KR100743443B1 - 이미지 센서용 마이크로렌즈 구조 - Google Patents

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Abstract

마이크로렌즈 구조 및 그 제조 방법이 제공된다. 상기 방법은 기판 위에 마이크로렌즈 재료의 층을 형성하는 것을 포함하고, 이 기판은 안에 형성된 감광성 요소들을 가진다. 포토레지스트 재료를 포함하는 마이크로렌즈 재료는 원하는 패턴에 따라 복수 회 노광된다. 각 노광 공정에 이용되는 에너지는 단일 노광이 이용될 때 필요로 되는 에너지보다 작다. 더욱이, 각 노광에 이용되는 마스크들은 상이할 수 있다. 일 실시예에 있어서, 마스크들은 마이크로렌즈의 상측 코너에 노치를 형성하도록 변경된다.
마이크로렌즈 구조, 감광성 요소, 포토레지스트 재료, 노광 공정

Description

이미지 센서용 마이크로렌즈 구조{Microlens structure for image sensors}
도 1 내지 도 4는 본 발명의 일 실시예에 따라 다양한 공정 단계들이 마이크로렌즈를 제조하기 위해 수행된 후의 웨이퍼의 단면도들.
<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>
100 : 웨이퍼 110 : 기판
112 : 감광성 디바이스들 114 : 층간 절연층
116 : 상호접속층들
이 출원은 발명의 명칭이 이미지 센서용 마이크로렌즈인, 2005년 2월 23일자로 출원된 미국 임시 출원 번호 제 60/655,489 호의 이익을 청구하며, 상기 출원은 본원에 참조를 위해 그대로 포함된다.
기술 분야
본 발명은 일반적으로 반도체 구조들에 관한 것으로서, 특히 이미지 센서들에 사용하기 위한 마이크로렌즈들에 관한 것이다.
배경
디지털 카메라와 같은 디지털 이미징 시스템은 포토-다이오드들과 같은 감광성 전자 컴포넌트들이 갖추어진 반도체 칩들을 이용한다. 디지털 이미징 시스템들은 통상적으로 일련의 픽셀들에서 광 정보를 캡쳐한다. 일반적으로, 픽셀들은 행들 및 컬럼들의 어레이로 예컨대 1024 x 768 픽셀들로 배열된다. 각 픽셀은 적어도 하나의 감광성 컴포넌트에 의해 표현된다. 컬러의 캡쳐를 요구하는 응용들에 있어서, 컬러 필터들이 수신광의 특정 컬러들을 캡쳐하기 위해 이용될 수 있고, 각 픽셀은 하나 이상의 감광성 컴포넌트에 의해 표현될 수 있다.
일반적으로, 마이크로렌즈는 감광성 컴포넌트로 광을 안내하여 필수적으로 디지털 이미징 시스템을 위한 수집 포인트(collection point)로서 작용한다. 마이크로렌즈는 감광성 컴포넌트 위에 반도체 칩 위에 형성된 소형 렌즈(tiny lens)이다. 수집된 광은 마이크로렌즈를 통과하기 때문에, 마이크로렌즈는 광을 감광성 컴포넌트로 정확히 안내하도록 형성되는 것이 중요하다.
마이크로렌즈들은 일반적으로 반도체 칩 위에 마이크로렌즈 재료 층을 적용함으로써 형성된다. 통상적으로 포토-레지스트 재료인 마이크로렌즈 재료는 원하는 패턴에 따라 노광되고 현상되어 원치않는 마이크로렌즈 재료를 제거한다. 마이크로렌즈들이 패터닝된 후, 리플로 공정이 수행되어 마이크로렌즈들이 실질적으로 균일한 대칭 렌즈 형상을 형성하게 한다.
그러나 디자인 사이즈들이 감소될 때 마이크로렌즈들의 제조 중 문제들이 초래될 수 있다. 예를 들면, 디자인 사이즈가 감소됨에 따라, 마이크로렌즈들은 함 께 더 가까이 위치된다. 마이크로렌즈들이 함께 더 가까이 위치되면, 마이크로렌즈들은 리플로 과정 중 합쳐지는 경향이 있다. 높은 온도를 이용하는 리플로 과정은 제어하기 곤란하고 따라서 마이크로렌즈들 사이의 거리가 감소할 때 마이크로렌즈들이 합쳐지는 것을 방지하기 곤란하다.
종종 볼 수 있는 다른 문제는 초점 길이와 관련이 있다. 디바이스의 두께가 특히 더 많은 회로가 단일 칩 위에 집적됨에 따라 추가 층들(예컨대 금속층들)로 인해 자주 증가할 것이다. 추가 층들은 차례로 초점 길이를 증가시키며, 이것은 더 얇은 마이크로렌즈를 요구하게 된다. 더 얇은 마이크로렌즈들을 만들기 위한 리플로 과정은 일반적으로 더 높은 온도를 이용하며, 이것은 마이크로렌즈 융합 가능성을 더 증가시킨다.
그러므로, 마이크로렌즈들 사이의 임계 치수를 감소시키고 마이크로렌즈들의 두께를 감소시키기 위한 마이크로렌즈들을 제조 방법이 요구된다.
발명의 요약
상기 및 다른 문제들은, 이미지 센서에 사용하기 위한 마이크로렌즈 구조 및 마이크로렌즈를 제조하는 방법을 제공하는 본 발명의 최선의 실시예들에 의해, 일반적으로 해결되거나 회피되며, 기술적 이점들이 일반적으로 달성된다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 마이크로렌즈를 형성하는 제 1 방법이 제공된다. 상기 방법은 하나 이상의 감광성 요소들이 그 위에 형성된 기판을 제공하는 것을 포함한다. 감광층은 상기 기판 위에 형성된다. 그 후, 감광층의 나머지 부분 들이 하나 이상의 마이크로렌즈들을 형성하도록 마스크에 따른 제 1 노광 및 제 2 노광이 수행된다. 이후, 리플로 과정이 수행될 수 있다.
본 발명의 다른 실시예에 따르면, 마이크로렌즈를 형성하는 제 2 방법이 제공된다. 상기 방법은 하나 이상의 감광성 요소들이 그 위에 형성된 기판을 제공하는 것을 포함한다. 감광층이 상기 기판 위에 형성되고 복수의 노광들이 수행된다. 상기 감광층의 일부가 제거되어 복수의 마이크로렌즈들을 정의한다. 이후 리플로 과정이 수행될 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 이미지 감지 반도체 디바이스를 형성하는 방법이 제공된다. 상기 방법은 이미지 감지부 및 논리부를 가진 기판을 제공하는 것을 포함하고, 상기 이미지 감지부는 그 위에 형성된 복수의 감광성 디바이스들을 가지며 상기 논리부는 하나 이상의 상호접속층들을 가진다. 감광층은 상기 이미지 감지부 위에 형성되고 복수의 노광들이 마스크에 따라 수행되고, 상기 노광들은 상기 감광층의 적어도 일부를 노광한다. 상기 노광 동안 노광된 감광층의 적어도 일부가 제거되고 상기 감광층의 나머지 부분들은 하나 이상의 마이크로렌즈들을 형성한다. 이 후, 마이크로렌즈들은 리플로된다.
이 기술 분야에서 숙련된 사람은 개시된 개념 및 특정 실시예들은 본 발명의 동일 목적들을 행하기 위한 다른 구조들 또는 공정들을 변형 또는 설계하는 기초로서 용이하게 이용될 수 있다는 것을 이해해야 한다. 또한, 이 기술분야에 숙련된 사람에 의해 이와 같은 등가의 구성들이 첨부 청구항들에 기재된 본 발명의 사상 및 범위를 벗어나지 않고 실현될 수 있다.
본 발명의 더욱 완전한 이해 및 그의 이익을 위해, 첨부 도면을 참조한 다음의 설명들을 참조한다.
이하, 현 최선의 실시예들을 만들고 이용하는 것에 대해 상세히 논의된다. 그러나, 본 발명은 매우 다양한 특정 상황들에서 구현될 수 있는 많은 응용 가능한 발명 개념들을 제공함을 이해해야 한다. 논의된 특정 실시예들은 본 발명을 만들고 이용하기 위한 특정 방법들의 단지 예시이며 본 발명의 범위를 제한하지 않는다.
본 발명의 실시예들은 CMOS 이미지 센서의 상황에서 기술되며, 이 센서는 특히 유용한 것으로 발견된 본 발명의 일 응용이다. 그러나 본 발명의 실시예들은 전하 결합 소자(charged-coupled device; CCD) 이미지 센서들를 구비하는, 다른 형태의 디바이스들을 위한 마이크로렌즈들을 형성하는 데 이용될 수 있다.
도 1 내지 도 4는 본 발명의 일 실시예에 따라 마이크로렌즈들을 제조하는 방법의 여러 단계들 동안의 웨이퍼(100)의 단면도를 나타낸다. 이 공정은 도 1에서 시작하고, 여기서 웨이퍼(100)는 이 기술에서 알려진 표준 처리 기술들에 따라 제조되었다. 일반적으로, 상기 웨이퍼(100)는 거기에 형성된 감광성 디바이스들(112)을 가진 기판(110)을 포함한다. 감광성 디바이스들(112)은, 예를 들면 PN 접합 광-다이오드, PNP 광-트랜지스터, NPN 광-트랜지스터 등을 형성하기 위해 이온 주입(ion implant)을 통해 불순물들 주입함으로써 형성되는 예를 들면 광-다이오드들을 포함한다.
층간 절연(ILD; inter-layer dielectric) 층(114)은 통상적으로 기판(110) 위에 형성된다. 트랜지스터들, 커패시터들 등과 같은 다른 회로(도시하지 않음)가 상기 기판(110) 위에 형성될 수도 있음을 이해해야 한다. 전형적인 실시예에 있어서, ILD는, 다른 층들(예컨대 금속 상호접속층들)이 형성될 수 있는 다른 회로 위에 평탄화 층을 형성한다. 또한, 다른 구조들(도시하지 않음)이 기판(110)에 형성될 수 있음을 이해해야 한다. 예를 들면, 필드 산화물 영역들 또는 샐로 트렌치 절연(STI; shallow trench isolation) 구조와 같은 절연 구조들은 감광성 디바이스들(112)을 서로 분리하고 감광성 디바이스들(112)을 다른 회로(도시하지 않음)로부터 분리하는 것이 일반적이다.
일 실시예에 있어서, ILD 층(114)은 예를 들면 로-K 유전체 재료, 예를 들면 실리콘 산화물, 보로포스포실리케이드 글라스(borophosphosilicate glass; BPSG), 포스포실리케이트 글라스(PSG), 플로오르화 실리케이트 글라스(fluorinated silicate glass; FSG), 탄소 도핑 실리콘 산화물 등으로 이 기술에서 알려진 임의의 적절한 방법에 의해 형성될 수 있다. 일 실시예에 있어서, ILD 층(114)은 약 2000Å 내지 약 8000Å의 두께로 화학적 기상 증착(chemical vapor depositon; CVD) 기술들에 의해 형성될 수 있는 BPSG 또는 PSG를 포함한다. 다른 두께 및 재료들이 사용될 수 있다.
금속간 절연체(IMD) 층이 상호접속층들(116) 사이에 개재된 하나 이상의 상호접속층들(116)이 ILD층(114) 위에 형성될 수 있다. 상호접속층들(116)은 플라즈마 에칭 또는 다마신 공정(damascene process)에 의해 패터닝될 수 있고 특정 응용에 적합한 임의의 도전성 재료로 형성될 수 있다. 적합할 수 있는 재료들은 예를 들면 알루미늄, 구리, 도핑된 폴리실리콘 등을 포함할 수 있다. 콘택트들 및/또는 비어들(도시하지 않음)이 형성되어 상호접속층들과 기본 회로 사이 및/또는 금속층들 사이에 전기 접속성을 제공할 수 있다.
본 발명의 실시예들은 다수의 상호접속층들(116), 예를 들면 마이크로렌즈(도 2 참조)와 감광성 디바이스 사이의 유전체 재료의 전체 두께가 약 3.5㎛보다 큰 3개 이상의 금속층들을 이용하는 실시예들에 특히 유용할 수 있다는 점을 이해해야 한다. 마이크로렌즈와 감광성 디바이스들 사이의 유전체 재료들의 전체 두께는 3, 5 및 6개의 상호접속층들을 가진 디바이스들을 각각 제조할 때 약 3.5㎛, 4.5㎛, 5.0㎛ 및 6.0㎛보다 큰 것으로 예측된다. 이들 실시예들에 있어서, 긴 초점 길이를 가진 얇은 마이크로렌즈가 바람직하다. 이하에 더 상세히 논의되는 것과 같이, 본 발명의 실시예들은 마이크렌즈 융합(microlenses merging) 위험이 감소되고 긴 초점 길이를 가진 얇은 마이크로렌즈들을 제조하는 데 이용될 수 있다.
하나 이상의 패시베이션 층들(120)이 최상위 상호접속층 위에 형성될 수 있다. 일 실시예에 있어서, 패시베이션 층은 이 기술에서 알려진 CVD 기술들에 의해 형성된 산화물 층 및/또는 질화물 층을 포함할 수 있다. 패시베이션 층들(120)은 환경으로부터 기본 회로(underlying circuitry)를 보호하고 하나 이상의 선택적 컬러 필터들(122)이 형성될 수 있는 실질적으로 평탄화된 층을 제공한다.
선택적 컬러 필터들(122)은 다른 파장들을 반사시키면서 광의 특정 파장들은 통과하도록 허용하여, 이미지 센서가 감광성 디바이스들(112)에 의해 수신되는 광의 컬러를 결정하도록 허용하기 위해 사용될 수 있다. 컬러 필터들(122)은 예를 들어 적, 녹, 및 청 필터로 변경할 수 있다. 다른 조합들, 예들 들어 시안, 옐로, 및 마젠타가 이용될 수 있다. 컬러 필터들(122)의 상이한 컬러들의 수도 변할 수 있다.
일 실시예에서, 컬러 필터들(122)은 아크릴과 같은 염료 또는 안료 물질을 포함한다. 예를 들면, 폴리메틸-메타아크릴레이트(PMMA; polymethyl-methacrylate) 또는 폴리글리시딜메타아크릴레이트(PGMS; polyglycidylmethacrylate)는 안료 또는 염료가 첨가되어 컬러 필터들(122)를 형성하는 적절한 재료들이다. 그러나, 다른 재료들이 사용될 수 있다. 컬러 필터들(122)은 이 기술에서 알려진 임의의 적절한 방법에 의해 형성될 수 있다.
도 2는 마이크로렌즈 층(210)이 본 발명의 일 실시예에 따라 적용된 후의 도 1에 도시된 웨이퍼(100)의 단면도이다. 바람직하게는, 마이크로렌즈 층(210)은 두께가 약 0.1㎛ 내지 약 2.5㎛이지만, 바람직한 두께는 0.1㎛ 내지 약 0.5㎛이다.
마이크로렌즈 층(210)은 고투과율, 아크릴 폴리머와 같은 렌즈로 패터닝되고 형성될 수 있는 임의의 재료로 형성될 수 있다. 그러나, 마이크로렌즈 층(210)은 포지티브 포토레지스트 재료로 형성되는 것이 바람직하다. 포지티브 포토레지스트 재료는 원치않는 포토레지스트 재료가 노광되도록 원하는 패턴에 따라 포토레지스트 재료를 노광하며 원치않는 부분들을 제거하도록 포토레지스트 재료를 현상함으로써 패터닝될 수 있다. 본 발명에 따라 사용될 수 있는 적합한 재료들은 예를 들면 폴리메틸메타크릴레이트(PMMA), 폴리글리시딜메타크릴레이트(PGMA), 에틸 락테이트(ethyl lactate)와 프로필렌글리콜 모노에테르 에테르 아세테이트의 혼합물, 프로필렌글리콜 에테르 아세테이트와 페놀 수지의 혼합물 등을 포함한다. 이와 같 은 재료들의 예들은 일본 토교의 JSF 코포레이션제의 MFR 380 시리즈들 및 MFR344 시리즈들을 포함한다.
일 실시예에 있어서, 마이크로렌즈 층(210)은 이 기술에서 알려진 스핀-온 기술(spin-on) 기술들 및 액상의 재료를 이용하여 형성될 수 있다. 이 방법은 실질적으로 평탄한 면 및 실질적으로 균일한 두께를 가진 마이크로렌즈 층(210)을 생성하여, 마이크로렌즈에 더 큰 균일성을 제공하는 것으로 발견되었다. 다른 방법들, 예를 들어 화학적 기상 증착(CVD; chemical vapor deposition), 물리적 기상 증착(PVD; physical vapor deposition) 등과 같은 침착 기술들이 또한 이용될 수 있다.
도 3을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 마이크로렌즈(310)를 형성하기 위해 마이크로렌즈 층(210)(도 2)이 패터닝된 후의 도 2에 도시된 웨이퍼(100)의 단면도가 도시되어 있다. 마이크로렌즈(310)가 포지티브 포토레지스트 재료로 형성되는 이 실시예에 있어서, 마스크가 마이크로렌즈가 위치되는 불투명 영역들을 포함함으로써, 마이크로렌즈(310)가 노광되어 현상 중 제거되는 것을 방지하도록 마이크로렌즈(310)는 i-라인 스테퍼(i-line stepper)를 이용하여 패터닝될 수 있다. 최선의 실시예에 있어서, 웨이퍼는 이 기술에서 알려진 것과 같이, 실질적으로 평행한 평면에서 마스크로 이동한다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 포토레지스트 재료의 노광은 복수의 단계들로 수행된다. 단일 노광을 이용하는 것은 고 에너지를 요구하고 고 에너지 레벨은 넓은 노광 영역을 생기게 할 수 있다는 것이 발견되었다. 따라서, 복수의 노광들이 이용되고, 여기서 각 노광에 이용되는 에너지가 감소되는 것이 바람직하다. 감소된 에너지 레벨들은 작은 임계 치수(CD; critical dimension)가 형성되어 마이크로렌즈들이 함께 더 근접하여 형성될 수 있게 한다.
마이크로렌즈(310)를 패터닝하기 위해 각 노광들에 이용되는 마스크는 상이한 초점 평면을 가질 수 있다는 것을 알아야 한다. 복수의 노광들 각각에 이용되는 에너지는 제조되는 특정 응용이 원하는 특정 형상에 의존하여 변경될 수 있다. 일 실시예에 있어서, 단일 마스크가 다중 노광에 이용되어 도 3a에 도시된 것과 같은 마이크로렌즈의 에지 프로파일을 달성하고, 여기서 각각의 노광들은 상이한 초점 평면을 이용한다. 이 경우에, 제 1 노광의 초점 평면은 마이크로렌즈(310)의 하측 부분(320)에 있고 제 2 노광의 초점 평면은 마이크로렌즈(310)의 상측 부분(350)에 있다.
각 노광에 이용되는 에너지의 양은, 수행될 노광들의 수로 나눈, 마이크로렌즈(310)의 전체 두께를 노광하는 데 통상 필요한 전체 에너지 양의 바람직하게는 약 0.7 내지 1.0 사이에 있다. 예를 들면, 특정 층이 마이크로렌즈 층을 노광하는 데 240 mj를 전형적으로 필요로 하면, 이 때 본 발명의 일 실시예에 따르면, 약 84 mj(0.7*240/2) 내지 약 120 mj(1.0*240/2)의 2개의 노광들이 이용될 수 있다. 더 낮은 에너지 레벨들은 더 적은 CD가 마이크로렌즈들(310) 사이에서 패터닝될 수 있게 할 것이다. 다른 예로서, 56 mj(0.7*240/3) 내지 약 80 mj(1.0*240/3)의 3개의 노광들이 이용될 수 있고, 이것은 마이크로렌즈(310) 사이의 CD를 더 감소시킬 수 있다. 더 두꺼운 마이크로렌즈 층들은 더 높은 비, 예컨대 약 1.0을 필요로 할 수 있고, 한편 더 얇은 마이크로렌즈 층들은 더 낮은 비, 예컨대 약 0.7을 필요로 할 수 있다.
각 노광량은 반드시 동일하게 배분될 필요가 있는 것은 아니다. 예를 들면, 그것은 마이크로렌즈(310) 두께의 절반보다 더 큰 깊이를 가진 노치를 생성하는 것이 바람직할 수 있다. 이 실시예에서, 240 mj의 노광이 마이크로렌즈(310)의 전체 두께를 노광하고 현상하는데 충분한 것으로 상기한 것과 같이 가정하면, 제 1 노광은 80 mj를 이용할 수 있고 제 2 노광은 160 mj를 이용할 수 있다. 제 2 노광이 노치 영역을 형성하기 때문에, 약간의 과노광(over exposure)은 불리하지 않을 수 있고 마이크로렌즈(310) 사이의 CD에 반드시 영향을 주지 않을 수 있다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따라 마이크로렌즈(310)를 형성하기 위해 리플로 공정이 수행된 후의 도 3에 도시된 웨이퍼(100)의 단면도를 도시한다. 이 리플로 공정은 마이크로렌즈(310)로 하여금 실질적으로 반구형을 채용할 수 있게 하는 데 충분한 온도로 마이크로렌즈(310)를 가열하는 것을 포함할 수 있다. 리플로 공정은 바람직하게는 약 10초 내지 약 30분 동안 약 100℃ 내지 200℃ 사이의 온도에서 수행되는 가열 공정(thermal process)이다. 리플로 후, 마이크로렌즈들 사이의 갭은 양자화 효율을 향상시키기 위해 약 0.2㎛보다 작은 것이 바람직하지만 더 바람직한 것은 약 0.1㎛보다 작은 것이다.
선택적 블리칭 공정(optional bleaching process)이 리플로 공정 전에 수행될 수 있다. 일반적으로, 블리칭 공정은 마이크로렌즈로부터 광활성이 있는 재료(photoactive material)의 양을 감소시킨다. 광활성이 있는 재료의 감소는 리플로 공정의 더 높은 온도로의 노광으로 인한 마이크로렌즈의 열화를 감소시키고 투과율 을 향상시킨다. 블리칭 공정은 마이크로렌즈(310)를 자외선(UV) 조사에 노광시킴으로써 수행될 수 있다.
리플로 공정의 결과로서, 마이크로렌즈(310)가 도 4에 도시된 것과 같이 형성된다. 마이크로렌즈(310)의 높이는 약 0.1㎛ 내지 약 2.5㎛이다. 바람직하게는 마이크로렌즈의 높이는 더 얇고 시스템-온-칩(SoC; System-on-Chip) 집적 회로들의 제조에 있어서의 약 0.5㎛보다 작다. 예를 들면, 칩은 이미지 감지부 및 중앙 처리 장치(CPU) 또는 디지털 처리 프로세서(DSP; Digital Signal Processor)와 같은 논리부를 포함하고, 상기 이미지 감지부는 그 위에 형성된 복수의 감광성 디바이스들을 가지며 논리부는 적어도 4개의 금속 상호접속층들을 가진다. 적어도 4개의 금속 상호접속층들은 차례로 초점 길이를 증가시키고, 이것은 더 얇은 마이크로렌즈를 요구한다. 적은 금속 상호접속층들을 갖는 칩들에 있어서, 마이크로렌즈의 높이는 약 0.5㎛ 내지 약 2.5㎛일 수 있다.
그 후, 표준 공정들이 이용되어 웨이퍼(100)의 제조를 완료하고 패키징에 대비하여 웨이퍼(100)를 개개의 다이들로 다이싱한다.
이상 본 발명 및 그 이점들이 상세히 설명되었지만, 첨부된 청구항들에 의해 정의된 것과 같이 본 발명의 사상 및 범위를 벗어나지 않고 다양한 변경들, 대체들 및 변경들이 본원에서 만들어 질 수 있다는 것을 이해해야 한다. 예를 들면, 상이한 종류의 재료들 및 공정들이 본 발명의 범위 내에 있으면서 변경될 수 있다.
더욱이, 본 출원의 범위는 명세서에 기술된 공정, 기계, 제조, 물질의 조성, 수단, 방법들 및 단계들의 특정 실시예들로 제한되지 않도록 의도된다. 이 기술 분 야에서 통상의 지식을 가진 사람이 본 발명의 개시내용으로부터 용이하게 이해할 수 있듯이, 본원에 기재된 대응하는 실시예들과 실질적으로 동일한 기능을 수행하거나 동일한 결과를 달성하는 현재 존재하거나 나중에 개발될 공정들, 기계들, 제조, 재료의 조성들, 수단, 방법들 또는 단계들이 본 발명에 따라 이용될 수 있다. 따라서, 첨부된 청구항들은 이들의 범위내에 그와 같은 공정들, 기계들, 제조, 물질의 조성들, 수단, 방법들 또는 단계들을 포함하도록 의도된다.
본 발명에 의하면 광을 감광성 컴포넌트로 정확히 안내할 수 있는 마이크로렌즈를 제공한다.

Claims (12)

  1. 마이크로렌즈를 형성하는 방법에 있어서,
    기판을 제공하는 단계로서, 상기 기판은 하나 이상의 감광성 요소들을 가진, 상기 기판을 제공하는 단계;
    상기 기판 위에 감광층을 형성하는 단계;
    마스크에 따라 제 1 노광을 수행하는 단계;
    상기 마스크에 따라 제 2 노광을 수행하는 단계;
    상기 감광층의 일부를 제거하는 단계로서, 상기 감광층의 나머지 부분들이 하나 이상의 마이크로렌즈들을 형성하도록 하는, 상기 감광층의 일부를 제거하는 단계; 및
    상기 마이크로렌즈들을 리플로하는 단계를 포함하는, 마이크로렌즈 형성 방법.
  2. 제 1 항에 있어서, 상기 감광층은 포지티브 포토레지스트 재료(positive photoresist material)를 포함하는, 마이크로렌즈 형성 방법.
  3. 제 1 항에 있어서, 상기 마이크로렌즈들을 리플로하는 단계는 10초 내지 30분 동안 100℃ 내지 200℃ 사이의 온도에서 가열 처리(thermal process)를 수행하는 단계를 포함하는, 마이크로렌즈 형성 방법.
  4. 제 1 항에 있어서, 상기 감광층은 0.1㎛ 내지 2.5㎛ 사이의 두께를 가지는, 마이크로렌즈 형성 방법.
  5. 제 1 항에 있어서, 상기 기판은 4개 이상의 상호접속층들을 포함하는, 마이크로렌즈 형성 방법.
  6. 제 1 항에 있어서, 마이크로렌즈들 사이의 갭(gap)은 0.2㎛보다 작은, 마이크로렌즈 형성 방법.
  7. 제 1 항에 있어서, 마이크로렌즈들 사이의 갭은 0.1㎛보다 작은, 마이크로렌즈 형성 방법.
  8. 제 1 항에 있어서, 상기 감광성 요소는 CMOS 이미지 센서인, 마이크로렌즈 형성 방법.
  9. 제 1 항에 있어서, 상기 감광성 요소는 CCD인, 마이크로렌즈 형성 방법.
  10. 제 1 항에 있어서, 상기 리플로하는 단계 이전에 블리칭 공정(bleaching process)를 수행하는 단계를 더 포함하는, 마이크로렌즈 형성 방법.
  11. 이미지 감지 반도체 디바이스에 있어서,
    이미지 감지부 및 논리부(logic portion)를 가진 기판으로서, 상기 이미지 감지부는 그 위에 형성된 복수의 감광성 디바이스들을 가지며, 상기 논리부는 하나 이상의 상호접속층들을 가지는, 상기 기판; 및
    복수의 마이크로렌즈들을 포함하고, 적어도 하나의 마이크로렌즈는 하나 이상의 상기 복수의 감광성 디바이스들 위에 형성되고, 상기 마이크로렌즈들은 청구항 1에 청구된 방법에 따라 만들어지고 높이가 0.5㎛보다 작은, 이미지 감지 반도체 디바이스.
  12. 이미지 감지 반도체 디바이스에 있어서,
    이미지 감지부를 가진 기판으로서, 상기 이미지 감지부는 그 위에 형성된 복수의 감광성 디바이스들을 가지는, 상기 기판;
    복수의 마이크로렌즈들로서, 적어도 하나의 마이크로렌즈는 하나 이상의 상기 복수의 감광성 디바이스들 위에 형성되고, 상기 마이크로렌즈들은 청구항 1에 청구된 방법에 따라 만들어지는, 상기 복수의 마이크로렌즈; 및
    상기 마이크로렌즈들과 상기 감광성 디바이스들 사이의 하나 이상의 유전체 층들을 포함하고, 상기 유전체 층들은 3.5㎛보다 큰 조합된 두께를 가진, 이미지 감지 반도체 디바이스.
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