스 전극을 포함하는 데이터선 및 상기 소스 전극과 소정 간격으로 마주하고 있는 드레인 전극을 형성하는 단계 및 상기 드레인 전극과 연결되는 화소 전극을 형성하는 단계를 포함하며, 상기 각 단계 중 적어도 하나는 사진 식각 단계를 포함하며, 상기 사진 식각 단계는 기판 위에 도전성 또는 비도전성 층을 형성하는 단계, 상기 층 위에 10 내지 40중량%의 노볼락 수지, 1 내지 20중량%의 고내열성 첨가제, 3 내지 10중량%의 광감응제 및 잔량의 용매를 포함하는 포토레지스트 조성물을 형성하는 단계, 상기 포토레지스트 조성물을 노광 및 현상하여 포토레지스트 패턴을 형성하는 단계, 및 상기 포토레지스트 패턴을 이용하여 상기 층을 식각하는 단계를 포함한다.In addition, the method of manufacturing a thin film transistor array panel according to the present invention may include forming a gate line including a gate electrode on a substrate, forming a semiconductor layer on the gate line, and a data line including a source electrode on the semiconductor layer. And forming a drain electrode facing the source electrode at a predetermined interval, and forming a pixel electrode connected to the drain electrode, wherein at least one of the steps includes a photolithography step. The etching step includes forming a conductive or nonconductive layer on the substrate, 10 to 40% by weight of novolac resin, 1 to 20% by weight of a high heat resistant additive, 3 to 10% by weight of a photoresist and the remaining amount of Forming a photoresist composition comprising a solvent, exposing and developing the photoresist composition Forming a pattern, and a step of etching the layer using the photoresist pattern.
이하, 본 발명에 따른 포토레지스트 조성물에 대하여 상세히 설명한다.Hereinafter, the photoresist composition according to the present invention will be described in detail.
전술한 바와 같이, 본 발명에 따른 포토레지스트 조성물은, 노볼락 수지, 고내열성 첨가제, 광감응제 및 용매를 포함한다.As mentioned above, the photoresist composition according to the present invention comprises a novolak resin, a high heat resistant additive, a photosensitizer and a solvent.
포토레지스트 조성물 성분 중 하나인 노볼락 수지는 화학식 1로 표현된다.The novolak resin, which is one of the photoresist composition components, is represented by the formula (1).
(여기서, R1 내지 R4는 각각 독립적으로 수소 원자 또는 1 내지 6개의 탄소 원자를 가지는 알킬기, n은 0 내지 3의 정수)(Wherein R 1 to R 4 are each independently a hydrogen atom or an alkyl group having 1 to 6 carbon atoms, n is an integer of 0 to 3)
노볼락 수지는 산촉매(acid catalyst)의 존재 하에 페놀 모노머(phenol monomer) 및 알데히드(aldehyde) 화합물을 반응시켜 얻을 수 있다.The novolak resin can be obtained by reacting a phenol monomer and an aldehyde compound in the presence of an acid catalyst.
페놀 모노머는, 예컨대 페놀, o-크레졸, m-크레졸, p-크레졸, o-에틸페놀, m-에틸페놀, p-에틸페놀, o-부틸페놀, m-부틸페놀, p-부틸페놀, 2,3-크실렌, 2,4-크실렌, 2,5-크실렌, 2,6-크실렌, 3,4-크실렌, 3,5-크실렌, 3,6-크실렌, 2,3,5-트리메틸페놀, 3,4,5-트리메틸페놀, p-페닐페놀, 레조시놀, 하이드로퀴논, 하이드로퀴논모노메틸에테르, 파이로가롤, 클로로글루시놀, 히드록시디페닐, 비스페놀-A, 갈릭산, α-나프톨 및 β-나프톨 등에서 선택된 1종 또는 2종 이상의 화합물을 혼합하여 사용할 수 있다. Phenolic monomers are, for example, phenol, o-cresol, m-cresol, p-cresol, o-ethylphenol, m-ethylphenol, p-ethylphenol, o-butylphenol, m-butylphenol, p-butylphenol, 2 , 3-xylene, 2,4-xylene, 2,5-xylene, 2,6-xylene, 3,4-xylene, 3,5-xylene, 3,6-xylene, 2,3,5-trimethylphenol, 3,4,5-trimethylphenol, p-phenylphenol, resorcinol, hydroquinone, hydroquinone monomethyl ether, pyrogarol, chloroglucinol, hydroxydiphenyl, bisphenol-A, gallic acid, α- One or two or more compounds selected from naphthol and β-naphthol can be used in combination.
또한, 알데히드 화합물은 포름알데히드, p-포름알데히드, 퍼퍼랄, 벤즈알데히드, 니트로벤즈알데히드, 아세트알데히드 등을 단독으로 또는 2종 이상을 혼합하여 사용할 수 있다. In addition, an aldehyde compound can be used individually or in mixture of 2 or more types of formaldehyde, p-formaldehyde, a peripheral, benzaldehyde, nitrobenzaldehyde, acetaldehyde, etc.
또한, 페놀 화합물 및 알데히드 화합물의 반응시 첨가되는 산촉매는, 예컨대 염산, 질산, 황산, 개미산 또는 옥살산 등에서 선택될 수 있다.In addition, the acid catalyst added during the reaction of the phenol compound and the aldehyde compound may be selected from, for example, hydrochloric acid, nitric acid, sulfuric acid, formic acid or oxalic acid.
노볼락 수지는, 포토레지스트 조성물의 총 함량에 대하여, 바람직하게 10 내지 40중량%로 포함된다.The novolak resin is preferably included in an amount of 10 to 40% by weight based on the total content of the photoresist composition.
포토레지스트 조성물은 높은 유리전이온도(glass transition temperature, Tg)를 가지는 고내열성 첨가제로서 화학식 2로 표현되는 폴리히드록시 스티렌(poly hydroxy stylene)을 포함한다. The photoresist composition includes poly hydroxy styrene (poly hydroxy stylene) represented by Formula 2 as a high heat resistant additive having a high glass transition temperature (Tg).
폴리히드록시 스티렌은 분자량과 분자량의 분포도를 조절함으로써 기존의 포토레지스트 대비 20 내지 30℃ 이상의 내열성을 확보할 수 있다. 특히, 폴리히드록시 스티렌은 노볼락 수지와 화학적 구조가 유사하기 때문에 적정 비율로 함유되는 경우 상용성이 우수하며, 분자량 또는 분자 구조를 변화시킴으로써 유리전이온도의 조절이 가능하다.Polyhydroxy styrene can secure heat resistance of 20 to 30 ℃ or more compared to the conventional photoresist by adjusting the molecular weight and the distribution of molecular weight. In particular, the polyhydroxy styrene is similar to the novolak resin because the chemical structure is excellent in compatibility when contained in an appropriate ratio, it is possible to control the glass transition temperature by changing the molecular weight or molecular structure.
본 발명에서는 내열성을 향상시키기 위하여, 약 5,000 내지 10,000의 중량평균분자량을 가지는 폴리히드록시 스티렌을 포함하는 것이 바람직하다. 또한, 약 1.0 내지 2.0의 균일한 분자량 분포도를 가지는 폴리히드록시 스티렌을 포함하는 것이 바람직하다. In the present invention, in order to improve heat resistance, it is preferable to include polyhydroxy styrene having a weight average molecular weight of about 5,000 to 10,000. It is also desirable to include polyhydroxy styrenes having a uniform molecular weight distribution of about 1.0 to 2.0.
고내열성 첨가제는, 포토레지스트 조성물의 총 함량에 대하여, 바람직하게는 1 내지 20중량%로 함유된다. 상기 고내열성 첨가제가 1중량% 미만으로 함유되는 경우 내열특성의 개선 효과를 나타내지 못하는 반면, 20중량%를 초과하는 경우 노볼락 수지와의 상용성이 문제될 수 있다. 특히, 5 내지 10중량%로 함유되는 경우, 내열 특성 개선 및 노볼락 수지와의 상용성 측면에서 가장 효과적이다.The high heat resistance additive is preferably contained in an amount of 1 to 20% by weight based on the total content of the photoresist composition. When the high heat resistance additive is contained in less than 1% by weight does not exhibit the effect of improving the heat resistance characteristics, when it exceeds 20% by weight compatibility with novolak resin may be a problem. In particular, when contained in 5 to 10% by weight, it is most effective in terms of improving heat resistance characteristics and compatibility with novolak resin.
포토레지스트 조성물 중 하나의 성분인 광감응제는, 일반적으로 노광 공정시 광과 반응하여 광화학적 반응(photo-chemical reaction)을 일으키는 화합물이면 특히 제한되지 않는다. 바람직하게는, 하기의 화학식 3 내지 화학식 10으로 표현되는 화합물 중에서 선택될 수 있다.The photosensitizer, which is one component of the photoresist composition, is not particularly limited as long as it is a compound that generally reacts with light in the exposure process to cause a photo-chemical reaction. Preferably, the compound may be selected from the compounds represented by the following Chemical Formulas 3 to 10.
화학식 3 내지 10에서, R 및 R'는 서로 독립적으로 수소 원자, 2,1-디아조나프토퀴논-4-술포닉에스테르(2,1-diazonaphtoquinone-4-sulfonic ester) 또는 2,1-디아조나프토퀴논-5-술포닉에스테르(2,1-diazonaphtoquinone-5-sulfonic ester)이고, R1 내지 R5는 서로 독립적으로 수소 원자, 1 내지 6개의 탄소 원자를 가지는 알 킬기, 1 내지 6개의 탄소 원자를 가지는 알콕시기 또는 4 내지 10개의 탄소 원자를 가지는 시클로 알킬기이고, R6, R8, R10 및 R12는 서로 독립적으로 수소 원자 또는 1 내지 6개의 탄소 원자를 가지는 알킬기이고, R7, R9, R11 및 R13 은 서로 독립적으로 수소 원자, 1 내지 6개의 탄소 원자를 가지는 알킬기, 1 내지 6개의 탄소 원자를 가지는 알콕시기 또는 4 내지 10개의 탄소 원자를 가지는 시클로 알킬기이다. In Formulas 3 to 10, R and R 'are independently of each other a hydrogen atom, 2,1-diazonaphtoquinone-4-sulfonic ester or 2,1-diazona 2,1-diazonaphtoquinone-5-sulfonic ester, R 1 to R 5 independently of one another are hydrogen atoms, alkyl groups having 1 to 6 carbon atoms, 1 to 6 carbons An alkoxy group having an atom or a cycloalkyl group having 4 to 10 carbon atoms, R 6 , R 8 , R 10 and R 12 are each independently a hydrogen atom or an alkyl group having 1 to 6 carbon atoms, and R 7 , R 9 , R 11 and R 13 are each independently a hydrogen atom, an alkyl group having 1 to 6 carbon atoms, an alkoxy group having 1 to 6 carbon atoms or a cyclo alkyl group having 4 to 10 carbon atoms.
광감응제는, 포토레지스트의 총 함량에 대하여, 바람직하게는 3 내지 10중량%로 함유된다. 상기 광감응제가 3중량% 미만으로 함유되는 경우 노광시 감응 속도가 저하되고, 10중량%를 초과하여 함유되는 경우 감응 속도가 급격하게 증가하기 때문이다. 따라서, 적절한 감응 속도를 유지하기 위하여 3 내지 10중량%로 함유되는 것이 바람직하다.The photosensitizer is preferably contained in an amount of 3 to 10% by weight based on the total content of the photoresist. This is because, when the photosensitive agent is contained in less than 3% by weight, the exposure rate is decreased during exposure, and when the photosensitive agent is contained in an amount exceeding 10% by weight, the response rate is rapidly increased. Therefore, it is preferable to contain 3 to 10% by weight in order to maintain an appropriate response rate.
또한, 본 발명에 따른 포토레지스트 조성물은 첨가제로서 에폭시기 또는 아민기를 포함하는 실리콘계 화합물을 더 포함할 수 있다. 상기 실리콘계 화합물에는, 예컨대 (3-글리시드옥시프로필)트리메톡시실란, (3-글리시드옥시프로필)트리에톡시실란, (3-글리시드옥시프로필)메틸디메톡시실란, (3-글리시드옥시프로필)메틸디에톡시실란, (3-글리시드옥시프로필)디메틸메톡시실란, (3-글리시드옥시프로필)디메틸에톡시실란, 3,4-에폭시부틸트리메톡시실란, 3,4-에폭시부틸트리에톡시실란, 2-(3,4-에폭시시클로헥실)에틸트리메톡시실란, 2-(3,4에폭시시클로헥실)에틸트리에톡시실란 및 아미노프로필 트리메톡시실란이 포함된다.In addition, the photoresist composition according to the present invention may further include a silicone-based compound containing an epoxy group or an amine group as an additive. Examples of the silicone compound include (3-glycidoxypropyl) trimethoxysilane, (3-glycidoxyoxy) triethoxysilane, (3-glycidoxypropyl) methyldimethoxysilane, and (3-glycid). Oxypropyl) methyldiethoxysilane, (3-glycidoxypropyl) dimethylmethoxysilane, (3-glycidoxyoxy) dimethylethoxysilane, 3,4-epoxybutyltrimethoxysilane, 3,4-epoxy Butyltriethoxysilane, 2- (3,4-epoxycyclohexyl) ethyltrimethoxysilane, 2- (3,4epoxycyclohexyl) ethyltriethoxysilane and aminopropyl trimethoxysilane.
또한, 포토레지스트 조성물은, 필요에 따라 가소제(plasticizers), 안정제 (stabilizers) 또는 계면활성제(surfactant)와 같은 다른 첨가제를 더 포함할 수도 있다.In addition, the photoresist composition may further include other additives such as plasticizers, stabilizers or surfactants, as desired.
노볼락 수지, 폴리히드록시 스티렌, 광감응제 및 각종 첨가제는 유기 용매에 용해된 용액 형태로 이용된다. 유기 용매로는, 예컨대 에틸아세테이트, 부틸아세테이트, 디에틸렌글리콜디메틸에테르, 디에틸렌글리콜디메틸에틸에테르, 메틸메톡시프로피온산, 에틸에톡시프로피온산, 에틸락트산, 프로필렌글리콜메틸에테르아세테이트, 프로필렌글리콜메틸에테르, 프로필렌글리콜프로필에테르, 메틸셀로솔브아세테이트, 에틸셀로솔브아세테이트, 디에틸렌글리콜메틸아세테이트, 디에틸렌글리콜에틸아세테이트, 아세톤, 메틸이소부틸케톤, 시클로헥사논, 디메틸포름아미드(DMF), N,N-디메틸아세트아미드(DMAc), N-메틸-2-피롤리돈, γ-부틸로락톤, 디에틸에테르, 에틸렌글리콜디메틸에테르, 디글라임, 테트라히드로퓨란, 메탄올, 에탄올, 프로판올, 이소프로판올, 메틸셀로솔브, 에틸셀로솔브, 디에틸렌글리콜메틸에테르, 디에틸렌글리콜에틸에테르, 디프로필렌글리콜메틸에테르, 톨루엔, 크실렌, 헥산, 헵탄, 옥탄 등에서 선택될 수 있다. Novolac resins, polyhydroxy styrenes, photosensitizers and various additives are used in the form of solutions dissolved in organic solvents. As an organic solvent, for example, ethyl acetate, butyl acetate, diethylene glycol dimethyl ether, diethylene glycol dimethyl ethyl ether, methyl methoxy propionic acid, ethyl ethoxy propionic acid, ethyl lactic acid, propylene glycol methyl ether acetate, propylene glycol methyl ether, propylene Glycolpropyl ether, methyl cellosolve acetate, ethyl cellosolve acetate, diethylene glycol methyl acetate, diethylene glycol ethyl acetate, acetone, methyl isobutyl ketone, cyclohexanone, dimethylformamide (DMF), N, N- Dimethylacetamide (DMAc), N-methyl-2-pyrrolidone, γ-butylolactone, diethyl ether, ethylene glycol dimethyl ether, diglyme, tetrahydrofuran, methanol, ethanol, propanol, isopropanol, methylcello Solve, ethyl cellosolve, diethylene glycol methyl ether, diethylene glycol ethyl ether, dipropylene glycol Ether, toluene, and may be selected from toluene, xylene, hexane, heptane, octane.
이하에서는, 본 발명의 실시예에 대하여 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 상세히 설명한다. 그러나 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시예에 한정되지 않는다.Hereinafter, exemplary embodiments of the present invention will be described in detail so that those skilled in the art may easily implement the present invention. As those skilled in the art would realize, the described embodiments may be modified in various different ways, all without departing from the spirit or scope of the present invention.
[실시예 1]Example 1
본 실시예에서는, 본 발명에 따른 포토레지스트 조성물을 적용한 경우에 포 토레지스트의 리플로우(reflow) 현상의 정도에 따라 내열성을 평가하였다.In this embodiment, when the photoresist composition according to the present invention is applied, heat resistance was evaluated according to the degree of reflow phenomenon of the photoresist.
포토레지스트 조성물의 제조Preparation of Photoresist Composition
먼저, m-크레졸과 p-크레졸을 중량비 40/60으로 포함하는 크레졸 혼합물(Mw=15,000)과 포름알데히드 화합물을 산촉매(acid catalyst)로서 옥살산의 존재 하에 축중합(condensation polymerization)하여 노볼락 수지를 얻었다.First, a novolak resin is obtained by condensation polymerization of a cresol mixture (Mw = 15,000) and a formaldehyde compound containing m-cresol and p-cresol in a weight ratio of 40/60 in the presence of oxalic acid as an acid catalyst. Got it.
그 다음, 상기에서 얻어진 노볼락 수지 30중량%, 상기 화학식 9로 표현되는 광감응제 8중량% 및 분자량이 6000 또는 8000이고 각 실시예에 따라 함량을 0 내지 25중량%로 변화시킨 폴리히드록시 스티렌을 디메틸포름아미드(DMF)에 용해시켰다.Then, 30% by weight of the novolak resin obtained above, 8% by weight of the photosensitizer represented by the formula (9), and molecular weight of 6000 or 8000, polyhydroxy having a content of 0 to 25% by weight according to each embodiment Styrene was dissolved in dimethylformamide (DMF).
상기에서 제조된 각 조성물의 조성비는 하기 표 1과 같다.The composition ratio of each composition prepared above is shown in Table 1 below.
사진 공정Photo process
상기에서 제조된 각각의 포토레지스트 조성물을 이용하여 포토레지스트 패턴을 형성하였다. 각각의 포토레지스트 조성물에 대하여, 공정 중 다른 조건들은 모두 동일하게 설정하였다.Each photoresist composition prepared above was used to form a photoresist pattern. For each photoresist composition, the other conditions in the process were all set the same.
먼저, 유리 등으로 이루어진 기판 위에 상기에서 제조된 각 포토레지스트 조성물을 스핀 코팅(spin coating) 방법으로 도포하였다. 이어서, 포토레지스트막을 약 100-110℃의 온도에서 90초간 선경화(pre-bake)하였다.First, each photoresist composition prepared above was coated on a substrate made of glass or the like by a spin coating method. The photoresist film was then pre-baked for 90 seconds at a temperature of about 100-110 ° C.
그 다음, 포토레지스트막을 노광기를 이용하여 노광한 후, 패들(paddle) 방식으로 현상(develop)하여 노광된 영역의 포토레지스트를 제거하였다.Then, the photoresist film was exposed using an exposure machine, and then developed in a paddle manner to remove the photoresist in the exposed area.
그 다음, 상기 기판을 오븐(oven)에 넣고 약 120℃에서 하드 베이크(hard bake)를 실시하고 리플로우가 발생했는지 여부를 확인하였다.Then, the substrate was placed in an oven, and a hard bake was performed at about 120 ° C. to check whether reflow occurred.
이어서, 상기 기판 중 리플로우가 발생하지 않은 기판에 대하여 130℃에서 하드 베이크를 실시하고 리플로우가 발생했는지 여부를 확인하였다.Subsequently, the hard bake was performed at 130 degreeC with respect to the board | substrate which did not generate | occur | produce among the said board | substrates, and it was confirmed whether the reflow generate | occur | produced.
또한, 상기 기판 중 리플로우가 발생하지 않은 기판에 대하여 140℃에서 하드 베이크를 실시하고 리플로우가 발생했는지 여부를 확인하였다.In addition, a hard bake was performed at 140 ° C on the substrates without reflow, and it was confirmed whether reflow occurred.
상기 결과는 표 1과 같다. The results are shown in Table 1.
◎: 140℃에서 하드베이크를 진행한 경우 포토레지스트의 리플로우 양호 (Double-circle): Good reflow of photoresist when hard-baking at 140 degreeC
○: 130℃에서 하드베이크를 진행한 경우 포토레지스트의 리플로우 양호 (Circle): Good reflow of photoresist when hard-baking at 130 degreeC
△: 120℃에서 하드베이크를 진행한 경우 포토레지스트의 리플로우 양호 (Triangle | delta): Reflow of a photoresist is favorable when hard baking is performed at 120 degreeC.
●: 매우 우수●: very good
▲: 우수▲: excellent
X: 불량X: bad
표 1에서 보는 바와 같이, 포토레지스트 조성물에 폴리히드록시 스티렌을 함유하는 경우, 기존의 노볼락 수지 단독으로 사용한 경우보다 내열 특성이 개선되는 것을 확인할 수 있다. 그러나, 폴리히드록시스티렌이 약 20중량% 이상 함유되는 경우, 노볼락 수지와 스티렌의 상용성에 문제가 있어서 용해되지 못한 일부 입자들(particles)이 포함된다. 이에 따라, 도포의 균일성(uniformity)이 저하되는 문제점이 있다.As shown in Table 1, it can be seen that in the case of containing polyhydroxy styrene in the photoresist composition, the heat resistance characteristics are improved compared to the case of using the conventional novolak resin alone. However, when about 20% by weight or more of polyhydroxystyrene is contained, some particles which cannot be dissolved due to problems in compatibility of novolak resin and styrene are included. Accordingly, there is a problem in that uniformity of coating is lowered.
[실시예 2]Example 2
본 실시예에서는 본 발명의 일실시예에 따른 포토레지스트 조성물을 이용하여 박막 트랜지스터 표시판을 제조하는 방법에 대하여 설명한다.In the present embodiment, a method of manufacturing a thin film transistor array panel using a photoresist composition according to an embodiment of the present invention will be described.
도 1은 본 발명의 다른 일실시예에 따른 박막 트랜지스터 표시판의 배치도이고, 도 2는 도 1의 II-II'선에 따라 자른 단면도이다.1 is a layout view of a thin film transistor array panel according to another exemplary embodiment of the present invention, and FIG. 2 is a cross-sectional view taken along the line II-II ′ of FIG. 1.
도 1 및 도 2에서 보는 바와 같이, 절연 기판(110) 위에 게이트 신호를 전달하는 복수의 게이트선(gate line)(121)이 형성되어 있다. 게이트선(121)은 가로 방향으로 뻗어 있으며, 각 게이트선(121)의 일부는 복수의 게이트 전극(gate electrode)(124)을 이룬다. 또한, 게이트선(121)과 동일한 층에 게이트선(121)과 전기적으로 분리된 복수의 유지 전극선(131)이 형성되어 있다.As shown in FIGS. 1 and 2, a plurality of
게이트선(121)은 알루미늄(Al) 또는 알루미늄에 네오디뮴(Nd)이 소정량 첨가된 알루미늄 합금(AlNd)으로 이루어진 하부 금속층(124p, 127p)과, 상기 하부 금속층(124p, 127p) 상부에 형성된 것으로 몰리브덴(Mo)으로 이루어진 상부 금속층(124q, 127q)으로 이루어져 있다.The
하부 금속층(124p, 127p)과 상부 금속층(124q, 127q)의 측면은 각각 경사져 있으며 그 경사각은 기판(110)의 표면에 대하여 약 30-80도를 이룬다.Side surfaces of the
상기 게이트 전극(124)을 포함하는 게이트선(121)과 유지 전극선(131) 위에는 질화규소(SiNx) 등으로 이루어진 게이트 절연막(140)이 형성되어 있다.A
게이트 절연막(140) 상부에는 수소화 비정질 규소(hydrogenated amorphous silicon) 등으로 이루어진 복수의 선형 반도체층(151)이 형성되어 있다. 선형 반도체층(151)은 세로 방향으로 뻗어 있으며 이로부터 복수의 돌출부(extension)(154)가 게이트 전극(124)을 향하여 뻗어 나와 있다. 선형 반도체층(151)은 박막 트랜지스터가 위치하는 돌출부(154)를 제외하면 상부의 데이터선(171), 드레인 전극(175) 및 그 하부의 저항성 접촉층(163, 165)과 실질적으로 동일한 평면 형태를 가지고 있다.A plurality of linear semiconductor layers 151 made of hydrogenated amorphous silicon or the like are formed on the
반도체층(151)의 상부에는 실리사이드(silicide) 또는 n형 불순물이 고농도로 도핑되어 있는 n+ 수소화 비정질규소 따위의 물질로 이루어진 선형 저항성 접촉층(ohmic contact)(161) 및 복수의 섬형 저항성 접촉층(163, 165)이 형성되어 있다. 섬형 저항성 접촉층(163, 165)은 쌍을 이루어 반도체층(151)의 돌출부(154) 위 에 위치되어 있다. 반도체층(151)과 저항성 접촉층(163, 165)의 측면 역시 경사져 있으며 경사각은 기판(110)에 대해서 30-80도이다.On the upper part of the
저항성 접촉층(161, 163, 165) 및 게이트 절연막(140) 위에는 소스 전극(source electrode)(173)을 포함하는 각각 복수의 데이터선(data line)(171)과 복수의 드레인 전극(drain electrode)(175)이 형성되어 있다.A plurality of
데이터선(171)은 세로 방향으로 뻗어 게이트선(121)과 교차하며 데이터 전압(data voltage)을 전달한다. 각 데이터선(171)에서 드레인 전극(175)을 향하여 뻗은 복수의 가지가 소스 전극(source electrode)(173)을 이룬다. 한 쌍의 소스 전극(173)과 드레인 전극(175)은 서로 분리되어 있으며 게이트 전극(124)에 대하여 서로 반대쪽에 위치되어 있다. The
소스 전극(173)을 포함하는 데이터선(171) 및 드레인 전극(175)은 알루미늄을 포함하는 제1 금속층(171q, 173q, 175q) 및 상기 제1 금속층의 하부 및 상부에 형성된 몰리브덴을 포함하는 제2 금속층(171p, 173p, 175p) 및 제3 금속층(171r, 173r, 175r)으로 이루어진 복수층으로 형성된다. 이와 같이, 비저항이 낮은 알루미늄 또는 알루미늄 합금층을 상기 몰리브덴 합금층 사이에 개재하는 구조를 가짐으로써, 낮은 비저항의 특성을 그대로 유지하면서도 중간에 개재된 알루미늄층이 하부의 반도체층 및 상부의 화소 전극과 직접 접촉하지 않음으로써 접촉 불량에 따른 박막 트랜지스터의 특성 저하를 방지할 수 있는 이점이 있다.The
게이트 전극(124), 소스 전극(173) 및 드레인 전극(175)은 반도체(151)의 돌출부(154)와 함께 박막 트랜지스터(Thin Film Transistor, TFT)를 이루며, 박막 트 랜지스터의 채널(channel)은 소스 전극(173)과 드레인 전극(175) 사이의 돌출부(154)에 형성된다. The
데이터선(171) 및 드레인 전극(175)도 게이트선(121)과 마찬가지로 그 측면이 기판(110)에 대해서 약 30-80도의 각도로 각각 경사져 있다. Similarly to the
소스 전극(173)을 포함하는 데이터선(171) 및 드레인 전극(175)과 노출된 반도체층(151) 위에는 평탄화 특성이 우수하며 감광성(photosensitivity)을 가지는 유기물질, 플라즈마 화학기상증착(Plasma Enhanced Chemical Vapor Deposition, PECVD)으로 형성되는 a-Si:C:O, a-Si:O:F 등의 저유전율 절연물질, 또는 무기물질인 질화규소(SiNx) 따위로 이루어진 보호막(passivation layer)(180)이 단일층 또는 복수층으로 형성되어 있다. 예컨대, 유기물질로 형성하는 경우에는 소스 전극(173)과 드레인 전극(175) 사이의 반도체층(154)이 드러난 부분으로 보호막(180)의 유기물질이 접촉하는 것을 방지하기 위하여, 유기막의 하부에 질화규소(SiNx) 또는 산화규소(SiO2)로 이루어진 절연막(도시하지 않음)이 추가로 형성될 수도 있다.On the
보호막(180)에는 드레인 전극(175) 및 데이터선의 끝 부분(179)을 각각 드러내는 복수의 접촉구(contact hole)(185, 182)가 형성되어 있다. The
보호막(180) 위에는 ITO 또는 IZO로 이루어진 복수의 화소 전극(pixel electrode)(190) 및 복수의 접촉 보조 부재(contact assistant)(82)가 형성되어 있다. A plurality of
화소 전극(190)은 접촉구(185, 182)를 통하여 드레인 전극(175)과 각각 물리 적·전기적으로 연결되어 드레인 전극(175)으로부터 데이터 전압을 인가 받는다. The
데이터 전압이 인가된 화소 전극(190)은 공통 전압(common voltage)을 인가 받는 다른 표시판(도시하지 않음)의 공통 전극(도시하지 않음)과 함께 전기장을 생성함으로써 액정층의 액정 분자들을 재배열시킨다.The
접촉 보조 부재(82)는 접촉구(182)를 통하여 데이터선의 끝 부분(179)과 각각 연결된다. 접촉 보조 부재(82)는 데이터선의 끝 부분(179)과 구동 집적 회로와 같은 외부 장치와의 접착성을 보완하고 이들을 보호한다. The contact
그럼, 본 실시예에 따른 박막 트랜지스터 표시판의 제조 방법을 첨부된 도 3 내지 도 11b와 도 1 및 도 2를 참조하여 상세히 설명한다. Next, a method of manufacturing the thin film transistor array panel according to the present embodiment will be described in detail with reference to FIGS. 3 to 11B and FIGS. 1 and 2.
먼저, 도 3에서 보는 바와 같이, 투명 유리 따위로 만들어진 기판(110) 위에 알루미늄(Al) 또는 알루미늄 합금(Al-alloy)으로 이루어지는 하부 금속층(120p)과 몰리브덴(Mo) 또는 몰리브덴 합금(Mo-alloy)으로 이루어지는 상부 금속층(120q)을 스퍼터링 방법으로 각각 형성한다.First, as shown in FIG. 3, the lower metal layer 120p made of aluminum (Al) or aluminum alloy (Al-alloy) and molybdenum (Mo) or molybdenum alloy (Mo-alloy) on a
여기서, 금속층은 공동 스퍼터링(Co-sputtering)으로 형성한다. 본 실시예에서는 공동 스퍼터링의 타겟으로 알루미늄-네오디뮴 합금(AlNd)과 몰리브덴(Mo)를 사용하였다. 공동 스퍼터링은, 초기에 몰리브덴(Mo) 타겟에는 파워를 인가하지 않으며 알루미늄 합금 타겟에만 파워를 인가하여 기판(110) 위에 알루미늄 합금으로 이루어지는 하부 금속층을 형성한다. Here, the metal layer is formed by co-sputtering. In this embodiment, aluminum-neodymium alloys (AlNd) and molybdenum (Mo) were used as targets for the sputtering of the cavity. Cavity sputtering initially does not apply power to the molybdenum (Mo) target but applies power only to the aluminum alloy target to form a lower metal layer of aluminum alloy on the
그 다음, 알루미늄 합금 타겟에 인가되는 파워를 오프(off)한 후, 몰리브덴(Mo)에 인가되는 파워를 인가하여 하부 금속층(120p) 위에 몰리브덴으로 이루어지 는 상부 금속층을 형성한다. Next, after turning off the power applied to the aluminum alloy target (off), the power applied to the molybdenum (Mo) is applied to form an upper metal layer made of molybdenum on the lower metal layer (120p).
그 다음, 도 4에서 보는 바와 같이, 상부 금속층(120q) 위에 노볼락 수지, 폴리히드록시 스티렌, 광감응제 및 용제를 포함하는 포토레지스트 조성물을 도포하여 포토레지스트막(42)을 스핀 코팅 방법으로 형성한다.Next, as shown in FIG. 4, a photoresist composition including a novolak resin, polyhydroxy styrene, a photosensitive agent, and a solvent is coated on the
상기 포토레지스트 조성물은, 10 내지 40중량%의 노볼락 수지, 1 내지 20중량%의 폴리히드록시 스티렌, 3 내지 10중량%의 광감응제 및 잔량의 용매를 포함하며, 본 실시예에서는, m-크레졸과 p-크레졸을 중량비 40/60으로 포함하는 크레졸 혼합물(Mw=15,000)과 포름알데히드 화합물을 산촉매로서 옥살산의 존재 하에 축중합(condensation polymerization)하여 얻은 노볼락 수지 30중량%, 화학식 9로 표현된 광감응제 8중량%, 분자량 8000인 폴리히드록시 스티렌 10중량%를 디메틸포름아미드(DMF)에 용해시켜 제조한 양성 포토레지스트 조성물(positive photoresist composition)(실시예 1의 No.9 화합물)을 이용하였다.The photoresist composition comprises 10 to 40% by weight of a novolak resin, 1 to 20% by weight of polyhydroxy styrene, 3 to 10% by weight of a photosensitizer and a residual solvent, in this embodiment, m 30% by weight of a novolak resin obtained by condensation polymerization of cresol mixture (Mw = 15,000) and formaldehyde compound containing cresol and p-cresol in a weight ratio of 40/60 in the presence of oxalic acid as an acid catalyst. Positive photoresist composition prepared by dissolving 8% by weight of the expressed photosensitizer and 10% by weight of polyhydroxy styrene having a molecular weight of 8000 in dimethylformamide (DMF) (No. 9 compound of Example 1) Was used.
그 다음, 도 4 및 도 5에서 보는 바와 같이, 마스크(52)를 이용하여 상기 포토레지스트막(42)을 노광한 후 현상하여 포토레지스트 패턴(42a)을 형성한다.4 and 5, the
이어서, 포토레지스트 패턴(42a)이 형성된 기판을 오븐에 넣고 약 130 내지 140도의 온도에서 하드 베이크(hard bake)를 실시한다. 하드 베이크는 현상 과정에서 풀어진 조직을 단단하게 하기 위하여 실시한다. Subsequently, the substrate on which the
이어서, 도 5에서 보는 바와 같이, 포토레지스트 패턴(42a)이 남아있는 부분을 제외한 영역의 하부 금속층(120p) 및 상부 금속층(120q)을 한번에 식각한다. 이 때, 식각액으로는 인산(H3PO4), 질산(HNO3), 아세트산(CH3COOH) 및 탈염수를 적정비율로 포함한 식각액이 적합하다. Subsequently, as shown in FIG. 5, the lower metal layer 120p and the
그 다음, 포토레지스트 박리제를 이용하여 상기 포토레지스트 패턴(42a)을 제거함으로써, 도 6a 및 도 6b에서 보는 바와 같이, 게이트 전극(124)을 포함하는 게이트선(121) 및 상기 게이트선(121)과 전기적으로 분리된 복수의 유지 전극선(131)을 형성한다.Next, the
그 다음, 도 7에 도시한 바와 같이, 게이트 전극(124)을 포함하는 게이트선(121) 및 유지전극선(131)을 덮는 질화규소(SiNx) 등의 절연 물질을 증착하여 게이트 절연막(140)을 형성한다. 그 다음, 게이트 절연막(140) 위에 불순물이 도핑되지 않은 비정질 규소(a-Si)층(150), 불순물이 도핑된 비정질 규소(n+ a-Si)층(160)을 순차적으로 적층한다. 진성 비정질 규소층(150)은 수소화 비정질 규소(hydrogenated amorphous silicon) 등으로 형성하며 불순물이 도핑된 비정질 규소층(160)은 인(P) 등의 n형 불순물이 고농도로 도핑된 비정질 규소 또는 실리사이드로 형성한다. Next, as shown in FIG. 7, an insulating material such as silicon nitride (SiNx) covering the
그런 다음 불순물이 도핑된 비정질 규소층(160) 위에 스퍼터링 등의 방법으로 몰리브덴을 포함하는 제1 금속층(170p), 알루미늄을 포함하는 제2 금속층(170q) 및 몰리브덴을 포함하는 제3 금속층(170r)을 차례로 증착한다.Then, on the
제1 금속층(170p), 제2 금속층(170q) 및 제3 금속층(170r)도 게이트선(121)과 마찬가지로 공동 스퍼터링으로 형성한다.Like the
이어서, 제3 금속층(170r) 위에 노볼락 수지, 폴리히드록시 스티렌, 광감응제 및 용제를 포함하는 포토레지스트 조성물을 도포하여 포토레지스트막을 스핀 코팅 방법으로 형성한다.Subsequently, a photoresist composition including a novolak resin, polyhydroxy styrene, a photosensitive agent, and a solvent is coated on the
포토레지스트 조성물은, 10 내지 40중량%의 노볼락 수지, 1 내지 20중량%의 폴리히드록시 스티렌, 3 내지 10중량%의 광감응제 및 잔량의 용매를 포함하며, 본 실시예에서는, m-크레졸과 p-크레졸을 중량비 40/60으로 포함하는 크레졸 혼합물(Mw=15,000)과 포름알데히드 화합물을 산촉매로서 옥살산의 존재 하에 축중합(condensation polymerization)하여 얻은 노볼락 수지 30중량%, 화학식 9로 표현된 광감응제 8중량%, 분자량 8000인 폴리히드록시 스티렌 10중량%를 디메틸포름아미드(DMF)에 용해시켜 제조한 양성 포토레지스트 조성물(positive photoresist composition)(실시예 1의 No.9 화합물)을 이용하였다.The photoresist composition comprises 10 to 40% by weight of novolac resin, 1 to 20% by weight of polyhydroxy styrene, 3 to 10% by weight of a photosensitizer and a residual amount of solvent, in this embodiment, m- 30% by weight of a novolak resin obtained by condensation polymerization of cresol mixture (Mw = 15,000) and formaldehyde compound containing cresol and p-cresol in a weight ratio of 40/60 in the presence of oxalic acid as an acid catalyst, Positive photoresist composition (No. 9 compound of Example 1) prepared by dissolving 8% by weight of the prepared photoresist and 10% by weight of polyhydroxy styrene having a molecular weight of 8000 in dimethylformamide (DMF) Was used.
그 다음, 포토레지스트막을 노광 및 현상한 후, 약 130 내지 140℃에서 하드 베이크(hard bake)를 실시하여, 도 8에서 보는 바와 같이, 서로 다른 두께를 가지는 포토레지스트 패턴(52, 54)을 형성한다. Then, after exposing and developing the photoresist film, a hard bake is performed at about 130 to 140 ° C. to form
설명의 편의상, 배선이 형성될 부분의 금속층(170), 불순물이 도핑된 비정질 규소층(160), 불순물이 도핑되지 않은 비정질 규소층(150)의 부분을 배선 부분(A)이라 하고, 채널이 형성되는 부분에 위치한 불순물 도핑된 비정질 규소층(160), 불순물이 도핑되지 않은 비정질 규소층(150)의 부분을 채널 부분(B)이라 하고, 채널 및 배선 부분을 제외한 영역에 위치하는 불순물이 도핑된 비정질 규소층(160), 불순물이 도핑되지 않은 비정질 규소층(150)의 부분을 기타 부분(C)이라 한다.For convenience of description, the
감광막 패턴(52, 54) 중에서 박막 트랜지스터의 채널부(B)에 위치한 제1 부분(54)은 데이터선이 형성될 부분(A)에 위치한 부분보다 두께가 작게 되도록 하며, 나머지 부분(C)의 감광막은 모두 제거한다. 이 때, 채널부(B)에 남아 있는 감광막(54)의 두께와 A 부분에 남아 있는 감광막(52)의 두께의 비는 후술할 식각 공정에서의 공정조건에 따라 다르게 하여야 하되, 제1 부분(54)의 두께를 제2 부분(52)의 두께의 1/2 이하로 하는 것이 바람직하다. The first portion 54 of the
그 다음, 도 9에 도시한 바와 같이, 기타 영역(C)에 노출되어 있는 금속층(170)을 식각액을 이용하여 습식 식각함으로써, 그 하부의 불순물이 도핑된 비정질 규소층(161)의 기타 부분(C)을 노출시킨다. Next, as shown in FIG. 9, by wet etching the
이 때 채널 부분(B)에 위치한 진성 비정질 규소층(154)의 상부가 일부 제거되어 두께가 작아질 수도 있으며, 배선 부분(A)의 감광막(52)도 이 때 어느 정도 식각될 수 있다. In this case, the upper portion of the intrinsic
다음으로 기타 부분(C)에 위치한 불순물이 도핑된 비정질 규소층(161) 및 그 하부의 진성 비정질 규소층(151)을 제거함과 함께, 채널 부분(B)의 감광막(54)을 제거하여 하부의 금속층(174)을 노출시킨다. Next, the
채널 부분(B)의 감광막의 제거는 기타 영역(C)의 불순물이 도핑된 비정질 규소층(161) 및 진성 비정질 규소층(151)의 제거와 동시에 수행하거나 또는 별도로 수행한다. 채널 영역(B)에 남아 있는 감광막(54) 잔류물은 애싱(ashing)으로 제거한다. 이 단계에서 반도체층(151, 154)이 완성된다. Removal of the photoresist of the channel portion B may be performed simultaneously with or separately from the removal of the
그 다음, 채널 부분(B)에 위치한 금속층(174) 및 불순물이 도핑된 비정질 규 소층(164)을 식각하여 제거한다. 또한, 남아 있는 배선 부분(A)의 감광막(52)도 제거한다. 이로써, 금속층(174) 각각이 소스 전극(173)을 포함한 하나의 데이터선(171)과 복수의 드레인 전극(175)으로 분리되면서 완성되고, 불순물이 도핑된 비정질 규소층(164)도 선형 저항성 접촉층(161)과 섬형 저항성 접촉층(165)으로 나뉘어 완성된다. The
이와 같이, 위치에 따라 감광막의 두께를 달리하는 방법으로 여러 가지가 있을 수 있는데, 노광 마스크에 투명 영역(transparent area)과 차광 영역(light blocking area) 뿐 아니라 반투광 영역(semi-transparent area)을 두는 것이 그 예이다. 반투광 영역에는 슬릿(slit) 패턴, 격자 패턴(lattice pattern) 또는 투과율이 중간이거나 두께가 중간인 박막이 구비된다. 슬릿 패턴을 사용할 때에는, 슬릿의 폭이나 슬릿 사이의 간격이 사진 공정에 사용하는 노광기의 분해능(resolution)보다 작은 것이 바람직하다. 다른 예로는 리플로우가 가능한 감광막을 사용하는 것이다. 즉, 투명 영역과 차광 영역만을 지닌 통상의 마스크로 리플로우 가능한 감광막 패턴을 형성한 다음 리플로우시켜 감광막이 잔류하지 않은 영역으로 흘러내리도록 함으로써 얇은 부분을 형성한다. As such, there may be various methods of varying the thickness of the photoresist layer according to the position. The semi-transparent area as well as the transparent area and the light blocking area may be formed in the exposure mask. For example. The semi-transmissive region includes a slit pattern, a lattice pattern, or a thin film having a medium transmittance or a medium thickness. When using the slit pattern, it is preferable that the width of the slits and the interval between the slits are smaller than the resolution of the exposure machine used for the photographic process. Another example is to use a photoresist film that can be reflowed. That is, a thin portion is formed by forming a reflowable photoresist pattern with a normal mask having only a transparent region and a light shielding region and then reflowing so that the photoresist film flows into an area where no photoresist remains.
적절한 공정 조건을 주면 감광막 패턴(52, 54)의 두께 차 때문에 하부층들을 선택적으로 식각할 수 있다. Given the appropriate process conditions, the lower layers may be selectively etched due to the difference in thickness of the
일련의 식각 단계를 거친 후, 상기 포토레지스트 패턴(52, 54) 위에 포토레지스트 박리제를 적용하여 포토레지스트 패턴(52, 54)을 제거함으로써, 도 10a 및 도 10b에서 보는 바와 같이, 복수의 소스 전극(173)을 각각 포함하는 복수의 데이 터선(171), 복수의 드레인 전극(175) 및 데이터선의 끝부분(179)을 형성하고, 복수의 돌출부(163)를 각각 포함하는 복수의 선형 저항성 접촉층(161) 및 복수의 섬형 저항성 접촉층(165), 및 복수의 돌출부(154)를 포함하는 복수의 선형 반도체층(151)을 형성한다. After a series of etching steps, a photoresist stripper is applied on the
다음, 도 11a 및 도 11b에 도시한 바와 같이, 소스 전극(173)을 포함하는 데이터선(171) 및 드레인 전극(175)에 의해 가려지지 않는 반도체층(154)을 덮도록 보호막(180)을 형성한다. 이때 보호막(180)은 평탄화 특성이 우수하며 감광성(photosensitivity)을 가지는 유기 물질, 플라스마 화학 기상 증착(plasma enhanced chemical vapor deposition, PECVD)으로 형성되는 a-Si:C:O, a-Si:O:F 등의 저유전율 절연 물질, 또는 무기 물질인 질화 규소 따위를 단층 또는 복수층으로 형성하여 보호막(passivation layer)을 형성한다. Next, as shown in FIGS. 11A and 11B, the
그런 다음 보호막(180)을 사진 식각 공정으로 복수의 접촉구(185, 182)를 형성한다. 이때 감광성을 가지는 유기막일 경우에는 사진 공정만으로 접촉구를 형성할 수 있다. Then, the
이어, 도 1 및 도 2에 도시한 바와 같이, ITO 또는 IZO 등의 투명한 도전 물질을 증착하고, 마스크를 이용한 사진 식각 공정으로 식각하여 접촉구(185, 182)를 통해 데이터선의 한쪽 끝부분(179)과 각각 연결되는 접촉 보조 부재(82), 접촉구(185)를 통해 드레인 전극(175)과 연결되는 화소 전극(190)을 형성한다. Subsequently, as shown in FIGS. 1 and 2, a transparent conductive material such as ITO or IZO is deposited and etched by a photolithography process using a mask to form one
본 실시예에서는 특정 조성으로 제조된 한 종류의 포토레지스트 조성물만을 적용하였지만, 상기 조성비의 조성물에 특히 한정되는 것은 아니다.In this embodiment, only one type of photoresist composition manufactured with a specific composition is applied, but is not particularly limited to the composition having the above composition ratio.
또한, 게이트선(121) 및 데이터선(171)을 이중층으로 형성한 경우에 대해서만 보였지만 단일층 또는 다중층인 경우 또한 동일하게 적용할 수 있으며, 본 실시예에서는 상기 게이트선(121) 및 데이터선(171)으로 몰리브덴(Mo)과 알루미늄(Al)으로 이루어진 금속층을 적용하였지만 배선으로 적용할 수 있는 모든 도전체에 대하여 동일하게 적용할 수 있다.Although only the case where the
또한, 본 실시예에서는 게이트선 및 데이터선 형성 단계에서만 포토레지스트 조성물을 이용한 사진 식각 공정을 보였지만, 사진 식각 공정이 요구되는 도전성 또는 비도전성 층에 대하여 모두 동일하게 적용할 수 있음은 당연하다.In addition, in the present embodiment, the photolithography process using the photoresist composition is shown only in the gate line and data line forming steps, but it is obvious that the photolithography process may be equally applied to the conductive or non-conductive layer requiring the photolithography process.
이상에서 본 발명의 바람직한 실시예들에 대하여 상세하게 설명하였지만 본 발명의 권리범위는 이에 한정되는 것은 아니고 다음의 청구범위에서 정의하고 있는 본 발명의 기본 개념을 이용한 당업자의 여러 변형 및 개량 형태 또한 본 발명의 권리범위에 속하는 것이다. Although preferred embodiments of the present invention have been described in detail above, the scope of the present invention is not limited thereto, and various modifications and improvements of those skilled in the art using the basic concepts of the present invention defined in the following claims are also provided. It belongs to the scope of the invention.
상기와 같이, 포토레지스트 조성물에 폴리히드록시 스티렌을 소정량 함유함으로써, 기존에 노볼락 수지 단독으로 사용한 경우보다 내열 특성을 개선시킬 수 있다. 이로써, 기존보다 약 20 내지 30℃ 높은 온도에서 하드 베이크 공정을 수행하여 포토레지스트 패턴을 미세하게 조절할 수 있다.
As described above, by containing a predetermined amount of polyhydroxy styrene in the photoresist composition, it is possible to improve the heat resistance characteristics than in the case of using conventionally novolak resin alone. As a result, the photoresist pattern may be finely adjusted by performing a hard bake process at a temperature of about 20 to 30 ° C. higher than before.
Claims (22)
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