固態(tài)圖像拾取設(shè)備及其制造方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了固態(tài)圖像拾取設(shè)備及其制造方法。當在各濾色器之間形成中空部時，為了實現(xiàn)具有較窄寬度的中空部的形成，在半導(dǎo)體基板的上表面上形成多個光接收部，在半導(dǎo)體基板之上形成與各光接收部對應(yīng)的多個濾色器，在各濾色器上形成光致抗蝕劑，在光致抗蝕劑的側(cè)表面上形成側(cè)壁，以及通過至少使用該側(cè)壁作為掩模執(zhí)行蝕刻來在各濾色器之間形成中空部。
【專利說明】固態(tài)圖像拾取設(shè)備及其制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及諸如CCD傳感器和CMOS傳感器的固態(tài)圖像拾取設(shè)備(固態(tài)圖像拾取元件)，以及該固態(tài)圖像拾取設(shè)備的制造方法。
【背景技術(shù)】
[0002]對于固態(tài)圖像拾取設(shè)備，用于增加對于光接收部的光收集效率的技術(shù)、尤其是用于更高效地收集具有銳角入射角的光的技術(shù)已經(jīng)被期待。例如，日本專利特開N0.2006-295125已經(jīng)提出了 一種具有如下結(jié)構(gòu)的固態(tài)圖像拾取設(shè)備，在該結(jié)構(gòu)中，在等同于光接收部的圓周的區(qū)域中形成中空部，由此利用中空部的界面上的反射來增加對于光接收部的光收集效率。
[0003]具體而言，日本專利特開N0.2006-295125公開了用于在各濾色器之間形成上述中空部的技術(shù)，各濾色器被以與各光接收部對應(yīng)地方式設(shè)置在各光接收部之上。
[0004]更具體而言，根據(jù)日本專利特開N0.2006-295125，對于上述中空部的形成，首先，在濾色器形成膜上形成感光樹脂層，然后將該感光樹脂層選擇性地曝光以由此形成包含該感光樹脂層的光致抗蝕劑。然后，執(zhí)行使用該光致抗蝕劑作為掩模的蝕刻在濾色器形成膜中形成凹槽，由此形成多個濾色器，并且還在各濾色器之間形成中空部。
[0005]但是，由于光致抗蝕劑的曝光限界(即，當對光致抗蝕劑進行顯影時最小圖案帶來的限制)，在縮小光致抗蝕劑的開口寬度方面受到限制。根據(jù)上述日本專利特開N0.2006-295125的技術(shù)，在縮小各濾色器之間形成的中空部的寬度方面也受到限制。例如，根據(jù)上述日本專利特開N0.2006-295125的技術(shù)，難以形成寬度為約0.1 μ m的中空部。因此，當難以縮小各濾色器之間形成的中空部的寬度時，每個像素的由濾色器所占據(jù)的面積變得小，從而發(fā)生關(guān)于光接收部使得光檢測靈敏度下降的問題。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]本發(fā)明針對上述問題被提出，并且旨在提供一種固態(tài)圖像拾取設(shè)備的制造方法，該方法實現(xiàn)了在各濾色器之間形成中空部時形成具有較窄寬度的中空部。本發(fā)明還旨在提供一種固態(tài)圖像拾取設(shè)備，在該固態(tài)圖像拾取設(shè)備中，在各濾色器之間形成具有較窄寬度的中空部。
[0007]本發(fā)明的固態(tài)圖像拾取設(shè)備的制造方法包括與各光接收部對應(yīng)地在半導(dǎo)體基板之上形成相互接觸的多個濾色器的過程，在該多個濾色器之上形成具有開口的光致抗蝕劑的過程，在該光致抗蝕劑的側(cè)表面上形成側(cè)壁的過程，以及通過至少使用該側(cè)壁作為掩模執(zhí)行蝕刻來在各濾色器之間形成中空部的過程。
[0008]本發(fā)明的另一種固態(tài)圖像拾取設(shè)備的制造方法是用于制造如下固態(tài)圖像拾取設(shè)備的方法，在該固態(tài)圖像拾取設(shè)備中，多個光接收部被設(shè)置在半導(dǎo)體基板的上表面上，該方法包括與各光接收部對應(yīng)地在半導(dǎo)體基板之上形成相互接觸的多個濾色器的過程，在該多個濾色器上形成硬掩模的過程，在該硬掩模上形成具有第一開口的抗蝕劑圖案的過程，對該抗蝕劑圖案進行熱處理以形成具有第二開口的蝕刻掩模的過程，該第二開口的寬度小于該第一開口的寬度，使用該蝕刻掩模作為掩模執(zhí)行第一蝕刻以在該硬掩模中形成開口的過程，至少使用該硬掩模作為掩模執(zhí)行第二蝕刻以在各濾色器之間形成開口的過程，以及形成覆蓋在各濾色器之間形成的開口以在各濾色器之間形成空氣間隙的蓋層的過程。
[0009]本發(fā)明的固態(tài)圖像拾取設(shè)備具有在半導(dǎo)體基板之上形成并且對應(yīng)于各光接收部的多個濾色器、在該多個濾色器之上形成的光致抗蝕劑、以及以如下方式形成的側(cè)壁，該側(cè)壁的一端接觸光致抗蝕劑的側(cè)表面，其中在各濾色器之間形成中空部，并且該中空部與該側(cè)壁中的與該一端相對的另一端對齊地形成。
[0010]參照附圖閱讀示例性實施例的以下描述，本發(fā)明的其它特征將變得清楚。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0011]圖1是示出根據(jù)本發(fā)明的第一實施例的固態(tài)圖像拾取設(shè)備(固態(tài)圖像拾取裝置)的示意性結(jié)構(gòu)的示例的俯視圖。
[0012]圖2A至2H是示出根據(jù)本發(fā)明的第一實施例的固態(tài)圖像拾取設(shè)備(固態(tài)圖像拾取裝置)的制造方法的示例的示意圖。
[0013]圖3A至3G是示出根據(jù)本發(fā)明的第二實施例的固態(tài)圖像拾取設(shè)備(固態(tài)圖像拾取裝置)的制造方法的示例的示意圖。
[0014]圖4A和4B是示出根據(jù)本發(fā)明的第三實施例的固態(tài)圖像拾取設(shè)備(固態(tài)圖像拾取裝置)的制造方法的示例的示意圖。
[0015]圖5A和5B是示出根據(jù)本發(fā)明的第四實施例的固態(tài)圖像拾取設(shè)備(固態(tài)圖像拾取裝置)的制造方法的示例的示意圖。
[0016]圖6A至6J是示出根據(jù)本發(fā)明的第五實施例的固態(tài)圖像拾取設(shè)備(固態(tài)圖像拾取裝置)的制造方法的示例的示意圖。
[0017]圖7是示出圖6E中所示的固態(tài)圖像拾取設(shè)備中的兩個像素的配置的放大示圖。
[0018]圖8A至8H是示出根據(jù)本發(fā)明的第六實施例的固態(tài)圖像拾取設(shè)備(固態(tài)圖像拾取裝置)的制造方法的示例的示意圖。
【具體實施方式】
[0019]下文，參照附圖描述實行本發(fā)明的各方面(實施例)。
[0020]第一實施例
[0021]首先，描述本發(fā)明的第一實施例。
[0022]圖1是示出根據(jù)本發(fā)明的第一實施例的固態(tài)圖像拾取設(shè)備(固態(tài)圖像拾取裝置)的示意性結(jié)構(gòu)的示例的俯視圖。
[0023]根據(jù)此實施例的固態(tài)圖像拾取設(shè)備100具有圖像拾取區(qū)域110和除圖像拾取區(qū)域之外的周邊區(qū)域120。
[0024]圖像拾取區(qū)域110是在其中以二維矩陣形狀設(shè)置像素111的區(qū)域。每個像素111可包含在半導(dǎo)體基板上形成的光電轉(zhuǎn)換部、包含布線層和層間絕緣層的布線結(jié)構(gòu)、濾色器、微透鏡等。例如，在此實施例中，圖像拾取區(qū)域110的像素111以所謂的拜爾(Bayer)圖案被布置。在此情況中，例如，在像素行112a和像素行112c中，從左側(cè)起依次布置具有綠色(G)濾色器的像素(下文被稱為“綠色像素”)、具有紅色(R)濾色器的像素(下文被稱為“紅色像素”)、綠色像素、紅色像素和綠色像素。在此情況中，在像素行112b中，例如，從左側(cè)起依次布置具有藍色(B)濾色器的像素(下文被稱為“藍色像素”)、綠色像素、藍色像素、綠色像素和藍色像素。
[0025]盡管此實施例中描述了其中圖像拾取區(qū)域110的像素111被以拜爾布置方式布置的示例，但是本發(fā)明并不局限于此方面，并且其它布置也是可接受的。此外，此實施例描述了其中包含RGB的所謂的基于原色的濾色器被應(yīng)用作為濾色器類型的示例，但是，本發(fā)明并不局限于此方面，并且例如，所謂的基于互補色的濾色器也是可接受的。
[0026]周邊區(qū)域120包含周邊電路部分的遮光濾色器121、極板電極(pad electrode)122 等。
[0027]接下來，參照圖2A至2H描述根據(jù)本發(fā)明的第一實施例的固態(tài)圖像拾取設(shè)備(固態(tài)圖像拾取裝置)100-1的制造方法中的每一個過程。
[0028]圖2A至2H是示出根據(jù)本發(fā)明的第一實施例的固態(tài)圖像拾取設(shè)備(固態(tài)圖像拾取裝置)的制造方法的示例的示意圖。圖2A至2H中所示的截面示圖是示出圖1中所示的像素行112b中的I1-1I截面的示意圖。
[0029]首先，描述圖2A。
[0030]首先，在半導(dǎo)體基板(下文也被簡稱為基板)SB的前表面(上表面)上例如以二維矩陣形狀形成多個光接收部21。這里，基板SB是例如硅基板，并且光接收部21是例如光電轉(zhuǎn)換元件(光電二極管)。
[0031]隨后，在基板SB上形成多層布線結(jié)構(gòu)MI。此多層布線結(jié)構(gòu)MI是通過例如在基板SB上依次形成第一層間絕緣層23a、第一布線層22a、第二層間絕緣層23b、第二布線層22b、第三層間絕緣層23c、第三布線層22c以及第四層間絕緣層23d而產(chǎn)生的。在圖2A中所示的示例中，第四層間絕緣層23d的上表面被平坦化，但是可以不被平坦化。更具體而言，第四層間絕緣層23d的上表面可以是凹凸的。這里，第一層間絕緣層23a至第四層間絕緣層23d被共同稱為“層間絕緣層23”，并且第一布線層22a至第三布線層22c被共同稱為“布線層22”。布線層22可通過所謂的鑲嵌方法(包括在作為底層的層間絕緣層23中形成凹槽并然后在該凹槽中嵌入用作布線層22的金屬層的方法)形成，或者可通過所謂的蝕刻方法(用于在作為底層的層間絕緣層23上形成金屬層、然后通過蝕刻對該金屬層進行圖案形成的技術(shù))形成。例如，層間絕緣層23被由無機材料(諸如，硅氧化物、硅氮化物或者硅氮氧化物)形成。在本實施例中，層間絕緣層23由硅氧化物形成。
[0032]隨后，在多層布線結(jié)構(gòu)MI上形成第一平坦化層24。此第一平坦化層24由例如丙烯酸樹脂系的有機材料形成。
[0033]隨后，通過使用光刻法在第一平坦化層24上形成第一濾色器25、第二濾色器26和第三濾色器27。這里，濾色器25到27中的每一個被與光接收部21中的每一個對應(yīng)地設(shè)置在光接收部21之上，并且例如由丙烯酸樹脂系的有機材料形成。這里，如圖2A中所示，濾色器25到27被形成為相互接觸。在圖2A中所示的示例中，濾色器25到27被形成為具有大致相同的膜厚度，但是可形成為具有不同的膜厚度。
[0034]隨后，在濾色器25到27上形成第二平坦化層28。此第二平坦化層28例如由丙烯酸樹脂系的有機材料形成。[0035]然后，如圖2B所示，使用光刻法在第二平坦化層28上形成在濾色器25到27中的每一個的邊界部的上部區(qū)域中具有開口的光致抗蝕劑29。這里，例如，光致抗蝕劑29包含耐200°C或更高溫度的耐熱材料。例如，光致抗蝕劑29包含對于波長為400nm到700nm的光的透射率為80%或更高的材料。在本發(fā)明的描述中，各濾色器的邊界區(qū)域指的是在各濾色器的膜厚度方向上的各濾色器相互接觸的表面。更具體而言，在濾色器被以某一濾色器的端部與另一濾色器的端部重疊且覆蓋該另一濾色器的該端部的方式形成的情況中，相鄰濾色器的端部相互重疊且覆蓋的區(qū)域不被包含在本發(fā)明的邊界區(qū)域中。
[0036]然后，如圖2C所示，例如使用CVD方法在包含光致抗蝕劑29的側(cè)表面和上表面的全部表面上方形成氧化物膜30。氧化物膜30例如由硅氧化物形成，并且膜形成溫度為約200。。。
[0037]然后，如圖2D所示，使用各向異性干蝕刻方法對氧化物膜30進行蝕刻(回蝕(etchback)),以便留下光致抗蝕劑29的側(cè)表面(側(cè)壁)上的氧化物膜來形成包含氧化物膜的側(cè)壁31。在此情況中，如圖2D所示，側(cè)壁31被形成為不覆蓋濾色器25到27中的每一個的邊界部的上部區(qū)域。例如，當回蝕氧化物膜30時使用的氣體是諸如CF4的碳氟化合物氣體和Ar氣體的混合氣體。其流率分別是12[seem]和400[seem]。作為碳氟化合物氣體,可使用除CF4之外的其它碳氟化合物氣體(諸如C2F6)。對于稀有氣體，可使用除Ar之外的Ne、Kr、Xe等。根據(jù)需要可添加其它氣體。盡管在圖2所示的示例中示出如下示例，其中通過僅留下在光致抗蝕劑29的側(cè)表面(側(cè)壁)上的氧化物膜30來形成側(cè)壁31，但是此實施例不限于此。例如，通過留下光致抗蝕劑29的側(cè)表面(側(cè)壁)上的氧化物膜30并且還留下在光致抗蝕劑29的上表面上的氧化物膜30來形成側(cè)壁31。通過如上所述地還留下在光致抗蝕劑29的上表面上的氧化物膜30，根據(jù)作為后續(xù)過程的圖2E中所示的蝕刻過程中的蝕刻率的選擇比，可必然僅在濾色器25到27中的每一個之間形成中空部(空氣間隙)32。
[0038]隨后，如圖2E所示，通過使用光致抗蝕劑29和側(cè)壁31 (或者留下在光致抗蝕劑29的上表面上的氧化物膜30和側(cè)壁31)作為掩模進行蝕刻，去除未被掩模覆蓋的部分中的第二平坦化層28、濾色器25到27中的每一個以及第一平坦化層24。更具體而言，濾色器25到27中的每一個的邊界部等被去除。由此，在濾色器25到27中的每一個之間形成中空部32。在此實施例中，使用干蝕刻作為圖2E所示的蝕刻。此干蝕刻適當?shù)厥蔷哂懈咧赶蛐缘姆椒?。作為其蝕刻條件，側(cè)壁31以及濾色器25到27中的每一個的蝕刻率的選擇比適當?shù)馗?。例如，用于干蝕刻的氣體是氧氣、一氧化碳氣體和氮氣。其流率分別為5[seem]、80[seem]和40[seem]。附加地,可添加稀有氣體(例如，Ar)。
[0039]氧化物膜30的膜厚度可根據(jù)要形成的中空部32的寬度被適當?shù)卦O(shè)定。
[0040]然后，如圖2F所示去除側(cè)壁31 (當在圖2D的過程中氧化物膜30被留在光致抗蝕劑29的上表面上時，該氧化物膜30也與側(cè)壁31 —起被去除)。
[0041]然后，如圖2G所示，在包含光致抗蝕劑29的上表面和第二平坦化層28的上表面的全部表面上方形成第三平坦化層33。第三平坦化層33用作覆蓋中空部32的開口區(qū)域的蓋層。對于第三平坦化層33，可使用例如無機材料(例如，硅氧化物或硅氮化物)和例如丙烯酸樹脂系的有機材料。在此實施例中，由有機材料形成第三平坦化層33。
[0042]然后，如圖2H所示，在各光接收部21的上部區(qū)域中在第三平坦化層33上形成與各光接收部21對應(yīng)的微透鏡34。例如，此微透鏡34由丙烯酸樹脂系的有機材料形成。[0043]通過經(jīng)由上文所述的圖2A至2H的過程，制成根據(jù)此實施例的固態(tài)圖像拾取設(shè)備(固態(tài)圖像拾取裝置)100-1。在此實施例中，使用光刻法形成濾色器25到27中的每一個，但是本發(fā)明不限于此。
[0044]在第一實施例中，首先，在濾色器25到27中的每一個之上形成在濾色器25到27中的每一個的邊界部的上部區(qū)域中具有開口的光致抗蝕劑29。然后，在光致抗蝕劑29的側(cè)表面上形成不覆蓋濾色器25到27中的每一個的邊界部的上部區(qū)域的側(cè)壁31。此后，通過至少使用側(cè)壁31作為掩模進行蝕刻來去除濾色器25到27中的每一個的邊界部，以在濾色器25到27中的每一個之間形成中空部32。
[0045]根據(jù)此配置，通過使用在光致抗蝕劑29的側(cè)表面上形成的側(cè)壁31作為掩模進行蝕刻來形成中空部32，因此可形成具有較窄寬度(例如，約0.1 μ m)的中空部32。因此，每個像素的濾色器所占據(jù)的面積可增大，從而光接收部21導(dǎo)致的光檢測靈敏度可增加。
[0046]第二實施例
[0047]接下來，描述本發(fā)明的第二實施例。
[0048]圖3A至3G是示出根據(jù)本發(fā)明的第二實施例的固態(tài)圖像拾取設(shè)備(固態(tài)圖像拾取裝置)的制造方法的示例的示意圖。在圖3A至3G中，與圖2A至2H中所示的那些配置相同的配置被用相同的附圖標記指示。圖3A至3B所示的截面示圖是示出圖1中所示的像素行112b中的II1-1II截面的示意圖。
[0049]盡管圖3A與第一實施例中的圖2A相同，但是首先描述圖3A。
[0050]首先，在基板SB的前表面(上表面)上以例如二維矩陣形狀形成多個光接收部21。這里，基板SB是例如硅基板，并且光接收部21是例如光電轉(zhuǎn)換元件(光電二極管)。
[0051]隨后，在基板SB上形成多層布線結(jié)構(gòu)MI。此多層布線結(jié)構(gòu)MI是通過例如在基板SB上依次形成第一層間絕緣層23a、第一布線層22a、第二層間絕緣層23b、第二布線層22b、第三層間絕緣層23c、第三布線層22c以及第四層間絕緣層23d而產(chǎn)生的。在圖3A中所示的示例中，第四層間絕緣層23d的上表面被平坦化，但是可以不被平坦化。更具體而言，第四層間絕緣層23d的上表面可以是凹凸的。這里，第一層間絕緣層23a至第四層間絕緣層23d被共同稱為“層間絕緣層23”，并且第一布線層22a至第三布線層22c被共同稱為“布線層22”。布線層22可通過所謂的鑲嵌方法(包括在作為底層的層間絕緣層23中形成凹槽并然后在該凹槽中嵌入用作布線層22的金屬層的方法)形成，或者可通過所謂的蝕刻方法(用于在作為底層的層間絕緣層23上形成金屬層、然后通過蝕刻對該金屬層進行圖案形成的技術(shù))形成。例如，層間絕緣層23由無機材料(諸如，硅氧化物、硅氮化物或者硅氮氧化物)形成。在本實施例中，層間絕緣層23由硅氧化物形成。
[0052]隨后，在多層布線結(jié)構(gòu)MI上形成第一平坦化層24。此第一平坦化層24由例如丙烯酸樹脂系的有機材料形成。
[0053]隨后，通過使用光刻法在第一平坦化層24上形成第一濾色器25、第二濾色器26和第三濾色器27。這里，濾色器25到27中的每一個被與光接收部21中的每一個對應(yīng)地設(shè)置在光接收部21之上，并且例如由丙烯酸樹脂系的有機材料形成。這里，如圖3A中所示，濾色器25到27被形成為相互接觸。在圖3A中所示的示例中，濾色器25到27被形成為具有大致相同的膜厚度，但是可形成為具有不同的膜厚度。
[0054]隨后，在濾色器25到27上形成第二平坦化層28。此第二平坦化層28例如由丙烯酸樹脂系的有機材料形成。
[0055]然后，類似于第一實施例中的圖2B，如圖3B中所示，使用光刻法在第二平坦化層28之上形成在濾色器25到27中的每一個的邊界部的上部區(qū)域中具有開口的光致抗蝕劑29。這里，例如，光致抗蝕劑29包含耐200°C或更高溫度的耐熱材料。例如,光致抗蝕劑29包含對于波長為400nm到700nm的光的透射率為80%或更高的材料。
[0056]然后，類似于第一實施例中的圖2C，如圖3C所示，例如使用CVD方法在包含光致抗蝕劑29的側(cè)表面和上表面的全部表面上方形成氧化物膜30。氧化物膜30例如由硅氧化物形成，并且膜形成溫度為約200°C。
[0057]然后，類似于第一實施例中的圖2D，如圖3D所示，使用各向異性干蝕刻方法對氧化物膜30進行回蝕，以便留下光致抗蝕劑29的側(cè)表面(側(cè)壁)上的氧化物膜來形成包含氧化物膜的側(cè)壁31。在此情況中，如圖3D所示，側(cè)壁31被形成為不覆蓋濾色器25到27中的每一個的邊界部的上部區(qū)域。例如，回蝕氧化物膜30時使用的氣體是CF4和Ar。其流率分別是12 [seem]和400 [seem]。盡管在圖3所示的示例中示出如下示例，其中在僅留下在光致抗蝕劑29的側(cè)表面(側(cè)壁)上的氧化物膜30的情況下形成側(cè)壁31，但是此實施例不限于此。例如，在留下光致抗蝕劑29的側(cè)表面(側(cè)壁)上的氧化物膜30并且還留下在光致抗蝕劑29的上表面上的氧化物膜30情況下形成側(cè)壁31。通過如上所述地還留下在光致抗蝕劑29的上表面上的氧化物膜30，根據(jù)作為后續(xù)過程的圖3E中所示的蝕刻過程中的蝕刻率的選擇比，可必然僅在濾色器25到27中的每一個之間形成中空部32。
[0058]隨后，類似于第一實施例中的圖2E，如圖3E所示，通過使用光致抗蝕劑29和側(cè)壁
31(或者留在光致抗蝕劑29的上表面上的氧化物膜30和側(cè)壁31)作為掩模進行蝕刻，去除未被掩模覆蓋的部分中的第二平坦化層28、濾色器25到27中的每一個以及第一平坦化層24。更具體而言，濾色器25到27中的每一個的邊界部等被去除。由此，在濾色器25到27中的每一個之間形成中空部32。在此實施例中，使用干蝕刻作為圖3E所示的蝕刻。此干蝕刻適當?shù)厥蔷哂懈咧赶蛐缘姆椒?。作為其蝕刻條件，側(cè)壁31以及濾色器25到27中的每一個的蝕刻率的選擇比適當?shù)馗摺＠?，用于干蝕刻的氣體是氧氣、一氧化碳氣體和氮氣。其流率分別為 5 [seem]、80 [seem]和 40 [seem]。
[0059]氧化物膜30的膜厚度可根據(jù)要形成的中空部32的寬度被適當?shù)卦O(shè)定。
[0060]然后，如圖3F所示，在包含光致抗蝕劑29的上表面(或者，當在圖3D的過程中在光致抗蝕劑29的上表面上留下氧化物膜30時，氧化物膜30的上表面)的全部表面上方形成第三平坦化層33。第三平坦化層33用作密封中空部32的開口區(qū)域的蓋層。對于第三平坦化層33，可使用例如無機材料(諸如，硅氧化物或硅氮化物)和例如丙烯酸樹脂系的有機材料。在此實施例中，由有機材料形成第三平坦化層33。
[0061]然后，如圖3G所示，在各光接收部21的上部區(qū)域中在第三平坦化層33上形成與各光接收部21對應(yīng)的微透鏡34。例如，此微透鏡34由丙烯酸樹脂系的有機材料形成。
[0062]通過經(jīng)由上文所述的圖3A至3G的過程，制成根據(jù)此實施例的固態(tài)圖像拾取設(shè)備(固態(tài)圖像拾取裝置)100-2。在此實施例中，使用光刻法形成濾色器25到27中的每一個，但是本發(fā)明不限于此。
[0063]根據(jù)第二實施例，通過使用在光致抗蝕劑29的側(cè)表面上形成的側(cè)壁31作為掩模進行蝕刻來形成中空部32，因此可形成具有較窄寬度(例如，約0.1 μ m)的中空部32。因此，每個像素的濾色器所占據(jù)的面積可增大，從而光接收部21導(dǎo)致的光檢測靈敏度可增加。
[0064]此外，在第二實施例中，由于第一實施例中的圖2F中所示的側(cè)壁31的去除過程未被執(zhí)行，因此在根據(jù)第二實施例的固態(tài)圖像拾取設(shè)備100-2中形成側(cè)壁31。更具體而言，在根據(jù)第二實施例的固態(tài)圖像拾取設(shè)備100-2中，側(cè)壁31以如下方式形成，即該側(cè)壁的一端接觸光致抗蝕劑29的側(cè)表面，并且該中空部32與該側(cè)壁31中的與該一端相對的另一端對齊地形成。
[0065]第三實施例
[0066]接下來，描述本發(fā)明的第三實施例。
[0067]圖4A和4B是示出根據(jù)本發(fā)明的第三實施例的固態(tài)圖像拾取設(shè)備(固態(tài)圖像拾取裝置)的制造方法的示例的示意圖。在圖4A和4B中，與圖2A至2H中所示的那些配置相同的配置被用相同的附圖標記指示。圖4A和4B所示的截面示圖是示出圖1中所示的像素行112b中的IV-1V截面的示意圖。
[0068]描述圖4A。
[0069]在圖4A中，由于基板SB和其它組件的配置與第一實施例中的圖2A的那些相同，因此描述被省略。
[0070]如圖4A所示，在基板SB的前表面(上表面)上形成多個光接收部21，在基板SB上形成多層布線結(jié)構(gòu)MI’。與圖2A所示的多層布線結(jié)構(gòu)MI相比，在圖4A中所示的多層布線結(jié)構(gòu)MI’中，在層間絕緣層23中在各光接收部21之上形成與各光接收部21對應(yīng)的光導(dǎo)(光學(xué)光導(dǎo))35。作為示例，此光導(dǎo)35由例如硅氮化物形成。在圖4A所示的示例中，盡管在各光接收部21和光導(dǎo)35之間存在絕緣層23 (第一層間絕緣層23a)，但是此實施例不局限于此實施例。例如，穿透層間絕緣層23以接觸各光接收部21的光導(dǎo)35可被設(shè)置在層間絕緣層23中。通過如上所述地設(shè)置光導(dǎo)35，對于各光接收部21的光收集效率可被增加。
[0071]隨后，在多層布線結(jié)構(gòu)MI’上(在層間絕緣層23和光導(dǎo)35上)形成第一平坦化層24。
[0072]隨后，例如，通過使用光刻法在第一平坦化層24上形成作為多個濾色器的第一濾色器25、第二濾色器26和第三濾色器27。這里，濾色器25到27中的每一個被與光接收部21中的每一個對應(yīng)地設(shè)置在各光接收部21之上。這里，如圖4A中所示，濾色器25到27中的每一個被形成為相互接觸。在圖4A中所示的示例中，濾色器25到27中的每一個被形成為具有大致相同的膜厚度，但是可形成為具有不同的膜厚度。
[0073]隨后，在濾色器25到27中的每一個上形成第二平坦化層28。
[0074]此后，通過經(jīng)由第一實施例中的圖2B至2H的過程，制成圖4B中所示的固態(tài)圖像拾取設(shè)備(固態(tài)圖像拾取裝置)100-3。
[0075]根據(jù)第三實施例，由于執(zhí)行第一實施例中的圖2B至2E的每個過程，因此可獲得與第一實施例相同的操作和效果。更具體而言，可形成具有較窄寬度(例如，約0.Ιμπι)的中空部32。因此，每個像素的濾色器所占據(jù)的面積可增大，從而光接收部21導(dǎo)致的光檢測靈敏度可增加。
[0076]第四實施例
[0077]接下來，描述本發(fā)明的第四實施例。
[0078]圖5Α和5Β是示出根據(jù)本發(fā)明的第四實施例的固態(tài)圖像拾取設(shè)備(固態(tài)圖像拾取裝置)的制造方法的示例的示意圖。在圖5A和5B中，與圖3A至3G中所示的那些配置相同的配置被用相同的附圖標記指示。圖5A和5B所示的截面示圖是示出圖1中所示的像素行112b中的V-V截面的示意圖。
[0079]描述圖5A。
[0080]在圖5A中，由于基板SB和其它組件的配置與第二實施例中的圖3A的那些相同，因此描述被省略。
[0081]如圖5A所示，在基板SB的前表面(上表面)上形成多個光接收部21，在基板SB上形成多層布線結(jié)構(gòu)MI’。與圖3A所示的多層布線結(jié)構(gòu)MI相比，在圖5A中所示的多層布線結(jié)構(gòu)MI’中，在層間絕緣層23中在各光接收部21之上形成與各光接收部21對應(yīng)的光導(dǎo)(光學(xué)光導(dǎo))35。例如，此光導(dǎo)35由硅氮化物形成。在圖5所示的示例中，盡管在各光接收部21和光導(dǎo)35之間存在絕緣層23 (第一層間絕緣層23a)，但是此實施例不局限于此實施例。例如，穿透層間絕緣層23以接觸各光接收部21的光導(dǎo)35可被設(shè)置在層間絕緣層23中。通過如上所述地設(shè)置光導(dǎo)35，對于各光接收部21的光收集效率可被增加。
[0082]隨后，在多層布線結(jié)構(gòu)MI’上(在層間絕緣層23和光導(dǎo)35之上)形成第一平坦化層24。
[0083]隨后，例如，通過使用光刻法在第一平坦化層24上形成作為多個濾色器的第一濾色器25、第二濾色器26和第三濾色器27。這里，濾色器25到27中的每一個被與光接收部21中的每一個對應(yīng)地設(shè)置在各光接收部21之上。這里，如圖5A中所示，濾色器25到27中的每一個被形成為相互接觸。在圖5A中所示的示例中，濾色器25到27中的每一個被形成為具有大致相同的膜厚度，但是可形成為具有不同的膜厚度。
[0084]隨后，在濾色器25到27中的每一個上形成第二平坦化層28。
[0085]此后，通過經(jīng)由第二實施例中的圖3B至3G中的每一個過程，制成圖5B中所示的固態(tài)圖像拾取設(shè)備(固態(tài)圖像拾取裝置)100-4。
[0086]根據(jù)第四實施例，由于執(zhí)行第二實施例中的圖3B至3E的每個過程，因此可獲得與第二實施例相同的操作和效果。更具體而言，可形成具有較窄寬度(例如，約0.Ιμπι)的中空部32。因此，每個像素的濾色器所占據(jù)的面積可增大，從而光接收部21導(dǎo)致的光檢測靈敏度可增加。
[0087]此外，在第四實施例中，由于第一實施例中的圖2F中所示的側(cè)壁31的去除過程未被執(zhí)行，因此在根據(jù)第四實施例的固態(tài)圖像拾取設(shè)備100-4中形成側(cè)壁31。更具體而言，在根據(jù)第四實施例的固態(tài)圖像拾取設(shè)備100-4中，側(cè)壁31以如下方式形成，即該側(cè)壁的一端接觸光致抗蝕劑29的側(cè)表面，并且該中空部32與該側(cè)壁31中的與該一端相對的另一端對齊地形成。
[0088]第五實施例
[0089]接下來，參照圖6Α至6J描述根據(jù)本發(fā)明的第五實施例的固態(tài)圖像拾取設(shè)備(固態(tài)圖像拾取裝置)100的制造方法中的每一個過程。
[0090]圖6Α至6J是示出根據(jù)本發(fā)明的第五實施例的固態(tài)圖像拾取設(shè)備(固態(tài)圖像拾取裝置)的制造方法的示例的截面示圖。圖6Α至6J中所示的截面示圖是示出圖1中所示的像素行112b中的V1-VI截面的示意圖。
[0091]在圖6A至6J中，在上述實施例的描述中說明的布線層和層間絕緣膜的說明被省略。
[0092]在圖6A所示的過程中，首先，例如，以二維矩陣形狀在基板SB的前表面(上表面)上形成多個光接收部41。
[0093]隨后，使用光刻法在綠色像素形成區(qū)域的光接收部41上形成綠色濾色器45。
[0094]然后，在圖6B中所示的過程中，使用光刻法在藍色像素形成區(qū)域的光接收部41上形成藍色濾色器46。
[0095]隨后，使用光刻法在紅色像素形成區(qū)域(圖1中所示的像素行112a和像素行112c的紅色像素的形成區(qū)域)的光接收部41上形成紅色濾色器(圖6中未示出)。這里，多個濾色器中的每個濾色器被形成為相互接觸。例如，每個濾色器由諸如丙烯酸樹脂的有機材料形成。
[0096]在圖6A和6B所示的實例中，藍色濾色器46和紅色濾色器(圖6中未示出)在綠色濾色器45形成之后被形成，但是該過程的順序可改變以形成各濾色器。因此，在此實施例中，對應(yīng)于多個光接收部41中的各光接收部的多個濾色器在基板SB之上形成。
[0097]然后，在圖6C所示的過程中，在包含綠色濾色器45、藍色濾色器46和紅色濾色器(圖6D中未示出)的各濾色器上形成硬掩模48。此硬掩模48使用例如低溫等離子CVD方法形成，并且例如包含諸如硅氧化物、硅氮化物和硅氮氧化物的無機材料。在此情況中，硬掩模48的膜形成溫度適當?shù)卦?50°C到220°C的范圍中。由于硬掩模48在后續(xù)過程中未被去除并且保留，因此，不允許固態(tài)圖像拾取設(shè)備100的靈敏度特性降低的具有高透射率的材料是所希望的。
[0098]然后,在圖6D所示的過程中，使用光刻法在硬掩模48上形成具有第一開口 51的抗蝕劑圖案49，該第一開口在各濾色器的邊界部的上部區(qū)域中開口。這里，第一開口 51的寬度被定義為W1。作為形成抗蝕劑圖案49的抗蝕劑的材料，例如，提及諸如酚醛清漆樹脂、聚苯乙烯樹脂或者丙烯酸樹脂的有機材料。作為用于形成抗蝕劑圖案49的抗蝕劑，用于微透鏡的形成的抗蝕劑是適當?shù)?，這是因為抗蝕劑圖案49在后續(xù)過程中被加熱和流體化。
[0099]然后，在圖6E所示的過程中，通過分兩個階段熱處理抗蝕劑圖案49來形成具有第二開口 55的蝕刻掩模53，該第二開口 55的寬度小于第一開口 51的寬度。蝕刻掩模53是用于干蝕刻硬掩模48以及硬掩模48之下的各濾色器的邊界部的掩模。
[0100]下文，描述對于抗蝕劑圖案49執(zhí)行的兩階段熱處理。
[0101]首先，在熱處理的第一階段中，通過施加等于或者高于圖6D中所示的抗蝕劑圖案49的軟化點的溫度，抗蝕劑圖案49被加熱和流體化以形成第二開口 55，該第二開口 55的寬度W2小于第一開口 51的寬度Wl (W2〈W1)。由于通過加熱和流體化的熱處理可形成圖6中所示的小于光刻法實現(xiàn)的分辨率線寬度(Wl)的線寬度(W2)，因此可使得要在后續(xù)過程中以及在后續(xù)過程之后形成的中空部的寬度小。當空氣間隙的寬度相對于一個像素的尺寸大時，入射到光接收部41的光減少，這成為使得固態(tài)圖像拾取設(shè)備100的靈敏度特性惡化的因素。因此，重要地是使空氣間隙的寬度小。
[0102]隨后，在熱處理的第二階段中，施加高于熱處理的第一階段的溫度的溫度，由此加速抗蝕劑的交聯(lián)反應(yīng)，并且使抗蝕劑穩(wěn)定。
[0103]如上所述，蝕刻掩模53是用于干蝕刻硬掩模48以及硬掩模48之下的各濾色器的邊界部的掩模。當將該蝕刻掩模布置在要被蝕刻的材料的表面上并且執(zhí)行各向異性蝕亥Ij(諸如，干蝕刻)時，已知蝕刻之后的形狀受蝕刻掩模的傾斜表面影響。具體而言，這是因為入射到要被蝕刻的材料的蝕刻物包含在撞擊蝕刻掩模的傾斜表面之后反射的蝕刻物。因此，當蝕刻掩模53的端部傾斜時，蝕刻進行方向受蝕刻掩模53的傾斜影響，從而蝕刻斜向下地進行。因此，如圖6E所示，當相互面對的蝕刻掩模53具有傾斜表面時，蝕刻形狀根據(jù)傾斜度減縮，從而可能出現(xiàn)如下問題，即濾色器不能被分離并且蝕刻在蝕刻中途停止。
[0104]圖7是其中圖6E中所示的兩個像素的配置被放大的截面示圖。
[0105]在此實施例的情況中，為了解決上述問題，蝕刻掩模53被以如下方式形成，即圖7中所示的在蝕刻掩模53的端部處的傾斜表面上的切線與硬掩模48的上表面(前表面)上的切線形成的角度(Θ I)是76°或更大。
[0106]然后，在圖6F中所示的過程中，通過使用蝕刻掩模53作為掩模來進行蝕刻(第一蝕刻)，在硬掩模48中在各濾色器的邊界部的上部區(qū)域中形成開口 57。開口 57反映開口55。例如，硬掩模48的蝕刻通過使用碳氟化合物氣體(諸如GF4)、碳氟化合物氣體和氧氣的混合氣體或者碳氟化合物氣體、氧氣和氮氣的混合氣體作為蝕刻氣體來執(zhí)行。
[0107]然后，在圖6G所示的過程中，通過使用硬掩模48 (進一步，蝕刻掩模53)作為掩模進行蝕刻(第二蝕刻)，在各濾色器的邊界部中形成開口 59。開口 59反映開口 57。例如，在硬掩模48和濾色器的選擇比被充分地保證的條件下，濾色器的蝕刻(第二蝕刻)是使用氧氣、一氧化碳氣體和氮氣的混合氣體作為蝕刻氣體來形成的。與執(zhí)行濾色器的蝕刻(第二蝕亥Ij)同時地去除蝕刻掩模53。這里，由于除了開口 57的區(qū)域之外的濾色器被硬掩模48覆蓋，因此可防止除了開口 59的區(qū)域之外的濾色器在圖6G中所示的蝕刻過程中被損壞。
[0108]然后，在圖6H所示的過程中，在包含硬掩模48的上表面的全部表面上形成蓋層61以覆蓋開口 59，由此在各濾色器之間形成中空部63。蓋層61例如是使用低溫等離子CVD方法形成，并且包含無機材料(諸如硅氧化物、硅氮化物和硅氮氧化物)。在此情況中，蓋層61的膜形成溫度適當?shù)卦?50°C到220°C的范圍內(nèi)。希望硬掩模48和蓋層61包含相同材料或者具有相同折射率的材料。當硬掩模48和蓋層61的材料彼此不同時，在許多情況中，折射率彼此不同。因此，在硬掩模48和蓋層61之間的界面上發(fā)生反射，這可成為使得固態(tài)圖像拾取設(shè)備100的靈敏度特性惡化的因素。
[0109]然后，在圖61和6J所示的過程中，微透鏡69在蓋層61上形成為與各像素的濾色器對應(yīng)。
[0110]在微透鏡69形成時，首先，如圖61所示，在蓋層61上形成包含有機材料的有機層65，然后在有機層65上形成包含有機材料的透鏡形狀部分67。此后，通過透鏡形狀部分67來對有機材料65進行蝕刻，從而形成圖6J的微透鏡69，該微透鏡69具有遵循透鏡形狀部分67的凸形狀的凸表面。
[0111]當在此實施例中圖6J中所示的斜射光a入射到微透鏡69時，光例如透過微透鏡69、蓋層61和硬掩模48，然后透過濾色器(諸如綠色濾色器45 )。光a被分成在濾色器的側(cè)壁(在圖6J所示的示例中，綠色濾色器45和空氣間隙63的界面)上反射的光以及在側(cè)壁上折射而沒有反射的光，并且斜射光a難以入射到與之相鄰的其它光接收部41。然后，當斜射光a難以入射到與之相鄰的其它光接收部41時，從斜射光a產(chǎn)生的顏色混合變得難以發(fā)生。
[0112]在根據(jù)此實施例的固態(tài)圖像拾取設(shè)備的制造方法中，在各濾色器上形成硬掩模48，并且在硬掩模48上形成具有第一開口 51的抗蝕劑圖案49。第一開口 51在各濾色器的邊界部的上部區(qū)域中。然后，抗蝕劑圖案49被進行熱處理以由此形成具有第二開口 55的蝕刻掩模53，該第二開口 55的寬度小于第一開口 51的寬度。然后，使用蝕刻掩模53作為掩模的第一蝕刻被執(zhí)行以在硬掩模48中形成開口 57。開口 57在各濾色器的邊界部的上部區(qū)域中。然后，至少使用硬掩模48作為掩模的第二蝕刻被執(zhí)行以在各濾色器之間形成開口59。此后，覆蓋開口 59的蓋層61被形成以在各濾色器的邊界部中形成中空部63。
[0113]根據(jù)固態(tài)圖像拾取設(shè)備的該制造方法，例如日本專利特開N0.2006-295125中所描述的用于去除形成的硬掩模以便形成濾色器的過程以及執(zhí)行整個表面的回蝕或者化學(xué)機械拋光(CMP)以便去除濾色器的上表面的過程不是必需的。因此，對濾色器進行構(gòu)圖時的過程的數(shù)量的增加可被抑制，從而可確保制造成本降低以及確保生產(chǎn)率。
[0114]此外，根據(jù)固態(tài)圖像拾取設(shè)備的該制造方法，在濾色器的邊界部之外的部分中的上部部分被硬掩模覆蓋的狀態(tài)中執(zhí)行蝕刻以在各濾色器之間形成中空部，中空部可在各濾色器之間適當?shù)厣?，同時避免對濾色器造成損壞。
[0115]第六實施例
[0116]接下來，描述本發(fā)明的第六實施例。
[0117]示出根據(jù)第六實施例的固態(tài)圖像拾取設(shè)備(固態(tài)圖像拾取裝置)的示意性結(jié)構(gòu)的俯視圖與示出圖1中所示的根據(jù)第一實施例的固態(tài)圖像拾取設(shè)備100的示意性結(jié)構(gòu)的俯視圖相同。
[0118]接下來，參照圖8A至8H描述根據(jù)本發(fā)明的第六實施例的固態(tài)圖像拾取設(shè)備(固態(tài)圖像拾取裝置)100的制造方法中的每一個過程。
[0119]圖8A至8H是示出根據(jù)本發(fā)明的第六實施例的固態(tài)圖像拾取設(shè)備(固態(tài)圖像拾取裝置)的制造方法的示例的截面示圖。圖8A至8H中所示的截面示圖是示出圖1中所示的像素行112b中的VII1-VIII截面的示意圖。在圖8A至8H中，與第五實施例中的圖6A至6J中的那些配置相同的配置被用相同附圖標記指示。在圖8A至8H中，類似于圖6A至6J中那樣，在上述實施例的描述中說明的布線層和層間絕緣膜的說明被省略。
[0120]在圖8A所示的過程中，首先，例如，以二維矩陣形狀在基板SB的前表面(上表面)上形成多個光接收部41。
[0121]隨后，使用光刻法在綠色像素形成區(qū)域的光接收部41上形成綠色濾色器45。
[0122]然后，使用光刻法在藍色像素形成區(qū)域的光接收部41上形成藍色濾色器46。
[0123]隨后，使用光刻法在紅色像素形成區(qū)域(圖1中所示的像素行112a和像素行112c的紅色像素的形成區(qū)域)的光接收部41上形成紅色濾色器(圖8中未示出)。這里，各濾色器被形成為相互接觸。例如，各濾色器由諸如丙烯酸樹脂的有機材料形成。各濾色器的厚度(即，各濾色器的上表面高度)彼此不同。
[0124]因此，在此實施例中，對應(yīng)于多個光接收部41中的各光接收部的多個濾色器在基板SB之上形成。
[0125]然后，在包含綠色濾色器45、藍色濾色器46和紅色濾色器(圖8中未示出)的各濾色器上形成平坦化層71。此平坦化層71對于各濾色器的厚度(即，各濾色器的上表面高度)彼此不同并且在各濾色器之間存在水平差異的情況是有效的。更具體而言，當各濾色器之間的水平差異未被平坦化時，存在如下可能性，即要在后續(xù)過程中形成的硬掩模未被平坦化，并且要在后續(xù)過程中形成的蝕刻掩模等沒有被正常形成。因此，設(shè)置平坦化層71是有效的。對于平坦化層71，具有高透射率的材料是希望的，并且包含例如有機材料(諸如，丙烯酸樹脂、酚醛清漆樹脂或聚苯乙烯樹脂)。
[0126]在上述示例中，藍色濾色器46和紅色濾色器(圖8中未示出)在綠色濾色器45形成之后被形成，但是該過程的順序可改變以形成各濾色器。
[0127]然后，在圖SB所示的過程中，在平坦化層71上形成硬掩模48。此硬掩模48使用例如低溫等離子CVD方法形成，并且例如包含諸如硅氧化物、硅氮化物和硅氮氧化物的無機材料。在此情況中，硬掩模48的膜形成溫度適當?shù)卦?50°C到220°C的范圍中。由于硬掩模48在后續(xù)過程中未被去除并且保留，因此，不允許固態(tài)圖像拾取設(shè)備100的靈敏度特性降低的具有高透射率的材料是所希望的。
[0128]然后，在圖SC所示的過程中，使用光刻法在硬掩模48上形成具有第一開口 51的抗蝕劑圖案49，該第一開口在各濾色器的邊界部的上部區(qū)域中開口。這里，第一開口 51的寬度被定義為W1。作為用于形成抗蝕劑圖案49的抗蝕劑的材料，例如，提及諸如酚醛清漆樹脂、聚苯乙烯樹脂或者丙烯酸樹脂的有機材料。作為用于形成抗蝕劑圖案49的抗蝕劑，用于微透鏡的形成的抗蝕劑是適當?shù)?，這是因為抗蝕劑圖案49在后續(xù)過程中被加熱和流體化。
[0129]然后，在圖8D所示的過程中，通過分兩個階段熱處理抗蝕劑圖案49來形成具有第二開口 55的蝕刻掩模53，該第二開口 55的寬度小于第一開口 51的寬度。蝕刻掩模53是用于干蝕刻硬掩模48以及硬掩模48之下存在的各濾色器的邊界部的掩模。
[0130]下文，描述對于抗蝕劑圖案49執(zhí)行的兩階段熱處理。
[0131]首先，在熱處理的第一階段中，通過施加等于或者高于圖SC中所示的抗蝕劑圖案49的軟化點的溫度，抗蝕劑圖案49被加熱和流體化以形成第二開口 55，該第二開口 55的寬度W2小于第一開口 51的寬度Wl (W2〈W1)。由于通過加熱和流體化的熱處理可形成圖8C中所示的小于光刻法實現(xiàn)的分辨率線寬度(Wl)的線寬度(W2)，因此可使得要在后續(xù)過程中以及在后續(xù)過程之后形成的中空部的寬度小。當中空部的寬度相對于一個像素的尺寸大時，入射到光接收部41的光減少，這成為使得固態(tài)圖像拾取設(shè)備100的靈敏度特性惡化的因素。因此，重要地是使空氣間隙的寬度小。
[0132]隨后，在熱處理的第二階段中，施加高于熱處理的第一階段的溫度的溫度，由此加速抗蝕劑的交聯(lián)反應(yīng)，并且使抗蝕劑穩(wěn)定。
[0133]還在此實施例的情況中，類似于上述第五實施例中的情況，蝕刻掩模53被以如下方式形成，即圖7中所示的在蝕刻掩模53的端部處的傾斜表面中的切線與硬掩模48的上表面(前表面)上的切線形成的角度(Θ I)是76°或更大。
[0134]然后，在圖SE中所示的過程中，通過使用蝕刻掩模53作為掩模來進行蝕刻(第一蝕刻)，在硬掩模48中在各濾色器的邊界部的上部區(qū)域中形成開口 57。開口 57反映開口55。例如，硬掩模48的蝕刻被使用碳氟化合物氣體(諸如GF4)、碳氟化合物氣體和氧氣的混合氣體或者碳氟化合物氣體、氧氣和氮氣的混合氣體作為蝕刻氣體來執(zhí)行。
[0135]然后，在圖8F所示的過程中，通過使用硬掩模48 (進一步，蝕刻掩模53)作為掩模進行蝕刻(第二蝕刻)，在平坦化層71中在各濾色器的邊界部的上部區(qū)域中并且在各濾色器之間中形成開口 59。開口 59反映開口 57。例如，在硬掩模48和平坦化層71以及濾色器的選擇比被充分地保證的條件下，此平坦化層71和濾色器的蝕刻(第二蝕刻)是使用氧氣、一氧化碳氣體和氮氣的混合氣體作為蝕刻氣體來形成的。與執(zhí)行此平坦化層71和濾色器的蝕刻(第二蝕刻)同時地去除蝕刻掩模53。這里，由于除了開口 59的區(qū)域之外的平坦化層71和濾色器被硬掩模48覆蓋，因此可防止除了開口 59的區(qū)域之外的平坦化層71和濾色器在圖8F中所示的蝕刻過程中被損壞。
[0136]然后，在圖SG所示的過程中，在包含硬掩模48的上表面的全部表面上形成蓋層61以覆蓋開口 59，由此在各濾色器之間形成中空部63。蓋層61例如是使用低溫等離子CVD方法形成，并且包含無機材料(諸如硅氧化物、硅氮化物和硅氮氧化物)。在此情況中，蓋層61的膜形成溫度適當?shù)卦?50°C到220°C的范圍內(nèi)。希望硬掩模48和蓋層61包含相同材料或者具有相同折射率的材料。
[0137]然后，在圖8H所示的過程中，微透鏡69在蓋層61上形成為與各像素的濾色器對應(yīng)。在微透鏡69形成時，首先，如圖8H所示，在蓋層61上形成包含有機材料的有機層65，然后在有機層65上形成包含有機材料的透鏡形狀部分67。此后，通過透鏡形狀部分67來對有機層65進行蝕刻，從而形成圖8H的微透鏡69，該微透鏡69具有遵循透鏡形狀部分67的凸形狀的凸表面。
[0138]根據(jù)此實施例的固態(tài)圖像拾取設(shè)備的制造方法，展示了與上述的根據(jù)第一到第五實施例的固態(tài)圖像拾取設(shè)備的制造方法相同的操作和效果。更具體而言，可在各濾色器之間適當?shù)匦纬煽諝忾g隙，同時抑制對濾色器進行構(gòu)圖時的過程的數(shù)量增加。
[0139]其它實施例
[0140]此外，在上述的根據(jù)第一到第六實施例的固態(tài)圖像拾取設(shè)備(固態(tài)圖像拾取裝置)100中，可在多層布線結(jié)構(gòu)(層間絕緣層23)和第一平坦化層24之間設(shè)置對應(yīng)于各光接收部21的內(nèi)部透鏡(內(nèi)層透鏡)。作為一個示例，例如設(shè)置包含硅氮化物的凸內(nèi)部透鏡。因此，通過設(shè)置內(nèi)部透鏡以由此組合地使用內(nèi)部透鏡和微透鏡34，對于各光接收部21的光收集效率可被增加。
[0141]在上述的根據(jù)第一到第六實施例的固態(tài)圖像拾取設(shè)備(固態(tài)圖像拾取裝置)100中，在濾色器25到27中的每一個上形成第二平坦化層28，但是可不形成第二平坦化層28。
[0142]在增強本發(fā)明時上述本發(fā)明的各實施例簡單地描述了具體實施例，但是，本發(fā)明的技術(shù)范圍不限于此。更具體而言，在不背離本發(fā)明的技術(shù)概念或主要特征的情況下，本發(fā)明可被在多個方面增強。
[0143]雖然已參照示例性實施例描述了本發(fā)明，但應(yīng)理解，本發(fā)明不限于公開的示例性實施例。以下的權(quán)利要求的范圍應(yīng)被賦予最寬的解釋以包含所有的變更方式以及等同的結(jié)構(gòu)和功能。
【權(quán)利要求】
1.一種固態(tài)圖像拾取設(shè)備的制造方法，在該固態(tài)圖像拾取設(shè)備中，在半導(dǎo)體基板上設(shè)置多個光接收部，該方法包括: 與各光接收部對應(yīng)地在半導(dǎo)體基板之上以相互接觸方式形成多個濾色器； 在多個濾色器之上形成具有開口的光致抗蝕劑； 在光致抗蝕劑的側(cè)表面上形成側(cè)壁；以及 通過至少使用側(cè)壁作為掩模執(zhí)行蝕刻來在各濾色器之間形成中空部。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所 述的固態(tài)圖像拾取設(shè)備的制造方法，進一步包括形成覆蓋中空部的蓋層。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的固態(tài)圖像拾取設(shè)備的制造方法，其中，光致抗蝕劑包含耐200 V或更高溫度的耐熱材料。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的固態(tài)圖像拾取設(shè)備的制造方法，其中，光致抗蝕劑包含對于波長為400nm到700nm的光的透射率為80%或更大的材料。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的固態(tài)圖像拾取設(shè)備的制造方法，其中，在側(cè)壁形成中，在包含光致抗蝕劑的側(cè)表面和上表面的全部表面上形成氧化物膜，然后使用各向異性干蝕刻方法對氧化物膜進行蝕刻，以便留下光致抗蝕劑的側(cè)表面上的氧化物膜以形成側(cè)壁。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的固態(tài)圖像拾取設(shè)備的制造方法，其中，在側(cè)壁形成中，還留下在光致抗蝕劑的上表面上的氧化物膜。
7.根據(jù)權(quán)利要求5所述的固態(tài)圖像拾取設(shè)備的制造方法，其中，在形成中空部的蝕刻中使用的氣體是氧氣、一氧化碳氣體和氮氣，以及在氧化物膜的蝕刻中使用的氣體是碳氟化合物氣體和IS氣。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的固態(tài)圖像拾取設(shè)備的制造方法，進一步包含在多個濾色器中的每個濾色器之上與各光接收部對應(yīng)地形成微透鏡。
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的固態(tài)圖像拾取設(shè)備的制造方法，進一步包含在半導(dǎo)體基板之上與多個光接收部中的各光接收部對應(yīng)地形成光導(dǎo)，其中， 多個濾色器被形成在多個光導(dǎo)之上。
10.一種固態(tài)圖像拾取設(shè)備的制造方法，在該固態(tài)圖像拾取設(shè)備中，在半導(dǎo)體基板的上表面上設(shè)置多個光接收部，該方法包括: 與各光接收部對應(yīng)地在半導(dǎo)體基板之上以相互接觸的方式形成多個濾色器； 在多個濾色器上形成硬掩模； 在硬掩模上形成具有第一開口的抗蝕劑圖案； 對抗蝕劑圖案進行熱處理以形成具有第二開口的蝕刻掩模，第二開口的寬度小于第一開口的寬度； 使用蝕刻掩模作為掩模執(zhí)行第一蝕刻以在硬掩模中形成開口 ； 至少使用硬掩模作為掩模執(zhí)行第二蝕刻以在各濾色器之間形成開口 ；以及 形成覆蓋在各濾色器之間形成的開口以在各濾色器之間形成空氣間隙的蓋層。
11.根據(jù)權(quán)利要求10所述的固態(tài)圖像拾取設(shè)備的制造方法，其中，通過第二蝕刻，與各濾色器之間的開口的形成同時地去除蝕刻掩模。
12.根據(jù)權(quán)利要求10所述的固態(tài)圖像拾取設(shè)備的制造方法，其中，硬掩模和蓋層包含相同材料或者具有相同折射率的材料。
13.根據(jù)權(quán)利要求10所述的固態(tài)圖像拾取設(shè)備的制造方法，其中，硬掩模和蓋層包含硅氧化物、硅氮化物或者硅氮氧化物。
14.根據(jù)權(quán)利要求10所述的固態(tài)圖像拾取設(shè)備的制造方法，進一步包含在多個濾色器和硬掩模之間形成平坦化層，其中， 通過第二蝕刻，在各濾色器之間形成開口，并且在所述平坦化層中也形成開口。
15.根據(jù)權(quán)利要求10所述的固態(tài)圖像拾取設(shè)備的制造方法，其中，蝕刻掩模被與硬掩模的上表面接觸地形成， 并且，蝕刻掩模的側(cè)壁與硬掩模相接觸的端部的傾斜表面上的切線與硬掩模的上表面形成的角度為76。或更大。
16.一種固態(tài)圖像拾取設(shè)備，在該固態(tài)圖像拾取設(shè)備中，在半導(dǎo)體基板的上表面上設(shè)置多個光接收部，該固態(tài)圖像拾取設(shè)備包括: 在半導(dǎo)體基板之上形成的與各光接收部對應(yīng)的的多個濾色器； 在多個濾色器上形成的光致抗蝕劑；以及 側(cè)壁，側(cè)壁被形成為使得側(cè)壁的一端接觸光致抗蝕劑的側(cè)表面， 中空部在各濾色器之間形成，并且該中空部與該側(cè)壁中的與該一端相對的另一端對齊地形成。
17.一種固態(tài)圖像拾取設(shè)備的制造方法，在該固態(tài)圖像拾取設(shè)備中，在半導(dǎo)體基板的上表面上設(shè)置多個光接收部，該方法包括: 在半導(dǎo)體基板之上與各光接收部對應(yīng)地形成多個濾色器； 在多個濾色器上形成光致抗蝕劑；以及 以使得側(cè)壁的一端接觸光致抗蝕劑的側(cè)表面的方式形成側(cè)壁，以及 在各濾色器之間形成中空部，并且該中空部與該側(cè)壁中的與該一端相對的另一端對齊地形成。
【文檔編號】H01L27/146GK103928480SQ201410020040
【公開日】2014年7月16日 申請日期:2014年1月16日 優(yōu)先權(quán)日:2013年1月16日
【發(fā)明者】栗原政樹, 下山大輔, 伊藤正孝, 渡邊杏平 申請人:佳能株式會社