KR100847830B1 - 씨모스 이미지센서의 제조 방법 - Google Patents
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Abstract
본 발명은 최상층의 패드, 상기 패드를 내포하여 절연하는 절연막 및 상기 절연막을 캡핑(capping)하는 캡핑막을 구비한 씨모스 이미지 센서에 있어서, 상기 절연막과 캡핑막을 식각하여 상기 최상층의 패드 영역을 노출시키는 단계; 상기 최상층의 패드 영역을 보호하기 위해 TR 코팅제(Thermal Resin Coating)를 이용하여 상기 최상층의 패드 영역을 덮는 단계; 포토 다이오드(Photodiode)에 대응하는 상기 최상층에 칼라 필터를 구비하는 단계; 상기 칼라 필터 상에 평탄화층을 구비하는 단계; 상기 패드 영역의 TR 코팅제를 포함한 이물질을 제거하기 위한 세정공정을 수행하는 단계; 및 상기 패드 영역에 대한 본딩을 수행하는 단계를 포함하는 씨모스 이미지센서의 제조 방법에 관한 것이다.
씨모스 이미지센서, TR 코팅제, UV(ultraviolet)/O3 세정
Description
도 1은 종래의 씨모스 이미지센서 장치의 제조 과정에서 발생하는 패드 손상을 도시한 예시도.
도 2는 본 발명의 실시예에 따라 씨모스 이미지 센서의 제조 방법을 도시한 순서도.
도 3은 본 발명의 실시예에 따라 씨모스 이미지 센서의 제조 방법을 설명하기 위한 씨모스 이미지 센서의 단면을 도시한 단면도.
도 4는 본 발명의 실시예에 따라 UV(ultraviolet)/O3 세정 공정으로 처리한 씨모스 이미지 센서의 패드 부분을 나타낸 도면.
<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명>
100: 패드 110: 절연막
120: 캡핑막
본 발명은 씨모스 이미지센서의 제조 방법에 관한 것으로, 특히 패드 부분에 손상이 발생하는 것을 방지하기 위해 사용되고 있는 TR 코팅제가 패드 부분에 잔류 하는 문제점을 해소하기 위한 씨모스 이미지센서의 제조 방법에 관한 것이다.
이미지 센서(image sensor)는 광학적 이미지를 전기적 신호로 변형시키는 소자로서, 이미지 센서는 크게 CMOS(Complementary Metal-Oxide-Silicon) 이미지 센서와 CCD(Charge Coupled Device) 이미지 센서로 구분될 수 있다. CCD 이미지 센서는 CMOS 이미지 센서에 비하여 광감도(Photo sensitivity) 및 노이즈(noise)에 대한 특성이 우수하나, 고집적화에 어려움이 있고, 전력 소모가 높다. 이에 반하여, CMOS 이미지 센서는 CCD 이미지 센서에 비하여 공정들이 단순하고, 고집적화에 적합하며, 전력 소모가 낮다.
따라서, 최근에는 반도체 소자의 제조 기술이 고도로 발전함에 따라, CMOS 이미지 센서의 제조 기술 및 특성이 크게 향상되어 CMOS 이미지 센서에 대한 연구가 활발히 진행되고 있다. 통상적으로, CMOS 이미지 센서의 화소(pixel)는 빛을 받아들이는 포토 다이오드들과 포토 다이오드들로부터 입력된 영상신호들을 제어하는 CMOS 소자들을 구비한다. 포토 다이오드들에서는 칼라 필터를 통해 입사되는 적색(Red)광, 녹색(Green)광 및 청색(Blue)광의 파장과 세기에 따라 전자(electron)-정공(hole) 쌍이 발생하고, 발생한 전자들의 양에 따라 출력신호가 변화됨으로써 이미지를 감지할 수 있다.
CMOS 이미지 센서와 같은 이미지 센서는 포토다이오드와 같은 광전변환부가 형성되는 화소 영역과 화소 영역에서 검출되는 신호들을 검출하기 위한 주변회로 영역을 구비하고, 주변회로 영역은 화소 영역을 둘러싸도록 위치한다.
이와 같은 종래의 CMOS 이미지 센서를 제조하는 과정에서, 도 1에 도시된 바 와 같이 칼라 필터를 구비하기 전에 현상(Develop) 용액의 영향에 의해 패드 부분에 손상(Pad Corrosion)이 발생하는 것을 방지하기 위해 사용되고 있는 TR 코팅제(Thermal Resin Coating)가 패드 외각 부분에 잔류하는 문제점이 발생한다.
특히, 종래에 CMOS 이미지 센서의 제조 공정에서 패드 보호막으로 사용되고 있는 TR 코팅제를 제거하는 O2 에싱(Ashing)을 수행한 후에도 TR 코팅제가 완전히 제거되지 않아 잔류하게 되는 문제점이 있다.
본 발명은 현상 용액에 의해 패드 부분에 손상이 발생하는 것을 방지하기 위해 사용되고 있는 TR 코팅제가 패드 부분에 잔류하는 문제점을 해소하기 위한 씨모스 이미지 센서의 제조 방법을 제공하는 데 있다.
이와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명은 최상층의 패드, 상기 패드를 내포하여 절연하는 절연막 및 상기 절연막을 캡핑(capping)하는 캡핑막을 구비한 씨모스 이미지 센서에 있어서, 상기 절연막과 캡핑막을 식각하여 상기 최상층의 패드 영역을 노출시키는 단계; 상기 최상층의 패드 영역을 보호하기 위해 TR 코팅제(Thermal Resin Coating)를 이용하여 상기 최상층의 패드 영역을 덮는 단계; 포토 다이오드(Photodiode)에 대응하는 상기 최상층에 칼라 필터를 구비하는 단계; 상기 칼라 필터 상에 평탄화층을 구비하는 단계; 상기 패드 영역의 TR 코팅제를 포함한 이물질을 제거하기 위한 세정공정을 수행하는 단계; 및 상기 패드 영역에 대한 본딩을 수행하는 단계를 포함하는 씨모스 이미지센서의 제조 방법에 관한 것이 다.
본 발명에서 상기 세정공정을 수행하는 단계는 상기 패드 영역의 TR 코팅제를 O2 에싱(ashing) 공정을 수행하여 제거하는 단계; 및 잔류하는 상기 TR 코팅제를 포함한 이물질을 UV(ultraviolet)/O3 세정(Cleaning) 공정을 수행하여 제거하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명에서 상기 본딩을 수행하는 단계를 수행하기 전에 상기 평탄화층 상에 다수의 마이크로 렌즈를 구비하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명에서 상기 최상층의 패드 영역을 노출시키는 단계는 RIE(reactive ion etching)를 이용하여 수행하는 것을 특징으로 한다.
본 발명에서 상기 UV(ultraviolet)/O3 세정(Cleaning) 공정을 수행하여 제거하는 단계는 상기 잔류하는 TR 코팅제의 양에 따라 설정된 소정의 시간 동안 자외선을 조사하여 상기 TR 코팅제를 해리(dissociation)시키는 단계; 및 상기 해리된 TR 코팅제를 O3와 반응하여 CO2 또는 H2O와 같은 형태로 변형시켜 제거하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하고, 상기 R 코팅제를 해리(dissociation)시키는 단계에서 상기 잔류하는 TR 코팅제의 양이 500Å의 두께인 경우 상기 소정의 시간은 2분 내지 5분인 것을 특징으로 한다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예를 상세하게 설명한다. 본 발명을 설명함에 있어, 관련된 공지 구성 또는 기능에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명은 생략한다.
본 발명의 실시예에 따른 씨모스 이미지 센서의 제조 방법은 도 2와 도 3을 참조하여 설명한다.
도 2는 본 발명의 실시예에 따라 씨모스 이미지 센서의 제조 방법을 도시한 순서도이고, 도 3은 본 발명의 실시예에 따라 씨모스 이미지 센서의 제조 방법을 설명하기 위한 씨모스 이미지 센서의 단면을 도시한 단면도이다.
도 2에 도시된 바와 같이 본 발명의 실시예에 따라 씨모스 이미지 센서의 제조 방법은, 도 3에 도시된 바와 같이 다수의 층과 콘택으로 구성된 씨모스 이미지 센서로서 최상층의 패드(100), 패드(100)를 내포하여 절연하는 절연막(110) 및 절연막(110)을 캡핑(capping)하는 캡핑막(120)을 구비한 씨모스 이미지 센서에 대해 RIE(reactive ion etching)를 수행함으로써, 절연막(110)과 캡핑막(120)을 식각하여 최상층의 패드(100) 부분을 노출시킨다.
이와 같이 노출된 패드(100) 부분에 대해 TR 코팅제(Thermal Resin Coating)를 이용하여 노출된 패드(100) 부분을 덮는 보호막(도시하지 않음)을 400 ~ 650Å, 바람직하게는 550Å의 두께로 형성한다(S201).
TR 코팅제의 보호막을 이용하여 노출된 패드(100) 부분을 덮는 이유는 이후 수행되는 칼라 필터(Color Fiter)를 구비하는 과정에서 현상액의 영향에 의해 패드(100) 부분에 손상(Corrosion)이 발생하는 것을 방지하기 위한 것이다.
이어서, 패드(100) 부분에서 이격되어 포토 다이오드(Photodiode: 도시하지 않음)에 대응하는 위치에 레드(Red), 그린(Green) 및 블루(Blue)의 3가지 칼라로 이루어진 칼라 필터, 또는 옐로우(Yellow), 마젠타(Magenta) 및 시안(Cyan)의 3가 지 칼라로 이루어진 칼라 필터(도시하지 않음)를 구비한다(S202).
칼라 필터를 구비한 후, 칼라 필터 상에 포토레지스트 물질을 이용하여 도포하고 경화시키며 CMP(Chemical Mechanical Polishing)와 같은 평탄화 공정을 수행하여 평탄화층(도시하지 않음)으로 구비한다(S203).
이때, 평탄화층의 포토레지스트 물질이 패드(100) 부분에도 잔류하게 되고 이미 형성된 TR 코팅제의 보호막을 제거하기 위한 세정공정을 수행한다(S204).
포토레지스트 물질과 TR 코팅제의 보호막을 제거하기 위한 세정 공정은 먼저, O2 에싱(ashing) 공정을 수행하여 포토레지스트 물질과 TR 코팅제의 상당부분을 제거한다.
이어서, O2 에싱 공정을 수행한 후에도 잔류하는 TR 코팅제를 완전히 제거하기 위해 UV(ultraviolet)/O3 세정(Cleaning) 공정을 수행한다. 여기서, UV/O3 세정 공정은 UV 램프를 이용하여 패드(100) 부분에 잔류하는 TR 코팅제의 양에 따라 설정된 소정의 시간, 예를 들어 잔류하는 TR 코팅제가 500Å인 경우 2분 내지 5분 동안 자외선을 조사하여 잔류하는 TR 코팅제를 해리(dissociation)시키고, 해리된 TR 코팅제가 O3와 반응하여 CO2 또는 H2O와 같은 형태로 변형시켜서 제거할 수 있는 공정이다.
이후, 평탄화층 상에 종래와 동일하게 다수의 마이크로 렌즈를 구비하고(S205), 패드(100) 부분에 대해 예를 들어, 와이어 본딩(wire bonding)과 같은 본딩을 수행한다(S206).
따라서, 이와 같이 UV(ultraviolet)/O3 세정(Cleaning) 공정을 이용하여 패드(100) 부분에 잔류하는 TR 코팅제 등의 이물질을 제거하여, 도 4에 도시된 바와 같이 이물질이 없는 깨끗한 패드(100) 부분을 획득함으로써 본딩 수행 단계(S206)에서 이루어지는 본딩 공정의 수율 증가와 본딩 접착력(Bondability)의 향상 등을 기대할 수 있다.
본 발명의 기술사상은 상기 바람직한 실시예에 따라 구체적으로 기술되었으나, 전술한 실시예들은 그 설명을 위한 것이며, 그 제한을 위한 것이 아님을 주의하여야 한다.
또한, 본 발명의 기술분야의 통상의 전문가라면 본 발명의 기술사상의 범위 내에서 다양한 실시가 가능함을 이해할 수 있을 것이다.
상기한 바와 같이 본 발명은 UV(ultraviolet)/O3 세정(Cleaning) 공정을 이용하여 패드 부분에 잔류하는 이물질을 제거하여, 본딩 공정의 수율 증가와 본딩 접착력(Bondability)을 향상시킬 수 있는 씨모스 이미지 센서의 제조 방법을 제공할 수 있다.
Claims (6)
- 패드, 상기 패드를 내포하여 절연하는 절연막 및 상기 절연막을 캡핑(capping)하는 캡핑막을 구비한 씨모스 이미지 센서에 있어서,상기 절연막과 캡핑막을 식각하여 상기 패드를 노출시키는 단계;TR 코팅제(Thermal Resin Coating)를 이용하여 상기 패드를 코팅하는 단계;상기 패드와 이격하여 칼라 필터를 형성하는 단계;상기 패드에 코팅된 상기 TR 코팅제를 O2 에싱(ashing) 공정을 수행하여 제거하는 단계;상기 O2 에싱 공정 수행 후에 상기 패드에 잔류하는 TR 코팅제를 UV(ultraviolet)/O3 세정(Cleaning) 공정을 수행하여 제거하는 단계; 및상기 패드에 대한 본딩을 수행하는 단계를 포함하는 씨모스 이미지센서의 제조 방법.
- 제 1 항에 있어서, 상기 씨모시 이미지 센서의 제조 방법은,상기 O2 에싱 공정 수행 전에 상기 칼라 필터 상에 포토레지스트 물질을 도포하고, 상기 포토레지스트 물질을 경화시킨 후 CMP 공정을 수행하여 평탄화층을 형성하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 씨모스 이미지센서의 제조 방법.
- 제 2 항에 있어서, 상기 씨모스 이미지센서의 제조 방법은,상기 평탄화층 형성 단계에서 도포된 포토레지스트 물질 중 상기 패드에 잔류하는 포토레지스트 물질을 UV(ultraviolet)/O3 세정(Cleaning) 공정을 수행하여 제거하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 씨모스 이미지 센서의 제조 방법.
- 제 2 항에 있어서, 상기 씨모스 이미지센서의 제조 방법은,상기 패드에 대한 본딩을 수행하는 단계를 수행하기 전에 상기 평탄화층 상에 다수의 마이크로 렌즈를 구비하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 씨모스 이미지센서의 제조 방법.
- 제 1 항에 있어서, 상기 UV(ultraviolet)/O3 세정(Cleaning) 공정을 수행하여 제거하는 단계는,상기 패드 영역에 잔류하는 TR 코팅제의 양에 따라 설정된 소정의 시간 동안 자외선을 조사하여 상기 TR 코팅제를 해리(dissociation)시키는 단계; 및상기 해리된 TR 코팅제를 O3와 반응하여 CO2 또는 H2O 형태로 변형시켜 제거하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 씨모스 이미지센서의 제조 방법.
- 제 5 항에 있어서, 상기 TR 코팅제를 해리(dissociation)시키는 단계는,상기 패드 영역에 잔류하는 TR 코팅제의 양이 500Å의 두께일 때, 2분 내지 5분 동안 상기 자외선을 조사하여 상기 TR 코팅제를 해리시키는 것을 특징으로 하는 씨모스 이미지센서의 제조 방법.
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| A201 | Request for examination | ||
| E902 | Notification of reason for refusal | ||
| E701 | Decision to grant or registration of patent right | ||
| GRNT | Written decision to grant | ||
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Payment date: 20120619 Year of fee payment: 5 |
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| LAPS | Lapse due to unpaid annual fee |