(57)【要約】【課題】イメージセンサの製造方法を提供する。【解決手段】フォトダイオード及びトランジスタが形成された半導体基板１０に、カラーフィルタ層１１を形成するステップと、カラーフィルタ層１１上に、平坦化層１２を形成するステップと、平坦化層１２上に、ＬＴＯ（Ｌｏｗ  Ｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ  Ｏｘｉｄｅ）層１３を形成するステップと、ＬＴＯ層１３上に、カラーフィルタ層１１と対応するように、フォトレジストパターンを形成し、リフロー処理するステップと、フォトレジストパターンとＬＴＯ層１３を反応性イオンエッチング工程でエッチングして、マイクロレンズ１３ａを形成するステップと、反応性イオンエッチング工程中、フォトレジストパターンをリフローされるようにするステップと、を含む。【選択図】図４
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
フォトダイオード及びトランジスタが形成された半導体基板に、カラーフィルタ層を形成するステップと、
前記カラーフィルタ層上に、平坦化層を形成するステップと、
前記平坦化層上に、ＬＴＯ層を形成するステップと、
前記ＬＴＯ層上に、前記カラーフィルタ層と対応するように、フォトレジストパターンを形成し、リフロー処理するステップと、
前記フォトレジストパターンとＬＴＯ層を反応性イオンエッチング工程でエッチングして、マイクロレンズを形成するステップと、
前記反応性イオンエッチング工程中、前記フォトレジストパターンがリフローされるようにするステップと、を含むことを特徴とするイメージセンサの製造方法。
【請求項２】
前記ＬＴＯ層は、ＰＥＣＶＤ方式により、１５０〜２００℃の温度範囲で形成されることを特徴とする請求項１に記載のイメージセンサの製造方法。
【請求項３】
前記反応性イオンエッチング工程は、異方性エッチング工程で行われることを特徴とする請求項１に記載のイメージセンサの製造方法。
【請求項４】
前記反応性イオンエッチング工程は、バイアスパワーとソースパワーを１：１乃至１：５の範囲にして、フッ素ガス系列の雰囲気で行われることを特徴とする請求項１に記載のイメージセンサの製造方法。
【請求項５】
前記反応性イオンエッチング工程中、前記フォトレジストパターンがリフローされるようにするため、前記ソースパワーを１．５倍増加させて、プラズマ温度を増加させることを特徴とする請求項４に記載のイメージセンサの製造方法。
【請求項６】
前記反応性イオンエッチング工程中、前記フォトレジストパターンがリフローされるようにするため、前記バイアスパワーを１２００〜１４００Ｗにし、前記ソースパワーを２００〜４００Ｗにすることを特徴とする請求項５に記載のイメージセンサの製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
実施例は、イメージセンサの製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
イメージセンサとは、光学映像（ｏｐｔｉｃａｌ  ｉｍａｇｅ）を電気信号に変換する半導体素子をいう。その中で、電荷結合素子（ＣＣＤ：Ｃｈａｒｇｅ  Ｃｏｕｐｌｅｄ  Ｄｅｖｉｃｅ）イメージセンサは、互いに非常に近接して位置する個々のＭＯＳ（ｍｅｔａｌ−ｏｘｉｄｅ−ｓｉｌｉｃｏｎ）キャパシタを有し、電荷キャリアが前記キャパシタに貯蔵及び移送される。
【０００３】
ＣＭＯＳ（Ｃｏｍｐｌｅｍｅｎｔａｒｙ  ＭＯＳ）イメージセンサは、制御回路（ｃｏｎｔｒｏｌ  ｃｉｒｃｕｉｔ）及び信号処理回路（ｓｉｇｎａｌ  ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ  ｃｉｒｃｕｉｔ）を周辺回路として使用するＣＭＯＳ技術を採用して、画素数に該当するＭＯＳトランジスタを用いて、順番に出力（ｏｕｔｐｕｔ）を検出するスイッチング方式を採用する。
【０００４】
イメージセンサの製造において、解決すべき課題の一つは、入射する光信号を電気信号に変える率（ｒａｔｅ）、すなわち、感度を増加させることである。
【０００５】
ＣＭＯＳイメージセンサの最上層には、マイクロレンズ（ｍｉｃｒｏｌｅｎｓ）が形成される。前記マイクロレンズで集光された光は、平坦化層（ｐｌａｎａｒｉｚａｔｉｏｎ  ｌａｙｅｒ）とカラーフィルタアレイ層（ｃｏｌｏｒ  ｆｉｌｔｅｒ  ａｒｒａｙ  ｌａｙｅｒ）を透過して、フォトダイオード（ｐｈｏｔｏ  ｄｉｏｄｅ）のような受光部で電気的信号に変換される。
【０００６】
イメージセンサは、このような過程を通じて変換された電気的信号を用いて、映像を表示する。ここで、マイクロレンズの焦点距離（ｆｏｃａｌ  ｌｅｎｇｔｈ）、カラーフィルタのサイズと分布度、平坦化層の厚さ、フォトダイオードのピッチサイズ（ｐｉｔｃｈ  ｓｉｚｅ）などが、それぞれ連動して変化する。
【０００７】
また、集光のためのマイクロレンズの形成において、マイクロレンズを構成する隣接レンズ間に間隔が発生しないゼロギャップ（ｚｅｒｏ  ｇａｐ）を具現するか、ギャップを最小限に形成しようとする方案が様々に模索されている。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
本発明は、マイクロレンズ間の間隔を最小限にすることができるイメージセンサの製造方法を提供する。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明に係るイメージセンサの製造方法は、フォトダイオード及びトランジスタが形成された半導体基板に、カラーフィルタ層を形成するステップと、前記カラーフィルタ層上に、平坦化層を形成するステップと、前記平坦化層上に、ＬＴＯ（Ｌｏｗ  Ｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ  Ｏｘｉｄｅ：低温酸化）層を形成するステップと、前記ＬＴＯ層上に、前記カラーフィルタ層と対応するように、フォトレジストパターンを形成し、リフロー処理するステップと、前記フォトレジストパターンとＬＴＯ層を反応性イオンエッチング工程でエッチングして、マイクロレンズを形成するステップと、前記反応性イオンエッチング工程中、前記フォトレジストパターンをリフローされるようにするステップと、を含むことを特徴とする。
【発明の効果】
【００１０】
本発明によれば、マイクロレンズ間の間隔を最小限にすることができるという効果が得られる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】
以下、添付図面に基づき、実施例に係るイメージセンサの製造方法について詳細に説明する。
【００１２】
図１〜図４は、実施例に係るイメージセンサの製造方法を説明する図面である。
【００１３】
図１に示すように、半導体基板１０にカラーフィルタ層１１を形成し、前記カラーフィルタ層１１の上側に平坦化層１２を形成する。前記平坦化層１２の上側に、ＬＴＯ（Ｌｏｗ  Ｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ  Ｏｘｉｄｅ）層１３を形成する。
【００１４】
そして、前記ＬＴＯ層１３の上側にフォトレジストを塗布しパターニングして、フォトレジストパターン１４を形成する。
【００１５】
図示してはいないが、前記半導体基板１０には、フォトダイオード及びトランジスタが形成されることができ、少なくとも一つの層間絶縁膜と金属配線が含まれることができる。
【００１６】
前記カラーフィルタ層１１は、赤色フィルタ（Ｒ）、緑色フィルタ（Ｇ）、青色フィルタ（Ｂ）を含むことができ、設計によって他の色のカラーフィルタが含まれたり、様々な配置で形成されることができる。
【００１７】
前記ＬＯＴ層１３は、ＬＴＯ蒸着工程を用いて形成できるが、前記ＬＴＯ層１３は、ＰＥＣＶＤ（Ｐｌａｓｍａ  Ｅｎｈａｎｃｅｄ  Ｃｈｅｍｉｃａｌ  Ｖａｐｏｒ  Ｄｅｐｏｓｉｔｉｏｎ）方式により２００℃で形成されることができる。実施例で、前記ＬＴＯ層１３は、ＰＥＣＶＤ方式により１５０〜２００℃の温度範囲で３７０ｎｍの厚さに形成されることができる。
【００１８】
前記フォトレジストパターン１４は、前記ＬＴＯ層１３をマイクロレンズに形成するためのものであって、４００ｎｍの厚さにコーティングしてパターニングしたものである。
【００１９】
図２に示すように、前記フォトレジストパターン１４にリフロー（ｒｅｆｌｏｗ）工程のような熱処理工程を行って、マイクロレンズの形状に形成する。
【００２０】
そして、前記フォトレジストパターン１４をマスクとして、反応性イオンエッチング（ＲＩＥ：Ｒｅａｃｔｉｖｅ  Ｉｏｎ  Ｅｔｃｈｉｎｇ）工程を用いて、前記ＬＴＯ層１３を異方性エッチング方法でエッチングする。
【００２１】
ここで、図５に示すように、前記フォトレジストパターン１４が除去されると同時に、前記ＬＴＯ層１３もエッチングされて、図６に図示されたようなマイクロレンズ１３ａが形成される。
【００２２】
一方、前記ＬＴＯ層１３がエッチングされると同時に、反応性イオンエッチングの側壁効果（ｓｉｄｅｗａｌｌ  ｅｆｆｅｃｔ）により、前記フォトレジストパターン１４の側面部分がエッチングされて、エッチングに進行と共に前記フォトレジストパターン１４の面積が減少する。
【００２３】
よって、前記フォトレジストパターン１４により形成される前記マイクロレンズ１３ａ間の間隔も増加する。
【００２４】
実施例では、図３に図示されたように、反応性イオンエッチング過程で前記フォトレジストパターン１４がリフローされるようにして、前記フォトレジストパターン１４の側面部分がエッチングされることを補充する。
【００２５】
前記反応性イオンエッチング過程は、バイアスパワー（ｂｉａｓ  ｐｏｗｅｒ）とソースパワー（ｓｏｕｒｃｅ  ｐｏｗｅｒ）を１：１乃至１：５の範囲にして、フッ素ガス系列の雰囲気で行われる。
【００２６】
そして、前記反応性イオンエッチング工程中、前記フォトレジストパターン１４がリフローされるようにするため、前記ソースパワーを１．５倍増加させて、プラズマ温度（ｐｌａｓｍａ  ｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ）を増加させる。実施例で、前記バイアスパワーは１２００〜１４００Ｗにし、前記ソースパワーは２００〜４００Ｗにする。
【００２７】
このようなフォトレジストパターン１４のリフロー工程は、反応性イオンエッチング工程中２〜４回実施することで、フォトレジストパターン１４の側面部分がエッチングされて面積が減少することを防止する。
【００２８】
よって、図４に示すように、前記フォトレジストパターン１４により形成される前記マイクロレンズ１３ａ間の間隔の増加を防止することができる。
【００２９】
図３と図５を比べると、図３では、フォトレジストパターン１４がエッチングされてもリフローされるので、前記ＬＴＯ層１３と接する面積が前記反応性イオンエッチング工程中変化しないが、図５では、フォトレジストパターン１４がエッチングされるだけであって、リフローされないので、前記ＬＴＯ層１３と接する面積が前記反応性イオンエッチング工程中減少することが分かる。
【００３０】
したがって、実施例において、前記マイクロレンズ１３ａとマイクロレンズ１３ａ間の間隔は増加せず、前記マイクロレンズ１３ａとマイクロレンズ１３ａ間の間隔を最小限にすることができる。
【図面の簡単な説明】
【００３１】
【図１】実施例に係るイメージセンサの製造方法を説明する図面である。
【図２】実施例に係るイメージセンサの製造方法を説明する図面である。
【図３】実施例に係るイメージセンサの製造方法を説明する図面である。
【図４】実施例に係るイメージセンサの製造方法を説明する図面である。
【図５】実施例における反応性イオンエッチング中、フォトレジストパターンをリフローしない場合を説明する図面である。
【図６】実施例における反応性イオンエッチング中、フォトレジストパターンをリフローしない場合を説明する図面である。
【符号の説明】
【００３２】
１０  半導体基板、  １１  カラーフィルタ層、  １２  平坦化層、  １３  ＬＴＯ層、  １３ａ  マイクロレンズ。  
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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