KR20000038544A - Method for manufacturing liquid crystal display using diffraction exposure technology - Google Patents
Method for manufacturing liquid crystal display using diffraction exposure technology Download PDFInfo
- Publication number
- KR20000038544A KR20000038544A KR1019980053574A KR19980053574A KR20000038544A KR 20000038544 A KR20000038544 A KR 20000038544A KR 1019980053574 A KR1019980053574 A KR 1019980053574A KR 19980053574 A KR19980053574 A KR 19980053574A KR 20000038544 A KR20000038544 A KR 20000038544A
- Authority
- KR
- South Korea
- Prior art keywords
- gate
- liquid crystal
- photoresist
- source
- crystal display
- Prior art date
Links
- 239000004973 liquid crystal related substance Substances 0.000 title claims abstract description 46
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims abstract description 28
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 title claims abstract description 18
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 title abstract description 5
- 239000000463 material Substances 0.000 claims abstract description 45
- 229920002120 photoresistant polymer Polymers 0.000 claims abstract description 41
- 239000004065 semiconductor Substances 0.000 claims abstract description 37
- 239000000758 substrate Substances 0.000 claims abstract description 24
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 claims abstract description 12
- 239000002184 metal Substances 0.000 claims abstract description 12
- 239000010408 film Substances 0.000 claims description 50
- 230000001681 protective effect Effects 0.000 claims description 23
- 239000010409 thin film Substances 0.000 claims description 10
- 239000011810 insulating material Substances 0.000 claims description 7
- 239000004020 conductor Substances 0.000 claims description 3
- 229910052760 oxygen Inorganic materials 0.000 claims description 3
- 238000000059 patterning Methods 0.000 claims description 2
- 238000000151 deposition Methods 0.000 claims 1
- 238000005530 etching Methods 0.000 abstract description 22
- 239000003989 dielectric material Substances 0.000 abstract 2
- 239000012212 insulator Substances 0.000 abstract 1
- 239000010410 layer Substances 0.000 description 39
- 238000007687 exposure technique Methods 0.000 description 17
- 239000012535 impurity Substances 0.000 description 9
- VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N Silicium dioxide Chemical compound O=[Si]=O VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 8
- 229910052814 silicon oxide Inorganic materials 0.000 description 8
- 239000011159 matrix material Substances 0.000 description 7
- 238000002161 passivation Methods 0.000 description 6
- 239000011521 glass Substances 0.000 description 5
- 239000011241 protective layer Substances 0.000 description 5
- 229910052581 Si3N4 Inorganic materials 0.000 description 4
- 229910021417 amorphous silicon Inorganic materials 0.000 description 4
- 238000001312 dry etching Methods 0.000 description 4
- 230000005684 electric field Effects 0.000 description 4
- HQVNEWCFYHHQES-UHFFFAOYSA-N silicon nitride Chemical compound N12[Si]34N5[Si]62N3[Si]51N64 HQVNEWCFYHHQES-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 238000007796 conventional method Methods 0.000 description 3
- 229910000838 Al alloy Inorganic materials 0.000 description 2
- VYZAMTAEIAYCRO-UHFFFAOYSA-N Chromium Chemical compound [Cr] VYZAMTAEIAYCRO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- ZOKXTWBITQBERF-UHFFFAOYSA-N Molybdenum Chemical compound [Mo] ZOKXTWBITQBERF-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 229910052782 aluminium Inorganic materials 0.000 description 2
- XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N aluminium Chemical compound [Al] XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N atomic oxygen Chemical compound [O] QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 229910052804 chromium Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000011651 chromium Substances 0.000 description 2
- 239000003086 colorant Substances 0.000 description 2
- AMGQUBHHOARCQH-UHFFFAOYSA-N indium;oxotin Chemical compound [In].[Sn]=O AMGQUBHHOARCQH-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 229910052750 molybdenum Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000011733 molybdenum Substances 0.000 description 2
- 230000003287 optical effect Effects 0.000 description 2
- 239000001301 oxygen Substances 0.000 description 2
- 230000010287 polarization Effects 0.000 description 2
- 239000004593 Epoxy Substances 0.000 description 1
- 230000007547 defect Effects 0.000 description 1
- 230000006866 deterioration Effects 0.000 description 1
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 1
- 230000005672 electromagnetic field Effects 0.000 description 1
- 230000003628 erosive effect Effects 0.000 description 1
- ZXQYGBMAQZUVMI-GCMPRSNUSA-N gamma-cyhalothrin Chemical compound CC1(C)[C@@H](\C=C(/Cl)C(F)(F)F)[C@H]1C(=O)O[C@H](C#N)C1=CC=CC(OC=2C=CC=CC=2)=C1 ZXQYGBMAQZUVMI-GCMPRSNUSA-N 0.000 description 1
- 239000007769 metal material Substances 0.000 description 1
Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L27/00—Devices consisting of a plurality of semiconductor or other solid-state components formed in or on a common substrate
- H01L27/02—Devices consisting of a plurality of semiconductor or other solid-state components formed in or on a common substrate including semiconductor components specially adapted for rectifying, oscillating, amplifying or switching and having potential barriers; including integrated passive circuit elements having potential barriers
- H01L27/12—Devices consisting of a plurality of semiconductor or other solid-state components formed in or on a common substrate including semiconductor components specially adapted for rectifying, oscillating, amplifying or switching and having potential barriers; including integrated passive circuit elements having potential barriers the substrate being other than a semiconductor body, e.g. an insulating body
- H01L27/1214—Devices consisting of a plurality of semiconductor or other solid-state components formed in or on a common substrate including semiconductor components specially adapted for rectifying, oscillating, amplifying or switching and having potential barriers; including integrated passive circuit elements having potential barriers the substrate being other than a semiconductor body, e.g. an insulating body comprising a plurality of TFTs formed on a non-semiconducting substrate, e.g. driving circuits for AMLCDs
-
- G—PHYSICS
- G02—OPTICS
- G02F—OPTICAL 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
- G02F1/00—Devices 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
- G02F1/01—Devices 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
- G02F1/13—Devices 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
- G02F1/133—Constructional arrangements; Operation of liquid crystal cells; Circuit arrangements
- G02F1/136—Liquid crystal cells structurally associated with a semi-conducting layer or substrate, e.g. cells forming part of an integrated circuit
- G02F1/1362—Active matrix addressed cells
- G02F1/1368—Active matrix addressed cells in which the switching element is a three-electrode device
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L27/00—Devices consisting of a plurality of semiconductor or other solid-state components formed in or on a common substrate
- H01L27/02—Devices consisting of a plurality of semiconductor or other solid-state components formed in or on a common substrate including semiconductor components specially adapted for rectifying, oscillating, amplifying or switching and having potential barriers; including integrated passive circuit elements having potential barriers
- H01L27/12—Devices consisting of a plurality of semiconductor or other solid-state components formed in or on a common substrate including semiconductor components specially adapted for rectifying, oscillating, amplifying or switching and having potential barriers; including integrated passive circuit elements having potential barriers the substrate being other than a semiconductor body, e.g. an insulating body
- H01L27/1214—Devices consisting of a plurality of semiconductor or other solid-state components formed in or on a common substrate including semiconductor components specially adapted for rectifying, oscillating, amplifying or switching and having potential barriers; including integrated passive circuit elements having potential barriers the substrate being other than a semiconductor body, e.g. an insulating body comprising a plurality of TFTs formed on a non-semiconducting substrate, e.g. driving circuits for AMLCDs
- H01L27/1259—Multistep manufacturing methods
- H01L27/1288—Multistep manufacturing methods employing particular masking sequences or specially adapted masks, e.g. half-tone mask
-
- G—PHYSICS
- G02—OPTICS
- G02F—OPTICAL 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
- G02F1/00—Devices 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
- G02F1/01—Devices 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
- G02F1/13—Devices 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
- G02F1/133—Constructional arrangements; Operation of liquid crystal cells; Circuit arrangements
- G02F1/136—Liquid crystal cells structurally associated with a semi-conducting layer or substrate, e.g. cells forming part of an integrated circuit
- G02F1/1362—Active matrix addressed cells
- G02F1/13625—Patterning using multi-mask exposure
Landscapes
- Physics & Mathematics (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Power Engineering (AREA)
- Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Condensed Matter Physics & Semiconductors (AREA)
- Computer Hardware Design (AREA)
- Nonlinear Science (AREA)
- Mathematical Physics (AREA)
- Manufacturing & Machinery (AREA)
- Optics & Photonics (AREA)
- Crystallography & Structural Chemistry (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Liquid Crystal (AREA)
- Thin Film Transistor (AREA)
Abstract
Description
본 발명은 회절 노광 기법을 사용하여 식각하여 액정 표시 장치를 제조하는 방법에 관련된 것이다. 특히, 본 발명은 액정 표시 장치를 제조하는데 있어서, 게이트 절연막, 반도체 층, 보호막 3층이 적층된 기판을 회절 노광 기법을 사용하여 한번의 마스크 공정으로도 부분적으로 식각의 정도를 다르게하는 제조 방법에서 게이트 절연막을 최소한으로 식각되도록 하여 게이트 절연막 밑의 게이트 금속을 보호하는 방법에 관련된 것이다.The present invention relates to a method of manufacturing a liquid crystal display by etching using a diffraction exposure technique. In particular, in the manufacturing of the liquid crystal display device, in the manufacturing method of partially etching the substrate in which the gate insulating film, the semiconductor layer, and the protective film three layers are laminated using a diffraction exposure technique in a single mask process. A method of protecting the gate metal under the gate insulating film by minimizing the gate insulating film is etched.
화상 정보를 화면에 나타내는 화면 표시 장치들 중에서 브라운관 표시 장치(혹은 Cathode Ray Tube(CRT))가 지금까지 가장 많이 사용되어 왔는데 이것은 표시 면적에 비해 부피가 크고 무겁기 때문에 사용하는데 많은 불편함이 따랐다. 그러므로, 표시 면적이 크더라도 그 두께가 얇아서 어느 장소에서든지 쉽게 사용할 수 있는 박막형 평판 표시 장치가 개발되었고, 점점 브라운관 표시 장치를 대체하고 있다. 특히, 액정 표시 장치(혹은 LCD(Liquid Crystal Display))는 표시 해상도가 다른 평판 장치보다 뛰어나고, 동화상을 구현할 때 그 품질이 브라운관의 것에 비할 만큼 반응 속도가 빠르기 때문에 가장 활발한 개발 연구가 이루어지고 있는 제품이다.Among the display devices for displaying image information on the screen, the CRT (or Cathode Ray Tube (CRT)) has been the most used so far, which is inconvenient to use because it is bulky and heavy compared to the display area. Therefore, even if the display area is large, the thin film type flat panel display device which has a small thickness and can be easily used in any place has been developed, and is gradually replacing the CRT display device. In particular, the liquid crystal display (or liquid crystal display) has the highest resolution than other flat panel displays, and the quality of the moving picture is faster than that of CRT. to be.
액정 표시 장치의 구동 원리는 액정의 광학적 이방성과 분극 성질을 이용한 것이다. 구조가 가늘고 길기 때문에 분자 배열에 방향성과 분극성을 갖고 있는 액정 분자들에 인위적으로 전자기장을 인가하여 분자 배열 방향을 조절할 수 있다. 따라서, 배향 방향을 임의로 조절하면 액정의 광학적 이방성에 의하여 액정 분자의 배열 방향에 따라 빛을 투과 혹은 차단시킬 수 있게되어 화면 표시 장치로 응용하게된 것이다. 현재에는 박막 트랜지스터(혹은 TFT(Thin Film Transistor))와 그것에 연결된 화소 전극이 행렬 방식으로 배열된 능동 매트릭스 액정 표시 장치가 뛰어나 화질과 자연 색상을 제공하기 때문에 가장 주목받고 있는 제품이다. 일반적인 액정 표시 장치를 구성하는 기본 부품인 액정 패널의 구조를 자세히 살펴보면 다음과 같다. 도 1은 액정 패널의 일반적인 구조를 나타내는 사시도이며, 도 2는 도 1의 절단선 II-II로 자른 액정 패널의 단면을 나타내는 도면이다.The driving principle of the liquid crystal display device is to use the optical anisotropy and polarization property of the liquid crystal. Since the structure is thin and long, the direction of the molecular arrangement can be controlled by artificially applying an electromagnetic field to liquid crystal molecules having directionality and polarization in the molecular arrangement. Therefore, if the alignment direction is arbitrarily adjusted, light can be transmitted or blocked according to the alignment direction of the liquid crystal molecules by optical anisotropy of the liquid crystal, and thus it is applied to a screen display device. Nowadays, the active matrix liquid crystal display device in which a thin film transistor (or TFT) and pixel electrodes connected thereto are arranged in a matrix manner is excellent in providing image quality and natural colors. The structure of the liquid crystal panel, which is a basic component of a general liquid crystal display, will be described in detail as follows. 1 is a perspective view illustrating a general structure of a liquid crystal panel, and FIG. 2 is a diagram illustrating a cross section of a liquid crystal panel taken by cutting line II-II of FIG. 1.
액정 패널은 여러 가지 소자들이 설치된 두 개의 패널(3,5)들이 대향하여 붙어있고, 그 사이에 액정 층(10)이 끼워진 형태를 갖고 있다. 액정 표시 장치의 한쪽 패널에는 색상을 구현하는 소자들이 구성되어 있다. 이를 흔히 "칼라 필터 패널(3)"이라고 부른다. 칼라 필터 패널(3)은 제 1 투명 기판(1a) 위에 행렬 배열 방식으로 설계된 화소의 위치를 따라 빨강(R), 초록(G), 파랑(B)의 칼라 필터(7)가 순차적으로 배열되어 있다. 이들 칼라 필터(7) 사이에는 아주 가는 그물 모양의 블랙 매트릭스(9)가 형성되어 있다. 이것은 각 색상 사이에서 혼합 색이 나타나는 것을 방지한다. 그리고, 칼라 필터(7)를 덮는 공통 전극(8)이 형성되어 있다. 공통 전극(8)은 액정(10)에 인가하는 전기장을 형성하는 한쪽 전극 역할을 한다.In the liquid crystal panel, two panels 3 and 5 provided with various elements are attached to each other and the liquid crystal layer 10 is sandwiched therebetween. One panel of the liquid crystal display includes elements that implement color. This is often called "color filter panel 3". In the color filter panel 3, red (R), green (G), and blue (B) color filters 7 are sequentially arranged along the positions of pixels designed in a matrix arrangement on the first transparent substrate 1a. have. Between these color filters 7, a very fine black matrix 9 is formed. This prevents the appearance of mixed colors between each color. And the common electrode 8 which covers the color filter 7 is formed. The common electrode 8 serves as one electrode forming an electric field applied to the liquid crystal 10.
액정 표시 장치의 다른 쪽 패널에는 액정을 구동하기 위한 전기장을 발생시키는 스위치 소자 및 배선들이 형성되어 있다. 이를 흔히 "액티브 패널(5)"이라고 부른다. 액티브 패널(5)은 제 2 투명 기판(1b) 위에 행렬 방식으로 설계된 화소의 위치를 따라 화소 전극(41)이 형성되어 있다. 화소 전극(41)은 상기 칼라 필터 패널(3)에 형성된 공통 전극(8)과 마주보며 액정(10)에 인가되는 전기장을 형성하는 다른 쪽 전극 역할을 한다. 화소 전극(41)들의 수평 배열 방향을 따라 신호 배선(13)이 형성되어 있고, 수직 배열 방향을 따라서는 데이터 배선(23)이 형성되어 있다. 여기에서, 액티브 매트릭스 액정 표시 장치의 경우, 화소 전극(41)의 한쪽 구석에는 화소 전극(41)에 전기장 신호를 인가하는 스위치 소자인 박막 트랜지스터(19)가 형성되어 있다. 액티브 매트릭스 액정 표시 장치의 경우에, 박막 트랜지스터(19)의 게이트 전극(11)은 상기 신호 배선(13)에 연결되어 있고(따라서, 신호 배선을 "게이트 배선" 이라 부르기도 한다), 소스 전극(21)은 상기 데이터 배선(23)에 연결되어 있다(따라서 데이터 배선을 "소스 배선"이라 부르기도 한다). 그리고, 박막 트랜지스터(19)의 드레인 전극(31)은 상기 화소 전극(41)에 연결되어 있다. 박막 트랜지스터(19)에서 소스 전극(21)과 드레인 전극(31) 사이에는 반도체 층(33)이 형성되어 있고, 소스 전극(21)과 반도체 층(33) 그리고, 드레인 전극(31)과 반도체 층(33)은 각각 오믹 접촉을 이루고 있다. 그리고, 게이트 배선(13)과 소스 배선(23)의 끝단에는 외부에서 인가되는 신호를 받아들이는 종단 단자(혹은 Terminal)인 게이트 패드(15)와 소스 패드(25)가 각각 형성되어 있다. 또한, 상기 게이트 패드(15)와 소스 패드(25) 위에는 게이트 패드 단자(57)와 소스 패드 단자(67)가 각각 더 형성되어 있다.On the other panel of the liquid crystal display, switch elements and wirings for generating an electric field for driving the liquid crystal are formed. This is often referred to as "active panel 5". In the active panel 5, a pixel electrode 41 is formed along a position of a pixel designed in a matrix manner on the second transparent substrate 1b. The pixel electrode 41 faces the common electrode 8 formed on the color filter panel 3 and serves as the other electrode forming an electric field applied to the liquid crystal 10. The signal wires 13 are formed along the horizontal array direction of the pixel electrodes 41, and the data wires 23 are formed along the vertical array direction. In the active matrix liquid crystal display device, the thin film transistor 19 which is a switch element for applying an electric field signal to the pixel electrode 41 is formed in one corner of the pixel electrode 41. In the case of an active matrix liquid crystal display device, the gate electrode 11 of the thin film transistor 19 is connected to the signal wiring 13 (hence, the signal wiring is also referred to as "gate wiring"), and the source electrode ( 21 is connected to the data line 23 (hence the data line is also referred to as the "source line"). The drain electrode 31 of the thin film transistor 19 is connected to the pixel electrode 41. In the thin film transistor 19, a semiconductor layer 33 is formed between the source electrode 21 and the drain electrode 31, and the source electrode 21, the semiconductor layer 33, the drain electrode 31, and the semiconductor layer are formed. 33 each make an ohmic contact. At the ends of the gate wiring 13 and the source wiring 23, gate pads 15 and source pads 25, which are terminal terminals (or terminals) for receiving signals applied from the outside, are formed, respectively. Further, a gate pad terminal 57 and a source pad terminal 67 are further formed on the gate pad 15 and the source pad 25, respectively.
게이트 패드(15)에 인가되는 외부의 전기적 신호가 게이트 배선(13)을 따라 게이트 전극(11)에 인가되면 소스 패드(25)에 인가되는 화상 정보가 소스 배선(23)을 따라 소스 전극(21)에 인가되어 드레인 전극(31)에 도통된다. 반면에, 게이트 배선(13)에 신호가 인가되지 않는 경우에는 소스 전극(21)과 드레인 전극(31)이 단절된다. 그러므로, 게이트 전극(11)의 신호를 조절함에 따라 드레인 전극(31)에 데이터 신호의 인가 여부를 결정할 수 있다. 따라서, 드레인 전극(31)에 연결된 화소 전극(41)에 데이터 신호를 인위적으로 전달할 수 있게된다. 즉, 박막 트랜지스터(19)는 화소 전극을 구동하는 스위치 역할을 한다. 게이트 배선(13)등이 형성된 층과 소스 배선(23)등이 형성된 층 사이에는 전기적 절연을 위해 게이트 절연막(17)이 형성되어 있고, 소스 배선(23) 등이 형성된 층위에도 소자 보호를 위한 보호막(37)이 형성되어 있다.When an external electrical signal applied to the gate pad 15 is applied to the gate electrode 11 along the gate wiring 13, image information applied to the source pad 25 is source electrode 21 along the source wiring 23. Is applied to the drain electrode 31. On the other hand, when no signal is applied to the gate wiring 13, the source electrode 21 and the drain electrode 31 are disconnected. Therefore, whether the data signal is applied to the drain electrode 31 can be determined by adjusting the signal of the gate electrode 11. Therefore, the data signal can be artificially transferred to the pixel electrode 41 connected to the drain electrode 31. That is, the thin film transistor 19 serves as a switch for driving the pixel electrode. A gate insulating film 17 is formed between the layer on which the gate wiring 13 and the like are formed and the layer on which the source wiring 23 and the like are formed, and a protective film for protecting the device even on the layer on which the source wiring 23 and the like are formed. (37) is formed.
이렇게 만들어진 두 개의 패널(칼라 필터 패널(3)과 액티브 패널(5))이 일정 간격(이 간격을 "셀 갭(Cell Gap)" 이라 부른다)을 두고 대향하여 부착되고, 그 사이에 액정 물질(10)이 채워진다. 상기 두 개의 패널(3,5) 사이의 셀 갭을 일정하게 유지하고 상기 액정 물질이 밖으로 새어나지 않도록 하기 위해 상기 두 기판의 가장자리 부분을 에폭시와 같은 실(seal)(81) 재로 봉합한다. 그리하여 액정 표시 장치의 주요 부분인 액정 패널이 완성된다.The two panels thus made (the color filter panel 3 and the active panel 5) are opposed to each other at a predetermined interval (referred to as "cell gap"), and the liquid crystal material ( 10) is filled. In order to keep the cell gap between the two panels 3 and 5 constant and to prevent the liquid crystal material from leaking out, the edge portions of the two substrates are sealed with a seal 81 such as epoxy. Thus, the liquid crystal panel which is the main part of the liquid crystal display device is completed.
이와 같은 액정 패널에서 액정을 구동하는데 핵심적인 기능을 하는 스위치 소자인 TFT와 화소 전극을 갖고 있는 액티브 패널이 가장 중요하다. 따라서, 액티브 패널을 어떻게 만드는가 혹은 액티브 패널의 성능이 어떠한가에 따라서 액정 패널 전체 품질에 결정적인 영향을 미친다. 그러므로, 액정 표시 장치에 관련된 거의 모든 기술들이 액티브 패널을 어떻게 만드는가에 집중되어 있다. 본 발명 역시 액티브 기판을 제조하는 방법 특히, 회절 노광 기법을 사용하여 4 마스크 공정으로 제조하는 방법에 관련된 것이다. 본 발명에 관련된 회절 노광 기법을 사용하여 액티브 기판을 제조하는 종래의 방법과 그 문제점을 살펴보면 다음과 같다. 이해를 돕기 위해 액티브 패널의 평면도인 도 3과 도 3의 절단선 IV-IV로 자른 단면인 도 4를 참조하여 액티브 기판을 제조하는 종래의 방법을 설명한다.In such a liquid crystal panel, an active panel having a TFT and a pixel electrode, which are a switching element that plays a key role in driving liquid crystal, is most important. Therefore, how the active panel is made or the performance of the active panel has a decisive influence on the overall quality of the liquid crystal panel. Therefore, almost all technologies related to liquid crystal display devices are focused on how to make an active panel. The invention also relates to a method of making an active substrate, in particular a method of making it in a four mask process using a diffraction exposure technique. The conventional method for producing an active substrate using the diffraction exposure technique according to the present invention and its problems are as follows. For the sake of understanding, a conventional method of manufacturing an active substrate will be described with reference to FIG. 3, which is a plan view of the active panel, and FIG.
투명 유리 기판(1) 위에 알루미늄 혹은 알루미늄 합금을 증착하고 패턴하여 게이트 전극(11)과 상기 게이트 전극(11)을 연결하는 게이트 배선(13)을 형성한다. 그리고, 상기 게이트 배선(13)의 끝 단에는 게이트 패드(15)를 형성한다.상기 게이트 전극(11)은 설계된 화소의 한쪽 구석에 배치되고, 상기 게이트 배선(13)은 행 방향으로 나열된 게이트 전극(11)들을 연결하고 있다(도 3, 도 4a).Aluminum or an aluminum alloy is deposited on the transparent glass substrate 1 and patterned to form a gate wiring 13 connecting the gate electrode 11 and the gate electrode 11. A gate pad 15 is formed at an end of the gate wiring 13. The gate electrode 11 is disposed at one corner of the designed pixel, and the gate wiring 13 is arranged in the row direction. (11) are connected (FIGS. 3 and 4A).
상기 게이트 물질(게이트 전극(11), 게이트 배선(13) 그리고 게이트 패드(15))이 형성된 기판(1) 위에 산화 실리콘(SiOx) 혹은 질화 실리콘(SiNx)과 같은 절연물질을 포함하는 게이트 절연막(17), 진성 아몰퍼스 실리콘과 같은 반도체 물질(33a), 불순물이 첨가된 아몰퍼스 실리콘과 같은 불순물 반도체 물질 그리고, 크롬, 몰리브덴 등과 같은 금속을 연속으로 증착한다. 상기 금속층을 패턴하여 소스 전극(21), 드레인 전극(31), 소스 배선(23) 그리고, 소스 패드(25)을 형성한다. 그리고, 상기 불순물 반도체 물질도 상기 소스-드레인 물질(소스 전극(21), 드레인 전극(31), 소스 배선(23))을 형성할 때 동시에 식각하여 소스 전극(21)과 드레인 전극(31) 밑에 반도체 물질(33a)과 오믹 접촉을 이루는 불순물 반도체 층(35)을 형성한다. 상기 소스 전극(21)과 상기 드레인 전극(31)은 상기 게이트 전극(11)의 양쪽 변에 각각 중첩되도록 형성된다(도 3, 도 4b).A gate insulating layer including an insulating material such as silicon oxide (SiOx) or silicon nitride (SiNx) on the substrate 1 on which the gate material (gate electrode 11, gate wiring 13, and gate pad 15) is formed. 17), a semiconductor material 33a such as intrinsic amorphous silicon, an impurity semiconductor material such as amorphous silicon to which impurities are added, and a metal such as chromium, molybdenum or the like are successively deposited. The metal layer is patterned to form a source electrode 21, a drain electrode 31, a source wiring 23, and a source pad 25. The impurity semiconductor material is also etched simultaneously when the source-drain material (the source electrode 21, the drain electrode 31, and the source wiring 23) is formed to be formed under the source electrode 21 and the drain electrode 31. An impurity semiconductor layer 35 in ohmic contact with the semiconductor material 33a is formed. The source electrode 21 and the drain electrode 31 are formed so as to overlap both sides of the gate electrode 11 (FIGS. 3 and 4B).
상기 소스-드레인 물질이 형성된 기판(1) 위에 산화 실리콘(SiOx) 혹은 질화 실리콘(SiNx)과 같은 절연물질을 포함하는 보호막(37)을 증착한다. 그리고, 회절 노광 기법을 사용하여 소스 전극(21)과 드레인 전극(31)이 형성된 제 1부분에는 보호막(37) 이하의 모든 물질들이 그대로 남아있고, 게이트 배선(13)이 형성된 제 2부분에는 보호막(37)과 반도체 물질(33a)이 식각되어 게이트 절연막(17)만 남아 있고, 그 외의 제 3부분은 보호막(37), 반도체 물질(33a) 그리고, 게이트 절연막(17)이 모두 식각되어 유리 기판(1)이 노출되도록 한다. 그리고, 상기 드레인 전극(31)의 일부분인 제 4부분은 보호막(37)을 제거하여 드레인 전극(31)을 노출하는 드레인 콘택 홀(71)을 형성한다. 한번의 마스크 공정으로 이와 같이 부분에 따라 식각되는 정도를 다르게 하기 위해서는 회절노광 기법을 사용한다.A protective layer 37 including an insulating material such as silicon oxide (SiOx) or silicon nitride (SiNx) is deposited on the substrate 1 on which the source-drain material is formed. In the first portion where the source electrode 21 and the drain electrode 31 are formed by using a diffraction exposure technique, all materials below the protective layer 37 remain as they are, and the protective layer is formed on the second portion where the gate wiring 13 is formed. 37 and the semiconductor material 33a are etched so that only the gate insulating film 17 remains, and the other third portion of the protective film 37, the semiconductor material 33a, and the gate insulating film 17 are all etched away. Let (1) be exposed. The fourth portion, which is a part of the drain electrode 31, removes the passivation layer 37 to form a drain contact hole 71 exposing the drain electrode 31. The diffraction exposure technique is used to change the degree of etching according to the portion in one mask process.
그 자세한 기법은 다음과 같다. 우선, 보호막(37) 위에 포토레지스트(91)를 약 2㎛ 정도 도포한다. 상기 포토레지스트(91)를 마스크(93)로 덮은후 자외선과 같은 광선으로 감광한다. 일례로, 상기 제 1부분에는 포토레지스트가 완전히 남아 있어야 하므로 완전 개방되고, 상기 제 2 부분은 포토레지스트를 약간의 두께만 남기기 위해 격자형 개방 패턴(95)를 갖고, 상기 제 3부분 및 제 4부분은 포토레지스트가 없어야 하므로 완전히 가려진 마스크를 사용하여 감광한다. 상기 격자형 개방 패턴(95)은 회절노광 기법에 적절한 격자 간격을 갖는다. 즉, 감광에 사용하는 광원의 해상도보다 좁은간격의 격자 간격을 갖는다. 그리고, 포토레지스틀 현상하고 나면, 제 1부분에는 포토레지스트(91)가 2㎛ 정도 남고, 제 2 부분에는 회절 노광 기법을 사용하여 포토레지스트(91)가 게이트 절연막(17)과 비슷한 두께인 약 2000Å에서 4000Å정도 남도록 조절한다. 그리고, 제 3부분 및 제 4부분에는 포토레지스트(91)가 없이 보호막이 그대로 노출된다. 이때, 드레인 전극(31)의 일부를 노출 시키기 위해 드레인 전극을 덮는 보호막(37)의 일부 위에도 포토레지스트(91)가 없어야 한다(도 3, 도 4c).The detailed technique is as follows. First, the photoresist 91 is coated on the protective film 37 by about 2 μm. The photoresist 91 is covered with a mask 93 and then exposed to light such as ultraviolet rays. In one example, the first portion is fully open because the photoresist must remain completely, and the second portion has a lattice opening pattern 95 to leave the photoresist only a small thickness. The part should be free of photoresist, so it is exposed using a mask completely masked. The grating open pattern 95 has a grating spacing suitable for the diffraction exposure technique. That is, it has a grid space | interval narrower than the resolution of the light source used for photosensitive. After the photoresist development, the photoresist 91 remains about 2 μm in the first part, and the photoresist 91 is about the same thickness as the gate insulating film 17 by using a diffraction exposure technique in the second part. Adjust from 2000 to 4000Å left. The protective film is exposed to the third and fourth portions without the photoresist 91 as it is. In this case, in order to expose a part of the drain electrode 31, the photoresist 91 should not be present on a part of the protective film 37 covering the drain electrode (FIGS. 3 and 4C).
이상태에서 식각을 수행하면, 제 3부분에서 보호막(37), 반도체 물질(33a), 게이트 절연막(17)이 식각되는 동안 제 2 부분에서는 포토레지스트(91), 보호막(37), 반도체 물질(33a)이 식각되고, 제 1부분에서는 포토레지스트(91)만 식각되어 약 2000Å에서 5000Å 정도만 남게된다. 한편, 드레인 전극(31)의 일부인 제 4부분를 덮는 보호막(37)이 제거된다. 제 4부분은 보호막(37) 식각후, 드레인 전극(31)은 금속이기 때문에 보호막(37), 반도체 물질(33a), 게이트 절연막(17)을 식각하는 식각액에는 전혀 영향을 받지 않는다. 그 결과, 게이트 전극(11) 부분에는 반도체 층(33)이 형성되고, 게이트 배선(13)은 게이트 절연막(17)에 의해 절연 보호되며, 드레인 전극(31)을 노출하는 드레인 콘택 홀(71)이 형성된다. 그리고, 게이트 패드(15)를 노출하는 게이트 콘택 홀(51)과 소스 패드(25)를 노출하는 소스 콘택 홀(61)이 형성된다.(도 3, 도 4d).When etching is performed in this state, while the protective film 37, the semiconductor material 33a, and the gate insulating film 17 are etched in the third portion, the photoresist 91, the protective film 37, and the semiconductor material 33a in the second portion are etched. ) Is etched, and only the photoresist 91 is etched in the first portion, leaving only about 2000 to 5000 microns. On the other hand, the protective film 37 which covers the 4th part which is a part of drain electrode 31 is removed. Since the drain portion 31 is a metal after the fourth portion is etched away, the etching solution for etching the passivation layer 37, the semiconductor material 33a, and the gate insulating layer 17 is not affected. As a result, a semiconductor layer 33 is formed in the gate electrode 11 portion, the gate wiring 13 is insulated and protected by the gate insulating film 17, and the drain contact hole 71 exposing the drain electrode 31. Is formed. Then, the gate contact hole 51 exposing the gate pad 15 and the source contact hole 61 exposing the source pad 25 are formed. (FIGS. 3 and 4D).
그리고, 투명 도전 물질인 ITO(Indium Tin Oxide)를 증착하고, 패턴하여 상기 드레인 콘택 홀(71)을 통하여 상기 드레인 전극(31)과 접촉하는 화소 전극(41)을 형성한다. 상기 화소 전극(41)은 유리 기판(1)에 직접 접촉하여 형성된다. 그리고, 상기 게이트 콘택 홀(51)을 통하여 상기 게이트 패드(15)에 접촉하는 게이트 패드 단자(57)와 상기 소스 콘택 홀(61)을 통하여 상기 소스 패드(25)에 접촉하는 소스 패드 단자(67)를 형성한다(도 3, 도 4e).Indium tin oxide (ITO), which is a transparent conductive material, is deposited and patterned to form a pixel electrode 41 contacting the drain electrode 31 through the drain contact hole 71. The pixel electrode 41 is formed in direct contact with the glass substrate 1. In addition, a gate pad terminal 57 contacting the gate pad 15 through the gate contact hole 51 and a source pad terminal 67 contacting the source pad 25 through the source contact hole 61. ) Is formed (FIGS. 3 and 4E).
이와 같이 회절 노광 기법을 사용하면, 보호막, 반도체 물질, 게이트 절연막을 연속으로 식각하면서도 필요에 따라 부분적으로 식각되는 정도를 달리함으로써, 마스크 공정 수를 절감할 수 있었다. 그러나, 회절 노광 기법을 사용하여 보호막 . 반도체 층 그리고, 게이트 절연막을 패터닝할 때, 상기 세 개의 층들은 서로 비슷한 물질이기는 하지만, 에칭비율이 조금씩 다르므로 설계한 바와 같이 패턴이 이루어지지는 않는다. 특히, 게이트 패드를 노출시키는 게이트 콘택 홀을 형성하기 위해 게이트 패드를 덮는 게이트 절연막을 식각하는 동안 게이트 배선을 덮고 있는 일부 게이트 절연막이 어느 정도 식각되어 얇아지기도 한다. 얇아진 게이트 절연막은 그 밑에 있는 게이트 배선과 같은 게이트 금속 물질을 완전히 보호하지 못하여 게이트 물질이 에천트에 공격을 받아 침식될 수 있다. 그럼으로써, 그 후에 따르는 공정에서 게이트 배선이 단락되는 것과 같은 문제가 발생할 수 있다. 이러한 문제들은 결국 액정 표시 장치의 품질을 저하하는 각종 원인이된다.By using the diffraction exposure technique, the number of mask processes can be reduced by continuously etching the protective film, the semiconductor material, and the gate insulating film while varying the degree of partial etching as necessary. However, the protective film using the diffraction exposure technique. When the semiconductor layer and the gate insulating layer are patterned, the three layers are similar to each other, but the etching rate is slightly different, so the pattern is not formed as designed. In particular, some of the gate insulating film covering the gate wiring may be etched to some extent while the gate insulating film covering the gate pad is etched to form the gate contact hole exposing the gate pad. The thinned gate insulating film does not completely protect the gate metal material such as the gate wiring under it, and the gate material may be attacked and eroded by the etchant. As a result, a problem such as shorting of the gate wiring may occur in a subsequent process. These problems eventually cause various kinds of deterioration of the quality of the liquid crystal display.
본 발명의 목적은 액정 표시 장치 제조 방법에 있어서, 회절 노광을 사용하는 부분에서 게이트 절연막이 식각되지 않고, 원래의 두께를 그대로 유지할 수 있도록하는 제조 방법을 제공하는데 있다. 본 발명의 다른 목적은 회절 노광을 사용하는 부분에서 게이트 절연막이 식각되는 양을 최소화하는 방법을 제공하는데 있다. 본 발명의 또 다른 목적은 회절노광을 사용하는 부분에서 게이트 절연막이 원래의 두께를 거의 그대로 유지하도록 하여 그 밑에 있는 게이트 물질을 에천트와 같은 침식물질로부터 완전히 보호할 수 있도록 하는 방법을 제공하는데 있다.SUMMARY OF THE INVENTION An object of the present invention is to provide a manufacturing method in which a gate insulating film is not etched at a portion using a diffraction exposure in a liquid crystal display device manufacturing method so that the original thickness can be maintained as it is. Another object of the present invention is to provide a method of minimizing the amount of etching of the gate insulating film in the portion using the diffraction exposure. It is still another object of the present invention to provide a method in which the gate insulating film maintains its original thickness almost in the portion where diffraction exposure is used so that the underlying gate material can be completely protected from erosive materials such as etchant. .
도 1은 일반적인 액정 표시 장치의 구조를 나타내는 사시도이다.1 is a perspective view illustrating a structure of a general liquid crystal display device.
도 2는 일반적인 액정 표시 장치의 구조를 나타내는 단면도이다.2 is a cross-sectional view illustrating a structure of a general liquid crystal display device.
도 3은 일반적인 액정 표시 장치를 나타내는 평면도이다.3 is a plan view illustrating a general liquid crystal display device.
도 4는 회절노광 기법을 이용하여 액정 표시 장치를 제조하는 종래의 방법을 나타내는 단면도들이다.4 is a cross-sectional view illustrating a conventional method for manufacturing a liquid crystal display using a diffraction exposure technique.
도 5는 본 발명에 의한 액정 표시 장치를 나타내는 평면도이다.5 is a plan view showing a liquid crystal display device according to the present invention.
도 6은 본 발명에 의한 회절노광 기법을 이용하여 액정 표시 장치를 제조하는 방법을 나타내는 단면도들이다.6 is a cross-sectional view illustrating a method of manufacturing a liquid crystal display using the diffraction exposure technique according to the present invention.
< 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명><Explanation of the code | symbol about the principal part of drawing>
1, 101 : 기판 11, 111 : 게이트 전극1, 101: substrate 11, 111: gate electrode
13, 113 : 게이트 배선 15, 115 : 게이트 패드13, 113: gate wiring 15, 115: gate pad
17, 117 : 게이트 절연막 21, 121 : 소스 전극17, 117: gate insulating film 21, 121: source electrode
23, 123 : 소스 배선 25, 125 : 소스 패드23, 123: source wiring 25, 125: source pad
31, 131 : 드레인 전극 33, 133 : 반도체 층31 and 131: drain electrodes 33 and 133: semiconductor layer
35, 135 : 불순물 반도체 층 37, 137 : 보호막35, 135: impurity semiconductor layers 37, 137: protective film
41, 141 : 화소 전극 51, 151 : 게이트 콘택 홀41, 141: pixel electrode 51, 151: gate contact hole
57, 157 : 게이트 패드 단자 61, 161 : 소스 콘택 홀57, 157: gate pad terminals 61, 161: source contact holes
67, 167 : 소스 패드 단자 71, 171 : 드레인 콘택 홀67 and 167: source pad terminals 71 and 171: drain contact hole
91, 191 : 포토레지스트 93, 193 : 마스크91, 191: photoresist 93, 193: mask
195 : 격자형 패턴195 grid pattern
이와 같은 목적을 달성하기 위해 본 발명은 게이트 절연막, 반도체 층, 보호막이 적층된 기판에 포토레지스트를 도포하고 격자형 개방 패턴을 포함하는 마스크로 감광 및 현상하여 상기 포토레지스트가 그대로 남아있는 제 1부분과 상기 격자형 패턴이 적용되어 포토레지스트가 상기 제 1부분의 절반 이하로 남은 제 2부분과 상기 포토레지스트가 전혀 남지않는 제 3 부분을 형성하는 단계와, 산소성분을 최소화하고 F 기를 주로 포함하는 에천트로 상기 포토레지스트가 형성된 기판을 플라즈마 건식 식각법으로 상기 제 3부분의 절연막과 반도체 층이 제거될 때까지 식각하는 단계와, O2와 F 기를 포함하는 플라즈마 에천트로 건식식각하여 상기 제 2 부분의 포토레지스트와 보호막을 제거하고 상기 제 3 부분의 게이트 절연막을 제거하는 단계와, F기와 Cl을 포함하는 플라즈마 에천트로 건식식각하여 상기 제 2 부분 및 제 3부분에 반도체 층만 제거하는 단계를 포함하는 액정 표시 장치 제조 방법을 제공한다. 특히 본 발명의 상기 세 단계로 이루어진 식각과정은 연속되는 한번의 식각공정 내에서 식각 에천트를 변화시킴으로써 이루진다.이하 실시 예 및 본 발명에 의한 액정 표시 장치 제조 방법을 평면도인 도 5와 도 5의 절단선 VI-VI로 자른 단면도인 도 6을 참조로하여 자세히 설명한다.In order to achieve the above object, the present invention applies a photoresist to a substrate on which a gate insulating film, a semiconductor layer, and a protective film are stacked, and is exposed and developed with a mask including a lattice-opening pattern. And the lattice pattern is applied to form a second portion of the photoresist remaining less than half of the first portion and a third portion in which the photoresist is not left at all, and to minimize the oxygen content and mainly include the F group. Etching the substrate on which the photoresist is formed with an etchant until the insulating layer and the semiconductor layer of the third portion are removed by a plasma dry etching method; and dry etching the plasma substrate with a plasma etchant including O 2 and F groups to form the second portion. Removing the photoresist and the protective film, and removing the gate insulating film of the third portion; The plasma etchant Trojan dry etching comprises providing a liquid crystal display device manufacturing method comprising the step of removing the second portion and a semiconductor layer only on the third portion. In particular, the etching process of the three steps of the present invention is achieved by changing the etching etchant in one continuous etching process. Hereinafter, a method of manufacturing a liquid crystal display device according to an embodiment and the present invention will be described with reference to FIGS. 5 and 5. It will be described in detail with reference to Figure 6 which is a cross-sectional view taken along the cutting line VI-VI.
투명 유리 기판(101) 위에 알루미늄 혹은 알루미늄 합금을 증착하고 패턴하여 게이트 전극(111)과 상기 게이트 전극(111)을 연결하는 게이트 배선(113)을 형성한다. 그리고, 상기 게이트 배선(113)의 끝 단에 게이트 패드(115)를 형성한다. 상기 게이트 전극(111)은 설계된 화소의 한쪽 구석에 배치되고, 상기 게이트 배선(113)은 행 방향으로 나열된 게이트 전극(111)들을 연결하고 있다.Aluminum or an aluminum alloy is deposited on the transparent glass substrate 101 and patterned to form a gate wiring 113 connecting the gate electrode 111 and the gate electrode 111. In addition, a gate pad 115 is formed at an end of the gate line 113. The gate electrode 111 is disposed at one corner of the designed pixel, and the gate line 113 connects the gate electrodes 111 arranged in the row direction.
상기 게이트 물질(게이트 전극(111), 게이트 배선(113) 그리고, 게이트 패드(115))이 형성된 기판(101) 위에 산화 실리콘(SiOx) 혹은 질화 실리콘(SiNx)과 같은 절연물질을 포함하는 게이트 절연막(117), 진성 아몰퍼스 실리콘과 같은 반도체 물질(133a), 불순물이 첨가된 아몰퍼스 실리콘과 같은 불순물 반도체 물질 그리고, 크롬, 몰리브덴 등과 같은 금속을 연속으로 증착한다. 상기 금속층을 패턴하여 소스 전극(121), 드레인 전극(131) 그리고, 소스 배선(123)을 형성한다. 그리고, 상기 불순물 반도체 물질도 상기 소스-드레인 물질(소스 전극(121), 드레인 전극(131), 소스 배선(123))을 형성할 때 동시에 식각하여 소스 전극(121)및 드레인 전극(131) 밑에서 반도체 물질(133a)과 오믹 접촉을 이루는 불순물 반도체 층(135)을 형성한다. 상기 소스 전극(121)과 상기 드레인 전극(131)은 상기 게이트 전극(111)의 양쪽 변에 각각 중첩되도록 형성된다.A gate insulating layer including an insulating material such as silicon oxide (SiOx) or silicon nitride (SiNx) on the substrate 101 on which the gate material (the gate electrode 111, the gate wiring 113, and the gate pad 115) is formed. 117, a semiconductor material 133a such as intrinsic amorphous silicon, an impurity semiconductor material such as amorphous silicon to which impurities are added, and a metal such as chromium, molybdenum, and the like are successively deposited. The metal layer is patterned to form a source electrode 121, a drain electrode 131, and a source wiring 123. In addition, the impurity semiconductor material is etched simultaneously when the source-drain material (the source electrode 121, the drain electrode 131, and the source wiring 123) is formed to be formed under the source electrode 121 and the drain electrode 131. An impurity semiconductor layer 135 in ohmic contact with the semiconductor material 133a is formed. The source electrode 121 and the drain electrode 131 are formed to overlap both sides of the gate electrode 111, respectively.
상기 소스-드레인 물질이 형성된 기판(101) 위에 산화 실리콘(SiOx) 혹은 질화 실리콘(SiNx)과 같은 절연물질을 포함하는 보호막(137)을 증착한다. 소스 전극(121)과 드레인 전극(131)이 형성된 제 1부분에는 보호막(137) 이하의 모든 물질들이 그대로 남아있고, 게이트 배선(113)이 형성된 제 2부분에는 보호막(137)과 반도체 물질(133a)이 식각되어 게이트 절연막(117)만 남아 있고, 그 외의 제 3부분은 보호막(137), 반도체 물질(133a) 그리고, 게이트 절연막(117)이 모두 식각되어 유리 기판(101)이 노출되도록 한다. 그리고, 상기 드레인 전극(131)의 일부분인 제 4부분은 보호막(137)을 제거하여 드레인 전극(131)을 노출하는 드레인 콘택 홀(171)을 형성한다. 한번의 마스크 공정으로 이와 같이 부분에 따라 식각되는 정도를 다르게 하기 위해서는 회절노광 기법을 사용한다. 그 자세한 방법은 다음과 같다. 우선, 보호막(137) 위에 포토레지스트(191)를 약 2㎛ 정도 도포한다. 상기 포토레지스트(191)를 마스크(193)로 덮은후 자외선과 같은 광선으로 감광한다. 일례로, 상기 제 1부분에는 포토레지스트(191)가 완전히 남아 있어야 하므로 완전 개방되고, 상기 제 2 부분은 포토레지스트(191)를 약간의 두께만 남기기 위해 격자형 개방 패턴(195)를 갖고, 상기 제 3부분 및 제 4부분은 포토레지스트가 없어야 하므로 완전 차광된 마스크(193)를 사용하여 감광한다. 상기 격자형 개방 패턴(195)은 회절노광 기법에 적절한 격자 간격도록하기 위해 감광에 사용하는 광원의 해상도보다 좁은간격의 격자 간격을 갖는다. 그리고, 포토레지스(191)틀 현상하고 나면, 제 1부분에는 포토레지스트(191)가 2㎛ 정도 남고, 제 2부분에는 회절 노광 기법을 사용하여 포토레지스트(191)가 상기 제 1부분의 포토레지스트 두께의 1/4 정도인 수천Å(4000Å에서 5000Å)정도 남도록 조절한다. 여기까지는 종래의 제조 공정과 동일하여 도 4c와 같은 형태를 갖는다(도 5, 도 6a).A protective layer 137 including an insulating material such as silicon oxide (SiOx) or silicon nitride (SiNx) is deposited on the substrate 101 on which the source-drain material is formed. All materials below the passivation layer 137 remain in the first portion where the source electrode 121 and the drain electrode 131 are formed, and the passivation layer 137 and the semiconductor material 133a in the second portion where the gate wiring 113 is formed. ) Is etched so that only the gate insulating layer 117 remains, and the other third portion of the protective layer 137, the semiconductor material 133a, and the gate insulating layer 117 are etched to expose the glass substrate 101. The fourth portion, which is a part of the drain electrode 131, removes the passivation layer 137 to form a drain contact hole 171 exposing the drain electrode 131. The diffraction exposure technique is used to change the degree of etching according to the portion in one mask process. The detailed method is as follows. First, the photoresist 191 is coated on the protective film 137 by about 2 μm. The photoresist 191 is covered with a mask 193 and then exposed to light such as ultraviolet rays. For example, the photoresist 191 must be completely left in the first part, so that the photoresist 191 is fully open, and the second part has a lattice opening pattern 195 to leave the photoresist 191 only a little thickness. The third and fourth portions should be free of photoresist and are then exposed using a fully shielded mask 193. The lattice opening pattern 195 has a lattice spacing narrower than the resolution of a light source used for dimming so as to have a lattice spacing suitable for diffraction exposure technique. After the photoresist 191 is developed, the first portion of the photoresist 191 remains about 2 μm, and in the second portion, the photoresist 191 is formed using the diffraction exposure technique. Adjust it to about a thousand millimeters (4000 to 5000 millimeters) of 1/4 of the thickness. Up to now, it is the same as a conventional manufacturing process, and has a form like FIG. 4C (FIG. 5, FIG. 6A).
그리고 나서, 상기 포토레지스트가 형성된 기판을 건식식각 챔버에 삽입하고 다음과 같이 세 단계의 식각과정을 진행한다. 우선, O2성분은 거의 포함하지 않고 F기를 주로 포함하는 플라즈마 에천트를 이용하여, 제 3부분에서 보호막(137)과 반도체 물질(133a)을 그리고, 제 4 부분에서 보호막(137)을 제거한다. 제 4 부분에는 드레인 전극을 노출하는 드레인 콘택홀(171)이 형성된다. 이 때, O2성분이 거의 없으므로 포토레지스트(191)의 두께에는 거의 변화가 없다(도 5, 도 6b).Then, the substrate on which the photoresist is formed is inserted into a dry etching chamber, and the etching process is performed in three steps as follows. First, the protective film 137 and the semiconductor material 133a are drawn in the third portion, and the protective film 137 is removed in the fourth portion, using a plasma etchant containing almost no O 2 component and mainly containing F groups. . A drain contact hole 171 exposing the drain electrode is formed in the fourth portion. At this time, since there is almost no O 2 component, there is almost no change in the thickness of the photoresist 191 (FIGS. 5 and 6B).
그리고 나서, O2와 F기를 포함하는 플라즈마 에천트로 상기 제 2부분에서는 포토레지스트(191)와 보호막(137)을 제거하고, 제 3 부분에서는 게이트 절연막(117)을 제거한다. 포토레지스트(191)는 산소 플라즈마에의해 애싱(ashing)되어 제거되며, 보호막(137)과 게이트 절연막(117)은 F기의 플라즈마에 의해 제거된다. 그 결과 제 3 부분에는 게이트 패드(115)를 노출하는 게이트 콘택홀(151)이 형성된다. 이 때, 상기 제 1 부분의 포토레지스트(191)도 O2에 의해 애슁되어 어느 정도 두께가 제거된다(도 5, 도 6c).Then, the photoresist 191 and the protective film 137 are removed in the second part and the gate insulating film 117 in the third part with a plasma etchant including O 2 and F groups. The photoresist 191 is ashed and removed by the oxygen plasma, and the protective film 137 and the gate insulating film 117 are removed by the plasma of F group. As a result, the gate contact hole 151 exposing the gate pad 115 is formed in the third portion. At this time, the photoresist 191 of the first portion is also ashed by O 2 , and the thickness is removed to some extent (FIGS. 5 and 6C).
마지막으로, O2는 거의 포함하지 않고 F기와 Cl기를 포함하는 플라즈마 에천트로 상기 제 2 부분의 반도체 층을 제거한다. 이 때, 에천트에는 O2를 거의 포함하지 않으므로 제 1 부분에는 포토레지스트(191)가 그대로 남게 된다. 이제 남은 포토레지스트(191)를 모두 제거하고 나면, 드레인 전극(131)을 노출하는 드레인 콘택홀(171), 소스 패드(125)를 노출하는 소스 콘택홀(161) 그리고, 게이트 패드(115)를 노출하는 게이트 콘택홀(151)이 형성된다(도 5, 도 6d).Finally, the semiconductor layer of the second portion is removed with a plasma etchant containing little O 2 and containing F and Cl groups. At this time, since the etchant contains little O 2 , the photoresist 191 remains in the first portion. After removing the remaining photoresist 191, the drain contact hole 171 exposing the drain electrode 131, the source contact hole 161 exposing the source pad 125, and the gate pad 115 are removed. An exposed gate contact hole 151 is formed (FIGS. 5 and 6D).
상기 세 단계의 식각과정은 동일한 식각 챔버내에서 각 단계마다 서로 다른 플라즈마 에천트만을 사용함으로써 한번에 수행한다.The three-step etching process is performed at once by using only different plasma etchant for each step in the same etching chamber.
그리고, 투명 도전 물질인 ITO(Indium Tin Oxide)를 증착하고, 패턴하여 상기 드레인 콘택 홀(171)을 통하여 상기 드레인 전극(131)과 접촉하는 화소 전극(141)을 형성한다. 상기 화소 전극(141)은 유리 기판(101)에 직접 접촉하여 형성된다. 그리고, 상기 게이트 콘택 홀(151)을 통하여 상기 게이트 패드(115)에 접촉하는 게이트 패드 단자(157)와 상기 소스 콘택 홀(161)을 통하여 상기 소스 패드(125)에 접촉하는 소스 패드 단자(167)을 형성한다(도 5, 도 6e).Indium tin oxide (ITO), which is a transparent conductive material, is deposited and patterned to form a pixel electrode 141 contacting the drain electrode 131 through the drain contact hole 171. The pixel electrode 141 is formed in direct contact with the glass substrate 101. The gate pad terminal 157 is in contact with the gate pad 115 through the gate contact hole 151 and the source pad terminal 167 is in contact with the source pad 125 through the source contact hole 161. ) Is formed (FIGS. 5 and 6E).
본 발명은 회절노광을 사용하여 마스크 공정수를 네 단계로 단축한 액정표시 장치 제조방법에서 게이트 절연막이 얇아지지 않고 거의 원래의 두께 그대로 남도록하는 방법에 관련된 것이다. 회절 노광 기법에서는 보호막, 반도체 층, 게이트 절연막을 동시에 패턴하기 위해 하나의 마스크 공정만으로 상기 세 개의 막을 서로 다르게 식각하는 방법을 제공하고 있다. 이 때, 상기 게이트 절연막이 과식각되어 원래의 두께보다 얇아지게되고, 그로인하여 게이트 절연막이 그 밑에 있는 게이트 물질을 완전히 보호하지 못하는 문제가 있다. 본 발명에서는 회절노광 기법으로 보호막, 반도체 층, 게이트 절연막을 한번의 마스크 공정으로 패턴함에 있어서, 식각 에천트를 서로 다르게 사용하는 세 번의 식각공정을 적용함으로써, 게이트 절연막을 원래의 두께에 가깝게 남기는 방법을 제공하고 있다. 본 발명에 의하면, 게이트 물질이 게이트 절연막에 의해 에천트들로부터 온전히 보호될 수 있다. 따라서, 본 발명에서는 게이트 물질이 파손되는 불량과 문제점이 발생하지 않는다.The present invention relates to a method of manufacturing a liquid crystal display device in which the number of mask steps is shortened to four steps by using diffraction exposure, so that the gate insulating film is not thinned and remains almost at its original thickness. The diffraction exposure technique provides a method of etching the three layers differently using only one mask process to simultaneously pattern the passivation layer, the semiconductor layer, and the gate insulating layer. At this time, the gate insulating film is overetched to become thinner than the original thickness, and thus the gate insulating film does not completely protect the gate material under it. In the present invention, a method of leaving the gate insulating film close to the original thickness by applying three etching processes using different etching etchant in patterning the protective film, the semiconductor layer and the gate insulating film in one mask process by diffraction exposure technique. To provide. According to the present invention, the gate material can be completely protected from the etchant by the gate insulating film. Therefore, in the present invention, defects and problems in which the gate material is broken do not occur.
Claims (5)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
KR1019980053574A KR100309213B1 (en) | 1998-12-08 | 1998-12-08 | A method for manufacturing an lcd using a diffarctive expos ure |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
KR1019980053574A KR100309213B1 (en) | 1998-12-08 | 1998-12-08 | A method for manufacturing an lcd using a diffarctive expos ure |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
KR20000038544A true KR20000038544A (en) | 2000-07-05 |
KR100309213B1 KR100309213B1 (en) | 2002-11-23 |
Family
ID=19561749
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
KR1019980053574A KR100309213B1 (en) | 1998-12-08 | 1998-12-08 | A method for manufacturing an lcd using a diffarctive expos ure |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
KR (1) | KR100309213B1 (en) |
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US6750476B2 (en) | 2001-03-23 | 2004-06-15 | Seiko Epson Corporation | Substrate device manufacturing method and substrate device, electrooptical device manufacturing method and electrooptical device and electronic unit |
KR100470890B1 (en) * | 2000-08-28 | 2005-03-08 | 샤프 가부시키가이샤 | Thin film transistor, active matrix substrate, method of making the substrate, and display device |
US9645457B2 (en) | 2006-11-22 | 2017-05-09 | Mitsubishi Electric Corporation | Array substrate, display device, and method for manufacturing the array substrate |
Family Cites Families (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH06317809A (en) * | 1993-05-07 | 1994-11-15 | Fujitsu Ltd | Production of thin-film transistor matrix |
KR100232682B1 (en) * | 1996-06-25 | 1999-12-01 | 구본준 | Structure and manufacturing method of liquid crystal display device |
-
1998
- 1998-12-08 KR KR1019980053574A patent/KR100309213B1/en not_active IP Right Cessation
Cited By (9)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
KR100470890B1 (en) * | 2000-08-28 | 2005-03-08 | 샤프 가부시키가이샤 | Thin film transistor, active matrix substrate, method of making the substrate, and display device |
US7126157B2 (en) | 2000-08-28 | 2006-10-24 | Sharp Kabushiki Kaisha | Active matrix substrate, method of making the substrate, and display device |
US7459723B2 (en) | 2000-08-28 | 2008-12-02 | Sharp Kabushiki Kaisha | Active matrix substrate, method of making the substrate, and display device |
US7696516B2 (en) | 2000-08-28 | 2010-04-13 | Sharp Kabushiki Kaisha | Active matrix substrate, method of making the substrate, and display device |
US7829391B2 (en) | 2000-08-28 | 2010-11-09 | Sharp Kabushiki Kaisha | Active matrix substrate, method of making the substrate, and display device |
US8304297B2 (en) | 2000-08-28 | 2012-11-06 | Sharp Kabushiki Kaisha | Active matrix substrate, method of making the substrate, and display device |
US6750476B2 (en) | 2001-03-23 | 2004-06-15 | Seiko Epson Corporation | Substrate device manufacturing method and substrate device, electrooptical device manufacturing method and electrooptical device and electronic unit |
KR100449795B1 (en) * | 2001-03-23 | 2004-09-22 | 세이코 엡슨 가부시키가이샤 | Substrate device and method of manufacturing same, electro-optical device and method of manufacturing same, and electronic device |
US9645457B2 (en) | 2006-11-22 | 2017-05-09 | Mitsubishi Electric Corporation | Array substrate, display device, and method for manufacturing the array substrate |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
KR100309213B1 (en) | 2002-11-23 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
KR100244447B1 (en) | Liquid crystal display and method for manufacturing the same | |
KR100262953B1 (en) | Lcd and manufacturing method of the same | |
KR100255592B1 (en) | The structure and manufacturing method of lcd | |
KR100808466B1 (en) | array panel for a liquid crystal display device and manufacturing method of the same | |
KR20020028430A (en) | Method for fabricating the array substrate for Liquid crystal display device and the same | |
JP2010114459A (en) | Liquid crystal display device using small molecule organic semiconductor material, and method of manufacturing the same | |
KR20090125500A (en) | Method of fabricating array substrate for liquid crystal display device | |
KR20020036023A (en) | manufacturing method of array panel for liquid crystal display | |
KR100595416B1 (en) | Manufacturing Method of Liquid Crystal Display Using Diffraction Exposure | |
CN113467145B (en) | Array substrate, manufacturing method and display panel | |
CN113568230B (en) | Array substrate, manufacturing method and display panel | |
US6330042B1 (en) | Liquid crystal display and the method of manufacturing the same | |
KR100482167B1 (en) | LCD and its manufacturing method | |
KR100586245B1 (en) | Liquid Crystal Display Manufacturing Method | |
KR100603852B1 (en) | Method for manufacturing liquid crystal display device using diffraction exposure technique | |
KR100309213B1 (en) | A method for manufacturing an lcd using a diffarctive expos ure | |
US8435722B2 (en) | Method for fabricating liquid crystal display device | |
KR101366537B1 (en) | Array substrate in liquid crystal display device and Method for fabricating the same | |
KR100413512B1 (en) | an array panel for liquid crystal display and manufacturing method thereof | |
KR100268105B1 (en) | Thin-film transistor substrate and manufacturing method thereof | |
KR101336086B1 (en) | Method for fabricating the array substrate in liquid crystal display device | |
KR20050069038A (en) | Method of fabricating liquid crystal display | |
KR20070072204A (en) | Liquid crystal display device and method for fabricating liquid crystal dispaly device | |
KR20020076935A (en) | Method for manufacturing thin film transistor lcd | |
KR100268302B1 (en) | Lcd structure and its fabrication method |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A201 | Request for examination | ||
N231 | Notification of change of applicant | ||
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: 20130619 Year of fee payment: 13 |
|
FPAY | Annual fee payment |
Payment date: 20140630 Year of fee payment: 14 |
|
FPAY | Annual fee payment |
Payment date: 20150818 Year of fee payment: 15 |
|
FPAY | Annual fee payment |
Payment date: 20160816 Year of fee payment: 16 |
|
LAPS | Lapse due to unpaid annual fee |