KR20060077167A - Method for removing photoresist of color filter in image sensor - Google Patents

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Abstract

본 발명은 칼라필터 어레이 재작업 공정시 잔류되는 포토 레지스트를 완전히 제거할 있는 이미지 센서의 칼라필터용 포토 레지스트 제거방법에 관한 것으로, 이를 위해, 본 발명에서는 이미지 센서의 칼라필터용 포토 레지스트 제거방법에 있어서, O2 가스를 이용한 스트립 공정을 실시하여 상기 포토 레지스트를 일차적으로 제거하는 단계; 황산, 과산화수소 및 불산을 함유한 수용액을 이용한 세정공정을 실시하여 상기 스트립 공정시 제거되지 않고 잔류된 상기 포토 레지스트를 제거하는 단계를 포함하는 칼라필터용 포토 레지스트 제거방법을 제공한다.
The present invention relates to a method of removing a photoresist for color filters of an image sensor capable of completely removing photoresist remaining during a color filter array rework process. To this end, the present invention relates to a method of removing a photoresist for a color filter of an image sensor. The method of claim 1, further comprising: removing the photoresist by performing a strip process using an O 2 gas; The present invention provides a method of removing a photoresist for a color filter, the method including: removing the photoresist that is not removed during the stripping process by performing a washing process using an aqueous solution containing sulfuric acid, hydrogen peroxide, and hydrofluoric acid.

이미지 센서, 칼라필터, 스트립 공정, 세정공정 Image sensor, color filter, strip process, cleaning process

Description

이미지 센서의 칼라필터용 포토 레지스트 제거방법{METHOD FOR REMOVING PHOTORESIST OF COLOR FILTER IN IMAGE SENSOR} METHODS FOR REMOVING PHOTORESIST OF COLOR FILTER IN IMAGE SENSOR}             

도 1은 종래기술에 따른 칼라필터용 포토 레지스트 제거공정 실시 후 잔류된 포토 레지스트를 도시한 도면.1 is a view showing a photoresist remaining after performing a photoresist removal process for color filters according to the prior art.

도 2a 내지 도 2c는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 칼라필터용 포토 레지스트 제거방법을 도시한 단면도.2A to 2C are cross-sectional views illustrating a method of removing a photoresist for color filters according to a preferred embodiment of the present invention.

도 3은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 칼라필터용 포토 레지스트 제거방법을 적용한 후 포토 레지스트가 완전히 제거된 상태를 도시한 도면.
3 is a view showing a state in which the photoresist is completely removed after applying the photoresist removal method for color filters according to a preferred embodiment of the present invention.

〈도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명〉<Explanation of symbols for main parts of drawing>

10 : 반도체 구조물층10: semiconductor structure layer

11a, 12a, 13a, 13b : 칼라필터
11a, 12a, 13a, 13b: color filter

본 발명은 이미지 센서의 칼라필터용 포토 레지스트 제거방법에 관한 것으로, 특히 이미지 센서의 칼라필터 재작업(rework) 공정시 잔류되는 포토 레지스트 제거방법에 관한 것이다.The present invention relates to a method of removing photoresist for color filters of an image sensor, and more particularly, to a method of removing photoresist remaining during a color filter rework process of an image sensor.

최근들어 디지털 카메라(digital camera)는 인터넷을 이용한 영상통신의 발전과 더불어 그 수요가 폭발적으로 증가하고 있는 추세에 있다. 더욱이, 카메라가 장착된 PDA(Personal Digital Assistant), IMT-2000(International Mobile Telecommunications-2000), CDMA(Code Division Multiple Access) 단말기 등과 같은 이동통신단말기의 보급이 증가됨에 따라 소형 카메라 모듈의 수요가 증가하고 있다. Recently, the demand of digital cameras is exploding with the development of video communication using the Internet. Moreover, the demand for small camera modules increases as the popularity of mobile communication terminals such as PDAs equipped with cameras, International Mobile Telecommunications-2000 (IMT-2000), Code Division Multiple Access (CDMA) terminals, etc. increases. Doing.

카메라 모듈로는 기본적인 구성요소가 되는 CCD(Charge Coupled Device)나 CMOS(complementary metal-oxide-semiconductor) 이미지 센서를 이용한 이미지 센서 모듈이 널리 보급되어 사용되고 있다. 이미지 센서는 칼라 이미지를 구현하기 위하여 외부로부터 빛을 받아 광전하를 생성 및 축적하는 광감지부 상부에 칼라필터가 정렬되어 있다. 이러한 칼라필터 어레이(Color Filter Array, CFA)는 레드(Red), 그린(Green) 및 블루(Blue) 또는, 옐로우(Yellow), 마젠타(Magenta) 및 시안(Cyan)의 3가지 칼라로 이루어진다. 통상적으로, 레드(R), 그린(G) 및 블루(B)의 3가지 칼라가 많이 사용된다. As a camera module, an image sensor module using a charge coupled device (CCD) or a complementary metal-oxide-semiconductor (CMOS) image sensor that is a basic component is widely used. The image sensor is arranged on the upper part of the light sensing unit for generating and accumulating photocharges from the outside to implement a color image. The color filter array (CFA) is composed of three colors of red, green, and blue, or yellow, magenta, and cyan. Typically, three colors of red (R), green (G) and blue (B) are used a lot.

이러한 칼라필터 어레이는 색을 내기 위한 안료, 즉 다량의 금속이 함유된 포토 레지스트(photoresist)를 이용하여 형성한다. 예컨대, 원하는 색을 갖는 안료가 함유된 포토 레지스트를 도포한 후 포토 마스크(photo mask)를 이용한 노광공정 및 현상공정을 순차적으로 실시하여 형성한다. 그러나, 이러한 칼라필터 어레이는 자체 형성공정 또는 후속 공정인 마이크로렌즈 형성공정시 손상을 입어 불량이 발생할 수 있는데, 이러한 불량을 보상하기 위하여 보편적으로 재작업(rework) 공정이 실시된다.Such color filter arrays are formed using photoresists containing pigments for color, ie, large amounts of metal. For example, a photoresist containing a pigment having a desired color is applied and then formed by sequentially performing an exposure process and a developing process using a photo mask. However, such a color filter array may be damaged during the self-forming process or the microlens forming process, which is a subsequent process, and a defect may occur. In order to compensate for the defect, a rework process is generally performed.

칼라필터 어레이 재작업 공정에는 잔류된 포토 레지스트를 제거하기 위한 스트립 공정이 필수적으로 실시된다. 스트립 공정은 일반적으로 O2 가스를 이용하여 실시한다. 그러나, 도 1에 도시된 바와 같이, O2 가스를 이용한 종래의 스트립 공정을 통해서는 잔류된 포토 레지스트를 모두 제거하지 못해 포토 레지스트 잔류물이 그대로 잔류되게 된다. 이처럼, 포토 레지스트 잔류물이 제거되지 않고 그대로 잔류되는 경우 포토 다이오드의 광특성을 저하시켜 제품의 신뢰성을 저하시키는 원인이 된다.
The color filter array rework process is essentially a strip process to remove residual photoresist. The stripping process is generally carried out using O 2 gas. However, as shown in FIG. 1, in the conventional strip process using O 2 gas, all of the remaining photoresist is not removed and the photoresist residue remains as it is. As such, if the photoresist residue is left as it is without being removed, it causes a decrease in the optical characteristics of the photodiode, thereby lowering the reliability of the product.

따라서, 본 발명은 상기한 종래기술의 문제점을 해결하기 위해 제안된 것으로서, 칼라필터 어레이 재작업 공정시 잔류되는 포토 레지스트를 완전히 제거할 있는 이미지 센서의 칼라필터용 포토 레지스트 제거방법을 제공하는데 그 목적이 있다.
Accordingly, the present invention has been proposed to solve the above problems of the prior art, to provide a photoresist removal method for a color filter of an image sensor that can completely remove the photoresist remaining during the color filter array rework process. There is this.

상기한 목적을 달성하기 위한 일측면에 따른 본 발명은, 이미지 센서의 칼라필터용 포토 레지스트 제거방법에 있어서, O2 가스를 이용한 스트립 공정을 실시하여 상기 포토 레지스트를 일차적으로 제거하는 단계와, 황산, 과산화수소 및 불산을 함유한 수용액을 이용한 세정공정을 실시하여 상기 스트립 공정시 제거되지 않고 잔류된 상기 포토 레지스트를 제거하는 단계를 포함하는 칼라필터용 포토 레지스트 제거방법을 제거한다. In accordance with an aspect of the present invention, there is provided a method of removing a photoresist for a color filter of an image sensor, the method comprising: removing the photoresist by performing a strip process using an O 2 gas, and sulfuric acid; And removing the photoresist removal method for color filters, which includes a step of removing the photoresist that was not removed during the stripping process by performing a washing process using an aqueous solution containing hydrogen peroxide and hydrofluoric acid.

또한, 상기한 목적을 달성하기 위한 다른 측면에 따른 본 발명은, 이미지 센서의 칼라필터용 포토 레지스트 제거방법에 있어서, O2 가스를 이용한 스트립 공정을 실시하여 상기 포토 레지스트를 일차적으로 제거하는 단계와, 황산, 과산화수소 및 불화암모늄을 함유한 수용액을 이용한 세정공정을 실시하여 상기 스트립 공정시 제거되지 않고 잔류된 상기 포토 레지스트를 제거하는 단계를 포함하는 칼라필터용 포토 레지스트 제거방법을 제거한다. According to another aspect of the present invention, there is provided a method of removing a photoresist for a color filter of an image sensor, the method comprising: first removing the photoresist by performing a strip process using an O 2 gas; And removing the photoresist removal method for color filters, which includes a step of removing the photoresist that is not removed during the stripping process by performing a washing process using an aqueous solution containing sulfuric acid, hydrogen peroxide and ammonium fluoride.

이하, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 본 발명의 기술적 사상을 용이하게 실시할 수 있을 정도로 상세히 설명하기 위하여, 본 발명의 가장 바람직한 실시예를 첨부한 도면을 참조하여 설명한다.DETAILED DESCRIPTION Hereinafter, exemplary embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings so that those skilled in the art may easily implement the technical idea of the present invention.

실시예Example

도 2a 내지 도 2c는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 이미지 센서의 칼라필터용 포토 레지스트 제거방법을 설명하기 위하여 도시한 도면이다. 여기서는 설명의 편의를 위해 칼라필터용 포토 레지스트를 하나의 막으로 도시하여 설명하기로 한다. 2A to 2C are diagrams for explaining a method of removing photoresist for color filters of an image sensor according to an exemplary embodiment of the present invention. For convenience of description, the photoresist for color filters will be described as one film.

도 2a에 도시된 바와 같이, 포토 다이오드, 복수의 MOS 트랜지스터 및 복수의 금속배선을 포함하는 반도체 구조물층(10) 상에 복수의 칼라필터(11a, 12a, 13a)를 형성한다. 이때, 복수의 칼라필터(11)는 원하는 색을 갖는 안료가 함유된 포토 레지스트를 도포한 후 포토 마스크를 이용한 노광공정 및 현상공정을 순차적으로 실시하여 형성한다. As shown in FIG. 2A, a plurality of color filters 11a, 12a, and 13a are formed on the semiconductor structure layer 10 including a photodiode, a plurality of MOS transistors, and a plurality of metal interconnections. In this case, the plurality of color filters 11 are formed by applying a photoresist containing a pigment having a desired color and then sequentially performing an exposure process and a developing process using a photomask.

이어서, 도 2b에 도시된 바와 같이, 도 2a에서 칼라필터 형성공정시 불량이 발생되어 칼라필터(11a, 12a, 13a)를 제거하고자 하는 경우 O2 가스를 이용한 스트립 공정을 실시한다. 이로써, 동도면의 프로파일(profile)을 갖는 칼라필터(11b, 12b, 13b)를 형성한다. Subsequently, as illustrated in FIG. 2B, when the color filter forming process is defective in FIG. 2A and a color filter 11a, 12a, 13a is to be removed, a strip process using O 2 gas is performed. This forms the color filters 11b, 12b, 13b having the profile of the same drawing.

이어서, 도 2c에 도시된 바와 같이, 도 2b에서 제거되지 않고 잔류되는 칼라필터(11b, 12b, 13b)를 황산(H2SO4), 과산화수소(H2O4) 및 불산(HF)이 함유된 수용액 또는 황산, 과산화수소 및 불화암모늄이 함유된 수용액을 이용한 세정공정을 실시하여 도 3에 도시된 바와 같이 완전히 제거한다. 이때, 세정공정은 10℃ 내지 70℃의 온도 범위로 유지되는 수용액을 이용하여 1분 내지 10분 동안 실시한다. 한편, 수용액에서, 황산은 5% 내지 15%의 중량 퍼센트의 농도로 혼합되고, 과산화수소는 1% 내지 10%의 중량 퍼센트의 농도로 혼합되며, 불산 또는 불화암모늄은 10ppm 내지 1000ppm로 혼합된다. Subsequently, as shown in FIG. 2C, sulfuric acid (H 2 SO 4 ), hydrogen peroxide (H 2 O 4 ), and hydrofluoric acid (HF) are contained in the color filters 11b, 12b, and 13b remaining without being removed in FIG. 2B. The washing process using the aqueous solution or the aqueous solution containing sulfuric acid, hydrogen peroxide and ammonium fluoride is carried out to completely remove them as shown in FIG. 3. At this time, the washing process is carried out for 1 to 10 minutes using an aqueous solution maintained in a temperature range of 10 ℃ to 70 ℃. On the other hand, in aqueous solution, sulfuric acid is mixed at a concentration of 5% to 15% by weight, hydrogen peroxide is mixed at a concentration of 1% to 10% by weight, and hydrofluoric acid or ammonium fluoride is mixed at 10ppm to 1000ppm.

본 발명의 기술 사상은 바람직한 실시예에 따라 구체적으로 기술되었으나, 상기한 실시예는 그 설명을 위한 것이며 제한을 위한 것이 아님을 주의하여야 한다. 또한, 본 발명의 기술 분야의 통상의 전문가라면 본 발명의 기술 사상의 범위 내에서 다양한 실시예가 가능함을 이해할 수 있을 것이다.
Although the technical spirit of the present invention has been described in detail according to a preferred embodiment, it should be noted that the above-described embodiment is for the purpose of description and not of limitation. In addition, those skilled in the art will understand that various embodiments are possible within the scope of the technical idea of the present invention.

이상 설명한 바와 같이, 본 발명에 의하면, 칼라필터용 포토 레지스트를 제거하기 위한 스트립 공정시 O2 가스를 이용한 1차 공정을 실시하여 포토 레지스트를 제거한 후 황산, 과산화수소 및 불산이 함유된 수용액 또는 황산, 과산화수소 및 불화암모늄이 함유된 수용액을 이용한 2차 공정을 실시하여 잔류된 포토 레지스트를 제거함으로써 칼라필터 어레이 재작업 공정시 잔류되는 포토 레지스트를 완전히 제거할 있다.As described above, according to the present invention, in the strip process for removing the photoresist for color filters, the first step using O 2 gas is performed to remove the photoresist, and then an aqueous solution or sulfuric acid containing sulfuric acid, hydrogen peroxide and hydrofluoric acid, By performing a secondary process using an aqueous solution containing hydrogen peroxide and ammonium fluoride to remove the remaining photoresist, it is possible to completely remove the photoresist remaining during the color filter array rework process.

Claims (6)

이미지 센서의 칼라필터용 포토 레지스트 제거방법에 있어서, In the photoresist removal method for a color filter of the image sensor, O2 가스를 이용한 스트립 공정을 실시하여 상기 포토 레지스트를 일차적으로 제거하는 단계; 및Performing a strip process using O 2 gas to first remove the photoresist; And 황산, 과산화수소 및 불산을 함유한 수용액을 이용한 세정공정을 실시하여 상기 스트립 공정시 제거되지 않고 잔류된 상기 포토 레지스트를 제거하는 단계;Performing a cleaning process using an aqueous solution containing sulfuric acid, hydrogen peroxide, and hydrofluoric acid to remove the photoresist that is not removed during the stripping process; 를 포함하는 칼라필터용 포토 레지스트 제거방법.Photoresist removal method for a color filter comprising a. 이미지 센서의 칼라필터용 포토 레지스트 제거방법에 있어서, In the photoresist removal method for a color filter of the image sensor, O2 가스를 이용한 스트립 공정을 실시하여 상기 포토 레지스트를 일차적으로 제거하는 단계; 및Performing a strip process using O 2 gas to first remove the photoresist; And 황산, 과산화수소 및 불화암모늄을 함유한 수용액을 이용한 세정공정을 실시하여 상기 스트립 공정시 제거되지 않고 잔류된 상기 포토 레지스트를 제거하는 단계;Performing a cleaning process using an aqueous solution containing sulfuric acid, hydrogen peroxide and ammonium fluoride to remove the photoresist that is not removed during the stripping process; 를 포함하는 칼라필터용 포토 레지스트 제거방법.Photoresist removal method for a color filter comprising a. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서, The method according to claim 1 or 2, 상기 수용액에서 상기 황산의 농도는 5% 내지 15% 중량 퍼센트인 칼라필터용 포토 레지스트 제거방법.The concentration of sulfuric acid in the aqueous solution is 5% to 15% by weight percent photoresist removal method for color filters. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서, The method according to claim 1 or 2, 상기 수용액에서 상기 과산화수소의 농도는 1% 내지 10% 중량 퍼센트인 칼라필터용 포토 레지스트 제거방법.The concentration of the hydrogen peroxide in the aqueous solution is 1% to 10% weight percent photoresist removal method for color filters. 제 1 항에 있어서, The method of claim 1, 상기 세정공정시 상기 수용액의 온도는 10℃ 내지 70℃로 유지되는 칼라필터용 포토 레지스트 제거방법.The photoresist removing method for a color filter is the temperature of the aqueous solution is maintained at 10 ℃ to 70 ℃ during the cleaning process. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서, The method according to claim 1 or 2, 상기 세정공정은 1분 내지 10분 동안 실시되는 칼라필터용 포토 레지스트 제거방법.The cleaning process is a photoresist removal method for a color filter is carried out for 1 to 10 minutes.
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