KR20040095971A - 씨모스 이미지센서 - Google Patents
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Abstract
본 발명은 패드 오픈 및 웨이퍼 절단에 의한 패드영역의 LTO막의 박리 및 크랙을 방지함으로써 칩 패키지 수율 및 광특성을 향상시킬 수 있는 CMOS 이미지센서를 제공한다.
본 발명은 패드영역 및 화소영역이 정의된 반도체 기판; 패드영역 상에 형성된 패드 금속막 패턴; 패드 금속막 패턴의 패드를 오픈시키면서 패드 금속막 패턴 및 기판 상에 형성된 패시배이션막; 패드로부터 소정 거리만큼 이격되어 패드 금속막 패턴의 에지부분과만 오버랩되도록 패시배이션막 상부에 형성된 오버코팅층; 및 오버코팅층을 덮도록 패시배이션막 상부에 형성된 저온산화막을 포함하는 CMOS 이미지센서에 의해 달성될 수 있다. 바람직하게, 오버코팅층은 패드로부터 약 3㎛ 이상 이격되고, 오버코팅층 및 패드는 각각 계단형상 또는 라운딩 형상의 코너부분을 갖는다.
Description
본 발명은 CMOS 이미지센서에 관한 것으로, 특히 패드영역의 LTO막 크랙(crack)을 방지할 수 있는 CMOS 이미지센서에 관한 것이다.
일반적으로, 이미지센서(image sensor)는 1 차원 또는 2차원 이상의 광학정보를 전기신호로 변환하는 장치로서 시판되는 고체 이미지센서에는 CMOS (Complementary Metal Oxide Semiconductor)형과 CCD(Charge Coupled Device)형의 2종류가 있다. CMOS 이미지센서는 CMOS 제조기술을 이용하여 화소수만큼 MOS 트랜지스터를 만들고 이를 이용하여 차례차례 출력을 검출하는 스위칭 방식을 채용하고 있으며, CCD 이미지센서에 비해 구동방식이 간편하고 다양한 스캐닝 방식의 구현이 가능하고, 신호처리회로를 단일칩에 집적할 수 있어 제품의 소형화가 가능할 뿐만 아니라 호환성의 CMOS 기술에 의해 제조단가 및 전력소모 등을 낮출 수 있는 장점이 있다.
이러한 CMOS 이미지센서의 칩은 화소(pixel)영역 및 로직회로(logic circuit)영역과 이들 양단의 패드(pad)영역으로 이루어지고, 칩은 웨이퍼 절단 (sawing) 영역인 스크라이브 라인(scribe line)에 의해 분리되어 있다.
도 1은 종래의 VGA급(640×480 화소) CMOS 이미지센서의 패드영역을 나타낸 평면도 및 단면도로서, 도 1 및 도 2에 나타낸 바와 같이, 반도체 기판(10) 상에 패드 금속막 패턴(11)이 형성되고, 패드 금속막 패턴(11)의 패드(PAD1)를 오픈시키면서 패드 금속막 패턴(11) 및 기판(10) 상에 패시배이션막(12)이 형성되고, 패시배이션막(12) 상부에는 패드 금속막 패턴(11)과 소정부분 오버랩되도록 평탄화막으로서의 오버코팅막(Over Coating Layer; OCL, 13)이 형성되며, 저온산화(LowTemperature Oxide; LTO)막(14)이 OCL(13)을 덮도록 패시배이션막(12) 상부에 형성되어 있다. LTO막(14)은 웨이퍼 절단 후 칩의 패키지시 파티클(particle)로부터 마이크로렌즈(micro lens; 미도시)를 보호하고 입사광 손실을 감소시켜 광특성을 향상시키기 위하여 칩의 최상부에 형성된다.
여기서, 패드 금속막 패턴(11)의 패드(PAD1)를 오픈시키기 위해서는 패드마스크를 이용한 포토레지스트 패턴 형성, 포토레지스트 패턴을 이용한 LTO막(14) 및 패시배이션막(12)의 식각 및 포토레지스트 패턴 제거 등의 공정을 수행하여야 한다.
그러나, 패드(PAD1) 오픈시 화학적 손상(damage)에 의해 OCL(13)이 일부 제거되어 최상부에 형성된 LTO막(14)의 박리 및 크랙(crack)이 발생되고, 이러한 크랙은 칩분리를 위한 웨이퍼의 스크라이브 라인 절단시 가해지는 스트레스에 의해 칩 내부까지 전달되어 칩의 패키지 수율을 저하시킬 뿐만 아니라 이미지센서의 가장 중요한 특성인 광특성을 저하시키게 된다.
본 발명은 상기와 같은 종래기술의 문제점을 해결하기 위하여 제안된 것으로, 패드 오픈 및 웨이퍼 절단에 의한 패드영역의 LTO막의 박리 및 크랙을 방지함으로써 칩 패키지 수율 및 광특성을 향상시킬 수 있는 CMOS 이미지센서를 제공하는데 그 목적이 있다.
도 1 및 도 2는 종래의 CMOS 이미지센서의 패드영역을 나타낸 평면도 및 단면도로서,
도 2는 도 1의 Ⅱ-Ⅱ' 선에 따른 단면도.
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 CMOS 이미지센서의 패드영역을 나타낸 단면도.
도 4는 본 발명의 다른 실시예에 따른 CMOS 이미지센서의 패드영역을 나타낸 단면도.
※도면의 주요부분에 대한 부호의 설명
30 : 반도체 기판 31 : 패드 금속막 패턴
32 : 패시배이션막 33 : OCL
34 : LTO막 PAD2 : 패드
상기의 기술적 과제를 달성하기 위한 본 발명의 일 측면에 따르면, 상기의 본 발명의 목적은 패드영역 및 화소영역이 정의된 반도체 기판; 패드영역 상에 형성된 패드 금속막 패턴; 패드 금속막 패턴의 패드를 오픈시키면서 패드 금속막 패턴 및 기판 상에 형성된 패시배이션막; 패드로부터 소정 거리만큼 이격되어 패드 금속막 패턴의 에지부분과만 오버랩되도록 패시배이션막 상부에 형성된 오버코팅층; 및 오버코팅층을 덮도록 패시배이션막 상부에 형성된 저온산화막을 포함하는 CMOS 이미지센서에 의해 달성될 수 있다.
바람직하게, 오버코팅층은 패드로부터 약 3㎛ 이상 이격되고, 오버코팅층 및 패드는 각각 계단형상 또는 라운딩 형상의 코너부분을 갖는다.
또한, 오버코팅층은 패드영역 및 화소영역에 각각 형성되고, 패드영역에 형성된 오버코팅층과 화소영역에 형성된 오버코팅층은 약 10㎛ 이상 이격된다.
이하, 본 발명이 속한 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 본 발명을 보다 용이하게 실시할 수 있도록 하기 위하여 본 발명의 바람직한 실시예를 소개하기로 한다.
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 CMOS 이미지센서의 패드영역을 나타낸 단면도로서, 도 3에 나타낸 바와 같이, 반도체 기판(30) 상에 패드 금속막 패턴(31)이 형성되고, 패드 금속막 패턴(31)의 패드(PAD2)를 오픈시키면서 패드 금속막 패턴 (31) 및 기판(30) 상에 패시배이션막(32)이 형성되고, 패시배이션막(32) 상부에는 패드(PAD2)로부터 소정 거리(L1), 바람직하게 3㎛ 이상 이격되어 패드 금속막 패턴(31)의 에지부분과만 오버랩되도록 OCL(33)이 형성된다. 이에 따라, 이후 설명할 LTO막(34)과 패시배이션막(32)과의 접착면적이 종래보다도 넓어지게 되어 이들 사이의 접착력이 향상될 뿐만 아니라 패드오픈시 OCL(34)의 화학적 손상이 방지될 수 있다. 또한, 도시되지는 않았지만, OCL(33)과 패드(PAD2)의 코너부분이 각각 계단형상 또는 라운딩 형상을 가짐에 따라 패드오픈 및 웨이퍼 절단시 가해지는 스트레스가 분산될 수 있다. 또한, OCL(33)은 패드영역과 화소영역(미도시)에 각각 형성되고, 패드영역에 형성된 OCL(33)과 화소영역에 형성된 OCL(미도시)이 약 10㎛ 이상 이격됨에 따라 패드영역에 크랙이 발생하더라도 크랙이 화소영역으로 전달되는 것이 방지될 수 있다. OCL(33)을 덮도록 패시배이션막(32) 상부에 LTO막(34)이 형성되는데, LTO막(34)은 웨이퍼 절단 후 칩의 패키지시 파티클로부터 마이크로렌즈 (미도시)를 보호하고 입사광 손실을 감소시켜 광특성을 향상시키는 역할을 한다.
상기 실시예에 의하면, OCL을 패드로부터 3㎛ 이상 이격시켜 형성함으로써 LTO막과 패시배이션막 사이의 접착력을 향상시킬 수 있을 뿐만 아니라 패드오픈시 OCL의 화학적 손상을 방지할 수 있으므로 LTO막의 박리 및 크랙을 방지할 수 있다. 또한, OCL과 패드의 코너부분이 계단형상이나 라운딩 형상을 가지고 패드영역의 OCL이 화소영역의 OCL과 10㎛ 정도 이격됨에 따라 패드오픈 및 웨이퍼 절단시 가해지는 스트레스가 분산될 뿐만 아니라 패드영역에 크랙 등이 발생되더라도 화소영역으로 크랙이 전달되는 것이 방지됨으로써, 칩 패키지 수율 및 광특성이 향상된다.
한편, 상기 실시예에서는 OCL을 패드로부터 약 3㎛ 정도만 이격시켜 패드 금속막 패턴의 에지부분과만 오버랩되도록 형성하였지만, 도 4에 도시된 바와 같이,패드 금속막 패턴(31)과의 오버랩없이 패드 금속막 패턴(31)의 에지 경계부까지 이격거리(L2)를 연장함으로써 LTO막(34)과 패시배이션막(32) 사이의 접착면적을 최대화하면서 패드오픈시 OCL의 화화적 손상을 더욱더 효과적으로 방지할 수 있다.
이상에서 설명한 본 발명은 전술한 실시예 및 첨부된 도면에 의해 한정되는 것이 아니고, 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 여러 가지 치환, 변형 및 변경이 가능하다는 것이 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 있어 명백할 것이다.
전술한 본 발명은 패드로부터 OCL을 최적의 거리만큼 이격시켜 패드 오픈 및 웨이퍼 절단에 의한 패드영역의 LTO막의 박리 및 크랙을 효과적으로 방지함으로써 CMOS 이미지센서의 칩패키지 수율 및 광특성을 향상시킬 수 있다.
Claims (5)
- 패드영역 및 화소영역이 정의된 반도체 기판;상기 패드영역 상에 형성된 패드 금속막 패턴;상기 패드 금속막 패턴의 패드를 오픈시키면서 상기 패드 금속막 패턴 및 기판 상에 형성된 패시배이션막;상기 패드로부터 소정 거리만큼 이격되어 상기 패드 금속막 패턴의 에지부분과만 오버랩되도록 상기 패시배이션막 상부에 형성된 오버코팅층; 및상기 오버코팅층을 덮도록 상기 패시배이션막 상부에 형성된 저온산화막을 포함하는 CMOS 이미지센서.
- 제 1 항에 있어서,상기 오버코팅층은 상기 패드로부터 약 3㎛ 이상 이격된 것을 특징으로 하는 CMOS 이미지센서.
- 제 1 항에 있어서,상기 오버코팅층은 계단형상 또는 라운딩 형상의 코너부분을 가지는 것을 특징으로 하는 CMOS 이미지센서.
- 제 1 항 또는 제 3 항에 있어서,상기 패드는 계단형상 또는 라운딩 형상의 코너부분을 가지는 것을 특징으로 하는 CMOS 이미지센서.
- 제 1 항에 있어서,상기 오버코팅층은 상기 패드영역 및 화소영역에 각각 형성되고, 상기 패드영역에 형성된 오버코팅층과 상기 화소영역에 형성된 오버코팅층은 약 10㎛ 이상 이격된 것을 특징으로 하는 CMOS 이미지센서.
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