KR20020059121A - Method for fabricating Image Sensor - Google Patents

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Abstract

PURPOSE: A fabrication method of an image sensor is provided to improve reliability and to prevent a package yield loss by changing a sealing rule. CONSTITUTION: After forming an isolation layer(2) at a silicon substrate(1), a first interlayer dielectric(3), a first conductive layer(4), a second interlayer dielectric(5), a second conductive layer(6), a passivation layer(7) are sequentially formed on the resultant structure. A photoresist layer(8) used for an optical sensing is formed spaced apart from a pad opening region of a sealing. Then, a prevention layer(9) is formed on the photoresist layer. At this time, a spaced distance(M) is formed between the photoresist layer(8) and the prevention layer(9).

Description

이미지센서 제조방법{Method for fabricating Image Sensor}Method for fabricating Image Sensor

본 발명은 반도체소자 제조 공정중 이미지센서 제조 방법에 관한 것으로, 본 발명은 현재 일반적으로 사용되고 있는 이미지센서인 CMOS 이미지센서, CCD(Charge couple Device) 이미지센서는 물론 광을 집적하고 그 광을 사용하여 소자를 동작시키거나 광의 센싱에 사용하는 일반적인 광소자 공정을 사용하는 모든 반도체 장치에 적용할 수 있는 방법이다.The present invention relates to a method of manufacturing an image sensor during a semiconductor device manufacturing process. The present invention integrates light using a CMOS image sensor, a CCD (Charge Couple Device) image sensor, as well as an image sensor, which is generally used. The method can be applied to all semiconductor devices using a general optical device process for operating a device or sensing light.

종래의 이미지센서 제조 공정을 간단히 살펴보면 다음과 같다.A brief look at a conventional image sensor manufacturing process is as follows.

도1은 종래의 이미지센서의 제조방법을 사용해 소자를 제조하는 것으로 종래의 방법에 의해 문제가 생기는 부위의 단면도만을 예시하였다. 자세한 제조방법은 익히 알려진 방법이므로 생략하겠다.FIG. 1 illustrates only a cross-sectional view of a portion where a problem is caused by a conventional method by manufacturing an element using a conventional method of manufacturing an image sensor. Detailed manufacturing methods are well known methods and will be omitted.

도면은 패키지후의 신뢰성에 가장 치명적으로 악영향을 미치는 부위인 칩과 스크라이브라인의 경계부분만을 도시한 것이다. 이 부분은 실링(Sealing) 혹은 가드링(Guardring) 이라 부르는 부분으로 신뢰성에 영향을 주는 부분이므로 반도체 제조업체마다 고유의 특이한 룰을 가지고 있다.The figure shows only the boundary between the chip and the scribe brine, which are the parts that most adversely affect the reliability after the package. This part, called sealing or guarding, affects reliability, so each semiconductor manufacturer has its own unique rules.

실리콘기판(1)에 소자분리산화막(2)를 형성한 후 계속하여 1차증간절연막(3), 1차 전도층(4), 2차층간절연막(5), 2차전도층(6), 최상위층간절연막 및 패시베이션막(7), 이미지센서 특유의 광센서 목적으로 사용하는 포토레지스트층(8), 최상위보호막(9)을 형성한 후의 단면도이다. 이후에 패드 마스크를 용하여 스크라이브 영역의 단차를 완화시킬 목적으로 식각한 후의 단면이다.After the element isolation oxide film 2 is formed on the silicon substrate 1, the primary interlayer insulating film 3, the primary conductive layer 4, the secondary interlayer insulating film 5, the secondary conductive layer 6, It is sectional drawing after forming the uppermost interlayer insulation film and the passivation film 7, the photoresist layer 8 used for the optical sensor specific to an image sensor, and the uppermost protective film 9. The cross section after etching is performed for the purpose of alleviating the step difference in the scribe area using a pad mask.

1차, 2차 전도층은 소자의 회로를 구성하는 전도층으로 사용되는 것으로 이예에서는 DLM(Double Layer metal)을 기준으로 도시한 것이다.The primary and secondary conductive layers are used as conductive layers constituting the circuit of the device, and are shown based on the double layer metal (DLM) in this example.

도면에서 보듯 패시베이션막막(7)과 최상위보호막(9) 사이에 이미지센서의 포토레지스트가 연결되어 있음을 볼 수 있다. 이렇게 공정을 하는 이유는 패시베이션막과 최상위보호막이 붙는 경우는 두 층 사이의 스트레스(Stress)나 접착력저하 등으로 인하여 제품완성시 크랙(Crack)이 가거나 심한 경우 파티클로 작용하게 되어 이런 방법을 사용하는 것이 이미지센서의 일반적인 경우이다.As shown in the figure, it can be seen that the photoresist of the image sensor is connected between the passivation film 7 and the top passivation film 9. The reason for this process is that when the passivation film and the top protective film are attached, cracks occur when the product is finished due to stress or deterioration of adhesion between the two layers, or they act as particles in severe cases. This is a common case of an image sensor.

그러나 이 이유로 스크라이브영역의 자를때 혹은 패키지시 포토레지스트층(8)층이 손상되어 파티클 원인이 되거나 패키지 후에도 수분침투 등에 의하여 신뢰성에 악영향을 주게 된다. 심한경우에는 패드 식각시 부터 리프팅(Lifting) 등이 발생하므로 패드 식각 조건부터 주의하여 공정을 해야한다.For this reason, however, when cutting the scribe area or during packaging, the photoresist layer 8 layer is damaged, causing particles or adversely affecting reliability due to moisture penetration and the like even after packaging. In severe cases, lifting occurs from the etching of the pad, so the process should be done with caution from the etching of the pad.

본 발명은 상기와 같은 종래 이미지센서 특유의 공정에 의해 발생하는 패키지 수율 손실(Package Yield Loss) 및 신뢰성 악화 등을 해결하기 위해서 실링룰(Sealing Rule)을 변경하여 제조함으로서 공정 마진을 증대시킬 수 있고 나아가 신뢰성 악화를 방지할 수 있는 이미지센서 제조 방법을 제공하는데 그 목적이 있다.The present invention can increase the process margin by manufacturing by changing the sealing rule in order to solve the package yield loss and reliability deterioration caused by the process unique to the conventional image sensor as described above Furthermore, an object of the present invention is to provide a method of manufacturing an image sensor that can prevent deterioration of reliability.

이미지센서의 타 반도체 소자와는 달리 이미지센서에서 사용하는 특수공정에 의하여 부득하게 발생하는 패키지시의 수율 하락이나 칩에서 발생하는 신뢰성 문제를 억제/제거하는 방법에 관한 발명으로 본 발명의 방법을 사용하여 이미지센서를 제조하는 경우 신뢰성 악화의 원인을 원천적으로 방지할 수 있어 수율을 향상 및신뢰성향상을 꾀할 수 있다.Unlike other semiconductor devices of the image sensor, the present invention relates to a method of suppressing / removing a drop in yield caused by a special process used in an image sensor or a reliability problem occurring in a chip. Therefore, the manufacturing of the image sensor can prevent the cause of the deterioration of the source at the source can improve the yield and reliability.

도 1은 종래기술에 따른 이미지센서 제조 공정 다면도.1 is a side view of the image sensor manufacturing process according to the prior art.

도 2는 본 발명의 제1실시예에 의한 I/S의 제조 공정 단면도.Figure 2 is a cross-sectional view of the manufacturing process of the I / S according to the first embodiment of the present invention.

도 3은 본 발명의 제2실시예에 의한 I/S의 제조 공정 단면도.Figure 3 is a cross-sectional view of the manufacturing process of the I / S according to the second embodiment of the present invention.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명 *Explanation of symbols on the main parts of the drawings

1 : 실리콘기판1: silicon substrate

2 :소자분리산화막2: device isolation oxide film

3: 1차층간절연막3: primary interlayer insulating film

4 : 1차전도층4: primary conductive layer

5 : 2차층간절연막5: secondary interlayer insulating film

6 : 2차전도층6: secondary conductive layer

7 : 최상위층간절연막 및 패시베이션막7: top interlayer insulating film and passivation film

8 : 포토레지스트층(필토, 평탄화막, 렌즈)8: photoresist layer (filtose, planarization film, lens)

9 : 패드 오픈 영역9: pad open area

M : I/S포토레지스트와 최상위보호막간의 이격M: separation between I / S photoresist and top protective film

본 발명의 이미지센서 제조방법은, 실리콘기판에 소자를 형성하기 위한 소자분리산화막, 전도층, 층간절연막을 형성하는 단계; 소자의 보호를 위해 패시베이션막을 형성하는 단계; 센서의 특성을 얻기 위하여 사용되는 포토레지스트를 형성하되 차후 패드가 열린부위와 일정거리 이격시켜 형성하는 단계; 최상위보호막을 형성하는 단계; 및 패드 형성을 위한 마스크를 사용하되 실링 및 S/L을 오픈시키고 하부의 포토레지스트층과 일정부분 이격시켜 형성하는 단계를 포함하여 이루어진다.An image sensor manufacturing method of the present invention comprises the steps of: forming a device isolation oxide film, a conductive layer, an interlayer insulating film for forming a device on a silicon substrate; Forming a passivation film for protecting the device; Forming a photoresist used to obtain the characteristics of the sensor, and then forming the photoresist spaced apart from the open area by a predetermined distance; Forming a top protective film; And using a mask for forming a pad, but opening the sealing and S / L, and forming a portion spaced apart from the lower photoresist layer.

또한 본 발명의 이미지센서 제조방법은 실리콘기판에 소자를 형성하기 위한 소자분리산화막, 전도층, 층간절연막을 형성하는 제1단계; 소자의 보호를 위해 패시베이션막을 형성하는 제2단계; 센서의 특성을 얻기 위해 포토레지스트층을 형성하되 차후의 패드가 열릴 부위와 일정부분 이격시켜 형성하는 제3단계; 센서 부위를 보호하기 위한 최상위보호막을 형성하는 제4단계; 및 패드 형성하기 위한 마스크를 사용하되 실링의 일정부분에서 S/L까지 어픈시키고 하부의 I/S 포토레지스트층과 일정부분 이격시켜 형성하는 제5단계를 포함하여 이루어진다.In addition, the image sensor manufacturing method of the present invention comprises a first step of forming a device isolation oxide film, a conductive layer, an interlayer insulating film for forming a device on a silicon substrate; Forming a passivation film for protecting the device; A third step of forming a photoresist layer to obtain characteristics of the sensor but spaced apart from a portion where a pad is to be opened later; Forming a top protective film for protecting the sensor part; And a fifth step of forming a pad using a mask for forming a pad, but opening a portion of the sealing to S / L and spaced apart from a portion of the I / S photoresist layer.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 상세히 설명하고자 한다.Hereinafter, exemplary embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

본 발명의 실시예에서는 발명의 효과를 효율적으로 설명하고자 필요부분만을 발췌하여 도면에 표시하였다.In the embodiment of the present invention, only the necessary parts are shown in the drawings in order to effectively explain the effects of the invention.

도 2는 본 발명의 제1실시예에 의한 I/S의 제조방법이다. 자세한 제조방법은 익히 알려진 방법이므로 생략하겠다.2 is a manufacturing method of the I / S according to the first embodiment of the present invention. Detailed manufacturing methods are well known methods and will be omitted.

도 2과 마찬가지로 패키지 후의 신뢰성에 가장 치명적으로 악영향을 미치는 부위인 칩과 스크라이브영역의 경계부분만을 도시한 것이다.As shown in Fig. 2, only the boundary portion between the chip and the scribe region, which is the portion which most adversely affects the reliability after the package, is shown.

도 2를 참조하면, 먼저 실리콘기판(1)에 소자분리산화막(2)를 형성한 후 계속하여 1차증간절연막(3), 1차전도층(4), 2차층간절연막(5), 2차전도층(6), 최상위층간절연막 및 패시베이션막막(7), 이미지센서 특유의 광센서 목적으로 사용하는 포토레지스트층(8), 최상위보호막(9)을 형성한 이후에, 패드 마스크를 사용하여 스크라이브 라인의 단차를 완화시킬 목적으로 식각한 후의 단면이다.Referring to FIG. 2, first, an element isolation oxide film 2 is formed on a silicon substrate 1, and then the first incremental insulating film 3, the first conductive layer 4, the second interlayer insulating film 5, and 2 are formed. After forming the conductive layer 6, the uppermost interlayer insulating film and the passivation film 7, the photoresist layer 8 and the uppermost protective film 9 which are used for the purpose of the optical sensor specific to the image sensor, a pad mask is used. It is a cross section after etching for the purpose of alleviating the level difference of a scribe line.

종래 방법과의 차이는 실링 부위에 패드 오픈 시키고 아울러 최상위보호막(9)과 포토레지스트층(8)과의 이격(M)을 둔 것이다. 이렇게 함으로서 포토레지스트에 대한 신뢰성 악화를 실링의 패드 오픈영역 이전에 (S/L 쪽으로) 방지할 수 있고 심각한 공정 오류에 의해서도 피해를 최소한으로 줄일 수 있게 된다. 이격(M)을 둔 것은 패드 식각 식각공정에서 포토레지스트층의 어택(Attack)을 방지하기 위한 것이다.The difference from the conventional method is that the pad is opened in the sealing portion and the spaced distance M between the uppermost protective film 9 and the photoresist layer 8 is provided. This prevents deterioration in reliability of the photoresist before the pad open area of the seal (toward S / L) and minimizes the damage caused by severe process errors. The spacing M is to prevent an attack of the photoresist layer in the pad etching process.

상기와 같이 이미지센서를 제조하는 경우에는 패드 공정 마진(Margin)을 증대시킬 수 있고 웨이퍼 절단과 같은 패키지 공정시의 어택을 최소화 할 수 있어 신뢰성 악화방지가 가능해 진다.In the case of manufacturing the image sensor as described above, it is possible to increase the margin of the pad process (margin) and to minimize the attack during the packaging process such as wafer cutting it is possible to prevent the deterioration of reliability.

도 3은 본 발명의 제2실시예에 의한 이미지센서 제조방법이다.3 is a method of manufacturing an image sensor according to a second exemplary embodiment of the present invention.

자세한 제조방법은 익히 알려진 방법이므로 생략하겠다.Detailed manufacturing methods are well known methods and will be omitted.

도 1과 마찬가지로 패키지 후의 신뢰성에 가장 치명적으로 악영향을 미치는 부위인 칩과 스크라이브라인의 경계부분만을 도시한 것이다.As shown in FIG. 1, only the boundary between the chip and the scribe brine, which are the parts that adversely affect the reliability after the package, is shown.

도 3을 참조하면 실리콘기판(1)에 소자분리산화막(2)를 형성한 후 계속하여 1차증간절연막(3), 1차전도층(4), 2차층간절연막(5), 2차전도층(6), 최상위층간절연막 및 패시??이션막(7), 이미지센서 특유의 광센서 목적으로 사용하는 포토레지스트층(8), 최상위보호막(9)을 형성한 이후에 ,패드 마스크를 사용하여 스크라이브라인의 단차를 완화시킬 목적으로 식각한 후의 단면이다.Referring to FIG. 3, after the device isolation oxide film 2 is formed on the silicon substrate 1, the first interlayer insulating film 3, the first conductive layer 4, the second interlayer insulating film 5, and the second conductive layer are formed. After forming the layer 6, the uppermost interlayer insulating film and the passivation film 7, the photoresist layer 8 and the uppermost protective film 9 used for the optical sensor specific to the image sensor, a pad mask is used. Cross section after etching for the purpose of alleviating the step of scribing.

제1실시예와 다른 점은 패드 오픈시 오픈 영역 실링을 일정부분부터 시작하여 S/L까지 확장해 오픈 시킨 것이다. 이렇게 하는 경우는 패드 식각시 파티클 발생등의 우려로 인하여 공정 마진이 줄어드나 1 실시예보다도 패키지(package)의 오염정도나 신뢰성측면에서는 양호간 결과를 얻을 수 있게 된다.The difference from the first embodiment is that when the pad is opened, the open area sealing starts from a certain part and is extended to S / L and opened. In this case, the process margin is reduced due to the generation of particles during the etching of the pad, but the result is better in terms of contamination and reliability of the package than in the first embodiment.

상기와 같인 이미지센서를 제조하는 경우에는 웨이퍼 절단과 패키지 공정시 어택을 최소화 할 수 있어 신뢰성 악화방지가 가능해진다.In the case of manufacturing the image sensor as described above, it is possible to minimize the attack during wafer cutting and packaging process, thereby preventing deterioration of reliability.

이미지센서를 제조하는 경우 필연적으로 발생하는 패드 공정의 마진, 패키지시의 오염/파티클 발생, 소자의 신뢰성악화 등을 억제할 수 있어 yield 및 신뢰성 향상이 가능하다.In the case of manufacturing the image sensor, it is possible to suppress the margin of pad process, contamination / particle generation during package, and deterioration of device reliability, which can increase yield and reliability.

Claims (2)

실리콘기판에 소자를 형성하기 위한 소자분리산화막, 전도층, 층간절연막을 형성하는 단계;Forming a device isolation oxide film, a conductive layer, and an interlayer insulating film for forming a device on a silicon substrate; 소자의 보호를 위해 패시베이션막을 형성하는 단계;Forming a passivation film for protecting the device; 센서의 특성을 얻기 위하여 사용되는 포토레지스트를 형성하되 차후 패드가 열린부위와 일정거리 이격시켜 형성하는 단계;Forming a photoresist used to obtain the characteristics of the sensor, and then forming the photoresist spaced apart from the open area by a predetermined distance; 최상위보호막을 형성하는 단계; 및Forming a top protective film; And 패드 형성을 위한 마스크를 시용하되 실링 및 S/L을 오픈시키고 하부의 포토레지스트층과 일정부분 이격시켜 형성하는 단계Applying a mask for forming a pad, but opening the sealing and S / L and forming a spaced portion away from the lower photoresist layer 를 포함하여 이루어진 이미지센서 제조방법.Image sensor manufacturing method comprising a. 실리콘기판에 소자를 형성하기 위한 소자분리산화막, 전도층, 층간절연막을 형성하는 제1단계;Forming a device isolation oxide film, a conductive layer, and an interlayer insulating film for forming a device on a silicon substrate; 소자의 보호를 위해 패시베이션막을 형성하는 제2단계;Forming a passivation film for protecting the device; 센서의 특성을 얻기 위해 포토레지스트층을 형성하되 차후의 패드가 열릴 부위와 일정부분 이격시켜 형성하는 제3단계;A third step of forming a photoresist layer to obtain characteristics of the sensor but spaced apart from a portion where a pad is to be opened later; 센서 부위를 보호하기 위한 최상위보호막을 형성하는 제4단계; 및Forming a top protective film for protecting the sensor part; And 패드 형성하기 위한 마스크를 사용하되 실링의 일정부분에서 S/L까지 어픈시키고 하부의 I/S 포토레지스트층과 일정부분 이격시켜 형성하는 제5단계The fifth step of using a mask for forming a pad, but is open to a certain portion of the sealing to S / L and spaced apart from a predetermined I / S photoresist layer 를 포함하여 이루어진 이미지센서 제조방법.Image sensor manufacturing method comprising a.
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
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KR20040095973A (en) * 2003-04-29 2004-11-16 매그나칩 반도체 유한회사 Cmos image sensor
KR100720472B1 (en) * 2005-12-29 2007-05-22 동부일렉트로닉스 주식회사 Cmos image sensor and method of manufacturing the same

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