JP2000150846A - 固体撮像装置及びその製造方法 - Google Patents
固体撮像装置及びその製造方法Info
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- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L27/00—Devices consisting of a plurality of semiconductor or other solid-state components formed in or on a common substrate
- H01L27/14—Devices consisting of a plurality of semiconductor or other solid-state components formed in or on a common substrate including semiconductor components sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation and specially adapted either for the conversion of the energy of such radiation into electrical energy or for the control of electrical energy by such radiation
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 素子の微細化や機能付加による多層配線化に
よっても、マイクロレンズやカラーフィルタの特性を損
なわず、マイクロレンズによる集光効果を十分発揮させ
ると共に、カラーフィルタの混色などの不具合を解消し
て、優れた光学特性を備えた固体撮像装置及びその製造
方法を提供する。 【解決手段】 半導体基板１上に配線を有する受光部２
と配線を有する周辺回路部３とを設け、受光部２の層間
膜11の膜厚を周辺回路部３の保護膜12を含む層間膜の膜
厚より薄く形成して、該受光部２の層間膜11上にカラー
フィルタ７とマイクロレンズ８を形成して固体撮像装置
を構成する。
よっても、マイクロレンズやカラーフィルタの特性を損
なわず、マイクロレンズによる集光効果を十分発揮させ
ると共に、カラーフィルタの混色などの不具合を解消し
て、優れた光学特性を備えた固体撮像装置及びその製造
方法を提供する。 【解決手段】 半導体基板１上に配線を有する受光部２
と配線を有する周辺回路部３とを設け、受光部２の層間
膜11の膜厚を周辺回路部３の保護膜12を含む層間膜の膜
厚より薄く形成して、該受光部２の層間膜11上にカラー
フィルタ７とマイクロレンズ８を形成して固体撮像装置
を構成する。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】この発明は、マイクロレンズ
やカラーフィルタを備えた固体撮像装置、特にマイクロ
レンズやカラーフィルタを備えた受光部と、信号処理回
路などの周辺回路が同一半導体基板上に混載されてなる
固体撮像装置、並びにその製造方法に関する。
やカラーフィルタを備えた固体撮像装置、特にマイクロ
レンズやカラーフィルタを備えた受光部と、信号処理回
路などの周辺回路が同一半導体基板上に混載されてなる
固体撮像装置、並びにその製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】近年、民生用のデジタルカメラ等に用い
る固体撮像装置においては、高画質に対する要求と共に
携帯性の面で小型化、軽量化に関する要求が高まってき
ている。これらの要求に答えるべく、従来では受光部と
は別チップで形成されていたセンサ機能以外の付加機
能、例えば信号処理回路、制御回路などを、受光部と共
にワンチップ化する、いわゆるＳＯＳ（システム オン
シリコン）技術の開発がなされている。
る固体撮像装置においては、高画質に対する要求と共に
携帯性の面で小型化、軽量化に関する要求が高まってき
ている。これらの要求に答えるべく、従来では受光部と
は別チップで形成されていたセンサ機能以外の付加機
能、例えば信号処理回路、制御回路などを、受光部と共
にワンチップ化する、いわゆるＳＯＳ（システム オン
シリコン）技術の開発がなされている。
【０００３】かかる技術開発の例としては、E.R Fossum
らによる論文“CMOS Image Sensors: Electronic Camer
a-On-A-Chip,"（ IEEE Trans. On Electron Devices, 4
4,10 pp. 1689-1698, 1997 )などで報告がなされてい
る。このような構成の固体撮像装置は、ビデオカメラ、
デジタルカメラ等においてシステムの部品点数を削減で
きるので、システムの小型化、軽量化及び低コスト化を
図ることが十分可能になる。
らによる論文“CMOS Image Sensors: Electronic Camer
a-On-A-Chip,"（ IEEE Trans. On Electron Devices, 4
4,10 pp. 1689-1698, 1997 )などで報告がなされてい
る。このような構成の固体撮像装置は、ビデオカメラ、
デジタルカメラ等においてシステムの部品点数を削減で
きるので、システムの小型化、軽量化及び低コスト化を
図ることが十分可能になる。
【０００４】しかしながら、上記ＳＯＳ技術を用いた固
体撮像装置においても更なる小型化等の要求があり、必
然的に画素領域の微細化も必要となり、その結果、開口
率の減少による感度低下を引き起こすことになる。この
感度低下の問題に対しては、現在ＣＣＤ等で一般的に用
いられているマイクロレンズ技術を採用することによ
り、光の利用効率を上げて感度低下を抑えることが可能
である。
体撮像装置においても更なる小型化等の要求があり、必
然的に画素領域の微細化も必要となり、その結果、開口
率の減少による感度低下を引き起こすことになる。この
感度低下の問題に対しては、現在ＣＣＤ等で一般的に用
いられているマイクロレンズ技術を採用することによ
り、光の利用効率を上げて感度低下を抑えることが可能
である。
【０００５】その一方で小型化と共に多機能化も進み、
各種の機能が付加されることにより、特に周辺回路部の
集積度を上げるための方法として、多層配線化が進んで
いる。周辺回路部の多層配線化が進むにつれて、周辺回
路部では勿論のこと受光部においても、層間絶縁膜がよ
り厚く堆積されることになる。これは、ＳＯＳ形態の固
体撮像装置に限らず、一般の固体撮像装置においても受
光部以外の周辺回路部の多層配線化により、同様な状態
となる。
各種の機能が付加されることにより、特に周辺回路部の
集積度を上げるための方法として、多層配線化が進んで
いる。周辺回路部の多層配線化が進むにつれて、周辺回
路部では勿論のこと受光部においても、層間絶縁膜がよ
り厚く堆積されることになる。これは、ＳＯＳ形態の固
体撮像装置に限らず、一般の固体撮像装置においても受
光部以外の周辺回路部の多層配線化により、同様な状態
となる。
【０００６】次に、このような多層配線化された従来の
ＳＯＳ形態の固体撮像装置の構成を、図７に示した部分
拡大断面図に基づいて説明する。ここでは、カラーフィ
ルタとマイクロレンズの両方を備えた固体撮像装置を例
示している。図７において、101 は半導体基板、102 は
光電変換素子、103 は受光部、104 は駆動、信号処理な
どの周辺回路部、105 は受光部内の信号配線、106 は周
辺回路部内の信号配線、107 は層間絶縁膜、108 は平坦
化膜、109 はカラーフィルタ、110 はマイクロレンズで
ある。
ＳＯＳ形態の固体撮像装置の構成を、図７に示した部分
拡大断面図に基づいて説明する。ここでは、カラーフィ
ルタとマイクロレンズの両方を備えた固体撮像装置を例
示している。図７において、101 は半導体基板、102 は
光電変換素子、103 は受光部、104 は駆動、信号処理な
どの周辺回路部、105 は受光部内の信号配線、106 は周
辺回路部内の信号配線、107 は層間絶縁膜、108 は平坦
化膜、109 はカラーフィルタ、110 はマイクロレンズで
ある。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、このよ
うな構成の固体撮像装置においては、次のような問題が
発生する。すなわち、図７に示した固体撮像装置におい
ては、多層配線化と共に層間絶縁膜が厚くなるが、受光
部も例外ではなく、受光部の層間絶縁膜が厚くなること
により、光電変換素子102 とカラーフィルタ109 及びマ
イクロレンズ110とのそれぞれの距離df及びdmが必要以
上に大きくなる。
うな構成の固体撮像装置においては、次のような問題が
発生する。すなわち、図７に示した固体撮像装置におい
ては、多層配線化と共に層間絶縁膜が厚くなるが、受光
部も例外ではなく、受光部の層間絶縁膜が厚くなること
により、光電変換素子102 とカラーフィルタ109 及びマ
イクロレンズ110とのそれぞれの距離df及びdmが必要以
上に大きくなる。
【０００８】このように、マイクロレンズ110 と光電変
換素子102 との距離dmが必要以上に大きくなると、集光
に適さない条件となる。その結果マイクロレンズによる
所望の感度向上が期待できないばかりか、マイクロレン
ズと受光部（光電変換素子）との距離が必要以上に大き
くなることにより、光学系Ｆ値に依存した明時シェーデ
ィングの発生等の不具合が生じる。またカラーフィルタ
109 が搭載されている場合は、カラーフィルタ109 と受
光部（光電変換素子）との距離dfが必要以上に大きくな
ることで色にじみ、いわゆる混色が問題になる。
換素子102 との距離dmが必要以上に大きくなると、集光
に適さない条件となる。その結果マイクロレンズによる
所望の感度向上が期待できないばかりか、マイクロレン
ズと受光部（光電変換素子）との距離が必要以上に大き
くなることにより、光学系Ｆ値に依存した明時シェーデ
ィングの発生等の不具合が生じる。またカラーフィルタ
109 が搭載されている場合は、カラーフィルタ109 と受
光部（光電変換素子）との距離dfが必要以上に大きくな
ることで色にじみ、いわゆる混色が問題になる。
【０００９】一般的にマイクロレンズ110 は、熱軟化性
樹脂の回転塗布及びパターニングと熱処理により形成さ
れるが、同一画素に対して層間膜の厚膜化に合わせてマ
イクロレンズを形成しようとすると、焦点距離を調整す
る必要があり、マイクロレンズ自体の薄膜化が必須とな
る。そのため、回転塗布時の熱軟化樹脂を従来より薄く
する必要があるが、その際の膜厚均一性はより高いレベ
ルを要求され、プロセス制御が困難になるという問題が
ある。
樹脂の回転塗布及びパターニングと熱処理により形成さ
れるが、同一画素に対して層間膜の厚膜化に合わせてマ
イクロレンズを形成しようとすると、焦点距離を調整す
る必要があり、マイクロレンズ自体の薄膜化が必須とな
る。そのため、回転塗布時の熱軟化樹脂を従来より薄く
する必要があるが、その際の膜厚均一性はより高いレベ
ルを要求され、プロセス制御が困難になるという問題が
ある。
【００１０】またプロセス上の制約などにより、層間膜
の厚膜化においてもマイクロレンズの薄膜化が困難であ
り、従来通りの膜厚で形成した場合を考えると、マイク
ロレンズの集光状況は次のようになる。すなわち図７に
おいて、垂直光Ｘは光電変換素子102 より上方で焦点α
を結び、受光部（光電変換素子）ではデフォーカス状態
となり、信号配線105 によるケラレ成分βが増え、集光
率は上がらない。また、光学系によっては斜め光Ｙを考
える必要があるが、この場合は図に示すように隣接画素
への漏れ込みγによるシェーディング等の問題が発生す
る。一方、カラーフィルタの光学特性に関しては、斜め
光Ｙによる色にじみ、いわゆる混色等の問題が発生す
る。
の厚膜化においてもマイクロレンズの薄膜化が困難であ
り、従来通りの膜厚で形成した場合を考えると、マイク
ロレンズの集光状況は次のようになる。すなわち図７に
おいて、垂直光Ｘは光電変換素子102 より上方で焦点α
を結び、受光部（光電変換素子）ではデフォーカス状態
となり、信号配線105 によるケラレ成分βが増え、集光
率は上がらない。また、光学系によっては斜め光Ｙを考
える必要があるが、この場合は図に示すように隣接画素
への漏れ込みγによるシェーディング等の問題が発生す
る。一方、カラーフィルタの光学特性に関しては、斜め
光Ｙによる色にじみ、いわゆる混色等の問題が発生す
る。
【００１１】本発明は、上記問題点を解消するためにな
されたもので、素子の微細化、あるいは機能付加による
多層配線化においても、マイクロレンズやカラーフィル
タの特性を損なわず、マイクロレンズによる集光効果を
十分発揮させると共に、カラーフィルタの混色などの不
具合を解消して、優れた光学特性を持ち、製造面でも安
定した固体撮像装置及びその製造方法を提供することを
目的とする。
されたもので、素子の微細化、あるいは機能付加による
多層配線化においても、マイクロレンズやカラーフィル
タの特性を損なわず、マイクロレンズによる集光効果を
十分発揮させると共に、カラーフィルタの混色などの不
具合を解消して、優れた光学特性を持ち、製造面でも安
定した固体撮像装置及びその製造方法を提供することを
目的とする。
【００１２】
【課題を解決するための手段】上記問題点を解決するた
め、請求項１に係る発明は、一次元又は二次元状に配列
された光電変換素子からなる受光部と、多層配線を有す
るＭＯＳＦＥＴなどからなる周辺回路部と、前記受光部
上に形成されたマイクロレンズ及び、又はカラーフィル
タとを少なくとも備えた固体撮像装置において、前記受
光部上の層間膜を前記周辺回路部上の保護膜を含む層間
膜より薄く形成することを特徴とするものである。
め、請求項１に係る発明は、一次元又は二次元状に配列
された光電変換素子からなる受光部と、多層配線を有す
るＭＯＳＦＥＴなどからなる周辺回路部と、前記受光部
上に形成されたマイクロレンズ及び、又はカラーフィル
タとを少なくとも備えた固体撮像装置において、前記受
光部上の層間膜を前記周辺回路部上の保護膜を含む層間
膜より薄く形成することを特徴とするものである。
【００１３】このように受光部上の層間膜のみを選択的
に薄くする構成により、マイクロレンズによる集光率が
向上すると共に、カラーフィルタの混色などの問題が回
避され、優れた光学特性を備えた固体撮像装置が得られ
る。
に薄くする構成により、マイクロレンズによる集光率が
向上すると共に、カラーフィルタの混色などの問題が回
避され、優れた光学特性を備えた固体撮像装置が得られ
る。
【００１４】また請求項２に係る発明は、請求項１に係
る固体撮像装置の製造方法において、受光部及び周辺回
路部上に同一平面をなすように保護膜を含む層間膜を形
成したのち、前記受光部上の保護膜を含む層間膜のみを
選択的にエッチング除去し、前記受光部上の層間膜の厚
さを薄く形成することを特徴とするものであり、また請
求項３に係る発明は、請求項２に係る固体撮像装置の製
造方法において、前記受光部上の保護膜を含む層間膜の
選択的なエッチングに対するエッチングストッパー層を
形成して、前記受光部上の保護膜を含む層間膜をエッチ
ング除去することを特徴とするものである。
る固体撮像装置の製造方法において、受光部及び周辺回
路部上に同一平面をなすように保護膜を含む層間膜を形
成したのち、前記受光部上の保護膜を含む層間膜のみを
選択的にエッチング除去し、前記受光部上の層間膜の厚
さを薄く形成することを特徴とするものであり、また請
求項３に係る発明は、請求項２に係る固体撮像装置の製
造方法において、前記受光部上の保護膜を含む層間膜の
選択的なエッチングに対するエッチングストッパー層を
形成して、前記受光部上の保護膜を含む層間膜をエッチ
ング除去することを特徴とするものである。
【００１５】このような製造方法により、受光部上の層
間膜のみを選択的にエッチングすることによって、マイ
クロレンズあるいはカラーフィルタに適した層間膜の膜
厚の調整が可能になると共に、エッチングストッパー層
を用いることにより、安定した製造が可能となる。
間膜のみを選択的にエッチングすることによって、マイ
クロレンズあるいはカラーフィルタに適した層間膜の膜
厚の調整が可能になると共に、エッチングストッパー層
を用いることにより、安定した製造が可能となる。
【００１６】
【発明の実施の形態】次に、発明の実施の形態について
説明する。図１は本発明に係る固体撮像装置の実施の形
態を示す部分拡大断面図である。この実施の形態では、
マイクロレンズとカラーフィルタの両方を備えた固体撮
像装置を例示している。図１において、１は半導体基
板、２は受光部、３は周辺回路部、４は光電変換素子、
５は受光部内の配線、６は周辺回路部内の配線、７はカ
ラーフィルタ、８はマイクロレンズ、９はエッチングス
トッパー層、10は平坦化層、11は層間膜、12は保護膜で
ある。なお、光電変換素子の種類は限定されるものでは
なく、どのような種類のものにでも本発明は適用するこ
とができる。
説明する。図１は本発明に係る固体撮像装置の実施の形
態を示す部分拡大断面図である。この実施の形態では、
マイクロレンズとカラーフィルタの両方を備えた固体撮
像装置を例示している。図１において、１は半導体基
板、２は受光部、３は周辺回路部、４は光電変換素子、
５は受光部内の配線、６は周辺回路部内の配線、７はカ
ラーフィルタ、８はマイクロレンズ、９はエッチングス
トッパー層、10は平坦化層、11は層間膜、12は保護膜で
ある。なお、光電変換素子の種類は限定されるものでは
なく、どのような種類のものにでも本発明は適用するこ
とができる。
【００１７】本発明においては、半導体基板１上に形成
された受光部２と信号処理などの周辺回路部３におい
て、双方の保護膜を含む層間膜の厚さを同一にするので
はなく、受光部内の層間膜の膜厚diを、周辺回路部内の
保護膜を含む層間膜の膜厚dcより薄く形成し、カラーフ
ィルタ７及びマイクロレンズ８に対して最適な膜厚とし
ている。したがって、周辺回路部の多層配線化に伴う層
間膜の厚膜化においても、従来例に示す様な集光率の低
下、光学系Ｆ値に依存したシェーディング、あるいは混
色などの光学的な不具合は生じない固体撮像装置を実現
することができる。
された受光部２と信号処理などの周辺回路部３におい
て、双方の保護膜を含む層間膜の厚さを同一にするので
はなく、受光部内の層間膜の膜厚diを、周辺回路部内の
保護膜を含む層間膜の膜厚dcより薄く形成し、カラーフ
ィルタ７及びマイクロレンズ８に対して最適な膜厚とし
ている。したがって、周辺回路部の多層配線化に伴う層
間膜の厚膜化においても、従来例に示す様な集光率の低
下、光学系Ｆ値に依存したシェーディング、あるいは混
色などの光学的な不具合は生じない固体撮像装置を実現
することができる。
【００１８】次に、このような構成の固体撮像装置の製
造方法の実施の形態を、工程順に概略を示した図２〜図
６の部分拡大断面図に基づいて説明する。なお、図２〜
図６において、図１に示した固体撮像装置と同一の構成
要素及び同一の機能を有する構成要素には同一の符号を
付して示している。
造方法の実施の形態を、工程順に概略を示した図２〜図
６の部分拡大断面図に基づいて説明する。なお、図２〜
図６において、図１に示した固体撮像装置と同一の構成
要素及び同一の機能を有する構成要素には同一の符号を
付して示している。
【００１９】まず、図２に示すように、半導体基板１上
に、受光部２においては光電変換素子４，周辺回路部３
においては駆動、制御、信号処理などの回路（図示せ
ず）を形成する。続いて、一般的な半導体製造技術を用
いて信号配線５及び６を形成する。ここで、受光部２に
必要とされるのはバイアス等の入力及び画像信号の出力
であり、せいぜい配線は２〜３層程度で済む。一方、周
辺回路部３では、信号処理回路などに付加機能の盛り込
みにより、集積化が進むことで多層化が必須となると共
に、更に素子の微細化によっても、より多層化が必要と
なる。すなわちＳＯＳ（システム オン シリコン）形
態をなす固体撮像装置においては微細化により周辺信号
処理回路などの多層化は一層進み、少なくとも、受光部
に必要とされる配線層以上の多層化が必要となる。
に、受光部２においては光電変換素子４，周辺回路部３
においては駆動、制御、信号処理などの回路（図示せ
ず）を形成する。続いて、一般的な半導体製造技術を用
いて信号配線５及び６を形成する。ここで、受光部２に
必要とされるのはバイアス等の入力及び画像信号の出力
であり、せいぜい配線は２〜３層程度で済む。一方、周
辺回路部３では、信号処理回路などに付加機能の盛り込
みにより、集積化が進むことで多層化が必須となると共
に、更に素子の微細化によっても、より多層化が必要と
なる。すなわちＳＯＳ（システム オン シリコン）形
態をなす固体撮像装置においては微細化により周辺信号
処理回路などの多層化は一層進み、少なくとも、受光部
に必要とされる配線層以上の多層化が必要となる。
【００２０】次に、受光部の配線プロセス及び周辺回路
部の一部の配線プロセスが終了し、受光部及び周辺回路
部に対して層間膜11が形成される。引き続き受光部及び
周辺回路部を含む全面に、最上面に形成される保護膜を
含む層間膜をエッチング除去する際に用いるエッチング
ストッパー層９を、ＣＶＤ法あるいは回転塗布法などに
より形成する。ここでエッチング除去する保護膜を含む
層間膜がシリコン酸化膜であれば、エッチングストッパ
ー層９にはシリコン窒化膜が好ましい。エッチングスト
ッパー層９に要求される性能は、保護膜を含む層間膜の
エッチング時にエッチング選択性が有ればよく、特に材
料が限定されるものではない。なお、ここでは受光部に
対して保護膜となる層間膜11の形成後にエッチングスト
ッパー層９を形成しているが、マイクロレンズやカラー
フィルタに適した層間膜の膜厚の調整のため、受光部の
配線終了後の層間膜中にはどこにエッチングストッパー
層を形成してもよい。エッチングストッパー層９を形成
した後は、引き続き多層配線プロセスにて周辺回路部の
残りの配線を形成して最終の保護膜12を形成し、パッド
開口等の最終製造工程を行う。
部の一部の配線プロセスが終了し、受光部及び周辺回路
部に対して層間膜11が形成される。引き続き受光部及び
周辺回路部を含む全面に、最上面に形成される保護膜を
含む層間膜をエッチング除去する際に用いるエッチング
ストッパー層９を、ＣＶＤ法あるいは回転塗布法などに
より形成する。ここでエッチング除去する保護膜を含む
層間膜がシリコン酸化膜であれば、エッチングストッパ
ー層９にはシリコン窒化膜が好ましい。エッチングスト
ッパー層９に要求される性能は、保護膜を含む層間膜の
エッチング時にエッチング選択性が有ればよく、特に材
料が限定されるものではない。なお、ここでは受光部に
対して保護膜となる層間膜11の形成後にエッチングスト
ッパー層９を形成しているが、マイクロレンズやカラー
フィルタに適した層間膜の膜厚の調整のため、受光部の
配線終了後の層間膜中にはどこにエッチングストッパー
層を形成してもよい。エッチングストッパー層９を形成
した後は、引き続き多層配線プロセスにて周辺回路部の
残りの配線を形成して最終の保護膜12を形成し、パッド
開口等の最終製造工程を行う。
【００２１】続いて図３に示すように、受光部２のみを
開口するようなレジストマスク13をフォトリソグラフィ
ーにて形成する。更に図４に示すように、エッチングを
行い受光部２におけるエッチングストッパー層９が完全
に露出するまで、保護膜12を含む層間膜のエッチングを
行う。ここで行うエッチングは、ＨＦ系の溶液によるウ
エットエッチングがエッチング制御、あるいは後述する
カラーフィルタ又はマイクロレンズ材料の塗布均一性の
観点で好ましい。特に後者のカラーフィルタ又はマイク
ロレンズ材料の塗布均一性は、カラーフィルタあるいは
マイクロレンズ材料を回転塗布にて形成する際に、局所
的な膜厚むらを回避する意味で重要になる。一方、上記
レジストマスクのデザインルールが細かくウエットエッ
チングでは困難な場合は、ＲＩＥ等のドライエッチング
でも構わない。この場合は選択性の観点からレジストマ
スクを厚くする、あるいは上述したカラーフィルタ又は
マイクロレンズ材料の塗布性を考慮したエッチング形状
にする必要がある。
開口するようなレジストマスク13をフォトリソグラフィ
ーにて形成する。更に図４に示すように、エッチングを
行い受光部２におけるエッチングストッパー層９が完全
に露出するまで、保護膜12を含む層間膜のエッチングを
行う。ここで行うエッチングは、ＨＦ系の溶液によるウ
エットエッチングがエッチング制御、あるいは後述する
カラーフィルタ又はマイクロレンズ材料の塗布均一性の
観点で好ましい。特に後者のカラーフィルタ又はマイク
ロレンズ材料の塗布均一性は、カラーフィルタあるいは
マイクロレンズ材料を回転塗布にて形成する際に、局所
的な膜厚むらを回避する意味で重要になる。一方、上記
レジストマスクのデザインルールが細かくウエットエッ
チングでは困難な場合は、ＲＩＥ等のドライエッチング
でも構わない。この場合は選択性の観点からレジストマ
スクを厚くする、あるいは上述したカラーフィルタ又は
マイクロレンズ材料の塗布性を考慮したエッチング形状
にする必要がある。
【００２２】続いて、受光部上の不要な保護膜12を含む
層間膜のエッチング除去が終了した時点で、レジストマ
スク13を酸素プラズマ及びレジスト剥離液にて除去す
る。引き続き、エッチングストッパー層９をウエットあ
るいはドライ処理にてエッチングする。この場合のエッ
チングは、下地層間膜11に対してエッチング選択性の高
い条件で行うのが好ましい。この処理後の状態は図５に
示すようになる。なお、図５では受光部内の層間膜11の
上部は平坦に図示しているが、実際は下地の配線５を反
映した凹凸段差が生じており、必要に応じて平坦化膜を
形成する。続いて図６に示すように、カラーフィルタ７
を形成する工程、及びマイクロレンズ８を形成する工程
を行うが、前述のように必要に応じて受光部内の層間膜
11の上部に平坦化膜10を設ける。以上の工程によって、
本実施の形態に係る固体撮像装置が完成する。
層間膜のエッチング除去が終了した時点で、レジストマ
スク13を酸素プラズマ及びレジスト剥離液にて除去す
る。引き続き、エッチングストッパー層９をウエットあ
るいはドライ処理にてエッチングする。この場合のエッ
チングは、下地層間膜11に対してエッチング選択性の高
い条件で行うのが好ましい。この処理後の状態は図５に
示すようになる。なお、図５では受光部内の層間膜11の
上部は平坦に図示しているが、実際は下地の配線５を反
映した凹凸段差が生じており、必要に応じて平坦化膜を
形成する。続いて図６に示すように、カラーフィルタ７
を形成する工程、及びマイクロレンズ８を形成する工程
を行うが、前述のように必要に応じて受光部内の層間膜
11の上部に平坦化膜10を設ける。以上の工程によって、
本実施の形態に係る固体撮像装置が完成する。
【００２３】なお、本実施の形態では、ＳＯＳ形態の固
体撮像装置について説明を行ったが、これに限定される
ことなく、一般的な固体撮像装置に対しても、本発明を
適用することが可能である。
体撮像装置について説明を行ったが、これに限定される
ことなく、一般的な固体撮像装置に対しても、本発明を
適用することが可能である。
【００２４】このように、受光部上の層間膜のみを選択
的に薄くする構成により、マイクロレンズやカラーフィ
ルタの特性を損なわず、マイクロレンズによる集光効果
を十分発揮させると共に、カラーフィルタの混色などの
不具合を解消して、優れた光学特性が得られる。また、
受光部上の層間膜のみを選択的にエッチングすることに
よって、マイクロレンズあるいはカラーフィルタに適し
た層間膜の膜厚の調整が可能となり、エッチングストッ
パー層により安定した製造が可能となる。
的に薄くする構成により、マイクロレンズやカラーフィ
ルタの特性を損なわず、マイクロレンズによる集光効果
を十分発揮させると共に、カラーフィルタの混色などの
不具合を解消して、優れた光学特性が得られる。また、
受光部上の層間膜のみを選択的にエッチングすることに
よって、マイクロレンズあるいはカラーフィルタに適し
た層間膜の膜厚の調整が可能となり、エッチングストッ
パー層により安定した製造が可能となる。
【００２５】
【発明の効果】以上、実施の形態に基づいて説明したよ
うに、本発明によれば、素子の微細化、あるいは機能付
加による多層配線化においても、受光部上の層間膜のみ
を選択的に薄くする構成により、マイクロレンズやカラ
ーフィルタの特性を損なわず、マイクロレンズによる集
光効果を十分発揮させると共に、カラーフィルタの混色
などの不具合を解消して、優れた光学特性もつ固体撮像
装置を実現できる。また、受光部上の層間膜のみを選択
的にエッチングすることによって、マイクロレンズある
いはカラーフィルタに適した層間膜の膜厚の調整が可能
になると共に、エッチングストッパー層を用いることに
より、受光部上の層間膜のみ選択的に薄くした固体撮像
装置の安定した製造が可能となる。
うに、本発明によれば、素子の微細化、あるいは機能付
加による多層配線化においても、受光部上の層間膜のみ
を選択的に薄くする構成により、マイクロレンズやカラ
ーフィルタの特性を損なわず、マイクロレンズによる集
光効果を十分発揮させると共に、カラーフィルタの混色
などの不具合を解消して、優れた光学特性もつ固体撮像
装置を実現できる。また、受光部上の層間膜のみを選択
的にエッチングすることによって、マイクロレンズある
いはカラーフィルタに適した層間膜の膜厚の調整が可能
になると共に、エッチングストッパー層を用いることに
より、受光部上の層間膜のみ選択的に薄くした固体撮像
装置の安定した製造が可能となる。
【図１】本発明に係る固体撮像装置の実施の形態を示す
概略部分拡大断面図である。
概略部分拡大断面図である。
【図２】図１に示した実施の形態に係る固体撮像装置の
製造工程を示す断面図である。
製造工程を示す断面図である。
【図３】図２に示した製造工程に続く製造工程を示す断
面図である。
面図である。
【図４】図３に示した製造工程に続く製造工程を示す断
面図である。
面図である。
【図５】図４に示した製造工程に続く製造工程を示す断
面図である。
面図である。
【図６】図５に示した製造工程に続く製造工程を示す断
面図である。
面図である。
【図７】従来のＳＯＳ構成の固体撮像装置の構成例と、
それにおける問題点を示す図である。
それにおける問題点を示す図である。
１ 半導体基板 ２ 受光部 ３ 周辺回路部 ４ 光電変換素子 ５ 受光部内配線 ６ 周辺回路部内配線 ７ カラーフィルタ ８ マイクロレンズ ９ エッチングストッパー層 10 平坦化層 11 層間膜 12 保護膜 13 レジストマスク
フロントページの続き Ｆターム(参考） 2H048 BB02 BB10 BB13 BB46 4M118 AA05 AA10 AB01 BA09 CA02 CA31 FA06 FA08 GC07 GD07 5C024 AA01 CA31 EA04 EA08 FA01 FA02 FA11
Claims (3)
- 【請求項１】 一次元又は二次元状に配列された光電変
換素子からなる受光部と、多層配線を有するＭＯＳＦＥ
Ｔなどからなる周辺回路部と、前記受光部上に形成され
たマイクロレンズ及び、又はカラーフィルタとを少なく
とも備えた固体撮像装置において、前記受光部上の層間
膜を前記周辺回路部上の保護膜を含む層間膜より薄く形
成することを特徴とする固体撮像装置。 - 【請求項２】 前記請求項１に係る固体撮像装置の製造
方法において、受光部及び周辺回路部上に同一平面をな
すように保護膜を含む層間膜を形成したのち、前記受光
部上の保護膜を含む層間膜のみを選択的にエッチング除
去し、前記受光部上の層間膜の厚さを薄く形成すること
を特徴とする固体撮像装置の製造方法。 - 【請求項３】 前記受光部上の保護膜を含む層間膜の選
択的なエッチングに対するエッチングストッパー層を形
成して、前記受光部上の保護膜を含む層間膜をエッチン
グ除去することを特徴とする請求項２に係る固体撮像装
置の製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP33648398A JP2000150846A (ja) | 1998-11-12 | 1998-11-12 | 固体撮像装置及びその製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP33648398A JP2000150846A (ja) | 1998-11-12 | 1998-11-12 | 固体撮像装置及びその製造方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2000150846A true JP2000150846A (ja) | 2000-05-30 |
Family
ID=18299607
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP33648398A Pending JP2000150846A (ja) | 1998-11-12 | 1998-11-12 | 固体撮像装置及びその製造方法 |
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| Country | Link |
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| JP (1) | JP2000150846A (ja) |
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