專利名稱：制造cmos圖像傳感器的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種制造CMOS圖像傳感器的方法。更具體地，本 發(fā)明涉及一種制造CMOS圖像傳感器的方法，該方法通過用于防止 金屬4十墊(metal pad)腐々蟲的再力口工工藝(rework process )育fe句多4是 高器件的可靠性和產(chǎn)量(yield )。
背景技術(shù)：
圖像傳感器是將光學(xué)圖像轉(zhuǎn)換為電信號的半導(dǎo)體器件?？梢詫?圖像傳感器大致分為電荷耦合器件(charge coupled device ) ( CCD ) 圖像傳感器和互補金屬氧化娃(complementary metal oxide silicon ) (CMOS)圖^f象傳感器。
CMOS圖像傳感器為半導(dǎo)體器件，這些半導(dǎo)體器件通過CMOS 技術(shù)將光學(xué)圖像轉(zhuǎn)化為電信號，且使用存在于單位像素中的期望凄t 量的晶體管通過開關(guān)模式來檢測電信號。
可以通過順序形成金屬襯墊、濾色器陣列、平坦化層和樣t透鎮(zhèn): 來制造CMOS圖像傳感器。不利的是，CMOS圖像傳感器制造過 禾呈中用作金屬4于墊的鋁4于墊^皮腐蝕。
4出現(xiàn)在CMOS圖像傳感器產(chǎn)品上最典型的腐蝕是由氟(F)引 起的花狀(flower-like)腐蝕。在這點上，殘留在村墊表面上的氟 (F)與A1襯墊反應(yīng)產(chǎn)生了(A1F6廣，如下述方程式I所示
A1 + 6F- G (AlF6)3- + 3e- --------(I)
此外，(A1F6)^作為陽極(氧化)，其與02、 N2或&0反應(yīng)而 產(chǎn)生一種新的腐蝕性物質(zhì)，如下述方禾呈式II所示
02 + 2H20 + 4e— ^ 40H—
N2 + 8H20 + 6e- ^ 2(NH4)十+ 80H- --------(II)
從而，所4尋產(chǎn)物為OH-和NH4+,它們分別形成Al(OH)3和 (NH4)3(A1F6)而促進(jìn)腐蝕，如下述方程式III所示
4A1 + 80H. + 2(NH4)+ ^ 3Al(OH)3 + a
(A1F6)3'+ 3(NH4)+ ^ (NH4)3(A1F6)--------(III)
圖1示出了在相關(guān)CMOS圖像傳感器工藝中在Al襯墊的表面 上才企測到的氟。參照圖1,參考標(biāo)號100示出了對Al襯墊表面的 FOI檢測的結(jié)果，該結(jié)果示出了出現(xiàn)在晶片中部(center)的腐蝕。 參考標(biāo)號150示出了晶片的俄歇電子能譜(auger electron spectroscopy ) ( AES )分4斤的結(jié)果，該結(jié)果示出了由于Al襯墊表面 上的氟而生長的4匕學(xué)氧化膜(chemical oxide film )。作為對于^皮氟 腐蝕的產(chǎn)品的F/A的結(jié)果，A1襯墊表面上氟的濃度相當(dāng)高，為27%。
在制造CMOS圖像傳感器的過程中的鋁(Al)襯墊腐蝕不利地 引起了制造之后的半導(dǎo)體器件的結(jié)合強度(鍵合強度，bonding strength)劣化。這會影響器件的操作特性和可靠性。具體地，嚴(yán)重
5的鋁(Al)襯墊腐蝕消極地影響聯(lián)結(jié)襯墊(焊盤，bonding pad )， 使得不可能在產(chǎn)品上實施電信號輸入輸出測試，且由于外觀缺陷而 迫4吏產(chǎn)品纟皮廢棄。
在制造CMOS圖像傳感器的相關(guān)工藝中，Al襯墊的腐蝕以及 因此出現(xiàn)的凹坑(pit)導(dǎo)致可靠性和產(chǎn)量下降。從而，當(dāng)Al襯墊 -故腐蝕時，沒有用于材一+的再加工方法。由于這個原因，所有腐蝕 的材料都被廢棄。因此，在CMOS圖像傳感器中最重要的問題是用 于降低襯墊表面中的氟濃度的方法。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明實施例涉及一種制造CMOS圖像傳感器的方法。更具體 i也，本發(fā)明實施例涉及一種制造CMOS圖傳 f專感器的方法，該方 法通過用于防止金屬神于墊腐蝕的再加工工藝(rework process )能夠 提高器件的可靠性和產(chǎn)量。
本發(fā)明實施例涉及一種制造CMOS圖像傳感器的方法，該方法 能夠通過再加工工藝來防止襯墊;波廢棄，其中該再加工工藝用來去 除在制造CMOS圖像傳感器的過程中形成的襯墊腐蝕區(qū)域。
本發(fā)明實施例涉及一種制造CMOS圖像傳感器的方法，該方法 能夠通過再加工工藝來防止襯墊#1廢棄，其中該再加工工藝用來去 除由在制造CMOS圖像傳感器的過程中產(chǎn)生的氟引起的花狀腐蝕。
本發(fā)明實施例涉及一種制造CMOS圖 <象傳感器的方法，該方法 能夠通過再加工工藝來防止襯墊^皮廢棄，其中該再加工工藝用來消 除在制造CMOS圖像傳感器的過程中產(chǎn)生的襯墊的外觀缺陷。本發(fā)明實施例涉及一種制造半導(dǎo)體器件的方法，該方法包括 4吏用四曱基氫氧4匕銨(tetramethylammonium hydroxide ) ( TMAH ) 對設(shè)置有金屬襯墊的半導(dǎo)體襯底進(jìn)行顯影，以刻蝕該金屬襯墊。
本發(fā)明實施例涉及一種制造CMOS圖像傳感器的方法，該方法 包4舌在4于底的^)"墊區(qū)(pad region)上方形成金屬4于墊，其中，該 襯底包括有源區(qū)和襯墊區(qū)；在包括金屬村墊的襯底的整個表面上方 形成保護(hù)膜，并選擇性地去除該保護(hù)膜以便暴露金屬襯墊的表面， 以形成金屬襯墊開口 ；濕法清洗由金屬襯墊開口暴露的金屬襯墊； 在半導(dǎo)體襯底的整個表面上方形成第一平坦化層，并在第一平坦化
層上方的有源區(qū)中順序地形成濾色器陣列、第二平坦化層和孩吏透 鏡；實施襯墊檢查；在襯墊檢查期間，當(dāng)發(fā)現(xiàn)金屬襯墊被腐蝕時， 實施使用四曱基氫氧化銨(TMAH)的顯影工藝以去除氟；以及在 使用TMAH的顯影工藝之后實施再加工工藝。


圖1示出了在相關(guān)CMOS圖《象傳感器工藝中的Al襯墊表面上 才企測到的氟。
實例圖2是示出了根據(jù)本發(fā)明實施例的一種用于刻蝕Al襯墊 的方法的一見圖。
實例圖3是示出了根據(jù)本發(fā)明實施例的用于再加工CMOS圖像 傳感器的過程的流程圖。
實例圖4示出了 4艮據(jù)本發(fā)明實施例的刻蝕Al襯墊的方法。
具體實施例方式
本發(fā)明實施例通過再力口工步艱艮(re-processing step)去除在 CMOS圖像傳感器工藝中產(chǎn)生的被腐蝕的襯墊區(qū)來防止襯墊被廢 棄。4呂^H"墊腐々蟲分為氟致腐々蟲(fluorine-induced corrosion )和由Al/Cu 的電位差(potential difference)引起的電化學(xué)腐蝕(電偶腐蝕， galvanic corrosion )。氟致腐蝕的典型實例是在Al襯墊上產(chǎn)生的花 狀腐蝕。當(dāng)產(chǎn)生花狀腐蝕時，相應(yīng)的材料100%地會被處理。
根據(jù)本發(fā)明實施例，對于出現(xiàn)了花狀腐蝕的材料，刻蝕Al襯 墊的表面以去除Al"y異常氧化膜。這使得遭受花狀腐蝕的材料可 以正常產(chǎn)出。下文中，將參照附圖詳細(xì)描述一種方案，該方案用來 解決在制造CMOS圖像傳感器的過程中Al襯墊的腐蝕。
實例圖2是示出了根據(jù)本發(fā)明實施例的一種用于刻蝕Al襯墊 的方法的—見圖。參照實例圖2，出現(xiàn)花狀腐蝕的材并牛200的表面祐: 刻蝕掉500埃到1500埃的厚度。4吏用四曱基氫氧化4妄 (tetramethylammonium hydroxide )(下文中，^爾為TMAH )的顯影 工藝去除異常的氧化膜。也就是，使用TMAH的處理能夠去除被 腐蝕的A1^H"墊區(qū)，如參考標(biāo)號210所示。
通過剝離顏色光刻月交(color photoresist),可以實施用于正石圭酸 乙酯(tetraethylortho silicate ) ( TEOS )的工藝，其中，正石圭酸乙酯 (TEOS) #皮用作乓于墊{呆護(hù)膜(pad-protective film),然后再;冗積顏 色光刻膠(也就是，再加工工藝)。結(jié)果，可以實現(xiàn)先前被廢棄的 襯墊的正常產(chǎn)出。經(jīng)再加工工藝之后，Al襯墊中氟的濃度從27% 迅速下f爭到3%。
實例圖3是示出了根據(jù)本發(fā)明實施例的用于再加工CMOS圖像 傳感器的過程的流考呈圖。參照實例圖3，在步-驟300中，可以在半導(dǎo)體^j"底上方形成4冊才及電介質(zhì)或?qū)娱g電介質(zhì)?？梢栽?冊才及電介質(zhì)或 層間電介質(zhì)上方形成用于各個信號線的金屬襯墊。金屬襯墊可以由
Al或Al/Cu制成?？梢栽诎ń饘僖r墊的電介質(zhì)的整個表面上方形 成保護(hù)膜。氧化物膜或氮化物膜可以被用作保護(hù)膜。然后，感光膜 (photosensitive film)可以浮皮涂覆至^f呆護(hù)膜，且可以通過曝光工藝 和顯影工藝來圖樣化該感光膜以便暴露感光膜的頂部。
在步驟302中，可以使用圖樣化的感光膜作為掩模來刻蝕保護(hù) 月莫，以形成金屬4于墊開口 ( metal pad opening )。 然后,在步驟304 中，可以去除感光月莫，并可以濕法清洗(wet-cleaned)半導(dǎo)體4于底。 可以通過灰4b工藝和去灰工藝(ash removal process )來實施上述濕 法清洗。在步驟306中，可以沉積正石圭酸乙酯(TEOS)氧化膜作 為第一平坦化層?？梢允褂醚谀砜涛gTEOS膜以便該膜僅保留在 除了金屬^H"墊之外的區(qū)i或上方。
然后，在步驟308中，可以在TEOS氧化膜上方順序形成藍(lán)色、 綠色和紅色濾色器陣列?？梢孕纬傻诙教够瘜樱铱涛g所得到的 結(jié)構(gòu)以便僅保留沒有覆蓋金屬襯墊的區(qū)域。可以在位于第二平坦化 層上方的各個濾色器陣列上方形成微透鏡。
然后，在步驟314中，檢查金屬襯墊，也就是Al襯墊是否出 現(xiàn)腐蝕。當(dāng)金屬襯墊沒有^皮腐蝕時，可以結(jié)束再加工工藝，并且可 以通過隨后的工藝進(jìn)行正常的產(chǎn)出。另一方面，當(dāng)金屬襯墊受到腐 蝕時，在步驟316中可以使用TMAH來處理金屬襯墊開口 。
如實例圖4所示，通過使用TMAH的顯影工藝，Al襯墊的表 面可以被刻蝕掉500埃到1500埃(例如，1000埃)的厚度，以去 除A1襯墊上的花狀腐蝕。在TMAH刻蝕之后，金屬襯墊的厚度可 以是4400埃到5000埃，而在RIE刻蝕(步驟310 )之后金屬襯墊 層的厚度從6400埃變?yōu)?400埃到6000埃。
9然后，在步艱纟318中，可以實施顏色再力口工工藝(color reworking process)。這是一種用來去除濾色器陣列的剝離工藝，且可以通過 實施光刻月交灰4b工藝和去灰工藝(ash-removing process )來實施該 顏色再加工工藝，以去除存在于襯底和金屬襯墊開口上的殘留物。 隨后，可以重復(fù)步-驟306。
可以在襯底上方沉積TEOS (步驟306)，并順序地形成一個以 上的濾色器陣列、平坦化層和孩么透4免(步艱《308)。可以實施RIE 刻蝕(步驟310)工藝和清洗(步驟312)工藝以制造CMOS圖像 傳感器。
當(dāng)通過使用TMAH的顯影工藝來刻蝕Al襯墊時，可能會在襯 墊表面上產(chǎn)生一些凹坑(pit)， ^f旦這既不會產(chǎn)生:l關(guān)結(jié)襯墊現(xiàn)象 (bonding pad phenomenon ), 也不會產(chǎn)生穿通(punch-through)問 題。在過程控制模塊(process control module ) (PCM) 4全查之后， 既沒有發(fā)現(xiàn)問題也沒有發(fā)現(xiàn)缺陷。此外，去除襯墊表面上的花狀腐 蝕，消除了外^見缺陷，且乂人而可以實現(xiàn)正常產(chǎn)出。
從以上描述顯而易見的是，本發(fā)明實施例提供了 一種制造 CMOS圖^象傳感器的方法，該方法能夠通過再加工工藝來防止^H"墊 :帔廢棄，其中該再加工工藝用來去除在制造過程中襯墊腐蝕的區(qū) 域。對于先前由于各種問題(包括襯墊腐蝕、外觀缺陷和聯(lián)結(jié)襯墊 (bonding pad)問題，這些問題都可能在制造CMOS圖像傳感器的 過程中出現(xiàn))而被廢棄的材料可以實現(xiàn)材料的正常生產(chǎn)。由此帶來 的優(yōu)勢在于可以減少晶片的廢棄問題并提高產(chǎn)品產(chǎn)量。
在本發(fā)明所4皮露的實施例中可以作各種々務(wù)改和變形，這對本領(lǐng) 域技術(shù)人員來說是明顯和顯而易見的。因此，如果這些修改和變化 落在所附權(quán)利要求和其等同替換的范圍內(nèi)，本發(fā)明所披露的實施例 旨在覆蓋這些明顯和顯而易見的修改和變形。
權(quán)利要求
1.一種方法，包括提供具有至少一個金屬襯墊的半導(dǎo)體襯底；以及使用四甲基氫氧化銨對設(shè)置有金屬襯墊的所述半導(dǎo)體襯底進(jìn)行顯影，以刻蝕所述至少一個金屬襯墊。
2. 才艮據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中，所述至少一個金屬襯墊由 鋁制成。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中，所述至少一個金屬襯墊由 鋁和銅的合金制成。
4. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中，所述至少一個金屬襯墊浮皮 刻蝕掉500埃到1500埃范圍內(nèi)的深度。
5. —種方法，包括在包括有源區(qū)和襯墊區(qū)的襯底的區(qū)域上方形成至少 一 個 金屬襯墊；在包括所述至少一個金屬襯墊的所述襯底的整個表面上 方形成保護(hù)膜，并選擇性地去除所述保護(hù)膜以便暴露所述至少 一個金屬坤十墊的表面，以形成至少一個金屬襯墊開口；濕法清洗由所述至少一個金屬襯墊開口暴露的至少一個 金屬4于墊；在所述半導(dǎo)體襯底的整個表面上方形成第一平坦化層， 并在所述有源區(qū)上方的所述第 一 平坦化層上方順序形成濾色 器陣列、第二平坦化層和微透鏡；實施所述至少一個金屬^"墊的^N"墊^r查；在所迷^"墊4企查期間，當(dāng)發(fā)王見至少一個金屬^"墊#1腐蝕 時，實施使用四曱基氬氧化銨的顯影工藝來去除氟；以及在所述顯影工藝之后實施再加工工藝。
6. 才艮據(jù)4又利要求5所述的方法，其中，所述再加工工藝包括在包括所述金屬4于墊開口的所述4于底的整個表面上方形 成第三平坦化層；在所述第三平坦化層上形成濾色器陣列；在所述濾色器陣列上形成第四平坦化層；以及在所述第四平坦化層上形成孩i透4竟。
7. 根據(jù)權(quán)利要求5所述的方法，其中，通過使用四曱基氫氧化銨 對所述村底進(jìn)行顯影以刻蝕所述至少一個金屬村墊來實施所 述使用四甲基氫氧化銨的顯影工藝。
8. 4艮據(jù)權(quán)利要求5所述的方法，其中，所述至少一個金屬襯墊祐: 蝕刻掉500埃到1500埃范圍內(nèi)的深度。
9. 根據(jù)權(quán)利要求5所述的方法，其中，所述金屬襯墊由鋁制成。
10. 根據(jù)權(quán)利要求5所述的方法，其中，所述金屬襯墊由鋁和銅的 合金制成。
全文摘要
一種制造CMOS圖像傳感器的方法包括使用四甲基氫氧化銨(TMAH)對設(shè)置有金屬襯墊的半導(dǎo)體襯底進(jìn)行顯影，以刻蝕金屬襯墊。根據(jù)該方法，可以實現(xiàn)先前由于各種問題(包括襯墊腐蝕、外觀缺陷和聯(lián)結(jié)襯墊問題，這些問題都可能在制造CMOS圖像傳感器的過程中發(fā)生)而被廢棄的材料的正常生產(chǎn)。結(jié)果，可以有力地減少晶片的廢棄并提高產(chǎn)品產(chǎn)量。
文檔編號H01L21/02GK101635256SQ20091016006
公開日2010年1月27日 申請日期2009年7月20日 優(yōu)先權(quán)日2008年7月23日
發(fā)明者趙仁培 申請人:東部高科股份有限公司