KR100587591B1 - Method of forming a pad window in charge coupled device - Google Patents
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Abstract
본 발명은 패드부와 소자를 보호하는 보호막을 소자검사를 위한 테스트시 완전히 제거하지 않고 금속으로 이루어진 패드를 덮도록 일부 잔류시킨 후 칼라 필터공정을 진행한 다음 패드부에도 형성된 칼라필터 보호막을 패터닝하여 패드 개구부를 형성하여 금속 패드의 이물 발생 및 부식을 방지하도록 하는 고체촬상소자의 패드 개구부 형성방법에 관한 것이다. 본 발명은 셀부와 패드부 등을 갖는 고체촬상소자 제조에 있어서, 반도체기판의 패드부에 패드를 형성하는 단계와, 패드를 포함하는 반도체기판 위에 제 1 보호막을 형성하는 단계와, 패드 상부에 위치하는 제 1 보호막을 소정두께 만큼만 잔류시켜 함몰부를 형성하는 단계와, 셀부에 칼라필터를 형성하는 단계와, 셀부 및 패드부를 포함하는 반도체기판상에 제 2 보호막을 형성하는 단계와, 제 2 보호막 및 잔류한 제 1 보호막의 소정부위를 제거하여 상기 패드를 노출시키는 개구부를 형성하는 단계를 포함하여 이루어진다.According to the present invention, the protective film for protecting the pad part and the device is partially removed to completely cover the pad made of metal without being completely removed during the test for device inspection, and then the color filter process film formed on the pad part is patterned. The present invention relates to a method of forming a pad opening in a solid state image pickup device which forms a pad opening to prevent foreign material generation and corrosion of the metal pad. According to the present invention, in the fabrication of a solid-state imaging device having a cell portion and a pad portion, the method includes forming pads on a pad portion of a semiconductor substrate, forming a first passivation layer on a semiconductor substrate including the pads, and placing the pads on the pads. Forming a depression by leaving the first passivation layer only to a predetermined thickness, forming a color filter in the cell portion, forming a second passivation layer on the semiconductor substrate including the cell portion and the pad portion, the second passivation layer and And removing the predetermined portion of the remaining first passivation layer to form an opening exposing the pad.
고체촬상소자의 패드 개구부 형성방법Method of forming pad opening of solid state imaging device
Description
도 1a부터 도 1d는 종래의 기술에 의한 고체촬상소자의 패드 개구부 형성방법1A to 1D illustrate a method of forming a pad opening in a solid state image pickup device according to the related art.
도 2a부터 도 2d는 본 발명에 따른 고체촬상소자의 패드 개구부 형성방법2A to 2D illustrate a method of forming a pad opening in a solid state image pickup device according to the present invention.
본 발명은 패드부와 소자를 보호하는 보호막을 소자검사를 위한 테스트시 완전히 제거하지 않고 금속으로 이루어진 패드를 덮도록 일부 잔류시킨 후 칼라 필터공정을 진행한 다음 패드부에도 형성된 칼라필터 보호막을 패터닝하여 패드 개구부를 형성하여 금속 패드의 이물 발생 및 부식을 방지하도록 하는 고체촬상소자의 패드 개구부 형성방법에 관한 것이다.According to the present invention, the protective film for protecting the pad part and the device is partially removed to completely cover the pad made of metal without being completely removed during the test for device inspection, and then the color filter process film formed on the pad part is patterned. The present invention relates to a method of forming a pad opening in a solid state image pickup device which forms a pad opening to prevent foreign material generation and corrosion of the metal pad.
고체촬상소자는 빛에 의해 전자를 발생시키고, 전하결합소자(Charge Coupled Device)를 방향성을 가지도록 배열하고, 이에 의해 전송된 신호전하를 검출하는 장치이다. 즉, 빛에 의하여 여기된 전하들을 방향성을 가지는 CCD 어레이(array)를 통하여 전송한 다음, 이 신호를 증폭하여 소정의 출력신호를 얻는 장치이다. 이와 같이, 영상신호를 전기신호로 변환시켜주는 장치인 고체 촬상 소자는 PD와 VCCD로 구성된 단위셀로 배열된 어레이부와, 수평전하전송영역(Horizontal Charge Coupled Device), 신호검출부를 포함한다. PD에서 축적한 신호전하는 VCCD와 HCCD로 차례로 전달되어 신호검출부를 통해 출력된다. The solid state image pickup device generates electrons by light, arranges charge coupled devices so as to have a directionality, and detects signal charges transmitted thereby. In other words, it is a device that transfers charges excited by light through a directional CCD array and then amplifies this signal to obtain a predetermined output signal. As such, the solid-state imaging device, which is an apparatus for converting an image signal into an electrical signal, includes an array unit arranged in unit cells composed of PD and VCCD, a horizontal charge coupled device, and a signal detection unit. The signal charges accumulated in the PD are sequentially transferred to the VCCD and the HCCD and output through the signal detection unit.
도 1a부터 도 1d는 종래의 기술에 의한 고체촬상소자의 패드 개구부 형성방법을 도시한다.1A to 1D show a method of forming a pad opening of a solid state image pickup device according to the prior art.
도 1a를 참조하면, 반도체기판(10) 상에 적층구조로 이루어진 패드(11,12)를 형성한 다음 패드의 부식 등을 방지하기 위한 제 1 보호막(13)으로 p-산화막(13)을 소정 두께로 패드(11,12)를 포함하는 기판(10)을 덮도록 증착하여 형상한다. 이때, 제 1 보호막(13)인 p-산화막(p-SiO)는 PECVD(plasma enhanced chemical vapor deposition)로 증착하여 약 2000Å 두께로 형성한다.Referring to FIG. 1A, after forming
도 1b를 참조하면, 제 1 보호막(13)의 소정 부위를 제거하여 패드부를 개방시키기 위한 식각마스크를 형성하기 위하여 제 1 보호막(13)의 표면에 포토레지스트를 도포한 후 노광 및 현상을 실시하여 패드 개구부를 정의하는 포토레지스트패턴(도시안함)을 형성한다.Referring to FIG. 1B, a photoresist is applied to the surface of the
그리고, 포토레지스트패턴으로 보호되지 않는 부위의 제 1 보호막을 건식식각을 포함하는 이방성식각으로 제거하여 패드(12)의 일부 표면을 개방시킨 다음, 포토레지스트패턴을 제거한다. 따라서, 패드(12)의 개방부위를 제외한 부위는 잔류한 제 1 보호막(130)으로 보호되지만, 패드 개방부위를 이루는 금속층(12)이 노출되어 일부 부식되고, 이후 공정 즉, 칼라필터공정 등에서의 후속공정에서 이물발생의 원인이 된다.Then, the first passivation layer of the portion not protected by the photoresist pattern is removed by anisotropic etching including dry etching to open a part surface of the
이러한, 패드 개방부위를 형성하는 이유는 현재단계까지 진행되어 형성된 소자의 특성을 검사하기 위해서이다.The reason for forming the pad opening is to examine the characteristics of the device formed by going to the present stage.
즉, 도시되지는 않았지만 p검 또는 w검 등의 테스트를 실시한다.That is, although not shown, a test such as a p-check or a w-check is performed.
이후, 전하결합소자(charge coupled device)의 칼라필터 공정을 반도체기판의 포토다이오드 어레이(photo diode array)부에 실시한다.Thereafter, a color filter process of a charge coupled device is performed on a photo diode array of a semiconductor substrate.
도 1c를 참조하면, 전술한 칼라필터공정의 마지막 단계로, 형성된 칼라필터 보호용으로 노출된 패드(12) 표면인 패드 개방부위를 포함하는 기판(10)의 전면에 제 2 보호막(14)으로 p-산화막을 다시 PECVD법으로 증착하여 형성한다. 이때, 증착 두께는 약 8000Å이다.Referring to FIG. 1C, as a final step of the above-described color filter process, a
도 1d를 참조하면, 외부회로와의 전기적 연결을 위한 패드 개구부를 형성하기 위하여 제 2 보호막의 표면에 포토레지스트를 도포한 다음 노광 및 현상을 실시하여 포토레지스트패턴을 형성한다.Referring to FIG. 1D, a photoresist is coated on the surface of the second passivation layer to form a pad opening for electrical connection with an external circuit, followed by exposure and development to form a photoresist pattern.
그리고, 포토레지스트패턴으로 보호되지 않는 부위의 제 2 보호막을 건식식각을 포함하는 이방성 식각으로 제거하여 패드(12)를 이루는 알루미늄 금속층(12) 표면 일부를 개방시키는 패드 개구부(W1)를 형성한다.The second passivation layer, which is not protected by the photoresist pattern, is removed by anisotropic etching including dry etching to form a pad opening W1 that opens a part of the surface of the
그러나 상기 종래의 기술에 의한 고체촬상소자의 패드 개구부 형성방법은 알루미늄 등의 금속으로 이루어진 패드 개구부가 고체촬상소자의 셀부의 칼라필터 형성공정시 습식 또는 건식 식각제에 노출되어 금속의 부식 및 이물이 발생하게되어 이후, 외관 검사 및 패키지공정에서 불량을 유발하는 문제점이 있다.However, in the method of forming a pad opening of a solid state image pickup device according to the related art, the pad opening portion formed of a metal such as aluminum is exposed to a wet or dry etchant during the color filter forming process of the cell portion of the solid state image pickup device, thereby preventing corrosion and foreign matter. Thereafter, there is a problem that causes defects in appearance inspection and packaging process.
본 발명의 목적은 패드부와 소자를 보호하는 보호막을 소자검사를 위한 테스트시 완전히 제거하지 않고 금속으로 이루어진 패드를 덮도록 일부 잔류시킨 후 칼라 필터공정을 진행한 다음 패드부에도 형성된 칼라필터 보호막을 패터닝하여 패드 개구부를 형성하여 금속 패드의 이물 발생 및 부식을 방지하도록 하는 고체촬상소자의 패드 개구부 형성방법을 제공하는데 있다. An object of the present invention is to leave a portion of the protective film to protect the pad portion and the device to cover the pad made of metal without completely removing during the test for the device inspection and then proceed to the color filter process and then the color filter protective film formed on the pad portion The present invention provides a method of forming a pad opening of a solid state image pickup device which is formed by patterning a pad opening to prevent foreign material generation and corrosion of the metal pad.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 고체촬상소자의 패드 개구부 형성방법은 반도체기판의 상기 패드부에 패드를 형성하는 단계와, 상기 패드를 포함하는 상기 반도체기판 위에 제 1 보호막을 형성하는 단계와, 상기 패드 상부에 위치하는 상기 제 1 보호막을 소정 두께 만큼만 잔류하도록 식각하여 함몰부를 형성하는 단계와, 상기 제 1 보호막 상의 상기 셀부에 칼라필터를 형성하는 단계와, 상기 셀부 및 패드부를 포함하는 상기 제 1 보호막 상에 제 2 보호막을 형성하는 단계와, 상기 패드 상부의 상기 제 2 보호막 및 잔류한 상기 제 1 보호막을 제거하여 상기 패드를 노출시키는 개구부를 형성하는 단계를 포함한다.According to an aspect of the present invention, there is provided a method of forming a pad opening in a solid state image pickup device, the method comprising: forming a pad in the pad portion of a semiconductor substrate, forming a first passivation layer on the semiconductor substrate including the pad; And forming a recess by etching the first passivation layer on the pad so as to remain only a predetermined thickness, forming a color filter on the cell portion on the first passivation layer, and including the cell unit and the pad unit. Forming a second passivation layer on the first passivation layer, and forming an opening exposing the pad by removing the second passivation layer and the remaining first passivation layer on the pad.
본 발명의 구성은 일반적인 고체촬상소자 내지는 전하결합소자의 셀부의 칼라필터 형성공정 이전 단계에서 패드를 덮고 있는 보호막을 완전히 제거하지 않고 일부 패드 개방부를 덮도록 잔류시킨 다음, 셀부의 칼라필터 형성공정을 진행한다.According to the configuration of the present invention, the color filter forming process of the cell unit may be performed after the protective layer covering the pad is completely removed without remaining the protective film covering the pad in the previous stage of the color filter forming process of the solid state image pickup device or the charge coupling device. Proceed.
그리고, 칼라필터 형성 후, 칼라필터 보호막을 셀부와 패드부 모두에 증착하여 형성한 다음, 패드개구부를 포토리쏘그래피 등의 방법으로 패터닝하여 알루미늄 등의 금속으로 이루어진 패드를 노출시키는 개구부를 형성한다.After the color filter is formed, a color filter protective film is deposited on both the cell portion and the pad portion, and then the pad opening portion is patterned by photolithography or the like to form an opening for exposing a pad made of metal such as aluminum.
따라서, 칼라필터 형성공정시 패드 금속이 노출되지 않으므로 패드금속의 부식 및 노출에 기인하는 이물발생을 방지하도록 한다.Therefore, since the pad metal is not exposed in the color filter forming process, foreign substances caused by corrosion and exposure of the pad metal are prevented.
이하, 첨부한 도면을 참조하여 본 발명을 상세히 설명한다.Hereinafter, the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
도 2a부터 도 2d는 본 발명에 따른 고체촬상소자의 패드 개구부 형성방법이다.2A to 2D illustrate a method of forming a pad opening of a solid state image pickup device according to the present invention.
도 2a를 참조하면, 반도체기판(20) 상에 적층구조로 이루어진 패드(21,22)를 형성한 다음 패드의 부식 등을 방지하기 위한 제 1 보호막(23)으로 p-산화막(23)을 소정 두께로 패드(21,22)를 포함하는 기판(20)을 덮도록 증착하여 형상한다. 이때, 패드의 하부층(21)은 Mo-Si 실리사이드를 약 180Å의 두께로 형성하고 상부층(22)은 Al을 약 8000Å의 두께로 증착하여 형성한 다음 차례로 패터닝하여 형성하고, 제 1 보호막(23)인 p-산화막(p-SiO)는 PECVD(plasma enhanced chemical vapor deposition)로 증착하여 약 2000Å 두께로 형성한다.Referring to FIG. 2A, after forming
도 2b를 참조하면, 제 1 보호막(23)의 소정 부위를 소정 두께만 잔류시키기 위한 식각마스크를 형성하기 위하여 제 1 보호막(23)의 표면에 포토레지스트를 도포한 후 노광 및 현상을 실시하여 패드 개구부를 정의하는 포토레지스트패턴(도시안함)을 형성한다.Referring to FIG. 2B, a photoresist is applied to the surface of the
그리고, 포토레지스트패턴으로 보호되지 않는 부위의 제 1 보호막을 건식식각을 포함하는 이방성식각으로 약 1000-1900Å 두께만큼 제거하여, 중앙부위가 함몰된 형태(W20)로 패드(22)의 일부 표면에 그 나머지를 잔류시킨 다음, 포토레지스트패턴을 제거한다. 따라서, 개방부위를 포함하는 패드(21,22)의 표면이 잔류한 제 1 보호막(230)으로 보호되어 패드 개방부위를 이루는 금속층이 노출되어 일부 부식되고, 이후 공정 즉, 칼라필터 형성공정 등에서의 후속공정에서 이물발생의 원인이 방지된다.Then, the first protective film of the portion that is not protected by the photoresist pattern is removed by an thickness of about 1000-1900 mm by anisotropic etching including dry etching, and the center portion is recessed (W20) to a part surface of the
이러한, 패드 개방부위를 형성하는 이유는 현재단계까지 진행되어 형성된 소자의 특성을 검사하기 위해서이다. 즉, 도시되지는 않았지만, 이후 p검 또는 w검 등의 소자특성 테스트를 실시한다.The reason for forming the pad opening is to examine the characteristics of the device formed by going to the present stage. That is, although not shown, device characteristic tests such as p-g and w-gum are then performed.
이후, 전하결합소자(charge coupled device)의 칼라필터 공정을 반도체기판의 포토다이오드 어레이(photo diode array)부에 실시한다.Thereafter, a color filter process of a charge coupled device is performed on a photo diode array of a semiconductor substrate.
도 2c를 참조하면, 전술한 칼라필터공정의 마지막 단계로, 형성된 칼라필터 보호용으로 제 1 보호막(231)의 전면에 제 2 보호막(24)으로 p-산화막을 다시 PECVD법으로 증착하여 형성한다. 이때, 증착 두께는 약 8000Å이다.Referring to FIG. 2C, as a final step of the above-described color filter process, a p-oxide film is formed again by PECVD on the entire surface of the first protective film 231 to protect the formed color filter 231. At this time, the deposition thickness is about 8000 kPa.
도 2d를 참조하면, 외부회로와의 전기적 연결을 위한 패드 개구부를 형성하기 위하여 제 2 보호막의 표면에 포토레지스트를 도포한 다음 노광 및 현상을 실시하여 포토레지스트패턴을 형성한다. 이때, 포토레지스트패턴이 노출시키는 제 2 보호막(24)의 노출부위는 제 1 보호막 식각공정에서 형성된 포토레지스트패턴 보다 약간 작게 형성한다.Referring to FIG. 2D, a photoresist is coated on the surface of the second passivation layer to form a pad opening for electrical connection with an external circuit, followed by exposure and development to form a photoresist pattern. In this case, the exposed portion of the
그리고, 포토레지스트패턴으로 보호되지 않는 부위의 제 2 보호막을 건식식각을 포함하는 이방성 식각으로 제거하여 패드(22)를 이루는 알루미늄 금속층(22) 표면 일부를 개방시키는 패드 개구부(W21)를 형성한다.The second passivation layer, which is not protected by the photoresist pattern, is removed by anisotropic etching including dry etching to form a pad opening W21 that opens a part of the surface of the
따라서, 본 발명은 알루미늄 등의 금속으로 이루어진 패드 개구부가 고체촬상소자의 셀부의 칼라필터 형성단계에서 습식 또는 건식 식각제에 노출되지 않게 하여 금 속의 부식 및 이물발생을 방지하여 이후, 외관검사 및 패키지공정에서 불량을 감소시키는 장점이 있다.
Therefore, the present invention prevents the pad opening made of metal such as aluminum from being exposed to the wet or dry etchant in the color filter forming step of the cell portion of the solid state imaging device, thereby preventing corrosion and foreign material generation of the metal. There is an advantage in reducing defects in the process.
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| KR20010026421A (en) | 2001-04-06 |
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