KR20010014897A - 고체 촬상 장치의 마이크로 렌즈 형성 방법 - Google Patents
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Abstract
본 발명은 고체 촬상 장치의 베이스 구조 위에 마이크로 렌즈를 형성하는 방법을 제공한다. 이 방법은 베이스 구조 상에 투광 물질층을 형성하는 단계; 및 다이 패턴을 갖는 다이를 투광 물질층에 대해 밀어 상기 다이의 다이 패턴을 상기 투광 물질층에 전사하여, 베이스 구조 위에 마이크로 렌즈 패턴을 형성하는 단계를 포함한다.
Description
본 발명은 고체 촬상 장치에 관한 것으로, 더 상세하게는 고체 촬상 장치의 마이크로 렌즈 형성 방법에 관한 것이다.
전형적인 고체 촬상 장치 중의 하나가 2차원 CCD(Charge Coupled Device)이다. 2차원 CCD는 복수의 포토다이오드가 매트릭스 형태로 배열되어 있는 촬상 영역을 가지며, 여기에서 포토다이오드들 각각은 광학 신호를 전기 신호로 변환한다. 각각의 포토다이오드 위에 마이크로 렌즈가 제공되어, 포토다이오드의 감도를 향상시킨다. 마이크로 렌즈는 반구 형상으로 되어 있다. 빛 또는 광자는 마이크로 렌즈를 투과해서 포토다이오드로 입사하여, 그 빛 또는 광자의 양에 대응하는 전하로 변환된다. 이와 같이 발생된 전하는 포토다이오드 내에 집적된다.
일본 특허 공보 제60-59752호에는, 고체 촬상 장치의 마이크로 렌즈를 형성하기 위한 종래의 방법이 개시되어 있다. 도 1a 내지 1d는 고체 촬상 장치의 포토다이오드 위에 마이크로 렌즈의 열을 형성하는 종래의 방법과 관련된 고체 촬상 장치의 부분 단면도이다.
도 1a 내지 1d를 참조하면, p형 웰 영역(2)이 n형 반도체 기판(1) 상에 형성된다. N형 수광 영역(3)이 p형 웰 영역(2)의 상부 영역 내에 선택적으로 형성된다. N형 CCD 채널 영역(4)이 p형 웰 영역(2)의 상부 영역에서 n형 수광 영역(3)으로부터 분리되도록 형성된다. P+형 소자 분리 영역(5) 각각은, n형 CCD 채널 영역(4) 및 n형 수광 영역(3) 사이에서 n형 CCD 채널 영역(4) 및 n형 수광 영역(3)과 접촉하도록, p형 웰 영역(2)의 상부 영역에 선택적으로 형성되어, n형 CCD 채널 영역(4)이 p+형 소자 분리 영역(5)에 의해 n형 수광 영역(3)으로부터 분리되게 한다. p+형 웰 영역(2)의 상부 영역, n형 수광 영역(3), n형 CCD 채널 영역(4) 및 p+형 소자 분리 영역(5) 상에 게이트 산화막(6)이 형성된다. 폴리실리콘 게이트 전극(7)이 게이트 산화막(6) 상에 선택적으로 형성되며, 여기에서 각각의 폴리실리콘 게이트 전극(7)은, n형 수광 영역(3)과 n형 CCD 채널 영역(4) 사이의 p형 웰 영역의 상부 영역뿐만 아니라, n형 CCD 채널 영역(4) 및 p+형 소자 분리 영역(5) 중 상기 n형 CCD 채널 영역(4)에 인접한 절반 부분을 덮도록 연장된다. 폴리실리콘 게이트 전극(7)은, n형 수광 영역(3) 및 p+형 소자 분리 영역(5) 중 상기 n형 수광 영역(3)에 인접한 절반 부분은 덮지 않는다. 폴리실리콘 게이트 전극(7)과 상기 폴리실리콘 게이트 전극(7) 부근의 게이트 산화막(6) 중 n형 수광 영역(3)의 중앙 영역을 제외한 부분을 덮는 차광층(8)이 형성되어, n형 수광 영역(3)의 중앙 영역에 빛이 입사될 수 있게 한다. 상술한 기판(1)으로부터 차광층(8)까지의 구성은 이하에서는 베이스 영역(110)으로 칭한다. 평탄화된 절연층(111)이 베이스 영역(110) 전체에 형성된다. 평탄화된 절연층(111)은 실리콘 산화층 또는 투명 수지층을 포함한다. 평탄화된 절연층(111)은 빛을 투과시킨다. 인접해 있는 두 개의 차광층(8) 사이의 갭들은 각각 평탄화된 절연층(111)으로 채워진다. 복수의 마이크로 렌즈(112)가, 차광층(8)들 사이의 갭 및 n형 수광 영역(3) 상에 위치하도록, 평탄화된 절연층(111)의 평탄면 상에 형성된다. 빛은 마이크로 렌즈(11) 및 차광층(8)들 사이의 갭 내의 평탄화된 절연층(111)을 투과하여, n형 수광 영역(3)의 중앙 영역으로 입사한다.
마이크로 렌즈를 구비하는 상기의 고체 촬상 장치는 다음과 같이 제조된다.
도 1a를 참조하면, p형 웰 영역(2)이 n형 반도체 기판(1) 상에 형성된다. n형 수광 영역(3)은 p형 웰 영역(2)의 상부 영역 내에 선택적으로 형성된다. N형 CCD 채널 영역(4)은 n형 수광 영역(3)으로부터 분리되도록 p형 웰 영역의 상부 영역 내에 선택적으로 형성된다. p+형 소자 분리 영역(5)은, 각각이 n형 CCD 채널 영역(4)과 n형 수광 영역(3) 사이에서 상기 n형 CCD 채널 영역(4) 및 상기 n형 수광 영역(3)과 접촉하도록, p형 웰 영역(2)의 상부 영역 내에 선택적으로 형성되고, 그 결과 n형 CCD 채널 영역(4)은 p+형 소자 분리 영역(5)에 의해 n형 수광 영역(3)으로부터 분리된다. p형 웰 영역(2), n형 수광 영역(3), n형 CCD 채널 영역(4) 및 p+형 소자 분리 영역(5)의 상부 영역 상에, 게이트 산화막(6)이 형성된다. 폴리실리콘 게이트 전극(7)은 게이트 산화막(6) 상에 선택적으로 형성되며, 이 때 각각의 폴리실리콘 게이트 전극(7)은, n형 수광 영역(3)과 n형 CCD 채널 영역(4) 사이에 있는 p형 웰 영역의 상부 영역뿐만 아니라, n형 CCD 채널 영역(4)과 상기 p+형 소자 분리 영역(4) 중 상기 n형 CCD 채널 영역에 더 인접한 절반 부분을 덮도록 연장된다. 폴리실리콘 게이트 전극(7)은 n형 수광 영역(3)과 p+형 소자 분리 영역(5) 중 상기 n형 수광 영역(3)에 더 인접한 절반 부분은 덮지 않는다. 폴리실리콘 게이트 전극(7)과 상기 폴리실리콘 게이트 전극(7) 부근의 게이트 산화막(6) 중 n형 수광 영역(3)의 중앙 영역을 제외한 부분을 덮는 차광층(8)이 형성되어, n형 수광 영역(3)의 중앙 영역으로 빛이 입사될 수 있게 한다. 이하에서는, 기판(1)에서 차광층(8)까지의 상기 구조물을 베이스 영역(110)으로 칭한다.
도 1b를 참조하면, 평탄화된 절연층(111)이 베이스 영역(110) 전체에 형성된다. 평탄화된 절연층(111)은 실리콘 산화층 또는 투명 수지층을 포함한다. 평탄화된 절연층(111)은 빛을 투과시킨다. 인접한 두개의 차광층(8)들 사이의 갭 각각은 평탄화된 절연층(111)으로 채워진다.
도 1c를 참조하면, 마이크로 렌즈의 재료인 투명 열경화성 수지 재료가 평탄화된 절연층(111)의 평탄면 전체에 도포된다. 투명 열경화성 수지 재료를 포토리소그래피 기술로 패터닝하여, n형 수광 영역(3) 및 차광층(8)들 간의 갭 상에 마이크로 렌즈 패턴(112a)을 형성한다.
도 1d를 참조하면, 마이크로 렌즈 패턴(112a)의 열적 리플로우를 유발하는 열처리를 수행하여 평탄화된 절연층(111)의 평탄면 상에 마이크로 렌즈를 형성함으로써, 마이크로 렌즈(112)가 n형 수광 영역(3) 및 차광층(8)들 간의 갭 상에 형성되게 한다. 빛은 마이크로 렌즈(11) 및 차광층(8)들 간의 갭 내의 평탄화된 절연층(111)을 투과하여, n형 수광 영역(3)의 중앙 영역으로 입사한다.
상술한 바와 같이, 마이크로 렌즈(112)는 투명 열경화성 수지 재료로 이루어진 마이크로 렌즈 패턴(112a)을 열처리에 의해 연화시킴으로써 형성된다. 마이크로 렌즈(112)의 형상은, 마이크로 렌즈 재료의 열 내력, 평탄화된 절연층(111)의 표면 상태, 및 마이크로 렌즈 패턴(112a)의 크기 및 두께에 의존한다. 열적 리플로우 공정에서의 온도와 마이크로 렌즈 패턴(112a)의 크기 및 두께를 변화시키면, 마이크로 렌즈(112)의 형상도 변화한다. 마이크로 렌즈(112)는 투명 열경화성 수지 재료로 이루어진다. 이것은, 마이크로 렌즈(112)가 열적으로 불안정함을 의미한다. 따라서, 고도로 정밀한 형상의 마이크로 렌즈(11)에 대해 재생산율을 높이기가 어렵다.
일본 공개 공보 제5-320900호에는, 이러한 문제점을 해결하기 위한 방법으로서, 트렌치 캐비티 또는 리지를 형성하여 마이크로 렌즈가 분산되는 것을 억제하는 방법이 개시되어 있다. 도 2a 내지 2d는, 고체 촬상 장치의 포토다이오드 상에 마이크로 렌즈의 열을 형성하는 제2의 종래 방법과 관련된 고체 촬상 장치의 부분적인 단면도이다.
도 2a를 참조하면, p형 웰 영역(2)이 n형 반도체 기판(1) 상에 형성된다. N형 수광 영역(3)이 p형 웰 영역(2)의 상부 영역에 선택적으로 형성된다. N형 CCD 채널 영역(4)은, p형 웰 영역(2)의 상부 영역 내에, n형 수광 영역(3)으로부터 분리되도록 선택적으로 형성된다. p+형 소자 분리 영역(5) 각각은, n형 CCD 채널 영역(4)과 n형 수광 영역(3) 사이에서 상기 n형 CCD 채널 영역(4) 및 상기 n형 수광 영역(3)과 접촉하도록 p형 웰 영역(2)의 상부 영역 내에 선택적으로 형성되어, n형 CCD 채널 영역(4)이 p+형 소자 분리 영역(5)에 의해 n형 수광 영역(3)으로부터 분리되게 한다. p형 웰 영역(2)의 상부 영역, n형 수광 영역(3), n형 CCD 채널 영역(4) 및 p+형 소자 분리 영역(5) 상에, 게이트 산화막(6)이 형성된다. 폴리실리콘 게이트 전극(7)은 게이트 산화막(6) 상에 선택적으로 형성되며, 여기에서 각각의 폴리실리콘 게이트 전극(7)은, n형 수광 영역(3)과 n형 CCD 채널 영역(4) 사이에 있는 p형 웰 영역의 상부 영역뿐만 아니라, n형 CCD 채널 영역(4)과 p+형 소자 분리 영역(5) 중 상기 n형 CCD 채널 영역(4)에 더 인접한 절반 부분을 덮도록 연장된다. 폴리실리콘 게이트 전극(7)은 n형 수광 영역(3)과 p+형 소자 분리 영역(5) 중 상기 n형 수광 영역(3)에 더 인접한 절반 부분은 덮지 않는다. 폴리실리콘 게이트 전극(7)과 상기 폴리실리콘 게이트 전극(7) 부근의 게이트 산화막 중 n형 수광 영역(3)의 중앙 영역을 제외한 부분에 차광층(8)이 형성되어, n형 수광 영역(3)을 통해 빛이 입사될 수 있게 한다. 이하에서는, 기판(1)에서 차광층(8)까지의 상기 구조물을 베이스 영역(110)으로 칭한다. 평탄화된 절연층(211)이 베이스 영역(110) 전체에 형성된다. 평탄화된 절연층(211)은 실리콘 산화층 또는 투명 수지층을 포함한다. 평탄화된 절연층(211)은 빛을 투과시킨다. 인접한 두개의 차광층(8)들 간의 갭 각각은 평탄화된 절연층(211)으로 채워진다. 평탄화된 절연층(211) 전체에 포토레지스트(13a)가 도포된다. 포토레지스트(13a)는 포토리소그래피에 의해 패터닝되어, n형 CCD 채널 영역(4) 상에 위치하는 개구를 갖는 포토레지스트 패턴(13a)을 형성한다.
도 2b를 참조하면, 포토레지스트 패턴(13a)은 평탄화된 절연층(211)에 건식 에칭을 수행하는 데 이용되어, 평탄화된 절연층(211)이 경계 영역(211b) 상에서 부분적으로 에칭되어, 평탄화된 절연층(211)의 경계 영역(211b) 상에 트렌치 캐비티(221a)를 형성하게 한다. 그 다음, 사용된 포토레지스트 패턴(13a)은 제거된다.
도 2c를 참조하면, 마이크로 렌즈의 재료인 투명 열경화성 수지 재료가 평탄화된 절연층(211)의 평탄면 전체에 도포된다. 투명 열경화성 수지 재료는 포토리소그래피 기술에 의해 패터닝되어, 평탄화된 절연층(211)의 상단면 중 트렌치 캐비티에 인접한 영역 및 트렌치 캐비티(221a)를 제외한 부분에 위치하는 마이크로 렌즈 패턴(212a)을 형성한다.
도 2d를 참조하면, 마이크로 렌즈 패턴(212a)의 열적 리플로우를 유발하는 열 처리가 수행되어, 평탄화된 절연층(211)의 리지부의 상단면에 마이크로 렌즈(212)를 형성한다. 마이크로 렌즈 패턴(212a)의 리플로우는 평탄화된 절연층(211)의 리지부의 에지를 벗어나지 못한다. 따라서, 마이크로 렌즈(212)는 n형 수광 영역(3) 및 차광 영역(8)들 간의 갭 상에 위치한다. 빛은 마이크로 렌즈(212) 및 차광층(8)들 간의 갭 내의 평탄화된 절연층(211)을 투과하여, n형 수광 영역(3)의 중앙 영역으로 입사한다.
전술한 바와 같이, 평탄화된 절연층(211)의 리지부의 에지는 마이크로 렌즈 패턴(212a)이 평탄화된 절연층(211)의 리지부의 상단부로 분산되는 것을 제한한다. 즉, 마이크로 렌즈(212)는 투명 열경화성 수지 재료로 이루어진 마이크로 렌즈 패턴(212a)을 열처리에 의해 연화시킴으로써 형성된다. 마이크로 렌즈(212)의 형상 변화는 평탄화된 절연층(211)의 리지부의 에지에 의해 억제된다.
상기와 같이 마이크로 렌즈를 형성하는 제2의 종래 방법은 다음과 같은 문제점들을 갖는다. 분리 트렌치 캐비티(221a)는, 그 에지가 마이크로 렌즈 패턴(212a)의 리플로우의 분산을 억제하도록, 마이크로 렌즈(212)가 형성되어 있는 각각의 리지 영역을 분리시켜, 마이크로 렌즈(212)가 분리 트렌치 캐비티(221a)에 의해 정의되는 리지 상에서 제한되게 한다. 이것은 마이크로 렌즈(212)의 폭 "X"가 리지의 폭에 의해 정밀하게 정의됨을 의미한다. 마이크로 렌즈의 폭과 크기는 마이크로 렌즈의 재료 및 리플로우 공정의 온도에 의존하기 때문에 마이크로 렌즈의 폭은 리지의 폭에 의해 정밀하게 제어되고 결정되지만, 마이크로 렌즈의 높이 또는 두께 "Y"를 정밀하게 제어하고 결정하기는 어렵다. 또한, 베이스 구조물(110) 상에 크기가 상이한 마이크로 렌즈들을 형성할 필요가 있는 경우, 마이크로 렌즈들의 크기를 각각 제어하는 것이 어렵다. 감도를 향상시키기 위해서는, 마이크로 렌즈의 크기를 증가시키고, 인접한 두 개의 마이크로 렌즈들 간의 거리를 좁힐 필요가 있다. 그러나, 그 위에 마이크로 렌즈가 형성될 리지를 분리시키는 분리 트렌치 캐비티를 더 좁게 하기는 어렵다. 이것은, 인접한 두 개의 마이크로 렌즈들 간의 거리를 더 좁게 하기가 어렵다는 것을 의미한다.
도 3a 내지 도 3d는 고체 촬상 장치의 포토다이오드 상에 마이크로 렌즈의 열을 형성하는 제3의 종래 방법과 관련된 고체 촬상 장치의 부분적인 단면도이다.
도 3a를 참조하면, p형 웰 영역(2)이 n형 반도체 기판(1) 상에 형성된다. N형 수광 영역(3)은 p형 웰 영역(2)의 상부 영역 내에 선택적으로 형성된다. N형 CCD 채널 영역(4)도, n형 수광 영역(3)으로부터 분리되도록, p형 웰 영역(2)의 상부 영역 내에 선택적으로 형성된다. P+형 소자 분리 영역(5)이, n형 CCD 채널 영역(4)과 n형 수광 영역(3) 사이에서 상기 n형 CCD 채널 영역(3) 및 상기 n형 수광 영역(3)과 접촉하도록, p형 웰 영역(2)의 상부 영역 내에 선택적으로 형성되어, n형 CCD 채널 영역(4)이 p+형 소자 분리 영역(5)에 의해 n형 수광 영역(3)으로부터 분리되게 한다. p형 웰 영역(2)의 상부 영역, n형 수광 영역(3), n형 CCD 채널 영역(4) 및 p+ 소자 분리 영역(5) 상에 게이트 산화막(6)이 형성된다. 폴리실리콘 게이트 전극(7)이 게이트 산화막(6) 상에 선택적으로 형성되며, 여기에서 폴리실리콘 게이트 전극(7) 각각은 n형 수광 영역(3)과 n형 CCD 채널 영역(4) 사이에 있는 p형 웰 영역의 상부 영역뿐만 아니라, n형 CCD 채널 영역(4)과 p+형 소자 분리 영역(5) 중 상기 n형 CCD 채널 영역(4)에 더 인접한 절반 부분을 덮도록 연장된다. 폴리실리콘 게이트 전극(3)은 n형 수광 영역(3) 및 p+형 소자 분리 영역(5) 중 상기 n형 수광 영역(3)에 더 인접한 절반 부분은 덮지 않는다. 폴리실리콘 게이트 전극(7)과 상기 폴리실리콘 게이트 전극(7)에 인접한 영역 중 n형 수광 영역(3)의 중앙 영역을 제외한 부분을 덮는 차광층(8)이 형성되어, 빛이 n형 수광 영역(3)의 중앙 영역으로 입사되게 한다. 이하에서는, 상기의 기판(1) 내지 차광층(8)까지의 구조를 베이스 영역(110)으로 칭한다. 평탄화된 절연층(211)이 베이스 영역(110) 전체에 형성된다. 평탄화된 절연층(211)은 실리콘 산화층 또는 투명 수지층을 포함한다. 평탄화된 절연층(211)은 빛을 투과시킨다. 인접한 두 개의 차광층(211)들 간의 갭 각각은 평탄화된 절연층(211)으로 채워진다. 포토레지스트(13a)가 평탄화된 절연층(211)의 표면 전체에 도포된다. 포토레지스트(13a)는 포토리소그래피에 의해 패터닝되어, n형 CCD 채널 영역(4) 상에 위치하는 포토레지스트 패턴(13a)을 형성한다.
도 3b를 참조하면, 포토레지스트 패턴(13a)은, 평탄화된 절연층(211) 중 경계 영역(311b) 이외의 영역들이 부분적으로 에칭되어, 평탄화된 절연층(211)의 경계 영역(311b) 상에 위치하는 두 개의 인접한 리지부들 사이에 정의되는 넓은 캐비티를 형성하도록, 평탄화된 절연층(211)에 건식 에칭을 수행하는 데에 사용된다. 그 다음, 사용된 포토레지스트 패턴(13a)은 제거된다.
도 3c를 참조하면, 마이크로 렌즈의 재료인 투명 열경화성 수지 재료가 평탄화된 절연층(311)의 표면 전체에 도포된다. 투명 열경화성 수지 재료는 포토리소그래피 기법으로 패터닝되어, 평탄화된 절연층(311)의 리지부들 사이에 정의된 넓은 캐비티 내에 위치되는 마이크로 렌즈 패턴(312a)을 형성한다.
도 3d를 참조하면, 마이크로 렌즈 패턴(312a)의 열적 리플로우를 유발하는 열처리가 수행되어, 평탄화된 절연층(311)의 리지부의 상단면 상에 마이크로 렌즈(312)를 형성한다. 마이크로 렌즈 패턴(312a)의 리플로우는 평탄화된 절연층(311)의 리지부의 넓은 캐비티의 에지에서 제한된다. 따라서, 마이크로 렌즈(312)는 n형 수광 영역(3) 및 차광층(8) 들 간의 갭 상에 위치한다. 빛은 마이크로 렌즈(312) 및 차광층(8)들 간의 갭 내의 평탄화된 절연층(311)을 투과하여, n형 수광 영역(3)의 중앙 영역으로 입사한다.
전술한 바와 같이, 평탄화된 절연층(311)의 리지부의 넓은 캐비티들의 에지는 마이크로 렌즈 패턴(312a)의 리플로우의 전개가 평탄화된 절연층(311)의 리지부들 사이에 정의된 넓은 캐비티까지 연장되는 것을 제한한다. 즉, 마이크로 렌즈(312)는 투명 열경화성 수지 재료로 이루어진 마이크로 렌즈 패턴(312a)을 열처리에 의해 연화시킴으로써 형성된다. 마이크로 렌즈(312)의 형태 변화는 평탄화된 절연층(311)의 리지부의 넓은 캐비티의 에지부에 의해 억제된다.
상기와 같이 마이크로 렌즈를 형성하는 제3의 종래 방법은 다음과 같은 문제점들을 갖는다. 마이크로 렌즈(312)가 형성되는 각각의 넓은 캐비티를 정의하기 위한 리지(311a)가 제공되어, 상기 리지(311a)의 에지가 마이크로 렌즈 패턴(312a)의 리플로우의 전개를 억제하게 함으로써, 마이크로 렌즈(312)가 리지(311a)에 의해 넓은 트렌치 캐비티 내로 제한되게 한다. 이것은 마이크로 렌즈(312)의 폭이 리지(311a)에 의해 넓은 트렌치 캐비티의 폭으로 정밀하게 정의됨을 의미한다. 마이크로 렌즈의 폭 및 크기는 마이크로 렌즈의 재료 및 리플로우 공정의 온도에 의존하기 때문에, 마이크로 렌즈의 폭은 넓은 트렌지 캐비티의 폭으로 정밀하게 제어되고 결정될 수 있지만, 마이크로 렌즈의 높이 또는 두께 "Y"를 정밀하게 제어하고 결정하기는 어렵다. 또한, 베이스 구조물(110) 상에 크기가 다른 마이크로 렌즈들을 형성할 필요가 있는 경우에도, 마이크로 렌즈들 각각의 크기를 제어하기가 어렵다. 감도를 향상시키기 위해서는, 마이크로 렌즈의 크기를 증가시키고 인접한 두 개의 마이크로 렌즈들 간의 거리를 좁게 할 필요가 있다. 그러나, 마이크로 렌즈들이 형성될 넓은 트렌치 캐비티를 정의하는 리지들을 더 좁게 하기는 어렵다. 이것은, 인접한 두 개의 마이크로 렌즈들 간의 거리를 더 좁게 하기가 어렵다는 것을 의미한다.
일본 공개 특허 공보 제4-61277호에는, 다이를 이용하여 마이크로 렌즈를 형성하는 제4의 종래 방법이 개시되어 있다. 도 4a 내지 도 4d는 고체 촬상 장치의 포토다이오드 위에 마이크로 렌즈의 열을 형성하는 제3의 종래 방법과 관련된 고체 촬상 장치를 도시하는 부분 단면도이다.
도 4a 내지 도 4d를 참조하면, 인접한 캐비티(131)들이 리지부(135)에 의해 서로 분리되도록 배치된 다이(132)가 이용된다. 각각의 캐비티(131)의 형상은 형성될 각각의 마이크로 렌즈의 형상을 정의한다. 마이크로 렌즈의 재료인 투명 광수지 또는 열경화성 재료(133)가 다이(132) 내에 주입된다.
도 4b를 참조하면, 광 수지 또는 열경화 공정이 수행되어, 얇은 베이스 적층부(135) 및 상기 얇은 베이스 적층부(135) 상의 마이크로 렌즈(134)의 열을 포함하는 일체형 마이크로 렌즈군(136)을 형성한다.
도 4c를 참조하면, 일체형 마이크로 렌즈군(136)은 다이(132)로부터 제거된다.
도 4d를 참조하면, 일체형 마이크로 렌즈군(136)은 베이스 구조물(110) 상에 제공되는 칼라 필터(138) 위에 배치된다.
도 4e를 참조하면, 일체형 마이크로 렌즈군(136)은 칼라 필터(138)에 접착된다.
상기와 같이 마이크로 렌즈를 형성하는 제4의 종래 방법은 다음과 같은 문제점들을 갖는다. 일체형 마이크로 렌즈군(136)은 얇은 베이스 적층부(135) 및 상기 얇은 베이스 적층부(135) 상의 마이크로 렌즈(134)의 열을 포함한다. 일체형 마이크로 렌즈군(136)의 두께는 얇은 베이스 적층부(135) 및 마이크로 렌즈(34)의 총 두께에 해당한다. 일체형 마이크로 렌즈군(136)의 두께는 각각의 마이크로 렌즈(134)의 두께에 비해, 얇은 베이스 적층부(135)의 두께 "Z"만큼 더 두껍다.
도 5a는 도 4a 내지 도 4e에 도시된 제4 종래의 방법에서 형성된 마이크로 렌즈를 갖는 고체 촬상 장치에 카메라 렌즈를 통해 광이 입사하는 것을 도시하는 도면이다. 도 5b는 도 5a의 고체 촬상 장치의 광다이오드로 마이크로 렌즈를 통해 광이 입사하는 것을 도시하는 도면이다.
도 5a 및 도 5b를 참조하면, 고체 촬상 장치가 카메라 렌즈(139)로부터 일정 거리를 두고 배치되어 있다. 고체 촬상 장치는 마이크로 렌즈(134)를 구비한다. 카메라 렌즈(139)를 통해 광이 투과되고 또한 투과되어 마이크로 렌즈(134)를 향해 확산된다. 마이크로 렌즈군(136)의 베이스의 얇게 적층된 부분(135)의 면에 대하여 수직인 중심축이 카메라 렌즈(139)의 중심을 관통한다. 중심축 상에 마이크로 렌즈(134b)가 배치된다. 마이크로 렌즈(134a 및 134c)가, 중심축으로부터 마이크로 렌즈군(136)의 베이스의 얇게 적층된 부분(135)의 면에 포함된 방향으로 이격 배치된다. 카메라 렌즈(139)를 통해 투과된 광이 마이크로 렌즈군(136)의 베이스의 얇게 적층된 부분(135)의 면에 대하여 수직인 방향으로 마이크로 렌즈(134b)에 입사된다. 즉, 마이크로 렌즈(134b)는 수직 입사하는 광을 수광한다. 카메라 렌즈(139)를 통해 투과된 광은 마이크로 렌즈군(136)의 베이스의 얇게 적층된 부분(135)의 면에 대하여 비스듬한 방향으로 마이크로 렌즈(134a 및 134c)에 입사된다. 즉, 마이크로 렌즈(134a 및 134c)는 비스듬하게 입사하는 광을 수광한다. 상술한 바와 같이, 마이크로 렌즈군(136)의 두께는 마이크로 렌즈(134)보다도 베이스의 얇게 적층된 부분(135)의 두께 "Z"만큼 더 두껍다. 베이스의 얇게 적층된 부분(135)의 두께 "Z"는 수광부(3)로부터 마이크로 렌즈(134)의 거리를 증가시킨다. 마이크로 렌즈(134b)는 수직 입사하는 광을 수광하여, 광이 완전히 수광부(3)에 도달한다. 그러나, 마이크로 렌즈(134a 및 134c)는 비스듬하게 입사하는 광을 수광함으로써, 광이 부분적으로 수광부(3)에 도달한다. 그 결과, 감도가 열화된다.
마이크로 렌즈를 형성하는 상기한 제4의 종래의 방법에는 다음과 같은 문제도 있다. 도 4a 내지 도 4e에 도시된 바와 같이, 마이크로 렌즈 물질로서 투명 광 경화 또는 열경화성 수지 물질(133)을 다이(132)에 주입한다. 그 후, 광 경화 또는 열경화 공정을 행하여 일체형 마이크로 렌즈군(136)을 형성한다. 일체형 마이크로 렌즈군(136)을 다이(132)로부터 제거한 다음 칼라 필터(138)에 접착하여 고체 촬상 장치를 형성한다. 일체형 마이크로 렌즈군(136)을 광 경화 또는 열경화 공정에 의해 제작하기 때문에, 일체형 마이크로 렌즈군(136)이 딱딱한데, 이러한 이유로, 일체형 마이크로 렌즈군(136)을 칼라 필터(138)에 접착했을 때, 칼라 필터(138)가 하드 일체형 마이크로 렌즈군(136)과의 접촉으로 인해 손상을 입게되어 칼라 필터(138)에 상처가 생길 수 있다. 이렇게 생긴 상처는 스크린에 투사된다. 칼라 필터(138)와 하드 일체형 마이크로 렌즈군(136)과의 접촉으로 인한 상처를 피하기 위해, 기판 위에 칼라 필터(138)로부터 부유하는 하드 일체형 마이크로 렌즈군(136)을 지지하는 외측벽을 형성하여, 하드 일체형 마이크로 렌즈군(136)과 칼라 필터(138) 사이에 내부 공간을 형성하는 것을 제안할 수 있다. 내부 공간은 하드 마이크로 렌즈군(136)과 칼라 필터(138)와는 광의 굴절률이 다르다. 이렇게 됨으로써, 마이크로 렌즈의 형상과 크기 그리고 고체 촬상 장치를 설계하기가 어렵다. 또한, 내부 공간으로 인해 마이크로 렌즈와 수광부(3) 간의 거리가 증가된다. 이는 마이크로 렌즈(134a 또는 134c)를 통해 투과되어 수광부(3)에 도달하는 광량이 감소하여, 감도가 한층 악화된다는 것을 의미한다.
상기한 상황에서, 상기한 문제가 없는 고체 촬상 장치의 마이크로 렌즈를 제조하는 신규한 방법의 개발이 요구되었다.
따라서, 본 발명의 목적은, 상기한 문제가 없는 고체 촬상 장치의 마이크로 렌즈를 제조하는 신규한 방법을 제공하는 것이다.
본 발명의 다른 목적은, 마이크로 렌즈의 형상과 크기의 정밀도를 향상시킨 고체 촬상 장치의 마이크로 렌즈를 제조하는 신규한 방법을 제공하는 것이다.
본 발명의 또 다른 목적은, 고체 촬상 장치의 신뢰도를 향상시킨 고체 촬상 장치의 마이크로 렌즈를 제조하는 신규한 방법을 제공하는 것이다.
본 발명의 다른 목적은, 고체 촬상 장치의 감도를 향상시킨 고체 촬상 픽업 장치의 마이크로 렌즈를 제조하는 신규한 방법을 제공하는 것이다.
본 발명은, 고체 촬상 장치의 베이스 구조에 마이크로 렌즈를 형성하는 방법을 제공하는 것이다. 이 방법은, 베이스 구조 상에 투광 물질층을 형성하는 단계; 및 다이 패턴을 갖는 다이를 투광 물질층에 대하여 밀어서 다이의 다이 패턴을 투광 물질층에 전사하여, 베이스 구조 상에 마이크로 렌즈 패턴을 형성하는 단계를 포함한다.
본 발명의 상기한 그리고 다른 목적, 특징 및 장점은 다음의 설명으로부터 명백해질 것이다.
도 1a 내지 도 1d는 고체 촬상 장치의 광다이오드 상에 마이크로 렌즈를 일렬로 정렬하는 종래 방법에 관련된 고체 촬상 장치를 도시한 부분 정단면도.
도 2a 내지 도 2d는 고체 촬상 장치의 광다이오드 상에 마이크로 렌즈를 일렬로 정렬하는 제2의 종래의 방법에 관련된 고체 촬상 장치를 도시한 부분 정단면도.
도 3a 내지 도 3d는 고체 촬상 장치의 광다이오드 상에 마이크로 렌즈를 일렬로 정렬하는 제3의 종래의 방법에 관련된 고체 촬상 장치를 도시한 부분 정단면도.
도 4a 내지 도 4d는 고체 촬상 장치의 광다이오드 상에 마이크로 렌즈를 일렬로 정렬하는 제3의 종래의 방법에 관련된 고체 촬상 장치를 도시한 부분 정단면도.
도 5a는 도 4a 내지 도 4e에 도시된 제4 종래 방법에서 형성된 마이크로 렌즈를 갖는 고체 촬상 장치로 카메라 렌즈를 통해 광이 입사하는 것을 도시한 도면.
도 5b는 도 5a의 고체 촬상 장치의 광다이오드로 마이크로 렌즈를 통해 광이 입사하는 것을 도시한 도면.
도 6a 내지 도 6d는 본 발명에 따른 제1의 양호한 실시예에서의 제1의 신규한 다이를 사용하여 고체 촬상 장치의 베이스 구조 상에 마이크로 렌즈를 일렬로 정렬하는 제1의 방법에 관련된 고체 촬상 장치를 도시한 부분 정단면도.
도 7a 내지 도 7d는 본 발명에 따른 제2의 양호한 실시예에서의 제2의 신규한 다이를 사용하여 고체 촬상 장치의 베이스 구조 상에 마이크로 렌즈를 일렬로 정렬하는 제1의 방법에 관련된 고체 촬상 장치를 도시한 부분 정단면도.
도 8a 내지 도 8d는 본 발명에 따른 제3의 양호한 실시예에서의 제3의 신규한 다이를 사용하여 고체 촬상 장치의 베이스 구조 상에 마이크로 렌즈를 일렬로 정렬하는 제1의 방법에 관련된 고체 촬상 장치를 도시한 부분 정단면도.
<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>
1 : n형 반도체 기판
2 : p형 웰 영역
3 : n형 수광 영역
4 : n형 전하 결합 소자 채널 영역
5 : p+형 소자 분리 영역
6 : 게이트 산화막
7 : 다결정 게이트 전극
8 : 차폐층
10 : 베이스 구조
11 : 절연층
12a : 투광 물질층
14 : 다이
제1의 본 발명은 고체 촬상 장치의 베이스 구조에 마이크로 렌즈를 형성하는 방법을 제공한다. 이 방법은, 베이스 구조 상에 투광 물질층을 형성하는 단계; 및 다이 패턴을 갖는 다이를 투광 물질층에 대하여 밀어서 다이의 다이 패턴을 투광 물질층에 전사함으로써, 베이스 구조 위에 마이크로 렌즈 패턴을 형성하는 단계를 포함한다.
다이 패턴을 갖는 다이를 투광 물질층에 대하여 밀면, 투광 물질층이 다이와 동일한 패턴을 갖는 마이크로 렌즈 패턴으로 된다. 즉, 마이크로 렌즈 패턴의 형상과 크기는 단지 다이 패턴의 형상과 크기에 따라 다르다.
리플로우 공정을 행하지 않고 마이크로 렌즈 패턴을 형성하거나 마이크로 렌즈를 형성한다. 리플로우 공정을 행하지 않으면, 마이크로 렌즈의 형상과 크기에 변화가 없다. 이는 매우 정밀한 형상과 크기를 갖는 마이크로 렌즈를 형성하는 것이 용이하다는 것을 의미한다.
또한, 다이 패턴은 형상이나 크기가 서로 균일한 마이크로 렌즈를 형성하는 것이나, 각각의 마이크로 렌즈는 설계된 다이 패턴에 따라 크기와 형상이 매우 정밀하다. 다르게는, 다이 패턴이 형상 및 크기가 서로 다른 마이크로 렌즈를 형성하기 위한 패턴으로 되는 것이 또한 가능하지만, 각각의 마이크로 렌즈는 설계된 다이 패턴에 따라 크기와 형상에 있어 매우 정밀하다. 즉, 형상이나 크기가 서로 다른 마이크로 렌즈를 형성하는 것은 쉽지만, 각각의 마이크로 렌즈는 설계된 다이 패턴에 따라 크기 및 형상에 있어 매우 정밀하다.
또한, 고체 촬상 장치의 베이스 구조 상의 투광 물질층에 대하여 다이 패턴을 갖는 다이를 밀면, 제4의 종래의 방법에서 설명한 임의의 얇은 베이스층으로 된 부분이 없는 마이크로 렌즈 패턴이 형성된다. 이는 마이크로 렌즈 패턴의 두께가 증가하지 않아서, 고체 촬상 장치의 베이스 구조의 수광 영역으로부터 마이크로 렌즈의 거리가 증가하지 않게 된다는 것을 의미한다. 물론, 고체 촬상 장치의 중심축이나 중심 위치 또는 그 부근에 배치된 마이크로 렌즈는 수직으로 입사하는 광을 받아, 광은 전체적으로 수광부에 도달한다. 고체 촬상 장치의 베이스 구조에서 마이크로 렌즈와 수광 영역 간의 거리의 감소로 인해 수광 영역에 도달하는 비스듬하게 입사하는 광의 양이 증가된다. 그 결과, 고체 촬상 장치의 베이스 구조에서 마이크로 렌즈와 수광 영역 간의 거리의 감소에 의해 고체 촬상 장치의 감도의 열화를 방지한다.
마이크로 렌즈 패턴을 열경화 처리하여 마이크로 렌즈를 형성하는 것이 바람직하다.
즉, 고체 촬상 장치의 베이스 구조 상에 투광 물질층을 형성한 후, 다이 패턴을 갖는 다이를 투광 물질층에 밀어서 투광 물질층에 다이 패턴을 전사함으로써, 고체 촬상 장치의 베이스 구조 상에 마이크로 렌즈 패턴이 형성된다. 그 후, 마이크로 렌즈 패턴을 경화하는 열경화 공정을 행하여 마이크로 렌즈를 형성한다. 고체 촬상 장치의 베이스 구조의 표면 상에 하드 마이크로 렌즈 패턴이나 하드 마이크로 렌즈 물질을 접착시키거나 접촉시키는 접착 또는 접촉 공정이 행해지지 않는다. 따라서, 마이크로 렌즈 패턴이 접착이나 접촉 공정없이 고체 촬상 장치의 베이스 구조의 표면과 단단하게 접촉한다. 또한, 고체 촬상 장치의 베이스 구조의 표면이 손상되거나 상처를 입지 않는다. 이 경우, 고체 촬상 장치의 베이스 구조의 표면 영역에 칼라 필터가 형성된다. 그러나, 위에서 방금 설명한 바와 같이, 고체 촬상 장치의 베이스 구조의 표면 상에 하드 마이크로 렌즈 패턴이나 하드 마이크로 렌즈 물질을 접착시키거나 접촉시키는 접착 또는 접촉 공정이 행해지지 않는다. 따라서, 고체 촬상 장치의 베이스 구조내의 칼라 필터의 표면이 손상되거나 상처를 입지 않는다. 스크린에 상처가 투사되지 않는다. 따라서, 상처를 피하기 위해 고체 촬상 장치의 구조를 수정할 필요가 없다. 즉, 고체 촬상 장치의 베이스 구조의 표면이나 칼라 필터의 표면으로부터 마이크로 렌즈 패턴을 부유시켜서 지지하기 위해 기판 상에 어떤 외벽을 형성하거나 제공할 필요가 없다. 따라서, 마이크로 렌즈 패턴과 고체 촬상 장치의 베이스 구조의 표면이나 칼라 필터의 표면 사이에 마이크로 렌즈 패턴 및 칼라 필터와는 광의 굴절률이 다른 내부 공간을 형성할 필요가 없다. 내부 공간을 형성하지 않음으로써 마이크로 렌즈의 형상 및 크기의 설계 그리고 고체 촬상 장치를 설계하는 것이 용이하다. 또한, 내부 공간을 형성하지 않음으로써 고체 촬상 장치의 베이스 구조 내에 제공된 마이크로 렌즈와 수광 영역 사이의 거리가 증가한다. 이는 마이크로 렌즈 패턴의 두께가 증가하지 않아, 고체 촬상 장치의 베이스 구조의 수광 영역으로부터 마이크로 렌즈의 거리가 증가되지 않는다는 것을 의미한다. 물론, 고체 촬상 장치의 중심축 또는 중심 위치 또는 그 부근에 배치된 마이크로 렌즈가 수직으로 입사하는 광을 받아, 광은 전체적으로 수광 영역에 도달한다. 고체 촬상 장치의 베이스 구조에서 마이크로 렌즈와 수광 영역 간의 거리의 감소로 인해 수광 영역에 도달하는 비스듬하게 입사하는 광의 양이 증가된다. 그 결과, 고체 촬상 장치의 베이스 구조에서 마이크로 렌즈와 수광 영역 간의 거리 감소에 의해 고체 촬상 장치의 감도의 저하가 방지된다.
마이크로 렌즈로부터 다이를 제거하기 전에 열경화 공정을 행한다.
즉, 열경화 공정중에, 마이크로 렌즈 패턴이 마이크로 렌즈 패턴에 대응하는 다이 패턴을 갖는 다이에 의해 확고하게 정해진다. 마이크로 렌즈 패턴의 형상은 열경화 공정중에 다이의 다이 패턴에 의해 정밀하게 유지된다. 그 결과, 마이크로 렌즈는 마이크로 렌즈 패턴과 형상과 크기가 정확하거나 정밀하게 동일하다.
열경화 공정을 200 내지 300℃의 범위의 온도에서 행한다. 열경화 공정을 200℃ 미만의 온도에서 행하면, 마이크로 렌즈 패턴의 경화가 불충분할 수 있다. 열경화 공정을 300℃ 이상의 온도에서 행하면, 고체 촬상 장치의 베이스 구조에서 반도체 기판과 실리콘 산화막과의 계면 상태 밀도가 증가한다. 계면 상의 계면 상태 밀도의 증가에 의해 암전류가 증가된다. 따라서, 고체 촬상 장치의 수율이 저감된다. 200 내지 300℃의 상기 온도 범위는 고체 촬상 장치에 어떤 영향을 주지 않고, 예를 들어, 고체 촬상 장치의 베이스 구조에서 반도체 기판과 실리콘 산화막과의 계면 상태 밀도를 증가시키지 않고, 마이크로 렌즈 패턴을 경화시키는 효과를 얻기에 양호하다.
대안적으로는, 마이크로 렌즈 패턴을 광경화 처리하여 마이크로 렌즈를 형성하는 것이 가능하다.
즉, 고체 촬상 장치의 베이스 구조 상에 투광 물질층을 형성한 후 다이 패턴을 갖는 다이를 투광 물질층에 대하여 밀어서 투광 물질층에 다이 패턴을 전사함으로써 고체 촬상 장치의 베이스 구조 상에 마이크로 렌즈 패턴을 형성한다. 그 후, 마이크로 렌즈 패턴을 경화하는 광경화 공정을 행하여 마이크로 렌즈를 형성한다. 고체 촬상 장치의 베이스 구조의 표면 상에 하드 마이크로 렌즈 패턴이나 하드 마이크로 렌즈 물질을 접착시키거나 접촉시키는 접착 또는 접촉 공정을 행하지 않는다. 따라서, 마이크로 렌즈 패턴이 접착이나 접촉 공정없이 고체 촬상 장치의 베이스 구조의 표면과 단단하게 접촉한다. 또한, 고체 촬상 장치의 베이스 구조의 표면이 손상되거나 상처를 입지 않는다. 이 경우, 고체 촬상 장치의 베이스 구조의 표면 영역 상에 칼라 필터가 형성된다. 그러나, 상술한 바와 같이, 고체 촬상 장치의 베이스 구조의 표면 상에 하드 마이크로 렌즈 패턴이나 하드 마이크로 렌즈 물질을 접착시키거나 접촉시키는 접착이나 접촉 공정을 행하지 않는다. 따라서, 고체 촬상 장치의 베이스 구조 내의 칼라 필터가 손상되거나 상처를 입지 않는다. 상처가 스크린 상에 투사되지 않는다. 따라서, 상처를 피하기 위해 고체 촬상 장치의 구조를 수정할 필요가 없다. 즉, 고체 촬상 장치의 베이스 구조의 표면이나 칼라 필터의 표면으로부터 마이크로 렌즈 패턴을 부유시켜서 지지하기 위해 기판 상에 외벽을 형성하거나 제공할 필요가 없다. 따라서, 마이크로 렌즈 패턴 및 고체 촬상 장치의 베이스 구조의 표면이나 칼라 필터의 표면 사이에 마이크로 렌즈 패턴 및 칼라 필터와는 광의 굴절률이 다른 내부 공간이 형성된다. 내부 공간을 형성하지 않음으로써 마이크로 렌즈의 형상과 크기의 설계 그리고 고체 촬상 장치의 설계가 용이하다. 또한, 내부 공간을 형성하지 않음으로써 고체 촬상 장치의 베이스 구조내에 제공된 마이크로 렌즈와 수광 영역 간의 거리가 증가된다. 이는 마이크로 렌즈 패턴의 두께가 증가하지 않아, 고체 촬상 장치의 베이스 구조에서 수광 영역으로부터 마이크로 렌즈의 거리가 증가되지 않는다는 것을 의미한다. 물론, 고체 촬상 장치의 중심축 또는 중심 위치 또는 그 부근에 배치된 마이크로 렌즈가 수직으로 입사하는 광을 받아, 광이 전체적으로 수광 영역에 도달한다. 고체 촬상 장치의 베이스 구조에서 마이크로 렌즈와 수광 영역 간의 거리의 감소로 인해 수광 영역에 도달하는 비스듬하게 입사하는 광의 양이 증가된다. 그 결과, 고체 촬상 장치의 베이스 구조에서 마이크로 렌즈와 수광 영역 간의 거리 감소에 의해 고체 촬상 장치의 감도의 저하가 방지된다.
투광 물질층은 양호하게는 투명 유기 물질층을 포함한다.
투명 유기 물질층은 다이 패턴을 갖는 다이를 투명 유기 물질층에 밀어서 다이 패턴을 투명 유기 물질층에 전사함으로써 다이 패턴에 대응하는 마이크로 렌즈 패턴을 형성함으로써 변형되기가 쉽다. 투명 유기 물질층은 또한 열경화 공정이나 광경화 공정에 의해 경화되어 마이크로 렌즈를 형성할 수 있다. 즉, 투명 유기 물질을 마이크로 렌즈 패턴 물질로서 사용하는 경우, 열경화 공정이나 광경화 공정을 이용할 수 있다.
다이는 텅스텐, 알루미늄, 구리, 및 이들 금속의 합금으로 구성된 그룹으로부터 선택된 물질로 이루어지는 것이 바람직하다. 이러한 물질들은 투명 유기 물질층에 대한 접착력이 약해서, 투명 유기 물질층으로부터 다이를 제거하기가 쉽다.
다이는 마이크로 렌즈 패턴에 대응하는 패턴을 갖는 다수의 캐비티와 캐비티를 서로 분리시키는 경계 영역을 갖고 있어서, 마이크로 렌즈가 서로로부터 떨어지게 된다. 이 경우, 경계 영역은 투광 물질층의 일부가 이탈부 내로 끌려들어오게 하는 이탈부를 갖는 것이 바람직하다. 이탈부는 관통홀을 포함할 수 있다. 대안적으로, 이탈부는 비어있는 부분을 포함할 수 있다. 마이크로 렌즈 패턴에 대응하는 다이 패턴을 갖는 다이가 다이 패턴을 투광 물질층 내로 전사하기 위해 투광 물질층 내로 밀어질 때, 투광 물질층의 부분은 다이의 캐비티내로 들어오지 않게 되어, 다이의 캐비티 외부의 투광 물질층의 부분은 다이의 이탈부내로 끌려들어올 수 있다. 투광 물질층의 초과부는 다이에 의해 마이크로 렌즈 패턴으로 변형 또는 형상화되지 않아, 마이크로 렌즈 패턴은 다이의 다이 패턴에 따라 형상 및 크기에 있어 상당히 정밀하다.
대안적으로, 다이는 마이크로 렌즈 패턴에 대응하는 패턴을 갖는 복수의 캐비티와 상기 캐비티들을 서로 분리시키는 경계 리지 라인을 가져서, 마이크로 렌즈가 서로 인접하게 된다. 감도를 향상시키기 위해, 마이크로 렌즈의 크기를 확대시키고 인접한 2개의 마이크로 렌즈 간의 거리를 좁게하는 것이 효과적이다. 캐비티를 서로 분리시키는 경계 리지 라인은 인접한 2개의 마이크로 렌즈 간의 거리를 한층 좁게하여, 마이크로 렌즈가 서로 인접하게 함으로써 고체 촬상 장치의 감도를 향상시킨다.
또한, 베이스 구조 상에 평탄화층을 형성한 다음, 평탄화층 상에 투광 물질층을 형성한다. 평탄화층 상의 투광 물질층을 다이 패턴을 갖는 다이에 의해 민다. 투광 물질층이 형성된 평탄화층의 표면에 의해, 투광 물질층으로 매우 정밀한 다이 패턴을 전사하는 것이 용이해지고, 이에 따라서 다이의 다이 패턴에 따라 형상 및 크기가 매우 정밀한 마이크로 렌즈 패턴을 형성할 수 있다.
물론, 평탄화층 내에 칼라 필터층을 형성하여 칼라형 고체 촬상 장치를 형성하는 것이 가능하다.
제2의 본 발명은, 고체 촬상 장치를 형성하는 방법을 제공한다. 이 방법은, 반도체 기판 상에 광다이오드를 갖는 베이스 구조를 형성하는 단계; 베이스 구조 상에 투광 물질층을 형성하는 단계; 및 다이 패턴을 갖는 다이를 투광 물질층에 대하여 밀어서 다이의 다이 패턴을 투광 물질층에 전사함으로써 베이스 구조 상에 마이크로 렌즈 패턴을 형성하는 단계를 포함한다.
다이 패턴을 갖는 다이를 투광 물질층에 대하여 밀면, 투광 물질층이 다이와 동일한 패턴을 갖는 마이크로 렌즈 패턴으로 된다. 즉, 마이크로 렌즈 패턴의 형상과 크기는 단지 다이 패턴의 형상과 크기에 따라 다르다.
리플로우 공정을 행하지 않고 마이크로 렌즈 패턴을 형성하거나 마이크로 렌즈를 형성한다. 리플로우 공정을 행하지 않으면, 마이크로 렌즈의 형상과 크기에 변화가 없다. 이는 매우 정밀한 형상과 크기를 갖는 마이크로 렌즈를 형성하는 것이 용이하다는 것을 의미한다.
또한, 다이 패턴은 형상이나 크기가 서로 균일한 마이크로 렌즈를 형성하는 것이나, 각각의 마이크로 렌즈는 설계된 다이 패턴에 따라 크기와 형상이 매우 정밀하다. 다르게는, 다이 패턴이 형상 및 크기가 서로 다른 마이크로 렌즈를 형성하기 위한 패턴으로 되는 것이 또한 가능하지만, 각각의 마이크로 렌즈는 설계된 다이 패턴에 따라 크기와 형상에 있어 매우 정밀하다. 즉, 형상이나 크기가 서로 다른 마이크로 렌즈를 형성하는 것은 쉽지만, 각각의 마이크로 렌즈는 설계된 다이 패턴에 따라 크기 및 형상에 있어 매우 정밀하다.
또한, 고체 촬상 장치의 베이스 구조 상의 투광 물질층에 대하여 다이 패턴을 갖는 다이를 밀면, 제4의 종래의 방법에서 설명한 임의의 얇은 베이스층으로 된 부분이 없는 마이크로 렌즈 패턴이 형성된다. 이는 마이크로 렌즈 패턴의 두께가 증가하지 않아서, 고체 촬상 장치의 베이스 구조의 수광 영역으로부터 마이크로 렌즈의 거리가 증가하지 않게 된다는 것을 의미한다. 물론, 고체 촬상 장치의 중심축이나 중심 위치 또는 그 부근에 배치된 마이크로 렌즈는 수직으로 입사하는 광을 받아, 광은 전체적으로 수광부에 도달한다. 고체 촬상 장치의 베이스 구조에서 마이크로 렌즈와 수광 영역 간의 거리의 감소로 인해 수광 영역에 도달하는 비스듬하게 입사하는 광의 양이 증가된다. 그 결과, 고체 촬상 장치의 베이스 구조에서 마이크로 렌즈와 수광 영역 간의 거리의 감소에 의해 고체 촬상 장치의 감도의 열화를 방지한다.
마이크로 렌즈 패턴을 열경화 처리하여 마이크로 렌즈를 형성하는 것이 바람직하다.
즉, 고체 촬상 장치의 베이스 구조 상에 투광 물질층을 형성한 후, 다이 패턴을 갖는 다이를 투광 물질층에 밀어서 투광 물질층에 다이 패턴을 전사함으로써, 고체 촬상 장치의 베이스 구조 상에 마이크로 렌즈 패턴이 형성된다. 그 후, 마이크로 렌즈 패턴을 경화하는 열경화 공정을 행하여 마이크로 렌즈를 형성한다. 고체 촬상 장치의 베이스 구조의 표면 상에 하드 마이크로 렌즈 패턴이나 하드 마이크로 렌즈 물질을 접착시키거나 접촉시키는 접착 또는 접촉 공정이 행해지지 않는다. 따라서, 마이크로 렌즈 패턴이 접착이나 접촉 공정없이 고체 촬상 장치의 베이스 구조의 표면과 단단하게 접촉한다. 또한, 고체 촬상 장치의 베이스 구조의 표면이 손상되거나 상처를 입지 않는다. 이 경우, 고체 촬상 장치의 베이스 구조의 표면 영역에 칼라 필터가 형성된다. 그러나, 위에서 방금 설명한 바와 같이, 고체 촬상 장치의 베이스 구조의 표면 상에 하드 마이크로 렌즈 패턴이나 하드 마이크로 렌즈 물질을 접착시키거나 접촉시키는 접착 또는 접촉 공정이 행해지지 않는다. 따라서, 고체 촬상 장치의 베이스 구조내의 칼라 필터의 표면이 손상되거나 상처를 입지 않는다. 스크린에 상처가 투사되지 않는다. 따라서, 상처를 피하기 위해 고체 촬상 장치의 구조를 수정할 필요가 없다. 즉, 고체 촬상 장치의 베이스 구조의 표면이나 칼라 필터의 표면으로부터 마이크로 렌즈 패턴을 부유시켜서 지지하기 위해 기판 상에 어떤 외벽을 형성하거나 제공할 필요가 없다. 따라서, 마이크로 렌즈 패턴과 고체 촬상 장치의 베이스 구조의 표면이나 칼라 필터의 표면 사이에 마이크로 렌즈 패턴 및 칼라 필터와는 광의 굴절률이 다른 내부 공간을 형성할 필요가 없다. 내부 공간을 형성하지 않음으로써 마이크로 렌즈의 형상 및 크기의 설계 그리고 고체 촬상 장치를 설계하는 것이 용이하다. 또한, 내부 공간을 형성하지 않음으로써 고체 촬상 장치의 베이스 구조 내에 제공된 마이크로 렌즈와 수광 영역 사이의 거리가 증가한다. 이는 마이크로 렌즈 패턴의 두께가 증가하지 않아, 고체 촬상 장치의 베이스 구조의 수광 영역으로부터 마이크로 렌즈의 거리가 증가되지 않는다는 것을 의미한다. 물론, 고체 촬상 장치의 중심축 또는 중심 위치 또는 그 부근에 배치된 마이크로 렌즈가 수직으로 입사하는 광을 받아, 광은 전체적으로 수광 영역에 도달한다. 고체 촬상 장치의 베이스 구조에서 마이크로 렌즈와 수광 영역 간의 거리의 감소로 인해 수광 영역에 도달하는 비스듬하게 입사하는 광의 양이 증가된다. 그 결과, 고체 촬상 장치의 베이스 구조에서 마이크로 렌즈와 수광 영역 간의 거리 감소에 의해 고체 촬상 장치의 감도의 저하가 방지된다.
마이크로 렌즈로부터 다이를 제거하기 전에 열경화 공정을 행한다.
즉, 열경화 공정중에, 마이크로 렌즈 패턴이 마이크로 렌즈 패턴에 대응하는 다이 패턴을 갖는 다이에 의해 확고하게 정해진다. 마이크로 렌즈 패턴의 형상은 열경화 공정중에 다이의 다이 패턴에 의해 정밀하게 유지된다. 그 결과, 마이크로 렌즈는 마이크로 렌즈 패턴과 형상과 크기가 정확하거나 정밀하게 동일하다.
열경화 공정을 200 내지 300℃의 범위의 온도에서 행한다. 열경화 공정을 200℃ 미만의 온도에서 행하면, 마이크로 렌즈 패턴의 경화가 불충분할 수 있다. 열경화 공정을 300℃ 이상의 온도에서 행하면, 고체 촬상 장치의 베이스 구조에서 반도체 기판과 실리콘 산화막과의 계면 상태 밀도가 증가한다. 계면 상의 계면 상태 밀도의 증가에 의해 암전류가 증가된다. 따라서, 고체 촬상 장치의 수율이 저감된다. 200 내지 300℃의 상기 온도 범위는 고체 촬상 장치에 어떤 영향을 주지 않고, 예를 들어, 고체 촬상 장치의 베이스 구조에서 반도체 기판과 실리콘 산화막과의 계면 상태 밀도를 증가시키지 않고, 마이크로 렌즈 패턴을 경화시키는 효과를 얻기에 양호하다.
대안적으로는, 마이크로 렌즈 패턴을 광경화 처리하여 마이크로 렌즈를 형성하는 것이 가능하다.
즉, 고체 촬상 장치의 기분 구조물 상에 투광 물질층을 형성한 후 다이 패턴을 갖는 다이를 투광 물질층에 대하여 밀어서 투광 물질층에 다이 패턴을 전사함으로써 고체 촬상 장치의 베이스 구조 상에 마이크로 렌즈 패턴을 형성한다. 그 후, 마이크로 렌즈 패턴을 경화하는 광경화 공정을 행하여 마이크로 렌즈를 형성한다. 고체 촬상 장치의 베이스 구조의 표면 상에 하드 마이크로 렌즈 패턴이나 하드 마이크로 렌즈 물질을 접착시키거나 접촉시키는 접착 또는 접촉 공정을 행하지 않는다. 따라서, 마이크로 렌즈 패턴이 접착이나 접촉 공정없이 고체 촬상 장치의 베이스 구조의 표면과 단단하게 접촉한다. 또한, 고체 촬상 장치의 베이스 구조의 표면이 손상되거나 상처를 입지 않는다. 이 경우, 고체 촬상 장치의 베이스 구조의 표면 영역 상에 칼라 필터가 형성된다. 그러나, 상술한 바와 같이, 고체 촬상 장치의 베이스 구조의 표면 상에 하드 마이크로 렌즈 패턴이나 하드 마이크로 렌즈 물질을 접착시키거나 접촉시키는 접착이나 접촉 공정을 행하지 않는다. 따라서, 고체 촬상 장치의 베이스 구조 내의 칼라 필터가 손상되거나 상처를 입지 않는다. 상처가 스크린 상에 투사되지 않는다. 따라서, 상처를 피하기 위해 고체 촬상 장치의 구조를 수정할 필요가 없다. 즉, 고체 촬상 장치의 베이스 구조의 표면이나 칼라 필터의 표면으로부터 마이크로 렌즈 패턴을 부유시켜서 지지하기 위해 기판 상에 외벽을 형성하거나 제공할 필요가 없다. 따라서, 마이크로 렌즈 패턴 및 고체 촬상 장치의 베이스 구조의 표면이나 칼라 필터의 표면 사이에 마이크로 렌즈 패턴 및 칼라 필터와는 광의 굴절률이 다른 내부 공간이 형성된다. 내부 공간을 형성하지 않음으로써 마이크로 렌즈의 형상과 크기의 설계 그리고 고체 촬상 장치의 설계가 용이하다. 또한, 내부 공간을 형성하지 않음으로써 고체 촬상 장치의 베이스 구조내에 제공된 마이크로 렌즈와 수광 영역 간의 거리가 증가된다. 이는 마이크로 렌즈 패턴의 두께가 증가하지 않아, 고체 촬상 장치의 베이스 구조에서 수광 영역으로부터 마이크로 렌즈의 거리가 증가되지 않는다는 것을 의미한다. 물론, 고체 촬상 장치의 중심축 또는 중심 위치 또는 그 부근에 배치된 마이크로 렌즈가 수직으로 입사하는 광을 받아, 광이 전체적으로 수광 영역에 도달한다. 고체 촬상 장치의 베이스 구조에서 마이크로 렌즈와 수광 영역 간의 거리의 감소로 인해 수광 영역에 도달하는 비스듬하게 입사하는 광의 양이 증가된다. 그 결과, 고체 촬상 장치의 베이스 구조에서 마이크로 렌즈와 수광 영역 간의 거리 감소에 의해 고체 촬상 장치의 감도의 저하가 방지된다.
투광 물질층은 양호하게는 투명 유기 물질층을 포함한다.
투명 유기 물질층은 다이 패턴을 갖는 다이를 투명 유기 물질층에 밀어서 다이 패턴을 투명 유기 물질층에 전사함으로써 다이 패턴에 대응하는 마이크로 렌즈 패턴을 형성함으로써 변형되기가 쉽다. 투명 유기 물질층은 또한 열경화 공정이나 광경화 공정에 의해 경화되어 마이크로 렌즈를 형성할 수 있다. 즉, 투명 유기 물질을 마이크로 렌즈 패턴 물질로서 사용하는 경우, 열경화 공정이나 광경화 공정을 이용할 수 있다.
다이는 텅스텐, 알루미늄, 구리, 및 이들 금속의 합금으로 구성된 그룹으로부터 선택된 물질로 이루어지는 것이 바람직하다. 이러한 물질들은 투명 유기 물질층에 대한 접착력이 약해서, 투명 유기 물질층으로부터 다이를 제거하기가 쉽다.
다이는 마이크로 렌즈 패턴에 대응하는 패턴을 갖는 다수의 캐비티와 캐비티를 서로 분리시키는 경계 영역을 갖고 있어서, 마이크로 렌즈가 서로로부터 서로 떨어지게 된다. 이 경우, 경계 영역은 투광 물질층의 일부가 이탈부 내로 끌려들어오게 하는 이탈부를 갖는 것이 바람직하다. 이탈부는 관통홀을 포함할 수 있다. 대안적으로, 이탈부는 비어있는 부분을 포함할 수 있다. 마이크로 렌즈 패턴에 대응하는 다이 패턴을 갖는 다이가 다이 패턴을 투광 물질층 내로 전사하기 위해 투광 물질층 내로 밀어질 때, 투광 물질층의 부분은 다이의 캐비티내로 들어오지 않게 되어, 다이의 캐비티 외부의 투광 물질층의 부분은 다이의 이탈부내로 끌려들어올 수 있다. 투광 물질층의 초과부는 다이에 의해 마이크로 렌즈 패턴으로 변형 또는 형상화되지 않아, 마이크로 렌즈 패턴은 다이의 다이 패턴에 따라 형상 및 크기에 있어 상당히 정밀하다.
대안적으로, 다이는 마이크로 렌즈 패턴에 대응하는 패턴을 갖는 복수의 캐비티와 상기 캐비티들을 서로 분리시키는 경계 리지 라인을 가져서, 마이크로 렌즈가 서로 인접하게 된다. 감도를 향상시키기 위해, 마이크로 렌즈의 크기를 확대시키고 인접한 2개의 마이크로 렌즈 간의 거리를 좁게하는 것이 효과적이다. 캐비티를 서로 분리시키는 경계 리지 라인은 인접한 2개의 마이크로 렌즈 간의 거리를 한층 좁게하여, 마이크로 렌즈가 서로 인접하게 함으로써 고체 촬상 장치의 감도를 향상시킨다.
또한, 베이스 구조 상에 평탄화층을 형성한 다음, 평탄화층 상에 투광 물질층을 형성한다. 평탄화층 상의 투광 물질층을 다이 패턴을 갖는 다이에 의해 민다. 투광 물질층이 형성된 평탄화층의 표면에 의해, 투광 물질층으로 매우 정밀한 다이 패턴을 전사하는 것이 용이해지고, 이에 따라서 다이의 다이 패턴에 따라 형상 및 크기가 매우 정밀한 마이크로 렌즈 패턴을 형성할 수 있다.
물론, 평탄화층 내에 칼라 필터층을 형성하여 칼라형 고체 촬상 장치를 형성하는 것이 가능하다.
제3의 본 발명은 고체 촬상 장치의 베이스 구조 상에 마이크로 렌즈 패턴을 형성하는데 사용되는 다이를 제공하는데, 이 다이는 마이크로 렌즈 패턴에 대응하는 패턴을 갖는 다수의 캐비티와, 캐비티들을 서로로부터 분리시키는 경계 영역을 가져서, 마이크로 렌즈가 서로로부터 떨여져 있다. 여기서, 다이는 텅스텐, 알루미늄, 구리, 및 이들 금속의 합금으로 구성된 그룹으로부터 선택된 물질로 이루어진다. 다이는 텅스텐, 알루미늄, 구리, 및 이들 금속의 합금으로 구성된 구룹으로부터 선택된 물질로 이루어진다. 이 물질들은 투명 유기 물질층에 대하여 접착력이 약해서, 투명 유기 물질층으로부터 다이를 제거하기가 용이하다.
다이는 마이크로 렌즈 패턴에 대응하는 패턴을 갖는 다수의 캐비티와, 캐비티들을 서로로부터 분리시키는 경계 영역을 가져서, 마이클 렌즈는 서로 떨어져 있다. 이 경우, 경계 영역은 투광 물질층 부분이 이탈부 내로 끌려들어오게 하는 이탈부를 갖는 것이 바람직하다. 이탈부는 관통홀을 포함할 수 있다. 대안적으로, 이탈부는 비어있는 부분을 포함할 수 있다. 마이크로 렌즈 패턴에 대응하는 다이 패턴을 갖는 다이가 다이 패턴을 투광 물질층 내로 전사하기 위해 투광 물질층 내로 밀어질 때, 투광 물질층의 부분은 다이의 캐비티내로 들어오지 않게 되어, 다이의 캐비티 외부의 투광 물질층의 부분은 다이의 이탈부내로 끌려들어올 수 있다. 투광 물질층의 초과부는 다이에 의해 마이크로 렌즈 패턴으로 변형 또는 형상화되지 않아, 마이크로 렌즈 패턴은 다이의 다이 패턴에 따라 형상 및 크기에 있어 상당히 정밀하다.
제3의 본 발명은, 고체 촬상 장치의 베이스 구조 상에 마이크로 렌즈 패턴을 형성하는데 사용되는 다이를 제공하는데, 이 다이는 마이크로 렌즈 패턴에 대응하는 패턴을 갖는 다수의 캐비티와, 캐비티들을 서로로부터 분리시키는 경계 리지 라인을 가져서, 마이크로 렌즈가 서로 인접하여 있다. 여기서, 다이는 텅스텐, 알루미늄, 구리, 및 이들 금속의 합금으로 구성된 그룹으로부터 선택된 물질로 이루어진다.
감도를 향상시키기 위해, 마이크로 렌즈의 크기를 확대시키고 인접한 2개의 마이크로 렌즈 간의 거리를 좁게하는 것이 효과적이다. 캐비티들을 서로로부터 분리시키는 경계 리지 라인은 인접한 2개의 마이크로 렌즈간의 거리를 한층 더 좁게하여, 마이크로 렌즈가 서로 인접하게 됨으로써, 고체 촬상 장치의 감도를 향상시킨다.
제1 실시예
본 발명에 따른 제1 실시예를 도면을 참조하여 상세하게 설명한다. 도 6a 내지 도 6d는 본 발명에 따른 제1의 양호한 실시예에서의 제1의 신규한 다이를 사용하여 고체 촬상 장치의 베이스 구조 상에 마이크로 렌즈를 일렬로 정렬하는 제1의 방법에 관련된 고체 촬상 장치를 도시한 부분 정단면도이다.
도 6a를 참조하면, n형 반도체 기판(1) 상에 p형 웰 영역(2)이 형성된다. n형 수광 영역(3)이 p형 웰 영역(2)의 상부 영역에 선택적으로 형성된다. n형 전하 결합 소자 채널 영역(4) 또한 p형 웰 영역(2)의 상부 영역에 선택적으로 형성되어, n형 전하 결합 소자 채널 영역(4)이 n형 수광 영역(3)으로부터 분리된다. p+형 소자 분리 영역(5) 또한 p형 웰 영역(2)의 상부 영역에 선택적으로 형성되어, p+형 소자 분리 영역(5) 각각이 n형 전하 결합 소자 채널 영역(4) 및 n형 수광 영역(3)과 접촉하여 위치하고 또한 n형 전하 결합 소자 채널 영역(4)과 n형 수광 영역(3) 사이에 배치됨으로써, n형 전하 결합 소자 채널 영역(4)이 n형 수광 영역(3)으로부터 p+형 소자 분리 영역(5)에 의해 분리된다. p형 웰 영역(2)의 상부 영역, n형 수광 영역(3), n형 전하 결합 소자 채널 영역(4) 및 p+형 소자 분리 영역(5) 상에 게이트 산화막(6)이 형성된다. 게이트 산화막(6) 상에 다결정 게이트 전극(7)이 선택적으로 형성되는데, 각각의 다결정 게이트 전극(7)은 n형 수광 영역(3)과 n형 전하 결합 소자 채널 영역(4) 간의 p형 웰 영역의 상부 영역을 덮을 뿐만 아니라, n형 전하 결합 소자 채널 영역(4) 및 n형 전하 결합 소자 채널 영역(4)에 대하여 p+형 소자 분리 영역(5)의 거의 절반의 영역을 덮도록 연장된다. 다결정 게이트 전극(7)은 n형 수광 영역(3) 및 n형 수광 영역(3)에 대하여 p+형 소자 분리 영역(5)의 거의 절반 영역을 덮도록 연장되지 않는다. n형 수광 영역(3)의 중앙 영역 위를 제외하고, 다결정 게이트 전극(7)과 다결정 게이트 전극(7) 주위의 게이트 산화막(6)을 덮는 차폐층(8)이 형성되어, n형 수광 영역(3)의 중앙 영역으로 광이 주입되거나 입사하도록 한다. 이하, 기판(1)에서 차폐층(8)까지의 상기 구조를 베이스 구조(10)라고 언급한다. 평탄화된 절연층(11)이 베이스 구조(10) 위에 전체적으로 형성된다. 평탄화된 절연층(11)은 실리콘 산화층이나 투명 수지층을 포함할 수 있다. 평탄화된 절연층(11)은 광에 대하여 투명하다. 인접한 2개의 차폐층(8)들 간의 각 갭은 평탄화된 절연층(11)으로 채워진다.
또한, 평탄화된 절연층(11) 상에 투광 물질층(12a)이 형성된다. 투광 물질층(12a)은 양호하게는, 예를 들어, 페놀 노볼락 수지층, 폴리우레탄 수지층, 폴리스티렌 수지층, 스티렌-부타디엔 공중합체 수지층, 폴리노보레인 수지층, 및 젤라틴-카세인층인 투명 유기 물질층을 포함할 수 있다.
도 6b를 참조하면, 다이 패턴을 갖는 다이(14)가 준비된다. 다이(14)는 텅스텐, 알루미늄, 구리, 및 이들 금속의 합금으로 구성된 그룹으로부터 선택된 물질로 이루어진다. 이 물질들은 투명 유기 물질층에 대한 접착력이 약해서, 투명 유기 물질층으로부터 다이(14)를 제거하는 것이 용이하다.
베이스 구조 상에 평탄화층을 형성한 후에 평탄화층 상에 투광 재료층(12a)을 형성할 수 있다. 다이(14)는 마이크로 렌즈 패턴(12b)에 대응하는 패턴을 갖는 다수의 캐비티와, 캐비티들을 서로로부터 분리시키는 경계 영역을 갖는다.
도 6c를 참조하면, 다이 패턴을 갖는 다이(14)를 투광 물질층(12a)에 대하여 밀어서 다이(14)의 다이 패턴을 투광 물질층(12a)에 전사함으로써, 평탄화된 절연층(!1) 상에 마이크로 렌즈 패턴(12b)을 형성한다.
도 6d를 참조하면, 마이크로 렌즈 패턴(12b)을 열경화 처리하여 마이크로 렌즈(12)를 형성한다. 열경화 공정을 200 내지 300℃의 온도에서 행한다. 대안적으로는, 마이크로 렌즈 패턴(12b)을 광경화 처리하여 마이크로 렌즈(12)를 형성하는 것도 가능하다. 그 후, 마이크로 렌즈(12)로부터 다이(14)를 제거한다.
다이 패턴을 갖는 다이(14)를 투광 물질층(12a)에 대하여 밀어서 투광 물질층(12a)을 다이(14)와 동일한 패턴을 갖는 마이크로 렌즈 패턴(12b)으로 변형시킨다. 즉, 마이크로 렌즈 패턴(12b)의 형상 및 크기는 단지 다이 패턴의 형상 및 크기에 따라서만 달라진다.
리플로우 공정을 행하지 않고 마이크로 렌즈 패턴(12b)을 형성하여 마이크로 렌즈(12)를 형성한다. 리플로우 공정을 행하지 않기 때문에 마이크로 렌즈(12)의 형상 및 크기에 변화가 생기지 않는다. 이는 매우 정밀한 형상 및 크기를 갖는 마이크로 렌즈(12)를 형성하는 것이 용이하다는 것을 의미한다.
또한, 다이 패턴은, 형상 및/또는 크기가 서로 균일한 마이크로 렌즈(12)를 형성하나, 각각의 마이크로 렌즈(12)는 설계된 다이 패턴에 따라 크기 및 형상이 매우 정밀하다. 그럼에도 불구하고, 다이 패턴은 형상 및/또는 크기가 서로 다른 마이크로 렌즈(12)를 형성하는 것도 가능하나, 각각의 마이크로 렌즈(12)는 설계된 다이 패턴에 따라 크기와 형상이 매우 정밀하다. 즉, 형상 및/크기가 서로 다른 마이크로 패턴(12)을 형성하는 것이 용이하나, 각각의 마이크로 렌즈(12)는 설계된 다이 패턴에 따라 크기 및 형상이 매우 정밀하다.
또한, 다이 패턴을 갖는 다이(14)를 고체 촬상 장치의 베이스 구조 상의 투광 물질층(12a)에 대하여 밀어서, 제4의 종래의 방법에서 기술된 바와 같은 임의의 얇은 베이스층 부분이 없는 마이크로 렌즈 패턴(12b)을 형성한다.
이것은 마이크로 렌즈 패턴(12b)의 두께의 증가가 없기 때문에 고체 촬상 장치의 기본 구조에 있어서 수광 영역으로부터의 마이크로 렌즈의 거리의 증가가 없음을 의미한다. 물론, 고체 촬상 장치의 중심축 또는 중심 위치 상 또는 그 부근에 배치된 마이크로 렌즈가 수직 입사광을 수신함으로써 그 광이 전적으로 수광 영역에 도달한다. 고체 촬상 장치의 기본 구조에 있어서 마이크로 렌즈와 수광 영역 간의 거리의 감소로 인하여 수광 영역에 도달하는 경사 입사 광량이 증가한다. 결국, 고체 촬상 장치의 기본 구조에 있어서 마이크로 렌즈와 수광 영역 간의 거리의 감소로 인하여 고체 촬상 장치의 감도의 어떤 실질적인 열화가 방지된다.
광 전달 재료층(12a)은 다이 패턴을 가진 다이(14)를 광 전달 재료층(12a)속으로 푸시하여 다이 패턴을 광 전달 재료층(12a)으로 전송하여 마이크로 렌즈 패턴(12b)을 고체 촬상 장치의 기본 구조 상에 형성하기 전에 고체 촬상 장치의 평탄화된 절연층(11)상에 형성된다. 이어서, 마이크로 렌즈(12)를 형성하기 위해서 마이크로 렌즈 패턴(12b)을 경화시키기 위한 열 경화성 처리가 행해진다. 경 마이크로 렌즈 패턴(12b) 또는 경 마이크로 렌즈 재료를 고체 촬상 장치의 기본 구조의 표면 상에 접착 또는 접촉시키기 위한 어떤 접착 또는 접촉 처리도 행해지지 않는다. 따라서, 마이크로 렌즈 패턴은 어떤 접착 또는 접촉 처리없이도 고체 촬상 장치의 기본 구조의 표면과 확실히 접촉한다. 또한, 고체 촬상 장치의 기본 구조의 표면은 어떤 손상이나 해를 입지 않는다. 이 경우에, 컬러 필터는 고체 촬상 장치의 기본 구조의 표면 영역 상에 형성된다. 그러나, 방금 설명한 바와 같이, 경 마이크로 렌즈 패턴(12b) 또는 경 마이크로 렌즈 재료를 고체 촬상 장치의 기본 구조의 표면 상에 접착 또는 접촉시키기 위한 어떤 접착 또는 접촉 처리가 행해지지 않는다. 따라서, 고체 촬상 장치의 기본 구조에서의 컬러 필터의 표면은 어떤 손상 및 해를 입지 않는다. 어떤 해도 스크린 상에 투사되지 않는다. 따라서, 해를 방지하기 위해서 고체 촬상 장치의 구조를 변경할 필요가 없다. 즉, 고체 촬상 장치의 기본 구조의 표면 또는 컬러 필터의 표면으로부터 마이크로 렌즈 패턴(12b)을 부유하기 위해 마이크로 렌즈 패턴을 지지하기 위해서 기판 위에 어떤 외측벽을 형성 또는 제공할 필요가 없다. 따라서, 마이크로 렌즈 패턴(12b) 및 컬러 필터로부터 광의 굴절율의 어떤 공간의 차이도 마이크로 렌즈 패턴(12b)와 고체 촬상 장치의 기본 구조의 표면 또는 컬러 필터의 표면 사이에 형성되지 않는다. 공간의 형성이 없으므로 마이크로 렌즈의 모양 및 크기를 설계하고 고체 촬상 장치를 설계하는 것이 용이하다. 또한, 어떤 공간의 형성이 없으므로 고체 촬상 장치의 기본 구조 내에 제공된 마이크로 렌즈와 수광 영역간의 거리를 증가시키지 않는다. 이것은 마이크로 렌즈 패턴(12b)의 두께의 증가가 없으므로 고체 촬상 장치의 기본 구조에 있어서 수광 영역으로부터 마이크로 렌즈의 거리의 증가가 없다는 것을 의미한다. 물론, 고체 촬상 장치의 중심축 또는 중심 위치 상 또는 그 근방에 배치된 마이크로 렌즈는 수직 입사광을 수신하며, 이로 인하여 그 광은 전적으로 수광 영역에 도달한다. 고체 촬상 장치의 기본 구조에서의 마이크로 렌즈와 수광 영역간의 거리의 감소로 인하여 수광 영역에 도달한 경사 입사 광량이 증가한다. 그 결과, 고체 촬상 장치의 기본 구조에서의 마이크로 렌즈와 수광 영역간의 거리의 감소로 인하여 고체 촬상 장치의 감도의 어떤 실질적인 열화가 방지된다.
열 경화 처리 동안, 마이크로 렌즈 패턴(12b)은 마이크로 렌즈 패턴(12b)에 대응하는 다이 패턴을 가진 다이(14)에 의해서 확실히 한정된다. 마이크로 렌즈 패턴(12b)의 모양은 열 경화 처리 동안 다이(14)의 다이 패턴에 의해서 정확히 유지된다. 결국, 마이크로 렌즈(12)는 마이크로 렌즈 패턴(12)과 모양 및 크기가 정확히 동일하다.
열 경화 처리는 200-300℃의 범위의 온도에서 행해진다. 열 경화 처리가 200℃ 이하의 온도에서 행해지면, 마이크로 렌즈 패턴(12b)의 경화가 불충분할 수 있다. 열 경화 처리가 300℃ 이상의 온도에서 행해지면 고체 촬상 장치의 기본 구조에서 반도체 기판과 실리콘 산화막 간의 계면 상태 밀도가 증가한다. 계면 상에서의 계면 상태 밀도의 증가로 인하여 암 전류가 증가한다. 따라서, 고체 촬상 장치의 수율이 감소한다. 200-300℃의 상기 온도 범위는 고체 촬상 장치에 대한 어떤 영향을 제공하지 않고, 예를 들면, 고체 촬상 장치의 기본 구조에 있어서 반도체 기판과 실리콘 산화막 간의 계면 상태 밀도를 증가시키지 않고 마이크로 렌즈 패턴을 경화시키는 효과를 얻는데 바람직하다.
상술한 열 경화 처리 대신에, 마이크로 렌즈(12)를 형성하기 위해서 마이크로 렌즈 패턴(12b)을 경화하기 위한 광 경화 처리를 행하는 것이 가능하다. 고체 촬상 장치의 기본 구조(10)에서 경 마이크로 렌즈 패턴(12b) 또는 경 마이크로 렌즈 재료를 평탄화된 절연층(11)의 표면 상에 접착 또는 접촉시키기 위한 어떤 접착 또는 접촉 처리도 행해지지 않는다. 따라서, 마이크로 렌즈 패턴(12b)은 어떤 접착 또는 접촉 처리 없이도 고체 촬상 장치의 기본 구조의 표면과 확실히 접촉된다. 또한, 고체 촬상 장치의 기본 구조의 표면은 어떤 손상 및 해를 입지 않는다. 이 경우에, 컬러 필터는 고체 촬상 장치의 기본 구조(10)의 평탄화된 절연층(11)에 임시로 형성될 수 있다. 평탄화된 절연층(11) 대신에 컬러 필터가 고체 촬상 장치의 기본 구조(10)의 표면 상에 형성되는 것이 가능하다. 그러나, 상술한 바와 같이, 경 마이크로 렌즈 패턴(12b) 또는 경 마이크로 렌즈 재료를 고체 촬상 장치의 기본 구조의 표면에 접착 또는 접촉시키기 위한 어떤 접촉 또는 접착 처리도 행해지지 않는다. 따라서, 고체 촬상 장치의 기본 구조 내의 컬러 필터는 어떤 손상 및 해를 입지 않는다. 어떤 해도 스크린 상에 투사되지 않는다. 따라서, 해를 방지하기 위해서 고체 촬상 장치의 구조를 변경할 필요가 없다. 즉, 고체 촬상 장치의 기본 구조의 표면 또는 컬러 필터의 표면으로부터 마이크로 렌즈 패턴을 부유하기 위해 마이크로 렌즈 패턴을 지지하기 위해서 기판 위에 임의의 외측벽을 형성할 필요가 없다. 따라서, 마이크로 렌즈 패턴(12b) 및 컬러 필터로부터 광의 굴절율의 어떤 공간의 차이도 마이크로 렌즈 패턴(12b)과 고체 촬상 장치의 기본 구조의 표면 또는 컬러 필터의 표면 사이에 형성되지 않는다. 공간의 형성이 없으므로 마이크로 렌즈의 모양 및 크기를 설계하고 고체 촬상 장치를 설계하는 것이 용이하다. 또한, 어떤 공간의 형성이 없으므로 고체 촬상 장치의 기본 구조 내에 제공된 마이크로 렌즈와 수광 영역간의 거리를 증가시키지 않는다. 이것은 마이크로 렌즈 패턴(12b)의 두께의 증가가 없으므로 고체 촬상 장치의 기본 구조에 있어서 수광 영역으로부터 마이크로 렌즈의 거리의 증가가 없다는 것을 의미한다. 물론, 고체 촬상 장치의 중심축 또는 중심 위치 상 또는 그 근방에 배치된 마이크로 렌즈는 수직 입사광을 수신하며, 이로 인하여 그 광은 전적으로 수광 영역(3)에 도달한다. 고체 촬상 장치의 기본 구조에서의 마이크로 렌즈와 수광 영역간의 거리의 감소로 인하여 수광 영역에 도달한 경사 입사 광량이 증가한다. 그 결과, 고체 촬상 장치의 기본 구조에서의 마이크로 렌즈와 수광 영역간의 거리의 감소로 인하여 고체 촬상 장치의 감도의 어떤 실질적인 열화가 방지된다. 따라서, 평탄화된 절연층 상의 광 전달 재료층(12a)은 다이 패턴을 가진 다이(14)에 의해서 푸시된다. 광 전달 재료층이 형성되는 평탄화된 면은 다이 패턴을 광 전달 재료층(12a)로의 정확한 전송을 실현하여 다이(14)의 다이 패턴에 따라 모양 및 크기가 상당히 정확한 마이크로 렌즈 패턴(12b)의 형성을 실현하는 것이 보다 용이해 진다.
제2 실시예
본 발명에 따른 제2 실시예를 도면을 참조하여 구체적으로 설명한다. 도 7a 내지 도 7d는 본 발명에 따른 제2 실시예에서 제2의 신규한 다이의 사용에 의해서 고체 촬상 장치의 기본 구조 위에 마이크로 렌즈의 정렬층을 형성하는 제1 방법에 수반된 고체 촬상 장치를 예시하는 부분적인 정단면도이다. 제2 실시예가 제1 실시예와 다른점은 마이크로 렌즈의 거리뿐만 아니라 다이 패턴 및 마이크로 렌즈 패턴에 있다.
도 7a를 참조하면, 제1의 실시예와 동일한 구조를 가진 기본 구조(10)는 제1의 실시예에서 설명된 것과 동일한 처리에 의해서 형성된다. 평탄화된 절연층(11)은 전적으로 기본 구조(10) 위에 형성된다. 평탄화된 절연층(11)은 실리콘 산화물층 또는 투명 수지층을 포함할 수 있다. 평탄화된 절연층(11)은 광에 투명하다. 인접한 2개의 차광층(8)간의 각 갭은 평탄화된 절연층(11)으로 충전된다.
또한, 광 전달 재료층(12a)은 평탄화된 절연층(11) 상에 형성된다. 광 전달 재료층(12a)은 투명한 유기 재료층, 예를 들면, 페놀 노볼락 수지층, 폴리우레탄 수지층, 폴리스틸렌 수지층, 스틸렌-부타디엔 공중합체 수지층, 폴리노보네이트 수지층, 및 젤라틴 카세인층을 포함하는 것이 바람직할 수 있다.
도 7b를 참조하면, 다이 패턴을 가진 다이(214)가 준비된다. 다이(214)는 텅스텐, 알루미늄, 구리, 이들 금속의 합금으로부터 선택된 재료로 구성된다. 이들 물질은 투명 유기 재료층에 대한 접착성이 낮으므로 투명 유기 재료층으로부터 다이(214)를 떼어내는 것이 용이하다.
도 7c를 참조하면, 다이 패턴을 가진 다이(214)를 광 전달 재료층(12a)에 대하여 푸시하여 다이(214)의 다이 패턴을 광 전달 재료층(12a)에 전송함으로써 평탄화된 절연층(11) 위에 마이크로 렌즈 패턴(12b)을 형성한다.
도 7d를 참조하면, 마이크로 렌즈 패턴(12b)을 열 경화 처리하여 마이크로 렌즈(12)를 형성한다. 열 경화 처리는 200-300℃의 온도의 범위에서 행해진다. 또한, 마이크로 렌즈 패턴(12b)을 광 경화 처리하여 마이크로 렌즈(12)를 형성하는 것이 가능하다. 그 후에, 다이(214)가 마이크로 렌즈(12)로부터 떼어진다.
이 실시예에서, 다이(214)는 마이크로 렌즈 패턴(12b)에 대응하는 패턴을 가진 다수의 동공과, 동공을 서로 절연시키는 경계 리지 라인을 가지고 있으므로, 마이크로 렌즈(12)는 서로 인접해 있다. 감도를 개선하기 위해서는 마이크로 렌즈(12)의 크기를 확대하고 인접한 2개의 마이크로 렌즈(12)간의 거리를 좁히는 것이 효과적이다. 동공을 서로 절연시키는 경계 리지 라인이 인접한 2개의 마이크로 렌즈(12)간의 거리를 더욱 좁힘으로써 마이크로 렌즈(12)가 서로 인접하게 됨으로써 고체 촬상 장치의 감도를 개선시킬 수 있다.
다이 패턴을 가진 다이(214)를 광 전달 재료층(12a)에 대하여 푸싱함으로써 광 전달 재료층(12a)이 다이(214)와 동일한 패턴을 가진 마이크로 렌즈 패턴(12b)으로의 변형이 야기된다. 즉, 마이크로 렌즈 패턴(12b)의 모양 및 크기는 전적으로 다이 패턴의 모양 및 크기에 의존한다.
마이크로 렌즈 패턴(12b)을 형성하거나 마이크로 렌즈(12)를 형성하는 어떤 리-플로우 처리도 행해지지 않는다. 어떤 리플로우 처리가 행해지지 않음으로써 마이크로 렌즈(12)의 모양 및 크기의 변동은 없다. 이것은 상당히 정확한 모양 및 크기를 가진 마이크로 렌즈(12)의 형성을 용이하게 한다.
또한, 다이 패턴은 서로 모양 및/또는 크기가 일정한 마이크로 렌즈(12)를 형성하는 것이지만, 마이크로 렌즈(12)의 각각은 설계된 다이 패턴에 따라 크기 및 모양이 상당히 정확하다. 그러나, 다이 패턴이 서로 모양 및/또는 크기가 다른 마이크로 렌즈(12)를 형성하도록 패턴되지만 마이크로 렌즈(12)의 각각이 설계된 다이 패턴에 따라서 크기 및 모양이 상당이 정확하게 될 수도 있다. 즉, 서로 크기 및/모양이 다른 마이크로 렌즈를 형성하는 것이 용이하지만, 마이크로 렌즈(12)의 각각은 설계된 다이 패턴에 따라 모양 및 크기가 상당히 정확하다.
또한, 다이 패턴을 가진 다이(214)를 고체 촬상 장치의 기본 구조 상의 광 전달 재료층(12a)에 대하여 푸싱함으로써 제4의 종래의 방법에서 설명된 바와 같이 임의의 얇은 베이스층 부분이 없는 마이크로 렌즈 패턴이 형성된다. 이것은 마이크로 렌즈 패턴(12b)의 두께의 증가가 없으므로 고체 촬상 장치의 기본 구조에서의 수광 영역으로부터의 마이크로 렌즈의 거리의 증가가 없다는 것을 의미한다. 물론, 고체 촬상 장치의 중심축 또는 중심 위치 상 또는 그 부근에 배치된 마이크로 렌즈는 수직 입사광을 수신하며, 이것에 의해서 광은 전적으로 수광 영역에 도달한다. 고체 촬상 장치의 기본 구조에 있어서 마이크로 렌즈와 수광 영역 간의 거리의 감소로 인하여 수광 영역에 도달한 경사 입사 광량이 증가한다. 결국, 고체 촬상 장치의 기본 구조에서 마이크로 렌즈와 수광 영역 간의 거리의 감소로 인하여 고체 촬상 장치의 감도의 실질적인 열화가 방지된다.
광 전달 재료층(12a)은 다이 패턴을 가진 다이(214)를 광 전달 재료층(12a)속으로 푸시하여 다이 패턴을 광 전달 재료층(12a)으로 전송하여 마이크로 렌즈 패턴(12b)을 고체 촬상 장치의 기본 구조 상에 형성하기 전에 고체 촬상 장치의 평탄화된 절연층(11)상에 형성된다. 이어서, 마이크로 렌즈(12)를 형성하기 위해서 마이크로 렌즈 패턴(12b)을 경화시키기 위한 열 경화성 처리가 행해진다. 경 마이크로 렌즈 패턴(12b) 또는 경 마이크로 렌즈 재료를 고체 촬상 장치의 기본 구조의 표면 상에 접착 또는 접촉시키기 위한 어떤 접착 또는 접촉 처리도 행해지지 않는다. 따라서, 마이크로 렌즈 패턴(12b)은 어떤 접착 또는 접촉 처리없이도 고체 촬상 장치의 기본 구조의 표면과 확실히 접촉한다. 또한, 고체 촬상 장치의 기본 구조의 표면은 어떤 손상이나 해를 입지 않는다. 이 경우에, 컬러 필터는 고체 촬상 장치의 기본 구조의 표면 영역 상에 형성된다. 그러나, 방금 설명한 바와 같이, 경 마이크로 렌즈 패턴(12b) 또는 경 마이크로 렌즈 재료를 고체 촬상 장치의 기본 구조의 표면 상에 접착 또는 접촉시키기 위한 어떤 접착 또는 접촉 처리가 행해지지 않는다. 따라서, 고체 촬상 장치의 기본 구조에서의 컬러 필터의 표면은 어떤 손상 및 해를 입지 않는다. 어떤 해도 스크린 상에 투사되지 않는다. 따라서, 해를 방지하기 위해서 고체 촬상 장치의 구조를 변경할 필요가 없다. 즉, 고체 촬상 장치의 기본 구조의 표면 또는 컬러 필터의 표면으로부터 마이크로 렌즈 패턴(12b)을 부유하기 위해 마이크로 렌즈 패턴을 지지하기 위해서 기판 위에 어떤 외측벽을 형성 또는 제공할 필요가 없다. 따라서, 마이크로 렌즈 패턴(12b) 및 컬러 필터로부터 광의 굴절율의 어떤 공간의 차이도 마이크로 렌즈 패턴(12b)와 고체 촬상 장치의 기본 구조의 표면 또는 컬러 필터의 표면 사이에 형성되지 않는다. 공간의 형성이 없으므로 마이크로 렌즈의 모양 및 크기를 설계하고 고체 촬상 장치를 설계하는 것이 용이하다. 또한, 어떤 공간의 형성이 없으므로 고체 촬상 장치의 기본 구조 내에 제공된 마이크로 렌즈와 수광 영역간의 거리를 증가시키지 않는다. 이것은 마이크로 렌즈 패턴(12b)의 두께의 증가가 없으므로 고체 촬상 장치의 기본 구조에 있어서 수광 영역으로부터 마이크로 렌즈의 거리의 증가가 없다는 것을 의미한다. 물론, 고체 촬상 장치의 중심축 또는 중심 위치 상 또는 그 근방에 배치된 마이크로 렌즈는 수직 입사광을 수신하며, 이로 인하여 그 광은 전적으로 수광 영역에 도달한다. 고체 촬상 장치의 기본 구조에서의 마이크로 렌즈와 수광 영역간의 거리의 감소로 인하여 수광 영역에 도달한 경사 입사 광량이 증가한다. 그 결과, 고체 촬상 장치의 기본 구조에서의 마이크로 렌즈와 수광 영역간의 거리의 감소로 인하여 고체 촬상 장치의 감도의 어떤 실질적인 열화가 방지된다.
열 경화 처리 동안, 마이크로 렌즈 패턴(12b)은 마이크로 렌즈 패턴(12b)에 대응하는 다이 패턴을 가진 다이(214)에 의해서 확실히 한정된다. 마이크로 렌즈 패턴(12b)의 모양은 열 경화 처리 동안 다이(214)의 다이 패턴에 의해서 정확히 유지된다. 결국, 마이크로 렌즈(12)는 마이크로 렌즈 패턴(12)과 모양 및 크기가 정확히 동일하다.
열 경화 처리는 200-300℃의 범위의 온도에서 행해진다. 열 경화 처리가 200℃ 이하의 온도에서 행해지면, 마이크로 렌즈 패턴(12b)의 경화가 불충분할 수 있다. 열 경화 처리가 300℃ 이상의 온도에서 행해지면 고체 촬상 장치의 기본 구조에서 반도체 기판과 실리콘 산화막 간의 계면 상태 밀도가 증가한다. 계면 상에서의 계면 상태 밀도의 증가로 인하여 암 전류가 증가한다. 따라서, 고체 촬상 장치의 수율이 감소한다. 200-300℃의 상기 온도 범위는 고체 촬상 장치에 대한 어떤 영향을 제공하지 않고, 예를 들면, 고체 촬상 장치의 기본 구조에 있어서 반도체 기판과 실리콘 신화막 간의 계면 상태 밀도를 증가시키지 않고 마이크로 렌즈 패턴을 경화시키는 효과를 얻는데 바람직하다.
상술한 열 경화 처리 대신에, 마이크로 렌즈(12)를 형성하기 위해서 마이크로 렌즈 패턴(12b)을 경화하기 위한 광 경화 처리를 행하는 것이 가능하다. 고체 촬상 장치의 기본 구조(10)에서 경 마이크로 렌즈 패턴(12b) 또는 경 마이크로 렌즈 재료를 평탄화된 절연층(11)의 표면 상에 접착 또는 접촉시키기 위한 어떤 접착 또는 접촉 처리도 행해지지 않는다. 따라서, 마이크로 렌즈 패턴(12b)은 어떤 접착 또는 접촉 처리 없이도 고체 촬상 장치의 기본 구조의 표면과 확실히 접촉된다. 또한, 고체 촬상 장치의 기본 구조의 표면은 어떤 손상 및 해를 입지 않는다. 이 경우에, 컬러 필터는 고체 촬상 장치의 기본 구조(10)의 평탄화된 절연층(11)에 임시로 형성될 수 있다. 평탄화된 절연층(11) 대신에 컬러 필터가 고체 촬상 장치의 기본 구조(10)의 표면 상에 형성되는 것이 가능하다. 그러나, 상술한 바와 같이, 경 마이크로 렌즈 패턴(12b) 또는 경 마이크로 렌즈 재료를 고체 촬상 장치의 기본 구조의 표면에 접착 또는 접촉시키기 위한 어떤 접촉 또는 접착 처리도 행해지지 않는다. 따라서, 고체 촬상 장치의 기본 구조 내의 컬러 필터는 어떤 손상 및 해를 입지 않는다. 어떤 해도 스크린 상에 투사되지 않는다. 따라서, 해를 방지하기 위해서 고체 촬상 장치의 구조를 변경할 필요가 없다. 즉, 고체 촬상 장치의 기본 구조의 표면 또는 컬러 필터의 표면으로부터 마이크로 렌즈 패턴을 부유하기 위해 마이크로 렌즈 패턴을 지지하기 위해서 기판 위에 임의의 외측벽을 형성할 필요가 없다. 따라서, 마이크로 렌즈 패턴(12b) 및 컬러 필터로부터 광의 굴절율의 어떤 공간의 차이도 마이크로 렌즈 패턴(12b)과 고체 촬상 장치의 기본 구조의 표면 또는 컬러 필터의 표면 사이에 형성되지 않는다. 공간의 형성이 없으므로 마이크로 렌즈의 모양 및 크기를 설계하고 고체 촬상 장치를 설계하는 것이 용이하다. 또한, 어떤 공간의 형성이 없으므로 고체 촬상 장치의 기본 구조 내에 제공된 마이크로 렌즈와 수광 영역간의 거리를 증가시키지 않는다. 이것은 마이크로 렌즈 패턴(12b)의 두께의 증가가 없으므로 고체 촬상 장치의 기본 구조에 있어서 수광 영역으로부터 마이크로 렌즈의 거리의 증가가 없다는 것을 의미한다. 물론, 고체 촬상 장치의 중심축 또는 중심 위치 상 또는 그 근방에 배치된 마이크로 렌즈는 수직 입사광을 수신하며, 이로 인하여 그 광은 전적으로 수광 영역(3)에 도달한다. 고체 촬상 장치의 기본 구조에서의 마이크로 렌즈와 수광 영역간의 거리의 감소로 인하여 수광 영역에 도달한 경사 입사 광량이 증가한다. 그 결과, 고체 촬상 장치의 기본 구조에서의 마이크로 렌즈와 수광 영역간의 거리의 감소로 인하여 고체 촬상 장치의 감도의 어떤 실질적인 열화가 방지된다.
따라서, 평탄화된 절연층 상의 광 전달 재료층(12a)은 다이 패턴을 가진 다이(214)에 의해서 푸시된다. 광 전달 재료층이 형성되는 평탄화된 면은 다이 패턴을 광 전달 재료층(12a)로의 정확한 전송을 실현하여 다이(214)의 다이 패턴에 따라 모양 및 크기가 상당히 정확한 마이크로 렌즈 패턴(12b)의 형성을 실현하는 것이 보다 용이해 진다.
제3 실시예
본 발명에 따른 제3 실시예가 도면을 참조하여 상세히 설명될 것이다. 도 8a 내지 8d는 본 발명에 따라 제3의 양호한 실시예의 제3의 신규한 다이를 사용함으로써 고체 촬상 장치의 베이스 구조 위에 마이크로 렌즈를 일렬로 정렬하는 제1 방법에 관련된 고체 촬상 장치를 도시한 부분 정단면도이다. 이 제3의 양호한 실시예는 다이 패턴 및 마이크로 렌즈의 거리 뿐만 아니라 마이크로 렌즈 패턴에 있어서 제1의 양호한 실시예와 다르다.
도 8a를 참조하면, 제1의 양호한 실시예와 동일한 구조를 갖는 베이스 구조(10)가 제1의 양호한 실시예에서 설명된 것과 동일한 공정으로 형성된다. 평탄화된 절연층(11)이 베이스 구조(10) 위에 전체적으로 형성된다. 평탄화된 절연층(11)은 실리콘 산화층 또는 투명 수지층을 포함할 수 있다. 평탄화된 절연층(11)은 광에 투명하다. 인접한 2개의 차폐층(8) 사이의 각 갭은 평탄화된 절연층(11)으로 채워진다.
또한, 투광 물질층(12a)은 평탄화된 절연층(11) 위에 형성된다. 투광 물질층(12a)은 양호하게는, 예를 들어, 페놀 노볼락 수지층, 폴리우레탄 수지층, 폴리스티렌 수지층, 스티렌-부타디엔 공중합체 수지층, 폴리노보레인 수지층, 및 젤라틴-카세인층인 투명 유기 물질층을 포함할 수 있다.
도 8b를 참조하면, 다이 패턴을 갖는 다이(214)가 준비된다. 다이(214)는 텅스텐, 알루미늄, 구리, 이들 금속의 합금으로 이루어진 그룹으로부터 선택된 물질로 구성된다. 이들 물질은 투명 유기 물질층에 대한 접착성이 낮아, 투명 유기 물질층으로부터 다이(214)를 제거하기가 쉽다.
도 8c를 참조하면, 다이 패턴을 갖는 다이(314)는 다이(314)의 다이 패턴을 투광 물질층(12a)으로 전사하도록 투광 물질층(12a)에 대해 밀어내어, 평탄화된 절연층(11)위에 마이크로 렌즈 패턴(12b)을 형성한다.
도 8d를 참조하면, 마이크로 렌즈 패턴(12b)는 마이크로 렌즈(12)를 형성하기 위해 열경화 공정을 받는다. 열경화 공정은 200-300℃의 범위의 온도에서 수행된다. 다르게는, 마이크로 렌즈 패턴(12b)는 마이크로 렌즈(12)를 형성하기 위해 광경화 처리되는 것이 가능하다. 그 다음에, 다이(314)는 마이크로 렌즈(12)로부터 제거된다.
본 실시예에서, 다이(314)는 마이크로 렌즈 패턴(12b)에 대응하는 패턴을 갖는 다수의 캐비티, 및 캐비티를 서로 분리시키는 경계 영역을 가지어, 마이크로 렌즈(12)는 서로 떨어지게 된다. 이 경우에, 경계 영역은 투광 물질층(12b)의 일부가 이탈부 내로 끌려 들어오게 하는 이탈부를 갖는 것이 바람직하다. 다르게는, 이탈부는 관통 홀을 포함할 수 있다. 마이크로 렌즈 패턴(12b)에 대응하는 다이 패턴을 갖는 다이(314)가 다이 패턴을 투광 물질층(12a)내로 전사하기 위해 투광 물질층(12a)내로 밀어질 때, 투광 물질층(12a)의 부분은 다이(314)의 캐비티내로 들어오지 않게 되어, 다이(314)의 캐비티 외부의 투광 물질층(12a)의 부분은 다이(314)의 이탈부내로 끌려 들어올 수 있다. 투광 물질층(12a)의 초과부는 다이(314)에 의해 마이크로 렌즈 패턴(12b)로 변형 또는 형상화되지 않아, 마이크로 렌즈 패턴(12b)은 다이(314)의 다이 패턴에 따라 형상 및 크기에 있어 상당히 정밀하다.
다이 패턴을 갖는 다이(314)를 투광 물질층(12a)에 대해 밀면 투광 물질층(12a)이 다이(314)와 동일한 패턴을 갖는 마이크로 렌즈 패턴(12b)으로 변형된다. 즉, 마이크로 렌즈 패턴(12b)의 형상 및 크기는 단지 다이 패턴의 형상 및 크기에 따라 다르다.
마이크로 렌즈 패턴(12b)을 형성하거나 또는 마이크로 렌즈(12)를 형성하기 위한 리플로우 공정은 수행되지 않는다. 리플로우 공정이 없으면 마이크로 렌즈의 형상 및 크기의 변화가 없다. 이것은 매우 정밀한 형상 및 크기를 갖는 마이크로 렌즈를 형성하기가 쉽다는 것을 의미한다.
또한, 다이 패턴은 형상 및/또는 크기가 서로 균일한 마이크로 렌즈(12)를 형성하는 것이나, 각각의 마이크로 렌즈(12)는 설계된 다이 패턴에 따라 크기 및 형상에 있어 매우 정밀하다. 그럼에도 불구하고, 다이 패턴이 형상 및/또는 크기가 서로 다른 마이크로 렌즈를 형성하기 위한 패턴으로 되는 것이 또한 가능하지만, 각각의 마이크로 렌즈(12)는 셜계된 다이 패턴에 따라 크기 및 형상에 있어 매우 정밀하다. 즉, 형상 및/또는 크기가 서로 다른 마이크로 렌즈(12)를 형성하는 것은 쉽지만, 각각의 마이크로 렌즈(12)는 설계된 다이 패턴에 따라 크기 및 형상에 있어 매우 정밀하다.
게다가, 고체 촬상 장치의 베이스 구조 상의 투광 물질층(12a)에 대해 다이 패턴을 갖는 다이(314)를 밀면, 제4의 종래의 방법에서 설명된 것과 같이 어떤 얇은 베이스 층으로 된 부분이 없는 마이크로 렌즈 패턴이 형성된다. 이것은 마이크로 렌즈 패턴(12b)의 두께의 증가가 없고 결과적으로 고체 촬상 장치의 베이스 구조에서 수광 영역으로부터 마이크로 렌즈의 거리가 증가하지 않는다는 것을 의미한다. 고체 촬상 장치의 중심축 또는 중심 위치상에 또는 가까이에 위치된 마이크로 렌즈는 물론 수직 입사광을 받아, 광은 전체적으로 수광부에 도달한다. 고체 촬상 장치의 베이스 구조에서 마이크로 렌즈와 수광 영역 사이의 거리의 감소는 수광 영역에 도달하는 경사 입사광의 양을 증가시킨다. 결과적으로, 고체 촬상 장치의 베이스 구조에서 마이크로 렌즈와 수광 영역 사이의 거리의 감소는 고체 촬상 장치의 감도의 어떠한 실질적인 저하를 방지한다.
투광 물질층(12a)은 다이 패턴을 갖는 다이(314)가 다이 패턴을 투광 물질층(12a)으로 전사하도록 투광 물질층(12a)내로 밀어지기 전에 고체 촬상 장치의 평탄화된 층(11) 상에 형성되어, 마이크로 렌즈 패턴(12b)은 고체 촬상 장치의 베이스 구조상에 형성된다. 후속하여, 마이크로 렌즈를 형성하기 위해 마이크로 렌즈 패턴(12b)을 경화시키기 위한 열경화 공정이 수행된다. 고체 촬상 장치의 베이스 구조의 표면 상에 하드 마이크로 렌즈 패턴(12b) 또는 하드 마이크로 렌즈 물질을 접착 또는 접촉시키는 접착 또는 접촉 공정이 수행되지 않는다. 따라서, 마이크로 렌즈 패턴(12b)은 접착 또는 접촉 공정 없이 고체 촬상 장치의 베이스 구조의 표면에 단단하게 접촉된다. 게다가, 고체 촬상 장치의 베이스 구조의 표면은 손상 또는 상처를 입지 않는다. 이 경우에, 컬러 필터가 고체 촬상 장치의 베이스 구조의 표면 영역 상에 형성된다. 그러나, 방금 설명한 바와 같이, 고체 촬상 장치의 베이스 구조의 표면 상에 하드 마이크로 렌즈 패턴(12b) 또는 하드 마이크로 렌즈 물질을 접착 또는 접촉시키는 접착 또는 접촉 공정이 수행되지 않는다. 따라서, 고체 촬상 장치의 베이스 구조내의 컬러 필터의 표면은 손상 또는 상처를 입지 않는다. 상처가 스크린 상에 투사되지 않는다. 그러므로, 상처를 피하기 위해 고체 촬상 장치의 구조를 수정할 필요가 없다. 즉, 고체 촬상 장치의 베이스 구조의 표면 또는 컬러 필터의 표면으로부터 마이크로 렌즈 패턴(12b)을 부유시키기 위해 마이크로 렌즈 패턴(12b)을 지지하기 위한 기판 위에 어떤 외벽을 형성 또는 제공할 필요가 없다. 따라서, 마이크로 렌즈 패턴(12b) 및 컬러 필터와 광의 굴절률이 다른 내부 공간이 마이크로 렌즈 패턴과 고체 촬상 장치의 베이스 구조의 표면 또는 컬러 필터의 표면 사이에 형성되지 않는다. 내부 공간이 형성되지 않기 때문에 마이크로 렌즈의 형상 및 크기의 설계 및 고체 촬상 장치의 설계가 용이해 진다. 더구나, 내부 공간이 형성되지 않으면 고체 촬상 장치의 베이스 구조내에 제공된 마이크로 렌즈와 수광 영역 사이의 거리가 증가한다. 이것은 마이크로 렌즈 패턴(12b)의 두께가 증가하지 않고 결과적으로 고체 촬상 장치의 베이스 구조에서 수광 영역으로부터 마이크로 렌즈의 거리가 증가하지 않는다는 것을 의미한다. 고체 촬상 장치의 중심축 또는 중심 위치 상에 또는 가까이에 위치된 마이크로 렌즈는 물론 수직 입사광을 받아, 광은 전체적으로 수광 영역에 도달한다. 고체 촬상 장치의 베이스 구조에서 마이크로 렌즈와 수광 영역 사이의 거리의 감소는 수광 영역에 도달하는 경사 입사광의 양을 증가시킨다. 결과적으로, 고체 촬상 장치의 베이스 구조에서 마이크로 렌즈와 수광 영역 사이의 거리의 감소는 고체 촬상 장치의 감도의 어떠한 실질적인 저하를 방지한다.
열경화 공정동안, 마이크로 렌즈 패턴(12b)는 마이크로 렌즈 패턴(12b)에 대응하는 다이 패턴을 갖는 다이(314)에 의해 확고하게 정해진다. 마이크로 렌즈 패턴(12b)의 형상은 열경화 공정 동안 다이(314)의 다이 패턴에 의해 정밀하게 유지된다. 결과적으로, 마이크로 렌즈(12)는 마이크로 렌즈 패턴(12b)와 형상 및 크기에 있어 정확하게 또는 정밀하게 동일하다.
열경화 공정은 200-300℃ 범위의 온도에서 수행된다. 열경화 공정이 200℃ 미만의 온도에서 수행되면, 마이크로 렌즈 패턴(12b)의 경화는 불충분하다. 열경화 공정이 300℃ 보다 높은 온도에서 수행되면, 고체 촬상 장치의 베이스 구조에서 반도체 기판과 실리콘 산화막 사이의 인터페이스 상태 밀도가 증가된다. 인터페이스 상의 인터페이스 상태 밀도의 증가는 암전류를 증가시킨다. 그러므로, 고체 촬상 장치의 수율은 그에 따라 감소된다. 200-300℃의 상기 온도 범위는 고체 촬상 장치에 어떤 영향을 주지 않고, 예를 들어, 고체 촬상 장치의 베이스 구조에서 반도체 기판과 실리콘 산화막 사이의 인터페이스 상태 밀도를 증가시키지 않고, 마이크로 렌즈 패턴을 경화시키는 효과를 얻기에 양호하다.
상기 열경화 공정 대신에, 마이크로 렌즈(12)를 형성하기 위해 마이크로 렌즈 패턴(12b)을 경화시키기 위한 광경화 공정을 수행하는 것이 가능하다. 고체 촬상 장치의 베이스 구조(10)내의 평탄화된 층(11)의 표면 상에 하드 마이크로 렌즈 패턴(12b) 또는 하드 마이크로 렌즈 물질을 접착 또는 접촉시키는 접착 또는 접촉 공정은 수행되지 않는다. 따라서, 마이크로 렌즈 패턴(12b)은 접착 또는 접촉 공정 없이 고체 촬상 장치의 베이스 구조의 표면과 단단하게 접촉된다. 게다가, 고체 촬상 장치의 베이스 구조의 표면은 손상 또는 상처를 입지 않는다. 이 경우에, 컬러 필터는 고체 촬상 장치의 베이스 구조(10)내의 평탄화된 층(11)내에 선택적으로 형성될 수 있다. 또한, 평탄화된 층(11) 대신에, 컬러 필터가 고체 촬상 장치의 베이스 구조(10)의 표면 상에 형성되는 것이 가능하다. 그러나, 방금 설명된 바와 같이, 고체 촬상 장치의 베이스 구조의 표면 상에 하드 마이크로 렌즈 패턴(12b) 또는 하드 마이크로 렌즈 물질을 접착 또는 접촉시키는 접착 또는 접촉 공정이 수행되지 않는다. 따라서, 고체 촬상 장치의 베이스 구조내의 컬러 필터의 표면은 손상 또는 상처를 입지 않는다. 상처가 스크린 상에 투사되지 않는다. 그러므로, 상처를 피하기 위해 고체 촬상 장치의 구조를 수정할 필요가 없다. 즉, 고체 촬상 장치의 베이스 구조의 표면 또는 컬러 필터의 표면으로부터 마이크로 렌즈 패턴(12b)을 부유시키기 위해 마이크로 렌즈 패턴(12b)을 지지하기 위한 기판 위에 어떤 외벽을 형성 또는 제공할 필요가 없다. 따라서, 마이크로 렌즈 패턴(12b) 및 컬러 필터와 광의 굴절률이 다른 내부 공간이 마이크로 렌즈 패턴(12b)과 고체 촬상 장치의 베이스 구조의 표면 또는 컬러 필터의 표면 사이에 형성되지 않는다. 내부 공간이 형성되지 않기 때문에 마이크로 렌즈의 형상 및 크기의 설계 및 고체 촬상 장치의 설계가 용이해 진다. 더구나, 내부 공간이 형성되지 않으면 고체 촬상 장치의 베이스 구조내에 제공된 마이크로 렌즈와 수광 영역 사이의 거리가 증가한다. 이것은 마이크로 렌즈 패턴(12b)의 두께가 증가하지 않고 결과적으로 고체 촬상 장치의 베이스 구조에서 수광 영역으로부터 마이크로 렌즈의 거리가 증가하지 않는다는 것을 의미한다. 고체 촬상 장치의 중심축 또는 중심 위치 상에 또는 가까이에 위치된 마이크로 렌즈는 물론 수직 입사광을 받아, 광은 전체적으로 수광 영역(3)에 도달한다. 고체 촬상 장치의 베이스 구조에서 마이크로 렌즈와 수광 영역 사이의 거리의 감소는 수광 영역에 도달하는 경사 입사광의 양을 증가시킨다. 결과적으로, 고체 촬상 장치의 베이스 구조에서 마이크로 렌즈(12)와 수광 영역(3) 사이의 거리의 감소는 고체 촬상 장치의 감도의 어떠한 실질적인 저하를 방지한다.
평탄화된 층상의 투광 물질층(12a)은 다이 패턴을 갖는 다이(314)에 의해 밀어진다. 투광 물질층이 형성되는 이 평탄화된 층은 다이 패턴의 투광 물질층(12a)로의 매우 정밀한 전사를 실현하고 나아가 다이(314)의 다이 패턴에 따라 형상 및 크기가 매우 정밀한 마이크로 렌즈 패턴(21b)의 형성을 실현하는 것을 보다 더 쉽게 한다.
본 발명은 마이크로 렌즈의 형상과 크기의 정밀도를 향상시켜서, 고체 촬상 장치의 신뢰도를 향상시킬 수 있는 이점을 갖는다. 또한, 본 발명은 고체 촬상 장치의 감도를 향상시킬 수 있는 이점을 갖는다.
본 발명이 관련한 기술에 숙련된 자에게는 본 발명의 변형이 분명할 것이고, 예시 목적으로 도시되고 설명된 실시예가 제한된 의미로 해석되어서는 안된다. 따라서, 본 발명의 취지 및 범위에 드는 모든 변형을 청구범위에 의해 포함시키고자 한다.
Claims (33)
- 고체 촬상 장치의 베이스 구조 위에 마이크로 렌즈를 형성하는 방법에 있어서,상기 베이스 구조 상에 투광 물질층을 형성하는 단계; 및다이 패턴을 갖는 다이를 상기 투광 물질층에 대해 밀어 상기 다이의 상기 다이 패턴을 상기 투광 물질층에 전사하여, 상기 베이스 구조 위에 마이크로 렌즈 패턴을 형성하는 단계를 포함하는 방법.
- 제1항에 있어서, 상기 마이크로 렌즈 패턴에 열경화 공정을 가하여 마이크로 렌즈를 형성하는 단계를 더 포함하는 방법.
- 제2항에 있어서, 상기 열경화 공정은 상기 다이가 상기 마이크로 렌즈로부터 제거되기 전에 수행되는 방법.
- 제2항에 있어서, 상기 열경화 공정은 200-300℃ 범위의 온도에서 수행되는 방법.
- 제1항에 있어서, 상기 마이크로 렌즈 패턴에 광경화 공정을 가하여 마이크로 렌즈를 형성하는 단계를 더 포함하는 방법.
- 제1항에 있어서, 상기 투광 물질층은 투명 유기 물질층을 포함하는 방법.
- 제1항에 있어서, 상기 다이는 텅스텐, 알루미늄, 구리, 이들 금속의 합금으로 이루어진 그룹으로부터 선택된 물질로 구성되는 방법.
- 제1항에 있어서, 상기 다이는 상기 마이크로 렌즈 패턴에 대응하는 패턴을 갖는 다수의 캐비티, 및 상기 캐비티를 서로 분리시키는 경계 영역을 가지어, 상기 마이크로 렌즈는 서로 떨어지는 방법.
- 제8항에 있어서, 상기 경계 영역은 상기 투광 물질층이 자신으로 끌려 들어오게 하는 이탈부를 갖는 방법.
- 제9항에 있어서, 상기 이탈부는 관통 홀을 포함하는 방법.
- 제9항에 있어서, 상기 이탈부는 중공부를 포함하는 방법.
- 제1항에 있어서, 상기 다이는 상기 마이크로 렌즈 패턴에 대응하는 패턴을 갖는 다수의 캐비티, 및 상기 캐비티를 서로 분리시키는 경계 리지 라인을 가지어, 상기 마이크로 렌즈는 서로 인접하는 방법.
- 제1항에 있어서, 상기 투광 물질층이 평탄화된 층 상에 형성되기 전에 상기 베이스 구조 상에 상기 평탄화된 층을 형성하는 단계를 더 포함하는 방법.
- 제13항에 있어서, 컬러 필터층이 상기 평탄화된 층 내에 형성되는 방법.
- 고체 촬상 장치를 형성하는 방법에 있어서,포토 다이오드를 갖는 베이스 구조를 반도체 기판 위에 형성하는 단계;상기 베이스 구조 위에 투광 물질층을 형성하는 단계; 및다이 패턴을 갖는 다이를 상기 투광 물질층에 대해 밀어 상기 다이의 상기 다이 패턴을 상기 투광 물질층에 전사하여, 상기 베이스 구조 위에 마이크로 렌즈 패턴을 형성하는 단계를 포함하는 방법.
- 제15항에 있어서, 상기 마이크로 렌즈 패턴에 열경화 공정을 가하여 마이크로 렌즈를 형성하는 단계를 더 포함하는 방법.
- 제16항에 있어서, 상기 열경화 공정은 상기 다이가 상기 마이크로 렌즈로부터 제거되기 전에 수행되는 방법.
- 제16항에 있어서, 상기 열경화 공정은 200-300℃ 범위의 온도에서 수행되는 방법.
- 제15항에 있어서, 상기 마이크로 렌즈 패턴에 광경화 공정을 가하여 마이크로 렌즈를 형성하는 단계를 더 포함하는 방법.
- 제15항에 있어서, 상기 투광 물질층은 투명 유기 물질층을 포함하는 방법.
- 제15항에 있어서, 상기 다이는 텅스텐, 알루미늄, 구리, 이들 금속의 합금으로 이루어진 그룹으로부터 선택된 물질로 구성되는 방법.
- 제15항에 있어서, 상기 다이는 상기 마이크로 렌즈 패턴에 대응하는 패턴을 갖는 다수의 캐비티, 및 상기 캐비티를 서로 분리시키는 경계 영역을 가지어, 상기 마이크로 렌즈는 서로 떨어지는 방법.
- 제22항에 있어서, 상기 경계 영역은 상기 투광 물질층이 자신으로 끌려 들어오게 하는 이탈부를 갖는 방법.
- 제23항에 있어서, 상기 이탈부는 관통 홀을 포함하는 방법.
- 제23항에 있어서, 상기 이탈부는 중공부를 포함하는 방법.
- 제15항에 있어서, 상기 다이는 상기 마이크로 렌즈 패턴에 대응하는 패턴을 갖는 다수의 캐비티, 및 상기 캐비티를 서로 분리시키는 경계 리지 라인을 가지어, 상기 마이크로 렌즈는 서로 인접하는 방법.
- 제15항에 있어서, 상기 투광 물질층이 평탄화된 층 상에 형성되기 전에 상기 베이스 구조 상에 상기 평탄화된 층을 형성하는 단계를 더 포함하는 방법.
- 제27항에 있어서, 컬러 필터층이 상기 평탄화된 층 내에 형성되는 방법.
- 고체 촬상 장치의 베이스 구조 위에 마이크로 렌즈 패턴을 형성하는데 사용되는 다이에 있어서,상기 다이는 상기 마이크로 렌즈 패턴에 대응하는 패턴을 갖는 다수의 캐비티, 및 상기 캐비티를 서로 분리시키는 경계 영역을 가지어, 상기 마이크로 렌즈가 서로 떨어지고, 상기 다이는 텅스텐, 알루미늄, 구리, 이들 금속의 합금으로 이루어진 그룹으로부터 선택된 물질로 구성되는 다이.
- 제29항에 있어서, 상기 경계 영역은 상기 투광 물질층이 자신으로 끌려 들어 오게 하는 이탈부를 갖는 다이.
- 제30항에 있어서, 상기 이탈부는 관통 홀을 포함하는 다이.
- 제30항에 있어서, 상기 이탈부는 중공부를 포함하는 다이.
- 고체 촬상 장치의 베이스 구조 위에 마이크로 렌즈 패턴을 형성하는데 사용되는 다이에 있어서,상기 다이는 상기 마이크로 렌즈 패턴에 대응하는 패턴을 갖는 다수의 캐비티, 및 상기 캐비티를 서로 분리시키는 경계 리지 라인을 가지어, 상기 마이크로 렌즈가 서로 인접하고, 상기 다이는 텅스텐, 알루미늄, 구리, 이들 금속의 합금으로 이루어진 그룹으로부터 선택된 물질로 구성되는 다이.
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