(57)【要約】【課題】光透過度が向上されるＣＭＯＳイメージセンサーの製造方法が開示される。【解決手段】まず、フォトダイオードが形成されている基板上に不透明膜を有する第１層間絶縁構造物を形成する。前記第１層間絶縁構造物上で前記フォトダイオードと対向する部位にエッチング阻止膜パターンを形成する。前記エッチング阻止膜パターン及び第１層間絶縁構造物上に不透明膜を有する第２層間絶縁構造物を形成する。その後、前記フォトダイオードが露出しないようにしながら、前記フォトダイオードと対向する部位の前記第２層間絶縁構造物、エッチング阻止膜パターン及び第１層間絶縁構造物を順次エッチングして開口部を形成する。前記工程によると、フォトダイオードに光透過される部位に不透明膜が除去されることによってＣＭＯＳイメージセンサーの光透過度が向上する。【選択図】図４
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
フォトダイオードが形成されている基板上に不透明膜を有する第１層間絶縁構造物を形成する段階と、
前記第１層間絶縁構造物上で前記フォトダイオードと対向する部位にエッチング阻止膜パターンを形成する段階と、
前記エッチング阻止膜パターン及び第１層間絶縁構造物上に不透明膜を有する第２層間絶縁構造物を形成する段階と、
前記フォトダイオードが露出しないようにし、かつ、前記フォトダイオードと対向する部位の前記第２層間絶縁構造物、エッチング阻止膜パターン及び第１層間絶縁構造物を順次エッチングして開口部を形成する段階と、を含むことを特徴とするイメージ素子の製造方法。
【請求項２】
前記開口部を形成する段階は、
前記エッチング阻止膜パターンが露出されるように前記第２層間絶縁構造物をエッチングして第１予備開口部を形成する段階と、
前記エッチング阻止膜パターンをエッチングして前記第１予備開口部が下方に拡張された形態の第２予備開口部を形成する段階と、
前記第２予備開口部の下に露出された第１層間絶縁構造物を部分的にエッチングする段階と、を含むことを特徴とする請求項１記載のイメージ素子の製造方法。
【請求項３】
前記第１層間絶縁構造物を部分的にエッチングする段階は、
前記第１上部不透明膜及び第１上部層間絶縁膜を順次エッチングする段階と、
前記第１下部層間絶縁膜を残しながら前記第１下部不透明膜をエッチングする段階と、を含むことを特徴とする請求項２記載のイメージ素子の製造方法。
【請求項４】
前記第１層間絶縁構造物を形成する段階は、
前記フォトダイオードをカバーする第１下部層間絶縁膜を形成する段階と、
前記第１下部層間絶縁膜上に第１下部不透明膜を形成する段階と、
前記第１下部不透明膜上に第１上部層間絶縁膜を形成する段階と、
前記第１上部層間絶縁膜上に第１上部不透明膜を形成する段階と、を含むことを特徴とする請求項１記載のイメージ素子の製造方法。
【請求項５】
前記第１下部層間絶縁膜及び第１上部層間絶縁膜は、それぞれ３００〜２５００Åの厚さに形成されることを特徴とする請求項４記載のイメージ素子の製造方法。
【請求項６】
前記第１層間絶縁構造物を形成する段階は、
前記基板のコンタクト形成領域と接触する第１コンタクト及び前記第１コンタクトを電気的に連結させる第１補助配線で構成される第１配線を形成する段階を更に含むことを特徴とする請求項１記載のイメージ素子の製造方法。
【請求項７】
前記第１配線は、前記フォトダイオードとずれるように配置することを特徴とする請求項６記載のイメージ素子の製造方法。
【請求項８】
前記第１層間絶縁構造物を形成する段階は、
前記基板上に前記基板のコンタクト形成領域と接続する第１コンタクトが具備される第１下部層間絶縁膜を形成する段階と、
前記第１下部層間絶縁膜上に金属拡散を防止するための第１下部不透明膜及び前記第１上部層間絶縁膜を形成する段階と、
前記第１上部層間絶縁膜及び第１下部不透明膜を部分的にエッチングして前記第１コンタクトを電気的に連結させるための第１補助配線用トレンチを形成する段階と、
前記トレンチ内に金属物質を埋め立てて第１補助配線を形成する段階と、
前記第１補助配線上に第１上部不透明膜を形成する段階と、を含むことを特徴とする請求項１記載のイメージ素子の製造方法。
【請求項９】
前記第２層間絶縁構造物を形成する段階は、
前記第１層間絶縁構造物及びエッチング阻止膜パターン上に層間絶縁膜及び不透明膜を反復的に積層する段階を含むことを特徴とする請求項１記載のイメージ素子の製造方法。
【請求項１０】
前記第２層間絶縁構造物を形成する段階は、
前記基板のコンタクト形成領域と電気的に連結される第２コンタクト及び前記第２コンタクトを電気的に連結させる第２補助配線を含む第２配線を形成する段階と、
前記第２配線上に基板のコンタクト形成領域と電気的に連結される追加コンタクト及び前記追加コンタクトを電気的に連結させる追加補助配線を含む追加配線を形成する段階と、を含むことを特徴とする請求項１記載のイメージ素子の製造方法。
【請求項１１】
前記追加配線は、多層として積層させることを特徴とする請求項１０記載のイメージ素子の製造方法。
【請求項１２】
前記第２配線及び追加配線は、銅を用いて形成することを特徴とする請求項１０記載のイメージ素子の製造方法。
【請求項１３】
前記第２配線及び追加配線は、前記フォトダイオードとずれるように配置されることを特徴とする請求項１０記載のイメージ素子の製造方法。
【請求項１４】
前記第２配線を形成する段階は、
前記第１下部層間絶縁膜構造物及びエッチング阻止膜パターン上に第２下部層間絶縁膜を形成する段階と、
前記第２層間下部絶縁膜上に金属拡散を防止するための第２下部不透明膜及び第２上部層間絶縁膜を形成する段階と、
前記第２上部層間絶縁膜、第２不透明膜及び第２下部層間絶縁膜の一部分をエッチングして第２コンタクトホール及び第２補助配線用トレンチを形成する段階と、
前記第２コンタクトホール及び第２補助配線用トレンチ内部に金属物質を埋め立てることで第２コンタクト及び第２補助配線を形成する段階と、
前記第２補助配線及び前記第２上部層間絶縁膜上に第２上部不透明膜を形成する段階と、を含むことを特徴とする請求項１０記載のイメージ素子の製造方法。
【請求項１５】
前記第２配線を形成する段階は、
前記第１層間絶縁膜構造物上に第２コンタクトが具備される第２下部層間絶縁膜を形成する段階と、
前記第２下部層間絶縁膜上に金属拡散を防止するための第２下部不透明膜及び第２上部層間絶縁膜を形成する段階と、
前記第２上部層間絶縁膜及び前記第２下部不透明膜を部分的にエッチングして前記第２コンタクトを露出させる第２補助配線用トレンチを形成する段階と、
前記第２補助配線用トレンチ内に金属物質を埋め立てて第２補助配線を形成する段階と、
前記第２補助配線及び前記第２上部層間絶縁膜上に第２上部不透明膜を形成する段階と、を行うことを特徴とする請求項１０記載のイメージ素子の製造方法。
【請求項１６】
前記エッチング阻止膜パターンは、金属物質を用いて形成することを特徴とする請求項１記載のイメージ素子の製造方法。
【請求項１７】
前記金属物質は、チタニウム、チタニウム窒化物、タンタル、及びタンタル窒化物からなる群より選択される少なくとも一つの物質であることを特徴とする請求項１６記載のイメージ素子の製造方法。
【請求項１８】
前記不透明膜は、シリコン窒化膜または炭化シリコン膜を用いて形成することを特徴とする請求項１記載のイメージ素子の製造方法。
【請求項１９】
前記第２層間絶縁構造物を形成する段階を行った後に、
前記第２層間絶縁構造物上に、前記第２層間絶縁構造物及び第１層間絶縁構造物を保護するための保護膜構造物を形成する段階と、
前記保護膜構造物の一部分をエッチングしてパッドコンタクトホールを形成する段階と、
前記パッドコンタクトホールの内部に導電物質を埋め立ててパッドを形成する段階と、を更に行うことを特徴とする請求項１記載のイメージ素子の製造方法。
【請求項２０】
前記保護膜構造物は、第１保護膜及び第２保護膜が積層された多層膜で形成することを特徴とする請求項１９記載のイメージ素子の製造方法。
【請求項２１】
前記第１保護膜はシリコン酸化膜で形成し、前記第２保護膜はシリコン窒化膜または炭化シリコン膜で形成することを特徴とする請求項２０記載のイメージ素子の製造方法。
【請求項２２】
前記第１保護膜及び第２保護膜は、それぞれ１００〜５０００Åの厚さに形成することを特徴とする請求項２０記載のイメージ素子の製造方法。
【請求項２３】
前記開口部を形成する段階を行った後に、
前記開口部の内部を埋め立てる透明絶縁膜を形成する段階と、
前記透明絶縁膜及び第２層間絶縁構造物上にカラーフィルタを形成する段階と、
前記カラーフィルタ上にマイクロレンズを形成する段階と、を含むことを特徴とする請求項１記載のイメージ素子の製造方法。
【請求項２４】
第１領域及び第２領域を有する基板を準備する段階と、
前記第１領域にフォトダイオードを形成する段階と、
前記第１領域上には前記フォトダイオードとずれるように配置される配線を含み、前記第２領域上にはキャパシタ下部電極を含む第１層間絶縁構造物を形成する段階と、
前記第１層間絶縁構造物上に誘電膜を形成する段階と、
前記第１領域における前記フォトダイオードと対向する部位の誘電膜上にエッチング阻止膜パターンと、前記第２領域における前記キャパシタ下部電極と対向する部位の誘電膜上に上部電極パターンをそれぞれ形成する段階と、
前記エッチング阻止膜パターン及び第１層間絶縁構造物上に少なくとも一つの不透明膜を有する第２層間絶縁構造物を形成する段階と、
前記フォトダイオードが露出されないようにし、かつ、前記フォトダイオードと対向する部位の第２層間絶縁構造物、エッチング阻止膜パターン及び前記第１層間絶縁構造物を順次エッチングして開口部を形成する段階と、を含むことを特徴とするイメージ素子の製造方法。
【請求項２５】
前記開口部を形成する段階は、
前記エッチング阻止膜パターンが露出されるように、前記第２層間絶縁構造物をエッチングして第１予備開口部を形成する段階と、
前記エッチング阻止膜パターンをエッチングして、前記第１予備開口部の下方を拡張した形態の第２予備開口部を形成する段階と、
前記第２予備開口部の下に露出された第１層間絶縁構造物を部分的にエッチングする段階と、を含むことを特徴とする請求項２４記載のイメージ素子の製造方法。
【請求項２６】
前記第１層間絶縁構造物を部分的にエッチングする段階は、
前記第１上部不透明膜及び前記第１上部層間絶縁膜を順次エッチングする段階と、
前記第１下部層間絶縁膜を残しながら、前記第１下部不透明膜をエッチングする段階と、を含むことを特徴とする請求項２５記載のイメージ素子の製造方法。
【請求項２７】
前記第１層間絶縁構造物を形成する段階は、
前記基板のコンタクト形成領域と接触する第１コンタクトを形成する段階と、
前記第１コンタクトを電気的に連結させる第１補助配線を形成することで、前記第１コンタクト及び第１補助配線で構成される第１配線を形成し、かつ、下部電極を形成する段階と、を含むことを特徴とする請求項２４記載のイメージ素子の製造方法。
【請求項２８】
前記第１配線及び下部電極は、銅を用いて形成することを特徴とする請求項２７記載のイメージ素子の製造方法。
【請求項２９】
前記第１層間絶縁構造物を形成する段階は、
前記基板上に基板のコンタクト形成領域と接続する第１コンタクトが具備される第１下部層間絶縁膜を形成する段階と、
前記第１下部層間絶縁膜上に金属拡散を防止するための第１下部不透明膜及び第１上部層間絶縁膜を形成する段階と、
前記第１上部層間絶縁膜及び第１不透明膜を部分的にエッチングすることで、前記第１領域に前記第１コンタクトと電気的に連結される第１補助配線用トレンチ及び前記第２領域に下部電極用トレンチを形成する段階と、
前記第１補助配線用トレンチ及び下部電極用トレンチ内に金属物質を埋め立てて第１補助配線及び下部電極を形成する段階と、
前記第１補助配線、下部電極及び第１上部層間絶縁膜上に第１上部不透明膜を形成する段階と、を含むことを特徴とする請求項２４記載のイメージ素子の製造方法。
【請求項３０】
前記第２層間絶縁構造物を形成する段階は、
前記基板のコンタクトを電気的に連結される第２コンタクト及び前記第２コンタクトを電気的に連結させる第２補助配線を含む第２配線を形成する段階と、
前記第２配線上に基板のコンタクト形成領域と電気的に連結される追加コンタクト及び前記追加コンタクトを電気的に連結させる追加補助配線を含む追加配線を形成する段階と、を更に含むことを特徴とする請求項２４記載のイメージ素子の製造方法。
【請求項３１】
前記第２配線及び追加配線は、銅を用いて形成することを特徴とする請求項３０記載のイメージ素子の製造方法。
【請求項３２】
前記第２配線及び追加配線は、前記フォトダイオードとずれるように配置することを特徴とする請求項３０記載のイメージ素子の製造方法。
【請求項３３】
前記エッチング阻止膜パターン及び上部電極パターンを形成する段階は、
前記誘電膜上に金属膜を形成する段階と、
前記金属膜をパターニングして前記フォトダイオードと対向する部位の誘電膜の上部面及び前記キャパシタ下部電極と対向する部位の誘電膜上部面にそれぞれ金属膜パターンを形成する段階と、を含むことを特徴とする請求項２４記載のイメージ素子の製造方法。
【請求項３４】
前記金属膜は、チタン物、チタン窒化物、タンタル、及びタンタル窒化物からなる群より選択される少なくとも一つの物質を用いて形成することを特徴とする請求項３３記載のイメージ素子の製造方法。
【請求項３５】
前記不透明膜は、シリコン窒化物または炭化シリコン物を用いて形成することを特徴とする請求項２４記載のイメージ素子の製造方法。
【請求項３６】
前記第２層間絶縁構造物を形成した後に、
前記第２層間絶縁構造物上に、下部構造を保護するための保護膜構造物を形成する段階と、
前記保護膜構造物の一部分をエッチングしてパッドコンタクトホールを形成する段階と、
前記パッドコンタクトホールの内部に導電物質を埋め立ててパッドを形成する段階と、を含むことを特徴とする請求項２４記載のイメージ素子の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、イメージセンサーの製造方法に関わり、より詳細には、ＣＭＯＳイメージセンサーの製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
イメージセンサーは、１次元または２次元以上の光学情報を電気信号に変換する装置である。イメージセンサーの種類としては、撮像管と固体撮像素子に分類される。撮像管は、テレビを中心として画像処理技術を駆使した計測、制御、認識などで広く常用され、応用技術が発展された。市販されている固体イメージセンサーはＭＯＳ型とＣＣＤ型の二種がある。
【０００３】
ＣＭＯＳイメージセンサーは、ＣＭＯＳ製造技術を用いて光学的イメージを電気的信号に変換させる素子である。ＣＭＯＳイメージセンサーは１９６０年代に開発されたが、ＦＰＮのようなノイズによってイメージ品質がＣＣＤに比べて劣り、ＣＣＤに比べて回路が複雑で、集積密度が低く、費用面からはＣＣＤに比べて差異がなく、チップの大きさが大きくて１９９０年代までそれ以上の開発は進行されなかった。
【０００４】
１９９０年代後半に至って、ＣＭＯＳ工程技術の発達及び信号処理アルゴリズムなどの改善によって既存のＣＭＯＳイメージセンサーが有している短所が克服され始めた。また、選択的にＣＣＤ工程をＣＭＯＳイメージセンサーに適用して製品の質が更に改善してイメージセンサーとして用いられてきた。ＣＭＯＳイメージセンサーの場合、低電力動作が可能であり、画像データのランダムアクセスが可能であり、一般のＣＭＯＳ工程を利用することで工程費用を低減することができるという長所がある。
【０００５】
最近ではデジタルスチールカメラ、携帯電話のカメラ、ドアホンのカメラなどイメージセンサーに対する需要が爆発的に増加することによって、ＣＭＯＳイメージセンサーに対する需要も幾何級数的に増えつつある。これによって、各種応用製品において高性能のＣＭＯＳイメージセンサーが要求されている。
【０００６】
微細なデザインルールを有するＣＭＯＳイメージセンサーの場合に、アルミニウムを利用した金属配線を形成しにくい。したがって、前記アルミニウムより低抵抗を有する銅を用いた金属配線を適用することが望ましい。しかし、前記の銅物質は反応イオンエッチング（ＲＩＥ）方式でパターンを形成しにくいので、ダマシン方式を適用してパターンを形成しなければならない。前記ダマシン方式を適用して銅金属配線を形成する場合には、銅の拡散を防止するためのキャッピング膜とエッチングの深さ調節のためのエッチング阻止膜を用いるために、前記金属層間絶縁膜の間にＳｉＮ、ＳｉＣなどのような光透過率が低い物質膜を形成しなければならない。しかし、前記物質の使用は、外部の光を受け入れて反応するフォトダイオードを有するイメージセンサーの感度を顕著に低下させ、工程不良によって前記不透明膜が除去されなければフォトダイオードにまで外部光が到逹しにくくなるので、イメージセンサーとして動作しない。
【０００７】
したがって、前記銅多層配線工程を行った後に、アクティブピクセルセンサー部位の金属層間絶縁膜及び不透明膜をとり除くアクティブピクセルセンサーオープン工程が行われている。しかし、前記アクティブピクセルセンサーオープン工程時に前記金属層間絶縁膜の下部の層間絶縁膜まで過度にエッチングされる場合にはフォトダイオードにアタックが加えられることがある。逆に、前記アクティブピクセルセンサーオープン工程時に、前記金属層間絶縁膜が完全に除去されず、不透明膜が一部残るようになると、前記残っている不透明膜によって光が散乱されるので、下部のフォトダイオードにまで光が到逹しにくくなる。したがって、前記アクティブピクセルセンサーオープン工程時に前記金属層間絶縁膜及び不透明膜だけが完全に除去されるようにエッチング工程を調節しなければならない。
【０００８】
しかし、前記金属層間絶縁膜のそれぞれの厚さに違いが存在し、前記金属層間絶縁膜の間に不透明膜が反復的に介在されているので、基板の全領域で下部層間絶縁膜のアタックなしに前記金属層間絶縁膜及び不透明膜を完全にとり除くようにエッチング工程を調節しにくい。更に、前記フォトダイオードへの光透過率を向上させるためには、前記金属層間絶縁膜のそれぞれの厚さが次第に薄くなっている。したがって、前記アクティブピクセルセンサーオープン工程時に若干のオーバーエッチングによってもフォトダイオードのアタックが加えられるようになり、逆に若干のアンエッチングによっても前記不透明膜が残るようになる。したがって、前記アクティブピクセルセンサーオープン工程時のエッチングマージンはより減少している。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
したがって、本発明の目的はフォトダイオードのアタックが減少し、フォトダイオードへの光透過率が向上されるイメージセンサーの製造方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
前記の目的を達成するために、本発明の一実施例によるイメージセンサーの製造において、まず、フォトダイオードが形成されている基板上に不透明膜を有する第１層間絶縁構造物を形成する。前記第１層間絶縁構造物上で前記フォトダイオードと対向する部位にエッチング阻止膜パターンを形成する。前記エッチング阻止膜パターン及び第１層間絶縁構造物上に不透明膜を有する第２層間絶縁構造物を形成する。その後、前記フォトダイオードが露出しないようにしかつ、前記フォトダイオードと対向する部位の前記第２層間絶縁構造物、エッチング阻止膜パターン及び第１層間絶縁構造物と、を順次エッチングして開口部を形成する。
【００１１】
前記の目的を達成するために、本発明の他の実施例によるイメージセンサーの製造において、まず、第１領域及び第２領域を有する基板を準備する。前記第１領域にフォトダイオードを形成する。前記第１領域上には前記フォトダイオードとずれるように配置される配線を含み、前記第２領域上にはキャパシタ下部電極を含む第１層間絶縁構造物を形成する。前記第１層間絶縁構造物上に誘電膜を形成する。前記フォトダイオードと対向する部位の誘電膜上にエッチング阻止膜パターンと、前記キャパシタ下部電極と対向する部位の誘電膜上に上部電極パターンをそれぞれ形成する。前記エッチング阻止膜パターン及び第１層間絶縁構造物上に少なくとも一つの不透明膜を有する第２層間絶縁構造物を形成する。その後、前記フォトダイオードが露出されないようにし、かつ、前記フォトダイオードと対向する部位の第２層間絶縁構造物、エッチング阻止膜パターン及び前記第１層間絶縁構造物を順次エッチングして開口部を形成する。
【００１２】
前述した方法によると、前記第１層間絶縁構造物上の前記フォトダイオードと対向する部位にエッチング阻止膜パターンが具備される。したがって、前記開口部形成工程時に、開口部の底面に第１層間絶縁構造物が一部残るように容易にそれぞれの層間絶縁膜をエッチングすることができる。したがって、前記エッチング工程時に下部のフォトダイオードアタックの発生を減少させることができる。また、前記エッチング工程時に不透明膜のみ残るようになり、光透過率が減少することを最小化することができる。これによって、究極的にはイメージセンサーの特性及び信頼性を向上させることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
以下、添付した図面を参照して本発明の望ましい実施例を詳細に説明する。
実施例１
図１乃至図１２は、本発明の第１実施例によるイメージ素子の製造方法を示す断面図である。
図１を参照すると、半導体基板１０に素子分離膜（図示せず）を形成することによって、素子分離領域及びアクティブ領域を画定する。前記アクティブ領域の基板の下にフォトダイオード１２のような受光素子を形成し、前記フォトダイオード１２と隣接した領域に、前記フォトダイオード１２のスイッチング素子であるトランジスタ（図示せず）を形成する。
【００１４】
前記トランジスタ及びフォトダイオード１２が形成されている半導体基板１０をカバーするように第１下部層間絶縁膜１６を形成する。前記第１下部層間絶縁膜１６は１５００〜３０００Åの厚さに形成される。前記第１下部層間絶縁膜１６は透明な物質で形成することができ、具体的にシリコン酸化物を蒸着させることで形成することができる。
【００１５】
前記第１下部層間絶縁膜１６にフォトリソグラフィ工程を行って前記トランジスタのソース／ドレイン領域１４の表面部位とゲート電極の上部表面部位を露出させる第１コンタクトホール１８を形成する。ここで、前記第１コンタクトホール１８は、前記フォトダイオード１２とずれるように配置される。
【００１６】
前記第１コンタクトホール１８の内部を埋め立てるようにチタンまたはタングステンのような金属物質を蒸着させて下部金属層（図示せず）を形成する。前記金属物質は、化学気相蒸着方法やスパッタリング方法を利用して蒸着することができる。前記下部金属層は銅を蒸着させて形成することもできる。しかし、前記銅は下部に存在する半導体基板１０に拡散しやすいので、説明したように、チタンやタングステンを用いることが更に望ましい。一方、前記下部金属層を銅で形成する場合には前記下部金属層を形成する前に、金属拡散を防止するためのバリア金属膜形成工程を先に行う。
【００１７】
その後、前記第１下部層間絶縁膜１６の上部面が露出するまで前記下部金属層を化学的機械的研磨方法で研磨することで第１コンタクト１８を形成する。
【００１８】
図２を参照すると、前記第１下部層間絶縁膜１６及び第１コンタクト１８上に第１下部キャッピング膜２０を形成する。前記第１下部キャッピング膜２０は、前記第１コンタクト１８を構成している金属が拡散することを防止するための膜である。また、前記第１下部キャッピング膜２０は後続のトレンチ形成工程時にエッチング停止のための膜としても提供される。そのため、前記第１下部キャッピング膜２０は以後に形成される第１上部層間絶縁膜とエッチング選択比が高い膜で形成されることが望ましい。具体的に、前記第１上部層間絶縁膜をシリコン酸化物で形成する場合に、前記第１下部キャッピング膜２０で用いることができる物質の例としては、シリコン窒化物（ＳｉＮ）、シリコン酸窒化物（ＳｉＯＮ）及び炭化シリコン（ＳｉＣ）を挙げることができる。これらは単独または積層された構造に形成されることができる。前記第１下部キャッピング膜２０は１００〜１０００Åの厚さに形成される。
【００１９】
前記第１下部キャッピング膜２０上に第１上部層間絶縁膜２２を蒸着する。前記第１上部層間絶縁膜２２はシリコン酸化物のような透明な材質の物質を蒸着することで形成することができる。前記第１上部層間絶縁膜２２には後続工程を通じて第１補助配線２６が形成される。したがって、前記第１上部層間絶縁膜２２の厚さは形成しようとする第１補助配線２６の厚さより更に厚く形成しなければならない。しかし、前記第１補助配線２６が低抵抗を有する銅で形成される場合には、アルミニウムで形成される場合と比べると、相対的に前記第１補助配線２６の厚さを更に薄く形成することができる。前記第１上部層間絶縁膜２２は、前記第１補助配線２６で要求する抵抗値によって変わるが、１０００〜３０００Åの厚さに形成することができる。
【００２０】
前記第１上部層間絶縁膜２２を部分的にエッチングして、順次に第１下部キャッピング膜２０をエッチングすることで、前記第１コンタクト１８の上部面を露出するライン型の第１トレンチ（図示せず）をそれぞれ形成する。前記第１トレンチは前記フォトダイオードとずれるように配置されなければならない。言い換えれば、前記第１トレンチは、前記フォトダイオードの上部を経由しないように配置されなければならない。
【００２１】
前記第１トレンチの側面、底面及び前記第１上部層間絶縁膜２２の上部面に連続的に第１バリア金属膜（図示せず）を形成する。前記第１バリア金属膜は、後続の銅蒸着工程の時に銅成分が前記第１上部層間絶縁膜２２内に拡散することを防止するための膜である。具体的に、前記第１バリア金属膜はチタン物、チタン窒化物、タンタルまたはタンタル窒化物を蒸着させて形成することができる。これらは単独または積層された構造に形成することができる。
【００２２】
前記第１バリア金属膜上に前記第１トレンチを埋め立てるように銅を蒸着させることで第１銅膜（図示せず）を形成する。前記第１銅膜は銅シードをスパッタリング方法によって蒸着した後、前記メッキ法によって形成することができる。または、前記第１銅膜は無電解メッキ法で形成することもできる。
【００２３】
前記第１上部層間絶縁膜２２の上部面が露出するように前記第１銅膜及び第１バリア金属膜を化学的機械的研磨方法で研磨することで、前記第１コンタクト１８と電気的に連結されるようにライン型の第１補助配線２６を形成する。ここで、前記第１トレンチの内部面には第１バリア金属膜が残ることによって第１バリア金属膜パターン２４が形成される。
【００２４】
以下、前記第１コンタクト１８と第１補助配線２６を第１配線と称して説明する。前記第１配線は、下部のフォトダイオードとずれる（平面図の上方から見て重ならない）ように配置することで、前記第１配線が前記フォトダイオードに透過される光を吸収しないようにする。
【００２５】
その後、前記第１補助配線２６及び第１上部層間絶縁膜２２の上部面に第１上部キャッピング膜２８を形成する。前記第１上部キャッピング膜２８は、前記第１補助配線２６で銅が拡散することを防止するために具備される。前記第１上部キャッピング膜２８は、シリコン窒化膜または炭化シルリコン膜で形成することができる。前記第１上部キャッピング膜２８は１００〜１０００Å程度の厚さに形成される。前記第１上部キャッピング膜が１００Å以下の厚さに形成される場合、銅の拡散を防止しにくく、１０００Å以上の厚さに形成される場合には、層間絶縁構造物の全体厚さが増加するのでイメージセンサーの光センシング能力が低下する。
【００２６】
前記図１及び図２を参照して説明した工程を行うことで、フォトダイオードが形成されている基板上に第１層間絶縁構造物を完成する。
図３を参照すると、前記第１上部キャッピング膜２８上に金属物質で形成されるエッチング阻止膜３０を形成する。前記金属物質は、層間絶縁膜及びキャッピング膜として用いられる物質であるシリコン窒化物、炭化シリコン、シリコン酸化物質及びシリコン酸化物とは全く異なるエッチング条件でエッチングされる。それで、前記金属物質は前記層間絶縁膜及びキャッピング膜をエッチングする条件ではほぼエッチングが行われない。したがって、前記層間絶縁膜及びキャッピング膜をエッチングする時、エッチング阻止膜３０に提供されるのに最も適している。
【００２７】
前記エッチング阻止膜３０として使用可能な金属の例としては、チタン、チタン窒化物、タンタル及びタンタル窒化物を挙げることができる。そして、これらは単独または二つ以上を積層させて形成することができる。
図４を参照すると、前記エッチング阻止膜３０を部分的にエッチングして前記フォトダイオード１２に対向する部位にエッチング阻止膜パターン３０ａを形成する。
【００２８】
前記エッチング阻止膜パターン３０ａは後続のアクティブピクセルセンサーをオープンするためのエッチング工程で１次的にエッチングを停止させるために具備される。そして、前記エッチング阻止膜パターン３０ａは、前記エッチング工程で開口される部位の全体領域上に形成されるべきである。また、前記エッチング阻止膜パターン３０ａは、前記第１配線とは重ならないように形成されなければならない。前記エッチング阻止膜３０ａが開口される部位の一部領域にのみ形成されている場合には、前記エッチング阻止膜パターン３０が形成されていない開口部位で過度に膜がエッチングされてフォトダイオード１２にアタックが加えられる可能性がある。また、前記エッチング阻止膜パターン３０が第１配線と重なる場合には前記エッチング阻止膜パターン３０によって第１配線が互いにショートすることができる。
【００２９】
図５を参照すると、前記エッチング阻止膜パターン３０ａ、第１上部キャッピング膜２８上に第２下部層間絶縁膜３２を蒸着する。前記第２下部層間絶縁膜３２はシリコン酸化物のような透明な物質を１０００〜３０００Åの厚さに蒸着させることで形成することができる。
前記第２下部層間絶縁膜３２上に第２下部キャッピング膜３４を形成する。前記第２下部キャッピング膜３４はシリコン窒化物、シリコン酸窒化物または炭化シリコン物を１００〜１０００Åの厚さに蒸着することで形成することができる。
【００３０】
前記第２下部キャッピング膜３４上に第２上部層間絶縁膜３６を形成する。前記第２上部層間絶縁膜３６は、前記第２下部層間絶縁膜３２と同一物質で形成することが望ましい。
【００３１】
前記第２上部層間絶縁膜３６、第２下部キャッピング膜３４及び第２下部層間絶縁膜３２を順次にエッチングすることで、前記第２下部層間絶縁膜３２には前記第１補助配線２６の上部面を露出させる第２コンタクトホール４０を形成し、前記第２上部層間絶縁膜３６には第２トレンチ３８をそれぞれ形成する。
【００３２】
ここで、前記第２コンタクトホール４０を先に形成した後に第２トレンチ３８を形成するビアファースト（ｖｉａ−ｆｉｒｓｔ）工程で進行することができる。または、前記第２トレンチ３８を形成した後に、前記第２コンタクトホール４０を形成するトレンチファースト工程でも進行することができる。
【００３３】
図６を参照すると、前記第２トレンチ３８の側壁及び底面、前記第２コンタクトホール４０の側壁及び底面、そして前記第２上部層間絶縁膜３６上に連続的に第２バリア金属膜（図示せず）を形成する。その後、前記第２トレンチ３８及び第２コンタクトホール４０を埋め立てながら、前記第２バリア金属膜上に第２銅膜（図示せず）を形成する。
【００３４】
その後、前記第２上部層間絶縁膜３６の上部表面が露出されるまで前記第２銅膜及び第２バリア金属膜を化学的機械的研磨方法で研磨して、前記第２トレンチ３８と第２コンタクトホール４０内にのみ銅が埋め立てられた第２配線４４を形成する。即ち、前記第２配線４４は、前記下部の第１配線と電気的に連結される第２コンタクトと前記第２コンタクトを互いに連結する第２補助配線で構成される。
【００３５】
前記第２配線４４及び第２上部層間絶縁膜３６上に第２上部キャッピング膜４６を形成する。
図７を参照すると、前記図５及び図６を参照して説明したものと同一工程を行うことで、前記第２上部キャッピング膜４６上に追加下部層間絶縁膜４８、追加下部キャッピング膜５０、及び追加上部層間絶縁膜５２を形成する。また、前記追加下部層間絶縁膜５２、追加下部キャッピング膜５０、及び追加上部層間絶縁膜５２の内部に前記第２配線４４と電気的に接続する追加配線５６を順次形成する。前記追加配線５６は、追加コンタクト及び追加補助配線を含む。また、前記追加配線５６及び追加上部層間絶縁膜５２の上部面に追加上部キャッピング膜５８を形成する。
【００３６】
前記のように、図５乃至図７で説明した工程を行うことで、前記第１層間絶縁構造物及びエッチング阻止膜パターン３０ａ上に第２層間絶縁構造物を完成する。
図示していないが、反復的に前記追加上部層間絶縁膜及び追加配線を継続積層することで多層の配線構造物を形成することができる。本実施例では、前記第２層間絶縁構造物が二段の配線構造を例として説明したが、必要に応じては、単一層または二段以上の配線構造を有してもよい。
【００３７】
図８を参照すると、前記追加上部キャッピング膜５６上に下部の第１層間絶縁構造物、エッチング阻止膜パターン３０ａ及び第２層間絶縁構造物を保護するための第１保護膜６０を形成する。前記第１保護膜６０はシリコン酸化物を１００〜３０００Å程度の厚さに蒸着することで形成することができる。前記第１保護膜６０が１００Åより薄いと下部の膜を保護しにくく、前記第１保護膜６０が３０００Åより更に厚いと後続のエッチング工程時に工程時間が過度に増加するようになる。前記第１保護膜６０は具体的にＦＳＧ（Ｆｌｏｗａｂｌｅ  Ｓｉｌｉｃｏｎ  Ｇｌａｓｓ）またはＴＥＯＳを蒸着することで形成することができる。
【００３８】
前記第１保護膜６０上に下部の第１層間絶縁構造物、エッチング阻止膜パターン３０ａ及び第２層間絶縁構造物を保護するための第２保護膜６２を形成する。前記第２保護膜６２はシリコン窒化物、シリコン酸窒化物または炭化シリコンを１００〜３０００Å程度の厚さに蒸着することで形成することができる。
【００３９】
本実施例によると、金属からなるエッチング阻止膜が第２層間絶縁構造物の下に具備されている。したがって、この後、フォトダイオードオープンのための開口部形成時にエッチングコントロールを容易に行うことができる。そのため、開口部形成時にエッチングマージンを十分に確保するために前記第１保護膜及び第２保護膜を不必要に厚く形成する必要がない。
【００４０】
本実施例では第１保護膜上に第２保護膜を形成することを説明しているが、工程の単純化のために第１保護膜のみを形成するか、または第２保護膜のみを形成することもできる。前記第１保護膜及び第２保護膜の中でいずれか一つの膜のみを形成する場合には膜の厚さを適切に増加させることができる。
【００４１】
図９を参照すると、前記第２保護膜６２上に前記フォトダイオード１２と対向する部位のみを選択的に露出させるフォトレジストパターン（図示せず）を形成する。前記フォトレジストパターンをエッチングマスクとして用いて前記第２保護膜６２、第１保護膜６０及び第２層間絶縁構造物を順次エッチングすることでエッチング阻止膜パターン３０ａが下部に露出する第１予備開口部６４を形成する。
【００４２】
本実施例で、前記第２層間絶縁構造物は、第２下部層間絶縁膜３２、第２下部キャッピング膜３４、第２上部層間絶縁膜３６、第２上部キャッピング膜４６、第２配線４４、追加下部層間絶縁膜４８、追加下部キャッピング膜５０、追加上部層間絶縁膜５２、追加上部キャッピング膜５８、及び追加配線５６で構成される。ここで、各層間絶縁膜はシリコン酸化物で構成され、各キャッピング膜はシリコン窒化物、シリコン酸窒化物または炭化シリコンからなる。また、各層間絶縁膜及びキャッピング膜は３０００Å以下の小さい厚さを有する。
【００４３】
前記第２配線４４及び追加配線５６は下部のフォトダイオード１２とずれるように配置されるので、エッチングされる部位（すなわち、前記フォトダイオードと対向する部位)には前記第２配線４４及び追加配線５６が形成されていない。したがって、前記エッチング工程で追加上部キャッピング膜５８、追加上部層間絶縁膜５２、追加下部キャッピング膜５０、追加下部層間絶縁膜５０、第２上部キャッピング膜４６、第２上部層間絶縁膜３６、第２下部キャッピング膜３４及び前記第２下部層間絶縁膜３２を順次にエッチングする。
【００４４】
前記のように、互いに異なる物質膜が反復積層される場合、それぞれの膜を形成する工程で微細な変動（ｖａｒｉａｔｉｏｎ）が発生すると第２層間絶縁構造物は目標とした厚さ及び特性を有することができなくなる。また、一枚の基板内でも基板内の位置によって第２層間絶縁構造物内の各膜の厚さに偏差が発生する。したがって、前記のように互いに異なる物質膜が反復積層されている第２層間絶縁構造物を同一の工程条件によってエッチングしても、基板別に基板内の各領域別にそれぞれの膜がエッチングされる程度が変わることがある。
【００４５】
しかし、説明したように、前記エッチング阻止膜パターン３０ａが具備される場合にはエッチング工程を過度に行っても前記エッチング阻止膜パターン３０ａがほぼエッチングされない。したがって、前記エッチング阻止膜パターン３０ａの下部に具備される膜は全然エッチングされず、かつ、前記エッチング阻止膜パターン３０ａ上に形成されている前記第２保護膜６２、第１保護護膜６０及び第２層間絶縁構造物のみを完全に除去ことができる。
【００４６】
図１０を参照すると、前記露出しているエッチング阻止膜パターン３０ａをエッチングすることで第２予備開口部６６を形成する。前記第２予備開口部６６の下部には第１上部キャッピング膜２８が露出している。
【００４７】
図１１を参照すると、前記露出した第１上部キャッピング膜２８をエッチングし、順次に第１上部層間絶縁膜２２及び第１下部キャッピング膜２０をエッチングすることで底面に第１下部層間絶縁膜１６が露出する開口部６８を形成する。前記工程によって、前記フォトダイオード１２上に位置する不透明膜が全て除去されることによってアクティブピクセルセンサーがオープンされる。そして、前記エッチング工程を行う期間に下部のフォトダイオードにアタックが加えられないようにするためには、前記第１下部層間絶縁膜がほぼエッチングされないことが望ましい。
【００４８】
しかし、前記開口部６８を形成するための最終的なエッチング工程では前記第１上部キャッピング膜２８、第１上部層間絶縁膜２２及び第１下部キャッピング膜２０のみがエッチングされるのでエッチングされる膜の厚さが相対的に薄い。したがって、前記エッチング工程ではエッチング時間を調節することだけで十分にエッチング厚さをコントロールすることができ、これにより前記第１下部層間絶縁膜１６はほぼエッチングされず、かつ、第１下部キャッピング膜２０を完全エッチングすることができる。したがって、前記エッチング工程で、第１下部キャッピング膜２０が残ったり、あるいは前記第１下部層間絶縁膜１６が過度にエッチングされるという問題がほぼ発生しないようになる。
【００４９】
図１２を参照すると、前記開口部６８の内部を満たすように透明な物質の第１最上部絶縁膜７０を形成した後、平坦化する。前記第１最上部絶縁膜７０上にカラーフィルタ７２を形成する。前記カラーフィルタ７２は、ブルー、グリーン、及びレッドカラーフィルタのアレイ構造を有する。
【００５０】
前記カラーフィルタ７２上に、第２最上部絶縁膜７４を形成する。前記第２最上部絶縁膜７４上にフォトダイオード１２に光を集めるためのマイクロレンズ７６を形成してイメージ素子であるＣＭＯＳイメージセンサーを完成する。前記マイクロレンズ７６は、上部面が凸な半球型に形成する。
【００５１】
実施例２
図１３乃至図１５は、本発明の実施例２によるイメージ素子の製造方法を示す断面図である。以下で説明する本実施例でのイメージ素子の製造方法は、金属配線形成のためのダマシン方法を除いては前記実施例１の方法と同一である。したがって、前記実施例１と同一の部材に対しては同一の参照符号を付与し、重複された説明は省略する。
【００５２】
まず、図１乃至図４を参照して説明したものと同一工程を行ってフォトダイオードが形成されている基板１０上に第１層間絶縁構造物を形成する。
その後、図１３を参照すると、前記エッチング阻止膜パターン３０ａ、第１上部キャッピング膜２８上に第２下部層間絶縁膜３２を蒸着する。前記第２下部層間絶縁膜３２を部分的にエッチングして前記第１配線２６を露出させる第２コンタクトホール（図示せず）を形成する。前記第２コンタクトホールの側壁、底面、及び前記第２下部層間絶縁膜３２の上部面に第２下部バリア金属膜（図示せず）を形成する。
【００５３】
前記第２コンタクトホールの内部を満たしながら前記第２下部バリア金属膜８２上に第２下部銅膜（図示せず）を形成する。前記第２コンタクトホールの内部にのみ銅が残るように前記第２下部銅膜及び第２下部バリア金属膜を研磨して前記第２コンタクト８０を形成する。前記研磨工程によって前記第２下部バリア金属膜は、前記第２コンタクトホールの内部面にのみ残るようになることによって第２下部バリア金属膜パターン８２に転換する。
【００５４】
その後、前記第２コンタクト８０及び前記第２下部層間絶縁膜３２上に第２下部キャッピング膜３４を形成する。
図１４を参照すると、前記第２下部キャッピング膜３４上に第２上部層間絶縁膜３６を蒸着する。前記第２上部層間絶縁膜３６を部分的にエッチングして前記第２コンタクト８０を露出させる第２トレンチ（図示せず）を形成する。前記第２トレンチ側壁、底面、及び前記第２上部層間絶縁膜３６に連続的に第２上部バリア金属膜パターン８４を形成する。
【００５５】
前記第２トレンチの内部を満たしながら前記第２下部層間絶縁膜３６上に第２上部銅膜（図示せず）を形成する。前記第２コンタクトホールの内部にのみ銅が残るように前記第２上部同膜を研磨させて前記第２補助配線８６を形成する。前記研磨工程によって前記第２上部バリア金属膜は、前記第２トレンチ内部面にのみ残るようになることによって第２上部バリア金属膜パターン８４に転換される。前記工程によって、第２コンタクト８２及び第２補助配線８６で構成された第２配線を完成する。
【００５６】
その後、前記第２補助配線８６及び前記第２上部層間絶縁膜３６上に第２上部キャッピング膜４６を形成する。
図１５を参照すると、前記図１３及び図１４を参照して説明したことと同一工程を行うことで、前記第２上部キャッピング膜４６上に追加下部層間絶縁膜４８、追加コンタクト９０、追加下部キャッピング膜５０、追加上部層間絶縁膜５２、追加補助配線９４及び追加上部キャッピング膜５８を形成することで第２層間絶縁構造物を形成する。
【００５７】
その後、前記実施例１の図８乃至図１２の工程を同一に行うことで図１５に示したイメージセンサーを完成する。
【００５８】
実施例３
図１６乃至図２７は、本発明の実施例３によるイメージ素子の製造方法を示す断面図である。
図１６を参照すると、第１乃至第３領域に区分する基板を準備する。ここで、前記第１領域は、アクティブピクセルセンサーが形成されるための領域であり、前記第２領域はキャパシタのような単位素子が形成されるための領域であり、第３領域は前記アクティブピクセルセンサーに信号を入出力するためのパッド電極が形成されるための領域である。
【００５９】
前記基板１００に素子分離膜（図示せず）を形成することで素子分離領域及びアクティブ領域を画定する。前記第１領域に位置するアクティブ領域にフォトダイオード１０２のような受光素子を形成する。そして、前記フォトダイオード１０２と隣接した領域に前記フォトダイオード１０２のスイッチング素子であるトランジスタ（図示せず）を形成する。
【００６０】
前記基板１００をカバーするように第１下部層間絶縁膜１０６を形成する。前記下部層間絶縁膜１０６は、１５００〜３０００Åの厚さに形成される。前記第１下部層間絶縁膜１０６は透明な物質で形成することができ、具体的にはシリコン酸化物を蒸着することで形成することができる。
【００６１】
前記下部層間絶縁膜１０６にフォトリソグラフィ工程を行い、前記トランジスタのソース／ドレイン領域１０４の表面部位とゲート電極の上部表面部位を露出させる第１コンタクトホール（図示せず）を形成する。ここで、前記第１コンタクトホールは、前記フォトダイオード１０２とずれるように配置される。
【００６２】
前記第１コンタクトホールを埋め立てるようにチタンまたはタングステンのような金属物質を蒸着させ、第１下部金属層（図示せず）を形成する。その後、前記第１下部層間絶縁膜１０６の上部面が露出されるまで前記第１下部金属層を化学的機械的研磨方法で研磨することで第１コンタクト１０８を形成する。
【００６３】
その後、前記第１下部層間絶縁膜１０６及び第１コンタクト１０８上に第１下部キャッピング膜１１０を形成する。前記第１下部キャッピング膜１１０は、後続のトレンチ形成工程時にエッチング停止のための膜としても提供される。したがって、前記第１下部キャッピング膜１１０は、シリコン酸化物とエッチング選択比が高い膜で形成されることが望ましい。例えば、前記第１下部キャッピング膜１１０はシリコン酸化物、シリコン酸窒化物または炭化シリコン物を蒸着して形成することができる。前記第１下部キャッピング膜１１０は１００〜１０００Å程度の厚さに形成される。
【００６４】
前記第１下部キャッピング膜上に第１上部層間絶縁膜１１２を蒸着する。前記第１上部層間絶縁膜１１２は、シリコン酸化物のような透明な材質の物質を蒸着することで形成することができる。
【００６５】
前記第１上部層間絶縁膜１１２を部分的にエッチングして順次に第１下部キャッピング膜をエッチングすることで、前記第１乃至第３領域それぞれにトレンチ（図示せず）を形成する。前記エッチング工程によって、前記第１領域には、前記第１コンタクト１０８の上部面が露出されるように前記第１トレンチを形成しなければならない。そして、前記第１領域に形成される第１トレンチは、前記フォトダイオード１０２とずれるように配置されなければならない。言い換えれば、前記第１トレンチは、前記フォトダイオード１０２の上部を経由しないように配置しなければならない。そして、前記第２領域にはキャパシタ下部電極が形成されるべき部位に第１トレンチが形成されなければならない。また、前記第３領域には、パッド電極と電気的に接続されるための配線が形成される領域に第１トレンチが形成されなければならない。
【００６６】
前記第１トレンチの側面、底面、及び前記第１層間絶縁膜の上部面に連続的に第１バリア金属膜（図示せず）を形成する。前記第１バリア金属膜は、後続の銅蒸着工程時に銅成分が前記第１上部層間絶縁膜１１２内に拡散されることを防止するための膜である。前記第１バリア金属膜は、チタン、チタン窒化物を蒸着させて形成することができる。これは、単独または積層された構造で形成することができる。
【００６７】
前記第１トレンチを埋め立てるように銅を蒸着させて第１銅膜（図示せず）を形成する。前記第１銅膜は、銅シードをスパッタリング方法によって蒸着した後、電気メッキ方法によって形成することができる。または、前記第１銅膜は、無電解メッキ方法で形成することもできる。
【００６８】
前記第１上部層間絶縁膜１１２の上部面が露出するように前記第１銅膜及び第１バリア金属膜を化学的機械的研磨方法で研磨する。前記工程によって、前記第１領域には前記第１コンタクト１０８と接続するライン型の第１補助配線１１６ａが形成され、前記第２領域にはキャパシタ下部電極１１６ｂが形成される。そして、前記第３領域には第１下部導電パターン１１６ｃが形成される。また、前記第１トレンチの側壁及び底面上には前記第１バリア金属膜が残って第１バリア金属膜パターン１１４が形成される。
【００６９】
以下、前記第１領域に形成されている第１コンタクト１０８及び第１補助配線１１６ａを総称して第１配線と称する。
図１７を参照すると、前記第１補助配線１１６ａ、キャパシタ下部電極１１６ｂ、第１下部導電パターン１１６ｃ及び前記第１上部層間絶縁膜１１２上に第１上部キャッピング膜１１８を形成する。前記第２領域に形成されている前記第１上部キャッピング膜１１８は前記キャパシタの誘電膜として提供される。前記第１上部キャッピング膜１１８はシリコン窒化物、シリコン酸窒化物または炭化シリコンを蒸着させて形成することができる。前記第１上部キャッピング膜１１８は１００〜１０００Å程度の厚さに形成される。
【００７０】
前記説明した工程を行うことで、基板１００上に第１層間絶縁構造物を完成する。
図１８を参照すると、前記第１上部キャッピング膜１１８上に金属膜１２０を形成する。前記金属膜１２０は後続工程を通じてキャパシタ上部電極及びエッチング阻止膜パターンに提供される。前記金属膜１２０として用いることができる物質の例としては、チタン、チタン窒化物、タンタル、及びタンタル窒化物を挙げることができる。そして、これを単独で用いるか、あるいは、２つ以上を積層させて用いることができる。
【００７１】
図１９を参照すると、前記金属膜１２０を部分的にエッチングすることで、前記第１領域でフォトダイオード１０２に対向する部位にはエッチング阻止膜パターン１２０ａを形成して、前記第２領域でキャパシタ下部電極に対向する部位にはキャパシタ上部電極１２０ｂを形成する。
【００７２】
前記エッチング阻止膜パターン１２０ａは、後続のアクティブピクセルセンサーオープンのためのエッチング工程時に１次的にエッチングを停止させるために具備される。よって、前記エッチング阻止膜パターン１２０ａは、前記フォトダイオード１０２の上部全体と重なり、かつ、前記第１配線１１６ａとは重ならないように形成することが望ましい。
【００７３】
前記エッチング阻止膜パターン１２０ａは前記キャパシタ上部電極１２０ｂを形成する時と共に形成される。そのため、前記エッチング阻止膜パターン１２０ａを形成するための別途のフォトリソグラフィ工程が要求されない。
【００７４】
図２０を参照すると、前記エッチング阻止膜パターン１２０ａ、キャパシタ上部電極１２０ｂ、及び第１上部キャッピング膜１１８上に第２下部層間絶縁膜１２２を蒸着する。前記第２下部層間絶縁膜１２２は、シリコン酸化物のような透明な物質を１０００〜３０００Åの厚さに蒸着させることで形成することができる。
【００７５】
前記第２下部層間絶縁膜１２２上に第２下部キャッピング膜１２４を形成する。前記第２下部キャッピング膜１２４はシリコン窒化膜、シリコン酸窒化膜または炭化シリコン膜を１００〜１０００Åの厚さに蒸着させることで形成することができる。
【００７６】
前記第２下部キャッピング膜１２４上に第２上部層間絶縁膜１２６を形成する。前記第２上部層間絶縁膜１２６は、前記第２下部層間絶縁膜１２２と同一物質で形成することが望ましい。
【００７７】
前記第２上部層間絶縁膜１２６、第２下部キャッピング膜１２４ 及び第２下部層間絶縁膜１２２を部分的にエッチングすることで、前記第２下部層間絶縁膜１２２に第２コンタクトホール１３０を形成する。具体的には、前記第１領域には前記第１補助配線１１６ａの上部面を露出させるコンタクトホールを形成して、前記第２領域には前記キャパシタ上部電極が露出するコンタクトホールを形成し、前記第３領域には下部導電膜パターンの上部面を露出させるコンタクトホールを形成する。
【００７８】
そして、前記第２上部層間絶縁膜１２６を部分的にエッチングすることで第２トレンチ１２８を形成する。前記第２トレンチ１２８は各領域に形成されているコンタクトホールを経由する。
【００７９】
図２１を参照すると、前記第２トレンチ１２８の側壁及び底面、前記第２コンタクトホール１３０の側壁及び底面、そして、前記第２上部層間絶縁膜１２６上に連続的に第２バリア金属膜（図示せず）を形成する。その後、前記第２トレンチ１２８及び第２コンタクトホール１３０を埋め立てながら前記第２バリア金属膜上に第２銅膜（図示せず）を形成する。
【００８０】
その後、前記第２上部層間絶縁膜１２６の上部表面が露出するまで前記第２銅膜及び第２バリア金属膜を化学的機械的研磨方法で研磨することで、前記第１領域には、前記第１配線と電気的に連結される第２配線１３４ａを形成し、前記第２領域には前記キャパシタ上部電極と接続するロジッグ用第１配線１３４ｂを形成し、前記第３領域には前記パッド用導電パターンと接続するパッド用第１配線１３４ｃを形成する。
【００８１】
前記第２配線１３４ａ、ロジッグ用第１配線１３４ｂ、パッド用第１配線１３４ｃ及び第２上部層間絶縁膜１２６の上部面に第２上部キャッピング膜１３６を形成する。前記第２上部キャッピング膜１３６はシリコン窒化膜、シリコン酸窒化膜または炭化シリコン膜に形成される。
【００８２】
図２２を参照すると、前記図２０及び図２１を参照にして説明したものと同一工程を行うことで前記第２上部キャッピング膜１３６上に追加下部層間絶縁膜１３８、追加下部キャッピング１４０及び追加上部層間絶縁膜１４２を形成する。また、前記追加下部層間絶縁膜、追加エッチング阻止膜及び追加上部層間絶縁膜内部に追加配線（１４６ｂ、１４６ｃ）を形成する。前記追加配線（１４６ｂ、１４６ｃ）は、前記第３配線、ロジッグ用第２配線及びパッド用第２配線のうち、少なくともいずれか一つと電気的に接続するように形成する。その後、前記追加配線（１４６ｂ、１４６ｃ）及び追加上部層間絶縁膜１４２上に追加キャッピング膜１４８を形成する。
【００８３】
図示していないが、反復的に工程を行って追加層間絶縁膜及び追加配線を続いて積層することで多層の配線構造物を形成することができる。
図２０乃至図２２で説明した工程を行うことで、前記第１層間絶縁構造物、エッチング阻止膜パターン１２０ａ及びキャパシタ上部電極１２０ｂ上に第２層間絶縁構造物を完成する。本実施例では前記第２層間絶縁構造物が二段の配線構造を例として説明したが、必要に応じて、単一層または二段以上の配線構造を有することもできる。
【００８４】
図２３を参照すると、前記追加キャッピング膜１４８上に下部の第１層間絶縁構造物、エッチング阻止膜パターン１２０ａ及び第２層間絶縁構造物を保護するための第１保護膜１５０及び第２保護膜１５２を順次形成する。前記第１保護膜１５０及び第２保護膜１５２の形成工程は前記図９を参照で説明したものと同様である。
【００８５】
その後、前記第２保護膜１５２、第１保護膜１５０及び追加キャッピング膜１４８を部分的にエッチングして前記第３領域に形成されている追加配線１４６ｃの上部面を露出させるビアホール（図示せず）を形成する。前記ビアホールの内部を埋め立てながら前記第２保護膜上にパッド用金属膜（図示せず）を蒸着する。前記パッド用金属膜はアルミニウムを５０００〜１００００Åの厚さに蒸着させて形成することができる。前記パッド用金属膜をパターニングしてパッド電極１５４を形成する。前記パッド電極１５４は後続のパッケージ工程でワイヤボンディングされる部位である。
【００８６】
図２４を参照すると、前記パッド電極１５４及び第２保護膜１５２上に前記フォトダイオードと対向する部位のみを選択的に露出させるフォトレジストパターン（図示せず）を形成する。前記フォトレジストパターンをエッチングマスクとして用いて前記第２保護膜１５２、第１保護膜１５０及び第２層間絶縁構造物を順次にエッチングすることでエッチング阻止膜パターン１２０ａが下部に露出する第１予備開口部１５６を形成する。
【００８７】
図２５を参照すると、前記露出しているエッチング阻止膜パターン１２０ａをエッチングすることで第２予備開口部１５８を形成する。前記第２予備開口部１５８の下部には第１上部キャッピング膜１１８が露出している。
【００８８】
図２６を参照すると、前記露出した第１上部キャッピング膜１１８、第１上部層間絶縁膜１１２及び第１下部キャッピング膜１１０をエッチングすることで底面に第１下部層間絶縁膜１０６が露出する開口部１６０を形成する。前記工程を行うことで、前記フォトダイオード１０２上に位置する不透明膜が全て除去される。
【００８９】
図２７を参照すると、前記開口部１６０の内部を満たすように透明な物質の第１最上部絶縁膜１６２を形成した後、平坦化する。前記第１最上部絶縁膜１６２上にカラーフィルタ１６４を形成する。前記カラーフィルタ１６４はブルー、グリーン、及びレッドカラーフィルタのアレイ構造を有する。
【００９０】
前記カラーフィルタ１６４上に、第２最上部層間絶縁膜１６６を形成する。その後、前記フォトダイオード１０２で光を集めるためのマイクロレンズ１６８を形成する。前記マイクロレンズ１６８は上部面が凸な半球型で形成する。
【００９１】
その後、前記パッド電極１５４が露出するように前記第１及び第２最上部層間絶縁膜（１６２、１６４）をエッチングすることで、前記パッド電極１５４を選択的にオープンさせる。前記工程によって、イメージ素子であるＣＭＯＳイメージセンサーを完成する。
【００９２】
前述したように、実施例２の方法によると前記エッチング阻止膜パターンが上部電極を形成しながら同時に形成される。そのため、前記エッチング阻止膜パターンを形成するための別途の工程が行われなくても良いので、前記エッチング阻止膜パターンを形成するのに工程費用が増加しない。
【産業上の利用可能性】
【００９３】
前述したように本発明によると、フォトダイオードアタックの発生を減少させることができ、不透明膜が残ることによって光透過率が減少することを最小化することができる。これによって、究極にはイメージセンサーの特性及び信頼性を向上させることができる。
【００９４】
以上、本発明の実施例によって詳細に説明したが、本発明はこれに限定されず、本発明が属する技術分野において通常の知識を有するものであれば本発明の思想と精神を離脱することなく、本発明を修正または変更できる。
【図面の簡単な説明】
【００９５】
【図１】本発明の実施例１によるイメージ素子の製造方法を示す断面図である。
【図２】本発明の実施例１によるイメージ素子の製造方法を示す断面図である。
【図３】本発明の実施例１によるイメージ素子の製造方法を示す断面図である。
【図４】本発明の実施例１によるイメージ素子の製造方法を示す断面図である。
【図５】本発明の実施例１によるイメージ素子の製造方法を示す断面図である。
【図６】本発明の実施例１によるイメージ素子の製造方法を示す断面図である。
【図７】本発明の実施例１によるイメージ素子の製造方法を示す断面図である。
【図８】本発明の実施例１によるイメージ素子の製造方法を示す断面図である。
【図９】本発明の実施例１によるイメージ素子の製造方法を示す断面図である。
【図１０】本発明の実施例１によるイメージ素子の製造方法を示す断面図である。
【図１１】本発明の実施例１によるイメージ素子の製造方法を示す断面図である。
【図１２】本発明の実施例１によるイメージ素子の製造方法を示す断面図である。
【図１３】本発明の実施例２によるイメージ素子の製造方法を示す断面図である。
【図１４】本発明の実施例２によるイメージ素子の製造方法を示す断面図である。
【図１５】本発明の実施例２によるイメージ素子の製造方法を示す断面図である。
【図１６】本発明の実施例３によるイメージ素子の製造方法を示す断面図である。
【図１７】本発明の実施例３によるイメージ素子の製造方法を示す断面図である。
【図１８】本発明の実施例３によるイメージ素子の製造方法を示す断面図である。
【図１９】本発明の実施例３によるイメージ素子の製造方法を示す断面図である。
【図２０】本発明の実施例３によるイメージ素子の製造方法を示す断面図である。
【図２１】本発明の実施例３によるイメージ素子の製造方法を示す断面図である。
【図２２】本発明の実施例３によるイメージ素子の製造方法を示す断面図である。
【図２３】本発明の実施例３によるイメージ素子の製造方法を示す断面図である。
【図２４】本発明の実施例３によるイメージ素子の製造方法を示す断面図である。
【図２５】本発明の実施例３によるイメージ素子の製造方法を示す断面図である。
【図２６】本発明の実施例３によるイメージ素子の製造方法を示す断面図である。
【図２７】本発明の実施例３によるイメージ素子の製造方法を示す断面図である。
【符号の説明】
【００９６】
１０  半導体基板
１２  フォトダイオード
１４  ソース／ドレイン領域
１６  第１下部層間絶縁膜
１８  第１コンタクトホール
２０  第１下部キャッピング膜
２２  第１上部層間絶縁膜
２４  第１バリア金属膜パターン
２６  第１補助配線
２８  第１上部キャッピング膜
３０  エッチング阻止膜
３２  第２下部層間絶縁膜
３４  第２下部キャッピング膜
３６  第２上部層間絶縁膜
３８  第２トレンチ
４０  第２コンタクトホール
４４  第２配線
４６  第２上部キャッピング膜
４８  追加下部層間絶縁膜
５０  追加下部キャッピング膜
５２  追加上部層間絶縁膜
５６  追加上部キャッピング膜
６０  第１保護膜
６２  第２保護膜
６６  第２予備開口部
６８  開口部
７０  第１最上部絶縁膜
７２  カラーフィルタ
７４  第２最上部絶縁膜
７６  マイクロレンズ
８０  第２コンタクト
８２  第２下部バリア金属膜パターン
８４  第２上部バリア金属膜パターン
８６  第２補助配線
９０  追加コンタクト
９４  追加補助配線
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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【図２３】
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【図２４】
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【図２５】
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【図２６】
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【図２７】
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