KR100802293B1 - Method of manufacturing image sensor - Google Patents

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KR100802293B1
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image sensor
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윤영제
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Abstract

A method for manufacturing an image sensor is provided to enhance characteristics of the image sensor by forming a thickness of each of color filters of the image sensor uniformly. A first to third photodiode structures(20,30,40) including a first to third photodiodes are formed on a semiconductor substrate(10). A first color filter(72) corresponding to the first photodiode is formed. A second color filter(74) corresponding to the third photodiode is formed. A third color filter film(75) is formed at a position corresponding to the second photodiode. The third color filter film has a first height at a center part of the second photodiode and has a second height at an edge part of the second photodiode. The second height is higher than the first height. The third color filter film is exposed by using an exposure mask having a first opening and a second opening. A third color filter is formed by developing the exposed third color filter film.

Description

이미지 센서의 제조 방법{METHOD OF MANUFACTURING IMAGE SENSOR}Manufacturing Method of Image Sensor {METHOD OF MANUFACTURING IMAGE SENSOR}

도 1은 본 발명의 일실시예에 의한 포토다이오드 구조물을 도시한 단면도이다.1 is a cross-sectional view showing a photodiode structure according to an embodiment of the present invention.

도 2는 도 1에 도시된 포토 다이오드 구조물 중 제1 포토 다이오드 구조물(20)을 도시한 평면도이다.FIG. 2 is a plan view illustrating the first photodiode structure 20 of the photodiode structure shown in FIG. 1.

도 3은 도 1에 도시된 포토 다이오드 구조물 상에 제1 컬러필터를 형성한 것을 도시한 단면도이다.3 is a cross-sectional view illustrating a first color filter formed on the photodiode structure shown in FIG. 1.

도 4는 도 1에 도시된 포토 다이오드 구조물 상에 제1 컬러필터를 형성한 것을 도시한 단면도이다.4 is a cross-sectional view illustrating a first color filter formed on the photodiode structure shown in FIG. 1.

도 5는 본 발명의 일실시예에 의하여 절연막 구조물 상에 제3 컬러필터층을 형성한 것을 도시한 단면도이다.FIG. 5 is a cross-sectional view of a third color filter layer formed on an insulating layer structure according to an exemplary embodiment of the present invention.

도 6은 도 5에 도시된 제3 컬러필터층을 패터닝하기 위한 패턴 마스크를 도시한 단면도이다.FIG. 6 is a cross-sectional view illustrating a pattern mask for patterning the third color filter layer illustrated in FIG. 5.

도 7은 도 6에 도시된 컬러필터에 마이크로렌즈를 형성한 것을 도시한 단면도이다.FIG. 7 is a cross-sectional view of a microlens formed on the color filter illustrated in FIG. 6.

<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명><Explanation of symbols for the main parts of the drawings>

10: 반도체 기판 50: 포토다이오드 구조물10: semiconductor substrate 50: photodiode structure

60: 절연막 구조물 72: 제1 컬러필터60: insulating film structure 72: first color filter

74: 제2 컬러필터 75: 제3 컬러필터층74: second color filter 75: third color filter layer

76: 제3 컬러필터 90: 마이크로 렌즈76: third color filter 90: micro lens

본 발명은 이미지 센서의 제조 방법에 관한 것이다. 보다 구체적으로, 본 발명은 보다 균일한 두께를 갖는 컬러필터를 갖는 이미지 센서의 제조 방법에 관한 것이다.The present invention relates to a method of manufacturing an image sensor. More specifically, the present invention relates to a method of manufacturing an image sensor having a color filter having a more uniform thickness.

일반적으로, 이미지 센서는 광학적 영상을 전기적 신호로 변환시키는 반도체 소자로 정의된다. 종래 이미지 센서는 전하 결합 소자(CCD), 씨모스 이미지 센서(CMOS image Sensor) 등이 대표적이다.In general, an image sensor is defined as a semiconductor device that converts an optical image into an electrical signal. Conventional image sensors are typically a charge coupled device (CCD), CMOS image sensor (CMOS image sensor) and the like.

전하 결합 소자는 빛의 신호를 전기적 신호로 변환하는 복수개의 포토 다이오드들, 매트릭스 형태로 배열된 각 수직 방향의 포토 다이오드 사이에 형성되어 각 포토 다이오드에서 생성된 전하를 수직방향으로 전송하는 복수개의 수직 방향 전하 전송 영역, 각 수직 방향 전하 전송 영역에 의해 전송된 전하를 수평방향으로 전송하는 수평방향 전하전송영역(HCCD) 및 수평방향으로 전송된 전하를 센싱하여 전기적인 신호를 출력하는 센스 증폭기(Sense Amplifier)를 포함한다.The charge coupling device is formed between a plurality of photo diodes for converting a signal of light into an electrical signal, and a plurality of vertical diodes formed in a matrix to transfer charges generated in each photo diode in a vertical direction. A directional charge transfer region, a horizontal charge transfer region (HCCD) for transmitting charges transferred by each vertical charge transfer region in a horizontal direction, and a sense amplifier (Sense) for sensing an electric charge transferred in the horizontal direction and outputting an electrical signal Amplifier).

그러나, 이와 같은 전하결합소자는 구동 방식이 복잡하고, 전력 소비가 클 뿐만 아니라, 다단계의 포토 공정이 요구되므로 제조 공정이 복잡한 단점을 갖고 있다.또한, 전하 결합 소자는 제어회로, 신호처리회로, 아날로그/디지털 변환회로(A/D converter) 등을 전하 결합 소자 칩에 집적시키기가 어려워 제품의 소형화가 곤란한 단점을 갖는다.최근에는 전하 결합 소자의 단점을 극복하기 위한 차세대 이미지 센서로서 씨모스 이미지 센서가 주목을 받고 있다.However, such a charge coupling device has a disadvantage in that the driving method is complicated, the power consumption is large, and the manufacturing process is complicated because a multi-stage photo process is required. It is difficult to integrate analog / digital converters (A / D converters) into charge-coupled device chips, which makes it difficult to miniaturize the product. Is getting attention.

씨모스 이미지 센서는 제어회로 및 신호처리회로 등을 주변회로로 사용하는 씨모스 기술을 이용하여 단위 화소의 수량에 해당하는 모스 트랜지스터들을 반도체 기판에 형성함으로써 모스 트랜지스터들에 의해 각 단위 화소의 출력을 순차적으로 검출하는 스위칭 방식을 채용한 소자이다.즉, 씨모스 이미지 센서는 단위 화소 내에 포토 다이오드와 모스 트랜지스터를 형성시킴으로써 스위칭 방식으로 각 단위 화소의 전기적 신호를 순차적으로 검출하여 영상을 구현한다.The CMOS image sensor uses CMOS technology that uses a control circuit and a signal processing circuit as a peripheral circuit to form MOS transistors corresponding to the number of unit pixels on a semiconductor substrate, thereby outputting each unit pixel by the MOS transistors. The CMOS image sensor implements an image by sequentially detecting an electrical signal of each unit pixel by a switching method by forming a photodiode and a MOS transistor in the unit pixel.

일반적인 씨모스 이미지 센서는 입사된 광을 센싱하는 포토 다이오드, 포토다이오드에서 발생된 신호를 신호처리부로 전송하는 트랜지스터 구조물 및 트랜지스트 구조물을 덮는 절연층 및 배선, 절연물 상에 배치된 컬러필터 및 컬러필터 상에 배치된 마이크로 렌즈를 포함한다.Typical CMOS image sensors include photodiodes for sensing incident light, transistor structures for transmitting signals generated from photodiodes to signal processing units, and insulating layers and wirings covering transistor structures, color filters and color filters disposed on insulating materials. Microlenses disposed thereon.

그러나, 이미지 센서의 컬러필터들은 서로 다른 두께로 형성되기 때문에 컬러필터를 덮는 평탄화층이 두꺼워져 평탄화층에 의한 광손실이 발생된다. 즉, 평탄화층의 두께가 두꺼워질 경우 이미지 센서의 성능이 크게 저하된다.However, since the color filters of the image sensor are formed to have different thicknesses, the planarization layer covering the color filter becomes thick, resulting in light loss due to the planarization layer. That is, when the thickness of the planarization layer becomes thick, the performance of the image sensor is greatly degraded.

따라서, 본 발명은 이와 같은 종래 문제점을 감안한 것으로서, 본 발명의 목적은 컬러필터들을 두께를 균일하게 형성할 수 있는 이미지 센서의 제조 방법을 제 공함에 있다.Accordingly, the present invention has been made in view of such a conventional problem, and an object of the present invention is to provide a method of manufacturing an image sensor capable of uniformly forming color filters.

이와 같은 본 발명의 목적을 구현하기 위한 이미지 센서의 제조 방법은 반도체 기판상에 제1 포토다이오드 내지 제3 포토 다이오드를 갖는 제1 내지 제3 포토다이오드 구조물들을 형성하는 단계; 상기 제1 포토다이오드와 대응하는 제1 컬러필터를 형성하는 단계; 상기 제1 포토다이오드와 이격된 제3 포토다이오드와 대응하는 제2 컬러필터를 형성하는 단계; 제2 포토다이오드와 대응하는 위치에 형성되며, 상기 제2 포토다이오드의 중심부에서는 제1 높이를 갖고, 상기 제2 포토다이오드의 에지부에서는 제1 높이보다 높은 제2 높이를 갖는 제3 컬러필터 필름을 형성하는 단계; 상기 중심부 및 상기 에지부에서의 상기 제3 컬러필터 필름의 두께를 균일하게 형성하기 위해 상기 중심부에 제1 광량의 광을 제공하는 제1 개구부, 상기 에지부에 제2 광량을 갖는 상기 광을 제공하는 제2 개구부를 갖는 노광 마스크를 이용해 상기 제3 컬러필터 필름을 노광하는 단계; 및 노광된 상기 제3 컬러필터 패턴을 현상하여 제3 컬러필터를 형성하는 단계를 포함한다.The manufacturing method of an image sensor for implementing the object of the present invention comprises the steps of forming first to third photodiode structures having a first photodiode to a third photodiode on a semiconductor substrate; Forming a first color filter corresponding to the first photodiode; Forming a second color filter corresponding to the third photodiode spaced apart from the first photodiode; A third color filter film formed at a position corresponding to the second photodiode and having a first height at the center of the second photodiode and a second height higher than the first height at the edge portion of the second photodiode Forming a; A first opening for providing a first light amount in the center portion and the light having a second light amount in the edge portion to uniformly form a thickness of the third color filter film at the center portion and the edge portion Exposing the third color filter film using an exposure mask having a second opening; And developing the exposed third color filter pattern to form a third color filter.

이하, 첨부된 도면들을 참조하여 본 발명의 실시예들에 따른 이미지 센서의 제조 방법에 대하여 상세하게 설명하지만, 본 발명이 하기의 실시예들에 제한되는 것은 아니며, 해당 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양한 다른 형태로 구현할 수 있을 것이다.Hereinafter, a method of manufacturing an image sensor according to embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. However, the present invention is not limited to the following embodiments, and has ordinary skill in the art. It will be apparent to those skilled in the art that the present invention may be embodied in various other forms without departing from the spirit of the invention.

도 1 내지 도 7들은 본 발명의 일실시예에 의한 이미지 센서의 제조 방법을 도시한 평면도 및 단면도들이다.1 to 7 are plan views and cross-sectional views illustrating a method of manufacturing an image sensor according to an embodiment of the present invention.

도 1은 본 발명의 일실시예에 의한 포토다이오드 구조물을 도시한 단면도이다.1 is a cross-sectional view showing a photodiode structure according to an embodiment of the present invention.

도 1을 참조하면, 이미지 센서를 제조하기 위해서, 먼저, 반도체 기판(10)상에는 제1 내지 제3 포토 다이오드 구조물(20, 30, 40)들을 포함하는 포토 다이오드 구조물(50)을 형성한다. 본 실시예에서, 포토 다이오드 구조물(30)은 비록 3 개의 제1 내지 제3 포토 다이오드 구조물(20, 30, 40)들을 포함하지만, 반도체 기판(10) 상에는 해상도에 대응하여 다수개의 포토 다이오드 구조물(50)들이 배치될 수 있다. 제1 내지 제3 포토 다이오드 구조물(20, 30, 40)들은 각각 제1 내지 제3 포토 다이오드(22, 32, 42)들을 포함한다.Referring to FIG. 1, to manufacture an image sensor, first, a photodiode structure 50 including first to third photodiode structures 20, 30, and 40 is formed on a semiconductor substrate 10. In this embodiment, the photodiode structure 30 includes three first to third photodiode structures 20, 30, and 40, but on the semiconductor substrate 10 a plurality of photodiode structures ( 50 may be arranged. The first to third photodiode structures 20, 30, and 40 respectively include the first to third photodiode 22, 32, and 42.

도 2는 도 1에 도시된 포토 다이오드 구조물 중 제1 포토 다이오드 구조물(20)을 도시한 평면도이다.FIG. 2 is a plan view illustrating the first photodiode structure 20 of the photodiode structure shown in FIG. 1.

도 2를 참조하면, 제1 포토 다이오드 구조물(20)은 광의 광량을 감지하는 포토 다이오드(PD) 및 트랜지스터 구조물(TS)를 포함한다.Referring to FIG. 2, the first photodiode structure 20 includes a photodiode PD and a transistor structure TS that sense the amount of light.

트랜지스터 구조물(TS)는 트랜스퍼 트랜지스터(Tx), 리셋 트랜지스터(Rx), 셀렉트 트랜지스터(Sx) 및 억세스 트랜지스터(Ax)를 포함한다.The transistor structure TS includes a transfer transistor Tx, a reset transistor Rx, a select transistor Sx, and an access transistor Ax.

포토 다이오드(PD)에는 트랜스퍼 트랜지스터(Tx) 및 리셋 트랜지스터(Rx)가 직렬로 접속된다. 트랜스퍼 트랜지스터(Tx)의 소오스는 포토 다이오드(PD)와 접속되고, 트랜스퍼 트랜지스터(Tx)의 드레인은 리셋 트랜지스터(Rx)의 소오스와 접속된다. 리셋 트랜지스터(Rx)의 드레인에는 전원 전압(Vdd)이 인가된다.The transfer transistor Tx and the reset transistor Rx are connected in series to the photodiode PD. The source of the transfer transistor Tx is connected to the photodiode PD, and the drain of the transfer transistor Tx is connected to the source of the reset transistor Rx. A power supply voltage Vdd is applied to the drain of the reset transistor Rx.

트랜스퍼 트랜지스터(Tx)의 드레인은 부유 확산층(FD, floating diffusion) 역할을 한다. 부유 확산층(FD)은 셀렉트 트랜지스터(Sx)의 게이트에 접속된다. 셀렉트 트랜지스터(Sx) 및 억세스 트랜지스터(Ax)는 직렬로 접속된다. 즉, 셀렉트 트랜지스터(Sx)의 소오스와 억세스 트랜지스터(Ax)의 드레인이 서로 접속된다. 억세스 트랜지스터(Ax)의 드레인 및 리셋 트랜지스터(Rx)의 소오스에는 전원 전압(Vdd)이 인가된다. 셀렉트 트랜지스터(Sx)의 드레인은 출력단(Out)에 해당하고, 셀렉트 트랜지스터(Sx)의 게이트에는 선택 신호(Row)가 인가된다.The drain of the transfer transistor Tx serves as a floating diffusion (FD). The floating diffusion layer FD is connected to the gate of the select transistor Sx. The select transistor Sx and the access transistor Ax are connected in series. That is, the source of the select transistor Sx and the drain of the access transistor Ax are connected to each other. A power supply voltage Vdd is applied to the drain of the access transistor Ax and the source of the reset transistor Rx. The drain of the select transistor Sx corresponds to the output terminal Out, and the select signal Row is applied to the gate of the select transistor Sx.

상술한 구조의 제1 포토 다이오드 구조물(20)의 동작을 간략히 설명한다. 먼저, 리셋 트랜지스터(Rx)를 턴 온(turn on)시켜 부유 확산층(FD)의 전위를 상기 전원 전압(Vdd)과 동일하게 한 후에, 리셋 트랜지스터(Rx)를 턴 오프(turn off)시킨다. 이러한 동작을 리셋 동작이라 정의한다.An operation of the first photodiode structure 20 having the above-described structure will be briefly described. First, the reset transistor Rx is turned on to make the potential of the floating diffusion layer FD equal to the power supply voltage Vdd, and then the reset transistor Rx is turned off. This operation is defined as a reset operation.

외부의 광이 포토 다이오드(PD)에 입사되면, 포토 다이오드(PD)내에 전자-홀 쌍(EHP; electron-hole pair)들이 생성되어 신호 전하들이 포토 다이오드(PD)내에 축적된다. 이어서, 트랜스퍼 트랜지스터(Tx)가 턴 온됨에 따라 포토 다이오드(PD)내 축적된 신호 전하들은 부유 확산층(FD)으로 출력되어 부유 확산층(FD)에 저장된다.When external light is incident on the photodiode PD, electron-hole pairs (EHP) are generated in the photodiode PD and signal charges are accumulated in the photodiode PD. Subsequently, as the transfer transistor Tx is turned on, the signal charges accumulated in the photodiode PD are output to the floating diffusion layer FD and stored in the floating diffusion layer FD.

이에 따라, 부유 확산층(FD)의 전위는 포토 다이오드(PD)에서 출력된 전하의 전하량에 비례하여 변화되고, 이로 인해 억세스 트랜지스터(Ax)의 게이트의 전위가 변한다. 이때, 선택 신호(Row)에 의해 셀렉트 트랜지스터(Sx)가 턴 온되면, 데이타가 출력단(Out)으로 출력된다.Accordingly, the potential of the floating diffusion layer FD is changed in proportion to the amount of charges output from the photodiode PD, thereby changing the potential of the gate of the access transistor Ax. At this time, when the select transistor Sx is turned on by the selection signal Row, data is output to the output terminal Out.

데이타가 출력된 후에, 제1 포토 다이오드 구조물(20)은 다시 리셋 동작을 수행한다. 제1 포도 다이오드 구조물(20)을 포함하는 각 포토 다이오드 구조물(50)는 이러한 과정들을 반복하여 광을 전기적 신호로 변환시켜 출력한다.After the data is output, the first photodiode structure 20 performs a reset operation again. Each photodiode structure 50 including the first grape diode structure 20 repeats these processes to convert light into an electrical signal and output the same.

반도체 기판(10) 상에 포토 다이오드 구조물(50)이 형성된 후, 반도체 기판(10) 상에는 절연막 구조물(60)이 형성된다. 절연막 구조물(60)은 배선 구조물(미도시)을 포함할 수 있다. 본 실시예에서, 절연막 구조물(60)은 포토 다이오드 구조물(50)에 포함된다.After the photodiode structure 50 is formed on the semiconductor substrate 10, the insulating layer structure 60 is formed on the semiconductor substrate 10. The insulating layer structure 60 may include a wiring structure (not shown). In this embodiment, the insulating film structure 60 is included in the photodiode structure 50.

도 3은 도 1에 도시된 포토 다이오드 구조물 상에 제1 컬러필터를 형성한 것을 도시한 단면도이다.3 is a cross-sectional view illustrating a first color filter formed on the photodiode structure shown in FIG. 1.

도 3을 참조하면, 포토 다이오드 구조물(50)의 절연막 구조물(60)이 형성된 후, 절연막 구조물(60) 상에는 제1 컬러필터(72)가 형성된다.Referring to FIG. 3, after the insulating film structure 60 of the photodiode structure 50 is formed, a first color filter 72 is formed on the insulating film structure 60.

본 실시예에서, 제1 컬러필터(72)는 레드 파장을 갖는 광을 통과시키는 레드 컬러필터이다. 제1 컬러필터(72)를 형성하기 위해서, 절연막 구조물(60) 상에는 전면적에 걸쳐 제1 컬러필터 물질이 도포되어 제1 컬러필터층(미도시)이 형성된다. 제1 컬러필터 물질은, 예를 들어, 레드 안료 및/또는 염료와 네거티브 포토레지스트 물질을 포함할 수 있다.In the present embodiment, the first color filter 72 is a red color filter through which light having a red wavelength passes. In order to form the first color filter 72, a first color filter material is coated on the insulating film structure 60 over the entire surface to form a first color filter layer (not shown). The first color filter material may comprise, for example, a red pigment and / or dye and a negative photoresist material.

이후, 제1 컬러필터층은 사진공정 및 현상 공정을 포함하는 포토공정에 의하여 패터닝되어, 제1 포토 다이오드 구조물(20)에 대응하는 절연막 구조물(60) 상에는 제1 컬러필터(72)가 형성된다.Thereafter, the first color filter layer is patterned by a photo process including a photo process and a developing process, so that the first color filter 72 is formed on the insulating film structure 60 corresponding to the first photo diode structure 20.

도 4는 도 1에 도시된 포토 다이오드 구조물 상에 제1 컬러필터를 형성한 것을 도시한 단면도이다.4 is a cross-sectional view illustrating a first color filter formed on the photodiode structure shown in FIG. 1.

도 4를 참조하면, 포토 다이오드 구조물(50)의 절연막 구조물(60)이 형성된 후, 절연막 구조물(60) 상에는 제2 컬러필터(74)가 형성된다.Referring to FIG. 4, after the insulating film structure 60 of the photodiode structure 50 is formed, a second color filter 74 is formed on the insulating film structure 60.

본 실시예에서, 제2 컬러필터(74)는 그린 파장을 갖는 광을 통과시키는 그린 컬러필터이다. 제2 컬러필터(74)를 형성하기 위해서, 절연막 구조물(60) 상에는 전면적에 걸쳐 제2 컬러필터 물질이 도포되어 제2 컬러필터층(미도시)이 형성된다. 제2 컬러필터 물질은, 예를 들어, 그린 안료 및/또는 그린 염료와 네거티브 포토레지스트 물질을 포함할 수 있다.In the present embodiment, the second color filter 74 is a green color filter through which light having a green wavelength passes. In order to form the second color filter 74, a second color filter material is coated on the insulating film structure 60 over the entire surface to form a second color filter layer (not shown). The second color filter material may comprise, for example, a green pigment and / or a green dye and a negative photoresist material.

이후, 제2 컬러필터층은 사진공정 및 현상 공정을 포함하는 포토공정에 의하여 패터닝되어, 제3 포토 다이오드 구조물(40)에 대응하는 절연막 구조물(60) 상에는 제2 컬러필터(74)가 형성된다. 본 실시예에서, 제2 컬러필터(74) 및 제2 컬러필터(72)는 상호 소정 간격 이격되어 형성된다.Thereafter, the second color filter layer is patterned by a photo process including a photo process and a developing process, so that the second color filter 74 is formed on the insulating film structure 60 corresponding to the third photodiode structure 40. In the present embodiment, the second color filter 74 and the second color filter 72 are formed spaced apart from each other by a predetermined interval.

도 5는 본 발명의 일실시예에 의하여 절연막 구조물 상에 제3 컬러필터층을 형성한 것을 도시한 단면도이다.FIG. 5 is a cross-sectional view of a third color filter layer formed on an insulating layer structure according to an exemplary embodiment of the present invention.

도 5를 참조하면, 제1 및 제2 컬러필터(72, 74)를 형성한 후, 제3 컬러필터를 형성하기 위한 제3 컬러필터층(75)이 형성된다. 본 실시예에서, 제3 컬러필터층(75)은 블루 파장을 갖는 광을 통과시키는 블루 컬러필터이다. 제3 컬러필터층(75)은 블루 안료 및 블루 염료와 광에 노출된 부분에 크로스 링크를 형성하는 네거티브 포토레지스트 물질을 포함한다. 본 실시예에서, 네거티브 포토레지스트 물질은 광의 세기에 따라서 크로스 링크의 형성량이 비례한다.Referring to FIG. 5, after the first and second color filters 72 and 74 are formed, a third color filter layer 75 for forming the third color filter is formed. In the present embodiment, the third color filter layer 75 is a blue color filter through which light having a blue wavelength passes. The third color filter layer 75 includes a blue pigment and a negative photoresist material that forms a cross link in a portion exposed to blue dye and light. In this embodiment, the negative photoresist material is proportional to the amount of crosslinks formed according to the light intensity.

본 실시예에서, 제3 컬러필터층(75)은 절연막 구조물(60) 상에 이미 형성된 제1 컬러필터(72) 및 제2 컬러필터(74)에 의하여 형성된 단차에 의하여 굴곡진 형상을 갖는다.In the present embodiment, the third color filter layer 75 has a curved shape due to the step formed by the first color filter 72 and the second color filter 74 already formed on the insulating film structure 60.

구체적으로, 제3 컬러필터층(75)은 제2 포토 다이오드(32)의 중앙부와 대응하는 위치에서는 제1 높이(T1)를 갖고, 제3 컬러필터층(75)은 제2 포토 다이오드의 에지부와 대응하는 위치에서는 제1 높이(T1) 보다 작은 제2 높이(T2)를 갖는다.Specifically, the third color filter layer 75 has a first height T1 at a position corresponding to the central portion of the second photodiode 32, and the third color filter layer 75 has an edge portion of the second photodiode. At the corresponding position, it has a second height T2 smaller than the first height T1.

도 6은 도 5에 도시된 제3 컬러필터층을 패터닝하기 위한 패턴 마스크를 도시한 단면도이다.FIG. 6 is a cross-sectional view illustrating a pattern mask for patterning the third color filter layer illustrated in FIG. 5.

도 6을 참조하면, 제3 컬러필터층(75)에는 패턴 마스크(80)가 정렬된다. 패턴 마스크(80)는 제1 개구부(82) 및 제2 개구부(84)를 갖는다.Referring to FIG. 6, the pattern mask 80 is aligned with the third color filter layer 75. The pattern mask 80 has a first opening 82 and a second opening 84.

제1 개구부(82)는 제3 컬러필터층(75)의 중앙부와 대응하고, 제2 개구부(84)는 제3 컬러필터층(75)의 에지부와 대응한다.The first opening 82 corresponds to the center portion of the third color filter layer 75, and the second opening 84 corresponds to the edge portion of the third color filter layer 75.

본 실시예에서, 제1 개구부(82)는 제1 폭을 갖고, 제2 개구부(84)는 제2 폭을 갖는다. 본 실시예에서, 제1 개구부(82)의 제1 폭은 제2 개구부(84)의 제2 폭보다 넓다.In this embodiment, the first opening 82 has a first width and the second opening 84 has a second width. In this embodiment, the first width of the first opening 82 is wider than the second width of the second opening 84.

본 실시예에서, 제2 개구부(84)의 제2 폭은 패턴 마스크(80)로 제공된 광의 파장 길이와 연관된다. 구체적으로, 제2 개구부(84)의 제2 폭은 광의 파장의 약 1/3 내지 1/5인 것이 바람직하다. 예를 들어, 패턴 마스크(80)로 제공된 광의 파장 길이가 약 365nm인 I-line일 경우, 제2 개구부(84)의 제2 폭은 약 120nm 내지 약 73nm일 수 있다. 다른 예로, 패턴 마스크(80)로 제공된 광의 파장 길이가 248nm인 KrF 일 경우, 제2 개구부(84)의 제2 폭은 약 82nm 이하이다.In this embodiment, the second width of the second opening 84 is associated with the wavelength length of the light provided to the pattern mask 80. Specifically, the second width of the second openings 84 is preferably about 1/3 to 1/5 of the wavelength of the light. For example, when the wavelength of the light provided to the pattern mask 80 is an I-line of about 365 nm, the second width of the second opening 84 may be about 120 nm to about 73 nm. As another example, when KrF having a wavelength length of light provided to the pattern mask 80 is 248 nm, the second width of the second opening 84 is about 82 nm or less.

상술한 바와 같은 제2 폭을 갖는 제2 개구부(84) 및 제1 개구부(82)를 갖는 패턴 마스크(80)에 의하여 제3 컬러필터층(75)을 노광할 경우, 제1 개구부(82)와 대응하는 곳은 제1 광량에 의하여 노광되고, 제2 개구부(84)와 대응하는 곳은 제1 광량보다 작은 제2 광량에 의하여 노광된다. 이로써, 제3 컬러필터층(75) 중 제2 포토 다이오드(32)의 에지부와 대응하는 곳은 제3 컬러필터층(75) 중 제2 포토 다이오드(32)의 중앙부와 대응하는 곳에 비하여 보다 많이 제거되어 결국 제3 컬러필터층(75)의 에지부 및 중앙부의 두께가 균일한 제3 컬러필터가 형성된다.When the third color filter layer 75 is exposed by the pattern mask 80 having the second opening 84 and the first opening 82 having the second width as described above, the first opening 82 The corresponding place is exposed by the first light amount, and the place corresponding to the second opening 84 is exposed by the second light amount smaller than the first light amount. Accordingly, the portion of the third color filter layer 75 corresponding to the edge portion of the second photodiode 32 may be removed more than the portion of the third color filter layer 75 corresponding to the center portion of the second photodiode 32. As a result, a third color filter having a uniform thickness of the edge portion and the center portion of the third color filter layer 75 is formed.

도 7은 도 6에 도시된 컬러필터에 마이크로렌즈를 형성한 것을 도시한 단면도이다.FIG. 7 is a cross-sectional view of a microlens formed on the color filter illustrated in FIG. 6.

도 7을 참조하면, 제3 컬러필터(76)가 형성된 후, 제1 내지 제3 컬러필터(72, 74, 76) 상에는 마이크로렌즈(90)가 형성된다.Referring to FIG. 7, after the third color filter 76 is formed, the microlens 90 is formed on the first to third color filters 72, 74, and 76.

이상에서 상세하게 설명한 바에 의하면, 이미지 센서의 컬러필터의 두께를 보다 균일하게 형성하여 이미지 센서의 특성을 보다 향상시킬 수 있는 효과를 갖는다.As described in detail above, the thickness of the color filter of the image sensor is more uniformly formed, which has the effect of further improving the characteristics of the image sensor.

앞서 설명한 본 발명의 상세한 설명에서는 본 발명의 실시예들을 참조하여 설명하였지만, 해당 기술분야의 숙련된 당업자 또는 해당 기술분야에 통상의 지식을 갖는 자라면 후술될 특허청구범위에 기재된 본 발명의 사상 및 기술 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.Although the detailed description of the present invention has been described with reference to the embodiments of the present invention, those skilled in the art or those skilled in the art will have the spirit and scope of the present invention as set forth in the claims below. It will be appreciated that various modifications and variations can be made in the present invention without departing from the scope of the art.

Claims (6)

반도체 기판상에 제1 포토다이오드 내지 제3 포토 다이오드를 갖는 제1 내지 제3 포토다이오드 구조물들을 형성하는 단계;Forming first to third photodiode structures having first to third photodiode on the semiconductor substrate; 상기 제1 포토다이오드와 대응하는 제1 컬러필터를 형성하는 단계;Forming a first color filter corresponding to the first photodiode; 상기 제1 포토다이오드와 이격된 제3 포토다이오드와 대응하는 제2 컬러필터를 형성하는 단계;Forming a second color filter corresponding to the third photodiode spaced apart from the first photodiode; 제2 포토다이오드와 대응하는 위치에 형성되며, 상기 제2 포토다이오드의 중심부에서는 제1 높이를 갖고, 상기 제2 포토다이오드의 에지부에서는 제1 높이보다 높은 제2 높이를 갖는 제3 컬러필터 필름을 형성하는 단계;A third color filter film formed at a position corresponding to the second photodiode and having a first height at the center of the second photodiode and a second height higher than the first height at the edge portion of the second photodiode Forming a; 상기 중심부 및 상기 에지부에서의 상기 제3 컬러필터 필름의 두께를 균일하게 형성하기 위해 상기 중심부에 제1 광량의 광을 제공하는 제1 개구부, 상기 에지부에 제2 광량을 갖는 상기 광을 제공하는 제2 개구부를 갖는 노광 마스크를 이용해 상기 제3 컬러필터 필름을 노광하는 단계; 및A first opening for providing a first light amount in the center portion and the light having a second light amount in the edge portion to uniformly form a thickness of the third color filter film at the center portion and the edge portion Exposing the third color filter film using an exposure mask having a second opening; And 노광된 상기 제3 컬러필터 필름을 현상하여 제3 컬러필터를 형성하는 단계를 포함하는 이미지 센서의 제조 방법.Developing the exposed third color filter film to form a third color filter. 제1항에 있어서, 상기 제3 컬러필터 필름은 광에 의하여 크로스링크(cross-link)가 형성되는 네거티브 타입 포토레지스트 물질을 포함하는 것을 특징으로 하는 이미지 센서의 제조 방법.The method of claim 1, wherein the third color filter film comprises a negative type photoresist material in which a cross-link is formed by light. 제2항에 있어서, 상기 제1 개구부는 제1 폭은 갖고, 상기 제2 개구부는 상기 제1 폭 보다 작은 제2 폭을 갖는 것을 특징으로 하는 이미지 센서의 제조 방법.The method of claim 2, wherein the first opening has a first width, and the second opening has a second width smaller than the first width. 제3항에 있어서, 상기 제1 광량은 상기 제2 광량보다 많은 것을 특징으로 하는 이미지 센서의 제조 방법.The method of claim 3, wherein the first light amount is greater than the second light amount. 제3항에 있어서, 상기 제2 개구부의 폭은 상기 광의 파장의 1/3 내지 1/5인 것을 특징으로 하는 이미지 센서의 제조 방법.The method of claim 3, wherein the width of the second opening is 1/3 to 1/5 of the wavelength of the light. 제5항에 있어서, 상기 광의 파장 길이는 248nm 내지 365nm인 것을 특징으로 하는 이미지 센서의 제조 방법.The method of claim 5, wherein the wavelength of the light is 248 nm to 365 nm.
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Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR980012646A (en) * 1996-07-16 1998-04-30 김광호 Color filter manufacturing method
JP2000294758A (en) 1999-04-09 2000-10-20 Sony Corp Solid-state image pickup device
KR20020052713A (en) * 2000-12-26 2002-07-04 박종섭 Method for forming color filter array

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR980012646A (en) * 1996-07-16 1998-04-30 김광호 Color filter manufacturing method
JP2000294758A (en) 1999-04-09 2000-10-20 Sony Corp Solid-state image pickup device
KR20020052713A (en) * 2000-12-26 2002-07-04 박종섭 Method for forming color filter array

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