專利名稱：互補(bǔ)型金屬氧化物半導(dǎo)體圖像傳感器的制造方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種半導(dǎo)體器件的制造方法，特別涉及一種互補(bǔ)型金屬氧化物半導(dǎo)體(CMOS)圖像傳感器的制造方法。本發(fā)明尤其涉及由金屬線層形成焊盤后的工藝。
背景技術(shù)：
CMOS圖像傳感器的特性取決于光電二極管接收外部光的靈敏度。該靈敏度主要由微透鏡和光電二極管之間的距離、以及薄膜特性決定。與完全反射所有光的金屬層不同，現(xiàn)有的像素塊的鈍化氮化物較之鈍化氧化物通常阻擋并反射相當(dāng)大部分的光。相應(yīng)地，COMS圖像傳感器的靈敏度退化。
另一方面，在現(xiàn)有的CMOS圖像傳感器中利用氫退火工藝——例如燒結(jié)工藝——來(lái)改善低照度(illumination)特性。由于鈍化氮化物涂敷較厚，其有阻礙氫離子的趨勢(shì)，因此導(dǎo)致工藝效果退化。
此外，不同于現(xiàn)有的半導(dǎo)體制造工藝，CMOS圖像傳感器的氫退火工藝在堆疊鈍化氮化物之后進(jìn)行，而不是在堆疊鈍化氧化物之后進(jìn)行。
以下參照?qǐng)D1A到圖1H描述現(xiàn)有的CMOS圖像傳感器的制造方法的缺點(diǎn)。具體地，圖1A到圖1H示出了從形成焊盤到制造微透鏡直至露出焊盤的工藝過程。
參照?qǐng)D1A，鈍化氧化物120以及鈍化氮化物130在焊盤110形成后形成。另外，不同于晶片中實(shí)際的主芯片區(qū)域，該晶片的邊緣區(qū)域會(huì)因?yàn)榫吘壗?jīng)受各種光蝕刻工藝而留有不規(guī)則的晶片邊緣遺留層100。由于不規(guī)則的晶片邊緣遺留層100，晶片邊緣區(qū)域的粘合強(qiáng)度減弱。
如圖1B所示，在CMOS圖像傳感器的情形下進(jìn)行氫工藝。該氫工藝為使用包括適當(dāng)比例的氮?dú)夂脱鯕獾臍怏w進(jìn)行的熱處理工藝。在該工藝過程中產(chǎn)生晶片邊緣剝落140。在晶片邊緣剝落140中，遺留在晶片邊緣的鈍化氮化物130由于鈍化氮化物130層間應(yīng)力的加劇或晶片邊緣遺留層100的氟化硅酸鹽玻璃中的氟離子增加而呈環(huán)形脫落。而且，在熱處理過程中，從晶片邊緣剝落的瑕疵顆粒(defect)進(jìn)入該晶片內(nèi)部的像素區(qū)域。進(jìn)入該晶片內(nèi)部的顆粒被稱為圓形疵點(diǎn)145。
參照?qǐng)D1C，進(jìn)行擦洗來(lái)去除這些圓形疵點(diǎn)145，并且通過光蝕刻工藝露出焊盤110的區(qū)域。接下來(lái)，進(jìn)行清潔和焊盤處理工藝，包括焊盤灰化工藝、溶劑清洗工藝以及最終的固化工藝。雖然進(jìn)行擦洗來(lái)去除這些圓形疵點(diǎn)145，但是圓形疵點(diǎn)145仍可能存在。
參照?qǐng)D1D，涂敷焊盤保護(hù)層150。該焊盤保護(hù)層150可為等離子體增強(qiáng)正硅酸四乙酯(PE-TEOS)層或熱固性樹脂層。該焊盤保護(hù)層150通過薄涂覆而具有200到500的厚度，因此使得在以后容易露出焊盤110。
圖1E為通過彩色光蝕刻工藝得到的濾色鏡矩陣160的剖視圖。圖1F為通過平坦化層光蝕刻工藝得到的平坦化層170的剖視圖。圖1G為在微透鏡工藝中通過熱回流得到的微凸透鏡180的剖視圖。最后，圖1H為通過蝕刻焊盤區(qū)域的焊盤保護(hù)層150而露出焊盤110的剖視圖。接下來(lái)有可能進(jìn)行探測(cè)檢驗(yàn)。

發(fā)明內(nèi)容
因此，本發(fā)明涉及一種CMOS圖像傳感器的制造方法，該方法基本上能消除由現(xiàn)有技術(shù)的局限和缺點(diǎn)而導(dǎo)致的一個(gè)或多個(gè)問題。
本發(fā)明的一個(gè)目的在于提供一種COMS圖像傳感器的制造方法，該方法通過去除在CMOS圖像傳感器的像素區(qū)域中的鈍化氮化物而大幅度加強(qiáng)了靈敏度，并且通過提高氫退火的有效性而改善了低照度的特性，并通過去除在晶片邊緣區(qū)域出現(xiàn)、之后移入像素區(qū)域中的圓形疵點(diǎn)來(lái)提高圖像傳感器的質(zhì)量和產(chǎn)量。
本發(fā)明的其他優(yōu)點(diǎn)、目的和特征將部分地在接下來(lái)的說明中進(jìn)行闡釋，一部分在本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員閱讀了下述內(nèi)容之后將變得顯而易見，或者可以從本發(fā)明的實(shí)踐中獲知。本發(fā)明的目的和其他優(yōu)點(diǎn)可以通過所撰寫的說明書、權(quán)利要求書以及附圖中所特別指出的結(jié)構(gòu)來(lái)實(shí)現(xiàn)和獲得。
為了實(shí)現(xiàn)這些目的和其它優(yōu)點(diǎn)，依照本發(fā)明的目的，正如在此具體實(shí)施并廣泛說明的，本發(fā)明提供一種互補(bǔ)型金屬氧化物圖像傳感器的制造方法，該方法包括在形成焊盤后涂敷鈍化氧化物和鈍化氮化物；通過光蝕刻工藝選擇性地去除焊盤區(qū)域和像素區(qū)域的鈍化氮化物，并進(jìn)行第一次清潔工藝；進(jìn)行氫退火工藝；通過去除該焊盤區(qū)域的鈍化氧化物而露出該焊盤，并且進(jìn)行第二次清潔工藝；涂敷焊盤保護(hù)層；在涂敷該焊盤保護(hù)層后，進(jìn)行濾色鏡矩陣工藝、平坦化工藝以及微透鏡工藝；以及去除該焊盤區(qū)域中的焊盤保護(hù)層。
進(jìn)行該第一次清潔工藝可以包括進(jìn)行灰化工藝和溶劑清洗工藝。進(jìn)行該第二次清潔工藝可以包括進(jìn)行第一次灰化工藝、溶劑清洗工藝和第二次灰化工藝。該焊盤保護(hù)層可以為等離子體增強(qiáng)正硅酸四乙酯層或者熱固性樹脂層中之一。該焊盤保護(hù)層可以具有200到600的厚度?？梢酝ㄟ^干蝕刻去除該等離子體增強(qiáng)正硅酸四乙酯?？梢酝ㄟ^氧氣灰化去除該熱固性樹脂層。通過去除該鈍化氧化物而露出的焊盤區(qū)域可以比通過去除該鈍化氮化物而露出的焊盤區(qū)域?qū)挕?br> 應(yīng)當(dāng)理解的是上文對(duì)本發(fā)明的概述以及下文對(duì)本發(fā)明的詳細(xì)描述都是示例性和解釋性的，并旨在對(duì)所請(qǐng)求保護(hù)的本發(fā)明作進(jìn)一步的解釋。


所包含的附圖用以提供對(duì)本發(fā)明的進(jìn)一步理解，其并入到本申請(qǐng)中并構(gòu)成為本申請(qǐng)的一部分，所述附圖示出了本發(fā)明的實(shí)施例，并與說明書一起用于解釋本發(fā)明的原理。在附圖中圖1A到圖1H為示出現(xiàn)有的CMOS圖像傳感器制造方法的剖視圖；以及圖2A到圖2I為示出根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的CMOS圖像傳感器制造方法的剖視圖。
具體實(shí)施例方式
下面將詳細(xì)參考本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例，其實(shí)例在附圖中示出。在所有附圖中盡可能使用相同的附圖標(biāo)記來(lái)表示相同或類似的部分。
圖2A到圖2I為示出根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的CMOS圖像傳感器制造方法的剖視圖。圖2A到圖2D為形成焊盤210后的工藝的剖視圖。
參照?qǐng)D2A，在焊盤210形成后，依次涂敷鈍化氧化物220和鈍化氮化物230。在涂敷鈍化氧化物220之后，進(jìn)行化學(xué)機(jī)械平坦化工藝然后涂敷鈍化氮化物230。另一方面，不同于晶片中實(shí)際的主芯片區(qū)域，在該晶片的邊緣區(qū)域會(huì)因?yàn)榫吘壗?jīng)受多種光蝕刻工藝而留有不規(guī)則的晶片邊緣遺留層200。由于不規(guī)則的晶片邊緣遺留層200，晶片的邊緣區(qū)域的粘合強(qiáng)度減弱。
圖2B為當(dāng)通過光蝕刻工藝僅將焊盤區(qū)域及像素區(qū)域的鈍化氮化物230去除時(shí)的剖視圖。圖2C為當(dāng)使用包括適當(dāng)比例的氮?dú)夂脱鯕獾臍怏w進(jìn)行熱處理工藝即氫退火工藝時(shí)的剖視圖。在晶片的主芯片區(qū)域的圖像信號(hào)處理器(ISP)邏輯模塊中的鈍化氮化物230未被蝕刻，而只是去除像素區(qū)域的鈍化氮化物230。相應(yīng)地，由于鈍化氮化物230相比于鈍化氧化物220具有較大的反光率，因此CMOS圖像傳感器的靈敏度增加。另外，由于在焊盤區(qū)域和像素區(qū)域的鈍化氮化物230被去除了，因此在氫退火工藝過程中氫離子能更有效地填補(bǔ)硅表面的受損的懸掛鍵(dangling bond)。相應(yīng)地，由于避免了受損的懸掛鍵中的自由電子而導(dǎo)致的黑信號(hào)(dark signal)，因此可改善低照度特性。另一方面，當(dāng)在此蝕刻工藝之后進(jìn)行清潔工藝時(shí)，僅進(jìn)行灰化和溶劑清洗。
圖2D是通過光蝕刻工藝蝕刻焊盤區(qū)域中的鈍化氧化物220時(shí)的剖視圖。露出的焊盤210的區(qū)域較之于圖2B的露出的焊盤210的區(qū)域被蝕刻得更寬。這是為了接下來(lái)的光蝕刻工藝過程中的對(duì)準(zhǔn)誤差。然后依次進(jìn)行包括第一次灰化、溶劑清洗以及第二次灰化的第二次清潔工藝。不同于圖2C的第一次清潔工藝，由于已經(jīng)露出焊盤210，因此通過多進(jìn)行一次灰化(第二次灰化)，焊盤210更加清潔而且避免了焊盤腐蝕。
接下來(lái)，如圖2E所示，在整個(gè)襯底上形成焊盤保護(hù)層240。該焊盤保護(hù)層240可以是PE-TEOS層或者熱固性樹脂層。該焊盤保護(hù)層240具有200到600的厚度，從而使得在微透鏡工藝之后易于去除在焊盤區(qū)域的焊盤保護(hù)層240。
接下來(lái)，通過圖2F所示的彩色光蝕刻工藝在像素區(qū)域形成濾色鏡矩陣250。另外，通過圖2G所示的光蝕刻工藝形成平坦化層260，然后通過圖2H中的熱處理形成微凸透鏡270。最終，去除焊盤保護(hù)層240以露出焊盤210。在這一點(diǎn)上，若焊盤保護(hù)層240為PE-TEOS層，則使用干蝕刻法將其去除；若焊盤保護(hù)層240為熱固性樹脂層，則使用氧氣灰化(oxygen ashing)工藝將其去除。
根據(jù)本發(fā)明，提供了一種CMOS圖像傳感器的制造方法，該方法通過蝕刻焊盤區(qū)域和像素區(qū)域的鈍化氮化物以降低反光率從而大幅度地增加了靈敏度，并且通過在去除鈍化氮化物之后進(jìn)行氫退火工藝避免了晶片邊緣區(qū)域的剝落或像素區(qū)域的圓形疵點(diǎn)。而且，由于氫退火工藝是在去除像素區(qū)域和焊盤區(qū)域的鈍化氮化物之后進(jìn)行，因此氫退火效應(yīng)(可使大量氫離子到達(dá)硅表面的受損懸掛鍵)可被最大化，從而加強(qiáng)CMOS圖像傳感器的低照度特性。
對(duì)于本領(lǐng)域的技術(shù)人員而言，顯然可以在本發(fā)明的范圍內(nèi)進(jìn)行各種修改和變化。因此，本發(fā)明應(yīng)覆蓋在所附權(quán)利要求書及其等同范圍內(nèi)對(duì)本發(fā)明的所有修改和變化。
權(quán)利要求
1.一種互補(bǔ)型金屬氧化物圖像傳感器的制造方法，該方法包括在形成焊盤后涂敷鈍化氧化物和鈍化氮化物；通過光蝕刻工藝選擇性地去除焊盤區(qū)域和像素區(qū)域的鈍化氮化物，并進(jìn)行第一次清潔工藝；進(jìn)行氫退火工藝；通過去除該焊盤區(qū)域的鈍化氧化物而露出該焊盤，并且進(jìn)行第二次清潔工藝；涂敷焊盤保護(hù)層；在涂敷該焊盤保護(hù)層后，進(jìn)行濾色鏡矩陣工藝、平坦化工藝以及微透鏡工藝；以及去除該焊盤區(qū)域中的焊盤保護(hù)層。
2.如權(quán)利要求1所述的制造方法，其中，進(jìn)行該第一次清潔工藝包括進(jìn)行灰化工藝和溶劑清洗工藝。
3.如權(quán)利要求1所述的制造方法，其中，進(jìn)行該第二次清潔工藝包括進(jìn)行第一次灰化工藝、溶劑清洗工藝和第二次灰化工藝。
4.如權(quán)利要求1所述的制造方法，其中，該焊盤保護(hù)層為等離子體增強(qiáng)正硅酸四乙酯層或者熱固性樹脂層中之一。
5.如權(quán)利要求4所述的制造方法，其中，該焊盤保護(hù)層的厚度為200到600。
6.如權(quán)利要求4所述的制造方法，其中，通過干蝕刻去除該等離子體增強(qiáng)正硅酸四乙酯。
7.如權(quán)利要求4所述的制造方法，其中，通過氧氣灰化去除該熱固性樹脂層。
8.如權(quán)利要求1所述的制造方法，其中，通過去除該鈍化氧化物而露出的焊盤區(qū)域比通過去除該鈍化氮化物而露出的焊盤區(qū)域?qū)挕?br> 全文摘要
本發(fā)明提供一種互補(bǔ)型金屬氧化物圖像傳感器的制造方法。該方法包括在形成焊盤后涂敷鈍化氧化物和鈍化氮化物；通過光蝕刻工藝選擇性地去除焊盤區(qū)域和像素區(qū)域的鈍化氮化物，并進(jìn)行第一次清潔工藝；進(jìn)行氫退火工藝；通過去除該焊盤區(qū)域的鈍化氧化物而露出該焊盤，并且進(jìn)行第二次清潔工藝；涂敷焊盤保護(hù)層；在涂敷該焊盤保護(hù)層后，進(jìn)行濾色鏡矩陣工藝、平坦化工藝以及微透鏡工藝；以及去除該焊盤區(qū)域中的焊盤保護(hù)層。
文檔編號(hào)H01L27/146GK1992221SQ20061017019
公開日2007年7月4日 申請(qǐng)日期2006年12月25日 優(yōu)先權(quán)日2005年12月28日
發(fā)明者金唇翰 申請(qǐng)人:東部電子股份有限公司