KR100688482B1 - 평탄화층 및 보호막의 접착력을 향상시킨 고체 촬상소자제조방법 - Google Patents
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Abstract
평탄화층과 보호막의 접착력을 향상시킴으로서 조립 시에 불량율을 감소시켜 조립 수율을 향상시키고 제조 원가를 감소시킬 수 있는 CCD의 칼라층 제조방법을 제공된다. 상기 CCD 제조방법은 소정의 하지층이 형성되어 있는 기판 상에 평탄화층을 형성하는 단계, 상기 평탄화층 위에 칼라필터층을 형성하는 단계, 및 상기 칼라필터층이 형성되지 않은 소정의 부분을 애싱(ashing)하는 단계를 구비한다. 상기 CCD 제조방법은 상기 칼라필터층 및 상기 칼라필터층이 형성되지 않은 소정의 부분 위에 보호막을 형성하는 단계, 및 상기 칼라필터층이 형성되고 상기 보호막이 형성된 소정의 부분 위에 집광렌즈를 형성하는 단계를 더 구비하는 것을 특징으로 하며 상기 애싱은 칼라필터층이 형성된 이후에 실시하는 것이 바람직하다.
Description
본 발명의 상세한 설명에서 사용되는 도면을 보다 충분히 이해하기 위하여, 각 도면의 간단한 설명이 제공된다.
도 1은 일반적인 마이크로렌즈를 포함하는 고체촬상소자를 도시한 단면도이다.
도 2a 내지 도 2g는 본 발명의 바람직한 일 실시예에 따른 고체촬상소자의 제조방법을 공정순서에 따라 도시한 단면도들이다.
본 발명은 반도체 소자의 제조방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는 칼라형 고체촬상소자(charge coupled device; 이하 'CCD'라 한다.)의 평탄화층과 보호막의 접착력을 향상시킨 CCD 제조방법에 관한 것이다.
일반적으로 칼라형 CCD는 촬상소자로서 빛을 받아 전하를 발생시키는 포토다이오드(photo diode)영역과 포토다이오드 영역에서 발생된 전하를 수직 또는 수평 으로 전송하는 수직전송소자와 수평 전송송자를 구비하며 최종적으로 증폭기를 통해 전하신호를 출력시킨다. 또한 칼라형 CCD는 입사된 광의 집광 효율을 높이기 위하여 보호막 위에 집광 렌즈(microlens)를 형성한다.
도 1은 일반적인 마이크로렌즈(microlens)를 포함하는 CCD를 도시한 단면도이다. 도 1을 참조하면, CCD는 반도체 기판(1)에 포토다이오드(미 도시)를 구비하며 CCD의 반도체 기판(1)의 요철부를 평탄하게 하고, 노출된 금속배선(예컨대 패드)5))을 산(acid)으로부터 보호하기 위하여 투명한 특성을 가지는 평탄화층 (insulting layer; 3)을 형성한 후 그 위에 여러 가지 색을 가진 칼라필터층 (color filter layer; 7)을 형성한다.
칼라 필터층(7)을 형성한 후 칼라 필터층(7)을 보호하고 상부에 형성될 집광 렌즈(15)의 초점거리(focal length)를 조절하기 위한 투명한 재질의 보호막 (coating layer; 11)을 형성한다.
그러나 종래의 칼라형 CCD제조 방법은 칼라 필터층(7) 형성단계에서 여러 단계의 현상(develop)조건과 타닌산과 주석산 등에 의한 화학약품으로 고착처리를 하기 때문에 고착처리 후의 잔류물이 칼라 필터층(7)을 형성시킨 이외의 부분의 표면에 잔류하게 되므로 보호막(11)을 칼라 필터층(7) 위에 도포하는 경우 보호막(11)과 평탄화층(3)의 접착력(adhesion)을 약화시키는 단점이 있다.
따라서 웨이퍼 레벨에서 다이(die)단위의 패키지를 하기 위한 웨이퍼 세정 시 높은 압력의 D. I 워터(deionized water) 분사에 의하여 평탄화층(3)과 보호막 (11)간의 계면분리로 인하여 불량률이 증가한다.
따라서 본 발명이 이루고자하는 기술적 과제는 평탄화층과 보호막의 접착력을 향상시킴으로서 조립 시에 불량율을 감소시켜 조립수율을 향상시키고 제조 원가를 감소시킬 수 있는 CCD의 제조방법을 제공하는 것이다.
상기 기술적 과제를 달성하기 위한 본 발명에 따른 CCD제조방법은 소정의 하지층이 형성되어 있는 기판 상에 평탄화층을 형성하는 단계, 상기 평탄화층 위에 칼라필터층을 형성하는 단계, 및 상기 칼라필터층이 형성되지 않은 소정의 부분을 애싱(ashing)하는 단계를 구비하는 것을 특징으로 한다.
상기 고체촬상소자 제조방법은 상기 칼라필터층 및 상기 칼라필터층이 형성되지 않은 소정의 부분 위에 보호막을 형성하는 단계, 및 상기 칼라필터층이 형성되고 상기 보호막이 형성된 소정의 부분 위에 집광렌즈를 형성하는 단계를 더 구비하는 것을 특징으로 한다.
상기 애싱(ashing)은 칼라필터층이 형성된 이후에 실시하는 것이 바람직하다.
본 발명과 본 발명의 동작상의 이점 및 본 발명의 실시에 의하여 달성되는 목적을 충분히 이해하기 위해서는 본 발명의 바람직한 실시 예를 예시하는 첨부 도면 및 첨부 도면에 기재된 내용을 참조하여야만 한다.
이하, 첨부한 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시 예를 설명함으로써, 본 발명을 상세히 설명한다. 각 도면에 대하여, 동일한 참조부호는 동일한 부재임 을 나타낸다.
도 2a 내지 도 2g는 본 발명의 바람직한 일 실시예에 따른 CCD의 제조방법을 공정순서에 따라 도시한 단면도들이다.
도 2a는 평탄화층(23)을 형성한 후의 CCD의 수직구조를 나타낸다. 반도체 기판(21) 상에 특별히 도시 되지 않은 포토다이오드, 채널 영역, 전하전송영역, 게이트 절연막, 전하 전송 전극, 층간 절연막, 차광막 및 외부의 전기적신호를 CCD로 공급하거나, CCD의 내부 전기적신호를 외부로 전달하는 역할을 하는 패드(25)를 형성하는 단계는 당 업계에서 잘 알려진 기술이므로 이에 대한 설명은 생략한다.
도 2a를 참조하면, 패드(25)를 형성한 후 반도체 기판(21) 상에 형성된 소자들(미 도시)에 의한 요철부위를 평탄하게 하고 노출된 패드(25)를 알칼리 또는 산으로부터 보호하기 위하여 평탄화층(23)을 형성한다. 평탄화층(23)은 하이브리드 타입(hybrid type)의 폴리 아크릴 계열의 폴리 아미드(polyimide)로 형성하는 것이 바람직하다.
도 2b는 평탄화층(23)을 형성한 후 평탄화층(23) 위에 칼라 필터층(27)을 형성한 CCD의 수직구조를 나타낸다. 도 2b를 참조하면, 평탄화층(23) 위에 포토레지스트(photo resist)를 도포하고 패터닝(patterning)한 후 이를 CCD의 칼라를 재현하기 위하여 청색, 적색, 황색, 또는 녹색 등의 염료로 염색하여 칼라 필터층(27)을 형성한다.
칼라 필터층(27)을 형성하는 방법은 우선 수용성 단백질을 도포한 후 선택적으로 노광(expose) 및 현상(develop)하고 염색(dying)하고자 하는 염색액에 침적 (deposition)시켜 형성한 후 염료가 다시 빠져나오지 않도록 정착 및 고착처리를 실시하여 칼라 필터층(27)을 모자이크 형태로 각각의 화소별로 형성한다.
도 2c는 칼라 필터층(27)형성 후의 CCD의 수지구조를 나타낸다. 도 2c를 참조하면, 칼라 필터층(27)을 형성하는 단계에서 염료를 정착 및 고착시키기 위하여 화학약품, 예컨대 타닌산과 주석산 등의 사용으로 인한 화학 잔류물이 평탄화층 (23)의 상부표면에 박막으로 잔류하게된다. 즉, 칼라 필터층(27)이 형성되지 않은 평탄층(23)부분의 상부 표면이 화학적으로 오염이 된다.
따라서 상기 오염을 제거하지 않으면, 칼라 필터층(27)을 보호하기 위한 보호막 (31)을 칼라 필터층(27) 위에 도포하는 경우 보호막(31)과 칼라 필터층(27)이 성형되지 않은 평탄화층(23)의 접착력을 나쁘게 한다.
따라서 보호막(31)과 평탄화층(23)의 접착력을 향상시키기 위한 본 발명의 실시예에 따른 CCD제조방법은 평탄화층(23) 및 칼라 필터층(27)을 형성한 후에 화학적으로 오염됨 부분을 건식 식각(dry etch) 예컨대 산소 플라즈마(02 plasma)등으로 칼라 필터층(27)이 형성되지 않은 평탄화층(23)의 상부 표면의 화학적으로 오염된 부분을 애싱(ashing)한다.
애싱(ashing)되는 두께는 2000 옹스트롱(Å)정도로 형성하는 것이 바람직하다.
도 2d는 보호막(31)이 형성 된 후의 CCD의 수직단면도를 나타낸다. 도 2d를 참조하면, 보호막(31)은 칼라 필터층(27) 및 보호막(31)의 상부에 형성될 집광렌즈 (35)의 초점거리(focal length)를 조절하기 위하여 칼라 필터층(27) 및 칼라 필터 층(27)이 형성되지 않은 평탄화층(23) 위에 형성된다. 보호막(31)은 하이브리드 타입(hybrid type)의 폴리아크릴 계열의 폴리아미드(polyimide)로 형성하는 것이 바람직하다.
도 2e는 CCD로/로부터 데이터를 입출력하기 위한 패드(25)가 형성 된 부분의 오픈(open)을 위하여 보호막(31) 및 평탄화층(23)을 제거하기 위한 포토 레지스트 (photo resist; 33)를 도포한 단계에 의한 CCD의 수직단면도를 나타낸다.
도 2f는 도 2e의 패드(25)부분을 오픈하기 위한 노광(expose), 현상develop) 및 식각(etching) 후의 CCD의 수직단면도를 나타낸다. 즉 패드(25) 상부의 보호막 (31) 및 평탄화층(23)을 제거하여 패드(25)를 노출시킨다.
도 2g는 보호막(31) 위에 CCD로 입사되는 광의 집광효율을 높이기 위한 집광렌즈(microlens)가 형성된 칼라형 CCD의 수직단면도를 나타낸다. 집광렌즈(35)는 통상 유기물(예컨대 노보랙 레진)로 형성되며, 포토레지스트 패턴을 형성한 뒤 이를 열처리하여 플로우(flow)시킴으로서 적절한 곡률 반경을 가진 볼록렌즈 형태로 만들어진다.
본 발명의 실시예에 따른 칼라형 CCD는 평탄화층(23) 및 칼라필터층(27)을 형성한 후에 칼라필터층(27) 형성 공정에서 오염된 부분을 애싱(ashing)함으로서 보호막(31)과 칼라필터층(27)이 형성되지 않은 평탄화층(23)의 접착력을 향상시킬 수 있다. 따라서 후속공정인 패드 오픈 공정(2f), 집광 렌즈 형성공정(2g) 및 조립공정에서도 보호막(31) 및 평탄화층(23)의 접착력이 향상된다.
본 발명은 도면에 도시된 일 실시 예를 참고로 설명, 되었으나 이는 예시, 및 적인 것에 불과하며, 본 기술 분야의 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 타 실시 예가 가능하다는 점을 이해할 것이다. 따라서, 본 발명의 진정한 기술적 보호 범위는 첨부된 등록청구범위의 기술적 사상에 의해 정해져야 할 것이다.
상술한 바와 같이 본 발명에 따른 칼라형 CCD제조 방법은 평탄화층과 보호막의 접착력을 향상시킴으로서 조립 시에 불량율을 감소시켜 조립수율을 향상시키고 제조 원가를 감소시킬 수 있는 장점이 있다.
Claims (3)
- 소정의 하지층이 형성되어 있는 기판 상에 평탄화층을 형성하는 단계;상기 평탄화층 위에 칼라필터층을 형성하는 단계; 및상기 칼라필터층이 형성되지 않은 소정의 부분을 애싱(ashing)하는 단계를 구비하는 것을 특징으로 하는 고체촬상소자 제조방법.
- 제 1항에 있어서, 상기 고체촬상소자 제조방법은,상기 칼라필터층 및 상기 칼라필터층이 형성되지 않은 소정의 부분 위에 보호막을 형성하는 단계; 및상기 칼라필터층이 형성되고 상기 보호막이 형성된 소정의 부분 위에 집광렌즈를 형성하는 단계를 더 구비하는 것을 특징으로 하는 고체촬상소자 제조방법.
- 제 1항에 있어서, 상기 애싱은 칼라필터층이 형성된 이후에 실시하는 것을 특징으로 하는 고체촬상소자 제조방법.
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2000
- 2000-11-08 KR KR1020000066214A patent/KR100688482B1/ko not_active IP Right Cessation
Patent Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2000196053A (ja) * | 1998-12-22 | 2000-07-14 | Hyundai Electronics Ind Co Ltd | イメ―ジセンサ及びその製造方法 |
| JP2012196053A (ja) * | 2011-03-16 | 2012-10-11 | Toshiba Corp | 電力利用調整装置、システムおよびプログラム |
Non-Patent Citations (1)
| Title |
|---|
| 12196053 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| KR20020036172A (ko) | 2002-05-16 |
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