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[디스플레이 용어알기] 40. 포토리소그래피 (Photolithography), 포토 공정

포토리소그래피(Photolithography)는 반도체, 디스플레이 제조공정에서 사용하는 공정입니다.  포토 공정이라고도 불리며, 사진 인쇄 기술과 비슷하게 빛을 이용하여 복잡한 회로 패턴을 제조하는 방법입니다.

디스플레이에서는 TFT(박막 트렌지스터) 공정에 사용되고 있습니다. TFT 공정은 미세한 회로 패턴 제작을 위해 기판 위에 TFT 구성에 필요한 층을 올리고, 깎아 내리고, 그 위에 다른 층을 또 쌓는 것을 반복해야 합니다. 이렇게 원하는 모양의 물질을 쌓기 위해 빛을 이용하여 형태를 패터닝하는 과정을 포토리소그래피라고 합니다.

포토리소그래피 공정 과정은 다음과 같습니다.

디스플레이 용어알기 40. 포토리소그라피

먼저 깨끗하게 세정된 기판(substrate) 위에 TFT 제조에 필요한 물질을 고르게 증착합니다. 그 위에 빛이 닿는 부분과 그렇지 않은 부분이 다르게 반응하는  PR(감광액, Photo Resist)물질을 도포합니다. PR 코팅된 층 위에 원하는 패턴이 그려진 Mask를 갖다 댄 후 빛을 쏘아서 빛을 받은 영역과 받지 않는 부분을 구분합니다. PR(감광액) 물질은 빛의 반응에 따라 Positive와 Negative 두 가지 방식으로 분류됩니다.

[디스플레이 용어알기] 40. 포토리소그래피 (PhotoLithography), 포토 공정

Positive 방식은 마스크에 의해 빛에 노출된 부분이 현상액에 녹기 쉽게 화학구조가 변하는 것입니다. 현상액을 투입해 노광(Exposure) 과정에서 빛을 받은 부분을 제거합니다.

Negative 방식은 빛에 노출된 부분이 반대로 더욱 단단해지는 것입니다.  빛을 받지 못한 부분은 현상액으로 제거합니다.

이렇게 원하는 패턴만 남은 PR층은 식각(Etching)과정을 거쳐서 PR이 덮여 있지 않는 부분의 증착된 물질을 제거합니다. 증착된 물질이 원하는 모양으로 패터닝되면 그 위에 도포되어 있던 PR층 마저 제거하여 원하는 패턴의 증착 물질만 남도록 합니다.

이런 포토리소그래피 과정을 거쳐서 TFT를 구성하는 적층 구조가 완성됩니다.

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