KR20040065963A - 이미지 소자 및 그 제조 방법 - Google Patents
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Abstract
Description
Claims (59)
- 광소자가 형성된 기판;상기 기판상에 형성되고, 내부에 적어도 하나의 불투명막을 갖고, 상기 광소자 위에 광을 수집하기 위하여 그 상부 표면으로부터 상기 불투명막을 통과하도록 형성되어 있는 광소자 개구부를 갖는 층간 절연막 구조물;상기 개구부를 매립하는 투명 절연막;상기 절연막상에 형성되어 있는 칼라필터; 및상기 칼라필터층상에 형성된 마이크로 렌즈를 포함하는 이미지 소자.
- 제1항에 있어서, 상기 투명 절연막은 스핀온 절연물로 이루어진 것을 특징으로 하는 이미지 소자.
- 제1항에 있어서, 상기 층간 절연막 구조물은 내부에 구리 배선 라인 또는 구리 콘택을 포함하고, 상기 불투명막은 상기 구리 배선 라인 또는 구리 콘택의 구리 금속이 확산하는 것을 방지하기 위한 구리 확산 방지 물질로 이루어진 것을 특징으로 하는 이미지 소자.
- 제1항에 있어서, 상기 기판과 상기 층간 절연막 구조물사이에는 상기 기판에 형성된 반도체 소자를 덮도록 형성된 하부 절연막을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 이미지 소자.
- 제4항에 있어서, 층간 절연막 구조물은상기 하부 절연막상에 형성되고 상기 광소자 개구부 부위에 해당하는 부위가 오픈된 제1 불투명막; 및상기 제1 확산 방지막상에 형성되고 상기 광소자 개구부 부위에 해당하는 부위가 오픈된 제1 층간 절연막을 포함하는 것을 특징으로 하는 이미지 소자.
- 제5항에 있어서, 상기 층간 절연막 구조물은상기 제1 층간 절연막상에 형성되고 상기 광소자 개구부 부위에 해당하는 부위가 오픈된 제2 내지 n차,(n는 2이상의 자연수) 불투명막; 및상기 제2 내지 k차 불투명막상에 각각 형성되고, 상기 광소자 개구부에 해당하는 부위가 오픈된 제2 내지 n차 층간 절연막을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 이미지 소자.
- 제6항에 있어서, 상기 n차 층간 절연막은하부의 도전성 배선층과 접속하는 비아 콘택; 및상기 비아 콘택상에 형성되어 신호를 전달하기 위한 도전성 라인을 포함하는 것을 특징으로 하는 이미지 소자.
- 제7항에 있어서, 상기 비아 콘택 및 도전성 라인과 상기 n차 층간 절연막의 사이에 상기 n차 층간 절연막으로 상기 비아콘택 및 도전성 라인의 구성 물질이 확산하는 것을 방지하기 위한 절연막 확산 방지막을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 이미지 소자.
- 제7항에 있어서, 상기 비아 콘택의 측면 및 도전성 라인의 측면과 상기 n차 층간 절연막의 사이에 상기 n차 층간 절연막으로 상기 비아콘택 및 도전성 라인의 구성 물질이 확산하는 것을 방지하기 위한 절연막 확산 방지 스페이서를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 이미지 소자.
- 제5항에 있어서, 상기 하부 절연막은 기판에 형성된 반도체 소자와 접속하는 하부 콘택을 포함하고,상기 제1 층간 절연막은 상기 하부 콘택에 접촉하여 형성된 도전성 라인을 포함하는 것을 특징으로 하는 이미지 소자.
- 제1항에 있어서, 상기 투명 절연막은 상부에 요부가 형성되고, 상기 칼라 필터는 그 상면에 상가 요부에 대응하는 칼라필터 요부가 형성되어 있고, 상기 마이크로 렌즈의 하부는 상기 칼라 필터 요부를 매립하는 볼록한 형상을 갖는 것을 특징으로 이미지 소자.
- 제1항에 있어서, 상기 광소자과 상기 광소자 개구부 사이에 상기 광소자의 광흡수율을 향상시키기 위한 반사 방지막 또는 반사 방지 패턴을 더 포함하는 이미지 소자.
- 제1항에 있어서, 상기 광소자 개구부의 측벽상에 형성된 보호막을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 이미지 소자.
- 제13항에 있어서, 상기 보호막은 반사 방지 물질로 이루어진 것을 특징으로 하는 이미지 소자.
- 제1항에 있어서, 상기 광소자 개구부의 측벽상에 형성된 베리어 스페이서를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 이미지 소자.
- 광소자가 형성된 기판;상기 광소자를 덮고, 상기 광소자를 구동하기 위한 반도체 소자와 전기적으로 연결된 하부 콘택을 구비하는 하부 절연막;상기 하부 절연막상에 형성되고, 내부에 상기 하부 콘택과 접속하는 적어도 하나의 구리 콘택 또는 구리 배선라인과 상기 구리 콘택 또는 구리 배선의 구리 확산을 방지하기 위한 구리 확산 방지막을 포함하고, 상기 광소자 상부에 그 최상부 표면으로부터 상기 구리 확산 방지막을 통과하도록 광을 수집하기 위한 광소자 개구부가 형성되어 있는 층간 절연막 구조물;상기 광소자 개구부를 매립하는 투명 절연막;상기 투명한 절연막상에 형성되어 있는 칼라필터; 및상기 칼라필터상에 형성되어 있는 마이크로 렌즈를 포함하는 이미지 소자.
- 제16항에 있어서, 상기 투명 절연막은 스핀 온 절연물로 이루어진 것을 특징으로 하는 이미지 소자.
- 제16항에 있어서, 상기 투명 절연막의 상부에는 절연막 오목부가 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 이미지 소자.
- 제16항에 있어서, 상기 마이크로 렌즈는 상기 광 소자측으로 볼록한 제1 볼록면을 구비하는 것을 특징으로 하는 이미지 소자.
- 제16항에 있어서, 상기 층간 절연막 구조물은상기 하부 절연막상에 형성되고 상기 광소자 개구부위에 해당하는 부위가 오픈된 제1 구리확산 방지막; 및상기 제1 구리확산 방지막막상에 형성되고 상기 광소자 개구부 부위에 해당하는 부위가 오픈된 제1 층간 절연막을 포함하는 것을 특징으로 하는 이미지 소자.
- 제20항에 있어서,상기 제1 층간 절연막은 상기 하부 콘택상에 형성되어 신호를 전달하기 위한제1 도전성 라인을 포함하는 것을 특징으로 하는 이미지 소자.
- 제20항에 있어서, 상기 층간 절연막 구조물은상기 제1 층간 절연막상에 형성되고 상기 광소자 개구부 부위에 해당하는 부위가 오픈된 제2 내지 n차 (n은 2이상의 자연수) 구리 확산 방지막; 및상기 제2 내지 n차 구리 확산 방지막상에 각각 형성되고, 상기 광소자 개구부에 해당하는 부위가 오픈된 제2 내지 n차 층간 절연막을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 이미지 소자.
- 제22항에 있어서, 상기 n차 층간 절연막은하부의 도전성 배선층과 접속하는 비아 콘택; 및상기 비아 콘택상에 형성되어 신호를 전달하기 위한 구리로 이루어진 도전성 라인을 포함하는 것을 특징으로 하는 이미지 소자.
- 제23항에 있어서, 상기 비아 콘택 및 도전성 라인과 상기 n차 층간 절연막의 사이에 상기 n차 층간 절연막으로 상기 비아콘택 및 도전성 라인의 구성 물질이 확산하는 것을 방지하기 위한 절연막 확산 방지막을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 이미지 소자.
- 제23항에 있어서, 상기 비아 콘택의 측면 및 도전성 라인의 측면과 상기 n차 층간 절연막의 사이에 상기 n차 층간 절연막으로 상기 비아콘택 및 도전성 라인의 구성 물질이 확산하는 것을 방지하기 위한 절연막 확산 방지 스페이서를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 이미지 소자.
- 제16항에 있어서, 상기 광소자 개구부의 측벽상에 형성된 보호막을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 이미지 소자.
- 제26항에 있어서, 상기 보호막은 반사 방지 물질로 이루어진 것을 특징으로 하는 이미지 소자.
- 제16항에 있어서, 상기 광소자 개구부의 측벽상에 형성된 베리어 스페이서를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 이미지 소자.
- 광소자가 형성된 기판상에 상기 광소자의 상부에 광을 수집하기 위한 광소자 개구부를 갖고, 내부에 적어도 하나의 불투명막을 갖고, 상기 광소자의 상부에 광을 수집하기 위한 상부 표면으로부터 형성되어 상기 불투명막을 통과하도록 상기 광소자 개구부가 형성된 층간 절연막 구조물을 형성하는 단계;상기 개구부를 매립하는 투명 절연막을 형성하는 단계;상기 절연막상에 칼라필터를 형성하는 단계; 및상기 칼라필터상에 마이크로 렌즈를 형성하는 단계를 포함하는 이미지 소자의 제조 방법.
- 제29항에 있어서, 상기 투명 절연막은 스핀온 방법에 의해 코팅하여 형성하는 것을 특징으로 하는 이미지 소자의 제조 방법.
- 제29항에 있어서, 상기 층간 절연막 구조물을 형성하기 전에 상기 광소자의 상부에 반사 방지막 또는 반사 방지 패턴을 형성하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 이미지 소자의 제조 방법.
- 제29항에 있어서, 상기 층간 절연막 구조물을 형성하기 전에 상기 기판상에 상기 기판에 형성된 반도체 소자를 덮도록 하부 절연막을 형성하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 이미지 소자의 제조 방법.
- 제32항에 있어서, 상기 층간 절연막 구조물을 형성하는 단계는상기 하부 절연막상에 제1 불투명막을 형성하는 단계;상기 제1 불투명막상에 제1 층간 절연막을 형성하는 단계; 및상기 제1 층간 절연막 및 상기 제1 불투명막을 패터닝하여 상기 광소자 개구부를 형성하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 이미지 소자의 제조 방법.
- 제33항에 있어서, 상기 광소자 개구부를 형성하는 단계는상기 제1 층간 절연막 및 상기 제1 불투명막을 패터닝하여 도전성 라인을 형성하기 위한 트렌치 및 상기 광소자의 상부에 위치하는 제1 개구부를 형성하는 단계;상기 트렌치 및 상기 제1 개구부를 매립하는 도전층을 형성하는 단계;상기 도전층을 폴리싱하여 상기 트렌치에는 도전성 라인을 형성하고, 상기 제1 개구부에는 제1 더미 패턴을 형성하는 단계; 및상기 제1 더미 패턴을 선택적으로 제거하는 단계에 의해 수행되는 것을 특징으로 하는 이미지 소자의 제조 방법.
- 제34항에 있어서, 상기 트렌치 및 상기 제1 개구부의 저면 및 측면상에 절연막 확산 방지막을 형성하는 단계를 더 포함하고,상기 제1 더미 패턴을 제거할 때, 상기 제1 개구부의 저면에 형성된 확산 방지막은 제거되어 상기 제1 개구부의 측면에 확산 방지 스페이서를 형성하는 것을 특징으로 하는 이미지 소자의 제조 방법.
- 제32항에 있어서, 상기 층간 절연막 구조물을 형성하는 단계는상기 하부 절연막상에 제1 불투명막을 형성하는 단계;상기 제1 불투명막상에 제1 층간 절연막을 형성하는 단계;상기 제1 층간 절연막 및 제1 불투명막의 상기 광소자 개구부 부위에 해당하는 부위를 제거하여 제1 개구부를 형성하는 단계;상기 제1 개구부를 매립하는 제1 더미 패턴을 형성하는 단계; 및상기 제1 더미 패턴을 제거하여 상기 광소자 개구부를 형성하는 단계를 포한하는 것을 특징으로 하는 이미지 소자의 제조 방법.
- 제36항에 있어서, 상기 층간 절연막 구조물을 형성하는 단계는상기 제1 층간 절연막 및 제1 더미 패턴상에 n차(n는 2이상의 자연수) 불투명막을 형성하는 단계; 상기 n차 불투명막상에 n차 층간 절연막을 형성하는 단계; 상기 n차 불투명막 및 상기 층간 절연막의 상기 광소자 개구부에 해당하는 부위에 n차 개구부를 형성하는 단계; 및 상기 n차 개구부를 매립하는 n차 더미 패턴을 형성하는 단계로 이루어진 공정을 1회 이상 반복적으로 수행하는 단계; 및상기 광소자 개구부 부위에 해당하는 부위의 상기 제2 내지 n차 더미패턴을 제거하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 이미지 소자의 제조 방법.
- 제37항에 있어서, 상기 제1 더미 패턴 내지 상기 n차 더미 패턴은 한번의 식각 공정을 수행하여 연속적으로 제거하는 것을 특징으로 하는 이미지 소자의 제조 방법.
- 제37항에 있어서, 상기 n차 더미 패턴은 상기 n차 개구부를 완전하게 매립하는 것을 특징으로 하는 이미지 소자의 제조 방법.
- 제37항에 있어서, 상기 n차 개구부내에 상기 n차 개구부의 깊이보다 낮은 높이를 갖는 n-1차 절연막 더미 패턴을 각각 형성하는 단계를 더 포함하고,상기 n차 구리 더미 패턴은 상기 절연막 더미 패턴을 커버하면서 상기 m차 개구부를 완전하게 매립하도록 형성하고, 상기 n차 구리 더미 패턴의 제거시에 상기 n-1차 절연막 더미 패턴도 함께 제거되는 것을 특징으로 하는 이미지 소자의 제조 방법.
- 제39항에 있어서, 상기 n차 개구부내의 중앙부위에 상기 n차 개구부의 깊이와 동일한 높이를 갖는 n-1차 절연막 더미 패턴을 형성하는 단계를 더 포함하고,상기 n차 구리 더미 패턴은 상기 절연막 더미 패턴의 측면을 둘러싸면서, 상기 n차 개구부를 완전하게 매립하도록 형성하고, 상기 n차 구리 더미 패턴의 제거시에 상기 n-1차 절연막 더미 패턴도 함께 제거되는 것을 특징으로 하는 이미지 소자의 제조 방법.
- 제32항에 있어서, 상기 하부 절연막을 형성하는 단계는 상기 반도체 기판과 접속하는 하부 콘택을 형성하는 단계를 더 포함하고,상기 층간 절연막 구조물을 형성하는 단계는 상기 하부 콘택과 연결되는 제1 배선 라인을 형성하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 이미지 소자의제조 방법.
- 제42항에 있어서, 상기 층간 절연막 구조물을 형성하는 단계는하부 배선라인과 접속하는 제1 비아 콘택을 포함하고, 상기 제1 비아 콘택의 상부에는 상기 비아콘택과 접속하는 제2 배선 라인을 포함하는 것을 특징으로 하는 이미지 소자의 제조 방법.
- 제43항에 있어서, 상기 층간 절연막 구조물을 형성하는 단계는상기 제1 비아 콘택 및 상기 제2 배선 라인 및 상기 층간 절연막을 구성하는 절연물사이에 상기 제1 비아 콘택 및 상기 제2 배선라인을 구성하는 물질이 상기 절연물로 확산되는 것을 방지하기 위하여 확산 방지막을 형성하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 이미지 소자의 제조 방법.
- 제44항에 있어서, 상기 확산 방지막은상기 제1 비아 콘택의 측면 및 상기 배선 라인의 저면 및 측면에 형성하는 것을 특징으로 하는 이미지 소자의 제조 방법.
- 제44항에 있어서, 상기 확산 방지막은상기 제1 비아 콘택의 측면 및 상기 배선 라인의 측면에 형성하는 것을 특징으로 하는 이미지 소자의 제조 방법.
- 제32항에 있어서, 상기 층간 절연막 구조물을 형성하는 단계는상기 하부 절연막상에 제1 불투명막을 형성하는 단계;상기 제1 불투명막상에 제1 층간 절연막을 형성하는 단계;상기 제1 층간 절연막상에 n차(n는 2이상의 자연수) 불투명막을 형성하는 단계;상기 n차 불투명막상에 n차 층간 절연막을 형성하는 단계; 및상기 광소자 개구부 부위에 해당하는 부위의 상기 n차 층간 절연막, n차 불투명막, 상기 제1 층간 절연막 및 상기 제1 불투명막을 부분적으로 제거하여 상기 광소자 개구부를 형성하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 이미지 소자의 제조 방법.
- 제32항에 있어서, 상기 광소자 개구부의 측벽상에 반사 방지 물질로 이루어진 보호막을 형성하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 이미지 소자의 제조 방법.
- 제29항에 있어서, 상기 광소자 개구부의 측벽상에 확산 방지 물질로 이루어진 확산 방지 스페이서를 형성하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 이미지 소자의 제조 방법.
- 광소자 및 상기 광소자를 구동하기 위한 반도체 소자가 형성된 반도체 기판상에 상기 반도체 소자와 접속하는 하부 콘택을 갖는 하부 절연막을 형성하는 단계;상기 하부 절연막상에 제1 구리 확산 방지막을 형성하는 단계;상기 제1 구리 확산 방지막상에 제1 층간 절연막을 형성하는 단계;상기 제1 층간 절연막 및 상기 제1 구리 확산 방지막을 부분적으로 제거하여 제1 층간 절연막에 상기 하부 구리 콘택과 접속하는 구리 배선라인을 형성하기 위한 제1 트렌치 및 상기 광소자의 상부에 광을 수집하기 위한 광소자 개구부에 상응하는 제1 더미 개구부를 형성하는 단계;상기 제1 트렌치를 매립하는 제1 구리 배선 라인 및 상기 제1 더미 개구부를 매립하는 제1 더미 패턴을 형성하는 단계;상기 제1 더미 패턴을 갖는 제1 층간 절연막상에 제2 구리 확산 방지막을 형성하는 단계;상기 제2 구리 확산 방지막상에 제2 층간 절연막을 형성하는 단계;상기 제2 층간 절연막 및 상기 제2 구리 확산 방지막을 부분적으로 제거하여 배선 형성영역의 제2 층간 절연막의 하부에는 상기 제1 구리 배선라인과 접속하는 제1 비아홀 및 그 상부에 제2 구리 배선 라인을 형성하기 위한 제2 트렌치를 형성하고, 상기 제1 더미 패턴을 노출시키는 제2 더미 개구부를 형성하는 단계;상기 제1 비아홀 및 제2 트렌치를 각각 매립하는 제1 비아 콘택 및 제2 구리 배선 라인과 상기 제2 더미 개구부를 매립하는 제2 더미 패턴을 형성하는 단계;상기 제2 더미 패턴 및 상기 제1 더미 패턴을 제거하여 상기 광소자 개구부를 형성하는 단계;상기 광소자 개구부를 매립하면 스핀온 절연막을 형성하는 단계;상기 스핀온 절연막상에 칼라필터를 형성하는 단계; 및상기 칼라필터층상에 마이크로 렌즈를 형성하는 단계를 포함하는 이미지 소자의 제조 방법.
- 제50항에 있어서, 상기 제1 비아 콘택, 상기 제2 구리 배선라인 및 제2 더미 패턴을 형성하는 단계는,상기 제1 비아홀, 제2 트렌치 및 제2 더미 개구부를 매립하는 구리층을 형성하는 단계;상기 구리층을 상기 제2 층간 절연막이 노출될 때까지 평탄화하여 형성하는 것을 특징으로 하는 이미지 소자의 제조 방법.
- 제50항에 있어서, 상기 제2 더미 개구부는 상기 제1 더미 패턴의 주변부를 노출하도록 형성하고,상기 제2 더미 개구부의 중앙부에는 상기 제2 층간 절연막의 더미 패턴을 형성하고,상기 제2 더미 패턴은 상기 제2 층간 절연막의 더미 패턴의 측면을 둘러싸면서 상기 제2 더미 개구부를 매립하도록 형성하는 것을 특징으로 하는 이미지 소자의 제조 방법.
- 제52항에 있어서, 상기 비아홀의 디자인 크기와 상기 제2 층간 절연막의 더미 패턴과 상기 층간 절연막간의 거리인 상기 더미 개구부의 폭은 동일한 것을 특징으로 하는 이미지 소자의 제조 방법.
- 제50항에 있어서, 상기 제2 더미 개구부는 상기 제1 더미 패턴의 주변부를 노출하도록 형성하고,상기 제2 더미 개구부의 중앙부에는 상기 제2 층간 절연막의 더미 패턴을 형성하고,상기 트렌치를 형성할 때 상기 제2 층간 절연막의 더미 패턴의 상부도 식각되어 절연막 더미 패턴을 형성하고,상기 제2 더미 패턴은 상기 절연막 더미 패턴을 커버하면서 상기 제2 더미 개구부를 매립하도록 형성하는 것을 특징으로 하는 이미지 소자의 제조 방법.
- 제50항에 있어서, 상기 제1 비아홀, 제2 트렌치 및 상기 제2 더미 개구부의 내면에 절연막 확산 방지막을 형성하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 이미지 소자의 제조 방법.
- 제55항에 있어서, 상기 제2 더미 개구부의 저면에 형성된 확산 방지막은 상기 제1 및 제2 더미 패턴을 제거할 때, 함께 제거하는 것을 특징으로 하는 이미지 소자의 제거 방법.
- 제50항에 있어서, 상기 제1 비아홀, 제2 트렌치 및 상기 제2 더미 개구부의 내측면에 절연막 확산 방지 스페이서막을 형성하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 이미지 소자의 제조 방법.
- 제50항에 있어서, 상기 층간 절연막 구조물을 형성하기 전에 상기 광소자의 상부에 반사 방지막 또는 반사 방지 패턴을 형성하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 이미지 소자의 제조 방법.
- 제50항에 있어서, 상기 광소자 개구부의 측벽상에 반사 방지 물질로 이루어진 보호막을 형성하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 이미지 소자의 제조 방법.
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