KR100913325B1 - 듀얼 이미지 센서 및 그 제조 방법 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 반도체 소자에 있어서, 특히 SIP 기술을 응용하여 구현되는 듀얼 이미지 센서 및 그의 제조 방법에 관한 것으로, 제1웨이퍼에 경사진 제1단차를 형성하는 단계와, 상기 제1단차에 의한 경사면에 측면으로부터 입사되는 빛을 반사 굴절시키는 제1반사면을 형성하는 단계와, 상기 제1단차에 의한 하단면에 적어도 하나의 제1마이크로렌즈를 형성하는 단계로 이루어지는 제1디바이스 형성 단계와, 제2웨이퍼에 경사진 제2단차를 형성하는 단계와, 상기 제2단차에 의한 경사면에 측면으로부터 입사되는 빛을 반사 굴절시키는 제2반사면을 형성하는 단계와, 상기 제2단차에 의한 상단면의 일부에 적어도 하나의 제2마이크로렌즈를 형성하는 단계로 이루어지는 제2디바이스 형성 단계와, 상기 제1단차에 의한 상단면에 제1딥비어를 형성하고, 상기 제2단차에 의한 상단면의 타부에 제2딥비어를 형성하는 단계와, 상기 제1 및 2 딥비어를 금속으로 매립하는 단계와, 상기 제1단차에 의한 상단면과 상기 제2단차에 의한 상단면의 타부를 대면시켜, 상기 제1딥비어에 매립된 금속과 상기 제2딥비어에 매립된 금속을 접착시키는 단계로 이루어져, 하나의 이미지 센서 칩을 제조하는 것이 특징인 발명이다.
이미지 센서, 마이크로렌즈, 반사면, 딥비어

Description

듀얼 이미지 센서 및 그 제조 방법{dual image sensor, and method of manufacturing thereof}
본 발명은 반도체 소자에 관한 것으로서, 특히 시스템 인 패키지(System In Package, SIP) 기술을 응용하여 구현되는 듀얼 이미지 센서 및 그의 제조 방법에 관한 것이다.
이미지 센서는 광학 영상(optical image)를 전기 신호로 변환시키는 반도체 소자이다.
이미지 센서는 크게 전하 결합 소자(CCD: Charge Coupled Device)와 CMOS(Complementary Metal Oxide Semiconductor) 이미지 센서로 분류될 수 있다.
씨모스 이미지 센서는, 주변회로인 제어 회로(Control Circuit) 및 신호 처리 회로(Signal Processing Circuit)를 동시에 집적할 수 있는 CMOS 기술을 이용하여 화소수 만큼의 MOS 트랜지스터를 만들고 이를 통해 출력(Output)을 검출하는 스위칭 방식을 채용한다.
CMOS 이미지 센서는 포토다이오드(Photo Diode) 및 복수의 MOS 트랜지스터로 구성되며, 기본적으로 이미지 센서 칩의 전후로부터 입사되는 빛 즉, 가시광선을 전기적 신호로 변환하여 영상화한다.
한편, 앞으로 기술이 발달함에 따라 이미지를 보다 입체적으로 구현할 필요성이 있을 것이다. 그러나 현재 이미지 센서 칩의 구조로는 전후로부터 입사되는 빛 이외에는 이미지로 구현할 수 없기 때문에 입체적 영상화를 실현하는 데 한계가 있었다.
본 발명의 목적은 상기한 점을 감안하여 안출한 것으로써, 반도체 소자 자체의 미세회로 제조기술 중 하나인 SIP를 응용한 하나의 이미지 센서 칩으로써 입체적 영상화를 실현시켜 주는 듀얼 이미지 센서 및 그 제조 방법을 제공하는 데 있다.
본 발명의 또다른 목적은 하나의 이미지 센서 칩으로써 전후로부터 입사되는 빛 이외에도 일 측면 또는 양 측면으로부터 입사되는 빛까지도 영상화하여 입체적 영상화를 실현시켜 주는 듀얼 이미지 센서 및 그 제조 방법을 제공하는 데 있다.
상기한 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 듀얼 이미지 센서 제조 방법의 특징은, 제1 컬러필터 어레이 및 제1 포토다이오드가 구비된 제1웨이퍼에 경사진 제1단차를 형성하는 단계와, 상기 제1단차에 의한 경사면에 측면으로부터 입사되는 빛을 반사 굴절시키는 제1반사면을 형성하는 단계와, 상기 제1단차에 의한 하단면에 적어도 하나의 제1마이크로렌즈를 형성하는 단계로 이루어지는 제1디바이스 형성 단계와, 제2 컬러필터 어레이 및 제2 포토다이오드가 구비된 제2웨이퍼에 경사진 제2단차를 형성하는 단계와, 상기 제2단차에 의한 경사면에 측면으로부터 입사되는 빛을 반사 굴절시키는 제2반사면을 형성하는 단계와, 상기 제2단차에 의한 상단면의 일부에 적어도 하나의 제2마이크로렌즈를 형성하는 단계로 이루어지는 제2디바이스 형성 단계와, 상기 제1단차에 의한 상단면에 제1딥비어를 형성하고, 상기 제2단차에 의한 상단면의 타부에 제2딥비어를 형성하는 단계와, 상기 제1 및 2 딥비어를 금속으로 매립하는 단계와, 상기 제1단차에 의한 상단면과 상기 제2단차에 의한 상단면의 타부를 대면시켜, 상기 제1딥비어에 매립된 금속과 상기 제2딥비어에 매립된 금속을 접착시키는 단계로 이루어지는 것이다.
바람직하게, 상기 제1단차에 의한 상단면과 상기 제2단차에 의한 상단면의 타부의 대면 시에, 상기 제2단차에 의한 상단면 중에서 상기 제1반사면에 의해 반사 굴절된 빛이 도달하는 영역에 상기 제2마이크로렌즈를 형성하고, 상기 제1단차에 의한 하단면 중에서 상기 제2반사면에 의해 반사 굴절된 빛이 도달하는 영역에 상기 제1마이크로렌즈를 형성한다.
바람직하게, 상기 제1웨이퍼와 상기 제2웨이퍼에 경사를 주어 각각 건식 식각하여 상기 경사진 제1단차와 제2단차를 형성한다.
바람직하게, 상기 제 1 및 2 딥비어들을 구리, 텅스텐 또는 알루미늄 금속으로 매립한다.
바람직하게, 상기 제1단차에 의한 상단면과 상기 제2단차에 의한 상단면의 타부의 대면 시에, 상기 제1 및 2 웨이퍼들에 대한 어닐링을 수행하여 상기 제1딥비어에 매립된 금속과 상기 제2딥비어에 매립된 금속을 접착시킨다.
바람직하게, 상기 제1단차에 의한 상단면 전체가 상기 제2단차에 의한 상단면 중에서 상기 제2마이크로렌즈가 형성되는 일부를 제외한 타부와 대면하도록, 상기 제1단차와 상기 제2단차를 서로 어긋나게 형성한다.
상기한 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 듀얼 이미지 센서의 특징은, 경사진 제1단차를 갖는 제1웨이퍼와, 상기 제1단차에 의한 경사면에 빛의 반사 굴절을 위해 형성되는 제1반사면과, 상기 제1단차에 의한 하단면에 형성되는 적어도 하나의 제1마이크로렌즈와, 상기 제1마이크로렌즈의 대응되는 위치에 해당하는 상기 제1웨이퍼 내에 구비되는 제1 컬러필터 어레이 및 제1 포토다이오드와, 상기 제1단차에 의한 상단면에 금속이 매립되어 형성되는 제1딥비어를 구비하는 제1디바이스; 그리고 경사진 제2단차를 갖는 제2웨이퍼와, 상기 제2단차에 의한 경사면에 빛의 반사 굴절을 위해 형성되는 제2반사면과, 상기 제2단차에 의한 상단면 일부에 형성되는 적어도 하나의 제2마이크로렌즈와, 상기 제2마이크로렌즈의 대응되는 위치에 해당하는 상기 제2웨이퍼 내에 구비되는 제2 컬러필터 어레이 및 제2 포토다이오드와, 상기 제2단차에 의한 상단면 타부에 금속이 매립되어 형성되는 제2딥비어를 구비하는 제2디바이스로 구성되며, 상기 제1단차에 의한 상단면과 상기 제2단차에 의한 상단면 타부가 대면됨에 따라 상기 제1딥비어에 매립된 금속과 상기 제2딥비어에 매립된 금속이 접착되어 하나의 이미지 센서 칩을 구성하는 것이다.
바람직하게, 상기 제1마이크로렌즈는 상기 제1단차에 의한 하단면 중에서 상기 제2반사면에 의해 반사 굴절된 빛이 도달하는 영역에 구비되며, 상기 제2마이크로렌즈는 상기 제2단차에 의한 상단면 중에서 상기 제1반사면에 의해 반사 굴절된 빛이 도달하는 영역에 구비된다.
바람직하게, 상기 제1 및 2 반사면들은 상기 이미지 센서 칩의 측면으로부터 입사되는 빛을 반사 굴절시켜 상기 제1 및 2 마이크로렌즈들로 전달한다.
본 발명에 따르면, 두 개의 웨이퍼가 하나의 이미지 센서 칩으로써 구현됨과 아울러 각 웨이퍼에 구현된 단차에 의해 이미지 센서 칩의 측면이 개방됨에 따라, 그 개방된 측면으로부터 입사되는 빛도 전기적 신호화가 가능하게 해준다. 그에 따라, 기본적으로 이미지 센서 칩을 전후로부터 입사되는 빛뿐만 아니라 일 측면 또는 양 측면에서 입사되는 빛까지 이미지로써 영상화할 수 있기 때문에, 입체적 화면 구성이 가능하게 해준다.
본 발명의 다른 목적, 특징 및 이점들은 첨부한 도면을 참조한 실시 예들의 상세한 설명을 통해 명백해질 것이다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시 예의 구성과 그 작용을 설명하며, 도면에 도시되고 또 이것에 의해서 설명되는 본 발명의 구성과 작용은 적어도 하나의 실시 예로서 설명되는 것이며, 이것에 의해서 상기한 본 발명의 기술적 사상과 그 핵심 구성 및 작용이 제한되지는 않는다.
이하, 첨부한 도면을 참조하여 본 발명에 따른 듀얼 이미지 센서 및 그 제조 방법의 바람직한 실시 예를 자세히 설명한다.
본 발명에서는 복수의 웨이퍼를 반도체 소자 자체의 미세회로 제조기술 중 하나인 SIP를 응용하여 접착시킴으로써 하나의 이미지 센서 칩으로 구현한다.
특히, 각 웨이퍼는 경사진 단차를 가지며, 두 웨이터의 단차가 형성된 면을 대면시켜 하나의 이미지 센서 칩을 구현한다. 즉, 두 웨이퍼들을 상호 연결하여 하 나의 패키지로 만든다. 여기서, 상기 두 웨이퍼들 간의 상호 연결은 칩 구현에 따라 회로적 연결일 수도 있다. 또한 두 웨이퍼들 간의 상호 연결을 위해 각 웨이퍼에는 비아 패턴이 구비된다.
도 1은 본 발명에 따른 듀얼 이미지 센서를 구현하기 위한 상부측 디바이스를 도시한 단면도이고, 도 2는 본 발명에 따른 듀얼 이미지 센서를 구현하기 위한 하부측 디바이스를 도시한 단면도이다.
도 1의 상부측 디바이스와 도 2의 하부측 디바이스가 SIP를 통해 접촉되어 하나의 이미지 센서 칩을 형성한다. 이는 두 웨이퍼들로써 원 칩(One chip)을 형성하는 것이다.
도 1을 참조하여 상부측 제1디바이스를 형성하는 절차를 설명한다. 먼저, 웨이퍼에 경사진 제1단차를 형성한다. 여기서, 웨이퍼에는 이미 하부부터 제1 포토다이오드(미도시)와 제1 컬러필터 어레이(미도시)가 순차적으로 형성되어 있다.
이를 위해, 웨이퍼에 경사를 주어 건식 식각하여 경사진 제1단차를 형성한다.
이어, 제1단차에 의한 경사면에 제1반사면(20a)을 형성한다. 제1반사면(20a)은 은(Ag)이나 티타늄과 같이 반사율이 좋은 금속을 제1단차에 의한 경사면에 증착하여 형성한다. 물론, 증착된 금속에 대해 패터닝 후 식각하여 최종 제1반사면(20a)이 형성된다. 제1반사면(20a)은 측면으로부터 입사되는 빛을 반사 굴절시킨다.
그리고, 제1단차에 의한 하단면에 적어도 하나의 제1마이크로렌즈(10a)를 형성한다. 제1마이크로렌즈(10a)의 형성 과정은 일반화된 기술이므로 그에 대한 상세 한 설명은 생략한다.
그리고, 제1단차에 의한 상단면에 제1딥비어(30a)를 형성한다. 이어, 구리, 텅스텐 또는 알루미늄과 같은 금속을 스퍼터링(sputtering) 방식으로 증착하여 제1딥비어(30a)를 금속으로 충분히 매립(gap fill)한다. 그 후, CMP(Chamical Micanical Polishing)와 같은 평탄화 공정을 수행하여 외부의 일부 금속 물질을 제거한다.
상기 제1딥비어(30a)와 같이 금속이 매립되는 딥비어를 웨이퍼에 다수 개 형성하는 것이 바람직하다.
다음은 도 2를 참조하여 하부측 제2디바이스를 형성하는 절차를 설명한다.
먼저, 또다른 웨이퍼에 경사진 제2단차를 형성한다. 이때, 제2단차의 형성 위치는 제1단차와 겹치지 않도록 한다. 즉, 후속 공정에서 상부측 제1디바이스와 하부층 제2디바이스가 접착될 시에, 제1단차에 의한 경사면과 제2단차에 의한 경사면이 서로 상이하도록 각 웨이퍼에 대한 건식 식각을 실시한다. 일 예로써, 웨이퍼의 외곽으로부터 거리로 비교할 때, 제1단차에 의한 경사면이 제2단차에 의한 경사면보다 안쪽에 배치되도록 한다. 즉, 제1단차와 제2단차를 서로 어긋나게 형성한다. 한편, 웨이퍼에는 이미 하부부터 제2 포토다이오드(미도시)와 제2 컬러필터 어레이(미도시)가 순차적으로 형성되어 있다.
전술된 제1단차와의 위치 관계를 갖도록, 웨이퍼에 경사를 주어 건식 식각하여 경사진 제2단차를 형성한다.
이어, 제2단차에 의한 경사면에 제2반사면(20b)을 형성한다. 제2반사면(20b)은 은(Ag)이나 티타늄과 같이 반사율이 좋은 금속을 제2단차에 의한 경사면에 증착 하여 형성한다. 물론, 증착된 금속에 대해 패터닝 후 식각하여 최종 제2반사면(20b)이 형성된다. 제2반사면(20b)은 제1반사면(20b)과 같이 측면으로부터 입사되는 빛을 반사 굴절시킨다.
그리고, 제2단차에 의한 상단면 일부에 적어도 하나의 제2마이크로렌즈(10b)를 형성한다. 제2마이크로렌즈(10b)의 형성 과정도 일반화된 기술이므로 그에 대한 상세한 설명은 생략한다.
그리고, 제2단차에 의한 상단면 중에서 제2마이크로렌즈(10b)를 형성되지 않은 타부에 제2딥비어(30b)를 형성한다. 이어, 구리, 텅스텐 또는 알루미늄과 같은 금속을 스퍼터링(sputtering) 방식으로 증착하여 제2딥비어(30b)를 금속으로 충분히 매립(gap fill)한다. 그 후, CMP와 같은 평탄화 공정을 수행하여 외부의 일부 금속 물질을 제거한다.
상기 제2딥비어(30b)에 금속이 매립되어 형성되는 금속 기둥을 웨이퍼에 다수 개 형성하는 것이 바람직하다. 그러나, 도 1의 웨이퍼와 도 2의 웨이퍼가 일대일 대응하여 접착하도록, 두 웨이퍼에 형성되는 금속 기둥은 동일한 개수로 형성시키는 것이 바람직하다.
도 3은 본 발명에 따른 듀얼 이미지 센서를 구현하기 위해 도 1의 상부측 디바이스와 도 2의 하부측 디바이스의 대면 구조를 도시한 단면도이다.
도 3을 참조하면, 상기와 같이 도 1의 상부측 디바이스와 도 2의 하부측 디바이스가 마련되면, 도 3에 도시된 바와 같이 상부측 디바이스와 하부측 디바이스가 서로 대면하도록 배치한다.
도 4는 본 발명에 따른 듀얼 이미지 센서를 구현하기 위해 도 3의 대면 구조에 따라 상부측 디바이스와 하부측 디바이스의 접착 후 구조를 도시한 단면도이다.
상기 두 디바이스들이 대면하도록 배치한 후에, 두 디바이스들의 딥비어 패턴을 접착시킨다. 그럼으로써, 두 디바이스들이 하나의 이미지 센서 칩으로 완성된다.
상기 딥비어 패턴의 접착을 위한 예를 들면, 먼저 두 디바이스의 웨이퍼들에 대한 어닐링을 수행한다. 이후 다시 냉각하면 상기 두 디바이스들의 각 딥비어 패턴에 형성된 금속 기둥들이 서로 대응하여 접착된다.
상기 두 디바이스들에 대한 접착이 완료됨에 따라, 제1단차에 의한 상단면의 전체는 제2단차에 의한 상단면의 일부 즉, 제2단차에 의한 상단면 중에서 제2마이크로렌즈(10b)를 형성되지 않은 부분과 대면하여 붙는다.
한편, 상기의 각 웨이퍼에서 마이크로렌즈(10a,10b)가 형성되는 영역을 정의하면, 제1단차에 의한 상단면 전체가 제2단차에 의한 상단면의 타부의 대면된 상태일 때, 제2단차에 의한 상단면 중에서 제1반사면(20a)에 의해 반사 굴절된 빛이 도달하는 영역에 제2마이크로렌즈(10b)를 형성하고, 제1단차에 의한 하단면 중에서 제2반사면(20b)에 의해 반사 굴절된 빛이 도달하는 영역에 제1마이크로렌즈(10a)를 형성한다.
그리고, 상부측 디바이스의 웨이퍼 내부와 하부측 디바이스의 웨이퍼 내부에는 마이크로렌즈(10a, 10b)에 대응되는 위치에 컬러필터 어레이(color filter array)(미도시)와 복수 포토다이오드들(미도시) 등이 구비된다. 상세하게, 도 1을 기준으로 제1마이크로렌즈(10a)의 하부인 웨이퍼 내부에는 제1 컬러필터 어레이(미도시)와 제1 포토다이오드(미도시)가 구비된다. 또한, 도 2를 기준으로 제2마이크로렌즈(10b)의 하부인 웨이퍼 내부에는 제2 컬러필터 어레이(미도시)와 제2 포토다이오드(미도시)가 구비된다.
또한, 상기 제1반사면(20a)과 제2반사면(20b)은 45도 또는 45도 내외의 각도만큼 경사지게 형성되는 것이 바람직하다. 그에 따라, 이미지 센서 칩의 측면에서 수평으로 입사되는 빛을 수직으로 반사 굴절시킨다.
상기한 절차를 통해 형성되는 이미지 센서 칩의 구조를 정리한다.
제1디바이스는 웨이퍼에 구비되는 제1반사면(20a)과 제1마이크로렌즈(10a)와 제1딥비어 패턴(30a)으로 구성된다. 기본적으로 웨이퍼는 경사진 제1단차를 가지며, 제1반사면(20a)이 그 제1단차에 의한 경사면에 빛의 반사 굴절을 위해 구비된다. 그리고 적어도 하나의 제1마이크로렌즈(10a)가 그 제1단차에 의한 하단면에 구비된다. 구체적으로, 제1마이크로렌즈(10a)가 제1단차에 의한 하단면 중에서 이후에 설명되는 제2반사면(20b)에 의해 반사 굴절된 빛이 도달하는 영역에 구비된다.마지막으로, 제2디바이스와의 접착을 위해 금속이 매립된 제1딥비어 패턴(30a)이 제1단차에 의한 상단면에 구비된다.
제2디바이스는 웨이퍼에 구비되는 제2반사면(20b)과 제2마이크로렌즈(10b)와 제2딥비어 패턴(30b)으로 구성된다. 기본적으로 제2디바이스의 웨이퍼도 경사진 제2단차를 가진다. 그러나, 제1디바이스와 접착시에는 그 제2단차는 제1디바이스의 제1단차와 서로 어긋나게 배치된다.
그리고, 제2반사면(20b)이 그 제2단차에 의한 경사면에 빛의 반사 굴절을 위해 구비된다. 그리고 적어도 하나의 제2마이크로렌즈(10b)가 그 제2단차에 의한 상단면 일부에 구비된다. 구체적으로, 제2마이크로렌즈(10b)가 제2단차에 의한 상단면 중에서 상기 제1반사면(20a)에 의해 반사 굴절된 빛이 도달하는 영역에 구비된 다. 마지막으로, 제1디바이스와의 접착을 위해 금속이 매립된 제2딥비어 패턴(30b)이 제2단차에 의한 상단면 중 제2마이크로렌즈(10b)가 구비되지 않은 상단면 타부에 구비된다.
상기와 같이 구성된 제1디바이스와 제2디바이스가 대면하고, 그에 따라 제1딥비어 패턴(30a)에 매립된 금속과 제2딥비어 패턴(30b)에 매립된 금속이 접착되다. 결국, 두 개의 웨이퍼를 연결하여 하나의 이미지 센서 칩을 구성한다.
한편, 본 발명에 따른 이미지 센서 칩은 단차를 갖는 두 웨이퍼가 결합함으로써 측면이 개방된 구조로 형성된다. 그에 따라 상기한 제1 및 2 반사면들(20a,20b)은 이미지 센서 칩의 개방된 측면으로부터 입사되는 빛을 반사 굴절시켜 제1 및 2 마이크로렌즈들(10a,10b)로 전달한다.
한편, 최종적인 빛의 전달 경로를 정리하면, 제2반사면(20b)에서 반사 굴절된 빛은 제1마이크로렌즈(10a)로 입사되며, 제1마이크로렌즈(10a)로 입사된 빛은 웨이퍼 내부에 구비되는 제1 컬러필터 어레이(미도시)를 거쳐 제1 포토다이오드(미도시)까지 전달된다. 제1반사면(20a)에서 반사 굴절된 빛은 제2마이크로렌즈(10b)로 입사되며, 제2마이크로렌즈(10b)로 입사된 빛은 웨이퍼 내부에 구비되는 제2 컬러필터 어레이(미도시)를 거쳐 제2 포토다이오드(미도시)까지 전달된다.
이상의 설명에서는 본 발명에 따른 이미지 센서 칩의 일 측면만이 개방되는 것으로써 예시하였으나, 본 발명에 대한 상기한 설명으로부터 이미지 센서 칩의 양 측면을 모두 개방하는 실시까지도 가능할 것이다.
또한, 상기한 설명에서는 이미지 센서 칩의 측면으로부터 입사되는 빛을 전달하기 위한 구성 및 제조 절차를 설명하였으나, 기본적으로 이미지 센서 칩의 전후로부터 입사되는 빛을 전달하기 위한 구성이 본 발명에 추가됨은 당연할 것이다. 따라서, 이미지 센서 칩의 전후로부터 입사되는 빛을 전달하기 위한 구성의 추가는 본 발명에서는 설명을 생략한다.
지금까지 본 발명의 바람직한 실시 예에 대해 설명하였으나, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자는 본 발명의 본질적인 특성을 벗어나지 않 는 범위 내에서 변형된 형태로 구현할 수 있을 것이다.
그러므로 여기서 설명한 본 발명의 실시 예는 한정적인 관점이 아니라 설명적인 관점에서 고려되어야 하고, 본 발명의 범위는 상술한 설명이 아니라 특허청구범위에 나타나 있으며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 차이점은 본 발명에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.
도 1은 본 발명에 따른 듀얼 이미지 센서를 구현하기 위한 상부측 디바이스를 도시한 단면도.
도 2는 본 발명에 따른 듀얼 이미지 센서를 구현하기 위한 하부측 디바이스를 도시한 단면도.
도 3은 본 발명에 따른 듀얼 이미지 센서를 구현하기 위해 도 1의 상부측 디바이스와 도 2의 하부측 디바이스의 대면 구조를 도시한 단면도.
도 4는 본 발명에 따른 듀얼 이미지 센서를 구현하기 위해 도 3의 대면 구조에 따라 상부측 디바이스와 하부측 디바이스의 접착 후 구조를 도시한 단면도.
*도면의 주요부분에 대한 부호의 설명*
10a, 10b: 마이크로렌즈 20a, 20b: 반사면
30a, 30b: 딥비어

Claims (9)

  1. 제1 컬러필터 어레이 및 제1 포토다이오드가 구비된 제1웨이퍼에 경사진 제1단차를 형성하는 단계와, 상기 제1단차에 의한 경사면에 측면으로부터 입사되는 빛을 반사 굴절시키는 제1반사면을 형성하는 단계와, 상기 제1단차에 의한 하단면에 적어도 하나의 제1마이크로렌즈를 형성하는 단계로 이루어지는 제1디바이스 형성 단계와;
    제2 컬러필터 어레이 및 제2 포토다이오드가 구비된 제2웨이퍼에 경사진 제2단차를 형성하는 단계와, 상기 제2단차에 의한 경사면에 측면으로부터 입사되는 빛을 반사 굴절시키는 제2반사면을 형성하는 단계와, 상기 제2단차에 의한 상단면의 일부에 적어도 하나의 제2마이크로렌즈를 형성하는 단계로 이루어지는 제2디바이스 형성 단계와;
    상기 제1단차에 의한 상단면에 제1딥비어를 형성하고, 상기 제2단차에 의한 상단면의 타부에 제2딥비어를 형성하는 단계와;
    상기 제1 및 2 딥비어를 금속으로 매립하는 단계와;
    상기 제1단차에 의한 상단면과 상기 제2단차에 의한 상단면의 타부를 대면시켜, 상기 제1딥비어에 매립된 금속과 상기 제2딥비어에 매립된 금속을 접착시키는 단계로 이루어지는 것을 특징으로 하는 듀얼 이미지 센서 제조 방법.
  2. 제 1 항에 있어서, 상기 제1단차에 의한 상단면과 상기 제2단차에 의한 상단면의 타부의 대면 시에, 상기 제2단차에 의한 상단면 중에서 상기 제1반사면에 의해 반사 굴절된 빛이 도달하는 영역에 상기 제2마이크로렌즈를 형성하고, 상기 제1 단차에 의한 하단면 중에서 상기 제2반사면에 의해 반사 굴절된 빛이 도달하는 영역에 상기 제1마이크로렌즈를 형성하는 것을 특징으로 하는 듀얼 이미지 센서 제조 방법.
  3. 제 1 항에 있어서, 상기 제1웨이퍼와 상기 제2웨이퍼에 경사를 주어 각각 건식 식각하여 상기 경사진 제1단차와 제2단차를 형성하는 것을 특징으로 하는 듀얼 이미지 센서 제조 방법.
  4. 제 1 항에 있어서, 상기 제 1 및 2 딥비어들을 구리, 텅스텐 또는 알루미늄 금속으로 매립하는 것을 특징으로 하는 듀얼 이미지 센서 제조 방법.
  5. 제 1 항에 있어서, 상기 제1단차에 의한 상단면과 상기 제2단차에 의한 상단면의 타부의 대면 시에, 상기 제1 및 2 웨이퍼들에 대한 어닐링을 수행하여 상기 제1딥비어에 매립된 금속과 상기 제2딥비어에 매립된 금속을 접착시키는 것을 특징으로 하는 듀얼 이미지 센서 제조 방법.
  6. 제 1 항에 있어서, 상기 제1단차에 의한 상단면 전체가 상기 제2단차에 의한 상단면 중에서 상기 제2마이크로렌즈가 형성되는 일부를 제외한 타부와 대면하도록, 상기 제1단차와 상기 제2단차를 서로 어긋나게 형성하는 것을 특징으로 하는 듀얼 이미지 센서 제조 방법.
  7. 경사진 제1단차를 갖는 제1웨이퍼와, 상기 제1단차에 의한 경사면에 빛의 반사 굴절을 위해 형성되는 제1반사면과, 상기 제1단차에 의한 하단면에 형성되는 적어도 하나의 제1마이크로렌즈와, 상기 제1마이크로렌즈의 대응되는 위치에 해당하는 상기 제1웨이퍼 내에 구비되는 제1 컬러필터 어레이 및 제1 포토다이오드와, 상기 제1단차에 의한 상단면에 금속이 매립되어 형성되는 제1딥비어를 구비하는 제1디바이스; 그리고
    경사진 제2단차를 갖는 제2웨이퍼와, 상기 제2단차에 의한 경사면에 빛의 반사 굴절을 위해 형성되는 제2반사면과, 상기 제2단차에 의한 상단면 일부에 형성되는 적어도 하나의 제2마이크로렌즈와, 상기 제2마이크로렌즈의 대응되는 위치에 해당하는 상기 제2웨이퍼 내에 구비되는 제2 컬러필터 어레이 및 제2 포토다이오드와, 상기 제2단차에 의한 상단면 타부에 금속이 매립되어 형성되는 제2딥비어를 구비하는 제2디바이스로 구성되며,
    상기 제1단차에 의한 상단면과 상기 제2단차에 의한 상단면 타부가 대면됨에 따라 상기 제1딥비어에 매립된 금속과 상기 제2딥비어에 매립된 금속이 접착되어 하나의 이미지 센서 칩을 구성하는 것을 특징으로 하는 듀얼 이미지 센서.
  8. 제 7 항에 있어서, 상기 제1마이크로렌즈는 상기 제1단차에 의한 하단면 중에서 상기 제2반사면에 의해 반사 굴절된 빛이 도달하는 영역에 구비되며, 상기 제2마이크로렌즈는 상기 제2단차에 의한 상단면 중에서 상기 제1반사면에 의해 반사 굴절된 빛이 도달하는 영역에 구비되는 것을 특징으로 하는 듀얼 이미지 센서.
  9. 제 7 항에 있어서, 상기 제1 및 2 반사면들은 상기 이미지 센서 칩의 측면으로부터 입사되는 빛을 반사 굴절시켜 상기 제1 및 2 마이크로렌즈들로 전달하고, 상기 제2반사면에 의해 반사 굴절된 빛은 상기 제1마이크로렌즈 및 상기 제1 컬러필터 어레이를 거쳐 상기 제1 포토다이오드까지 전달되고, 상기 제1반사면에 의해 반사 굴절된 빛은 상기 제2마이크로렌즈 및 상기 제2 컬러필터 어레이를 거쳐 상기 제2 포토다이오드까지 전달되는 것을 특징으로 하는 듀얼 이미지 센서.
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