图像传感器及其制造方法技术

一种制造图像传感器的方法，包括：在图像传感器的表面上形成光刻胶层；使用用于制造多个微透镜的掩膜来对该光刻胶层进行曝光和显影，以便形成光刻胶图样，其中该掩膜具有多个相互分开排列的第一光遮蔽图样以及多个第二光遮蔽图样，其中每个第二光遮蔽图样形成于一个部分，在该部分上第一光遮蔽图样的四个相邻的边缘是居中的；以及回流光刻胶图样以在每个部分上制造凹透镜和多个微透镜，其中在该每个部分上微透镜的四个相邻边缘是居中的。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种半导体器件，更具体地，涉及一种制造图像传 感器的樣t透4竟(micro-lens )的方法以及一种^吏用由该方法制造出的 微透镜来制造的图像传感器。
技术介绍
互补金属氧化娃(complementary metal oxide silicon ) ( CMOS )图像传感器一般包括光感应部件和逻辑电路部件，其中光感应部件 用来检测光，而逻辑电路部件用来将被^^测的光转换成电信号并从 这些信号中提供数据。为了提高光敏性(photosensitivity),通常增 加填充因数，其中填充因数是图像传感器的光感应区域与图^f象传感 器的整个区域的比率。用以提高CMOS图像传感器的光敏度的尝试 已经包括对光聚集(light concentration)技术的研究，特别是，其 中在除了光感应部分之外的传感器区域上入射的光的光路(optical path)纟皮改变并聚集在光感应部分之上。在这些相关的才支术中，有一种光聚集处理(light concentration process ),该处理包括使用具有^尤良光透射的物质在光感应部分的 顶部表面上形成凸透镜以使入射光的光路弯曲，依次地，增加传输到光感应部分的光量。图l象4专感器可以具有多达凄丈以万计的樣爻透镜。为了制造这种樣丈透镜，首先将用于樣t透镜的光刻胶(resist)施 加到在滤色器层的顶部表面上形成的平坦层，并且使用用于图样化 孩吏透4竟的掩膜，对该光刻月交进行部分曝光和显影以形成樣i透4竟图 才羊。在此之后，孩i透4竟图才羊经受热回流，以及然后在高温下烘焙孩t 透镜图样以固化该图样，从而完成多个微透镜。图1A和图1B分别 是在高温下制造出的相关微透镜的俯视图(plan view)和侧视图。 参照图1A和图1B，因为由这些透镜之中四个相邻的孩i透镜画出轮 廓的边缘部分5具有间隙，所以边缘部分5附近入射的光基本上不 聚集，并且可能导致降低CMOS图像传感器性能的问题。
技术实现思路
从而，本专利技术实施例涉及一种制造多个微透镜的方法，其中这 些孩t透镜具有改善的光聚集性，该方法包括在一个部分处形成凹 透镜，以1更增加填充因数并提高纟鼓透镜的光聚集，其中孩t透镜四个 相邻的边缘位于上述部分的中部。本专利技术实施例还涉及一种图像传 感器，该图像传感器具有由上述方法制造出的多个微透镜。本专利技术实施例涉及一种用于制造微透镜的掩膜，包括多个相 互分开排列的第一光遮蔽图样，以及多个第二光遮蔽图样，每个第 二光遮蔽图样形成于一个部分处，其中第一光遮蔽图样的四个相邻 边缘位于该部分的中部，其中，每个第二光遮蔽图样具有矩形形状 并具有一定的光遮蔽区，该矩形形状具有由多个第一光遮蔽图样的 四个相邻边纟彖组成的顶点，该光遮蔽区具有所期望的线宽。本专利技术实施例涉及 一 种制造图^f象传感器的方法，该方法包括 在图 <象传感器的表面上形成光刻胶层；4吏用用于制造多个孩吏透镜的掩膜来对如上述制备出的光刻胶层进行曝光和显影，以便形成光刻月交图样；以及回流该光刻胶图样以在每个部分处制造凹透4竟和多个 微透镜，其中在每个部分上微透镜的四个相邻边缘是居中的。本专利技术实施例涉及一种图像传感器，该图像传感器包括多个 光电二极管，这些光电二极管将入射光转换成电信号；多个滤色器 层，这些滤色器层分别对应于光电二极管；多个微透镜，这些微透 4竟分别对应于滤色器层；以及多个凹透4竟，每个凹透4竟制造在一个 部分处，其中在该部分上多个樣t透镜的四个相邻边缘是居中的。附图说明实例图1A和图1B是分别示出了制造出的微透镜的俯视图和 侧一见图。实例图2示出了根据本专利技术实施例制备的用于制造微透镜的掩膜。实例图3A是示出了微透镜区的透视图，其中可以使用实例图 2中所示的掩膜来形成该微透镜区。实例图3B是示出了沿实例图3A的线B-C截取的微透镜区的 横截面图。实例图4A到图4D示出了根据本专利技术实施例的制造图像传感 器的方法。具体实施例方式实例图2示出了掩膜200,该掩膜200可以用于制造根据本发 明实施例的微透镜。参照实例图2，掩膜200可以包括多个相互分开排列的第一光遮蔽图样(例如，201到204),以及多个第二光遮 蔽图样(例如，210)，每个第二光遮蔽图样形成在位置205处，该 位置205基本上居中地位于第一光遮蔽图样201到204的四个相邻 边纟彖或拐角之间。实例图2<又示出了多个第一光遮蔽图样之中的一 组相互邻近的第一光遮蔽图样201到204以及与这组第一光遮蔽图 样相关联的一个第二光遮蔽图样210。然而，本专利技术实施例设想出 (contemplate )多组这样相似布置和形成的第 一和第二光遮蔽图样。如实例图2中所示，第一光遮蔽图样201到204可以具有矩形 形状，并可以均匀地排列和分开。例如，在相邻图样之间的距离可 以大约等于曝光才及限分辨率(exposure limit resolution )的线宽。分 辨率R，，典型:l也与照明系统(illumination system)的波长成正比， 而与照明系统的透4竟孔径(lens aperture )成反比。更具体;也，可以 用R-kxX/NA来表示分辨率，其中k是常数，X是照明系统的波长， 而NA是透4竟孑L径。例如，长口果k^0.5, X为0.248,而NA为0.65, 则计算出的分辨率R是0.19(am。在这点上，当将具有小于上述分 辨率(即，指的是曝光4及限分辨率，，的0.19 (am)的线宽的樣i细 图样(microfine pattern )应用于掩膜，光只是在物理上穿过掩膜， 4旦在光刻胶上不产生图像。乂人而，如果以小于如上定义的曝光一及限分辨率的线宽来分开排 列第一光遮蔽图样201-204,则在曝光期间，在用于樣t透镜的光刻 胶上不会形成分开的图样图像(pattern image )。结果，可以按照顺 序来制造多个微透镜。同样地，如实例图2中所示，第二光遮蔽图 样210可以具有矩形形状并且包括具有期望线宽A的光遮蔽区，该 矩形形状具有由第一光遮蔽图才羊201到204的四个相邻边》彖或拐角 组成的顶点。就是i兌，第二光遮蔽区210可以遮蔽一个区域中的光， 该区域围绕矩形形状并从其外边缘直到一定的距离A。第一光遮蔽 图才羊201到204可以变成^于纟戋(serif )。在一个部分处，第一光遮蔽图样201到204形成凹透镜以便提 高光聚集岁文应(light concentration effect )，其中在该部分上，图傳_ 传感器中制造的多个微透镜的四个相邻边缘是居中的。可以根据具 有线宽A的期望光遮蔽区域来改变凹透4免的尺寸以及它的光折射 率。更特别地，依照具有线宽A的光遮蔽区，可能在孩i透4竟区中出 现问题。可以将线宽A控制在例如大约30nm到大约70nm的范围 内。图2中所示的用于制造微透镜的掩膜200可以具体化为相移掩 月莫(phase shift mask) ( PSM )。例3口 ， it掩月莫可以包4舌无4各 (chromeless) PSM，其中该无4各PSM不具有4各含量^f旦却显示出光 透射层(light transmission layer )的才目4立專争才灸岁文应(才目4立反專争岁文应， phase本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种微透镜掩膜，包括：　多个第一光遮蔽图样，相互分开排列；以及　第二光遮蔽图样，形成在一个位置上，所述位置基本上位于所述多个第一光遮蔽图样的一组相邻边缘的中部。

【技术特征摘要】
KR 2007-12-17 10-2007-01321391. 一种微透镜掩膜，包括多个第一光遮蔽图样，相互分开排列；以及第二光遮蔽图样，形成在一个位置上，所述位置基本上位于所述多个第一光遮蔽图样的一组相邻边缘的中部。2. 根据权利要求1所述的掩膜，其中，所述组包括四个相邻的边缘。3. 根据权利要求1所述的掩膜，进一步包括多个第二光遮蔽图样，每个所述第二光遮蔽图样形成在一个位置上，所述位置基本上位于所述多个第一光遮蔽图样相应的 一组相邻边纟彖的中部。4. 根据权利要求1所述的掩膜，其中，以大约为曝光极限分辨率或者更小的线宽来分开排列所述第一光遮蔽图样。5. 根据权利要求1所述的掩膜，其中，每个所述第一光遮蔽图样包《^矩形形状。6. 根据权利要求4所述的掩膜，其中，所述第二光遮蔽图样包括矩形形状，所述矩形形状具有由所述多个第 一光遮蔽图样的四个相邻边纟彖纟且成的顶点。7. 根据权利要求6所述的掩膜，其中，所述第二光遮蔽图样包括具有一定线宽的光遮蔽区。8. 冲艮据权利要求7所述的掩膜，其中，所述光遮蔽区包括一个区域，所述区域环绕所述矩形形状的周边具有大约为所述线宽的宽度。9. 根据权利要求7所述的掩膜，其中，所述线宽在大约30nm到70nm之间的范围内。10. 根据权利要求7所述的掩膜，其中，所述掩膜包括相移掩膜。11. 一种方法，包4舌在图像传感器的表面上形成光刻胶层；使用用于制造多个微透镜的掩膜来对所述光刻胶层进行曝光和显影，以便形成光刻胶图样，其中，所述掩膜包...

【专利技术属性】
技术研发人员：金载熙，
申请(专利权)人：东部高科股份有限公司，
类型：发明
国别省市：KR[韩国]