KR100720513B1 - Method for fabricating an cmos image sensor - Google Patents
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Abstract
본 발명은 금속 패드 부분에 발생한 불소(F)기를 제거하여 진행성 부식을 방지함으로써 소자의 신뢰성 및 수율을 향상시키도록 한 씨모스 이미지 센서의 제조방법에 관한 것으로서, 액티브 영역과 패드 영역으로 구분되는 기판상의 패드 영역에 금속 패드를 형성하는 단계와, 상기 금속 패드를 포함한 기판 전면에 보호막을 형성하고 상기 금속 패드의 표면이 노출되도록 상기 보호막을 선택적으로 제거하여 패드 오픈부를 형성하는 단계와, 상기 패드 오픈부에 의해 노출된 금속 패드에 잔류하는 불소 성분을 H2/N2 어닐 공정을 실시하여 제거하는 단계와, 상기 패드 오픈부를 포함하여 상기 기판의 전면에 절연막을 형성하는 단계와, 상기 액티브 영역의 상기 절연막 위에 칼라 필터층을 형성하는 단계와, 상기 칼라 필터층 상측에 마이크로렌즈를 형성하는 단계와, 상기 기판의 패드 영역에 형성된 절연막을 선택적으로 상기 패드 오픈부를 노출시키는 단계를 포함하여 형성함을 특징으로 한다. BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a method for manufacturing a CMOS image sensor that removes fluorine (F) groups generated in a metal pad portion to prevent progressive corrosion, thereby improving reliability and yield of a device. The substrate is divided into an active region and a pad region. Forming a pad on the pad region on the pad, forming a pad on the front surface of the substrate including the pad, and selectively removing the pad to expose the surface of the pad, thereby forming a pad opening; Performing a H 2 / N 2 annealing process to remove the fluorine component remaining in the metal pad exposed by the negative electrode, forming an insulating film on the entire surface of the substrate including the pad opening, Forming a color filter layer on the insulating layer, and forming a microlens on the color filter layer It is the phase, and optionally an insulating film formed on the pad area of the substrate and characterized in that it is formed by exposing the open parts of the pad.
이미지 센서, 금속 패드, 마이크로렌즈, 불소, 어닐 Image Sensor, Metal Pad, Micro Lens, Fluorine, Anneal
Description
도 1은 일반적인 씨모스 이미지 센서의 1 화소의 등가회로도1 is an equivalent circuit diagram of one pixel of a general CMOS image sensor
도 2는 일반적인 씨모스 이미지 센서의 1 화소의 레이아웃도2 is a layout view of one pixel of a general CMOS image sensor
도 3a 내지 도 3e는 종래 기술에 의한 CMOS 이미지 센서의 제조방법을 나타낸 공정단면도3A to 3E are cross-sectional views illustrating a method of manufacturing a CMOS image sensor according to the prior art.
도 4a 내지 도 4g는 본 발명의 실시예에 따른 CMOS 이미지 센서의 제조방법을 나타낸 공정단면도4A through 4G are cross-sectional views illustrating a method of manufacturing a CMOS image sensor according to an exemplary embodiment of the present invention.
도면의 주요 부분에 대한 설명Description of the main parts of the drawing
200 : 반도체 기판 201 : 제 1 절연막200
202 : 금속 패드 203 : 보호202: metal pad 203: protection
204 : 감광막 205 : 금속 패드 오픈부204: photosensitive film 205: metal pad opening
206 : 제 2 절연막 207 : 제 1 평탄화층206: second insulating film 207: first planarization layer
208, 209, 210 : R,G,B 칼라 필터층 212 : 제 2 평탄화층208, 209, 210: R, G, B color filter layer 212: Second planarization layer
213 : 마이크로렌즈213: Micro Lens
본 발명은 CMOS 이미지 센서의 제조방법에 관한 것으로서, 특히 소자 특성을 향상시킴과 동시에 수율을 향상시키도록 한 씨모스 이미지 센서의 제조방법에 관한 것이다.BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a method for manufacturing a CMOS image sensor, and more particularly, to a method for manufacturing a CMOS image sensor which improves device characteristics and improves yield.
일반적으로, 이미지 센서(Image sensor)는 광학적 영상(optical image)을 전기적 신호로 변환시키는 반도체 소자로써, 크게, 전하 결합 소자(charge coupled device: CCD)와 씨모스(CMOS; Complementary Metal Oxide Silicon) 이미지 센서(Image Sensor)로 구분된다.In general, an image sensor is a semiconductor device that converts an optical image into an electrical signal, and is generally a charge coupled device (CCD) and CMOS metal (Complementary Metal Oxide Silicon) image. It is divided into Image Sensor.
상기 전하 결합 소자(charge coupled device: CCD)는 빛의 신호를 전기적 신호로 변환하는 복수개의 포토 다이오드(Photo diode; PD)가 매트릭스 형태로 배열되고, 상기 매트릭스 형태로 배열된 각 수직 방향의 포토 다이오드 사이에 형성되어 상기 각 포토 다이오드에서 생성된 전하를 수직방향으로 전송하는 복수개의 수직 방향 전하 전송 영역(Vertical charge coupled device; VCCD)과, 상기 각 수직 방향 전하 전송 영역에 의해 전송된 전하를 수평방향으로 전송하는 수평방향 전하전송영역(Horizontal charge coupled device; HCCD) 및 상기 수평방향으로 전송된 전하를 센싱하여 전기적인 신호를 출력하는 센스 증폭기(Sense Amplifier)를 구비하여 구성된 것이다. In the charge coupled device (CCD), a plurality of photo diodes (PDs) for converting a signal of light into an electrical signal are arranged in a matrix form, and the photo diodes in each vertical direction arranged in the matrix form. A plurality of vertical charge coupled device (VCCD) formed between the plurality of vertical charge coupled devices (VCCD) for vertically transferring charges generated in each photodiode, and horizontally transferring charges transferred by the respective vertical charge transfer regions; A horizontal charge coupled device (HCCD) for transmitting to the sensor and a sense amplifier (Sense Amplifier) for outputting an electrical signal by sensing the charge transmitted in the horizontal direction.
그러나, 이와 같은 CCD는 구동 방식이 복잡하고, 전력 소비가 클 뿐만 아니라, 다단계의 포토 공정이 요구되므로 제조 공정이 복잡한 단점을 갖고 있다. However, such a CCD has a disadvantage in that the manufacturing method is complicated because the driving method is complicated, the power consumption is large, and the multi-step photo process is required.
또한, 상기 전하 결합 소자는 제어회로, 신호처리회로, 아날로그/디지털 변 환회로(A/D converter) 등을 전하 결합 소자 칩에 집적시키기가 어려워 제품의 소형화가 곤란한 단점을 갖는다.In addition, the charge coupling device has a disadvantage in that it is difficult to integrate a control circuit, a signal processing circuit, an analog / digital conversion circuit (A / D converter), and the like into a charge coupling device chip, which makes it difficult to miniaturize a product.
최근에는 상기 전하 결합 소자의 단점을 극복하기 위한 차세대 이미지 센서로서 씨모스 이미지 센서가 주목을 받고 있다. Recently, CMOS image sensors have attracted attention as next generation image sensors for overcoming the disadvantages of the charge coupled device.
상기 씨모스 이미지 센서는 제어회로 및 신호처리회로 등을 주변회로로 사용하는 씨모스 기술을 이용하여 단위 화소의 수량에 해당하는 모스 트랜지스터들을 반도체 기판에 형성함으로써 상기 모스 트랜지스터들에 의해 각 단위 화소의 출력을 순차적으로 검출하는 스위칭 방식을 채용한 소자이다. The CMOS image sensor uses CMOS technology that uses a control circuit, a signal processing circuit, and the like as peripheral circuits to form MOS transistors corresponding to the number of unit pixels on a semiconductor substrate, thereby forming the MOS transistors of each unit pixel. The device adopts a switching method that sequentially detects output.
즉, 상기 씨모스 이미지 센서는 단위 화소 내에 포토 다이오드와 모스 트랜지스터를 형성시킴으로써 스위칭 방식으로 각 단위 화소의 전기적 신호를 순차적으로 검출하여 영상을 구현한다.That is, the CMOS image sensor implements an image by sequentially detecting an electrical signal of each unit pixel by a switching method by forming a photodiode and a MOS transistor in the unit pixel.
상기 씨모스 이미지 센서는 씨모스 제조 기술을 이용하므로 적은 전력 소모, 적은 포토공정 스텝에 따른 단순한 제조공정 등과 같은 장점을 갖는다. The CMOS image sensor has advantages, such as a low power consumption, a simple manufacturing process according to a few photoprocess steps, by using CMOS manufacturing technology.
또한, 상기 씨모스 이미지 센서는 제어회로, 신호처리회로, 아날로그/디지털 변환회로 등을 씨모스 이미지 센서 칩에 집적시킬 수가 있으므로 제품의 소형화가 용이하다는 장점을 갖고 있다. In addition, since the CMOS image sensor can integrate a control circuit, a signal processing circuit, an analog / digital conversion circuit, and the like into the CMOS image sensor chip, the CMOS image sensor has an advantage of easy miniaturization.
따라서, 상기 씨모스 이미지 센서는 현재 디지털 정지 카메라(digital still camera), 디지털 비디오 카메라 등과 같은 다양한 응용 부분에 널리 사용되고 있다.Therefore, the CMOS image sensor is currently widely used in various application parts such as a digital still camera, a digital video camera, and the like.
한편, CMOS 이미지 센서는 트랜지스터의 개수에 따라 3T형, 4T형, 5T형 등으 로 구분된다. 3T형은 1개의 포토다이오드와 3개의 트랜지스터로 구성되며, 4T형은 1개의 포토다이오드와 4개의 트랜지스터로 구성된다. 상기 3T형 CMOS 이미지 센서의 단위화소에 대한 등가회로 및 레이아웃(lay-out)을 살펴보면 다음과 같다. CMOS image sensors are classified into 3T type, 4T type, and 5T type according to the number of transistors. The 3T type consists of one photodiode and three transistors, and the 4T type consists of one photodiode and four transistors. An equivalent circuit and layout of the unit pixels of the 3T-type CMOS image sensor will be described as follows.
도 1은 일반적인 3T형 CMOS 이미지 센서의 등가 회로도이고, 도 2는 일반적인 3T형 CMOS 이미지 센서의 단위화소를 나타낸 레이아웃도이다.FIG. 1 is an equivalent circuit diagram of a general 3T CMOS image sensor, and FIG. 2 is a layout diagram illustrating unit pixels of a general 3T CMOS image sensor.
일반적인 3T형 씨모스 이미지 센서의 단위 화소는, 도 1에 도시된 바와 같이, 1개의 포토다이오드(PD; Photo Diode)와 3개의 nMOS 트랜지스터(T1, T2, T3)로 구성된다. 상기 포토다이오드(PD)의 캐소드는 제 1 nMOS 트랜지스터(T1)의 드레인 및 제 2 nMOS 트랜지스터(T2)의 게이트에 접속되어 있다. As shown in FIG. 1, a unit pixel of a general 3T CMOS image sensor includes one photodiode (PD) and three nMOS transistors T1, T2, and T3. The cathode of the photodiode PD is connected to the drain of the first nMOS transistor T1 and the gate of the second nMOS transistor T2.
그리고, 상기 제 1, 제 2 nMOS 트랜지스터(T1, T2)의 소오스는 모두 기준 전압(VR)이 공급되는 전원선에 접속되어 있고, 제 1 nMOS 트랜지스터(T1)의 게이트는 리셋신호(RST)가 공급되는 리셋선에 접속되어 있다. The sources of the first and second nMOS transistors T1 and T2 are all connected to a power supply line supplied with a reference voltage VR, and the gate of the first nMOS transistor T1 has a reset signal RST. It is connected to the reset line supplied.
또한, 제 3 nMOS 트랜지스터(T3)의 소오스는 상기 제 2 nMOS 트랜지스터의 드레인에 접속되고, 상기 제 3 nMOS 트랜지스터(T3)의 드레인은 신호선을 통하여 판독회로(도면에는 도시되지 않음)에 접속되고, 상기 제 3 nMOS 트랜지스터(T3)의 게이트는 선택 신호(SLCT)가 공급되는 열 선택선에 접속되어 있다. Further, the source of the third nMOS transistor T3 is connected to the drain of the second nMOS transistor, the drain of the third nMOS transistor T3 is connected to a read circuit (not shown in the drawing) via a signal line, The gate of the third nMOS transistor T3 is connected to a column select line to which a selection signal SLCT is supplied.
따라서, 상기 제 1 nMOS 트랜지스터(T1)는 리셋 트랜지스터(Rx)로 칭하고, 제 2 nMOS 트랜지스터(T2)는 드라이브 트랜지스터(Dx), 제 3 nMOS 트랜지스터(T3)는 선택 트랜지스터(Sx)로 칭한다.Accordingly, the first nMOS transistor T1 is referred to as a reset transistor Rx, the second nMOS transistor T2 is referred to as a drive transistor Dx, and the third nMOS transistor T3 is referred to as a selection transistor Sx.
일반적인 3T형 CMOS 이미지 센서의 단위 화소는, 도 2에 도시한 바와 같이, 액티브 영역(10)이 정의되어 액티브 영역(10) 중 폭이 넓은 부분에 1개의 포토다이오드(20)가 형성되고, 상기 나머지 부분의 액티브 영역(10)에 각각 오버랩되는 3개의 트랜지스터의 게이트 전극(120, 130, 140)이 형성된다. As shown in FIG. 2, in the unit pixel of a general 3T CMOS image sensor, an
즉, 상기 게이트 전극(120)에 의해 리셋 트랜지스터(Rx)가 형성되고, 상기 게이트 전극(130)에 의해 드라이브 트랜지스터(Dx)가 형성되며, 상기 게이트 전극(140)에 의해 선택 트랜지스터(Sx)가 형성된다. That is, the reset transistor Rx is formed by the
여기서, 상기 각 트랜지스터의 액티브 영역(10)에는 각 게이트 전극(120, 130, 140) 하측부를 제외한 부분에 불순물 이온이 주입되어 각 트랜지스터의 소오스/드레인 영역이 형성된다. Here, impurity ions are implanted into the
따라서, 상기 리셋 트랜지스터(Rx)와 상기 드라이브 트랜지스터(Dx) 사이의 소오스/드레인 영역에는 전원전압(Vdd)이 인가되고, 상기 셀렉트 트랜지스터(Sx) 일측의 소오스/드레인 영역은 판독회로(도면에는 도시되지 않음)에 접속된다.Therefore, a power supply voltage Vdd is applied to a source / drain region between the reset transistor Rx and the drive transistor Dx, and a source / drain region on one side of the select transistor Sx is shown in a read circuit (not shown). Not used).
상기에서 설명한 각 게이트 전극(120, 130, 140)들은, 도면에는 도시되지 않았지만, 각 신호 라인에 연결되고, 상기 각 신호 라인들은 일측 끝단에 패드를 구비하여 외부의 구동회로에 연결된다.Although not illustrated in the drawings, the
이와 같이 패드를 구비한 각 신호 라인과 이 후에 진행되는 공정들에 대하여 설명하면 다음과 같다.As described above, each signal line including the pad and the processes proceeding thereafter are described below.
도 3a 내지 도 3e는 종래의 CMOS 이미지 센서의 제조방법을 나타낸 공정 단면도이다.3A to 3E are cross-sectional views illustrating a method of manufacturing a conventional CMOS image sensor.
먼저, 도 3a에 도시한 바와 같이, 반도체 기판(100)에 게이트 절연막 또는 층간 절연막 등의 절연막(101)(예를 들면 산화막)을 형성하고, 상기 절연막(101)위에 각 신호 라인의 금속 패드(102)를 형성한다.First, as shown in FIG. 3A, an insulating film 101 (for example, an oxide film) such as a gate insulating film or an interlayer insulating film is formed on the
이 때, 상기 금속 패드(102)는 상기 도 2에서 설명한 바와 같은 각 게이트 전극(120, 130, 140)과 동일 물질로 동일 층에 형성될 수 있고, 별도의 콘택을 통해 다른 물질로 형성될 수 있으며, 대부분 알루미늄(Al)으로 형성된다. In this case, the
그리고, 상기 금속 패드(102)를 포함한 상기 절연막(101) 전면에 보호막(103)을 형성한다. 여기서 상기 보호막(103)은 산화막 또는 질화막 등으로 형성한다.A
도 3b에 도시한 바와 같이, 상기 보호막(103)위에 감광막(104)을 도포하고, 노광 및 현상하여 상기 금속 패드(102) 상측 부분이 노출되도록 패터닝한다. As shown in FIG. 3B, a
그리고, 상기 패터닝된 감광막(104)을 마스크로 이용하여 상기 보호막(103)을 선택적으로 식각하여 상기 금속 패드(102)에 패드 오픈부(105)를 형성한다.The
도 3c에 도시한 바와 같이, 상기 감광막(104)을 제거하고, 상기 반도체 기판(101)에 습식 세정(wet cleaning)을 실시한다.As shown in FIG. 3C, the
이어, 상기 보호막(103) 전면에 제 1 평탄화층(106)을 증착하고 마스크를 이용한 사진 식각 공정을 이용하여 상기 금속 패드 부분을 제외한 부분에만 남도록 한다. Subsequently, the
그리고, 각 포토다이오드 영역(도면에는 도시되지 않음)에 상응하는 상기 제 1 평탄화층(106)위에 차례로 청색 칼라 필터층(107), 녹색 칼라 필터층(108) 및 적색 칼라 필터층(109)을 형성한다. A blue
여기서, 상기 각 칼라 필터층 형성 방법은, 해당 칼라 레지스트를 도포하고 별도의 마스크를 이용한 사진 식각 공정으로 각 칼라 필터층을 형성한다.Here, each of the color filter layer forming methods may apply the color resist and form each color filter layer by a photolithography process using a separate mask.
도 3d에 도시한 바와 같이, 상기 각 칼라 필터층(107, 108, 109)을 포함한 기판 전면에 제 2 평탄화층(111)을 형성하고 마스크를 이용한 사진 식각 공정으로 상기 금속 패드 부분을 제외한 영역에만 남도록 한다.As shown in FIG. 3D, the
도 3e에 도시한 바와 같이, 상기 제 2 평탄화층(111) 상의 각 칼라 필터층(107, 108, 109)에 대응하여 마이크로렌즈(112)를 형성한다. As shown in FIG. 3E, the
그리고, 이와 같이 제조된 CMOS 이미지 센서의 각 금속 패드(102)의 프로브 테스트(probe test)하여 접촉저항을 체크한 후, 이상이 없으면 외부 구동회로와 상기 금속 패드를 전기적으로 연결시킨다.Then, after the probe test of each
그러나, 상기와 같은 종래의 CMOS 이미지 센서의 제조방법에 있어서는 다음과 같은 문제점이 있었다.However, in the conventional method of manufacturing a CMOS image sensor as described above has the following problems.
첫째, 패드 오픈부를 형성하고 습식 세정 후 후속공정 진행할 때 마지막 공정인 패드 검사(pad inspection) 시 알루미늄 오염과 부식(corrosion)이 발견된다.First, aluminum padding and corrosion are found during the pad inspection, which is the final process when the pad opening is formed and wet cleaning is performed.
둘째, 감광막 제거시 솔벤트(solvent)를 이용한 크리닝(cleaning)이 실시되는데 감광막의 제거 공정에서 제거되지 않은 폴리머 성분 및 웨이퍼 백사이드(wafer backside)의 오염 물질 등 다양한 성분으로 인해 오염을 유발한 성분이 크리닝 동안 금속 패드를 오염시키게 된다.Second, cleaning is performed by using a solvent to remove the photoresist film. The components that cause contamination due to various components such as polymer components not removed during the photoresist removal process and contaminants on the wafer backside are cleaned. Will contaminate the metal pads.
셋째, 금속 패드에 패드 오픈부를 형성한 후, 상기 제 1 평탄화층 형성, 각 칼라 필터층 형성, 제 2 평탄화층 형성 및 마이크로렌즈 형성 등의 공정이 진행하는데, 이때 금속 패드가 노출된 상태에서 상기 각 후속 공정이 진행되므로, 상기 후속 공정으로 인해 상기 금속 패드가 TMAH 계열의 알카리(alkali) 용액에 지속적으로 노출되어(칼라 필터 진행시 최소 3회 이상) 상기 금속 패드가 부식되어 피티(pit)가 발생하여 소자의 신뢰성이 악화되고 수율이 저하한다.Third, after the pad opening is formed on the metal pad, processes such as forming the first flattening layer, forming each color filter layer, forming the second flattening layer, and forming the microlens are performed. As the subsequent process proceeds, the metal pad is continuously exposed to the TMAH series alkali solution (at least three times during the color filter), which causes the metal pad to corrode and pit. This deteriorates the reliability of the device and lowers the yield.
본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위한 것으로, 금속 패드의 오염을 방지함과 동시에 후속 공정에서 진행되는 패드 오염 및 데미지를 방지하여 이미지 소자의 신뢰성 및 수율을 향상시키도록 한 씨모스 이미지 센서의 제조방법을 제공하는데 그 목적이 있다.The present invention is to solve the above problems, and to prevent the contamination of the metal pad at the same time to prevent the pad contamination and damage in the subsequent process to improve the reliability and yield of the image device of the CMOS image sensor The purpose is to provide a manufacturing method.
상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 씨모스(CMOS) 이미지 센서의 제조방법은 Method of manufacturing a CMOS image sensor according to the present invention for achieving the above object is
이하, 첨부된 도면을 참고하여 본 발명에 의한 씨모스 이미지 센서의 제조방법을 보다 상세히 설명하면 다음과 같다.Hereinafter, a method of manufacturing the CMOS image sensor according to the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
도 4a 내지 도 4g는 본 발명의 실시예에 따른 CMOS 이미지 센서의 제조방법을 나타낸 공정 단면도이다.4A to 4G are cross-sectional views illustrating a method of manufacturing a CMOS image sensor according to an exemplary embodiment of the present invention.
먼저, 도 4a에 도시한 바와 같이, 반도체 기판(200)상에 층간 절연막(201)을 형성하고, 상기 층간 절연막(201)위에 각 신호 라인의 금속 패드(202)를 형성한다. First, as shown in FIG. 4A, an
이 때, 상기 금속 패드(202)는 상기 도 2에서 설명한 바와 같은 각 게이트 전극(120, 130, 140)과 동일 물질로 동일 층에 형성될 수 있고, 별도의 콘택을 통 해 다른 물질로 형성될 수 있으며, 대부분 알루미늄(Al)으로 형성된다. In this case, the
그리고, 상기 금속 패드(202)를 포함한 상기 층간 절연막(201)의 전면에 보호막(203)을 형성한다. 여기서 상기 보호막(203)은 산화막 또는 질화막 등으로 형성한다.A
도 4b에 도시한 바와 같이, 상기 보호막(203)위에 감광막(204)을 도포한 후, 노광 및 현상 공정으로 상기 금속 패드(202) 상측 부분이 오픈되도록 상기 감광막(204)을 선택적으로 패터닝한다. As shown in FIG. 4B, after the
그리고 상기 패터닝된 감광막(204)을 마스크로 이용하여 상기 보호막(203)을 선택적으로 식각하여 상기 금속 패드(202)에 패드 오픈부(205)를 형성한다.The
도 4c에 도시한 바와 같이, 상기 감광막(204)을 제거하고, 상기 반도체 기판(200)에 습식 세정을 실시하여 패드 오픈부(205)를 형성할 때 발생한 이물질 및 감광막(204)의 폴리머 성분을 제거한다.As illustrated in FIG. 4C, the foreign matter and the polymer component of the
이어, 상기 반도체 기판(200)의 전면에 산소(O2) 건식 애싱(dry ashing) 처리를 실시한다.Subsequently, oxygen (O 2 ) dry ashing is performed on the entire surface of the
여기서, 상기 O2를 이용한 건식 애싱은 150 ~ 300℃의 온도, 수십 mTorr 에서 수십 Torr의 압력, O2의 양은 수백 sccm 에서 수만 sccm 까지 사용하고, 첨가 가스로 N2, Ar, He 등을 사용한다. 그리고, 플라즈마 소스(plasma source) 또한 RF 대역에서 마이크로웨이브까지 폭 넓게 사용한다.Here, the dry ashing using the O 2 is used in the temperature of 150 ~ 300 ℃, the pressure of several tens Torr at tens of mTorr, the amount of O 2 from several hundred sccm to tens of sccm, using N 2 , Ar, He, etc. as an additive gas do. In addition, the plasma source (plasma source) is also widely used from the RF band to the microwave.
또한, 상기 O2를 이용한 건식 애싱 대신에 또 다른 실시의 예는 다음과 같다. Further, another embodiment instead of dry ashing using the O 2 is as follows.
즉, CDE(chemical dry etch or chemical downs stream etch) 기법을 이용한 애싱 처리인데, 상기 CDE 기법을 이용한 애싱은 상온(25℃)에서 이루어지고, 수십 Pa 의 압력(예를 들면 30 ~ 100Pa)과 수백 W의 파워(예를 들면 300 ~ 800 W), 수십에서 수백 sccm O2(예를 들면 200 ~ 500sccm)와, 수십에서 수백 sccm의 N2(여기서 상기 N2 가스의 범위는 중요하지 않지만 플라즈마의 지속적 유지 및 압력 제어 등에 용이한 범위 사용)를 사용한다. That is, ashing treatment using a chemical dry etch or chemical downs stream etch (CDE) technique, which is carried out at room temperature (25 ℃), pressure of several tens of Pa (for example 30 ~ 100Pa) and hundreds Power of W (e.g. 300-800 W), tens to hundreds of sccm O 2 (e.g. 200-500 sccm) and tens to hundreds of sccm N 2 (where the range of N 2 gas is not critical but Easy to use for continuous maintenance and pressure control).
또한, 본 발명에서는 700W의 파워, 50Pa의 압력, 480sccm의 O2, 80sccm의 N2, 20sec의 시간 조건으로 진행한다. 다른 목적에 의해 상기 가스에 Ar, He 등의 비활성 개스를 첨가하여 사용하기도 한다.Further, in the present invention, the power proceeds at a time of 700 W, 50 Pa pressure, 480 sccm O 2 , 80 sccm N 2 , and 20 sec. For other purposes, an inert gas such as Ar or He may be added to the gas.
한편, 상기 O2 애싱 처리시에 상기 패드 오픈부(205)에 의해 노출된 금속 패드(202)의 표면에는 절연막(206)이 형성된다.Meanwhile, an insulating
여기서, 상기 절연막(206)은 알루미늄 옥사이드이다. Here, the insulating
또한, 상기 절연막(206)은 별도의 공정을 통해 노출된 금속 패드(202)를 산화하여 형성할 수도 있다.In addition, the insulating
도 4d에 도시한 바와 같이, 상기 반도체 기판(200)의 전면에 제 1 평탄화층(207)을 증착하고 마스크를 이용한 사진 식각 공정을 이용하여 상기 금속 패드 부 분을 제외한 부분에만 남도록 한다. As shown in FIG. 4D, the
그리고, 각 포토다이오드 영역(도면에는 도시되지 않음)에 상응하는 상기 제 1 평탄화층(207)위에 차례로 청색 칼라 필터층(208), 녹색 칼라 필터층(209) 및 적색 칼라 필터층(210)을 형성한다. A blue
여기서, 상기 각 칼라 필터층 형성 방법은, 해당 감광성 물질을 도포하고 별도의 마스크를 이용한 사진 식각 공정으로 각 칼라 필터층을 형성한다.Here, in each of the color filter layer forming methods, the color photosensitive material is coated and the color filter layers are formed by a photolithography process using a separate mask.
도 4e에 도시한 바와 같이, 상기 각 칼라 필터층(208, 209, 210)을 포함한 반도체 기판(200)의 전면에 제 2 평탄화층(211)을 형성하고 마스크를 이용한 사진 식각 공정으로 상기 금속 패드 부분을 제외한 영역에만 남도록 한다.As shown in FIG. 4E, a
도 4f에 도시한 바와 같이, 상기 제 2 평탄화층(211)상에 마이크로렌즈용 물질층을 증착한 후 선택적으로 패터닝하고, 리플로우 공정을 실시하여 상기 각 칼라 필터층(208, 209, 210)에 대응하는 반구형 형태의 마이크로렌즈(212)를 형성한다. As shown in FIG. 4F, a microlens material layer is deposited on the
이어, 상기 반도체 기판(200)에 별도의 마스크 공정없이 블랭킷(blanket) 식각을 진행하여 상기 금속 패드(202)의 표면에 형성된 절연막(206)을 제거하여 상기 패드 오픈부(205)를 노출시킨다.Subsequently, a blanket etching is performed on the
도 5a 및 도 5b는 O2를 포함한 애싱 공정과 진행하지 않은 경우의 패드 검사 결과이다. 5A and 5B show an ashing process including O 2 and a pad test result when not progressing.
즉, 도 5a의 O2를 포함한 애싱 공정을 진행하지 않은 종래 기술이고, 도 5b는 O2를 포함한 애싱 공정을 진행한 본 발명의 기술이다.That is, the prior art did not proceed with the ashing process, including the O 2 of Figure 5a, Figure 5b is a technique of the present invention proceeds by the ashing process, including O 2.
도 5b와 같이 본 발명에 의해 실시한 예의 경우, 패드상의 오염이 상당히 감소함을 알 수 있다. In the case of the example implemented by the present invention as shown in Figure 5b, it can be seen that the contamination on the pad is significantly reduced.
도 6a 및 도 6b는 금속 패드 표면상의 원소분석 결과이다. 6A and 6B show the results of elemental analysis on the metal pad surface.
도 6a에서와 같이, 종래의 경우는 F, C의 함량이 상대적으로 높아 오염이 높음을 알 수 있다. 또한 알루미늄 옥사이드 층의 형성이 불완전하고 두께가 얇아 패드 보호역할이 부족함을 알 수 있다. As shown in Figure 6a, in the conventional case it can be seen that the contamination is high because the content of F, C is relatively high. In addition, it can be seen that the formation of the aluminum oxide layer is incomplete and the thickness is not enough pad protection role.
이에 반하여 본 발명은 도 6b에서와 같이 F가 상당히 적게 발견되면 50Å 이상의 절연막이 형성됨을 알 수 있다. On the contrary, in the present invention, as shown in FIG. 6B, when F is found to be considerably less, an insulating film of 50 mV or more can be seen.
한편, 이상에서 설명한 본 발명은 상술한 실시예 및 첨부된 도면에 한정되는 것이 아니고, 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위내에서 여러 가지 치환, 변형 및 변경이 가능하다는 것이 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 있어 명백할 것이다.On the other hand, the present invention described above is not limited to the above-described embodiment and the accompanying drawings, it is possible that various substitutions, modifications and changes within the scope without departing from the technical spirit of the present invention. It will be apparent to those of ordinary skill in Esau.
이상에서 설명한 바와 같은 본 발명에 따른 씨모스(CMOS) 이미지 센서의 제조방법에 있어서는 다음과 같은 효과가 있다.As described above, the method of manufacturing the CMOS image sensor according to the present invention has the following effects.
첫째, O2 건식 또는 CDE 방식을 포함한 애싱 처리를 실시함으로써 금속 패드 및 기판 표면상의 잔사를 제거하여 패드 오염을 방지할 수 있다.First, the ashing treatment including the O 2 dry or CDE method can be performed to remove residues on the surface of the metal pad and the substrate to prevent pad contamination.
둘째, 금속 패드의 표면에 소정 두께의 절연막을 형성하여 이 후의 공정진행 중 발생하는 패드 데미지를 방지할 수 있다.Second, an insulating film having a predetermined thickness may be formed on the surface of the metal pad to prevent pad damage occurring during subsequent process.
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