KR100226776B1 - 고체 촬상 소자의 제조 방법 - Google Patents
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Abstract
본 발명은 고체 촬상 소자에 관한 것으로, 특히 패드 오픈 공정에서 다중의 버퍼층을 이용하여 패드 상부층들을 효율적으로 제거할 수 있도록한 고체 촬상 소자의 제조 방법에 관한 것이다.
이와 같은 본 발명의 고체 촬상 소자의 제조 방법은 픽셀 영역과 주변회로 영역 그리고 그 영역들에 전기적인 신호를 인가하기 위한 패드 영역을 포함하는 흑백 고체 촬상 소자의 전면에 패시베이션층을 형성하고 패드 영역의 패시베이션층을 제거하여 1차로 패드를 오픈하는 공정과, 상기의 패드 영역을 포함하는 패시베이션층의 전면에 제 1 평탄층을 형성하고 상기의 제 1 평탄층상에 컬러 필터층을 형성하는 공정과, 상기의 컬러 필터층을 포함하는 제 1 평탄층상에 제 2 평탄층을 형성하고 상기의 제 2 평탄층상에 마이크로 렌즈를 형성하는 공정과, 상기의 마이크로 렌즈를 포함하는 전면에 제 1 포토레지스트층 및 SOG층을 차례로 형성하고 상기의 SOG층상에 제 2 포토레지스트층을 형성하는 공정과, 상기 제 2 포토레지스트층을 패드 영역만 노출되도록 패터닝하여 그를 마스크로 SOG층 및 제 2 포토레지스트층을 선택적으로 식각하고 노출된 제 1,2 평탄층을 식각하여 2차로 패드를 오픈하는 공정을 포함하여 이루어진다.
Description
본 발명은 고체 촬상 소자에 관한 것으로, 특히 패드 오픈 공정에서 다중의 버퍼층을 이용하여 패드 상부층들을 효율적으로 제거할 수 있도록한 고체 촬상 소자의 제조 방법에 관한 것이다.
이하, 첨부된 도면을 참고하여 종래 기술의 고체 촬상 소자의 패드 오픈 공정에 관하여 설명하면 다음과 같다.
도 1a와 도 1b는 종래 기술의 고체 촬상 소자의 패드 오픈 공정 단면도이다.
종래 기술의 패드 오픈 공정은 먼저, 도 1a에서와 같이, 흑백 고체 촬상 소자의 상측에 흑백 고체 촬상 소자의 표면을 보호하기 위한 픽셀부와 주변회로부를 포함하는 전면에 패시베이션층(11)을 형성하고 상기 패시베이션층(11)상에 제 1 포토레지스트층(12)을 도포하고 선택적으로 패터닝하여 패드 영역의 패시베이션층(11)이 노출되도록 한다. 상기 주변회로부의 패드 영역의 노출된 패시베이션층(11)을 선택적으로 식각하여 패드 금속층을 1차 오픈한다.
이때, 상기의 흑백 고체 촬상 소자는 N-SUB(1)에 형성되는 P-Well(2)과, 상기 P-Well(2)영역내에 형성되는 PDN영역(3a)과 PDP영역(3b)로 이루어진 포토다이오드 영역들과, 상기 포토다이오드 영역들 사이에 배열되어 수직 방향으로 영상 전하를 전송하는 VCCD(4)와, 상기 VCCD(4)를 통하여 수직 전송된 영상 전하를 수평 방향으로 전송하는 HCCD(도면에 도시하지 않음)와, 상기 HCCD의 최종단에 구성되어 수평 전송된 영상 전하를 센싱하여 주변회로로 출력하는 플로우팅 디퓨전 영역(도면에 도시되지 않음)과, 상기의 VCCD(4),HCCD영역상에 형성되는 게이트 산화막(5)층과, 상기의 게이트 산화막(5)층상에 제 1 층간 절연층(7)에 의해 서로 절연되어 형성되는 제 1,2 폴리 게이트(6)(8)와, 상기의 제 1,2 폴리 게이트(6)(8) 및 포토 다이오드 영역들을 포함하는 전면에 형성되는 제 2 층간 절연층(9)과, 상기의 포토다이오드 영역들을 제외한 제 2 층간 절연층(9)상에 형성되는 금속 차광층(10)을 포함하여 구성된다.
그리고 1차 패드 오픈 공정이 끝난 후에 도 1b에서와 같이, 1차 패드 오픈 공정에서 마스크로 사용된 제 1 포토레지스트층(12)을 제거하고 픽셀부와 주변회로 영역을 모두 포함하는 전면에 제 1 평탄층(13)을 형성하고 상기의 포토다이오드 영역들에 대응하도록 제 1 평탄층(13)상에 컬러 필터층(14)을 형성한다.
이때, 컬러 필터층(14)은 마젠타, 시안, 옐로우의 염색층이 임의의 포토다이오드 영역들 3개에 각각 대응되도록 형성한다.
그리고 제 1 평탄층(13)을 형성하는 공정에서 제 1 평탄층(13)이 패드 부분을 덮게되고 컬러 필터층(14)은 네가티브 P/R의 특성을 갖고 있으므로 패드 부분에는 남지 않는다.
이어, 상기의 컬러 필터층(14)을 포함하는 전면에 컬러 필터층(14)에 의한 단차를 개선하기 위하여 제 2 평탄층(15)을 형성한다. 이때, 제 2 평탄층(15)은 패드 부분을 덮게된다.
그리고 상기의 제 2 평탄층(15)상에 각각의 포토다이오드 영역들에 대응되도록 마이크로 렌즈(16)를 형성한다.
이어, 상기의 마이크로 렌즈(16)를 포함하는 전면에 제 2 포토레지스트층(17)을 형성하고 패드 영역만 오픈되도록 패터닝한다.
그리고 패터닝되어진 제 2 포토레지스트층(17)을 마스크로하여 제 1,2 평탄층(13)(15)을 식각하여 2차 패드 오픈 공정을 한다.
패드 오픈 공정은 패키지 공정시에 주변회로 영역의 패드에 와이어 본딩을 할 수 있도록 오픈하는 공정이다.
이는 픽셀부에 여러 신호를 입력시키기 위한 것이다.
이와 같은 종래 기술의 고체 촬상 소자의 제조 공정에 있어서는 제 1 평탄층과 제 2 평탄층이 4∼5㎛의 두께를 갖게되는데, 마이크로 렌즈를 형성한후에 패드 부분의 평탄층을 제거하기 위해서는 6㎛이상의 포토레지스트층을 형성하고 이를 노광 및 현상해야 하므로 다음과 같은 문제점이 있다.
먼저, 다량의 포토레지스트가 소요되고 장시간의 노광 공정을 필요로하여 공정 효율이 저하되고, 패드 오픈 공정에서 제 1,2 평탄층을 제거하기 위한 Deep UV 장비를 필요로한다.
또한 패드 오픈 공정에서 마이크로 렌즈상의 포토레지스트가 마이크로 렌즈를 효과적으로 보호하지 못하는 경우가 발생한다.
본 발명은 상기와 같은 종래 기술의 고체 촬상 소자의 문제점을 해결하기 위하여 안출한 것으로, 패드 오픈 공정에서 다중의 버퍼층을 이용하여 패드 상부들을 효율적으로 제거할 수 있도록 한 고체 촬상 소자의 제조 방법을 제공하는데 그 목적이 있다.
도 1a와 도 1b는 종래 기술의 고체 촬상 소자의 패드 오픈 공정 단면도
도 2a와 도 2b는 본 발명에 따른 고체 촬상 소자의 패드 오픈 공정 단면도
*도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명*
20. N-SUB21. P-Well
22a.22b. 포토다이오드 영역23. VCCD
24. 게이트 산화막25. 제 1 폴리 게이트
26. 제 1 층간절연층27. 제 2 폴리 게이트
28. 제 2 층간 절연층29. 금속 차광층
30. 패시베이션층31. 제 1 포토레지스트층
32. 패드 금속층33. 제 1 평탄층
34. 컬러 필터층35. 제 2 평탄층
36. 마이크로 렌즈37. 제 2 포토레지스트층
38. SOG층39. 제 3 포토레지스트층
패드 오픈 공정의 효율성을 높인 본 발명의 고체 촬상 소자의 제조 방법은 픽셀 영역과 주변회로 영역 그리고 그 영역들에 전기적인 신호를 인가하기 위한 패드 영역을 포함하는 흑백 고체 촬상 소자의 전면에 패시베이션층을 형성하고 패드 영역의 패시베이션층을 제거하여 1차로 패드를 오픈하는 공정과, 상기의 패드 영역을 포함하는 패시베이션층의 전면에 제 1 평탄층을 형성하고 상기의 제 1 평탄층상에 컬러 필터층을 형성하는 공정과, 상기의 컬러 필터층을 포함하는 제 1 평탄층상에 제 2 평탄층을 형성하고 상기의 제 2 평탄층상에 마이크로 렌즈를 형성하는 공정과, 상기의 마이크로 렌즈를 포함하는 전면에 제 1 포토레지스트층 및 SOG층을 차례로 형성하고 상기의 SOG층상에 제 2 포토레지스트층을 형성하는 공정과, 상기 제 2 포토레지스트층을 패드 영역만 노출되도록 패터닝하여 그를 마스크로 SOG층 및 제 2 포토레지스트층을 선택적으로 식각하고 노출된 제 1,2 평탄층을 식각하여 2차로 패드를 오픈하는 공정을 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 한다.
도 2a와 도 2b는 본 발명에 따른 고체 촬상 소자의 패드 오픈 공정 단면도이다.
본 발명의 패드 오픈 공정은 먼저, 도 2a에서와 같이, 흑백 고체 촬상 소자의 상측에 흑백 고체 촬상 소자의 표면을 보호하기 위한 픽셀부와 주변회로부를 포함하는 전면에 패시베이션층(30)을 형성하고 상기 패시베이션층(30)상에 제 1 포토레지스트층(31)을 도포하고 선택적으로 패터닝하여 패드 영역의 패시베이션층(30)이 노출되도록 한다. 상기 주변회로부의 패드 영역의 노출된 패시베이션층(30)을 선택적으로 식각하여 패드 금속층을 1차 오픈한다.
이때, 상기의 흑백 고체 촬상 소자는 N-SUB(20)에 형성되는 P-Well(21)과, 상기 P-Well(21)영역내에 형성되는 PDN영역(22a)과 PDP영역(22b)로 이루어진 포토다이오드 영역들과, 상기 포토다이오드 영역들 사이에 배열되어 수직 방향으로 영상 전하를 전송하는 VCCD(23)와, 상기 VCCD(23)를 통하여 수직 전송된 영상 전하를 수평 방향으로 전송하는 HCCD(도면에 도시하지 않음)와, 상기 HCCD의 최종단에 구성되어 수평 전송된 영상 전하를 센싱하여 주변회로로 출력하는 플로우팅 디퓨전 영역(도면에 도시되지 않음)과, 상기의 VCCD(23),HCCD영역상에 형성되는 게이트 산화막(24)층과, 상기의 게이트 산화막(24)층상에 제 1 층간 절연층(26)에 의해 서로 절연되어 형성되는 제 1,2 폴리 게이트(25)(27)와, 상기의 제 1,2 폴리 게이트(25)(27) 및 포토 다이오드 영역들을 포함하는 전면에 형성되는 제 2 층간 절연층(28)과, 상기의 포토다이오드 영역들을 제외한 제 2 층간 절연층(28)상에 형성되는 금속 차광층(29)을 포함하여 구성된다.
그리고 1차 패드 오픈 공정이 끝난 후에는 도 2b에서와 같이, 1차 패드 오픈 공정에서 마스크로 사용된 제 1 포토레지스트층(31)을 제거하고 픽셀부와 주변회로 영역을 모두 포함하는 전면에 제 1 평탄층(33)을 형성하고 상기의 포토다이오드 영역들에 대응하도록 제 1 평탄층(33)상에 컬러 필터층(34)을 형성한다.
이때, 컬러 필터층(34)은 마젠타, 시안, 옐로우의 염색층이 임의의 포토다이오드 영역들 3개에 각각 대응되도록 형성한다.
그리고 제 1 평탄층(33)을 형성하는 공정에서 제 1 평탄층(33)이 패드 부분의 패드 금속층(32)을 덮게되고 컬러 필터층(34)은 네가티브 P/R의 특성을 갖고 있으므로 패드 부분에는 남지 않는다.
이어, 상기의 컬러 필터층(34)을 포함하는 전면에 컬러 필터층(34)에 의한 단차를 개선하기 위하여 제 2 평탄층(35)을 형성한다. 이때, 제 2 평탄층(35)은 패드 부분을 덮게된다.
그리고 상기의 제 2 평탄층(35)상에 각각의 포토다이오드 영역들에 대응되도록 마이크로 렌즈(36)를 형성한다.
이어, 상기의 마이크로 렌즈(36)를 포함하는 전면에 제 2 포토레지스트층(37)을 형성하고 상기의 제 2 포토레지스트층(37)상에 SOG층(38)을 0.5∼1.0㎛의 두께로 형성한다.
그리고 상기의 SOG층(38)상에 제 3 포토레지스트층(39)을 다시 형성하고 패드 영역만 오픈되도록 패터닝한다. 이때, 상기의 제 2 포토레지스트층(37)과 제 3 포토레지스트층(39)들의 각각의 두께는 6㎛이하로 형성한다. 이는 포토레지스트층의 패터닝 공정에서 기존의 스테퍼를 활용할 수 있도록하기 위함이다.
그리고 패터닝되어진 제 3 포토레지스트층(39)을 마스크로하여 O2에천트를 사용하여 식각 공정을 진행한다. 이때, SOG층(38)이 제거되고 제 3 포토레지스트층(39)이 제거되는 과정에서 최초의 마스크로 사용된 제 2 포토레지스트층(37)은 서로 식각 선택비가 동일한것에 의해 제거된다. 이어, 패터닝되어진 SOG층(38)과 제 2 포토레지스트층(37)을 마스크로하여 제 1,2 평탄층(33)(35)을 식각하여 2차 패드 오픈 공정을 한다.
상기의 SOG층(38)의 식각 공정은 초산 완충 산화막 에천트(H2O:CH3COOH:HF = 20:7:1 ;BHF)를 사용하여 제거한다.
이와 같은 본 발명의 고체 촬상 소자의 제조 공정은 2차 패드 오픈 공정시에 마스크로 사용되는 포토레지스트층을 다중으로 얇게하여 최상층의 포토레지스트만을 패터닝하여 그를 마스크로 패드 오픈 공정을 진행하므로 기존의 스테퍼를 사용할 수 있는 등의 공정의 효율성을 향상시키는 효과가 있다.
또한, 포토레지스트층들 사이에 SOG층이 형성되어 마스크로 사용되므로 마이크로 렌즈를 효율적으로 보호할 수 있다.
Claims (8)
- 픽셀 영역과 주변회로 영역 그리고 그 영역들에 전기적인 신호를 인가하기 위한 패드 영역을 포함하는 흑백 고체 촬상 소자의 전면에 패시베이션층을 형성하고 패드 영역의 패시베이션층을 제거하여 1차로 패드를 오픈하는 공정과,상기의 패드 영역을 포함하는 패시베이션층의 전면에 제 1 평탄층을 형성하고 상기의 제 1 평탄층상에 컬러 필터층을 형성하는 공정과,상기의 컬러 필터층을 포함하는 제 1 평탄층상에 제 2 평탄층을 형성하고 상기의 제 2 평탄층상에 마이크로 렌즈를 형성하는 공정과,상기의 마이크로 렌즈를 포함하는 전면에 제 1 포토레지스트층 및 SOG층을 차례로 형성하고 상기의 SOG층상에 제 2 포토레지스트층을 형성하는 공정과,상기 제 2 포토레지스트층을 패드 영역만 노출되도록 패터닝하여 그를 마스크로 SOG층 및 제 2 포토레지스트층을 선택적으로 식각하고 노출된 제 1,2 평탄층을 식각하여 2차로 패드를 오픈하는 공정을 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 고체 촬상 소자의 제조 방법.
- 제 1 항에 있어서, SOG층을 0.5∼1.0㎛의 두께로 형성하는 것을 특징으로 하는 고체 촬상 소자의 제조 방법.
- 제 1 항에 있어서, 제 1,2 평탄층의 두께를 4 ∼6㎛의 두께로 형성하는 것을 특징으로 하는 고체 촬상 소자의 제조 방법.
- 제 1 항에 있어서, 칼라 필터층은 마젠타,시안,옐로우의 염색층이 흑백 고체 촬상 소자의 픽셀 영역의 임의의 3개의 포토다이오드 영역에 각각 대응되도록 형성하는 것을 특징으로 하는 고체 촬상 소자의 제조 방법.
- 제 1 항에 있어서, 마이크로 렌즈는 흑백 고체 촬상 소자의 픽셀 영역의 포토다이오드 영역에 대응되도록 형성하는 것을 특징으로 하는 고체 촬상 소자의 제조 방법.
- 제 1 항 또는 제 3 항에 있어서, 제 1,2 포토레지스트층의 각각의 두께는 제1,2 평탄층의 두께보다 작게 형성하는 것을 특징으로 하는 고체 촬상 소자의 제조 방법.
- 제 1 항에 있어서, 제 2 포토레지스트층은 SOG층을 마스크로한 제 1 포토레지스트층의 제거 공정시에 동일한 식각 선택비에 의해 모두 제거되는 것을 특징으로 하는 고체 촬상 소자의 제조 방법.
- 제 1 항에 있어서, SOG층의 식각 공정은 초산 완충 산화막 에천트(H2O:CH3COOH:HF = 20:7:1 ;BHF)를 사용하여 제거하는 것을 특징으로 하는 고체 촬상 소자의 제조 방법.
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