액정소자 디스플레이의 기둥 스페이서 균일도 향상

Abstract

TFT-LCD (Thin Film Transistor Liquid Crystal Display)에 사용되는 기둥 스페이서(Column Spacer)용 photoresist는 UV(Ultra Violet) light에 매우 민감하여, 노광 공정의 정밀도가 column spacer의 균일도를 좌우한다. Proximity-type 노광기의 경우, 노광 gap은 UV light의 회절(Diffraction)과 세기(Intensity)에 영향을 주어 column spacer의 높이와 critical dimension을 결정한다. 노광 공정 진행시 대형 photomask와 노광기 work stage의 평탄성에는 한계가 있기 때문에, target glass 전면에 걸쳐서 노광 gap의 불균일이 발생한다. 이런 단점을 보완하기 위한 수단으로 attenuated phase shift mask를 노광 공정에 적용하여 보았다. Solid-C 소프트웨어 프로그램을 사용하여, conventional photomask와 attenuated phase shift mask 적용에 따른 기둥 스페이서 높이 및 critical dimension 차이를 노광 gap을 주요 변수로 하여 분석하였다. Photomask를 통해서 나오는 UV light의 회절 효과를 최소화하고, 균일한 intensity를 얻기 위해서, photomask의 빛이 통과되지 않는 부분의 투과도를 변화시켜서 시뮬레이션 하였으며, 그 결과 conventional photomask에 비해서 기둥 스페이서 높이 균일도가 약 30 % 정도 향상되는 결과를 얻었다. 결과적으로 attenuated phase shift mask를 사용하면, 노광 장치의 설비적 보완 없이, 기둥 스페이서의 높이 균일도를 향상시킬 수 있는 커다란 가능성을 확인하였다.; The photoresist of a column spacer is very sensitive to UV light, and its uniformity depends on the exposure process. In a proximity-type aligner, the exposure gap can control the light diffraction and intensity, which affect the column spacer thickness and the critical dimension. The limitation in flatness of large sized mask and work stage causes a non-uniform exposure gap. We proposed an idea of using attenuated phase shift mask in order to overcome the problems associated with this limitation. By using a commercial software, SOLID-C, we examined the changes in the column spacer’s thickness and the critical dimension with exposure gap in a conventional mask as well as in a phase shift mask. In a phase shift mask, we varied the transmission in opaque mask area in order to reduce diffraction effect and to get uniform intensity. As a result, we found that the thickness uniformity of spacer could be improved by about 30 % compared to the conventional mask. This simulation result shows that the uniformity of column spacer’s thickness can be improved without any modification of exposure system.