KR20100064659A - Pattern depth measuring apparatus and measuring method of thin-film transistor for liquid crystal display device - Google Patents

Pattern depth measuring apparatus and measuring method of thin-film transistor for liquid crystal display device Download PDF

Info

Publication number
KR20100064659A
KR20100064659A KR1020080123191A KR20080123191A KR20100064659A KR 20100064659 A KR20100064659 A KR 20100064659A KR 1020080123191 A KR1020080123191 A KR 1020080123191A KR 20080123191 A KR20080123191 A KR 20080123191A KR 20100064659 A KR20100064659 A KR 20100064659A
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
amorphous silicon
silicon film
film
optical system
etched
Prior art date
Application number
KR1020080123191A
Other languages
Korean (ko)
Other versions
KR100980257B1 (en
Inventor
이중환
박지종
이재호
하우종
홍민기
권현목
Original Assignee
케이맥(주)
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 케이맥(주) filed Critical 케이맥(주)
Priority to KR1020080123191A priority Critical patent/KR100980257B1/en
Publication of KR20100064659A publication Critical patent/KR20100064659A/en
Application granted granted Critical
Publication of KR100980257B1 publication Critical patent/KR100980257B1/en

Links

Images

Classifications

    • GPHYSICS
    • G02OPTICS
    • G02FOPTICAL DEVICES OR ARRANGEMENTS FOR THE CONTROL OF LIGHT BY MODIFICATION OF THE OPTICAL PROPERTIES OF THE MEDIA OF THE ELEMENTS INVOLVED THEREIN; NON-LINEAR OPTICS; FREQUENCY-CHANGING OF LIGHT; OPTICAL LOGIC ELEMENTS; OPTICAL ANALOGUE/DIGITAL CONVERTERS
    • G02F1/00Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics
    • G02F1/01Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour 
    • G02F1/13Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour  based on liquid crystals, e.g. single liquid crystal display cells
    • G02F1/133Constructional arrangements; Operation of liquid crystal cells; Circuit arrangements
    • G02F1/136Liquid crystal cells structurally associated with a semi-conducting layer or substrate, e.g. cells forming part of an integrated circuit
    • G02F1/1362Active matrix addressed cells
    • GPHYSICS
    • G02OPTICS
    • G02FOPTICAL DEVICES OR ARRANGEMENTS FOR THE CONTROL OF LIGHT BY MODIFICATION OF THE OPTICAL PROPERTIES OF THE MEDIA OF THE ELEMENTS INVOLVED THEREIN; NON-LINEAR OPTICS; FREQUENCY-CHANGING OF LIGHT; OPTICAL LOGIC ELEMENTS; OPTICAL ANALOGUE/DIGITAL CONVERTERS
    • G02F1/00Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics
    • G02F1/01Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour 
    • G02F1/13Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour  based on liquid crystals, e.g. single liquid crystal display cells
    • G02F1/1306Details
    • G02F1/1309Repairing; Testing
    • GPHYSICS
    • G02OPTICS
    • G02FOPTICAL DEVICES OR ARRANGEMENTS FOR THE CONTROL OF LIGHT BY MODIFICATION OF THE OPTICAL PROPERTIES OF THE MEDIA OF THE ELEMENTS INVOLVED THEREIN; NON-LINEAR OPTICS; FREQUENCY-CHANGING OF LIGHT; OPTICAL LOGIC ELEMENTS; OPTICAL ANALOGUE/DIGITAL CONVERTERS
    • G02F1/00Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics
    • G02F1/01Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour 
    • G02F1/13Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour  based on liquid crystals, e.g. single liquid crystal display cells
    • G02F1/133Constructional arrangements; Operation of liquid crystal cells; Circuit arrangements
    • G02F1/136Liquid crystal cells structurally associated with a semi-conducting layer or substrate, e.g. cells forming part of an integrated circuit
    • G02F1/1362Active matrix addressed cells
    • G02F1/1368Active matrix addressed cells in which the switching element is a three-electrode device
    • GPHYSICS
    • G02OPTICS
    • G02FOPTICAL DEVICES OR ARRANGEMENTS FOR THE CONTROL OF LIGHT BY MODIFICATION OF THE OPTICAL PROPERTIES OF THE MEDIA OF THE ELEMENTS INVOLVED THEREIN; NON-LINEAR OPTICS; FREQUENCY-CHANGING OF LIGHT; OPTICAL LOGIC ELEMENTS; OPTICAL ANALOGUE/DIGITAL CONVERTERS
    • G02F1/00Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics
    • G02F1/01Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour 
    • G02F1/13Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour  based on liquid crystals, e.g. single liquid crystal display cells
    • G02F1/133Constructional arrangements; Operation of liquid crystal cells; Circuit arrangements
    • G02F1/136Liquid crystal cells structurally associated with a semi-conducting layer or substrate, e.g. cells forming part of an integrated circuit
    • G02F1/1362Active matrix addressed cells
    • G02F1/136254Checking; Testing

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Nonlinear Science (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Crystallography & Structural Chemistry (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Optics & Photonics (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
  • Mathematical Physics (AREA)
  • Thin Film Transistor (AREA)

Abstract

PURPOSE: A thin film transistor pattern depth measuring apparatus for LCD device and a measuring method thereof are provided to measure fast and accurately doped amorphous silicon layer of a channel part of the thin film transistor and thickness reduction quantity of an amorphous silicon layer with continuous deposition and continuous patterning process. CONSTITUTION: Using an upper optical system, light is researched in an upper side minute measurement pattern of a sample. A structure of a layer and thickness of an etched doped amorphous silicon layer or etched amorphous silicon layer are measured. Using a lower optical system, original thickness of a doped amorphous silicon layer or amorphous silicon layer is measured. Etching quantity of the doped amorphous silicon layer or amorphous silicon layer is calculated with difference between the etched doped amorphous silicon layer or etched amorphous silicon layer and the doped amorphous silicon layer or amorphous silicon layer.

Description

액정표시소자용 박막 트랜지스터 패턴 깊이 측정장치 및 측정방법{Pattern Depth Measuring Apparatus and Measuring Method of Thin-Film Transistor for Liquid Crystal Display Device}Pattern Depth Measuring Apparatus and Measuring Method of Thin-Film Transistor for Liquid Crystal Display Device

본 발명은 액정표시소자 제조 공정의 한가지인 4마스크, 3마스크 공정을 통하여 생산되는 박막 트랜지스터 액정표시소자 제품의 생산 공정 중 식각 공정에 의해 식각된 도핑된 비정질 규소층 또는 식각된 비정질 규소층의 두께 변화량을 측정하는 액정표시소자용 박막 트랜지스터 패턴 깊이 측정장치 및 측정방법에 관한 것이다.The present invention provides a thickness of a doped amorphous silicon layer or an etched amorphous silicon layer etched by an etching process during the production process of a thin film transistor liquid crystal display device product, which is produced through a four mask and a three mask process, which is one of the liquid crystal display device manufacturing processes. The present invention relates to a thin film transistor pattern depth measuring apparatus and a measuring method for a liquid crystal display device for measuring a change amount.

일반적으로 액정표시소자 제조 공정 중 4마스크 혹은 3마스크 공정으로 하판 박막 트랜지스터를 생성하기 위해서는 게이트 절연막, 비정질 규소막, 도핑된 비정질 규소막으로 구성된 반도체 3층막과 소스와 드레인 역할을 하는 금속막을 연속 증착 후 한 개의 마스크로 연속 패터닝과 식각 공정을 진행하여 박막 트랜지스터 반도체가 제조된다. 연속 증착 후 한 개의 마스크로 연속 패턴 공정을 하므로 박막 트랜지스터의 채널부를 제외하고는 도핑된 비정질 규소막이 드러난 부분이 없고 금속 막으로 덮여 있다.In general, in order to produce a thin film transistor using a 4 mask or 3 mask process in a liquid crystal display device manufacturing process, a semiconductor 3 layer film composed of a gate insulating film, an amorphous silicon film, and a doped amorphous silicon film and a metal film serving as a source and a drain are continuously deposited. Subsequently, a thin film transistor semiconductor is manufactured by performing a continuous patterning and etching process with one mask. Since the continuous pattern process is performed with one mask after the continuous deposition, the doped amorphous silicon film is not exposed except for the channel portion of the thin film transistor and is covered with a metal film.

박막 트랜지스터 반도체의 채널을 식각 후 채널의 막의 구조와 두께 측정은 가능하지만, 금속막 식각 전단계에서는 가시광선이 금속막을 투과할 수 없기 때문에 소스, 드레인 금속막 코팅 후 하부 막의 두께를 측정할 수 없어 공정에 의해 식각된 도핑된 비정질 규소막 또는 비정질 규소막의 감소량을 측정하는 것이 어려웠다.Although the structure and thickness of the channel film can be measured after etching the thin film transistor semiconductor channel, since the visible light cannot penetrate the metal film at the pre-etching stage of the metal film, the thickness of the lower film cannot be measured after the source and drain metal film coating. It was difficult to measure the reduction amount of the doped amorphous silicon film or the amorphous silicon film etched by the.

이러한 비정질 규소막의 식각량을 정확하게 관리하지 못하면 박막 트랜지스터 동작특성의 불량 원인이 되므로 비정질 규소막 식각 후의 남아 있는 비정질 규소막 층의 두께 관리가 매우 중요하다. If the etching amount of the amorphous silicon film is not accurately managed, it is a cause of poor operation of the thin film transistor. Therefore, it is very important to manage the thickness of the amorphous silicon film layer remaining after the etching of the amorphous silicon film.

기존에는 식각된 도핑된 비정질 규소막 또는 비정질 규소막의 패턴 깊이 측정방법으로는 식각되기 전의 두께를 측정하고 제조 공정을 진행한 후에 측정한 값과의 두께 차이로 식각된 량을 알 수 있거나, 실제 측정해야 하는 위치와 다른 위치에 위치한 패널의 외곽에 실제와 유사한 테스트 패턴을 만들어 접촉식 방법으로 측정하는 방법이 사용되었다. Conventionally, the pattern depth measurement method of the etched doped amorphous silicon film or the amorphous silicon film can measure the thickness before etching and the amount etched by the thickness difference from the value measured after the manufacturing process or the actual measurement A realistic test pattern was created on the outside of the panel located at a location different from the one to be used, and the contact method was used.

이러한 경우에는 동일한 글래스(Glass)가 아니므로 식각 전, 후의 관리와 실제 측정위치의 차이로 발생하는 오차로 인하여 정확한 두께 측정이 어려운 문제점이 있었다.In this case, since the same glass is not the same glass, accurate thickness measurement is difficult due to an error caused by the difference between the management before and after the etching and the actual measurement position.

또한, 대부분의 박막 트랜지스터 두께 측정장비는 박막 트랜지스터 반도체 채널을 식각 후 채널의 막의 구조와 두께 측정은 가능하지만, 소스와 드레인 역할을 하는 금속막을 증착 한 후에는 가시광선이 금속막을 통과하지 못하기 때문에 식각전의 두께를 가시광선을 이용한 광학계로는 측정이 불가한 문제점이 있었다. 이 에 따라 4마스크 공정과 3마스크 공정의 특성인 연속 증착과 연속 패턴 공정으로 인해 박막 트랜지스트 채널 부의 도핑된 비정질 규소막 또는 비정질 규소막의 두께 측정은 대부분 상면에서만 이루어지게 된다. 이에 따라 도핑된 비정질 규소막 또는 비정질 규소막의 감소된 두께 측정은 식각 후 광학계를 이용하여 측정할 수 있으나, 동일 샘플에서 식각 전의 도핑된 비정질 규소막 또는 비정질 규소막의 두께 측정이 불가능하여 정확한 두께 감소량 측정이 불가한 문제점이 있었다.In addition, most of the thin film transistor thickness measuring equipment can measure the structure and thickness of the thin film transistor semiconductor channel after etching, but since the visible light does not pass through the metal film after the deposition of the metal film serving as the source and drain There was a problem that the thickness before etching can not be measured by the optical system using visible light. Accordingly, the thickness measurement of the doped amorphous silicon film or the amorphous silicon film of the thin film transistor channel part is mostly performed on the upper surface due to the continuous deposition and the continuous pattern process, which are characteristic of the 4 mask process and the 3 mask process. Accordingly, the reduced thickness measurement of the doped amorphous silicon film or the amorphous silicon film can be measured using an optical system after etching, but the thickness reduction of the doped amorphous silicon film or the amorphous silicon film before etching in the same sample is impossible, so accurate thickness reduction measurement There was this impossible issue.

상기와 같은 문제점을 해결하기 위한 본 발명의 목적은 반도체 층을 형성하는 공정 완료 후의 동일 샘플에서 식각 되지 않은 반도체 3층막의 두께와 식각된 반도체 막의 두께를 기판의 양면에서 동시에 측정하여 공정 후의 잔류 비정질 규소막의 두께를 정확히 측정하여 공정 관리 효율과 생산성을 향상시키는 액정표시소자용 박막 트랜지스터 패턴 깊이 측정장치 및 측정방법을 제공하는데 있다.An object of the present invention for solving the above problems is to measure the thickness of the etched semiconductor film and the thickness of the etched semiconductor film on both sides of the substrate at the same time after the completion of the process of forming the semiconductor layer at the same time on both sides of the substrate to maintain the residual amorphous The present invention provides a thin film transistor pattern depth measuring apparatus and a measuring method for a liquid crystal display device that accurately measures the thickness of a silicon film to improve process management efficiency and productivity.

본 발명의 액정표시소자용 박막 트랜지스터 패턴 깊이 측정방법은 기판(1)에 접합된 게이트 전극(2) 상부에 게이트 절연막(3), 비정질 규소막(4), 도핑된 비정질 규소막(5)으로 구성된 반도체 3층막과 소스(6)와 드레인(7) 역할을 하는 금속막(8)을 연속 증착하여 한 개의 마스크로 연속 패터닝과 식각 공정을 하는 4마스크 혹은 3마스크 공정으로 제작된 액정표시소자용 박막 트랜지스터 패턴 깊이 측정방법에 있어서, a) 상부광학계(10)를 이용하여 시료의 상면 미세 측정 패턴에 조사하여 막의 구조와 식각된 도핑된 비정질 규소막(5) 또는 식각된 비정질 규소막(4)의 두께를 측정하는 단계; b) 하부광학계(20)를 이용하여 도핑된 비정질 규소막(5) 또는 비정질 규소막(4)의 원래 두께를 측정하는 단계; c) a) 단계에서 측정된 식각된 도핑된 비정질 규소막(5) 또는 식각된 비정질 규소막(4)의 두께와 b)단계에서 측정된 도핑된 비정질 규소막(5) 또는 비정질 규소막(4)의 원래 두께의 차이를 이용하여 도핑된 비정질 규소막(5) 또는 비정질 규소막(4)의 식각량을 산출하는 단 계; 를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 한다. The thin film transistor pattern depth measuring method of the liquid crystal display device according to the present invention includes a gate insulating film 3, an amorphous silicon film 4, and a doped amorphous silicon film 5 on the gate electrode 2 bonded to the substrate 1. For a liquid crystal display device fabricated by a four-mask or three-mask process in which a semiconductor three-layer film and a metal film 8 serving as a source 6 and a drain 7 are successively deposited to perform continuous patterning and etching with one mask. A thin film transistor pattern depth measuring method, comprising: a) a doped amorphous silicon film (5) or an etched amorphous silicon film (4) etched by irradiating a microscopic measurement pattern on the upper surface of a sample using an upper optical system (10) Measuring the thickness of the substrate; b) measuring the original thickness of the doped amorphous silicon film 5 or amorphous silicon film 4 using the lower optical system 20; c) the thickness of the etched doped amorphous silicon film (5) or etched amorphous silicon film (4) measured in step a) and the doped amorphous silicon film (5) or amorphous silicon film (4) measured in step b). Calculating an etching amount of the doped amorphous silicon film 5 or the amorphous silicon film 4 by using the difference in the original thickness of the? Characterized in that comprises a.

또한, a) 단계에서 상기 상부광학계(10)는 상기 게이트 전극(2) 상부에 위치하며, b) 단계에서 상기 하부광학계(20)는 식각되지 않은 상기 금속막(8)의 하부에 위치하는 것을 특징으로 한다. In addition, in step a), the upper optical system 10 is positioned above the gate electrode 2, and in step b), the lower optical system 20 is positioned below the non-etched metal film 8. It features.

아울러, 상기 a) 단계와 b) 단계는 상부광학계(10) 및 하부광학계(20)로부터 입사된 광으로부터 얻은 반사스펙트럼을 각각 획득하여 막 구조와 식각된 도핑된 비정질 규소막(5) 또는 식각된 비정질 규소막(4)의 두께 및 도핑된 비정질 규소막(5) 또는 비정질 규소막(4)의 원래 두께를 측정하며, c) 단계에서는 상기 a) 단계와 b) 단계로부터 얻은 반사스펙트럼으로부터 측정된 두께값의 차이를 이용하여 막의 구조와 도핑된 비정질 규소막(5) 또는 비정질 규소막(4)의 식각량을 산출하는 것을 특징으로 한다. In addition, the steps a) and b) obtain the reflection spectra obtained from the light incident from the upper optical system 10 and the lower optical system 20, respectively, to form a film structure and an etched doped amorphous silicon film 5 or an etched layer. The thickness of the amorphous silicon film 4 and the original thickness of the doped amorphous silicon film 5 or amorphous silicon film 4 are measured, in step c) measured from the reflection spectra obtained from steps a) and b). By using the difference in the thickness value, the structure of the film and the amount of etching of the doped amorphous silicon film 5 or the amorphous silicon film 4 is characterized.

또한, 상기 a) 단계와 b) 단계에서 상기 상부광학계(10) 및 하부광학계(20)의 위치를 각각 조정하는 단계를 더 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 한다. The method may further include adjusting the positions of the upper optical system 10 and the lower optical system 20 in steps a) and b).

아울러, 본 발명의 액정표시소자용 박막 트랜지스터 패턴 깊이 측정장치는 기판(1)에 접합된 게이트 전극(2) 상부에 게이트 절연막(3), 비정질 규소막(4), 도핑된 비정질 규소막(5)으로 구성된 반도체 3층막과 소스(6)와 드레인(7) 역할을 하는 금속막(8)을 연속 증착하여 한 개의 마스크로 연속 패터닝과 식각 공정을 하는 4마스크 혹은 3마스크 공정으로 제작된 액정표시소자용 박막 트랜지스터 패턴 깊이 측정장치에 있어서, 시료의 상면 미세 측정 패턴의 막의 구조와 식각된 도핑된 비정질 규소막(5)의 두께를 측정하기 위해 시료의 상면 미세 측정 패턴에 광을 입사 시키는 상부광학계(10); 막의 구조와 도핑된 비정질 규소막(5)의 원래 두께를 측정하기 위해 시료의 하부에 광을 입사시키는 하부광학계(20); 상기 상부광학계(10)로부터 입사되어 반사된 광과 상기 하부광학계(20)로부터 입사되어 반사된 광을 각각 분석하여 막의 구조와 식각된 도핑된 비정질 규소막(5) 또는 식각된 비정질 규소막(4)의 두께 및 도핑된 비정질 규소막(5) 또는 비정질 규소막(4)의 원래 두께를 분석하는 분석기(30); 상기 분석기(30)로부터 얻어진 식각된 도핑된 비정질 규소막(5) 또는 식각된 비정질 규소막(4)의 두께와 도핑된 비정질 규소막(5) 또는 비정질 규소막(4)의 원래 두께의 차이를 이용하여 도핑된 비정질 규소막(5) 또는 비정질 규소막(4)의 식각량을 산출하는 연산부(40); 를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 한다. In addition, according to the present invention, the thin film transistor pattern depth measuring apparatus for the liquid crystal display device includes a gate insulating film 3, an amorphous silicon film 4, and a doped amorphous silicon film 5 on the gate electrode 2 bonded to the substrate 1. Liquid crystal display fabricated by a four-mask or three-mask process in which a semiconductor three-layer film composed of a semiconductor layer and a metal film (8) serving as a source (6) and a drain (7) are continuously deposited to perform continuous patterning and etching with one mask. In the device thin film transistor pattern depth measuring device, the upper optical system for injecting light into the upper surface micro-measuring pattern of the sample to measure the structure of the film of the upper surface micro-measuring pattern of the sample and the thickness of the etched doped amorphous silicon film (5) 10; A lower optical system 20 for injecting light into the lower part of the sample to measure the structure of the film and the original thickness of the doped amorphous silicon film 5; The structure of the film and the etched doped amorphous silicon film 5 or the etched amorphous silicon film 4 are analyzed by analyzing the light incident from the upper optical system 10 and reflected from the lower optical system 20. An analyzer 30 which analyzes the thickness of the < RTI ID = 0.0 >) < / RTI > and the original thickness of the doped amorphous silicon film 5 or amorphous silicon film 4; The difference between the thickness of the etched doped amorphous silicon film 5 or the etched amorphous silicon film 4 obtained from the analyzer 30 and the original thickness of the doped amorphous silicon film 5 or amorphous silicon film 4 is determined. An arithmetic unit 40 for calculating an etching amount of the doped amorphous silicon film 5 or the amorphous silicon film 4 by using; Characterized in that comprises a.

또한, 상기 상부 광학계(10)는 상기 게이트 전극(2) 상부에 위치하는 시료의 상면 미세 측정 패턴에 위치하며, 상기 하부 광학계(20)는 식각되지 않은 상기 금속막(8)의 하부에 위치하는 시료의 하부에 위치하는 것을 특징으로 한다. In addition, the upper optical system 10 is positioned on the upper surface fine measurement pattern of the sample positioned on the gate electrode 2, and the lower optical system 20 is located below the unetched metal film 8 Characterized in that the lower portion of the sample.

또, 상기 분석기(30)는 상기 상부광학계(10) 및 하부광학계(20)로부터 입사된 광으로부터 얻은 반사스펙트럼을 각각 획득하여 막 구조와 식각된 도핑된 비정질 규소막(5) 또는 식각된 비정질 규소막(4)의 두께 및 도핑된 비정질 규소막(5) 또는 비정질 규소막(4)의 원래 두께를 측정하며, 상기 연산부(40)는 각각 얻은 반사스펙트럼으로부터 측정된 두께값의 차이를 이용하여 도핑된 비정질 규소막(5) 또는 비정질 규소막(4)의 식각량을 산출하는 것을 특징으로 한다.In addition, the analyzer 30 acquires reflection spectra obtained from the light incident from the upper optical system 10 and the lower optical system 20, respectively, to form a film structure, an etched doped amorphous silicon film 5, or an etched amorphous silicon. The thickness of the film 4 and the original thickness of the doped amorphous silicon film 5 or the amorphous silicon film 4 are measured, and the calculation unit 40 is doped by using the difference in the thickness values measured from the reflection spectra respectively obtained. An etching amount of the amorphous silicon film 5 or the amorphous silicon film 4 is calculated.

아울러, 상기 상부광학계(10) 및 하부광학계(20)의 위치를 조정하기 위한 위 치조정부(60)가 더 구비된 것을 특징으로 한다. In addition, the position adjusting unit 60 for adjusting the position of the upper optical system 10 and the lower optical system 20 is characterized in that it is further provided.

4마스크 공정과 3마스크 공정의 특성인 연속 증착과 연속 패턴 공정으로 인해 박막 트랜지스트의 채널 부 도핑된 비정질 규소막 또는 비정질 규소막의 두께 감소량을 상면에서만의 측정으로 정확한 측정이 불가한 문제점을 개선하여 상부의 감소된 후 두께와 하부의 변화가 없는 반도체 3층막의 두께 차이를 비교하면 동시에 빠르고 정확하게 감소량을 측정할 수 있는 효과가 있다.Due to the continuous deposition and the continuous pattern process characteristic of the 4 mask process and the 3 mask process, the thickness reduction amount of the channel-doped amorphous silicon film or the amorphous silicon film of the thin film transistor can be measured only from the top surface, thereby preventing the accurate measurement. Comparing the difference in thickness of the semiconductor three-layer film with the reduced thickness of the upper part and the lower part of the lower part, the reduction amount can be measured quickly and accurately at the same time.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 액정표시소자용 박막 트랜지스터 패턴 깊이 측정장치 및 측정방법을 설명한다. Hereinafter, a thin film transistor pattern depth measuring apparatus and a measuring method for a liquid crystal display device of the present invention will be described with reference to the accompanying drawings.

도 1은 본 발명에 의한 액정표시소자용 박막 트랜지스터 패턴 깊이 측정장치의 개략적인 구조를 나타낸 도면이고, 도 2는 액정표시소자용 박막 트랜지스터의 식각전과 식각후의 상태를 나타낸 단면도이다. 1 is a view showing a schematic structure of a thin film transistor pattern depth measuring apparatus for a liquid crystal display device according to the present invention, Figure 2 is a cross-sectional view showing the state before and after etching of the thin film transistor for liquid crystal display device.

도시된 바와 같이, 본 발명의 액정표시소자용 박막 트랜지스터 패턴 깊이 측정장치는 식각된 도핑된 비정질 규소막의 두께를 측정하기 위해 광을 입사시키는 상부광학계(10); 식각되지 않은 막의 구조와 도핑된 비정질 규소막의 원래 두께를 측정하기 위해 광을 입사시키는 하부광학계(20); 상기 상부광학계(10)로부터 입사되어 반사된 광과 상기 하부광학계(20)로부터 입사되어 반사된 광을 분석하여 막의 구조와 식각된 도핑된 비정질 규소막 또는 식각된 비정질 규소막의 두께 및 도핑된 비정질 규소막 또는 비정질 규소막의 원래 두께를 분석하는 분석기(30); 상기 분석기(30)로부터 얻어진 식각된 도핑된 비정질 규소막 또는 식각된 비정질 규소막의 두께와 식각되기전 도핑된 비정질 규소막 또는 비정질 규소막의 원래 두께의 차이를 이용하여 도핑된 비정질 규소막 또는 비정질 규소막의 식각량을 산출하는 연산부(40); 를 포함하여 이루어진다. As shown, the thin film transistor pattern depth measuring apparatus for the liquid crystal display device of the present invention includes an upper optical system 10 for injecting light to measure the thickness of the etched doped amorphous silicon film; A lower optical system 20 for injecting light to measure the structure of the etched film and the original thickness of the doped amorphous silicon film; Analyze the light incident and reflected from the upper optical system 10 and the light incident and reflected from the lower optical system 20 to determine the structure of the film and the thickness of the etched amorphous silicon film or the etched amorphous silicon film and the doped amorphous silicon film. An analyzer 30 for analyzing the original thickness of the film or amorphous silicon film; Of the doped amorphous silicon film or amorphous silicon film by using the difference between the thickness of the etched doped amorphous silicon film or the etched amorphous silicon film obtained from the analyzer 30 and the original thickness of the doped amorphous silicon film or amorphous silicon film before etching. A calculator 40 for calculating an etching amount; It is made, including.

박막 트랜지스터 반도체는 일반적으로 게이트 절연막(3), 비정질 규소막(4), 도핑된 비정질 규소막(5)으로 구성된 반도체 3층막과 소스와 드레인 역할을 하는 금속막(8)을 연속 증착 후 한 개의 마스크로 연속 패터닝과 식각 공정을 진행하는 4마스크 혹은 3마스크 공정으로 제조된다. 금속막(8) 연속 증착 후(도 2의 (a) 참조) 한 개의 마스크로 연속 패턴 공정을 하므로, 박막 트랜지스터의 채널부(9)를 제외하고는 도핑된 비정질 규소막(5) 또는 비정질 규소막(4)이 드러난 부분이 없고 금속막(8)으로 덮여 있게 된다(도 2의 (b) 참조).In general, a thin film transistor semiconductor is formed by continuously depositing a semiconductor three-layer film including a gate insulating film 3, an amorphous silicon film 4, and a doped amorphous silicon film 5, and a metal film 8 serving as a source and a drain. It is manufactured by a 4 mask or 3 mask process that performs a continuous patterning and etching process with a mask. After the continuous deposition of the metal film 8 (see (a) of FIG. 2), the continuous pattern process is performed with one mask, so that the doped amorphous silicon film 5 or amorphous silicon is removed except for the channel portion 9 of the thin film transistor. The film 4 is not exposed and is covered with the metal film 8 (see Fig. 2B).

도 2의 (a)는 금속막(8) 연속증착 후의 액정표시소자용 박막 트랜지스터를 나타낸 단면도로 식각되지 전의 상태이며, 기판(1) 상부에 게이트 전극(2)이 부착되고 게이트 전극(2)이 부착된 기판(1)의 상부에 차례로 게이트 절연막(3), 비정질 규소막(4), 도핑된 비정질 규소막(5), 금속막(8)이 증착된 상태이다. 금속막(8) 상부에는 패터닝되도록 하는 포토레지스트가 입혀진 상태이다. FIG. 2A is a cross-sectional view showing a thin film transistor for a liquid crystal display device after continuous deposition of a metal film 8, which is not etched. The gate electrode 2 is attached to an upper portion of the substrate 1 and the gate electrode 2 is attached thereto. The gate insulating film 3, the amorphous silicon film 4, the doped amorphous silicon film 5, and the metal film 8 are sequentially deposited on the attached substrate 1. The photoresist for patterning is coated on the metal film 8.

도 2의 (b)는 식각 후의 액정표시소자용 박막 트랜지스터를 나타낸 단면도로, 금속막(8)이 식각되어 게이트 전극(2) 양쪽에 소스(6)와 드레인(7)이 형성되고 소스(6)와 드레인(7) 사이에 미세 채널부(9)가 형성된 상태이며, 금속막(8) 식각시 도핑된 비정질 규소막(5) 또는 비정질 규소막(4)도 일부 식각된 상태이다. 이때, 미세 채널부(9)에 도핑된 비정질 규소막(5)이 남아 있는 경우에는 불량인 상태이며, 도핑된 비정질 규소막(5)이 남아 있지 않고 비정질 규소막(4)이 일부 식각된 상태는 양호한 상태이다. 도면에서는 도핑된 비정질 규소막(5)이 남아 있지 않고 비정질 규소막(4)이 일부 식각된 양호한 상태를 도시하였다. FIG. 2B is a cross-sectional view of a thin film transistor for liquid crystal display device after etching, wherein the metal film 8 is etched to form the source 6 and the drain 7 on both sides of the gate electrode 2, and the source 6. ) And the fine channel portion 9 is formed between the drain 7 and the drain 7, and the doped amorphous silicon film 5 or the amorphous silicon film 4 is partially etched when the metal film 8 is etched. In this case, when the doped amorphous silicon film 5 remains in the microchannel part 9, the doped amorphous silicon film 5 does not remain and the amorphous silicon film 4 is partially etched. Is in good condition. In the drawing, a good state in which the doped amorphous silicon film 5 is not left and the amorphous silicon film 4 is partially etched is illustrated.

스테이지(50)에는 측정할 박막 트랜지스터 액정표시소자 기판이 안착된다. 이때 스테이지(50)는 하부면에서도 측정을 해야 하므로 하부 입사광이 샘플에 조사될 수 있도록 구성되어야 한다.The stage 50 is mounted with a thin film transistor liquid crystal display device substrate to be measured. In this case, since the stage 50 needs to be measured at the bottom surface, the stage 50 should be configured to allow the incident light to be irradiated onto the sample.

본 발명의 목적을 달성하기 위해서는 박막 트랜지스터 액정표시소자 패널의 상부와 하부에 각각 막의 두께를 측정할 수 있는 광학계를 구성해야 하며 미세 패턴 매칭 기술과 미세 패턴 영역을 측정할 수 있는 미세 측정 스폿(spot)으로 구성된 광학 측정 기구물이 구성되어야 한다.In order to achieve the object of the present invention, an optical system for measuring the thickness of the film may be formed on the upper and lower portions of the TFT panel, and the micro pattern matching technique and the micro measurement spot for measuring the micro pattern area may be used. An optical measuring instrument composed of

상부광학계(10)는 박막 트랜지스터 반도체의 채널 폭이 수 um 이하로 폭이 좁으므로 이를 측정할 수 있을 만큼 작은 크기의 측정 스폿으로 구성해야 하며, 하부광학계(20)의 측정 스폿의 사이즈도 소스와 드레인 금속 영역 및 데이터 라인의 미세 패턴을 측정해야 하므로 작은 크기로 구성되어야 한다.Since the channel width of the thin film transistor semiconductor is narrow to a few um or less, the upper optical system 10 should be configured as a measuring spot small enough to measure the size of the thin film transistor semiconductor. Since the fine patterns of the drain metal region and the data line must be measured, they must be of small size.

상부광학계(10)에서는 박막 트랜지스터 채널부(9) 내부의 막의 구조와 두께를 측정한 정보를 얻게 되며, 상부광학계(10)의 측정위치와 인접한 위치 혹은 패널의 외곽에 형성된 동일 구조의 미세패턴 및 테스트 패턴의 두께는 하부광학계(20)를 이용하여 막의 구조와 두께를 측정한다. In the upper optical system 10, information obtained by measuring the structure and thickness of the film inside the thin film transistor channel unit 9 may be obtained, and the micropatterns having the same structure formed at the position adjacent to the measurement position of the upper optical system 10 or at the outside of the panel and The thickness of the test pattern is measured using the lower optical system 20 to measure the structure and thickness of the film.

상부광학계(10)는 측정 패턴의 이미지를 획득 후에 패턴 매칭하여 정확한 측정 위치를 찾을 수 있도록 2D CCD 카메라와 미세 측정 패턴을 측정할 수 있는 고배율 렌즈와 광섬유로 구성되어 있다. The upper optical system 10 is composed of a 2D CCD camera and a high magnification lens and an optical fiber capable of measuring a fine measurement pattern so as to find an accurate measurement position by pattern matching after acquiring an image of the measurement pattern.

상부 광원은 채널부(9) 안쪽에 초점 렌즈를 이용하여 수직으로 입사광을 조사한다. 상부광학계(10)에서는 박막 트랜지스터의 채널부(9) 반도체 막의 반사 스펙트럼을 획득한다(도 2의 (b) 참조). The upper light source irradiates the incident light vertically using the focus lens inside the channel portion 9. In the upper optical system 10, the reflection spectrum of the semiconductor film of the channel portion 9 of the thin film transistor is obtained (see FIG. 2B).

상부광학계(10)로 얻은 결과는 에칭과 식각공정에 의해 일부 막이 깎여 나간 상태이다. The result obtained by the upper optical system 10 is a part of the film is scraped off by the etching and etching process.

하부광학계(20)도 상부광학계(10)와 동일한 구조로 대칭된 형태이며, 하부광학계(20)는 식각되지 않은 금속막(8)의 하부 즉, 소스(6)나 드레인(7)의 하부 또는 인접한 식각되지 않은 금속막(8) 하부에 위치하여(도 2의 (b) 참조) 데이터 금속 라인의 반도체 3층막이나 소스, 드레인 부분의 반도체 3층막의 반사 스펙트럼을 획득한다. The lower optical system 20 is also symmetrical in the same structure as the upper optical system 10, and the lower optical system 20 is the lower portion of the unetched metal film 8, that is, the lower portion of the source 6 or the drain 7 or Located below the adjacent non-etched metal film 8 (see (b) of FIG. 2), the reflection spectrum of the semiconductor three-layer film of the data metal line or the semiconductor three-layer film of the source and drain portions is obtained.

하부광학계(20)를 이용하여 측정한 막의 구조와 두께는 패턴 공정에 의해 막의 손상을 받지 않은 초기 증착 단계의 구조와 두께에 대한 정보를 가지고 있는데, 그 구조는 데이터 금속 라인/도핑된 비정질 규소막/비정질 규소막/게이트 절연막/유리 기판의 구조이다. The structure and thickness of the film measured using the lower optical system 20 contains information on the structure and thickness of the initial deposition step that is not damaged by the pattern process, which structure is a data metal line / doped amorphous silicon film. Amorphous silicon film / gate insulating film / glass substrate.

상기 분석기(30)는 상기 상부광학계(10)로부터 입사되어 반사된 광과 상기 하부광학계(20)로부터 입사되어 반사된 광을 분석하여 막의 구조와 식각된 도핑된 비정질 규소막(5) 또는 식각된 비정질 규소막(4)의 두께 및 도핑된 비정질 규소 막(5) 또는 비정질 규소막(4)의 원래 두께를 분석한다. The analyzer 30 analyzes the light incident and reflected from the upper optical system 10 and the light incident and reflected from the lower optical system 20 to etch the doped amorphous silicon film 5 or the etched structure. The thickness of the amorphous silicon film 4 and the original thickness of the doped amorphous silicon film 5 or the amorphous silicon film 4 are analyzed.

이때, 상기 분석기(30)는 상기 상부광학계(10) 및 하부광학계(20)로부터 입사된 광으로부터 얻은 반사스펙트럼을 각각 획득하여 막 구조와 식각된 도핑된 비정질 규소막(5) 또는 식각된 비정질 규소막(4)의 두께 및 도핑된 비정질 규소막(5) 또는 비정질 규소막(4)의 원래 두께를 측정하게 된다. In this case, the analyzer 30 obtains a reflection spectrum obtained from the light incident from the upper optical system 10 and the lower optical system 20, respectively, to form a film structure, an etched amorphous silicon film 5 or an etched amorphous silicon. The thickness of the film 4 and the original thickness of the doped amorphous silicon film 5 or amorphous silicon film 4 will be measured.

상기 연산부(40)는 상기 분석기(30)로부터 얻어진 식각된 도핑된 비정질 규소막 또는 식각된 비정질 규소막의 두께와 도핑된 비정질 규소막 또는 비정질 규소막의 원래 두께의 차이를 이용하여 막의 구조와 도핑된 비정질 규소막 또는 비정질 규소막의 식각량을 산출한다. The calculation unit 40 uses the difference between the thickness of the etched doped amorphous silicon film or the etched amorphous silicon film obtained from the analyzer 30 and the original thickness of the doped amorphous silicon film or the amorphous silicon film, and the doped amorphous film. The etching amount of the silicon film or the amorphous silicon film is calculated.

이때, 연산부(40)는 상부, 하부광학계(10,20)에서 획득한 반사 스펙트럼을 두께 측정 알고리즘으로 구현된 측정 프로그램으로 각각의 막의 구조와 두께를 측정한 후 상부와 하부의 도핑된 비정질 규소막 또는 비정질 규소막의 두께 차이를 계산하게 된다. In this case, the calculation unit 40 is a measurement program implemented by a thickness measurement algorithm on the reflection spectra obtained by the upper and lower optical systems 10 and 20, and after measuring the structure and thickness of each film, the doped amorphous silicon film of the upper and lower parts. Alternatively, the thickness difference of the amorphous silicon film is calculated.

이와 같이 본 발명은 1) 패턴하기 전 증착 상태의 두께는 이미 알고 있고, 2) 공정에 의해 깎여 나간 후의 막의 두께를 측정함으로써 3) 두 값의 차이로부터 공정에 의해 감소된 도핑된 비정질 규소막 또는 비정질 규소막의 양을 정확하게 측정할 수 있다.Thus, the present invention provides a method for producing a doped amorphous silicon film which is 1) the thickness of the deposition state prior to patterning is known, and 2) the thickness of the film after being scraped off by the process, and 3) reduced by the process from the difference between the two values. The amount of the amorphous silicon film can be measured accurately.

또, 상기 분석기(30)로 얻어지는 각각의 반사스펙트럼이 동일구조를 갖는 반사스펙트럼을 갖도록 상기 상부광학계(10) 및 하부광학계(20)의 위치를 조정하기 위한 위치조정부(60)가 더 구비된 것이 바람직하다. In addition, the position adjusting unit 60 for adjusting the position of the upper optical system 10 and the lower optical system 20 is further provided so that each reflecting spectrum obtained by the analyzer 30 has a reflecting spectrum having the same structure. desirable.

상기 위치조정부(60)는 상기 상부광학계(10) 및 하부광학계(20)의 위치를 조정하여 측정하려는 미세 패턴을 찾고 초점을 맞출 수 있도록 구동수단에 의해 제어된다. The position adjusting unit 60 is controlled by driving means to adjust the positions of the upper optical system 10 and the lower optical system 20 to find and focus a fine pattern to be measured.

디스플레이부(70)에서는 상기 상부와 하부의 측정 이미지와 계산 진행과정을 표시해주며 최종으로 비정질 규소막의 두께 차이를 표시해 준다.The display unit 70 displays the measured images of the upper and lower parts and the calculation process, and finally displays the difference in thickness of the amorphous silicon film.

이하, 상기와 같은 구조로 된 본 발명에 따른 박막 트랜지스터 액정표시소자 패널의 제조 공정에 의해 식각되는 도핑된 비정질 규소막 또는 비정질 규소막의 감소량을 측정하는 방법을 설명한다. Hereinafter, a method of measuring a reduction amount of the doped amorphous silicon film or the amorphous silicon film etched by the manufacturing process of the thin film transistor liquid crystal display device panel having the above structure will be described.

도 3은 본 발명에 따른 액정표시소자용 박막 트랜지스터 패턴 깊이 측정방법을 나타낸 흐름도이다. 3 is a flowchart illustrating a method of measuring a depth of a thin film transistor pattern for a liquid crystal display according to the present invention.

먼저, 샘플의 절대 반사도를 측정한다. First, the absolute reflectivity of the sample is measured.

샘플의 절대 반사도를 측정하기 위해서는, Bare 실리콘을 레퍼런스로 하여 입사광의 세기를 측정하고, 입사광이 반사하지 않는 분광 센서의 노이즈 정도를 측정하기 위해 다크를 측정한다. 이러한 과정을 마친 후에 실제로 측정하려는 샘플을 측정해야 절대 반사도를 얻을 수 있다. In order to measure the absolute reflectivity of the sample, the intensity of incident light is measured using Bare silicon as a reference, and the dark is measured to measure the noise level of the spectral sensor which the incident light does not reflect. After this process, you will need to measure the sample you want to measure to achieve absolute reflectivity.

이렇게 광간섭에 의해 얻은 샘플의 절대 반사도로부터 막의 구조와 두께에 대한 정보를 계산할 수 있는 것이다.From the absolute reflectivity of the sample obtained by optical interference, information about the structure and thickness of the film can be calculated.

절대 반사도 측정 후 상부광학계(10) 및 하부광학계(20)의 위치를 조정한다. After the absolute reflectivity measurement, the position of the upper optical system 10 and the lower optical system 20 is adjusted.

박막 트랜지스터 반도체를 형성하기 위해 식각 공정을 한 시료의 측정 패턴을 찾아 패턴 매칭 알고리즘을 이용하여 측정 스폿의 중앙에 측정하고자 하는 패턴의 중앙을 일치시킨다. In order to form a thin film transistor semiconductor, a measurement pattern of a sample subjected to an etching process is found, and a pattern matching algorithm is used to match the center of the pattern to be measured to the center of the measurement spot.

금속막 상부에 위치하는 상부광학계(10)를 이용하여 시료의 상면 미세 측정 패턴에 조사하여 막의 구조와 식각된 도핑된 비정질 규소막 또는 비정질 규소막의 두께를 측정한다. The upper optical system 10 positioned above the metal film is irradiated onto the microscopic measurement pattern of the upper surface of the sample to measure the structure of the film and the thickness of the etched doped amorphous silicon film or amorphous silicon film.

여기서 상기의 박막 트랜지스터 패널은 진동이 없는 스테이지(50) 위에 안착이 되고 상부 광원은 미세 채널부(9) 안쪽에 초점 렌즈를 이용하여 수직으로 입사광을 조사한다.Here, the thin film transistor panel is mounted on the vibration-free stage 50, and the upper light source irradiates incident light vertically using a focus lens inside the microchannel part 9.

채널부 내부의 미세 패턴으로부터 반사되어 나온 간섭광을 분석하여 채널부(9) 미세 패턴의 막 구조와 두께를 분석한 정보를 저장한다.The interference light reflected from the fine pattern inside the channel part is analyzed to store information analyzing the film structure and the thickness of the fine pattern of the channel part 9.

상부광학계(10)에 의한 측정 후에는 식각되지 않은 상기 금속막(8)의 하부에 위치하는 하부광학계(20)를 이용하여 도핑된 비정질 규소막 또는 비정질 규소막의 원래 두께를 측정한다. 이때, 하부광학계(20)에 의한 측정은 상부광학계(10)에 의한 측정과 동시에 이루어질 수 있다. After the measurement by the upper optical system 10, the original thickness of the doped amorphous silicon film or the amorphous silicon film is measured by using the lower optical system 20 positioned below the non-etched metal film 8. In this case, the measurement by the lower optical system 20 may be performed simultaneously with the measurement by the upper optical system 10.

4마스크 혹은 3마스크 공정으로 형성된 소스와 드레인 패턴 및 데이터 금속 라인의 하부에는 반도체 3층막이 그대로 존재하게 되는데, 유리 기판의 뒷면에서 보게 되면 막의 구조는 상부광학계(10)로 관찰한 구조와 반대의 구조를 갖고 두께는 증착 당시의 두께를 갖게 된다.In the lower part of the source and drain patterns and the data metal line formed by the four-mask or three-mask process, the semiconductor three-layer film is present as it is. When viewed from the rear side of the glass substrate, the structure of the film is opposite to that observed with the upper optical system 10. The structure has a thickness at the time of deposition.

상기의 방법과 같은 원리로 기판의 하부에 위치한 하부광학계(20)를 이용하여 소스와 드레인과 연결되는 데이터 라인의 하부에 있는 반도체 막을 측정할 수 있는데 이때의 막의 구조는 상부와는 대칭이 되는 구조이다.In the same principle as the above method, the semiconductor film under the data line connected to the source and the drain can be measured by using the lower optical system 20 positioned below the substrate. In this case, the structure of the film is symmetrical with the upper part. to be.

상기의 방법으로 얻은 반사 스펙트럼을 분석하면 하부에서 측정한 반도체 3층막의 구조와 두께를 계산할 수 있다.By analyzing the reflection spectrum obtained by the above method, it is possible to calculate the structure and thickness of the semiconductor three-layer film measured from the bottom.

이와 같이 상부광학계(10)에서 측정된 반사 스펙트럼과 하부광학계(20)에서 측정된 반사 스펙트럼을 비교함으로써 막의 구조와 도핑된 비정질 규소막 또는 비정질 규소막의 식각량을 산출한다. As such, the structure of the film and the etch amount of the doped amorphous silicon film or the amorphous silicon film are calculated by comparing the reflection spectrum measured by the upper optical system 10 and the reflectance spectrum measured by the lower optical system 20.

상기의 방법으로 상부광학계(10)로 얻은 채널부(9) 안의 반도체 막의 구조는 예를 든다면 일반적으로 도핑된 비정질 규소막/비정질 규소막/게이트 절연막/게이트 전극/유리 기판의 구조이다. 하지만 식각 공정에 의해 도핑된 비정질 규소막 층은 제거되었으므로 실제로는 일부 식각된 비정질 규소막/게이트 절연막/게이트 전극/유리 기판의 구조이다.The structure of the semiconductor film in the channel portion 9 obtained by the upper optical system 10 by the above method is, for example, generally a structure of a doped amorphous silicon film / amorphous silicon film / gate insulating film / gate electrode / glass substrate. However, since the amorphous silicon film layer doped by the etching process is removed, it is actually the structure of some etched amorphous silicon film / gate insulating film / gate electrode / glass substrate.

기판의 하부에 위치한 하부광학계(20)를 이용하여 측정하는 막의 구조는 소스와 드레인 금속 아래 도핑된 비정질 규소막/비정질 규소막/게이트 절연막/유리 기판의 구조를 하고 있으므로 추가 공정에 의해 막의 손상이나 식각이 되지 않은 증착 초기의 상태의 구조와 두께를 그대로 유지하고 있다.The structure of the film measured by using the lower optical system 20 located below the substrate has a structure of an amorphous silicon film, an amorphous silicon film, a gate insulating film, and a glass substrate doped under the source and drain metals. The structure and thickness of the initial state of the deposition which are not etched are maintained.

이렇게, 하부광학계(20)에서 측정한 반사 스펙트럼을 분석하여 얻은 막의 구 조와 두께 정보를 상부광학계(10)에서 측정한 결과와 두께 차이를 비교했을 때 게이트 절연막으로 사용하는 실리콘 질화막의 두께는 거의 같으며 반도체 층의 두께는 다를 수 있다. 즉, 하부광학계(20)에서 측정하여 얻은 증착 초기의 옴닉층인 도핑된 비정질 규소막과 반도체 층인 비정질 규소막 두께의 합에서 상부에서 식각 공정으로 식각 후 측정한 비정질 규소막의 두께를 차감하게 되면 실제로 식각 공정에 의해서 비정질 규소막의 식각량을 정확하게 계산할 수 있다.Thus, the thickness of the silicon nitride film used as the gate insulating film is almost the same when the thickness difference between the film structure and thickness information obtained by analyzing the reflection spectrum measured by the lower optical system 20 is compared with the result measured by the upper optical system 10. The thickness of the semiconductor layer may vary. That is, if the thickness of the amorphous silicon film measured after etching by the etching process is subtracted from the sum of the thicknesses of the doped amorphous silicon film, which is the initial deposition layer measured by the lower optical system 20, and the amorphous silicon film, which is the semiconductor layer, is etched from the top. The etching amount of the amorphous silicon film can be accurately calculated by the etching process.

종래의 4마스크 혹은 3마스크 공정에서 옴닉컨택층인 도핑된 비정질 규소막의 식각된 량을 알기 위해서는 동일 기판은 아니지만 금속 소스, 드레인 막을 증착하기 전에 반도체 3층막의 증착 초기의 두께를 측정한 후에 공정을 진행한다. 공정 진행 후 식각 공정으로 형성된 반도체 채널부 두께를 측정하여 차이를 이용하여 비정질 규소막의 변화량을 관찰하였다. In order to know the etched amount of the doped amorphous silicon film that is the ohmic contact layer in the conventional four-mask or three-mask process, the process is performed after measuring the initial thickness of the semiconductor three-layer film before depositing the metal source and drain films. Proceed. After the process, the thickness of the semiconductor channel portion formed by the etching process was measured, and the change amount of the amorphous silicon film was observed using the difference.

위의 방법은 동일 기판이라고 하더라도 상기의 초기 두께 정보와 생산 공정이 상당량 진행된 후의 식각 후의 두께 차이를 계산하는 방법, 혹은 실패턴이 아닌 패널의 외곽에 유사하면서 실제 박막 트랜지스터 반도체 패턴과는 다른 테스트 패턴을 만들어 접촉식으로 측정하는 방법 모두 오차를 갖고 있다. 이러한 오차는 액정표시소자 패널의 성능 및 불량이 발생했을 때 다량의 불량이 발생하기 때문에 생산 수율이 많이 저하될 수 있다. The above method is a method of calculating the difference between the initial thickness information and the thickness after etching after the production process, even if the same substrate, or a test pattern that is similar to the outside of the panel but not similar to the actual thin film transistor semiconductor pattern. The method of making contact and measuring by contact has errors. Such an error may cause a large amount of defects when the performance and defects of the liquid crystal display panel occur, which may cause a large decrease in production yield.

본 발명은 동일 기판에서 동시에 실제 패턴과 인접한 곳의 막 두께를 측정하 기 때문에 공정에 의해 변화하는 도핑된 비정질 규소막 또는 비정질 규소막의 두께 변화량을 정확하게 측정하여 박막 트랜지스터 액정표시소자의 성능 및 생산성을 크게 향상 시킬 수 있는 측정 방법에 대한 발명이다.The present invention measures the thickness of the doped amorphous silicon film or the amorphous silicon film which is changed by the process because the thickness of the film is measured at the same substrate and adjacent to the actual pattern at the same time to accurately measure the performance and productivity of the thin film transistor liquid crystal display device. The invention is about a measuring method that can be greatly improved.

상기에서는 본 발명의 바람직한 실시 예를 설명하였지만, 해당 기술 분야에 숙련된 당업자는 하기의 특허 청구 범위에 기재된 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경 시킬 수 있다.Although the preferred embodiments of the present invention have been described above, those skilled in the art may variously modify and change the present invention without departing from the spirit and scope of the present invention as set forth in the claims below. .

도 1은 본 발명에 의한 액정표시소자용 박막 트랜지스터 패턴 깊이 측정장치의 개략적인 구조를 나타낸 도면.1 is a view showing a schematic structure of a thin film transistor pattern depth measuring device for a liquid crystal display device according to the present invention.

도 2는 액정표시소자용 박막 트랜지스터의 식각전과 식각후의 상태를 나타낸 단면도.2 is a cross-sectional view showing states before and after etching of a thin film transistor for a liquid crystal display device;

도 3은 본 발명에 따른 액정표시소자용 박막 트랜지스터 패턴 깊이 측정방법을 나타낸 흐름도.3 is a flowchart illustrating a method of measuring a depth of a thin film transistor pattern for a liquid crystal display according to the present invention.

*도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명** Description of the symbols for the main parts of the drawings *

10: 상부광학계 20: 하부광학계10: upper optical system 20: lower optical system

30: 분석기 40: 연산부30: analyzer 40: calculator

50: 스테이지 60: 위치조정부50: stage 60: position adjusting unit

70: 디스플레이부70: display unit

Claims (8)

기판(1)에 접합된 게이트 전극(2) 상부에 게이트 절연막(3), 비정질 규소막(4), 도핑된 비정질 규소막(5)으로 구성된 반도체 3층막과 소스(6)와 드레인(7) 역할을 하는 금속막(8)을 연속 증착하여 한 개의 마스크로 연속 패터닝과 식각 공정으로 제작된 액정표시소자용 박막 트랜지스터 패턴 깊이 측정방법에 있어서, A semiconductor three-layer film, a source 6 and a drain 7 composed of a gate insulating film 3, an amorphous silicon film 4, and a doped amorphous silicon film 5 on the gate electrode 2 bonded to the substrate 1. In the thin film transistor pattern depth measuring method for a liquid crystal display device manufactured by successive deposition of a metal film (8) which plays a role and by a continuous patterning and etching process with one mask, a) 상부광학계(10)를 이용하여 시료의 상면 미세 측정 패턴에 조사하여 막의 구조와 식각된 도핑된 비정질 규소막(5) 또는 식각된 비정질 규소막(4)의 두께를 측정하는 단계; a) irradiating the upper microscopic measurement pattern of the sample using the upper optical system 10 to measure the structure of the film and the thickness of the etched doped amorphous silicon film 5 or etched amorphous silicon film 4; b) 하부광학계(20)를 이용하여 도핑된 비정질 규소막(5) 또는 비정질 규소막(4)의 원래 두께를 측정하는 단계; b) measuring the original thickness of the doped amorphous silicon film 5 or amorphous silicon film 4 using the lower optical system 20; c) a) 단계에서 측정된 식각된 도핑된 비정질 규소막(5) 또는 식각된 비정질 규소막(4)의 두께와 b)단계에서 측정된 도핑된 비정질 규소막(5) 또는 비정질 규소막(4)의 원래 두께의 차이를 이용하여 도핑된 비정질 규소막(5) 또는 비정질 규소막(4)의 식각량을 산출하는 단계; 를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 액정표시소자용 박막 트랜지스터 패턴 깊이 측정방법.c) the thickness of the etched doped amorphous silicon film (5) or etched amorphous silicon film (4) measured in step a) and the doped amorphous silicon film (5) or amorphous silicon film (4) measured in step b). Calculating an etching amount of the doped amorphous silicon film 5 or the amorphous silicon film 4 by using the difference in the original thickness of? Thin film transistor pattern depth measurement method for a liquid crystal display device comprising a. 제 1 항에 있어서, The method of claim 1, a) 단계에서 상기 상부광학계(10)는 상기 게이트 전극(2) 상부에 위치하며, In the step a), the upper optical system 10 is positioned above the gate electrode 2, b) 단계에서 상기 하부광학계(20)는 식각되지 않은 상기 금속막(8)의 하부에 위치하는 것을 특징으로 하는 액정표시소자용 박막 트랜지스터 패턴 깊이 측정방법.The method of measuring a depth of a thin film transistor pattern for a liquid crystal display device, characterized in that in the step b), the lower optical system (20) is located below the non-etched metal film (8). 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서, The method according to claim 1 or 2, 상기 a) 단계와 b) 단계는 상부광학계(10) 및 하부광학계(20)로부터 입사된 광으로부터 얻은 반사스펙트럼을 각각 획득하여 막 구조와 식각된 도핑된 비정질 규소막(5) 또는 식각된 비정질 규소막(4)의 두께 및 도핑된 비정질 규소막(5) 또는 비정질 규소막(4)의 원래 두께를 측정하며, Steps a) and b) obtain the reflection spectra obtained from the light incident from the upper optical system 10 and the lower optical system 20, respectively, to form a film structure and an etched doped amorphous silicon film 5 or etched amorphous silicon. Measuring the thickness of the film 4 and the original thickness of the doped amorphous silicon film 5 or amorphous silicon film 4, c) 단계에서는 상기 a) 단계와 b) 단계로부터 얻은 반사스펙트럼으로부터 측정된 두께값의 차이를 이용하여 막의 구조와 도핑된 비정질 규소막(5) 또는 비정질 규소막(4)의 식각량을 산출하는 것을 특징으로 하는 액정표시소자용 박막 트랜지스터 패턴 깊이 측정방법.In the step c), the etch amount of the doped amorphous silicon film 5 or the amorphous silicon film 4 is calculated using the difference in the thickness values measured from the reflection spectra obtained in the steps a) and b). A thin film transistor pattern depth measuring method for a liquid crystal display device, characterized in that. 제 3 항에 있어서, The method of claim 3, wherein 상기 a) 단계와 b) 단계에서 상기 상부광학계(10) 및 하부광학계(20)의 위치를 각각 조정하는 단계를 더 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 액정표시소자용 박막 트랜지스터 패턴 깊이 측정방법.And a) adjusting the positions of the upper optical system (10) and the lower optical system (20) in the steps a) and b), respectively. 기판(1)에 접합된 게이트 전극(2) 상부에 게이트 절연막(3), 비정질 규소막(4), 도핑된 비정질 규소막(5)으로 구성된 반도체 3층막과 소스(6)와 드레인(7) 역할을 하는 금속막(8)을 연속 증착하여 한 개의 마스크로 연속 패터닝과 식각 공정으로 제작된 액정표시소자용 박막 트랜지스터 패턴 깊이 측정장치에 있어서, A semiconductor three-layer film, a source 6 and a drain 7 composed of a gate insulating film 3, an amorphous silicon film 4, and a doped amorphous silicon film 5 on the gate electrode 2 bonded to the substrate 1. In the thin film transistor pattern depth measuring apparatus for a liquid crystal display device manufactured by continuous deposition of a metal film (8), which plays a role, and a continuous patterning and etching process with one mask, 시료의 상면 미세 측정 패턴의 막의 구조와 식각된 도핑된 비정질 규소막(5) 또는 비정질 규소막(4)의 두께를 측정하기 위해 시료의 상면 미세 측정 패턴에 광을 입사시키는 상부광학계(10); An upper optical system 10 for injecting light into the upper microscopic measurement pattern of the sample to measure the structure of the film of the upper microscopic measurement pattern of the sample and the thickness of the etched doped amorphous silicon film 5 or the amorphous silicon film 4; 막의 구조와 도핑된 비정질 규소막(5) 또는 비정질 규소막(4)의 원래 두께를 측정하기 위해 시료의 하부에 광을 입사시키는 하부광학계(20); A lower optical system 20 for injecting light into the lower portion of the sample to measure the structure of the film and the original thickness of the doped amorphous silicon film 5 or amorphous silicon film 4; 상기 상부광학계(10)로부터 입사되어 반사된 광과 상기 하부광학계(20)로부터 입사되어 반사된 광을 각각 분석하여 막의 구조와 식각된 도핑된 비정질 규소막(5) 또는 식각된 비정질 규소막(4)의 두께 및 도핑된 비정질 규소막(5) 또는 비정질 규소막(4)의 원래 두께를 분석하는 분석기(30); The structure of the film and the etched doped amorphous silicon film 5 or the etched amorphous silicon film 4 are analyzed by analyzing the light incident from the upper optical system 10 and reflected from the lower optical system 20. An analyzer 30 which analyzes the thickness of the < RTI ID = 0.0 >) < / RTI > and the original thickness of the doped amorphous silicon film 5 or amorphous silicon film 4; 상기 분석기(30)로부터 얻어진 식각된 도핑된 비정질 규소막(5) 또는 식각된 비정질 규소막(4)의 두께와 도핑된 비정질 규소막(5) 또는 비정질 규소막(4)의 원래 두께의 차이를 이용하여 도핑된 비정질 규소막(5) 또는 비정질 규소막(4)의 식각량을 산출하는 연산부(40); 를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 액정표시소자용 박막 트랜지스터 패턴 깊이 측정장치.The difference between the thickness of the etched doped amorphous silicon film 5 or the etched amorphous silicon film 4 obtained from the analyzer 30 and the original thickness of the doped amorphous silicon film 5 or amorphous silicon film 4 is determined. An arithmetic unit 40 for calculating an etching amount of the doped amorphous silicon film 5 or the amorphous silicon film 4 by using; Thin film transistor pattern depth measuring apparatus for a liquid crystal display device comprising a. 제 5 항에 있어서, The method of claim 5, 상기 상부 광학계(10)는 상기 게이트 전극(2) 상부에 위치하는 시료의 상면 미세 측정 패턴에 위치하며, The upper optical system 10 is positioned on the upper surface fine measurement pattern of the sample located on the gate electrode 2, 상기 하부 광학계(20)는 식각되지 않은 상기 금속막(8)의 하부에 위치하는 시료의 하부에 위치하는 것을 특징으로 하는 액정표시소자용 박막 트랜지스터 패턴 깊이 측정장치.The lower optical system (20) is a thin film transistor pattern depth measuring device for a liquid crystal display device, characterized in that located on the lower portion of the sample located below the non-etched metal film (8). 제 5 항 또는 제 6 항에 있어서, The method according to claim 5 or 6, 상기 분석기(30)는 상기 상부광학계(10) 및 하부광학계(20)로부터 입사된 광으로부터 얻은 반사스펙트럼을 각각 획득하여 막 구조와 식각된 도핑된 비정질 규소막(5) 또는 식각된 비정질 규소막(4)의 두께 및 도핑된 비정질 규소막(5) 또는 비정질 규소막(4)의 원래 두께를 측정하며, The analyzer 30 acquires reflection spectra obtained from the light incident from the upper optical system 10 and the lower optical system 20 to form a film structure, an etched doped amorphous silicon film 5 or an etched amorphous silicon film ( The thickness of 4) and the original thickness of the doped amorphous silicon film 5 or amorphous silicon film 4, 상기 연산부(40)는 각각 얻은 반사스펙트럼으로부터 측정된 두께값의 차이를 이용하여 도핑된 비정질 규소막(5) 또는 비정질 규소막(4)의 식각량을 산출하는 것을 특징으로 하는 액정표시소자용 박막 트랜지스터 패턴 깊이 측정장치.The operation unit 40 calculates an etching amount of the doped amorphous silicon film 5 or the amorphous silicon film 4 by using the difference in the thickness values measured from the obtained reflection spectra, respectively. Transistor pattern depth measuring device. 제 7 항에 있어서, The method of claim 7, wherein 상기 상부광학계(10) 및 하부광학계(20)의 위치를 조정하기 위한 위치조정부(60)가 더 구비된 것을 특징으로 하는 액정표시소자용 박막 트랜지스터 패턴 깊이 측정장치.Thin film transistor pattern depth measuring apparatus for a liquid crystal display device, characterized in that the position adjusting unit 60 for adjusting the position of the upper optical system 10 and the lower optical system 20 is further provided.
KR1020080123191A 2008-12-05 2008-12-05 Pattern Depth Measuring Apparatus and Measuring Method of Thin-Film Transistor for Liquid Crystal Display Device KR100980257B1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020080123191A KR100980257B1 (en) 2008-12-05 2008-12-05 Pattern Depth Measuring Apparatus and Measuring Method of Thin-Film Transistor for Liquid Crystal Display Device

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020080123191A KR100980257B1 (en) 2008-12-05 2008-12-05 Pattern Depth Measuring Apparatus and Measuring Method of Thin-Film Transistor for Liquid Crystal Display Device

Publications (2)

Publication Number Publication Date
KR20100064659A true KR20100064659A (en) 2010-06-15
KR100980257B1 KR100980257B1 (en) 2010-09-07

Family

ID=42364237

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020080123191A KR100980257B1 (en) 2008-12-05 2008-12-05 Pattern Depth Measuring Apparatus and Measuring Method of Thin-Film Transistor for Liquid Crystal Display Device

Country Status (1)

Country Link
KR (1) KR100980257B1 (en)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101346892B1 (en) * 2011-04-11 2014-01-02 가부시키가이샤 재팬 디스프레이 Method of manufacturing liquid crystal display device and liquid crystal display device

Family Cites Families (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH08316279A (en) * 1995-02-14 1996-11-29 Internatl Business Mach Corp <Ibm> Thickness measuring method for semiconductor base body and its measurement device
KR100673880B1 (en) 2000-07-20 2007-01-25 주식회사 하이닉스반도체 Apparatus for measuring thickness of metal layer by using optical method and Method for measuring thickness of metal layer using the same
KR100914192B1 (en) 2002-12-23 2009-08-27 엘지디스플레이 주식회사 An apparatus for measuring thickness of thin film
KR100838658B1 (en) 2007-07-09 2008-06-16 (주)쎄미시스코 Real time depth monitoring end point detection system

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101346892B1 (en) * 2011-04-11 2014-01-02 가부시키가이샤 재팬 디스프레이 Method of manufacturing liquid crystal display device and liquid crystal display device

Also Published As

Publication number Publication date
KR100980257B1 (en) 2010-09-07

Similar Documents

Publication Publication Date Title
TWI303090B (en) Method for in-situ monitoring of patterned substrate processing using reflectometry
KR101254161B1 (en) Analyzing surface structure using scanning interferometry
KR101890663B1 (en) Method for measuring film thickness distribution
US6753972B1 (en) Thin film thickness measuring method and apparatus, and method and apparatus for manufacturing a thin film device using the same
US8227265B2 (en) Method of measuring pattern shape, method of manufacturing semiconductor device, and process control system
KR101656436B1 (en) Method for measuring film thickness distribution of wafer having thin film
TW586149B (en) Graytone mask producing method
CN102707568B (en) Photo-etching method of bottom surface of multi-step apparatus structure
US7580129B2 (en) Method and system for improving accuracy of critical dimension metrology
US20020163649A1 (en) Film thickness measuring method and apparatus, and thin film device manufacturing method and manufacturing apparatus using same
KR100980257B1 (en) Pattern Depth Measuring Apparatus and Measuring Method of Thin-Film Transistor for Liquid Crystal Display Device
KR101379915B1 (en) Detecting Device Of Endpoint And Etching Device Having The Same And Detecting Method Of Endpoint
WO2017122248A1 (en) Method for measuring film thickness distribution of wafer with thin film
JP3865637B2 (en) Manufacturing method of semiconductor device
JP2000097648A (en) Device and method for measuring difference in level
JP2010169749A (en) Methods for manufacturing photomask, method for manufacturing display, and apparatus for processing photomask substrate
KR20230025201A (en) Apparatus for real-time measuring thickness of thin film
CN111426701B (en) Wafer defect detection method and device
JP2005337927A (en) Film thickness measuring method and film thickness measuring instrument
JP2016114506A (en) Evaluation method of wafer with thin film
CN102944971B (en) Exposure detection method of mask and photoetching material
KR20100066820A (en) Method for defect detecting mask of surface treatment for each other different level
JP3782673B2 (en) Beam spot diameter management method for film thickness measuring apparatus and beam spot diameter management sample used therefor
KR20230025202A (en) Method for real-time measuring thickness of thin film
JP2009042072A (en) Film thickness quality discrimination method of thin film layer

Legal Events

Date Code Title Description
A201 Request for examination
E902 Notification of reason for refusal
E701 Decision to grant or registration of patent right
GRNT Written decision to grant
FPAY Annual fee payment

Payment date: 20130830

Year of fee payment: 4

FPAY Annual fee payment

Payment date: 20140901

Year of fee payment: 5

FPAY Annual fee payment

Payment date: 20160720

Year of fee payment: 7

FPAY Annual fee payment

Payment date: 20180830

Year of fee payment: 9

FPAY Annual fee payment

Payment date: 20190902

Year of fee payment: 10