TWI390719B - 影像裝置的製造方法 - Google Patents

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Description

影像裝置的製造方法
本申請案主張於2004年12月23號向韓國智慧財產局提出申請之韓國專利申請案第2004－110836號的優先權，該專利申請案所揭露之內容系完整結合於本說明書中。
本發明是關於製造影像裝置之方法。更特定言之，本發明是關於製造互補金氧半導體(CMOS)影像感應器之方法。
影像感應器可將二維或二維以上之光學資訊轉換成電訊號。影像感應器可分類為影像攝像管或固態成像裝置。影像攝像管廣泛用於電視攝像機中。另外，影像攝像管之影像處理技術最近已有了新的發展。影像處理技術之實例包括影像量測、影像控制以及影像辨識。固態成像裝置可分類為互補金氧半導體(CMOS)影像感應器或電荷耦合裝置(CCD)。
CMOS影像感應器可藉由使用光電二極體以及金屬氧化物半導體(MOS)電晶體而將光學影像轉換成電訊號。
CMOS影像感應器發明於20世紀60年代。然而，直到現在，因為存在諸如固定模式雜訊(FPN)之雜訊，所以CMOS影像感應器之影像品質仍劣於CCD之影像品質。另外，包括於CMOS影像感應器中之電路較CCD中之電路更複雜。此外，CMOS影像感應器之封裝密度(packing density)較CCD之封裝密度更低。然而，製造CMOS影像感應器所需之成本大體上與製造CCD之成本相同。另外，CMOS影像感應器之尺寸相對較大。因此，直到20世紀90年代，CMOS影像感應器鮮有發展。
然而，藉由在20世紀90年代後期發展CMOS處理技術及改良訊號處理演算法，而於20世紀90年代開始克服CMOS影像感應器之某些缺點。另外，CCD之某些特徵應用於CMOS影像感應器，從而改良CMOS影像感應器之影像特徵。
CMOS影像感應器為有利的是在於，CMOS影像感應器以相對較低的功率運作。另外，COMS影像感應器能夠允許隨機存取像素區域中之影像資料。此外，CMOS影像感應器為有利的是在於，製造CMOS影像感應器之成本可藉由使用通用CMOS製程而降低。
當前，因為正廣泛使用諸如數位靜態相機、行動電話相機或大門對講機相機之影像感應器的影像感應器，所以非常需要CMOS影像感應器。因此，正大規模研究可用於廣泛應用中之高效CMOS影像感應器。
CMOS影像感應器具有相對較小之尺寸以及精細的設計規則。因此，在CMOS影像裝置中使用鋁線之狀況下，與使用銅線相比，製造CMOS影像裝置之製程可為相對困難的。因為銅是比鋁更佳之導體，所以在使用銅時可形成更薄之導線。因此，CMOS影像裝置使用銅線而非鋁線是吾人所要的。
然而，藉由反應性離子蝕刻(RIE)製程可能不易圖案化經圖案化以形成銅線之銅層。因此，可藉由鑲嵌製程(damascene process)而非RIE製程來有效地形成銅線。在藉由鑲嵌製程形成銅線之狀況下，CMOS影像裝置中可更包括不透明覆蓋層。特定言之，該不透明覆蓋層可形成於包括於該CMOS影像裝置中之透明絕緣層(transparent insulation layer)上。該不透明覆蓋層可防止銅線中所包括之銅易於擴散。另外，該不透明覆蓋層可用作蝕刻終止層。該不透明覆蓋層可包括一諸如氮化矽或碳化矽之不透明材料。
因為不透明覆蓋層是不透明的，所以光幾乎無法穿過該不透明覆蓋層。因此，若未移除該覆蓋層之位於光電二極體上方之一部分，則光便無法入射至光電二極體上。若光未入射至光電二極體上，則影像感應器無法運作。
因此，藉由蝕刻製程移除透明絕緣層以及不透明覆蓋層的位於光電二極體上方之部分。
然而，若過分執行蝕刻製程，則可能不良地暴露出光電二極體。因此，可能損壞光電二極體經暴露出的部分。
另一方面，若未充分地執行蝕刻製程，則不透明覆蓋層之剩餘部分可殘存在光電二極體上。不透明覆蓋層之剩餘部分可不良地折射光。另外，不透明覆蓋層之剩餘部分可不良地阻擋光。因此，光無法入射至光電二極體上。
因此，必需控制蝕刻製程從而可不暴露出光電二極體。另外，必需控制蝕刻製程從而可徹底移除透明絕緣層以及不透明覆蓋層的位於光電二極體上方之部分。
然而，若CMOS影像裝置具有多層結構，則該多層結構中之透明絕緣層之間存在厚度差異。另外，透明絕緣層之間可形成不透明覆蓋層。因此，在不損壞最底下之透明絕緣層的情況下，於蝕刻製程中完全移除在最底下之透明絕緣層上方的不透明部分是困難的。另外，將CMOS影像裝置製得較薄以改良光之透射率。因此，在過分執行蝕刻製程之狀況下，可損壞在最底下之透明絕緣層下方的光電二極體以及最底下之透明絕緣層。另一方面，在未完全執行蝕刻製程之狀況下，可部分地剩餘在最底下之透明絕緣層上方之不透明部分。因此，用於選擇性地移除在最底下之透明絕緣層上方的不透明部分之蝕刻製程裕度可能不良地減少。
本發明提供製造影像一裝置之方法，該方法能夠有效降低對光電二極體之攻擊損壞且能夠改良入射至光電二極體上之光的透射率。
根據本發明之某些實施例，提供一種製造一影像裝置之方法。在該方法中，一第一結構形成於一具有一光電二極體之基板上。該第一結構包括一上部部分以及一下部部分。該上部部分是不透明的。該下部部分是透明的。一蝕刻終止層圖案形成於該第一結構上。該蝕刻終止層圖案位於該光電二極體上方。一第二結構形成於該第一結構上以覆蓋該蝕刻終止層圖案。該第二結構具有至少一不透明覆蓋層。藉由部分地蝕刻該第二結構、該終止層圖案以及該第一結構之上部部分，在光電二極體上形成一開口。該開口暴露出該第一結構之下部部分。
在本發明之某些實施例中，提供一種製造一影像裝置之方法。在該方法中，在一包括一第一區域以及一第二區域之基板之該第一區域中形成一光電二極體。在該基板上形成一第一結構。該第一結構包括一上部部分以及一下部部分。該上部部分是不透明的。該下部部分是透明的。該第一結構包括經由該第一結構形成之一導線以及一電容器下部電極(capacitor lower electrode)。該導線形成於該第一區域上方。該導線並非位於光電二極體上方。該電容器下部電極形成於該第二區域上方。一介電層形成於該第一結構、該導線以及該電容器下部電極上。一蝕刻終止層圖案以及一電容器上部電極形成於該介電層上。該蝕刻終止層圖案位於光電二極體上方。該電容器上部電極位於電容器下部電極上方。一第二結構包括至少一形成於該蝕刻終止層圖案以及該第一結構上之不透明覆蓋層。藉由蝕刻該第二結構、該蝕刻終止層圖案以及該第一結構之上部部分，在光電二極體上形成一開口。該開口暴露出該第一結構之下部部分。
根據本發明之一或多個態樣，一包括一透明下部部分以及一不透明上部部分之第一結構形成於一具有一光電二極體之基板上。一位於光電二極體上方之蝕刻終止層圖案形成於該第一結構上。一具有至少一不透明覆蓋層之第二結構形成於該第一結構上以覆蓋該蝕刻終止層圖案。藉由執行一蝕刻製程，在光電二極體上方形成部分地暴露出第一結構之下部部分的開口，以用於蝕刻該第二結構、該蝕刻終止層圖案以及該第一結構之不透明上部部分。因為蝕刻終止層圖案可防止第一結構之透明下部部分在蝕刻製程中受蝕刻，所以可在該蝕刻製程中有效保護位於該第一結構之透明下部部分下方的光電二極體。另外，可有效防止由第一結構之不透明上部部分的剩餘部分所導致的光透射率之減少。因此，可改良影像裝置之電特性以及可靠性。
將參看所附圖式描述本發明之實施例。然而，本發明可以許多不同形式來實施，且不應認為是限於本文中所闡明之實施例的。該些實施例而是經提供以使本發明之揭露將是徹底且完全的，且將向熟習此項技藝者充分傳達本發明的範疇。本發明之原則以及特徵可用於經變化的及眾多的實施例中而不偏離本發明之範疇。在該些圖式中，可能為清晰起見而誇示了層以及區域之尺寸以及相對尺寸。圖式並非按照比例繪製。全文中類似參考數字指代類似元件。
應瞭解，當元件或層被稱為在另一元件或層之“上”、“連接至”另一元件或層及/或“耦接至”另一元件或層時，該元件或層可直接在另一元件或層之上、直接連接至另一元件或層及/或直接耦接至另一元件或層，或可存在介入元件或層。相反，當一元件被稱為“直接在”另一元件或層“上”、“直接連接至”及/或“直接耦接至”另一元件或層時，可能不存在介入元件或層。如本文所使用，術語“及/或”可包括一或多個所列相關項目之任一及所有組合。
應瞭解，儘管本文中可使用術語第一、第二等來描述各種元件、組件、區域、層及/或部分，但是該些元件、組件、區域、層及/或部分不應受前述術語限制。該些術語可用於將一元件、組件、區域、層及/或部分與另一元件、組件、區域、層及/或部分區分開。例如，下文中所討論之一第一元件、組件、區域、層及/或部分可稱為一第二元件、組件、區域、層及/或部分，而不偏離本發明之教示。
如圖中所述之諸如“在……之下”、“在……下面”、“下部”、“在……之上”、“上部”以及類似術語之空間相關術語可用於描述一元件及/或特徵與其他元件及/或特徵之關係。應瞭解，空間相關術語意欲包括除圖中所描繪之定向以外，裝置在使用及/或運作中之不同定向。例如，若將圖中裝置翻轉，則描述為在其他元件“下面”及/或在其他元件“之下”的元件可定向為在其他元件或特徵“之上”。該裝置可另外進行定向(旋轉90度或為其他定向)且本文中所使用之空間相關描述符亦作相應解釋。
本文中所使用之術語是僅為描述特定實施例之目的，而並非意欲限制本發明。如本文中所使用，單數術語“一”以及“該”亦包括複數形式，除非本文中另有明確指出。應進一步瞭解，本說明書中所使用之術語“包括”明確說明所述之特徵、整數、步驟、運作、元件及/或組件的存在，但是並不排除一或多個其他特徵、整數、步驟、運作、元件、組件及/或其組合的存在及/或添加。
除非另有定義，否則本文中所使用之所有術語(包括技術以及科學術語)可具有與普通熟習此項技藝者通常所瞭解之意義相同的意義。應進一步瞭解，諸如定義於通常所使用之字典中之術語應被解釋為具有與其在相關技術前後文中之意義一致的意義，且不應以理想化及/或過於形式化的意義進行解釋，除非本文中明確如此定義。
參看是本發明之理想化實施例的示意性說明之橫截面說明而描述本發明之實施例。同樣將期待例如由製造技術及/或容限所帶來的說明形態的變化。因此，不應將本發明之實施例解釋為限於本文中所說明之區域的特定形態，而亦應包括例如由製造所帶來之形態偏差。例如，說明為一矩形之經蝕刻區域將通常具有圓形或彎曲特徵。因此，圖中所說明之區域是在特性上對裝置之示意性表達而非意欲限制本發明之範疇。
圖1至圖12是說明根據某些實施例的製造一影像裝置之方法的橫截面圖。
參看圖1，在基板10之一表面上形成一隔離層(isolation layer)(未圖示)，從而可將基板10分割成一隔離區域以及一活性區域(active region)。此處，該隔離層對應於該隔離區域。該活性區域對應於基板10的包圍該隔離區域之一部分。
在活性區域之一表面部分上形成一光電二極體12。可自該活性區域暴露出光電二極體12之一上部表面。光電二極體12是一種光偵測器(photo detector)。可在基板10上形成一電連接至光電二極體12之電晶體(未圖示)。前述電晶體可用作光電二極體12之開關裝置。
在基板10上形成一第一下部透明絕緣層16以覆蓋電晶體以及光電二極體12。第一下部透明絕緣層16可具有約1,500至約3,000之厚度。第一下部透明絕緣層16可包括一透明材料，諸如二氧化矽。
可對第一下部透明絕緣層16執行光微影製程，以經由第一下部絕緣層16形成第一接觸窗開口18a。第一接觸窗開口18a可暴露出源極/汲極14或電晶體之一閘電極。然而，第一接觸窗開口18a不可暴露出光電二極體12。
在下部透明絕緣層16上形成一下部金屬材料層(未圖示)以填滿第一接觸窗開口18a。可藉由化學氣相沉積製程或濺鍍製程形成該下部金屬材料層。
下部金屬材料層可包括諸如銅、鈦或鎢之金屬。銅可易於擴散至基板10中。因此，在前述金屬是銅之狀況下，可在基板10中不良地形成缺陷。結果，可使用鈦或鎢而非銅來有效地形成下部金屬材料層。
若金屬為銅，則可在形成包括銅之下部金屬材料層之前形成一障壁金屬材料層。障壁金屬材料層可防止銅易於擴散至基板10中。因此，可能不會產生缺陷。
藉由諸如化學機械研磨(CMP)製程之平坦化製程而研磨下部金屬材料層，直到暴露出第一下部透明絕緣層16。因此，可在第一接觸窗開口18a中形成第一接觸窗18。
參看圖2，第一下部不透明覆蓋層20形成於第一下部透明絕緣層16以及第一接觸窗18上。第一下部不透明覆蓋層20可防止第一接觸窗18中所包括之金屬易於擴散。另外，可使用第一下部不透明覆蓋層20作為蝕刻終止層，從而可有效地蝕刻隨後形成於第一下部不透明覆蓋層20上之第一上部透明絕緣層22，以形成第一渠溝。因為可使用第一下部不透明覆蓋層20作為蝕刻終止層，所以第一下部不透明覆蓋層20可具有相對於第一上部透明絕緣層22之大體上較高的蝕刻選擇性。詳言之，若第一上部透明絕緣層22包括二氧化矽，則第一下部不透明覆蓋層20可包括氮化矽(SiN)、氮氧化矽(SiON)或碳化矽(SiC)。該些材料可供單獨使用或組合使用。
第一下部不透明覆蓋層20可為單層結構。或者，第一下部不透明覆蓋層20可為包括至少兩層(包括不同材料)的多層結構。第一下部不透明覆蓋層20可具有約100至約1,000之厚度。
然後第一上部透明絕緣層22形成於第一下部不透明覆蓋層20上。可使用諸如二氧化矽之透明材料形成第一上部透明絕緣層22。可藉由連續製程在第一上部透明絕緣層22中形成第一輔助導線26。因此，第一上部透明絕緣層22可具有大體上比第一輔助導線26之厚度更大的厚度。
若第一輔助導線26包括具有相對較低電阻之銅，則第一輔助導線26之高度可小於包括鋁而非銅之第一輔助導線26之高度。
第一上部透明絕緣層22之高度可根據第一輔助導線26之電阻而變化。例如，第一上部透明絕緣層22可具有約1,000至約3,000之高度。
其後，部分地蝕刻第一上部透明絕緣層22以及第一下部不透明覆蓋層20，從而可形成暴露出第一接觸窗18之第一渠溝(未圖示)。第一渠溝可具有線形形狀。該第一渠溝可直接位於第一接觸窗18上方。意即，第一渠溝不可位於光電二極體12上方。
可在第一渠溝之內表面以及透明絕緣層22之一上部表面上均一地形成一第一障壁金屬材料層(未圖示)。第一障壁金屬材料層可防止第一輔助導線26中所包括之銅易於擴散至第一上部透明絕緣層22中。特定言之，可使用鈦、氮化鈦、鉭或氮化鉭來形成該第一障壁金屬材料層。第一障壁金屬材料層可為單層結構。或者，第一障壁金屬材料層可為具有至少兩層(包括不同材料)的多層結構。
第一銅層(未圖示)形成於第一障壁金屬材料層上。第一銅層可填滿部分地填充有第一障壁金屬材料層之第一渠溝。可藉由電鍍製程形成第一銅層。可在藉由濺鍍製程於第一障壁金屬材料層上形成銅晶種後執行電鍍製程。或者，可藉由非電解電鍍製程形成第一銅層。
藉由CMP製程平坦化第一銅層以及第一障壁金屬材料層，直到暴露出第一上部透明絕緣層22。因此，可在第一渠溝內形成第一輔助導線26以及第一障壁金屬材料層圖案24。第一輔助導線26可具有線形形狀。第一輔助導線26可電連接至第一接觸窗18。
第一導線包括第一接觸窗18、第一障壁金屬材料層圖案24以及第一輔助導線26。第一導線不可直接位於光電二極體12上方。因此，第一導線不可阻擋入射至光電二極體12上之光。意即，第一導線不可吸收光。
然後在第一輔助導線26、第一上部透明絕緣層22以及第一障壁金屬材料層圖案24上形成一第一上部不透明覆蓋層28。第一上部不透明覆蓋層28可防止第一輔助導線26中所包括之銅擴散。第一上部不透明覆蓋層28可包括氮化矽或碳化矽。該些材料可供單獨使用或組合使用。若第一上部不透明覆蓋層28之厚度小於約100，則缺點在於第一上部不透明覆蓋層28不可有效地防止第一輔助導線26中所包括之銅擴散。若第一上部不透明覆蓋層28之厚度大於約1,000，則當光穿過第一上部不透明覆蓋層28時，入射至光電二極體12上之光的強度可不良地降低。因此，第一上部不透明覆蓋層28之厚度可為約100至約1,000之間。
結果，可藉由圖1及圖2中所說明之製程，在包括光電二極體12之基板10上形成包括第一下部透明絕緣層16、第一接觸窗18、第一下部不透明覆蓋層20、第一上部透明絕緣層22、第一障壁金屬材料層圖案24、第一輔助導線26以及第一上部不透明覆蓋層28的第一結構12a。
參看圖3，可在第一上部不透明覆蓋層28上形成蝕刻終止層30。蝕刻終止層30可包括諸如金屬或金屬氮化物之金屬材料。該金屬材料可具有相對於透明絕緣層或不透明覆蓋層中所包括之金屬的大體上較大的蝕刻選擇性。特定言之，該材料可為氮化矽、碳化矽、氮氧化矽或二氧化矽。該些材料可供單獨使用或組合使用。因此，在蝕刻透明絕緣層或不透明覆蓋層期間可能幾乎不會蝕刻蝕刻終止層30。
蝕刻終止層30中所包括之金屬材料可為鈦、氮化鈦、鉭或氮化鉭。該些材料可供單獨使用或組合使用。蝕刻終止層30可為單層結構。或者，蝕刻終止層30可為具有至少兩層(包括不同材料)的多層結構。
參看圖4，部分地蝕刻蝕刻終止層30，從而可在第一上部不透明覆蓋層28上形成蝕刻終止層圖案30a。詳言之，蝕刻終止層圖案30a可直接位於光電二極體12上方。
可在蝕刻終止層圖案30a之協助下終止隨後經執行以用於形成第一初步開口64(見圖9)的第一蝕刻製程。因此，蝕刻終止層圖案30a之寬度可大體上比第一初步開口64之寬度更寬。
另外，蝕刻終止層圖案30a可位於光電二極體12上。若蝕刻終止層圖案30a並非位於光電二極體12上方，則隨後的蝕刻製程可不良地損壞光電二極體12。
另外，蝕刻終止層圖案30a不可位於第一導線上方。若蝕刻終止層圖案30a位於第一導線上方，則可不良地產生電短路。
參看圖5，在蝕刻終止層圖案30a以及第一上部不透明覆蓋層28上形成第二下部透明絕緣層32。可使用諸如二氧化矽之透明材料形成第二下部透明絕緣層32。第二下部透明絕緣層32可具有約1,000至約3,000之厚度。
可在第二下部透明絕緣層32上形成第二下部不透明
覆蓋層34。可使用氮化矽、氮氧化矽或碳化矽來形成第二下部不透明覆蓋層34。該些材料可供單獨使用或組合使用。第二下部不透明覆蓋層34可具有約100至約1,000之厚度。
可在第二下部不透明覆蓋層34上形成第二上部透明絕緣層36。可使用大體上與第二下部透明絕緣層32中所包括之材料相同的材料形成第二上部透明絕緣層36。
隨後蝕刻第二上部透明絕緣層36、第二下部不透明覆蓋層34、第二下部透明絕緣層32以及第一上部不透明覆蓋層28，從而可經由第二上部透明絕緣層36、第二下部不透明覆蓋層34、第二下部透明絕緣層32以及第一上部不透明覆蓋層28而形成第二接觸窗開口40以及第二渠溝38。第二接觸窗開口40可與第二渠溝38連通。意即，可將第二接觸窗開口40安置成鄰近第二渠溝38且在第二渠溝38下方。
特定言之，可經由第二下部透明絕緣層32以及第一上部不透明覆蓋層28而形成第二接觸窗開口40。可經由第二上部透明絕緣層36以及第二下部不透明覆蓋層34而形成第二渠溝38。可經由第二渠溝38以及第二接觸窗開口40部分地暴露出第一輔助導線26。
可在形成第二接觸窗開口40之後形成第二渠溝38。意即，可藉由介層窗第一製程(via－first process)形成第二渠溝38以及第二接觸窗開口40。或者，可在形成第二渠溝38之後形成第二接觸窗開口40。意即，可藉由渠溝第一製程(trench－first process)形成第二接觸窗開口40以及第二渠溝38。
參看圖6，可在第二上部透明絕緣層36、第二渠溝38之一內表面以及第二接觸窗開口40之一內表面上連續形成第二障壁金屬材料層(未圖示)。第二障壁金屬材料層可具有大體上均一的厚度。
在第二障壁金屬材料層上形成一填滿第二渠溝38以及第二接觸窗開口40之銅層(未圖示)。意即，銅層可完全填充部分地填充有第二障壁金屬材料層之第二渠溝38以及第二接觸窗開口40。
其後，藉由CMP製程研磨第二銅層以及第二障壁金屬材料層，直到暴露出第二上部透明絕緣層36。因此，可在第二渠溝38以及第二接觸窗開口40中形成第二導線44以及第二障壁金屬材料層圖案42。意即，包括銅之第二導線44可填滿部分地填充有第二障壁金屬材料層圖案42之第二渠溝38以及第二接觸窗開口40。
第二導線44可包括第二接觸窗41以及第二輔助導線43。第二接觸窗41以及第二輔助導線43可形成為一體。特定言之，第二接觸窗41可對應於第二導線44之下部部分。第二輔助導線43可對應於第二導線44之上部部分。可將第二接觸窗41電連接於第二輔助導線43與第一輔助導線26之間。
然後在第二導線44、第二障壁金屬材料層圖案42以及第二上部透明絕緣層36上形成第二上部不透明覆蓋層46。第二上部不透明覆蓋層46可具有一大體上均一的厚度。
參看圖7，藉由與圖5及圖6中已說明之製程大體上相同的製程，在第二上部不透明覆蓋層46上形成額外下部透明絕緣層48、額外下部不透明覆蓋層50以及額外上部透明絕緣層52。
然後經由額外下部透明絕緣層48、額外下部不透明覆蓋層50以及額外上部透明絕緣層52形成一額外導線56。額外導線56可電連接至第二導線44。
額外導線56可包括額外接觸窗53以及額外輔助導線55。額外接觸窗53以及額外輔助導線55可形成為一體。特定言之，額外接觸窗53可對應於額外導線56之下部部分。額外輔助導線55可對應於額外導線56之上部部分。可將額外接觸窗53電連接於額外輔助導線55與第二輔助導線43之間。
可在額外導線56、額外上部透明絕緣層52以及額外第二障壁金屬材料層圖案54上形成一額外上部不透明覆蓋層58。
結果，可藉由執行圖5至圖7中所說明之製程，在第一結構12a以及蝕刻終止層圖案30a上形成第二結構12b。
第二結構12b可包括下部結構121b以及形成於下部結構121b上的上部結構122b。下部結構121b可包括第二下部透明絕緣層32、第二下部不透明覆蓋層34、第二透明絕緣層36、第二障壁金屬材料層圖案42、第二導線44以及第二上部不透明覆蓋層46。上部結構122b可包括額外下部透明絕緣層48、額外下部不透明覆蓋層50、額外上部透明絕緣層52、額外第二障壁金屬材料層圖案54、額外導線56以及額外上部不透明覆蓋層58。
在某些實施例中，可在第一結構12a以及蝕刻終止層圖案30a上形成下部結構121b之後，執行用於形成上部結構122b之製程至少兩次。因此，第二結構12b可包括至少兩個上部結構122b。
在某些實施例中，第二結構12b可僅包括下部結構121b。意即，可不執行用於形成上部結構122b之製程。
參看圖8，在額外上部不透明覆蓋層58上形成第一保護層60。因此，可保護位於第一保護層60之下的第二結構12b、蝕刻終止層圖案30a以及第一結構12a。
可使用諸如可流動矽玻璃(FSG)之二氧化矽或四乙基氧矽(TEOS)來形成第一保護層60。
若第一保護層60之厚度小於約100，則缺點在於可能不能有效地保護第二結構12b、蝕刻終止層圖案30a以及第一結構12a。另一方面，若第一保護層60之厚度大於約3,000，則蝕刻第一保護層60所需之時間可不良地變長。因此，第一保護層60之厚度可為約100至約3,000。
在第一保護層60上形成第二保護層62。第二保護層62亦可保護第二結構12b、蝕刻終止層圖案30a以及第一結構12a。第二保護層62可包括氮化矽、氮氧化矽或碳化矽。該些材料可供單獨使用或組合使用。第二保護層62可具有約100至約3,000之厚度。
如上所述，可在第二結構12b下方形成包括金屬材料之蝕刻終止層圖案30a。因此，可有效控制第一蝕刻製程。另外，儘管第一保護層60以及第二保護層62具有相對較薄之厚度，但是可有效執行第一蝕刻製程而不損壞光電二極體12。
如上所述，在第一保護層60上形成第二保護層62。作為一替代例，可僅形成第一保護層60而無第二保護層62。在此狀況下，第一保護層60可具有相對較大的厚度。作為另一替代例，可僅形成第二保護層62而不形成第一保護層60。在此狀況下，第二保護層62可具有相對較大的厚度。
參看圖9，在第二保護層62上形成一光阻圖案(未圖示)。該光阻圖案可具有一直接位於光電二極體12上方之開口。可對第二保護層62、第一保護層60以及第二結構12b執行第一蝕刻製程，從而可形成部分暴露出蝕刻終止層圖案30a之第一初步開口64。
如上所述，第二結構12b包括至少一透明絕緣層以及至少一不透明覆蓋層。特定言之，包括於第二結構12b中之透明絕緣層是第二下部透明絕緣層32、第二上部透明絕緣層36、額外下部透明絕緣層48以及額外上部透明絕緣層52。另外，包括於第二結構12b中之不透明覆蓋層是第二下部不透明覆蓋層34、第二上部不透明覆蓋層46、額外下部不透明覆蓋層50以及額外上部不透明覆蓋層58。
透明絕緣層可包括二氧化矽。另一方面，不透明覆蓋層可包括氮化矽、氮氧化矽或碳化矽。該些材料可供單獨使用或組合使用。
透明絕緣層以及不透明覆蓋層可相對較薄。例如，透明絕緣層之厚度不大於約3,000且不透明覆蓋層之厚度亦不大於約3,000是有利的。
連續蝕刻額外上部不透明覆蓋層58、額外上部透明絕緣層52、額外下部不透明覆蓋層50、額外下部透明絕緣層48、第二上部不透明覆蓋層46、第二上部透明絕緣層36、第二下部不透明覆蓋層34以及第二下部透明絕緣層32，從而可形成暴露出蝕刻終止層圖案30a之第一初步開口64。
意即，第二導線44以及額外導線56不可直接形成於光電二極體12上方。因此，可藉由第一蝕刻製程有效地移除第二保護層62、第一保護層60以及第二結構12b之直接位於光電二極體12上方的部分，以形成第一初步開口64。
如上所述，第二結構12b具有包括至少兩層之多層結構。通常，多層結構可具有不規則的厚度。此是因為在層之形成期間所產生之細微變化可易於損壞層厚度之均一性。因此，藉由一蝕刻製程，經由該多層結構來同時形成開口。然而，因為該些層具有相對較低的厚度均一性，所以該些開口之深度可能不均一。
另一方面，若在多層結構下方形成幾乎未受蝕刻製程蝕刻的蝕刻終止層圖案30a，則可有效執行蝕刻製程。此是因為可藉由蝕刻終止層圖案30a自動終止蝕刻製程。因此，儘管多層結構具有不規則厚度，但是開口之深度可為均一的。
參看圖10，移除經由第一初步開口64而暴露出之蝕刻終止層圖案30a的一部分，從而可形成部分地暴露出第一上部不透明覆蓋層28之第二初步開口66。
參看圖11，對第一上部不透明覆蓋層28、第一上部透明絕緣層22以及第一下部不透明覆蓋層20執行一第二蝕刻製程，從而可形成部分地暴露出第一下部透明絕緣層16之開口68。
若藉由第二蝕刻製程蝕刻第一下部透明絕緣層16，則可不良地折射入射至第一下部透明絕緣層16上之光。另外，可不良地損壞光電二極體12。因此，第一下部透明絕緣層16可幾乎不受第二蝕刻製程蝕刻。
在第二蝕刻製程中，可僅蝕刻第一上部不透明覆蓋層28、第一上部透明絕緣層22以及第一下部不透明覆蓋層20。意即，第二蝕刻製程之蝕刻目標厚度相對較薄。
因此，可藉由僅調整蝕刻時間而完全控制第二蝕刻製程。結果，可藉由第二蝕刻製程僅有效移除第一下部不透明覆蓋層20，而不移除第一下部透明絕緣層16。
因此，在第二蝕刻製程後，在光電二極體12上幾乎不會殘存第一下部不透明覆蓋層20的剩餘部分。另外，第一下部透明絕緣層16幾乎不會受第二蝕刻製程蝕刻。
參看圖12，在第二保護層62上形成填滿開口68之第一最上部絕緣層70。第一最上部絕緣層70可包括一透明材料。然後可平坦化第一最上部絕緣層70之一上部部分。
可在第一最上部絕緣層70上形成彩色濾光片72。彩色濾光片72可包括一紅色濾光片部分、一綠色濾光片部分以及一藍色濾光片部分。
可在彩色濾光片72上形成一第二最上部絕緣層74。然後在第二最上部絕緣層74上形成微透鏡76，從而可製造一諸如互補金氧半導體(CMOS)影像感應器之影像裝置。微透鏡76可將光集中於光電二極體12上。微透鏡76可具有大體上為半球形的形狀。
圖13至圖15是說明根據某些其他實施例的製造一影像裝置之方法的橫截面圖。
除了執行一用於形成導線之鑲嵌製程以外，前述方法可大體上與已在圖1至圖12中所說明之方法相同。因此，將使用相同參考數字指代如圖1至圖12中所描述之相同部件。另外，將省略任何重複的解釋。
參看圖13，藉由大體上與圖1及圖2中已說明之製程相同的製程在基板10以及光電二極體12上形成第一結構12a。然後，藉由與圖3及圖4中已說明之製程相同的製程，在該第一結構上形成一蝕刻終止層圖案30a。
在蝕刻終止層圖案30a以及第一上部不透明覆蓋層28上形成第二下部透明絕緣層32。蝕刻第二下部透明絕緣層32，從而可形成部分地暴露出第一導線26之第二接觸窗開口(未圖示)。可在第二下部透明絕緣層32以及第二接觸窗開口之一內表面上形成一第二下部障壁金屬材料層(未圖示)。
可在第二下部障壁金屬材料層上形成第二下部銅層(未圖示)。因此，第二下部銅層可填滿部分地填充有第二下部障壁金屬材料層之第二接觸窗開口。
然後藉由一諸如CMP製程之平坦化製程平坦化第二下部銅層以及第二下部障壁金屬材料層，直到暴露出第二下部透明絕緣層32。因此，可在第二接觸窗開口中形成第二下部障壁金屬材料層圖案80以及第二接觸窗82。特定言之，可藉由平坦化製程部分地移除第二下部障壁金屬材料層以及第二下部銅層，以形成第二下部障壁金屬材料層圖案80以及第二接觸窗82。
隨後，在第二下部障壁金屬材料層圖案80、第二接觸窗82以及第二下部透明絕緣層32上形成第二下部不透明覆蓋層34。
參看圖14，在第二下部不透明覆蓋層34上形成第二上部透明絕緣層36。然後部分地蝕刻第二上部透明絕緣層36，從而可經由第二上部透明絕緣層36形成一暴露出第二接觸80之第二渠溝(未圖示)。可在第二上部透明絕緣層36以及第二渠溝之一內表面上連續形成一第二上部障壁金屬材料層。
其後，可移除第二上部障壁金屬材料層之直接位於第二接觸窗82上方的一部分。
然而，在某些實施例中，可不移除第二上部障壁金屬材料層之直接位於第二接觸窗82上方的一部分。
在第二上部透明絕緣層36上形成一第二上部銅層(未圖示)，以填滿部分地填充有第二上部障壁金屬材料層之第二渠溝。
然後，藉由一諸如CMP製程之平坦化製程平坦化第二上部銅層以及第二上部障壁金屬材料層，直到暴露出第二上部透明絕緣層36。因此，可在第二接觸窗開口中形成第二輔助導線86以及第二上部障壁金屬材料層圖案84。意即，部分地移除第二上部銅層以及第二上部障壁金屬材料層，以分別形成第二輔助導線86以及第二上部障壁金屬材料層圖案84。
其後，可在第二輔助導線86、第二上部障壁金屬材料層圖案84以及第二上部透明絕緣層36上形成第二上部不透明覆蓋層46。因此，包括第二下部透明絕緣層32、第二下部不透明覆蓋層34、第二上部透明絕緣層36、第二上部不透明覆蓋層46、第二下部障壁金屬材料層圖案80、第二接觸窗82、第二上部障壁金屬材料層圖案84以及第二輔助導線86之下部結構123b可形成於第一結構12a上。
參看圖15，可藉由如圖13及圖14中已說明之製程相同的製程，在下部結構123b上形成包括額外下部透明絕緣層48、額外下部不透明覆蓋層50、額外上部透明絕緣層52、額外上部不透明覆蓋層58、額外下部障壁金屬材料層圖案88、額外接觸窗90、額外上部障壁金屬材料層圖案92以及額外輔助導線94之上部結構124b。
因此，可在第一結構12a上形成包括下部結構123b以及上部結構124b之第二結構13b。
其後，可執行圖8至圖12中已說明之製程，從而可製造如圖15中所示之影像感應器。
圖16至圖27是說明根據某些其他實施例的製造一影像裝置之方法的橫截面圖。
參看圖16，製備包括一第一區域、一第二區域以及一第三區域之基板100。可在第一區域上方形成主動像素感應器。可在第二區域上方形成一諸如電容器之單元裝置。可在第三區域上方形成銲墊電極(Pad electrode)。銲墊電極可用於將訊號輸入至主動像素感應器中。銲墊電極亦可用於輸出來自主動像素感應器之訊號。
可在基板100之一表面中形成一隔離層(未圖示)，從而可界定一隔離區域以及一活性區域。可在活性區域之一部分中形成光電二極體102，該部分位於第一區域上方。可自活性區域之該部分暴露出光電二極體102。在某些實施例中，可在活性區域之該部分中形成其他光偵測器而非光電二極體102。可在基板100之鄰近光電二極體102的一部分上形成一電晶體(未圖示)。該電晶體可用作用於光電二極體102之開關裝置。
可在基板100上形成一第一下部透明絕緣層106。第一下部透明絕緣層106可具有約1,500至約3,000之厚度。可使用一諸如二氧化矽之透明材料來形成第一下部透明絕緣層106。
可對第一下部透明絕緣層106執行光微影製程，以經由第一下部透明絕緣層106形成第一接觸窗開口(未圖示)。第一接觸窗開口可部分地暴露出該電晶體之源極/汲極區域104或該電晶體之一閘電極。此處，不可在光電二極體102上方形成第一接觸窗開口。因此，光電二極體102可仍然被第一下部透明絕緣層106覆蓋。
可在第一下部透明絕緣層106上形成一第一下部金屬材料層(未圖示)以填滿第一接觸窗開口。可使用一諸如鈦或鎢之金屬來形成第一下部金屬材料層。該些材料可供單獨使用或組合使用。然後，可藉由CMP製程平坦化第一下部金屬材料層，直到暴露出第一下部透明絕緣層106，以使第一接觸窗108可形成於第一接觸窗開口中。
可在第一下部透明絕緣層106以及第一接觸窗108上形成一第一下部不透明覆蓋層110。可在蝕刻隨後形成於第一下部不透明覆蓋層110上之第一上部透明絕緣層112期間，使用第一下部不透明覆蓋層110以作為蝕刻終止層。因此，第一下部不透明覆蓋層110可具有一相對於第一上部透明絕緣層112之大體上較高的蝕刻選擇性。例如，若第一上部透明絕緣層112包括二氧化矽，則第一下部不透明覆蓋層110可包括氮化矽、氮氧化矽或碳化矽。該些材料可供單獨使用或組合使用。第一下部不透明覆蓋層110可具有約100至約1,000之厚度。
然後，第一上部透明絕緣層112形成於第一下部不透明覆蓋層110上。可使用一諸如二氧化矽之透明材料形成第一上部透明絕緣層112。
隨後蝕刻第一上部透明絕緣層112以及第一下部不透明覆蓋層110，從而可經由第一上部透明絕緣層112以及第一下部不透明覆蓋層110形成第一渠溝(未圖示)。該些第一渠溝可位於第一區域、第二區域以及第三區域上方。
形成於第一區域上之第一渠溝可暴露出第一接觸窗108。詳言之，形成於第一區域上之第一渠溝不可直接位於光電二極體102上方。形成於第二區域上之第一渠溝的位置可對應於一電容器下部電極之位置。形成於第三區域上之第一渠溝的位置可對應於電連接至銲墊電極之第一下部導電圖案的位置。
其後，可連續在第一上部透明絕緣層112以及第一渠溝之一內表面上形成第一障壁金屬材料層(未圖示)。第一障壁金屬材料層可防止隨後形成於第一障壁金屬材料層上之第一銅層中所包括的銅易於擴散至第一上部透明絕緣層112中。可使用一諸如鈦、氮化鈦、鉭或氮化鉭之金屬材料來形成第一障壁金屬材料層。該些材料可供單獨使用或組合使用。
在某些實施例中，第一障壁金屬材料層可為單層結構。或者，第一障壁金屬材料層可為包括至少兩層(包括不同材料)的多層結構。
可在第一上部透明絕緣層112上形成第一銅層(未圖示)，以填滿部分地填充有第一障壁金屬材料層之第一渠溝。
可藉由電鍍製程形成第一銅層。可在藉由濺鍍製程於第一障壁金屬材料層上形成銅晶種後執行該電鍍製程。或者，可藉由非電解電鍍製程形成第一銅層。
然後可藉由CMP製程平坦化第一銅層以及第一障壁金屬材料層，直到暴露出第一上部透明絕緣層112，從而可形成第一輔助導線116a、電容器下部電極116b、第一下部導電圖案116c以及第一障壁金屬材料層圖案114。
詳言之，可藉由CMP製程移除第一銅層之一上部部分，從而可形成第一輔助導線116a、電容器下部電極116b以及第一下部導電圖案116c。
在形成於第一區域上之第一渠溝中形成第一輔助導線116a，從而第一輔助導線116a可電連接至第一接觸窗108。因此，可在第一區域上形成一包括第一接觸窗108以及第一輔助導線116a之第一導線。第一輔助導線116a可具有線形形狀。
在形成於第二區域上之第一渠溝中形成電容器下部電極116b。可在形成於第三區域上之第一渠溝中形成第一下部導電圖案116c。然後可藉由CMP製程移除第一障壁金屬材料層之一上部部分，從而可在第一渠溝之內表面上形成第一障壁金屬材料層圖案114。
下文中將包括位於第一區域上之第一接觸窗108以及第一輔助導線116a的導電結構稱為第一導線。
參看圖17，然後在第一輔助導線116a、電容器下部電極116b、第一下部導電圖案116c以及第一上部透明絕緣層112上形成第一上部不透明覆蓋層118。第一上部不透明覆蓋層118的位於第二區域上之一部分可用作一電容器介電層。可使用氮化矽、氮氧化矽或碳化矽形成第一上部不透明覆蓋層118。該些材料可供單獨使用或組合使用。第一上部不透明覆蓋層118可具有約100至約1,000之厚度。
可在基板100上形成一包括第一下部透明絕緣層106、第一下部不透明覆蓋層110、第一障壁金屬材料層圖案114、第一輔助導線116a、電容器下部電極116b、第一下部導電圖案116c、第一上部透明絕緣層112以及第一上部不透明覆蓋層118之第一結構300a。
參看圖18，然後在第一上部不透明覆蓋層118上形成金屬材料層120。金屬材料層120的位於第一區域上之一部分可用作蝕刻終止層圖案120a(見圖19)。金屬材料層120的位於第二區域上之一部分可用作電容器上部電極120b(見圖19)。可使用一諸如鈦、鉭、氮化鈦或氮化鉭之金屬材料形成金屬材料層120。該些金屬材料可供單獨使用或組合使用。金屬材料層120可為單層結構。或者，金屬材料層120可為包括至少兩層(包括不同材料)的多層結構。
參看圖19，部分地蝕刻金屬材料層120，從而可形成蝕刻終止層圖案120a以及電容器上部電極120b。
如上所述，蝕刻終止層圖案120a可位於第一區域上。詳言之，蝕刻終止層圖案120a可直接位於光電二極體102上。電容器上部電極120b可位於第二區域上。詳言之，電容器上部電極120b可直接位於電容器上部電極116b上。
可藉由蝕刻終止層圖案120a終止一隨後經執行以形成第一初步開口156(見圖24)之蝕刻製程。因此，蝕刻終止層圖案120a可位於光電二極體102之上。另外，蝕刻終止層圖案120a之寬度可大體上比第一初步開口156之寬度更寬。
若蝕刻終止層圖案120a位於第一輔助導線116a上，則可不良地產生電短路。因此，蝕刻終止層圖案120a不可位於第一輔助導線116a上。
因為可藉由圖案化金屬材料層120而形成蝕刻終止層圖案120a以及電容器上部電極120b，所以可藉由光微影製程與電容器上部電極120b同時形成蝕刻終止層圖案120a。意即，可藉由執行光微影製程一次而不執行額外光微影製程，來同時形成蝕刻終止層圖案120a以及電容器上部電極120b。
參看圖20，在蝕刻終止層圖案120a、電容器上部電極120b以及第一上部不透明覆蓋層118上形成第二下部透明絕緣層122。可使用一諸如二氧化矽之透明材料形成第二下部透明絕緣層122。第二下部透明絕緣層122可具有約1,000至約3,000之厚度。
然後在第二下部透明絕緣層122上形成一第二下部不透明覆蓋層124。可使用氮化矽、氮氧化矽或碳化矽來形成第二下部不透明覆蓋層124。該些材料可供單獨使用或組合使用。第二下部不透明覆蓋層124之厚度可為約100至約1,000。
可在第二下部不透明覆蓋層124上形成一第二上部透明絕緣層126。可使用與第二下部透明絕緣層122中所包括之材料相同的材料形成第二上部透明絕緣層126。
部分地蝕刻第二上部透明絕緣層126、第二下部不透明覆蓋層124以及第二下部透明絕緣層122，從而可經由第二下部透明絕緣層122形成第二接觸窗開口130。詳言之，形成於第一區域上之第二接觸窗開口130可暴露出第一輔助導線116a。形成於第二區域上之第二接觸窗開口130可暴露出電容器上部電極120b。形成於第三區域上之第二接觸窗開口130可暴露出第一下部導電圖案116c。
部分地蝕刻第二上部透明絕緣層126，從而可形成第二渠溝128。第二渠溝128位於第二接觸窗開口130上，從而第二渠溝128可與第二接觸窗開口130連通。意即，將第二渠溝128安置於鄰近第二接觸窗開口130且在第二接觸窗開口130下方。
參看圖21，可在第二上部透明絕緣層126、第二渠溝128之一內表面以及第二接觸窗開口130之一內表面上連續形成一第二障壁金屬材料層(未圖示)。第二障壁金屬材料層可具有大體上均一的厚度。
其後，在第二障壁金屬材料層上形成第二銅層(未圖示)，以填滿部分地填充有第二障壁金屬材料層之第二渠溝128以及第二接觸窗開口130。
然後，藉由CMP製程平坦化第二銅層以及第二障壁金屬材料層，直到暴露出第二上部透明絕緣層126，從而可形成第二導線134a、第一邏輯導線134b、第一銲墊導線(pad wire)134c以及第二障壁金屬材料層圖案132。
詳言之，藉由CMP製程移除第二銅層之一上部部分，從而可形成第二導線134a、第一邏輯導線134b以及第一銲墊導線134c。在第一區域上形成第二導線134a，從而第二導線134a可電連接至第一輔助導線116a。在第二區域上形成第一邏輯導線134b，從而第一邏輯導線134b可電連接至電容器上部電極120b。在第三區域上形成第一銲墊導線134c，從而第一銲墊導線134c可電連接至第一下部導電圖案116c。藉由CMP製程移除第二障壁金屬材料層之一上部部分，從而可形成第二障壁金屬材料層圖案132。
其後，在第二導線134a、第一邏輯導線134b、第一銲墊導線134c以及第二上部透明絕緣層126上形成第二上部不透明覆蓋層136。可使用氮化矽、氮氧化矽或碳化矽來形成第二上部不透明覆蓋層136。該些材料可單獨使用或組合使用。
結果，在第一結構300a上形成包括第二下部透明絕緣層122、第二下部不透明覆蓋層124、第二上部透明絕緣層126、第二障壁金屬材料層圖案132、第二導線134a、第一邏輯導線134b、第一銲墊導線134c以及第二上部不透明覆蓋層136之下部結構301b。
參看圖22，可藉由與圖20及圖21中已說明之製程相同的製程，在下部結構301b上形成上部結構302b。上部結構302b可包括額外下部透明絕緣層138、額外下部不透明覆蓋層140、額外上部透明絕緣層142、額外障壁金屬材料層圖案144、額外邏輯導線146b、額外銲墊導線146c以及額外不透明覆蓋層148。
可經由第二上部不透明覆蓋層136、額外下部透明絕緣層138、額外下部不透明覆蓋層140以及額外上部透明絕緣層142而形成額外邏輯導線146b以及額外銲墊導線146c。額外邏輯導線146b可電連接至第一邏輯導線134b。額外銲墊導線146c可電連接至第一銲墊導線134c。
在某些實施例中，可經由第二上部不透明覆蓋層136、額外下部透明絕緣層138、額外下部不透明覆蓋層140以及額外上部透明絕緣層142而進一步形成一第三導線。該第三導線可電連接至第二導線134a。
在某些實施例中，可執行用於形成上部結構302b之製程兩次(或兩次以上)，從而第二結構300b可包括兩個(或兩個以上)上部結構302b。
可在額外不透明覆蓋層148上連續形成一第一保護層150以及一第二保護層152。第一保護層150以及第二保護層152可保護第二結構300b、蝕刻終止層圖案120a、電容器上部電極120b以及第一結構300a。可藉由與圖9中已說明之製程相同的製程形成第一保護層150以及第二保護層152。因此，將省略任何進一步的解釋。
參看圖23，部分地蝕刻第二保護層152、第一保護層150以及額外不透明覆蓋層148，從而可經由第二保護層152、第一保護層150以及額外不透明覆蓋層148來形成部分地暴露出額外銲墊導線146c之通孔(未圖示)。不可在第二保護層152上形成銲墊金屬材料層(未圖示)，以免填滿通道孔。可使用鋁來形成銲墊金屬材料層。銲墊金屬材料層可具有約5,000至約10,000之厚度。然後圖案化銲墊金屬材料層以形成銲墊電極154。在一封裝製程中，導線可電連接至銲墊電極154。
參看圖24，在銲墊電極154以及第二保護層152上形成一光阻圖案(未圖示)。該光阻圖案可具有一直接位於光電二極體102上的開口。藉由使用光阻圖案作為蝕刻光罩而連續蝕刻第二保護層152、第一保護層150以及第二結構300b。因此，可經由第二保護層152、第一保護層150以及第二結構300b形成暴露出蝕刻終止層圖案120a之第一初步開口156。
參看圖25，然後蝕刻蝕刻終止層圖案120a，從而形成第二初步開口158。詳言之，移除經由第一初步開口156而暴露出之蝕刻終止層圖案120a的一部分以形成第二初步開口158。第二初步開口158可暴露出第一上部不透明覆蓋層118。
參看圖26，連續蝕刻第一上部不透明覆蓋層118、第一上部透明絕緣層112以及第一下部不透明覆蓋層110，從而可形成部分地暴露出第一下部透明絕緣層106之開口160。
參看圖27，在第二保護層152上形成第一最上部絕緣層162以填充開口160。可使用一透明材料形成第一最上部絕緣層162。然後可平坦化第一最上部絕緣層162。其後，可在第一最上部絕緣層162上形成彩色濾光片164。彩色濾光片164可包括一紅色濾光片部分、一綠色濾光片部分以及一藍色濾光片部分。
在彩色濾光片164上形成一第二最上部透明絕緣層166。然後在第二最上部透明絕緣層166上形成微透鏡168。微透鏡168可將光集中於光電二極體102上。微透鏡168可具有大體上為半球形的形狀。
其後，部分地蝕刻第一最上部透明絕緣層162以及第二最上部透明絕緣層164，從而可暴露出銲墊電極154。因此，可製造一諸如CMOS影像感應器之影像裝置。
如上所述，可藉由執行光微影製程一次而不執行額外光微影製程，來同時形成蝕刻終止層圖案120a以及電容器上部電極120b。因此，可降低形成蝕刻終止層圖案120a所需之成本。
根據本發明，在製造影像裝置過程中幾乎不會損壞光電二極體。另外，可有效防止不透明材料之剩餘部分所導致的光透射率之降低。因此，可增加影像裝置之電特性以及可靠性。
雖然本發明已以較佳實施例揭露如上，然其並非用以限定本發明，任何熟習此技藝者，在不脫離本發明之精神和範圍內，當可作些許之更動與潤飾，因此本發明之保護範圍當視後附之申請專利範圍所界定者為準。
10、100．．．基板
12、102．．．光電二極體
12a、300a．．．第一結構
12b、13b、300b．．．第二結構
14．．．源極/汲極
16、106．．．第一下部透明絕緣層
18、108．．．第一接觸窗
18a．．．第一接觸窗開口
20、110．．．第一下部不透明覆蓋層
22、112．．．第一上部透明絕緣層
24、114．．．第一障壁金屬材料層圖案
26、116a．．．第一輔助導線
28、118．．．第一上部不透明覆蓋層
30．．．蝕刻終止層
30a．．．蝕刻終止層圖案
32、122．．．第二下部透明絕緣層
34、124．．．第二下部不透明覆蓋層
36、126．．．第二上部透明絕緣層
38、128．．．第二渠溝
40、130．．．第二接觸窗開口
41、82．．．第二接觸窗
42、132．．．第二障壁金屬材料層圖案
43、86．．．第二輔助導線
44、134a．．．第二導線
46、136．．．第二上部不透明覆蓋層
48、138．．．額外下部透明絕緣層
50、140．．．額外下部不透明覆蓋層
52、142．．．額外上部透明絕緣層
53、90．．．額外接觸窗
54．．．額外第二障壁金屬材料層圖案
55、94．．．額外輔助導線
56．．．額外導線
58．．．額外上部不透明覆蓋層
60、150．．．第一保護層
62、152．．．第二保護層
64、156．．．第一初步開口
66、158．．．第二初步開口
68、160．．．開口
70、162．．．第一最上部絕緣層
72、164．．．彩色濾光片
74、166．．．第二最上部絕緣層
76、168．．．微透鏡
80．．．第二下部障壁金屬材料層圖案
接觸窗84．．．第二上部障壁金屬材料層圖案
88．．．額外下部障壁金屬材料層圖案
接觸窗92．．．額外上部障壁金屬材料層圖案
104．．．源極/汲極區域
接觸窗110．．．第一下部不透明覆蓋層
120．．．金屬材料層
接觸窗開口144．．．額外障壁金屬材料層圖案
148．．．額外不透明覆蓋層
154．．．銲墊電極
116b．．．電容器下部電極
116c．．．第一下部導電圖案
120a．．．蝕刻終止層圖案
120b．．．電容器上部電極
121b．．．第二結構12b之下部結構
122b．．．第二結構12b之上部結構
123b．．．第二結構13b之下部結構
124b．．．第二結構13b之上部結構
134b．．．第一邏輯導線
134c．．．第一銲墊導線
146b．．．額外邏輯導線
146c．．．額外銲墊導線
301b．．．第二結構300b之下部結構
302b．．．第二結構300b之上部結構
藉由參考上文結合所附圖式之詳細描述，本發明之上述以及其他優點將變得顯而易見，該些圖式中：圖1至圖12是說明根據本文所揭露之某些實施例的製造一影像裝置之方法的橫截面圖。
圖13至圖15是說明根據本文所揭露之另外一些實施例的製造一影像裝置之方法的橫截面圖。
圖16至圖27是說明根據本文所揭露之又一些實施例的製造一影像裝置之方法的橫截面圖。
10．．．基板
12．．．光電二極體
14．．．源極/汲極
16．．．第一下部透明絕緣層
18．．．第一接觸窗
20．．．第一下部不透明覆蓋層
22．．．第一上部透明絕緣層
24．．．第一障壁金屬材料層圖案
26．．．第一輔助導線
28．．．第一上部不透明覆蓋層
30．．．蝕刻終止層
12a．．．第一結構
30a．．．蝕刻終止層圖案

Claims (36)

  1. 一種製造影像裝置之方法，包括：在具有一光電二極體之一基板上形成一第一結構，前述第一結構包括一不透明上部部分以及一透明下部部分；在前述第一結構上形成一蝕刻終止層圖案，前述蝕刻終止層圖案位於前述光電二極體上；在前述第一結構上形成一第二結構以覆蓋前述蝕刻終止層圖案，前述第二結構具有至少一不透明覆蓋層；以及藉由蝕刻前述第二結構、前述蝕刻終止層圖案以及前述第一結構之前述不透明上部部分，在前述光電二極體上形成一開口，前述開口暴露出前述第一結構之前述透明下部部分。
  2. 如申請專利範圍第1項所述之製造影像裝置之方法，其中形成前述開口包括：藉由蝕刻前述第二結構，經由前述第二結構形成一第一初步開口，前述第一初步開口暴露出前述蝕刻終止層圖案之一部分；藉由蝕刻前述蝕刻終止層圖案之前述部分，經由前述第二結構以及前述蝕刻終止層圖案形成一第二初步開口，前述第二初步開口部分地曝光前述第一結構之前述不透明上部部分；以及蝕刻前述第一結構之前述不透明上部部分，以經由前述第二結構、前述蝕刻終止層圖案以及前述第一結構之前述不透明上部部分而形成前述開口。
  3. 如申請專利範圍第1項所述之製造影像裝置之方法，其中形成前述第一結構包括：在包括前述光電二極體之前述基板上形成一第一下部透明絕緣層；在前述第一下部透明絕緣層上形成一第一下部不透明覆蓋層；在前述第一下部不透明覆蓋層上形成一第一上部透明絕緣層；以及在前述第一上部透明絕緣層上形成一第一上部不透明覆蓋層。
  4. 如申請專利範圍第3項所述之製造影像裝置之方法，其中蝕刻前述第一結構之前述不透明上部部分包括：連續蝕刻前述第一上部不透明覆蓋層以及前述第一上部透明絕緣層；以及蝕刻前述第一下部不透明覆蓋層，直到暴露出前述第一下部透明絕緣層。
  5. 如申請專利範圍第3項所述之製造影像裝置之方法，其中前述第一下部透明絕緣層具有300至2,500之厚度，且前述第一上部透明絕緣層具有300至2,500之厚度。
  6. 如申請專利範圍第3項所述之製造影像裝置之方法，更包括經由前述第一上部不透明覆蓋層、前述第一上部透明絕緣層、前述第一下部不透明覆蓋層以及前述第一下部透明絕緣層形成一第一導線，前述第一導線包括一第一接觸窗以及一第一輔助導線，前述第一接觸窗電連接至前述基板之一接觸區域，前述第一輔助導線形成於前述第一接觸窗上以電連接至前述第一接觸窗。
  7. 如申請專利範圍第6項所述之製造影像裝置之方法，其中前述第一導線並非直接位於前述光電二極體上。
  8. 如申請專利範圍第1項所述之製造影像裝置之方法，其中形成前述第一結構包括：在前述基板上形成一第一下部透明絕緣層，前述第一下部透明絕緣層包括電連接至前述基板之一接觸區域的一第一接觸窗；在前述第一下部透明絕緣層上形成一第一下部不透明覆蓋層以及一第一上部透明絕緣層，前述第一下部不透明覆蓋層能夠防止一金屬擴散；蝕刻前述第一上部透明絕緣層以及前述第一下部不透明覆蓋層，以經由前述第一上部透明絕緣層以及前述第一下部不透明覆蓋層形成一第一渠溝，前述第一渠溝暴露出前述第一接觸窗；在前述第一渠溝中形成包括金屬之一第一輔助導線；以及在前述第一輔助導線以及前述第一上部透明絕緣層上形成一第一上部不透明覆蓋層。
  9. 如申請專利範圍第1項所述之製造影像裝置之方法，更包括形成前述第二結構至少兩次。
  10. 如申請專利範圍第1項所述之製造影像裝置之方法，其中形成前述第二結構包括：形成包括一第二接觸窗以及一第二輔助導線之一第二導線，前述第二接觸窗電連接至前述基板之一接觸區域，前述第二輔助導線位於前述第二接觸窗上以電連接至前述第二接觸窗；以及在前述第二導線上形成一額外導線，前述額外導線包括一額外接觸窗以及一額外輔助導線，前述額外接觸窗電連接至前述第二接觸窗，前述額外輔助導線位於前述額外接觸窗上以電連接至前述額外接觸窗。
  11. 如申請專利範圍第10項所述之製造影像裝置之方法，更包括形成前述額外導線至少兩次。
  12. 如申請專利範圍第10項所述之製造影像裝置之方法，其中前述第二導線以及前述額外導線各者均包括銅。
  13. 如申請專利範圍第10項所述之製造影像裝置之方法，其中前述第二導線以及前述額外導線並非位於前述光電二極體上。
  14. 如申請專利範圍第10項所述之製造影像裝置之方法，其中形成前述第二導線包括：在前述第一結構上形成一第二下部透明絕緣層以覆蓋前述蝕刻終止層圖案；在前述第二下部透明絕緣層上形成一第二下部不透明覆蓋層以及一第二上部透明絕緣層，前述第二下部不透明覆蓋層能夠防止一金屬擴散；蝕刻前述第二上部透明絕緣層、前述第二下部不透明覆蓋層以及前述第二下部透明絕緣層以形成一第二渠溝以及一第二接觸窗開口，經由前述第二上部透明絕緣層以及前述第二下部不透明覆蓋層形成前述第二渠溝，經由前述第二下部透明絕緣層形成前述第二接觸窗開口，前述第二接觸窗開口鄰近前述第二渠溝且安置於前述第二渠溝下方；在前述第二接觸窗開口以及前述第二渠溝中分別形成前述第二接觸窗以及前述第二輔助導線，前述第二接觸窗以及前述第二輔助導線包括金屬；以及在前述第二輔助導線以及前述第二上部透明絕緣層上形成一第二上部不透明覆蓋層。
  15. 如申請專利範圍第10項所述之製造影像裝置之方法，其中形成前述第二導線包括：在前述第一結構上形成包括前述第二接觸窗之一第二下部透明絕緣層；在前述第二下部透明絕緣層上形成一第二下部不透明覆蓋層以及一第二上部透明絕緣層，前述第二下部不透明覆蓋層能夠防止一金屬擴散；蝕刻前述第二上部透明絕緣層以及前述第二下部不透明覆蓋層以形成部分地暴露出前述第二接觸窗之一第二渠溝；在前述第二渠溝中形成包括金屬之前述第二輔助導線；以及在前述第二輔助導線以及前述第二上部透明絕緣層上形成一第二上部不透明覆蓋層。
  16. 如申請專利範圍第1項所述之製造影像裝置之方法，其中前述蝕刻終止層圖案包括一金屬材料。
  17. 如申請專利範圍第16項所述之製造影像裝置之方法，其中前述金屬材料是選自由鈦、鉭、氮化鈦以及氮化鉭組成之群中的至少一材料。
  18. 如申請專利範圍第1項所述之製造影像裝置之方法，其中前述不透明覆蓋層包括選自由氮化矽以及碳化矽組成之群中的任一材料。
  19. 如申請專利範圍第1項所述之製造影像裝置之方法，更包括：在前述第二結構上形成一保護結構以保護前述第二結構、前述蝕刻終止層圖案以及前述第一結構；蝕刻前述保護結構以經由前述保護結構形成一銲墊接觸窗開口；以及在前述銲墊接觸窗開口中形成包括一導電材料之一銲墊。
  20. 如申請專利範圍第19項所述之製造影像裝置之方法，其中前述保護結構包括一第一保護層，以及形成於前述第一保護層上之一第二保護層。
  21. 如申請專利範圍第20項所述之製造影像裝置之方法，其中前述第一保護層包括二氧化矽，且前述第二保護層包括選自由氮化矽以及碳化矽組成之群中的至少一材料。
  22. 如申請專利範圍第20項所述之製造影像裝置之方法，其中前述第一保護層具有100至5,000之厚度，且前述第二保護層具有100至5,000之厚度。
  23. 如申請專利範圍第1項所述之製造影像裝置之方法，更包括：在前述第二結構上形成一透明絕緣層以填滿前述開口；在前述透明絕緣層上形成一彩色濾光片；以及在前述彩色濾光片上形成一微透鏡。
  24. 一種製造影像裝置之方法，包括：在包括一第一區域以及一第二區域之基板之前述第一區域中形成一光電二極體；在前述基板上形成一第一結構，前述第一結構包括一不透明上部部分以及一透明下部部分，前述第一結構包括經由前述第一結構形成之一導線以及一電容器下部電極，前述導線形成於前述第一區域上，前述導線並非位於前述光電二極體上，前述電容器下部電極形成於前述第二區域上；在前述第一結構、前述導線以及前述電容器下部電極上形成一介電層；在前述介電層上形成一蝕刻終止層圖案以及一電容器上部電極，前述蝕刻終止層圖案位於前述光電二極體上，前述電容器上部電極位於前述電容器下部電極上；在前述蝕刻終止層圖案以及前述第一結構上形成包括至少一不透明覆蓋層之一第二結構；以及藉由蝕刻前述第二結構、前述蝕刻終止層圖案以及前述第一結構之前述不透明上部部分，在前述光電二極體上形成一開口，前述開口暴露出前述第一結構之前述透明下部部分。
  25. 如申請專利範圍第24項所述之製造影像裝置之方法，其中形成前述開口包括：藉由蝕刻前述第二結構，經由前述第二結構形成一第一初步開口，前述第一初步開口暴露出前述蝕刻終止層圖案之一部分；藉由蝕刻前述蝕刻終止層圖案之前述部分，經由前述第二結構以及前述蝕刻終止層圖案形成一第二初步開口，前述第二初步開口部分地暴露出前述第一結構之前述不透明上部部分；以及蝕刻前述第一結構之前述不透明上部部分，以經由前述第二結構、前述蝕刻終止層圖案以及前述第一結構之前述不透明上部部分形成前述開口。
  26. 如申請專利範圍第24項所述之製造影像裝置之方法，其中形成前述第一結構包括：在包括前述光電二極體之前述基板上形成一第一下部透明絕緣層；在前述第一下部透明絕緣層上形成一第一下部不透明覆蓋層；在前述第一下部不透明覆蓋層上形成一第一上部透明絕緣層；以及在前述第一上部透明絕緣層上形成一第一上部不透明覆蓋層。
  27. 如申請專利範圍第26項所述之製造影像裝置之方法，其中蝕刻前述第一結構之前述不透明上部部分包括：連續蝕刻前述第一上部不透明覆蓋層以及前述第一上部透明絕緣層；以及蝕刻前述第一下部不透明覆蓋層，直到暴露出前述第一下部透明絕緣層。
  28. 如申請專利範圍第27項所述之製造影像裝置之方法，其中前述第一導線以及前述電容器下部電極包括銅。
  29. 如申請專利範圍第24項所述之製造影像裝置之方法，其中形成前述第一結構包括：在前述基板上形成一第一下部透明絕緣層，前述第一下部透明絕緣層包括電連接至前述基板之一接觸區域的一第一接觸窗；在前述第一下部透明絕緣層上形成一第一下部不透明覆蓋層以及一第一上部透明絕緣層，前述第一下部不透明覆蓋層能夠防止一金屬擴散；蝕刻前述第一上部透明絕緣層以及前述第一下部不透明覆蓋層，以經由前述第一上部透明絕緣層以及前述第一下部不透明覆蓋層形成一第一渠溝，前述第一渠溝暴露出前述第一接觸窗；在前述第一渠溝中形成包括金屬之一第一輔助導線；以及在前述第一輔助導線以及前述第一上部透明絕緣層上形成一第一上部不透明覆蓋層。
  30. 如申請專利範圍第24項所述之製造影像裝置之方法，其中形成前述第二結構包括：形成包括一第二接觸窗以及一第二輔助導線之一第二導線，前述第二接觸窗電連接至前述基板之一接觸區域，前述第二輔助導線位於前述第二接觸窗上以電連接至前述第二接觸窗；以及在前述第二導線上形成一額外導線，前述額外導線包括一額外接觸窗以及一額外輔助導線，前述額外接觸窗電連接至前述第二接觸窗，前述額外輔助導線位於前述額外接觸窗上以電連接至前述額外接觸窗。
  31. 如申請專利範圍第30項所述之製造影像裝置之方法，其中前述第二導線以及前述額外導線各自均包括銅。
  32. 如申請專利範圍第30項所述之製造影像裝置之方法，其中前述第二導線以及前述額外導線並非位於前述光電二極體上。
  33. 如申請專利範圍第24項所述之製造影像裝置之方法，其中形成前述蝕刻終止層圖案以及前述電容器上部電極包括：在前述介電層上形成一金屬材料層；以及圖案化前述金屬材料層以同時形成前述蝕刻終止層圖案以及前述電容器上部電極，前述蝕刻終止層圖案位於前述光電二極體上，前述電容器上部電極位於前述電容器下部電極上。
  34. 如申請專利範圍第33項所述之製造影像裝置之方法，其中前述金屬材料層包括選自由鈦、鉭、氮化鈦以及氮化鉭組成之群中的任一材料。
  35. 如申請專利範圍第24項所述之製造影像裝置之方法，其中前述不透明覆蓋層包括選自由氮化矽或碳化矽組成之群中的任一材料。
  36. 如申請專利範圍第24項所述之製造影像裝置之方法，更包括：在前述第一結構、前述蝕刻終止層圖案以及前述第二結構上形成一保護結構；部分地蝕刻前述保護結構以形成一銲墊接觸窗開口；以及在前述銲墊接觸窗開口中形成包括一導電材料之一銲墊。
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