专利名称：用于制造cmos图像传感器的方法
技术领域：
本发明涉及一种用于制造CMOS图像传感器的方法，并更具体地涉及一种能够提高夹层绝缘薄膜与光致抗蚀剂之间的附着力的用于制造CMOS图像传感器的方法。
背景技术：
众所周知，图像传感器是一种将光学图像转换为电信号的半导体器件，并主要分为电荷耦合器件("CCD")型图像传感器和互补金属氧化物硅("CMOS")型图像传感器。
在CCD中，将光信号转化为电信号的多个光电二极管("PD")是以矩阵形式设置的。CCD由多个垂直的电荷耦合器件("VCCD")、一个水平的电荷耦合器件("HCCD")以及一个读出放大器组成。多个VCCD设置在垂直的PDs之间，以矩阵形式对准，以便沿垂直方向输送从各个PD产生的电荷。HCCD沿水平方向输送被VCCD输送的电荷，同时读出放大器检测沿水平方向被输送的电荷并输出电信号。然而，这种CCD是以复杂的驱动方式工作的，能量消耗大，并且需要多级光学处理，因而又使制造工艺变复杂。CCD例如还具有下列缺点控制电路、信号处理电路以及模拟/数字(A/D)转换器难以集成在一个CCD芯片上，这导致产品难以小型化。 近年来，CMOS图像传感器作为克服了 CCD的问题的下一代图像传感器，越来越多地受到关注。CMOS图像传感器采用开关模式，以应用将控制电路和信号处理电路用作外围电路的CMOS技术，与半导体衬底上的单位像素数量对应地设置MOS晶体管，由此通过MOS晶体管按顺序检测各个单位像素的输出。S卩，通过将PD和MOS晶体管设置在每个像素单元中，CMOS图像传感器以开关模式顺序地检测各个单位像素的电信号，由此来呈现图像。CMOS图像传感器具有各种优点，例如由于使用CMOS制造技术而使得功耗减小、制造工艺简单(光学处理步骤减少)等。通过将控制电路、信号处理电路和/或A/D转换器集成在CMOS图像传感器芯片中来制造CMOS图像传感器，能够使得具有该CMOS图像传感器的产品的小型化更容易。因此，目前在包括诸如数码相机、数码摄像机等的各种应用中广泛地使用CMOS图像传感器。 上述CMOS图像传感器通常具有器件隔离件，其形成在半导体衬底上，用以限定有源区；光电二极管，其形成在半导体衬底的表面上；多个层间绝缘膜和金属布线，它们设置在整个半导体衬底上；以及滤色镜和微透镜，用以收集光。
发明内容
因此，本发明的目的是提供一种能够提高层间绝缘膜与光电二极管之间的附着力的用于制造CMOS图像传感器的方法。 由本发明实现的技术目的并不特别局限于前面的概述，相关技术领域的技术人员将了解根据下面对本发明的的详述，可清楚地认识到在此未描述的其它技术目的。
根据用于实现本发明的上述目的的示例性实施例，提供一种用于制造CMOS图像
传感器的方法，其包括在半导体衬底上以恒定间距形成多个光电二极管；在具有多个光 电二极管的整个半导体衬底上形成层间绝缘膜；将光致抗蚀剂施加于整个层间绝缘膜；硬 烘烤(hard-baking)光致抗蚀剂；对光致抗蚀剂进行曝光和显影，以暴露层间绝缘膜的与 光电二极管区对应的部分，由此完成光致抗蚀剂图案；以及利用光致抗蚀剂图案作为掩模， 来选择性地蚀刻层间绝缘膜的被暴露部分。 如上所述，本发明的用于制造CMOS图像传感器的方法提高了层间绝缘膜与光致 抗蚀剂之间的附着力，而这又防止了底切(undercut)，并同时减小了微透镜与光电二极管 之间的空间，从而有效地提高了 CMOS图像器件的效率。
说明书包含附图以供对本发明的进一步理解，并且附图被并入到本申请中并构成
本申请的一部分，附图示出了本发明的实施例(多个)，并与下面的 描述一起用于说明本发 明的原理。在附图中 图la至图ld示出了根据本发明的用于制造CMOS图像传感器的方法；以及
图2示出了通过根据本发明的用于制造CMOS图像传感器的方法实施的硬烘烤而 获得的图案图像。
具体实施例方式
以下将通过下面参考示例性实施例并结合附图进行的描述，详细地描述本发明的 前述目的和特征。下面将参考附图对本发明的示例性实施例进行详细的描述，以具体地说 明本发明的技术构造和功能效果，然而，本发明的技术构思、结构特征以及效果并不特别地 局限于此。 在此提到的大部分术语具有在相关技术中普遍理解的通常含义，然而，一些术语
是由本申请人选择性地定义的，并在本发明的详述中明确地规定了它们的含义。因此，这些
术语应根据在本发明中规定的其本来含义、而非其简单和通常的名称来理解。 在下文中，通过下面的关于示例性实施例的描述以及附图，本发明的技术目的和
特点将是显而易见的。以下将更详细地描述本发明。 下面参考附图详细地描述根据本发明的示例性实施例的用于制造CMOS图像传感 器的方法。 图la至图Id为示出根据本发明的用于制造CMOS图像传感器的方法的视图。
在图la至图ld中，在整个CMOS图像传感器之中，仅示出了与本发明相关的局部 区域。以下将省略所述传感器中的具有与传统CMOS图像传感器的构造相同的构造的其它 区域的说明，以避免重复(这种重复会使得本发明的主要内容变得不清楚)。
参考图la，半导体衬底10具有有源区和器件隔离区。为了限定有源区，在器件隔 离区上形成器件隔离件(未示出)。在这方面，器件隔离件是通过浅沟槽隔离("STI")、硅 的局部氧化("LOCOS")等技术制造的。在此，可在。++型的半导体衬底10上实施外延工 艺，以生长出具有低浓度的第一导电层，第一导电层例如又形成P—型外延层(未示出)。在此使用的半导体衬底IO可以是单晶硅衬底。这种外延层的形成使得光电二极管中能够产 生更大和更深的耗尽区，而这又会增大低压光电二极管的光电荷收集能力，由此提高其光 敏度。 接着，将低浓度杂质引入到器件隔离件之间的有源区中，以在半导体衬底10的表 面内形成光电二极管12。 之后，在具有光电二极管12和器件隔离件的整个半导体衬底IO上形成层间绝 缘膜14。在此，层间绝缘膜14可包括诸如未掺杂硅酸盐玻璃(undopedsilicate glass, "USG")之类的氧化物膜，而且尽管未示出，但是上述氧化物膜可制成为多层的形式。在层 间绝缘膜14内，以恒定间距设置各种布线(未示出)。而且，半导体衬底可进一步包括屏蔽 层(未示出)，以防止光漏出光电二极管。 随后，如图lb所示，将负性光致抗蚀剂16a施加于整个层间绝缘膜14，随后在 IO(TC至20(TC进行硬烘烤，以将光致抗蚀剂16a硬化。因为对光致抗蚀剂16a进行硬烘烤 可提高光致抗蚀剂16a与由氧化物膜构成的层间绝缘膜14之间的附着力。
因此，对于在制造CMOS图像传感器的传统工艺中，为了减小微透镜与光电二极管 12之间的空间而选择性地蚀刻层间绝缘膜14的与光电二极管12对应的像素区的工序来 说，如果光致抗蚀剂16a与层间绝缘膜14之间的附着力低下，则化学溶液沿光致抗蚀剂16a 与层间绝缘膜14之间的界面流动，并进入光致抗蚀剂16a与层间绝缘膜14之间的间隙内， 从而发生底切。另外，存在光致抗蚀剂剥落的问题，使得光致抗蚀剂因附着力低下而从绝缘 膜脱落。然而，本发明的用于制造CMOS图像传感器的工艺对光致抗蚀剂16a实施硬烘烤来 提高附着力，这样就同时防止了底切和光致抗蚀剂剥落。参考示出了根据本发明的通过硬 烘烤获得的图案图像的图2，由图可看到，提高的附着力起到了防止底切和/或防止光致抗 蚀剂图案16与层间绝缘膜14之间的光致抗蚀剂剥落的作用。 如图lc所示，通过曝光和显影来移除光致抗蚀剂16a，以暴露层间绝缘膜14的与 光电二极管区对应的期望的部分，由此获得光致抗蚀剂图案16。 在此之后，如图ld所示，利用已完成的光致抗蚀剂的图案16作为掩模，以通过使 用DHF(H20 : HF = 1 5 : 1即H20与HF之比为1至5比1)或BHF的湿法蚀刻工艺来选 择性地蚀刻层间绝缘膜14的被暴露部分，从而形成槽孔(trench hole) 20。槽孔的深度范 围优选为0. 5iim至1. 5iim。 尽管未示出，但是在将可燃抗蚀剂(flammable resist)施加于层间绝缘膜14之 后，使得被涂覆的该膜经受曝光和显影，从而以与光电二极管12对应的恒定间距形成多个 滤色镜层，其中滤色镜层过滤不同波长范围的光。 随后，在将微透镜形成材料层施加于具有前述滤色镜层的整个半导体衬底10之 后，使得被涂覆的衬底经受曝光和显影，以对微透镜材料层进行图案化处理，由此完成滤色 镜层上的微透镜图案。 因此，尽管通过前述的优选的实施例和附图具体地描述了本发明，但是本发明不 限于此。对本领域技术人员显而易见的是，本发明可涵盖不偏离本发明的范围的替换、修改 和/或变型。因此，本发明的技术范围绝不限于上面的详细描述，而由所附权利要求限定。
权利要求
一种用于制造CMOS图像传感器的方法，包括以下步骤在半导体衬底上以恒定间距形成多个光电二极管；在具有多个光电二极管的整个所述半导体衬底上形成层间绝缘膜；将光致抗蚀剂施加于整个所述层间绝缘膜；硬烘烤所述光致抗蚀剂；对所述光致抗蚀剂进行曝光和显影，以暴露所述层间绝缘膜的与所述光电二极管区对应的部分，由此完成光致抗蚀剂图案；以及利用所述光致抗蚀剂图案作为掩模，来选择性地蚀刻所述层间绝缘膜的被暴露部分。
2. 根据权利要求1所述的方法，其中所述硬烘烤是在IO(TC至20(TC进行的。
3. 根据权利要求1所述的方法，其中施加到整个所述层间绝缘膜的所述光致抗蚀剂为负性光致抗蚀剂。
4. 根据权利要求1所述的方法，其中利用所述光致抗蚀剂图案作为掩模来移除所述层间绝缘膜的被暴露部分的选择性蚀刻工艺包括使用DHF或BHF的湿法蚀刻工艺。
5. 根据权利要求4所述的方法，其中所述DHF包含H20和HF， H20 : HF的相对比例为1 5 : 1。
6. 根据权利要求1所述的方法，还包括在所述层间绝缘膜上以与所述多个光电二极管对应的恒定间距设置多个滤色层；以及在所述滤色层上形成微透镜图案。
7. 根据权利要求1所述的方法，其中利用所述光致抗蚀剂图案作为掩模来移除所述层间绝缘膜的被暴露部分的选择性蚀刻工艺包括在被暴露的所述层间绝缘膜部分上形成槽孔。
8. 根据权利要求7所述的方法，其中所形成的槽孔的深度范围为0. 5 m至1. 5 m。
全文摘要
公开了一种能够提高层间绝缘膜与光致抗蚀剂之间附着力的用于制造CMOS图像传感器的方法。根据本发明的实施例，CMOS图像传感器制造方法包括在半导体衬底上以恒定的间距形成多个光电二极管；在具有多个光电二极管的整个半导体衬底上形成层间绝缘膜；将光致抗蚀剂施加于整个层间绝缘膜；硬烘烤光致抗蚀剂；对光致抗蚀剂进行曝光和显影，以暴露层间绝缘膜的与光电二极管区对应的部分，由此完成光致抗蚀剂图案；以及利用光致抗蚀剂图案作为掩模，来选择性地蚀刻层间绝缘膜的被暴露部分。本发明能够防止底切，并有效地提高CMOS图像器件的效率。
文档编号H01L21/82GK101783320SQ200910262539
公开日2010年7月21日 申请日期2009年12月29日 优先权日2008年12月29日
发明者郑冲耕 申请人:东部高科股份有限公司