KR20050059783A - 이미지 소자의 제조 방법 - Google Patents
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Abstract
이미지 센서의 컬퍼 필터 패턴을 제조하기 위한 방법이 개시된다. 기판 상에 평탄한 표면을 갖는 패턴을 형성하고, 스퍼터링에 의한 식각을 통하여 상기 평탄한 표면을 갖는 패턴을 정점 및 상기 정점을 중심으로 양쪽으로 슬로프진 형태를 갖는 단차 패턴을 형성한 후, 상기 단차 패턴을 갖는 기판 상에 컬러 물질을 도포하고, 상기 단차 패턴 상에만 컬러 물질이 형성되도록 상기 컬러 물질을 패터닝함으로서 반구형 형상을 갖는 컬러 필터 패턴을 형성한다. 때문에, 별도의 추가 공정 없이도 광의 집광 능력이 우수한 컬러 필터 패턴을 획득할 수 있다.
Description
본 발명은 이미지 소자의 제조 방법에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 컬러 이미지를 구현하는 이미지 센서의 컬퍼 필터 패턴을 제조하기 위한 방법에 관한 것이다.
일반적으로, 컬러 이미지 센서의 제조 공정은 씨모오스(CMOS) 기술 또는 씨씨디(CCD) 기술에 의해 소자를 형성한 후, 상기 소자의 보호를 위한 보호막을 형성하고, 상기 보호막 상에 컬러 필터 패턴을 어레이하는 순서로 이루어진다. 이때, 상기 컬러 필터 어레이 공정은 보호막 상에, 예를 들면 레드, 블루 및 그린 등과 같은, 3원색의 컬러들을 각 화소(pixel)에 대응되도록 어레이하기 위하여 3번의 포토리소그라피 공정을 실시하는 구성을 갖는다.
도 1을 참조하면, 상기 컬러 필터 어레이는 기판의 디자인에 따라 다소 차이가 있으나, 레드, 블루 및 그린이 1 : 1 : 2의 비율로 배열된다. 그리고, 각각의 화소에는 포토 다이오드 또는 포토 게이트와 같은 광-감지부(photo-detector)가 형성되어 있기 때문에 선택적으로 빛을 필터링할 수 있다.
여기서, 이미지 센서의 단위 화소의 크기가 축소되면 감광도가 낮아진다. 따라서, 상기 광-감지부에 입사되는 광의 집광 면적을 늘리는 방법으로, 도 2에 도시된 바와 같이, 마이크로 렌즈(microlens)(13)를 사용한다. 즉, 포토 다이오드 또는 포토 게이트를 갖는 기판(10) 상부에 형성한 컬러 필러 패턴(12) 상에 마이크로 렌즈(13)를 형성하여 광의 집광 능력을 높이는 것이다.
그러나, 이미지 센서에 마이크로 렌즈를 적용하기 위해서는 별도의 제조 공정이 추가되어야 한다. 때문에, 이미지 센서의 제조에 따른 비용이 증가되고, 생산성이 저하되는 문제가 있다.
본 발명의 목적은, 광의 집광 능력을 향상시킨 컬러 필터 패턴을 갖는 이미지 소자의 제조 방법을 제공하는데 있다.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 이미지 소자의 제조 방법은,
기판 상에 평탄한 표면을 갖는 패턴을 형성하는 단계;
스퍼터링에 의한 식각을 통하여 상기 평탄한 표면을 갖는 패턴을 정점 및 상기 정점을 중심으로 양쪽으로 슬로프진 형태를 갖는 단차 패턴을 형성하는 단계;
상기 단차 패턴을 갖는 기판 상에 컬러 물질을 도포하는 단계; 및
상기 단차 패턴 상에만 컬러 물질이 형성되도록 상기 컬러 물질을 패터닝함으로서 반구형 형상을 갖는 컬러 필터 패턴을 형성하는 단계를 포함한다.
상기 평탄한 표면을 갖는 패턴은 포토레지스트 패턴인 것이 바람직하고, 상기 스퍼터링은 아르곤 등과 같은 비활성 가스를 사용하는 것이 바람직하다. 여기서, 상기 비활성 가스를 사용하는 것은 기판 또는 단차 패턴에 손상을 최소화하기 위함이다.
이와 같이, 본 발명에 의하면, 간단한 공정이 수행으로도 반구형 형상을 갖는 컬러 필터 패턴의 제조가 가능하다. 때문에, 별도의 추가 공정 없이 광의 집광 능력이 우수한 컬러 필터 패턴을 획득할 수 있다. 따라서, 이미지 센서의 제조에 따른 생산성의 향상을 기대할 수 있다.
이하, 첨부한 도면을 참조하여 본 발명의 실시예들에 대해서 상세히 설명하기로 한다.
도 3a 내지 도 3e는 본 발명의 일 실시예에 따른 이미지 소자의 제조 방법을 나타내는 단면도들이다.
도 3a를 참조하면, 포토 다이오드 또는 포토 게이트 등과 같은 포토 감지부(도시되지 않음)를 갖는 기판(20)을 마련한다. 그리고, 상기 기판(20) 상에 평탄한 표면을 갖는 박막(22)을 형성한다. 이때, 상기 평탄한 표면을 갖는 박막(22)은 포토레지스트막인 것이 바람직하다.
도 3b를 참조하면, 상기 평탄한 표면을 갖는 박막(22)을 패터닝하여 박막 패턴(22a)으로 형성한다. 이때, 상기 박막 패턴(22a)의 형성은 사진 식각 공정에 의해 달성되는 것이 바람직하다. 이어서, 상기 평탄한 표면을 갖는 박막 패턴(22a)을 대상으로 하는 스퍼터링 식각을 실시한다. 이때, 상기 스퍼터링 식각은 비활성 가스를 사용하는 것이 바람직한 것으로서, 상기 비활성 가스의 예로서는 아르곤을 들 수 있다. 그리고, 상기 스퍼터링 식각은 타겟을 사용하지 않고, 상기 기판(20)이 놓여지는 부분에 DC 파워를 제공할 수 있는 스퍼터링 장치를 사용할 경우에 충분히 가능하다.
이와 같이, 상기 스퍼터링 식각을 실시함으로서 상기 평탄한 표면을 갖는 패턴(22a)은 측면 부위가 중심 부위보다 많이 식각된다. 따라서, 상기 평탄한 표면을 갖는 패턴(22a)은, 도 3c에 도시된 바와 같이, 정점 및 상기 정점을 중심으로 양쪽으로 슬로프진 형태를 갖는 단차 패턴(22b)으로 형성된다. 즉, 단면으로는 삼각형 형태를 갖도록 형성되고, 입체적으로는 사면체 형태를 갖도록 형성되는 것이다.
도 3d 및 도 3e를 참조하면, 상기 단차 패턴(22b)을 갖는 기판(20) 상에 컬러 물질(24)을 도포한 후, 상기 컬러 물질(24)을 패터닝한다. 즉, 상기 단차 패턴(22b) 상에만 컬러 물질(24)이 형성되도록 패터닝한 것이다. 이때, 상기 컬러 물질(24)의 패터닝은 사진 식각 공정 및 열 처리(thermal curing) 공정에 의해 달성된다. 따라서, 상기 기판(20) 상에는 반구형 형상을 갖는 컬러 필터 패턴(24a)이 형성된다.
이와 같이, 상기 컬러 필터 패턴을 반구형을 갖도록 형성함으로서 평면적 구성의 컬러 필터 패턴에 비해 우수한 집광 능력의 구현이 가능하다. 즉, 광학적으로 매질의 밀도 차에 의해 광이 굴절하는 성질을 이용한 것으로서, 반구형의 컬러 필러 패턴에서는 광이 입사될 때 한번 굴절되고, 방출될 때 굴절될 수 있다. 따라서, 집광 능력이 우수한 것이다. 그리고, 마이크로 렌즈를 형성하는 공정을 생략하여도 우수한 집광 능력을 갖는 컬러 필터 패턴의 제조가 가능하다.
따라서, 본 발명에 의하면, 추가적인 공정을 실시하지 않아도 우수한 집광 능력을 갖는 컬러 필터 패턴의 제조가 가능하다. 때문에, 공정의 단순화를 통하여 이미지 센서의 제조에 따른 생산성의 향상을 가져오는 효과를 기대할 수 있다.
상기에서는 본 발명의 바람직한 실시예를 참조하여 설명하였지만, 해당 기술 분야의 숙련된 당업자는 하기의 특허 청구의 범위에 기재된 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.
도 1은 컬러 필터가 어레이된 상태를 나타내는 평면도이다.
도 2는 종래의 방법에 따라 제조된 컬러 필터 어레이를 나타내는 단면도이다.
도 3a 내지 도 3e는 본 발명의 일 실시예에 따른 이미지 소자의 제조 방법을 나타내는 단면도들이다.
Claims (3)
- 기판 상에 평탄한 표면을 갖는 패턴을 형성하는 단계;스퍼터링에 의한 식각을 통하여 상기 평탄한 표면을 갖는 패턴을 정점 및 상기 정점을 중심으로 양쪽으로 슬로프진 형태를 갖는 단차 패턴을 형성하는 단계;상기 단차 패턴을 갖는 기판 상에 컬러 물질을 도포하는 단계; 및상기 단차 패턴 상에만 컬러 물질이 형성되도록 상기 컬러 물질을 패터닝함으로서 반구형 형상을 갖는 컬러 필터 패턴을 형성하는 단계를 포함하는 이미지 소자의 제조 방법.
- 제1항에 있어서, 상기 평탄한 표면을 갖는 패턴은 포토레지스트 패턴인 것을 특징으로 하는 이미지 소자의 제조 방법.
- 제1항에 있어서, 상기 스퍼터링은 비활성 가스를 사용하는 것을 특징으로 하는 이미지 소자의 제조 방법.
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| KR100720457B1 (ko) * | 2005-11-10 | 2007-05-22 | 동부일렉트로닉스 주식회사 | 이미지 센서 및 이의 제조 방법 |
| KR100752164B1 (ko) * | 2005-12-28 | 2007-08-24 | 동부일렉트로닉스 주식회사 | 씨모스 이미지 센서의 제조방법 |
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2003
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