專利名稱：固態(tài)成像裝置的制造方法和固態(tài)成像裝置的制作方法
技術領域：
本公開涉及具有偏振器的固態(tài)成像裝置的制造方法和固態(tài)成像裝置。
背景技術：
其中的偏振器被配置成使得偏振方向在相應的小區(qū)域中不同的光學裝置、和通過結合該光學裝置而形成的電子裝置被商用化，如以作為顯示和測量裝置為典型。例如，通過將內(nèi)部規(guī)則地配置了微偏振器的濾光器接合到平板顯示器例如液晶監(jiān)視器，可以通過簡單的偏振眼鏡觀看立體視頻。順帶提及，對于諸如液晶投影器等的裝置中處理偏振分離的較大尺寸的系統(tǒng)，因為該裝置具有RGB獨立光路，所以偏振方向在相應的光路中得以一致地控制。這種情況下， 雖然無需改變在相應的像素區(qū)域中的偏振器的方向，但是整個系統(tǒng)的尺寸將較大，為數(shù)平方厘米。因為液晶投影器中特別要求耐熱性，所以鑒于裝置的特性壽命而廣泛使用反射型線柵偏振器。在反射型線柵偏振器中，當使可見光偏振時，它的厚度可被抑制為數(shù)IOOnm或以下。然而，在反射型線柵偏振器中通過反射執(zhí)行消光。因此，根據(jù)在系統(tǒng)中的安裝位置， 從偏振器反射回的光將是雜散光或炫光，這可能影響視頻質(zhì)量。因此，提出一種使用無機偏振器的吸收型線柵偏振器(wire-grid polarizer, WGP)(例如見JP-A-2008-216956(專利文獻I))。該WGP包括以具有小于所用帶域中的光的波長的節(jié)距的一維柵格形狀形成的帶狀薄膜制成的反射層；形成在該反射層上的電介質(zhì)層；和形成在該電介質(zhì)層上的由無機微細顆粒制成的吸收層。該吸收層的無機微細顆粒具有光吸收作用。以上吸收型WGP可通過以下方法制造。首先，如圖13A所示，準備其中形成有WGP的裝置，例如光電轉(zhuǎn)換裝置100。其次， 在光電轉(zhuǎn)換裝置100的表面上形成平面化層101，如圖13B所示。接著，在平面化層101上形成絕緣層102，如圖13C所示。然后，利用線和間隔，在絕緣層102上形成由金屬細線制成的反射層103。隨后，在反射層103上形成絕緣層104。接著，通過使用具有吸收作用的無機材料例如金屬、半導體材料等，形成以島狀分布呈矩形島狀圖案的吸收層105。根據(jù)以上方法，可一體地形成容許入射光被空間地分離成偏振光的吸收型WGP。由此方法形成的光電轉(zhuǎn)換裝置可通過通常的可應用于小型的視頻裝置的半導體工藝形成。當以上的吸收型WGP被應用到C⑶光電轉(zhuǎn)換裝置或CMOS光電轉(zhuǎn)換裝置時，可考慮一種通過使用半導體工藝在像素部中在微透鏡的頂表面上形成偏振器的方法。然而，光電轉(zhuǎn)換裝置上的濾色器或微透鏡大體由具有低的耐熱性或低的膜強度的有機樹脂材料制成。例如，在SiO2層是由使用等離子體CVD方法而形成的情況中，形成溫度為350至 400度，所述等離子體CVD方法是形成半導體裝置的層間絕緣層的一種普遍方法。然而，在該溫度范圍中所述樹脂材料被升華或分解。因此，將成為WGP的基體的絕緣層和形成在WGP的吸收層與反射層之間的絕緣層必須在低于樹脂的耐用溫度的溫度下形成，例如在220度或更低。因此，有必要降低形成金屬膜的溫度，或減小在形成偏振器的處理中的膜應力。然而，在由上述低溫處理而形成的絕緣層中，由于密度減小導致吸濕性增大將是一個問題。例如，膜的吸濕性引起的腐蝕造成裝置的長期可靠性的降低。如上所述，在上述制造方法中特別是在溫度范圍方面存在限制，因此，所制造的固態(tài)成像裝置中的可靠性的降低將成為問題。

發(fā)明內(nèi)容
鑒于上述情況，期望提供一種包括具有高可靠性的線柵偏振器的固態(tài)成像裝置。本公開的一實施例針對一種固態(tài)成像裝置的制造方法，所述方法包括準備光電轉(zhuǎn)換裝置；在所述光電轉(zhuǎn)換裝置的表面上形成絕緣層；在支承基體上形成線柵偏振器；將所述支承基體上所述線柵偏振器的形成表面接合至所述光電轉(zhuǎn)換裝置的表面上的所述絕緣層；和從所述線柵偏振器移除所述支承基體。本公開的另外一個實施例針對一種固態(tài)成像裝置，所述固態(tài)成像裝置包括光電轉(zhuǎn)換裝置；形成在所述光電轉(zhuǎn)換裝置上的絕緣層；和形成在所述絕緣層上的線柵偏振器， 其中，在所述絕緣層中形成凹部，并且所述線柵偏振器的側壁形成為接觸形成在所述絕緣層上的所述凹部的內(nèi)壁。在根據(jù)本公開實施例的固態(tài)成像裝置的制造方法中，線柵偏振器形成在與光電轉(zhuǎn)換裝置的基體不同的基體上。因此，無需減小在線柵偏振器形成時的應力和降低處理溫度。 因此，該WGP可在處理條件下形成而具有較高的可靠性。在根據(jù)本公開實施例的固態(tài)成像裝置中，在通過以上方法將形成在不同的基體上的線柵偏振器接合到光電轉(zhuǎn)換裝置的表面時，位置精度可得以改善。根據(jù)本公開的實施例，可提供包括具有高可靠性能的線柵偏振器的固態(tài)成像裝置。


圖I是與根據(jù)本公開一實施例的固態(tài)成像裝置的制造方法相關的固態(tài)成像裝置的結構視圖；圖2是與根據(jù)本公開一實施例的固態(tài)成像裝置的制造方法相關的固態(tài)成像裝置的結構視圖；圖3A、圖3B和圖3C是與根據(jù)本公開一實施例的固態(tài)成像裝置的制造方法相關的線柵偏振器的制造處理視圖；圖4A、圖4B、圖4C、圖4D、圖4E和圖4F是與根據(jù)本公開一實施例的固態(tài)成像裝置的制造方法相關的線柵偏振器的制造處理視圖；圖5G、圖5H和圖51是與根據(jù)本公開一實施例的固態(tài)成像裝置的制造方法相關的線柵偏振器的制造處理視圖；圖6是與根據(jù)本公開一實施例的固態(tài)成像裝置的制造方法相關的固態(tài)成像裝置的結構視圖；圖7A、圖7B和圖7C是與根據(jù)本公開另外一個實施例的固態(tài)成像裝置的制造方法相關的線柵偏振器的制造處理視圖；圖8D、圖8E和圖8F是與根據(jù)本公開另外一個實施例的固態(tài)成像裝置的制造方法相關的線柵偏振器的制造處理視圖；圖9A、圖9B和圖9C是與根據(jù)本公開又一個實施例的固態(tài)成像裝置的制造方法相關的線柵偏振器的制造處理視圖；圖IOD和圖IOE是與根據(jù)本公開又一個實施例的固態(tài)成像裝置的制造方法相關的線柵偏振器的制造處理視圖；圖11A、圖11B、圖11C、圖IlD和圖IlE是與涉及本公開又一個實施例的固態(tài)成像裝置的制造方法相關的線柵偏振器的制造處理視圖；圖12A、圖12B、和圖12C是與根據(jù)本公開又一個實施例的固態(tài)成像裝置的制造方法相關的線柵偏振器的制造處理視圖；和圖13A、圖13B和圖13C是相關技術的線柵偏振器的制造處理視圖。
具體實施例方式下文將說明用于實施本公開的模式，并且本公開不限于以下示例。本說明將按以下次序進行。I.固態(tài)成像裝置的結構2.線柵偏振器的制造方法的第一實施例3.線柵偏振器的制造方法的第二實施例4.線柵偏振器的制造方法的第三實施例5.線柵偏振器的制造方法的變型示例〈I.固態(tài)成像裝置的結構〉[固態(tài)成像裝置的結構]下文將說明根據(jù)本公開一實施例的固態(tài)成像裝置的制造方法的一具體實施例。圖I示出作為與根據(jù)本公開實施例的制造方法相關的固態(tài)成像裝置的一個示例的互補金屬氧化物半導體(Complementary Metal Oxide Semiconductor, CMOS)類型固態(tài)成像裝置的示意結構。圖I所示的固態(tài)成像裝置10包括像素單元(所謂的成像區(qū)域)13和周邊電路單元，在像素單元13中，包括將作為光電轉(zhuǎn)換器的光電二極管的多個像素12規(guī)則地以二維方式配置在半導體基體例如硅基底上。像素12包括光電二極管和多個像素晶體管(所謂的 MOS晶體管)。多個像素晶體管可包括三個晶體管，例如轉(zhuǎn)移晶體管、復位晶體管和放大器晶體管。另外，選擇晶體管可被增加作為第四晶體管。周邊電路單元包括垂直驅(qū)動電路14、列信號處理電路15、水平驅(qū)動電路16、輸出電路17、控制電路18等?？刂齐娐?8基于垂直同步信號、水平同步信號和主時鐘產(chǎn)生時鐘信號或控制信號以作為水平驅(qū)動電路16、垂直驅(qū)動電路14、列信號處理電路15等的工作基準?？刂齐娐?18將這些信號輸入到垂直驅(qū)動電路14、列信號處理電路15、水平驅(qū)動電路16等。垂直驅(qū)動電路14包括例如移位寄存器。垂直驅(qū)動電路14沿垂直方向順序地按行選擇性地掃描像素單元13中的相應的像素12，從而基于根據(jù)各像素12的光電轉(zhuǎn)換器中的光接收量所產(chǎn)生的信號電荷將像素信號經(jīng)由垂直信號線19提供給列信號處理電路15。列信號處理電路15配置在例如像素12的相應列處，從而執(zhí)行信號處理例如按像素列基于來自(在有效的像素區(qū)域周圍形成的)黑基準信號的信號對一行像素12輸出的信號進行消噪。即，列信號處理電路15執(zhí)行信號處理，例如用于消除對像素12特有的固定模式噪聲的相關雙采樣(correlated double sampling,⑶S)、信號放大等。在列信號處理電路15的輸出級(output stage)處,水平選擇開關(未示出)連接在列信號處理電路15 與水平信號線11之間。水平驅(qū)動電路16包括例如移位寄存器。水平驅(qū)動電路16通過順序地輸出水平掃描脈沖來順序地選擇相應的列信號處理電路15,從而將來自相應的列信號處理電路15的像素信號輸出到水平信號線U。輸出電路17對從相應的列信號處理電路15經(jīng)由水平信號線11所順序地提供的信號執(zhí)行信號處理并且輸出信號。當以上固態(tài)成像裝置10應用到背照明型(back-illuminated)固態(tài)成像裝置時， 多個配線層不形成在位于光入射表面(所謂的光接收表面)側的背面上，多個配線層形成在與光接收表面相反的前表面?zhèn)壬稀線柵偏振器(WGP)的結構I接下來，在圖2中示出設置在像素單元上的濾色器上的CMOS固態(tài)成像裝置的結構。在圖2中，設置在半導體基體上的光電轉(zhuǎn)換器、各種晶體管、CMOS電路、上配線層等示出為基體裝置21。在基體裝置21上，設置有用于形成光學單元的裝置平面化層22、濾色器23、和形成在濾色器上的微透鏡24。此外，微透鏡平面化層25設置在微透鏡24上。在微透鏡平面化層25上，形成阻擋體絕緣層26和線柵偏振器(WGP) 30。WGP 30 包括形成在阻擋體絕緣層26上的反射層31、形成在反射層31上的絕緣層32、和形成在絕緣層32上的吸收層33。反射層31由沿平行于基體的主表面的方向延伸的帶狀薄膜形成呈一維柵格形狀而節(jié)距小于可見光范圍的波長。反射層31呈一維柵格形狀進行延伸的方向(平行于反射層31的延伸方向的方向)對應于用于消光(extinction)的偏振方向。另外,一維柵格形狀進行重復的方向(正交于反射層31的延伸方向的方向)對應于用于透射(transmission) 的偏振方向。S卩，反射層31具有WGP的一般功能，從而在入射進反射層31中的柵格的各重復單元(repeat)的光中，衰減沿平行于反射層31的延伸方向的方向有場效應分量的偏振波(TE 波/S波和TM波/P波中的一種)。反射層31透射沿正交于反射層31的延伸方向的方向有場效應分量的偏振光(TE波/S波和TM波/P波中的另一種)。用于通常的WGP的柵格的材料可用于反射層31中。例如，金屬材料或半導體材料例如鋁(Al)、銀(Ag)、金(Au)、銅(Cu)、鉬(Pt)、鑰(Mo)、鉻(Cr)、鈦(Ti)、鎳(Ni)、鎢(W)、 鐵(Fe)、硅(Si)、鍺(Ge)、碲(Te)等，以及可采用包括以上材料的合金材料。反射層31也可以通過使用例如通過著色而在表面上具有增大的反射率的樹脂層或無機材料層而形成。絕緣層32形成在反射層31上。絕緣膜32由對可見光透明的光學材料制成，例如可使用諸如Si02、Al203、MgF2等材料。絕緣層32將是吸收層33的基體層。另外，絕緣層32被形成用以對吸收層33上反射的偏振光和透過吸收層33且在反射層31上反射的偏振光的相位進行調(diào)節(jié)和通過干涉效應降低反射率。因此，絕緣層32優(yōu)選地形成為具有一定的厚度，由此使得反射層31上反射的偏振光的相位由吸收層33上反射的偏振光的相位以半波長平移。因為吸收層33具有光吸收效果，所以即使當絕緣層32的厚度對于干涉效應不是最優(yōu)化的，也可以改善消光比。絕緣層32的折射率優(yōu)選地高于I. O、且在2. 5或以下。吸收層33的光學特性也受它附近的折射率影響，因此，WGP 30的偏振器特性可通過調(diào)節(jié)絕緣層32的折射率而得以控制。吸收層33間斷地形成在絕緣層32上，以便沿反射層31的一維柵格方向隔開。即， 絕緣層32上吸收層33的平面形狀具有矩形島狀圖案。吸收層33形成為具有平面形狀，其中，吸收層33的長邊沿平行于反射層31的延伸方向的方向延伸，并且吸收層33的短邊沿正交于反射層31的延伸方向的方向延伸。于是，吸收層33的長邊的方向?qū)⑹瞧衿鞯墓馕蛰S線，而它的短邊的方向?qū)⑹瞧衿鞯墓馔干漭S線。吸收層33由消光系數(shù)不為"O"即具有光吸收作用的金屬材料、合金材料或半導體材料制成。吸收層33還通過包括例如具有光吸收作用的無機微細顆粒而形成。例如， 可采用金屬材料或半導體材料例如鋁(Al)、銀(Ag)、金(Au)、銅(Cu)、鑰(Mo)，鉻(Cr)，鈦 (Ti)，鎳(Ni)，鶴(W)，鐵(Fe)，硅(Si)，鍺(Ge)，碲(Te)，錫(Sn)等，以及包括上述的合金材料。另外，可采用硅化物系列材料例如FeSi2 (特別是β -FeSi2)、MgSi2、NiSi2、BaSi2、CrSi2、 CoSi2 等。特別地，鋁/鋁合金、β -FeSi2、包括鍺或碲的半導體材料被用作用于形成吸收層 33的材料，由此獲得在可見光范圍中的高對比度(高消光比)。為了給除可見光以外的波長帶域中的光例如紅外光賦予偏振特性，諧振波長在近紅外范圍附近的材料例如銀(Ag)、 銅(Cu)、金(Au)被用作用于形成所述光吸收層的材料。上述WGP可以是單獨包括反射層的單層偏振器。該單層偏振器，盡管工作不同于以上的吸收型WGP，也作用為通常的WGP。因為光電轉(zhuǎn)換裝置被應用到包括WGP的固態(tài)成像裝置，所以不僅可采用CMOS固態(tài)成像裝置，而且可采用例如CCD裝置、接觸圖像傳感器(Contact Image sensor, CIS)、電荷調(diào)制裝置(Charge Modulation Device, CMD)型信號放大器圖像傳感器等。作為所述光電轉(zhuǎn)換裝置，可應用前照明型光電轉(zhuǎn)換裝置或背照明型光電轉(zhuǎn)換裝置。〈2.線柵偏振器的制造方法的第一實施例>[線柵偏振器的制造方法第一實施例]接下來，將說明具有線柵偏振器的固態(tài)成像裝置的制造方法的第一實施例。首先，如圖3A所示，準備包括光電轉(zhuǎn)換器的光電轉(zhuǎn)換裝置。在該光電轉(zhuǎn)換裝置中， 微透鏡24形成用于相應的像素，并且凹凸狀的微透鏡24形成在最上面的表面上。接著，如圖3B所示，在微透鏡24上通過旋涂方法等涂覆所用波長帶域內(nèi)的透明材料并平面化，由此形成微透鏡平面化膜25。然后，如圖3C所示，阻擋體絕緣層26通過使用具有足夠的干蝕刻耐抗性的所用波長帶域內(nèi)的透明電介質(zhì)材料形成，并用作蝕刻阻擋層和在接合基底時的接合表面。所述電介質(zhì)材料可采用與用于形成WGP的絕緣層相同的材料，例如硅化物例如Si02。阻擋體絕緣層26通過使用濺鍍方法或溶膠-凝膠(sol-gel)方法 (通過旋涂方法涂布溶液并通過熱處理使溶液能夠凝膠化的方法)而形成。接著，如圖4A所示，絕緣層35形成在支承基體34上。絕緣層35通過使用例如CVD 方法由SiO2等制成為近似150nm。然后，抗蝕劑層36形成在絕緣層35上。對所形成的抗蝕劑層36執(zhí)行光刻圖案化，以形成在WGP的吸收層的形成位置處具有開口的抗蝕劑圖案。 然后，如圖4B所示，通過使用抗蝕劑層36的圖案對絕緣層35執(zhí)行蝕刻。通過蝕刻，用于形成吸收層的島狀凹部38形成在絕緣層35中。在形成凹部38之后，抗蝕劑層36被移除。接著，如圖4C所示，吸收材料層33A形成在絕緣層35上以便覆蓋凹部38。對于吸收材料層33A，可采用應用到吸收層的上述材料例如鎢(W)以具有IOnm的厚度。吸收材料層33A通過使用化學氣相沉積(CVD)方法、涂覆方法或物理氣相沉積方法例如濺鍍方法而形成。然后，如圖4D所示，在絕緣層35的凹部38上過量地形成的吸收材料層33A通過使用例如CMP方法等被移除和平面化。通過該處理，埋入絕緣層35中的吸收層33呈島狀圖案地形成。接著，如圖4E所示，將成為WGP的絕緣層的絕緣材料層32A形成在絕緣層35和吸收層33上。而且，將成為WGP的反射層的反射材料層31A形成在絕緣材料層32A上。絕緣材料層32A通過使用例如CVD方法、涂覆方法、PVD方法、溶膠-凝膠方法等而形成。絕緣材料層32A通過使用對可見光透明的光學材料例如SiO2而形成為具有IOnm 的厚度。反射材料層31A通過使用例如CVD方法、涂覆方法、PVD方法等而形成。反射材料層31A通過使用用作普通WGP的柵格所用材料的上述材料例如鋁(Al)或包括Al的合金而形成為具有150nm的厚度。接著，如圖4F所示，圖案化的抗蝕劑層37形成在反射材料層31A上。對抗蝕劑層 37執(zhí)行光刻圖案化以便保留在WGP所形成的位置。所述處理中的光刻通過使用具有線和間隔圖案的光掩模而執(zhí)行，并且可優(yōu)選的是使用248nm曝光波長的KrF曝光或193nm曝光波長的ArF曝光。接著，如圖5G所示，通過使用抗蝕劑層37，對反射材料層31A進行蝕刻。通過該蝕刻，抗蝕劑層37的圖案被轉(zhuǎn)錄到反射材料層31A，以形成WGP的反射層31。在該蝕刻之后， 抗蝕劑層37被剝離。此外，通過將圖案被轉(zhuǎn)錄所至的反射層31用作掩模，對絕緣層35和絕緣層32進行蝕刻。根據(jù)該處理，包括吸收層33、絕緣層32和反射層31的WGP 30形成在支承基體34 上。接著，如圖5H所示，形成覆蓋WGP 30的鈍化層39。通過使用用作WGP 30的保護層以及用作相對于光電轉(zhuǎn)換裝置上的阻擋體絕緣層26的接合表面的材料，形成鈍化層39。 鈍化層39可通過使用例如與形成WGP的絕緣層32相同的材料例如硅化物例如SiO2而形成。鈍化層39通過使用CVD方法、溶膠-凝膠方法等而形成。接著，如圖51所示，支承基體34接合在光電轉(zhuǎn)換裝置上。此時，支承基體34被翻轉(zhuǎn)并且接合，使得形成在支承基體34上的WGP 30上的鈍化層39接觸形成在光電轉(zhuǎn)換裝置的表面上的阻擋體絕緣層26。
通過借助于活化形成在相應的表面上的二氧化硅(SiO2)層和利用脫水縮合反應形成娃燒醇基(silanol group),光電轉(zhuǎn)換裝置和支承基體被接合在一起。S卩，形成在支承基體34上的WGP 30的表面上的鈍化層39和光電轉(zhuǎn)換裝置的阻擋體絕緣層26通過使用二氧化硅(SiO2)層而形成，由此，這些層通過上述的脫水縮合反應而接合在一起。關于活化二氧化硅層的方法，通常應用一種在形成絕緣體上硅(Silicon on Insulator, SOI)晶片時所使用的方法。例如，通過使用化學制品例如充氧水執(zhí)行二氧化硅層的親水處理，由此執(zhí)行表面活化處理。所述表面活化處理也可通過使用氧等離子體 (oxygen plasma)處理進行。接著，如圖6所示，支承基體34被從光電轉(zhuǎn)換裝置移除。支承基體34的移除通過使用研磨器例如晶片研磨器從背表面(相反于WGP 30的形成表面的表面)側執(zhí)行。然后， 形成在WGP 30上的鈍化層39和絕緣層35通過使用例如氟化物(fluoro-chemical)而被移除以暴露反射層31的上表面。根據(jù)該處理，WGP 30經(jīng)由阻擋體絕緣層26形成在光電轉(zhuǎn)換裝置上。根據(jù)以上處理，可制造在其中形成WGP 30的固態(tài)成像裝置。在通過以上處理在光電轉(zhuǎn)換裝置上形成WGP 30之后，二氧化硅或氮化硅形成在 WGP 30的整個表面上以具有例如50nm的厚度作為保護層，由此改善偏振器的可靠性。在以上實施例的制造方法中，WGP形成在與形成微透鏡/濾色器的基體不同的基體上。因此，無需減小WGP形成時的應力和降低溫度。因此，WGP可在處理條件下形成而具有較高的可靠性。特別地，用于阻擋體絕緣層等的由氮化硅等制成的絕緣層可形成為具有較高的密度。因此，可提供具有較高的可靠性能的偏振器的固態(tài)成像裝置，這能夠抑制吸濕性的惡化并且使由于膜吸濕導致的裝置的長期可靠性的劣化得以改善。在以上實施例中，WGP 30由包括反射層31、絕緣層32和吸收層33的堆疊體形成， 然而，也可形成單獨包括反射層的單層偏振器。當通過單獨包括反射層形成WGP 30時，在支承基體34上形成絕緣層35之后，反射材料層31A直接形成在絕緣層35上并且反射層31 通過使用光刻而形成。然后，鈍化層39形成在反射層31上。在那之后，阻擋體絕緣層26 和鈍化層39以與上述方法相同的方式而接合在一起。然后，支承基體34等被移除以暴露反射層31，由此在光電轉(zhuǎn)換裝置上形成WGP 30。WGP 30的柵格圖案的尺寸不限于以上實施例。在以上實施例中，借助于KrF或 ArF曝光的抗蝕劑加工作為偏振器的形成方法而被執(zhí)行，然而，當有必要以更精細的節(jié)距實施偏振器時，將采用其它的方法。例如，可采用半導體技術藍圖(Technology Roadmap for Semiconductors, ITRS)中示出的諸如側壁轉(zhuǎn)移處理(側壁處理，間隔件處理)的加工處理、 雙圖案化處理等。此外，在以上實施例中，二氧化硅膜被用作形成在WGP 30上的鈍化層，然而，它不限于此而可采用通過親水處理和活化處理能夠形成硅烷醇基的其它硅化物。例如，可采用由諸如SiN、SiON, SiOC, SiC和SiCN的硅化物制成的絕緣層。<3.線柵偏振器的制造方法的第二實施例>[線柵偏振器的制造方法第二實施例]在以上第一實施例中，包括在金屬線柵格偏振器(WGP)中的柵格之間的部分是空洞，因此，WGP形成所在的支承基體接合到位于光電轉(zhuǎn)換裝置側的基體時的接合表面小。因
9此，當在接合時在例如移除過量基底的處理中產(chǎn)生間隙或接合強度被減小時，WGP可能從接合表面被剝離。當存在上述空洞時，由于空洞通過接合之后的制造處理中所施加的熱應力而擴大，所以WGP可能從接合表面被剝離。作為以上問題的對策，在第二實施例中提供一種通過以例如有機絕緣膜將偏振器的柵格之間的部分掩埋的表面平面化的處理。具有線柵偏振器的固態(tài)成像裝置的制造方法的第二實施例將說明如下。相同的標記賦予與第一實施例相同的部件，并且省略詳細的說明。首先，阻擋體絕緣層26以與第一實施例的圖3A至3C所示的處理相同的方式而形成在光電轉(zhuǎn)換裝置上。接著，如圖7A所示，絕緣層41形成在支承基體34上，該絕緣層41將成為用于在加工處理中的蝕刻阻擋體和形成偏振器的基體。絕緣層41通過使用例如CVD方法由SiO2 等制成。將成為WGP的反射層的反射材料層31A形成在絕緣層41上。接著，如圖7B所示，圖案化的抗蝕劑層37形成在反射材料層31A上。反射材料層 31A通過使用例如CVD方法、涂覆方法、PVD方法等而形成。反射材料層31A通過使用普通 WGP的柵格所用的材料例如鋁(Al)或包括Al的合金而形成為具有150nm的厚度。對抗蝕劑層37執(zhí)行光刻圖案化，以便保留在WGP形成所在的位置。接著，如圖7C所示，通過利用抗蝕劑層37，反射材料層31A被蝕刻。通過該蝕刻， 抗蝕劑層37的圖案被轉(zhuǎn)錄到反射材料層31A以形成WGP的反射層31。在該蝕刻后，抗蝕劑層37被剝尚。接著，如圖8D所示，形成覆蓋反射層31的鈍化層39、和將反射層31的柵格之間的部分掩埋的絕緣層42。鈍化層39通過使用用作反射層31的保護層以及用作相對于光電轉(zhuǎn)換裝置上的阻擋體絕緣層26的接合表面的材料而形成。絕緣層42優(yōu)選地由有機絕緣材料例如聚亞芳(polyarylene)制成。絕緣層42優(yōu)選地由能夠?qū)嵤┩扛卜椒ɡ缧糠椒ǖ挠袡C材料制成，用于簡化形成處理和后述的移除處理。絕緣層42形成為使得形成在反射層31上的鈍化層39的上表面被暴露。S卩，絕緣層42形成為使得鈍化層39的上表面位置高于絕緣層42，或使得鈍化層39的上表面處于與絕緣層42相同的高度。接著，如圖8E所示，支承體34被接合在光電轉(zhuǎn)換裝置上。此時，支承基體34被翻轉(zhuǎn)并且接合，使得形成在支承基體34上的鈍化層39接觸形成在光電轉(zhuǎn)換裝置的表面上的阻擋體絕緣層26。通過借助于活化阻擋體絕緣層26和鈍化層39以及利用脫水縮合反應形成硅烷醇基，從而將光電轉(zhuǎn)換裝置和支承基體接合在一起。接著，如圖8F所示，通過使用研磨器例如晶片研磨器，將支承基體34從光電轉(zhuǎn)換裝置移除。然后，通過使用例如氟化物移除形成在反射層31的上表面上的絕緣層41和形成在絕緣層42上的鈍化層39以暴露反射層31的上表面。此外，移除形成在反射層31中柵格之間的絕緣層42。絕緣層42的移除通過借助于例如氧等離子體進行蝕刻而執(zhí)行。根據(jù)以上處理，可制造一種固態(tài)成像裝置，其中反射層31形成作為WGP。
與第一實施例相比較，在第二實施例中，在基體接合時絕緣層形成在WGP的相應的反射層之間。因此，不會形成造成基底剝離的空洞。因而，可提供包括具有較高的可靠性能的偏振器的固態(tài)成像裝置。在本實施例中使用單獨包括反射層31的單層偏振器作為WGP，然而，偏振器的形狀不特別地限于此以及例如第一實施例中的包括吸收層、絕緣層和反射層的吸收型偏振器。這種情況下，在以與第一實施例相同的方式在支承基體上形成具有包括吸收層到反射層的堆疊結構的WGP之后，接著，在該WGP的柵格之間形成絕緣層。<4.線柵偏振器的制造方法的第三實施例〉[線柵偏振器的制造方法第三實施例]在以上第一實施例和第二實施例中，當偏振器形成所在的支承基體被接合到光電轉(zhuǎn)換裝置形成所在基體時，形成在支承基體上的偏振器被均勻地接合在光電轉(zhuǎn)換裝置上的平表面上。為了使偏振器能夠用作具有高性能的芯片上(on-chip)偏振器，有必要使偏振器以高的位置精度形成在微透鏡上。因此，在接合偏振器時要求高精度的對準。響應于以上要求，在第三實施例中提供一種能夠在基底接合中改善位置精度的制造方法。下文將說明包括線柵偏振器的固態(tài)成像裝置的制造方法的第三實施例。相同的標記賦予與第一實施例和第二實施例相同的部件，并且省略詳細的說明。首先，如圖9A所示，準備具有光電轉(zhuǎn)換器的光電轉(zhuǎn)換裝置，其中，微透鏡24形成在相應的像素處并且微透鏡24的凹凸形狀保留在最上面的表面上。然后，在微透鏡24上涂覆在所用波長帶域內(nèi)的透明材料并且平面化，以形成微透鏡平面化層25，如圖9B所示。接著，如圖所示9C，通過使用在所用波長帶域內(nèi)的且具有干蝕刻耐抗性以及用作蝕刻阻擋體和基底接合時的接合表面的透明電介質(zhì)材料，形成阻擋體絕緣層26。接著，如圖IOD所示，抗蝕劑層43形成在阻擋體絕緣層26上。然后，對抗蝕劑層 43執(zhí)行光刻圖案化，以形成在接合偏振器的位置處具有開口的抗蝕劑圖案。然后，如圖IOE 所示，通過使用抗蝕劑層43的圖案，對阻擋體絕緣膜26執(zhí)行蝕刻，以在裝置的接合表面上形成凹部44。在形成凹部44之后，抗蝕劑層43被移除。凹部44是形成在與后述的呈凸狀的偏振器相對立的位置處的阻擋體絕緣層26中的臺階(st印)。通過使用以例如矩形圖案而圖案化的抗蝕劑層43，執(zhí)行對阻擋體絕緣層26 的蝕刻，由此在阻擋體絕緣層26中形成具有例如30nm深度的凹部44。通過以上處理，形成阻擋體絕緣層26，其中，凹型臺階形成在光電轉(zhuǎn)換裝置上。接著，如圖IlA所示，絕緣層41形成在支承基體34上，該絕緣層41將成為用于形成加工處理中的蝕刻阻擋體和偏振器的基體。絕緣層41通過使用例如CVD方法由SiO2等制成。將成為WGP的反射層的反射材料層31A形成在絕緣膜41上。然后，如圖IlB所示，圖案化的抗蝕劑層45形成在反射材料層31A上。對抗蝕劑層45執(zhí)行光刻圖案化，以便保留在形成將成為線柵偏振器(WGP)的反射層31的位置處。通過使用具有線和間隔圖案的光掩模，執(zhí)行該處理中的光刻，并且可優(yōu)選地采用248nm曝光波長的KrF曝光或193nm曝光波長的ArF曝光。接著，如圖IlC所示，通過使用抗蝕劑層45，對反射材料層31A進行蝕刻。通過該蝕刻，抗蝕劑層45的圖案被轉(zhuǎn)錄到反射材料層31A以形成WGP的反射層31。在該蝕刻之后，抗蝕劑層45被剝離。接著，如圖IlD所示，形成覆蓋反射層31的鈍化層39。通過使用用作反射層31的保護層以及用作相對于光電轉(zhuǎn)換裝置上的阻擋體絕緣層26的接合表面的材料，形成鈍化層39。接著，如圖IlE所示，形成將反射層31的柵格之間的部分掩埋的絕緣層46。絕緣層46形成為延伸至低于反射層31的上表面的位置，使得反射層31具有凸狀。例如，用于絕緣層46的有機絕緣材料被涂覆到與反射層31相同的高度。然后，通過利用氧等離子體執(zhí)行蝕刻，將絕緣層46移除以使之低于反射層31近似50nm。根據(jù)該處理，在反射層31中，形成包括反射層31的凸部和鈍化層39，其中在所述反射層31中提供有相對于絕緣層46的凸型臺階。接著，如圖12A所示，支承基體34被接合到光電轉(zhuǎn)換裝置上。此時，支承基體34 被翻轉(zhuǎn)并且接合，使得形成在支承基體34上的鈍化層39接觸形成在光電轉(zhuǎn)換裝置的表面上的阻擋體絕緣層26。通過借助于活化阻擋體絕緣層26和鈍化層39以及利用脫水縮合反應形成硅烷醇基，將光電轉(zhuǎn)換裝置和支承基體接合在一起。支承基體34被接合到光電轉(zhuǎn)換裝置上，使得在絕緣層46的表面上形成呈凸狀的反射層31被裝配到形成在光電轉(zhuǎn)換裝置的表面上的阻擋體絕緣層26的凹部44，如圖12B 所示。即，使得包括反射層31和鈍化層39的凸部的側表面能夠接觸阻擋體絕緣層26的凹部的內(nèi)壁。如上所述，形成榫卯(mortise-tenon)接頭的形狀,其中包括反射層31的凸部是榫頭(tenon),以及阻擋體絕緣層26的凹部是卯眼(mortise),由此實現(xiàn)精確的對準。該對準精度取決于用于形成阻擋體絕緣層26中的凹部44的光刻圖案化的精度。通過在接合反射層31的位置處以高精度執(zhí)行圖案化，凹部44可形成在適當?shù)奈恢貌⑶页蔬m當?shù)男螤睢?當凹部44以高精度形成時，可實現(xiàn)利用凹部44中的凸型臺階的精確對準。通過應用榫卯接頭的形狀，可在支承基體接合到光電轉(zhuǎn)換裝置上的過程中使基底的物理接合處的位置位移最小化。接著，如圖12C所示，通過使用研磨器例如晶片研磨器，將支承基體34從光電轉(zhuǎn)換裝置移除。然后，通過使用例如氟化物(fluoro-chemical)，將形成在反射層31的上表面上的絕緣層41和形成在絕緣層46上的鈍化層39移除，以暴露反射層31的上表面。此外，移除在反射層31中的柵格之間形成的絕緣層46。通過使用例如氧等離子體進行蝕刻，從而執(zhí)行絕緣層46的移除。根據(jù)以上處理，可制造一種固態(tài)成像裝置，其中反射層31形成為WGP。在以上第三實施例中，凸型臺階形成在偏振器側，并且凹部形在光電轉(zhuǎn)換裝置的表面上的相對立位置，這改善了在接合時作為榫卯接頭的形狀的位置精度。根據(jù)該方法，可使物理接合基底處的位置位移最小化。因此，透射穿過偏振器且入射在微透鏡上的光被高效地匯聚到光電轉(zhuǎn)換器。當偏振器與光電轉(zhuǎn)換器之間的對準精度降低時，偏振光入射在相鄰的光電轉(zhuǎn)換器上，這導致特性劣化，例如靈敏度的減小、偏振特性的減小和混色的發(fā)生。 偏振器以高精度的對準形成在光電轉(zhuǎn)換器上，由此改善以上特性并且提供包括高性能偏振器的固態(tài)成像裝置。第三實施例中已說明了在反射層形成所在部分處形成臺階的情況?？蓛?yōu)選的是， 凸型臺階(凸部)形成在支承基體側(偏振器形成所在側)和光電轉(zhuǎn)換裝置側兩者中的其中一處，并且對應于凹型臺階的凹型臺階(凹部)形成在另一處。因此，還可優(yōu)選的是，所述凸部和凹部分別形成在支承基體和光電轉(zhuǎn)換裝置中在除形成反射層的區(qū)域以外的區(qū)域， 例如在芯片之間的劃線(scribe line)上。同樣，這種情況下，支承基體和光電轉(zhuǎn)換裝置可以高精度接合。在本實施例中采用了單獨包括反射層31的單層偏振器作為WGP，然而，偏振器的形狀不特別地限于此以及例如第一實施例中的包括吸收層、絕緣層和反射層的吸收型偏振器。這種情況下，在以與第一實施例中相同的方式在支承基體上形成具有包括吸收層到反射層的堆疊結構的WGP之后，然后，絕緣層形成在WGP的柵格之間。〈5.線柵偏振器的制造方法的變型示例〉[變型示例透明支承基體]在以上第三實施例中，臺階形成在將要被接合的相應的基底中，并且采用了榫卯接頭以由此改善物理的對準精度。一般來說，在半導體裝置等的制造方法中在基體接合時， 基于相應的基體的位置坐標執(zhí)行機械的對準。為了增大在基體的接合方法中對準的精度， 采用一種在接合基體的同時通過直接讀取形成在基體上的對準標記來校正位置的方法。當采用借助對準標記的位置校正的基體接合應用于第一實施例、第二實施例和第三實施例時，透明的基體例如透明的玻璃基底被用作柵格線柵偏振器形成于其中的支承基體。通過使用該透明的玻璃基底作為用于形成WGP的支承基體，在基體接合時經(jīng)由支承基底可看見在光電轉(zhuǎn)換裝置側的基體的表面。因此，可執(zhí)行基體的接合，同時通過直接讀取形成在光電轉(zhuǎn)換裝置側的基體上的、用于對準的對準標記校正支承基體的位置。因此，可進一步減小在接合時在WGP與光電轉(zhuǎn)換裝置之間的位置位移。因此，可提供包括高性能偏振器的固態(tài)成像裝置，其中抑制了靈敏度的降低、偏振特性的降低和混色的發(fā)生。為了進一步改善形成在固態(tài)成像裝置側的基體上的對準標記的視認性，可優(yōu)選的是，當形成WGP時在支承基體上將形成的絕緣層由具有高透明度的材料制成為適當?shù)暮穸?。例如，當二氧化硅膜作為絕緣層形成為具有IOOnm或以下的厚度時，可使對準中的位移
量進一步被最小化。在根據(jù)第一至第三實施例的以上制造方法中，在與微透鏡和濾色器形成所在基體不同的基體上執(zhí)行線柵偏振器(WGP)的形成。因此，處理溫度不限于比微透鏡或濾色器的耐熱溫度低的溫度。因此，無需降低處理溫度和減小應力，并且包括WGP的固態(tài)成像裝置可在處理條件下制造且具有較高可靠性。特別地，由被用作蝕刻阻擋體膜等的氮化硅膜等制成的絕緣層可形成為具有較高的密度。因此，可抑制膜的吸濕性，并且可改善由于膜的吸濕性造成的裝置的長期可靠性的降低，由此提供具有較高的可靠性的固態(tài)成像裝置。根據(jù)第二實施例，絕緣層在基體接合時形成在WGP的相應的柵格之間，因此，在 WGP中不形成空洞。因此，可抑制在固態(tài)成像裝置的制造處理中在接合WGP之后由于熱應力等引起的剝離的發(fā)生。因此，可提供具有高可靠性能的固態(tài)成像裝置。在以上第三實施例中，凸狀的WGP形成在支承基體上，并且與WGP的凸型臺階(凸部)相對立的凹型臺階(凹部)形成在光電轉(zhuǎn)換裝置側，由此通過榫卯接頭的形狀將支承基體接合到光電轉(zhuǎn)換裝置。通過使用該接合方法，在基體的物理接合處的位置位移可被最小化。偏振器以高的位置精度形成在光電轉(zhuǎn)換器上，透射穿過偏振器的光被微透鏡高效地匯聚并且入射在光電轉(zhuǎn)換器上。因此，防止偏振光入射在相鄰的光電轉(zhuǎn)換器上，并且提供具有高性能偏振器的固態(tài)成像裝置，在該固態(tài)成像裝置中例如靈敏度的降低、偏振特性的減小和混色的發(fā)生等特性得以改善。本公開包括與2011年I月5日在日本專利局提交的日本優(yōu)先權專利申請JP 2011-000805的公開內(nèi)容所相關的主題，該日本專利申請的全部內(nèi)容通過參考結合于此。本領域技術人員應當理解，在隨附的權利要求或其等同方案的范圍內(nèi)，根據(jù)設計要求和其它因素可進行各種變型、組合、子組合和替換。
權利要求
1.一種固態(tài)成像裝置的制造方法，包括準備光電轉(zhuǎn)換裝置；在所述光電轉(zhuǎn)換裝置的表面上形成絕緣層；在支承基體上形成線柵偏振器；將所述支承基體上所述線柵偏振器的形成表面接合至所述光電轉(zhuǎn)換裝置的表面上的所述絕緣層，和從所述線柵偏振器移除所述支承基體。
2.如權利要求I所述的固態(tài)成像裝置的制造方法，其中，通過在所述光電轉(zhuǎn)換裝置的表面上形成由硅化物制成的所述絕緣層、在所述支承基體上所述線柵偏振器的表面上形成包括所述硅化物的鈍化層、以及活化所述絕緣層和所述鈍化層，將所述光電轉(zhuǎn)換裝置接合到所述支承基體。
3.如權利要求2所述的固態(tài)成像裝置的制造方法，還包括在形成所述線柵偏振器之后，在所述線柵偏振器的柵格之間形成絕緣層。
4.如權利要求3所述的固態(tài)成像裝置的制造方法，其中，在所述線柵偏振器的柵格之間形成絕緣層的處理中，所述絕緣層被形成為低于所述線柵偏振器，并且在柵格之間在絕緣層上由所述線柵偏振器形成凸狀，在所述光電轉(zhuǎn)換裝置的表面上形成所述絕緣層的處理中，由所述線柵偏振器形成與所述凸部相對立的凹部，并且所述線柵偏振器的所述凸狀對準并且接合到所述光電轉(zhuǎn)換裝置的表面上的所述絕緣層的所述凹部。
5.如權利要求I所述的固態(tài)成像裝置的制造方法，其中，透明的基體被用作所述支承基體，并且在將所述支承基體接合到所述光電轉(zhuǎn)換裝置的時候通過透過所述支撐基體利用形成在所述光電轉(zhuǎn)換裝置側的所述基體中的對準標記執(zhí)行對準。
6.如權利要求I所述的固態(tài)成像裝置的制造方法，其中，形成所述線柵偏振器的所述處理包括在所述支承基體的整個表面上形成金屬層的處理；和將所述金屬層加工成柵格陣列狀態(tài)的處理。
7.如權利要求I所述的固態(tài)成像裝置的制造方法，其中，形成所述線柵偏振器的所述處理包括在所述支承基體上形成島狀吸收層的處理；在所述支承基體的整個表面上形成絕緣層以便覆蓋所述吸收層的處理；在所述絕緣層上形成所述金屬層的處理；和將所述金屬層和所述絕緣層加工成柵格陣列狀態(tài)的處理。
8.一種固態(tài)成像裝置，包括光電轉(zhuǎn)換裝置；形成在所述光電轉(zhuǎn)換裝置上的絕緣層；和形成在所述絕緣層上的線柵偏振器，其中，在所述絕緣層中形成凹部，并且所述線柵偏振器的側壁形成為接觸形成在所述絕緣層上的所述凹部的內(nèi)壁。
全文摘要
本公開提供一種固態(tài)成像裝置的制造方法，該方法包括準備光電轉(zhuǎn)換裝置；在所述光電轉(zhuǎn)換裝置的表面上形成絕緣層；在支承基體上形成線柵偏振器；將所述支承基體上所述線柵偏振器的形成表面接合至所述光電轉(zhuǎn)換裝置的表面上的所述絕緣層，和從所述線柵偏振器移除所述支承基體。本公開還提供一種固態(tài)成像裝置。
文檔編號H01L27/146GK102593136SQ20111044597
公開日2012年7月18日 申請日期2011年12月28日 優(yōu)先權日2011年1月5日
發(fā)明者大岡豐 申請人:索尼公司