KR100471769B1 - Tapered etching method and manufacturing method of display panel for liquid crystal display - Google Patents

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Abstract

본 발명에 따른 테이퍼 식각 방법은 기판 위에 제1 도전막을 형성하는 단계, 제1 도전막 위에 제2 도전막을 형성하는 단계, 제2 도전막 위에 포토 레지스트패턴을 형성하는 단계, 포토 레지스트 패턴을 식각 마스크로 제2 도전막을 식각하여 역테이퍼 구조를 가지는 패터닝하는 단계, 금속 패턴을 형성하는 식각 조건과 다른 식각 조건을 적용하여 제1 도전막을 테이퍼 구조를 가지도록 패터닝하는 단계, 포토 레지스트 패턴을 제거하는 단계, 제2 도전막을 제거하는 단계를 포함한다.The tapered etching method according to the present invention comprises the steps of: forming a first conductive film on a substrate, forming a second conductive film on the first conductive film, forming a photoresist pattern on the second conductive film, and etching the photoresist pattern on the mask Etching the second conductive layer to form a reverse taper structure, patterning the first conductive layer to have a tapered structure by applying an etching condition different from an etching condition for forming a metal pattern, and removing the photoresist pattern. And removing the second conductive film.

Description

테이퍼 식각 방법 및 액정 표시 장치용 표시판의 제조 방법.The taper etching method and the manufacturing method of the display panel for liquid crystal display devices.

본 발명은 테이퍼 식각 방법 및 액정 표시 장치용 표시판의 제조방법에 관한 것으로, 특히, 도전막으로 크롬을 사용하는 경우에 있어서 이중막의 구조를 이루어 상부막의 스텝 커버리지를 향상시키는 제조방법에 관한 것이다.BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a tapered etching method and a manufacturing method of a display panel for a liquid crystal display device, and more particularly, to a manufacturing method of improving the step coverage of an upper layer by forming a double layer in the case of using chromium as a conductive film.

제1도는 데이터선의 형태를 나타낸 단면도이고, 제2도는 박막트랜지스터의 형태를 나타낸 단면도이다.1 is a cross-sectional view showing the shape of a data line, and FIG. 2 is a cross-sectional view showing the shape of a thin film transistor.

제1도에서 데이터선의 구조는 기판(2) 위에 절연막(4)이 형성되어 있고 크롬으로된 데이터선(10)이 수직으로 패터닝 되어 있으며 그 위를 보호막(6)과 투명 도전막(8a)이 차례로 덮고있다.In FIG. 1, the structure of the data line includes an insulating film 4 formed on the substrate 2, and a data line 10 made of chromium is vertically patterned, and the protective film 6 and the transparent conductive film 8a are formed thereon. Covering in turn.

제2도에서 박막 트랜지스터의 구조는 기판(2) 위에 게이트 전극(12)이 형성되어 있고 이를 절연막(4)이 덮고 있으며 그 위에 반도체막(14)과 고농도 콘택층(15)이 형성되어 있고 고농도 콘택층(15) 위에 데이터선(10)과 동일하게 크롬으로된 소스 및 드레인 전극(10a, 10b)이 형성되어 있다. 여기서, 고농도 콘택층(15)과 소스 및 드레인 전극(10a,10b)은 게이트 전극(12)에 대응하는 반도체막(14) 상부에 개구부를 가지고 있다. 다음으로 드레인 전극(10b) 상부에는 보호막(6)이 갖는 콘택홀(20)이 형성되어 있고 데이터선(10)과 소스 및 드레인 전극(10a,10b) 상부까지 연장된 보호막(6)은 개구부를 가지고 있다. 그 위에 화소 전극(8)이 형성되어 있다. 화소 전극(8)은 콘택홀(20)을 통하여 드레인 전극(10b)과 접속되어 있다.In FIG. 2, the structure of the thin film transistor includes a gate electrode 12 formed on the substrate 2, an insulating film 4 covering the semiconductor electrode 14, and a semiconductor layer 14 and a high concentration contact layer 15 formed thereon. Source and drain electrodes 10a and 10b made of chromium are formed on the contact layer 15 in the same manner as the data line 10. Here, the high concentration contact layer 15 and the source and drain electrodes 10a and 10b have an opening on the semiconductor film 14 corresponding to the gate electrode 12. Next, a contact hole 20 of the passivation layer 6 is formed on the drain electrode 10b, and the passivation layer 6 extending to the upper portion of the data line 10 and the source and drain electrodes 10a and 10b has an opening. Have. The pixel electrode 8 is formed on it. The pixel electrode 8 is connected to the drain electrode 10b through the contact hole 20.

이러한 종래의 액정 표시 장치에서는 크롬으로된 데이터선(10) 혹은 소스 및 드레인 전극(10a, 10b)의 상부에 화소 전극(8)을 형성할때, 하부막이 큰 테이퍼각을 가지는 경우 투명 도전막의 도포시 스탭커버리지의 불량과 포토 레지스트와의 접착 불량등으로 인해 화소전극(8)이 오픈되는 문제점을 가지고 있다.In the conventional liquid crystal display, when the pixel electrode 8 is formed on the data line 10 made of chromium or on the source and drain electrodes 10a and 10b, the transparent conductive film is applied when the lower film has a large taper angle. The pixel electrode 8 may be opened due to poor step coverage and poor adhesion to the photoresist.

본 발명은 이러한 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 화소 전극 하부에 형성된 크롬으로된 드레인 전극과, 데이터선을 이중구조로 설계하여 스텝 커버리지를 개선함으로서 화소의 불량을 해결하는데 있다.SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made to solve such a problem, and is to solve the defect of the pixel by improving the step coverage by designing the drain electrode made of chromium formed under the pixel electrode and the data line in a dual structure.

이러한 과제를 달성하기 위한 본 발명에 따른 테이퍼 식각 방법은 기판 위에 제1 도전막을 형성하는 단계, 제1 도전막 위에 제2 도전막을 형성하는 단계, 제2 도전막 위에 포토 레지스트 패턴을 형성하는 단계, 포토 레지스트 패턴을 식각 마스크로 제2 도전막을 식각하여 역테이퍼 구조를 가지는 패터닝하는 단계, 금속 패턴을 형성하는 식각 조건과 다른 식각 조건을 적용하여 제1 도전막을 테이퍼 구조를 가지도록 패터닝하는 단계, 포토 레지스트 패턴을 제거하는 단계, 제2 도전막을 제거하는 단계를 포함한다.In accordance with an aspect of the present invention, a tapered etching method includes: forming a first conductive film on a substrate, forming a second conductive film on the first conductive film, and forming a photoresist pattern on the second conductive film; Etching the second conductive layer using the photoresist pattern as an etch mask to pattern the reverse taper structure, patterning the first conductive layer to have a tapered structure by applying an etching condition different from an etching condition for forming a metal pattern, and a photo Removing the resist pattern; and removing the second conductive film.

그리고 제1 도전막은 크롬으로 형성하고, 제2 도전막은 알루미늄으로 형성하는 것이 바람직하다.The first conductive film is preferably formed of chromium, and the second conductive film is preferably formed of aluminum.

또한, 역테이퍼 구조를 가지는 패터닝하는 단계는 스프레이 습식 식각 방법으로 진행하고, 테이퍼 구조를 가지는 패터닝하는 단계는 유수 습식 식각 방법으로 진행하는 것이 바람직하다.In addition, the step of patterning having an inverse taper structure may be performed by a spray wet etching method, and the step of patterning having a taper structure may be preferably performed by a flow wet etching method.

상기한 다른 과제를 달성하기 위한 본 발명에 따른 액정 표시 장치용 표시판은 테이퍼 구조로 패터닝된 크롬 도전막과, 역시 테이퍼 구조로 패터닝된 소스 및 드레인 전극으로 이루어져 있다.According to another aspect of the present invention, a display panel for a liquid crystal display device includes a chrome conductive film patterned in a tapered structure, and a source and drain electrode patterned in a tapered structure.

이러한 구조를 가지는 액정 표시 장치는 데이터선의 제조시 기판에 절연막을 증착하고, 절연막 위에 크롬을 증착하는 단계, 알루미늄을 증착하는 단계, 포토 레지스트를 입히고 노광 및 현상하는 단계, 알루미늄막을 식각하는 단계, 테이퍼 구조의 크롬막을 형성하는 단계를 포함하고 있다.A liquid crystal display device having such a structure includes depositing an insulating film on a substrate, depositing chromium on the insulating film, depositing aluminum, coating and exposing and developing a photoresist, etching the aluminum film, and taper in manufacturing the data line. Forming a chromium film having a structure.

박막 트랜지스터의 제조시에는 게이트 전극을 형성하는 단계, 절연막, 반도체막을 증착하는 단계, 크롬을 증착한 후 알루미늄막을 입히고 습식식각 공정으로 테이퍼 형태를 가지는 이중막 구조의 소스 및 드레인 전극을 형성하는 단계, 상부의 알루미늄막을 제거하는 단계, 반도체막을 식각하는 단계, 보호막을 입히고 드레인 전극 상부에 화소 전극을 형성하는 단계를 포함하고 있다.Forming a gate electrode, depositing an insulating film and a semiconductor film, coating an aluminum film after depositing chromium, and forming a source and drain electrode having a double film structure having a tapered shape by a wet etching process; Removing the upper aluminum film, etching the semiconductor film, coating a protective film, and forming a pixel electrode on the drain electrode.

본 발명에 따른 이러한 액정 표시 장치에서는 크롬막의 포토 레지스트와의 우수한 접착력으로 인해 이루어지는 가로 방향보다 세로 방향이 지배적인 비등방 식각의 단점을 보완하여 화소의 불량을 감소시키게 된다.In the liquid crystal display according to the present invention, the defect of the pixel is reduced by compensating for the disadvantage of anisotropic etching in which the longitudinal direction is dominant rather than the horizontal direction due to the excellent adhesion of the chromium film with the photoresist.

그러면 첨부한 도면을 참고로 하여 본 발명에 따른 액정 표시 장치의 실시예를 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있을 정도로 상세히 설명한다.Next, embodiments of the liquid crystal display according to the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings so that those skilled in the art may easily implement the present invention.

제3도는 본 발명의 실시예에 따른 데이터선을 도시한 단면도이고, 제4도는 본 발명의 실시예에 따른 박막 트랜지스터의 단면도이다.3 is a cross-sectional view illustrating a data line according to an embodiment of the present invention, and FIG. 4 is a cross-sectional view of a thin film transistor according to an embodiment of the present invention.

제3도 및 제4도에서 보이는 바와 같이 여기에서는 종래에서와는 달리 크롬 데이터선(10)의 단면이 사다리 형태를 하고 있고, 소스 및 드레인전극(10a, 10b)은 가장자리가 작은 테이퍼 각도를 가지고 비스듬히 형성되어 있다. 따라서 데이터선(10)과 소스 및 드레인 전극(10a, 10b) 상부의 막도 역시 가장자리가 비스듬하여 우수한 스탭 커버리지를 나타낸다.As shown in FIG. 3 and FIG. 4, the cross section of the chromium data line 10 has a ladder shape unlike the conventional one, and the source and drain electrodes 10a and 10b are formed at an angle with a tapered angle with a small edge. It is. Therefore, the upper portions of the data lines 10 and the upper portions of the source and drain electrodes 10a and 10b are also oblique at the edges, indicating excellent step coverage.

제5도는 본 발명의 실시예에 따른 액정 표시 장치의 제조에 사용되는 테이퍼 식각의 방법을 그 공정 순서에 따라 도시한 단면도이다.5 is a cross-sectional view illustrating a tapered etching method used in the manufacture of a liquid crystal display according to an exemplary embodiment of the present invention according to a process sequence thereof.

제5도의 (가)에 도시한 바와 같이 기판(2) 위에 절연막(4)을 증착하고 그 위에 크롬막(22)과 알루미늄막(16)을 증착한다. 크롬은 포토 레지스트(18)와의 접착력이 양호하여 습식 식각 공정에서 가로 방향보다는 세로 방향으로의 식각이 두드러지게 일어나 테이퍼의 각도가 큰 막이 형성되므로 스텝 커버리지 상의 문제가 생길 수 있다. 테이퍼의 각도가 클수록 가장자리가 날카로와지며 테이퍼 각도가 작을수록 완막한 형태를 보이게 된다.As shown in Fig. 5A, an insulating film 4 is deposited on the substrate 2, and a chromium film 22 and an aluminum film 16 are deposited thereon. Since chromium has good adhesion to the photoresist 18, etching in the vertical direction rather than the horizontal direction is prominent in the wet etching process, thereby forming a film having a large taper angle, which may cause a problem in step coverage. The larger the angle of the taper, the sharper the edge. The smaller the taper angle, the more complete the shape.

제5도의 (나)에 도시한 바와 같이 포토 레지스트(18)를 입히고 노광하고 현상한다.As shown in Fig. 5B, the photoresist 18 is coated, exposed and developed.

제5도의 (다)에서와 같이 스프레이 방식의 습식 식각을 실시하여 알루미늄막(16)을 식각한다. 스프레이 방식에 의하면 역 테이퍼 구조 즉, 테이퍼 각도가 큰 날카로운 가장자리를 가지는 막이 형성된다. 습식 식각 방식에는 유수 식각, 스프레이 식각, 전해 식각, 침지 식각,제트 식각, 증기 식각, 감압 식각등의 여러 방법이 있다. 기판 위에 식각액을 흘려주는 유수 방식과 노즐을 통해 식각액을 분사하는 스프레이 방식은 활성도가 높은 식각액을 표면에 공급하기 위해 취하는 방식이며 효과적인 식각이 가능하다. 스프레이 방식은 식각율이 큰 반면 역 테이퍼 구조로 식각되는 단점이 있고 유수 방식은 식각율은 낮은 반면 테이퍼 구조로 식각되는 장점이 있어 현재 두 방식을 병행하고 있다.As shown in FIG. 5C, the aluminum film 16 is etched by spray wet etching. According to the spray method, an inverse taper structure, that is, a film having sharp edges having a large taper angle is formed. There are several wet etching methods such as flowing etching, spray etching, electrolytic etching, immersion etching, jet etching, steam etching, and reduced pressure etching. The flowing water method to pour the etchant on the substrate and the spray method to inject the etchant through the nozzle are the methods to take the highly active etchant to the surface and effective etching is possible. The spray method has the disadvantage of being etched by the reverse taper structure while the etching method is large, and the flowing method has the advantage of being etched by the taper structure while the etching method is low.

제5도의 (라)에서와 같이 크롬막(22)을 습식 식각한다. 이때 역 테이퍼 구조를 가지는 알루미늄막(16)이 마스크의 역할을 하여 크롬막(22)이 테이퍼 구조를 가지게 된다.As shown in (d) of FIG. 5, the chromium film 22 is wet etched. In this case, the aluminum film 16 having the reverse tapered structure serves as a mask, and the chrome film 22 has a tapered structure.

제5도의 (마)에서처럼 포토 레지스트(18)를 제거하고 알루미늄막(16)을 식각하여 제거한다.As shown in FIG. 5E, the photoresist 18 is removed and the aluminum film 16 is etched away.

이상에서 이러한 크롬 도전막의 제조에서는 식각시 역 테이퍼 구조를 형성하는 알루미늄막을 크롬 위에 증착하여 비등방적으로 식각되는 크롬막을 테이퍼 식각이 가능하도록 한다.In the above manufacturing of the chromium conductive film, an aluminum film forming the reverse tapered structure is deposited on the chromium to etch the chromium film which is anisotropically etched.

따라서, 본 발명에 따른 액정 표시 장치는 데이터선(10)과 소스 및 드레인 전극(10a, 10b)을 크롬으로 형성하는 경우 크롬막(22) 상부에 알루미늄막(16)을 형성하여 공정을 진행함으로써 크롬막(22)이 비등방적으로 식각되어도 테이퍼 구조가 형성되어 가장자리에서의 화소전극(8)의 오픈이 감소하는 효과가 있다.Therefore, in the liquid crystal display according to the present invention, when the data line 10 and the source and drain electrodes 10a and 10b are formed of chromium, an aluminum film 16 is formed on the chromium film 22 to perform a process. Even if the chromium film 22 is anisotropically etched, a tapered structure is formed, thereby reducing the opening of the pixel electrode 8 at the edge.

제1도는 종래의 데이터선을 도시한 단면도이고,1 is a cross-sectional view showing a conventional data line,

제2도는 종래의 박막 트랜지스터의 단면도이고,2 is a cross-sectional view of a conventional thin film transistor,

제3도는 본 발명의 실시예에 따른 데이터선을 도시한 단면도이고,3 is a cross-sectional view showing a data line according to an embodiment of the present invention.

제4도는 본 발명의 실시예에 따른 박막 트랜지스터의 단면도이고,4 is a cross-sectional view of a thin film transistor according to an embodiment of the present invention,

제5도의 (가) 내지 (마)는 본 발명의 실시예에 테이퍼 식각 방법을 공정 순서에 따라 도시한 단면도이다.(A) to (e) of FIG. 5 are cross-sectional views showing the tapered etching method according to the process sequence in the embodiment of the present invention.

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

2 : 기판 4 : 절연막2: substrate 4: insulating film

6 : 보호막 8 : 화소 전극6: protective film 8: pixel electrode

10 : 크롬 데이터선 10a : 소스 전극10: chromium data line 10a: source electrode

10b : 드레인 전극 12 : 게이트 전극10b: drain electrode 12: gate electrode

14 : 반도체막 15 : 고농도 콘택층14 semiconductor film 15 high concentration contact layer

16 : 알루미늄막 18 : 포토 레지스트16 aluminum film 18 photoresist

20 : 콘택홀 22 : 크롬막20: contact hole 22: chrome film

Claims (5)

기판 위에 제1도전막을 형성하는 단계,Forming a first conductive film on the substrate, 상기 제1 도전막 위에 제2 도전막을 형성하는 단계,Forming a second conductive film on the first conductive film, 상기 제2 도전막 위에 포토 레지스트 패턴을 형성하는 단계,Forming a photoresist pattern on the second conductive layer; 상기 포토 레지스트 패턴을 식각 마스크로 상기 제2 도전막을 식각하여 역테이퍼 구조를 가지는 패터닝하는 단계,Etching the second conductive layer by using the photoresist pattern as an etch mask to pattern an inverse tapered structure; 상기 금속 패턴을 형성하는 식각 조건과 다른 식각 조건을 적용하여 제1 도전막을 테이퍼 구조를 가지도록 패터닝하는 단계,Patterning the first conductive layer to have a tapered structure by applying an etching condition different from an etching condition of forming the metal pattern; 상기 포토 레지스트 패턴을 제거하는 단계,Removing the photoresist pattern, 상기 제2 도전막을 제거하는 단계Removing the second conductive film 를 포함하는 테이퍼 식각 방법.Tapered etching method comprising a. 절연 기판 위에 게이트선을 형성하는 단계,Forming a gate line on the insulating substrate, 상기 게이트선 위에 게이트 절연막을 형성하는 단계,Forming a gate insulating film on the gate line; 상기 게이트 절연막 위에 반도체층을 형성하는 단계,Forming a semiconductor layer on the gate insulating film, 상기 반도체층 위에 크롬막을 증착하는 단계,Depositing a chromium film on the semiconductor layer; 상기 크롬막 위에 알루미늄막을 증착하는 단계,Depositing an aluminum film on the chromium film; 상기 알루미늄막 위에 포토 레지스트를 입히는 단계,Coating a photoresist on the aluminum film; 상기 포토 레지스트 위에 마스크를 입혀 패터닝하는 단계,Masking and patterning the photoresist; 상기 알루미늄막을 식각하여 역 테이퍼 구조로 패터닝하는 단계,Etching the aluminum film to pattern the reverse taper structure; 상기 크롬막을 상기 식각된 알루미늄막을 마스크로 테이퍼 구조로 식각하여 데이터선 및 드레인 전극을 형성하는 단계,Forming a data line and a drain electrode by etching the chrome film in a tapered structure using the etched aluminum film as a mask; 상기 포토 레지스트 및 알루미늄막을 차례로 제거하는 단계,Sequentially removing the photoresist and the aluminum film; 상기 데이터선 및 드레인 전극을 덮으며 접촉구를 가지는 보호막을 형성 하는 단계,Forming a passivation layer covering the data line and the drain electrode and having a contact hole; 상기 보호막 위에 상기 접촉구를 통해 상기 드레인 전극과 연결되는 화소 전극을 형성하는 단계를 포함하는 액정 표시 장치용 표시판의 제조 방법.And forming a pixel electrode connected to the drain electrode through the contact hole on the passivation layer. 제1항에서,In claim 1, 상기 제1 도전막은 크롬으로 형성하고, 제2 도전막은 알루미늄으로 형성하는 테이퍼 식각 방법.The first conductive film is formed of chromium, the second conductive film is a tapered etching method of forming aluminum. 상기 역테이퍼 구조를 가지는 패터닝하는 단계는 스프레이 습식 식각 방법으로 진행하고,Patterning the reverse tapered structure is performed by a spray wet etching method, 상기 테이퍼 구조를 가지는 패터닝하는 단계는 유수 습식 식각 방법으로 진행하는 테이퍼 식각 방법.The patterning step having the tapered structure is a tapered etching method that proceeds to a flow wet etching method. 제 2항에서In paragraph 2 상기 역테이퍼 구조로 패터닝하는 단계는 스프레이 습식 식각 방법으로 진행하고,The patterning of the reverse tapered structure is performed by a spray wet etching method. 상기 테이퍼 구조로 패터닝하는 단계는 유수 습식 식각 방법으로 진행하는 액정 표시 장치용 표시판의 제조 방법.The step of patterning the tapered structure is a manufacturing method of a display panel for a liquid crystal display device which proceeds by a flow wet etching method.
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