JP2003229551A - 固体撮像装置の製造方法 - Google Patents
固体撮像装置の製造方法Info
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 オンチップマイクロレンズの表面に撮像ムラ
の原因となる不均一性を生じることなく、パッド窓開口
用レジストの剥離除去を容易にするとともに、パッド部
のアルミ電極の膜減りを防止してワイヤーボンディング
の機械的強度を維持する。 【解決手段】 オンチップマイクロレンズ２２を形成し
た後に、パッド部１４に対応するオンチップマイクロレ
ンズ２２の部分を除去してパッド窓２８を形成し、オン
チップマイクロレンズの表面を均一にする。また、酸素
ガスのみを用いたプラズマドライエッチング処理によっ
て、パッド窓開口用レジスト２４の硬化膜の生成を低減
する。さらに、パッド部１４のアルミ電極の膜減りを防
止する。
の原因となる不均一性を生じることなく、パッド窓開口
用レジストの剥離除去を容易にするとともに、パッド部
のアルミ電極の膜減りを防止してワイヤーボンディング
の機械的強度を維持する。 【解決手段】 オンチップマイクロレンズ２２を形成し
た後に、パッド部１４に対応するオンチップマイクロレ
ンズ２２の部分を除去してパッド窓２８を形成し、オン
チップマイクロレンズの表面を均一にする。また、酸素
ガスのみを用いたプラズマドライエッチング処理によっ
て、パッド窓開口用レジスト２４の硬化膜の生成を低減
する。さらに、パッド部１４のアルミ電極の膜減りを防
止する。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は固体撮像装置の製造
方法に関し、特に、オンチップマイクロレンズを有する
固体撮像装置の製造方法に関する。
方法に関し、特に、オンチップマイクロレンズを有する
固体撮像装置の製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】オンチップマイクロレンズを有する固体
撮像装置において、センサー部である光電変換部の近傍
にあるボンディングパッド部（以下、「パッド部」と称
する）にワイヤーボンディングするために、パッド部の
上面に形成されている有機系材料膜にパッド窓を開口す
るための加工が必要となる。この加工方法として従来か
ら知られている代表的なものに図４及び図５に示す２つ
の先行技術の例がある。図４及び図５は、いずれも固体
撮像装置の製造工程の途中経過を表す部分的な断面図で
ある。
撮像装置において、センサー部である光電変換部の近傍
にあるボンディングパッド部（以下、「パッド部」と称
する）にワイヤーボンディングするために、パッド部の
上面に形成されている有機系材料膜にパッド窓を開口す
るための加工が必要となる。この加工方法として従来か
ら知られている代表的なものに図４及び図５に示す２つ
の先行技術の例がある。図４及び図５は、いずれも固体
撮像装置の製造工程の途中経過を表す部分的な断面図で
ある。
【０００３】まず、図４の先行技術における製造方法に
ついて説明する。図４（ａ）において、半導体基板３２
はシリコン基板等からなり、その上面の所定位置にはア
ルミ電極からなるパッド部３４が形成されている。ま
た、図には示されていないが、半導体基板３２の光電変
換領域には、光を受光して電荷に変換するフォトダイオ
ード、電荷を転送する電荷転送部、転送クロック信号を
印加するポリシリコン電極、絶縁膜、フォトダイオード
以外の表面を遮光する遮光膜等が形成されている。この
光電変換領域及びパッド部３４を含む半導体基板３２の
上面には、その表面の凹凸を抑制するためにアクリル系
樹脂等からなる平坦化膜３６が形成されている。さら
に、半導体基板３２の光電変換領域に対応する平坦化膜
３６の部分に、色素含有感光性樹脂を用いてフォトリソ
グラフィ法や染色法等によりカラーフィルタ膜３８が形
成されている。
ついて説明する。図４（ａ）において、半導体基板３２
はシリコン基板等からなり、その上面の所定位置にはア
ルミ電極からなるパッド部３４が形成されている。ま
た、図には示されていないが、半導体基板３２の光電変
換領域には、光を受光して電荷に変換するフォトダイオ
ード、電荷を転送する電荷転送部、転送クロック信号を
印加するポリシリコン電極、絶縁膜、フォトダイオード
以外の表面を遮光する遮光膜等が形成されている。この
光電変換領域及びパッド部３４を含む半導体基板３２の
上面には、その表面の凹凸を抑制するためにアクリル系
樹脂等からなる平坦化膜３６が形成されている。さら
に、半導体基板３２の光電変換領域に対応する平坦化膜
３６の部分に、色素含有感光性樹脂を用いてフォトリソ
グラフィ法や染色法等によりカラーフィルタ膜３８が形
成されている。
【０００４】次に、平坦化膜３６の上面にスチレン系樹
脂等からなる透明な感光性樹脂を塗布して、図４（ｂ）
に示すように、透明有機系膜４０が形成される。後述す
るように、この透明有機系膜４０はレンズ材を構成す
る。また、この透明有機系膜４０の形成と同時に、フォ
トリソグラフィ法によって、パッド部３４に対応する透
明有機系膜４０の位置にパッド窓用の開口部４２を形成
する。
脂等からなる透明な感光性樹脂を塗布して、図４（ｂ）
に示すように、透明有機系膜４０が形成される。後述す
るように、この透明有機系膜４０はレンズ材を構成す
る。また、この透明有機系膜４０の形成と同時に、フォ
トリソグラフィ法によって、パッド部３４に対応する透
明有機系膜４０の位置にパッド窓用の開口部４２を形成
する。
【０００５】次に、開口部４２及びカラーフィルタ３８
に対応する透明有機系膜４０の上面に感光性樹脂膜を形
成し、図４（ｃ）に示すように、フォトリソグラフィ法
及び熱リフロー法によりマイクロレンズ形状の透明樹脂
膜４４を形成する。この場合の熱リフローは、最適なレ
ンズ形状を形成するために、例えば１５０℃から１８０
℃の温度で１２０秒から２４０秒の間で行なわれる。
に対応する透明有機系膜４０の上面に感光性樹脂膜を形
成し、図４（ｃ）に示すように、フォトリソグラフィ法
及び熱リフロー法によりマイクロレンズ形状の透明樹脂
膜４４を形成する。この場合の熱リフローは、最適なレ
ンズ形状を形成するために、例えば１５０℃から１８０
℃の温度で１２０秒から２４０秒の間で行なわれる。
【０００６】次に、異方性プラズマドライエッチングに
よって透明樹脂膜４４のマイクロレンズ形状をレンズ材
である透明有機系膜４０に転写して、図４（ｄ）に示す
ように、オンチップマイクロレンズ４６を形成する、ま
た同時に、パッド部３４の上面にある透明有機系膜４０
にエッチングを行なってパッド窓４８を形成する。
よって透明樹脂膜４４のマイクロレンズ形状をレンズ材
である透明有機系膜４０に転写して、図４（ｄ）に示す
ように、オンチップマイクロレンズ４６を形成する、ま
た同時に、パッド部３４の上面にある透明有機系膜４０
にエッチングを行なってパッド窓４８を形成する。
【０００７】次に、図５の先行技術における製造方法に
ついて説明する。図５（ａ）において、半導体基板３２
はシリコン基板等からなり、その上面の所定位置にはア
ルミ電極からなるパッド部３４が形成されている。ま
た、上記した先行技術の場合と同様に図には示されてい
ないが、半導体基板３２の光電変換領域には、フォトダ
イオード、電荷転送部、ポリシリコン電極、絶縁膜、遮
光膜等が形成されている。また、光電変換領域及びパッ
ド部３４を含む半導体基板３２の上面には、その表面の
凹凸をを抑制するためにアクリル系樹脂等からなる平坦
化膜３６が形成され、平坦化膜３６の上面の所定部分に
カラーフィルタ膜３８が形成されている。さらに、カラ
ーフィルタ膜３８を含む平坦化膜３６の上面には、マイ
クロレンズ形成用の下地平坦化のために、アクリル系樹
脂等からなる平坦化膜５０が形成されている。
ついて説明する。図５（ａ）において、半導体基板３２
はシリコン基板等からなり、その上面の所定位置にはア
ルミ電極からなるパッド部３４が形成されている。ま
た、上記した先行技術の場合と同様に図には示されてい
ないが、半導体基板３２の光電変換領域には、フォトダ
イオード、電荷転送部、ポリシリコン電極、絶縁膜、遮
光膜等が形成されている。また、光電変換領域及びパッ
ド部３４を含む半導体基板３２の上面には、その表面の
凹凸をを抑制するためにアクリル系樹脂等からなる平坦
化膜３６が形成され、平坦化膜３６の上面の所定部分に
カラーフィルタ膜３８が形成されている。さらに、カラ
ーフィルタ膜３８を含む平坦化膜３６の上面には、マイ
クロレンズ形成用の下地平坦化のために、アクリル系樹
脂等からなる平坦化膜５０が形成されている。
【０００８】次に、図５（ｂ）に示すように、レンズ材
となる透明なマイクロレンズ形状の感光性樹脂４２を塗
布して、フォトリソグラフィ法及び熱リフロー法により
感光性樹脂４２と平坦化膜５０とを一体化して、カラー
フィルタ膜３８の上面にオンチップマイクロレンズ４６
が形成される。次に、パッド窓用レジストを塗布した
後、フォトリソグラフィ法によって、図５（ｃ）に示す
ように、パッド部３４に対応するパッド窓用レジスト４
０の部分にパッド窓用の開口部４２が形成される。
となる透明なマイクロレンズ形状の感光性樹脂４２を塗
布して、フォトリソグラフィ法及び熱リフロー法により
感光性樹脂４２と平坦化膜５０とを一体化して、カラー
フィルタ膜３８の上面にオンチップマイクロレンズ４６
が形成される。次に、パッド窓用レジストを塗布した
後、フォトリソグラフィ法によって、図５（ｃ）に示す
ように、パッド部３４に対応するパッド窓用レジスト４
０の部分にパッド窓用の開口部４２が形成される。
【０００９】次に、フッ化系ガス（ＣＦ４）及び酸素ガ
ス（Ｏ２）のエッチングガスを用いたプラズマドライエ
ッチングによって、図５（ｃ）に示すように、パッド部
３４の上面に対応する平坦化膜５０及び平坦化膜３６の
部分を除去してパッド窓５２を形成する。このときに、
プラズマによってパッド窓開口用レジスト４０の上面に
硬化膜が形成される。このため、有機溶剤によるレジス
ト剥離が困難になるので、溶解性及び揮発性の高い溶剤
によってパッド窓用レジスト４０を剥離除去し、図５
（ｅ）に示すような固体撮像装置を形成する。
ス（Ｏ２）のエッチングガスを用いたプラズマドライエ
ッチングによって、図５（ｃ）に示すように、パッド部
３４の上面に対応する平坦化膜５０及び平坦化膜３６の
部分を除去してパッド窓５２を形成する。このときに、
プラズマによってパッド窓開口用レジスト４０の上面に
硬化膜が形成される。このため、有機溶剤によるレジス
ト剥離が困難になるので、溶解性及び揮発性の高い溶剤
によってパッド窓用レジスト４０を剥離除去し、図５
（ｅ）に示すような固体撮像装置を形成する。
【００１０】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記従
来の固体撮像装置の製造方法には種々の問題点があっ
た。まず、図４に示した製造方法においては、パッド窓
４８用の開口部４２の加工がマイクロレンズ形状の形成
前に行なわれるため、図４（ｃ）に示す感光性樹脂４４
を塗布したときに開口部４２の段差の影響によって塗布
ムラが生じてしまう。その結果として、オンチップマイ
クロレンズ４６に不均一性が生じて、撮像ムラの原因に
なるという問題があった。
来の固体撮像装置の製造方法には種々の問題点があっ
た。まず、図４に示した製造方法においては、パッド窓
４８用の開口部４２の加工がマイクロレンズ形状の形成
前に行なわれるため、図４（ｃ）に示す感光性樹脂４４
を塗布したときに開口部４２の段差の影響によって塗布
ムラが生じてしまう。その結果として、オンチップマイ
クロレンズ４６に不均一性が生じて、撮像ムラの原因に
なるという問題があった。
【００１１】また、図４（ｄ）に示すように、マイクロ
レンズ形状の感光性樹脂４４を転写する工程とパッド窓
４８を形成する工程とを同時に行なっているので、有機
材料膜である平坦化膜３６とアルミ電極からなるパッド
部３４とのエッチング選択比が十分でない場合には、プ
ラズマドライエッチングによってパッド部３４の膜減り
が生じ、ワイヤーボンディングの機械的強度が低下して
ボンディング不良が発生するという問題があった。
レンズ形状の感光性樹脂４４を転写する工程とパッド窓
４８を形成する工程とを同時に行なっているので、有機
材料膜である平坦化膜３６とアルミ電極からなるパッド
部３４とのエッチング選択比が十分でない場合には、プ
ラズマドライエッチングによってパッド部３４の膜減り
が生じ、ワイヤーボンディングの機械的強度が低下して
ボンディング不良が発生するという問題があった。
【００１２】この対策として、特開平１１−１４５４３
９号公報に開示されているような、パッド部３４の上面
にアルミ電極保護のための有機膜を形成する提案がなさ
れている。しかしながら、プラズマドライエッチングの
エッチング量が膜の面内及び面間でばらつきをもってい
るので、アルミ電極保護のための有機膜がパッド部３４
の上面から完全に除去されるためには、エッチング量に
ある程度のマージン（強めのエッチング）をもたせる必
要があり、少なからずパッド部３４の膜減りは避けられ
ない。このため、ワイヤーボンディングの十分な機械的
強度の保証が得られない。
９号公報に開示されているような、パッド部３４の上面
にアルミ電極保護のための有機膜を形成する提案がなさ
れている。しかしながら、プラズマドライエッチングの
エッチング量が膜の面内及び面間でばらつきをもってい
るので、アルミ電極保護のための有機膜がパッド部３４
の上面から完全に除去されるためには、エッチング量に
ある程度のマージン（強めのエッチング）をもたせる必
要があり、少なからずパッド部３４の膜減りは避けられ
ない。このため、ワイヤーボンディングの十分な機械的
強度の保証が得られない。
【００１３】パッド部３４は、アルミ電極以外の膜も含
んでいるので、もともとかなりの膜厚をなっている。こ
のため、マイクロレンズ形状の感光性樹脂４４を塗布す
るときのみならず、カラーフィルタ膜や平坦化膜と塗布
する際にも、パッド部３４の段差の影響で塗布ムラを生
じてしまう。このため、マイクロレンズ形状を塗布する
工程だけでなく他の工程によっても、撮像ムラの原因と
なるオンチップマイクロレンズ４６の表面に不均一性が
生じていた。
んでいるので、もともとかなりの膜厚をなっている。こ
のため、マイクロレンズ形状の感光性樹脂４４を塗布す
るときのみならず、カラーフィルタ膜や平坦化膜と塗布
する際にも、パッド部３４の段差の影響で塗布ムラを生
じてしまう。このため、マイクロレンズ形状を塗布する
工程だけでなく他の工程によっても、撮像ムラの原因と
なるオンチップマイクロレンズ４６の表面に不均一性が
生じていた。
【００１４】次に、図５に示した従来例の製造方法にお
いては、マイクロレンズ形状の感光性樹脂４４を塗布す
るときに、表面に段差がないので塗布ムラは生じない
が、プラズマによってパッド窓開口用レジスト４０の上
面に形成された相当な膜厚の硬化膜を剥離除去するため
に、溶解性及び揮発性の高い溶剤を用いる必要がある。
その結果、形成されているオンチップマイクロレンズ４
６に形状の変化や表面損傷によって表面に不均一性が生
じてしまうため、撮像ムラの原因になるという問題があ
った。
いては、マイクロレンズ形状の感光性樹脂４４を塗布す
るときに、表面に段差がないので塗布ムラは生じない
が、プラズマによってパッド窓開口用レジスト４０の上
面に形成された相当な膜厚の硬化膜を剥離除去するため
に、溶解性及び揮発性の高い溶剤を用いる必要がある。
その結果、形成されているオンチップマイクロレンズ４
６に形状の変化や表面損傷によって表面に不均一性が生
じてしまうため、撮像ムラの原因になるという問題があ
った。
【００１５】また、図４の製造方法の場合と同様に、有
機材料膜である平坦化膜３６とアルミ電極からなるパッ
ド部３４とのエッチング選択比が十分でない場合には、
図５（ｄ）におけるプラズマドライエッチングによって
パッド部３４の膜減りが生じ、ワイヤーボンディングの
機械的強度が低下してボンディング不良が発生するとい
う問題があった。
機材料膜である平坦化膜３６とアルミ電極からなるパッ
ド部３４とのエッチング選択比が十分でない場合には、
図５（ｄ）におけるプラズマドライエッチングによって
パッド部３４の膜減りが生じ、ワイヤーボンディングの
機械的強度が低下してボンディング不良が発生するとい
う問題があった。
【００１６】本発明は、このような問題を解決するため
になされたもので、オンチップマイクロレンズの表面に
撮像ムラの原因となる不均一性を生じることなく、パッ
ド窓開口用レジストの剥離除去を容易にするとともに、
パッド部のアルミ電極の膜減りを防止してワイヤーボン
ディングの機械的強度を維持できる固体撮像装置の製造
方法を提供することを目的とする。
になされたもので、オンチップマイクロレンズの表面に
撮像ムラの原因となる不均一性を生じることなく、パッ
ド窓開口用レジストの剥離除去を容易にするとともに、
パッド部のアルミ電極の膜減りを防止してワイヤーボン
ディングの機械的強度を維持できる固体撮像装置の製造
方法を提供することを目的とする。
【００１７】
【課題を解決するための手段】本発明の固体撮像装置の
製造方法は、上記目的を達成するため、所定の光電変換
領域が形成された半導体基板の上面にボンディングパッ
ド部を形成する第１の工程と、前記ボンディングパッド
部を含む前記半導体基板の上側にオンチップマイクロレ
ンズを形成する第２の工程と、前記オンチップマイクロ
レンズの上面にレジストを塗布して前記ボンディングパ
ッド部に対応する前記レジストに開口部を形成する第３
の工程と、前記レジストの開口部に対応する前記オンチ
ップマイクロレンズの部分を除去して前記ボンディング
パッド部の上面を露出させる第４の工程とを有すること
を特徴とする。
製造方法は、上記目的を達成するため、所定の光電変換
領域が形成された半導体基板の上面にボンディングパッ
ド部を形成する第１の工程と、前記ボンディングパッド
部を含む前記半導体基板の上側にオンチップマイクロレ
ンズを形成する第２の工程と、前記オンチップマイクロ
レンズの上面にレジストを塗布して前記ボンディングパ
ッド部に対応する前記レジストに開口部を形成する第３
の工程と、前記レジストの開口部に対応する前記オンチ
ップマイクロレンズの部分を除去して前記ボンディング
パッド部の上面を露出させる第４の工程とを有すること
を特徴とする。
【００１８】本発明は上記構成により、オンチップマイ
クロレンズを形成した後に、ボンディングパッド部に対
応するオンチップマイクロレンズの部分を除去して開口
部を形成し、ボンディングパッド部の上面を露出させる
ことにより、オンチップマイクロレンズの形成過程にお
いて感光性樹脂膜の塗布ムラが生じないので、オンチッ
プマイクロレンズの表面に撮像ムラの原因となる不均一
性を生じることなく、パッド窓開口用レジストの剥離除
去を容易にする。また、酸素ガスのみを用いたプラズマ
ドライエッチング処理によってボンディングパッド部の
上面を露出させるので、ボンディングパッド部のアルミ
電極の膜減りを防止してワイヤーボンディングの機械的
強度を維持できる。
クロレンズを形成した後に、ボンディングパッド部に対
応するオンチップマイクロレンズの部分を除去して開口
部を形成し、ボンディングパッド部の上面を露出させる
ことにより、オンチップマイクロレンズの形成過程にお
いて感光性樹脂膜の塗布ムラが生じないので、オンチッ
プマイクロレンズの表面に撮像ムラの原因となる不均一
性を生じることなく、パッド窓開口用レジストの剥離除
去を容易にする。また、酸素ガスのみを用いたプラズマ
ドライエッチング処理によってボンディングパッド部の
上面を露出させるので、ボンディングパッド部のアルミ
電極の膜減りを防止してワイヤーボンディングの機械的
強度を維持できる。
【００１９】
【発明の実施の形態】次に、本発明による固体撮像装置
の製造方法における第１の実施の形態及び第２の実施の
形態について図を参照して説明する。まず、本発明の固
体撮像装置の製造方法における第１の実施の形態につい
て説明する。図１は、第１の実施の形態における固体撮
像装置の製造工程の途中経過を表す部分的な断面図であ
る。図１（ａ）において、半導体基板１２はシリコン基
板等からなり、その上面の所定位置には、スパッタリン
グ等によってアルミ膜を形成した後、フォトリソグラフ
ィによってアルミ電極のボンディングパッド部（以下、
「パッド部」と称する）１４が形成されている。また、
図には示されていないが、半導体基板１２の光電変換領
域には、光を受光して電荷に変換するフォトダイオー
ド、電荷を転送する電荷転送部、転送クロック信号を印
加するポリシリコン電極、絶縁膜、フォトダイオード以
外の表面を遮光する遮光膜等が形成されている。
の製造方法における第１の実施の形態及び第２の実施の
形態について図を参照して説明する。まず、本発明の固
体撮像装置の製造方法における第１の実施の形態につい
て説明する。図１は、第１の実施の形態における固体撮
像装置の製造工程の途中経過を表す部分的な断面図であ
る。図１（ａ）において、半導体基板１２はシリコン基
板等からなり、その上面の所定位置には、スパッタリン
グ等によってアルミ膜を形成した後、フォトリソグラフ
ィによってアルミ電極のボンディングパッド部（以下、
「パッド部」と称する）１４が形成されている。また、
図には示されていないが、半導体基板１２の光電変換領
域には、光を受光して電荷に変換するフォトダイオー
ド、電荷を転送する電荷転送部、転送クロック信号を印
加するポリシリコン電極、絶縁膜、フォトダイオード以
外の表面を遮光する遮光膜等が形成されている。
【００２０】この光電変換領域及びパッド部１４を含む
半導体基板１２の上面には、その表面の凹凸を抑制する
ために、アクリル樹脂、ポリミイド樹脂、イソシアネー
ト樹脂、ウレタン樹脂等のアクリル系樹脂からなる平坦
化膜１６がスピンコート等により形成されている。ま
た、図には示していないが、半導体基板１２の光電変換
領域に対応する平坦化膜１６の上面に、色素含有感光性
樹脂を用いてフォトリソグラフィ法や染色法等によりカ
ラーフィルタ膜が形成されている。
半導体基板１２の上面には、その表面の凹凸を抑制する
ために、アクリル樹脂、ポリミイド樹脂、イソシアネー
ト樹脂、ウレタン樹脂等のアクリル系樹脂からなる平坦
化膜１６がスピンコート等により形成されている。ま
た、図には示していないが、半導体基板１２の光電変換
領域に対応する平坦化膜１６の上面に、色素含有感光性
樹脂を用いてフォトリソグラフィ法や染色法等によりカ
ラーフィルタ膜が形成されている。
【００２１】次に、図１（ｂ）に示すように、平坦化膜
１６の上面にスチレン系樹脂等からなる透明なレンズ材
からなる感光性樹脂をスピンコート等により塗布して、
極めて平坦な表面をもつ透明有機系膜１８が形成され
る。次に、透明有機系膜１８の上面に感光性樹脂膜をス
ピンコート等により塗布する。この場合、透明有機系膜
１８の表面が極めて平坦であるので、感光性樹脂膜の塗
布ムラが生じない。この場合の感光性樹脂には、ノボラ
ック系等のポジ型のものと、ポリスチレン系等のネガ型
のものがある。
１６の上面にスチレン系樹脂等からなる透明なレンズ材
からなる感光性樹脂をスピンコート等により塗布して、
極めて平坦な表面をもつ透明有機系膜１８が形成され
る。次に、透明有機系膜１８の上面に感光性樹脂膜をス
ピンコート等により塗布する。この場合、透明有機系膜
１８の表面が極めて平坦であるので、感光性樹脂膜の塗
布ムラが生じない。この場合の感光性樹脂には、ノボラ
ック系等のポジ型のものと、ポリスチレン系等のネガ型
のものがある。
【００２２】この後、フォトリソグラフィ及び熱リフロ
ーによって、図１（ｃ）に示すように、マイクロレンズ
形状の感光性樹脂膜２０を形成する。具体的には、感光
性樹脂膜を紫外線で露光・現像させてパターニングし、
マイクロレンズ形状のマスクを形成する。この場合の熱
リフローは、最適なマイクロレンズ形状を形成するため
に、例えば１５０℃から１８０℃の温度で１２０秒から
２４０秒の間で行なわれる。
ーによって、図１（ｃ）に示すように、マイクロレンズ
形状の感光性樹脂膜２０を形成する。具体的には、感光
性樹脂膜を紫外線で露光・現像させてパターニングし、
マイクロレンズ形状のマスクを形成する。この場合の熱
リフローは、最適なマイクロレンズ形状を形成するため
に、例えば１５０℃から１８０℃の温度で１２０秒から
２４０秒の間で行なわれる。
【００２３】次に、異方性プラズマドライエッチング処
理によって、マイクロレンズ形状の感光性樹脂膜２０を
レンズ材である透明有機系膜１８に転写して、図１
（ｄ）に示すように、オンチップマイクロレンズ２２を
形成する。すなわち、パターニングされた感光性樹脂膜
２０をマスクとしてマイクロレンズ形状を透明有機系膜
１８に転写して、オンチップマイクロレンズ２２を形成
する。次に、オンチップマイクロレンズ２２の上面にパ
ッド窓開口用レジストを塗布し、フォトリソグラフィに
よって、図２（ｅ）に示すように、パッド窓開口用レジ
スト２４に開口部２６を形成する。すなわち、オンチッ
プマイクロレンズ２２を形成した後に、パッド窓開口用
レジスト２４に開口部２６を形成する。
理によって、マイクロレンズ形状の感光性樹脂膜２０を
レンズ材である透明有機系膜１８に転写して、図１
（ｄ）に示すように、オンチップマイクロレンズ２２を
形成する。すなわち、パターニングされた感光性樹脂膜
２０をマスクとしてマイクロレンズ形状を透明有機系膜
１８に転写して、オンチップマイクロレンズ２２を形成
する。次に、オンチップマイクロレンズ２２の上面にパ
ッド窓開口用レジストを塗布し、フォトリソグラフィに
よって、図２（ｅ）に示すように、パッド窓開口用レジ
スト２４に開口部２６を形成する。すなわち、オンチッ
プマイクロレンズ２２を形成した後に、パッド窓開口用
レジスト２４に開口部２６を形成する。
【００２４】次に、プラズマドライエッチング処理によ
って、パッド窓開口用レジスト２４の開口部２６の直下
に位置するオンチップマイクロレンズ２２の部分及びそ
の下の平坦化膜１６を除去し、図２（ｆ）に示すよう
に、パッド窓２８を形成してパッド部１４を露出させ
る。このプラズマドライエッチング処理においては、エ
ッチングガスとして酸素ガスのみを用いることにより、
パッド部１４のアルミ電極の膜減りを防止するととも
に、プラズマパワーをゼロとし、チャンバー温度を１０
０℃以下にすることにより、パッド窓開口用レジスト２
４の表面における硬化膜の生成を低減する。
って、パッド窓開口用レジスト２４の開口部２６の直下
に位置するオンチップマイクロレンズ２２の部分及びそ
の下の平坦化膜１６を除去し、図２（ｆ）に示すよう
に、パッド窓２８を形成してパッド部１４を露出させ
る。このプラズマドライエッチング処理においては、エ
ッチングガスとして酸素ガスのみを用いることにより、
パッド部１４のアルミ電極の膜減りを防止するととも
に、プラズマパワーをゼロとし、チャンバー温度を１０
０℃以下にすることにより、パッド窓開口用レジスト２
４の表面における硬化膜の生成を低減する。
【００２５】次に、アッシング処理によって、パッド窓
開口用レジスト２４の表面に生成した硬化膜を除去す
る。上記したように、この硬化膜は非常に薄いのでアッ
シング処理で簡単に除去できる。オンチップマイクロレ
ンズにダメージを与えることがない。この場合も、酸素
ガスのみを用いるとともに、プラズマパワーをゼロと
し、チャンバー温度を１００℃以下にする。次に、ＭＭ
ＰやＥＬ等のように溶解性及び揮発性の低い有機溶剤を
用いて、図２（ｇ）に示すように、パッド窓開口用レジ
スト２４を剥離除去することにより、オンチップマイク
ロレンズ２２の表面に形状変化及び損傷を与えないよう
にする。
開口用レジスト２４の表面に生成した硬化膜を除去す
る。上記したように、この硬化膜は非常に薄いのでアッ
シング処理で簡単に除去できる。オンチップマイクロレ
ンズにダメージを与えることがない。この場合も、酸素
ガスのみを用いるとともに、プラズマパワーをゼロと
し、チャンバー温度を１００℃以下にする。次に、ＭＭ
ＰやＥＬ等のように溶解性及び揮発性の低い有機溶剤を
用いて、図２（ｇ）に示すように、パッド窓開口用レジ
スト２４を剥離除去することにより、オンチップマイク
ロレンズ２２の表面に形状変化及び損傷を与えないよう
にする。
【００２６】以上のように、上記第１の実施の形態にお
ける固体撮像装置の製造方法によれば、オンチップマイ
クロレンズ２２を形成した後に、パッド部１４に対応す
るオンチップマイクロレンズ２２の部分を除去してパッ
ド窓２８を形成し、パッド部１４の上面を露出させるこ
とにより、オンチップマイクロレンズ２２の形成過程に
おいて感光性樹脂膜２０の塗布ムラが生じないので、オ
ンチップマイクロレンズ２２の表面に撮像ムラの原因と
なる不均一性を生じることがない。また、酸素ガスのみ
を用いたプラズマドライエッチング処理によって、パッ
ド窓開口用レジスト２４の硬化膜の生成を低減できるの
で、パッド窓開口用レジスト２４の剥離除去を容易にす
る。さらに、パッド部１４のアルミ電極の膜減りを防止
してワイヤーボンディングの機械的強度を維持できる。
ける固体撮像装置の製造方法によれば、オンチップマイ
クロレンズ２２を形成した後に、パッド部１４に対応す
るオンチップマイクロレンズ２２の部分を除去してパッ
ド窓２８を形成し、パッド部１４の上面を露出させるこ
とにより、オンチップマイクロレンズ２２の形成過程に
おいて感光性樹脂膜２０の塗布ムラが生じないので、オ
ンチップマイクロレンズ２２の表面に撮像ムラの原因と
なる不均一性を生じることがない。また、酸素ガスのみ
を用いたプラズマドライエッチング処理によって、パッ
ド窓開口用レジスト２４の硬化膜の生成を低減できるの
で、パッド窓開口用レジスト２４の剥離除去を容易にす
る。さらに、パッド部１４のアルミ電極の膜減りを防止
してワイヤーボンディングの機械的強度を維持できる。
【００２７】次に、本発明の固体撮像装置の製造方法に
おける第２の実施の形態について説明する。図３は、第
２の実施の形態における固体撮像装置の製造工程の途中
経過を表す部分的な断面図である。図３（ａ）におい
て、半導体基板１２はシリコン基板等からなり、その上
面の所定位置にはパッド部１４が形成されている。ま
た、図には示されていないが、第１の実施の形態の場合
と同様に、半導体基板１２の光電変換領域には、光を受
光して電荷に変換するフォトダイオード、電荷を転送す
る電荷転送部、転送クロック信号を印加するポリシリコ
ン電極、絶縁膜、フォトダイオード以外の表面を遮光す
る遮光膜等が形成されている。
おける第２の実施の形態について説明する。図３は、第
２の実施の形態における固体撮像装置の製造工程の途中
経過を表す部分的な断面図である。図３（ａ）におい
て、半導体基板１２はシリコン基板等からなり、その上
面の所定位置にはパッド部１４が形成されている。ま
た、図には示されていないが、第１の実施の形態の場合
と同様に、半導体基板１２の光電変換領域には、光を受
光して電荷に変換するフォトダイオード、電荷を転送す
る電荷転送部、転送クロック信号を印加するポリシリコ
ン電極、絶縁膜、フォトダイオード以外の表面を遮光す
る遮光膜等が形成されている。
【００２８】この光電変換領域及びパッド部１４を含む
半導体基板１２の上面には、その表面の凹凸を抑制する
ためにアクリル系樹脂等からなる平坦化膜１６がスピン
コート等により形成されている。また、図には示してい
ないが、半導体基板１２の光電変換領域に対応する平坦
化膜１６の上面に、色素含有感光性樹脂を用いてフォト
リソグラフィ法や染色法等によりカラーフィルタ膜が形
成されている。さらに、平坦化膜１６の上面にスチレン
系樹脂等からなる透明なレンズ材の平坦な表面をもつ透
明有機系膜１８が形成されている。
半導体基板１２の上面には、その表面の凹凸を抑制する
ためにアクリル系樹脂等からなる平坦化膜１６がスピン
コート等により形成されている。また、図には示してい
ないが、半導体基板１２の光電変換領域に対応する平坦
化膜１６の上面に、色素含有感光性樹脂を用いてフォト
リソグラフィ法や染色法等によりカラーフィルタ膜が形
成されている。さらに、平坦化膜１６の上面にスチレン
系樹脂等からなる透明なレンズ材の平坦な表面をもつ透
明有機系膜１８が形成されている。
【００２９】次に、透明有機系膜１８の上面にレンズ材
となる透明なマイクロレンズ形状の感光性樹脂をスピン
コート等により塗布する。この場合も第１の実施の形態
と同様に、透明有機系膜１８の表面が極めて平坦である
ので、感光性樹脂膜の塗布ムラが生じない。この後、フ
ォトリソグラフィ及び熱リフローによって、図３（ｂ）
に示すように、マイクロレンズ形状の感光性樹脂膜２０
が形成される。この場合の熱リフローは、最適なマイク
ロレンズ形状を形成するために、例えば１５０℃から１
８０℃の温度で１２０秒から２４０秒の間で行なわれ
る。
となる透明なマイクロレンズ形状の感光性樹脂をスピン
コート等により塗布する。この場合も第１の実施の形態
と同様に、透明有機系膜１８の表面が極めて平坦である
ので、感光性樹脂膜の塗布ムラが生じない。この後、フ
ォトリソグラフィ及び熱リフローによって、図３（ｂ）
に示すように、マイクロレンズ形状の感光性樹脂膜２０
が形成される。この場合の熱リフローは、最適なマイク
ロレンズ形状を形成するために、例えば１５０℃から１
８０℃の温度で１２０秒から２４０秒の間で行なわれ
る。
【００３０】次に、パッド窓用レジストを塗布した後、
フォトリソグラフィ法によって、図３（ｃ）に示すよう
に、パッド部１４に対応するパッド窓用レジスト２４の
部分にパッド窓用の開口部２６が形成される。次に、プ
ラズマドライエッチング処理によって、マイクロレンズ
形状の感光性樹脂膜２０をレンズ材である透明有機系膜
１８に転写して、オンチップマイクロレンズ２２を形成
するとともに、パッド窓開口用レジスト２４の開口部２
６における感光性樹脂膜２０及び透明有機系膜１８、並
びにその下の平坦化膜１６を除去し、図３（ｄ）に示す
ように、パッド窓２８を形成してパッド部１４を露出さ
せる。
フォトリソグラフィ法によって、図３（ｃ）に示すよう
に、パッド部１４に対応するパッド窓用レジスト２４の
部分にパッド窓用の開口部２６が形成される。次に、プ
ラズマドライエッチング処理によって、マイクロレンズ
形状の感光性樹脂膜２０をレンズ材である透明有機系膜
１８に転写して、オンチップマイクロレンズ２２を形成
するとともに、パッド窓開口用レジスト２４の開口部２
６における感光性樹脂膜２０及び透明有機系膜１８、並
びにその下の平坦化膜１６を除去し、図３（ｄ）に示す
ように、パッド窓２８を形成してパッド部１４を露出さ
せる。
【００３１】この場合のプラズマドライエッチング処理
においても、第１の実施の形態と同様に、エッチングガ
スとして酸素ガスのみを用いることにより、パッド部１
４のアルミ電極の膜減りを防止するとともに、プラズマ
パワーをゼロとし、チャンバー温度を１００℃以下にす
ることにより、パッド窓開口用レジスト２４の表面にお
ける硬化膜の生成を低減する。
においても、第１の実施の形態と同様に、エッチングガ
スとして酸素ガスのみを用いることにより、パッド部１
４のアルミ電極の膜減りを防止するとともに、プラズマ
パワーをゼロとし、チャンバー温度を１００℃以下にす
ることにより、パッド窓開口用レジスト２４の表面にお
ける硬化膜の生成を低減する。
【００３２】次に、アッシング処理によって、パッド窓
開口用レジスト２４の表面に生成した硬化膜を除去す
る。上記したように、この硬化膜は非常に薄いのでアッ
シング処理で簡単に除去できる。この場合も、酸素ガス
のみを用いるとともに、プラズマパワーをゼロとし、チ
ャンバー温度を１００℃以下にする。次に、ＭＭＰやＥ
Ｌ等のように溶解性及び揮発性の低い有機溶剤を用い
て、図３（ｅ）に示すように、パッド窓開口用レジスト
２４を剥離除去することにより、オンチップマイクロレ
ンズ２２の表面に形状変化及び損傷を与えないようにす
る。
開口用レジスト２４の表面に生成した硬化膜を除去す
る。上記したように、この硬化膜は非常に薄いのでアッ
シング処理で簡単に除去できる。この場合も、酸素ガス
のみを用いるとともに、プラズマパワーをゼロとし、チ
ャンバー温度を１００℃以下にする。次に、ＭＭＰやＥ
Ｌ等のように溶解性及び揮発性の低い有機溶剤を用い
て、図３（ｅ）に示すように、パッド窓開口用レジスト
２４を剥離除去することにより、オンチップマイクロレ
ンズ２２の表面に形状変化及び損傷を与えないようにす
る。
【００３３】以上のように、第２の実施の形態における
固体撮像装置の製造方法によれば、第１の実施の形態と
同様に、平坦な透明有機系膜１８の上面に感光性樹脂膜
２０を塗布することにより、感光性樹脂膜２０の塗布ム
ラが生じないので、オンチップマイクロレンズ２２の表
面に撮像ムラの原因となる不均一性を生じることがな
い。また、酸素ガスのみを用いたプラズマドライエッチ
ング処理によって、パッド窓開口用レジスト２４の硬化
膜の生成を低減できるので、パッド窓開口用レジスト２
４の剥離除去を容易にする。さらに、パッド部１４のア
ルミ電極の膜減りを防止してワイヤーボンディングの機
械的強度を維持できる。
固体撮像装置の製造方法によれば、第１の実施の形態と
同様に、平坦な透明有機系膜１８の上面に感光性樹脂膜
２０を塗布することにより、感光性樹脂膜２０の塗布ム
ラが生じないので、オンチップマイクロレンズ２２の表
面に撮像ムラの原因となる不均一性を生じることがな
い。また、酸素ガスのみを用いたプラズマドライエッチ
ング処理によって、パッド窓開口用レジスト２４の硬化
膜の生成を低減できるので、パッド窓開口用レジスト２
４の剥離除去を容易にする。さらに、パッド部１４のア
ルミ電極の膜減りを防止してワイヤーボンディングの機
械的強度を維持できる。
【００３４】
【発明の効果】本発明によれば、オンチップマイクロレ
ンズの表面に撮像ムラの原因となる不均一性を生じるこ
となく、パッド窓開口用レジストの剥離除去を容易にす
るとともに、パッド部のアルミ電極の膜減りを防止して
ワイヤーボンディングの機械的強度を維持できる。
ンズの表面に撮像ムラの原因となる不均一性を生じるこ
となく、パッド窓開口用レジストの剥離除去を容易にす
るとともに、パッド部のアルミ電極の膜減りを防止して
ワイヤーボンディングの機械的強度を維持できる。
【図１】本発明における第１の実施の形態による固体撮
像装置の製造工程の途中経過を示す部分的な断面図。
像装置の製造工程の途中経過を示す部分的な断面図。
【図２】図１に続く製造工程の部分的な断面図。
【図３】本発明における第２の実施の形態による固体撮
像装置の製造工程の途中経過を示す部分的な断面図。
像装置の製造工程の途中経過を示す部分的な断面図。
【図４】従来例における固体撮像装置の製造工程の途中
経過を示す部分的な断面図。
経過を示す部分的な断面図。
【図５】他の従来例における固体撮像装置の製造工程の
途中経過を示す部分的な断面図。
途中経過を示す部分的な断面図。
１２……半導体基板、１４……ボンディングパッド部、
１６……平坦化膜、１８……透明有機系膜、２０……感
光性樹脂膜、２２……オンチップマイクロレンズ、２４
……パッド窓開口用レジスト、２６……開口部、２８…
…パッド窓。
１６……平坦化膜、１８……透明有機系膜、２０……感
光性樹脂膜、２２……オンチップマイクロレンズ、２４
……パッド窓開口用レジスト、２６……開口部、２８…
…パッド窓。
─────────────────────────────────────────────────────
フロントページの続き
(51)Int.Cl.7 識別記号 ＦＩ テーマコート゛(参考）
Ｈ０４Ｎ 5/335 Ｈ０１Ｌ 21/302 Ｐ
31/10 Ｈ
(72)発明者 東宮 祥哲
東京都品川区北品川６丁目７番35号 ソニ
ー株式会社内
Ｆターム(参考） 4M118 AA10 AB01 BA01 CA40 EA01
GC07 GD04 HA30
5C024 CY47 EX22 EX25 EX43 EX52
5F004 DA26 DB23 EB01 EB03
5F049 MB02 NA08 NB05 RA02 SE20
SS03 SZ06 SZ20 TA06
Claims (10)
- 【請求項１】 光電変換領域が形成された半導体基板の
上面にボンディングパッド部を形成する第１の工程と、 前記ボンディングパッド部を含む前記半導体基板の上側
にオンチップマイクロレンズを形成する第２の工程と、 前記オンチップマイクロレンズの上面にレジストを塗布
して前記ボンディングパッド部に対応する前記レジスト
に開口部を形成する第３の工程と、 前記レジストの開口部の直下に位置する前記オンチップ
マイクロレンズの部分を除去して前記ボンディングパッ
ド部の上面を露出させる第４の工程と、 を有することを特徴とする固体撮像装置の製造方法。 - 【請求項２】 前記第２の工程は、前記ボンディングパ
ッド部を含む前記半導体基板の上面に平坦化膜を形成し
た後に、その平坦化膜の上面に前記オンチップマイクロ
レンズを形成することを特徴とする請求項１に記載の固
体撮像装置の製造方法。 - 【請求項３】 前記第２の工程は、前記平坦化膜の上面
に透明なレンズ材からなる有機系膜を形成し、その有機
系膜の上面にマイクロレンズ形状の感光性樹脂膜を形成
し、前記有機系膜に前記マイクロレンズ形状を転写して
前記オンチップマイクロレンズを形成することを特徴と
する請求項２に記載の固体撮像装置の製造方法。 - 【請求項４】 前記第２の工程は、異方性プラズマドラ
イエッチング処理によって前記有機系膜に前記マイクロ
レンズ形状を転写することを特徴とする請求項３に記載
の固体撮像装置の製造方法。 - 【請求項５】 前記第４の工程は、酸素ガスのみを用い
たプラズマドライエッチング処理によって前記レジスト
の開口部に対応する前記オンチップマイクロレンズの部
分を除去して前記ボンディングパッド部の上面を露出さ
せることを特徴とする請求項１に記載の固体撮像装置の
製造方法。 - 【請求項６】 前記第４の工程は、プラズマパワーをゼ
ロ、チャンバー温度を１００℃以下の条件で前記プラズ
マドライエッチング処理を行なうことを特徴とする請求
項５に記載の固体撮像装置の製造方法。 - 【請求項７】 前記プラズマドライエッチング処理によ
って前記レジストの上面に形成された硬化膜をアッシン
グ処理によって除去する第５の工程をさらに有すること
を特徴とする請求項５に記載の固体撮像装置の製造方
法。 - 【請求項８】 前記第５の工程によるアッシング処理の
後に、溶解性及び揮発性の低い有機溶剤によって前記レ
ジストを除去して前記オンチップマイクロレンズを露出
させる第６の工程をさらに有することを特徴とする請求
項７に記載の固体撮像装置の製造方法。 - 【請求項９】 前記第５の工程は、チャンバー温度を１
００℃以下の条件で酸素ガスのみを用いて前記アッシン
グ処理を行うことを特徴とする請求項７に記載の固体撮
像装置の製造方法。 - 【請求項１０】 前記第１の工程と前記第２の工程との
間にカラーフィルタ膜を形成する工程を有することを特
徴とする請求項１に記載の固体撮像装置の製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2002025951A JP3959710B2 (ja) | 2002-02-01 | 2002-02-01 | 固体撮像装置の製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2002025951A JP3959710B2 (ja) | 2002-02-01 | 2002-02-01 | 固体撮像装置の製造方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2003229551A true JP2003229551A (ja) | 2003-08-15 |
| JP3959710B2 JP3959710B2 (ja) | 2007-08-15 |
Family
ID=27747950
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2002025951A Expired - Fee Related JP3959710B2 (ja) | 2002-02-01 | 2002-02-01 | 固体撮像装置の製造方法 |
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|---|---|
| JP (1) | JP3959710B2 (ja) |
Cited By (9)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2005217154A (ja) * | 2004-01-29 | 2005-08-11 | Fuji Film Microdevices Co Ltd | 固体撮像装置の製造方法 |
| KR100595601B1 (ko) | 2004-12-14 | 2006-07-05 | 동부일렉트로닉스 주식회사 | 씨모스 이미지 센서 제조방법 |
| JP2006344656A (ja) * | 2005-06-07 | 2006-12-21 | Fujifilm Holdings Corp | 固体撮像素子及びその製造方法 |
| KR100672714B1 (ko) * | 2004-07-20 | 2007-01-22 | 동부일렉트로닉스 주식회사 | 씨모스 이미지 센서의 제조 방법 |
| JP2007073966A (ja) * | 2005-09-08 | 2007-03-22 | Magnachip Semiconductor Ltd | Ｌｔｏ保護膜の省略が可能なイメージセンサの製造方法 |
| JP2008516429A (ja) * | 2004-10-08 | 2008-05-15 | シルバーブルック リサーチ ピーティワイ リミテッド | エッチングされたトレンチからポリマーのコーティングを除去する方法 |
| JP2009277732A (ja) * | 2008-05-12 | 2009-11-26 | Sony Corp | 固体撮像装置の製造方法 |
| JP2013131613A (ja) * | 2011-12-21 | 2013-07-04 | Toppan Printing Co Ltd | カラー固体撮像素子の製造方法 |
| JP2014003098A (ja) * | 2012-06-15 | 2014-01-09 | Canon Inc | 固体撮像装置およびその製造方法ならびにカメラ |
-
2002
- 2002-02-01 JP JP2002025951A patent/JP3959710B2/ja not_active Expired - Fee Related
Cited By (10)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
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| JP2014003098A (ja) * | 2012-06-15 | 2014-01-09 | Canon Inc | 固体撮像装置およびその製造方法ならびにカメラ |
| US9093578B2 (en) | 2012-06-15 | 2015-07-28 | Canon Kabushiki Kaisha | Solid-state image sensor, method of manufacturing the same, and camera |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP3959710B2 (ja) | 2007-08-15 |
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| KR100447986B1 (ko) | 광감지소자의칼라필터의제조방법 |
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