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KR100649861B1 - Image sensor manufacturing method - Google Patents

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KR100649861B1
KR100649861B1 KR1020050127713A KR20050127713A KR100649861B1 KR 100649861 B1 KR100649861 B1 KR 100649861B1 KR 1020050127713 A KR1020050127713 A KR 1020050127713A KR 20050127713 A KR20050127713 A KR 20050127713A KR 100649861 B1 KR100649861 B1 KR 100649861B1
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KR
South Korea
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hard mask
photoresist
image sensor
pixel region
pattern
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Inventor
백운석
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매그나칩 반도체 유한회사
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Abstract

본 발명은 CMOS 이미지 센서의 게이트 전극 형성시 하드 마스크의 제거로 인해 발생하는 기판 손상을 방지할 수 있는 이미지 센서 제조방법을 제공하기 위한 것으로서, 이를 위해 본 발명은 픽셀 영역과 로직 영역으로 정의된 기판 상부에 게이트 도전막을 증착하는 단계와, 상기 게이트 도전막 상에 상기 픽셀 영역의 포토 다이오드 형성을 위한 이온주입공정시 이온주입 방지막으로 기능하는 하드 마스크를 증착하는 단계와, 상기 하드 마스크를 식각하여 상기 픽셀 영역에 하드 마스크 패턴을 형성하면서 상기 로직 영역의 상기 하드 마스크를 제거하는 단계와, 상기 로직 영역의 상기 게이트 도전막 상에 포토레지스트 패턴을 형성하는 단계와, 상기 하드 마스크 패턴 및 상기 포토레지스트 패턴을 통해 상기 게이트 도전막을 식각하여 상기 픽셀 영역 및 상기 로직 영역에 각각 게이트 전극을 형성하는 단계와, 상기 포토레지스트 패턴을 제거하는 단계와, 상기 하드 마스크 패턴을 이온주입 방지막으로 한 이온주입공정을 실시하여 상기 픽셀 영역에 포토 다이오드를 형성하는 단계와, 상기 하드 마스크 패턴 및 상기 게이트 전극을 덮도록 포토레지스트를 도포하는 단계와, 상기 하드 마스크 패턴 상부가 노출되도록 상기 포토레지스트를 식각하는 단계와, 상기 하드 마스크 패턴을 제거하는 단계를 포함하는 이미지 센서 제조방법을 제공한다.The present invention is to provide a method of manufacturing an image sensor that can prevent the damage to the substrate caused by the removal of the hard mask when forming the gate electrode of the CMOS image sensor, the present invention for this purpose is a substrate defined by a pixel region and a logic region Depositing a gate conductive layer on the upper surface, depositing a hard mask functioning as an ion implantation prevention layer in an ion implantation process for forming a photodiode of the pixel region on the gate conductive layer, and etching the hard mask to Removing the hard mask of the logic region while forming a hard mask pattern in the pixel region, forming a photoresist pattern on the gate conductive layer of the logic region, the hard mask pattern and the photoresist pattern Etching the gate conductive layer through the pixel region Forming a photodiode in the pixel region by forming a gate electrode in the logic region, removing the photoresist pattern, and performing an ion implantation process using the hard mask pattern as an ion implantation prevention film; And applying a photoresist to cover the hard mask pattern and the gate electrode, etching the photoresist to expose an upper portion of the hard mask pattern, and removing the hard mask pattern. It provides a manufacturing method.

Description

이미지 센서 제조방법{METHOD FOR MANUFACTURING IMAGE SENSOR}Image sensor manufacturing method {METHOD FOR MANUFACTURING IMAGE SENSOR}

도 1a 내지 도 1f는 종래 기술에 따른 CMOS 이미지 센서 제조방법을 도시한 공정 단면도.1A to 1F are cross-sectional views illustrating a method of manufacturing a CMOS image sensor according to the prior art.

도 2는 종래 기술에 따라 CMOS 이미지 센서의 게이트 전극 형성시 실제로 발생된 액티브 영역의 기판 손상을 나타낸 SEM 사진.FIG. 2 is a SEM photograph showing substrate damage in an active region actually generated when forming a gate electrode of a CMOS image sensor according to the prior art. FIG.

도 3a 내지 도 3h는 본 발명의 실시예1에 따른 CMOS 이미지 센서 제조방법을 도시한 공정 단면도.3A to 3H are cross-sectional views illustrating a method of manufacturing a CMOS image sensor according to Embodiment 1 of the present invention.

도 4a 내지 도 4h는 본 발명의 실시예2에 따른 CMOS 이미지 센서 제조방법을 도시한 공정 단면도.4A to 4H are cross-sectional views illustrating a method of manufacturing a CMOS image sensor according to Embodiment 2 of the present invention.

<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명><Description of the symbols for the main parts of the drawings>

10, 30, 50 : 기판10, 30, 50: substrate

12, 32, 52 : 폴리 실리콘막12, 32, 52: polysilicon film

13, 33, 53 : 하드 마스크13, 33, 53: hard mask

15, 17, 20a, 35, 37, 40a, 55, 57, 60a : 포토레지스트 패턴15, 17, 20a, 35, 37, 40a, 55, 57, 60a: photoresist pattern

12a, 32a, 52a, 52b : 게이트 전극12a, 32a, 52a, 52b: gate electrode

13a, 33a, 53a : 하드 마스크 패턴13a, 33a, 53a: hard mask pattern

18, 38, 58 : 이온주입공정18, 38, 58: ion implantation process

20, 40, 60 : 포토레지스트20, 40, 60: photoresist

Logic : 로직 영역 Pixel : 픽셀 영역Logic: Logic Area Pixel: Pixel Area

본 발명은 이미지 센서 제조방법에 관한 것으로, 특히 CMOS 이미지 센서의 게이트 전극 형성방법에 관한 것이다. The present invention relates to a method of manufacturing an image sensor, and more particularly, to a method of forming a gate electrode of a CMOS image sensor.

이미지 센서는 광학 영상(optical image)을 전기신호로 변환시키는 반도체 소자이며, 이미지 센서는 크게 전하결합소자(Charge Coupled Device : 이하, CCD라 함)와 CMOS(Complementary MOS) 이미지 센서로 이루어진다.The image sensor is a semiconductor device that converts an optical image into an electrical signal, and the image sensor is mainly composed of a charge coupled device (hereinafter referred to as a CCD) and a CMOS (Complementary MOS) image sensor.

CCD는 개개의 MOS(Metal-Oxide-Silicon) 캐패시터가 서로 매우 근접한 위치에 있으면서 전하 캐리어가 캐패시터에 저장되고 이송되는 소자이다. A CCD is a device in which charge carriers are stored and transported in a capacitor while individual metal-oxide-silicon (MOS) capacitors are in close proximity to each other.

반면, CMOS 이미지 센서는 반도체의 CMOS 공정을 적용하여 하나의 단위 화소에 하나의 포토 다이오드와 단위 화소 구동을 위한 3개 또는 4개 등의 트랜지스터를 포함한다. 이러한, CMOS 이미지 센서를 구성하는 복수의 트랜지스터는 일반적인 메모리 소자의 트랜지스터와 동일하게 게이트 전극과 소오스/드레인으로 이루어진다.On the other hand, the CMOS image sensor includes one photodiode and three or four transistors for driving a unit pixel in one unit pixel by applying a semiconductor CMOS process. Such a plurality of transistors constituting the CMOS image sensor are made up of a gate electrode and a source / drain like a transistor of a general memory device.

이하, 도 1a 내지 도 1f를 참조하여 일반적인 CMOS 이미지 센서 제조방법을 설명하기로 한다. 여기서, 'Pixel'은 적어도 하나 이상의 화소가 형성될 화소 영역이고, 'Logic'은 이외의 주변소자가 형성될 로직 영역이다.Hereinafter, a general CMOS image sensor manufacturing method will be described with reference to FIGS. 1A to 1F. Here, 'Pixel' is a pixel area in which at least one pixel is to be formed, and 'Logic' is a logic area in which other peripheral devices are to be formed.

먼저, 도 1a에 도시된 바와 같이, 화소 영역(Pixel) 및 로직 영역(Logic)으로 정의된 반도체 기판(10) 상에 게이트 산화막(미도시)을 형성한 후, 게이트 산화막 상에 게이트 전도막으로 폴리 실리콘막(13)을 증착한다. First, as shown in FIG. 1A, a gate oxide layer (not shown) is formed on a semiconductor substrate 10 defined as a pixel region Pixel and a logic region Logic, and then a gate conductive layer is formed on the gate oxide layer. The polysilicon film 13 is deposited.

이어서, 폴리 실리콘막(13) 상에 산화막 계열의 하드 마스크(Hard Mask, 13)를 증착한다. 이때, 하드 마스크(13)는 각 단위 화소를 이루는 포토 다이오드 형성을 위한 딥(Deep) N- 이온주입공정시 이온주입 방지막으로 기능한다.Subsequently, an oxide-based hard mask 13 is deposited on the polysilicon film 13. In this case, the hard mask 13 functions as an ion implantation prevention layer during a deep N ion implantation process for forming a photodiode forming each unit pixel.

이어서, 포토(Photo) 공정을 실시하여 하드 마스크(13) 상부에 소정의 포토레지스트 패턴(15)을 형성한다. 여기서, 포토레지스트 패턴(15)은 게이트 전극을 정의하기 위한 것으로 픽셀 영역(Pixel) 및 로직 영역(Logic)의 일부를 오픈(open)시키는 구조로 형성한다.Next, a photo process is performed to form a predetermined photoresist pattern 15 on the hard mask 13. Here, the photoresist pattern 15 is used to define a gate electrode and is formed in a structure in which a part of the pixel area and the logic area Logic are opened.

이어서, 도 1b에 도시된 바와 같이, 포토레지스트 패턴(15, 도 1a 참조)을 식각 마스크로 이용한 식각공정을 실시하여 하드 마스크(13), 폴리 실리콘막(12) 및 게이트 산화막(미도시)을 차례로 식각한다. 이로써, 기판(10) 상에는 픽셀 영역(Pixel) 및 로직 영역(Logic) 영역별로 각각 하드 마스크 패턴(13a) 및 게이트 전극(12a)이 형성된다.Subsequently, as illustrated in FIG. 1B, an etching process using the photoresist pattern 15 (see FIG. 1A) as an etching mask is performed to form the hard mask 13, the polysilicon layer 12, and the gate oxide layer (not shown). Etch in turn. As a result, the hard mask pattern 13a and the gate electrode 12a are formed on the substrate 10 for each pixel region and logic region, respectively.

이어서, 스트립(Strip)공정을 실시하여 포토레지스트 패턴(15)을 제거한다. 그런 다음, 포토공정을 실시하여 별도의 포토레지스트 패턴(17)을 형성한 후, 이를 마스크로 이용하여 포토 다이오드 형성을 위한 이온주입공정(18)을 실시한다. 이때, 포토레지스트 패턴(17)은 포토 다이오드를 정의하기 위한 것으로 픽셀 영역(Pixel)에서 포토 다이오드가 형성될 영역을 오픈시키는 구조로 형성한다. 이로써, 픽셀 영역(Pixel)의 기판(10) 내에는 포토 다이오드(미도시)가 형성된다.Subsequently, a strip process is performed to remove the photoresist pattern 15. Then, after the photo process is performed to form a separate photoresist pattern 17, the ion implantation process 18 for forming a photodiode is performed using the photoresist as a mask. In this case, the photoresist pattern 17 is used to define a photodiode and has a structure in which a region in which the photodiode is to be formed is opened in the pixel region Pixel. As a result, a photodiode (not shown) is formed in the substrate 10 of the pixel region Pixel.

이어서, 도 1c에 도시된 바와 같이, 게이트 전극(12a) 및 하드 마스크 패턴(13a)을 덮도록 기판(10) 상부에 포토레지스트(20)를 도포한다. 예컨대, 포토레지스트(20)는 6000~10000Å의 두께로 도포한다.Subsequently, as shown in FIG. 1C, the photoresist 20 is coated on the substrate 10 to cover the gate electrode 12a and the hard mask pattern 13a. For example, the photoresist 20 is applied to a thickness of 6000 ~ 10000Å.

그러나, 이와 같이 포토레지스트(20)를 도포할 때에는 기판(10) 상부로 돌출된 게이트 구조물, 즉 게이트 전극(12a)/하드 마스크 패턴(13a)의 적층 구조물의 높이(Height)가 전체적으로 매우 높아 포토레지스트(20)가 균일하게 도포되지 않고 그 두께가 변하는 문제가 발생한다. 일례로, 픽셀 영역(Pixel)과 로직 영역(Logic)의 경계 부분인 'A' 부분에서는 포토레지스트(20)가 상대적으로 현저히 낮게 도포됨을 알 수 있다.However, when the photoresist 20 is applied in this manner, the height of the gate structure protruding above the substrate 10, that is, the stacked structure of the gate electrode 12a / hard mask pattern 13a is very high overall. The problem arises that the thickness of the resist 20 is not uniformly applied and its thickness is changed. For example, it can be seen that the photoresist 20 is applied at a relatively low level in the 'A' portion that is a boundary portion between the pixel region Pixel and the logic region Logic.

이어서, 도 1d에 도시된 바와 같이, 식각공정을 실시하여 포토레지스트(20, 도 1c 참조)를 전체적으로 일정 두께 식각한다. 이로써, 하드 마스크 패턴(13a)의 상부가 노출되고, 게이트 전극(12a)을 감싸는 포토레지스트 패턴(20a)이 형성된다. 특히, 이러한 식각공정시에는 포토레지스트(20)의 두께가 현저히 얇았던 'A' 부분의 포토레지스트(20)가 모두 제거되면서 포토레지스트(20) 저부의 기판(10)이 함께 식각되어 원치않는 부분에서 기판(10) 손상(Damage)이 발생하는 것이다.Subsequently, as illustrated in FIG. 1D, an etching process is performed to etch the photoresist 20 (refer to FIG. 1C) as a whole. As a result, an upper portion of the hard mask pattern 13a is exposed and a photoresist pattern 20a surrounding the gate electrode 12a is formed. In particular, during the etching process, all of the photoresist 20 of the 'A' portion, in which the thickness of the photoresist 20 is significantly thin, is removed and the substrate 10 at the bottom of the photoresist 20 is etched together. Damage to the substrate 10 occurs.

이어서, 도 1e에 도시된 바와 같이, BOE(Buffered Oxide Etchant) 용액을 이용한 습식식각공정을 실시하여 포토레지스트 패턴(20a) 사이로 노출된 하드 마스크 패턴(13a, 도 1d 참조)을 제거한다.Subsequently, as shown in FIG. 1E, a wet etching process using a buffered oxide etchant (BOE) solution is performed to remove the hard mask patterns 13a (see FIG. 1D) exposed between the photoresist patterns 20a.

이어서, 도 1f에 도시된 바와 같이, 스트립 공정을 실시하여 포토레지스트 패턴(20a, 도 1e 참조)을 제거한다.Subsequently, as shown in FIG. 1F, a strip process is performed to remove the photoresist pattern 20a (see FIG. 1E).

결국, 종래 기술에 따라 CMOS 이미지 센서의 게이트 전극 형성시에는 일부 영역에서 기판 손상이 발생하는 문제점이 있다. 도 2는 CMOS 이미지 센서의 게이트 전극 형성시 실제로 발생된 액티브(active) 영역의 기판 손상('A' 부위 참조)을 나타낸 SEM(Scanning Electron Microscope) 사진이다.As a result, there is a problem in that substrate damage occurs in some regions when forming a gate electrode of the CMOS image sensor according to the related art. FIG. 2 is a scanning electron microscope (SEM) photograph showing substrate damage (see 'A' region) of an active region that is actually generated when a gate electrode of a CMOS image sensor is formed.

따라서, 본 발명은 상기한 종래기술의 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로서, CMOS 이미지 센서의 게이트 전극 형성시 하드 마스크의 제거로 인해 발생하는 기판 손상을 방지할 수 있는 이미지 센서 제조방법을 제공하는데 그 목적이 있다.Accordingly, the present invention has been made to solve the above-described problems of the prior art, and provides an image sensor manufacturing method that can prevent substrate damage caused by removal of a hard mask when forming a gate electrode of a CMOS image sensor. There is a purpose.

상기 목적을 달성하기 위한 일측면에 따른 본 발명은, 픽셀 영역과 로직 영역으로 정의된 기판 상부에 게이트 도전막을 증착하는 단계와, 상기 게이트 도전막 상에 상기 픽셀 영역의 포토 다이오드 형성을 위한 이온주입공정시 이온주입 방지 막으로 기능하는 하드 마스크를 증착하는 단계와, 상기 하드 마스크를 식각하여 상기 픽셀 영역에 하드 마스크 패턴을 형성하면서 상기 로직 영역의 상기 하드 마스크를 제거하는 단계와, 상기 로직 영역의 상기 게이트 도전막 상에 포토레지스트 패턴을 형성하는 단계와, 상기 하드 마스크 패턴 및 상기 포토레지스트 패턴을 통해 상기 게이트 도전막을 식각하여 상기 픽셀 영역 및 상기 로직 영역에 각각 게이트 전극을 형성하는 단계와, 상기 포토레지스트 패턴을 제거하는 단계와, 상기 하드 마스크 패턴을 이온주입 방지막으로 한 이온주입공정을 실시하여 상기 픽셀 영역에 포토 다이오드를 형성하는 단계와, 상기 하드 마스크 패턴 및 상기 게이트 전극을 덮도록 포토레지스트를 도포하는 단계와, 상기 하드 마스크 패턴 상부가 노출되도록 상기 포토레지스트를 식각하는 단계와, 상기 하드 마스크 패턴을 제거하는 단계를 포함하는 이미지 센서 제조방법을 제공한다.According to an aspect of the present invention, there is provided a semiconductor device comprising: depositing a gate conductive layer on a substrate defined by a pixel region and a logic region, and implanting ions for forming a photodiode of the pixel region on the gate conductive layer; Depositing a hard mask functioning as an ion implantation prevention film during the process, removing the hard mask in the logic region while etching the hard mask to form a hard mask pattern in the pixel region, and Forming a photoresist pattern on the gate conductive layer, etching the gate conductive layer through the hard mask pattern and the photoresist pattern to form gate electrodes in the pixel region and the logic region, respectively; Removing the photoresist pattern, and removing the hard mask pattern. Forming a photodiode in the pixel region by performing an ion implantation process using an implant prevention layer, applying a photoresist to cover the hard mask pattern and the gate electrode, and exposing an upper portion of the hard mask pattern A method of manufacturing an image sensor includes etching a photoresist and removing the hard mask pattern.

또한, 상기한 목적을 달성하기 위한 다른 측면에 따른 본 발명은, 픽셀 영역과 로직 영역으로 정의된 기판 상부에 게이트 도전막을 증착하는 단계와, 상기 게이트 도전막 상에 상기 픽셀 영역의 포토 다이오드 형성을 위한 이온주입공정시 이온주입 방지막으로 기능하는 하드 마스크를 증착하는 단계와, 상기 로직 영역에는 상기 게이트 도전막과 상기 하드 마스크가 그대로 잔류하도록 상기 픽셀 영역의 상기 하드 마스크 및 상기 게이트 도전막을 차례로 식각하여 상기 픽셀 영역에 하드 마스크 패턴 및 제1 게이트 전극을 형성하는 단계와, 상기 하드 마스크 패턴을 이온주입 방지막으로 한 이온주입공정을 실시하여 상기 픽셀 영역에 포토 다이오드를 형성하는 단계와, 상기 하드 마스크 패턴을 덮도록 포토레지스트를 도포하는 단계 와, 상기 하드 마스크 패턴 상부가 노출되도록 상기 포토레지스트를 식각하는 단계와, 상기 로직 영역의 상기 하드 마스크 및 상기 픽셀 영역의 상기 하드 마스크 패턴을 제거하는 단계와, 상기 로직 영역의 상기 게이트 도전막을 식각하여 상기 로직 영역에 제2 게이트 전극을 형성하는 단계를 포함하는 이미지 센서 제조방법을 제공한다.In addition, the present invention according to another aspect to achieve the above object, the step of depositing a gate conductive film on the substrate defined by a pixel region and a logic region, and forming a photodiode of the pixel region on the gate conductive film Depositing a hard mask functioning as an ion implantation prevention film during an ion implantation process, and etching the hard mask and the gate conductive film of the pixel region in such a manner that the gate conductive film and the hard mask remain in the logic region. Forming a photodiode in the pixel region by forming a hard mask pattern and a first gate electrode in the pixel region, performing an ion implantation process using the hard mask pattern as an ion implantation prevention film, and performing the hard mask pattern Applying a photoresist to cover the; Etching the photoresist to expose a top of the pattern pattern, removing the hard mask pattern of the hard mask and the pixel region of the logic region, and etching the gate conductive layer of the logic region to etch the logic region. It provides a method of manufacturing an image sensor comprising the step of forming a second gate electrode.

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 실시예들을 첨부한 도면을 참조하여 설명한다. 또한, 도면들에 있어서, 층 및 영역들의 두께는 명확성을 기하기 위하여 과장되어진 것이며, 층이 다른 층 또는 기판 "상"에 있다고 언급되어지는 경우에 그것은 다른 층 또는 기판 상에 직접 형성될 수 있거나, 또는 그들 사이에 제3의 층이 개재될 수도 있다. 또한 명세서 전체에 걸쳐서 동일한 참조번호로 표시된 부분은 동일한 구성요소들을 나타낸다. Hereinafter, the most preferred embodiments of the present invention will be described with reference to the accompanying drawings so that those skilled in the art can easily implement the technical idea of the present invention. In addition, in the drawings, the thicknesses of layers and regions are exaggerated for clarity, and in the case where the layers are said to be "on" another layer or substrate, they may be formed directly on another layer or substrate or Or a third layer may be interposed therebetween. In addition, the same reference numerals throughout the specification represent the same components.

실시예1Example 1

도 3a 내지 도 3h는 본 발명의 실시예1에 따른 CMOS 이미지 센서 제조방법을 도시한 공정 단면도이다. 이하, 'Pixel'은 적어도 하나 이상의 단위 화소가 형성될 화소 영역이고, 'Logic'은 이외의 주변 소자가 형성될 로직 영역이다.3A to 3H are cross-sectional views illustrating a method of manufacturing a CMOS image sensor according to Embodiment 1 of the present invention. Hereinafter, 'Pixel' is a pixel area in which at least one unit pixel is to be formed, and 'Logic' is a logic area in which other peripheral elements are to be formed.

먼저, 도 3a에 도시된 바와 같이, 산화공정을 실시하여 픽셀 영역(Pixel) 및 로직 영역(Logic)으로 정의된 반도체 기판(30) 상에 게이트 산화막(미도시)을 형성 한 후, 게이트 전도막으로 폴리 실리콘막(32)을 증착한다. 예컨대, 게이트 산화막은 22Å의 두께로 형성하고, 폴리 실리콘막(32)은 1500~2500Å의 두께로 증착한다. 바람직하게는, 2000Å의 두께로 증착한다.First, as shown in FIG. 3A, an oxide process is performed to form a gate oxide layer (not shown) on the semiconductor substrate 30 defined as a pixel region and a logic region, and then a gate conductive layer. The polysilicon film 32 is deposited. For example, the gate oxide film is formed to a thickness of 22 kPa, and the polysilicon film 32 is deposited to a thickness of 1500 to 2500 kPa. Preferably, it is deposited to a thickness of 2000 kPa.

여기서, 폴리 실리콘막(32)은 도프트(doped) 또는 언도프트(undoped) 실리콘막으로 형성한다. 예컨대, 언도프트 실리콘막의 경우에는 SiH4를 이용하여 LPCVD(Low Pressure Chemical Vapor Deposition) 방식으로 증착한다. 한편, 도프트 실리콘막의 경우에는 SiH4에 PH3, PCl5, BCl3 또는 B2H6를 혼합시킨 기체를 이용하여 LPCVD 방식으로 증착한다. Here, the polysilicon film 32 is formed of a doped or undoped silicon film. For example, in the case of an undoped silicon film, it is deposited by a low pressure chemical vapor deposition (LPCVD) method using SiH 4 . On the other hand, in the case of the doped silicon film is deposited by LPCVD method using a gas mixed with PH 3 , PCl 5 , BCl 3 or B 2 H 6 in SiH 4 .

이어서, 폴리 실리콘막(32) 상에 픽셀 영역(Pixel)의 포토 다이오드(Photo diode) 형성을 위한 이온주입공정시 이온주입 방지막으로 기능하는 하드 마스크(33)를 증착한다. 여기서, 하드 마스크(33)는 산화막으로 형성하는데, 이는 2500~3500Å의 두께로 형성한다. 바람직하게는, 하드 마스크(33)는 3000Å의 두께로 산화막으로 형성한다.Subsequently, a hard mask 33 is formed on the polysilicon layer 32 to function as an ion implantation prevention layer in an ion implantation process for forming a photo diode of a pixel region. Here, the hard mask 33 is formed of an oxide film, which is formed to a thickness of 2500 ~ 3500Å. Preferably, the hard mask 33 is formed of an oxide film with a thickness of 3000 GPa.

특히, 하드 마스크(33)는 픽셀 영역(Pixel)에서 포토 다이오드의 일측에 얼라인되는 트랜지스터의 게이트 전극 상부에서 이온주입 방지막으로 사용하기 위해 형성한다. 이는, 포토 다이오드 형성을 위한 포토레지스트 패턴 형성시 포토 다이오드의 일측에 얼라인되는 트랜지스터의 게이트 전극과 상기 포토레지스트 패턴이 미스 얼라인(mis-align)됨에 따라, 포토레지스트 패턴만으로는 게이트 전극에 불순물 이온이 주입되는 것을 완벽히 차단할 수 없기 때문이다.In particular, the hard mask 33 is formed for use as an ion implantation prevention layer on the gate electrode of the transistor that is aligned on one side of the photodiode in the pixel region Pixel. When the photoresist pattern for forming the photodiode is formed, the gate electrode and the photoresist pattern are misaligned on one side of the photodiode, so that the photoresist pattern alone impurity ions on the gate electrode. This is because the injection cannot be completely blocked.

이어서, 포토 공정을 실시하여 하드 마스크(33) 상에 포토레지스트 패턴(35)을 형성한다. 이때, 포토레지스트 패턴(35)은 픽셀 영역(Pixel)의 일부 영역에 형성한다. 이는, 포토 다이오드 형성을 위한 이온주입공정시 이온주입 방지막이 필요한 픽셀 영역(Pixel)에만 하드 마스크(33)를 잔류시키고, 이온주입 방지막이 불필요한 로직 영역(Logic)의 하드 마스크(33)는 제거하여 로직 영역(Logic)의 기판(30) 상부로 돌출되는 게이트 구조물의 두께를 감소시키기 위함이다.Next, a photoresist pattern 35 is formed on the hard mask 33 by performing a photo process. In this case, the photoresist pattern 35 is formed in a portion of the pixel area Pixel. In the ion implantation process for forming a photodiode, the hard mask 33 is left only in the pixel region in which the ion implantation prevention film is required, and the hard mask 33 in the logic region Logic, in which the ion implantation prevention film is unnecessary, is removed. This is to reduce the thickness of the gate structure protruding above the substrate 30 of the logic region Logic.

이어서, 도 3b에 도시된 바와 같이, 포토레지스트 패턴(35, 도 3a 참조)을 식각 마스크로 이용한 식각공정을 실시하여 하드 마스크(33, 도 3a 참조)를 식각한다. 이로써, 픽셀 영역(Pixel)에는 하드 마스크 패턴(33a)이 형성된다.3B, the hard mask 33 (see FIG. 3A) is etched by performing an etching process using the photoresist pattern 35 (see FIG. 3A) as an etching mask. As a result, a hard mask pattern 33a is formed in the pixel area Pixel.

이어서, 스트립 공정을 실시하여 포토레지스트 패턴(35)을 제거한 후, 다시 포토 공정을 실시하여 별도의 포토레지스트 패턴(36)을 형성한다. 이때, 포토레지스트 패턴(36)은 로직 영역(Logic)의 일부 영역에 형성한다. 이는, 로직 영역(Logic)에 게이트 전극을 정의하기 위함이다.Subsequently, a strip process is performed to remove the photoresist pattern 35, and then a photo process is performed again to form another photoresist pattern 36. In this case, the photoresist pattern 36 is formed in a portion of the logic region Logic. This is to define a gate electrode in the logic region Logic.

이어서, 도 3c에 도시된 바와 같이, 로직 영역(Logic)의 포토레지스트 패턴(36, 도 3b 참조) 및 픽셀 영역(Pixel)의 하드 마스크 패턴(33a)을 식각 마스크로 이용한 식각공정을 실시하여 폴리 실리콘막(32, 도 3b 참조) 및 게이트 산화막(미도시)을 식각한다. 이로써, 픽셀 영역(Pixel) 및 로직 영역(Logic)의 기판(30) 상에는 복수의 게이트 전극(32a)이 형성된다.Subsequently, as shown in FIG. 3C, an etching process using the photoresist pattern 36 (see FIG. 3B) of the logic region Logic and the hard mask pattern 33a of the pixel region Pixel is performed as an etching mask. The silicon film 32 (see FIG. 3B) and the gate oxide film (not shown) are etched. As a result, a plurality of gate electrodes 32a are formed on the substrate 30 of the pixel region Pixel and the logic region Logic.

여기서, 식각공정은 Cl2, HBr, HeO2 및 N2의 혼합가스를 이용하여 실시한다. Here, the etching process is performed using a mixed gas of Cl 2 , HBr, HeO 2 and N 2 .

이어서, 스트립 공정을 실시하여 포토레지스트 패턴(36)을 제거한다. 그런 다음, 세정공정을 실시하여 기판(30) 표면의 잔류물(Residue)을 제거한다.Next, a strip process is performed to remove the photoresist pattern 36. Thereafter, a cleaning process is performed to remove residues on the surface of the substrate 30.

이어서, 도 3d에 도시된 바와 같이, 포토 공정을 실시하여 포토레지스트 패턴(37)을 형성한다. 여기서, 포토레지스트 패턴(37)은 포토 다이오드를 정의하기 위한 것으로 픽셀 영역(Pixel)의 일부가 오픈되는 구조로 형성한다.Subsequently, as shown in FIG. 3D, a photo process is performed to form the photoresist pattern 37. The photoresist pattern 37 is used to define a photodiode and has a structure in which a part of the pixel region Pixel is opened.

이어서, 포토레지스트 패턴(37)을 마스크로 이용한 이온주입공정(38)을 실시하여 픽셀 영역(Pixel)의 기판(30) 내에 포토 다이오드(미도시)를 형성한다. 예컨대, 기판(30)이 P형으로 도핑된 경우에는 딥(Deep) N- 이온주입공정을 실시하여 포토 다이오드용 N- 확산영역을 형성한다.Subsequently, an ion implantation process 38 using the photoresist pattern 37 as a mask is performed to form a photodiode (not shown) in the substrate 30 of the pixel region Pixel. For example, when the substrate 30 is doped with a P type, a deep N - ion implantation process is performed to form an N - diffusion region for a photodiode.

이어서, 도 3e에 도시된 바와 같이, 스트립 공정을 실시하여 포토레지스트 패턴(37, 도 3d 참조)을 제거한다. Subsequently, as shown in FIG. 3E, a strip process is performed to remove the photoresist pattern 37 (see FIG. 3D).

이어서, 게이트 전극(32a) 및 하드 마스크 패턴(33a)을 덮도록 기판(30) 상부에 포토레지스트(40)를 도포한다. 예컨대, 포토레지스트(40)는 6000~10000Å의 두께로 도포한다. Subsequently, the photoresist 40 is coated on the substrate 30 to cover the gate electrode 32a and the hard mask pattern 33a. For example, the photoresist 40 is applied to a thickness of 6000 ~ 10000Å.

한편, 픽셀 영역(Pixel)의 기판(30) 상부로 돌출된 게이트 구조물의 높이가 약 5000Å이 된다. 이는, 게이트 전극(32a)의 두께(2000Å)와 하드 마스크 패턴(33a)의 두께(3000Å)를 합한 두께이다. On the other hand, the height of the gate structure protruding above the substrate 30 in the pixel region Pix is about 5000 kPa. This is the sum of the thickness (2000 ns) of the gate electrode 32a and the thickness (3000 ns) of the hard mask pattern 33a.

이때, 이를 제외한 로직 영역(Logic)에는 약 2000Å의 두께를 갖는 게이트 전극(32a)만이 기판(30) 상부로 돌출되어 있으므로 로직 영역(Logic)에서 기판(30) 상부로 돌출되는 게이트 구조물의 높이가 감소된다. 따라서, 포토레지스트(40) 도포시 포토레지스트(40)가 전체적으로 균일한 두께로 도포될 수 있다.In this case, since only the gate electrode 32a having a thickness of about 2000 μs protrudes above the substrate 30 in the logic region Logic except for this, the height of the gate structure protruding above the substrate 30 from the logic region Logic is increased. Is reduced. Therefore, when the photoresist 40 is applied, the photoresist 40 may be applied with a uniform thickness as a whole.

이어서, 도 3f에 도시된 바와 같이, 식각공정을 실시하여 하드 마스크 패턴(33a)의 상부가 노출될 때까지 포토레지스트(40, 도 3e 참조)를 식각한다. 이로써, 픽셀 영역(Pixel)의 하드 마스크 패턴(33a) 상부가 포토레지스트 패턴(40a) 사이로 노출된다. Subsequently, as illustrated in FIG. 3F, an etching process is performed to etch the photoresist 40 (see FIG. 3E) until the upper portion of the hard mask pattern 33a is exposed. As a result, an upper portion of the hard mask pattern 33a of the pixel area Pixel is exposed between the photoresist patterns 40a.

여기서, 식각공정은 잔류하는 포토레지스트 패턴(40a)의 두께가 1000~2000Å이 될때까지 진행한다.Here, the etching process proceeds until the thickness of the remaining photoresist pattern 40a becomes 1000 to 2000 mm 3.

이러한, 식각공정시에는 포토레지스트(40)가 전체적으로 균일하게 도포되어 있기 때문에 포토레지스트(40)가 전체적으로 일정 두께만큼 식각되므로, 어느 일정 부분에서 포토레지스트(40)가 완전히 제거되어 포토레지스트(40) 저부의 기판(30)이 식각되는 것을 방지할 수 있다. In the etching process, since the photoresist 40 is uniformly coated as a whole, the photoresist 40 is etched by a predetermined thickness as a whole, and thus, the photoresist 40 is completely removed at a certain portion so that the photoresist 40 is completely removed. It is possible to prevent the bottom substrate 30 from being etched.

이어서, 도 3g에 도시된 바와 같이, BOE 용액을 이용한 습식식각공정을 실시하여 포토레지스트 패턴(40a) 사이로 노출된 하드 마스크 패턴(33a)을 제거한다. 이를 통해, 후속으로 진행될 실리사이드 공정을 통해 게이트 전극(32a) 상부에 실리사이드층을 형성시켜 게이트 전극(32a)의 컨택 저항을 감소시킬 수 있다. Subsequently, as illustrated in FIG. 3G, a wet etching process using a BOE solution is performed to remove the hard mask pattern 33a exposed between the photoresist patterns 40a. As a result, a silicide layer may be formed on the gate electrode 32a through a silicide process which will be subsequently performed to reduce the contact resistance of the gate electrode 32a.

이어서, 도 3h에 도시된 바와 같이, 스트립 공정을 실시하여 포토레지스트 패턴(40a, 도 3g 참조)을 제거한다.Subsequently, as shown in FIG. 3H, a strip process is performed to remove the photoresist pattern 40a (see FIG. 3G).

실시예2Example 2

도 4a 내지 도 4h는 본 발명의 실시예2에 따른 CMOS 이미지 센서 제조방법을 도시한 공정 단면도이다. 이하, 'Pixel'은 적어도 하나 이상의 단위 화소가 형성될 화소 영역이고, 'Logic'은 이외의 주변 소자가 형성될 로직 영역이다.4A to 4H are cross-sectional views illustrating a method of manufacturing a CMOS image sensor according to Embodiment 2 of the present invention. Hereinafter, 'Pixel' is a pixel area in which at least one unit pixel is to be formed, and 'Logic' is a logic area in which other peripheral elements are to be formed.

먼저, 도 4a에 도시된 바와 같이, 산화공정을 실시하여 픽셀 영역(Pixel) 및 로직 영역(Logic)으로 정의된 반도체 기판(50) 상에 게이트 산화막(미도시)을 형성한 후, 게이트 도전막으로 폴리 실리콘막(52)을 증착한다. 예컨대, 게이트 산화막은 22Å의 두께로 형성하고, 폴리 실리콘막(52)은 1500~2500Å의 두께로 증착한다. 바람직하게는, 2000Å의 두께로 증착한다.First, as shown in FIG. 4A, an oxide process is performed to form a gate oxide layer (not shown) on a semiconductor substrate 50 defined as a pixel region and a logic region, and then a gate conductive layer. The polysilicon film 52 is deposited. For example, the gate oxide film is formed to a thickness of 22 kPa, and the polysilicon film 52 is deposited to a thickness of 1500 to 2500 kPa. Preferably, it is deposited to a thickness of 2000 kPa.

여기서, 폴리 실리콘막(52)은 도프트(doped) 또는 언도프트(undoped) 실리콘막으로 형성한다. 예컨대, 언도프트 실리콘막의 경우에는 SiH4를 이용하여 LPCVD(Low Pressure Chemical Vapor Deposition) 방식으로 증착한다. 한편, 도프트 실리콘막의 경우에는 SiH4에 PH3, PCl5, BCl3 또는 B2H6를 혼합시킨 기체를 이용하여 LPCVD 방식으로 증착한다. Here, the polysilicon film 52 is formed of a doped or undoped silicon film. For example, in the case of an undoped silicon film, it is deposited by a low pressure chemical vapor deposition (LPCVD) method using SiH 4 . On the other hand, in the case of the doped silicon film is deposited by LPCVD method using a gas mixed with PH 3 , PCl 5 , BCl 3 or B 2 H 6 in SiH 4 .

이어서, 폴리 실리콘막(52) 상에 픽셀 영역(Pixel)의 포토 다이오드(Photo diode) 형성을 위한 이온주입공정시 이온주입 방지막으로 기능하는 하드 마스크(53)를 증착한다. 여기서, 하드 마스크(53)는 산화막으로 형성하는데, 이는 2500~3500Å의 두께로 형성한다. 바람직하게는, 하드 마스크(53)는 3000Å의 두께로 산화막을 증착하여 형성한다.Subsequently, a hard mask 53 which functions as an ion implantation prevention layer is deposited on the polysilicon layer 52 during an ion implantation process for forming a photo diode of a pixel region. Here, the hard mask 53 is formed of an oxide film, which is formed to a thickness of 2500 ~ 3500Å. Preferably, the hard mask 53 is formed by depositing an oxide film with a thickness of 3000 kPa.

이어서, 포토 공정을 실시하여 하드 마스크(53) 상에 포토레지스트 패턴(55)을 형성한다. 이때, 포토레지스트 패턴(55)은 로직 영역(Logic) 전체를 덮고 픽셀 영역(Pixel)의 일부를 오픈시키는 구조로 형성한다. 여기서, 포토레지스트 패턴(55)을 이와 같은 구조로 형성하는 이유는 포토 다이오드 형성을 위한 이온주입공정시 이온주입 방지막이 필요한 부분에만 하드 마스크 패턴을 형성하기 위함이다.Subsequently, a photoresist pattern 55 is formed on the hard mask 53 by performing a photo process. In this case, the photoresist pattern 55 may be formed to cover the entire logic region Logic and open a portion of the pixel region Pixel. The reason why the photoresist pattern 55 is formed in such a structure is to form a hard mask pattern only in a portion where an ion implantation prevention film is required in an ion implantation process for forming a photodiode.

이어서, 도 4b에 도시된 바와 같이, 포토레지스트 패턴(55, 도 4a 참조)을 식각 마스크로 이용한 식각공정을 실시하여 하드 마스크(53), 폴리 실리콘막(52) 및 게이트 산화막(미도시)을 식각한다. 이로써, 픽셀 영역(Pixel)에는 하드 마스크 패턴(53a) 및 복수의 게이트 전극(52a; 이하, 제1 게이트 전극이라 함)이 형성되고, 로직 영역(Logic)에는 하드 마스크(53), 폴리 실리콘막(52) 및 게이트 산화막이 그대로 잔류한다. Subsequently, as shown in FIG. 4B, an etching process using the photoresist pattern 55 (see FIG. 4A) as an etching mask is performed to form the hard mask 53, the polysilicon layer 52, and the gate oxide layer (not shown). Etch it. As a result, a hard mask pattern 53a and a plurality of gate electrodes 52a (hereinafter, referred to as first gate electrodes) are formed in the pixel region Pixel, and the hard mask 53 and the polysilicon film are formed in the logic region Logic. 52 and the gate oxide film remain as they are.

여기서, 식각공정은 Cl2, HBr, HeO2 및 N2의 혼합가스를 이용하여 실시한다. 이어서, 스트립 공정을 실시하여 포토레지스트 패턴(55)을 제거한다. 그런 다음, 세정공정을 실시하여 기판(50) 표면의 잔류물을 제거한다.Here, the etching process is performed using a mixed gas of Cl 2 , HBr, HeO 2 and N 2 . Subsequently, a strip process is performed to remove the photoresist pattern 55. A cleaning process is then performed to remove residues on the surface of the substrate 50.

이어서, 도 4c에 도시된 바와 같이, 다시 포토 공정을 실시하여 별도의 포토레지스트 패턴(57)을 형성한다. 여기서, 포토레지스트 패턴(57)은 포토 다이오드를 정의하기 위한 것으로 픽셀 영역(Pixel)에 포토 다이오드가 형성될 영역이 오픈되는 구조로 형성한다.Subsequently, as shown in FIG. 4C, a photo process is performed again to form a separate photoresist pattern 57. The photoresist pattern 57 is used to define a photodiode and has a structure in which a region in which the photodiode is to be formed is opened in the pixel region Pixel.

이어서, 포토레지스트 패턴(57)을 마스크로 이용한 이온주입공정(58)을 실시하여 픽셀 영역(Pixel)의 기판(50) 내에 포토 다이오드(미도시)를 형성한다. 예컨대, 기판(50)이 P형으로 도핑된 경우에는 딥(Deep) N- 이온주입공정을 실시하여 포 토 다이오드용 N- 확산영역을 형성한다.Subsequently, an ion implantation process 58 using the photoresist pattern 57 as a mask is performed to form a photodiode (not shown) in the substrate 50 of the pixel region Pixel. For example, when the substrate 50 is doped with a P type, a deep N - ion implantation process is performed to form an N - diffusion region for a photodiode.

이어서, 도 4d에 도시된 바와 같이, 스트립 공정을 실시하여 포토레지스트 패턴(57, 도 4c 참조)을 제거한다. Subsequently, as shown in FIG. 4D, a strip process is performed to remove the photoresist pattern 57 (see FIG. 4C).

이어서, 전체적으로 하드 마스크 패턴(53a)을 덮도록 기판(50) 상부에 포토레지스트(60)를 도포한다. 예컨대, 포토레지스트(60)는 6000~10000Å의 두께로 도포한다. Subsequently, the photoresist 60 is coated on the substrate 50 to cover the hard mask pattern 53a as a whole. For example, the photoresist 60 is applied to a thickness of 6000 ~ 10000Å.

이러한 포토레지스트(60) 도포시에는 로직 영역(Logic) 전체에는 픽셀 영역(Pixel)의 제1 게이트 전극(52a) 및 하드 마스크 패턴(53a)의 적층구조를 갖는 게이트 구조물과 동일한 높이로 폴리 실리콘막(52) 및 하드 마스크(53)의 적층구조를 갖는 게이트 구조물로 덮여있어, 픽셀 영역(Pixel) 전체에 균일한 두께로 포토레지스트(60)가 도포될 수 있다. 따라서, 포토레지스트(60)가 픽셀 영역(Pixel)의 제1 게이트 전극(52a) 및 하드 마스크 패턴(53a) 사이의 빈 공간을 매립시키면서 하드 마스크 패턴(53a)을 균일한 두께로 덮을 수 있다.When the photoresist 60 is applied, the polysilicon layer has the same height as the gate structure having the stacked structure of the first gate electrode 52a and the hard mask pattern 53a of the pixel region in the entire logic region Logic. Covered by a gate structure having a stack structure of the 52 and the hard mask 53, the photoresist 60 may be applied to the entire pixel area Pixel with a uniform thickness. Therefore, the photoresist 60 may cover the hard mask pattern 53a with a uniform thickness while filling the empty space between the first gate electrode 52a and the hard mask pattern 53a of the pixel region Pixel.

통상, 픽셀 영역(Pixel)의 면적이 전체 면적의 20~30%를 차지하므로 로직 영역(Logic)에 형성되는 조밀한 게이트 구조물 패턴은 포토레지스트(60) 도포시 장애물로 기능한다. 따라서, 본 발명의 실시예2에서는 로직 영역(Logic)의 조밀한 게이트 구조물 패턴을 제거하기 위하여 로직 영역(Logic) 전체에 폴리 실리콘막(52) 및 하드 마스크(53)를 남겨두었다.In general, since the area of the pixel region Pixel occupies 20-30% of the total area, the dense gate structure pattern formed in the logic region serves as an obstacle when applying the photoresist 60. Therefore, in Embodiment 2 of the present invention, the polysilicon layer 52 and the hard mask 53 are left over the logic region Logic to remove the dense gate structure pattern of the logic region Logic.

이어서, 도 4e에 도시된 바와 같이, 식각공정을 실시하여 하드 마스크 패턴 (53a)의 상부가 노출될때까지 포토레지스트(60, 도 4d 참조)를 식각한다. 이로써, 픽셀 영역(Pixel) 및 로직 영역(Logic)의 하드 마스크 패턴(53a) 상부가 포토레지스트 패턴(60a) 사이로 노출된다.Next, as shown in FIG. 4E, an etching process is performed to etch the photoresist 60 (see FIG. 4D) until the upper portion of the hard mask pattern 53a is exposed. As a result, an upper portion of the hard mask pattern 53a of the pixel region Pixel and the logic region Logic is exposed between the photoresist patterns 60a.

이러한, 식각공정시에는 포토레지스트(60)가 전체적으로 균일하게 도포되어 있기 때문에 포토레지스트(60)가 전체적으로 일정 두께만큼 식각되므로, 어느 일정 부분에서 포토레지스트(60)가 완전히 제거되어 포토레지스트(60) 저부의 기판(50)이 식각되는 것을 방지할 수 있다. In the etching process, since the photoresist 60 is uniformly coated on the whole, the photoresist 60 is etched by a predetermined thickness as a whole, and thus, the photoresist 60 is completely removed at a certain portion so that the photoresist 60 is completely removed. It is possible to prevent the bottom substrate 50 from being etched.

이어서, 도 4f에 도시된 바와 같이, BOE 용액을 이용한 습식식각공정을 실시하여 포토레지스트 패턴(60a) 사이로 노출된 하드 마스크 패턴(53a)을 제거한다. 이를 통해, 후속으로 진행될 실리사이드 공정을 통해 제1 게이트 전극(52a) 상부에 실리사이드층을 형성시켜 제1 게이트 전극(52a)의 컨택 저항을 감소시킬 수 있다. Subsequently, as shown in FIG. 4F, a wet etching process using a BOE solution is performed to remove the hard mask pattern 53a exposed between the photoresist patterns 60a. As a result, a silicide layer may be formed on the first gate electrode 52a through a silicide process to be performed subsequently to reduce the contact resistance of the first gate electrode 52a.

이어서, 도 4g에 도시된 바와 같이, 스트립 공정을 실시하여 포토레지스트 패턴(60a)을 제거한다. 그런 다음, 포토 공정을 실시하여 포토레지스트 패턴(61)을 형성한다. 여기서, 포토레지스트 패턴(61)은 로직 영역(Logic)에 게이트 전극을 정의하기 위한 것으로 픽셀 영역(Pixel) 전체를 오픈시키고 로직 영역(Logic)의 일부를 오픈시키는 구조로 형성한다.Subsequently, as shown in FIG. 4G, a strip process is performed to remove the photoresist pattern 60a. Then, the photoresist pattern 61 is formed by performing a photo process. The photoresist pattern 61 is used to define a gate electrode in the logic region Logic, and has a structure in which the entire pixel region Pixel is opened and a portion of the logic region Logic is opened.

이어서, 도 4h에 도시된 바와 같이, 포토레지스트 패턴(60a, 도 4g 참조)을 식각 마스크로 이용한 식각공정을 실시하여 로직 영역(Logic)의 폴리 실리콘막(52, 도 4g 참조) 및 게이트 산화막(미도시)을 식각한다. 이로써, 로직 영역(Logic)에 복수의 게이트 전극(52b; 이하, 제2 게이트 전극이라 함)이 형성된다. Subsequently, as shown in FIG. 4H, an etching process using the photoresist pattern 60a (see FIG. 4G) as an etching mask is performed to form a polysilicon film 52 (see FIG. 4G) and a gate oxide film (in the logic region). Not shown). As a result, a plurality of gate electrodes 52b (hereinafter, referred to as second gate electrodes) are formed in the logic region Logic.

여기서, 식각공정은 Cl2, HBr, HeO2 및 N2의 혼합가스를 이용하여 실시한다. 이때, 로직 영역(Logic)에 형성된 제2 게이트 전극(52b) 상부에는 자동으로 하드 마스크가 존재하지 않으므로 후속으로 진행될 실리사이드 공정을 통해 제2 게이트 전극(52b) 상부에 실리사이드층을 형성시켜 제2 게이트 전극(52b)의 컨택 저항을 감소시킬 수 있다. Here, the etching process is performed using a mixed gas of Cl 2 , HBr, HeO 2 and N 2 . At this time, since a hard mask does not automatically exist on the second gate electrode 52b formed in the logic region Logic, a silicide layer is formed on the second gate electrode 52b through a silicide process that will be subsequently performed to form a second gate. The contact resistance of the electrode 52b can be reduced.

이어서, 스트립 공정을 실시하여 포토레지스트 패턴(60a, 도 4g 참조)을 제거한다.Subsequently, a strip process is performed to remove the photoresist pattern 60a (see FIG. 4G).

본 발명의 기술 사상은 상기 바람직한 실시예에 따라 구체적으로 기술되었으나, 상기한 실시예는 그 설명을 위한 것이며 그 제한을 위한 것이 아님을 주의하여야 한다. 또한, 본 발명의 기술 분야의 통상의 전문가라면 본 발명의 기술 사상의 범위 내에서 다양한 실시 예가 가능함을 이해할 수 있을 것이다. Although the technical idea of the present invention has been described in detail according to the above 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.

이상에서 설명한 바와 같이, 본 발명에 의하면, 이미지 센서의 게이트 전극 형성시 게이트 전극 사이에 포토레지스트가 균일한 두께로 도포되도록 하여, 게이트 전극 상부의 하드 마스크 패턴을 노출시키기 위해 포토레지스트를 식각하는 식각공정시 일부분에서 포토레지스트가 완전히 포토레지스트 저부의 기판이 손상되는 것을 방지할 수 있다. As described above, according to the present invention, when the gate electrode of the image sensor is formed, the photoresist is applied between the gate electrodes with a uniform thickness, thereby etching the photoresist to expose the hard mask pattern on the gate electrode. In some parts of the process, the photoresist can be prevented from completely damaging the substrate of the photoresist bottom.

따라서, 이미지 센서의 신뢰성을 증가시킬 수 있고 누설 전류를 방지하여 수 율 향상을 꾀할 수 있다.Therefore, it is possible to increase the reliability of the image sensor and to improve the yield by preventing leakage current.

Claims (15)

픽셀 영역과 로직 영역으로 정의된 기판 상부에 게이트 도전막을 증착하는 단계;Depositing a gate conductive layer over the substrate defined by the pixel region and the logic region; 상기 게이트 도전막 상에 상기 픽셀 영역의 포토 다이오드 형성을 위한 이온주입공정시 이온주입 방지막으로 기능하는 하드 마스크를 증착하는 단계;Depositing a hard mask on the gate conductive layer to function as an ion implantation prevention layer in an ion implantation process for forming a photodiode in the pixel region; 상기 하드 마스크를 식각하여 상기 픽셀 영역에 하드 마스크 패턴을 형성하면서 상기 로직 영역의 상기 하드 마스크를 제거하는 단계;Removing the hard mask in the logic region by etching the hard mask to form a hard mask pattern in the pixel region; 상기 로직 영역의 상기 게이트 도전막 상에 포토레지스트 패턴을 형성하는 단계;Forming a photoresist pattern on the gate conductive layer in the logic region; 상기 하드 마스크 패턴 및 상기 포토레지스트 패턴을 통해 상기 게이트 도전막을 식각하여 상기 픽셀 영역 및 상기 로직 영역에 각각 게이트 전극을 형성하는 단계;Etching the gate conductive layer through the hard mask pattern and the photoresist pattern to form gate electrodes in the pixel region and the logic region, respectively; 상기 포토레지스트 패턴을 제거하는 단계;Removing the photoresist pattern; 상기 하드 마스크 패턴을 이온주입 방지막으로 한 이온주입공정을 실시하여 상기 픽셀 영역에 포토 다이오드를 형성하는 단계;Forming a photodiode in the pixel region by performing an ion implantation process using the hard mask pattern as an ion implantation prevention film; 상기 하드 마스크 패턴 및 상기 게이트 전극을 덮도록 포토레지스트를 도포하는 단계;Applying a photoresist to cover the hard mask pattern and the gate electrode; 상기 하드 마스크 패턴 상부가 노출되도록 상기 포토레지스트를 식각하는 단계; 및Etching the photoresist such that an upper portion of the hard mask pattern is exposed; And 상기 하드 마스크 패턴을 제거하는 단계Removing the hard mask pattern 를 포함하는 이미지 센서 제조방법.Image sensor manufacturing method comprising a. 제 1 항에 있어서, The method of claim 1, 상기 하드 마스크는 산화막으로 형성하는 이미지 센서 제조방법. And the hard mask is formed of an oxide film. 제 2 항에 있어서,The method of claim 2, 상기 하드 마스크를 제거하는 단계는 BOE 용액을 이용하는 이미지 센서 제조방법.Removing the hard mask is an image sensor manufacturing method using a BOE solution. 제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 하나의 항에 있어서,The method according to any one of claims 1 to 3, 상기 하드 마스크는 2500~3500Å의 두께로 형성하는 이미지 센서 제조방법.The hard mask is an image sensor manufacturing method to form a thickness of 2500 ~ 3500Å. 제 4 항에 있어서,The method of claim 4, wherein 상기 게이트 도전막은 1500~2500Å의 두께로 형성하는 이미지 센서 제조방법.The gate conductive film is an image sensor manufacturing method to form a thickness of 1500 ~ 2500Å. 제 5 항에 있어서,The method of claim 5, 상기 포토레지스트는 6000~10000Å의 두께로 도포하는 이미지 센서 제조방법.The photoresist is an image sensor manufacturing method for applying a thickness of 6000 ~ 10000Å. 제 6 항에 있어서,The method of claim 6, 상기 포토레지스트를 식각하는 단계는, 상기 포토레지스트가 1000~2000Å의 두께로 잔류할 때까지 실시하는 이미지 센서 제조방법.The etching of the photoresist is performed until the photoresist remains at a thickness of 1000 ~ 2000Å. 제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 하나의 항에 있어서,The method according to any one of claims 1 to 3, 상기 게이트 도전막을 식각하는 단계는 Cl2, HBr, HeO2 및 N2 가스의 혼합가스를 이용하는 이미지 센서 제조방법.The etching of the gate conductive layer may be performed using a mixed gas of Cl 2 , HBr, HeO 2 and N 2 gas. 픽셀 영역과 로직 영역으로 정의된 기판 상부에 게이트 도전막을 증착하는 단계;Depositing a gate conductive layer over the substrate defined by the pixel region and the logic region; 상기 게이트 도전막 상에 상기 픽셀 영역의 포토 다이오드 형성을 위한 이온 주입공정시 이온주입 방지막으로 기능하는 하드 마스크를 증착하는 단계;Depositing a hard mask on the gate conductive layer to function as an ion implantation prevention layer in an ion implantation process for forming a photodiode in the pixel region; 상기 로직 영역에는 상기 게이트 도전막과 상기 하드 마스크가 그대로 잔류하도록 상기 픽셀 영역의 상기 하드 마스크 및 상기 게이트 도전막을 차례로 식각하여 상기 픽셀 영역에 하드 마스크 패턴 및 제1 게이트 전극을 형성하는 단계;Etching the hard mask and the gate conductive layer of the pixel region in order so that the gate conductive layer and the hard mask remain in the logic region to form a hard mask pattern and a first gate electrode in the pixel region; 상기 하드 마스크 패턴을 이온주입 방지막으로 한 이온주입공정을 실시하여 상기 픽셀 영역에 포토 다이오드를 형성하는 단계;Forming a photodiode in the pixel region by performing an ion implantation process using the hard mask pattern as an ion implantation prevention film; 상기 하드 마스크 패턴을 덮도록 포토레지스트를 도포하는 단계;Applying a photoresist to cover the hard mask pattern; 상기 하드 마스크 패턴 상부가 노출되도록 상기 포토레지스트를 식각하는 단계;Etching the photoresist such that an upper portion of the hard mask pattern is exposed; 상기 로직 영역의 상기 하드 마스크 및 상기 픽셀 영역의 상기 하드 마스크 패턴을 제거하는 단계; 및Removing the hard mask of the logic region and the hard mask pattern of the pixel region; And 상기 로직 영역의 상기 게이트 도전막을 식각하여 상기 로직 영역에 제2 게이트 전극을 형성하는 단계Etching the gate conductive layer of the logic region to form a second gate electrode in the logic region 를 포함하는 이미지 센서 제조방법.Image sensor manufacturing method comprising a. 제 9 항에 있어서, The method of claim 9, 상기 하드 마스크는 산화막으로 형성하는 이미지 센서 제조방법. And the hard mask is formed of an oxide film. 제 10 항에 있어서,The method of claim 10, 상기 하드 마스크를 제거하는 단계는 BOE 용액을 이용하는 이미지 센서 제조방법.Removing the hard mask is an image sensor manufacturing method using a BOE solution. 제 9 항 내지 제 11 항 중 어느 하나의 항에 있어서,The method according to any one of claims 9 to 11, 상기 하드 마스크는 2500~3500Å의 두께로 형성하는 이미지 센서 제조방법.The hard mask is an image sensor manufacturing method to form a thickness of 2500 ~ 3500Å. 제 12 항에 있어서,The method of claim 12, 상기 게이트 도전막은 1500~2500Å의 두께로 형성하는 이미지 센서 제조방법.The gate conductive film is an image sensor manufacturing method to form a thickness of 1500 ~ 2500Å. 제 13 항에 있어서,The method of claim 13, 상기 포토레지스트는 6000~10000Å의 두께로 도포하는 이미지 센서 제조방법.The photoresist is an image sensor manufacturing method for applying a thickness of 6000 ~ 10000Å. 제 9 항 내지 제 11 항 중 어느 하나의 항에 있어서,The method according to any one of claims 9 to 11, 상기 게이트 도전막을 식각하는 단계는 Cl2, HBr, HeO2 및 N2 가스의 혼합가스를 이용하는 이미지 센서 제조방법.The etching of the gate conductive layer may be performed using a mixed gas of Cl 2 , HBr, HeO 2 and N 2 gas.
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