KR20200051867A - 이미지 센서 및 이의 형성 방법 - Google Patents
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Abstract
이미지 센서 및 이의 제조 방법을 제공한다. 이 이미지 센서는 화소 영역과 패드 영역을 포함하는 기판; 상기 패드 영역에서 상기 기판 상에 배치되는 제 1 도전 패드; 상기 화소 영역에서 상기 기판 상에 배치되는 마이크로 렌즈층; 및 상기 패드 영역을 덮되 상기 제 1 도전 패드를 노출시키는 제 1 보호 패턴을 포함하되, 상기 제 1 보호 패턴과 상기 마이크로 렌즈층은 서로 동일한 물질을 포함하고, 상기 제 1 보호 패턴과 상기 마이크로 렌즈층은 서로 이격된다.
Description
본 발명은 이미지 센서 및 이의 형성 방법에 관한 것이다.
이미지 센서는 광학 영상(Optical image)을 전기신호로 변환하는 반도체 소자이다. 상기 이미지 센서는 CCD(Charge coupled device) 형 및 CMOS(Complementary metal oxide semiconductor) 형으로 분류될 수 있다. 상기 CMOS 형 이미지 센서는 CIS(CMOS image sensor)라고 약칭된다. 상기 CIS는 2차원적으로 배열된 복수개의 화소들을 구비한다. 상기 화소들의 각각은 포토 다이오드(photodiode, PD)를 포함한다. 상기 포토다이오드는 입사되는 광을 전기 신호로 변환해주는 역할을 한다.
본 발명이 해결하고자 하는 과제는 이미지 불량이 개선된 이미지 센서를 제공하는 데 있다.
본 발명이 해결하고자 하는 과제는 공정을 단순화시킬 수 있는 이미지 센서의 제조 방법을 제공하는데 있다.
상기 과제를 달성하기 위한 본 발명의 실시예들에 따른 이미지 센서는 화소 영역과 패드 영역을 포함하는 기판; 상기 패드 영역에서 상기 기판 상에 배치되는 제 1 도전 패드; 상기 화소 영역에서 상기 기판 상에 배치되는 마이크로 렌즈층; 및 상기 패드 영역을 덮되 상기 제 1 도전 패드를 노출시키는 제 1 보호 패턴을 포함하되, 상기 제 1 보호 패턴과 상기 마이크로 렌즈층은 서로 동일한 물질을 포함하고, 상기 제 1 보호 패턴과 상기 마이크로 렌즈층은 서로 이격된다.
본 발명의 일 양태에 따른 이미지 센서는 화소 영역, 광학 블랙 영역 및 패드 영역을 포함하는 기판; 상기 패드 영역에서 상기 기판 상에 배치되는 제 1 도전 패드; 상기 화소 영역에서 상기 기판 상에 배치되는 마이크로 렌즈층; 상기 패드 영역을 덮되 상기 제 1 도전 패드를 노출시키는 제 1 보호 패턴; 및 상기 광학 블랙 영역에서 상기 기판 상에 배치되는 제 2 보호 패턴을 포함하되, 상기 제 1 보호 패턴과 상기 제 2 보호 패턴은 투명하다.
본 발명의 다른 양태에 따른 이미지 센서는 화소 영역과 패드 영역을 포함하는 기판; 상기 패드 영역에서 상기 기판 상에 배치되는 제 1 도전 패드; 상기 화소 영역에서 상기 기판 상에 배치되는 마이크로 렌즈층; 및 상기 패드 영역을 덮되 상기 제 1 도전 패드를 노출시키는 제 1 보호 패턴을 포함하되, 상기 제 1 보호 패턴은 상기 마이크로 렌즈층과 이격되고, 상기 제 1 보호 패턴은 투명하다.
상기 다른 과제를 달성하기 위한 본 발명의 실시예들에 따른 이미지 센서의 제조 방법은, 패드 영역과 화소 영역을 포함하는 기판을 준비하는 단계; 상기 패드 영역에서 상기 기판 상에 제 1 도전 패드를 형성하는 단계; 상기 패드 영역과 상기 화소 영역을 덮는 예비 렌즈층을 형성하는 단계; 상기 화소 영역에서 상기 예비 렌즈층의 상부를 식각하여 복수개의 렌즈부들을 형성하는 단계; 및 상기 패드 영역과 상기 화소 영역 사이에서 상기 예비 렌즈층을 식각하여 상기 패드 영역을 덮는 제 1 보호 패턴과 상기 화소 영역을 덮는 마이크로 렌즈층을 형성하는 단계를 포함한다.
본 발명의 이미지 센서는 패드 영역을 덮는 보호 패턴이 마이크로 렌즈층과 이격되어 쏘잉 공정시 발생되는 스트레스의 전파가 방지될 수 있다. 이로써 이미지 센서의 신뢰성이 향상될 수 있다.
본 발명의 이미지 센서는 도전 패드가 기판에 형성된 리세스 영역 안에 배치되어 패드 영역과 다른 영역들 간의 단차를 줄이거나 없앨 수 있다. 이로써 칼라 필터들을 정확하게 형성하여 이미지 불량을 개선하고 정확한 이미지를 구현할 수 있다.
또한 본 발명의 이미지 센서의 제조 방법에서는 상기 마이크로 렌즈층의 일부로 패드 영역을 보호하는 보호 패턴을 형성하여 별도의 패드 캐핑 패턴을 형성할 필요가 없어 공정을 단순화시킬 수 있다. 또한 패드 캐핑 패턴에 의한 단차가 발생되지 않아 칼라 필터들을 정확하게 형성할 수 있다.
도 1은 본 발명의 실시예들에 따른 이미지 센서의 단면도이다.
도 2는 본 발명의 실시예들에 따라 도 1의 ‘P1’ 부분을 확대한 도면이다.
도 3 내지 도 5는 본 발명의 실시예들에 따라 도 1의 ‘P2’ 부분을 확대한 도면들이다.
도 6 내지 도 12는 도 1의 이미지 센서를 제조하는 과정을 순차적으로 나타내는 도면들이다.
도 13은 본 발명의 실시예들에 따른 이미지 센서의 단면도이다.
도 14 및 도 15는 도 13의 이미지 센서를 제조하는 과정을 순차적으로 나타내는 단면도들이다.
도 16은 본 발명의 실시예들에 따른 이미지 센서의 단면도이다.
도 17은 본 발명의 실시예들에 따른 이미지 센서의 단면도이다.
도 2는 본 발명의 실시예들에 따라 도 1의 ‘P1’ 부분을 확대한 도면이다.
도 3 내지 도 5는 본 발명의 실시예들에 따라 도 1의 ‘P2’ 부분을 확대한 도면들이다.
도 6 내지 도 12는 도 1의 이미지 센서를 제조하는 과정을 순차적으로 나타내는 도면들이다.
도 13은 본 발명의 실시예들에 따른 이미지 센서의 단면도이다.
도 14 및 도 15는 도 13의 이미지 센서를 제조하는 과정을 순차적으로 나타내는 단면도들이다.
도 16은 본 발명의 실시예들에 따른 이미지 센서의 단면도이다.
도 17은 본 발명의 실시예들에 따른 이미지 센서의 단면도이다.
이하, 본 발명을 보다 구체적으로 설명하기 위하여 본 발명에 따른 실시예들을 첨부 도면을 참조하면서 보다 상세하게 설명하고자 한다.
도 1은 본 발명의 실시예들에 따른 이미지 센서의 단면도이다.
도 1을 참조하면, 패드 영역(PR), 광학 블랙 영역(OB) 및 화소 영역(AP)을 포함하는 기판(1)이 제공된다. 상기 기판(1)은 서로 대향되는 제 1 면(1a)과 제 2 면(1b)을 포함한다. 상기 기판(1)은 예를 들면 실리콘 단결정 웨이퍼, 실리콘 에피택시얼층 또는 SOI(silicon on insulator) 기판일 수 있다. 상기 기판(1)은 예를 들면 제 1 도전형의 불순물로 도핑될 수 있다. 예를 들면 상기 제 1 도전형은 P형일 수 있다.
상기 화소 영역(AP)은 복수개의 단위 화소들(UP)을 포함할 수 있다. 상기 단위 화소들(UP) 각각에서 상기 기판(1) 내에 광전 변환부(3)가 배치될 수 있다. 상기 광학 블랙 영역(OB)에서 상기 기판(1) 내에도 광전 변환부(3)가 배치될 수 있다. 상기 광전 변환부(3)는 예를 들면 상기 제 1 도전형과 반대되는 제 2 도전형의 불순물로 도핑될 수 있다. 상기 제 2 도전형은 예를 들면 N형일 수 있다. 상기 광전 변환부(3)에 도핑된 N형의 불순물은 주변의 기판(1)에 도핑된 P형의 불순물과 PN접합을 이루어 포토다이오드를 제공할 수 있다.
빛은 상기 기판(1)의 제 2 면(1b)을 통해 상기 기판(1) 속으로 입사될 수 있다. 입사된 빛에 의해 상기 PN접합에서 전자-정공 쌍들이 형성될 수 있다. 도시하지는 않았지만, 상기 화소 영역(AP)에서 상기 기판(1)의 상기 제 1 면(1a) 상에는 입사된 빛에 의해 발생된 전자들을 전송하기 위한 전송트랜지스터들, 리셋 트랜지스터들, 선택 트랜지스터들 및 소오스 팔로워 트랜지스터들이 배치될 수 있다. 상기 이미지 센서는 후면 수광 이미지 센서일 수 있다.
상기 제 1 면(1a)은 층간절연막(15)으로 덮일 수 있다. 상기 층간절연막(15)은 실리콘 산화막, 실리콘 질화막, 실리콘 산화질화막, 다공성 저유전막 중 선택되는 적어도 하나의 막의 다층막으로 형성될 수 있다. 상기 층간절연막(15) 내에는 배선들(17)이 배치될 수 있다. 상기 층간절연막(15)의 하부면은 제 1 패시베이션막(19)으로 덮일 수 있다. 상기 제 1 패시베이션막(19)은 예를 들면 실리콘 질화막이나 폴리이미드로 형성될 수 있다.
상기 화소 영역(AP)에서 상기 기판(1) 내에는 상기 단위 화소들(UP)을 분리하는 제 1 깊은 트렌치들(1ta)이 형성될 수 있다. 상기 제 1 깊은 트렌치들(1ta)은 평면적인 관점에서 서로 교차되어 그물망 구조를 구성할 수 있다. 상기 화소 영역(AP)과 상기 광학 블랙 영역(OB) 사이에서 상기 기판(1) 내에는 제 2 깊은 트렌치(1to)이 형성될 수 있다. 상기 광학 블랙 영역(OB)과 상기 패드 영역(PR) 사이에서 상기 기판(1) 내에는 제 3 깊은 트렌치(1tp)이 형성될 수 있다. 상기 제 2 깊은 트렌치(1to)와 상기 제 3 깊은 트렌치(1tp)는 상기 제 1 깊은 트렌치들(1ta) 보다 넓은 폭을 가질 수 있다.
상기 제 1 내지 제 3 깊은 트렌치들(1ta, 1to, 1tp)은 상기 기판(1)의 상기 제 2 면(1b)으로부터 상기 제 1 면(1a)에 인접하도록 형성될 수 있다. 상기 패드 영역(PR)에서 상기 기판(1)의 상기 제 2 면(1b)에는 리세스 영역(1r)이 형성될 수 있다. 상기 리세스 영역(1r)은 상기 제 1 내지 제 3 깊은 트렌치들(1ta, 1to, 1tp) 보다 얕게 형성될 수 있다.
상기 기판(1)의 상기 제 1 면(1a)과 상기 제 2 깊은 트렌치(1to) 사이 그리고 상기 기판(1)의 상기 제 1 면(1a)과 상기 제 3 깊은 트렌치(1tp) 사이에는 얕은 소자 분리 패턴(5)이 배치될 수 있다. 상기 얕은 소자 분리 패턴(5)은 실리콘 질화막, 실리콘 산화막 및 실리콘 산화질화막 중 적어도 하나의 막의 단일막 또는 다중막 구조로 형성될 수 있다. 상기 얕은 소자 분리 패턴(5)은 상기 패드 영역(PR)과 상기 광학 블랙 영역(OB) 사이 그리고 상기 광학 블랙 영역(OB)과 상기 화소 영역(AP) 사이에 형성될 수 있다.
상기 화소 영역(AP)에서 상기 기판(1)의 상기 제 1 면(1a)과 상기 제 1 깊은 트렌치(1ta) 사이에는 소자분리 영역(7)이 배치될 수 있다. 상기 소자 분리 영역(7)은 예를 들면 상기 제 1 도전형의 불순물로 도핑되되 상기 기판(1)에 도핑된 불순물의 농도보다 높은 농도로 도핑될 수 있다. 상기 화소 영역(AP)에서 상기 소자분리 영역(7)은 상기 제 1 면(1a)에 인접하여 상기 단위 화소들(UP)을 분리할 수 있다. 또한 상기 소자분리 영역(7)은 전송트랜지스터들, 리셋 트랜지스터들, 선택 트랜지스터들 및 소오스 팔로워 트랜지스터들을 위한 활성 영역들을 정의할 수 있다.
상기 기판(1)의 상기 제 2 면(1b) 상에는 고정 전하막(21), 매립 절연막(23) 및 접착막(25)이 차례로 적층될 수 있다. 상기 고정 전하막(21)은 화학양론비 보다 부족한 양의 산소 또는 불소를 포함하는 금속산화막 또는 금속 불화막으로 이루어질 수 있다. 이로써 상기 고정 전하막(21)은 음의 고정전하를 가질 수 있다. 상기 고정 전하막(21)은 하프늄(Hf), 지르코늄(Zr), 알루미늄(Al), 탄탈륨(Ta), 티타늄(Ti), 이트륨 및 란타노이드를 포함하는 그룹에서 선택되는 적어도 하나의 금속을 포함하는 금속 산화물(metal oxide) 또는 금속 불화물(metal fluoride)로 이루어질 수 있다. 상기 고정 전하막(21)의 주변에는 정공의 축적(hole accumulation)이 발생할 수 있다. 이로써 암전류의 발생 및 화이트 스팟(white spot)을 효과적으로 감소시킬 수 있다. 바람직하게는 상기 고정 전하막(21)은 알루미늄 산화막과 하프늄 산화막 중 적어도 하나일 수 있다. 상기 고정 전하막(21)은 상기 기판(1)과 접할 수 있다. 상기 매립 절연막(23)은 매립 특성이 좋은 실리콘 산화막 계열의 물질로 형성될 수 있다. 상기 접착막(25)은 알루미늄 산화막일 수 있다.
상기 고정 전하막(21)은 상기 기판(1)의 상기 제 2 면(1b) 상에 콘포말하게 형성될 수 있다. 상기 고정 전하막(21)은 상기 제 1 내지 제 3 깊은 트렌치들(1ta, 1to, 1tp)과 상기 리세스 영역(1r)의 바닥면들과 측벽들과 접할 수 있다. 상기 매립 절연막(23)은 상기 제 1 내지 제 3 깊은 트렌치들(1ta, 1to, 1tp)을 채울 수 있다. 상기 제 1 내지 제 3 깊은 트렌치들(1ta, 1to, 1tp) 안에 배치되는 고정 전하막(21)과 상기 매립 절연막(23)은 깊은 소자 분리 패턴들을 구성할 수 있다. 상기 화소 영역(AP)에서 상기 제 1 깊은 트렌치(1ta) 안에 배치되는 상기 고정 전하막(21)과 상기 매립 절연막(23)은 단위 화소들(UP)을 서로 분리시킬 수 있다. 상기 매립 절연막(23)은 상기 리세스 영역(1r)의 바닥면과 측벽을 콘포말하게 덮을 수 있다.
상기 패드 영역(PR)에서 상기 접착막(25) 상에는 제 1 도전 패드(29)가 배치될 수 있다. 상기 제 1 도전 패드(29)는 상기 리세스 영역(1r)과 수직적으로 중첩될 수 있다. 상기 제 1 도전 패드(29)는 상기 리세스 영역(1r) 안에 배치될 수 있다. 상기 제 1 도전 패드(29p) 상에는 제 2 도전 패드(31)가 배치될 수 있다. 상기 제 2 도전 패드(31)의 폭은 상기 제 1 도전 패드(29p)보다 좁을 수 있다. 따라서 상기 제 1 도전 패드(29p)의 상부면의 일부는 상기 제 2 도전 패드(31)로 덮이지 않고 노출될 수 있다. 도시하지는 않았지만, 상기 제 1 도전 패드(29p)는 상기 기판(1)을 관통하는 관통 비아나 비아 플러그를 통해 상기 배선들(17) 중 하나에 전기적으로 연결될 수 있다.
도시하지는 않았지만, 상기 광학 블랙 영역(OB)에서 상기 기판(1)의 상기 제 1 면(1a) 상에도 전송트랜지스터, 리셋 트랜지스터, 선택 트랜지스터 및 소오스 팔로워 트랜지스터가 배치될 수 있다.
상기 광학 블랙 영역(OB)에서 상기 접착막(25) 상에는 제 1 광학 블랙 패턴(29b)이 배치될 수 있다. 상기 화소 영역(AP)에서 상기 단위 화소들(UP) 사이에서 상기 접착막(25) 상에는 차광 패턴들(29g)이 배치될 수 있다. 상기 차광 패턴들(29g)은 평면적인 관점에서 서로 교차되어 그물망 구조를 구성할 수 있다. 상기 제 1 도전 패드(29p), 상기 제 1 광학 블랙 패턴(29b) 및 상기 차광 패턴들(29g)은 서로 동일한 물질로, 예를 들면 텅스텐으로 형성될 수 있다. 상기 제 1 도전 패드(29p), 상기 제 1 광학 블랙 패턴(29b) 및 상기 차광 패턴들(29g)은 서로 동일한 두께를 가질 수 있다. 상기 제 2 도전 패드(31)는 상기 제 1 도전 패드(29p)와 다른 물질로, 예를 들면 알루미늄으로 형성될 수 있다.
상기 광학 블랙 영역(OB)에서 상기 제 1 광학 블랙 패턴(29b)은 빛을 차단하는 역할을 할 수 있다. 빛이 차단된 상기 광학 블랙 영역(OB)에서 감지되는 전하량을 기준 전하량으로 정할 수 있다. 즉 상기 단위 화소들(UP)로부터 감지되는 단위 화소 전하량들을 상기 기준 전하량과 비교하여 상기 단위 화소 전하량들과 상기 기준 전하량의 차이값들을 계산하여 각 단위 화소(UP)로부터 감지되는 전기적 신호 크기를 산출할 수 있다.
상기 제 1 도전 패드(29p)과 상기 접착막(25) 사이, 상기 제 1 광학 블랙 패턴(29b) 과 상기 접착막(25) 사이, 그리고 상기 차광 패턴들(29g)과 과 상기 접착막(25) 사이에는 베리어막(27)이 개재될 수 있다. 상기 베리어막(27)은 예를 들면 실리콘 질화막일 수 있다.
상기 제 1 광학 블랙 패턴(29b) 및 상기 차광 패턴들(29g)의 상부면들과 측벽들, 그리고 상기 제 1 도전 패드(29p)와 상기 제 2 도전 패드(31)의 측벽들은 제 2 패시베이션막(33)으로 덮일 수 있다. 상기 제 2 패시베이션막(33)은 예를 들면 실리콘 질화막일 수 있다. 상기 제 2 패시베이션막(33)은 연장되어 상기 제 1 도전 패드(29p), 상기 제 1 광학 블랙 패턴(29b) 및 상기 차광 패턴들(29g) 사이에 노출되는 상기 접착막(25)을 덮을 수 있다.
상기 화소 영역(AP)에서 상기 차광 패턴들(29g) 사이에서 상기 제 2 패시베이션막(33) 상에 칼라 필터들(35a, 37, 39)이 배치될 수 있다. 상기 칼라 필터들(35a, 37, 39)은 서로 다른 색의 제 1 내지 제 3 칼라 필터들(35a, 37, 39)을 포함할 수 있다. 예를 들면 상기 제 1 칼라 필터(35a)은 청색일 수 있다. 상기 제 2 칼라 필터(37)는 적색일 수 있다. 상기 제 3 칼라 필터(39)는 녹색일 수 있다.
본 발명의 이미지 센서가 자동 초점 이미지 센서인 경우, 투명한 색의 칼라 필터를 추가적으로 더 포함할 수 있다. 이때 상기 차광 패턴들(29g) 중 어느 하나의 폭은 다른 하나의 폭 보다 넓을 수 있다.
또는 본 발명의 이미지 센서가 적외선을 감지하는 이미지 센서인 경우, 적외선 필터를 추가적으로 더 포함할 수도 있다.
상기 광학 블랙 영역(OB)에서 상기 제 2 패시베이션막(33) 상에 제 2 광학 블랙 패턴(35d)이 배치될 수 있다. 상기 제 2 광학 블랙 패턴(35d)은 상기 제 1 광학 블랙 패턴(29b)과 중첩될 수 있다. 상기 제 1 광학 블랙 패턴(29b)과 상기 제 2 광학 블랙 패턴(35d) 사이에는 상기 제 2 패시베이션막(33)이 개재될 수 있다. 상기 제 2 광학 블랙 패턴(35d)의 폭은 상기 제1 광학 블랙 패턴(29b)의 폭보다 넓을 수 있다. 상기 제 2 광학 블랙 패턴(35d)은 상기 제 1 광학 블랙 패턴(29b)의 상부면과 측벽을 덮을 수 있다. 상기 제 2 광학 블랙 패턴(35d)의 양 옆에서 상기 제 2 패시베이션막(33)은 노출될 수 있다.
상기 제 2 광학 블랙 패턴(35d)은 상기 제 1 칼라 필터(35a)과 동일한 물질을 포함할 수 있다. 예를 들면 상기 제 2 광학 블랙 패턴(35d)은 청색일 수 있다. 상기 제 2 광학 블랙 패턴(35d)은 청색 안료를 포함하는 포토레지스트 패턴일 수 있다. 상기 제 2 광학 블랙 패턴(35d)도 빛을 차단하는 역할을 한다. 상기 제 2 광학 블랙 패턴(35d)은 상기 제 1 광학 블랙 패턴(29b)만으로 부족할 수 있는 차광 기능을 보충할 수 있다.
상기 리세스 영역(1r)에 의해 기판(1)의 일부분이 함몰되므로 상기 제 2 도전 패드(31)의 아래에 위치하는 막들(21, 23, 25, 27)의 높이가 다른 영역들(OB, AP)에 비해 낮아질 수 있다. 이로써 상기 제 2 도전 패드(31)의 상부면의 높이는 상기 제 1 내지 제 3 칼라 필터들(35a, 37, 39)의 높이보다 낮을 수 있다. 바람직하게는 상기 제 2 도전 패드(31)의 상부면의 제 1 높이(H1)는 상기 제 1 광학 블랙 패턴(29b)의 상부면의 제 2 높이(H2)와 같을 수 있다. 또한 제 2 도전 패드(31)의 상부면의 제 1 높이(H1)는 상기 차광 패턴들(29g)의 상부면의 높이와 같을 수 있다. 이로써 상기 제 1 내지 제 3 칼라 필터들(35a, 37, 39)을 제조하는 공정에서 패드 영역(PR)과 다른 영역들(OB, AP)간의 단차가 없어지거나 작아져, 상기 제 1 내지 제 3 칼라 필터들(35a, 37, 39)을 정확하게 형성할 수 있다.
상기 화소 영역(AP)에서 상기 제 1 내지 제 3 칼라 필터들(35a, 37, 39) 상에는 마이크로 렌즈층(41f)이 배치된다. 상기 마이크로 렌즈층(41f)의 상부는 상기 제 1 내지 제 3 칼라 필터들(35a, 37, 39)의 위치에 대응되며 볼록한 복수개의 렌즈부들(41a)을 포함할 수 있다. 상기 패드 영역(PR)에서 제 2 패시베이션막(33) 상에는 제 1 보호 패턴(41p)이 배치된다. 상기 제 1 보호 패턴(41p)은 상기 제 2 도전 패드(31)의 상부면을 노출시키는 개구부(32)를 가질 수 있다. 상기 광학 블랙 영역(OB)에서 상기 제 2 광학 블랙 패턴(35d)은 제 2 보호 패턴(41d)이 배치될 수 있다. 상기 마이크로 렌즈층(41f), 상기 제 1 보호 패턴(41p) 및 상기 제 2 보호 패턴(41d)은 서로 동일한 물질을 포함할 수 있다. 예를 들면, 상기 마이크로 렌즈층(41f), 상기 제 1 보호 패턴(41p) 및 상기 제 2 보호 패턴(41d)은 투명한 포토레지스트 물질이나 투명한 열경화성 수지막으로 형성될 수 있다. 상기 마이크로 렌즈층(41f), 상기 제 1 보호 패턴(41p) 및 상기 제 2 보호 패턴(41d)은 분리 영역(SR)에 의해 서로 이격될 수 있다. 상기 분리 영역(SR)에서 상기 제 2 패시베이션막(33)이 노출될 수 있다.
상기 제 1 보호 패턴(41p)의 상부면은 상기 기판(1)의 제 2 면(1b)으로부터 제 3 높이(H3)를 가질 수 있다. 상기 제 2 보호 패턴(41d)의 상부면은 상기 기판(1)의 제 2 면(1b)으로부터 제 4 높이(H4)를 가질 수 있다. 상기 마이크로 렌즈층(41f)의 가장자리의 상단은 상기 기판(1)의 제 2 면(1b)으로부터 제 5 높이(H5)를 가질 수 있다. 상기 제 3 내지 제 5 높이들(H3, H4, H5)은 바람직하게는 서로 같을 수 있다.
도 2는 본 발명의 실시예들에 따라 도 1의 'P1' 부분을 확대한 도면이다. 도 3 내지 도 5는 본 발명의 실시예들에 따라 도 1의 'P2' 부분을 확대한 도면들이다.
도 2와 도 3처럼 상기 고정 전하막(21)과 상기 매립 절연막(23) 사이에는 보조 고정 전하막(22)이 개재될 수 있다. 상기 보조 고정 전하막(22)은 상기 고정 전하막(21)과 다른 물질을 포함할 수 있다. 예를 들면 상기 고정 전하막(21)은 알루미늄 산화막이고 상기 보조 고정 전하막(22)은 하프늄산화막일 수 있다. 본 예에서는 알루미늄 산화막이 기판(1)과 접할 수 있다. 상기 매립 절연막(23)과 상기 접착막(25) 사이에는 제 1 보조 접착막(24)이 개재될 수 있다. 상기 제 1 보조 접착막(24)은 예를 들면 하프늄 산화막일 수 있다. 상기 제 1 도전 패드(29p)의 측벽과 상기 제 2 패시베이션막(33) 사이에 제 2 보조 접착막(34)이 개재될 수 있다. 상기 제 2 보조 접착막(34)은 예를 들면 알루미늄 산화막일 수 있다. 상기 제 2 보조 접착막(34)은 상기 제 1 및 제 2 도전 패드들(29p, 31)과 상기 제 2 패시베이션막(33) 간의 접착력을 향상시킬 수 있다.
또는 도 4처럼, 상기 제 1 보조 접착막(24)의 일부는 상기 제 1 깊은 트렌치(1ta) 안으로 연장될 수 있다. 상기 제 1 보조 접착막(24)은 이웃하는 단위 화소들(UP) 간의 크로스 토크(Cross-talk)를 방지하는 역할을 할 수 있다.
또는 도 5처럼, 상기 고정 전하막(21)과 상기 매립 절연막(23) 사이에는 상기 보조 고정 전하막(22)이 존재하지 않을 수 있다. 이때 상기 매립 절연막(23)은 하프늄 산화막일 수 있다. 본 예에서 상기 매립 절연막(23)과 상기 제 1 보조 접착막(24) 사이에 보조 절연막(26)이 추가적으로 개재될 수 있다. 상기 보조 절연막(26)은 예를 들면 실리콘 질화막일 수 있다.
도 6 내지 도 12는 도 1의 이미지 센서를 제조하는 과정을 순차적으로 나타내는 도면들이다.
도 6을 참조하면, 패드 영역(PR), 광학 블랙 영역(OB) 및 화소 영역(AP)을 포함하는 기판(1)을 준비한다. 상기 기판(1)은 서로 대향되는 제 1 면(1a)과 제 2 면(1b)을 포함한다. 상기 기판(1)은 예를 들면 실리콘 단결정 웨이퍼, 실리콘 에피택시얼층 또는 SOI(silicon on insulator) 기판일 수 있다. 상기 기판(1)을 예를 들면 제 1 도전형의 불순물로 도핑할 수 있다. 상기 제 1 도전형과 반대되든 제 2 도전형의 불순물을 주입하여 상기 화소 영역(AP)의 단위 화소들(UP)에서 각각 상기 기판(1) 속에 광전 변환부들(3)을 형성할 수 있다. STI(Shallow trench isolation) 공정을 진행하여 상기 기판(1)의 제 1 면(1a)에 인접한 부분에 얕은 소자 분리 패턴(5)을 형성할 수 있다. 상기 얕은 소자 분리 패턴(5)은 상기 패드 영역(PR)과 상기 광학 블랙 영역(OB) 사이 그리고 상기 광학 블랙 영역(OB)과 상기 화소 영역(AP) 사이에 형성될 수 있다. 이온주입 공정을 진행하여 상기 화소 영역(AP)의 단위 화소들(UP) 사이에서 상기 기판(1)의 제 1 면(1a)에 인접한 부분에 소자분리 영역(7)을 형성할 수 있다. 상기 기판(1)의 상기 제 1 면(1a) 상에 트랜지스터들, 층간절연막(15), 배선들(17) 및 제 1 패시베이션막(19)을 형성할 수 있다.
계속해서 상기 기판(1)을 뒤집어서 제 2 면(1b)이 위를 향하도록 할 수 있다. 그라인딩(grinding) 공정을 진행하여 상기 기판(1)의 제 2 면(1b)에 인접한 부분을 제거하여 상기 기판(1)이 원하는 두께가 되도록 조절할 수 있다. 그 후에 식각 공정들을 진행하여 상기 기판(1)의 상기 제 2 면(1b)에 인접한 부분을 제 1 내지 제 3 깊은 트렌치들(1ta, 1to, 1tp)과 리세스 영역(1r)을 형성할 수 있다. 상기 제 1 깊은 트렌치들(1ta)은 상기 소자분리 영역(7)을 노출시키도록 형성될 수 있다. 상기 제 2 및 제 3 깊은 트렌치들(1to, 1tp)은 상기 얕은 소자 분리 패턴(5)을 노출시킬 수 있다.
도 7을 참조하면, 상기 기판(1)의 제 2 면(1b)의 전면 상에 고정 전하막(21)을 콘포말하게 형성할 수 있다. 상기 고정 전하막(21)은 하프늄(Hf), 지르코늄(Zr), 알루미늄(Al), 탄탈륨(Ta), 티타늄(Ti), 이트륨 및 란타노이드를 포함하는 그룹에서 선택되는 적어도 하나의 금속을 포함하는 금속 산화물(metal oxide) 또는 금속 불화물(metal fluoride)로 형성될 수 있다. 상기 고정 전하막(21) 상에 매립 절연막(23)을 적층할 수 있다. 상기 매립 절연막(23)은 상기 제 1 내지 제 3 깊은 트렌치들(1ta, 1to, 1tp)을 채울 수 있다. 상기 매립 절연막(23)은 상기 리세스 영역(1r)에서 콘포말하게 형성될 수 있다. 상기 매립 절연막(23)은 매립성이 좋은 실리콘 산화막 계열의 물질 또는 하프늄 산화막으로 형성될 수 있다. 상기 매립 절연막(23) 상에 접착막(25) 및 베리어막(27)을 차례로 콘포말하게 형성할 수 있다. 상기 접착막(25)은 예를 들면 알루미늄 산화막으로 형성될 수 잇다. 상기 베리어막(27)은 예를 들면 실리콘 질화막으로 형성될 수 있다.
도 7 및 도 8을 참조하면, 상기 베리어막(27) 상에 제 1 도전막(미도시)을 콘포말하게 형성할 수 있다. 상기 제 1 도전막은 예를 들면 텅스텐을 포함할 수 있다. 상기 제 1 도전막과 상기 베리어막(27)을 차례로 패터닝하여 상기 접착막(25)을 노출시킬 수 있다. 그리고 차광 패턴들(29g), 제 1 광학 블랙 패턴(29b) 및 제 1 도전 패드(29p)를 형성할 수 있다. 이때 상기 제 1 도전 패드(29p)는 상기 리세스 영역(1r) 안에 위치하도록 형성될 수 있다.
도 8 및 도 9를 참조하면, 상기 제 1 도전 패드(29p) 상에 제 2 도전 패드(31)를 형성할 수 있다. 상기 제 2 도전 패드(31)는 예를 들면 알루미늄으로 형성될 수 있다. 상기 제 2 도전 패드(31)는 증착 공정과 식각 공정으로 형성될 수 있다. 또는 상기 제 1 도전 패드(29p)의 상부면을 일부 노출시키되 다른 부분들은 모두 덮는 별도의 마스크 패턴(미도시)을 이용한 도금 공정을 진행하여 상기 제 2 도전 패드(31)를 형성할 수 있다. 바람직하게는 상기 제 2 도전 패드(31)의 상부면의 제 1 높이(H1)는 상기 제 1 광학 블랙 패턴(29b)의 상부면의 제 2 높이(H2)와 같게 형성될 수 있다. 상기 차광 패턴들(29g)의 상부면의 높이는 상기 제 2 높이(H2)와 같을 수 있다. 상기 제 2 도전 패드(31)가 형성된 상기 기판(1)의 상기 제 2 면(1b)의 전면 상에 제 2 패시베이션막(33)을 콘포말하게 형성할 수 있다.
도 9 및 도 10을 참조하면, 포토리소그라피 공정을 수회 진행하여 상기 제 2 패시베이션막(33) 상에 제 1 내지 제 3 칼라 필터들(35a, 37, 39)과 제 2 광학 블랙 패턴(35d)을 형성할 수 있다. 예를 들면 제 1 포토리소그라피 공정을 진행하여 제 1 칼라 필터들(35a)과 제 2 광학 블랙 패턴(35d)을 동시에 형성할 수 있다. 이를 위해 먼저 청색 염료가 함유된 제 1 감광성 열경화성 수지액을 상기 기판(1)의 상기 제 2 면(1b) 상에 코팅할 수 있다. 이때 상기 제 1 높이(H1)와 상기 제 2 높이(H2)가 서로 같으며 상기 제 2 패시베이션막(33)이 콘포말하게 형성되므로, 상기 패드 영역(PR), 상기 광학 블랙 영역(OB) 및 상기 화소 영역(AP)에서 단차가 발생하지 않거나 최소화될 수 있다. 따라서 상기 제 1 감광성 열경화성 수지액이 균일한 두께로 코팅될 수 있고 줄무늬(Striation) 불량이 발생하지 않거나 최소화될 수 있다. 가열하여 상기 제 1 감광성 열경화성 수지액을 경화하여 제 1 포토레지스트막을 형성할 수 있다. 노광 공정 및 현상 공정을 진행하여 상기 제 1 칼라 필터들(35a)과 상기 제 2 광학 블랙 패턴(35d)을 형성할 수 있다. 이로써 상기 제 1 칼라 필터들(35a)과 상기 제 2 광학 블랙 패턴(35d)의 형태들이 정확하게 형성될 수 있다. 후속으로 동일/유사한 제 2 및 제 3 포토리소그라피 공정들을 순차적으로 진행하여 제 2 및 제 3 칼라 필터들(37, 39)을 각각 형성할 수 있다.
도 10 및 도 11을 참조하면, 상기 제 1 내지 제 3 칼라 필터들(35a, 37, 39)과 상기 제 2 광학 블랙 패턴(35d)이 형성된 상기 기판(1)의 상기 제 2 면(1b)의 전면 상에 예비 렌즈층(41)을 형성한다. 상기 예비 렌즈층(41)은 투명한 포토레지스트 물질이나 투명한 열경화성 수지로 형성될 수 있다. 상기 예비 렌즈층(41) 상에 예비 렌즈 패턴들(43a)과 예비 보호 패턴(43d)을 형성한다. 상기 예비 렌즈 패턴들(43a)은 상기 단위 화소들(UP)에 각각 대응되도록 위치할 수 있다. 상기 예비 보호 패턴(43d)은 상기 광학 블랙 영역(OB)에 위치할 수 있다. 상기 예비 렌즈 패턴들(43a)과 상기 예비 보호 패턴(43d)은 포토리소그라피 공정으로 포토레지스트 패턴들을 형성한 후에 이를 리플로우시켜 둥근 형태로 형성될 수 있다. 이때 상기 리플로우 공정에 의해 상기 예비 렌즈 패턴들(43a)과 상기 예비 보호 패턴(43d)의 밀도가 증가되어 내화학성이 증가될 수 있다.
도 11 및 도 12를 참조하면, 상기 예비 렌즈층(41)에 대하여 전면 식각 공정을 진행한다. 이때 상기 예비 렌즈 패턴들(43a)과 상기 예비 보호 패턴(43d)도 식각될 수 있다. 상기 예비 렌즈 패턴들(43a)과 상기 예비 보호 패턴(43d)의 형태는 상기 예비 렌즈층(41)에 전사되어 볼록한 형태의 복수개의 렌즈부들(41a)과 제 2 보호 패턴(41d)이 형성될 수 있다. 상기 전면 식각 공정 동안 상기 패드 영역(PR)이 상기 예비 렌즈층(41)으로 덮여 있어 상기 제 2 도전 패드(31)를 보호할 수 있다.
후속으로 도 12와 도 1을 참조하여, 상기 화소 영역(AP)과 상기 광학 블랙 영역(OB) 사이 그리고 상기 광학 블랙 영역(OB)과 상기 패드 영역(PR) 사이에서 상기 예비 렌즈층(41)을 식각하여 상기 제 2 패시베이션막(33)을 노출시키는 분리 영역(SR)을 형성하는 동시에 서로 이격된 마이크로 렌즈층(41f), 제 1 보호 패턴(41p) 및 제 2 보호 패턴(41d)을 형성할 수 있다. 그리고, 상기 패드 영역(PR)에서 상기 제 1 보호 패턴(41p)과 상기 제 2 패시베이션막(33)의 일부를 제거하여 상기 제 2 도전 패드(31)의 상부면을 노출시키는 개구부(32)를 형성할 수 있다.
후속으로 도시하지는 않았지만, 쏘잉(sawing) 공정을 진행하여 웨이퍼 레벨 상태의 기판을 칩 단위로 분리할 수 있다. 이때 만약 상기 분리 영역(SR) 없이 마이크로 렌즈층(41f), 제 1 보호 패턴(41p) 및 제 2 보호 패턴(41d)이 모두 연결되어 있다면, 쏘잉 공정시 칩 가장자리로부터 발생되는 스트레스가 전파되어 상기 마이크로 렌즈층(41f) 내에 크랙(crack)이 발생할 수 있다. 그러나 본 발명에서는 상기 분리 영역(SR)에 의해 마이크로 렌즈층(41f), 제 1 보호 패턴(41p) 및 제 2 보호 패턴(41d)이 서로 이격되어 쏘잉 공정시 발생되는 스트레스의 전파를 방지할 수 있다. 이로써 신뢰성이 향상된 이미지 센서를 구현할 수 있다.
또한 본 발명에서는 상기 패드 영역(PR)에서 상기 예비 렌즈층(41)을 제거하지 않고 남겨, 렌즈부들(41a)의 형태를 형성하기 위한 식각 공정에서 상기 예비 렌즈층(41)이 상기 패드 영역(PR)을 보호할 수 있다. 이로써 상기 제 2 도전 패드(31)를 보호하기 위한 별도의 패드 캡핑 패턴을 형성할 필요가 없어 공정을 단순화시킬 수 있다. 이로써 공정 수율을 향상시킬 수 있다. 또한 상기 패드 캡핑 패턴에 의한 단차가 발생되지 않아 칼라 필터들(35a, 37, 39)을 줄무늬(striation)없이 정확하게 형성할 수 있다. 이로써 이미지 불량이 개선되고 정확한 이미지를 구현할 수 있는 이미지 센서를 제공할 수 있다.
도 13은 본 발명의 실시예들에 따른 이미지 센서의 단면도이다.
도 13을 참조하면, 제 2 패시베이션막(33)과 제 1 보호 패턴(41p) 사이에 제 1 평탄화 패턴(45p)이 배치될 수 있다. 상기 제 2 패시베이션막(33)과 제 2 보호 패턴(41d) 사이에 제 2 평탄화 패턴(45d)이 배치될 수 있다. 상기 마이크로 렌즈층(41f)와 상기 제 2 패시베이션막(33) 사이에 평탄화막(45)이 배치될 수 있다. 상기 평탄화막(45), 제 1 평탄화 패턴(45p) 및 상기 제 2 평탄화 패턴(45d)은 상기 마이크로 렌즈층(41f)과 동일/유사한 투명한 포토레지스트 물질 또는 투명한 열경화성 수지로 형성될 수 있다. 본 예에서 도 1의 리세스 영역(1r)은 존재하지 않을 수 있다. 칼라 필터들(35a, 37, 39)은 상기 평탄화막(45)과 상기 마이크로 렌즈층(41f) 사이에 위치할 수 있다. 제 2 광학 블랙 패턴(35d)은 상기 제 2 평탄화 패턴(45d)과 상기 제 2 보호 패턴(41d) 사이에 위치할 수 있다. 상기 제 2 광학 블랙 패턴(35d)의 하부면의 높이는 상기 제 1 내지 제 3 칼라 필터들(35a, 37, 39)의 높이들과 같을 수 있다. 분리 영역(SR)은 상기 평탄화막(45), 상기 제 1 평탄화 패턴(45p) 및 상기 제 2 평탄화 패턴(45d)을 서로 분리시킬 수 있다. 그 외의 구조는 도 1을 참조하여 설명한 바와 동일/유사할 수 있다.
도 14 및 도 15는 도 13의 이미지 센서를 제조하는 과정을 순차적으로 나타내는 단면도들이다.
본 이미지 센서의 제조 과정은 도 6의 과정에서 리세스 영역(1r)을 형성하지 않고, 도 6 내지 도 9를 참조하여 설명한 공정들을 진행할 수 있다. 그리고 도 14를 참조하여, 제 2 패시베이션막(33) 상에 평탄화막(45)을 형성할 수 있다. 상기 평탄화막(45)은 투명한 열경화성 수지액을 코팅한 후에 열경화함으로써 형성될 수 있다. 상기 평탄화막(45)은 평탄한 상부면을 가지도록 형성될 수 있다. 상기 평탄화막(45)에 의해 영역들(PR, OB, AP) 간의 단차가 해소될 수 있다. 수회의 포토리소그라피 공정들을 진행하여 상기 평탄화막(45) 상에 칼라 필터들(35a, 37, 39) 및 제 2 광학 블랙 패턴(35d)을 형성할 수 있다. 상기 제 1 내지 제 3 칼라 필터들(35a, 37, 39), 상기 제 2 광학 블랙 패턴(35d) 및 상기 평탄화막(45) 상에 예비 렌즈층(41)을 형성한다. 상기 예비 렌즈층(41) 상에 상기 예비 렌즈층(41)은 투명한 포토레지스트 물질이나 투명한 열경화성 수지로 형성될 수 있다. 상기 예비 렌즈층(41) 상에 예비 렌즈 패턴들(43a)과 예비 보호 패턴(43d)을 형성한다.
도 15를 참조하면, 상기 예비 렌즈층(41)에 대하여 전면 식각 공정을 진행한다. 이때 상기 예비 렌즈 패턴들(43a)과 상기 예비 보호 패턴(43d)도 식각될 수 있다. 상기 예비 렌즈 패턴들(43a)과 상기 예비 보호 패턴(43d)의 형태는 상기 예비 렌즈층(41)에 전사되어 볼록한 형태의 복수개의 렌즈부들(41a)과 제 2 보호 패턴(41d)이 형성될 수 있다. 상기 전면 식각 공정 동안 상기 패드 영역(PR)이 상기 예비 렌즈층(41)으로 덮여 있어 상기 제 2 도전 패드(31)를 보호할 수 있다.
다시 도 15 및 도 13을 참조하면, 상기 화소 영역(AP)과 상기 광학 블랙 영역(OB) 사이 그리고 상기 광학 블랙 영역(OB)과 상기 패드 영역(PR) 사이에서 상기 예비 렌즈층(41)과 상기 평탄화막(45)을 식각하여 상기 제 2 패시베이션막(33)을 노출시키는 분리 영역(SR)을 형성하는 동시에 서로 이격된 마이크로 렌즈층(41f), 제 1 보호 패턴(41p) 및 제 2 보호 패턴(41d), 그리고 그 아래에서 서로 이격된 평탄화막(45), 제 1 평탄화 패턴(45p) 및 상기 제 2 평탄화 패턴(45d)을 형성할 수 있다. 그리고, 상기 패드 영역(PR)에서 상기 제 1 보호 패턴(41p), 상기 제 1 평탄화 패턴(45p) 및 상기 제 2 패시베이션막(33)의 일부를 제거하여 상기 제 2 도전 패드(31)의 상부면을 노출시키는 개구부(32)를 형성할 수 있다.
도 16은 본 발명의 실시예들에 따른 이미지 센서의 단면도이다.
도 16은 도 1과 도 13의 조합예에 해당될 수 있다. 도 16의 이미지 센서는 도 13처럼 평탄화막(45), 제 1 평탄화 패턴(45p) 및 상기 제 2 평탄화 패턴(45d)을 포함하는 동시에 도 1의 리세스 영역(1r)도 포함할 수 있다. 그 외의 구성은 도 1과 도 13을 참조하여 설명한 바와 동일/유사할 수 있다.
도 17은 본 발명의 실시예들에 따른 이미지 센서의 단면도이다.
도 17을 참조하면, 본 예에 따른 이미지 센서에서 제 1 도전 패드(29p)는 비아 플러그(29c)에 의해 배선들(17) 중 하나에 전기적으로 연결될 수 있다. 상기 비아 플러그(29c)는 상기 제 1 도전 패드(29p)와 동일한 물질로 형성될 수 있다. 상기 비아 플러그(29c)는 백 비아 스택(Back via stack) 플러그 또는 관통 실리콘 비아(TSV)로도 명명될 수 있다. 도시하지는 않았지만, 상기 제 1 도전 패드(29p)의 일부는 기판(1)의 제 2 면(1b)에 인접도록 연장되어 배선으로도 사용될 수 있다. 상기 비아 플러그(29c)는 비아홀(1tc) 안에 배치될 수 있다. 상기 비아홀(1tc)은 상기 기판(1)과 층간절연막(15)의 일부를 관통할 수 있다. 고정 전하막(21), 매립 절연막(23), 접착막(25) 및 베리어막(27)이 상기 비아홀(1tc)의 내측벽과 상기 비아 플러그(29c) 사이에 개재되어 절연 스페이서 역할을 할 수 있다. 그 외의 구성은 도 1을 참조하여 설명한 바와 동일/유사할 수 있다.
도 17의 이미지 센서에서 상기 비아홀(1tc)은 상기 리세스 영역(1r)을 형성할 때 동시에 또는 그 후에 형성될 수 있다. 상기 비아 플러그(29c)는 상기 제 1 도전 패드(29p)를 형성할 때 동시에 형성될 수 있다. 그 외의 제조 과정은 도 6 내지 도 12를 참조하여 설명한 바와 동일/유사할 수 있다.
이상, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예를 설명하였지만, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자는 본 발명이 그 기술적 사상이나 필수적인 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 실시될 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 이상에서 기술한 실시예에는 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적이 아닌 것으로 이해해야만 한다.
Claims (20)
- 화소 영역과 패드 영역을 포함하며 서로 대향되는 제 1 면과 제 2 면을 포함하는 기판;
상기 패드 영역에서 상기 기판의 상기 제 2 면 상에 배치되는 제 1 도전 패드;
상기 화소 영역에서 상기 기판의 상기 제 2 면 상에 배치되는 마이크로 렌즈층; 및
상기 패드 영역을 덮되 상기 제 1 도전 패드를 노출시키는 제 1 보호 패턴을 포함하되,
상기 제 1 보호 패턴과 상기 마이크로 렌즈층은 서로 동일한 물질을 포함하고,
상기 제 1 보호 패턴과 상기 마이크로 렌즈층은 서로 이격되는 이미지 센서. - 제 1 항에 있어서,
상기 패드 영역과 상기 화소 영역에서 상기 기판의 상기 제 2 면을 덮는 패시베이션막을 더 포함하되,
상기 패시베이션막은 상기 기판의 상기 제 2 면과 상기 제 1 보호 패턴 사이 그리고 상기 기판의 상기 제 2 면과 상기 마이크로 렌즈층 사이에 개재되고,
상기 패시베이션막은 상기 제 1 보호 패턴과 상기 마이크로 렌즈층 사이에서 노출되는 이미지 센서. - 제 1 항에 있어서,
상기 패드 영역에서 상기 기판의 상기 제 2 면에 형성되는 리세스 영역을 더 포함하되,
상기 제 1 도전 패드는 상기 리세스 영역과 수직적으로 중첩되는 이미지 센서. - 제 1 항에 있어서,
상기 기판은 광학 블랙 영역을 더 포함하고,
상기 이미지 센서는 상기 광학 블랙 영역에서 상기 기판의 상기 제 2 면 상에 배치되는 제 2 보호 패턴을 더 포함하되,
상기 제 2 보호 패턴은 상기 마이크로 렌즈층은 서로 동일한 물질을 포함하되,
상기 제 2 보호 패턴은 상기 제 1 보호 패턴 및 상기 마이크로 렌즈층과 이격되는 이미지 센서. - 제 4 항에 있어서,
상기 광학 블랙 영역에서 상기 제 2 보호 패턴과 상기 기판의 상기 제 2 면 사이에 배치되는 제 1 광학 블랙 패턴을 더 포함하되,
상기 제 1 도전 패드의 상부면의 높이는 상기 제 1 광학 블랙 패턴의 상부면의 높이와 같은 이미지 센서. - 제 5 항에 있어서,
상기 제 1 광학 블랙 패턴과 상기 제 2 보호 패턴 사이에 개재되는 제 2 광학 블랙 패턴; 및
상기 화소 영역에서 상기 마이크로 렌즈층과 상기 기판의 상기 제 2 면 사이에 배치되는 복수개의 칼라 필터들을 더 포함하되,
상기 제 2 광학 블랙 패턴은 상기 칼라 필터들 중 어느 하나와 동일한 물질을 포함하는 이미지 센서. - 제 6 항에 있어서,
상기 제 2 광학 블랙 패턴은 상기 제 1 광학 블랙 패턴의 상부면과 양 측면을 덮는 이미지 센서. - 제 5 항에 있어서,
상기 패드 영역에서 상기 제 1 도전 패드와 상기 기판 사이에 개재되는 제 2 도전 패드를 더 포함하되,
상기 제 2 도전 패드는 상기 제 1 광학 블랙 패턴과 동일한 두께를 가지는 이미지 센서. - 제 4 항에 있어서,
상기 제 2 보호 패턴의 상부면은 볼록한 이미지 센서. - 제 1 항에 있어서,
상기 기판의 상기 제 2 면과 상기 제 1 보호 패턴 사이에 개재되는 제 1 평탄화 패턴; 및
상기 기판의 상기 제 2 면과 상기 마이크로 렌즈층 사이에 개재되는 제 2 평탄화 패턴을 더 포함하되,
상기 제 1 평탄화 패턴은 상기 제 2 평탄화 패턴과 동일한 물질을 포함하되, 서로 이격되는 이미지 센서. - 제 10 항에 있어서,
상기 제 1 평탄화 패턴의 측벽은 상기 제 1 보호 패턴의 측벽과 정렬되고,
상기 제 2 평탄화 패턴의 측벽은 상기 마이크로 렌즈층의 측벽과 정렬되는 이미지 센서. - 제 1 항에 있어서,
상기 제 1 보호 패턴의 상부면의 높이는 상기 마이크로 렌즈층의 가장자리의 상단의 높이와 같은 이미지 센서. - 화소 영역, 광학 블랙 영역 및 패드 영역을 포함하는 기판;
상기 패드 영역에서 상기 기판 상에 배치되는 제 1 도전 패드;
상기 화소 영역에서 상기 기판 상에 배치되는 마이크로 렌즈층;
상기 패드 영역을 덮되 상기 제 1 도전 패드를 노출시키는 제 1 보호 패턴; 및
상기 광학 블랙 영역에서 상기 기판 상에 배치되는 제 2 보호 패턴을 포함하되,
상기 제 1 보호 패턴과 상기 제 2 보호 패턴은 투명한 이미지 센서. - 화소 영역과 패드 영역을 포함하는 기판;
상기 패드 영역에서 상기 기판 상에 배치되는 제 1 도전 패드;
상기 화소 영역에서 상기 기판 상에 배치되는 마이크로 렌즈층; 및
상기 패드 영역을 덮되 상기 제 1 도전 패드를 노출시키는 제 1 보호 패턴을 포함하되,
상기 제 1 보호 패턴은 상기 마이크로 렌즈층과 이격되고,
상기 제 1 보호 패턴은 투명한 이미지 센서. - 패드 영역과 화소 영역을 포함하는 기판을 준비하는 단계;
상기 패드 영역에서 상기 기판 상에 제 1 도전 패드를 형성하는 단계;
상기 패드 영역과 상기 화소 영역을 덮는 예비 렌즈층을 형성하는 단계; 및
상기 화소 영역에서 상기 예비 렌즈층의 상부를 식각하여 복수개의 렌즈부들을 형성하는 단계; 및
상기 패드 영역과 상기 화소 영역 사이에서 상기 예비 렌즈층을 식각하여 상기 패드 영역을 덮는 제 1 보호 패턴과 상기 화소 영역을 덮는 마이크로 렌즈층을 형성하는 단계를 포함하는 이미지 센서의 제조 방법. - 제 15 항에 있어서,
상기 제 1 도전 패드를 형성하기 전에 상기 패드 영역에서 상기 기판을 식각하여 리세스 영역을 형성하는 단계를 더 포함하되,
상기 제 1 도전 패드는 상기 리세스 영역 안에 위치하도록 형성되는 이미지 센서의 제조 방법. - 제 15 항에 있어서,
상기 예비 렌즈층을 형성하기 전에, 상기 제 1 도전 패드가 형성된 상기 기판을 덮는 평탄화막을 형성하는 단계를 더 포함하는 이미지 센서의 제조 방법. - 제 15 항에 있어서,
상기 예비 렌즈층을 형성하는 단계 전에,
상기 화소 영역에서 상기 기판 상에 제 1 칼라 필터들을 형성하는 단계; 및
상기 화소 영역에서 상기 기판 상에 상기 제 1 칼라 필터들과 다른 색의 제 2 칼라 필터들을 형성하는 단계를 더 포함하되,
상기 제 1 칼라 필터들의 상부면은 상기 제 1 도전 패드의 상부면 보다 높게 형성되는 이미지 센서의 제조 방법. - 제 18 항에 있어서,
상기 기판은 광학 블랙 영역을 더 포함하되,
상기 방법은 상기 광학 블랙 영역에서 상기 기판 상에 제 1 광학 블랙 패턴을 형성하는 단계를 더 포함하되,
상기 제 1 광학 블랙 패턴을 형성하는 단계는 상기 제 1 칼라 필터들을 형성하는 단계와 동시에 진행되는 이미지 센서의 제조 방법. - 제 15 항에 있어서,
상기 화소 영역에서 차광 패턴을 형성하는 단계를 더 포함하되,
상기 제 1 도전 패드를 형성하는 단계는 상기 차광 패턴을 형성하는 단계와 동시에 진행되는 이미지 센서의 제조 방법.
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