KR19990056717A - 광감지 소자의 칼라필터의 제조방법 - Google Patents

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Abstract

기판상에 금속층, 패시베이션막 및 레드 및 그린 칼라 패턴을 형성한 후, 블루 포토 레지스트를 레드 포토 레지스트 및 그린 포토 레지스트보다 두껍게 도포한다. 패드 마스크를 이용하여 금속층 상면의 패시베이션막이 노출되게 노광 및 현상하고, 연속적으로 노출된 패시베이션막을 식각하여 금속층을 노출시킨다. 이후, 블루 마스크를 이용하여 노광 및 현상 공정을 실시하여 블루 칼라 필터 패턴을 형성한다.

Description

광감지 소자의 칼라 필터의 제조 방법
본 발명은 반도체 장치의 칼러 필터 제조 방법에 관한 것이다.
도 1은 종래 기술에 따라 제조된 칼라 필터의 단면도이다. 실리콘 기판(11)위에 소자간의 전기적 절연을 위한 소자 분리막(12)을 형성한다. 다음, 수광 소자의 광감지 영역을 포함하는 단위 픽셀(13)들을 소자 분리막(12) 사이에 형성한다. 이후, 층간 절연막과 금속층으로 구성된 패드 부분(14)을 형성한다. 이후 기판 전면에 수분이나 스크래치로부터 소자를 보호하기 위한 보호막(15)을 형성하고, 배선 접합시 소자간의 전기적 연결을 위해 패드 마스크, 패드 식각, 패드 포토레지스트 제거 공정들을 실시하여 패드 부분(14)의 표면이 노출되게 한다. 이후 컬러 필터 형성 공정을 실시한다. 먼저 레드 포토레지스트를 보호막(15) 상면에 도포한다. 다음 레드 마스크를 사용하여 노광과 현상을 실시함으로써 레드 칼라 패턴(16)을 완성한다. 동일한 방법으로, 그린 포토레지스트를 도포하고 그린 마스크를 사용하여 노광과 현상을 실시함으로써 그린 칼라 패턴(17)을 완성한다. 이후 블루 포토레지스트를 도포하고 블루 마스크를 사용하여 노광과 현상을 실시하여 블루 칼라 패턴(18)을 형성한다.
그런데, 패드 부분(14)이 칼라 필터 패턴(16, 17, 18)이 형성되기 이전에 노출되어 단차가 발생하므로, 세 개의 칼라 필터를 형성하기 위해 포토레지스트 염료의 도포 및 현상 공정 중, 단차가 낮은 패드 부분의 금속층(14) 위에 레드, 그린 및 블루의 포토레지스트 염료의 잔류물(19)이 남게된다. 왜냐하면, 단차가 없는 부분에 비해 단차가 있는 부분에 포토레지스트 염료가 두껍게 도포되므로, 포토레지스트 염료의 노광 및 현상 공정 이후에도 패드 부분(14) 상면에는 포토레지스트 염료의 잔류물(19)이 생긴다. 이런 잔류물(19)은 이후의 배선 접합시에 광감지 소자와 배선층간의 전기적인 접촉을 곤란하게 하며, 이로인해 제품의 수율이 저하된다.
한편, 칼라 필터 패턴 제조 공정을 패드 부분(14)을 형성하기 이전에 실시하는 방법이 있다. 그런데, 패드 마스크의 현상 공정 진행시 칼라 필터 패턴이 열화될 수 있고, 패드 식각시 비교적 고온의 하드 베이크 공정을 진행하므로 이 공정 중 칼라 필터 패턴의 색특성이 바뀔 수 있다. 또한 패드 포토레지스트 제거시 O2플라즈마에 의해 칼라 필터 패턴이 심하게 열화된다.
따라서, 본 발명의 목적은 전술한 문제점들을 해결할 수 있는 칼라 필터의 제조 방법을 제공하는 것이다.
도 1은 종래 기술에 따른 칼라 필터의 단면도.
도 2a 내지 도 2e는 본 발명에 따른 칼라 필터의 제조 공정 단면도들.
본 발명의 목적을 달성하기 위해, 금속층이 형성된 실리콘 기판 전면에 보호막을 형성하고, 상기 보호막 상면에 제 1 포토 레지스트를 도포하고, 제 1 마스크를 이용하여 상기 제 1 포토 레지스트를 노광 및 현상하여, 제 1 칼라 필터를 형성한다. 다음, 제 1 칼라 필터를 경화시키킨 후, 제 1 칼라 필터가 형성된 상기 보호막 상면에 제 2 포토 레지스트를 도포하고, 제 2 마스크를 이용하여 상기 제 2 포토 레지스트를 노광 및 현상하여, 제 2 칼라 필터를 형성한다. 다음, 제 2 칼라 필터를 경화시킨 후, 제 1 칼라 필터 및 제 2 칼라 필터가 형성된 상기 보호막 상면에 상기 제 1 포토 레지스트 및 상기 제 2 레지스트의 두께 보다 두껍게 제 3 포토 레지스트를 도포하고 제 3 마스크를 이용하여 상기 제 3 포토 레지스트의 소정 부분을 노광 및 현상함으로써 상기 금속층 상면의 상기 보호막을 노출시킨다. 이후, 노출된 보호막을 식각하여 상기 금속층을 노출시킨다. 금속층을 노출한 후, 제 4 마스크를 이용하여 상기 제 3 포토 레지스트를 노광 및 현상하여, 제 3 칼라 필터를 형성하고 제 3 칼라 필터를 경화시킨다. 여기서, 상기 제 1 포토 레지스트, 상기 제 2 포토 레지스트 및 상기 제 3 포토 레지스트는 각각 레드 포토 레지스트, 그린 포토 레지스트 및 블루 포토 레지스트이고, 상기 제 1 칼라 패턴, 상기 제 2 칼라 패턴 및 상기 제 3 칼라 패턴은 각각 레드 칼라 패턴, 그린 칼라 패턴 및 블루 칼라 패턴이고, 상기 제 1 마스크, 상기 제 2 마스크, 상기 제 3 마스크 및 상기 제 4 마스크는 각각 상기 레드 마스크, 그린 마스크, 패드 마스크 및 블루 마스크이다.
이하 본 발명을 도 2a 내지 도 2e를 참조로 상세히 설명한다.
실리콘 기판(21)에 소자 분리막(22)과 수광 소자의 광감지 영역을 포함하는 단위 픽셀(23)을 형성한다. 이후, 절연막과 금속층(24)을 순차적으로 형성한다. 다음, 수분이나 스크래치로부터 소자를 보호하기 위한 보호막(25)을 기판 전면에 도포한다.
다음 보호막(25) 상면에 칼라 필터를 형성한다. 먼저 보호막(25) 상면에 레드 포토 레지스트(26a)를 도포한 후 레드 마스크(30)를 사용하여 노광과 현상 공정을 실시하여, 레드 칼라 패턴(26)을 형성한다. 레드 칼라 패턴(26)이 이후의 현상 공정시 열화되지 않도록 경화시킨다. 다음, 그린 포토 레지스트(27a)를 보호막(25) 상면에 도포하고 그린 마스크(31)를 이용하여 노광과 현상 공정을 실시하여 그린 칼라 패턴(27)을 형성한다. 그린 칼라 패턴(27)도 이후의 현상 공정시 열화되지 않도록 경화시킨다.
이후 블루 포토 레지스트(28a)를 보호막(25) 상면에 형성한다. 그런데, 블루 포토 레지스트(28a)는 이후의 식각 공정시 제거될 두께를 고려하여 레드 포토 레지스트(26a) 및 그린 포토 레지스트(27a)의 두께에 비해 두껍게 도포한다. 두껍게 도포된 블루 포토 레지스트(28a) 상면의 일부를 패드 마스크(32)를 사용하여 노광과 현상을 실시함으로써 금속층(24) 상면의 보호막(25)을 노출시키고 노출된 보호막(25)을 식각하여 금속층(24)을 노출시킨다. 블루 마스크(33)를 사용하여 블루 포토 레지스트(28a)를 노광 및 현상하여 블루 칼라 패턴(28)을 형성한다. 이후 블루 칼라 패턴(28)을 경화시킨다.
레드 칼라 패턴, 그린 칼라 패턴 및 블루 칼라 패턴의 제조 순서는 바뀔 수 있다. 따라서 패드 마스크로 사용되는 포토 레지스트 염료는 블루 포토 레지스트 외에 레드 포토 레지스트 또는 그린 포토 레지스트가 사용될 수 있다. 또한, 옐로우, 마젠타, 및 시안 포토 레지스트로 레드, 그린 및 블루 포토 레지스트와 동일한 목적으로 사용 가능하다.
이상에서 설명한 바와 같이, 칼라 필터 중 레드 칼라 패턴 및 그린 칼라 패턴 공정을 실시하고 연속적으로 칼라 필터 제조 공정 중 마지막 공정인 블루 칼라 패턴 형성에 있어서, 블루 포토 레지스트를 도포하고, 금속층을 노출시키는 공정을 실시한 후, 블루 칼라 패턴 형성 공정을 실시한다. 따라서, 레드, 그린 및 블루 포토 레지스트는 모두 단차가 없는 상태에서 도포되어, 금속층 상면에는 단차에 의해 발생된 포토 레지스트 염료의 잔류물이 잔존하지 않는다. 이에, 배선 접합 불량이 발생하지 않아 제조 수율이 증가한다.
또한, 블루 포토 레지스트를 이용하여 금속층을 노출시키는 식각 공정을 실시하므로, 별도의 포토 레지스트가 요구되지 않으며, 동일한 블루 포토 레지스트를 사용하여 블루 칼라 필터를 형성하므로, 별도의 포토 레지스트 사용에 따른 포토 레지스트 제거 공정을 생략할 수 있다.
한편, 칼라 필터 패터닝 후에 열공정이 추가되지 않아 색 특성 변화가 없는 칼라 필터를 제조 할 수 있다.

Claims (2)

  1. 소자 분리막과 단위 픽셀을 구비하는 실리콘 기판 상에 금속층을 형성하는 단계,
    상기 금속층이 형성된 기판 전면에 보호막을 형성하는 단계,
    상기 보호막 상면에 제 1 포토 레지스트를 도포하는 단계,
    제 1 마스크를 이용하여 상기 제 1 포토 레지스트를 노광 및 현상하여, 제 1칼라 패턴을 형성하는 단계,
    상기 제 1 칼라 패턴을 경화시키는 단계,
    상기 제 1 칼라 패턴이 형성된 상기 보호막 상면에 제 2 포토 레지스트를 도포하는 단계,
    제 2 마스크를 이용하여 상기 제 2 포토 레지스트를 노광 및 현상하여, 제 2칼라 패턴을 형성하는 단계,
    상기 제 2 칼라 패턴을 경화시키는 단계,
    상기 제 1 칼라 패턴 및 상기 제 2 칼라 패턴이 형성된 상기 보호막 상면에 상기 제 1 포토 레지스트 및 상기 제 2 레지스트의 두께 보다 두껍게 제 3포토 레지스트를 도포하는 단계,
    제 3 마스크를 이용하여 상기 제 3 포토 레지스트의 소정 부분을 노광 및 현상함으로써 상기 금속층 상면의 상기 보호막을 노출시키는 단계,
    상기 노출된 보호막을 식각하여 상기 금속층을 노출시키는 단계,
    노출된 금속층을 형성한 후, 제 4 마스크를 이용하여 상기 제 3 포토 레지스트를 노광 및 현상하여, 제 3 칼라 패턴을 형성하는 단계, 및
    상기 제 3 칼라 패턴을 경화시키는 단계를 구비하는 칼라 필터의 제조 방법.
  2. 제 1 항에 있어서, 상기 제 1 포토 레지스트, 상기 제 2 포토 레지스트 및 상기 제 3 포토 레지스트는 각각 레드 포토 레지스트, 그린 포토 레지스트 및 블루 포토 레지스트이고, 상기 제 1 칼라 패턴, 상기 제 2 칼라 패턴 및 상기 제 3 칼라 패턴은 각각 레드 칼라 패턴, 그린 칼라 패턴 및 블루 칼라 패턴이고, 상기 제 1 마스크, 상기 제 2 마스크, 상기 제 3 마스크 및 상기 제 4 마스크는 각각 상기 레드 마스크, 그린 마스크, 패드 마스크 및 블루 마스크인 칼라 필터의 제조 방법.
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