專利名稱：用于制造cmos圖像傳感器的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種用于制造CMOS圖像傳感器的方法，并更具體地涉及一種能夠提高夾層絕緣薄膜與光致抗蝕劑之間的附著力的用于制造CMOS圖像傳感器的方法。
背景技術(shù)：
眾所周知，圖像傳感器是一種將光學(xué)圖像轉(zhuǎn)換為電信號的半導(dǎo)體器件，并主要分為電荷耦合器件("CCD")型圖像傳感器和互補金屬氧化物硅("CMOS")型圖像傳感器。
在CCD中，將光信號轉(zhuǎn)化為電信號的多個光電二極管("PD")是以矩陣形式設(shè)置的。CCD由多個垂直的電荷耦合器件("VCCD")、一個水平的電荷耦合器件("HCCD")以及一個讀出放大器組成。多個VCCD設(shè)置在垂直的PDs之間，以矩陣形式對準(zhǔn)，以便沿垂直方向輸送從各個PD產(chǎn)生的電荷。HCCD沿水平方向輸送被VCCD輸送的電荷，同時讀出放大器檢測沿水平方向被輸送的電荷并輸出電信號。然而，這種CCD是以復(fù)雜的驅(qū)動方式工作的，能量消耗大，并且需要多級光學(xué)處理，因而又使制造工藝變復(fù)雜。CCD例如還具有下列缺點控制電路、信號處理電路以及模擬/數(shù)字(A/D)轉(zhuǎn)換器難以集成在一個CCD芯片上，這導(dǎo)致產(chǎn)品難以小型化。 近年來，CMOS圖像傳感器作為克服了 CCD的問題的下一代圖像傳感器，越來越多地受到關(guān)注。CMOS圖像傳感器采用開關(guān)模式，以應(yīng)用將控制電路和信號處理電路用作外圍電路的CMOS技術(shù)，與半導(dǎo)體襯底上的單位像素數(shù)量對應(yīng)地設(shè)置MOS晶體管，由此通過MOS晶體管按順序檢測各個單位像素的輸出。S卩，通過將PD和MOS晶體管設(shè)置在每個像素單元中，CMOS圖像傳感器以開關(guān)模式順序地檢測各個單位像素的電信號，由此來呈現(xiàn)圖像。CMOS圖像傳感器具有各種優(yōu)點，例如由于使用CMOS制造技術(shù)而使得功耗減小、制造工藝簡單(光學(xué)處理步驟減少)等。通過將控制電路、信號處理電路和/或A/D轉(zhuǎn)換器集成在CMOS圖像傳感器芯片中來制造CMOS圖像傳感器，能夠使得具有該CMOS圖像傳感器的產(chǎn)品的小型化更容易。因此，目前在包括諸如數(shù)碼相機、數(shù)碼攝像機等的各種應(yīng)用中廣泛地使用CMOS圖像傳感器。 上述CMOS圖像傳感器通常具有器件隔離件，其形成在半導(dǎo)體襯底上，用以限定有源區(qū)；光電二極管，其形成在半導(dǎo)體襯底的表面上；多個層間絕緣膜和金屬布線，它們設(shè)置在整個半導(dǎo)體襯底上；以及濾色鏡和微透鏡，用以收集光。

發(fā)明內(nèi)容
因此，本發(fā)明的目的是提供一種能夠提高層間絕緣膜與光電二極管之間的附著力的用于制造CMOS圖像傳感器的方法。 由本發(fā)明實現(xiàn)的技術(shù)目的并不特別局限于前面的概述，相關(guān)技術(shù)領(lǐng)域的技術(shù)人員將了解根據(jù)下面對本發(fā)明的的詳述，可清楚地認(rèn)識到在此未描述的其它技術(shù)目的。
根據(jù)用于實現(xiàn)本發(fā)明的上述目的的示例性實施例，提供一種用于制造CMOS圖像
傳感器的方法，其包括在半導(dǎo)體襯底上以恒定間距形成多個光電二極管；在具有多個光 電二極管的整個半導(dǎo)體襯底上形成層間絕緣膜；將光致抗蝕劑施加于整個層間絕緣膜；硬 烘烤(hard-baking)光致抗蝕劑；對光致抗蝕劑進(jìn)行曝光和顯影，以暴露層間絕緣膜的與 光電二極管區(qū)對應(yīng)的部分，由此完成光致抗蝕劑圖案；以及利用光致抗蝕劑圖案作為掩模， 來選擇性地蝕刻層間絕緣膜的被暴露部分。 如上所述，本發(fā)明的用于制造CMOS圖像傳感器的方法提高了層間絕緣膜與光致 抗蝕劑之間的附著力，而這又防止了底切(undercut)，并同時減小了微透鏡與光電二極管 之間的空間，從而有效地提高了 CMOS圖像器件的效率。


說明書包含附圖以供對本發(fā)明的進(jìn)一步理解，并且附圖被并入到本申請中并構(gòu)成
本申請的一部分，附圖示出了本發(fā)明的實施例(多個)，并與下面的 描述一起用于說明本發(fā) 明的原理。在附圖中 圖la至圖ld示出了根據(jù)本發(fā)明的用于制造CMOS圖像傳感器的方法；以及
圖2示出了通過根據(jù)本發(fā)明的用于制造CMOS圖像傳感器的方法實施的硬烘烤而 獲得的圖案圖像。
具體實施例方式
以下將通過下面參考示例性實施例并結(jié)合附圖進(jìn)行的描述，詳細(xì)地描述本發(fā)明的 前述目的和特征。下面將參考附圖對本發(fā)明的示例性實施例進(jìn)行詳細(xì)的描述，以具體地說 明本發(fā)明的技術(shù)構(gòu)造和功能效果，然而，本發(fā)明的技術(shù)構(gòu)思、結(jié)構(gòu)特征以及效果并不特別地 局限于此。 在此提到的大部分術(shù)語具有在相關(guān)技術(shù)中普遍理解的通常含義，然而，一些術(shù)語
是由本申請人選擇性地定義的，并在本發(fā)明的詳述中明確地規(guī)定了它們的含義。因此，這些
術(shù)語應(yīng)根據(jù)在本發(fā)明中規(guī)定的其本來含義、而非其簡單和通常的名稱來理解。 在下文中，通過下面的關(guān)于示例性實施例的描述以及附圖，本發(fā)明的技術(shù)目的和
特點將是顯而易見的。以下將更詳細(xì)地描述本發(fā)明。 下面參考附圖詳細(xì)地描述根據(jù)本發(fā)明的示例性實施例的用于制造CMOS圖像傳感 器的方法。 圖la至圖Id為示出根據(jù)本發(fā)明的用于制造CMOS圖像傳感器的方法的視圖。
在圖la至圖ld中，在整個CMOS圖像傳感器之中，僅示出了與本發(fā)明相關(guān)的局部 區(qū)域。以下將省略所述傳感器中的具有與傳統(tǒng)CMOS圖像傳感器的構(gòu)造相同的構(gòu)造的其它 區(qū)域的說明，以避免重復(fù)(這種重復(fù)會使得本發(fā)明的主要內(nèi)容變得不清楚)。
參考圖la，半導(dǎo)體襯底10具有有源區(qū)和器件隔離區(qū)。為了限定有源區(qū)，在器件隔 離區(qū)上形成器件隔離件(未示出)。在這方面，器件隔離件是通過淺溝槽隔離("STI")、硅 的局部氧化("LOCOS")等技術(shù)制造的。在此，可在。++型的半導(dǎo)體襯底10上實施外延工 藝，以生長出具有低濃度的第一導(dǎo)電層，第一導(dǎo)電層例如又形成P—型外延層(未示出)。在此使用的半導(dǎo)體襯底IO可以是單晶硅襯底。這種外延層的形成使得光電二極管中能夠產(chǎn) 生更大和更深的耗盡區(qū)，而這又會增大低壓光電二極管的光電荷收集能力，由此提高其光 敏度。 接著，將低濃度雜質(zhì)引入到器件隔離件之間的有源區(qū)中，以在半導(dǎo)體襯底10的表 面內(nèi)形成光電二極管12。 之后，在具有光電二極管12和器件隔離件的整個半導(dǎo)體襯底IO上形成層間絕 緣膜14。在此，層間絕緣膜14可包括諸如未摻雜硅酸鹽玻璃(undopedsilicate glass, "USG")之類的氧化物膜，而且盡管未示出，但是上述氧化物膜可制成為多層的形式。在層 間絕緣膜14內(nèi)，以恒定間距設(shè)置各種布線(未示出)。而且，半導(dǎo)體襯底可進(jìn)一步包括屏蔽 層(未示出)，以防止光漏出光電二極管。 隨后，如圖lb所示，將負(fù)性光致抗蝕劑16a施加于整個層間絕緣膜14，隨后在 IO(TC至20(TC進(jìn)行硬烘烤，以將光致抗蝕劑16a硬化。因為對光致抗蝕劑16a進(jìn)行硬烘烤 可提高光致抗蝕劑16a與由氧化物膜構(gòu)成的層間絕緣膜14之間的附著力。
因此，對于在制造CMOS圖像傳感器的傳統(tǒng)工藝中，為了減小微透鏡與光電二極管 12之間的空間而選擇性地蝕刻層間絕緣膜14的與光電二極管12對應(yīng)的像素區(qū)的工序來 說，如果光致抗蝕劑16a與層間絕緣膜14之間的附著力低下，則化學(xué)溶液沿光致抗蝕劑16a 與層間絕緣膜14之間的界面流動，并進(jìn)入光致抗蝕劑16a與層間絕緣膜14之間的間隙內(nèi)， 從而發(fā)生底切。另外，存在光致抗蝕劑剝落的問題，使得光致抗蝕劑因附著力低下而從絕緣 膜脫落。然而，本發(fā)明的用于制造CMOS圖像傳感器的工藝對光致抗蝕劑16a實施硬烘烤來 提高附著力，這樣就同時防止了底切和光致抗蝕劑剝落。參考示出了根據(jù)本發(fā)明的通過硬 烘烤獲得的圖案圖像的圖2，由圖可看到，提高的附著力起到了防止底切和/或防止光致抗 蝕劑圖案16與層間絕緣膜14之間的光致抗蝕劑剝落的作用。 如圖lc所示，通過曝光和顯影來移除光致抗蝕劑16a，以暴露層間絕緣膜14的與 光電二極管區(qū)對應(yīng)的期望的部分，由此獲得光致抗蝕劑圖案16。 在此之后，如圖ld所示，利用已完成的光致抗蝕劑的圖案16作為掩模，以通過使 用DHF(H20 : HF = 1 5 : 1即H20與HF之比為1至5比1)或BHF的濕法蝕刻工藝來選 擇性地蝕刻層間絕緣膜14的被暴露部分，從而形成槽孔(trench hole) 20。槽孔的深度范 圍優(yōu)選為0. 5iim至1. 5iim。 盡管未示出，但是在將可燃抗蝕劑(flammable resist)施加于層間絕緣膜14之 后，使得被涂覆的該膜經(jīng)受曝光和顯影，從而以與光電二極管12對應(yīng)的恒定間距形成多個 濾色鏡層，其中濾色鏡層過濾不同波長范圍的光。 隨后，在將微透鏡形成材料層施加于具有前述濾色鏡層的整個半導(dǎo)體襯底10之 后，使得被涂覆的襯底經(jīng)受曝光和顯影，以對微透鏡材料層進(jìn)行圖案化處理，由此完成濾色 鏡層上的微透鏡圖案。 因此，盡管通過前述的優(yōu)選的實施例和附圖具體地描述了本發(fā)明，但是本發(fā)明不 限于此。對本領(lǐng)域技術(shù)人員顯而易見的是，本發(fā)明可涵蓋不偏離本發(fā)明的范圍的替換、修改 和/或變型。因此，本發(fā)明的技術(shù)范圍絕不限于上面的詳細(xì)描述，而由所附權(quán)利要求限定。
權(quán)利要求
一種用于制造CMOS圖像傳感器的方法，包括以下步驟在半導(dǎo)體襯底上以恒定間距形成多個光電二極管；在具有多個光電二極管的整個所述半導(dǎo)體襯底上形成層間絕緣膜；將光致抗蝕劑施加于整個所述層間絕緣膜；硬烘烤所述光致抗蝕劑；對所述光致抗蝕劑進(jìn)行曝光和顯影，以暴露所述層間絕緣膜的與所述光電二極管區(qū)對應(yīng)的部分，由此完成光致抗蝕劑圖案；以及利用所述光致抗蝕劑圖案作為掩模，來選擇性地蝕刻所述層間絕緣膜的被暴露部分。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中所述硬烘烤是在IO(TC至20(TC進(jìn)行的。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中施加到整個所述層間絕緣膜的所述光致抗蝕劑為負(fù)性光致抗蝕劑。
4. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中利用所述光致抗蝕劑圖案作為掩模來移除所述層間絕緣膜的被暴露部分的選擇性蝕刻工藝包括使用DHF或BHF的濕法蝕刻工藝。
5. 根據(jù)權(quán)利要求4所述的方法，其中所述DHF包含H20和HF， H20 : HF的相對比例為1 5 : 1。
6. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，還包括在所述層間絕緣膜上以與所述多個光電二極管對應(yīng)的恒定間距設(shè)置多個濾色層；以及在所述濾色層上形成微透鏡圖案。
7. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中利用所述光致抗蝕劑圖案作為掩模來移除所述層間絕緣膜的被暴露部分的選擇性蝕刻工藝包括在被暴露的所述層間絕緣膜部分上形成槽孔。
8. 根據(jù)權(quán)利要求7所述的方法，其中所形成的槽孔的深度范圍為0. 5 m至1. 5 m。
全文摘要
公開了一種能夠提高層間絕緣膜與光致抗蝕劑之間附著力的用于制造CMOS圖像傳感器的方法。根據(jù)本發(fā)明的實施例，CMOS圖像傳感器制造方法包括在半導(dǎo)體襯底上以恒定的間距形成多個光電二極管；在具有多個光電二極管的整個半導(dǎo)體襯底上形成層間絕緣膜；將光致抗蝕劑施加于整個層間絕緣膜；硬烘烤光致抗蝕劑；對光致抗蝕劑進(jìn)行曝光和顯影，以暴露層間絕緣膜的與光電二極管區(qū)對應(yīng)的部分，由此完成光致抗蝕劑圖案；以及利用光致抗蝕劑圖案作為掩模，來選擇性地蝕刻層間絕緣膜的被暴露部分。本發(fā)明能夠防止底切，并有效地提高CMOS圖像器件的效率。
文檔編號H01L21/82GK101783320SQ200910262539
公開日2010年7月21日 申請日期2009年12月29日 優(yōu)先權(quán)日2008年12月29日
發(fā)明者鄭沖耕 申請人:東部高科股份有限公司