KR20040093788A - 씨모스 이미지센서의 리던던시 모듈 제조방법 - Google Patents
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Abstract
본 발명은 패드오픈 공정을 안정화하면서 동시에 공정시간을 단축시킬 수 있는 CMOS 이미지센서의 리던던시 모듈 제조방법을 제공한다.
본 발명은 패드가 형성된 패드영역과 퓨즈가 형성된 리던던시 영역이 정의된 반도체 기판 상에 산화막을 형성하는 단계; 퓨즈 상의 산화막 상부에 금속막 패턴을 형성하는 단계; 금속막 패턴을 식각정지막으로 하여 패드용 마스크를 이용하여 패시배이션막을 식각하여 패드영역의 패드를 오픈시키는 단계; 및 금속막 패턴 및 산화막을 리페어용 마스크를 이용하여 순차적으로 식각하여 퓨즈를 오픈시키는 단계를 포함하는 CMOS 이미지센서의 리던던시 모듈 제조방법에 의해 달성될 수 있다.
Description
본 발명은 CMOS 이미지센서의 리던던시 모듈 제조방법에 관한 것으로, 특히 패드오픈 공정을 안정화할 수 있는 CMOS 이미지센서의 리던던시 모듈 제조방법에 관한 것이다.
일반적으로, CMOS(Complementary Metal Oxide Semiconductor) 이미지센서(image sensor)는 광학영상(optical image)을 전기적 신호로 변환시키는 반도체 소자로서, 빛을 감지하는 광감지 부분과 감지된 빛을 전기적 신호로 처리하여 데이터화하는 로직회로 부분으로 구성되어 있으며, CMOS 기술을 이용하여 화소 수만큼 MOS 트랜지스터를 만들고 이것을 이용하여 차례차례 출력을 검출하는 스위칭 방식을 채용한다. 또한, 광감도를 높이기 위하여 전체 이미지센서 소자에서 광감지 부분의 면적이 차지하는 비율(fill factor)을 크게 하려는 노력을 진행하고 있으나, 근본적으로 로직회로 부분을 제거할 수 없기 때문에 제한된 면적하에서 이러한 노력에는 한계가 있다. 따라서, 광감도를 높이기 위하여 광감지 부분 이외의 영역으로 입사하는 빛의 경로를 변경하여 광감지 부분으로 모아주는 집광기술이 등장하였는데, 이 기술이 바로 마이크로 렌즈 형성 기술이다. 또한, 칼라 이미지를 구현하기 위한 이미지센서는 외부로부터의 빛을 받아 광전하를 생성 및 축적하는 광감지부분 상부에 칼러필터가 어레이되어 있으며, 이러한 칼라 필터 어레이(CFA : Color Filter Array)는 일반적으로 레드(Red), 그린(Green) 및 블루(Blue)의 3가지 칼라필터로 이루어진다.
또한, CMOS 이미지센서의 화소수가 증가함에 따라 제조공정상의 문제로 인해 불량화소(defect pixel)의 발생도 증가하게 되므로 CMOS 이미지센서에도 리페어 (repair)를 위한 퓨즈(fuse)를 구비한 리던던시 모듈(redundancy module)을 탑재하여 불량화소를 보상해주고 있다.
여기서, 리페어는 패드용 마스크를 이용한 패드영역의 패드오픈 공정시 리던던시 영역의 퓨즈를 동시에 오픈시킨 후 리페어용 마스크를 이용하여 패드를 보호하면서 퓨즈를 절단하는 것으로 이루어진다. 그러나, 패드오픈 공정시 공정시간 단축을 위하여 패드 및 퓨즈를 덮고 있는 패시배이션막(산화막)의 식각율(etch rate)을 크게 하면 퓨즈의 오버식각(overetch)이 발생하여 공정이 불안정해지고, 이를 감안하여 패시배이션막의 식각율을 작게 하면 공정시간이 증가하는 등의 문제가 발생하게 된다.
본 발명은 종래의 문제점을 해결하기 위하여 제안된 것으로, 패드오픈 공정을 안정화하면서 동시에 공정시간을 단축시킬 수 있는 CMOS 이미지센서의 리던던시 모듈 제조방법을 제공하는데 그 목적이 있다.
도 1a 및 도 1b는 본 발명의 실시예에 따른 씨모스 이미지센서의 리던던시 모듈 제조방법을 형성하기 위한 단면도.
※도면의 주요부분에 대한 부호의 설명
10 : 반도체 기판 11 : 퓨즈
12 : 산화막 13 : 금속막 패턴
14 : 패시배이션막 15, 16 : 제 1 및 제 2 포토레지스트 패턴
상기의 기술적 과제를 달성하기 위한 본 발명의 일 측면에 따르면, 상기의 본 발명의 목적은 패드가 형성된 패드영역과 퓨즈가 형성된 리던던시 영역이 정의된 반도체 기판 상에 산화막을 형성하는 단계; 퓨즈 상의 산화막 상부에 금속막 패턴을 형성하는 단계; 금속막 패턴을 식각정지막으로 하여 패드용 마스크를 이용하여 패시배이션막을 식각하여 패드영역의 패드를 오픈시키는 단계; 및 금속막 패턴 및 산화막을 리페어용 마스크를 이용하여 순차적으로 식각하여 퓨즈를 오픈시키는 단계를 포함하는 CMOS 이미지센서의 리던던시 모듈 제조방법에 의해 달성될 수 있다.
여기서, 퓨즈는 게이트 형성시 형성된 폴리실리콘퓨즈이거나, 제 1 배선시 형성된 제 1 금속퓨즈 또는 제 2 배선시 형성된 제 2 금속퓨즈이며, 퓨즈가 폴리실리콘퓨즈이면 금속막 패턴은 제 1 배선용 금속막으로 이루어지고, 퓨즈가 제 1 금속퓨즈이면 금속막 패턴은 제 2 배선용 금속막으로 이루어지며, 퓨즈가 제 2 금속퓨즈이면 금속막 패턴은 제 3 배선용 금속막으로 이루어진다.
또한, 금속막 패턴은 리페어용 마스크를 이용하여 해당 배선용 마스크와 이중마스크하는 것으로 형성한다.
또한, 패드 오픈시 패시배이션막의 식각율을 크게 조절하여 식각을 수행하는 것이 바람직하다.
이하, 본 발명이 속한 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 본 발명을 보다 용이하게 실시할 수 있도록 하기 위하여 본 발명의 바람직한 실시예를 소개하기로 한다.
도 1a 및 도 1b는 본 발명의 실시예에 따른 CMOS 이미지센서의 리던던시 모듈 제조방법을 설명하기 위한 단면도이다.
도 1a를 참조하면, 패드가 형성된 패드영역(미도시)과 퓨즈(11)가 형성된 리던던시 영역이 정의된 반도체 기판(10) 상에 퓨즈(11)를 덮도록 산화막(12)을 형성하고, 산화막(12) 상부에 금속막을 증착한다. 여기서, 퓨즈(11)는 게이트 형성시 형성된 폴리실리콘퓨즈이거나, 제 1 배선시 형성된 제 1 금속퓨즈 또는 제 2 배선시 형성된 제 2 금속퓨즈이며, 금속막은 퓨즈(11) 형성후 증착되는 상부배선용 금속막이다. 따라서, 퓨즈(11)가 게이트 형성시 형성된 폴리실리콘퓨즈이면 금속막은 제 1 배선형성시 증착되는 제 1 배선용 금속막이고, 퓨즈(11)가 제 1 배선형성시 형성된 제 1 금속퓨즈이면 금속막은 제 2 배선형성시 증착되는 제 2 배선용 금속막이며, 퓨즈(11)가 제 2 배선형성시 형성된 제 2 금속퓨즈이면 금속막은 제 3 배선형성시 증착되는 제 3 배선용 금속막이다. 그 다음, 퓨즈(11) 부분을 오픈시키는 리페어용 마스크(미도시)를 이용하여 해당 배선을 패터닝하기 위한 해당 배선용 마스크(미도시)와 이중 마스크(double mask)하는 것으로 금속막을 패터닝하여 퓨즈(11) 상의 산화막(12) 상부에 금속막 패턴(13)을 형성하고, 기판 전면 상에 패시배이션막(14)을 형성한다. 그 후, 패시배이션막(14) 상부에 제 1 포토레지스트막을 도포하고 패드용 마스크를 이용하여 노광 및 현상하여 패드 및 퓨즈(11) 상의 패시배이션막(14)을 노출시키는 제 1 포토레지스트 패턴(15)을 형성한다.
도 1b를 참조하면, 리던던시 영역의 금속막 패턴(13)을 식각정지막으로하여 노출된 패시배이션막(14)을 식각하여 패드 영역의 패드를 오픈시킨다. 이때, 금속막 패턴(13)에 의해 리던던시 영역의 식각정지가 이루어지기 때문에 패시배이션막의 식각율을 크게하여 식각을 수행할 수 있다. 그 다음, 제 1 포토레지스트 패턴 (15)을 제거하고, 기판 전면 상에 제 2 포토레지스트막을 도포한 후 패드를 보호하는 리페어용 마스크를 이용하여 노광 및 현상하여 금속막 패턴(13)을 노출시키는 제 2 포토레지스트 패턴(16)을 형성한다. 그 후, 노출된 금속막 패턴(13)과 산화막(12)을 순차적으로 식각하여 퓨즈(11)를 오픈시키고 도시되지는 않았지만 오픈된 퓨즈(11)를 식각하여 절단하는 리페어를 수행한다.
상기 실시예에 의하면, 퓨즈와 패시배이션막 사이에 금속막 패턴을 개재하여패드 오픈을 위한 패시배이션막의 식각시 식각정지막으로서 작용하도록 함으로써 퓨즈의 오버식각을 발생하는 것 없이 패시배이션막의 식각율을 크게할 수 있으므로, 패드오픈 공정을 안정화할 수 있을 뿐만 아니라 공정시간을 단축시킬 수 있다.
이상에서 설명한 본 발명은 전술한 실시예 및 첨부된 도면에 의해 한정되는 것이 아니고, 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 여러 가지 치환, 변형 및 변경이 가능하다는 것이 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 있어 명백할 것이다.
전술한 본 발명은 퓨즈와 패시배이션막 사이에 금속막 패턴의 식각정지막을 개재하는 것에 의해 패드오픈 공정을 안정화하면서 동시에 공정시간을 단축시킬 수 있다.
Claims (5)
- 패드가 형성된 패드영역과 퓨즈가 형성된 리던던시 영역이 정의된 반도체 기판 상에 산화막을 형성하는 단계;상기 퓨즈 상의 산화막 상부에 금속막 패턴을 형성하는 단계;상기 금속막 패턴을 식각정지막으로 하여 패드용 마스크를 이용하여 상기 패시배이션막을 식각하여 패드영역의 패드를 오픈시키는 단계; 및상기 금속막 패턴 및 산화막을 리페어용 마스크를 이용하여 순차적으로 식각하여 상기 퓨즈를 오픈시키는 단계를 포함하는 CMOS 이미지센서의 리던던시 모듈 제조방법.
- 제 1 항에 있어서,상기 퓨즈는 게이트 형성시 형성된 폴리실리콘퓨즈이거나, 제 1 배선시 형성된 제 1 금속퓨즈 또는 제 2 배선시 형성된 제 2 금속퓨즈이다.
- 제 2 항에 있어서,상기 퓨즈가 폴리실리콘퓨즈이면 상기 금속막 패턴은 제 1 배선용 금속막으로 이루어지고, 상기 퓨즈가 제 1 금속퓨즈이면 상기 금속막 패턴은 제 2 배선용금속막으로 이루어지며, 상기 퓨즈가 제 2 금속퓨즈이면 상기 금속막 패턴은 제 3 배선용 금속막으로 이루어진 것을 특징으로 하는 CMOS 이미지센서의 리던던시 모듈 제조방법.
- 제 3 항에 있어서,상기 금속막 패턴은 상기 리페어용 마스크를 이용하여 상기 해당 배선용 마스크와 이중마스크하는 것으로 형성하는 것을 특징으로 하는 CMOS 이미지센서의 리던던시 모듈 제조방법.
- 제 1 항에 있어서,상기 패드 오픈시 패시배이션막의 식각율을 크게 조절하여 식각을 수행하는 것을 특징으로 하는 CMOS 이미지센서의 리던던시 모듈 제조방법.
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2003
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