JP5100991B2 - イメージセンサー及びその製造方法 - Google Patents

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Description

本発明は、イメージセンサー及びその製造方法に係り、より詳細には、遮光領域を含むイメージセンサー及びその製造方法に関する。
一般に、イメージセンサーは、１次元又は２次元以上の光学情報を電気信号に変換する装置である。市販される固体イメージセンサーは、ＭＯＳ型とＣＣＤ型の２種類がある。
前記ＣＣＤ素子は、個々のＭＯＳキャパシタが互いに近接した位置に位置しながら、電荷キャリアがキャパシタに貯蔵され移送される素子である。又、ＣＭＯＳイメージセンサーは、制御回路及び信号処理回路を周辺回路として使用するＣＭＯＳ製造技術を利用して、光学的イメージを電気的信号に変換させる素子である。
前記ＣＭＯＳイメージセンサーの単位ピクセルは、光を感知するためのフォトダイオードと、前記感知された光を電気的信号に変換してデータ化するＣＭＯＳロジック回路部分とで構成されている。
前記イメージセンサーは、光信号が電気的な信号に変化することによってイメージを出力するので、フォトダイオード内で熱発生等によって生成される電子は、出力信号から排除しなければならない。そのため、熱発生によって生成される電子を排除するために、前記イメージ出力のための受光領域のみならず、光電変換が発生しない特定領域を別に形成する。又、光電変換が発生する前記受光領域のアクティブピクセルで発生された電荷量から、前記光電変換が発生しない領域のピクセルで発生された電荷量を引かなければならない。この際、前記光電変換が発生しない領域には、光が透過しないように、金属等からなる遮光膜が上部全面に形成されており、下部には前記アクティブピクセルと同様に形成されている。前記光電変換が発生しない領域は、通常、遮光領域と言う。即ち、前記遮光領域は、ダーク状態で素子が作動され、前記遮光領域で発生された電荷量は光によって生成されない電荷量の基準信号としての役割を果たす。
ところが、前記遮光領域の上部に形成された遮光膜が、部分的に薄くなるか、除去される場合には、前記遮光膜の薄くなった部分を通じて、前記遮光領域内にも光が一部透過することによって、光電変換による電荷量が発生される。この場合、前記遮光領域で出力される基準信号レベルが顕著に増加する。従って、前記高くなった基準信号レベルを基準とするピクセルから発生した信号レベルは、正常的な基準信号レベルを基準とするピクセルから発生した信号レベルより低くなるので、再生画像の画質は顕著に劣化する。
一方、最近には、イメージセンサーの配線及び遮光膜としてアルミニウムやタングステンを代理して、より低抵抗を有する銅を使用しており、前記銅を使用して配線及び遮光膜を形成する時にはダマシン工程が適用される。ところが、前記遮光領域に銅遮光膜を形成するために、前記銅をＣＭＰする場合、銅にはディッシング（Ｄｉｓｈｉｎｇ）が激しく発生する。
図１は、ディッシングが発生した銅遮光膜を示す断面図である。
図１に示すように、銅遮光膜１０には、局部的に厚さが非常に薄い部位１２が生じる。前記銅の厚さが薄く形成された部位に光が一部透過することによって、遮光領域で正常的な基準信号を出力するのが不可能になって、イメージセンサーの画質が非常に劣化するという問題がある。
従って、本発明の第１目的は、光遮断効果に優れた遮光領域を有するイメージセンサーを提供することにある。
本発明の第２目的は、前記したイメージセンサーの製造方法を提供することにある。
前記した第１目的を達成するために、本発明の一実施例によるイメージセンサーは、基板表面の下に具備されるフォトダイオード、前記基板上に形成される層間絶縁膜、前記層間絶縁膜の内部に具備される金属層パターン、前記層間絶縁膜上に前記金属層パターンと少なくとも一部分が重畳されるように位置するダミーパターン、及び前記ダミーパターンを囲むように具備され、前記フォトダイオードの少なくとも一部分が重畳されるように位置する上部遮光膜パターンを含む。
前記した第１目的を達成するために、本発明の他の実施例によるイメージセンサーは、受光領域と遮光領域とに区分された基板表面の下に具備されるフォトダイオード、前記基板上に形成される層間絶縁膜、前記層間絶縁膜の内部に、前記フォトダイオードと重畳されないように具備される配線、前記層間絶縁膜の内部に、前記基板の遮光領域に位置した前記フォトダイオードと重畳されるように具備され、前記配線とは電気的に絶縁される下部遮光膜パターン、前記層間絶縁膜上に、前記下部遮光膜パターンと重畳されるように位置するダミーパターン、及び前記ダミーパターンを囲むように具備され、少なくとも前記フォトダイオードの一部分が重畳されるように位置する上部遮光膜パターンを含む。
前記した第２目的を達成するために、本発明の一実施例によるイメージセンサーを製造するために、まず、基板表面の下にフォトダイオードを形成する。前記フォトダイオードが形成された基板上に層間絶縁膜を形成する。前記層間絶縁膜内に金属層パターンを形成する。前記層間絶縁膜上に前記金属層パターンと少なくとも一部分が重畳されるダミーパターンを形成する。その後、前記ダミーパターンを囲み、前記フォトダイオードの少なくとも一部分を遮光する上部遮光膜パターンを形成する段階を行ってイメージセンサーを完成する。
前記した第２目的を達成するために、本発明の他の実施例によるイメージセンサーを製造するために、まず、受光領域と遮光領域とに区分された基板表面の下にフォトダイオードをそれぞれ形成する。 前記基板上に第１層間絶縁膜を形成する。前記第１層間絶縁膜の内部に、前記フォトダイオードと重畳されない配線、及び前記遮光領域に位置した前記フォトダイオードと重畳され前記配線と電気的に絶縁される下部遮光膜パターンをそれぞれ形成する。前記基板の遮光領域に位置した第１層間絶縁膜上にダミーパターンを形成する。
前記ダミーパターンを囲み、前記フォトダイオードの少なくとも一部分を遮光する上部遮光膜パターンを形成して、前記イメージセンサーを完成する。
前記したイメージセンサーの場合、遮光領域全体の上部に遮光層が形成されず、ダミーパターンに囲まれている形態を有する上部遮光膜パターンが形成されている。即ち、前記上部遮光膜パターンの間にダミーパターンが挿入されている。従って、前記ダミーパターンによって前記上部遮光膜パターンの中心部位にディッシングが発生することを減少させることができ、これによって、前記遮光膜パターンは遮光領域全体で均一な厚さを有するように形成することができる。
又、前記ダミーパターンの下には下部遮光膜パターンが形成されることによって、前記ダミーパターンを通じて透過する光を前記下部遮光膜パターンで遮断することができる。従って、前記遮光領域で効果的に膜が遮断されるので、正確な基準信号を得ることができる。そのため、前記したイメージセンサーを使用する場合、優れた画質を有するイメージを出力することができる。
以下、添付図面を参照して、本発明の好ましい実施例を詳細に説明する。
実施例１
図２及び図３は、本発明の第１実施例によるイメージセンサーを示す平面図及び断面図である。
受光領域と遮光領域とに区分された基板１００上に、単位ピクセル１５５が配置されている。前記受光領域は、イメージをセンシングするために光が受光される領域であり、前記遮光領域は光によって発生されない電荷量を得るための領域である。前記単位ピクセル１５５は、素子分離膜１１２によって互いに電気的に分離されている。前記単位ピクセル１５５はそれぞれ同じ構成を有しており、例えば、１個のフォトダイオード１１４、１１５と第１乃至第４ＭＯＳトランジスタ（図示せず）で構成される。
前記フォトダイオード１１４、１１５は、前記基板表面の下に形成され、Ｎ型不純物がドーピングされた領域１１４ｂ、１１５ｂで形成することができる。又は、図示されたように、Ｐ型不純物領域１１４ａ、１１５ａ、及び前記Ｐ型不純物領域の下にＮ型不純物領域１１４ｂ、１１５ｂが互いに接合された形態を有することができる。前記第１トランジスタは、リセット信号によってフォトダイオード１１４、１１５をリセットさせるトランジスタであり、前記第２トランジスタは、前記フォトダイオード１１４、１１５に蓄積された信号を増幅する増幅トランジスタであり、前記第３トランジスタは前記セレクト信号によって増幅トランジスタをアクティブにするセレクトトランジスタであり、前記第４トランジスタはフォトダイオード１１４、１１５に蓄積された信号をフローティング拡散領域に伝達する伝送トランジスタである。
本実施例では、フォトダイオード１１４、１１５と４個のトランジスタを含む単位ピクセルについて簡略に説明したが、前記単位ピクセルはフォトダイオード１１４、１１５と少なくとも一つのトランジスタを含んで多様に具現することができる。
以下では、遮光領域に形成されるフォトダイオードを第１フォトダイオード１１４とし、受光領域に形成されるフォトダイオードを第２フォトダイオード１１５として説明する。
前記基板１００上に層間絶縁膜構造物１５２が具備される。前記層間絶縁膜構造物１５２は、内部に１個以上の層間絶縁膜が積層された形態を有する。前記受光領域でイメージをセンシングするためには、外部光が層間絶縁膜構造物１５２を透過して、下部の第２フォトダイオード１１５まで到達しなければならない。従って、前記各層間絶縁膜は、光透過性が高い絶縁物質で形成する。例えば、前記層間絶縁膜は、シリコン酸化物系絶縁物質で形成することができる。本実施例では、便宜上、第１乃至第２層間絶縁膜１１６、１２６が積層されている層間絶縁膜構造物１５２について説明する。
前記第１層間絶縁膜１１６内に第１配線１２２が具備される。前記受光領域に形成されている前記第１配線１２２は、前記第２フォトダイオード１１５と重畳されないように位置する。又、前記第２層間絶縁膜１２６内には、第２配線１３０が具備される。そして、前記受光領域に形成されている前記第１配線１２２は、前記第２フォトダイオード１１５と重畳されないように位置する。従って、外部から前記受光領域に入射される光は、前記第１配線１２２及び第２配線１３０によって妨害を受けることなく、第２フォトダイオード１１５まで到達する。
ここで、前記第１配線１２２は、基板の所定領域と接続する第１コンタクト１２２ａと前記第１コンタクト１２２ａを互いに連結させるライン型の第１補助配線１２２ｂを含む。又、前記第２配線１３０は、前記第１配線１２２と電気的に連結される第２コンタクト１３０ａ及び前記第２コンタクト１３０ａを互いに連結させる第２補助配線１３０ｂを含む。
前記遮光領域に位置する前記層間絶縁膜構造物１５２内には、前記第１及び第２配線１２２、１３０とは電気的に絶縁される第１及び第２下部遮光膜パターン１２４、１３２が具備される。前記第１及び第２下部遮光膜パターン１２４、１３２は、前記受光領域には全く形成されない。前記第１及び第２下部遮光膜パターン１２４、１３２は、前記遮光領域に位置する第１フォトダイオード１１４に光が透過することを防止するために、前記第１フォトダイオード１１４の少なくとも一部分と重畳されるように位置する。
具体的に、前記第１下部遮光膜パターン１２４は、第１補助配線１２２ｂと同じ平面に位置する。前記第１下部遮光膜パターン１２４と第１補助配線１２２ｂとの間の第１ギャップ１２１に光が透過することができるので、前記第１下部遮光膜パターン１２４は、前記第１ギャップ１２１が最大限小さく形成されるように、前記第１補助配線１２２ｂと隣接して形成されている。
同様に、前記第２下部遮光膜パターン１３２は、それぞれ第２補助配線１３０ｂと同じ平面に位置し、前記第２下部遮光膜パターン１３２と第２補助配線１３０ｂとの間の第２ギャップ１３１が最大限小さく形成されている。
各配線が多層で形成された場合、前記下部遮光膜パターンも前記配線と同様に多層で形成することが遮光効果で向上するので、より好ましい。
一方、前記第１配線１２２と第１下部遮光膜パターン１２４は、同じ金属物質で形成されている。又、前記第２配線１３０と第２下部遮光膜パターン１３２は、同じ金属物質で形成されている。具体的に、前記第１配線１２２、第２配線１３０、第１下部遮光膜パターン１２４、及び第２下部遮光膜パターン１３２は、低抵抗を有する銅で形成することが好ましい。
前記第１配線１２２及び第２配線１３０が銅で形成される場合、タングステンやアルミニウムと比較して、前記銅の抵抗が低いので、前記各配線に含まれるライン型の補助配線をより薄く形成することができる。具体的に、前記アルミニウム配線ラインと同じ抵抗を有するように、銅配線ラインを形成する場合、前記銅配線ラインは、アルミニウム配線ラインの約１／３乃至１／４程度の厚さで形成することができる。前記多層で構成される各補助配線の厚さを薄く形成する場合、全体層間絶縁膜構造物１５２の厚さをより薄く形成することができる。そのため、前記基板１００表面の下に位置する第２フォトダイオード１１５までの光経路を最小化することができるので、前記第２フォトダイオード１１５の光感度を向上することができる。
特に、最近のイメージセンサーの高集積化によってフォトダイオードのサイズが非常に減少するにつれて、前記フォトダイオードに光を充分に受光することが難しくなるので、イメージセンサーの特性向上のために、低抵抗を有する前記銅配線がより一層要求されている。前記銅配線で構成する場合、前記第１及び第２補助配線１２２ｂ、１３０ｂは、約１０００〜３０００Åの厚さを有する。
前記第２層間絶縁膜１２６上に第１上部層間絶縁膜１４０が具備される。前記第１上部層間絶縁膜１４０は、光透過性が高いシリコン酸化物で形成される。
前記第１上部層間絶縁膜１４０上で、前記第２下部遮光膜パターン１３２と少なくとも一部分が重畳されるダミーパターン１４１ａが具備される。前記ダミーパターン１４１ａは、前記第１上部層間絶縁膜１４０と同じ物質で形成される。又、前記ダミーパターン１４１ａは、少なくとも前記第２下部遮光膜パターン１３２よりは小さいサイズで形成されている。
前記ダミーパターン１４１ａを囲みながら、前記遮光領域全体に上部遮光膜パターン１４８が具備されている。前記上部遮光膜パターン１４８は、前記ダミーパターン１４１ａ部位を除いた遮光領域全体に入射される光を遮断する役割を果たす。
前記第１上部層間絶縁膜１４０内に、前記上部遮光膜パターン１４８及び前記第２下部遮光膜パターン１３２を互いに垂直に連結する遮光用ビアパターン１５８が具備される。前記遮光用ビアパターン１５８は、図２に図示されたように、前記ダミーパターン１４１ａの下部面を囲む形状を有する。具体的に、前記遮光用ビアパターン１５８は、内部に空間が存在するパイプ形状を有する。そして、前記パイプ形状を有する遮光用ビアパターン１５８の上部面は、前記ダミーパターン１４１ａの下部面を囲むリング形状を有する。
前記ダミーパターン１４１ａの下の部位は、前記遮光用ビアパターン１５８及び第２下部遮光膜パターン１３２によって孤立する形状を有する。従って、前記ダミーパターン１４１ａに光が透過しても、前記光は前記遮光用ビアパターン１５８及び第２下部遮光膜パターン１３２によって前記光が第１フォトダイオード１１４方向に殆ど透過しない。又、前記第１下部遮光膜パターン１３１によってもう一度遮光されるので、前記遮光領域に位置する第１フォトダイオード１１４には、光が殆ど到達しない。
前記受光領域に位置する第１上部層間絶縁膜１４０上には、上部配線１５０が具備されている。又、前記上部配線１５０の間には、第２上部層間絶縁膜１４１ｂが具備されている。前記第２上部層間絶縁膜１４１ｂは、第１上部層間絶縁膜１４０と同じ物質で構成することができる。前記上部配線１５０は、前記第２フォトダイオード１１５と互いに重畳されないように位置する。従って、前記第１上部層間絶縁膜１４０及び層間絶縁膜構造物１５２を通じて光が透過することによって、受光領域に位置した第２フォトダイオード１１５に光が到達することができる。
前記上部遮光膜パターン１４８及び上部配線１５０は金属物質で形成され、ダマシン工程を通じて形成される。好ましくは、前記上部遮光膜パターン１４８及び上部配線１５０は低抵抗を有する銅で形成される。
前記ダミーパターン１４１ａは、前記上部遮光膜パターン１４８及び上部配線１５０をダマシン工程を利用して形成する時に、周辺パターンの密集度によって、膜の中心部位が凹形状になるディッシング不良が発生することを最小化するために具備される。従って、前記ダミーパターン１４１ａを具備することによって、前記上部遮光膜パターン１４８の厚さが非常に均一になる。前記ディッシング防止効果を極大化するために、前記ダミーパターン１４１ａは、規則的に配列されていることが好ましい。
図示していないが、前記のように前記ダミーパターンの下部面を孤立させるビアパターンが形成される場合、前記上部遮光用パターンと最も隣接するように位置した最上部の下部遮光膜パターンのみが具備され、残り下部遮光膜パターンは具備されなくても良い。
図４乃至図１０は、図２及び図３に図示されたイメージセンサーを製造するための第１方法を説明するための断面図及び平面図である。
図４は、フォトダイオードの形成を説明するための断面図である。
図４を参照すると、受光領域と遮光領域とに区分されている基板上に、１個のフォトダイオード１１４、１１５と４個のＭＯＳトランジスタで構成される単位ピクセルを形成する。
これを具体的に説明すると、まず、Ｐ型不純物が全体的にドーピングされているシリコン基板１００を準備する。前記基板に素子分離膜１１２を形成することによって、アクティブ領域及び素子分離領域をそれぞれ区分する。前記素子分離膜１１２は、ＬＯＣＯＳ工程又はＳＴＩ工程で形成することができる。
前記アクティブ領域の基板１００の下部に部分的にＮ型の不純物をドーピングして、Ｎ型不純物領域１１４ｂ、１１５ｂを形成する。その後、前記Ｎ型不純物領域１１４ｂ、１１５ｂ上に、Ｐ型の不純物をドーピングして、Ｐ型不純物領域１１４ａ、１１５ａを形成する。前記工程によって、前記基板表面の下にＮ型不純物領域及びＰ型不純物領域が接合された形態を有する第１及び第２フォトダイオード１１４、１１５を形成する。前記第１フォトダイオード１１４は遮光領域内に形成され、前記第２フォトダイオード１１５は受光領域内に形成される。その後、前記第１及び第２フォトダイオード１１４、１１５によって動作されるトランジスタ（図示せず）をそれぞれ形成する。
図５は、第１コンタクトホール及びトレンチの形成を説明するための断面図である。
図５を参照すると、前記第１及び第２フォトダイオード１１４、１１５、及びトランジスタが形成されている基板上に、前記トランジスタを埋め立てる第１層間絶縁膜１１６を形成する。具体的に、前記第１層間絶縁膜１１６は、光透過性が高い物質であるシリコン酸化物系絶縁物質を蒸着させて形成することができる。
前記第１層間絶縁膜１１６で第１補助配線領域及び第１下部遮光膜パターン形成領域を選択的にエッチングするための第１フォトレジストパターン（図示せず）を形成する。前記第１フォトレジストパターンをエッチングマスクとして使用して、前記第１層間絶縁膜１１６を部分的にエッチングすることによって、第１補助配線に提供するための第１トレンチ１２０及び第１遮光膜パターンに提供するための第２トレンチ１２１をそれぞれ形成する。この際、前記第２トレンチは、遮光領域にのみ形成される。そして、前記第２トレンチ１２１は、前記第１フォトダイオード１１４の少なくとも一部分とは互いに重畳されるように位置する。
前記第１トレンチ１２０の内部に第１補助配線が形成されるので、前記第１トレンチ１２０及び第２トレンチ１２１は、形成しようとする第１補助配線の厚さよりも深く形成する。例えば、前記第１トレンチ１２０及び第２トレンチ１２１は、１０００〜４０００Åの厚さで形成することができる。
前述したように、前記第２トレンチ１２１は、前記第１トレンチ１２０を形成する時に同時に形成される。従って、前記第２トレンチ１２１を形成することによって別の追加工程が更に行われない。
その後、前記第１層間絶縁膜１１６上に、コンタクト形成領域を選択的にエッチングするための第２フォトレジストパターン（図示せず）を形成する。この際、前記受光領域に位置した第２フォトレジストパターンのオープン部位は、前記第２フォトダイオード１１５の上部面と互いに重畳されないように位置する。
前記第２フォトレジストパターンをエッチングマスクとして使用して、前記基板が露出するように前記第１層間絶縁膜１１６をエッチングすることによって、第１コンタクトホール１１８を形成する。前記第２フォトレジストパターンをアッシング及びストリッピング工程を通じて除去する。
前記説明では、第１及び第２トレンチ１２０、１２１を形成した後、第１コンタクトホール１１８を形成する工程について説明したが、第１コンタクトホール１１８をまず形成した後、第１及び第２トレンチ１２０，１２１を形成しても良い。
図６及び図７は、第１配線及び第１下部遮光膜パターンの形成を説明するための断面図及び平面図である。
図６及び図７を参照すると、前記第１コンタクトホール１１８、第１及び第２トレンチ１２０、１２１の内部、及び前記第１層間絶縁膜１１６の各表面に銅の拡散を防止するための拡散防止膜（図示せず）を形成する。前記拡散防止膜は、チタニウム膜、チタニウム窒化膜、又はチタニウム／チタニウム窒化膜が積層された膜で形成することができる。前記拡散防止膜上に前記第１コンタクトホール１１８、第１及び第２トレンチ１２０、１２１の内部を満たす銅膜（図示せず）を形成する。前記銅膜は、電気鍍金、無電解鍍金等の工程によって形成することができる。
その後、前記第１コンタクトホール１１８、第１及び第２トレンチ１２０、１２１の内部にのみ前記銅膜が残留するように前記銅膜を研磨することによって、第１コンタクト１２２ａ、第１補助配線１２２ｂ、及び第１下部遮光膜パターン１２４をそれぞれ形成する。前記研磨工程によって形成される第１補助配線１２２ｂ及び第１下部遮光膜パターン１２４は、１０００〜３０００Åの厚さを有する。
図８は、第２配線及び第２下部遮光膜パターンの形成を説明するための断面図である。
図８を参照すると、前記第１補助配線１２２ｂ、第１下部遮光膜パターン１２４、及び第１層間絶縁膜１１６上に、光透過性が高いシリコン酸化物系物質を蒸着させて、第２層間絶縁膜１２６を形成する。
その後、図５乃至図７を参照として説明したものと同じ工程を行うことによって、前記第２層間絶縁膜１２６に前記第２コンタクト１３０ａ、第２補助配線１３０ｂ、及び第２下部遮光膜パターン１３２をそれぞれ形成する。
図９は、上部層間絶縁膜、トレンチの形成を説明するための断面図である。
図９を参照すると、前記第２補助配線１３０ｂ、第２下部遮光膜パターン１３２、及び第２層間絶縁膜１２６上に予備上部層間絶縁膜（図示せず）を形成する。前記予備上部層間絶縁膜は、光透過性が高いシリコン酸化物で形成する。
前記予備上部層間絶縁膜上に、上部遮光膜パターン、ダミーパターン、及び上部配線を形成するための第３フォトレジストパターン１４２を形成する。前記第３フォトレジストパターン１４２は、前記上部遮光膜パターンが形成される部位及び上部配線が形成される部位は露出させ、前記ダミーパターンが形成される部位及び第２上部層間絶縁膜が形成される部位はマスキングされるように形成する。
その後、前記第３フォトレジストパターン１４２をエッチングマスクとして使用して、露出した前記予備上部層間絶縁膜（図示せず）を部分的にエッチングすることによって、上部遮光膜パターン用トレンチ１４４及び上部配線用トレンチ１４６をそれぞれ形成する。前記上部遮光膜パターン用トレンチ１４４及び上部配線用トレンチ１４６は、底面に前記第２層間絶縁膜１２６の上部面が露出しないように形成される。
前記工程を行うと、前記上部遮光膜パターン用トレンチ１４４の間には、ダミーパターン１４１ａが形成され、前記受光領域で前記上部配線用トレンチ１４６の間には、第２上部層間絶縁膜１４１ｂが形成される。又、前記上部遮光膜パターン用トレンチ１４４及び上部配線用トレンチ１４６の下には、第１上部層間絶縁膜１４０が形成される。
前記遮光領域に形成されているダミーパターン１４１ａは、前記第２下部遮光膜パターン１３２の少なくとも一部分と重畳されるように形成される。又、前記上部配線用トレンチ１４６は、前記受光領域に位置する第２フォトダイオード１１５と互いに重畳されないように位置する。
図１０を参照すると、前記ダミーパターン１４１ａ及び第２上部層間絶縁膜１４１ｂの上に、ビアパターンを形成するための第４フォトレジストパターン１５３を形成する。前記第４フォトレジストパターン１５３のオープン部位はパイプ形状を有する。そして、前記パイプの内部には、前記ダミーパターン１４１ａが埋め立てられる。
前記第４フォトレジストパターン１５３をエッチングマスクとして利用して、第１上部層間絶縁膜１４０をエッチングすることによって、底面に第２下部遮光膜パターン１３２が露出されるビアホールを形成する。前記ビアホール１５４はパイプ形状を有し、前記パイプ内部にダミーパターン１４１ａが位置するように形成される。その後、前記第４フォトレジストパターン１５３を除去する。
図３に図示されたようなイメージセンサーの形成を説明する。
図３及び図１０を参照すると、前記上部遮光膜パターン用トレンチ１４４、上部配線用トレンチ１４６、及びビアホール１５４の内部を埋め立てるように、銅膜（図示せず）を形成する。その後、前記上部遮光膜パターン用トレンチ１４４、ビアホール１５４、及び上部配線用トレンチ１４６の内部にのみ前記銅膜が残留するように化学機械的研磨工程を行って、上部遮光膜パターン１４８、上部配線１５０、及びビアパターン１５８をそれぞれ形成する。
前記ビアパターン１５８は、前記上部遮光膜パターン１４８及び第２下部遮光膜パターン１３２と連結され、前記ダミーパターン１４１ａの下部を完全に囲む形態を有する。従って、前記ダミーパターン１４１ａに透過する光は、第２下部遮光膜パターン１３２及びビアパターン１５８によって遮光される。
又、前記上部遮光膜パターン用トレンチ１４４の間にダミーパターン１４１ａが形成されているので、前記化学機械的研磨工程を行う時、前記上部遮光膜パターン用トレンチ１４４内に形成されている銅膜が凹形状になるディッシング現象を最小化することができる。
従って、前記遮光領域のフォトダイオードに光が透過することを最小化させることができ、ダークレベルでの基準信号不良による誤動作を防止することができる。
図１１乃至図１３は、図２及び図３に図示されたイメージセンサーを製造するための第２方法を説明するための断面図である。以下で説明する第２方法は、配線及び下部遮光膜パターンを形成するためのダマシン工程及びビアパターンを形成する方法を除いては、前記第１方法と同じである。従って、重複説明は省略する。
図１１を参照すると、受光領域と遮光領域とに区分されている基板１００上に、１個のフォトダイオード１１４、１１５と４個のＭＯＳトランジスタで構成される単位ピクセルを形成する。ここで、前記遮光領域に形成されるフォトダイオードは第１フォトダイオード１４４とし、受光領域に形成されるフォトダイオードは第２フォトダイオード１１５とする。
前記第１及び第２フォトダイオード１１４、１１５及びトランジスタが形成されている基板上に前記トランジスタを埋め立てる第１下部層間絶縁膜１６０を形成する。前記第１下部層間絶縁膜１６０を部分的にエッチングして、アクティブ領域内のコンタクト形成領域を露出させる第１コンタクトホール（図示せず）を形成する。
その後、前記第１コンタクトホールの内部表面に銅の拡散を防止するための第１拡散防止膜（図示せず）を形成する。前記第１拡散防止膜の上に前記第１コンタクトホールの内部を満たす第１銅膜（図示せず）を形成する。前記第１コンタクトホールの内部にのみ前記第１銅膜が残留するように、前記第１銅膜を研磨して第１コンタクト１６２を形成する。
図１２を参照すると、前記第１下部層間絶縁膜１６０及び第１コンタクト１６２上に第１上部層間絶縁膜１６４を形成する。前記第１上部層間絶縁膜１６４を部分的にエッチングして、前記第１コンタクト１６２を経由するライン型の第１補助配線を形成するための第１トレンチ（図示せず）を形成する。又、前記遮光領域には、前記第１トレンチの間に第１遮光膜パターンを形成するための第２トレンチ（図示せず）を形成する。
第１及び第２トレンチ内部表面に銅の拡散を防止するための第２拡散防止膜（図示せず）を形成する。前記第２拡散防止膜の上に前記第１及び第２トレンチ内部を満たす第２銅膜（図示せず）を形成する。
その後、前記第１及び第２トレンチの内部にのみ前記第２銅膜が残留するように前記第２銅膜を研磨して、第１補助配線１６６及び第１下部遮光膜パターン１６８を形成する。
その後、図示していないが、前記図１１及び図１２で説明したものと同じ工程を行って、第２コンタクト、第２補助配線、及び第２下部遮光膜パターンを形成する。
図１３を参照すると、前記層間絶縁膜構造物１５２上に第１上部層間絶縁膜１４０を形成する。前記第１上部層間絶縁膜１４０は、光透過性が高いシリコン酸化物で構成される。前記第１上部層間絶縁膜１４０に写真及びエッチング工程を行ってビアホール（図示せず）を形成する。その後、前記ビアホールを埋め立てるように銅膜を形成した後、前記ビアホール内にのみ前記銅膜が残留するように、化学機械的研磨工程を行うことによって、ビアパターン１５８を形成する。前記ビアパターン１５８は、パイプ形状を有する。
その後、図３に示すように、前記第１上部層間絶縁膜１４０上にダミー膜（図示せず）を形成する。前記ダミー膜の所定部位を写真、エッチング工程によってエッチングすることによって、上部遮光膜パターン及び上部配線を形成するためのトレンチ（図示せず）を形成する。又、前記上部遮光膜パターン用トレンチの間には、ダミーパターン１４１ａが形成され、前記上部配線用トレンチの間には、第２上部層間絶縁膜１４１ｂが形成される。この際、前記上部遮光膜パターン用トレンチは、前記ビアパターン１５８の上部面を露出させる。又、前記ダミーパターン１４１ａは、前記ビアパターン１５８のパイプ内部と重畳されるように位置する。
前記上部遮光膜パターン用トレンチ及び上部配線用トレンチを埋め立てるように銅膜（図示せず）を形成する。その後、前記上部遮光膜パターン用トレンチ及び上部配線用トレンチ内にのみ前記銅膜が残留するように化学機械的研磨工程を行って、上部遮光膜パターン１４８及び上部配線１５０をそれぞれ形成する。
実施例２
図１４は、本発明の第２実施例によるイメージセンサーを示す断面図である。以下で説明する第２実施例のイメージセンサーは、ビアパターン及び下部配線の形状を除いては、前記第１実施例のイメージセンサーと同じである。従って、同じ部分についての重複説明は省略する。
図１４を参照すると、受光領域と遮光領域とに区分された基板１００上に単位ピクセルが配置されている。前記単位ピクセルは、それぞれ同じ構成を有しており、例えば、１個のフォトダイオード１１４、１１５と第１乃至第４ＭＯＳトランジスタ（図示せず）で構成される。以下で、遮光領域に形成されるフォトダイオードを第１フォトダイオード１１４とし、受光領域に形成されるフォトダイオードを第２フォトダイオード１１５として説明する。
前記基板１００上には、層間絶縁膜構造物１５２が具備される。前記層間絶縁膜構造物１５２は、内部に１個以上の層間絶縁膜が積層された形態を有する。本実施例では、便宜上、第１乃至第２層間絶縁膜１１６、１２６が積層されている層間絶縁膜構造物１５２について説明する。
前記第１層間絶縁膜１１６内には第１配線２００が具備される。前記第１配線２００は、基板の所定領域と接続する第１コンタクト２００ａと前記第１コンタクト２００ａを互いに連結させるライン型の第１補助配線２００ｂを含む。
前記受光領域に形成されている第１配線２００及び前記遮光領域に形成されている第１配線２００は、互いに異なる形状を有することができる。特に、前記受光領域に形成されている前記第１配線２００は、前記第２フォトダイオード１１５と重畳されないように位置する。しかし、前記遮光領域に形成されている第１配線２００は、前記第１フォトダイオードと部分的に重畳されるように位置しても良い。即ち、前記遮光領域に形成されている第１補助配線２００ｂは、前記受光領域に形成されている第１補助配線２００ｂに対して、前記第１フォトダイオード１１４の中心側に水平方向に拡張される形状を有することができる。
前記遮光領域に位置した前記ライン型の第１補助配線２００ｂの間には、前記第１補助配線２００ｂと電気的に絶縁される第１下部遮光膜パターン２０２が具備される。前記第１下部遮光膜パターン２０２は、前記受光領域には、全く形成されていない。前記第１下部遮光膜パターン２０２は、前記遮光領域に位置する第１フォトダイオード１１４に光が透過することを防止するために、前記第１フォトダイオード１１４の少なくとも一部分と重畳されるように位置する。
前記第１下部遮光膜パターン２０２と前記第１補助配線２００ｂは、互いに同じ平面に位置する。従って、前記第１下部遮光膜パターン２０２と前記第１補助配線２００ｂとの間の第１ギャップ２０１の部位には、透過性が高い第１層間絶縁膜１１６が残留する。
前記第２層間絶縁膜１２６内には、第２配線２０４が具備されている。前記第２配線２０４は、基板の所定領域と接続する第２コンタクト２０４ａと前記第２コンタクト２０４ａとを互いに連結させるライン型の第２補助配線２０４ｂを含む。
前記遮光領域に位置した前記ライン型の第２補助配線２０４ｂの間には、前記第２補助配線２０４ｂと電気的に絶縁される第２下部遮光膜パターン２０６が具備されている。前記第２下部遮光膜パターン２０６は、前記受光領域には全く形成されていない。前記第２下部遮光膜パターン２０６は、前記遮光領域に位置する第１フォトダイオードに光が透過することを防止するために、前記第１フォトダイオード１１４の少なくとも一部分と重畳されるように位置する。
前記第２下部遮光膜パターン２０６と前記第２補助配線２０４ｂは、互いに同じ平面に位置する。従って、前記第２下部遮光膜パターン２０６と前記第２補助配線２０４ｂの間の第２ギャップ２０３の部位に透過性が高い第２層間絶縁膜１２６が残留する。
この際、前記第２ギャップ２０３は、前記第１ギャップ２０１と同じ垂直線上に位置しないことが好ましい。従って、前記第２ギャップ２０３を通じて透過した光が、すぐ前記第１ギャップ２０１を通じて下部の第１フォトダイオード１１４に入射しないようにしなければならない。
前記第１配線２００と第１下部遮光膜パターン２０２は、同じ物質で形成されている。又、前記第２配線２０４と第２下部遮光膜パターン２０６は、同じ物質で形成されている。前記第１配線２００、第２配線２０４、第１下部遮光膜パターン２０２、及び第２下部遮光膜パターン２０６は、銅で形成されることが好ましい。
前記第１配線２００及び第２配線２０４を銅で形成する場合、タングステンやアルミニウムに対して、前記銅の抵抗が低いため、前記各配線に含まれるライン型の補助配線をより薄く形成することができる。又、前記配線の線幅が互いに異なっても、抵抗の差異が大きく発生しないので、前記遮光領域と受光領域での配線の形状が異なっても、比較的正確な基準信号を得ることができる。
前記第２層間絶縁膜１２６上に第１上部層間絶縁膜１４０が具備されている。
前記遮光領域に位置する前記第１上部層間絶縁膜１４０上には、上部遮光膜パターン１４８が具備されている。前記上部遮光膜１４８は、銅で形成される。前記上部遮光膜パターン１４８の間には、ダミーパターン１４１ａが具備されている。即ち、前記遮光領域に位置する前記第１上部層間絶縁膜１４０上には、ダミーパターン１４１ａと上部遮光膜パターン１４８で完全に覆われている。
又、前記受光領域に位置する第１上部層間絶縁膜１４０には、銅で形成される上部配線１５０が具備されている。前記上部配線１５０は、前記第２フォトダイオード１１５と互いに重畳されないように位置する。
前記ダミーパターン１４１ａに透過する光を一部遮断するために、前記上部遮光膜パターン１４８及び第２下部遮光膜パターン２０６を連結させるビアパターン２１０が具備されている。前記ビアパターン２１０は、前記ダミーパターン１４１ａの下に具備され、前記ダミーパターン１４１ａの少なくとも一つの側面と隣接した部位に形成されている。従って、前記ビアパターン２１０は、前記ダミーパターン１４１ａを通じて透過した光が前記ビアパターン２１０が形成されている方向に更に進行することを遮断させる役割を果たす。
従って、前記遮光領域を透過する光は、ビアパターン２１０、上部遮光膜パターン１４８、及び第２下部遮光膜パターン２０６によって１次的に光が遮光され、前記第２ギャップ２０３を透過する光は、前記第１配線２００及び第１下部遮光膜パターン２０２によって２次的に光が遮光される。そのため、前記遮光領域内の第１フォトダイオード１１４を光が殆ど透過しないので、正確な基準信号を得ることができる。
図１５乃至図２０は、図１４に図示されたイメージセンサーを製造するための方法を説明するための断面図及び平面図である。
図１５は、フォトダイオード及び第１配線用トレンチの形成を説明するための断面図である。
図１５を参照すると、まず、図４を参照として説明したものと同じ工程を行って、受光領域と遮光領域とに区分されている基板上に、１個のフォトダイオードと４個のＭＯＳトランジスタで構成される単位ピクセルを形成する。ここで、前記第１フォトダイオード１１４は遮光領域内に形成され、前記第２フォトダイオード１１５は受光領域内に形成される。
その後、前記第１及び第２フォトダイオード１１４、１１５及びトランジスタが形成されている基板上に、前記トランジスタを埋め立てる第１層間絶縁膜１１６を形成する。具体的に、前記第１層間絶縁膜１１６は、光透過性が高い物質であるシリコン酸化物系絶縁物質を蒸着させて形成することができる。
前記第１層間絶縁膜１１６で第１補助配線領域及び第１下部遮光膜パターン形成領域を選択的にエッチングするための第１フォトレジストパターン（図示せず）を形成する。前記第１フォトレジストパターンをエッチングマスクとして使用して、前記第１層間絶縁膜１１６を部分的にエッチングすることによって、第１補助配線に提供するための第１トレンチ１９２、及び第１遮光膜パターンに提供するための第２トレンチ１９４をそれぞれ形成する。この際、前記第２トレンチ１９４は、遮光領域にのみ形成される。そして、前記第２トレンチ１９４は、前記第１フォトダイオード１１４と少なくとも一部分が互いに重畳されるように位置する。前記第２トレンチ１９４と第１トレンチ１９２との間の水平方向の第１ギャップが最も小さくなるように写真、エッチング工程を行う。
この際、前記受光領域の各単位ピクセル上に形成される第１トレンチ１９２と、前記遮光領域上に形成される第１トレンチ１９２との、内部サイズ及び形状が、互いに異なるように形成する。具体的に、前記遮光領域上に形成される第１トレンチ１９２は、前記第１フォトダイオード１１４の中心方向に拡張された形状を有することができる。
その後、前記第１層間絶縁膜１１６上にコンタクト形成領域を選択的にエッチングするための第２フォトレジストパターン（図示せず）を形成する。この際、前記受光領域に位置した第２フォトレジストパターンのオープン部位は、前記第２フォトダイオード１１５の上部面と互いに重畳されないように位置する。
前記第２フォトレジストパターンをエッチングマスクとして使用して、前記基板が露出されるように、前記第１層間絶縁膜１１６をエッチングすることによって、第１コンタクトホール１９０を形成する。前記第２フォトレジストパターンをアッシング又はストリップ工程を通じて除去する。
前記説明では第１及び第２トレンチ１９２、１９４を形成した後、第１コンタクトホール１９０を形成する工程について説明したが、第１コンタクトホール１９０をまず形成した後、第１及び第２トレンチ１９２、１９４を形成しても良い。
図１６及び図１７は、第１配線及び第１下部遮光膜パターンの形成を説明するための断面図及び平面図である。
図１６及び図１７を参照すると、前記第１コンタクトホール１９０、第１及び第２トレンチ１９２、１９４の内部、及び前記第１層間絶縁膜１１６の各表面に銅の拡散を防止するための拡散防止膜（図示せず）を形成する。前記拡散防止膜上に前記第１コンタクトホール１９０、第１及び第２トレンチ１９２、１９４の内部を満たす銅膜（図示せず）を形成する。前記銅膜は、電気鍍金、無電解鍍金等の工程によって形成することができる。
その後、前記第１コンタクトホール１９０、第１及び第２トレンチ１９２、１９４の内部にのみ前記銅膜が残留するように前記銅膜を研磨して、第１コンタクト２００ａ、第１補助配線２００ｂ、及び第１下部遮光膜パターン２０２を形成する。
前記工程によると、図示されたように、前記遮光領域に形成されている第１補助配線２００ｂの線幅は、前記受光領域が形成されている第１補助配線２００ｂの線幅とは差異がある。
図１８は、第２配線及び第２下部遮光膜パターンの形成を説明するための断面図である。
図１８を参照すると、前記第１補助配線２００ｂ、第１下部遮光膜パターン２０２、及び第１層間絶縁膜１１６上に光透過性が高いシリコン酸化物系物質を蒸着させて第２層間絶縁膜１２６を形成する。
その後、前記第２層間絶縁膜１２６で第２補助配線領域及び第２下部遮光膜パターン形成領域を選択的にエッチングするための第３フォトレジストパターン（図示せず）を形成する。前記第３フォトレジストパターンをエッチングマスクとして使用して、前記第２層間絶縁膜１２６を部分的にエッチングすることによって、第２補助配線に提供されるための第３トレンチ（図示せず）、及び第２下部遮光膜パターンに提供されるための第４トレンチ（図示せず）をそれぞれ形成する。この際、前記第４トレンチは、遮光領域にのみ形成される。そして、前記第４トレンチは、前記第１フォトダイオードと少なくとも一部分が互いに重畳されるように位置する。
この際、前記第３トレンチと第４トレンチとの間の水平方向の第２ギャップ２０３が最も小さくなるように、写真、エッチング工程を行う。又、前記第１ギャップ２０１及び第２ギャップ２０３が同じ垂直線上に位置しないように配置することが好ましい。このために、前記受光領域の各単位ピクセル上に形成される第３トレンチと前記遮光領域上に形成される第３トレンチの内部サイズ及び形状を互いに異なるように形成することもできる。
その後、前記第２層間絶縁膜１２６上にコンタクト形成領域を選択的にエッチングするための第４フォトレジストパターン（図示せず）を形成する。前記第４フォトレジストパターンをエッチングマスクとして使用して、前記基板が露出されるように前記第２層間絶縁膜１２６をエッチングすることによって、第２コンタクトホール（図示せず）を形成する。
前記第２コンタクトホール、第３及び第４トレンチの内部、及び前記第２層間絶縁膜１２６の各表面に銅の拡散を防止するための拡散防止膜（図示せず）を形成する。前記拡散防止膜の上に前記第２コンタクトホール、第３及び第４トレンチの内部を満たす銅膜（図示せず）を形成する。
その後、前記第２コンタクトホール、第３及び第４トレンチの内部にのみ前記銅膜を化学機械的研磨工程によって研磨することによって、第２コンタクト２０４ａ、第２補助配線２０４ｂ、及び第２下部遮光膜パターン２０６を形成する。
図１９及び図２０は、上部層間絶縁膜及びトレンチの形成を説明するための断面図である。
図１９及び図２０を参照すると、前記第２補助配線２０４ｂ、第２下部遮光膜パターン２０６、及び第２層間絶縁膜１２６上に予備上部層間絶縁膜（図示せず）を形成する。前記予備上部層間絶縁膜は、光透過性が高いシリコン酸化物で形成する。
前記予備上部層間絶縁膜を部分的にエッチングすることによって、上部遮光膜パターン用トレンチ１４４及び上部配線用トレンチ１４６をそれぞれ形成する。前記上部遮光膜パターン用トレンチ１４４及び上部配線用トレンチ１４６は、底面に前記第２層間絶縁膜１２６の上部面が露出しないように形成される。
前記工程を行うと、前記遮光領域で前記上部遮光膜パターン用トレンチ１４４の間にはダミーパターン１４１ａが形成され、前記受光領域で前記上部配線用トレンチ１４６の間には、第２上部層間絶縁膜１４１ｂが形成される。前記遮光領域に形成されているダミーパターン１４１ａは、前記第２下部遮光膜パターンの少なくとも一部分と互いに重畳されるようにする。
その後、前記ダミーパターン１４１ａ及び第２上部層間絶縁膜１４１ｂ上にビアパターンを形成するための第５フォトレジストパターン２０７を形成する。前記第５フォトレジストパターン２０７は、前記ダミーパターン１４１ａの少なくとも一側面と隣接した領域を露出させるように形成する。前記第５フォトレジストパターン２０７の露出部位は、ライン形状、ベンディング形状、Ｕ字形状等を有する。図１７では、前記第５フォトレジストパターン２０７の露出部位がライン形状を有することを示し、この場合、パイプ形状を有するフォトレジストパターンを形成することと比較して、写真工程が容易になる長所がある。
前記第５フォトレジストパターン２０７をエッチングマスクとして利用して、第１上部層間絶縁膜１４０をエッチングすることによって、底面に第２下部遮光膜パターン２０６が露出されるビアホール２０８を形成する。
図１４に図示されたようなイメージセンサーの形成を説明する。
図１４を参照すると、前記上部遮光膜パターン用トレンチ１４４、上部配線用トレンチ１４６、及びビアホール２０８の内部を埋め立てるように銅膜（図示せず）を形成する。その後、前記上部遮光膜パターン用トレンチ１４４、ビアホール２０８、及び上部配線用トレンチ１４６の内部にのみ前記銅膜が残留するように、化学機械的研磨工程を行って、上部遮光膜パターン１４８、上部配線１５０、及びビアパターン２１０をそれぞれ形成する。前記ビアパターン２１０は、前記第５フォトレジストパターン２０７の形状によって、ライン形状、ベンディング形状、Ｕ字形状等を有する。
実施例３
図２１は、本発明の第３実施例によるイメージセンサーを示す断面図である。
図２１を参照すると、第３実施例によるイメージセンサーは、ビアパターンが形成されないことを除いては、前記第１実施例のイメージセンサーと同じ構造を有する。
又、図２１に図示されたイメージセンサーを形成する方法は、前記第１実施例のイメージセンサーを形成する方法と殆ど類似である。具体的に、前記図１０を参照して説明した工程を省略し、前記図４乃至図９、及び図３を参照して説明した工程と同じ工程を行うことによって、前記第３実施例によるイメージセンサーを得ることができる。
実施例４
図２２は、本発明の第４実施例によるイメージセンサーを示す断面図である。
以下で説明する第４実施例によるイメージセンサーは、上部層間絶縁膜と異なる物質でダミーパターンが形成されることを除いては、前記第３実施例のイメージセンサーと同じである。従って、同じ部分についての説明は省略する。
図２２を参照すると、多層配線及び下部遮光膜パターンが内部に具備されている層間絶縁膜構造物１５２上に、上部層間絶縁膜３００が具備される。前記上部層間絶縁膜３００は、光透過性が高いシリコン酸化物で形成される。
前記遮光領域に位置する上部層間絶縁膜３００上には、銅からなる上部遮光膜パターン３０８が具備される。又、前記受光領域に位置する上部層間絶縁膜３００上には、銅からなる上部配線３１０が具備される。
前記上部遮光膜パターン３０８の間には、ダミーパターン３０２ａが形成されている。前記ダミーパターン３０２ａは、上部層間絶縁膜に対して光透過率が低い物質で形成される。具体的に、前記ダミーパターン３０２ａは、シリコン窒化物で形成することができる。前記ダミーパターン３０２ａは、前記上部層間絶縁膜に対して、光透過率が低い物質で形成されているので、前記ダミーパターン３０２ａを通じて遮光領域内に透過する光を最小化することができる。
又、前記受光領域に位置する上部層間絶縁膜３００上には、前記ダミーパターン３０２ａと同じ物質を形成してはいけない。これは、前記ダミーパターン３０２ａを構成する物質が下部に形成されている層間絶縁膜に対して光透過率が低いため、前記受光領域に残留する場合、受光領域を透過する光を遮断させるためである。
図２３乃至図２５は、図２２に図示されたイメージセンサーを製造するための方法を説明するための断面図である。
以下で説明する方法は、上部遮光膜パターン、ダミーパターン、及び上部配線形成方法を除いては、前記第３実施例の方法と同じである。
図２３を参照すると、図４乃至図８を参照して説明したのと同じ工程を行って、多層配線及び下部遮光膜パターンが内部に具備されている層間絶縁膜構造物１５２を形成する。
その後、前記層間絶縁膜構造物１５２上に、上部層間絶縁膜３００を形成する。前記上部層間絶縁膜３００は、光透過性が高いシリコン酸化物からなる。上部層間絶縁膜３００上に前記上部層間絶縁膜３００に対して、光透過性が低い物質としてダミー膜３０２を形成する。前記ダミー膜３０２は、上部遮光膜をパターニングして、ダミーパターンを形成するために提供される膜である。具体的に、前記ダミー膜３０２はシリコン窒化物で形成することができる。
図２４を参照すると、前記シリコン窒化物からなるダミー膜３０２を部分的にエッチングして、遮光領域には上部遮光膜パターン用トレンチ３０４を形成して、受光領域には上部配線形成用トレンチ３０６をそれぞれ形成する。前記エッチング工程によって、前記上部遮光膜パターン用トレンチ３０４の間には、上部遮光膜パターンに提供される銅のディッシング現象を防止するためのダミーパターン３０２ａが形成される。
図２５を参照すると、前記上部遮光膜パターン用トレンチ３０４、上部配線用トレンチ３０６、及び上部層間絶縁膜３００上に銅膜（図示せず）を形成する。その後、前記上部遮光膜パターン用トレンチ３０４及び上部配線用トレンチ３０６内にのみ前記銅膜が残留するように、化学機械的研磨工程を行って、上部遮光膜パターン３０８及び上部配線３１０をそれぞれ形成する。
その後、図２２に示すように、前記受光領域に残留しているダミー膜を選択的に除去して、遮光領域にのみダミーパターンが残留するようにする。
本発明によると、イメージセンサーは遮光領域での遮光効果が向上され、これによって、ダークレベルの基準信号を正確に出力することができる。これによって、前記イメージセンサーの特性を向上することができる。
以上、本発明の実施例によって詳細に説明したが、本発明はこれに限定されず、本発明が属する技術分野において通常の知識を有するものであれば本発明の思想と精神を離れることなく、本発明を修正または変更できる。
ディッシングが発生した銅遮光膜を示す断面図である。 本発明の第１実施例によるイメージセンサーを示す平面図である。 本発明の第１実施例によるイメージセンサーを示す断面図である。 図２及び図３に図示されたイメージセンサーを製造するための第１方法を説明するための断面図である。 図２及び図３に図示されたイメージセンサーを製造するための第１方法を説明するための断面図である。 図２及び図３に図示されたイメージセンサーを製造するための第１方法を説明するための断面図である。 図２及び図３に図示されたイメージセンサーを製造するための第１方法を説明するための平面図である。 図２及び図３に図示されたイメージセンサーを製造するための第１方法を説明するための断面図である。 図２及び図３に図示されたイメージセンサーを製造するための第１方法を説明するための断面図である。 図２及び図３に図示されたイメージセンサーを製造するための第１方法を説明するための断面図である。 図２及び図３に図示されたイメージセンサーを製造するための第２方法を説明するための断面図である。 図２及び図３に図示されたイメージセンサーを製造するための第２方法を説明するための断面図である。 図２及び図３に図示されたイメージセンサーを製造するための第２方法を説明するための断面図である。 本発明の第２実施例によるイメージセンサーを示す断面図である。 図１４に図示されたイメージセンサーを製造するための方法を説明するための断面図である。 図１４に図示されたイメージセンサーを製造するための方法を説明するための断面図である。 図１４に図示されたイメージセンサーを製造するための方法を説明するための平面図である。 図１４に図示されたイメージセンサーを製造するための方法を説明するための断面図である。 図１４に図示されたイメージセンサーを製造するための方法を説明するための断面図である。 図１４に図示されたイメージセンサーを製造するための方法を説明するための平面図である。 本発明の第３実施例によるイメージセンサーを示す断面図である。 本発明の第４実施例によるイメージセンサーを示す平面図である。 図２２に図示されたイメージセンサーを製造するための方法を説明するための断面図である。 図２２に図示されたイメージセンサーを製造するための方法を説明するための断面図である。 図２２に図示されたイメージセンサーを製造するための方法を説明するための断面図である。
符号の説明
１００ 基板
１１４ 第１フォトダイオード
１１５ 第２フォトダイオード
１１６ 第１層間絶縁膜
１２２ 第１配線
１２２ａ 第１コンタクト
１２２ｂ 第１補助配線
１２４ 第１下部遮光膜パターン
１２６ 第２層間絶縁膜
１３０ 第２配線
１３２ 第２下部遮光膜パターン
１４０ 第１上部層間絶縁膜
１４１ａ ダミーパターン
１４８ 上部遮光膜パターン
１５２ 層間絶縁膜構造物
１５５ 単位ピクセル
１５８ 遮光用ビアパターン

Claims (34)

  1. 基板表面の下に具備されるフォトダイオードと、
    前記基板上に形成される層間絶縁膜と、
    前記層間絶縁膜の内部に具備される金属層パターンと、
    前記層間絶縁膜上に前記金属層パターンと少なくとも一部分が重畳されるように位置するダミーパターンと、
    前記ダミーパターンを囲むように具備され、前記フォトダイオードの少なくとも一部分が重畳されるように位置する上部遮光膜パターンを含み、
    前記ダミーパターンは、ダマシン工程及び化学機械的研磨される前記上部遮光膜パターンの研磨面の中心部位が凹形状になるディッシング不良を低減して前記上部遮光膜パターンの厚さを均一にし、
    前記ダミーパターンを通じて透過する光の少なくとも一部分が遮断されるように、前記ダミーパターンの下方に形成される下部遮光膜パターンと、前記上部遮光膜パターンと前記下部遮光膜パターンを連結させる遮光用ビアパターンとを具備し、
    遮光領域に形成された前記フォトダイオードは、基準信号用のフォトダイオードであり、
    前記ダミーパターンと層間絶縁膜とは同じ物質であり、
    前記基準信号用のフォトダイオードが前記上部遮光膜パターン、下部遮光膜パターン及び遮光用ビアパターンにより遮光される
    ことを特徴とするイメージセンサー。
  2. 前記金属層パターンは、配線及び前記配線と電気的に連結されない前記下部遮光膜パターンを含む
    ことを特徴とする請求項１に記載のイメージセンサー。
  3. 前記遮光用ビアパターンは、前記上部遮光膜パターンと下部遮光膜パターンを連結させるパイプ形状を有し、前記遮光用ビアパターンのパイプ内部には、前記ダミーパターンが位置する
    ことを特徴とする請求項１に記載のイメージセンサー。
  4. 前記遮光用ビアパターンは、前記ダミーパターンの下部面と隣接するように位置し、ライン形状、ベンディング形状、Ｕ字形状のいずれかを有する
    ことを特徴とする請求項１に記載のイメージセンサー。
  5. 前記金属層パターンは、多層で形成される
    ことを特徴とする請求項１に記載のイメージセンサー。
  6. 多層の前記金属層パターンにおいて、上部に位置した前記金属層パターンの間の離隔された部位、及び、下部に位置した前記金属層パターンの間の離隔された部位が互いに重畳されないように配置される
    ことを特徴とする請求項５に記載のイメージセンサー。
  7. 前記上部遮光膜パターンは、ダマシン工程によって形成される
    ことを特徴とする請求項１に記載のイメージセンサー。
  8. 受光領域と遮光領域とに区分された基板表面の下に具備されるフォトダイオードと、前記基板上に形成される層間絶縁膜と、
    前記層間絶縁膜の内部に、前記フォトダイオードと重畳されないように具備される配線と、
    前記層間絶縁膜の内部に、前記基板の遮光領域に位置した前記フォトダイオードと重畳されるように具備され、前記配線とは電気的に絶縁される下部遮光膜パターンと、
    前記層間絶縁膜上に、前記下部遮光膜パターンと重畳されるように位置するダミーパターンと、
    前記ダミーパターンを囲むように具備され、少なくとも前記フォトダイオードの一部分が重畳されるように位置する上部遮光膜パターンと、を含み、
    前記ダミーパターンは、ダマシン工程及び化学機械的研磨される前記上部遮光膜パターンの研磨面の中心部位が凹形状になるディッシング不良を低減して前記上部遮光膜パターンの厚さを均一にし、
    前記ダミーパターンを通じて透過する光の少なくとも一部分が遮断されるように、前記ダミーパターンの下方に形成される下部遮光膜パターンと、前記上部遮光膜パターンと前記下部遮光膜パターンを連結させる遮光用ビアパターンとを具備し、
    遮光領域に形成された前記フォトダイオードは、基準信号用のフォトダイオードであり、
    前記ダミーパターンと前記層間絶縁膜とは同じ物質であり、
    前記基準信号用のフォトダイオードが前記上部遮光膜パターン、下部遮光膜パターン及び遮光用ビアパターンにより遮光される
    ことを特徴とするイメージセンサー。
  9. 前記上部遮光膜パターンは、ダマシン工程によって形成される
    ことを特徴とする請求項８に記載のイメージセンサー。
  10. 前記上部遮光膜パターンは、銅からなる
    ことを特徴とする請求項８に記載のイメージセンサー。
  11. 前記ダミーパターンは、シリコン酸化物又はシリコン窒化物からなる
    ことを特徴とする請求項８に記載のイメージセンサー。
  12. 前記ダミーパターンは、規則的に配列される
    ことを特徴とする請求項８に記載のイメージセンサー。
  13. 前記遮光用ビアパターンは、前記上部遮光膜パターンと下部遮光膜パターンを連結させるパイプ形状を有し、前記遮光用ビアパターンのパイプ内部には、前記ダミーパターンが位置する
    ことを特徴とする請求項８に記載のイメージセンサー。
  14. 前記遮光用ビアパターンは、前記ダミーパターンの下部面と隣接するように位置し、ライン形状、ベンディング形状、Ｕ字形状のいずれかを有する
    ことを特徴とする請求項８に記載のイメージセンサー。
  15. 前記下部遮光膜パターン及び前記配線は、同じ物質からなる
    ことを特徴とする請求項８に記載のイメージセンサー。
  16. 前記下部遮光膜パターン及び前記配線は、多層で構成される
    ことを特徴とする請求項８に記載のイメージセンサー。
  17. 基板表面の下にフォトダイオードを形成する段階と、
    前記フォトダイオードが形成された基板上に第１層間絶縁膜を形成する段階と、
    前記第１層間絶縁膜内に金属層パターンを形成する段階と、
    前記第１層間絶縁膜上に前記金属層パターンと少なくとも一部分が重畳されるダミーパターンを形成する段階と、
    前記ダミーパターンを囲み、前記フォトダイオードの少なくとも一部分を遮光する上部遮光膜パターンを形成する段階と、を行い、
    前記ダミーパターンは、ダマシン工程及び化学機械的研磨される前記上部遮光膜パターンの研磨面の中心部位が凹形状になるディッシング不良を低減して前記上部遮光膜パターンの厚さを均一にし、
    前記ダミーパターンを通じて透過する光の少なくとも一部分が遮断されるように、前記ダミーパターンの下方に形成される下部遮光膜パターンと、前記上部遮光膜パターンと前記下部遮光膜パターンを連結させる遮光用ビアパターンとを具備し、
    遮光領域に形成された前記フォトダイオードは、基準信号用のフォトダイオードであり、
    ダミーパターンと第１層間絶縁膜とを同じ物質で形成され、
    前記基準信号用のフォトダイオードが前記上部遮光膜パターン、下部遮光膜パターン及び遮光用ビアパターンにより遮光される
    ことを特徴とするイメージセンサーの製造方法。
  18. 前記金属層パターンは、配線及び前記配線と電気的に連結されない前記下部遮光膜パターンを含む
    ことを特徴とする請求項１７に記載のイメージセンサーの製造方法。
  19. 前記配線及び下部遮光膜パターンは、
    前記第１層間絶縁膜で前記配線形成部位及び前記下部遮光膜パターン形成部位にそれぞれ第１及び第２トレンチを形成する段階と、
    前記第１及び第２トレンチ内に金属物質を蒸着する段階と、
    前記第１及び第２トレンチ内部にのみ金属物質が残留するように、前記金属物質を研磨する段階と、を行って形成する
    ことを特徴とする請求項１８に記載のイメージセンサーの製造方法。
  20. 前記上部遮光膜パターンを形成する時に、前記ダミーパターンを通じて透過する光の少なくとも一部が遮断されるように、前記上部遮光膜パターンと前記下部遮光膜パターンを連結させる前記遮光用ビアパターンを同時に形成する
    ことを特徴とする請求項１９に記載のイメージセンサーの製造方法。
  21. 前記上部遮光膜パターンを形成する前に、前記ダミーパターンを通じて透過する光の少なくとも一部分が遮断されるように、前記上部遮光膜パターンと前記下部遮光膜パターンを連結させる前記遮光用ビアパターンを形成する
    ことを特徴とする請求項１９に記載のイメージセンサーの製造方法。
  22. 前記ダミーパターンは、
    前記第１層間絶縁膜上に予備上部絶縁膜を形成する段階と、
    前記予備上部絶縁膜で前記上部遮光膜パターン形成部位を部分的にエッチングすることによって、第３トレンチ及びダミーパターンを形成する段階と、を行って形成される
    ことを特徴とする請求項１７に記載のイメージセンサーの製造方法。
  23. 前記上部遮光膜パターンは、
    前記第３トレンチ内に遮光物質を蒸着する段階と、
    前記第３トレンチの内部にのみ遮光物質が残留するように前記遮光物質を研磨して、前記ダミーパターンを囲む上部遮光膜パターンを形成する段階と、を行って形成される
    ことを特徴とする請求項２２に記載のイメージセンサーの製造方法。
  24. 前記遮光物質は、銅を含む
    ことを特徴とする請求項２３に記載のイメージセンサーの製造方法。
  25. 受光領域と遮光領域とに区分された基板表面の下にフォトダイオードをそれぞれ形成する段階と、
    前記基板上に第１層間絶縁膜を形成する段階と、
    前記第１層間絶縁膜の内部に、前記フォトダイオードと重畳されない配線、及び前記遮光領域に位置した前記フォトダイオードと重畳され前記配線と電気的に絶縁される下部遮光膜パターンをそれぞれ形成する段階と、
    前記基板の遮光領域に位置した第１層間絶縁膜上にダミーパターンを形成する段階と、
    前記ダミーパターンを囲み、前記フォトダイオードの少なくとも一部分を遮光する上部遮光膜パターンを形成する段階と、を行い、
    前記ダミーパターンは、ダマシン工程及び化学機械的研磨される前記上部遮光膜パターンの研磨面の中心部位が凹形状になるディッシング不良を低減して前記上部遮光膜パターンの厚さを均一にし、
    前記ダミーパターンを通じて透過する光の少なくとも一部分が遮断されるように、前記ダミーパターンの下方に形成される下部遮光膜パターンと、前記上部遮光膜パターンと前記下部遮光膜パターンを連結させる遮光用ビアパターンとを具備し、
    遮光領域に形成された前記フォトダイオードは、基準信号用のフォトダイオードであり、
    ダミーパターンと層間絶縁膜とを同じ物質で形成され、
    前記基準信号用のフォトダイオードが前記上部遮光膜パターン、下部遮光膜パターン及び遮光用ビアパターンにより遮光される
    ことを特徴とするイメージセンサーの製造方法。
  26. 前記配線及び下部遮光膜パターンは、
    前記第１層間絶縁膜で前記配線形成部位及び前記下部遮光膜パターンの形成部位にそれぞれ第１及び第２トレンチを形成する段階と、
    前記第１及び第２トレンチ内に金属物質を蒸着する段階と、
    前記第１及び第２トレンチの内部にのみ金属物質が残留するように、前記金属物質を研磨する段階と、を行って形成される
    ことを特徴とする請求項２５に記載のイメージセンサーの製造方法。
  27. 前記ダミーパターンは、前記下部遮光膜パターンと少なくとも一部分が重畳されるように形成される
    ことを特徴とする請求項２６に記載のイメージセンサーの製造方法。
  28. 前記上部遮光膜パターンを形成する時に、前記ダミーパターンを通じて透過する光の少なくとも一部が遮断されるように、前記上部遮光膜パターンと下部遮光膜パターンを連結させる遮光用ビアパターンを同時に形成する
    ことを特徴とする請求項２７に記載のイメージセンサーの製造方法。
  29. 前記上部遮光膜パターンを形成する前に、前記ダミーパターンを通じて透過する光の少なくとも一部が遮断されるように、前記上部遮光膜パターンと下部遮光膜パターンを連結させる遮光用ビアパターンを形成する
    ことを特徴とする請求項２７に記載のイメージセンサーの製造方法。
  30. 前記ダミーパターンは、
    前記第１層間絶縁膜上に予備上部絶縁膜を形成する段階と、
    前記予備上部絶縁膜で前記上部遮光膜パターンの形成部位を部分的にエッチングして、第３トレンチ及びダミーパターンを形成する段階と、を行って形成される
    ことを特徴とする請求項２５に記載のイメージセンサーの製造方法。
  31. 前記上部遮光膜パターンは、
    前記第３トレンチ内に遮光物質を蒸着する段階と、
    前記第３トレンチの内部にのみ遮光物質が残留するように前記遮光物質を研磨して、前記ダミーパターンを囲む上部遮光膜パターンを形成する段階と、を行って形成される
    ことを特徴とする請求項３０に記載のイメージセンサーの製造方法。
  32. 前記遮光物質は、銅を含む
    ことを特徴とする請求項３１に記載のイメージセンサーの製造方法。
  33. 前記ダミーパターンが規則的に配列されるように形成する
    ことを特徴とする請求項２５に記載のイメージセンサーの製造方法。
  34. 前記配線を形成した後に、前記第１層間絶縁膜上に継続的に層間絶縁膜を形成する段階、及び配線を形成する段階を反復的に行って、多層配線で形成する
    ことを特徴とする請求項２５に記載のイメージセンサーの製造方法。
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