KR100850129B1 - Method for preventing the corrosion of a terminal via pad of a cmos image sensor and cmos image sensor thereof - Google Patents
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Abstract
본 발명은 CMOS 이미지 센서의 터미널 비아 패드 부식 방지 방법 및 이를 이용한 CMOS 이미지 센서에 관한 것으로서, CMOS 이미지 센서에서 노출되는 금속배선의 부식을 방지하는 방법에 있어서, 터미널 비아의 에칭에 의해 노출되는 금속배선에 과산화수소수를 살포하는 단계와, 금속배선에 UV 오존을 반응시킴으로써 과산화수소수가 살포된 금속배선에 알루미늄 산화막을 형성시키는 단계를 포함한다. 따라서, 본 발명은 CMOS 이미지 센서에서 터미널 비아 에칭후 노출된 금속배선이 그 표면에 형성되는 알루미늄 산화막에 의해 부식이 방지되며, 이로 인해 CMOS 이미지 센서의 전기적인 특성을 향상시키는 효과를 가지고 있다.The present invention relates to a method of preventing corrosion of terminal via pads of a CMOS image sensor and a CMOS image sensor using the same. In a method of preventing corrosion of a metal wiring exposed from a CMOS image sensor, a metal wiring exposed by etching of a terminal via is disclosed. And spraying the hydrogen peroxide solution on the metal wire, and forming an aluminum oxide film on the metal wire sprayed with the hydrogen peroxide water by reacting UV ozone with the metal wire. Accordingly, the present invention prevents corrosion of the exposed metal wiring after etching the terminal via in the CMOS image sensor by the aluminum oxide film formed on the surface thereof, thereby improving the electrical characteristics of the CMOS image sensor.
CMOS 이미지 센서, 금속배선, 부식, 알루미늄 산화막, 터미널 비아 CMOS Image Sensor, Metallization, Corrosion, Aluminum Oxide, Terminal Via
Description
도 1은 종래의 기술에 따른 CMOS 이미지 센서의 터미널 비아 패드 부식 방지 방법을 도시한 흐름도이고,1 is a flowchart illustrating a method of preventing terminal via pad corrosion of a CMOS image sensor according to the related art.
도 2는 본 발명에 따른 CMOS 이미지 센서의 터미널 비아 패드 부식 방지 방법을 도시한 흐름도이고,2 is a flowchart illustrating a method of preventing terminal via pad corrosion of a CMOS image sensor according to the present invention;
도 3은 본 발명에 따른 CMOS 이미지 센서를 도시한 단면도이다.3 is a cross-sectional view illustrating a CMOS image sensor according to the present invention.
< 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 ><Description of Symbols for Main Parts of Drawings>
11 : 금속배선 12 : 터미널 비아11: metal wiring 12: terminal via
13 : 알루미늄 산화막 14 : 반도체 기판13
15 : 칼라필터 16 : 평탄층15
17 : 마이크로 렌즈17: micro lens
본 발명은 CMOS 이미지 센서의 터미널 비아 패드 부식 방지 방법 및 이를 이 용한 CMOS 이미지 센서에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 CMOS 이미지 센서에서 터미널 비아 에칭후 노출된 금속배선이 그 표면에 형성되는 알루미늄 산화막에 의해 부식이 방지되는 CMOS 이미지 센서의 터미널 비아 패드 부식 방지 방법 및 이를 이용한 CMOS 이미지 센서에 관한 것이다.The present invention relates to a method for preventing corrosion of terminal via pads of a CMOS image sensor and a CMOS image sensor using the same, and more particularly, to an aluminum oxide film formed on a surface of an exposed metal wiring after etching a terminal via in a CMOS image sensor. The present invention relates to a method of preventing corrosion of terminal via pads of a CMOS image sensor which is prevented from corrosion, and a CMOS image sensor using the same.
일반적으로 이미지 센서라 함은 광학 영상(optical image)을 전기 신호로 변환시키는 반도체 소자로서, 전하 결합 소자(charge coupled device, CCD) 및 CMOS (Complementary MOS; 이하 CMOS) 이미지 센서 등이 대표적이다.In general, an image sensor is a semiconductor device that converts an optical image into an electrical signal, and is typically a charge coupled device (CCD) and a CMOS (Complementary MOS) image sensor.
전하 결합 소자는 개개의 MOS(Metal Oxide Silicon) 커패시터가 서로 매우 근접한 위치에 있으면서 전하 캐리어가 커패시터에 저장되고 이송되는 소자이며, CMOS 이미지 센서는 제어 회로(control circuit) 및 신호 처리 회로(signal processing circuit)를 주변 회로로 사용하는 CMOS 기술을 이용하여 화소수만큼 MOS 트랜지스터를 만들고 이것을 이용하여 차례차례 출력(output)을 검출하는 스위칭 방식을 채용하는 소자이다.A charge coupled device is a device in which charge carriers are stored and transported in a capacitor while individual metal oxide silicon (MOS) capacitors are located in close proximity to each other, and a CMOS image sensor is a control circuit and a signal processing circuit. ) Is a device that adopts a switching method of making MOS transistors by the number of pixels using a CMOS technology using a peripheral circuit and sequentially detecting the output using the same.
CMOS 이미지 센서는 빛을 감지하는 광감지 부분과 감지된 빛을 전기적 신호로 처리하여 데이터화하는 로직 회로 부분으로 구성되어 있으며, 칼라 이미지를 구현하기 위해 외부로부터의 빛을 받아 광전하를 생성 및 축적하는 광감지 부분 상부에 색필터가 배열되어 있다. 색필터 어레이(CFA : Color Filter Array)는 레드(Red), 그린(Green) 및 블루(Blue)의 3가지 칼라로 이루어지거나, 옐로우(Yellow), 마젠타(Magenta) 및 시안(Cyan)의 3가지 칼라로 이루어진다.CMOS image sensor is composed of light sensing part that senses light and logic circuit part that processes sensed light into electrical signal to make data, and generates and accumulates photocharge by receiving light from outside to realize color image. The color filter is arranged above the light sensing portion. The color filter array (CFA) consists of three colors: red, green, and blue, or three colors: yellow, magenta, and cyan. It is made of collar.
CMOS 이미지 센서는 터미널 비아를 에칭 후 노출되는 금속배선이 외부회로에 연결되는데, CMOS 이미지 센서의 평탄층에 마련되는 마이크로 렌즈를 만드는 물질의 주성분이 알킬리기를 포함하고 있으므로 알루미늄으로 이루어지는 금속배선의 부식을 초래하게 되는데, 전기적인 특성을 유지시키기 위해서 외부에 노출되는 금속배선이 부식되지 않도록 하여야 한다.In the CMOS image sensor, the metal wiring exposed after etching the terminal via is connected to an external circuit. Corrosion of the metal wiring made of aluminum is included since the main component of the material for forming the microlens provided in the planar layer of the CMOS image sensor includes an alkyl group. In order to maintain electrical characteristics, the metal wiring exposed to the outside should not be corroded.
종래의 CMOS 이미지 센서의 노출된 금속배선의 부식 방지 방법을 첨부된 도면을 참조하여 설명하면 다음과 같다.The corrosion prevention method of the exposed metal wiring of the conventional CMOS image sensor will be described with reference to the accompanying drawings.
도 1은 종래의 기술에 따른 CMOS 이미지 센서의 터미널 비아 패드 부식 방지 방법을 도시한 흐름도이다. 도시된 바와 같이, 종래의 CMOS 이미지 센서의 터미널 비아 패드 부식 방지 방법은 반도체 기판상의 평탄층에 터미널 비아(terminal via)를 에칭하는 단계(S1)와, 터미널 비아에 의해 노출되는 터미널 비아 패드, 즉 금속배선에 UV 오존을 반응시키는 단계(S2)를 포함한다.1 is a flowchart illustrating a method of preventing terminal via pad corrosion of a CMOS image sensor according to the related art. As shown, the conventional method for preventing terminal via pad corrosion of a CMOS image sensor includes etching a terminal via to a flat layer on a semiconductor substrate (S1), and a terminal via pad exposed by the terminal via, i.e. Responding to the metal wire UV ozone (S2).
터미널 비아를 에칭하는 단계(S1)는 외부회로와 연결되기 위한 알루미늄 재질의 금속배선을 외부로 노출시키기 위하여 실시된다.The step S1 of etching the terminal via is performed to expose the metal wiring of aluminum material to the outside to be connected to the external circuit.
금속배선에 UV 오존을 반응시키는 단계(S2)는 후속 공정(S3)에 의해 외부 회로와 연결되는 금속배선 표면의 부식저항을 높이기 위한 방법으로서, 터미널 비아 에칭후 노출되는 금속배선 표면에 UV 오존(ozone)처리하는 방법이 사용되며, 이외에도 용액을 합성하는 방법이 사용되었다. The step (S2) of reacting UV ozone to the metal wiring is a method for increasing the corrosion resistance of the metal wiring surface connected to the external circuit by the subsequent process (S3). ozone) treatment is used, as well as the synthesis of solutions.
그러나, 이와 같은 종래의 CMOS 이미지 센서의 터미널 비아 패드 부식 방지 방법은 알루미늄인 금속배선 표면의 막 두께를 원하는 두께로 조절하기 힘들고, 용액의 농도를 조절하기는 역시 어려우므로 금속배선이 부식되는 것을 제대로 방지하 지 못하며, 이로 인해 CMOS 이미지 센서의 전기적인 특성이 나빠지게 되는 문제점을 가지고 있었다. However, the method of preventing corrosion of terminal via pads of the conventional CMOS image sensor is difficult to control the thickness of the metal wiring surface, which is aluminum, to the desired thickness, and it is also difficult to control the concentration of the solution. It did not prevent, and this caused a problem in that the electrical characteristics of the CMOS image sensor worsened.
본 발명은 상술한 종래의 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 본 발명의 목적은 CMOS 이미지 센서에서 터미널 비아 에칭후 노출된 금속배선이 그 표면에 형성되는 알루미늄 산화막에 의해 부식이 되는 것을 방지하며, 이로 인해 CMOS 이미지 센서의 전기적인 특성을 향상시키는 CMOS 이미지 센서의 터미널 비아 패드 부식 방지 방법 및 이를 이용한 CMOS 이미지 센서를 제공하는데 있다. SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made to solve the above-mentioned problems, and an object of the present invention is to prevent corrosion of the exposed metal wires after etching the terminal vias in a CMOS image sensor by an aluminum oxide film formed on the surface thereof. The present invention provides a method for preventing corrosion of terminal via pads of a CMOS image sensor and a CMOS image sensor using the same.
이와 같은 목적을 실현하기 위한 본 발명은, CMOS 이미지 센서에서 노출되는 금속배선의 부식을 방지하는 방법에 있어서, 터미널 비아의 에칭에 의해 노출되는 금속배선에 과산화수소수를 살포하는 단계와, 금속배선에 UV 오존을 반응시킴으로써 과산화수소수가 살포된 금속배선에 알루미늄 산화막을 형성시키는 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.According to an aspect of the present invention, there is provided a method for preventing corrosion of metal wires exposed in a CMOS image sensor, the method comprising: spraying hydrogen peroxide solution onto metal wires exposed by etching of terminal vias; And reacting the UV ozone to form an aluminum oxide film on the metal wire sprayed with hydrogen peroxide water.
또한, 본 발명은 CMOS 이미지 센서에 있어서, 터미널 비아에 의해 노출되는 금속배선에 부식 방지를 위하여 알루미늄 산화막이 형성되는 것을 특징으로 한다.In addition, the present invention is characterized in that in the CMOS image sensor, an aluminum oxide film is formed on the metal wiring exposed by the terminal via to prevent corrosion.
이하, 본 발명의 가장 바람직한 실시예를 첨부한 도면을 참조하여 본 발명의 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 더욱 상세히 설명하기로 한다.DETAILED DESCRIPTION Hereinafter, exemplary embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings so that those skilled in the art may easily implement the present invention.
도 2는 본 발명에 따른 CMOS 이미지 센서의 터미널 비아 패드 부식 방지 방법을 도시한 흐름도이고, 도 3은 본 발명에 따른 CMOS 이미지 센서를 도시한 단면도이다. 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 CMOS 이미지 센서의 터미널 비아 패드 부식 방지 방법은 터미널 비아에 의해 노출되는 금속배선(11)에 과산화수소수(H2O2)를 살포하는 단계(S20) 및 금속배선에 UV 오존을 반응시키는 단계(S30)로 이루어지는 금속배선에 과산화수소수를 살포함과 동시에 UV 오존을 반응시키는 단계(S20,S30)와, 금속배선을 열처리하는 단계(S40)를 포함한다.2 is a flowchart illustrating a method of preventing terminal via pad corrosion of a CMOS image sensor according to the present invention, and FIG. 3 is a cross-sectional view illustrating a CMOS image sensor according to the present invention. As shown, the terminal via pad corrosion prevention method of the CMOS image sensor according to the present invention by spraying the hydrogen peroxide solution (H 2 O 2 ) to the
금속배선(11)의 노출시키기 위하여 터미널 비아(12)를 에칭에 의하여 형성한다(S10).In order to expose the
금속배선(11)에 과산화수소수를 살포하는 단계(S20)는 터미널 비아(12)의 에칭에 의하여 외부로 노출되는 금속배선(11)을 가지는 웨이퍼에 대하여 산소분위기하에서 과산화수소수를 분사함으로써 금속배선(11)에 과산화수소수가 살포되도록 한다.Spraying hydrogen peroxide water on the metal wiring 11 (S20) by spraying the hydrogen peroxide water on the wafer having a
금속배선에 UV 오존을 반응시키는 단계(S30)는 과산화수소수가 살포된 금속배선(11)을 가지는 웨이퍼에 UV 오존을 가함으로써 금속배선(11)을 UV 오존과 반응시킨다. 따라서, 과산화수소수가 살포된 금속배선(11)의 노출된 표면에 UV 오존과의 반응에 의하여 알루미늄 산화막(Al2O3 ; 13)이 단시간에 형성되도록 한다.In the step (S30) of reacting the UV ozone with the metal wiring, the
열처리하는 단계(S40)는 금속배선(11)에 과산화수소수의 살포 및 UV 오존과의 반응에 의해 형성되는 알루미늄 산화막(13) 형성을 증대시키기 위하여 실시된다.The heat treatment step S40 is performed to increase the formation of the
열처리하는 단계(S40)는 관상로에서 1시간 동안 알루미늄이 알루미늄 산화 막(13)으로 상변이하는 300 내지 350℃, 바람직하게는 320℃의 온도로 열처리하게 된다. The heat treatment step (S40) is performed at a temperature of 300 to 350 ° C., preferably 320 ° C., in which aluminum is phase-transformed into the
금속배선(11) 위에 형성된 알루미늄 산화막(13)은 이후 공정인 외부회로와의 연결(S50)을 위하여 2차 터미널 비아 식각공정에 의해 식각되며, 알루미늄 산화막(13)의 식각을 마친 금속배선(11)은 외부회로에 연결된다.The
한편, 알루미늄 산화막(13)의 식각은 CMOS 이미지 센서(10)의 마이크로 렌즈(17) 형성후에 실시된다. 이는 마이크로 렌즈(17)를 형성시키는 물질의 주성분이 알킬리기를 포함하기 때문에 마이크로 렌즈(17) 형성시에 금속배선(11)이 알루미늄 산화막(13)에 의해 부식되는 것을 차단하여야 하기 때문이다.Meanwhile, etching of the
본 발명에 따른 CMOS 이미지 센서(10)는 터미널 비아(12)에 의해 노출되는 금속배선(11)에 부식 방지를 위하여 알루미늄 산화막(13)이 형성된다.In the
금속배선(11)은 반도체 기판(14)상에 마련되고, 터미널 비아(12) 식각 및 에셔(asher) 후에 Red(R), Green(G) 그리고 Blue(B)의 칼라필터(15)가 어레이되도록 마련되고, 칼라필터(15)상에 평탄층(16)이 형성되며, 평탄층(16)상에 칼라필터(15) 각각에 대응하도록 마이크로 렌즈(17)가 형성된다.The
터미널 비아(12)에 의해 노출되는 금속배선(11)에 알루미늄 산화막(13)을 형성시키는 방법의 실시예에 대해서는 본 발명에 따른 CMOS 이미지 센서의 터미널 비아 패드 부식 방지 방법을 설명시 상세히 설명하였으므로 그 설명을 생략하기로 하겠다.An embodiment of the method for forming the
이와 같은 구조로 이루어진 CMOS 이미지 센서의 터미널 비아 패드 부식 방지 방법 및 이를 이용한 CMOS 이미지 센서의 작용은 다음과 같이 이루어진다.The terminal via pad corrosion prevention method of the CMOS image sensor having such a structure and the operation of the CMOS image sensor using the same are performed as follows.
본 발명에 따른 CMOS 이미지 센서의 터미널 비아 패드 부식 방지 방법 및 CMOS 이미지 센서(10)는 터미널 비아 패드, 즉 금속배선(11)에 과산화수소수를 살포(S20)함과 아울러 UV 오존과 반응(S30)시킴으로써 알루미늄인 금속배선(11)에 단시간에 알루미늄 산화막(Al2O3 ; 13)을 형성시키고, 이러한 알루미늄 산화막(13)에 의해서 마이크로 렌즈(17)를 만드는 알칼리기의 물질이 금속배선(11)에 접촉되어 부식을 일으키는 것을 차단시킨다. The terminal via pad corrosion protection method and the
한편, 열처리하는 단계(S40)에 의해 알루미늄을 알루미늄 산화막(13)으로 상변이시킴으로써 금속배선(11)에 균일하고도 원하는 두께를 가진 알루미늄 산화막(13)을 형성시키도록 한다. In the meantime, the aluminum is phase-transformed into the
또한, 금속배선(11)의 부식 방지로 인하여 전기적인 특성을 그대로 유지시키거나 향상시키게 됨으로써 CMOS 이미지 센서(10)의 구동에 대한 신뢰성을 향상시킨다.In addition, due to the corrosion protection of the
이상과 같이 본 발명의 바람직한 실시예에 따르면, CMOS 이미지 센서에서 터미널 비아 에칭후 노출된 금속배선이 그 표면에 형성되는 알루미늄 산화막에 의해 부식이 차단되며, 이로 인해 CMOS 이미지 센서의 전기적인 특성을 향상시킨다.As described above, in the CMOS image sensor, corrosion is prevented by the aluminum oxide film formed on the surface of the exposed metal wiring after etching the terminal via in the CMOS image sensor, thereby improving electrical characteristics of the CMOS image sensor. Let's do it.
상술한 바와 같이, 본 발명에 따른 CMOS 이미지 센서의 터미널 비아 패드 부식 방지 방법 및 이를 이용한 CMOS 이미지 센서는 CMOS 이미지 센서에서 터미널 비 아 에칭후 노출된 금속배선이 그 표면에 형성되는 알루미늄 산화막에 의해 부식이 차단되며, 이로 인해 CMOS 이미지 센서의 전기적인 특성을 향상시키는 효과를 가지고 있다.As described above, the method of preventing the terminal via pad corrosion of the CMOS image sensor according to the present invention and the CMOS image sensor using the same are corroded by an aluminum oxide film formed on the surface of the exposed metal wiring after etching the terminal vias in the CMOS image sensor. This is blocked, which has the effect of improving the electrical characteristics of the CMOS image sensor.
이상에서 설명한 것은 본 발명에 따른 CMOS 이미지 센서의 터미널 비아 패드 부식 방지 방법 및 이를 이용한 CMOS 이미지 센서를 실시하기 위한 하나의 실시예에 불과한 것으로서, 본 발명은 상기한 실시예에 한정되지 않고, 이하의 특허청구범위에서 청구하는 바와 같이 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 당해 발명이 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 누구든지 다양한 변경 실시가 가능한 범위까지 본 발명의 기술적 정신이 있다고 할 것이다.What has been described above is just one embodiment for implementing a method of preventing terminal via pad corrosion of a CMOS image sensor and a CMOS image sensor using the same, and the present invention is not limited to the above-described embodiment, As claimed in the claims, any person having ordinary skill in the art without departing from the gist of the present invention will have the technical spirit of the present invention to the extent that various modifications can be made.
Claims (4)
Priority Applications (1)
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|---|---|---|---|
| KR1020060135950A KR100850129B1 (en) | 2006-12-28 | 2006-12-28 | Method for preventing the corrosion of a terminal via pad of a cmos image sensor and cmos image sensor thereof |
Applications Claiming Priority (1)
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Publications (2)
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| KR20080061442A KR20080061442A (en) | 2008-07-03 |
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|---|---|---|---|---|
| KR20060068031A (en) * | 2004-12-15 | 2006-06-21 | 동부전자 주식회사 | Method for fabricating an cmos image sensor |
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2006
- 2006-12-28 KR KR1020060135950A patent/KR100850129B1/en not_active IP Right Cessation
Patent Citations (1)
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| KR20060068031A (en) * | 2004-12-15 | 2006-06-21 | 동부전자 주식회사 | Method for fabricating an cmos image sensor |
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