KR20050010343A - 이미지 센서 및 이미지 센서 제작방법과 이에 이용되는마이크로 광집속 소자 어레이 제작용 몰드 - Google Patents
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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.
Description
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.
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.
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.
도 1은 종래의 이미지 센서 제작 공정을 보여주는 도면으로서, 리플로우 방법을 이용하여 마이크로 렌즈 어레이를 제작하는 공정을 보여주고 있다.
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.
이후 평탄층(4)상에 마이크로 렌즈(7) 성형을 위한 사각 기둥 혹은 기타 형상의 포토레지스트 기둥(6)을 형성한다.
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.
이후 제작된 이미지 센서 소자 어레이 웨이퍼(1)를 절단(dicing)하여 각각의 이미지 센서 칩(chip)(8)으로 분리하게 된다.
이후 팩키징 공정을 거치면 최종 이미지 센서가 제작된다.
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.
그러나, 상기의 종래 이미지 센서 제작방법은 다음과 같은 문제점을 가지고 있었다.
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.
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.
또한 성능 측면에서 살펴보면, 이미지 센서용 마이크로 렌즈 제작에 있어 채움률(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.
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.
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.
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.
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.
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.
아울러, 본 발명은 매우 정밀하면서도 간단한 방법으로 와이어링을 위한 본드 패드를 노출시킬 수 있도록 하는데 또 다른 목적이 있다. 이는 이미지 센서의전체 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.
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.
또한, 본 발명은 채움률을 높임으로써, 이미지 센서의 효율을 향상시킬 수 있도록 하는데 또 다른 목적이 있다.
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.
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.
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.
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.
도 1은 포토레지스트 리플로우 방법을 이용한 종래의 이미지 센서 제작 공정을 보여주는 도면이다.
도 2는 도 1의 제작 방법에 의하여 제작된 종래의 이미지 센서에 있어, 중심부 마이크로 렌즈와 외곽부 마이크로 렌즈간의 광집속 효율의 차이를 보여주는 도면이다.
도 3a 내지 도 3c는 각각 본 발명의 다양한 실시예에 따른 이미지 센서 제작 공정을 보여주는 도면이다.
도 4a 내지 도 4e는 각각 본 발명의 다양한 실시예에 따른 마스터 제작 공정을 보여주는 도면이다.
도 5a 및 도 5b는 각각 본 발명의 다양한 실시예에 따른 마이크로 렌즈 어레이 제작용 몰드를 제작하는 공정을 보여주는 도면이다.
도 6a 및 6b는 각각 본 발명의 다양한 실시예에 따른 마이크로 렌즈 어레이 제작용 몰드에 자외선 차단층을 형성하는 공정을 보여주는 도면이다.
도 7은 마이크로 몰딩 공정 중 야기되는 기포를 채집하는 과정을 보여주는 도면이다.
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.
*도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명*
1. 이미지 센서 소자 어레이 웨이퍼 2. 정렬 표식
3. 본드 패드 4. 평탄층
5. 포토 다이오드 6. 포토레지스트 기둥
7. 마이크로 렌즈 (어레이) 8. 이미지 센서 칩
9. 자외선 차단층 10. 자외선 투과성 몰드
11. 광경화성 폴리머 12. 자외선
13. 마이크로 렌즈 (어레이) 14a. 열경화성 폴리머
14b. 열가소성 폴리머 15. 금속 몰드
16. 보호층 17. 마이크로 렌즈 어레이 박판
18. 접착제 19. 기판
20. 포토레지스트 21. 양각 포토레지스트 패턴
22. 양각 패턴 마스터
23. 양각 패턴 마스터 제작용 그레이 스케일 마스크
24. 음각 패턴 마스터 제작용 그레이 스케일 마스크
25. 음각 포토레지스트 패턴 26. 음각 패턴 마스터
28. 금속 마스터 29. 기판
31. 음각 폴리머 패턴 33. 희생층
34. 패턴층 35. 금속층
38. 기포 채집용 홈
39. 마이크로 광집속 소자 (어레이)
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 상에 도포된 상기 마이크로 광집속 소자 어레이 재료를 마이크로 몰딩하는 몰딩 단계;를 포함하는 것을 특징으로 이미지 센서 제작방법을 제공한다.
여기서, 마이크로 광집속 소자 어레이는 여러 형태를 가질 수 있는데, 예컨대, 마이크로 렌즈 어레이, 마이크로 프리즘 어레이, 마이크로 미러 어레이 등이 그 것이다.
본 발명에서는 바람직하게는, 먼저 마스터를 제작하고 제작된 마스터의 패턴을 몰드에 전사하여 몰드를 제작한 후 이를 마이크로 몰딩에 사용한다.
여기서, 마스터는 바람직하게는, 그레이 스케일 마스크를 이용한 포토리소그래피 공정을 통하여 제작하고, 이를 이용하여 몰드(또는 또 다른 마스터)를 제작한다.
마스터로부터 몰드를 제작하는데는 바람직하게는, 반응 이온 식각 또는 전주도금 성형법이 이용된다.
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.
본 발명에서는, 하나의 이미지 센서 소자 어레이 웨이퍼에 대하여서는 하나의 몰드로 단 한번의 작업을 통하여 마이크로 광집속 소자 어레이를 몰딩한다.
본 발명은 바람직하게는 몰딩 단계에서 야기되는 기포 제거를 위하여 기포채집용 홈을 포함한다.
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.
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.
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.
이하 첨부 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 상세히 설명하면 다음과 같다.
도 3a 내지 도 3c는 각각 본 발명의 다양한 실시예에 따른 이미지 센서 제작 공정을 보여주는 도면이다.
도 3a의 이미지 센서 제작 공정에서는, 이미지 센서 소자 어레이 웨이퍼(1)상에 자외선 경화 성형법을 이용한 직접 몰딩을 통하여 마이크로 렌즈 어레이를 제작한다.
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.
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.
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.
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.
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.
이후 다이싱 공정을 통해 각각의 이미지 센서 칩(8)을 분리하고, 팩키징(packaging) 공정을 통해 최종 이미지 센서를 제작한다.
상기의 공정은 기존 리플로우 공정에서 요구되는 평탄층(4)을 별도로 제작할 필요가 없어 공정 단계의 절감이 가능하다.
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.
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.
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.
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.
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.
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.
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.
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.
최종적으로 다이싱 공정을 진행하여 이미지 센서 소자 칩(8)을 제작한다. 이후 추가적인 팩키징 공정이 진행된다.
도 3c는, 마이크로 몰딩법으로 제작된 마이크로 렌즈 어레이 박판(17)을 이용한 이미지 센서 제작 공정을 보여준다.
마이크로 사출성형, 핫 엠보싱, 자외선 경화 성형, 열경화 성형 등의 마이크로 몰딩 방법을 이용하여 마이크로 렌즈 어레이 박판(17)을 제작한다.
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.
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.
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.
도 4a 내지 도 4e는 각각 본 발명의 다양한 실시예에 따라, 마이크로 렌즈 어레이 제작용 몰드의 제작에 이용되는 마스터 제작 공정을 보여주는 도면이다.
도 4a는 그레이 스케일 마스크 리소그래피를 이용한 양각 패턴 마스터(22) 제작 공정의 순서도이다.
기판(19) 상에 포토레지스트(20)를 코팅하고 양각 패턴 마스터 제작용 그레이 스케일 마스크(23)를 이용하여 포토레지스트(20)를 패터닝 한다.
현상(develop)후 마이크로 렌즈 형상의 양각 포토레지스트 패턴(21)을 갖는 양각 패턴 마스터(22)가 제작된다.
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.
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.
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(fillfactor)의 구현이 가능하다.
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.
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.
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.
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.
도 4b는 그레이 스케일 마스크 리소그래피를 이용한 음각 패턴 마스터(26) 제작 공정의 순서도이다.
기판(19)상에 포토레지스트(20)를 코팅하고 음각 패턴 마스터 제작용 그레이 스케일 마스크(24)를 이용하여 포토레지스트(20)를 패터닝 한다.
현상(develop)후 그레이 스케일 마스크(24)의 설계에 의해 음각 포토레지스트 패턴(25)을 갖는 음각 패턴 마스터(26)가 제작된다.
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.
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.
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.
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.
도 4d는 도 4b에서와 같은 음각 패턴 마스터(26)를 전주도금하여 양각 패턴 마스터(22)를 제작하는 공정 순서도이다.
도 4b에서와 같이 그레이 스케일 마스크 리소그래피를 이용하여 제작된 음각 패턴 마스터(26)상에 전주도금을 위한 전도층을 증착한다.
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.
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.
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.
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.
이때 광경화성 폴리머(11)의 재료 특성에 따라 적절한 접착제와 이형제의 사용이 고려될 수 있다.
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 통해몰드를 제작하게 되므로 몰드 제작단가의 절감을 가져올 수 있다.
이러한 공정은 열경화성 폴리머(14a) 또는 열가소성 폴리머(14b)를 이용한 방법에도 동일하게 적용될 수 있다.
도 5a 및 도 5b는 각각 본 발명의 다양한 실시예에 따른 마이크로 렌즈 어레이 제작용 몰드를 제작하는 공정을 보여주는 도면이다.
도 5a는 자외선 경화 성형을 통한 자외선 투과성 몰드(10) 제작 공정의 순서도이다.
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.
반응 이온 식각 조건에 따라 음각 패턴의 형상을 제어 할 수 있다.
도 5b는 전주도금을 통한 금속 몰드(15) 제작 공정의 순서도이다.
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.
도 6a 및 도 6b는 각각 본 발명의 다양한 실시예에 따른 마이크로 렌즈 어레이 제작용 몰드에 자외선 차단층을 형성하는 공정을 보여주는 도면이다.
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 보여주는순서도이다.
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.
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.
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.
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.
금속층(35)을 증착한 후 포토레지스트 현상(develop)공정을 거치면 포토레지스트 희생층(33) 상부의 금속층(35)은 제거되고 원하는 자외선 차단층(9)이 제작된다.
도 6b는 또 다른 방법의 자외선 차단층(9) 형성 공정을 보여준다.
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 또는도 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.
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.
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.
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.
기포채집용 홈(38)은 이미지 센서 칩(8)제작 공정의 마지막 단계인 절단(dicing) 공정에서 절단되어질 부분인 각각의 이미지 센서 칩(8)의 사이 공간에 형성한다.
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.
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.
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.
도 8b는 각 픽셀마다 독립적인 다양한 형상을 가지는 마이크로 광집속 소자 어레이(39)를 보여주는 도면이다.
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.
본 발명의 이미지 센서 소자 어레이 웨이퍼(1) 상에 마이크로 광집속 소자 어레이 성형법은 몰드의 형태에 따라 성형 가능한 모든 형태의 패턴을 독립적으로제작할 수 있다.
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.
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.
Claims (19)
- 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; 및마이크로 광집속 소자 어레이 제작용 몰드를 이용하여 직접 상기 이미지 센서 소자 어레이 웨이퍼 상에 도포된 상기 마이크로 광집속 소자 어레이 재료를 마이크로 몰딩하는 몰딩 단계;를 포함하는 것을 특징으로 이미지 센서 제작방법.
- 제1항에 있어서,상기 마이크로 광집속 소자 어레이 제작용 몰드는,그레이 스케일 마스크를 이용한 포토리소그래피 공정을 통하여 마스터를 제작하는 마스터 제작 단계; 및그 마스터의 패턴을 몰드에 전사하여 몰드를 제작하는 몰드 제작 단계를 거쳐 제작되어지는 것을 특징으로 하는 이미지 센서 제작방법.
- 제1항에 있어서,상기 마이크로 광집속 소자 어레이 제작용 몰드는,자외선 투과성 재질의 기판 상에 상기 마이크로 광집속 소자 어레이의 음각 패턴을 갖는 마스터를 제작하는 마스터 제작 단계; 및상기 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.
- 제1항에 있어서,상기 마이크로 광집속 소자 어레이 제작용 몰드는,상기 마이크로 광집속 소자 어레이의 양각 패턴을 갖는 마스터를 제작하는 마스터 제작 단계; 및상기 마스터에 전주도금하여 음각 패턴의 몰드를 제작하는 몰드 제작 단계를 거쳐 제작되어지는 것을 특징으로 하는 이미지 센서 제작방법.
- 제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서,상기 마이크로 광집속 소자 어레이 재료는 광경화성 폴리머이고,상기 마이크로 광집속 소자 어레이 제작용 몰드는 자외선이 투과할 수 있는 자외선 투과성 몰드이고,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.
- 제5항에 있어서,상기 이미지 센서 소자 어레이 웨이퍼는 와이어링을 위한 본드 패드를 구비하고,상기 마이크로 광집속 소자 어레이 제작용 몰드는 상기 본드 패드와 대응되는 부위에 자외선 차단층을 구비하며,상기 몰딩 단계에서는, 자외선 조사가 이루어진 후 상기 자외선 차단층에 의하여 차단되어 자외선이 조사되지 않은 부위의 광경화성 폴리머를 제거하는 단계가 수행되는 것을 특징으로 하는 이미지 센서 제작방법.
- 제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서,상기 마이크로 광집속 소자 어레이 재료는 열경화성 또는 열가소성 폴리머이고,상기 몰딩 단계는, 상기 마이크로 광집속 소자 어레이 제작용 몰드로 상기마이크로 광집속 소자 어레이 재료를 누르면서 열을 가함으로써 이루어지는 것을 특징으로 하는 이미지 센서 제작 방법.
- 제7항에 있어서,상기 이미지 센서 소자 어레이 웨이퍼는 와이어링을 위한 본드 패드를 구비하고,상기 몰딩 단계 이후에,상기 본드 패드와 대응되는 부위 이외의 상기 마이크로 광집속 소자 어레이의 부위에 보호층을 패터닝하는 단계,식각을 통해 상기 보호층이 코팅되지 않은 부위의 상기 마이크로 광집속 소자 어레이 재료를 제거하는 단계, 및상기 보호층을 제거하는 단계가 수행되는 것을 특징으로 하는 이미지 센서 제작방법.
- 제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서,상기 마이크로 광집속 소자 어레이 제작용 몰드로는, 상기 이미지 센서 소자 어레이 웨이퍼 상에 상기 마이크로 광집속 소자 어레이를 한 번에 동시 몰딩할 수 있도록 상기 이미지 센서 소자 어레이 웨이퍼 차원의 단일 몰드가 사용되고,상기 몰딩 단계에서는, 상기 마이크로 광집속 소자 어레이 제작용 몰드를 상기 이미지 센서 소자 어레이 웨이퍼에 얼라인하는 단계가 사전 수행되는 것을 특징으로 하는 이미지 센서 제작 방법.
- 제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서,상기 마이크로 광집속 소자 어레이는 마이크로 렌즈 어레이, 마이크로 프리즘 어레이 및 마이크로 미러 어레이로 이루어지는 군으로부터 선택되어지는 어느 하나 이상인 것을 특징으로 하는 이미지 센서 제작방법.
- 제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서,상기 몰딩 단계가 수행된 후 상기 이미지 센서 소자 어레이 웨이퍼를 칩으로 다이싱 하는 과정에서 절단 제거되어질 부위에 대응하는 상기 마이크로 광집속 소자 어레이 제작용 몰드의 부위에 기포채집용 홈을 구비하여,상기 몰딩 단계에서 야기되는 기포가 상기 기포채집용 홈에 채집되도록 하는 것을 특징으로 하는 이미지 센서 제작방법.
- 와이어링을 위한 본드 패드 및 광전 회로가 형성된 이미지 센서 소자 어레이웨이퍼 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; 및상기 보호층을 제거하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 이미지 센서 제작방법.
- 제12항에 있어서,상기 이미지 센서 소자 어레이 웨이퍼 상에 상기 마이크로 광집속 소자 어레이를 형성하는 단계는, 마이크로 몰딩 공정을 통해 제작된 마이크로 광집속 소자 어레이 박판을 상기 이미지 센서 소자 어레이 웨이퍼 상에 얼라인하여 부착함으로써 이루어지는 것을 특징으로 하는 이미지 센서 제작방법.
- 제1항 내지 제4항 중 어느 한 항의 이미지 센서 제작방법을 이용하여 제작되어, 각 픽셀 위치에 따라 각각 독립적인 형상의 마이크로 광집속 소자를 구비하는 것을 특징으로 하는 이미지 센서.
- 제14항에 있어서,상기 마이크로 광집속 소자 어레이 재료는 광경화성 폴리머이고,상기 마이크로 광집속 소자 어레이 제작용 몰드는 자외선이 투과할 수 있는 자외선 투과성 몰드이고,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.
- 제14항에 있어서,상기 마이크로 광집속 소자 어레이 재료는 열경화성 또는 열가소성 폴리머이고,상기 몰딩 단계는, 상기 마이크로 광집속 소자 어레이 제작용 몰드로 상기 마이크로 광집속 소자 어레이 재료를 누르면서 열을 가함으로써 이루어지는 것을 특징으로 하는 이미지 센서.
- 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 몰드.
- 제17항에 있어서,상기 자외선 차단층은,상기 마이크로 광집속 소자 어레이 제작용 몰드의 상기 자외선 차단층이 필요하지 않는 부위에 희생층을 패터닝하고,상기 희생층이 패터닝된 상기 마이크로 광집속 소자 어레이에 자외선 차단물질을 코팅한 후,현상공정을 거쳐 상기 희생층을 제거하여 제작되어지는 것을 특징으로 하는 마이크로 광집속 소자 어레이 제작용 몰드.
- 제17항에 있어서,상기 마이크로 광집속 소자 어레이 제작용 몰드는,자외선 투과성 재질의 몰드 기판 상에 상기 자외선 차단층을 패터닝하고,상기 자외선 차단층이 패터닝된 상기 몰드 기판에 음각 마이크로 광집속 소자 어레이 패턴의 패턴층을 형성한 후,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.
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