KR20010010306A - Solid static pick-up device having microlens - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은 반도체 소자 및 그 제조 방법에 관한 것으로, 특히 마이크로 렌즈 형성시 발생할 수 있는 포토레지스트의 도포 불량등의 문제를 해결할 수 있는 패드를 갖는 고체 촬상 소자 및 이를 제조하는 방법을 제공하는데 있다.BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a semiconductor device and a method of manufacturing the same, and more particularly, to a solid-state imaging device having a pad capable of solving problems such as poor coating of photoresist that may occur when forming a microlens and a method of manufacturing the same.
에어리어 이미지 센서(area image sensor)인 전하 결합 소자(CCD)용 고감도 마이크로 렌즈를 갖는 고체 촬상 소자를 형성하는 공정은, 전하 전송전극 및 차광막 등의 소자들에 의해 생긴 요철 부분을 평탄화하고 마이크로 렌즈의 초점 길이(focal length)를 조절하기 위한 용도로 평탄화층을 형성하는 단계와, 외부단자와의 전기적 흐름을 위해 형성한 패드 상에 형성되어 있는 평탄화층을 식각하여 이 부분을 오픈(open)하는 단계와, 차광막 부분으로 입사하는 광을 수광부로 집중되도록 하여 수광부의 광감도를 증가시키기 위하여 상기 평탄화층 상에 마이크로 렌즈를 형성하는 단계를 포함한다.The process of forming a solid-state imaging device having a high sensitivity microlens for a charge coupled device (CCD), which is an area image sensor, flattens the uneven portion caused by elements such as a charge transfer electrode and a light shielding film, Forming a planarization layer for controlling focal length, and etching the planarization layer formed on a pad formed for electrical flow with an external terminal to open the portion. And forming a microlens on the planarization layer in order to concentrate the light incident on the light blocking film portion to the light receiving portion to increase the light sensitivity of the light receiving portion.
도 1은 종래의 고감도 마이크로 렌즈를 갖는 고체 촬상 소자를 부분적으로 도시한 단면도로서, 도면부호 "10"은 반도체 기판을, "12"는 전하 전송전극을, "14"는 차광막을, "16"은 절연막을, "18"은 패드를, "20"은 평탄화층을, 그리고 "22"는 마이크로 렌즈를 나타내고, "a"는 수광부, 즉 광 다이오드를, 그리고 "b"는 전하 운송부를 나타낸다.1 is a cross-sectional view partially showing a conventional solid-state imaging device having a high-sensitivity micro lens, wherein reference numeral 10 denotes a semiconductor substrate, reference numeral 12 denotes a charge transfer electrode, reference numeral 14 denotes a light shielding film, and FIG. A silver insulating film, "18" represents a pad, "20" represents a planarization layer, and "22" represents a microlens, "a" represents a light receiving portion, that is, a photodiode, and "b" represents a charge transporting portion.
외부에서 입사된 빛은 마이크로 렌즈(22)를 통과하면서 집광 되어 반도체 기판의 수광부, 즉 광다이오드(a)로 입사된 후, 전기적 신호로 바뀐다. 이후, 전하 전송전극(12)에 공급되는 전기신호에 의해 하부의 반도체 기판에 형성되어 있는 전하 운송부(b)를 통해 전하가 순차적으로 이동한다. 이때, 차광막(14)은 수광부로 광이 입사되는 것을 막는 역할을 하고, 패드(18)은 외부의 전기적 신호를 고체 촬상 소자로 공급하거나 고체 촬상 소자 내부 전기적 신호를 외부로 전달하는 역할을 한다.The light incident from the outside is focused while passing through the microlens 22 and is incident on the light receiving portion of the semiconductor substrate, that is, the photodiode (a), and then is converted into an electrical signal. Thereafter, the charges are sequentially moved through the charge transport unit b formed in the lower semiconductor substrate by the electric signal supplied to the charge transfer electrode 12. In this case, the light shielding film 14 serves to prevent light from being incident to the light receiving unit, and the pad 18 serves to supply an external electrical signal to the solid-state image pickup device or to transmit an electrical signal inside the solid-state image pickup device to the outside.
도 1의 고체 촬상 소자의 경우, 평탄화층(20)을 형성한 후 전기적인 흐름을 위해 패드(18) 영역을 오픈하고, 이후 상기 평탄화층(20) 상에 마이크로 렌즈(22)를 형성하였다. 이 경우, 평탄화층(20)과 오픈된 패드(18) 영역 사이에 높은 단차가 발생하여 후속으로 진행되는 마이크로 렌즈 형성을 위한 포토레지스트 도포 공정시 코팅(coating) 불량 등의 문제가 발생하며, 평탄화층이 열경화성 물질로 형성되어 있을 경우, 패드(18) 영역의 오픈을 위하여 마스크층을 사용하여야 한다. 마스크층을 사용하여 패드(18) 영역을 오픈하기 위해서는 포토레지스트 도포, 노광 및 현상 공정과 평탄화층 식각 및 포토레지스트 스트립(strip)으로 이어지는 제반 공정을 추가하여야 하므로 매우 불합리하다.In the case of the solid-state imaging device of FIG. 1, after forming the planarization layer 20, the pad 18 region is opened for electrical flow, and then the microlens 22 is formed on the planarization layer 20. In this case, a high step is generated between the planarization layer 20 and the open pad 18 region, and a problem such as a coating defect occurs during the photoresist coating process for forming a micro lens that is subsequently performed. If the layer is formed of a thermosetting material, a mask layer should be used to open the pad 18 area. In order to open the pad 18 region using the mask layer, it is very unreasonable to add the photoresist coating, exposure and development processes, and the processes leading to the planarization layer etching and the photoresist strip.
본 발명은 목적은 마이크로 렌즈 형성시 발생할 수 있는 포토레지스트의 도포 불량등의 문제를 해결할 수 있는 패드를 갖는 고체 촬상 소자를 제공하는데 있다.An object of the present invention is to provide a solid-state imaging device having a pad that can solve problems such as poor coating of photoresist that may occur when forming a micro lens.
본 발명의 다른 목적은 상기 패드를 갖는 고체 촬상 소자를 제조하는데 있어서 가장 적합한 제조 방법을 제공하는데 있다.Another object of the present invention is to provide a manufacturing method most suitable for producing a solid-state imaging device having the pad.
도 1은 종래의 고감도 마이크로 렌즈를 갖는 고체 촬상 소자를 부분적으로 도시한 단면도이다.1 is a cross-sectional view partially showing a conventional solid-state imaging device having a high sensitivity micro lens.
도 2는 본 발명에 의한 마이크로 렌즈를 갖는 고체 촬상 소자의 단면도이다.2 is a cross-sectional view of a solid-state imaging device having a microlens according to the present invention.
도 3 내지 도 11은 본 발명에 의한 마이크로 렌즈를 갖는 고체 촬상 소자를 제조하는 방법을 공정순서별로 설명하기 위해 도시한 단면도들이다.3 to 11 are cross-sectional views illustrating a method of manufacturing a solid-state imaging device having a microlens according to the present invention, in order of process.
상기 목적을 달성하기 위한, 본 발명에 의한 패드를 갖는 고체 촬상 소자는, 반도체 기판의 수광부에 형성되어 있는 광다이오드와 차광부에 형성되어 있는 전하 전송영역과, 상기 전하전송영역 상에 형성되어 있는 전하 전송전극과, 상기 수광부를 제외한 어레이 영역에 형성되어 있는 차광막과, 패드 영역에 형성되어 전기적 신호를 내,외부로 전달하는 패드와, 상기 어레이 영역 전체를 덮도록 상기 차광막 상에 형성되어 있는 제1 평탄화층과, 상기 제1 평탄화층 상에 형성되고, 상기 제1 평탄화층을 이루는 물질과는 파장별 분광감도가 다른 물질로 된 제2 평탄화층과, 상기 제2 평탄화층 상의 수광부에 형성되어 있는 마이크로 렌즈를 구비하는 것을 특징으로 한다. 이때, 상기 제1 평탄화층 및 마이크로 렌즈는 파장별 분광감도가 서로 같은 포지티브형 포토레지스트로 되어 있고, 상기 제2 평탄화층은 상기 제1 평탄화층 및 마이크로 렌즈와는 파장별 분광감도가 다른 네거티브형 포토레지스트로 되어 있는 것이 바람직하다.A solid-state imaging device having a pad according to the present invention for achieving the above object includes a photodiode formed on a light receiving portion of a semiconductor substrate, a charge transfer region formed on a light shielding portion, and a charge transfer region formed on the charge transfer region. A charge transfer electrode, a light shielding film formed in the array region except for the light receiving unit, a pad formed in the pad region to transmit electrical signals into and out of the pad region, and a film formed on the light shielding layer to cover the entire array region. A first planarization layer, a second planarization layer formed on the first planarization layer, and a material having a spectral sensitivity different in wavelength from the material forming the first planarization layer, and a light receiving unit on the second planarization layer; It is characterized by including a micro lens. In this case, the first planarization layer and the microlens are made of positive photoresist having the same spectral sensitivity as the wavelength, and the second planarization layer is the negative type having different spectral sensitivity from the first planarization layer and the microlens. It is preferable that it is a photoresist.
상기 다른 목적을 달성하기 위한, 본 발명에 의한 패드를 갖는 고체 촬상 소자의 제조 방법은, 반도체 기판의 수광부에 광다이오드를 형성하고, 차광부에 전하 전송 영역을 형성하며, 상기 전하 전송 영역 상에 전하 전송전극을 형성하고, 상기 수광부를 제외한 어레이 영역 전체에 차광막을 형성하며, 패드 영역에 패드를 형성하는 단계와, 제1 포토레지스트를 도포한 후 플로우하여 제1 평탄화층을 형성하는 단계와, 상기 제1 포토레지스트와는 파장별 분광감도가 다른 제2 포토레지스트를 도포하여 제2 평탄화층을 형성하는 단계와, 상기 패드 영역에 도포되어 있는 제2 평탄화층을 노광/ 현상 공정으로 제거하는 단계와, 상기 제2 평탄화층과 노출된 제1 평탄화층 상에 상기 제1 포토레지스트와 파장별 분광감도가 같은 제3 포토레지스트를 도포하여 마이크로 렌즈용 포토레지스트막을 형성하는 단계와, 상기 패드 영역 및 어레이 영역 중 수광부와 수광부 사이의 영역을 노광하는 단계와, 노광된 부분을 제거하여 어레이 영역에는 마이크로 렌즈용 포토레지스트 패턴을 형성하고, 패드 영역에는 패드를 노출시키는 창을 형성하는 단계와, 열에너지를 가하여 상기 마이크로 렌즈용 포토레지스트 패턴을 플로우시킴으로써 소정의 곡율을 갖는 마이크로 렌즈를 형성하는 단계를 구비하는 것을 특징으로 한다.According to another aspect of the present invention, there is provided a method of manufacturing a solid-state imaging device having a pad, wherein a photodiode is formed on a light receiving portion of a semiconductor substrate, a charge transfer region is formed on a light shielding portion, and the charge transfer region is formed on the charge transfer region. Forming a charge transfer electrode, forming a light shielding film over the entire array region except for the light receiving unit, forming a pad in the pad region, applying and flowing a first photoresist to form a first planarization layer; Forming a second planarization layer by applying a second photoresist having a different spectral sensitivity from the first photoresist, and removing the second planarization layer applied to the pad region by an exposure / development process. And a third photoresist having the same spectral sensitivity as that of the first photoresist on the second planarization layer and the exposed first planarization layer. Forming a lens photoresist film, exposing a region between the light receiving portion and the light receiving portion of the pad region and the array region, and removing the exposed portion to form a photoresist pattern for the microlens in the array region, And forming a window for exposing the pad in the region, and forming a microlens having a predetermined curvature by applying the thermal energy to flow the photoresist pattern for the microlens.
상기 제1 및 제3 포토레지스트는 포지티브형 포토레지스트이고, 상기 제2 포토레지스트는 네거티브형 포토레지스트인 것이 바람직하며, i-라인 또는 g-라인의 광을 전면에 조사하여 노광후 잔존하는 광 활성 합성물을 파쇄함으로써 자체 흡수율을 없애는 단계를 더 구비하는 것이 바람직하다.Preferably, the first and third photoresists are positive photoresists, and the second photoresists are negative photoresists, and photoactive light remains after exposure by irradiating the entire surface with i-line or g-line light. Preferably, the method further comprises the step of eliminating the self-absorption rate by crushing the composite.
따라서, 본 발명에 의하면, 패드 영역 오픈 후 마이크로 렌즈를 형성할 때 포토레지스트의 도포가 불량해지는 것을 방지할 수 있으며, 패드 영역 오픈을 위한 복잡한 공정을 생략할 수 있어 공정이 간단하다.Therefore, according to the present invention, when the microlens is formed after opening the pad region, the application of the photoresist can be prevented from being poor, and the complicated process for opening the pad region can be omitted, and the process is simple.
이하, 첨부 도면을 참조하여 본 발명의 실시예를 상세히 설명한다. 그러나, 본 발명의 실시예들은 여러 가지 다른 형태로 변형될 수 있으며, 본 발명의 범위가 아래에서 상술하는 실시예들로 인해 한정되어지는 것으로 해석되어져서는 안된다. 본 발명의 실시예들은 당업계에서 평균적인 지식을 가진 자에게 본 발명을 보다 완전하게 설명하기 위해서 제공되어지는 것이다. 따라서, 도면에서의 요소의 형상 등은 보다 명확한 설명을 강조하기 위해서 과장되어진 것이며, 도면 상에서 동일한 부호로 표시된 요소는 동일한 요소를 의미한다.Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. However, embodiments of the present invention may be modified in many different forms, and the scope of the present invention should not be construed as being limited by the embodiments described below. Embodiments of the present invention are provided to more completely explain the present invention to those skilled in the art. Accordingly, the shape and the like of the elements in the drawings are exaggerated to emphasize a more clear description, and the elements denoted by the same reference numerals in the drawings means the same elements.
도 2는 본 발명에 의한 마이크로 렌즈를 갖는 고체 촬상 소자의 단면도를 도시한 것으로서, 도면부호 "30"은 반도체 기판을, "32"는 전하 전송전극을, "34"는 차광막을, "36"은 절연막을, "38"은 패드를, "40"은 포지티브 포토레지스트로 된 제1 평탄화층을, "42"는 네거티브 포토레지스트로 된 제1 평탄화층을, 그리고 "44"는 마이크로 렌즈를 나타내고, "c"는 수광부, 즉 광다이오드를, 그리고 "d"는 전하 전송부를 나타낸다.2 is a cross-sectional view of a solid-state imaging device having a microlens according to the present invention, wherein reference numeral 30 denotes a semiconductor substrate, 32 denotes a charge transfer electrode, 34 denotes a light shielding film, and 36, A silver insulating film, "38" represents a pad, "40" represents a first planarization layer of positive photoresist, "42" represents a first planarization layer of negative photoresist, and "44" represents a microlens , "c" represents a light receiving portion, ie a photodiode, and "d" represents a charge transfer portion.
반도체 기판(30)의 수광부(c)에는 도시되지 않았지만 광다이오드가 형성되어 있고, 수광부를 제외한 전하 전송부 상에는 전하 전송을 제어하기 위한 전하 전송전극(32)들이 형성되어 있다. 또한, 수광부를 제외한 전 영역에는 수광부로 광이 입사되는 것을 방지하기 위한 차광막(34)이 형성되어 있다. 제1 평탄화층(40)은 포지티브 포토레지스트로 되어 있으며, 제2 평탄화층(42)는 상기 제1 평탄화층(40)과 파장별 분광감도가 다른 네거티브 포토레지스트로 되어 있다. 상기 제1 평탄화층(40)과 제2 평탄화층(42)의 합한 두께, 즉 반도체 기판(30)의 표면으로부터 제2 평탄화층(42) 까지의 두께가 마이크로 렌즈(42)의 초점 거리에 해당한다.Although not shown, a photodiode is formed in the light receiving portion c of the semiconductor substrate 30, and charge transfer electrodes 32 for controlling charge transfer are formed on the charge transfer portion except for the light receiving portion. In addition, a light shielding film 34 for preventing light from entering the light receiving portion is formed in all regions except the light receiving portion. The first planarization layer 40 is made of a positive photoresist, and the second planarization layer 42 is made of a negative photoresist having a different wavelength-specific spectral sensitivity from the first planarization layer 40. The sum of the thicknesses of the first planarization layer 40 and the second planarization layer 42, that is, the thickness from the surface of the semiconductor substrate 30 to the second planarization layer 42 corresponds to the focal length of the microlens 42. do.
상기 제2 평탄화층(42) 상에 형성된 마이크로 렌즈(42)는 수광부(c) 상단에 형성되어 외부에서 들어온 빛을 수광부로 집광시키는 역할을 한다. 도 2에서는 상기 마이크로 렌즈(44)를 파장별 분광감도가 제1 평탄화층(40)을 구성하는 물질과 같은 물질, 즉 포지티브 포토레지스트를 사용하여 형성한다.The micro lens 42 formed on the second planarization layer 42 is formed on the light receiving part c to serve to condense the light from the outside to the light receiving part. In FIG. 2, the microlens 44 is formed using the same material as the material constituting the first planarization layer 40, that is, the positive photoresist.
제1 평탄화층(40)이 형성되기 전에 절연막(36) 상에 형성된 패드(38)는 고체 촬상 소자 내부의 전기적 신호를 외부로 전달하거나 외부의 신호를 고체 촬상 소자 내부로 전달하기 위해 형성되기 때문에 다른 영역 (광다이오드 및 전하 결합 소자들이 배열되어 있는 어레이 영역)과 달리 오픈되어 있다.Since the pad 38 formed on the insulating film 36 before the first planarization layer 40 is formed is formed to transmit an electrical signal inside the solid-state imaging device to the outside or to transfer an external signal into the solid-state imaging device. Unlike other regions (array regions in which photodiodes and charge coupling elements are arranged), they are open.
도 2에서는 제1 평탄화층(40) 및 마이크로 렌즈(44)는 포지티브 포토레지스트로 형성하고, 제2 평탄화층(42)은 네거티브 포토레지스트로 형성하였으나, 상기 제2 평탄화층(42)은 제1 평탄화층(40) 및 마이크로 렌즈(44)와는 파장별 분광감도가 다른 물질로 형성하고, 상기 제1 평탄화층(40)과 마이크로 렌즈(44)는 파장별 분광감도가 서로 같은 물질로 형성하기만하면 되므로, 도 2에서와 달리, 제1 평탄화층(40) 및 마이크로 렌즈(44)는 네거티브 포토레지스트로 형성하고, 제2 평탄화층(42)은 포지티브 포토레지스트로 형성할 수도 있다.In FIG. 2, the first planarization layer 40 and the microlens 44 are formed of a positive photoresist, and the second planarization layer 42 is formed of a negative photoresist, but the second planarization layer 42 is formed of a first photoresist. As long as the planarization layer 40 and the microlens 44 are formed of a material having a different spectral sensitivity from each other, the first planarization layer 40 and the microlens 44 are formed of a material having the same spectral sensitivity as the wavelength. Therefore, unlike in FIG. 2, the first planarization layer 40 and the microlens 44 may be formed of a negative photoresist, and the second planarization layer 42 may be formed of a positive photoresist.
도 3 내지 도 11은 본 발명에 의한 마이크로 렌즈를 갖는 고체 촬상 소자를 제조하는 방법을 공정순서별로 설명하기 위해 도시한 단면도들이다.3 to 11 are cross-sectional views illustrating a method of manufacturing a solid-state imaging device having a microlens according to the present invention, in order of process.
먼저, 도 3을 참조하면, 반도체 기판(50)의 수광부(c)에 광다이오드(미도시)를 형성하고, 차광부 중 전하 전송부(d)에는 전하 전송영역(미도시)을 형성한 후, 상기 전하 전송부(d) 상에 전하 전송부(d)에서의 전하 전송을 제어하기 위한 전하 전송전극(52)을 형성한다. 이후 소정의 절연막을 형성한 후, 수광부(c)를 제외한 전 어레이영역을 덮는 형태의 차광막(54)을 형성한다. 계속해서, 상기 차광막(54)을 보호하는 절연막(56) 형성한 후, 패드가 형성될 영역 (어레이영역 외부)에 금속물질을 사용하여 패드(58)을 형성한다. 이어서, i-라인용 포지티브 레지스트를 마이크로 렌즈의 초점 거리 만큼의 두께로 도포한 후 플로우(flow)함으로써 제1 평탄화층(60)을 형성한다. 이때, 상기 제1 평탄화층(60)은, 예컨대 1/3" 25만 화소의 경우 4.0㎛ 정도의 두께로 형성한다.First, referring to FIG. 3, a photodiode (not shown) is formed in the light receiving portion c of the semiconductor substrate 50, and a charge transfer region (not shown) is formed in the charge transfer portion d of the light blocking portion. The charge transfer electrode 52 is formed on the charge transfer unit d to control charge transfer in the charge transfer unit d. Thereafter, after forming a predetermined insulating film, a light blocking film 54 having a shape covering the entire array region except for the light receiving portion c is formed. Subsequently, after the insulating film 56 protecting the light shielding film 54 is formed, the pad 58 is formed using a metal material in the region where the pad is to be formed (outside the array region). Subsequently, the first planarization layer 60 is formed by applying the i-line positive resist to a thickness equal to the focal length of the microlens and then flowing. In this case, the first planarization layer 60 is formed to have a thickness of about 4.0 μm, for example, 1/3 ″ 250,000 pixels.
도 4를 참조하면, 상기 제1 평탄화층(60) 상에 상기 제1 평탄화층(60)을 이루는 물질과는 파장별 분광감도가 다른 물질, 예컨대 딥 유브(deep UV)용 네거티브 포토레지스트를 예컨대 1,000Å ∼ 3,000Å 정도의 두께로 도포하여 제2 평탄화층(62)을 형성한다.Referring to FIG. 4, a material having a wavelength-specific spectral sensitivity different from a material forming the first flattening layer 60 on the first flattening layer 60, for example, a negative photoresist for deep UV may be used. The second planarization layer 62 is formed by applying a thickness of about 1,000 kPa to 3,000 kPa.
도 5를 참조하면, 상기 제2 평탄화층(62) 상에 패드(58)가 형성되어 있는 영역이 빛에 노출되는 것을 차단하는 형태의 제1 마스크(64)를 정렬한 후, 딥 유브(deep UV)를 이용하여 상기 제2 평탄화층(62)을 노광(exposure)한다. 이때, 제2 평탄화층(62)을 구성하는 네거티브 포토레지스트의 특성 상, 빛에 노광된 부분 (어레이영역)은 가교결합을 하게 되고, 빛에 노광되지 않은 부분 (패드(58)가 형성되어 있는 영역)은 도포시의 성질 그대로를 유지하게 된다.Referring to FIG. 5, after aligning the first mask 64 in a form that blocks the area where the pads 58 are formed on the second planarization layer 62 from being exposed to light, a deep yub is provided. UV) is used to expose the second planarization layer 62. At this time, due to the characteristics of the negative photoresist constituting the second planarization layer 62, a portion exposed to light (array region) crosslinks, and a portion not exposed to light (pad 58 is formed). Area) is maintained as it is during application.
도 6을 참조하면, 상기 제1 마스크 (도 5의 64)를 제거한 후, 결과물 기판 전체를 현상(development)액에 담굼으로써 가교결합이 되지 않은 부분, 즉 패드(58)가 형성되어 있는 영역에 도포되어 있는 제2 평탄화층을 제거하여 어레이영역에만 제2 평탄화층(62)을 남긴다.Referring to FIG. 6, after removing the first mask (64 in FIG. 5), the entire resultant substrate is immersed in a development liquid, so that the crosslinked portion is not formed, that is, in the region where the pads 58 are formed. The applied second planarization layer is removed to leave the second planarization layer 62 only in the array region.
도 7을 참조하면, 어레이영역에만 상기 제2 평탄화층(62)이 남아있는 반도체 기판 상에 마이크로 렌즈용 포지티브 레지스트를 소정의 두께로 형성하여 마이크로 렌즈용 포토레지스트막(66)을 형성한다. 이때, 상기 마이크로 렌즈용 포토레지스트막(66)은 상기 제1 평탄화층(60)을 이루는 물질과는 파장별 분광감도가 같은 물질, 예컨대 i-라인용 포지티브 포토레지스트로 형성하며, 1/3" 25만 화소의 경우 4.0㎛ 정도의 두께로 도포한다.Referring to FIG. 7, a microlens positive resist is formed to a predetermined thickness on a semiconductor substrate in which the second planarization layer 62 remains only in an array region, thereby forming a microlens photoresist film 66. At this time, the photoresist layer 66 for microlenses is formed of a material having the same spectral sensitivity as the wavelength forming material of the first planarization layer 60, for example, an i-line positive photoresist, and 1/3 ". In the case of 250,000 pixels, a thickness of about 4.0 μm is applied.
도 8을 참조하면, 상기 마이크로 렌즈용 포토레지스트막(66)이 형성되어 있는 반도체 기판 상에 패드(58)가 형성되어 있는 영역과 어레이영역 중에서도 수광부와 수광부 사이의 경계영역 (차광영역)을 빛에 노출하는 형태의 제2 마스크(68)를 정렬한 후, 노광 공정을 실시한다. 도 8에 있어서, 화살표는 제2 마스크(68)를 관통하는 빛을 나타낸다. 상기 노광 공정을 거치면, 어레이 영역의 경우, 제2 평탄화층(62) 상부에 도포되어 있는 마이크로 렌즈용 포토레지스트막만 부분적(수광붕와 수광부 사이의 경계영역)으로 노광되고, 패드(58)가 형성되어 있는 영역의 경우, 제1 평탄화층(60)과 마이크로 렌즈용 포토레지스트막(66) 전체가 노광된다.Referring to FIG. 8, a boundary region (light shielding region) between the light receiving portion and the light receiving portion is lighted among the region where the pads 58 are formed and the array region on the semiconductor substrate on which the microlens photoresist film 66 is formed. After aligning the second mask 68 of the form exposed to, the exposure step is performed. In FIG. 8, the arrow indicates light that passes through the second mask 68. After the exposure process, in the case of the array region, only the photoresist film for microlenses coated on the second planarization layer 62 is partially exposed (the boundary region between the light receiving shelf and the light receiving portion), and the pad 58 is formed. In the case of the region, the first planarization layer 60 and the entire microlens photoresist film 66 are exposed.
도 9를 참조하면, 상기 제2 마스크(도 8의 68)을 제거한 후, 결과물 기판 전체를 현상액에 담굼으로써 빛에 노출된 부분의 포지티브 레지스트를 제거한다. 이때, 어레이 영역의 경우, 제2 평탄화층(62) 상부에 도포되어 있는 마이크로 렌즈용 포토레지스트막 중 노광된 부분이 제거되고, 패드가 형성되어 있는 영역의 경우, 제1 평탄화층(60)과 마이크로 렌즈용 포토레지스트막 전체가 제거된다. 이때, 어레이영역에 존재하는 상기 제2 평탄화층(62)은 상기 마이크로 렌즈용 포토레지스트막을 노광/ 현상 공정 시, 어레이영역의 제1 평탄화층(60)이 손상되는 것을 방지하는 역할을 한다.Referring to FIG. 9, after removing the second mask (68 of FIG. 8), the positive resist of the portion exposed to light is removed by immersing the entire resultant substrate in a developer. At this time, in the case of the array region, the exposed portion of the photoresist film for microlenses applied on the second planarization layer 62 is removed, and in the case where the pad is formed, the first planarization layer 60 and The whole photoresist film for microlenses is removed. In this case, the second planarization layer 62 existing in the array region serves to prevent the first planarization layer 60 of the array region from being damaged during the exposure / development process of the microlens photoresist film.
따라서, 어레이 영역에는 마이크로 렌즈용 포토레지스트 패턴(70)을 형성하고, 패드 영역에는 패드(58)을 노출시키기 위한 창(window)(72)을 형성한다.Accordingly, the photoresist pattern 70 for microlenses is formed in the array region, and a window 72 for exposing the pad 58 is formed in the pad region.
도 10을 참조하면, 결과물 기판 전면을 i-라인 또는 g-라인의 광으로 전면 조사하여 상기 마이크로 렌즈용 포토레지스트 패턴(70)과 제1 및 제2 평탄화층(60 및 62) 내에 잔존하는 광 활성 합성물(photo active compound)을 파쇄함으로써 자체 흡수율을 없게하여 투과율을 향상시킨다.Referring to FIG. 10, the entire surface of the resultant substrate is irradiated with the light of i-line or g-line, and the light remaining in the photoresist pattern 70 for microlenses and the first and second planarization layers 60 and 62. By crushing the photo active compound, there is no self-absorption, thereby improving the transmittance.
도 11을 참조하면, 반도체 기판에 열 에너지를 가하여 상기 마이크로 렌즈용 포토레지스트 패턴(도 10의 70)을 열적으로 플로우(flow)시킨다. 즉, 열에 의해 상기 마이크로 렌즈용 포토레지스트 패턴의 합성수지(resin)가 플로우되는 성질을 이용하여 최종적으로 형성되는 마이크로 렌즈(74)가 소정의 곡률을 가질 수 있도록 온도와 시간의 조절로 열에너지를 조절한다.Referring to FIG. 11, thermal energy is applied to a semiconductor substrate to thermally flow the photoresist pattern 70 for FIG. 10. That is, the thermal energy is controlled by adjusting temperature and time so that the finally formed microlens 74 has a predetermined curvature by using a property in which a synthetic resin of the microlens photoresist pattern is flowed by heat. .
본 발명에 의한 마이크로 렌즈를 갖는 고체 촬상 소자 및 그 제조 방법에 의하면, 어레이영역에는 평탄화층과 마이크로 렌즈 형성용 포토레지스트막 사이에 노광 파장영역이 다른 물질을 개재시켜 노광시 평탄화층과 마이크로 렌즈 형성용 포토레지스트막이 상호 작용하는 것을 방지하고, 패드 영역에는 상기 다른 물질을 개재시키지 않고 평탄화층 상에 바로 마이크로 렌즈 형성용 포토레지스트막을 적층한 후 노광 공정을 진행함으로써, 첫째, 마이크로 렌즈 형성을 위한 포토레지스트 도포 시 패드 영역의 단차에 의해 도포 불량이 발생하는 것을 방지할 수 있고, 둘째, 패드 영역을 오픈하는 공정을 단순화 할 수 있다.According to the solid-state imaging device having a microlens according to the present invention and a manufacturing method thereof, the planarization layer and the microlens are formed during exposure by interposing a material having a different exposure wavelength region between the planarization layer and the photoresist film for forming a microlens in the array region. The photoresist film is prevented from interacting with each other, and the photoresist film for forming a microlens is directly deposited on the planarization layer without interposing the other material in the pad region. The coating failure can be prevented from occurring due to the step of the pad region when applying the resist, and secondly, the process of opening the pad region can be simplified.
Claims (5)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| KR1019990029112A KR20010010306A (en) | 1999-07-19 | 1999-07-19 | Solid static pick-up device having microlens |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| KR1019990029112A KR20010010306A (en) | 1999-07-19 | 1999-07-19 | Solid static pick-up device having microlens |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
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Family
ID=19602673
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| KR1019990029112A KR20010010306A (en) | 1999-07-19 | 1999-07-19 | Solid static pick-up device having microlens |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| KR (1) | KR20010010306A (en) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6861207B2 (en) * | 2003-06-30 | 2005-03-01 | Taiwan Semiconductor Manufacturing Company, Ltd. | Method for fabricating microlens with lithographic process |
| US6869621B2 (en) | 2002-11-08 | 2005-03-22 | Eromlife Co., Ltd. | Diet composition comprising raw foods and dietary fibers |
| KR100752165B1 (en) * | 2005-12-28 | 2007-08-24 | 동부일렉트로닉스 주식회사 | Method of manufacturing Image Sensor |
-
1999
- 1999-07-19 KR KR1019990029112A patent/KR20010010306A/en not_active Application Discontinuation
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6869621B2 (en) | 2002-11-08 | 2005-03-22 | Eromlife Co., Ltd. | Diet composition comprising raw foods and dietary fibers |
| US6861207B2 (en) * | 2003-06-30 | 2005-03-01 | Taiwan Semiconductor Manufacturing Company, Ltd. | Method for fabricating microlens with lithographic process |
| KR100752165B1 (en) * | 2005-12-28 | 2007-08-24 | 동부일렉트로닉스 주식회사 | Method of manufacturing Image Sensor |
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