KR20050104829A - 씨모스 이미지 센서의 마이크로렌즈 브릿지 검출방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 마이크로렌즈 브릿지(Microlens Bridge)를 공정 중에 검출할 수 있도록 하는 씨모스 이미지 센서(CMOS Image Sensor)의 마이크로렌즈 브릿지 검출방법을 개시한다. 개시된 본 발명의 방법은, 다수개의 포토다이오드를 구비한 반도체기판 상에 층간절연막의 개재하에 다층의 금속배선이 형성되고, 최상층 금속배선 및 층간절연막 상에는 보호막이 형성되며, 각 포토다이오드 상부의 보호막 부분들 상에는 각각 마이크로렌즈가 형성된 구조의 씨모스 이미지 센서 제조시 이웃하는 마이크로렌즈들간 브릿지 발생 유무를 검출하기 위한 씨모스 이미지 센서의 마이크로렌즈 브릿지 검출방법으로서, 상기 금속배선 형성시 마이크로렌즈 테스트 패턴들간 경계부 영역 및 상기 마이크로렌즈가 형성되지 않는 영역 각각에 제1 및 제2 더미 금속패턴을 형성하고, 마이크로렌즈의 위에서 빛을 조사하여 상기 제1 더미 금속패턴과 제2 더미 금속패턴으로부터 반사되는 빛의 양을 비교하여 마이크로렌즈간 브릿지 유무를 검출하는 것을 특징으로 한다.

Description

씨모스 이미지 센서의 마이크로렌즈 브릿지 검출방법{Method for detecting microlens bridge of CMOS image sensor}

본 발명은 씨모스 이미지 센서의 제조방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는, 마이크로렌즈들간 브릿지 발생 유무를 공정 중에 검출할 수 있도록 하는 씨모스 이미지 센서의 마이크로렌즈 브릿지 검출방법에 관한 것이다.

이미지 센서는 광학 영상을 전기 신호로 변환시키는 반도체 소자로서, 광감지 부분과 감지된 빛을 전기적 신호로 처리하여 데이터화하는 로직회로 부분으로 구성되어 있다. 광감도를 높이기 위하여 전체 이미지 센서 소자에서 광감지부분의 면적이 차지하는 비율을 크게 하려는 노력이 진행되고 있지만, 근본적으로 로직회로 부분을 제거할 수 없기 때문에 제한된 면적 하에서 이러한 노력에는 한계가 있다.

따라서, 광감도를 높여주기 위하여 광감지부분 이외의 영역으로 입사하는 빛의 경로를 바꿔서 광감지부분으로 모아주는 집광기술이 등장하였는데. 이러한 집광을 위하여 이미지 센서는 칼라필터 상에 마이크로렌즈를 형성하는 방법을 사용하고 있다.

한편, 점차적으로 씨모스 이미지 센서 소자가 고집적화됨에 따라 포토다이오드 크기에 따라 빛을 집적하기 위해 사용되는 마이크로 렌즈의 크기가 작아지게 되고, 고집적 소자 구현을 위해 금속배선 수가 늘어나고 있다.

이에 따라, 상대적으로 BEOL(Back End Of the Line) 막의 두께가 두꺼워지면서 마이크로 렌즈의 두께는 반대로 작아지게 된다. 이러한 마이크로렌즈의 크기와 두께 감소는 마이크로렌즈 형성 공정 후의 임계치수 검출시 정확한 임계치수 측정을 불가능하게 하게 하고 있다. 그래서, 마이크로렌즈간 브릿지 발생 유무를 검출하는 것을 어렵게 한고있다.

여기서, 상기 마이크로렌즈간 브릿지 유무는 소자 완성 후 원치 않는 빛의 산란 유무를 결정하는데 매우 중요한 요인임에도 불구하고 현재의 검사장비를 이용해서는 이의 검출이 어렵다.

이러한 마이크로렌즈 브릿지 발생 유무 검출의 난점으로 인해 현재 0.18㎛급 이하의 씨모스 이미지 센서의 경우는 소자 완성 후 상기 마이크로렌즈 브릿지 유무를 검출하고 있다. 이에, 공정진행 중 마이크로렌즈 브릿지 발생 유무 검출 방법이 절실히 요구된다.

따라서, 본 발명은 상기와 같은 종래 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로서, 공정 진행중에 마이크로렌즈간 브릿지 발생 유무를 용이하게 검출할 수 있는 씨모스 이미지 센서의 마이크로렌즈 브릿지 검출방법을 제공함에 그 목적이 있다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위하여, 본 발명은, 다수개의 포토다이오드를 구비한 반도체기판 상에 층간절연막의 개재하에 다층의 금속배선이 형성되고, 최상층 금속배선 및 층간절연막 상에는 보호막이 형성되며, 각 포토다이오드 상부의 보호막 부분들 상에는 각각 마이크로렌즈가 형성된 구조의 씨모스 이미지 센서 제조시 이웃하는 마이크로렌즈들간 브릿지 발생 유무를 검출하기 위한 씨모스 이미지 센서의 마이크로렌즈 브릿지 검출방법으로서, 상기 금속배선 형성시 마이크로렌즈 테스트 패턴들간 경계부 영역 및 상기 마이크로렌즈가 형성되지 않는 영역 각각에 제1 및 제2 더미 금속패턴을 형성하고, 마이크로렌즈의 위에서 빛을 조사하여 상기 제1 더미 금속패턴과 제2 더미 금속패턴으로부터 반사되는 빛의 양을 비교하여 마이크로렌즈간 브릿지 유무를 검출하는 것을 특징으로 하는 씨모스 이미지 센서의 마이크로렌즈 브릿지 검출방법을 제공한다.

여기서, 상기 제1 및 제2 더미 금속패턴은 0.1∼1.0㎛의 크기로 형성한다.

(실시예)

이하, 첨부된 도면에 의거하여 본 발명의 바람직한 실시예를 상세하게 설명하도록 한다.

먼저, 씨모스 이미지 센서는 반도체기판의 표면에 수광 소자인 포토다이오드들이 형성되며, 이러한 반도체기판 상에는 층간절연막의 개재하에 5층 정도의 다층 금속배선이 형성되고, 그리고, 최상층 금속배선 및 층간절연막 상에는 절연막으로 이루어진 보호막이 형성되며, 각 포토다이오드 상부의 보호막 부분들 상에는 각각 집광 수단인 마이크로렌즈가 형성된 구조를 갖는다. 또한, 씨모스 이미지 센서는 컬러의 이미지가 구현될 수 있도록 상기 마이크로렌즈의 하부에는 R, G, B의 컬러필터가 설치된다.

이와 같은 씨모스 이미지 센서를 제조함에 있어서, 본 발명은 금속배선의 형성시 마이크로렌즈 테스트 패턴들간 경계 영역 및 마이크로렌즈가 형성되지 않는 영역에 각각 더미 패턴을 삽입시킨 후, 이러한 더미 패턴을 이용해서 마이크로렌즈의 크기 및 두께 감소에 기인하는 마이크로렌즈들간 브릿지 발생 유무를 검출한다.

자세하게, 도 1 및 도 2는 본 발명에 따른 마이크로렌즈 브릿지 검출방법을 설명하기 위한 도면들로서, 이를 설명하면 다음과 같다.

도시된 바와 같이, 본 발명은 1층 내지 5층의 각 금속배선 형성시 마이크로렌즈 테스트 패턴 형성 영역(A)의 마이크로렌즈(14)간 사이 영역 및 마이크로렌즈 비형성 영역(B)에 각각 0.1∼1.0㎛의 크기로 제1 더미 금속패턴(12a)과 제2 더미 금속패턴(12b)을 추가로 형성해준다.

그리고, 상기 마이크로렌즈(14)를 형성한 후에는 광을 조사하여 상기 제1 및 제2 더미 금속패턴(12a, 12b)으로부터 반사된 광들간 반사도 차이를 비교해서 상기 마이크로렌즈들(14)간 브릿지 발생 유무를 검출한다.

이때, 도 1에 도시된 바와 같이, 제1 더미 금속패턴(12a)으로부터 반사된 반사광(16a)의 반사도나 제2 더미 금속패턴(12b)에 의해 반사된 광(16b)의 반사도는 같게 되고, 이것으로부터 마이크로렌즈들(14)간 브릿지는 발생되지 않았음을 알 수 있다.

반면, 도 2에 도시된 바와 같이, 마이크로렌즈들(14)간 브릿지가 발생되었다면, 마이크로렌즈 테스트 패턴 형성 영역(A)에 입사되는 입사광(15a)은 상기 마이크로렌즈(14)를 2번 거치게 되므로, 제1 더미 금속패턴(12a)으로부터 반사된 광(16a)의 반사도는 마이크로렌즈 비형성 영역(B)의 제2 더미 금속패턴(12b)으로부터 반사된 광(16b)의 반사도 보다 작게 되며, 이것으로부터 마이크로렌즈들(14)간 브릿지가 발생되었음을 알 수 있다.

그러므로, 본 발명은 금속배선의 형성시 더미 금속패턴의 추가를 통해 공정 진행중에도 마이크로렌즈들간 브릿지 발생 유무를 매우 용이하게 파악할 수 있다.

도 1 및 도 2에서, 미설명된 도면부호 11은 금속배선 및 층간절연막을 포함한 하지층을, 그리고, 13은 보호막을 각각 나타낸다.

한편, 상기 제1 및 제2 더미 금속패턴들(12a, 12b)은 1층 내지 5층 금속배선 중 어느 층에서도 형성 가능하다. 또한, 브릿지 발생 검출시 광원으로서는 적외선, 가시광선 또는 자외선 중에서 어느 하나를 선택하여 사용한다.

이상에서와 같이, 본 발명은 더미 금속패턴의 형성 및 반사도 차이의 비교를 통해 마이크로렌즈간 브릿지 발생 유무를 검출하므로, 별도의 검출장비가 필요치않아 비용 측면에서 유리하다.

또한, 본 발명은 공정 진행중에 마이크로렌즈 브릿지 유무를 파악할 수 있으므로, 소자 자체의 신뢰성을 향상시킬 수 있음은 물론 제조수율을 향상시킬 수 있다.

기타, 본 발명은 그 요지가 일탈하지 않는 범위에서 다양하게 변경하여 실시할 수 있다.

도 1 및 도 2는 본 발명에 따른 마이크로렌즈 브릿지 검출방법을 설명하기 위한 도면.

*도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명*

11 : 하지층 12a : 제1 더미 금속패턴

12b : 제2 더미 금속패턴 13 : 보호막

14 : 마이크로렌즈 15a,15b : 입사광

16a,16b : 반사광 A : 마이크로렌즈 형성 영역

B : 마이크로렌즈 비형성 영역

Claims (2)

1. 다수개의 포토다이오드를 구비한 반도체기판 상에 층간절연막의 개재하에 다층의 금속배선이 형성되고, 최상층 금속배선 및 층간절연막 상에는 보호막이 형성되며, 각 포토다이오드 상부의 보호막 부분들 상에는 각각 마이크로렌즈가 형성된 구조의 씨모스 이미지 센서 제조시 이웃하는 마이크로렌즈들간 브릿지 발생 유무를 검출하기 위한 씨모스 이미지 센서의 마이크로렌즈 브릿지 검출방법으로서,

   상기 금속배선 형성시 마이크로렌즈 테스트 패턴들간 경계부 영역 및 상기 마이크로렌즈가 형성되지 않는 영역 각각에 제1 및 제2 더미 금속패턴을 형성하고, 마이크로렌즈의 위에서 빛을 조사하여 상기 제1 더미 금속패턴과 제2 더미 금속패턴으로부터 반사되는 빛의 양을 비교하여 마이크로렌즈간 브릿지 유무를 검출하는 것을 특징으로 하는 씨모스 이미지 센서의 마이크로렌즈 브릿지 검출방법.
2. 제 1 항에 있어서, 상기 제1 및 제2 더미 금속패턴은 0.1∼1.0㎛의 크기로 형성하는 것을 특징으로 하는 씨모스 이미지 센서의 마이크로렌즈 브릿지 검출방법.