專利名稱：Cmos圖像傳感器微透鏡的制造方法
CMOS圖像傳感器微透鏡的制造方法本申請要求享有于2006年12月28日提交的韓國專利申請No. 10-2006-0135922的權益，在這里引入其全部內容作為參考。
背景技術：
本發(fā)明涉及一種微透鏡的制造方法，尤其涉及一種使用阻擋肋條和氧化物 薄膜的沉積以及最小化微透鏡間隔距離以保護微透鏡表面再現(xiàn)的微透鏡制備 方法。圖像傳感器是可以將光學圖像轉換為電信號的半導體器件。圖像傳感器可 以分為電荷耦合器件(CCD)圖像傳感器和CMOS圖像傳感器。CCD圖像傳感器可能具有彼此空間上非?？拷拇鎯Σ魉痛鎯﹄姾奢d 體的多個金屬一氧化物一硅(MOS)電容。CMOS圖像傳感器可能采用包括 具有相應像素的MOS晶體管的轉換方式。MOS晶體管可以利用互補MOS (CMOS)技術來形成，所述的互補MOS (CMOS)技術是利用外圍電路上和 /或之上的控制電路和信號處理電路并繼而利用這些電路檢測輸出。CMOS圖像傳感器可以將目標信息轉換為電信號，并且可以配置成具有光 電二極管的信號處理芯片。芯片可以與放大器、模擬/數(shù)字轉換器、內部電壓 發(fā)生器、時序發(fā)生器和數(shù)字邏輯等一起提供諸如空間、功率和降低成本的優(yōu)點。與電荷耦合器件(CCD)圖像傳感器相比，CMOS圖像傳感器可能具有能 夠廉價大量生產(chǎn)和使用硅晶片蝕刻工藝獲得高集成度的優(yōu)點。CMOS圖像傳感器可以包括微透鏡、平整化層、濾色片陣列和光電二極管。 濾色片陣列可將入射光分成三種基色(例如，紅色、綠色和藍色)，以便將它 們傳送到光電二極管。微透鏡可以執(zhí)行將光凝聚到光電二極管中的功能。光電 二極管可以執(zhí)行將光轉換為電信號的功能。如示例圖1A所示， 一種制造微透鏡的方法可以包括在第一步驟(Sl)中 在襯底上涂覆熱樹脂l。在步驟2 (S2)中，可在熱樹脂1上及/或之上形成藍 色濾鏡2。在步驟3 (S3)中，可在熱樹脂1之上鄰近藍色濾鏡2處形成綠色濾鏡3。在步驟4 (S4)中，可在熱樹脂1上及/或之上鄰近藍色濾鏡2和綠色 濾鏡3的地方形成紅色濾鏡4。在步驟5 (S5)中，可隨后通過平整化工藝在包括藍色濾鏡2、綠色濾鏡 3和紅色濾鏡4的熱樹脂l上及/或之上形成平整化層5。在步驟6 (S6)中， 可執(zhí)行氧氣(02)灰化工藝去除殘余物，。在步驟7 (S7)中，可隨后在平整 化層5上及/或之上且空間上與各濾色片對應處形成多個微透鏡7。在步驟8 (S8)中，在微透鏡7上執(zhí)行漂白(BLCH)工藝。形成微透鏡的步驟可用于 降低光刻膠(PR)的粘度，經(jīng)由回流工藝具有優(yōu)異透光率，并根據(jù)重量制造 圓形透鏡，其中光刻膠通過控制曝光設備的聚焦形成。光刻膠如果應用這種制造方法，可能具有微透鏡穩(wěn)定形成曲面的問題，并且可能 由此降低生產(chǎn)CMOS圖像傳感器的效率。而且，由于以預定距離分隔微透鏡， 微透鏡可能具有充分聚集光線的問題。發(fā)明內容實施例涉及一種能包括形成阻擋肋條和氧化物薄膜的制造CMOS圖像傳 感器的方法。實施例涉及一種能夠穩(wěn)定形成微透鏡曲面的制造CMOS圖像傳感器的方法。實施例涉及一種最小化每個微透鏡之間空間距離以實現(xiàn)高集成度同時在 同一空間上增加能力以更充分的聚集入射光線的制造CMOS圖像傳感器的方 法。實施例涉及一種不需要在微透鏡上執(zhí)行回流工藝和分離曝光工藝而能夠 形成微透鏡的制造CMOS圖像傳感器的方法。實施例涉及一種至少包括下列步驟之一的制造圖像傳感器的方法在半導 體襯底之上形成濾色片陣列；在濾色片陣列之上形成平整化層；在平整化層之 上沉積第一氧化物薄膜；通過曝光和顯影第一氧化物薄膜形成多個阻擋肋條； 然后在阻擋肋條之間形成微透鏡。實施例涉及一種至少包括下列步驟之一的制造圖像傳感器的方法在半導 體襯底之上形成熱樹脂；在包括熱樹脂的半導體襯底之上形成濾色片陣列；在 濾色片陣列之上形成平整化層；在平整化層之上形成由間隙隔離的多個阻擋肋 條；在平整化層之上各自間隙中形成微透鏡；然后減小各個微透鏡之間的空間 間隙。實施例涉及一種至少包括下列所述之一的圖像傳感器在半導體襯底之上 形成的濾色片陣列；在濾色片陣列之上形成的平整化層；在平整化層之上形成 的由間隙分隔的多個阻擋肋條；在平整化層之上各自間隙中形成的微透鏡；以 及在各個微透鏡和阻擋肋條之上形成的氧化物薄膜。


示例圖1A到IB示出了一種制造微透鏡的方法。示例圖2到6示出了一種根據(jù)實施例的制造微透鏡的方法。
具體實施方式
如示例圖2所示，根據(jù)實施例的CMOS圖像傳感器可以包括包括在熱樹 脂涂層10上及/或之上形成的紅色濾鏡R、綠色濾鏡G和藍色濾鏡B的濾色片 陣列(CFA) 12。在半導體襯底上及/或之上形成諸如光學傳感器件區(qū)域、柵 極、層間介電層、金屬配線等等的必需組件之后，可以在半導體襯底上及/或 之上形成熱樹脂10。隨后在濾色片陣列12上及/或之上通過平整化工藝可形成平整化層14。然 后可在平整化層14上及/或之上形成氧化物薄膜16。氧化物薄膜16可以由低 溫氧化物(LTO)構成，與普通氧化物薄膜形成工藝相比，低溫氧化物導致在 相對較低的溫度形成氧化物薄膜16。以大約500A的厚度在低于180。C的溫度 下通過正硅酸乙酯(TEOS)沉積可以形成低溫氧化物薄膜。這里的TEOS沉 積可以包括使用TEOS通過化學氣相沉積(CVD)工藝沉積SK)2層。如示例圖3所示，可隨后執(zhí)行曝光和顯影工藝構成氧化物薄膜16圖案。 然后通過曝光和顯影工藝形成使用氟化氪(KrF)在臨界尺寸定形氧化物薄膜 16的光刻膠圖案20。為了防止漫反射，可以在氧化物薄膜16和光刻膠圖案 20之間形成抗反射涂層(BARC) 18。如示例圖4所示，隨后通過使用蝕刻光刻膠圖案20的蝕刻工藝蝕刻氧化 物薄膜16形成具有最小臨界尺寸的阻擋肋條17。如示例圖5所示，隨后可在每個阻擋肋條17之間注入親水溶液19。親水
溶液19可以與去離子(DI)水或化學收縮(RELACS)輔助分辨率增強平版 印刷術一起使用。親水溶液19可以以蒸汽光刻技術一起使用。親水溶液19 可以以蒸汽形式注入個個阻擋肋條17之間。然后執(zhí)行烘烤工藝蒸發(fā)親水溶液 19和溶劑。然后以恒定的速度在阻擋條17之間涂敷光刻膠，以完全填充阻擋 肋條17之間的空間光刻膠。然后光刻膠經(jīng)過烘烤工藝蒸發(fā)親水溶液19和溶劑， 光刻膠從而形成微透鏡22。如示例圖6所示，為了最小化微透鏡22之間的空間距離或間隙，更為了 去除間隙，可以在阻擋肋條17和微透鏡22上及/或之上沉積無縫氧化物薄膜 24，并填充每個阻擋肋條17之間的間隙。氧化物薄膜24可以由與氧化物薄膜 16相同的材料構成。由于氧化物薄膜24的存在，可以形成在其間具有更短空 間距離或間隙的微透鏡22。根據(jù)實施例，通過均勻形成微透鏡的曲面，CMOS圖像傳感器的微透鏡的 制造可以確保工藝安全性和微透鏡的再生產(chǎn)。同樣，微透鏡之間的空間距離可 以最小化以提高微透鏡的集成度。因此，增強了微透鏡在同一空間上聚集入射 光線的能力，使制造高效CMOS圖像傳感器成為可能。同樣，可以不用回流 工藝和分離曝光工藝制備微透鏡，使提高制造效率成為可能。 雖然這里己經(jīng)描述了一些實施例，應該理解的是，本領域技術人員可以設計出 在本公幵的原則的精神和范圍內的多種其它修改和實施方式。尤其是，在本公 開、附圖和附加權利要求范圍內的主題組合設置的組件部分及/或排列能夠進 行各種變型和修改。對于本領域技術人員來說，除了組件部分及/或排列中的 變化和修改，選擇使用也將是顯而易見的。
權利要求
1.一種方法，包括在半導體襯底之上形成濾色片陣列；在濾色片陣列之上形成平整化層；在平整化層之上沉積第一氧化物薄膜；通過曝光和顯影第一氧化物薄膜形成多個阻擋肋條；然后在阻擋肋條之間形成微透鏡。
2. 根據(jù)權利要求1所述的方法，其特征在于，形成微透鏡包括 在每個阻擋肋條之間的空間間隙中注入親水溶液； 在空間間隙中填充光刻膠；然后蒸發(fā)親水溶液。
3. 根據(jù)權利要求2所述的方法，還包括在形成微透鏡之后，使各個微透 鏡之間的空間間隙達到最小化。
4. 根據(jù)權利要求3所述的方法，其特征在于，最小化各個微透鏡之間的 空間間隙包括在阻擋肋條之間的空間間隙中沉積第二氧化物薄膜。
5. 根據(jù)權利要求4所述的方法，其特征在于，將所沉積的第二氧化物薄 膜連接到第一氧化物薄膜。
6. —種方法，包括 在半導體襯底之上形成熱敏樹脂； 在包括熱敏樹脂的半導體襯底之上形成濾色片陣列； 在濾色片陣列之上形成平整化層； 在平整化層之上形成由間隙分隔的多個阻擋肋條； 在平整化層之上的各個間隙中形成微透鏡；然后 減小各個微透鏡之間的空間間隙。
7. 根據(jù)權利要求6所述的方法，其特征在于，濾色片陣列包括紅色濾色 片、綠色濾色片和藍色濾色片。
8. 根據(jù)權利要求6所述的方法，其特征在于，形成多個阻擋肋條包括 在平整化層之上形成第一氧化物薄膜； 在第一氧化物薄膜之上形成多個光刻膠圖案；然后使用光刻膠圖案作為掩模蝕刻第一氧化物薄膜。
9. 根據(jù)權利要求8所述的方法，其特征在于，第一氧化物薄膜包括低溫 氧化物薄膜。
10. 根據(jù)權利要求9所述的方法，其特征在于，通過正硅酸乙酯(TEOS) 沉積形成低溫氧化物薄膜。
11. 根據(jù)權利要求10所述的方法，其特征在于，正硅酸乙酯沉積包括使 用正硅酸乙酯通過化學氣相沉積工藝沉積SiCb層。
12. 根據(jù)權利要求11所述的方法，其特征在于，低溫氧化物薄膜以大約 500A的厚度在低于18(TC的溫度下形成。
13. 根據(jù)權利要求6所述的方法，其特征在于，微透鏡的形成包括 在每個阻擋肋條之間的間隙中注入親水溶液；在每個阻擋肋條之間的間隙中且在親水溶液之上以恒定速度涂覆光刻膠；然后執(zhí)行蒸發(fā)親水溶液的烘烤工藝。
14. 根據(jù)權利要求13所述的方法，其特征在于，以蒸汽形式注入親水溶液。
15. 根據(jù)權利要求6所述的方法，其特征在于，減小各微透鏡之間的空間 間隙包括在阻擋肋條和每個微透鏡之上及在每個阻擋肋條之間的間隙中沉積 第二氧化物薄膜。
16. 根據(jù)權利要求15所述的方法，其特征在于，第二氧化物薄膜包括低 溫氧化物薄膜。
17. 根據(jù)權利要求8所述的方法，其特征在于，還包括在第一氧化物薄膜 和光刻膠圖案之間形成抗反射涂層。
18. —種裝置，包括 在半導體襯底之上形成的濾色片陣列； 在濾色片陣列之上形成的平整化層； 在平整化層之上形成的由間隙分隔的多個阻擋肋條； 在平整化層之上的各個間隙中形成的微透鏡；以及 在每個微透鏡和阻擋肋條之上形成的氧化物薄膜。
19. 根據(jù)權利要求18所述的裝置，還包括在濾色片陣列和半導體襯底之間形成的熱樹脂。
20.根據(jù)權利要求18所述的裝置，其特征在于，每個氧化物薄膜和阻擋肋條包括低溫氧化物薄膜。
全文摘要
一種用于改進集成度并由此增強每個微透鏡聚集光線入射的能力以制造具有在微透鏡之間的最小化空間距離的圖像傳感器的方法。
文檔編號H01L21/71GK101211813SQ200710194880
公開日2008年7月2日 申請日期2007年12月27日 優(yōu)先權日2006年12月28日
發(fā)明者鄭恩秀 申請人:東部高科股份有限公司