專利名稱：圖像傳感器的制造方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種圖像傳感器的制造方法。
背景技術(shù)：
根據(jù)現(xiàn)有技術(shù)，在圖像傳感器的制造過程中，為了形成微透鏡，通常通
過對微透鏡使用光致抗蝕劑然后執(zhí)行回流工藝來執(zhí)行微光工藝(micro-photo process)。
然而，在回流工藝期間會損失大量的光致抗蝕劑，從而在相鄰的微透鏡 之間形成空隙。結(jié)果，減少了引入光電二極管的光量，導(dǎo)致圖像傳感器的成 像缺陷。
此外，根據(jù)現(xiàn)有技術(shù)，在使用有機(jī)材料形成微透鏡的情況下，在執(zhí)行晶 片切割工藝(例如，在半導(dǎo)體芯片安裝過程中的封裝工藝或凸塊工藝)時產(chǎn) 生的微?？赡軗p壞微透鏡。此外，如果微粒粘附在微透鏡上可能引起成像缺 陷。
而且，根據(jù)現(xiàn)有技術(shù)，當(dāng)微透鏡制造好以后，在橫軸與對角軸之間經(jīng)常 出現(xiàn)焦距不同的情況，導(dǎo)致相鄰像素之間的串?dāng)_。
因此，本領(lǐng)域需要一種改進(jìn)的圖像傳感器的制造方法。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的實施例提供一種圖像傳感器的制造方法，該方法能夠利用氧化 物層而非有機(jī)材料來形成微透鏡，以減小相鄰的微透鏡之間的空隙。
在實施例中，圖像傳感器的制造方法可包含如下步驟在濾色鏡層上形 成氧化物層；蝕刻氧化物層以形成第一氧化物層微透鏡；在第一氧化物層微 透鏡上形成第二氧化物層微透鏡；以及在第二氧化物層微透鏡上形成第三氧 化物層微透鏡?？蓪Φ诙趸飳游⑼哥R執(zhí)行化學(xué)工藝。


圖1至圖3示出了根據(jù)本發(fā)明實施例的圖像傳感器的制造工藝的剖示圖。
具體實施例方式
下文將參照附圖詳細(xì)描述根據(jù)本發(fā)明實施例的圖像傳感器的制造方法。 當(dāng)此處使用術(shù)語"上"或"上方"或"其上"時，當(dāng)涉及層、區(qū)域、 圖案或結(jié)構(gòu)時，應(yīng)當(dāng)理解，該層、區(qū)域、圖案或結(jié)構(gòu)可以直接在另一層或結(jié) 構(gòu)上，或者也可以存在中間層、中間區(qū)域、中間圖案或中間結(jié)構(gòu)。當(dāng)此處使 用了術(shù)語"下"或"下方"時，當(dāng)涉及層、區(qū)域、圖案或結(jié)構(gòu)時，應(yīng)當(dāng)理解， 該層、區(qū)域、圖案或結(jié)構(gòu)可以直接在另一層或結(jié)構(gòu)下，或者也可以存在中間 層、中間區(qū)域、中間圖案或中間結(jié)構(gòu)。
圖1至圖3示出了根據(jù)本發(fā)明實施例的圖像傳感器的制造工藝的剖示圖。
可以在襯底(未示出)上形成光電二極管(未示出)和電路(未示出)， 并且可以在該光電二極管上形成層間介電層(未示出)。
在某些實施例中，該層間介電層可以以多層的形式設(shè)置。在一個實施例 中，可以設(shè)置兩個層間介電層，其中光阻擋層形成在第一層間介電層上以抑 制光線引入到除了光電二極管區(qū)域以外的其它區(qū)域內(nèi)，然后可以在該光阻擋 層上形成第二層間介電層。
可以在該層間介電層上形成用于防止潮濕和刮擦的鈍化層(未示出)。
之后，可以在該層間介電層上涂覆可染色光致抗蝕劑，并且可以執(zhí)行曝 光和顯影工藝，從而形成紅色(R),綠色(G)以及藍(lán)色(B)濾色鏡層(未 示出)。
可在濾色鏡層上形成平坦化層(未示出)，以調(diào)節(jié)焦距并為形成透鏡層 提供平面層(planar layer)。
之后，參見圖l，可在該平坦化層(未示出)上形成氧化物層210。 在實施例中，可通過在大約200 °C或以下的溫度下沉積氧化膜來形成氧 化物層210。該氧化物層210可由本領(lǐng)域公知的任意適合的氧化物形成，例 如，二氧化硅(Si02)。此外，氧化物層210也可通過本領(lǐng)域公知的任意適合的工藝形成，例如，化學(xué)氣相沉積(CVD)，物理氣相沉積(PVD)，或等離子 體增強(qiáng)型化學(xué)氣相沉積(PECVD)。在實施例中，氧化物層210的沉積厚度在 約700nm至約800nm之間。
可以在氧化物層210上形成通過預(yù)定間隔彼此分隔的多個光致抗蝕劑圖 案(未示出)。例如，可以通過在氧化物層210上涂覆用于微透鏡的光致抗 蝕劑(未示出)，并且利用用于微透鏡的掩模(未示出)，通過曝光和顯影 工藝選擇性地圖案化該光致抗蝕劑，來形成光致抗蝕劑圖案。
此時，該光致抗蝕劑圖案的厚度可以大于氧化物層210的厚度。 在實施例中，利用蝕刻條件，使用光致抗蝕劑圖案作為蝕刻掩模，可以 蝕刻氧化物層210，從而例如通過在執(zhí)行蝕刻工藝時傾斜襯底而使氧化物層 210形成為具有曲率。
在替代實施例中，光致抗蝕劑圖案可以受到回流工藝的處理以形成微透 鏡圖案，并且可以使用微透鏡圖案作為蝕刻掩模蝕刻氧化物層210。例如， 可將其上形成有光致抗蝕劑圖案的襯底安裝在熱板上(未示出)，并在至少 大約150°C的溫度下經(jīng)受熱處理，使得光致抗蝕劑圖案回流，以形成具有半 球狀的微透鏡圖案。
此時，該微透鏡圖案的厚度可大于氧化物層210的厚度。 因此，利用光致抗蝕劑圖案或微透鏡圖案作為蝕刻掩模蝕刻氧化物層 210，以形成第一氧化物層微透鏡222。該第一氧化物層微透鏡222可具有預(yù)
定曲率。
在利用微透鏡圖案作為蝕刻掩模執(zhí)行蝕刻工藝的過程中，在第一氧化物 層微透鏡222與相鄰的第一氧化物層微透鏡之間可形成空隙G。
在實施例中，微透鏡可利用氧化物層而不是有機(jī)材料來形成，并可在該 氧化物層微透鏡上執(zhí)行化學(xué)處理(以下將更詳細(xì)描述)以減少表面粗糙度及 微透鏡之間的空隙G。因此，可以改善微透鏡的產(chǎn)量和可靠性。
參見圖2，可在第一氧化物層微透鏡222上形成第二氧化物層微透鏡 224。在實施例中，可以沉積厚度介于約100nm到約300 nm之間的低溫氧 化物層，以形成第二氧化物層微透鏡224。
在形成第二氧化物層微透鏡224之后，可在該第二氧化物層微透鏡224 上執(zhí)行化學(xué)處理C。在實施例中，化學(xué)處理C可使用包括四甲基氫氧化銨(TMH)、過氧化氫01202)、以及水(H20)這樣的化學(xué)物。例如，該化學(xué) 物可包括以1 : 1.5至2.3 :20至36.7的體積比混合的TMH、H202以及&0， 使得11202大約是TMH的1.5至2.3倍，1120大約是TMH的20至36.7倍。 可對第二氧化物層微透鏡224應(yīng)用化學(xué)處理，以減少表面粗糙度和抑制 氧化物損失。如果以體積比為約l : 1.5至2.3 : 20至36.7的TMH、 H202 以及KbO的化學(xué)物執(zhí)行該化學(xué)處理，則有可能減少化學(xué)物的需求量和工藝吋 間。也就是說，如果以這種比率執(zhí)行約1分鐘至約5分鐘的化學(xué)處理，就可 以去除在第二氧化物層微透鏡224表面上留下的微粒。如果處理時間少于1 分鐘，則微?？赡軟]有被除去，如果處理時間多于5分鐘，則化學(xué)處理可引 起飽和。
參照圖3，可在第二氧化物層微透鏡224上形成第三氧化物層微透鏡 226。在實施例中，第三氧化物層微透鏡226的沉積厚度在約100nm至約 300nm之間。因此，可以獲得氧化物層微透鏡220，包括第一氧化物層微透 鏡222、第二氧化物層微透鏡224以及第三氧化物層微透鏡226。
根據(jù)本發(fā)明的實施例，由于第三氧化物層微透鏡226可形成在第二氧化 物層微透鏡224上，因此，與具有相應(yīng)于第二氧化物層微透鏡224和第三氧 化物層微透鏡226的厚度總和的厚度的單一微透鏡相比，該微透鏡的表面粗 糙度可以得到改善。
此外，根據(jù)實施例，可執(zhí)行兩次或更多次沉積工藝，從而獲得縱橫比 (aspectratio)改進(jìn)的、空隙減少的或無空隙的氧化物層微透鏡。
在根據(jù)本發(fā)明實施例的圖像傳感器的方制造法中，該微透鏡可包含氧化 物層而不是有機(jī)材料。此外，氧化物層微透鏡可通過幾步來形成，并且可在 氧化物層微透鏡上執(zhí)行化學(xué)工藝，所以可減少表面粗糙度并且也可減少或者 甚至可以完全去除微透鏡之間的空隙。因此，可改善微透鏡的成品率和可靠 性。
說明書中所涉及的"一實施例"、"實施例"、"示例性實施例"等， 其含義是結(jié)合實施例描述的特定特征、結(jié)構(gòu)、或特性均包括在本發(fā)明的至少 一個實施例中。說明書中出現(xiàn)于各處的這些短語并不一定都涉及同一個實施 例。此外，當(dāng)結(jié)合任何實施例描述特定特征、結(jié)構(gòu)或特性時，都認(rèn)為其落在 本領(lǐng)域技術(shù)人員結(jié)合其它實施例就可以實現(xiàn)這些特征、結(jié)構(gòu)或特性的范圍內(nèi)。
盡管對實施例的描述中結(jié)合了其中多個示例性實施例，但可以理解的是 本領(lǐng)域技術(shù)人員完全可以推導(dǎo)出許多其它變化和實施例，并落入本公開內(nèi)容 的原理的精神和范圍之內(nèi)。尤其是，可以在該公開、附圖和所附權(quán)利要求的 范圍內(nèi)對組件和/或附件組合設(shè)置中的設(shè)置進(jìn)行多種變化和改進(jìn)。除組件和/ 或設(shè)置的變化和改進(jìn)之外，其他可選擇的應(yīng)用對于本領(lǐng)域技術(shù)人員而言也是 顯而易見的。
權(quán)利要求
1. 一種圖像傳感器的制造方法，包括如下步驟在濾色鏡層上形成氧化物層；蝕刻所述氧化物層以形成第一氧化物層微透鏡；在所述第一氧化物層微透鏡上形成第二氧化物層微透鏡；以及在所述第二氧化物層微透鏡上形成第三氧化物層微透鏡。
2. 如權(quán)利要求1所述的方法，還包括在形成所述第二氧化物層微透鏡之 后，對所述第二氧化物層微透鏡執(zhí)行化學(xué)處理。
3. 如權(quán)利要求2所述的方法，其中，執(zhí)行所述化學(xué)處理的步驟包括對所 述第二氧化物層微透鏡應(yīng)用化學(xué)物，所述化學(xué)物包括TMH、 11202和1120。
4. 如權(quán)利要求3所述的方法，其中蝕刻所述氧化物層的步驟包括利用 光致抗蝕劑圖案作為蝕刻掩模。
5. 如權(quán)利要求3所述的方法，其中蝕刻所述氧化物層以形成所述第一氧 化物層微透鏡的步驟包括在所述氧化物層上沉積光致抗蝕劑圖案；通過對所述光致抗蝕劑圖案執(zhí)行回流工藝來形成微透鏡圖案；以及 利用所述微透鏡圖案作為蝕刻掩模來蝕刻所述氧化物層。
6. 如權(quán)利要求3所述的方法，其中執(zhí)行所述化學(xué)處理的步驟包括執(zhí)行所 述化學(xué)處理約1分鐘至約5分鐘。
7. 如權(quán)利要求3所述的方法，其中所述化學(xué)物包含的&02為TMH的 約1.5至約2.3倍,并且所述化學(xué)物包含的H20為TMH的約20至約36.7倍。
8. 如權(quán)利要求7所述的方法，其中執(zhí)行所述化學(xué)處理的步驟包括執(zhí)行所 述化學(xué)處理約1分鐘至約5分鐘。
9. 如權(quán)利要求7所述的方法，其中蝕刻所述氧化物層的步驟包括利用光 致抗蝕劑圖案作為蝕刻掩模。
10. 如權(quán)利要求7所述的方法，其中蝕刻所述氧化物層以形成所述第一 氧化物層微透鏡的步驟包括在所述氧化物層上沉積光致抗蝕劑圖案；通過對所述光致抗蝕劑圖案執(zhí)行回流工藝來形成微透鏡圖案；以及 利用所述微透鏡圖案作為蝕刻掩模來蝕刻所述氧化物層。
11. 如權(quán)利要求2所述的方法，其中執(zhí)行所述化學(xué)處理的步驟包括執(zhí)行 所述化學(xué)處理約1分鐘至約5分鐘。
12. 如權(quán)利要求2所述的方法，其中蝕刻所述氧化物層的步驟包括利用 光致抗蝕劑圖案作為蝕刻掩模。
13. 如權(quán)利要求2所述的方法，其中蝕刻所述氧化物層以形成所述第一 氧化物層微透鏡的步驟包括在所述氧化物層上沉積光致抗蝕劑圖案；通過對所述光致抗蝕劑圖案執(zhí)行回流工藝來形成微透鏡圖案；以及 利用所述微透鏡圖案作為蝕刻掩模來蝕刻所述氧化物層。
14. 如權(quán)利要求1所述的方法，其中蝕刻所述氧化物層的步驟包括利用 光致抗蝕劑圖案作為蝕刻掩模。
15. 如權(quán)利要求1所述的方法，其中蝕刻所述氧化物層以形成所述第一 氧化物層微透鏡的步驟包括在所述氧化物層上沉積光致抗蝕劑圖案；通過對所述光致抗蝕劑圖案執(zhí)行回流工藝來形成微透鏡圖案；以及 利用所述微透鏡圖案作為蝕刻掩模來蝕刻所述氧化物層。
16. 如權(quán)利要求1所述的方法，其中形成所述氧化物層的步驟包括在大 約200 。C或更低的溫度下沉積所述氧化物層。
17. 如權(quán)利要求1所述的方法，其中形成所述氧化物層的步驟包括沉積 所述氧化物層至約700 nm至約800 nm的厚度。
18. 如權(quán)利要求1所述的方法，其中形成所述第二氧化物層微透鏡的步 驟包括在所述第一氧化物層微透鏡上形成厚度為約100 nm至約300 nm的第 二氧化物層。
19. 如權(quán)利要求1所述的方法，其中形成所述第三氧化物層微透鏡的步 驟包括在所述第二氧化物層微透鏡上形成厚度為約100 nm至約300 nm的第 三氧化物層。
20. 如權(quán)利要求1所述的方法，其中所述第二氧化物層微透鏡包括低溫 氧化物。
全文摘要
本發(fā)明提供一種圖像傳感器的制造方法。該方法可包含如下步驟在濾色鏡層上形成氧化物層；通過蝕刻氧化物層來形成第一氧化物層微透鏡；在第一氧化物層微透鏡上形成第二氧化物層微透鏡；以及在第二氧化物層微透鏡上形成第三氧化物層微鏡。本發(fā)明能夠減少表面粗糙度并且減小相鄰的微透鏡之間的空隙。
文檔編號H01L27/146GK101431042SQ20081017442
公開日2009年5月13日 申請日期2008年11月5日 優(yōu)先權(quán)日2007年11月5日
發(fā)明者鄭沖耕 申請人:東部高科股份有限公司