KR20080015619A - Mask and method for manufacturing thin film transistor array panel using the mask - Google Patents

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박정민
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Abstract

A mask and a method for manufacturing a thin film transistor display panel using the mask are provided to form a photoresist pattern with an intermediate thickness by using a mask including a shielding layer on a partial region in a semi-transmitting section. Gate lines(121,129) including a gate electrode(124) are formed on a dielectric substrate. A gate dielectric covering the gate lines is formed. A semiconductor(154) is formed on an upper portion of the gate dielectric. A data line(171) having a source electrode and a drain electrode(175) are formed on an upper portion of the semiconductor. A protective layer having contact holes(181,182,185) is formed. The contact holes cover the data line and expose the drain electrode. A pixel electrode is formed to be connected to the drain electrode through the contact holes. A photolithography process is performed by using a mask to form the semiconductor, the data line, and the drain electrode. The mask includes a transmitting section, a semi-transmitting section, and a shielding section. The semi-transmitting section includes a semi-transmitting layer. A shielding layer is formed on a partial region in the semi-transmitting section.

Description

마스크 및 이를 이용한 박막 트랜지스터 표시판의 제조 방법{Mask and method for manufacturing thin film transistor array panel using the mask}Mask and method for manufacturing thin film transistor array panel using the mask

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 마스크의 구조를 도시한 단면도이다.1 is a cross-sectional view showing the structure of a mask according to an embodiment of the present invention.

도 2는 본 발명의 다른 실시예에 따른 마스크의 구조를 도시한 단면도이다.2 is a cross-sectional view showing the structure of a mask according to another embodiment of the present invention.

도 3 내지 도 15는 본 발명의 일 실시예에 따른 박막 트랜지스터의 제조 방법을 단계별로 도시한 평면도 및 단면도이다.3 to 15 are plan and cross-sectional views illustrating a method of manufacturing a thin film transistor according to an exemplary embodiment of the present invention.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명 *Explanation of symbols on the main parts of the drawings

110 : 기판 121, 129 : 게이트선110: substrate 121, 129: gate line

124 : 게이트 전극 140 : 게이트 절연막124: gate electrode 140: gate insulating film

154 : 반도체 171 : 데이터선154 semiconductor 171 data line

175 : 드레인 전극 180 : 보호막 175: drain electrode 180: protective film

181, 182, 185 : 접촉 구멍 190 : 화소 전극181, 182, 185: contact hole 190: pixel electrode

10 : 마스크10: mask

본 발명은 마스크 및 박막 트랜지스터 표시판의 제조 방법에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 반도체 소자를 제조하기 위한 사진 공정에서 사용하는 마스크 및 박막 트랜지스터 표시판의 제조 방법에 관한 것이다.The present invention relates to a method of manufacturing a mask and a thin film transistor array panel, and more particularly, to a method of manufacturing a mask and a thin film transistor array panel used in a photographic process for manufacturing a semiconductor device.

최근, 무겁고 큰 음극선관(cathode ray tube, CRT)을 대신하여 유기 전계 발광 표시 장치(organic electroluminescence display, OLED), 플라스마 표시 장치(plasma display panel, PDP), 액정 표시 장치(liquid crystal display, LCD)와 같은 평판 표시 장치가 활발히 개발되고 있다.Recently, organic electroluminescence display (OLED), plasma display panel (PDP), liquid crystal display (LCD), instead of heavy and large cathode ray tube (CRT) Such flat panel display devices are being actively developed.

PDP는 기체 방전에 의하여 발생하는 플라스마를 이용하여 문자나 영상을 표시하는 장치이며, 유기 EL 표시 장치는 특정 유기물 또는 고분자들의 전계 발광을 이용하여 문자 또는 영상을 표시한다. 액정 표시 장치는 두 표시판의 사이에 들어 있는 액정층에 전기장을 인가하고, 이 전기장의 세기를 조절하여 액정층을 통과하는 빛의 투과율을 조절함으로써 원하는 화상을 얻는다.PDP is a device for displaying characters or images using plasma generated by gas discharge, and the organic EL display device displays characters or images by using electroluminescence of specific organic materials or polymers. The liquid crystal display device applies an electric field to a liquid crystal layer interposed between two display panels, and adjusts the intensity of the electric field to adjust a transmittance of light passing through the liquid crystal layer to obtain a desired image.

이러한 평판 표시 장치 중에서 예를 들어 액정 표시 장치와 유기 EL 표시 장치는 스위칭 소자를 포함하는 화소와 게이트선 및 데이터선을 포함하는 표시 신호선이 구비된 하부 표시판, 하부 표시판과 마주하며 색 필터가 구비되어 있는 상부 표시판, 그리고 표시 신호선에 구동 전압을 인가하는 여러 회로 요소를 포함한다.Among such flat panel displays, for example, a liquid crystal display and an organic EL display may include a lower panel and a color filter facing the lower panel and the lower panel including a pixel including a switching element and a display signal line including a gate line and a data line. An upper panel, and various circuit elements for applying a driving voltage to the display signal line.

이러한 표시판은 마스크를 이용한 사진 식각 공정으로 기판의 상부에 형성된 박막을 패터닝하여 다층의 배선 등을 형성하여 완성하는 것이 일반적이다. 이 때 생산 비용을 줄이기 위해서는 마스크의 수를 적게 하는 것이 바람직하며, 이를 위하여 중간 두께를 가지는 감광막 패턴을 형성하고, 이를 식각 마스크로 이용하여 서로 다른 박막을 함께 패터닝하는 기술이 개발되고 있다. 마스크는 중간 두께 부 분을 형성하기 위해 빛의 투과율을 조절할 수 있는 반투과부를 포함한다. Such a display panel is generally completed by patterning a thin film formed on an upper portion of a substrate by a photolithography process using a mask to form a multilayer wiring or the like. At this time, in order to reduce the production cost, it is desirable to reduce the number of masks. To this end, a technique of forming a photosensitive film pattern having a medium thickness and using the same as an etching mask to pattern different thin films together has been developed. The mask includes a transflective portion that can adjust the transmittance of light to form a medium thickness portion.

감광막 패턴 중에서 중간 두께를 가지는 부분은 초기에 그 하부에 위치하는 박막이 드러나지 않도록 식각되는 것을 방지하는 기능을 가지며, 이후에는 두껍게 남긴 부분을 식각 마스크로 사용하기 위해 에치 백(etch back) 공정을 통하여 완전히 제거되어야 한다. 따라서 중간 두께 부분은 균일한 두께를 유지해야 한다.The portion of the photoresist pattern having a middle thickness has a function of preventing the thin film positioned at the lower portion thereof from being initially etched out, and then through an etch back process to use the thick left portion as an etching mask. It must be removed completely. Therefore, the middle thickness portion should maintain a uniform thickness.

그런데 중간 두께 부분에 홈이 생기거나 두꺼운 부분이 남는 현상이 발생한다. By the way, a groove is formed in the middle thickness portion or a thick portion remains.

본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는 감광막 패턴 중 중간 두께를 가지는 부분의 두께를 균일하게 할 수 있는 마스크 및 이를 이용한 박막 트랜지스터의 제조 방법을 제공하는 것이다.SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made in an effort to provide a mask capable of making the thickness of a portion having a middle thickness uniform in the photoresist pattern and a method of manufacturing a thin film transistor using the same.

이러한 과제를 해결하기 위하여 본 발명의 일 실시예에 따른 마스크는 빛을 투과시키는 투과부, 투과부 보다 적은 양의 빛을 투과시키는 반투과부 및, 빛을 차단하는 차광부를 포함할 수 있다. 이 때 반투과부는 반투과막을 포함하고, 반투과부 중 일부 영역에 차광막이 형성될 수 있다. In order to solve this problem, the mask according to an embodiment of the present invention may include a transmissive part for transmitting light, a transflective part for transmitting a smaller amount of light than the transmissive part, and a light shielding part for blocking light. In this case, the transflective part may include a transflective film, and a light shielding film may be formed in a portion of the transflective part.

본 발명의 일 실시예에 따른 박막 트랜지스터 표시판의 제조 방법은 절연 기판 위에 게이트 전극을 가지는 게이트선을 형성하는 단계, 게이트선을 덮는 게이트 절연막을 형성하는 단계, 게이트 절연막 상부에 반도체를 형성하는 단계, 반도체의 상부에 소스 전극을 가지는 데이터선 및 드레인 전극을 형성하는 단계, 데이터선을 덮으며 상기 드레인 전극을 노출시키는 접촉 구멍을 가지고 있는 보호막을 형성하는 단계, 및 접촉 구멍을 통하여 상기 드레인 전극과 연결되는 화소 전극을 형성하는 단계를 포함하고, 반도체와 상기 데이터선 및 상기 드레인 전극 형성 단계는 하나의 마스크를 이용한 사진 식각 공정으로 이루어질 수 있다. 이 때 마스크는 빛을 투과시키는 투과부, 상기 투과부 보다 적은 양의 빛을 투과시키는 반투과부, 빛을 차단하는 차광부를 포함하고, 반투과부는 반투과막을 포함하며, 반투과부 중 일부 영역에 차광막이 형성될 수 있다.A method of manufacturing a thin film transistor array panel according to an exemplary embodiment of the present invention includes forming a gate line having a gate electrode on an insulating substrate, forming a gate insulating film covering the gate line, forming a semiconductor on the gate insulating film, Forming a data line and a drain electrode having a source electrode on the semiconductor, forming a passivation layer covering the data line and having a contact hole for exposing the drain electrode, and connecting the drain electrode through the contact hole The method may include forming a pixel electrode, wherein the semiconductor, the data line, and the drain electrode forming step may be performed by a photolithography process using a single mask. In this case, the mask includes a transmissive part for transmitting light, a transflective part for transmitting a smaller amount of light than the transmissive part, and a light shielding part for blocking light, wherein the semi-transmissive part includes a transflective film, and a light shielding film is formed on a portion of the transflective part. Can be.

첨부한 도면을 참고로 하여 본 발명의 실시예에 대하여 본 발명이 속하는 기술 분야에서 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. DETAILED DESCRIPTION Embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings 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.

도면에서 여러 층 및 영역을 명확하게 표현하기 위하여 두께를 확대하여 나타내었다. 명세서 전체를 통하여 유사한 부분에 대해서는 동일한 도면 부호를 붙였다. 층, 막, 영역, 판 등의 부분이 다른 부분 “위에”있다고 할 때, 이는 다른 부분 “바로 위에” 있는 경우뿐 아니라 그 중간에 또 다른 부분이 있는 경우도 포함한다. 반대로 어떤 부분이 다른 부분 “바로 위에”있다고 할 때에는 중간에 다른 부분이 없는 것을 뜻한다.In the drawings, the thickness of layers, films, panels, regions, etc., are exaggerated for clarity. Like parts are designated by like reference numerals throughout the specification. When a part of a layer, film, region, plate, etc. is said to be "on" another part, this includes not only the other part "right over" but also another part in the middle. On the contrary, when a part is “just above” another part, there is no other part in the middle.

우선 본 발명의 일 실시예에 따른 마스크의 구조에 대해 도 1을 참고로 하여 상세하게 설명한다. 도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 마스크의 구조를 구체적으로 도시한 단면도이다.First, a structure of a mask according to an exemplary embodiment of the present invention will be described in detail with reference to FIG. 1. 1 is a cross-sectional view showing in detail the structure of a mask according to an embodiment of the present invention.

도 1에서 보는 바와 같이, 본 발명의 실시예에 따른 마스크(10)는 빛을 차단하는 차광부(12), 빛을 투과시키는 투과부(13) 및 투과부(13) 보다 적은 양의 빛을 투과시키는 반투과부(14)를 포함한다.As shown in FIG. 1, the mask 10 according to an exemplary embodiment of the present invention transmits a light shielding portion 12 that blocks light, a transmitting portion 13 that transmits light, and a smaller amount of light than the transmitting portion 13. And a transflective portion 14.

본 발명의 일 실시예에 따른 마스크(10)는 석영과 같이 투명한 물질로 이루어진 기판(11)을 포함한다. 반투과막(15)은 기판(11) 위에 형성되고, 차광부(12)와 반투과부(13)에 대응되는 영역에 형성된다. 차광막(16)은 반투과막(15) 위에 형성되고, 차광부(12)에 대응되는 전 영역과, 반투과부(15) 중 일부 영역에 형성된다. 예를 들면 반투과부(15) 영역의 중심부에 형성될 수 있다. 따라서 차광부(12)로 입사된 빛은 차광막(16)에 의하여 전부 차단되고, 반투과부(14)로 입사된 반투과막(15)과 일부의 차광막(16)에 의하여 일부 차단되며, 투과부(13)로 입사된 빛은 투명한 기판(11)을 통과하여 전부 투과된다. 반투과부(14)는 투과부(13)를 투과한 빛의 30 내지 70% 정도의 빛을 투과시킬 수 있다.The mask 10 according to the exemplary embodiment of the present invention includes a substrate 11 made of a transparent material such as quartz. The transflective film 15 is formed on the substrate 11 and is formed in a region corresponding to the light blocking portion 12 and the transflective portion 13. The light shielding film 16 is formed on the transflective film 15, and is formed in the entire region corresponding to the light shielding portion 12 and a part of the semi-transmissive portion 15. For example, it may be formed in the center of the semi-transmissive portion 15 area. Therefore, the light incident on the light blocking part 12 is completely blocked by the light blocking film 16, partially blocked by the light transmitting film 15 and a part of the light blocking film 16 incident on the transflective part 14. The light incident on 13 passes through the transparent substrate 11 and is completely transmitted. The semi-transmissive portion 14 may transmit about 30 to 70% of the light transmitted through the transmissive portion 13.

본 발명의 일 실시예에 따른 마스크(10)는 둘 이상의 박막 위에 제1 두께와 제1 두께보다 낮은 제2 두께를 갖는 감광막 패턴(19)을 사용하기 위하여 형성된다. 특히 본 발명의 일 실시예에 따른 마스크(10)는 음의 감광성 물질에 패턴을 형성하는 데 사용된다. 음의 감광성 물질을 박막 위에 도포하여 감광막을 형성한 후, 패터닝된 마스크로 노광 현상 공정을 진행하면, 빛을 받은 부분은 잔류하고 빛을 받지 않은 부분은 제거된다. 따라서 투과부(13)는 감광막 패턴 중 제1 부분(A 영역)에 대응되고, 반투과부(14)는 제1 부분 보다 낮은 제2 부분(B 영역)에 대응되며, 차광부(12)는 제3 부분(C 영역)에 대응된다. 본 발명의 일 실시예에서 제3 부분은 제1 부분 및 제2 부분보다 두께가 낮게 형성되며, 바람직하게 제3 부분의 두께는 0이 된다.The mask 10 according to an embodiment of the present invention is formed to use the photoresist pattern 19 having a first thickness and a second thickness lower than the first thickness on two or more thin films. In particular, the mask 10 according to one embodiment of the invention is used to form a pattern on a negative photosensitive material. After the negative photosensitive material is coated on the thin film to form a photoresist, the exposure development process is performed using a patterned mask, and the portion that receives light remains and the portion that does not receive light is removed. Therefore, the transmissive part 13 corresponds to the first portion (region A) of the photoresist pattern, the transflective portion 14 corresponds to the second portion (region B) lower than the first portion, and the light shielding portion 12 is the third portion. Corresponds to the portion (region C). In an embodiment of the present invention, the third portion has a lower thickness than the first portion and the second portion, and preferably, the thickness of the third portion is zero.

그런데 본 발명의 일 실시예에 따른 마스크(10)는 투과부(13)와 투과부(13) 사이에 반투과부(14)가 형성되어 있다. 빛이 마스크(10)를 투과할 때, 투과부(13)와 투과부(13)의 사이에서 산란될 수 있고, 이 때 원하는 빛의 양보다 많은 양이 반투과부(14)를 투과하여, 반투과부(14)에 대응되는 감광막에 조사될 수 있다. 그 결과 반투과부(14)에 대응되는 제2 부분(B 영역)에 홈이 생기거나 두꺼운 부분이 남을 수 있다. 따라서 반투과부(14) 중 일부 영역에 차광막(16)이 형성된다.However, in the mask 10 according to the exemplary embodiment of the present invention, a transflective portion 14 is formed between the transmissive portion 13 and the transmissive portion 13. When light passes through the mask 10, it may be scattered between the transmissive portion 13 and the transmissive portion 13, in which an amount greater than the desired amount of light passes through the transflective portion 14, such that the transflective portion ( 14 may be irradiated to the photoresist film corresponding to the above. As a result, a groove may be formed or a thick portion may remain in the second portion B region corresponding to the transflective portion 14. Therefore, the light shielding film 16 is formed in a part of the transflective portion 14.

반투과막(15)은 MoSi 등과 같은 물질을 포함하며, 차광막(16)은 크롬 등과 같은 불투명한 물질을 포함한다. 차광막(16)은 크롬과 크롬 산화막의 이중막으로 형성될 수도 있다.The semi-transmissive film 15 includes a material such as MoSi, and the light shielding film 16 includes an opaque material such as chromium. The light shielding film 16 may be formed as a double film of chromium and a chromium oxide film.

이하에서는 본 발명의 다른 실시예에 따른 마스크의 구조에 대해 도 2를 참고로 하여 상세하게 설명한다. 도 2는 본 발명의 다른 실시예에 따른 마스크의 구조를 구체적으로 도시한 단면도이다.Hereinafter, a structure of a mask according to another exemplary embodiment of the present invention will be described in detail with reference to FIG. 2. 2 is a cross-sectional view showing in detail the structure of a mask according to another embodiment of the present invention.

도 2에서 보는 바와 같이, 본 발명의 다른 실시예에 따른 마스크(20)는 빛을 차단하는 차광부(22), 빛을 투과시키는 투과부(23) 및 투과부(23) 보다 적은 양의 빛을 투과시키는 반투과부(24)를 포함한다. 다만 도 1 도시된 마스크와 층상 구조가 다르다.As shown in FIG. 2, the mask 20 according to another embodiment of the present invention transmits a smaller amount of light than the light blocking portion 22 that blocks light, the light transmitting portion 23, and the light transmitting portion 23. It includes a transflective portion 24 to make. However, the layer structure is different from the mask shown in FIG.

본 발명의 일 실시예에 따른 마스크(20)는 석영과 같이 투명한 물질로 이루어진 기판(21)을 포함한다. 차광막(26)은 기판(21) 위에 형성되고, 차광부(22)에 대응되는 전 영역과, 반투과부(23)에 대응되는 영역 중 일부에 형성된다. 반투과막(25)은 차광부(22)에 형성된 차광막(26) 위에 형성되고, 반투과부(23) 중 일부에 형성된 차광막(26)을 덮도록 형성된다. 즉, 반투과막(25)은 차광부(22)와 반투과부(23) 전 영역에 형성될 수 있다.The mask 20 according to an embodiment of the present invention includes a substrate 21 made of a transparent material such as quartz. The light shielding film 26 is formed on the substrate 21, and is formed in a part of the entire region corresponding to the light shielding portion 22 and the region corresponding to the transflective portion 23. The transflective film 25 is formed on the light shielding film 26 formed in the light shielding part 22, and is formed so as to cover the light shielding film 26 formed in a part of the transflective part 23. That is, the transflective layer 25 may be formed in the entire area of the light blocking portion 22 and the transflective portion 23.

따라서 차광부(22)로 입사된 차광막(26)에 의하여 전부 차단되고, 반투과부(24)로 입사된 빛은 반투과막(25)과 일부의 차광막(26)에 의하여 일부 차단되며, 투과부(23)로 입사된 빛은 투과된다. 반투과부(24)는 투과부(23)를 투과한 빛의 30 내지 70% 정도의 빛을 투과시킬 수 있다.Therefore, the light is completely blocked by the light blocking film 26 incident to the light blocking part 22, and the light incident to the semi-transmissive part 24 is partially blocked by the semi-transmissive film 25 and a part of the light blocking film 26. Light incident on 23 is transmitted. The semi-transmissive portion 24 may transmit about 30 to 70% of the light transmitted through the transmissive portion 23.

본 발명의 다른 실시예에 따른 마스크(20)는 둘 이상의 박막 위에 제1 두께와 제1 두께보다 낮은 제2 두께를 갖는 감광막 패턴(29)을 사용하기 위하여 형성된다. 특히 본 발명의 다른 실시예에 따른 마스크(20)는 음의 감광성 물질에 패턴을 형성하는 데 사용될 수 있다. 따라서 투과부(13)는 제1 두께를 갖는 제1 부분(A 영역)에 대응되고, 반투과부(14)는 제1 두께 보다 낮은 제2 두께를 갖는 제2 부분(B 영역)에 대응되며, 차광부(12)는 제3 부분(C 영역)에 대응된다. 본 발명의 일 실시예에서 제3 부분은 제1 부분 및 제2 부분보다 두께가 낮게 형성되며, 바람직하게 제3 부분의 두께는 0이 된다.The mask 20 according to another embodiment of the present invention is formed to use the photoresist pattern 29 having a first thickness and a second thickness lower than the first thickness on two or more thin films. In particular, the mask 20 according to another embodiment of the present invention may be used to form a pattern on a negative photosensitive material. Therefore, the transmissive portion 13 corresponds to the first portion (region A) having the first thickness, and the transflective portion 14 corresponds to the second portion (region B) having the second thickness lower than the first thickness. The light portion 12 corresponds to the third portion (C region). In an embodiment of the present invention, the third portion has a lower thickness than the first portion and the second portion, and preferably, the thickness of the third portion is zero.

이하에서는 도 3 내지 도 15를 참조하여 본 발명의 일 실시예에 따른 마스크를 사용한 박막 트랜지스터 제조 방법에 대하여 설명한다.Hereinafter, a thin film transistor manufacturing method using a mask according to an embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. 3 to 15.

도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 박막 트랜지스터 표시판의 제조 방법 중 일 단계에서 박막 트랜지스터 표시판의 평면도이고, 도 4는 도 3의 박막 트랜지스 터 표시판을 Ⅰ-Ⅰ선을 따라 자른 단면도이며, 도 5는 도 3의 박막 트랜지스터 표시판을 Ⅱ-Ⅱ선을 따라 자른 단면도이다.3 is a plan view of a thin film transistor array panel in one step of the method of manufacturing a thin film transistor array panel according to an exemplary embodiment of the present invention, and FIG. 4 is a cross-sectional view taken along the line I-I of the thin film transistor array panel of FIG. 5 is a cross-sectional view of the thin film transistor array panel of FIG. 3 taken along a line II-II.

도 6은 도 4의 다음 단계에서의 단면도이고, 도 7은 도 5의 다음 단계에서의 단면도이다. 도 8은 도 6의 다음 단계에서의 단면도이고, 도 9는 도 7의 다음 단계에서의 단면도이다.  6 is a cross-sectional view at the next step of FIG. 4, and FIG. 7 is a cross-sectional view at the next step of FIG. 5. 8 is a cross-sectional view at the next step of FIG. 6, and FIG. 9 is a cross-sectional view at the next step of FIG. 7.

도 10은 도 8 및 도 9의 다음 단계에서의 박막 트랜지스터 표시판의 평면도이고, 도 11은 도 10의 박막 트랜지스터 표시판을 Ⅲ-Ⅲ선을 따라 자른 단면도이고, 도 12는 도 10의 박막 트랜지스터 표시판을 Ⅳ-Ⅳ선을 따라 자른 단면도이다.FIG. 10 is a plan view of a thin film transistor array panel in the next steps of FIGS. 8 and 9, FIG. 11 is a cross-sectional view taken along line III-III of the thin film transistor array panel of FIG. 10, and FIG. 12 is a cross-sectional view of the thin film transistor array panel of FIG. 10. A cross section taken along the line IV-IV.

도 13은 도 11의 다음 단계에서의 박막 트랜지스터 표시판의 평면도이고, 도 14는 도 13의 박막 트랜지스터 표시판을 Ⅴ-Ⅴ선을 따라 자른 단면도이고, 도 15는 도 13의 박막 트랜지스터 표시판을 Ⅵ-Ⅵ선을 따라 자른 단면도이다.FIG. 13 is a plan view of the thin film transistor array panel of the next step of FIG. 11, FIG. 14 is a cross-sectional view taken along the line VV of the thin film transistor array panel of FIG. 13, and FIG. 15 is a VI-VI view of the thin film transistor array panel of FIG. 13. A cross section taken along a line.

도 3 내지 도 5에 도시한 바와 같이, 먼저 투명한 유리 따위로 만들어진 절연 기판(110) 위에 금속막을 형성한다. 그 다음 습식 또는 건식 식각하여 게이트 전극(124) 및 끝부분(129)을 포함하는 복수의 게이트선(121), 유지 전극(133a, 133b)을 포함하는 복수의 유지 전극선(131)를 형성한다.3 to 5, first, a metal film is formed on an insulating substrate 110 made of transparent glass. Next, a plurality of gate lines 121 including the gate electrode 124 and the end portion 129 and a plurality of storage electrode lines 131 including the storage electrodes 133a and 133b are formed by wet or dry etching.

그리고 게이트선(121) 및 유지 전극선(131) 위에 질화규소(SiNx) 따위로 만들어진 게이트 절연막(140), 불순물이 도핑되지 않은 진성 비정질 규소(a-Si)층(150) 및 불순물이 도핑된 비정질 규소(n+ a-Si)층(160)을 형성한다. 연속적으로, 불순물이 도핑된 비정질 규소층(160) 위에 스퍼터링 방법으로 데이터 금속층(170)을 형성한다. The gate insulating layer 140 made of silicon nitride (SiNx), the intrinsic amorphous silicon (a-Si) layer 150 which is not doped with impurities, and the amorphous silicon that is doped with impurities are formed on the gate line 121 and the storage electrode line 131. The (n + a-Si) layer 160 is formed. Subsequently, the data metal layer 170 is formed on the amorphous silicon layer 160 doped with impurities by a sputtering method.

도 6 및 도 7에 도시한 바와 같이, 데이터 금속층(170) 위에 음의 감광성 물질을 도포하여 감광막을 형성한 후, 본 발명의 일 실시예에 따른 마스크(10)를 사용하여 노광 및 현상하여 감광막 패턴을 형성한다. 6 and 7, after the negative photosensitive material is coated on the data metal layer 170 to form a photoresist film, the photoresist film is exposed and developed by using a mask 10 according to an embodiment of the present invention. Form a pattern.

현상된 감광막 패턴의 두께는 위치에 따라 다른데, 감광막 패턴은 두께가 점점 낮아지는 제1 내지 제3 부분으로 이루어진다. 즉, 제1 부분의 두께가 가장 두껍고, 제2 부분의 두께는 제1 부분의 두께보다 낮으며, 제3 부분의 두께는 제2 부분의 두께보다 낮다. 제3 부분의 두께는 실질적으로 0이 될 수도 있다. A 영역(이하 “배선 영역”이라 함)에 위치한 제1 부분과 B 영역(이하 “채널 영역”이라 함)에 위치한 제2 부분은 각각 도면 부호 52와 54로 나타내었고 C 영역(이하 “기타 영역”이라 함)에 위치한 제3 부분에 대한 도면 부호는 부여하지 않았는데, 이는 제3 부분이 0의 두께를 가지고 있어 아래의 도전체층(170)이 드러나 있기 때문이다. 제1 부분(52)과 제2 부분(54)의 두께의 비는 후속 공정에서의 공정 조건에 따라 다르게 하되, 제2 부분(54)의 두께를 제1 부분(52)의 두께의 1/2 이하로 하는 것이 바람직하다. The thickness of the developed photoresist pattern varies depending on the position, and the photoresist pattern is composed of first to third portions whose thickness is gradually lowered. That is, the thickness of the first portion is the thickest, the thickness of the second portion is lower than the thickness of the first portion, and the thickness of the third portion is lower than the thickness of the second portion. The thickness of the third portion may be substantially zero. The first part located in the area A (hereinafter referred to as the "wiring area") and the second part located in the area B (hereinafter referred to as the "channel area") are denoted by reference numerals 52 and 54, respectively, and the area C (hereinafter referred to as "other area"). Reference numerals are not assigned to the third portion located at the bottom portion of the ”, since the third portion has a thickness of zero and the lower conductive layer 170 is exposed. The ratio of the thicknesses of the first portion 52 and the second portion 54 varies depending on the process conditions in the subsequent process, but the thickness of the second portion 54 is 1/2 of the thickness of the first portion 52. It is preferable to set it as follows.

본 발명의 일 실시예에 따른 마스크(10)는 빛을 차단하는 차광부(12), 빛을 투과시키는 투과부(13) 및 투과부(13) 보다 적은 양의 빛을 투과시키는 반투과부(14)를 포함한다. 차광부(12)로 입사된 빛은 차광막(16)에 의하여 전부 차단되고, 반투과부(14)로 입사된 빛은 반투과막(15)과 일부의 차광막(16)에 의하여 일부 차단되며, 투과부(13)로 입사된 빛은 전부 투과된다. The mask 10 according to the exemplary embodiment of the present invention may include a light blocking part 12 that blocks light, a light transmitting part 13 that transmits light, and a semi-transmissive part 14 that transmits less light than the light transmitting part 13. Include. The light incident on the light blocking part 12 is completely blocked by the light blocking film 16, and the light incident on the light transmissive part 14 is partially blocked by the semi-transmissive film 15 and a part of the light blocking film 16. All the light incident on 13 is transmitted.

음의 감광성 물질을 박막 위에 도포하여 감광막을 형성한 후, 패터닝된 마스 크로 노광 현상 공정을 진행하면, 빛을 받은 부분은 잔류하고 빛을 받지 않은 부분은 제거된다. 따라서 투과부(13)는 제1 부분(배선 영역, 52)에 대응되고, 차광부(12)는 제3 부분(기타 영역)에 대응되며, 반투과부는 제2 부분(채널 영역, 54)에 대응된다. After the negative photosensitive material is coated on the thin film to form a photosensitive film, the patterned mask is exposed to the developing process, and the portion that receives light remains and the portion that does not receive light is removed. Accordingly, the transmission part 13 corresponds to the first part (wiring area) 52, the light shielding part 12 corresponds to the third part (other area), and the transflective part corresponds to the second part (channel area, 54). do.

그런데 본 발명의 일 실시예에 따른 마스크(10)는 투과부(13)와 투과부(13) 사이에 반투과부(14)가 형성되어 있다. 빛이 마스크(10)를 투과할 때, 투과부(13)와 투과부(13)의 사이에서 산란될 수 있고, 이 때 원하는 빛의 양보다 많은 양이 반투과부(14)에 대응되는 영역(채널 영역)의 감광막에 조사될 수 있다. 그 결과 제2 부분(54)에 홈이 생기거나 두꺼운 부분이 남을 수 있다. 또한 원하는 두께보다 두껍게 형성될 수 있다. 따라서 반투과부(14) 중 일부 영역에 차광막(16)이 형성된다.However, in the mask 10 according to the exemplary embodiment of the present invention, a transflective portion 14 is formed between the transmissive portion 13 and the transmissive portion 13. When light passes through the mask 10, it may be scattered between the transmission part 13 and the transmission part 13, in which an amount larger than the desired amount of light corresponds to the transflective part 14 (channel area). May be irradiated to the photoresist film. As a result, grooves or thick portions may remain in the second portion 54. It can also be formed thicker than the desired thickness. Therefore, the light shielding film 16 is formed in a part of the transflective portion 14.

본 발명의 일 실시예에 따른 마스크(10)는 석영과 같이 투명한 물질로 이루어진 기판(11)을 포함한다. 반투과막(15)은 기판(11) 위에 형성되고, 차광부(12)와 반투과부(14)에 대응되는 영역에 형성된다. 차광막(16)은 반투과막(15) 위에 형성되고, 차광부(12)에 대응되는 전 영역과, 반투과부(15) 중 일부 영역에 형성된다. 예를 들면 반투과부(15) 영역의 중심부에 형성될 수 있다. The mask 10 according to the exemplary embodiment of the present invention includes a substrate 11 made of a transparent material such as quartz. The transflective film 15 is formed on the substrate 11 and is formed in a region corresponding to the light blocking portion 12 and the transflective portion 14. The light shielding film 16 is formed on the transflective film 15, and is formed in the entire region corresponding to the light shielding portion 12 and a part of the semi-transmissive portion 15. For example, it may be formed in the center of the semi-transmissive portion 15 area.

이러한 마스크(10)를 이용하여 감광막 패턴의 제2 부분(54)을 형성한 결과, 제2 부분(54)에 홈이 생기거나 두꺼운 부분이 남는 현상을 방지할 수 있었으며, 제2 부분(54)을 균일한 두께로 형성할 수 있다.As a result of the formation of the second portion 54 of the photoresist pattern using the mask 10, it was possible to prevent the grooves or thick portions of the second portion 54 from being left, and thus the second portion 54. Can be formed to a uniform thickness.

도 8 및 도 9에 도시한 바와 같이, 감광막 패턴의 제1 부분(52)을 이용하여 기타 영역(C)에 노출되어 있는 데이터 금속층(170)을 1차 습식 식각(wet etching)하여 데이터 금속 패턴(171, 174, 179)을 형성한다. 그 다음, 데이터 금속 패턴(174)을 마스크로 하여 기타 영역(C)에 남아있는 불순물이 도핑된 비정질 규소층(160) 및 진성 비정질 규소층(150)을 건식 식각(dry etching)하여, 불순물이 도핑된 비정질 규소 패턴(161, 164)와 반도체(151, 154)를 형성한다. 이어서, 에치백(etch back) 공정을 이용하여 채널 부분(B)에 존재하는 감광막 패턴의 제2 부분(54)을 제거한다. 이 때, 감광막 패턴의 제1 부분(52)의 두께도 어느 정도 얇아진다.As shown in FIGS. 8 and 9, the data metal pattern is first wet-etched on the data metal layer 170 exposed to the other region C by using the first portion 52 of the photoresist pattern. (171, 174, 179). Thereafter, dry etching of the amorphous silicon layer 160 and the intrinsic amorphous silicon layer 150 doped with impurities remaining in the other region C using the data metal pattern 174 as a mask is performed. The doped amorphous silicon patterns 161 and 164 and the semiconductors 151 and 154 are formed. Subsequently, the second portion 54 of the photoresist pattern existing in the channel portion B is removed using an etch back process. At this time, the thickness of the first portion 52 of the photosensitive film pattern is also somewhat reduced.

도 10, 도 11 및 도 12에 도시한 바와 같이, 제2 부분(54)이 제거된 감광막 패턴을 마스크로 데이터 금속층(170)을 2차 습식 식각하여 데이터 금속 패턴(174)을 소스 전극(173)과 드레인 전극(175)으로 분리하고, 소스 전극(173)과 드레인 전극(175) 사이의 채널 영역에 불순물이 도핑된 비정질 규소 패턴(164)을 노출시킨다. 이어서, 감광막 패턴을 제거한다.As shown in FIGS. 10, 11, and 12, the data metal layer 170 may be secondly wet-etched using the photoresist pattern having the second portion 54 removed thereon as a mask, thereby forming the data metal pattern 174 as the source electrode 173. ) And the drain electrode 175, and expose the amorphous silicon pattern 164 doped with impurities in the channel region between the source electrode 173 and the drain electrode 175. Next, the photosensitive film pattern is removed.

그 다음, 채널 영역에 위치한 불순물이 도핑된 비정질 규소 패턴(164)을 건식 식각하여 저항성 접촉 부재(161, 163, 165)를 형성한다.Next, the ohmic doped amorphous silicon pattern 164 is dry-etched to form the ohmic contacts 161, 163, and 165.

그 후 도 13, 도 14 및 도 15에 도시한 바와 같이 데이터선(171) 및 드레인 전극(175)에 의해 가려지지 않는 반도체의 돌출부(154)를 덮도록 보호막(180)을 형성한다. Thereafter, as shown in FIGS. 13, 14, and 15, the passivation layer 180 is formed to cover the protrusion 154 of the semiconductor that is not covered by the data line 171 and the drain electrode 175.

이어서, 보호막(180)을 사진 공정으로 식각하여 복수의 접촉 구멍(181, 182, 183, 184, 185)을 형성한다. 그 후 보호막(180) 위에 ITO 또는 IZO 따위의 투명한 도전 물질을 스퍼터링으로 증착한 후 패터닝하여, 화소 전극(도시하지 않음), 접촉 보조 부재(도시하지 않음) 및 연결 다리(도시하지 않음)를 형성한다. Subsequently, the passivation layer 180 is etched to form a plurality of contact holes 181, 182, 183, 184, and 185. Thereafter, a transparent conductive material such as ITO or IZO is deposited on the passivation layer 180 by sputtering, and then patterned to form a pixel electrode (not shown), a contact auxiliary member (not shown), and a connection leg (not shown). do.

본 실시예에서는 액정 표시 장치용 박막 트랜지스터 표시판의 제조 방법을 통하여 설명하였지만, 본 발명에 따른 마스크는 유기 발광 표시 장치용 표시판의 제조 방법 그리고 표시판이 아닌 다른 반도체 소자의 제조 방법에서도 사용할 수 있다. Although the present embodiment has been described through the manufacturing method of the thin film transistor array panel for a liquid crystal display device, the mask according to the present invention can be used in the manufacturing method of a display panel for an organic light emitting display device and a method of manufacturing a semiconductor element other than the display panel.

즉, 본 발명에 따른 마스크는 둘 이상의 박막에 두께가 다른 감광막 패턴을 형성한 후, 이를 이용하여 둘 이상의 박막에 패턴을 형성하는 경우에 다양하게 사용될 수 있다.That is, the mask according to the present invention may be used in various cases when the photoresist pattern having different thicknesses is formed on two or more thin films, and then the patterns are formed on the two or more thin films.

본 발명의 실시예에 따른 마스크 및 이를 이용한 반도체 소자의 제조 방법 및 이를 이용한 박막 트랜지스터 표시판의 제조 방법에서는 반투과부 중 일부 영역에 차광막을 포함하는 마스크를 사용함으로써 중간 두께의 감광막 패턴을 균일하고 재현성 있게 형성할 수 있다. In the mask according to the embodiment of the present invention, a method of manufacturing a semiconductor device using the same, and a method of manufacturing a thin film transistor array panel using the same, a mask including a light blocking film in a part of the transflective portion is used to uniformly and reproducibly form a medium-thick photosensitive film pattern. Can be formed.

또한 중간 두께를 가지는 감광막 패턴으로 서로 다른 박막을 하나의 사진 식각 공정으로 패터닝하여 제조 공정을 단순화하고, 이를 통하여 제조 비용을 최소화할 수 있다.In addition, by using a photosensitive film pattern having a medium thickness, different thin films are patterned in one photolithography process to simplify the manufacturing process, thereby minimizing the manufacturing cost.

이상에서 본 발명의 바람직한 실시예에 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 the 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 rights.

Claims (16)

빛을 투과시키는 투과부,A transmission part for transmitting light, 상기 투과부 보다 적은 양의 빛을 투과시키는 반투과부 및,A semi-transmissive portion that transmits less light than the transmissive portion, 빛을 차단하는 차광부를 포함하며,It includes a light shield to block light, 상기 반투과부는 반투과막을 포함하고, 상기 반투과부 중 일부 영역에 차광막이 형성되어 있는 마스크.The transflective portion includes a transflective layer, and a mask is formed on a portion of the transflective portion. 제1항에서, 상기 반투과부는 상기 투과부와 상기 투과부 사이에 형성되어 있는 마스크. The mask of claim 1, wherein the transflective portion is formed between the transmissive portion and the transmissive portion. 제1항에서, 상기 반투과부는 반투과부 전면에 형성된 반투과막을 포함하고, 상기 반투과막 위에 형성된 차광막을 포함하는 마스크.The mask of claim 1, wherein the transflective part comprises a transflective film formed on an entire surface of the transflective part and a light shielding film formed on the transflective film. 제1항에서, 상기 반투과부는 상기 반투과부 중 일부 영역에 형성된 차광막과 상기 차광막을 덮도록 형성된 반투과막을 포함하는 마스크.The mask of claim 1, wherein the transflective portion comprises a light shielding film formed on a portion of the transflective portion and a transflective film formed to cover the light shielding film. 제1항에서, 상기 차광부는 불투명 물질로 이루어진 상기 차광막을 포함하는 마스크.The mask of claim 1, wherein the light blocking part comprises the light blocking film made of an opaque material. 제1항에서, 상기 반투과부는 상기 투과부에 대하여 30% 내지 70%의 투과율을 가지는 마스크.The mask of claim 1, wherein the transflective portion has a transmittance of 30% to 70% with respect to the transmissive portion. 제1항에서, 상기 마스크는 음의 감광성 물질에 패턴을 형성하기 위하여 사용되는 마스크.The mask of claim 1, wherein the mask is used to form a pattern on a negative photosensitive material. 제1항에서, 상기 반투과막은 MoSi를 포함하는 마스크.The mask of claim 1, wherein the transflective layer comprises MoSi. 제1항에서, 상기 차광막은 크롬을 포함하는 마스크.The mask of claim 1, wherein the light blocking film comprises chromium. 절연 기판 위에 게이트 전극을 포함하는 게이트선을 형성하는 단계,Forming a gate line including a gate electrode on the insulating substrate, 상기 게이트선을 덮는 게이트 절연막을 형성하는 단계,Forming a gate insulating film covering the gate line; 상기 게이트 절연막 상부에 반도체를 형성하는 단계,Forming a semiconductor on the gate insulating layer; 상기 반도체의 상부에 소스 전극을 가지는 데이터선 및 드레인 전극을 형성하는 단계,Forming a data line and a drain electrode having a source electrode on the semiconductor, 상기 데이터선을 덮으며 상기 드레인 전극을 노출시키는 접촉 구멍을 가지고 있는 보호막을 형성하는 단계, 및Forming a protective film covering the data line and having a contact hole exposing the drain electrode, and 상기 접촉 구멍을 통하여 상기 드레인 전극과 연결되는 화소 전극을 형성하는 단계를 포함하고,Forming a pixel electrode connected to the drain electrode through the contact hole; 상기 반도체와 상기 데이터선 및 상기 드레인 전극 형성 단계는 하나의 마스 크를 이용한 사진 식각 공정으로 이루어지며, The forming of the semiconductor, the data line, and the drain electrode may be performed by a photolithography process using a single mask. 상기 마스크는 빛을 투과시키는 투과부, 상기 투과부 보다 적은 양의 빛을 투과시키는 반투과부, 빛을 차단하는 차광부를 포함하고,The mask includes a transmissive portion for transmitting light, a transflective portion for transmitting a smaller amount of light than the transmissive portion, a light shielding portion for blocking light, 상기 반투과부는 반투과막을 포함하며, 상기 반투과부 중 일부 영역에 차광막이 형성되어 있는 박막 트랜지스터 표시판의 제조 방법.The transflective part includes a transflective layer, and a light blocking film is formed in a portion of the transflective part. 제10항에서, 상기 사진 식각 공정에서 상기 마스크를 사용하여 노광 및 현상한 감광막 패턴은 상기 데이터선 및 상기 드레인 전극에 대응되는 제1 부분과, 상기 소스 전극 및 드레인 전극 사이의 채널 영역에 위치하고 상기 제1 부분보다 낮은 제2 부분을 가지는 박막 트랜지스터 표시판의 제조 방법. The photoresist pattern exposed and developed by using the mask in the photolithography process is positioned in a channel region between the first portion corresponding to the data line and the drain electrode and between the source electrode and the drain electrode. A method of manufacturing a thin film transistor array panel having a second portion lower than the first portion. 제10항에서, 상기 투과부는 상기 데이터선 및 상기 드레인 전극에 대응되고, 상기 반투과부는 상기 소스 전극과 상기 드레인 전극 사이에 형성된 채널 영역에 대응되는 박막 트랜지스터 표시판의 제조 방법.The method of claim 10, wherein the transmission part corresponds to the data line and the drain electrode, and the transflective part corresponds to a channel region formed between the source electrode and the drain electrode. 제10항에서, 상기 반도체와 상기 데이터선 및 드레인 전극 사이에 저항성 접촉 부재를 형성하는 단계를 더 포함하는 박막 트랜지스터 표시판의 제조 방법.The method of claim 10, further comprising forming an ohmic contact between the semiconductor, the data line, and the drain electrode. 제13항에서, 상기 반도체, 상기 저항성 접촉 부재, 상기 데이터선 및 상기 드레인 전극 형성 단계는 상기 게이트 절연막 상부에 규소층, 불순물 규소층 및 도 전체층을 적층하는 단계,The method of claim 13, wherein the forming of the semiconductor, the ohmic contact, the data line, and the drain electrode comprises: depositing a silicon layer, an impurity silicon layer, and a conductor layer on the gate insulating layer; 상기 도전체층 상부에 상기 데이터선 및 드레인 전극에 대응하는 배선 영역에 위치하는 제1 부분과 상기 소스 전극 및 드레인 전극 사이의 채널 영역에 위치하며 상기 제1 부분 보다 낮은 제2 부분을 가지는 감광막 패턴을 형성하는 단계,A photoresist pattern having a first portion positioned in a wiring region corresponding to the data line and the drain electrode and a channel region between the source electrode and the drain electrode and having a second portion lower than the first portion is formed on the conductor layer. Forming step, 상기 감광막 패턴을 식각 마스크로 하여 상기 배선 영역 및 채널 영역을 제외한 나머지 영역에 대응하는 상기 도전체층을 식각하는 단계,Etching the conductor layer corresponding to the remaining regions other than the wiring region and the channel region using the photoresist pattern as an etching mask; 상기 제1 부분을 제거하여 상기 채널 영역의 상기 도전체층을 드러내는 단계,Removing the first portion to expose the conductor layer in the channel region, 상기 나머지 영역에 대응하는 상기 규소층 및 불순물 규소층을 식각하는 단계,Etching the silicon layer and the impurity silicon layer corresponding to the remaining region; 상기 채널 영역에 위치한 상기 도전체층 및 불순물 규소층을 제거하는 단계, 및 상기 제2 부분을 제거하는 단계Removing the conductor layer and the impurity silicon layer located in the channel region, and removing the second portion 를 포함하는 박막 트랜지스터 표시판의 제조 방법.Method of manufacturing a thin film transistor array panel comprising a. 제10항에서, 상기 반투과부는 상기 반투과막과 상기 반투과막 위의 일부 영역에 형성된 상기 차광막을 포함하는 박막 트랜지스터 표시판의 제조 방법.The method of claim 10, wherein the transflective portion comprises the light transmissive layer formed on the transflective layer and a portion of the transflective layer. 제10항에서, 상기 반투과부는 상기 반투과부 중 일부 영역에 형성된 차광막과 상기 차광막을 덮도록 형성된 반투과막을 포함하는 박막 트랜지스터 표시판의 제조 방법.The method of claim 10, wherein the transflective portion comprises a light shielding film formed in a portion of the transflective portion and a transflective film formed to cover the light shielding film.
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