CN104103653A - 形成用于图像传感器的双尺寸微透镜的方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种形成用于图像传感器的双尺寸微透镜的方法。揭示一种形成用于具有至少一个大面积像素及至少一个小面积像素的图像传感器的微透镜的方法。所述方法包含在所述图像传感器的光入射侧上于所述大面积像素上方及所述小面积像素上方形成均匀微透镜材料层。所述方法还包含将所述微透镜材料层形成为安置于所述大面积像素上方的第一块及安置于所述小面积像素上方的第二块。还在所述第二块中形成空隙以减小所述第二块中所包含的微透镜材料的体积。接着，使所述第一及第二块回流以形成相应的第一微透镜及第二微透镜。所述第一微透镜具有与所述第二微透镜实质上相同的有效焦距。

Description

形成用于图像传感器的双尺寸微透镜的方法

技术领域

本发明大体来说涉及微透镜，且特定来说(但非排他性地)涉及用于图像传感器的微透镜。

背景技术

图像传感器已变得普遍存在。其广泛地用于数码静态相机、蜂窝式电话、安全摄像机以及医疗、汽车及其它应用中。用于制造图像传感器且特定来说互补金属氧化物半导体(CMOS)图像传感器的技术一直持续快速地发展。举例来说，对较高分辨率及较低电力消耗的需求已促进了这些图像传感器的进一步小型化及集成。

常规CMOS图像传感器通常包含像素阵列，其中每一像素包含将入射光变换成电荷的光电二极管。每一个别像素在具有固定曝光时间内随着光强度的增加而最终饱和的输出。光电二极管的饱和可产生不期望的图像模糊，此归因于称为晕圈的效应，其中过量电荷扩散到相邻像素中。

全阱容量为可在此饱和发生之前于光电二极管中积累的电荷量的量度。随着CMOS图像传感器的像素尺寸变小，光电二极管的作用面积也减小。较小的光电二极管面积导致较小的全阱容量。减小的全阱容量通常意味着较低的动态范围及较低的信噪比。

最近，已制作出包含大面积像素及小面积像素两者以便增加图像传感器的动态范围的CMOS图像传感器。即，具有对应的大光电二极管面积的大面积像素可用于低光条件，而具有对应的小光电二极管面积的小面积像素可用于非低光条件。然而，在制作包含大面积像素及小面积像素两者的图像传感器时，常规制作技术可能不必要地变换。举例来说，在像素阵列上方形成微透镜的传统方法可能需要更新以便允许形成与小面积像素及大面积像素对应的双尺寸微透镜。

发明内容

在本发明的一个方面中，提供一种形成用于具有至少一个大面积像素及至少一个小面积像素的图像传感器的微透镜的方法。所述方法包括：在所述图像传感器的光入射侧上于所述至少一个大面积像素上方及所述至少一个小面积像素上方形成均匀微透镜材料层；将所述微透镜材料层形成为安置于所述至少一个大面积像素上方的第一块及安置于所述至少一个小面积像素上方的第二块；在所述第二块中形成至少一个空隙以减小所述第二块中所包含的微透镜材料的体积；及使所述第一块及所述第二块回流以形成相应的第一微透镜及第二微透镜，其中所述第一微透镜具有与所述第二微透镜实质上相同的有效焦距。

在本发明的另一方面中，提供一种形成用于具有至少一个大面积像素及至少一个小面积像素的互补金属氧化物半导体(CMOS)图像传感器的微透镜的方法。所述方法包括：在所述图像传感器的光入射侧上于所述至少一个大面积像素上方及所述至少一个小面积像素上方施加均匀光致抗蚀剂材料层；将所述光致抗蚀剂材料层曝光于光图案并使所述经曝光层显影以同时：将所述光致抗蚀剂材料形成为安置于所述至少一个大面积像素上方的第一块及安置于所述至少一个小面积像素上方的第二块；及在所述第二块中形成至少一个空隙以减小所述第二块中所包含的所述光致抗蚀剂材料的体积；及使光致抗蚀剂材料的所述第一块及第二块回流以形成相应的第一微透镜及第二微透镜，其中所述第一微透镜具有与所述第二微透镜实质上相同的有效焦距。

附图说明

参考以下各图描述本发明的非限制性及非详尽实施例，其中在所有各视图中相似参考编号指代相似部件，除非另有规定。

图1是根据本发明的实施例图解说明图像传感器的框图。

图2是根据本发明的实施例的图像传感器的像素阵列的平面图，其图解说明大面积像素及小面积像素。

图3到6是成像传感器的横截面图，其图解说明形成双尺寸微透镜的工艺。

图7是根据本发明的实施例图解说明形成双尺寸微透镜的工艺的流程图。

图8是根据本发明的实施例具有在回流之前形成的微透镜材料块的成像传感器的像素阵列的平面图。

图9是在微透镜材料的回流之后的图8的成像传感器的横截面图。

图10是根据本发明的实施例图解说明使用光致抗蚀剂作为微透镜材料来形成双尺寸微透镜的工艺的流程图。

图11及12是成像传感器的横截面图，其图解说明图10的工艺。

图13是根据本发明的实施例图解说明使用光致抗蚀剂作为蚀刻停止件来形成双尺寸微透镜的工艺的流程图。

图14到16是成像传感器的横截面图，其图解说明图13的工艺。

图17及18是根据本发明的实施例的成像传感器的横截面图，其图解说明使用灰度级光掩模来形成双尺寸微透镜的工艺。

具体实施方式

本文中揭示形成用于图像传感器的双尺寸微透镜的方法的实施例。在以下描述中，阐述众多特定细节以提供对所述实施例的透彻理解。然而，相关领域的技术人员将认识到，可在无所述特定细节中的一者或一者以上的情况下或借助其它方法、组件、材料等实践本文中所描述的技术。在其它实例中，为避免使某些方面模糊，未详细展示或描述众所周知的结构、材料或操作。

在本说明书通篇中对“一个实施例”或“一实施例”的提及意指结合所述实施例所描述的特定特征、结构或特性包含于本发明的至少一个实施例中。因此，在本说明书通篇中各个地方短语“在一个实施例中”或“在一实施例中”的出现未必全部指代同一实施例。此外，特定特征、结构或特性可以任何适合方式组合于一个或一个以上实施例中。

图1是根据本发明的实施例图解说明图像传感器100的框图。图像传感器100的所图解说明实施例包含作用区(即，像素阵列105)、读出电路110、功能逻辑115及控制电路120。

像素阵列105可为背侧或前侧照明式成像像素(例如，像素PD1、...、Pn)的二维阵列。在一个实施例中，每一像素为有源像素传感器(“APS”)，例如互补金属氧化物半导体(“CMOS”)成像像素。如所图解说明，每一像素被布置到一行(例如，行R1到Ry)及一列(例如，列C1到Cx)中以获取人、地点或物体的图像数据，接着可使用所述图像数据再现所述人、地点或物体的图像。如下文将更详细论述，像素阵列105可包含至少两个不同尺寸的像素。举例来说，像素阵列105可包含两种尺寸的像素，其中在阵列105内小面积像素与大面积像素交错。

在每一像素已获取其图像数据或图像电荷之后，所述图像数据由读出电路110读出且传送到功能逻辑115。读出电路110可包含放大电路、模／数转换电路或其它。功能逻辑115可简单地存储所述图像数据或甚至通过应用后图像效果(例如，剪裁、旋转、移除红眼、调整亮度、调整对比度或其它)来操纵所述图像数据。在一个实施例中，读出电路110可沿着读出列线一次读出一行图像数据(所图解说明)或可使用多种其它技术(未图解说明)读出所述图像数据，例如串行读出或同时全并行读出所有像素。

控制电路120耦合到像素阵列105以控制像素阵列105的操作特性。举例来说，控制电路120可产生用于控制图像获取的快门信号。

图2是根据本发明的实施例的图像传感器的像素阵列200的平面图(即，俯视图)，其图解说明交错的大面积像素与小面积像素。阵列200是图1的像素阵列105的一部分的一个可能实施方案。如所展示，阵列200包含四个大面积像素(包含大面积像素202)及九个小面积像素(包含小面积像素204及206)。在所图解说明的实施例中，大面积像素为八边形形状且小面积像素为正方形。然而，根据本发明的教示，可实施大面积像素及小面积像素两者的其它形状。

在一个实施例中，阵列200为通过使用彩色滤光器给每一像素指派色彩的彩色像素阵列。彩色滤光器通过将单独色彩的滤光器放置于每一像素上方而将所述色彩指派给所述像素。当光子通过特定色彩的滤光器而到达像素时，仅所述色彩的波长将通过。其它波长将被吸收。在所图解说明的实例中，阵列200包含红色(R)、绿色(G)及蓝色(B)滤光器。然而，在其它实施例中，阵列200可包含青色、洋红色及黄色滤光器。阵列200的彩色滤光器可布置成通常称为拜耳模式的模式，其包含嵌入绿色滤光器之间的红色滤光器与嵌入绿色滤光器之间的蓝色滤光器的交替行。在图2的所图解说明实例中，小面积像素布置成拜耳模式，所述拜耳模式与大面积像素布置成的拜耳模式无关。即，阵列200包含两个单独的彩色滤光器拜耳模式，一个针对大面积像素且另一个针对小面积像素。在操作中，可在低光条件期间读出仅积累在大面积像素中的电荷，而可在非低光条件期间读出仅积累在小面积像素中的电荷。

每一像素的填充因子表示对光敏感的像素面积的分数，而像素的间距为成像装置中像素之间的物理距离。随着像素间距已由于有源电路元件及金属互连件耗用每一像素中的增加量的面积减小，像素填充因子已变小。一种解决填充因子损失的方式是直接在每一像素上面使用微尺度透镜(微透镜)以直接朝向像素内的面积的光敏部分聚焦光。

图3到6是沿着图2的截面线3-3截取的像素阵列200的横截面图，其图解说明在像素阵列200上形成微透镜的工艺。图3是在形成微透镜的第一处理步骤期间背侧照明式成像(BSI)传感器的三个像素(即，像素1、像素2及像素3)的横截面图。像素1可对应于图2的小面积像素206，而像素2对应于大面积像素202，且像素3对应于小面积像素204。

通常可在成像传感器300的后端处理期间完成微透镜的形成。因此，已在微透镜的形成之前形成了成像传感器300的数个特征。特定来说，将成像传感器300的所图解说明实例展示为已包含安置于半导体衬底304的前侧(即，如图3中所定向的底侧)上的金属层302及安置于半导体衬底304的背侧(即，顶侧)上的平面化／钝化层306。将成像传感器300的每一像素展示为还包含彩色滤光器(即，308-312)及光敏元件(即，光电二极管314-318)。光电二极管314及318为具有相对小光敏面积的小面积光电二极管，而光电二极管316为具有较大光敏面积的大面积光电二极管。

成像传感器300为其中光入射于成像传感器300的背侧上的背侧照明式成像传感器。因此，对于背侧照明式成像传感器，在背侧上形成微透镜。然而，本文中所揭示的实施例同样也适用于前侧照明式(FSI)成像传感器。在这些实施例(未展示)中，微透镜以及彩色滤光器形成于成像传感器的前侧上以从成像传感器的前侧接收入射光。

如图3中所展示，形成用于成像传感器300的微透镜的工艺可包含首先在成像传感器300的光入射侧(例如，背侧)上形成均匀微透镜材料层320。对于一些实施例，可使用旋涂技术、毯覆沉积技术或其它适合于以均匀且实质上平面的方式安置微透镜材料320的方法来安置微透镜材料320。微透镜材料320可为任何适合材料，例如包含光敏剂以使其成为光敏性(即，使其成为光致抗蚀剂材料)的透明热塑性塑料。一种适合透明热塑性塑料可包含聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)。

图4中展示微透镜的制作工艺中的下一步骤，其中将微透镜材料320(即，光致抗蚀剂材料)曝光于光图案402。可通过穿过包含数个开口406(即，透明处)的光掩模404照射光来形成光图案402。然而，在其它实施例(未展示)中，可实施无掩模光刻技术，其中在无光掩模的情况下将精确的光束投射到微透镜材料320上。

图4的实施例图解说明为正性光致抗蚀剂的微透镜材料320的使用。在其中使用正性光致抗蚀剂的实施例中，微透镜材料320的曝光于光图案402的部分变得可溶于显影液且微透镜材料320的未被曝光的部分保持不可溶于显影液。然而，本发明的实施例同样适用于使用负性光致抗蚀剂作为微透镜材料320，其中微透镜材料320的被曝光于光图案的部分变得相对不可溶于显影液，且未被曝光部分由显影液溶解。

如上文所提及，光掩模404包含开口406。开口406与个别像素之间的区域对准，使得在显影之后针对每一像素形成一个微透镜材料块。举例来说，图5图解说明在经曝光微透镜材料320的显影之后的成像传感器300。如所展示，像素之间的区域中的微透镜材料的曝光已允许形成间隙502及504以将微透镜材料分离成若干块。特定来说，像素1现在包含微透镜材料块506，像素2包含块508，且像素3包含块510。所有所形成块由于图3中微透镜材料320的均匀施加而具有相同高度H。然而，块508具有大于块506及510的宽度W1的宽度W2。

可接着加热微透镜材料块以使微透镜材料回流以允许经加热微透镜材料的表面张力形成微透镜所需的弯曲表面。图6图解说明在微透镜材料块的回流之后微透镜602-606的形成。微透镜602-606的半径部分地取决于微透镜材料的体积以及其表面张力。较小微透镜材料块(例如，506及510)回流成具有较小半径及因此较短有效焦距的微透镜。较大微透镜材料块(例如，508)回流成具有较大半径与较长有效焦距的微透镜。为了图解说明，图6展示小面积像素1具有在有效焦距D1处的焦点608，而大面积像素2具有在较长有效焦距D2处的焦点610。考虑到光通过的介质(例如，微透镜、彩色滤光器、平面化层及衬底)的特性，可将所述有效焦距近似为从微透镜的底侧到焦点的距离。

在一些情况中，在大面积像素与小面积像素之间具有不同有效焦距可并不算最优的。此问题的一个方法可为实施形成不同厚度的微透镜材料块的多步骤工艺。举例来说，可以第一厚度施加一个微透镜材料层，接着使用第一光掩模曝光所述材料层并使其显影。接下来，可以第二厚度施加第二微透镜材料层，接着使用第二光掩模曝光所述材料层并使其显影。形成不同高度的微透镜材料块的此两步骤工艺可允许形成具有类似有效焦距的微透镜。即，小面积像素上方的微透镜可具有与大面积像素上方的微透镜类似的有效焦距。然而，多步骤工艺为昂贵、耗时的且可能易受第一光掩模与第二光掩模之间的对准误差的影响。举例来说，第二微透镜材料层的曝光及显影可以不合意的方式溶解或影响第一微透镜材料层的形状。因此，本发明的实施例提供在无前述缺点的情况下在回流之前选择性地调整微透镜材料的体积以实现小面积像素与大面积像素两者之间的实质上相等的有效焦距。

以实例的方式，图7是根据本发明的实施例图解说明形成双尺寸微透镜的工艺700的流程图。工艺700为后端工艺且以工艺框705开始，工艺框705包含在成像传感器的光入射侧上于大面积像素及小面积像素两者上方形成均匀微透镜材料层。工艺框705中的微透镜材料层的形成类似于图3的微透镜材料320的形成。因此，所述微透镜材料层可包含使用旋涂或毯覆沉积技术安置于图像传感器上的透明热塑性塑料。

接下来，在工艺框710中，将微透镜材料层形成为安置于大面积像素上方的第一组大块及安置于小面积像素上方的第二组较小块。为了图解说明，图8是根据本发明的实施例具有在回流之前形成的微透镜材料块(例如，块802、804及806)的成像传感器的像素阵列800的平面图。微透镜材料块802及806分别形成于小面积像素206及204上方，而微透镜材料块804形成于大面积像素202上方。通过在微透镜材料中于像素之间的区域中形成间隙来形成块802-806。举例来说，将微透镜材料层形成为若干块的工艺框710可包含在微透镜材料中于像素206与202之间形成间隙814且在像素202与204之间形成间隙816。在一个实施例中，所形成的每一间隙完全环绕相应微透镜材料块以便将其与邻近微透镜材料块隔离。

如上文所提及，本发明的实施例提供在回流之前选择性地调整微透镜材料的体积。因此，工艺700包含在回流之前在较小微透镜材料块中形成至少一个空隙以便减小这些较小块中所包含的微透镜材料的体积的工艺框715。为了图解说明，图8将块802展示为包含空隙818A-818E。在一个实施例中，空隙818A-818E为通过移除块802中所包含的一些微透镜材料而形成的孔。此外，虽然图8将块802图解说明为包含五个空隙，但可在较小块(包含块802)中形成任何数目个空隙(包含一个或一个以上)以减小这些较小块中所包含的微透镜材料的体积。

在一个实施例中，可在相同时间且使用相同处理步骤来形成较小微透镜材料块中的空隙及将微透镜材料分离成若干块的间隙。因此，空隙818A-818E可与间隙814及816同时形成。如下文将更详细论述，一个实施例包含通过使用单个光掩模曝光光敏微透镜材料来同时形成空隙及间隙。另一实施例包含使用单个蚀刻停止件将空隙及间隙蚀刻到微透镜材料中来同时形成空隙及间隙。

现在返回参考图7，在将微透镜材料形成为小块及大块之后且在于较小块中形成空隙之后，工艺框720接下来包含加热微透镜材料块以使其回流成微透镜。在较小微透镜材料块中形成的空隙将在回流期间闭合，且表面张力将有助于形成相对平滑的透镜表面。在较小微透镜材料块中形成的空隙的直径必须足够小以在回流期间闭合，但又足够大以至少部分地解析／成像及显影到微透镜材料中。如果空隙的直径太大，那么空隙在回流期间可能不闭合，从而导致所产生微透镜中的瑕疵或缺陷。

图9是在微透镜材料块的回流之后的图8的像素阵列的横截面图。如所展示，成像传感器900包含微透镜902-906。然而，在回流之前减小较小微透镜材料块中的材料的体积允许微透镜902及906具有较大直径及因此较长有效焦距。在一个实施例中，确定从较小微透镜材料块移除的材料量以便使小面积像素的有效焦距与大面积像素的有效焦距实质上相同。以实例的方式，图9图解说明具有焦点908的像素1、具有焦点910的像素2及具有焦点912的像素3，其中所述焦点中的每一者在相同有效焦距D2处。

图10是根据本发明的实施例图解说明使用光致抗蚀剂作为微透镜材料来形成双尺寸微透镜的工艺1000的流程图。工艺1000以工艺框1005开始，工艺框1005包含在成像传感器的光入射侧上于大面积像素及小面积像素两者上方形成均匀光致抗蚀剂材料层。工艺框1005中的光致抗蚀剂材料层的形成类似于图3的光致抗蚀剂材料320的形成。所述光致抗蚀剂材料层可包含使用旋涂或毯覆沉积技术安置于图像传感器上的光敏透明热塑性塑料。

接下来，在工艺框1010中，将光致抗蚀剂材料层曝光于光图案且使其显影以形成大光致抗蚀剂材料块及小光致抗蚀剂材料块以及在小块中形成空隙。图11是成像传感器的横截面图，其图解说明将光致抗蚀剂层1102曝光于光图案1104的工艺。可通过穿过光掩模1106照射光来形成光图案1104。光掩模1106类似于图4的光掩模404且甚至包含用于在光致抗蚀剂层1102中于像素之间形成间隙的开口406。然而，光掩模1106包含额外开口1108以允许在光致抗蚀剂层1102中于对应于将形成小光致抗蚀剂材料块的位置处形成空隙。

图12图解说明在光致抗蚀剂层1102的曝光及显影之后的成像传感器。图12是在回流之前沿着图8的截面线12-12截取的像素阵列800的横截面图。因此，像素1可对应于图8的小面积像素206，而像素2对应于大面积像素202，且像素3对应于小面积像素204。如从图12可见，使用单个光掩模1106对光致抗蚀剂层1102的曝光及显影允许同时形成间隙814及816以及空隙818A及820。即，块802-806的形成与空隙818A及820的形成在相同时间且在相同处理步骤期间发生。所有所形成块由于在图10的工艺框1005中均匀施加光致抗蚀剂材料而具有相同高度H。然而，块804具有大于块802及806的宽度W1的宽度W2。

如从图12可见，空隙(例如，818A及820)及间隙(例如，814及816)两者从顶侧1202到底侧1204完全延伸穿过光致抗蚀剂材料。此外，空隙818A及820具有实质上小于小块(例如，块802)的宽度W1的宽度(即，直径)W3。在一个实施例中，空隙818A及820的宽度W3足够小以允许空隙在后续回流期间闭合，但又足够大以至少部分地解析／成像及显影到光致抗蚀剂材料中。

现在返回参考图10，在将光致抗蚀剂材料形成为小块及大块之后且在于较小块中形成空隙之后，工艺框1015接下来包含加热光致抗蚀剂材料块以使其回流成微透镜。在较小光致抗蚀剂材料块中形成的空隙(例如，空隙818A及820)将在回流期间闭合且表面张力将有助于形成图9的微透镜902-906。

图13是根据本发明的实施例图解说明使用光致抗蚀剂层作为蚀刻停止件来形成双尺寸微透镜的工艺1300的流程图。工艺1300以工艺框1305开始，工艺框1305包含在成像传感器的光入射侧上于大面积像素及小面积像素两者上方形成均匀微透镜材料层。工艺框1305中的微透镜材料层的形成类似于图3的微透镜材料320的形成。所述微透镜材料层可包含使用旋涂或毯覆沉积技术安置于图像传感器上的非光敏透明热塑性塑料。

接下来，在工艺框1310中，在微透镜材料层上方施加光致抗蚀剂层。图14是成像传感器的横截面图，其图解说明均匀微透镜材料层1402及安置于其上的光致抗蚀剂材料层1404。可使用旋涂或毯覆沉积技术施加光致抗蚀剂材料层1404。工艺1300接着包含用于曝光及显影光致抗蚀剂材料层1404的工艺框1315。如图14中所展示，通过穿过光掩模1406照射光(例如，紫外光)将光致抗蚀剂材料1404曝光于光图案。在一个实施例中，光掩模1406为与图11的光掩模1106相同的光掩模且在掩模中包含对应于将在微透镜材料层1402中形成的间隙及空隙的位置的开口。

图15图解说明在曝光及显影光致抗蚀剂材料1404以形成经图案化光致抗蚀剂层1502之后的图像传感器。现在参考图13的工艺框1320，接着使用经图案化光致抗蚀剂层1502作为蚀刻停止件来同时将间隙及空隙蚀刻到微透镜材料层1402中。即，经图案化光致抗蚀剂层1502防止移除存在光致抗蚀剂层的位置中的下伏微透镜材料，同时移除微透镜材料1402的经曝光区域。在一个实施例中，所述蚀刻为用以各向异性地移除微透镜材料的干蚀刻。如图16中所展示，微透镜材料1402的蚀刻允许通过在微透镜材料中于像素之间形成间隙1608来形成块1602-1606。微透镜材料的蚀刻也允许形成空隙1610以减小小块(例如，块1602及1606)中的微透镜材料的体积。

现在返回到图13，工艺1300接下来包含用于移除经图案化光致抗蚀剂层1502及接着加热微透镜材料块以使其回流成微透镜的工艺框1325。在较小微透镜材料块中形成的空隙1610将在回流期间闭合且表面张力将有助于形成图9的微透镜902-906。

图17及18是根据本发明的实施例的成像传感器的横截面图，其图解说明使用灰度级光掩模1704形成双尺寸微透镜的工艺。灰度级光掩模1704的使用允许在曝光及显影之后保留的光敏微透镜材料1702的厚度由于灰度级光掩模1704的变化的透射性而变化。在给定位置处保留的微透镜材料1702的厚度将取决于灰度级光掩模1704在所述位置处的透射性。举例来说，灰度级光掩模1704中的开口1706对光的透射性可小于开口1708，使得微透镜材料1702中的所产生间隙从顶侧到底侧完全延伸穿过微透镜材料1702，而所产生空隙并不完全延伸穿过微透镜材料1702。

举例来说，图18图解说明在曝光及显影之后的微透镜材料层1702(即，光致抗蚀剂)。如从图18可见，使用单个灰度级光掩模1704对光敏微透镜材料层1702的曝光及显影允许同时形成间隙1802及空隙1804。如从图18可见，两个间隙1802从顶侧1806到底侧1808完全延伸穿过微透镜材料，而空隙1804并不完全延伸穿过微透镜材料。换句话说，所有所形成块具有均匀高度H，其中间隙1802延伸完全高度H，而空隙1804仅延伸从块的顶侧1806测量的深度D，且其中深度D小于高度H。

接着加热图18中的微透镜材料块以使其回流成微透镜。在较小微透镜材料块中形成的空隙1804将在回流期间闭合且表面张力将有助于形成图9的微透镜902-906。

包含发明摘要中所描述内容的本发明的所图解说明实施例的以上描述并非打算为穷尽性或将本发明限制于所揭示的精确形式。尽管出于说明性目的而在本文中描述本发明的特定实施例及实例，但如所属领域的技术人员将认识到，可在本发明的范围内做出各种修改。

可根据以上详细描述对本发明做出这些修改。所附权利要求书中所使用的术语不应理解为将本发明限制于说明书中所揭示的特定实施例。相反，本发明的范围将完全由所附权利要求书来确定，所述权利要求书将根据所创建的权利要求解释原则来加以理解。

Claims (20)

1.一种形成用于具有至少一个大面积像素及至少一个小面积像素的图像传感器的微透镜的方法，所述方法包括：

在所述图像传感器的光入射侧上于所述至少一个大面积像素上方及所述至少一个小面积像素上方形成均匀微透镜材料层；

将所述微透镜材料层形成为安置于所述至少一个大面积像素上方的第一块及安置于所述至少一个小面积像素上方的第二块；

在所述第二块中形成至少一个空隙以减小所述第二块中所包含的微透镜材料的体积；及

使所述第一块及所述第二块回流以形成相应的第一微透镜及第二微透镜，其中所述第一微透镜具有与所述第二微透镜实质上相同的有效焦距。

2.根据权利要求1所述的方法，其中在与用以将所述微透镜材料层形成为所述第一及第二块的相同时间且在相同处理步骤期间形成所述至少一个空隙。

3.根据权利要求1所述的方法，其中所述至少一个空隙从顶侧到底侧完全延伸穿过微透镜材料的所述第二块。

4.根据权利要求1所述的方法，其中微透镜材料的所述第一块具有与所述第二块的高度实质上相同的高度，且其中所述第一块的宽度大于所述第二块的宽度。

5.根据权利要求1所述的方法，其中形成所述均匀微透镜材料层包含在所述图像传感器的所述光入射侧上于所述至少一个大面积像素上方及所述至少一个小面积像素上方施加均匀光致抗蚀剂材料层。

6.根据权利要求5所述的方法，其中将所述微透镜材料层形成为所述第一及第二块包含将所述光致抗蚀剂材料层曝光于光图案并使所述经曝光层显影以在所述光致抗蚀剂材料中于所述至少一个大面积像素与所述至少一个小面积像素之间形成间隙。

7.根据权利要求6所述的方法，其中所述曝光所述光致抗蚀剂材料层并使所述经曝光层显影包含曝光所述光致抗蚀剂材料层并使所述经曝光层显影以在所述第二块中同时形成所述间隙及所述至少一个空隙。

8.根据权利要求7所述的方法，其中通过灰度级光掩模形成用以曝光所述光致抗蚀剂材料的所述光图案，使得所述间隙从顶侧到底侧完全延伸穿过所述光致抗蚀剂材料，且所述至少一个空隙不完全延伸穿过所述光致抗蚀剂材料。

9.根据权利要求1所述的方法，其中所述微透镜材料包括透明热塑性塑料。

10.根据权利要求9所述的方法，其中所述透明热塑性塑料包括聚甲基丙烯酸甲酯PMMA。

11.根据权利要求1所述的方法，其进一步包括：

在所述微透镜材料上方施加光致抗蚀剂材料层；

将所述光致抗蚀剂材料层曝光于光图案；及

使所述经曝光光致抗蚀剂材料层显影，

其中将所述微透镜材料层形成为所述第一及第二块包含使用所述经曝光且经显影的光致抗蚀剂材料层作为蚀刻停止件来蚀刻所述微透镜材料以在所述微透镜材料中于所述至少一个大面积像素与所述至少一个小面积像素之间形成间隙。

12.根据权利要求11所述的方法，其中使用所述经曝光且经显影的光致抗蚀剂材料层作为蚀刻停止件来蚀刻所述微透镜材料包含蚀刻所述微透镜材料以在所述第二块中同时形成所述间隙及所述至少一个空隙。

13.根据权利要求1所述的方法，其中所述图像传感器为互补金属氧化物半导体CMOS图像传感器。

14.一种形成用于具有至少一个大面积像素及至少一个小面积像素的互补金属氧化物半导体CMOS图像传感器的微透镜的方法，所述方法包括：

在所述图像传感器的光入射侧上于所述至少一个大面积像素上方及所述至少一个小面积像素上方施加均匀光致抗蚀剂材料层；

将所述光致抗蚀剂材料层曝光于光图案并使所述经曝光层显影以同时：

将所述光致抗蚀剂材料形成为安置于所述至少一个大面积像素上方的第一块及安置于所述至少一个小面积像素上方的第二块；及

在所述第二块中形成至少一个空隙以减小所述第二块中所包含的所述光致抗蚀剂材料的体积；及

使光致抗蚀剂材料的所述第一块及第二块回流以形成相应的第一微透镜及第二微透镜，其中所述第一微透镜具有与所述第二微透镜实质上相同的有效焦距。

15.根据权利要求14所述的方法，其中所述至少一个空隙从顶侧到底侧完全延伸穿过光致抗蚀剂材料的所述第二块。

16.根据权利要求14所述的方法，其中光致抗蚀剂材料的所述第一块具有与所述第二块的高度实质上相同的高度，且其中所述第一块的宽度大于所述第二块的宽度。

17.根据权利要求14所述的方法，其中将所述光致抗蚀剂材料形成为安置于所述至少一个大面积像素上方的所述第一块及安置于所述至少一个小面积像素上方的所述第二块包含在所述光致抗蚀剂材料中于所述至少一个大面积像素与所述至少一个小面积像素之间形成间隙。

18.根据权利要求17所述的方法，其中通过灰度级光掩模形成用以曝光所述光致抗蚀剂材料的所述光图案，使得所述间隙从顶侧到底侧完全延伸穿过所述光致抗蚀剂材料，且所述至少一个空隙不完全延伸穿过所述光致抗蚀剂材料。

19.根据权利要求14所述的方法，其中所述光致抗蚀剂材料包括透明热塑性塑料。

20.根据权利要求16所述的方法，其中所述透明热塑性塑料包括聚甲基丙烯酸甲酯PMMA。