[发明专利]图像感测装置的制造方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种图像感测装置，尤其涉及一种用于图像感测装置中的微透镜(microlenses)阵列外形轮廓控制。

背景技术

随着光电产品诸如数字相机、数字图像记录器、具有图像拍摄功能的手机、以及监视器逐渐普及化，图像感测装置的需求也与日俱增。图像感测装置用于记录来自图像的光学信号的变化并且将光学信号转换成电子信号。在记录及处理上述电子信号之后，便可产生一数字图像。而图像感测装置一般可分为两种主要类型：一种为电荷耦合装置(charge-coupled device，CCD)，而另一种为互补式金属氧化物半导体(complementary metal oxidesemiconductor，CMOS)装置。

图像感测装置通常包括一像素阵列。每一个像素包括一光感测器来提供产生对应于光照射在光感测器的强度的信号。当一图像聚焦于像素阵列时，可利用上述信号来显示一对应的图像。在公知技术中，一微透镜阵列对应设置于像素阵列上方并将光线聚焦于像素阵列上。然而，尽管使用微透镜阵列，但由于微透镜的几何配置关系，大量的入射光并不能有效朝向光感测器。入射光到每一个光感测器的聚焦深度是随着光线入射角度(即，主光入射角(chief ray angle，CRA))而变的。因此，具有不同聚焦深度的微透镜阵列会降低图像感测装置的光敏性(photosensitivity)。

虽然提出使用叠层微透镜结构的微透镜阵列来解决上述的问题，然而微透镜外形轮廓的控制能力不佳，因而使其具有大体相同的微透镜外形而依旧会降低图像感测装置的光敏性。

因此，有必要寻求一种用于微透镜阵列的新式微透镜结构，其能够增加图像感测装置的光敏性。

发明内容

本发明的目的在于提供一种图像感测装置的制造方法，其能够增加图像感测装置的光敏性。

根据上述的目的，本发明提供一种图像感测装置的制造方法。提供一基板，具有一感测区，感测区内包括一像素阵列。在基板上涂覆一光致抗蚀剂层。分别借助至少两个二元半色调光掩模对光致抗蚀剂层的至少两个区域进行曝光，其中所述多个二元半色调光掩模中第一及第二二元半色调光掩模具有不同的透光分布。对曝光后的光致抗蚀剂层进行显影，以形成一凸面的微透镜阵列，其对应于感测区的像素阵列，且包括至少两个具有不同凸面轮廓的微透镜。

本发明增加了图像感测装置的光敏性。

附图说明

图1示出根据本发明一实施例的具有微透镜阵列的图像感测装置平面示意图。

图2A至图2B-1、图2B-2、及图2B-3示出根据本发明各种实施例的制造图1中图像感测装置的方法剖面示意图。

图3A至图3E示出根据本发明各种实施例的用于形成微透镜阵列的光掩模投射图案平面示意图。

其中，附图标记说明如下：

10a、10b、10c、10d、10e～光掩模投射图案；

11a～第二二元半色调光掩模；

11b～第一二元半色调光掩模；

20～曝光；30～显影；     100～基板；

102～感测区；            102a～光感测器；

104～中间层；            105～光致抗蚀剂层；

106～凸面微透镜阵列；    106a～凸面微透镜；

D1、D2、D3、D4、D5～点状图案尺寸；

L～凸面高度；S1、S2、S3～投射图案尺寸。

具体实施方式

以下说明本发明的实施例。此说明的目的在于提供本发明的总体概念而并非用以局限本发明的范围。本发明的保护范围当视所附的权利要求书所界定的范围为准。

请参照图1及图2B-1，其分别示出根据本发明一实施例的具有微透镜阵列的图像感测装置平面及剖面示意图。图像感测装置包括一基板100，例如一半导体基板，具有一感测区102且包括一像素阵列形成于内。感测区102的像素阵列内的每一个单元像素可包括一光感测器102a，用以将来自于入射光线(未示出)的光信号转换成电子信号。

一中间层104设置于基板100上。中间层104可包括一多层结构。举例而言，多层结构包括用于金属化(metallization)的内层介电(interlayerdielectric，ILD)层及金属层间介电(intermetal dielectric，IMD)层。再者，多层结构还包括一彩色滤光片阵列及位于其上作为保护的钝化(passivation)层或平坦层。为了简化图示，仅以一平整的中间层104表示。