KR100844374B1 - Method for manufacturing thin film transistor array - Google Patents
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Abstract
Description
도 1a 내지 도 1e는 종래의 5 마스크를 이용한 액정표시장치의 박막트랜지스터 패터닝 과정을 도시한 도면.1A to 1E illustrate a thin film transistor patterning process of a liquid crystal display using a conventional five mask.
도 2 a 내지 도 2c는 도 1을 A-A' 선을 따라 절단한 단면도. 2A to 2C are cross-sectional views taken along the line AA ′ of FIG. 1.
도 3a 내지 도 3d는 종래의 4 마스크를 이용한 액정표시장치의 박막트랜지스터 패터닝 과정을 도시한 도면.3A to 3D illustrate a thin film transistor patterning process of a liquid crystal display using a conventional four mask.
도 4 a 내지 도 4c는 도 3을 A-A' 선을 따라 절단한 단면도. 4A to 4C are cross-sectional views taken along the line AA ′ of FIG. 3.
도 5a 내지 도 5d는 본 발명에 따른 4 마스크를 이용한 액정표시장치의 박막트랜지스터 패터닝 과정을 도시한 도면. 5A to 5D illustrate a thin film transistor patterning process of a liquid crystal display using 4 masks according to the present invention.
도 6a 내지 도 6d는 도 5를 A-A' 선을 따라 절단한 단면도. 6A to 6D are cross-sectional views taken along the line AA ′ of FIG. 5.
도 7은 본 발명의 제1 실시예에 따른 박막트랜지스터 어레이 제조를 위한 설비 구성을 도시한 도면. FIG. 7 is a diagram illustrating a facility configuration for manufacturing a thin film transistor array according to a first embodiment of the present invention. FIG.
도 8은 본 발명의 제1 실시예에 따른 박막트랜지스터 어레이 제조 공정의 순서도. 8 is a flow chart of a thin film transistor array manufacturing process according to a first embodiment of the present invention.
도 9는 본 발명의 제2 실시예에 따른 박막트랜지스터 어레이 제조를 위한 설비 구성을 도시한 도면. FIG. 9 is a diagram illustrating a facility configuration for manufacturing a thin film transistor array according to a second embodiment of the present invention. FIG.
도 10은 본 발명의 제2 실시예에 따른 박막트랜지스터 어레이 제조 공정의 순서도. 10 is a flow chart of a thin film transistor array manufacturing process according to a second embodiment of the present invention.
본 발명은 박막트랜지스터 어레이 제조 방법에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 4 마스크 공정에 의해 액정표시장치의 박막트랜지스터를 제조하는 방법에 관한 것이다. The present invention relates to a method of manufacturing a thin film transistor array, and more particularly, to a method of manufacturing a thin film transistor of a liquid crystal display device by a four mask process.
액정표시장치(LCD)에 있어서, 박막트랜지스터 및 박막트랜지스터 어레이의 제조 공정은 매우 중요한 과정 중의 하나이며, 이는 장치의 성능뿐만 아니라 수율에도 큰 영향을 끼친다. In the liquid crystal display (LCD), the manufacturing process of the thin film transistor and the thin film transistor array is one of very important process, which greatly affects the yield as well as the performance of the device.
기존의 일반적인 박막트랜지스터 어레이 제조는 5 마스크 공정 또는 4 마스크 공정을 통해 이루어 졌다. Conventional thin film transistor array manufacturing has been performed through a 5 mask process or a 4 mask process.
종래의 5 마스크 공정은 게이트 마스크를 이용하여 글라스 기판 상에 게이트를 형성하는 과정, 액티브 마스크를 이용하여 활성층을 형성하는 과정, 소스/드레인 마스크를 이용하여 소스/드레인 및 채널부를 형성하는 과정, 패시베이션(passivation) 마스크를 이용하여 패시베이션층(보호층)을 형성하는 과정 및 픽셀 마스크를 이용하여 화소전극을 형성하는 과정을 포함한다. In the conventional five mask process, a process of forming a gate on a glass substrate using a gate mask, a process of forming an active layer using an active mask, a process of forming source / drain and channel portions using a source / drain mask, and passivation forming a passivation layer (protective layer) using a passivation mask and forming a pixel electrode using a pixel mask.
도 1a 내지 도 1e는 종래의 5 마스크를 이용한 액정표시장치의 박막트랜지스터 패터닝 과정을 도시한 도면이고, 도 2 a 내지 도 2c는 도 1을 A-A' 선을 따라 절단한 단면도이다. 1A to 1E are views illustrating a thin film transistor patterning process of a liquid crystal display using a conventional five mask, and FIGS. 2A to 2C are cross-sectional views taken along the line AA ′ of FIG. 1.
종래의 5 마스크 공정에서 게이트 및 소스/드레인을 생성하는 과정을 살펴보면, 우선 게이트 마스크를 통해 도 1a 및 도 2a와 같이 글래스 기판(100) 상에 게이트 전극(102)을 형성한다. Referring to a process of generating a gate and a source / drain in the conventional five mask process, first, a
이후 도 1b와 같이 게이트 절연막(104), 활성층/오믹콘택층(106)을 증착한다. 이때 활성층(200) 상부에 오믹콘택층(202)이 함께 증착되며, 액티브 마스크를 통해 도 1c 및 도 2b와 같이 게이트 절연막(104), 활성층(200) 및 오믹콘택층(202)을 패터닝한다. Thereafter, as shown in FIG. 1B, the
상기한 패터닝 후에 도 1d와 같이 도전층(108)이 스퍼터링에 의해 적층되고, 소스/드레인 마스크를 통해 도 1e 및 도 2c와 같이 소스전극(112), 드레인전극(114) 및 채널부(110)를 형성한다. After the patterning, the
이와 같은 5 마스크 공정을 대체하여 액티브 마스크를 사용하지 않는 4 마스크 공정이 제안되었다. A four mask process without an active mask has been proposed in place of such a five mask process.
도 3a 내지 도 3d는 종래의 4 마스크를 이용한 액정표시장치의 박막트랜지스터 패터닝 과정을 도시한 도면이고, 도 4 a 내지 도 4c는 도 3을 A-A' 선을 따라 절단한 단면도이다.3A to 3D illustrate a thin film transistor patterning process of a liquid crystal display using a conventional four mask, and FIGS. 4A to 4C are cross-sectional views taken along the line AA ′ of FIG. 3.
종래의 4 마스크 공정에 있어서, 우선 게이트 마스크를 통해 도 3a 및 도 4a와 같이 글래스 기판(100) 상에 게이트 전극(102)을 형성한다. In the conventional four mask process, first, the
이후, 도 3b와 같이 게이트 절연막(104), 활성층/오믹콘택층(106) 및 소스/드레인 형성을 위한 도전층(108)을 적층한다. 이때 도 4b에 도시된 바와 같이, 활 성층(200) 상부에는 오믹콘택층(202)이 증착된다. Thereafter, as shown in FIG. 3B, the
다음으로 소스/드레인 마스크를 통해 도 3c 및 도 4b와 같이 게이트 절연막(104), 활성층/오믹콘택층(106) 및 도전층(108)이 패터닝되는데, 종래의 4 마스크 공정에 따르면 먼저 도전층(108)을 소스와 드레인이 분리되지 않은 형태로 먼저 습식 식각하고, 별도의 공정을 통해 활성층/오믹콘택층(106)을 식각한다. Next, as shown in FIGS. 3C and 4B, the
다음으로 포토레지스트 애싱(ashing)을 통해 채널 영역을 오픈시키고, 채널 영역의 도전층(108)과 오믹콘택층(200)을 식각하여 채널부(110), 소스전극(112) 및 드레인전극(114)을 형성한다. Next, the channel region is opened through photoresist ashing, and the
채널부(110)를 형성한 이후, 소스/드레인 패터닝을 위한 포트레지스트를 습식으로 스트립한다. After the
이와 같이, 종래의 4 마스크 공정은 도전층(108)이 습식 식각되기 때문에 습식 식각의 등방성으로 인한 패턴 사이즈의 정확도가 떨어지는 문제점이 있었다. As described above, in the conventional four mask process, since the
또한, 종래에는 게이트 전극을 형성과정에서 습식 식각 및 습식 스트립을 이용하기 때문에 패턴 사이즈의 정확도를 떨어뜨리는 문제점이 있었다. In addition, in the related art, the wet etching and the wet strip are used in the process of forming the gate electrode, thereby reducing the accuracy of the pattern size.
또한, 도전층(108)의 식각과 활성층/오믹콘택층(106)의 식각이 별개의 공정으로 이루어지기 비효율적인 문제점이 있었으며, 포토레지스트 패턴을 스트립하는 과정이 필요하기 때문에 종래의 5 마스크 공정에 비해 공정 수를 감소시키지 못하는 문제점이 있었다. In addition, there is an inefficient problem in that the etching of the
또한, 종래의 4 마스크 공정은 도전층(108)을 구성하는 Al 부식 발생을 억제하기 위해 열탕세정(hot water rinsing)을 이용하는데, 이는 제조 공정 단가를 높 일 뿐만 아니라 기판을 진공 장비에서 대기 중으로 이동시켜야 하기 때문에 제조 공정의 양산성을 떨어뜨리는 문제점이 있었다.In addition, the conventional four-mask process uses hot water rinsing to suppress the occurrence of Al corrosion constituting the
본 발명에서는 상기한 바와 같은 종래기술의 문제점을 해결하기 위해, 패턴 사이즈의 정확한 제어가 가능한 박막트랜지스터 어레이 제조 방법을 제안하고자 한다. In the present invention, to solve the problems of the prior art as described above, to propose a thin film transistor array manufacturing method capable of precise control of the pattern size.
본 발명의 다른 목적은 식각 관련 장비를 줄일 수 있는 박막트랜지스터 어레이 제조 방법을 제공하는 것이다. Another object of the present invention is to provide a thin film transistor array manufacturing method that can reduce the etching-related equipment.
본 발명의 다른 목적은 대기 중 작업을 제거하여 양산성을 높일 수 있는 박막트랜지스터 어레이 제조 방법을 제공하는 것이다. Another object of the present invention is to provide a method of manufacturing a thin film transistor array that can increase the productivity by removing the work in the atmosphere.
본 발명의 다른 목적은 박막트랜지스터 어레이 제조에 있어 공정 수를 줄일 수 있는 박막트랜지스터 어레이 제조 방법을 제공하는 것이다.Another object of the present invention is to provide a thin film transistor array manufacturing method that can reduce the number of processes in manufacturing a thin film transistor array.
상기한 바와 같은 목적을 달성하기 위해, 본 발명의 바람직한 일 실시예에 따르면, 액정표시장치의 박막트랜지스터 어레이 제조 방법에 있어서, (a) 기판 상에 게이트 전극을 형성하는 단계; (b) 상기 게이트 전극을 포함하는 기판 상에, 게이트 절연막, 반도체층 및 도전층을 포함하는 순차적으로 적층한 적층 구조를 형성하는 단계-상기 반도체층은 활성층 및 오믹콘택층을 포함함-; (c) 상기 도전층을 소스전극 및 드레인전극이 분리되지 않은 전극패턴으로 건식 식각하는 단계; (d) 상기 전극패턴의 채널 영역을 식각하여 소스전극 및 드레인전극을 형성하면서, 동 시에 상기 전극패턴에 의해 가려지지 않은 패턴 영역의 상기 반도체층을 식각하여 상기 게이트 절연막을 노출시키는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 박막트랜지스터 어레이 제조 방법이 제공된다. In order to achieve the above object, according to a preferred embodiment of the present invention, a method of manufacturing a thin film transistor array of a liquid crystal display device, comprising: (a) forming a gate electrode on a substrate; (b) forming a sequentially stacked stacked structure including a gate insulating film, a semiconductor layer, and a conductive layer on a substrate including the gate electrode, the semiconductor layer including an active layer and an ohmic contact layer; (c) dry etching the conductive layer with an electrode pattern in which source and drain electrodes are not separated; (d) etching the channel region of the electrode pattern to form a source electrode and a drain electrode, and simultaneously etching the semiconductor layer of the pattern region not covered by the electrode pattern to expose the gate insulating film. Provided is a method of manufacturing a thin film transistor array.
본 발명의 다른 실시예에 따르면, 액정표시장치의 박막트랜지스터 어레이 제조 방법에 있어서, (a) 기판 상에 게이트 도전층을 스퍼터링하는 단계; (b) 상기 게이트 도전층을 건식 식각하여 게이트 전극을 형성하는 단계; (c) 상기 게이트 전극을 포함하는 기판 상에, 게이트 절연막, 반도체층 및 도전층을 포함하는 순차적으로 적층한 적층 구조를 형성하는 단계-상기 반도체층은 활성층 및 오믹콘택층을 포함함-; (d) 상기 도전층을 소스전극 및 드레인전극이 분리되지 않은 전극패턴으로 식각하는 단계; 및 (e) 상기 전극패턴의 채널 영역을 식각하여 소스전극 및 드레인전극을 형성하면서, 동시에 상기 전극패턴에 의해 가려지지 않은 패턴 영역의 상기 반도체층을 식각하여 상기 게이트 절연막을 노출시키는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 박막트랜지스터 어레이 제조 방법이 제공된다.According to another embodiment of the present invention, a method of manufacturing a thin film transistor array of a liquid crystal display device comprising: (a) sputtering a gate conductive layer on a substrate; (b) dry etching the gate conductive layer to form a gate electrode; (c) forming a sequentially stacked stacked structure including a gate insulating film, a semiconductor layer, and a conductive layer on the substrate including the gate electrode, the semiconductor layer including an active layer and an ohmic contact layer; (d) etching the conductive layer into an electrode pattern in which source and drain electrodes are not separated; And (e) etching the channel region of the electrode pattern to form a source electrode and a drain electrode, and simultaneously etching the semiconductor layer of the pattern region not covered by the electrode pattern to expose the gate insulating layer. Provided is a method of manufacturing a thin film transistor array.
본 발명은 다양한 변경을 가할 수 있고 여러 가지 실시예를 가질 수 있는 바, 특정 실시예들을 도면에 예시하고 상세한 설명에 상세하게 설명하고자 한다. 그러나, 이는 본 발명을 특정한 실시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다. 각 도면을 설명하면서 유사한 참조부호를 유사한 구성요소에 대해 사용하였다. As the invention allows for various changes and numerous embodiments, particular embodiments will be illustrated in the drawings and described in detail in the written description. However, this is not intended to limit the present invention to specific embodiments, it should be understood to include all modifications, equivalents, and substitutes included in the spirit and scope of the present invention. In describing the drawings, similar reference numerals are used for similar elements.
제1, 제2, A, B 등의 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용될 수 있 지만, 상기 구성요소들은 상기 용어들에 의해 한정되어서는 안 된다. 상기 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다. 예를 들어, 본 발명의 권리 범위를 벗어나지 않으면서 제1 구성요소는 제2 구성요소로 명명될 수 있고, 유사하게 제2 구성요소도 제1 구성요소로 명명될 수 있다. 및/또는 이라는 용어는 복수의 관련된 기재된 항목들의 조합 또는 복수의 관련된 기재된 항목들 중의 어느 항목을 포함한다. Terms such as first, second, A, and B may be used to describe various components, but the components should not be limited by the terms. The terms are used only for the purpose of distinguishing one component from another. For example, without departing from the scope of the present invention, the first component may be referred to as the second component, and similarly, the second component may also be referred to as the first component. The term and / or includes a combination of a plurality of related items or any item of a plurality of related items.
어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "연결되어" 있다거나 "접속되어" 있다고 언급된 때에는, 그 다른 구성요소에 직접적으로 연결되어 있거나 또는 접속되어 있을 수도 있지만, 중간에 다른 구성요소가 존재할 수도 있다고 이해되어야 할 것이다. 반면에, 어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "직접 연결되어" 있다거나 "직접 접속되어" 있다고 언급된 때에는, 중간에 다른 구성요소가 존재하지 않는 것으로 이해되어야 할 것이다. When a component is referred to as being "connected" or "connected" to another component, it may be directly connected to or connected to that other component, but it may be understood that other components may be present in between. Should be. On the other hand, when a component is said to be "directly connected" or "directly connected" to another component, it should be understood that there is no other component in between.
본 출원에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 출원에서, "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.The terminology used herein is for the purpose of describing particular example embodiments only and is not intended to be limiting of the present invention. Singular expressions include plural expressions unless the context clearly indicates otherwise. In this application, the terms "comprise" or "have" are intended to indicate that there is a feature, number, step, operation, component, part, or combination thereof described in the specification, and one or more other features. It is to be understood that the present invention does not exclude the possibility of the presence or the addition of numbers, steps, operations, components, components, or a combination thereof.
다르게 정의되지 않는 한, 기술적이거나 과학적인 용어를 포함해서 여기서 사용되는 모든 용어들은 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미를 가지고 있다. 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 것과 같은 용어들은 관련 기술의 문맥 상 가지는 의미와 일치하는 의미를 가지는 것으로 해석되어야 하며, 본 출원에서 명백하게 정의하지 않는 한, 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되지 않는다.Unless defined otherwise, all terms used herein, including technical or scientific terms, have the same meaning as commonly understood by one of ordinary skill in the art. Terms such as those defined in the commonly used dictionaries should be construed as having meanings consistent with the meanings in the context of the related art and shall not be construed in ideal or excessively formal meanings unless expressly defined in this application. Do not.
이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부한 도면들을 참조하여 상세히 설명하기로 한다. 본 발명을 설명함에 있어 전체적인 이해를 용이하게 하기 위하여 도면 번호에 상관없이 동일한 수단에 대해서는 동일한 참조 번호를 사용하기로 한다. Hereinafter, exemplary embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. In the following description of the present invention, the same reference numerals will be used for the same means regardless of the reference numerals in order to facilitate the overall understanding.
도 5a 내지 도 5d는 본 발명에 따른 4 마스크를 이용한 액정표시장치의 박막트랜지스터 패터닝 과정을 도시한 도면이고, 도 6a 내지 도 6d는 도 5를 A-A' 선을 따라 절단한 단면도이다.5A to 5D illustrate a thin film transistor patterning process of a liquid crystal display using 4 masks according to the present invention, and FIGS. 6A to 6D are cross-sectional views taken along the line AA ′ of FIG. 5.
본 발명은 4 마스크 공정에 적용될 수 있는 것으로서, 우선적으로 본 발명은 게이트 마스트를 통해 기판(500) 상에 게이트 전극(502)을 형성한다. The present invention can be applied to a four mask process. First, the present invention forms the
여기서 기판(500)은 액정표시장치에 적용되는 소다 라임 글라스와 같은 투명 절연 기판을 포함할 수 있다. The
또한, 게이트 전극(502)은 상부 및 하부가 몰리브덴/알루미늄(Mo/Al) 또는 몰리브덴/알미네리윰(Mo/AlNd)로 이루어지는 이중막으로 형성될 수 있다. In addition, the
다음으로, 도 5b에 도시된 바와 같이, 게이트 절연막(504), 반도체층(506), 도전층(508)의 적층 구조를 형성한다. Next, as shown in FIG. 5B, a laminated structure of the
여기서, 게이트 절연막(504)은 질화규소(SiNx)로 이루어질 수 있으며, 바람 직하게 4000Å 두께로 형성될 수 있다. Here, the
반도체층(506)은 활성층(600)과 오믹콘택층(602)를 포함할 수 있다. The
활성층(600)은 박막트랜지스터의 채널 형성을 위한 것으로서 진성 비정질 실리콘(intrinsic amorphous Si, i-a-Si)으로 이루어질 수 있다.The
본 발명에 따르면, 활성층(600)은 PECVD(Plasma-enhanced chemical vapor deposition)를 이용하여 1000 내지 3000Å 두께, 바람직하게는 2000Å 두께로 성막될 수 있다. According to the present invention, the
게이트 전극(502)에 인가되는 제어신호에 따라 게이트 절연막(504)을 거쳐 활성층(600)으로 전계가 인가되고, 게이트 전극(502) 상부의 활성층(600)은 제어신호에 따라 채널을 형성하고, 박막트랜지스터는 온/오프 동작을 수행한다. An electric field is applied to the
오믹콘택층(602)은 활성층(600)의 소스/드레인 영역과 도전층(508) 사이의 오믹 콘택(ohmic contact)의 형성을 위한 것으로서, 예를 들어 도핑된 비정질 실리콘(n+ a-Si)을 200Å 내지 1,000Å의 두께로 형성될 수 있으며, 바람직하게는 약 500Å의 두께로 형성될 수 있다.The
도전층(508)은 소스/드레인 전극을 형성하기 위한 것으로서, 예를 들어, 상중하위막이 몰리브덴/알루미늄/몰리브덴(Mo/Al/Mo)인 다중층으로 형성될 수 있다. 도전층(508)은 스퍼터링을 이용하여 상위 Mo가 500Å 내지 1500Å, 중위 Al은 3000Å 내지 6000Å, 하위 Mo는 200Å 내지 1000Å로 형성될 수 있다. The
이후, 소스/드레인 마스크를 이용하여 소스 및 드레인 전극을 형성하는데, 본 발명의 제1 실시예에 따르면, 우선적으로 도 5c 및 도 6b에 도시된 바와 같이 건식 식각을 통해 우선 도전층(508)만을 제1 감광막(604)을 통해 패터닝하여 하위층을 노출시킨다. 이때, 도전층(508)은 소스 전극과 드레인 전극으로 분리되지 않은 형태이다. Thereafter, source and drain electrodes are formed using a source / drain mask. According to the first embodiment of the present invention, only the
여기서 제1 감광막(604)은 채널부가 형성되는 부분이 상대적으로 얇게 형성된 형태로서, 이는 슬릿 형상이나 격자 형상의 노광 마스크나 그 부위가 반투명으로 형성된 노광 마스크(605)를 이용하는 방법을 통해 구현할 수 있다. 그밖에 부위별로 빛의 조사량을 다르게 할 수 있다면 어떠한 방법을 사용하여도 무방하다. In this case, the
종래에는 도전층(508)을 습식 식각하였으나 본 발명에 따르면 건식 식각을 한다. Conventionally, the
본 발명에 따른 도전층(508) 식각은 DFCCP(Dual Frequency Capacitively Coupled Plasma) RiE(Reactive ion Etching) 챔버에서 이루어질 수 있다. The etching of the
보다 상세하게는 상기한 도전층(508)의 상위/중위/하위막이 Mo/Al/Mo로 이루어지는 경우, 상위 Mo(Top Mo)를 DFCCP RiE 챔버의 듀얼 주파수를 각각 27.12MHz(6kWatt), 3.2MHz(12kWatt), 압력을 30mTorr로 유지하고, 에천트로서 Cl2/SF2를 이용하여 건식 식각한다.More specifically, when the upper / middle / lower layer of the
이때, 에천트인 Cl2/SF2는 각각 약 7000sccm(Standard Cubic Centimeter per Minute), 1000scccm이 적용될 수 있다. At this time, the etchant Cl 2 / SF 2 is Each of about 7000 sccm (Standard Cubic Centimeter per Minute) and 1000 sccccm may be applied.
중위 및 하위의 Al 및 Mo(Bottom-Mo)를 DFCCP RiE 챔버의 듀얼 주파수를 각각 27.12MHz(6kWatt), 3.2MHz(12kWatt), 압력을 10mTorr로 유지하고, 에천트로서 Cl2/BCl3를 이용하여 건식 식각한다. The middle and lower Al and Mo (Bottom-Mo) were used to maintain the dual frequencies of the DFCCP RiE chamber at 27.12 MHz (6 kWatt), 3.2 MHz (12 kWatt) and pressure at 10 mTorr, using Cl 2 / BCl 3 as an etchant. Dry etch by
이때, 에천트인 Cl2/BCl3는 각각 약 2000sccm이 적용될 수 있다. At this time, about 2000 sccm may be applied to the etchant Cl 2 / BCl 3 .
이후, 제1 감광막(604)을 포토레지스트 풀백 애싱(PR pull-back ashing) 처리하여 도 6c에 도시된 바와 같이, 제2 감광막(606)을 형성한다. 이에 따라 도전층(508)의 채널 영역(610)이 노출된다. Thereafter, the
여기서 포토 레지스트 애싱은 상기한 DFCCP RiE 챔버에서 27.12MHz(6kWatt), 3.2MHz(12kWatt)의 듀얼 주파수, 30mTorr 압력 및 약 10000sccm의 O2 및 300sccm의 SF6를 통해 이루어질 수 있다. Here, photoresist ashing may be performed in the above-described DFCCP RiE chamber through 27.12 MHz (6 kWatt), 3.2 MHz (12 kWatt) dual frequency, 30 mTorr pressure and about 10000 sccm O 2 and 300 sccm SF 6 .
채널 영역(610)이 노출된 이후, 제2 감광막(606)을 이용하여 도전층(508)을 소스 전극(512)과 드레인 전극(514)으로 분리하면서 이와 동시에 도전층(508)의 의해 가려지지 않은 부분인 패턴 영역(608)의 활성층(600) 및 오믹콘택층(602)을 제거하며, 채널 영역(610)의 활성층(600)을 노출시킨다. After the
본 발명에 따르면, 상기한 채널 영역(610)의 도전층(508) 및 오믹콘택층(602)은 건식 식각에 의해 제거되며, 이때, 패턴 영역(608) 영역의 활성층(600) 및 오믹콘택층(602)이 인시튜(in-situ) 및 자체 식각으로 동시에 제거된다. According to the present invention, the
여기서, 도전층(508)의 상위 Mo는 상기한 DFCCP RiE 챔버에서 27.12MHz(6kWatt), 3.2MHz(12kWatt)의 듀얼 주파수, 30mTorr 압력 및 약 7000sccm의 Cl2 및 1000sccm의 SF6 에천트를 통해 식각될 수 있다. Here, the upper Mo of the
도전층(508)의 중위 및 하위막인 Al/Bottom-Mo은 상기한 DFCCP RiE 챔버에서 27.12MHz(6kWatt), 3.2MHz(12kWatt)의 듀얼 주파수, 10mTorr 압력 및 약 2000sccm의 Cl2 및 2000sccm의 BCl3 에천트를 통해 식각된다. Al / Bottom-Mo, the median and sublayers of the
한편, 도전층(508)의 건식 식각과 동시에 이루어지는 패턴 영역(608)에서의 활성층(600) 및 오믹콘택층(602)은 상위 Mo층 제거와 동일한 조건인 상기한 DFCCP RiE 챔버에서 27.12MHz(6kWatt), 3.2MHz(12kWatt)의 듀얼 주파수, 30mTorr 압력 및 약 7000sccm의 Cl2 및 1000sccm의 SF6 에천트를 통해 인시튜 및 자체 식각될 수 있다. 이와 같은 과정에서 채널 영역(610)의 오믹콘택층(602)이 함께 제거될 수 있다. On the other hand, the
본 발명에 따르면, 소스/드레인 전극 및 채널부를 형성하는데 있어서 활성층/오믹콘택층의 식각이 채널 영역의 식각과 동시에 인시튜 및 자체 식각되도록 함으로써 공정을 단순화할 수 있으며, 불량을 감소시킬 수 있다. According to the present invention, in forming the source / drain electrodes and the channel portion, the etching of the active layer / omic contact layer is in-situ and self-etched simultaneously with the etching of the channel region, thereby simplifying the process and reducing defects.
또한, 본 발명에 따르면, 상기한 식각 공정이 모두 비등방성을 갖는 건식 식각으로 이루어지기 때문에 패턴 사이즈의 정확한 제어가 가능하며, 이는 풀(full) HD TV나 쿼드(quad) HD TV와 같이 정확한 패턴 사이즈 제어가 요구되는 제작 공정에 바람직하게 적용될 수 있다. In addition, according to the present invention, since all of the above etching processes are made of dry etching having anisotropy, accurate control of the pattern size is possible, which is an accurate pattern such as a full HD TV or a quad HD TV. It can be preferably applied to manufacturing processes in which size control is required.
본 발명에 따르면, 상기한 식각 공정 후에 도전층의 Al 부식을 방지하기 위한 후처리공정(post anti-corrosion treatment)이 수행된다. 본 발명에 따른 후처리공정은 DFCCP RiE 챔버에서 27.12MHz(6kWatt), 3.2MHz(12kWatt)의 듀얼 주파수, 30mTorr 압력 및 약 500sccm의 CHF3 및 5000sccm의 O2 조건 하에서 수행될 수 있다. According to the present invention, a post anti-corrosion treatment for preventing Al corrosion of the conductive layer is performed after the etching process. The post-treatment process according to the invention is performed in a DFCCP RiE chamber with 27.12 MHz (6 kWatt), 3.2 MHz (12 kWatt) dual frequency, 30 mTorr pressure and about 500 sccm CHF 3 and 5000 sccm O 2. Can be performed under conditions.
종래에는 Al 부식 방지를 위해 열탕세정(hot water rinsing)을 수행함으로써 진공 장비에서 추출하여 대기를 통과해야 하나 본 발명에 따른 후처리공정은 상기한 건식 식각 공정 후에 인시튜로서 진행되기 때문에 대기에 노출됨에 따른 문제가 발생하지 않게 된다. Conventionally, in order to prevent Al corrosion, hot water rinsing should be performed in air by extracting from vacuum equipment, but the post-treatment process according to the present invention is exposed to air because it proceeds in situ after the dry etching process. The problem does not occur.
후처리공정이 완료된 후, 제2 감광막(606)에 잔류하는 Cl기에 의한 Al의 부식을 방기하기 위해 산소 플라즈마를 이용한 제2 감광막(606)이 스트립(strip)된다. After the post-treatment process is completed, the second
제2 감광막(606)의 제거는 HDP ICP RiE(High Density Plasma Inductive Coupled Plasma Reactive ion Etching) 챔버에서 13.56MHz(6kWatt), 3.39MHz(12kWatt)의 듀얼 주파수, 10mTorr 압력 및 약 5000sccm의 O2 조건 하에서 수행될 수 있다. Removal of the
본 발명에 따르면 제2 감광막(606)의 제거 역시 진공 조건 하에서 이루어지기 때문에 양산성을 보장할 수 있으며 제조 단가를 낮출 수 있게 된다. According to the present invention, the removal of the
한편, 본 발명의 제2 실시예에 따르면, 게이트 전극(602)을 건식 식각을 통해 형성할 수 있으며, 게이트 전극(602) 패터닝을 위한 게이트 감광막을 건식 스트립할 수 있다. Meanwhile, according to the second embodiment of the present invention, the
본 발명의 제2 실시예에 따르면, 게이트 전극(602)의 형성을 위한 건식 식각은 DFCCP RiE 챔버에서 27.12MHz(6kWatt), 3.2MHz(12kWatt)의 듀얼 주파수, 10mTorr 압력 및 약 2000sccm의 Cl2, 500sccm의 BCl3 및 2000 sccm의 Ar 조건 하에서 수행될 수 있다.According to the second embodiment of the present invention, dry etching for the formation of the
또한, 건식 스트립은 상기 제2 감광막(606)의 제거와 같이, HDP ICP RiE(High Density Plasma Inductive Coupled Plasma Reactive ion Etching) 챔버에서 13.56MHz(6kWatt), 3.39MHz(12kWatt)의 듀얼 주파수, 10mTorr 압력 및 약 5000sccm의 O2 조건 하에서 수행될 수 있다In addition, the dry strip is a dual frequency of 13.56 MHz (6 kWatt), 3.39 MHz (12 kWatt), 10 mTorr pressure in an HDP ICP High Density Plasma Inductive Coupled Plasma Reactive ion Etching (ILP) chamber, such as the removal of the
본 발명의 제2 실시예에서, 소스/드레인 전극을 형성하는 과정은 제1 실시예에서와 동일하며, 이에 대한 상세한 설명은 생략한다. In the second embodiment of the present invention, the process of forming the source / drain electrodes is the same as in the first embodiment, and a detailed description thereof will be omitted.
도 7은 본 발명의 제1 실시예에 따른 박막트랜지스터 어레이 제조를 위한 설비 구성을 도시한 도면이고, 도 8은 본 발명의 제1 실시예에 따른 박막트랜지스터 어레이 제조 공정의 순서도이다. FIG. 7 is a diagram illustrating a configuration of a thin film transistor array according to a first embodiment of the present invention, and FIG. 8 is a flowchart illustrating a thin film transistor array manufacturing process according to a first embodiment of the present invention.
도 7 및 도 8을 참조하여 본 발명에 따른 박막트랜지스터 어레이 제조 과정을 상세하게 설명한다. A thin film transistor array manufacturing process according to the present invention will be described in detail with reference to FIGS. 7 and 8.
도 7에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 박막트랜지스터 어레이 제조 설비는 스퍼터링(Sputtering) 장비(700), PECVD 장비(702), P/D(Photolithography/Development) 장비(704), 습식 세정(Wet cleaning) 및 스트립(strip) 장비(706), 습식 식각(Wet etching) 장비(708), 검사(Inspection) 장비(710) 및 건식 식각(Dry etching) 장비(712)를 포함할 수 있다. As shown in FIG. 7, the thin film transistor array manufacturing equipment according to the present invention is sputtering
도 7 및 도 8을 참조하면, A로 표시된 공정을 통해 게이트 전극이 형성된다. Referring to FIGS. 7 and 8, a gate electrode is formed through the process indicated by A. FIG.
우선 스퍼터링 장비(700)에서 기판(500) 상에 게이트 전극(502)을 형성하기 위한 도전층이 스퍼터링되며(단계 800), P/D 장비(702)에서 게이트 전극(502) 패터닝을 위한 게이트 감광막 형성 과정이 수행된다(단계 802).First, the conductive layer for forming the
이후, 습식 식각 장비(708)에서 게이트 전극 형성을 위한 습식 식각이 수행되며(단계 804), 습식 식각 후에 습식 세정/스트립 장비(706)에서 게이트 감광막의 습식 스트립이 수행된다(단계 806). Thereafter, wet etching for forming a gate electrode is performed in the wet etching equipment 708 (step 804), and a wet strip of the gate photoresist film is performed in the wet cleaning /
상기한 A 공정를 통해 도 5a와 같은 게이트 전극(502)이 형성된다. Through the process A described above, the
한편, B로 표시된 공정을 살펴보면, 게이트 전극이 형성된 기판에는 PECVD 장비(702)에서 반도체층(506)이 증착되며(단계 808), 이후 스퍼터링 장비(700)에서 소스/드레인 전극을 형성하기 위한 도전층이 스퍼터링된다(단계 810). Meanwhile, referring to the process indicated by B, the
이후, P/D 장비(702)에서 제1 감광막(604)이 형성된다(단계 812). Thereafter, a first
본 발명에 따르면, 소스 전극(512) 및 드레인 전극(514)과 채널부(612) 형성 과정이 모두 건식 식각 장비(712)에서 이루어질 수 있다. According to the present invention, the process of forming the
제1 감광막(512)을 통해 건식 식각 장비(712)에서 도전층(508)이 소스/드레인 전극으로 분리되지 않은 형태로 건식 식각된다(단계 814).In the
상기 단계 814에서 사용된 제1 감광막(604)은 건식 식각 장비(712)에서 포토레지스트 풀백 애싱을 통해 제2 감광막(606)으로 되며, 이때 채널 영역(610)이 오픈된다(단계 816).The
이후, 건식 식각 장비(712)에서 건식 식각을 통해 채널부(612)를 형성한다(단계 818), 이때 상기 단계 814에서 제거되지 않은 패턴 영역(608) 영역의 활성 층(600) 및 오믹콘택층(602)이 인시튜(in-situ) 및 자체 식각으로 동시에 제거된다. Thereafter, the
채널부 형성 후에 건식 식각 장비(712)에서 Al 부식을 방지하기 위한 후처리공정(Anti-Corrosion treatment: ACT) 및 포토레지스트 풀(full) 애싱이 수행된다(단계 820). After forming the channel portion, an anti-corrosion treatment (ACT) and photoresist full ashing to prevent Al corrosion in the
본 발명에 따르면 도 7의 건식 식각 장비(712)에 DFCCP RiE 챔버 및 HDP ICP RiE 챔버가 동시에 구비되며, DFCCP RiE 챔버에서는 상기한 단계 814 내지 818, HDP ICP RiE 챔버에서 O2 플라즈마를 이용하여 상기한 단계 820이 수행된다. According to the present invention, the
따라서 하나의 건식 식각 장비 (712) 내에서 도전층 식각, 채널 영역(610) 및 활성층(600) 및 오믹콘택층(602)의 동시 식각 및 PR 풀백 애싱, 후처리공정 및 포토레지스트 풀 애싱(건식 애싱)이 이루어질 수 있어 공정의 효율성이 높아질 수 있다. Therefore, in one
상기 단계에 의해 채널부(612), 소스 전극(512) 및 드레인 전극(514)이 생성된 후에 도 7 및 도 8의 C로 표시된 공정에 따라, 패시베이션층 증착, 패시베이션 감광막 형성, 상기한 패턴을 통한 패시베이션층 건식 식각 및 패시베이션 감광막의 습식 스트립이 수행된다 (단계 822 내지 단계 828). After the channel portion 612, the
여기서, 패시베이션층은 폴리-질화규소(p-SiNx)로 이루어질 수 있으며, 바람직하게 2000Å 두께로 이루어질 수 있다. In this case, the passivation layer may be made of poly-silicon nitride (p-SiNx), and preferably, may have a thickness of 2000 μs.
또한, 본 발명은 액정표시장치용 박막트랜지스터의 제조에 적용되는 바, 도 7 및 도 8의 D로 표시된 공정에 따라, 픽셀층 스퍼터링, 픽셀 감광막 형성, 픽셀층 습식 식각 및 픽셀 감광막의 습식 스트립이 수행된다(단계 830 내지 836).In addition, the present invention is applied to the manufacture of a thin film transistor for a liquid crystal display device, according to the process shown in Fig. 7 and 8, the pixel layer sputtering, pixel photoresist film formation, pixel layer wet etching and the wet strip of the pixel photoresist Is performed (steps 830 to 836).
여기서 픽셀층은 IZO(Indium Zinc Oxide), ITO(Indium Tin Oxide)로, 두께 1000Å로 이루어질 수 있다. The pixel layer may be made of indium zinc oxide (IZO) or indium tin oxide (ITO), and may have a thickness of 1000 μs.
한편, 도 9는 본 발명의 제2 실시예에 따른 박막트랜지스터 어레이 제조를 위한 설비 구성을 도시한 도면이고, 도 10은 본 발명의 제2 실시예에 따른 박막트랜지스터 어레이 제조 공정의 순서도이다.9 is a diagram illustrating a configuration of a thin film transistor array according to a second embodiment of the present invention, and FIG. 10 is a flowchart illustrating a thin film transistor array manufacturing process according to a second embodiment of the present invention.
도 9 및 도 10에서 B, C 및 D로 표시된 공정은 상기한 도 7 및 도 8에서 설명한 것과 동일하므로 이에 대한 상세한 설명은 생략한다.9 and 10, the processes indicated by B, C, and D are the same as those described with reference to FIGS. 7 and 8, and thus a detailed description thereof will be omitted.
다만, 본 발명의 제2 실시예는 도 8의 단계 814가 습식 식각으로 수행되는 것도 포함할 수 있다. However, the second embodiment of the present invention may also include performing step 814 of FIG. 8 by wet etching.
도 9 및 도 10에서 A로 표시된 공정에 따르면, 우선 스퍼터링 장비(700)에서 기판(500) 상에 게이트 전극(502)을 형성하기 위한 도전층이 스퍼터링되며(단계 1000), P/D 장비(702)에서 게이트 전극(502) 패터닝을 위한 게이트 감광막 형성 과정이 수행된다(단계 1002).According to the process indicated by A in FIGS. 9 and 10, first, in the
이후, 건식 식각 장비(712)에서 게이트 전극 형성을 위한 건식 식각이 수행되며(단계 1004), 건식 식각 후에 동일한 건식 식각 장비(712) 내에서 게이트 감광막의 건식 스트립이 수행된다(단계 1006). Thereafter, dry etching for forming the gate electrode is performed in the dry etching equipment 712 (step 1004), and after the dry etching, a dry strip of the gate photoresist film is performed in the same dry etching equipment 712 (step 1006).
본 발명의 제2 실시예에 따르면, 게이트 전극(602)을 건식 식각을 통해 수행하기 때문에 패터닝의 정확도를 높일 수 있다.According to the second embodiment of the present invention, since the
상기한 본 발명의 바람직한 실시예는 예시의 목적을 위해 개시된 것이고, 본 발명에 대해 통상의 지식을 가진 당업자라면 본 발명의 사상과 범위 안에서 다양한 수정, 변경, 부가가 가능할 것이며, 이러한 수정, 변경 및 부가는 하기의 특허청구범위에 속하는 것으로 보아야 할 것이다. Preferred embodiments of the present invention described above are disclosed for purposes of illustration, and those skilled in the art will be able to make various modifications, changes, and additions within the spirit and scope of the present invention. Additions should be considered to be within the scope of the following claims.
이상에서 설명한 바와 같이, 본 발명에 따르면 소스/드레인 전극 형성을 위한 도전층을 건식 식각으로 제거함으로써 패턴 사이즈의 정확한 제어가 가능하다는 장점이 있다. As described above, according to the present invention, there is an advantage that accurate control of the pattern size is possible by removing the conductive layer for forming the source / drain electrodes by dry etching.
또한 본 발명에 따르면 소스/드레인 전극을 형성하는 채널부 식각 시 패턴 영역에 존재하는 활성층 및 오믹콘택층이 인시튜 및 자체 식각이 이루어지도록 함으로써 공정을 단축시킬 수 있는 장점이 있다. In addition, according to the present invention, the active layer and the ohmic contact layer present in the pattern region during the etching of the channel portion forming the source / drain electrode are in-situ and self-etched, thereby reducing the process.
또한 본 발명에 따르면 소스/드레인 전극을 형성하는 채널부 식각 후에 진공 조건에서 Al 부식을 방지를 위한 후처리공정을 수행할 수 있어 Al 부식을 원천적으로 방지할 수 있는 장점이 있다. In addition, according to the present invention, after the channel portion forming the source / drain electrodes, a post-treatment process may be performed to prevent Al corrosion in a vacuum condition, thereby advantageously preventing Al corrosion.
또한 본 발명에 따르면 건식 식각 장비에서 소스/드레인 전극 형성을 위한 식각 및 소스/드레인 패턴의 애싱 처리할 수 있어 양산성을 높일 수 있는 장점이 있다. In addition, according to the present invention, it is possible to process the ashing of the etching and the source / drain patterns for forming the source / drain electrodes in the dry etching equipment, thereby improving mass productivity.
또한 본 발명에 따르면 게이트 전극을 건식 식각으로 수행할 수 있어 패터닝의 정확도를 높일 수 있는 장점이 있다.Further, according to the present invention, the gate electrode can be performed by dry etching, thereby increasing the accuracy of patterning.
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