KR100967482B1 - Method for fabricating image sensor - Google Patents

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Abstract

실시예는 이미지 센서의 제조 방법에 관한 것이다. 실시예에 따른 이미지 센서의 제조 방법은, 포토다이오드 및 금속 배선을 포함하는 기판 상에 마이크로 렌즈를 형성하는 단계, 상기 기판 상에 패드 마스크를 형성하여 상기 금속 배선의 일부를 노출시키는 단계, 상기 패드 마스크를 제거하는 단계 및 상기 마이크로 렌즈가 형성된 기판 전면을 실란 처리하는 단계를 포함한다. 실시예는 하드 마스크의 렌즈 표면의 거칠기를 감소시키고 소수성을 증가시켜 파티클의 흡착을 방지하고 감도를 향상시킬 수 있다.Embodiments relate to a method of manufacturing an image sensor. In another embodiment, a method of manufacturing an image sensor includes: forming a microlens on a substrate including a photodiode and metal wires, forming a pad mask on the substrate to expose a portion of the metal wires; Removing the mask and silane-treating the entire surface of the substrate on which the microlens is formed. Embodiments can reduce the roughness of the lens surface of the hard mask and increase hydrophobicity to prevent adsorption of particles and to improve sensitivity.

이미지 센서, 마이크로 렌즈, 실란 Image Sensor, Micro Lens, Silane

Description

이미지 센서의 제조 방법{METHOD FOR FABRICATING IMAGE SENSOR}Manufacturing Method of Image Sensor {METHOD FOR FABRICATING IMAGE SENSOR}

실시예는 이미지 센서의 제조 방법에 관한 것이다.Embodiments relate to a method of manufacturing an image sensor.

일반적으로, 이미지 센서(Image sensor)는 광학적 영상((optical image)을 전기적 신호로 변환시키는 반도체 소자로써, 크게 전하결합소자(charge coupled device: CCD)와 씨모스(CMOS; Complementary Metal Oxide Silicon) 이미지 센서(Image Sensor)(CIS)로 구분된다.In general, an image sensor is a semiconductor device that converts an optical image into an electrical signal, and is mainly composed of a charge coupled device (CCD) and a CMOS (Complementary Metal Oxide Silicon) image. It is divided into a sensor (Image Sensor) (CIS).

한편, CCD는 구동 방식이 복잡하고, 전력 소비가 클 뿐만 아니라, 다단계의 포토 공정이 요구되므로 제조 공정이 복잡한 단점을 갖고 있으므로, 최근에는 상기 전하 결합 소자의 단점을 극복하기 위한 차세대 이미지 센서로서 씨모스 이미지 센서가 주목을 받고 있다.On the other hand, the CCD has a complex driving method, a large power consumption, and requires a multi-stage photo process, so that the manufacturing process has a complex disadvantage. Recently, the CCD is used as a next-generation image sensor to overcome the disadvantage of the charge coupling device. Morse image sensor is attracting attention.

씨모스 이미지센서는 단위 화소 내에 포토 다이오드와 모스 트랜지스터를 형성시키는 스위칭 방식으로 각 단위 화소의 전기적 신호를 순차적으로 검출하여 영상을 구현한다.The CMOS image sensor implements an image by sequentially detecting an electrical signal of each unit pixel in a switching method of forming a photodiode and a MOS transistor in the unit pixel.

이러한 다양한 이미지 센서를 제조함에 있어서, 이미지 센서의 광감도(photo sensitivity)를 증가시키기 위한 노력들이 진행되고 있고 그중 하나가 집광기술이 다. 예컨대, CMOS 이미지 센서는 빛을 감지하는 광감지부분과 감지된 빛을 전기적 신호로 처리하여 데이터화하는 로직회로부분으로 구성되어 있는 바, 광감도를 높이기 위해서는 전체 이미지 센서 면적에서 광감지부분의 면적이 차지하는 비율(이를 통상 "Fill Factor"라 한다)을 크게 하려는 노력이 진행되고 있지만, 근복적으로 로직회로 부분을 제거할 수 없기 때문에 제한된 면적 하에서 이러한 노력에는 한계가 있다. 따라서 광감도를 높여주기 위하여 광감지부분 이외의 영역으로 입사하는 빛의 경로를 바꿔서 광감지부분으로 모아주는 집광기술이 많이 연구되고 있다. In manufacturing these various image sensors, efforts are being made to increase the photo sensitivity of the image sensor, and one of them is a light condensing technology. For example, the CMOS image sensor is composed of a light sensing portion for detecting light and a logic circuit portion for processing the sensed light as an electrical signal to make data. In order to increase the light sensitivity, the area of the light sensing portion occupies the entire image sensor area. Efforts have been made to increase the ratio (commonly referred to as "Fill Factor"), but this effort is limited under a limited area because the logic circuit portion cannot be removed in recent years. Therefore, a lot of researches have focused on condensing technology to change the path of light incident to the area other than the light sensing area to raise the light sensitivity.

상기 집광 기술의 대표적인 예가 마이크로 렌즈를 형성하는 것이다. A representative example of the above condensing technique is to form a micro lens.

종래기술에 의하면, 이미지센서의 제조과정 중 마이크로렌즈를 형성하는 방법은 일반적으로 화소가 형성된 반도체 기판 상에 최상부 금속배선 및 패시베이션층을 형성한 후 컬러필터와 마이크로 렌즈 형성 공정을 진행한다. According to the related art, a method of forming a microlens during a manufacturing process of an image sensor generally forms a top metal wiring and passivation layer on a semiconductor substrate on which pixels are formed, and then performs a color filter and a microlens forming process.

상기와 같은 마이크로 렌즈는 감광성 유기물 물질을 노광(expose), 현상(development), 리플로우(reflow)의 순서로 진행하여 반구형의 모양을 최종 형성시킨다. 그러나, 상기 감광성 유기물 물질은 물성 자체가 약하여 패키지 및 범프 등의 후공정에서 마이크로 렌즈가 물리적인 충격에 의해 크랙 등에 의한 손상을 입기 쉽고 감광성 유기물은 상대적인 점성이 강하여 파티클이 흡착될 경우 렌즈의 불량을 유발시키게 된다.The micro lens as described above forms a hemispherical shape by sequentially processing the photosensitive organic material in the order of exposure, development, and reflow. However, since the photosensitive organic material has a weak physical property, the microlens is easily damaged by cracks due to physical impact in a post process such as a package and bumps, and the photosensitive organic material has a relatively high viscosity, so that defects of the lens when particles are adsorbed. It is triggered.

이를 방지하기 위해 경도가 높은 산화막이나 질화막 등의 물질을 보호막으로 사용하는 방법이 이용되고 있으며, 아예 무기물 자체를 이용하여 하드 마이크로 렌즈를 구현하기 위한 노력들이 시도되고 있다.In order to prevent this, a method of using a material such as an oxide film or a nitride film having a high hardness as a protective film is used, and efforts have been made to implement a hard micro lens using the inorganic material itself.

종래 산화막으로 이루어진 마이크로 렌즈의 표면은 매우 거칠다. 그 이유는 산화막이 저온산화막으로 이루어져 막의 밀도가 매우 낮기 때문이다. 상기 마이크로 렌즈를 저온산화막으로 형성하는 이유는 마이크로 렌즈 아래에 컬러필터가 유기물이어서 산화막 형성시에 밀도를 높이기 위해서 온도를 높이면 컬러필터 유기물에 손상(damage)이 있기 때문에 온도를 높이지 못한다. 이러한 이유로 저온산화막을 증착하지만 막의 밀도가 낮게 된다.The surface of a micro lens made of a conventional oxide film is very rough. This is because the oxide film is made of a low temperature oxide film and the density of the film is very low. The reason why the microlens is formed of a low temperature oxide film is that the color filter under the microlens is an organic material, and thus, if the temperature is increased to increase the density at the time of forming the oxide film, the color filter organic material does not increase the temperature. For this reason, the low temperature oxide film is deposited, but the density of the film is low.

따라서, 종래 마이크로 렌즈 표면 거칠기 때문에 마이크로 렌즈 표면으로 입사된 빛이 포토다이오드 이외의 영역으로 분산되어 입사되거나 표면에서 산란되는 등의 손실이 발생된다.Therefore, due to the roughness of the conventional microlens surface, the light incident on the microlens surface is dispersed to a region other than the photodiode, so that loss such as incident or scattering on the surface occurs.

결과적으로 이미지 센서의 빛의 감도가 저하되고 크로스토크(cross talk)가 발생되는 문제점이 있다.As a result, there is a problem that the sensitivity of the light of the image sensor is lowered and cross talk occurs.

실시예는 하드 마이크로 렌즈 표면을 실란 처리하여 감도를 향상시킬 수 있는 이미지 센서의 제조 방법을 제공한다.The embodiment provides a method of manufacturing an image sensor that can improve the sensitivity by silane-treating the hard micro lens surface.

실시예에 따른 이미지 센서의 제조 방법은, 포토다이오드 및 금속 배선을 포함하는 기판 상에 마이크로 렌즈를 형성하는 단계, 상기 기판 상에 패드 마스크를 형성하여 상기 금속 배선의 일부를 노출시키는 단계, 상기 패드 마스크를 제거하는 단계 및 상기 마이크로 렌즈가 형성된 기판 전면을 실란 처리하는 단계를 포함한다.In another embodiment, a method of manufacturing an image sensor includes: forming a microlens on a substrate including a photodiode and metal wires, forming a pad mask on the substrate to expose a portion of the metal wires; Removing the mask and silane-treating the entire surface of the substrate on which the microlens is formed.

실시예는 하드 마스크의 렌즈 표면의 거칠기를 감소시키고 소수성을 증가시켜 파티클의 흡착을 방지하고 감도를 향상시킬 수 있는 효과가 있다.The embodiment has the effect of reducing the roughness of the lens surface of the hard mask and increasing the hydrophobicity to prevent the adsorption of particles and to improve the sensitivity.

이하, 실시예에 따른 이미지 센서의 제조 방법을 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명한다.Hereinafter, a method of manufacturing an image sensor according to an embodiment will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

본 발명에 따른 실시예의 설명에 있어서, 각 층의 "상/위(on/over)"에 형성되는 것으로 기재되는 경우에 있어, 상/위(On/Over)는 직접(directly)와 또는 다른 층을 개재하여(indirectly) 형성되는 것을 모두 포함한다.In the description of the embodiment according to the invention, when described as being formed "on / over" of each layer, the on / over is directly or other layers. It includes all that are formed through (indirectly).

도 1은 실시예에 따른 이미지 센서의 제조 방법의 순서도이다.1 is a flowchart of a manufacturing method of an image sensor according to an exemplary embodiment.

도 1을 참조하면, 포토다이오드 및 회로 영역이 형성된 반도체 기판 상부에 마이크로 렌즈를 형성한다(S100).Referring to FIG. 1, a microlens is formed on a semiconductor substrate on which a photodiode and a circuit region are formed (S100).

상기 마이크로 렌즈를 형성한 다음, 패드를 오픈한다(S110).After forming the micro lens, the pad is opened (S110).

상기 패드를 오픈한 다음, 상기 마이크로 렌즈가 형성된 기판 표면을 실란 처리(silylation)한다(S120).After the pad is opened, the surface of the substrate on which the microlens is formed is silane-treated (Silylation) (S120).

상기 실란 처리는, 상기 마이크로 렌즈가 형성된 친수성(hydrophilicity)의 기판 표면의 SiOH 그룹을 유기 실란(organosilane)과 반응시켜서 친수성을 감소시키고 수열안정성(hydrothermal stability)을 증가시키는 것을 말한다.The silane treatment refers to the reaction of SiOH groups on the surface of the hydrophilicity substrate on which the microlenses are formed with organic silane to reduce hydrophilicity and increase hydrothermal stability.

상기 실란 처리에 사용되는 물질은 클로로실란(chlorosilanes), 알콕시실란(alkoxysilanes) 및 실릴아민(silylamines) 중 적어도 하나를 사용할 수 있다. 그러나, 본 발명은 상기 실란 처리에 사용되는 물질 뿐 아니라 유기 실란은 모두 사용될 수 있다.The material used for the silane treatment may use at least one of chlorosilanes, alkoxysilanes, and silylamines. However, in the present invention, not only the material used for the silane treatment but also the organic silane may be used.

상기 마이크로 렌즈는 저온산화막으로 이루어지며, 표면의 거칠기 정도가 심하여 표면에 작은 크기의 세공들이 형성되어 있다.The micro lens is made of a low temperature oxide film, the surface roughness is so severe that small pores are formed on the surface.

상기 실란 처리 이후에는 상기 마이크로 렌즈 표면의 작은 세공들 내부를 채울 수 있어 표면적이 감소하며 소수성이 증가하여 물과 극성 유기분자의 흡착은 줄 고 비극성 유기분자의 흡착은 증가하게 된다.After the silane treatment, the small pores on the surface of the microlens can be filled to decrease the surface area and increase hydrophobicity, thereby reducing the adsorption of water and polar organic molecules and increasing the adsorption of nonpolar organic molecules.

또한, 마이크로 렌즈가 형성된 기판 표면의 소수성이 증가하여 기판 절단(wafer sawing)시(S130) 파티클에 의한 손상을 방지할 수 있으므로 수율이 향상되는 장점이 있다.In addition, since the hydrophobicity of the surface of the substrate on which the microlens is formed is increased, it is possible to prevent damage caused by particles during wafer sawing (S130), thereby improving yield.

도 2 내지 도 7은 실시예에 따른 이미지 센서의 제조 방법을 순서대로 보여주는 단면도들이다.2 to 7 are cross-sectional views sequentially illustrating a method of manufacturing an image sensor according to an embodiment.

도 2를 참조하면, 반도체 기판(10) 상에는 포토다이오드(미도시) 및 회로영역(미도시)을 포함하는 광감지부(미도시)가 형성되어 있다. 2, an optical sensing unit (not shown) including a photodiode (not shown) and a circuit area (not shown) is formed on the semiconductor substrate 10.

상기 포토다이오드를 포함하는 광감지부에 대하여 구체적으로 설명하면, 반도체 기판(10) 상에는 액티브 영역과 필드영역을 정의하는 소자분리막(미도시)이 형성되어 있으며, 각각의 단위화소에는 빛을 수광하여 광전하를 생성하는 포토다이오드가 형성되어 있으며, 상기 포토다이오드에 연결되어 수광된 광전하를 전기신호를 변환하는 씨모스 회로(미도시)가 형성되어 있다.In detail, the light sensing unit including the photodiode is described. An isolation layer (not shown) defining an active region and a field region is formed on the semiconductor substrate 10, and light is received in each unit pixel. A photodiode for generating photocharges is formed, and a CMOS circuit (not shown) for converting an electric signal from the photocharges received by being connected to the photodiode is formed.

상기 소자분리막과 포토다이오드를 포함하는 관련소자들이 형성된 이후에, 층간절연막(20)이 반도체 기판(10) 상에 형성되고 이후 층간절연막(20) 상에 복수의 금속배선(미도시)이 형성된다. 또한 상기 금속배선이 형성된 층간절연막(20)은 복수의 층으로 형성될 수도 잇다. After the related devices including the device isolation layer and the photodiode are formed, an interlayer insulating film 20 is formed on the semiconductor substrate 10 and a plurality of metal wirings (not shown) are formed on the interlayer insulating film 20. . In addition, the interlayer insulating film 20 on which the metal wiring is formed may be formed of a plurality of layers.

이러한 금속배선은 포토다이오드로 입사되는 빛을 가리지 않도록 의도적으로 레이아웃되어 형성된다.The metal wiring is intentionally laid out so as not to block light incident on the photodiode.

이어서, 상기 금속배선 중 최종금속배선(미도시)의 형성시 패드(21)도 형성 되며, 상기 패드(21)를 포함한 층간절연막(20) 상에 패시베이션층(30)이 형성될 수 있다. Subsequently, a pad 21 may also be formed when the final metal wiring (not shown) is formed among the metal wires, and the passivation layer 30 may be formed on the interlayer insulating layer 20 including the pads 21.

상기 패시베이션층(30)은 습기나 스크래치 등으로부터 소자를 보호하기 위한 것으로 패드(21) 상에 패시베이션층(30)을 형성할 수 있다. The passivation layer 30 is to protect the device from moisture, scratches, or the like, and may form the passivation layer 30 on the pad 21.

상기 패시베이션층(30)은 실리콘 산화막, 실리콘 질화막 및 실리콘 산질화막 중의 어느 하나로 형성될 수도 있으며 또는 하나 이상의 층이 적층된 구조일 수도 있다.The passivation layer 30 may be formed of any one of a silicon oxide film, a silicon nitride film, and a silicon oxynitride film, or may have a structure in which one or more layers are stacked.

한편, 상기 패시베이션층(30)이 형성되지 않고 패드(21)가 형성된 층간절연막(20) 상에 후속공정으로 컬러필터(40)가 형성되어도 무방하며 이는 이미지 센서의 전체적인 높이에 영향을 주게되어 보다 박형의 이미지 센서를 제공할 수도 있다.Meanwhile, the color filter 40 may be formed in a subsequent process on the interlayer insulating film 20 in which the passivation layer 30 is not formed and the pad 21 is formed, which affects the overall height of the image sensor. It is also possible to provide a thin image sensor.

추가적으로 상기 패시베이션층(30) 상에 상기 패드(21)를 오픈하기 위한 1차 패드 오픈 공정을 수행할 수도 있다. 상기 1차 패드 오픈 공정은 패시베이션층(30) 상에 상기 패드(21) 영역에 해당하는 홀을 갖는 포토레지스트 패턴을 형성한다. 그리고 상기 포토레지스트 패턴을 마스크로 하여 상기 패시베이션층(30)을 식각함으로써 상기 패드(21)의 상부 표면을 오픈시킬 수 있다. 상기 1차 패드 오픈 공정을 수행한 후 마이크로렌즈를 형성하고 다시 2차 패드 오픈 공정을 진행할 수도 있다. 여기서 상기 1차 패드 오픈 공정은 생략가능한 것이며 본 실시예에서는 상기 1차 패드 오픈 공정은 생략하는 것을 예로 하여 설명하도록 한다. Additionally, a primary pad opening process may be performed to open the pad 21 on the passivation layer 30. In the first pad opening process, a photoresist pattern having a hole corresponding to the pad 21 area is formed on the passivation layer 30. The upper surface of the pad 21 may be opened by etching the passivation layer 30 using the photoresist pattern as a mask. After performing the first pad opening process, a microlens may be formed and the second pad opening process may be performed again. Here, the primary pad opening process may be omitted, and in the present embodiment, the primary pad opening process is omitted.

그 다음, 상기 패시베이션층(30) 상에 컬러필터(40)가 형성된다. Next, the color filter 40 is formed on the passivation layer 30.

상기 컬러필터(40)는 컬러 이미지 구현을 위해 3색의 컬러필터(40)로 형성되며, 상기 컬러필터(40)를 구성하는 물질로는 염색된 포토레지스트를 사용하며 각각의 단위화소마다 하나의 컬러필터(40)가 형성되어 입사하는 빛으로부터 색을 분리해 낸다. 이러한 컬러필터(40)는 각각 다른 색상을 나타내는 것으로 레드(Red), 그린(Green) 및 블루(Blue)의 3가지 색으로 이루어져 인접한 컬러필터(40)들은 서로 약간씩 오버랩되어 단차를 가질 수도 있다. The color filter 40 is formed of three color filters 40 for realizing a color image. The material constituting the color filter 40 uses a dyed photoresist, one for each unit pixel. The color filter 40 is formed to separate colors from incident light. Each of the color filters 40 represents a different color, and is composed of three colors of red, green, and blue, and adjacent color filters 40 may overlap each other slightly to have a step. .

이를 보완하기 위한 평탄화층(50)이 상기 컬러필터(40) 상에 형성된다. 후속공정으로 형성될 마이크로렌즈는 평탄화된 표면 상에 형성되어야 하며, 이를 위해서는 컬러필터(40)로 인한 단차를 없애야 하므로, 상기 컬러필터(40) 상에 평탄화층(50)이 형성될 수 있다. 물론 상기 평탄화층(50)은 형성되지 않을 수도 있다. A flattening layer 50 is formed on the color filter 40 to compensate for this. The microlens to be formed in a subsequent process should be formed on the flattened surface, and for this purpose, the step due to the color filter 40 should be eliminated, and thus the planarization layer 50 may be formed on the color filter 40. Of course, the planarization layer 50 may not be formed.

그 다음, 상기 컬러필터(40) 상부로 마이크로렌즈를 형성하기 위한 제1 절연막(60) 및 마이크로렌즈 마스크(70)를 형성한다.Next, the first insulating layer 60 and the microlens mask 70 for forming the microlens are formed on the color filter 40.

상기 제1 절연막(60)은 산화막, 질화막 및 질산화막 중 어느 하나로 형성할 수 있다. 이때, 상기 산화막은 CVD, PVD, PECVD 등으로 형성될 수 있다.The first insulating layer 60 may be formed of any one of an oxide film, a nitride film, and a nitride oxide film. In this case, the oxide film may be formed by CVD, PVD, PECVD, or the like.

상기 마이크로렌즈 마스크(70)는 상기 제1 절연막(60) 상으로 포토레지스트막을 도포한 다음 패터닝 및 리플로우 공정을 통하여 돔 형태의 마이크로렌즈 마스크(70)를 형성할 수 있게 된다. 여기서 상기 마이크로렌즈 마스크(70)는 상호 소정 거리 이격된 상태로 형성된다. The microlens mask 70 may form a dome-type microlens mask 70 by applying a photoresist film onto the first insulating layer 60 and then patterning and reflowing the film. Here, the microlens masks 70 are formed to be spaced apart from each other by a predetermined distance.

도 3을 참조하여, 상기 마이크로렌즈 마스크(70)을 식각 마스크로 사용하여 상기 제1 절연막(60)에 대한 식각공정을 진행하여 시드 마이크로렌즈(61)를 형성한 다. Referring to FIG. 3, the seed microlens 61 is formed by performing an etching process on the first insulating layer 60 using the microlens mask 70 as an etching mask.

상기 제1 절연막(60)에 대한 식각은 상기 마이크로렌즈 마스크(70)를 이루는 포토레지스트막과 상기 제1 절연막(60)을 이루는 산화막에 대하여 1: 0.7~1.3의 식각비로 식각이 수행되도록 할 수 있다. The etching of the first insulating layer 60 may be performed at an etching ratio of 1: 0.7 to 1.3 with respect to the photoresist layer forming the microlens mask 70 and the oxide layer forming the first insulating layer 60. have.

따라서, 상기 시드 마이크로렌즈(61) 형성을 위한 상기 제1 절연막(60)의 식각은 포토레지스트 물질로 이루어진 상기 마이크로렌즈 마스크(70)가 모두 식각될 때 까지 수행되도록 할 수 있다. Accordingly, etching of the first insulating layer 60 for forming the seed microlens 61 may be performed until all of the microlens masks 70 made of a photoresist material are etched.

상기 제1 절연막(60)의 식각공정은 챔버 내에 CxHyFz(x,y,z는 0 또는 자연수) 종류의 식각 가스와 Ar, He, O2 및 N2와 같은 불활성 기체를 이용하여 수행되도록 할 수 있다. The etching process of the first insulating layer 60 may be performed by using an etching gas of CxHyFz (x, y, z is 0 or natural number) and an inert gas such as Ar, He, O 2 and N 2 in the chamber. have.

상기와 같은 공정을 통해 도 3에 도시된 바와 같이 상기 컬러필터(40) 상에 저온 산화막으로 이루어진 돔 형태의 시드 마이크로렌즈(61)가 형성된다. 이때 상기 시드 마이크로렌즈(61)는 이웃하는 시드 마이크로렌즈(61)와 상호 이격된 상태로 형성되어 마이크로렌즈의 머지(merge) 현상이 방지되어 이미지 센서의 감도가 저하되지 않게 된다.Through the above process, as shown in FIG. 3, the dome-shaped seed microlens 61 made of a low temperature oxide film is formed on the color filter 40. In this case, the seed microlens 61 is formed to be spaced apart from the neighboring seed microlens 61 so that the merge of the microlenses is prevented so that the sensitivity of the image sensor is not lowered.

도 4를 참조하여, 상기 시드 마이크로렌즈(61)가 형성된 반도체 기판(10) 상으로 제2 절연막(70)을 증착한다. Referring to FIG. 4, a second insulating layer 70 is deposited on the semiconductor substrate 10 on which the seed microlens 61 is formed.

상기 제2 절연막(70)은 상기 시드 마이크로렌즈(61) 상부 표면을 따라 증착되어 상기 시드 마이크로렌즈(61)는 이웃하는 시드 마이크로렌즈와 상호 접촉된 상태가 된다. The second insulating layer 70 is deposited along the top surface of the seed microlens 61 so that the seed microlens 61 is in contact with a neighboring seed microlens.

따라서, 상기 시드 마이크로렌즈(61)와 상기 제2 절연막(70)으로 이루어지는 마이크로렌즈(80)는 연속적인 돔 형태를 가지게 되어 갭 리스(gabless) 마이크로렌즈를 형성할 수 있다. Accordingly, the microlens 80 including the seed microlens 61 and the second insulating layer 70 may have a continuous dome shape to form a gapless microlens.

상기 제2 절연막(70)은 상기 제1 절연막(60)과 동일한 물질로 형성될 수 있다. The second insulating layer 70 may be formed of the same material as the first insulating layer 60.

따라서, 상기 제2 절연막(70)은 상기 시드 마이크로렌즈(61) 상으로 얇은 두께로 증착되므로 상기 마이크로렌즈(80)의 단부는 이웃하는 마이크로렌즈와 연속적인 형태로 접하게 된다. 이로 인해 마이크로렌즈(80) 사이의 간극을 제로갭(zero gab) 수준으로 줄임으로써 이미지 센서의 이미지 품질을 높일 수 있는 효과가 있다.Accordingly, since the second insulating layer 70 is deposited to have a thin thickness on the seed microlens 61, the end portion of the microlens 80 is in continuous contact with the neighboring microlens. As a result, the gap between the microlenses 80 is reduced to a level of zero gab, thereby improving the image quality of the image sensor.

도 5 및 도 6을 참조하여, 상기 마이크로렌즈(80)가 형성된 반도체 기판(10) 상으로 패드 마스크(100)를 형성한다. 상기 패드 마스크(100)는 감광막일 수 있으며, 선택적으로 일부를 제거하여 패드홀(110)을 형성할 수 있다.5 and 6, a pad mask 100 is formed on the semiconductor substrate 10 on which the microlens 80 is formed. The pad mask 100 may be a photoresist film and may selectively remove a portion to form a pad hole 110.

상기 패드 마스크(100)는 상기 제 2 절연막(70) 상으로 포토레지스트를 도포하고 패터닝한다. 그러면 상기 패드 마스크(100)의 패드홀(110)에 의해 상기 패드(21) 영역에 대응하는 부분의 상기 제 2 절연막(70)의 상부 표면은 노출되고 나머지 영역은 상기 패드 마스크(100)에 의해 모두 덮힌 상태가 된다. The pad mask 100 coats and patternes a photoresist on the second insulating layer 70. Then, the upper surface of the second insulating layer 70 of the portion corresponding to the pad 21 area is exposed by the pad hole 110 of the pad mask 100, and the remaining area is exposed by the pad mask 100. All are covered.

그리고, 상기 패드 마스크(100)를 식각 마스크로 사용하여 상기 패드(21) 상부의 제2 절연막(70), 제1 절연막(60) 및 패시베이션층(30)을 식각하여 패드 오픈홀(23)을 형성함으로써 상기 패드(21)를 노출시킬 수 있게 된다.The pad open hole 23 is etched by etching the second insulating film 70, the first insulating film 60, and the passivation layer 30 on the pad 21 using the pad mask 100 as an etching mask. By forming it, the pad 21 can be exposed.

상기 패드(21)는 건식식각 공정에 의해 노출될 수 있다.The pad 21 may be exposed by a dry etching process.

도 7을 참조하여, 상기 패드 마스크(100)를 제거하여 상기 반도체 기판(10) 상에 형성된 상기 패드(21)를 노출시킨다.Referring to FIG. 7, the pad mask 100 is removed to expose the pad 21 formed on the semiconductor substrate 10.

이후, 상기 패드가 노출된 상기 기판을 유기 실란과 반응시켜 실릴화(silylation)한다.Subsequently, the substrate exposed by the pad is reacted with organic silane to be silylated.

이상에서 설명한 실시예는 전술한 실시예 및 도면에 의해 한정되는 것이 아니고, 본 실시예의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 여러 가지 치환, 변형 및 변경할 수 있다는 것은 본 실시예가 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 있어 명백할 것이다. The above-described embodiments are not limited to the above-described embodiments and drawings, and it is common in the technical field to which the present embodiments belong that various changes, modifications, and changes can be made without departing from the technical spirit of the present embodiments. It will be apparent to those who have

도 1은 실시예에 따른 이미지 센서의 제조 방법의 순서도이다.1 is a flowchart of a manufacturing method of an image sensor according to an exemplary embodiment.

도 2 내지 도 7은 실시예에 따른 이미지 센서의 제조 방법을 순서대로 보여주는 단면도들이다.2 to 7 are cross-sectional views sequentially illustrating a method of manufacturing an image sensor according to an embodiment.

Claims (7)

포토 다이오드가 형성된 반도체 기판 상에 금속배선을 포함하는 층간절연막을 형성하는 단계;Forming an interlayer insulating film including metal wiring on the semiconductor substrate on which the photodiode is formed; 상기 층간절연막 위에 패시베이션층을 형성하는 단계;Forming a passivation layer on the interlayer insulating film; 상기 패시베이션층 일부 위에 컬러필터 및 평탄화층을 형성하는 단계;Forming a color filter and a planarization layer on a portion of the passivation layer; 상기 패시베이션층에 제1 홀을 형성하여 상기 금속배선의 일부를 1차로 노출시키는 단계;Forming a first hole in the passivation layer to expose a portion of the metal wiring first; 상기 평탄화층 상에 제1 절연막을 형성하는 단계;Forming a first insulating film on the planarization layer; 상기 제1 절연막 상에 마이크로렌즈 마스크를 형성하는 단계;Forming a microlens mask on the first insulating film; 상기 마이크로렌즈 마스크을 이용하여 상기 제1 절연막을 시드 마이크로 렌즈로 형성하는 단계;Forming the first insulating layer as a seed micro lens using the microlens mask; 상기 시드 마이크로 렌즈 상에 제2 절연막을 형성하여 상기 마이크로 렌즈를 형성하는 단계;Forming a microlens by forming a second insulating film on the seed microlens; 상기 기판 상에 패드 마스크를 형성하여 상기 제1 절연막 및 상기 제2 절연막에 상기 제1홀과 연결되는 제2홀을 형성함으로써 상기 금속 배선의 일부를 2차로 노출시키는 단계;Forming a pad mask on the substrate to form a second hole connected to the first hole in the first insulating film and the second insulating film to expose a part of the metal wires secondly; 상기 패드 마스크를 제거하는 단계; 및Removing the pad mask; And 상기 마이크로 렌즈가 형성된 기판 전면을 실란 처리하는 단계를 포함하는 이미지 센서의 제조 방법.Silane-processing the entire surface of the substrate on which the microlens is formed. 제 1항에 있어서,The method of claim 1, 상기 실란 처리하는 단계에 있어서,In the silane treatment step, 상기 마이크로 렌즈 표면을 유기 실란과 반응시키는 것을 특징으로 하는 이미지 센서의 제조 방법.And reacting the surface of the micro lens with organic silane. 제 1항에 있어서,The method of claim 1, 상기 실란 처리하는 단계 이후에,After the silane treatment step, 상기 기판의 절단 공정을 수행하는 것을 특징으로 하는 이미지 센서의 제조 방법.And a cutting process of the substrate. 삭제delete 제 1항에 있어서,The method of claim 1, 상기 제1 절연막 및 제2 절연막은 산화막, 질화막 및 질산화막 중 적어도 하나로 이루어진 것을 특징으로 하는 이미지 센서의 제조방법.The first insulating film and the second insulating film is a manufacturing method of the image sensor, characterized in that made of at least one of an oxide film, a nitride film and a nitride oxide film. 제 1항에 있어서,The method of claim 1, 상기 실란 처리는 유기 실란을 사용하는 것을 특징으로 하는 이미지 센서의 제조 방법.The silane treatment uses an organic silane. 제 6항에 있어서,The method of claim 6, 상기 유기 실란은 클로로실란(chlorosilanes), 알콕시실란(alkoxysilanes) 및 실릴아민(silylamines) 중 적어도 하나인 것을 특징으로 하는 이미지 센서의 제조 방법.The organic silane is at least one of chlorosilanes (chlorosilanes), alkoxysilanes (alkoxysilanes) and silylamines (silylamines).
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