KR100541027B1 - Image sensor, fabrication method of an image sensor and mold for fabricating a micro condenser element array used in the same - Google Patents

Image sensor, fabrication method of an image sensor and mold for fabricating a micro condenser element array used in the same Download PDF

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Abstract

본 발명은 광전 회로가 형성된 이미지 센서 소자 어레이 웨이퍼(1)를 준비하는 단계; 상기 이미지 센서 소자 어레이 웨이퍼(1) 상에 마이크로 광집속 소자 어레이 재료(11, 14a, 14b)를 도포하는 도포 단계; 및 마이크로 광집속 소자 어레이 제작용 몰드(10, 15)를 이용하여 직접 상기 이미지 센서 소자 어레이 웨이퍼(1) 상에 도포된 상기 마이크로 광집속 소자 어레이 재료(11, 14a, 14b)를 마이크로 몰딩하는 몰딩 단계;를 포함하는 것을 특징으로 이미지 센서 제작방법을 제공한다. 또한, 자외선이 투과할 수 있도록 자외선 투과성 재질로 이루어지되, 본드 패드(3)와 대응되는 부위에 자외선 차단층(9)을 구비하는 것을 특징으로 하는 마이크로 광집속 소자 어레이 제작용 몰드를 제공한다.The present invention comprises the steps of preparing an image sensor element array wafer (1) in which a photonic circuit is formed; An application step of applying micro light concentrating element array material (11, 14a, 14b) onto said image sensor element array wafer (1); And a micro molding of the micro light concentrating element array material 11, 14a, and 14b coated on the image sensor element array wafer 1 by using molds 10 and 15 for fabricating the micro light concentrating element array. It provides a method for producing an image sensor comprising a. The present invention also provides a mold for fabricating a micro-light concentrating element array, which is made of an ultraviolet-transmissive material so as to transmit ultraviolet rays, and includes an ultraviolet blocking layer 9 at a portion corresponding to the bond pad 3.

Description

이미지 센서 및 이미지 센서 제작방법과 이에 이용되는 마이크로 광집속 소자 어레이 제작용 몰드{IMAGE SENSOR, FABRICATION METHOD OF AN IMAGE SENSOR AND MOLD FOR FABRICATING A MICRO CONDENSER ELEMENT ARRAY USED IN THE SAME} IMAGE SENSOR, FABRICATION METHOD OF AN IMAGE SENSOR AND MOLD FOR FABRICATING A MICRO CONDENSER ELEMENT ARRAY USED IN THE SAME}             

도 1은 포토레지스트 리플로우 방법을 이용한 종래의 이미지 센서 제작 공정을 보여주는 도면이다. 1 is a view showing a conventional image sensor fabrication process using a photoresist reflow method.

도 2는 도 1의 제작 방법에 의하여 제작된 종래의 이미지 센서에 있어, 중심부 마이크로 렌즈와 외곽부 마이크로 렌즈간의 광집속 효율의 차이를 보여주는 도면이다. FIG. 2 is a view illustrating a difference in light focusing efficiency between a central micro lens and an outer micro lens in a conventional image sensor manufactured by the manufacturing method of FIG. 1.

도 3a 내지 도 3c는 각각 본 발명의 다양한 실시예에 따른 이미지 센서 제작 공정을 보여주는 도면이다. 3A to 3C are diagrams illustrating an image sensor manufacturing process according to various embodiments of the present disclosure, respectively.

도 4a 내지 도 4e는 각각 본 발명의 다양한 실시예에 따른 마스터 제작 공정을 보여주는 도면이다. 4A to 4E are diagrams illustrating a master fabrication process according to various embodiments of the present invention, respectively.

도 5a 및 도 5b는 각각 본 발명의 다양한 실시예에 따른 마이크로 렌즈 어레이 제작용 몰드를 제작하는 공정을 보여주는 도면이다. 5A and 5B are views illustrating a process of manufacturing a mold for manufacturing a micro lens array according to various embodiments of the present invention, respectively.

도 6a 및 6b는 각각 본 발명의 다양한 실시예에 따른 마이크로 렌즈 어레이 제작용 몰드에 자외선 차단층을 형성하는 공정을 보여주는 도면이다. 6A and 6B are views illustrating a process of forming a UV blocking layer in a mold for manufacturing a micro lens array according to various embodiments of the present disclosure, respectively.

도 7은 마이크로 몰딩 공정 중 야기되는 기포를 채집하는 과정을 보여주는 도면이다. 7 is a view illustrating a process of collecting bubbles caused during the micro molding process.

도 8a는 각 위치마다 독립적인 형상의 마이크로 광집속 소자 어레이를 가지는 이미지 센서가 도 2의 이미지 센서에 비하여 높은 광집속 효율을 가짐을 보여주는 도면이고, 도 8b는 이를 반영하여 본 발명에 일 실시예에 따라 제작될 수 있는 마이크로 광집속 소자 어레이의 일 형태를 보여주는 도면이다. FIG. 8A is a view showing that an image sensor having an array of micro light focusing elements having independent shapes at each position has a higher light focusing efficiency than the image sensor of FIG. 2, and FIG. 8B is an embodiment according to the present invention. FIG. 1 is a view illustrating one form of a micro condenser element array that may be manufactured according to the present invention.

*도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명** Description of the symbols for the main parts of the drawings *

1. 이미지 센서 소자 어레이 웨이퍼 2. 정렬 표식1. Image sensor element array wafer 2. Alignment marker

3. 본드 패드 4. 평탄층 3. Bond Pad 4. Flat Layer

5. 포토 다이오드 6. 포토레지스트 기둥 5. Photodiode 6. Photoresist Pillar

7. 마이크로 렌즈 (어레이) 8. 이미지 센서 칩7. Micro lens (array) 8. Image sensor chip

9. 자외선 차단층 10. 자외선 투과성 몰드9. UV blocking layer 10. UV transmitting mold

11. 광경화성 폴리머 12. 자외선11.Photocurable polymer 12. UV

13. 마이크로 렌즈 (어레이) 14a. 열경화성 폴리머13. Micro Lens (Array) 14a. Thermosetting polymer

14b. 열가소성 폴리머 15. 금속 몰드14b. Thermoplastic polymer 15. Metal mold

16. 보호층 17. 마이크로 렌즈 어레이 박판16. Protective Layer 17. Micro Lens Array Lamination

18. 접착제 19. 기판18. Adhesive 19. Substrate

20. 포토레지스트 21. 양각 포토레지스트 패턴20. Photoresist 21. Embossed Photoresist Pattern

22. 양각 패턴 마스터 22. Embossed Pattern Master

23. 양각 패턴 마스터 제작용 그레이 스케일 마스크23. Grayscale Mask for Embossed Pattern Master

24. 음각 패턴 마스터 제작용 그레이 스케일 마스크24. Grayscale Mask for Engraving Pattern Master

25. 음각 포토레지스트 패턴 26. 음각 패턴 마스터25. Intaglio Photoresist Pattern 26. Intaglio Pattern Master

28. 금속 마스터 29. 기판28. Metal Master 29. Substrate

31. 음각 폴리머 패턴 33. 희생층31. Engraved polymer pattern 33. Sacrificial layer

34. 패턴층 35. 금속층34. Pattern layer 35. Metal layer

38. 기포 채집용 홈 38. Bubble collecting groove

39. 마이크로 광집속 소자 (어레이)39. Micro light focusing element (array)

본 발명은 이미지 센서 제작방법, 이미지 센서 및 이에 이용되는 마이크로 광집속 소자 어레이 제작용 몰드에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 공정 시간의 단축, 생산성의 향상, 수율 증가 등의 이점과 아울러 광효율을 제고할 수 있는 이미지 센서 제작방법과, 이를 통하여 제작된 이미지 센서와, 이에 이용되는 마이크로 광집속 소자 어레이 제작용 몰드에 관한 것이다. The present invention relates to an image sensor fabrication method, an image sensor, and a mold for fabricating a micro light converging element array used therein, and more particularly, to improve light efficiency as well as advantages such as shortening of processing time, improvement of productivity, and increasing yield. The present invention relates to a method for manufacturing an image sensor, an image sensor manufactured through the same, and a mold for manufacturing a micro light converging element array used therein.

CCD 또는 CMOS와 같은 이미지 센서는 일반적으로 외부 광학계를 통해 입사된 빛이 포토 다이오드에 조사되는 효율을 높이기 위해 각각의 포토 다이오드 상부에 마이크로 렌즈 어레이를 형성하여 빛을 포토 다이오드 쪽으로 집속시킨다. Image sensors, such as CCD or CMOS, generally form a microlens array on top of each photodiode to focus the light toward the photodiode in order to increase the efficiency of the light incident through the external optical system to the photodiode.

이러한 마이크로 렌즈 어레이의 제작을 위하여 종래에는 포토레지스트의 리플로우를 이용한 방법과 평탄층 상에 패터닝된 마이크로 렌즈 형상을 반응 이온 식각을 이용하여 평탄층에 전사시키는 방법이 이용되었다. 종래의 이미지 센서의 마이크로 렌즈 어레이 제작 방법은 예컨대, 미국 특허 제6,137,634호에서 찾아 볼 수 있다. In order to manufacture such a microlens array, a method using a reflow of a photoresist and a method of transferring a microlens pattern patterned on a flat layer to a flat layer using reactive ion etching are conventionally used. Methods of fabricating microlens arrays of conventional image sensors can be found, for example, in US Pat. No. 6,137,634.

도 1은 종래의 이미지 센서 제작 공정을 보여주는 도면으로서, 리플로우 방법을 이용하여 마이크로 렌즈 어레이를 제작하는 공정을 보여주고 있다. 1 is a view illustrating a conventional image sensor fabrication process, and illustrates a process of fabricating a microlens array using a reflow method.

포토 다이오드(5)를 포함하여 구성되는 광전 회로, 공정을 위한 정렬 표식(align mark)(2), 와이어링을 위한 본드 패드(3) 등이 형성된 이미지 센서 소자 어레이 웨이퍼(1)상에 포토 다이오드(5)와 마이크로 렌즈(7)간의 공간을 형성하는 평탄층(4)을 포토리소그래피 방법을 이용하여 패터닝 한다. 컬러 이미지 센서에서는 특정 파장의 빛을 투과시키는 컬러 필터가 구비된다. The photodiode on the image sensor element array wafer 1 on which the photonic circuit comprising the photodiode 5, an alignment mark 2 for processing, a bond pad 3 for wiring, and the like are formed. The flat layer 4 which forms the space between (5) and the microlens 7 is patterned using the photolithographic method. The color image sensor is provided with a color filter for transmitting light of a specific wavelength.

이후 평탄층(4)상에 마이크로 렌즈(7) 성형을 위한 사각 기둥 혹은 기타 형상의 포토레지스트 기둥(6)을 형성한다. Thereafter, a square pillar or other photoresist pillar 6 for forming the microlens 7 is formed on the flat layer 4.

이후 오븐(oven) 혹은 핫플레이트(hot plate) 상에서 상기 포토레지스트 기둥(6)을 리플로우 시키면 포토레지스트 기둥(6)이 녹으면서 표면장력에 의해 마이크로 렌즈(7)가 형성된다. Then, when the photoresist column 6 is reflowed on an oven or a hot plate, the microlens 7 is formed by surface tension while the photoresist column 6 is melted.

이후 제작된 이미지 센서 소자 어레이 웨이퍼(1)를 절단(dicing)하여 각각의 이미지 센서 칩(chip)(8)으로 분리하게 된다. Thereafter, the fabricated image sensor element array wafer 1 is cut and separated into respective image sensor chips 8.

이후 팩키징 공정을 거치면 최종 이미지 센서가 제작된다. After the packaging process, the final image sensor is manufactured.

한편, 반응 이온 식각(Reactive Ion Etching)을 이용한 마이크로 렌즈 어레이 성형 방법 역시 상기 방법과 유사한 공정을 통해 렌즈 형상의 포토레지스트 패턴을 형성하고 이를 두껍게 올려진 평탄층에 반응 이온 식각 방법을 통해 전사시켜 마이크로 렌즈 어레이를 제작한다. Meanwhile, the method of forming a microlens array using reactive ion etching also forms a lens-shaped photoresist pattern through a process similar to the above method, and transfers the microlens array to a flat layer that is thickly deposited by using a reactive ion etching method to produce microlens arrays. Build a lens array.

그러나, 상기의 종래 이미지 센서 제작방법은 다음과 같은 문제점을 가지고 있었다. However, the conventional image sensor manufacturing method has the following problems.

이미지 센서의 마이크로 렌즈 어레이는 초미세 구조물이다. 종래의 마이크로 렌즈 어레이 제작방법에서는 정밀도 향상을 위해 스텝퍼(stepper)를 이용하여 마이크로 렌즈 어레이 제작을 위한 초기 포토레지스트 패턴을 형성하고 이후 리플로우 공정 및 기타 공정을 수행하였다. 그러나, 스텝퍼를 사용하는 공정은 얼라이너(aligner)를 이용한 공정에 비해 정밀도를 향상시킬 수 있다는 장점은 있으나 한 개의 웨이퍼를 여러 번 공정해야 하므로 공정 시간 및 생산 단가의 상승요인이 되었다. The microlens array of the image sensor is an ultrafine structure. In the conventional microlens array fabrication method, an initial photoresist pattern for fabricating the microlens array is formed by using a stepper to improve precision, and then a reflow process and other processes are performed. However, the process using the stepper has the advantage of improving the accuracy compared to the process using the aligner (aligner), but because one wafer must be processed several times, it has been an increase factor of the process time and production cost.

또한 리플로우 및 반응 이온 식각 기반의 마이크로 렌즈 어레이 제작방법은 공정 조건에 민감하여 매우 좁은 영역의 공정조건을 유지하여야 하는 단점이 있으며 제품의 재현성이 낮아 높은 수율을 얻기 어려웠다. 특히 이미지 센서의 고급화로 인해 이미지 센서의 픽셀 수가 증가함에 따라 소자 자체의 크기가 증가되는 추세에 있어, 공정 중 발생할 수 있는 결함의 확률이 증가하여 수율 문제가 더욱 심각하게 대두되었다. In addition, the method of fabricating a microlens array based on reflow and reactive ion etching has a disadvantage of maintaining a very narrow process condition because it is sensitive to process conditions, and it is difficult to obtain high yield due to low reproducibility of the product. In particular, as the number of pixels of the image sensor increases due to the advancement of the image sensor, the size of the device itself increases, and thus the yield problem becomes more serious as the probability of defects occurring during the process increases.

또한 성능 측면에서 살펴보면, 이미지 센서용 마이크로 렌즈 제작에 있어 채 움률(fill factor)을 높이기 위해서는 렌즈 밑면 형상을 원형이 아닌 사각형 형태로 제작하게 되는데, 리플로우를 이용한 방법의 경우 중심축에 대해 회전대칭인 형상을 제작할 수 없는 단점이 있었다. 또한 리플로우 공정의 특성상 렌즈간의 최소한의 간격이 필요하여 이는 채움률(fill factor)의 감소를 가져와 이미지 센서의 효율을 감소시키는 문제를 발생시켰다. In terms of performance, in order to increase the fill factor in the manufacture of microlenses for image sensors, the bottom surface of the lens is manufactured in the form of a rectangle instead of a circle. There was a disadvantage that can not produce a phosphorous shape. In addition, due to the nature of the reflow process, a minimum distance between the lenses is required, which causes a problem of reducing the fill factor and reducing the efficiency of the image sensor.

최근 이미지 센서가 응용되는 카메라 및 이미징 장비의 소형화로 인해 대물렌즈의 크기가 이미지 센서의 크기보다 작아지는 현상이 발생하고 있다. 이는 이미지 센서의 외곽부 픽셀에서 입사각의 증가를 가져와 이미지가 효율적으로 포토 다이오드(5)에 집속되지 않는 문제점을 발생시킨다. 일반적으로 이미지 센서의 마이크로 렌즈 어레이(7) 설계는 마이크로 렌즈(7)에 수직으로 입사하는 빛에 대하여 설계가 이루어지나 도 2에 도시된 바와 같이 이미지 센서의 외곽부에서는 빛이 수직으로 입사하지 않고 일정한 각도를 가지고 입사하므로 입사한 빛이 포토 다이오드(5)에 집속되지 않게 된다.Recently, due to the miniaturization of the camera and imaging equipment to which the image sensor is applied, the size of the objective lens is smaller than that of the image sensor. This causes an increase in the angle of incidence at the outer pixel of the image sensor, causing a problem that the image is not focused on the photodiode 5 efficiently. In general, the design of the microlens array 7 of the image sensor is designed for light incident perpendicularly to the microlens 7, but as shown in FIG. Since the light is incident at a predetermined angle, the incident light is not focused on the photodiode 5.

따라서, 중앙부 픽셀에서의 마이크로 렌즈(7)와 외곽부에서의 마이크로 렌즈(7) 설계가 달라질 필요가 있다. 그러나 종래의 마이크로 렌즈 제작방법인 포토레지스트 리플로우 방법을 사용할 경우 동일 마이크로 렌즈 어레이에서 포토레지스트의 높이를 다르게 제어할 수 없으므로 포토레지스트 원기둥의 밑면의 크기만으로 마이크로 렌즈의 형상을 제어하게 되나 이러한 방법으로는 원하는 설계의 렌즈형상을 제작 할 수 없는 문제점을 가진다. Therefore, the design of the microlens 7 in the central pixel and the microlens 7 in the outer portion need to be different. However, when the photoresist reflow method, which is a conventional microlens manufacturing method, cannot control the height of the photoresist differently in the same microlens array, the shape of the microlens is controlled only by the size of the bottom surface of the photoresist cylinder. There is a problem that can not produce the lens shape of the desired design.

본 발명은 상기한 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 본 발명은 공정 시간 및 생산 단가를 낮출 수 있는 이미지 센서 제작 방법을 제공하는데 목적이 있다. 이는, 이미지 센서 소자 어레이 웨이퍼 상에 직접 마이크로 광집속 소자 어레이를 마이크로 몰딩하거나, 또는 마이크로 몰딩 공정을 통해 기제작된 마이크로 광집속 소자 어레이 박판을 이미지 센서 소자 어레이 웨이퍼 상에 부착하는 방식을 통하여 달성될 것이다. The present invention has been made to solve the above problems, an object of the present invention is to provide a method for manufacturing an image sensor that can lower the processing time and production cost. This can be achieved by micro molding the micro light concentrator element array directly on the image sensor element array wafer, or by attaching a micro light concentrator element thin plate fabricated through the micro molding process onto the image sensor element array wafer. will be.

본 발명에 따르면, 일단 몰드를 정밀하게 제작하고 난 이후에는, 그렇게 제작된 몰드를 웨이퍼와 얼라인하여 단 한 번의 공정으로 마이크로 광집속 소자 어레이를 동시에 제작하게 되어 공정 시간 및 제작 단가면에서 현저한 저감을 가능하게 하는 것이다. According to the present invention, once the mold is precisely manufactured, the mold thus manufactured is aligned with the wafer to simultaneously manufacture the micro light converging element array in a single process, thereby providing a significant reduction in process time and manufacturing cost. It is possible.

이는 다른 측면으로는, 정밀한 이미지 센서를 대량으로 생산할 수 있음을 의미한다. 즉, 종래의 이미지 센서 제작방법에서는 전술한 바와 같이 스텝퍼를 사용한다. 이로 인하여 단위 웨이퍼 당 여러 공정을 필요로 하고, 더 나아가 각 웨이퍼마다 그러한 공정을 매번 반복하여야 하므로, 어느 정도 이상의 결함 발생은 피할 수 없는 것이다. 그러나, 본 발명에 따르면, 일단 정밀한 몰드를 제작하기만 하면, 몰드의 정밀 패턴을 마이크로 광집속 소자 어레이에 전사하기만 하면 되므로, 그 결함 발생 확률은 극히 낮은 수준으로 유지될 수 있는 것이다. On the other hand, this means the ability to produce precise image sensors in large quantities. That is, in the conventional image sensor manufacturing method, a stepper is used as described above. As a result, several processes per unit wafer are required, and furthermore, such a process must be repeated each time for each wafer, so that a certain degree of defects cannot be avoided. However, according to the present invention, once the precise mold is manufactured, the precision pattern of the mold needs only to be transferred to the micro light converging element array, so that the probability of occurrence of the defect can be maintained at an extremely low level.

아울러, 본 발명은 매우 정밀하면서도 간단한 방법으로 와이어링을 위한 본드 패드를 노출시킬 수 있도록 하는데 또 다른 목적이 있다. 이는 이미지 센서의 전체 공정 시간 및 제작 단가의 저감을 더욱 가능하게 할 것이다. 특히, 후술하는 자외선 차단층을 가지는 몰드를 이용하는 경우 이러한 본 발명의 이점은 극대화될 수 있을 것이다. In addition, another object of the present invention is to be able to expose the bond pad for wiring in a very precise and simple manner. This will further enable reduction of the overall processing time and manufacturing cost of the image sensor. In particular, in the case of using a mold having a UV blocking layer to be described later this advantage of the present invention can be maximized.

본드 패드의 노출 공정은, 종래의 이미지 센서 제작에 있어 마이크로 몰딩 방법이 채용될 수 없게 하는 일 요인이었다. 마이크로 렌즈 어레이를 구비하는 디바이스 중에서, CCD 또는 CMOS와 같은 이미지 센서는 예컨대, 엘씨디(LCD), 광섬유(Optical Fiber) 등과 견줄 때 초미세 디바이스에 속한다. 따라서, 이미지 센서 소자 어레이 웨이퍼 상에 마이크로 렌즈 어레이를 매우 정밀하게 얼라인하여 몰딩하더라도, 정밀한 본드 패드 노출 공정이 뒤따르지 않는다면 이미지 센서의 정밀도는 유지될 수 없는 것이다. 따라서, 본 발명의 정밀하면서도 매우 간단한 본드 패드 노출 공정은 큰 이점을 가지는 것이다. The exposure process of the bond pad was one factor which prevented the micro molding method from being employed in conventional image sensor fabrication. Among devices with micro lens arrays, image sensors such as CCDs or CMOSs belong to ultra-fine devices, for example, when compared to LCDs, optical fibers, and the like. Therefore, even if the microlens array is precisely aligned and molded on the image sensor element array wafer, the precision of the image sensor cannot be maintained unless a precise bond pad exposure process is followed. Thus, the precise and very simple bond pad exposure process of the present invention has a great advantage.

또한, 본 발명은 채움률을 높임으로써, 이미지 센서의 효율을 향상시킬 수 있도록 하는데 또 다른 목적이 있다. In addition, the present invention has another object to improve the efficiency of the image sensor by increasing the filling rate.

또한, 본 발명은 동일 이미지 센서 상에 독립적인 렌즈 형상의 제작을 가능하게 함으로써 이미지 센서의 효율을 향상시킬 수 있도록 하는데 또 다른 목적이 있다. 즉, 이미지 센서 상에 광집적 효율을 높이기 위하여 구면 또는 비구면의 마이크로 렌즈 어레이 뿐 아니라 기타 사용될 수 있는 모든 형상의 마이크로 광집속 소자의 사용이 바람직할 수 있고, 더 나아가 각각의 형상들의 조합의 마이크로 광집속 소자의 사용이 더욱 바람직할 수 있다. 본 발명은 이러한 다양한 형상의 마이크로 광집속 소자의 제작을 가능하게 하는 획기적인 솔루션을 제공할 것이다. In addition, another object of the present invention is to enable the manufacture of an independent lens shape on the same image sensor to improve the efficiency of the image sensor. That is, it may be desirable to use spherical or aspheric micro lens arrays as well as all other shapes of micro light concentrating elements that can be used to increase the light integration efficiency on the image sensor, and furthermore micro light of the combination of the respective shapes. The use of a focusing element may be more desirable. The present invention will provide a breakthrough solution that enables the fabrication of such micro-shaped light focusing elements of various shapes.                         

이와 관련하여, 본 발명은 바람직하게는 그레이 스케일 마스크를 이용하여 마스터를 제작하고, 제작된 마스터를 이용하여 몰드를 제작하고, 제작된 몰드를 이용하여 마이크로 광집속 소자 어레이를 제작한다. 여기에서 본 발명의 일 특징을 살펴볼 수 있다. In this regard, the present invention preferably produces a master using a gray scale mask, a mold using the manufactured master, and a micro light focusing element array using the manufactured mold. Here, one feature of the present invention can be examined.

그레이 스케일 마스크를 이용한 포토리소프래피 공정이 곧바로 본 발명의 마이크로 몰딩 공정에 접목되기에는 한계가 있다. 그레이 스케일을 이용한 포토리소그래피 공정에서는, 포토레지스트에 마이크로 광집속 소자 어레이의 양각 또는 음각 패턴을 형성하게 된다. 그러나, 포토레지스트는 그 재료의 특성 상 계속되는 반복 사용에 적합한 내구성을 가지지 못한다. There is a limitation that the photolithography process using the gray scale mask is directly incorporated into the micro molding process of the present invention. In a photolithography process using gray scale, an embossed or intaglio pattern of a micro light concentrating element array is formed in a photoresist. However, the photoresist does not have the durability suitable for continued repeated use due to the properties of the material.

이러한 문제점을 해결하기 위하여, 본 발명에서는 그레이 스케일 마스크를 이용하여 제작된 제작물을 몰드 자체로 사용하지 않고, 그 제작물을 마스터로 이용하여 내구성이 높은 재질의 몰드(혹은 또 다른 마스터)를 별도로 제작하여 몰딩에 이용함으로써, 진정한 의미의 몰딩법을 통한 이미지 센서의 대량 생산을 가능하게 한 것이다.
In order to solve this problem, in the present invention, instead of using a production manufactured by using a gray scale mask as a mold itself, a mold (or another master) of a highly durable material is manufactured by using the production as a master. By using it for molding, it is possible to mass-produce an image sensor through a true molding method.

상기한 목적을 달성하기 위하여, 본 발명은 광전 회로가 형성된 이미지 센서 소자 어레이 웨이퍼를 준비하는 단계; 상기 이미지 센서 소자 어레이 웨이퍼 상에 마이크로 광집속 소자 어레이 재료를 도포하는 도포 단계; 및 마이크로 광집속 소자 어레이 제작용 몰드를 이용하여 직접 상기 이미지 센서 소자 어레이 웨이퍼 상 에 도포된 상기 마이크로 광집속 소자 어레이 재료를 마이크로 몰딩하는 몰딩 단계;를 포함하는 것을 특징으로 이미지 센서 제작방법을 제공한다. In order to achieve the above object, the present invention comprises the steps of preparing an image sensor element array wafer formed with a photonic circuit; An application step of applying a micro light concentrating element array material onto said image sensor element array wafer; And a molding step of micro-molding the micro light concentrator element material applied on the image sensor element array wafer by using a mold for fabricating a micro light concentrator element array. .

여기서, 마이크로 광집속 소자는 여러 형태를 가질 수 있는데, 예컨대, 마이크로 렌즈, 마이크로 프리즘, 마이크로 미러 등이 그 것이다. Here, the micro light focusing element may have various forms, for example, a micro lens, a micro prism, a micro mirror, and the like.

본 발명에서는 바람직하게는, 먼저 마스터를 제작하고 제작된 마스터의 패턴을 몰드에 전사하여 몰드를 제작한 후 이를 마이크로 몰딩에 사용한다. In the present invention, preferably, the master is first manufactured and the pattern of the produced master is transferred to the mold to produce the mold, and then used for micro molding.

여기서, 마스터는 바람직하게는, 그레이 스케일 마스크를 이용한 포토리소그래피 공정을 통하여 제작하고, 이를 이용하여 몰드(또는 또 다른 마스터)를 제작한다. Here, the master is preferably manufactured through a photolithography process using a gray scale mask, and a mold (or another master) is produced using the master.

마스터로부터 몰드를 제작하는데는 바람직하게는, 반응 이온 식각 또는 전주도금 성형법이 이용된다. In producing the mold from the master, reactive ion etching or pre-plating molding method is preferably used.

이렇게 제작된 몰드를 이용하여 이미지 센서를 제작하는데는, 광경화 성형법, 열경화 성형법 및 핫엠보싱법을 통한 직접 몰딩 방법 외에도 마이크로 광집속 소자 어레이 박판을 이미지 센서 소자 어레이 웨이퍼 상에 접착하여 이미지 센서를 제작하는 방법도 가능하다. In order to manufacture an image sensor using the mold thus manufactured, in addition to the direct molding method through the photocuring molding method, the thermosetting molding method, and the hot embossing method, the micro light concentrating element array sheet is adhered to the image sensor element array wafer to form the image sensor. How to make it is also possible.

본 발명에서는, 하나의 이미지 센서 소자 어레이 웨이퍼에 대하여서는 하나의 몰드로 단 한번의 작업을 통하여 마이크로 광집속 소자 어레이를 몰딩한다. In the present invention, the micro light converging element array is molded in one mold in one mold for one image sensor element array wafer.

본 발명은 바람직하게는 몰딩 단계에서 야기되는 기포 제거를 위하여 기포채집용 홈을 포함한다. The present invention preferably includes a bubble collecting groove for removing bubbles caused in the molding step.

또한, 본 발명은 와이어링을 위한 본드 패드 노출 방법을 제공하는데, 이에 따르면, 광경화 성형법에 있어 자외선 차단층이 형성된 몰드를 이용하는 방법이나 보호층을 코팅한 상태에서 식각을 하는 방법 등이 유용한 방법으로 제시된다. In addition, the present invention provides a method for exposing a bond pad for wiring, and accordingly, in the photocuring molding method, a method using a mold having an ultraviolet blocking layer or an etching method in which a protective layer is coated is useful. Is presented.

본 발명은 와이어링을 위한 본드 패드를 구비하는 이미지 센서 소자 어레이 웨이퍼 상에 마이크로 광집속 소자 어레이를 몰딩하기 위한 마이크로 광집속 소자 어레이 제작용 몰드로서, 상기 마이크로 광집속 소자 어레이 제작용 몰드는 자외선이 투과할 수 있도록 자외선 투과성 재질로 이루어지되, 상기 본드 패드와 대응되는 부위에 자외선 차단층을 구비하는 것을 특징으로 하는 마이크로 광집속 소자 어레이 제작용 몰드를 제공한다.The present invention provides a mold for fabricating a micro light concentrator device for molding a micro light concentrator device array on an image sensor device array wafer having a bond pad for wiring. The present invention provides a mold for fabricating a micro-light concentrating element array, which is made of a UV-transmitting material so as to transmit, and has an ultraviolet blocking layer at a portion corresponding to the bond pad.

본 발명은 와이어링을 위한 본드 패드 및 광전 회로가 형성된 이미지 센서 소자 어레이 웨이퍼 상에 마이크로 광집속 소자 어레이를 형성하는 단계; 상기 본드 패드와 대응되는 부위 이외의 상기 마이크로 광집속 소자 어레이의 부위에 보호층을 패터닝하는 단계; 식각을 통하여 상기 마이크로 광집속 소자 어레이의 상기 보호층이 코팅되지 않은 부위를 제거하는 단계; 및 상기 보호층을 제거하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 이미지 센서 제작방법을 제공한다. The present invention provides a method for fabricating a micro light focusing element array on an image sensor element array wafer having a bond pad and a photonic circuit for wiring; Patterning a protective layer on a portion of the micro condensing element array other than the portion corresponding to the bond pad; Removing the uncoated portion of the protective layer of the micro condenser element array by etching; And it provides an image sensor manufacturing method comprising the step of removing the protective layer.

이하 첨부 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 상세히 설명하면 다음과 같다. Hereinafter, exemplary embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

도 3a 내지 도 3c는 각각 본 발명의 다양한 실시예에 따른 이미지 센서 제작 공정을 보여주는 도면이다. 3A to 3C are diagrams illustrating an image sensor manufacturing process according to various embodiments of the present disclosure, respectively.

도 3a의 이미지 센서 제작 공정에서는, 이미지 센서 소자 어레이 웨이퍼(1) 상에 자외선 경화 성형법을 이용한 직접 몰딩을 통하여 마이크로 렌즈 어레이를 제작한다. In the image sensor fabrication process of FIG. 3A, a microlens array is fabricated on the image sensor element array wafer 1 through direct molding using an ultraviolet curing molding method.

포토 다이오드(5)를 포함하는 광전 회로, 정렬 표식(align mark)(2), 본드 패드(3) 및 기타 전자회로 구조를 포함한 이미지 센서 소자 어레이 웨이퍼(1) 상에 자외선에 반응하여 경화되는 광경화성 폴리머(11)를 도포한다. A sight that cures in response to ultraviolet light on an image sensor element array wafer 1 including an optoelectronic circuit comprising a photodiode 5, an alignment mark 2, a bond pad 3, and other electronic circuit structures. The chemical polymer 11 is applied.

이후, 정렬 표식(2)을 포함하는 금속 자외선 차단층(9)이 올려진 음각 자외선 투과성 몰드(10)를 하부의 이미지 센서 소자 어레이 웨이퍼(1)와 정렬하여 접촉시킨다. Thereafter, the negative UV-transmissive mold 10 on which the metal UV-blocking layer 9 including the alignment mark 2 is placed is brought into contact with the lower image sensor element array wafer 1.

이후 적절한 압력을 가한 상태에서 상부의 자외선 투과성 몰드(10)를 투과하는 자외선(12)을 광경화성 폴리머(11)에 조사한다. 광경화성 폴리머(11)는 자외선(12)에 노출되면 사슬구조가 형성되어 고체 폴리머 상태로 변하게 된다. Thereafter, the ultraviolet ray 12 penetrating the ultraviolet ray transmitting mold 10 is irradiated to the photocurable polymer 11 under an appropriate pressure. When the photocurable polymer 11 is exposed to ultraviolet light 12, a chain structure is formed to change into a solid polymer state.

이때 자외선 투과성 몰드(10)에 존재하는 자외선 차단층(9)에 의해 노광되지 않은 광경화성 폴리머(11) 영역이 존재하고 이 부분에 대해서는 경화가 진행되지 않는다. At this time, there exists a photocurable polymer 11 region which is not exposed by the ultraviolet blocking layer 9 present in the ultraviolet-transmissive mold 10, and hardening does not proceed to this portion.

광경화성 폴리머(11)의 경화가 완료되면 경화되지 않은 광경화성 폴리머(11)를 선택적으로 용해시키는 솔벤트를 사용하여 경화되지 않은 광경화성 폴리머(11)를 제거하여 최종적으로 이미지 센서 소자 어레이 웨이퍼(1) 상에 폴리머 마이크로 렌즈 어레이(13)가 제작된다. When the curing of the photocurable polymer 11 is completed, the uncured photocurable polymer 11 is removed using a solvent that selectively dissolves the uncured photocurable polymer 11, and finally the image sensor element array wafer 1 The polymer microlens array 13 is manufactured on ().

이후 다이싱 공정을 통해 각각의 이미지 센서 칩(8)을 분리하고, 팩키징(packaging) 공정을 통해 최종 이미지 센서를 제작한다. Thereafter, each image sensor chip 8 is separated through a dicing process, and a final image sensor is manufactured through a packaging process.

상기의 공정은 기존 리플로우 공정에서 요구되는 평탄층(4)을 별도로 제작할 필요가 없어 공정 단계의 절감이 가능하다. In the above process, it is not necessary to separately prepare the flat layer 4 required in the existing reflow process, thereby reducing the process step.

한편 자외선 경화 성형을 위한 광경화성 폴리머(11)는 재료의 구성 성분 및 조성비에 따라 유리계열 재료와 접착성을 갖기도 하며 이형성을 갖기도 한다. 상기 자외선 경화 성형을 통한 이미지 센서용 마이크로 렌즈 어레이(13)성형을 위해서는 상부의 자외선 투과성 몰드(10)와는 이형성이 높아야 하며 하부의 이미지 센서 소자 어레이 웨이퍼(1)와는 접착성이 높아야 한다. 이를 위해 필요에 따라 자외선 투과성 몰드(10) 상에 이형제를 스핀코팅(spin coating) 혹은 딥핑(dipping)방법으로 코팅 할 수 있으며, 이미지 센서 소자 어레이 웨이퍼(1) 상에 접착성을 높여주는 재료를 코팅할 수 있다. On the other hand, the photocurable polymer 11 for UV curing molding may have adhesiveness and release property with a glass-based material according to the composition and composition ratio of the material. In order to form the microlens array 13 for the image sensor through the UV curing molding, the releasability should be high with the UV transmitting mold 10 on the upper side and the adhesion with the image sensor element array wafer 1 on the lower side. To this end, if necessary, the release agent may be coated on the UV-transmissive mold 10 by spin coating or dipping, and a material for improving adhesion on the image sensor device array wafer 1 may be used. Can be coated.

상기의 공정으로 제작된 마이크로 렌즈 어레이(13)가 형성된 이미지 센서 칩(8)은 다양한 팩키징(packaging)공정을 통해 최종 제품으로 제작될 수 있다. 와이어 본딩(wire bonding) 방법을 이용하는 팩키징 방법의 경우 자외선 차단층(9)을 적절히 사용하여 와이어 본딩을 위한 금속 재질의 본드 패드(3) 상부에 광경화성 폴리머(11) 재료가 경화 형성되지 않도록 자외선 투과성 몰드(10)를 설계한다. 그러나, 칩 크기 팩키징(chip size packaging)을 이용하는 경우, 외부 와이어링(wiring)이 요구되지 않으므로 자외선 차단층(9)이 필요하지 않다. The image sensor chip 8 having the microlens array 13 manufactured by the above process may be manufactured as a final product through various packaging processes. In the case of a packaging method using a wire bonding method, the UV blocking layer 9 is appropriately used to prevent the photocurable polymer 11 material from being cured on the bond pad 3 of the metal material for wire bonding. The transparent mold 10 is designed. However, in the case of using chip size packaging, no external wiring is required, and thus the UV blocking layer 9 is not required.

도 3b의 이미지 센서 제작 공정에서는, 이미지 센서 소자 어레이 웨이퍼(1)상에 열경화성 폴리머(14a) 또는 열 가소성 폴리머(14b)를 직접 몰딩하여 마이크로 렌즈 어레이(13)를 제작한다. In the image sensor fabrication process of FIG. 3B, the microlens array 13 is fabricated by directly molding the thermosetting polymer 14a or the thermoplastic polymer 14b on the image sensor element array wafer 1.

정렬 표식을 갖고 있는 음각 마이크로 렌즈 형상의 금속 몰드(15) 혹은 도 3a에서와 같은 자외선 투과성 몰드(10)를 정렬 표식(2)을 이용하여 이미지 센서 소자 어레이 웨이퍼(1)와 정렬한 후, 열경화성 폴리머(14a) 또는 열가소성 폴리머(14b)를 이미지 센서 소자 어레이 웨이퍼(1) 상에 직접 몰딩하여 마이크로 렌즈 어레이(13)를 얻는다. After the alignment of the image sensor element array wafer (1) using the alignment mark (2) by using the alignment mark (2) of the metal mold 15 of the intaglio microlens shape having the alignment mark or as shown in Figure 3a The polymer 14a or thermoplastic polymer 14b is molded directly onto the image sensor element array wafer 1 to obtain a micro lens array 13.

열경화성 폴리머(14a)를 사용하는 경우 액상의 열경화성 폴리머(14a)를 몰드(15, 10)와 이미지 센서 소자 어레이 웨이퍼(1) 상에 충진 시킨 후 적절한 온도를 가하여 열경화성 폴리머(14a)를 경화시키는 방법을 사용하게 된다. In the case of using the thermosetting polymer 14a, a liquid thermosetting polymer 14a is filled on the molds 15 and 10 and the image sensor element array wafer 1, and then the appropriate temperature is applied to cure the thermosetting polymer 14a. Will be used.

열가소성 폴리머(14b)를 사용하는 경우 분말 혹은 필름형 재료를 몰드(15, 10)와 이미지 센서 소자 어레이 웨이퍼(1) 사이에 넣고 열가소성 폴리머(14b)의 유리전이 온도 이상의 열과 적절한 압력을 가한 후 냉각시키는 방법으로 이미지 센서 소자 어레이 웨이퍼(1)상에 폴리머 마이크로 렌즈 어레이(13)를 제작한다. In the case of using the thermoplastic polymer 14b, a powder or film-like material is sandwiched between the molds 15 and 10 and the image sensor element array wafer 1, and subjected to heat above the glass transition temperature of the thermoplastic polymer 14b and appropriately cooled. The polymer micro lens array 13 is fabricated on the image sensor element array wafer 1 by the method described above.

이후 와이어링을 위한 금속 재질의 본드 패드(3)상에 형성된 폴리머(14a, 14b)를 제거하기 위해, 제작된 마이크로 렌즈 어레이(13)에서 이미지 센서 소자 어레이 웨이퍼(1) 면을 드러내지 않을 부분에 반응 이온 식각 또는 습식 식각을 위한 보호층(barrier)(16)을 패터닝 한다. Then, in order to remove the polymers 14a and 14b formed on the bond pads 3 of the metal material for wiring, the surface of the image sensor element array wafer 1 is not exposed in the fabricated micro lens array 13. A barrier layer 16 is patterned for reactive ion etching or wet etching.

이후 반응 이온 식각 또는 습식 식각을 통해 드러내고자 하는 이미지 센서 소자 어레이 웨이퍼(1) 면상의 폴리머(14a, 14b)를 제거한 다음 보호층(16)을 제거한다. Thereafter, the polymers 14a and 14b on the surface of the image sensor element array wafer 1 to be exposed through reactive ion etching or wet etching are removed, and then the protective layer 16 is removed.

최종적으로 다이싱 공정을 진행하여 이미지 센서 소자 칩(8)을 제작한다. 이 후 추가적인 팩키징 공정이 진행된다.Finally, the dicing process is performed to fabricate the image sensor element chip 8. After this, an additional packaging process takes place.

도 3c는, 마이크로 몰딩법으로 제작된 마이크로 렌즈 어레이 박판(17)을 이용한 이미지 센서 제작 공정을 보여준다.3C shows an image sensor fabrication process using the micro lens array thin plate 17 manufactured by the micro molding method.

마이크로 사출성형, 핫 엠보싱, 자외선 경화 성형, 열경화 성형 등의 마이크로 몰딩 방법을 이용하여 마이크로 렌즈 어레이 박판(17)을 제작한다. The microlens array thin plate 17 is manufactured by using micro molding methods such as micro injection molding, hot embossing, ultraviolet curing molding, and thermosetting molding.

이후, 정렬 표식(align mark)(2)을 이용하여 상기 제작된 마이크로 렌즈 어레이 박판(17)을 접착제(18)가 코팅된 이미지 센서 소자 어레이 웨이퍼(1)상에 정렬 부착한다. Thereafter, the prepared micro lens array thin plate 17 is aligned and attached onto the image sensor element array wafer 1 coated with the adhesive 18 using an alignment mark 2.

이후 본드 패드(3) 부분이 와이어링을 위해 노출되어야 할 경우 도 3b에서 기술한 반응 이온 식각 및 습식 식각을 위한 보호층(16)을 이용한 방법이 사용된다.Then, when the bond pad 3 portion is to be exposed for wiring, the method using the protective layer 16 for reactive ion etching and wet etching described in FIG. 3B is used.

도 3a 또는 도 3b의 직접 몰딩법과 마이크로 몰딩으로 제작된 폴리머 마이크로 렌즈 어레이 박판(17)을 부착하게 되는 도 3c의 방법 모두 마이크로 렌즈 어레이를 제작하기 위해, 최종 제작하고자하는 마이크로 렌즈 어레이 형상의 음각 패턴을 갖는 몰드의 제작이 필요하다. 또한, 몰드 제작을 위해 양각 혹은 음각의 마이크로 렌즈 어레이 패턴을 갖는 마스터를 사용한다. Both the direct molding method of FIG. 3A or FIG. 3B and the method of FIG. 3C to attach the polymer micro lens array thin plate 17 manufactured by micro molding, in order to fabricate the micro lens array, the negative pattern of the shape of the micro lens array to be produced finally The production of a mold having In addition, a master with an embossed or engraved micro lens array pattern is used for mold fabrication.

도 4a 내지 도 4e는 각각 본 발명의 다양한 실시예에 따라, 마이크로 렌즈 어레이 제작용 몰드의 제작에 이용되는 마스터 제작 공정을 보여주는 도면이다. 4A to 4E are diagrams illustrating a master fabrication process used to fabricate a microlens array fabrication mold, according to various embodiments of the present disclosure.

도 4a는 그레이 스케일 마스크 리소그래피를 이용한 양각 패턴 마스터(22) 제작 공정의 순서도이다. 4A is a flow chart of a process of fabricating an embossed pattern master 22 using gray scale mask lithography.

기판(19) 상에 포토레지스트(20)를 코팅하고 양각 패턴 마스터 제작용 그레이 스케일 마스크(23)를 이용하여 포토레지스트(20)를 패터닝 한다. The photoresist 20 is coated on the substrate 19 and the photoresist 20 is patterned by using the gray scale mask 23 for fabricating an embossed pattern master.

현상(develop)후 마이크로 렌즈 형상의 양각 포토레지스트 패턴(21)을 갖는 양각 패턴 마스터(22)가 제작된다. After development, an embossed pattern master 22 having a micro lens-shaped embossed photoresist pattern 21 is fabricated.

그레이 스케일 마스크(23)는 고 에너지 전자빔을 사용하여 고에너지 빔 감광성 유리(HEBS 유리)에 기록함으로써 제작될 수 있다. 기록된 감광성 유리는 조사된 고에너지 빔의 양과 시간에 따라 빛의 투과도가 결정되어 포토레지스트(20)에 조사되는 자외선의 에너지를 제어할 수 있게 된다. 포토레지스트는 조사된 자외선의 양과 현상(develop) 조건에 따라 현상 시 제거되는 높이가 결정되므로 적절하게 설계된 그레이 스케일 마스크(23)를 사용함으로써 다양한 형상의 포토레지스트 패턴(21)의 제작이 가능하다. The gray scale mask 23 can be manufactured by recording on high energy beam photosensitive glass (HEBS glass) using a high energy electron beam. The recorded photosensitive glass has a transmittance of light determined according to the amount and time of the irradiated high energy beam, thereby controlling the energy of ultraviolet rays irradiated to the photoresist 20. Since the photoresist is removed at the time of development according to the amount of irradiated ultraviolet rays and the development conditions, the photoresist pattern 21 having various shapes can be manufactured by using a gray scale mask 23 suitably designed.

그레이 스케일 마스크(23)를 사용하는 포토리소그래피 공정은 얼라이너 혹은 스텝퍼를 이용하여 제작될 수 있다. 그러나, 중요한 점은 스텝퍼를 이용하는 경우라도, 이는 어디까지나 마스터 제작을 위한 것이라는 점이다. 일단 정밀한 마스터 및 몰드가 제작되면, 몰딩 공정을 포함한 후속 공정에서는 스텝퍼를 이용하지 않고도 매우 정밀한 이미지 센서를 간단하게 제작할 수 있게 된다. The photolithography process using the gray scale mask 23 can be made using an aligner or stepper. However, the important point is that even when using a stepper, this is only for master production. Once precise masters and molds have been produced, subsequent processes, including the molding process, can easily produce very precise image sensors without the use of steppers.

포토레지스트 패턴(21)은 사용하는 그레이 스케일 마스크(23) 설계에 따라 자유곡면의 제작이 가능하므로 리플로우 공정과는 달리 밑면이 사각형 형상이더라도 중심축에 대해 회전 대칭인 구형 마이크로 렌즈의 제작이 가능하며, 마이크로 렌즈간의 간격이 없더라도 마이크로 렌즈를 성형할 수 있어 높은 채움률(fill factor)의 구현이 가능하다.  Since the photoresist pattern 21 can produce a free curved surface according to the design of the gray scale mask 23 used, a spherical micro lens that is rotationally symmetric about the central axis can be manufactured even though the bottom surface is rectangular, unlike the reflow process. In addition, even if there is no gap between the micro-lenses, it is possible to form a micro-lens, it is possible to implement a high fill factor (fill factor).

또한 마이크로 렌즈(13)를 비구면 형상으로 제작할 수 있으며 광집속을 위해 사용될 수 있는 기타 다양한 형태(예컨대, 프리즘 형태)의 마이크로 광집속 소자 어레이를 한번의 리소그래피 공정으로 제작할 수 있다. In addition, the microlens 13 may be manufactured in an aspherical shape, and an array of micro light concentrating elements of various other forms (eg, prisms) that may be used for light condensing may be manufactured in a single lithography process.

특히 도 8b에 도시하는 바와 같이 이웃하는 마이크로 광집속 소자(39)의 형상을 각각 독립적으로 제작할 수 있어 동일 이미지 센서 내에서도 픽셀의 위치에 따라 마이크로 광집속 소자(39)의 형상을 다르게 제작할 수 있는 장점이 있다. In particular, as shown in FIG. 8B, the shapes of the neighboring micro light converging elements 39 may be independently manufactured, and thus, the shapes of the micro light converging elements 39 may be differently produced according to the position of pixels in the same image sensor. There is this.

기판(19)으로 실리콘 웨이퍼를 주로 사용할 수 있으나 이미지 센서 제작을 위한 후속공정에서 자외선이 투과되는 기판이 필요한 경우 석영(quartz) 혹은 소다라인 글라스등의 자외선 투과성 기판을 사용할 수 있다.A silicon wafer may be mainly used as the substrate 19. However, when a substrate through which ultraviolet rays are transmitted is required in a subsequent process for manufacturing an image sensor, an ultraviolet ray-permeable substrate such as quartz or soda line glass may be used.

위의 도 4a의 그레이 스케일 마스크를 이용한 마스터 제작 방법 이외에도, 리플로우 방법을 이용하여 마스터를 제작할 수도 있을 것이다. 구체적으로 살펴보면, 먼저, 실리콘 기판 혹은 자외선이 투과할 수 있는 기판 상에 포토레지스트를 코팅하고 마스크를 이용하여 포토레지스트를 패터닝 한다. 패터닝으로 제작된 포토레지스트 기둥에 열을 가해 마이크로 렌즈 어레이 형상의 포토레지스트 패턴을 형성하여 마스터를 제작한다. 그러나, 이는 본 발명이 달성하고자 하는 목적, 예컨대 채움률의 향상 및 다양하고 독립적인 마이크로 광집속 소자의 제작을 통한 광집속 효율의 향상의 측면에서는 바람직하지 않을 수 있다. In addition to the master manufacturing method using the gray scale mask of FIG. 4A above, the master may be manufactured using the reflow method. Specifically, first, a photoresist is coated on a silicon substrate or a substrate through which ultraviolet rays can pass, and the photoresist is patterned using a mask. The master is fabricated by applying a heat to a photoresist column formed by patterning to form a photoresist pattern in the form of a micro lens array. However, this may not be desirable in view of the purpose of the present invention, for example, improvement of filling rate and improvement of light focusing efficiency through fabrication of various independent micro light focusing devices.

도 4b는 그레이 스케일 마스크 리소그래피를 이용한 음각 패턴 마스터(26) 제작 공정의 순서도이다. 4B is a flow chart of a process of fabricating an intaglio pattern master 26 using gray scale mask lithography.

기판(19)상에 포토레지스트(20)를 코팅하고 음각 패턴 마스터 제작용 그레이 스케일 마스크(24)를 이용하여 포토레지스트(20)를 패터닝 한다. The photoresist 20 is coated on the substrate 19, and the photoresist 20 is patterned using the gray scale mask 24 for fabricating the intaglio pattern master.

현상(develop)후 그레이 스케일 마스크(24)의 설계에 의해 음각 포토레지스트 패턴(25)을 갖는 음각 패턴 마스터(26)가 제작된다. After development, an intaglio pattern master 26 having an intaglio photoresist pattern 25 is produced by the design of the gray scale mask 24.

도 4b의 방법 역시 후속 공정으로 제작되는 마이크로 광집속 소자의 형상을 독립적으로 제어 할 수 있으므로, 동일 이미지 센서 내에서 다른 형상의 광집속 소자의 제작이 가능하다는 이점을 가진다.The method of Figure 4b also has the advantage that it is possible to independently control the shape of the micro light converging device fabricated in a subsequent process, it is possible to manufacture a light converging device of a different shape in the same image sensor.

도 4c는 도 4a에서와 같은 양각 패턴 마스터(22)를 반응 이온 식각 방법을 이용하여 기판(19)상에 전사시켜 양각 패턴 마스터(22)를 제작하는 공정을 보여준다. FIG. 4C shows a process of fabricating the relief pattern master 22 by transferring the relief pattern master 22 as shown in FIG. 4A onto the substrate 19 using the reactive ion etching method.

그레이 스케일 마스크 리소그래피 (또는 리플로우)를 이용하여 실리콘 혹은 자외선 투과성 기판(19)상에 제작된 포토레지스트 패턴(21)을 반응 이온 식각하여 양각 패턴 마스터(22)를 제작한다. The embossed pattern master 22 is manufactured by reactive ion etching the photoresist pattern 21 fabricated on the silicon or ultraviolet transparent substrate 19 using gray scale mask lithography (or reflow).

반응 이온 식각 공정은 사용되는 가스 종류와 조성비 제어를 통해 폴리머와 기판(19) 간의 식각비를 제어할 수 있으며 이를 통해 최종 제작되는 마이크로 렌즈의 형상을 제어할 수 있다. The reactive ion etching process may control the etching ratio between the polymer and the substrate 19 by controlling the type of gas and the composition ratio used, and thereby control the shape of the final microlens.

도 4d는 도 4b에서와 같은 음각 패턴 마스터(26)를 전주도금하여 양각 패턴 마스터(22)를 제작하는 공정 순서도이다.FIG. 4D is a process flowchart of fabricating the relief pattern master 22 by pre-plating the intaglio pattern master 26 as shown in FIG. 4B.

도 4b에서와 같이 그레이 스케일 마스크 리소그래피를 이용하여 제작된 음각 패턴 마스터(26)상에 전주도금을 위한 전도층을 증착한다. A conductive layer for pre-plating is deposited on the intaglio pattern master 26 fabricated using gray scale mask lithography as in FIG. 4B.

이후 전주도금을 진행하여 양각 패턴을 갖는 금속 마스터(28)를 제작한다. 전주도금을 위한 전도층은 니켈 혹은 기타 금속을 스퍼터(sputter) 또는 이베퍼레이션(evaporation) 방법을 이용하여 증착할 수 있으며 무전해 도금도 사용될 수 있다. After the electroplating to proceed to produce a metal master 28 having an embossed pattern. The conductive layer for electroplating can deposit nickel or other metals using a sputter or evaporation method, and electroless plating can also be used.

도 4e는 도 4a, 도 4c 및 도 4d에서와 같은 양각 패턴 마스터(22)를 이용한 자외선 성형법 등을 통해 음각 패턴 마스터(26)를 제작하는 공정의 순서도이다. FIG. 4E is a flowchart of a process of manufacturing the intaglio pattern master 26 by the UV molding method using the embossed pattern master 22 as shown in FIGS. 4A, 4C, and 4D.

자외선 성형법을 이용하는 방법은, 상기 도 4a, 도 4c 및 도 4d에서 설명한 방법을 이용하여 제작된 양각 패턴 마스터(22) 상에 자외선에 반응하여 경화되는 광경화성 폴리머(11)를 도포하고 상부에 자외선이 투과되는 자외선 투과성 기판(29)을 올려놓는다. In the method using the UV molding method, the photocurable polymer 11, which is cured in response to ultraviolet rays, is cured on an embossed pattern master 22 fabricated using the method described with reference to FIGS. The ultraviolet-transmissive substrate 29 to be transmitted is placed.

이후 적절한 압력을 가하고 자외선을 조사하여 광경화성 폴리머(11)를 경화시키면 최종적으로 기판(29) 상에 음각 폴리머 패턴(31)이 형성된 음각 패턴 마스터(26)를 제작할 수 있다. Thereafter, when the photocurable polymer 11 is cured by applying appropriate pressure and irradiating with ultraviolet rays, the negative pattern master 26 having the negative polymer pattern 31 formed on the substrate 29 may be finally manufactured.

이때 광경화성 폴리머(11)의 재료 특성에 따라 적절한 접착제와 이형제의 사용이 고려될 수 있다. In this case, the use of a suitable adhesive and a release agent may be considered depending on the material properties of the photocurable polymer 11.

상기 사용되는 양각 패턴 마스터(22)는 다양한 방법으로 제작될 수 있으나 도 4c 및 도 4d의 방법으로 제작된 실리콘, 글래스 또는 금속 재질의 마스터(22)를 사용할 경우 마스터(22)의 내구성이 높아 자외선 경화 성형을 통해 음각 패턴 마스터(26)를 여러 개 복제할 수 있는 장점이 있다. 이러한 마스터 복제는 내구성이 높은 마스터를 한 개 제작함으로써 음각 패턴 마스터를 여러 개 복제하고 이를 통해 몰드를 제작하게 되므로 몰드 제작단가의 절감을 가져올 수 있다. The embossed pattern master 22 used may be manufactured in various ways, but when the master 22 made of silicon, glass or metal is manufactured by the method of FIGS. There is an advantage that can be replicated several intaglio pattern master 26 through the curing molding. Such a master replica can produce a mold with high durability, thereby replicating a plurality of intaglio pattern masters, thereby producing a mold, thereby reducing mold manufacturing costs.

이러한 공정은 열경화성 폴리머(14a) 또는 열가소성 폴리머(14b)를 이용한 방법에도 동일하게 적용될 수 있다. This process can be equally applied to the method using the thermosetting polymer 14a or the thermoplastic polymer 14b.

도 5a 및 도 5b는 각각 본 발명의 다양한 실시예에 따른 마이크로 렌즈 어레이 제작용 몰드를 제작하는 공정을 보여주는 도면이다. 5A and 5B are views illustrating a process of manufacturing a mold for manufacturing a micro lens array according to various embodiments of the present invention, respectively.

도 5a는 자외선 경화 성형을 통한 자외선 투과성 몰드(10) 제작 공정의 순서도이다. Figure 5a is a flow chart of the UV-transmissive mold 10 manufacturing process through UV curing molding.

음각 패턴을 가지는 자외선 투과성 몰드(10)는 자외선 투과성 기판 상에 음각 폴리머 패턴이 형성된 도 4b 및 도 4e와 같은 방법으로 제작된 음각 패턴 마스터(26)를 반응 이온 식각하여 제작한다. The UV-transmissive mold 10 having the intaglio pattern is manufactured by reactive ion etching the intaglio pattern master 26 fabricated by the same method as FIGS. 4B and 4E in which the intaglio polymer pattern is formed on the UV-transmissive substrate.

반응 이온 식각 조건에 따라 음각 패턴의 형상을 제어 할 수 있다. It is possible to control the shape of the intaglio pattern according to the reaction ion etching conditions.

도 5b는 전주도금을 통한 금속 몰드(15) 제작 공정의 순서도이다. 5B is a flowchart of a metal mold 15 manufacturing process through electroplating.

도 4a, 도 4c 및 도 4d의 방법으로 제작된 양각 패턴 마스터(22) 상에 전도층을 증착하고 이후 전주도금을 통해 최종 음각 패턴을 가지는 금속 몰드(15)를 제작한다. 이후 적절한 후면 폴리싱(back polishing) 공정이 수반될 수 있다. A conductive layer is deposited on the embossed pattern master 22 fabricated by the method of FIGS. 4A, 4C, and 4D, and then a metal mold 15 having a final intaglio pattern is fabricated through electroplating. Proper back polishing may then be involved.

도 6a 및 도 6b는 각각 본 발명의 다양한 실시예에 따른 마이크로 렌즈 어레이 제작용 몰드에 자외선 차단층을 형성하는 공정을 보여주는 도면이다. 6A and 6B are views illustrating a process of forming a UV blocking layer in a mold for manufacturing a microlens array according to various embodiments of the present disclosure, respectively.

도 6a는 도 3a의 자외선 경화 성형을 통한 이미지 센서 제작시 와이어링을 위한 본드 패드(3) 부분 상에 폴리머층을 형성하지 않기 위해, 리프트 오프(lift off) 방법을 이용하여 몰드에 금속 자외선 차단층(9)을 성형하는 공정을 보여주는 순서도이다. FIG. 6A shows a metal UV shield in a mold using a lift off method in order not to form a polymer layer on a portion of the bond pad 3 for wiring when fabricating the image sensor through the UV curing molding of FIG. 3A. A flow chart showing the process of forming layer 9.

이미지 센서는 포토 다이오드만(5)으로 구성되지 않으며 특히 각각의 이미지 센서 칩(8) 외곽부에 본드 패드(3)가 존재하여 팩키징시 외부 전극과 와이어링을 통해 신호를 주고 받게 된다. The image sensor is not composed of only the photodiode 5, and in particular, a bond pad 3 is provided on the outer periphery of each image sensor chip 8 to exchange signals with external electrodes during packaging.

따라서, 도 3a의 자외선 경화 성형을 통한 이미지 센서 제작 공정과 같이, 본드 패드(3) 부분에 자외선이 노광되지 않도록 자외선 차단층(9)의 형성이 필요하다. Accordingly, as in the image sensor fabrication process through UV curing molding of FIG. 3A, it is necessary to form the ultraviolet ray blocking layer 9 so that the ultraviolet ray is not exposed to the bond pad 3.

이를 위해 반응 이온 식각 방법(도 5a)으로 제작된 자외선 투과성 몰드(10) 상에 포토레지스트를 코팅하고 금속층 형성을 위한 희생층(33) 역할을 할 수 있도록 패터닝 한다. To this end, the photoresist is coated on the UV-transmissive mold 10 manufactured by the reactive ion etching method (FIG. 5A) and patterned to serve as a sacrificial layer 33 for forming a metal layer.

이후 스퍼터링 혹은 이베퍼레이션 방법을 이용하여 금속층(35)을 증착한다. 금속층(35)의 재료로는 크롬, 알루미늄 등 다양한 재료가 사용될 수 있다. 자외선 투과성 몰드(10)와 금속층(35)간의 접착성을 높이기 위해 접착물질을 금속층(35) 생성 이전에 증착 할 수 있다. Thereafter, the metal layer 35 is deposited using a sputtering or evaporation method. As the material of the metal layer 35, various materials such as chromium and aluminum may be used. In order to increase the adhesion between the UV-transmissive mold 10 and the metal layer 35, an adhesive material may be deposited before the metal layer 35 is formed.

금속층(35)을 증착한 후 포토레지스트 현상(develop)공정을 거치면 포토레지스트 희생층(33) 상부의 금속층(35)은 제거되고 원하는 자외선 차단층(9)이 제작된다.After the deposition of the metal layer 35, the photoresist development process (develop) process, the metal layer 35 on the photoresist sacrificial layer 33 is removed and the desired UV blocking layer 9 is fabricated.

도 6b는 또 다른 방법의 자외선 차단층(9) 형성 공정을 보여준다. 6b shows another process of forming the sunscreen layer 9.

도 5a의 반응 이온 식각 공정을 수행하기 전 자외선 투과성 기판(29)상에 자외선 차단층으로 사용되는 금속층(35)을 증착한 후 패터닝 한다. 이후 도 4b 또는 도 4e에서와 같은 방법을 이용하여 음각 패턴층(34)을 형성하고 도 5a의 공정과 같은 반응 이온 식각을 수행하여 자외선 차단층(9)이 형성된 자외선 투과성 몰드(10)를 제작한다.Before performing the reactive ion etching process of FIG. 5A, the metal layer 35 used as the UV blocking layer is deposited on the UV-transmissive substrate 29 and then patterned. Thereafter, the intaglio pattern layer 34 is formed using the same method as in FIG. 4B or FIG. 4E and the reaction ion etching as in the process of FIG. 5A is performed to fabricate the UV transmitting mold 10 having the UV blocking layer 9 formed thereon. do.

도 7은 도 3a 또는 도 3b의 성형법을 이용한 이미지 센서 제작 공정 중, 폴리머(11, 14a, 14b)가 올려진 이미지 센서 소자 어레이 웨이퍼(1) 위에 몰드(10, 15)를 덮는 과정에서 발생하는 기포 문제를 해결하기 위한 방안을 보여주는 도면이다. 7 illustrates a process of covering the molds 10 and 15 on the image sensor element array wafer 1 on which the polymers 11, 14a and 14b are placed during the image sensor manufacturing process using the molding method of FIG. 3A or 3B. A diagram showing a solution for solving the bubble problem.

우선 이미지 센서 소자 어레이 웨이퍼(1) 상에 광경화성 폴리머(11), 열경화성 폴리머(14a) 또는 열가소성 폴리머(14b)를 도포한다. 이때 포토 다이오드(5) 부분을 중심으로 도포하여 이 부분의 폴리머(11, 14a, 14b) 양이 주변보다 많아지도록 한다. First, the photocurable polymer 11, the thermosetting polymer 14a, or the thermoplastic polymer 14b is applied onto the image sensor element array wafer 1. At this time, the portion of the photodiode 5 is coated so that the amount of the polymers 11, 14a, and 14b in this portion is larger than that in the surroundings.

이후 음각 패턴을 가지는 몰드(10, 15)를 하부의 이미지 센서 소자 어레이 웨이퍼(1) 방향으로 이동시키면, 이때 마이크로 렌즈부의 폴리머(11, 14a, 14b)가 가장 먼저 접촉하여 몰드(10, 15)의 음각 부분을 채운 뒤, 몰드(10, 15)가 더 이동함에 따라 마이크로 렌즈의 외곽 부위와 접촉하게 된다. 몰드(10, 15)와 폴리머(11, 14a, 14b)의 접촉은 기포채집용 홈(38)이 있는 부분을 향해 진행되며, 빠져나갈 곳이 없는 공기는 기포채집용 홈(38)쪽으로 이동하여 최종적으로 채집용 홈(38) 안으로 모인다. Thereafter, when the molds 10 and 15 having the intaglio pattern are moved toward the lower image sensor element array wafer 1, the polymers 11, 14a and 14b of the micro lens unit first contact and the molds 10 and 15 are first contacted. After filling the intaglio portion of, the molds 10 and 15 move further and come into contact with the outer portion of the microlens. The contact between the molds 10 and 15 and the polymers 11, 14a, and 14b proceeds toward the bubble collecting groove 38, and the air having no place to escape moves toward the bubble collecting groove 38. Finally, the collecting grooves 38 are collected.

기포채집용 홈(38)은 이미지 센서 칩(8)제작 공정의 마지막 단계인 절단(dicing) 공정에서 절단되어질 부분인 각각의 이미지 센서 칩(8)의 사이 공간 에 형성한다. A bubble collecting groove 38 is formed in the space between each image sensor chip 8 which is a part to be cut in a cutting process, which is the last step of the manufacturing process of the image sensor chip 8.

도 8a는 각 위치마다 독립적인 형상의 마이크로 광집속 소자 어레이(39)를 가지는 이미지 센서가 도 2의 이미지 센서에 비하여 높은 광집속 효율을 가짐을 보여주는 도면이고, 도 8b는 이를 반영하여 본 발명에 일 실시예에 따라 제작될 수 있는 마이크로 광집속 소자 어레이(39)의 형태를 보여주는 도면이다.FIG. 8A is a view showing that an image sensor having a micro light converging element array 39 having an independent shape at each position has a higher light concentrating efficiency than the image sensor of FIG. 2, and FIG. 8B is a reflection of the present invention. FIG. 3 is a view illustrating a micro condenser element array 39 that may be manufactured according to an embodiment.

도 8a 및 도 8b의 이미지 센서가 도 2의 이미지 센서에 비하여 매우 우수한 광효율을 보임은 본 발명자의 연구 결과 실증되었으며, 이에 대해서는 별도의 출원을 통하여 특허권에 의한 보호가 신청될 것이다. 8A and 8B show that the image sensor of FIG. 2 shows a very excellent light efficiency compared to the image sensor of FIG. 2. The results of the present inventor's research have been demonstrated, and the protection of the patent will be applied through a separate application.

도 8a에 도시한 바와 같이, 단일 이미지 센서 내에서 중심부와 외곽부의 마이크로 광집속 소자(39)의 형상을 달리함으로써, 외곽부에 경사 입사되는 광을 효율적으로 집속하여 포토 다이오드에 입사되도록 함으로써 이미지 센서 효율을 향상시킨다. As shown in FIG. 8A, by varying the shape of the central and outer micro light converging elements 39 in a single image sensor, the image sensor is efficiently focused and incident on the photodiode so as to be incident on the photodiode. Improve the efficiency.

도 8b는 각 픽셀마다 독립적인 다양한 형상을 가지는 마이크로 광집속 소자 어레이(39)를 보여주는 도면이다. FIG. 8B shows a micro condenser element array 39 having various shapes independent of each pixel.

이미지 센서에서 광집속 소자 어레이 형상(39)으로는 마이크로 렌즈 어레이 형상이 주를 이루고 있으나 광효율의 증가를 위해 프리즘 형태 및 위치에 따라 렌즈형상과 프리즘 형상을 조합한 구조, 기타 여러 형상의 구조가 단일 구조로 혹은 위치에 따라 다른 구조들의 조합으로 사용될 수 있다. In the image sensor, the light converging element array shape 39 is mainly composed of a micro lens array shape, but in order to increase the light efficiency, a combination of the lens shape and the prism shape according to the shape and position of the prism, and the structure of several other shapes are single. It can be used as a structure or as a combination of different structures depending on location.

본 발명의 이미지 센서 소자 어레이 웨이퍼(1) 상에 마이크로 광집속 소자 어레이 성형법은 몰드의 형태에 따라 성형 가능한 모든 형태의 패턴을 독립적으로 제작할 수 있다. The micro light concentrating element array molding method on the image sensor element array wafer 1 of the present invention can independently produce all types of patterns that can be molded according to the shape of the mold.

프리즘 형태의 미소 패턴 및 비구면 렌즈 형상을 조합한 광집속 소자 어레이(39)를 제작하기 위해서는 원하는 광집속 소자 형상에 대응되는 음각 패턴을 갖는 몰드의 제작이 요구되며, 이러한 몰드는 본 발명의 그레이 스케일 마스크(23, 24)를 기본으로 하여 제작 될 수 있다. In order to fabricate the light converging element array 39 that combines a prismatic micro pattern and an aspheric lens shape, a mold having an intaglio pattern corresponding to a desired light converging element shape is required, and such a mold is a gray scale of the present invention. It can be manufactured based on the masks 23 and 24.

상기한 구성에 따르면, 이미지 센서 상에 제작되는 마이크로 광집속 소자 어레이의 제작 시 공정 시간의 단축, 생산성의 향상, 수율 증가 등의 결과를 얻을 수 있다. 또한, 마이크로 렌즈 어레이 및 기타 형상의 마이크로 광집속 소자 어레이를 이미지 센서 내에서 픽셀의 위치에 따라 다르게 제작하는 것이 가능해짐으로써 광효율의 증가를 가져올 수 있다. According to the above configuration, it is possible to obtain a result of shortening the process time, improving the productivity, increasing the yield, etc. when manufacturing the micro light converging element array manufactured on the image sensor. In addition, it is possible to produce a micro lens array and other shaped micro light converging element array differently according to the position of the pixel in the image sensor, thereby increasing the light efficiency.

Claims (19)

광전 회로가 형성된 이미지 센서 소자 어레이 웨이퍼를 준비하는 단계,Preparing an image sensor element array wafer having a photonic circuit formed thereon; 상기 이미지 센서 소자 어레이 웨이퍼 상에 마이크로 광집속 소자 어레이 재료를 위치시키는 단계, 및 Positioning a micro condenser element array material on said image sensor element array wafer, and 마이크로 광집속 소자 어레이 제작용 몰드를 이용하여 직접 상기 이미지 센서 소자 어레이 웨이퍼 상에 위치된 상기 마이크로 광집속 소자 어레이 재료를 마이크로 몰딩하는 몰딩 단계를 포함하고,Micromolding the micro light concentrator element material located on the image sensor element array wafer directly using a mold for fabricating a micro light concentrator element array; 상기 마이크로 광집속 소자 어레이 재료는 광경화성 재료이고, The micro light concentrating element array material is a photocurable material, 상기 마이크로 광집속 소자 어레이 제작용 몰드는 자외선이 투과할 수 있는 자외선 투과성 몰드이고, The mold for fabricating the micro light concentrating element array is an ultraviolet light transmitting mold through which ultraviolet light can pass. 상기 몰딩 단계에서는, 상기 마이크로 광집속 소자 어레이 제작용 몰드로 상기 마이크로 광집속 소자 어레이 재료에 압력을 가한 상태에서 상기 마이크로 광집속 소자 어레이 제작용 몰드를 투과하여 자외선을 조사하여 상기 마이크로 광집속 소자 어레이 재료를 경화시키고, In the molding step, the micro light converging element array is irradiated with ultraviolet rays through the micro light converging element array fabrication mold while applying pressure to the micro light converging element array material with the mold for fabricating the micro light converging element array. Curing the material, 상기 이미지 센서 소자 어레이 웨이퍼는 와이어링을 위한 본드 패드를 구비하고,The image sensor element array wafer has a bond pad for wiring, 상기 마이크로 광집속 소자 어레이 제작용 몰드는 상기 본드 패드와 대응되는 부위에 자외선 차단층을 구비하며,The mold for fabricating the micro light converging element array includes a UV blocking layer at a portion corresponding to the bond pad, 상기 몰딩 단계 이후에, 상기 자외선 차단층에 의하여 차단되어 자외선이 조사되지 않은 부위의 광경화성 재료를 제거하는 단계가 수행되는 것을 특징으로 하는 이미지 센서 제작방법.After the molding step, the step of removing the photocurable material of the portion that is blocked by the UV blocking layer is not irradiated with ultraviolet rays is performed. 제1항에 있어서, The method of claim 1, 상기 마이크로 광집속 소자 어레이 제작용 몰드는, The mold for fabricating the micro light converging element array, 자외선 투과성 재질의 기판 상에 상기 마이크로 광집속 소자 어레이의 음각 패턴을 갖는 마스터를 제작하는 마스터 제작 단계; 및 A master fabrication step of fabricating a master having an intaglio pattern of the micro light concentrating element array on a substrate made of an ultraviolet light transmitting material; And 상기 마스터를 반응 이온 식각하여 자외선 투과성 재질의 기판에 상기 마이크로 광집속 소자 어레이의 음각 패턴이 전사된 몰드를 제작하는 몰드 제작 단계를 거쳐 제작되어지는 것을 특징으로 하는 이미지 센서 제작방법. And producing a mold in which the intaglio pattern of the micro light concentrating element array is transferred to a substrate made of a UV-transparent material by reactive ion etching of the master. 광전 회로가 형성된 이미지 센서 소자 어레이 웨이퍼를 준비하는 단계,Preparing an image sensor element array wafer having a photonic circuit formed thereon; 상기 이미지 센서 소자 어레이 웨이퍼 상에 마이크로 광집속 소자 어레이 재료를 위치시키는 단계, 및 Positioning a micro condenser element array material on said image sensor element array wafer, and 마이크로 광집속 소자 어레이 제작용 몰드를 이용하여 직접 상기 이미지 센서 소자 어레이 웨이퍼 상에 위치된 상기 마이크로 광집속 소자 어레이 재료를 마이크로 몰딩하는 몰딩 단계를 포함하고, Micromolding the micro light concentrator element material located on the image sensor element array wafer directly using a mold for fabricating a micro light concentrator element array; 상기 이미지 센서 소자 어레이 웨이퍼는 와이어링을 위한 본드 패드를 구비하고, The image sensor element array wafer has a bond pad for wiring, 상기 몰딩 단계 이후에, After the molding step, 상기 본드 패드와 대응되는 부위 이외의 상기 마이크로 광집속 소자 어레이의 부위에 보호층을 패터닝하는 단계, Patterning a protective layer on a portion of the micro condensing element array other than the portion corresponding to the bond pad; 식각을 통해 상기 보호층이 코팅되지 않은 부위의 상기 마이크로 광집속 소자 어레이 재료를 제거하는 단계, 및 Removing the micro light concentrator element material in the portion where the protective layer is not coated by etching, and 상기 보호층을 제거하는 단계가 수행되는 것을 특징으로 하는 이미지 센서 제작방법. Removing the protective layer is performed. 광전 회로가 형성된 이미지 센서 소자 어레이 웨이퍼를 준비하는 단계,Preparing an image sensor element array wafer having a photonic circuit formed thereon; 상기 이미지 센서 소자 어레이 웨이퍼 상에 마이크로 광집속 소자 어레이 재료를 위치시키는 단계, 및 Positioning a micro condenser element array material on said image sensor element array wafer, and 마이크로 광집속 소자 어레이 제작용 몰드를 이용하여 직접 상기 이미지 센서 소자 어레이 웨이퍼 상에 위치된 상기 마이크로 광집속 소자 어레이 재료를 마이크로 몰딩하는 몰딩 단계를 포함하고, Micromolding the micro light concentrator element material located on the image sensor element array wafer directly using a mold for fabricating a micro light concentrator element array; 상기 몰딩 단계가 수행된 후 상기 이미지 센서 소자 어레이 웨이퍼를 이미지 센서 칩으로 다이싱 하는 과정에서 절단 제거되어질 부위에 대응하는 상기 마이크로 광집속 소자 어레이 제작용 몰드의 부위에 기포채집용 홈을 구비하여, After the molding step is performed, a bubble collecting groove is provided in a portion of the mold for fabricating the micro-light condensing element array corresponding to the portion to be cut and removed in the process of dicing the image sensor element array wafer into the image sensor chip. 상기 몰딩 단계에서 야기되는 기포가 상기 기포채집용 홈에 채집되도록 하는 것을 특징으로 하는 이미지 센서 제작방법. Method for producing an image sensor, characterized in that the bubbles caused in the molding step is collected in the bubble collecting groove. 제3항 또는 제4항에 있어서, The method according to claim 3 or 4, 상기 마이크로 광집속 소자 어레이 재료는 광경화성 재료이고, The micro light concentrating element array material is a photocurable material, 상기 마이크로 광집속 소자 어레이 제작용 몰드는 자외선이 투과할 수 있는 자외선 투과성 몰드이고, The mold for fabricating the micro light concentrating element array is an ultraviolet light transmitting mold through which ultraviolet light can pass. 상기 몰딩 단계에서는, 상기 마이크로 광집속 소자 어레이 제작용 몰드로 상기 마이크로 광집속 소자 어레이 재료에 압력을 가한 상태에서 상기 마이크로 광집속 소자 어레이 제작용 몰드를 투과하여 자외선을 조사하여 상기 마이크로 광집속 소자 어레이 재료를 경화시키는 것을 특징으로 하는 이미지 센서 제작 방법.In the molding step, the micro light converging element array is irradiated with ultraviolet rays through the micro light converging element array fabrication mold while applying pressure to the micro light converging element array material with the mold for fabricating the micro light converging element array. A method of manufacturing an image sensor, wherein the material is cured. 제3항 또는 제4항에 있어서, The method according to claim 3 or 4, 상기 마이크로 광집속 소자 어레이 재료는 열경화성 또는 열가소성 재료이고, The micro light concentrating element array material is a thermosetting or thermoplastic material, 상기 몰딩 단계에서는, 상기 마이크로 광집속 소자 어레이 제작용 몰드로 상기 마이크로 광집속 소자 어레이 재료에 압력을 가한 상태에서 열을 가하는 것을 특징으로 하는 이미지 센서 제작 방법.In the molding step, the image sensor fabrication method characterized in that the heat is applied to the micro light concentrator element array material in a state in which pressure is applied to the micro light concentrator element array material. 제3항 또는 제4항에 있어서, The method according to claim 3 or 4, 상기 마이크로 광집속 소자 어레이 제작용 몰드는, The mold for fabricating the micro light converging element array, 상기 마이크로 광집속 소자 어레이의 양각 패턴을 갖는 마스터를 제작하는 마스터 제작 단계; 및 A master fabrication step of fabricating a master having an embossed pattern of the micro light converging element array; And 상기 마스터에 전주도금하여 음각 패턴의 몰드를 제작하는 몰드 제작 단계를 거쳐 제작되어지는 것을 특징으로 하는 이미지 센서 제작방법.An image sensor manufacturing method characterized in that it is produced through a mold manufacturing step of pre-plating the master to produce a mold of the intaglio pattern. 제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서, The method according to any one of claims 1 to 4, 상기 마이크로 광집속 소자 어레이 제작용 몰드는, The mold for fabricating the micro light converging element array, 그레이 스케일 마스크를 이용한 포토리소그래피 공정을 통하여 마스터를 제작하는 마스터 제작 단계; 및 A master fabrication step of fabricating a master through a photolithography process using a gray scale mask; And 그 마스터의 패턴을 몰드에 전사하여 몰드를 제작하는 몰드 제작 단계를 거쳐 제작되어지는 것을 특징으로 하는 이미지 센서 제작방법. An image sensor manufacturing method, characterized by being produced through a mold manufacturing step of transferring the master pattern to a mold to produce a mold. 제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서, The method according to any one of claims 1 to 4, 상기 마이크로 광집속 소자는 마이크로 렌즈, 마이크로 프리즘 및 마이크로 미러로 이루어지는 군으로부터 선택되어지는 어느 하나 이상인 것을 특징으로 하는 이미지 센서 제작방법.And the micro light focusing element is at least one selected from the group consisting of a micro lens, a micro prism and a micro mirror. 제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서, The method according to any one of claims 1 to 4, 상기 마이크로 광집속 소자 어레이는, 각 픽셀 위치에 따라 각각 독립적인 형상의 마이크로 광집속 소자를 구비하는 것을 특징으로 하는 이미지 센서 제작방법. The micro condensing element array comprises a micro condensing element having a shape independent of each pixel position. 와이어링을 위한 본드 패드를 구비하는 이미지 센서 소자 어레이 웨이퍼 상에 광경화성 재료로 마이크로 광집속 소자 어레이를 몰딩하기 위한 마이크로 광집속 소자 어레이 제작용 몰드로서, A mold for fabricating a micro light concentrating element array for molding a micro light converging element array with a photocurable material on an image sensor element array wafer having a bond pad for wiring, comprising: 상기 마이크로 광집속 소자 어레이 제작용 몰드는 자외선이 투과할 수 있도록 자외선 투과성 재질로 이루어지되, 상기 본드 패드와 대응되는 부위에 자외선 차단층을 구비하는 것을 특징으로 하는 마이크로 광집속 소자 어레이 제작용 몰드. The mold for fabricating the micro light converging element array is made of a UV-transmissive material so as to transmit ultraviolet light, and has a UV blocking layer on a portion corresponding to the bond pad. 제11항에 있어서, The method of claim 11, 상기 자외선 차단층은, The UV blocking layer, 상기 마이크로 광집속 소자 어레이 제작용 몰드의 상기 자외선 차단층이 필요하지 않는 부위에 희생층을 패터닝하고, The sacrificial layer is patterned on a portion where the UV blocking layer of the mold for fabricating the micro light concentrating element array is not needed, 상기 희생층이 패터닝된 상기 마이크로 광집속 소자 어레이 제작용 몰드에 자외선 차단물질을 코팅한 후, After the UV blocking material is coated on the mold for manufacturing the micro-focusing element array, the sacrificial layer is patterned, 현상공정을 거쳐 상기 희생층을 제거하여 제작되어지는 것을 특징으로 하는 마이크로 광집속 소자 어레이 제작용 몰드. A mold for fabricating a micro light concentrating element array, which is manufactured by removing the sacrificial layer through a developing process. 제11항에 있어서, The method of claim 11, 상기 마이크로 광집속 소자 어레이 제작용 몰드는, The mold for fabricating the micro light converging element array, 자외선 투과성 재질의 몰드 기판 상에 상기 자외선 차단층을 패터닝하고, Patterning the UV blocking layer on a mold substrate made of UV-transparent material, 상기 자외선 차단층이 패터닝된 상기 몰드 기판에 음각 마이크로 광집속 소자 어레이 패턴의 패턴층을 형성한 후, After forming the pattern layer of the negative micro light converging element array pattern on the mold substrate patterned with the UV blocking layer, 반응 이온 식각을 통하여, 상기 몰드 기판에 상기 음각 마이크로 광집속 소자 어레이 패턴을 전사하여 제작되어지는 것을 특징으로 하는 마이크로 광집속 소자 어레이 제작용 몰드. The mold for producing a micro-condensation element array, characterized in that is produced by transferring the negative micro-condensation element array pattern to the mold substrate through reactive ion etching. 삭제delete 삭제delete 삭제delete 삭제delete 삭제delete 삭제delete
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