CMOS图像传感器及其制造方法技术

本发明专利技术公开了一种ＣＭＯＳ图像传感器及其制造方法。其中，该方法包括以下步骤：在衬底上形成焊盘之后，涂布氧化物层和氮化物层；通过蚀刻所述氧化物层和所述氮化物层来露出所述焊盘；涂布等离子体增强正硅酸乙酯（ＰＥ－ＴＥＯＳ）层作为焊盘保护层，在所述ＰＥ－ＴＥＯＳ层上涂布热固性树脂层；进行滤色镜阵列处理和平面化处理；去除焊盘区域的热固性树脂层；进行微透镜处理；以及通过去除所述焊盘区域中的等离子体增强正硅酸乙酯（ＰＥ－ＴＥＯＳ）层来露出所述焊盘。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种半导体器件的制造方法。更具体地，本专利技术涉及一种互补金属氧化物半导体(CMOS)图像传感器及其制造方法。
技术介绍
在下文中，将简述现有技术的CMOS图像传感器的制造方法。为了使器件彼此电绝缘，在硅衬底上形成场绝缘层。接下来，形成例如光电二极管的光检测器，然后形成层间介电层和金属互连。其后，连续地涂布诸如氧化物钝化层和氮化物钝化层这样的保护层，以便保护器件或者焊盘(pad)不受潮或者不受物理撞击(例如擦伤)。随后，形成滤色镜阵列以实现彩色图像，并且在滤色镜阵列的上部形成微透镜。滤色镜阵列处理、平坦化处理，和微透镜处理均包括光致抗蚀剂涂布处理。因此，如果不采用保护焊盘的处理，则会发生很多问题。在下文中，将参考图1A到1F描述现有技术的CMOS图像传感器的制造方法的相关问题。图1A到1F为示出形成CMOS传感器的焊盘和焊盘保护层处理、微透镜处理和用于焊盘保护层的脱膜处理的剖视图。如图1A所示，在焊盘100上涂布较厚的氧化物钝化层110以保护焊盘100，执行化学机械抛光(CMP)处理以平坦化氧化物钝化层110，并且在所形成的结构上形成较厚的氮化物钝化层120，由此形成第一焊盘保护层。其后，对氧化物钝化层110和氮化物钝化层120执行光刻过程，由此露出焊盘100。接下来，图1B示出在氮化物钝化层120上涂布薄等离子体增强正硅酸乙酯(PE-TEOS)层或者薄热固性树脂层作为第二焊盘保护层130。作为随后的处理的滤色镜阵列处理、平坦化处理和微透镜处理，均包括光处理。在这种情况下，第二焊盘保护层130在光处理中保护焊盘。同时，如果将PE-TEOS层用作第二焊盘保护层130，因为光致抗蚀剂和PE-TEOS层之间的粘附力较差，所以在滤色镜中发生脱落现象。而如果将热固性树脂层用作第二焊盘保护层130，则由于热固性树脂层和光致抗蚀剂都具有相同的成分，因此热固性树脂层和光致抗蚀剂之间的粘附力良好。因此，防止了滤色镜中的脱落现象。但是，如果由于在滤色镜阵列处理中发生错误而重新进行上述处理，则进行溶剂清洗以剥去光致抗蚀剂。在这个时候，热固性树脂层与光致抗蚀剂一起被剥去。其后，涂布热固性树脂层，然后再次进行滤色镜阵列处理。但是，因为在露出焊盘100的状态下执行溶剂清洗，所以会导致焊盘腐蚀或者焊盘污染。如果导致这种焊盘污染，在执行探针测试时，晶片和半导体封装的成品率会下降。图1C为示出通过滤色镜光处理在第一焊盘保护层上形成蓝/绿/红光滤色镜阵列140的处理的剖视图。另外，图1D为示出通过用于平坦化层的光处理形成平坦化层150的处理的剖视图。另外，图1E是说明在平坦化层150上形成微透镜160的处理的剖视图。上述这些处理包括几个光处理，用于形成微透镜160的处理包括加热半导体衬底的热回流处理以形成凸微透镜。图1F为示出在形成微透镜160之后去除第二焊盘保护层130的处理的剖视图。如果PE-TEOS层用作第二焊盘保护层130，则通过使用等离子体进行干蚀刻处理来去除第二焊盘保护层130。如果将薄热固性树脂层用作第二焊盘保护层130，则通过氧灰化来去除第二焊盘保护层130。
技术实现思路
因此，本专利技术旨在解决在现有技术中发生的上述问题，并且本专利技术的目的是提供一种CMOS图像传感器及其制造方法，其能够防止滤色镜的脱落、焊盘腐蚀和焊盘污染。为了实现本专利技术的目的，提供一种互补金属氧化物半导体(CMOS)图像传感器的制造方法，该方法包括以下步骤在衬底上形成焊盘之后，涂布氧化物层和氮化物层；通过蚀刻所述氧化物层和所述氮化物层来露出所述焊盘；涂布等离子体增强正硅酸乙酯(PE-TEOS)层作为焊盘保护层，在所述PE-TEOS层上涂布热固性树脂层；进行滤色镜阵列处理和平坦化处理；去除焊盘区域的热固性树脂层；进行微透镜处理；以及通过去除所述焊盘区域中的等离子体增强正硅酸乙酯(PE-TEOS)层来露出所述焊盘。其中，优选地，所述等离子体增强正硅酸乙酯(PE-TEOS)层的厚度在200到500的范围内，所述热固性树脂层的厚度在200到600的范围内。优选地，通过氧灰化去除所述热固性树脂层，并且通过干蚀刻去除所述等离子体增强正硅酸乙酯(PE-TEOS)层。优选地，所述氧灰化使用具有所述热固性树脂层的两倍到三倍厚度的氧靶。另外，本专利技术提供一种互补金属氧化物硅(CMOS)图像传感器，其包括具有双层结构的焊盘保护层，所述双层结构包括作为下层的等离子体增强正硅酸乙酯(PE-TEOS)层和作为上层的热固性树脂层，其中所述热固性树脂层在平坦化处理之后且在微透镜处理之前被去除，所述等离子体增强正硅酸乙酯(PE-TEOS)层在所述平坦化处理或者所述微透镜处理之后被去除。附图说明根据下面结合附图的详细描述，本专利技术的上述和其它目的、特点和优点将变得更加清楚，在附图中图1A到1F为示出现有技术的CMOS图像传感器的制造方法的剖视图；以及图2A到2G为示出根据本专利技术实施例的CMOS图像传感器的制造方法的剖视图。具体实施例方式在下文中，将参考图2A到2G来描述本专利技术的优选实施例。如图2A所示，将厚氧化物钝化层210涂布在包含焊盘200的半导体衬底的表面上，通过化学机械抛光(CMP)处理来平坦化氧化物钝化层210，并且涂布氮化物钝化层220，由此形成第一焊盘保护层。然后通过光刻过程选择性地蚀刻氧化物钝化层210和氮化物钝化层220以露出焊盘200。图2B为示出形成第二焊盘保护层的处理的剖视图，形成第二焊盘保护层的处理是为了保护焊盘不会在作为随后处理的滤色镜阵列处理、平坦化处理，和微透镜处理期间发生焊盘腐蚀或者焊盘污染。与现有技术的第二焊盘保护层不同，本专利技术的第二焊盘保护层包括通过涂布薄PE-TEOS层230和在PE-TEOS层230上涂布薄热固性树脂层240形成的双层。在这种情况下，薄PE-TEOS层230的厚度在200到500的范围内，热固性树脂层240的厚度在200到600的范围内。采用薄层的原因是为了有助于随后去除第二焊盘保护层。接下来，图2C为示出通过滤色镜光处理在第二焊盘保护层上形成滤色镜阵列250的处理的剖视图。在滤色镜阵列处理期间对蓝、绿和红光滤色镜进行三次光处理，而在平坦化处理期间进行一次光处理。在滤色镜阵列处理中，由于热固性树脂层240(其为第二焊盘保护层的上层)包括光致抗蚀剂，所以热固性树脂层240和滤色镜250之间的粘附力良好。因此，可以防止滤色镜250的脱落现象。另外，由于PE-TEOS层(其为第二焊盘保护层的下层)即使在重新进行滤色镜阵列处理时仍然保留，所以防止了由溶剂清洗引起的焊盘腐蚀或者焊盘污染。换言之，可以一举解决现有技术的具有单层结构的焊盘保护层中发生的诸如滤色镜的脱落现象、焊盘腐蚀和焊盘污染之类的问题。图2D为示出通过用于平坦化层的光处理形成平坦化层260的处理。图2E为示出在平坦化层260上形成微透镜270的处理的剖视图。而图2F为示出通过氧灰化来去除热固性树脂层240的处理的剖视图。在这种情况下，去除热固性树脂层240的一部分，在该部分中不存在平坦化层260的光致抗蚀剂。此时，在形成对应于热固性树脂层240的约两倍或者三倍厚度的靶(target)的同时，必须充分进行灰化处理，从而使得不保留热固性树脂层240的光本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种ＣＭＯＳ图像传感器的制造方法，所述方法包括以下步骤：在衬底上形成焊盘之后，涂布氧化物层和氮化物层；通过蚀刻所述氧化物层和所述氮化物层来露出所述焊盘；涂布等离子体增强正硅酸乙酯即ＰＥ－ＴＥＯＳ层作为焊盘保护层，并在所述ＰＥ－ＴＥＯＳ层上涂布热固性树脂层；进行滤色镜阵列处理和平坦化处理；去除焊盘区域中的热固性树脂层；进行微透镜处理；以及通过去除所述焊盘区域中的ＰＥ－ＴＥＯＳ层来露出所述焊盘。

【技术特征摘要】
KR 2005-12-29 10-2005-01332991.一种CMOS图像传感器的制造方法，所述方法包括以下步骤在衬底上形成焊盘之后，涂布氧化物层和氮化物层；通过蚀刻所述氧化物层和所述氮化物层来露出所述焊盘；涂布等离子体增强正硅酸乙酯即PE-TEOS层作为焊盘保护层，并在所述PE-TEOS层上涂布热固性树脂层；进行滤色镜阵列处理和平坦化处理；去除焊盘区域中的热固性树脂层；进行微透镜处理；以及通过去除所述焊盘区域中的PE-TEOS层来露出所述焊盘。2.如权利要求1所述的方法，其中所述PE-TEOS...

【专利技术属性】
技术研发人员：金唇翰，
申请(专利权)人：东部电子股份有限公司，
类型：发明
国别省市：KR[韩国]