專利名稱：透光區(qū)及圖像傳感裝置的形成方法
技術領域：
本發(fā)明涉及圖像傳感裝置的制作，且特別涉及一種圖像傳感裝置內(nèi)透光 區(qū)的形成方法。
背景技術：
近年來，如固態(tài)圖像傳感裝置(solid state image sensing device)等等圖 像傳感裝置已廣泛地應用于如數(shù)碼相機、移動電話與玩具等光電裝置中。傳 統(tǒng)的圖像傳感裝置包括如電荷耦合器件(charge coupled device, CCD)圖像 傳感器以及互補型金屬氧化物半導體(complementary metal oxide semiconductor, CMOS)圖像傳感器等圖像傳感器。
在固態(tài)圖像傳感裝置中，通常設置有微透鏡(microlens)，借以改善圖 像傳感度(image sensitivity)。此外，在固態(tài)圖像傳感裝置內(nèi)通常也設置有 光圈(diaphragm)，以用于微透鏡的光路過濾，進而調(diào)節(jié)穿透微透鏡及朝向 圖像傳感器前進的光量。
光圈通常定義形成于微透鏡的表面上，且其通常通過以光刻技術形成的 圖案化遮光層來形成。由于微透鏡上通常存在有曲面，故采用光刻技術以圖 案化形成于微透鏡的曲面上的遮光層的部分時，可能造成曝光一致性與再現(xiàn) 性的不一致情形。再者，光刻技術的使用需要較高的制造成本與較長制造時 間。

發(fā)明內(nèi)容
依據(jù)一個實施例，本發(fā)明提供了一種透光區(qū)的形成方法，包括 提供支撐構件；在該支撐構件的一部分上形成犧牲層，其中該犧牲層包 括能致膨脹材料；在該支撐構件上順應地形成遮光層，以覆蓋該犧牲層與該 支撐構件；將該支撐構件、該犧牲層與該遮光層置于能量源下，以膨脹該犧 牲層直至該犧牲層爆裂，進而使得該遮光層的一部分脫離該支撐構件并留下透光區(qū)，該透光區(qū)露出位于該遮光層下方的該支撐構件的一部分；以及施行 氣流潔凈程序或洗滌潔凈程序，以潔凈該透光區(qū)及殘留于該支撐構件表面的 該遮光層的表面。
上述透光區(qū)的形成方法中，該支撐構件可為具有平坦表面的透光基板。 上述透光區(qū)的形成方法中，該支撐構件可為具有曲面的微透鏡，而該犧
牲層形成于該曲面的一部分之上。
上述透光區(qū)的形成方法中，該能致膨脹材料可為化學型發(fā)泡劑或物理型
發(fā)泡劑。
上述透光區(qū)的形成方法中，該犧牲層可由液體分配器形成。 上述透光區(qū)的形成方法中，位于該遮光層內(nèi)的該透光區(qū)可作為圖像傳感 裝置的光圈。
依據(jù)另一實施例，本發(fā)明提供了一種圖像傳感裝置的形成方法，包括 提供圖像傳感結構，其具有微透鏡形成于其上，而該微透鏡具有曲面； 在該微透鏡的該曲面的一部分上形成犧牲層，其中該犧牲層包括能致膨脹材 料；在該圖像傳感結構上順應地形成遮光層，以覆蓋該犧牲層與該微透鏡； 將該圖像傳感結構、該犧牲層與該遮光層置于能量源中，以膨脹該犧牲層直 至該犧牲層爆裂，進而使得該遮光層的一部分脫離該微透鏡并留下透光區(qū)， 該透光區(qū)露出位于該遮光層下方的該微透鏡的一部分；以及施行氣流潔凈程 序或洗滌潔凈程序，以清理該透光區(qū)以及殘留于該圖像傳感結構表面的該遮 光層的表面。
上述圖像傳感裝置的形成方法中，該能致膨脹材料可為化學型發(fā)泡劑或 物理型發(fā)泡劑。
上述圖像傳感裝置的形成方法中，該犧牲層可由液體分配器形成。 依據(jù)又一個實施例，本發(fā)明提供了一種圖像傳感裝置的形成方法，包括 提供平坦基板，其中該平坦基板為透光基板；在該平坦基板的一部分上 形成犧牲層，其中該犧牲層包括能致膨脹材料；在該平坦基板上順應地形成 遮光層，覆蓋該犧牲層與該平坦基板；將該平坦基板、該犧牲層與該遮光層 置于能量源下，以膨脹該犧牲層直至該犧牲層爆裂，進而使得該遮光層的一 部分脫離該平坦基板并留下透光區(qū)，該透光區(qū)露出位于該遮光層下的該平坦 基板的一部分；施行氣流潔凈程序或洗滌潔凈程序，以清理該透光區(qū)以及殘留于該平坦基板表面的該遮光層的表面；以及將具有該透光區(qū)的該平坦基板置于圖像傳感結構之上，該圖像傳感結構之上具有微透鏡，而該透光區(qū)作為該微透鏡的光圈。
上述圖像傳感裝置的形成方法中，該能致膨脹材料可為化學型發(fā)泡劑或物理型發(fā)泡劑。
本發(fā)明能夠節(jié)約制造成本和時間。
為了讓本發(fā)明的上述和其他目的、特征、和優(yōu)點能更明顯易懂，下文特舉一個優(yōu)選實施例，并配合附圖，進行詳細說明。


圖1與圖2為一系列剖面圖，分別部分顯示了依據(jù)不同實施例內(nèi)的圖像傳感裝置；
圖3、圖5、圖7、圖8與圖IO為一系列剖面示意圖，顯示了依據(jù)本發(fā)明 一個實施例的透光區(qū)的形成方法中的不同階段；圖4為示意圖，顯示了圖3結構的俯視情形；圖6為示意圖，顯示了圖5結構的俯視情形；圖9為示意圖，顯示了圖8結構的俯視情形；
圖ll、圖13、圖15、圖16與圖18為一系列剖面示意圖，顯示了依據(jù)本發(fā)明另 一實施例的形成透光區(qū)的方法中的不同階段；圖12為示意圖，顯示了圖ll所示結構的俯視情形；圖14為示意圖，顯示了圖13所示結構的俯視情形；圖17為示意圖，顯示了圖16所示結構的俯視情形；以及圖19為剖面示意圖，部分顯示了依據(jù)本發(fā)明的另一實施例的圖像傳感裝置。
其中，附圖標記說明如下
100、 100'、 100"、 100"'、 100"" 圖像傳感裝置；
102 圖像傳感結構；
104~微透鏡；106~遮光層；108 微透鏡的曲面；120 透光基板；200 透光基板；
202~犧牲層；
202' 經(jīng)膨脹的犧牲層；
204 遮光層；
204' 遮光層的片段；
250 電磁干擾遮蔽層；
300 氣流潔凈程序或毛刷潔凈程序;
400 光圈的中心軸；
D 透光區(qū)/光圈。
具體實施例方式
圖1與圖2為一系列剖面示意圖，分別部分顯示了依據(jù)本發(fā)明不同實施
例的圖像傳感裝置。
請參照圖l，該圖顯示了圖像傳感裝置IOO，其包括圖像傳感結構102、微透鏡104、遮光層106以及透光基板120。在圖1中，圖像傳感結構102在此示為平坦結構，但是圖像傳感結構102可能包括如電荷耦合器件圖像傳感器、互補型金屬氧化物半導體圖像傳感器或其他類型的圖像傳感器的圖像傳感器(image sensor，未示出)，包括如紅色、綠色或藍色的多個不同色彩濾光物的彩色濾光層(未示出)、多個內(nèi)連金屬層(未示出)以及用于絕緣上述內(nèi)連金屬層的多個金屬層間介電層(未示出)等功能性構件。為了簡化圖示的目的，并未示出上述圖像傳感結構102的內(nèi)功能性構件，而僅顯示圖像傳感結構102為平整表面的結構。
請參照圖1，微透鏡104設置于圖像傳感結構102之上，而遮光層106在經(jīng)過圖案化后則形成于部分的微透鏡104上，進而部分露出微透鏡104的曲面108。遮光層106由不透光材料形成，故入射光無法穿透，而為遮光層106所露出的微透鏡104部分則定義成為用于下方圖像傳感結構102內(nèi)的圖像傳感器(未示出)的光圈D。設置于微透鏡104之上的透光基板120例如為玻璃基板，而在遮光層106上則設置有數(shù)個間隔物(未示出)以支撐透光基板120形成于圖像傳感結構102之上。入射光(未示出)因此而可在穿透透光基板120并經(jīng)由光圈D調(diào)節(jié)入射光的穿透微透鏡104的光量后朝向圖像傳感結構102內(nèi)的圖像傳感器前進。
圖2顯示了相似于如圖1所示的圖像傳感裝置100'，其與圖1所示圖像傳感裝置間的差異僅在于遮光層106形成于透光基板120之上并在圖案化后進而定義出用于下方圖像傳感結構102內(nèi)的圖像傳感器(未示出)的光圈D。
圖3-圖10為一系列示意圖，顯示了依據(jù)本發(fā)明一個實施例的形成透光區(qū)的方法中的不同階段，其中圖3、圖5、圖7、圖8與圖10為一系列剖面圖，而圖4、圖6與圖9為一系列俯視圖。
請參照圖3與圖4，首先提供具有微透鏡104形成于其上的圖像傳感結構102作為支撐構件。在此，微透鏡104具有曲面108。接著，在微透鏡104的曲面108的一部分上形成犧牲層202。犧牲層202可通過如液體分配器(liquid dispenser)的使用而形成于微透鏡104之上，并形成液滴后而固化，液體分配器例如為點膠機(gel dispenser)的液體分配器。上述液體分配器的可為商業(yè)化的高準確性分配器(high precision dispenser)或電子打印機(electrical printing machine )。
犧牲層202可包括能致膨脹材料(energy-induced swelling material)，例如化學發(fā)泡齊!] (chemical foaming agent)或物理發(fā)泡齊!l (physical foamingagent)?；瘜W發(fā)泡劑例如為偶氮二甲酰胺(azobisformamide， ABFA)、偶氮二甲酰胺(azodicarbonamide, ADCA) 、 4， 4'—氧代雙苯磺(p,p'-oxybis(benzenesulfonyl hydrazide) ， OBSH)或N， N-二亞硝基五亞甲基四胺(N'-dinitrosopentamethylenetetramine ， DPT),而物理發(fā)泡劑則例如為C2H4C12、氟利昂(Freon)或相似的材料。犧牲層202因此具有大體半球狀的外形(請參照圖3)且經(jīng)由液體分配器的對準功能而對準于微透鏡104的中心軸200。犧牲層202的能致膨脹材料在被置于如熱能的能量源時，將從其原先體積膨脹至較大體積，并最終地發(fā)生爆裂情形。
圖4顯示了圖3內(nèi)結構的俯視情形，此時犧牲層202以及微透鏡204呈現(xiàn)大體圓形。犧牲層202則大體覆蓋于微透鏡104的曲面108的一部分上并顯現(xiàn)出大體同心的設置情形，犧牲層202與微透鏡104的位置間不具有太大的偏差情形。因此，犧牲層202大體對準于微透鏡104的中心軸200。
圖5與圖6中，接著在如圖3與圖4所示的結構上順應地形成遮光層204，以覆蓋犧牲層202以及微透鏡104。遮光層204可通過濺鍍法形成，且其可包括如金屬的不透光材料，因而使得入射光無法穿透。遮光層204具有介于0.1-10微米的厚度。
接著，將如圖5與圖6所示結構置于能量源中，例如在快速熱回火工藝或爐管熱工藝的熱能下，以誘發(fā)犧牲層202的材料從其原先體積膨脹形成經(jīng)膨脹的犧牲層202'，如圖7所示。請參照圖7，在犧牲層202膨脹后，如圖5與圖6所示的覆蓋犧牲層202的遮光層204部分將脫離其原先覆蓋微透鏡104的位置并因而破裂成為數(shù)個片段204'。能量源將持續(xù)提供犧牲層202所需能量直至經(jīng)膨脹的犧牲層202'爆裂，并進而使得原先覆蓋于犧牲層202上的遮光層204從微透鏡104的曲面108處脫離。
請參照圖8與圖9,在如圖7所示的結構表面上的經(jīng)膨脹的犧牲層202'爆裂后，接著施行氣流潔凈(gas flow cleaning)程序或洗滌潔凈(scrubcleaning)程序300以清理上述結構表面，進而在微透鏡104上留下圖案化的遮光層204并露出微透鏡104的曲面108的一部分，因而可在微透鏡104上形成透光區(qū)D以作為光圈之用。如圖9所示，透光區(qū)D此時仍大體對準其下方的微透鏡104的中心軸200。接著可進一步在如圖8與圖9所示結構上形成數(shù)個間隔物(未示出)，并接著提供透光基板120于上述結構之上并使得透光基板120為這些間隔物所支撐。如此，便大體完成了圖像傳感裝置100"的制備。
經(jīng)由上述實施例的說明，本發(fā)明內(nèi)的透光區(qū)D可通過不同于現(xiàn)有光刻技術的另外方法形成。因此，本發(fā)明提供了一種較便宜且省時的方法，以在圖像傳感裝置100"內(nèi)圖案化遮光層204，并形成用于其內(nèi)的圖像傳感器(未示出)的光圈。此外，所獲得的光圈D與微透鏡104的曲面108中心軸間也具有相對精確的對準情形。
圖11-圖17為一系列示意圖，顯示了依據(jù)本發(fā)明另一實施例的透光區(qū)的形成方法中不同階段，其中圖ll、圖13、圖15、圖16與圖18為一系列剖面圖，而圖12、圖14與圖18為一系列俯視圖。
請參照圖11與圖12，首先提供具有平坦表面的透光基板120以作為支撐構件。接著，在透光基板120上形成犧牲層202。犧牲層202可通過如液體分配器(liquid dispensor)的使用而形成于透光基板120之上，并形成液滴后而固化，液體分配器例如為點膠機的液體分配器。上述液體分配器的可為
商業(yè)化的高準確性分配器(highprecisiondispensor)或電子打印機。
犧牲層202包括能致膨脹材料，例如化學發(fā)泡劑或物理發(fā)泡劑?；瘜W發(fā)泡劑例如為偶氮二甲酰胺、偶氮二甲酰胺、4， 4'一氧代雙苯磺或N， N-二亞硝基五亞甲基四胺，而物理發(fā)泡劑則例如為C2H4C12、氟利昂或相似的材料。犧牲層202因此具有大體半球狀的外形(請參照圖ll)且具有中心軸400。犧牲層202的能致膨脹材料在被置于如熱能的能量源時，將從其原先體積膨脹至較大體積，并最終地發(fā)生爆裂情形。圖12為圖11所示結構的俯視情形，顯示了位于透光基板120上的犧牲層202的大體圓形的俯視情形。
請參照圖13與圖14，接著接著在如圖11與圖12所示的結構上順應地形成遮光層204，以覆蓋犧牲層202以及透光基板120。遮光層204可通過濺鍍法形成，且其可包括如金屬的不透光材料，因而使得入射光無法穿透。遮光層204具有介于0.1~10微米的厚度。
接著，將如圖13與圖14所示結構置于能量源中，例如置于快速熱回火工藝或爐管熱工藝的熱能下，以誘發(fā)犧牲層202的材料從其原先體積膨脹形成經(jīng)膨脹的犧牲層202'，如圖15所示。請參照圖15，在犧牲層202膨脹后，如圖13與圖14所示的覆蓋犧牲層202的遮光層204部分將脫離其原先覆蓋透光基板120的位置并因而破裂成為數(shù)個片段204'。能量源將持續(xù)提供犧牲層202所需能量，直至經(jīng)膨脹的犧牲層202'爆裂，并進而使得原先覆蓋于犧牲層202上的遮光層204從透光基板120的部分表面處脫離。
請參照圖16與圖17，在如圖15所示的結構表面上的經(jīng)膨脹的犧牲層202'爆裂后，接著通過氣流潔凈程序或洗滌潔凈程序300以清理上述結構表面，進而在透光基板120上留下圖案化的遮光層204并露出透光基板120的一部分，因而可在透光基板120上形成透光區(qū)D以作為光圈之用。
請參照圖18，接著提供具有微透鏡104形成于其上的圖像傳感結構102并在其上形成多個間隔物(未示出)后，將上述透光基板120置于其上，而透光基板120可為這些間隔物所支撐。如此，便大體完成了圖像傳感裝置100"'的制備。如圖18所示，位于透光基板120上的光圈D的中心軸400設置并對準下方微透鏡104的中心軸(未示出)。
經(jīng)由上述實施例的說明，形成于透光基板120上的透光區(qū)D可通過不同于現(xiàn)有光刻技術的另外方法形成。因此，本發(fā)明提供了一種較便宜且省時的
方法，以在圖像傳感裝置100"'內(nèi)圖案化遮光層204，并形成用于其內(nèi)的圖像傳感器(未示出)的光圈。此外，所獲得的光圈D與透光基板120間的露出表面間也具有相對精確的對準情形。
圖19則顯示了另一圖像傳感裝置IOO""，其由改良如圖IO所示的圖像傳感裝置所得到。在此，相似的構件不再重復說明，而僅說明兩圖像傳感裝置間的差異。
請參照圖19，通過將遮光層204圖案化，在微透鏡104上定義形成光圈D。在透光基板102的表面上則形成有圖案化的電磁干擾遮蔽層(electromagnetic interference shielding layer) 250。值得注意的是，上述圖案化的電磁干擾遮蔽層250具有大體與形成于微透鏡104上的圖案化遮光層相似的外形。因此，在圖案化的遮光層204內(nèi)的透光區(qū)與圖案化的電磁干擾遮蔽層250間的透光區(qū)大體重疊，進而定義形成光圈D。在本實施例中，電磁干擾遮蔽層250可包括電磁干擾遮蔽材料，如金屬、導電物、或?qū)Т挪牧?，以提供形成于圖像傳感結構102內(nèi)的圖像傳感元件的電磁遮蔽效應，并確保圖像傳感裝置100""的功能正常。圖案化的電磁干擾遮蔽層250的制作相似于如圖11-圖18的情形，在此采用電磁干擾遮蔽材料替代其內(nèi)所使用的遮光材料。
本發(fā)明的形成透光區(qū)的方法的實施例以形成于圖像傳感裝置內(nèi)的光圈與電磁干擾遮蔽層為例。對于本領域技術人員而言，上述方法也可用于任何膜層內(nèi)以形成其內(nèi)的開口并圖案化該膜層。其所形成的開口外形也并不限定為上述實施例中的圓形圖案，也可通過上述方法的實施以形成如多邊形的其他開口圖案，而所形成的多邊形開口圖案則可能具有圓滑化的邊角。
雖然本發(fā)明已通過優(yōu)選實施例公開如上，然而其并非用以限定本發(fā)明，任何本領域技術人員在不脫離本發(fā)明的精神和范圍內(nèi)，當可作各種的更動與修改，因此本發(fā)明的保護范圍應以所附權利要求為準。
ii
權利要求
1. 一種透光區(qū)的形成方法，包括提供支撐構件；在該支撐構件的一部分上形成犧牲層，其中該犧牲層包括能致膨脹材料；在該支撐構件上順應地形成遮光層，以覆蓋該犧牲層與該支撐構件；將該支撐構件、該犧牲層與該遮光層置于能量源下，以膨脹該犧牲層直至該犧牲層爆裂，進而使得該遮光層的一部分脫離該支撐構件并留下透光區(qū)，該透光區(qū)露出位于該遮光層下方的該支撐構件的一部分；以及施行氣流潔凈程序或洗滌潔凈程序，以潔凈該透光區(qū)及殘留于該支撐構件表面的該遮光層的表面。
2. 如權利要求1所述的透光區(qū)的形成方法，其中該支撐構件為具有平坦表面的透光基板。
3. 如權利要求1所述的透光區(qū)的形成方法，其中該支撐構件為具有曲面的微透鏡，而該犧牲層形成于該曲面的一部分之上。
4. 如權利要求1所述的透光區(qū)的形成方法，其中該能致膨脹材料為化學型發(fā)泡劑或物理型發(fā)泡劑。
5. 如權利要求1所述的透光區(qū)的形成方法，其中該犧牲層由液體分配器形成。
6. 如權利要求1所述的形成透光區(qū)的方法，其中位于該遮光層內(nèi)的該透光區(qū)作為圖像傳感裝置的光圈。
7. —種圖像傳感裝置的形成方法，包括提供圖像傳感結構，其具有微透鏡形成于其上，而該微透鏡具有曲面；在該微透鏡的該曲面的一部分上形成犧牲層，其中該犧牲層包括能致膨脹材料；在該圖像傳感結構上順應地形成遮光層，以覆蓋該犧牲層與該微透鏡；將該圖像傳感結構、該犧牲層與該遮光層置于能量源中，以膨脹該犧牲層直至該犧牲層爆裂，進而使得該遮光層的一部分脫離該微透鏡并留下透光區(qū)，該透光區(qū)露出位于該遮光層下方的該微透鏡的一部分；以及施行氣流潔凈程序或洗滌潔凈程序，以清理該透光區(qū)以及殘留于該圖像傳感結構表面的該遮光層的表面。
8. 如權利要求7所述的圖像傳感裝置的形成方法，其中該能致膨脹材料為化學型發(fā)泡劑或物理型發(fā)泡劑。
9. 如權利要求7所述的圖像傳感裝置的形成方法，其中該犧牲層由液體分配器形成。
10. —種圖像傳感裝置的形成方法，包括提供平坦基板，其中該平坦基板為透光基板；在該平坦基板的一部分上形成犧牲層，其中該犧牲層包括能致膨脹材料;在該平坦基板上順應地形成遮光層，覆蓋該犧牲層與該平坦基板；將該平坦基板、該犧牲層與該遮光層置于能量源下，以膨脹該犧牲層直至該犧牲層爆裂，進而使得該遮光層的一部分脫離該平坦基板并留下透光區(qū)，該透光區(qū)露出位于該遮光層下的該平坦基板的一部分；施行氣流潔凈程序或洗滌潔凈程序，以清理該透光區(qū)以及殘留于該平坦基板表面的該遮光層的表面；以及將具有該透光區(qū)的該平坦基板置于圖像傳感結構之上，該圖像傳感結構之上具有微透鏡，而該透光區(qū)作為該微透鏡的光圈。
11. 如權利要求10所述的圖像傳感裝置的形成方法，其中該能致膨脹材料為化學型發(fā)泡劑或物理型發(fā)泡劑。
全文摘要
一種透光區(qū)及圖像傳感裝置的形成方法，其中透光區(qū)的形成方法包括提供支撐構件；在該支撐構件的一部分上形成犧牲層，其中該犧牲層包括能致膨脹材料；在該支撐構件上順應地形成遮光層，以覆蓋該犧牲層與該支撐構件；將該支撐構件、該犧牲層與該遮光層置于能量源下，以膨脹該犧牲層直至該犧牲層爆裂，進而使得該遮光層的一部分脫離該支撐構件并留下透光區(qū)，該透光區(qū)露出位于該遮光層下方的該支撐構件的一部分；以及施行氣流潔凈程序或毛刷潔凈程序，以潔凈該透光區(qū)及殘留于該支撐構件表面的該遮光層的表面。本發(fā)明能夠節(jié)約制造成本和時間。
文檔編號H01L21/82GK101465320SQ20081010994
公開日2009年6月24日 申請日期2008年6月11日 優(yōu)先權日2007年12月20日
發(fā)明者戎柏忠, 林孜翰, 鄭杰元 申請人:采鈺科技股份有限公司