JP2006351758A

JP2006351758A - 固体撮像装置の製造方法

Info

Publication number: JP2006351758A
Application number: JP2005174835A
Authority: JP
Inventors: Hisashi Oshiba; 久大柴
Original assignee: Fujifilm Holdings Corp
Current assignee: Fujifilm Holdings Corp
Priority date: 2005-06-15
Filing date: 2005-06-15
Publication date: 2006-12-28

Abstract

【課題】現像残りを防止し、良好な光学特性を確保することができる固体撮像装置の製造方法を提供する。
【解決手段】光電変換領域１２及びパッド部１５を含む半導体基板１１の表面に保護膜１４を形成する工程と、保護膜１４上にカラーフィルタ層１６を有する平坦化層１８を形成する工程と、パッド部１５にパッド開口１４ａを形成する工程とを有し、保護膜１４を形成した後で、光電変換領域１２及び／又はパッド部１５上の保護膜１４の表面を平坦化し、且つ、保護膜１４の膜厚を薄くする工程を有している。
【選択図】図１

Description

本発明は、固体撮像装置の製造方法に関する。

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、例えば下記特許文献１のように、センサ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）にワイヤボンディングを形成できるように、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部を外部に露呈させるパッド開口を形成する加工が施されている。

特開２０００−１６４８３６号公報

ところで、上記従来の固体撮像装置の製造方法では、オンチップの固体撮像装置では、２層のポリ電極やパッド部上にプラズマ窒化膜（Ｐ−ＳｉＮ膜）を形成している。しかし、プラズマ窒化膜における、２層のポリ電極やパッド部の上部に、凸状の段差が生じてしまい、現像残りが発生し、光学特性が不安定になることがある点で改善の余地があった。
また、２層のポリ電極やパッド部を覆うようにプラズマ窒化膜を形成する場合に、後にパッド部にパッド開口を形成する際に、該パッド開口に残渣が残りやすく、現像によりアルミニウムに面荒れが発生することに起因して、ワイヤボンディングや後の工程に影響を及ぼしてしまうことが懸念されている。

本発明は、上記事情に鑑みてなされたもので、その目的は、現像残りを防止し、良好な光学特性を確保することができる固体撮像装置の製造方法を提供することにある。

本発明の上記目的は、光電変換領域及びパッド部を含む半導体基板の表面に保護膜を形成する工程と、前記保護膜上にカラーフィルタ層を有する平坦化層を形成する工程と、前記パッド部にパッド開口を形成する工程とを有し、前記保護膜を形成した後で、前記光電変換領域上の前記保護膜の表面を平坦化し、且つ、前記保護膜の膜厚を薄くする工程を有していることを特徴とする固体撮像装置の製造方法によって達成される。

また、本発明の上記目的は、光電変換領域及びパッド部を含む半導体基板の表面に保護膜を形成する工程と、前記保護膜上にカラーフィルタ層を有する平坦化層を形成する工程と、前記パッド部にパッド開口を形成する工程とを有し、前記保護膜を形成した後で、前記パッド部上の前記保護膜の表面を平坦化し、且つ、前記保護膜の膜厚を薄くする工程を有していることを特徴とする固体撮像装置の製造方法によって達成される。

本発明にかかる固体撮像装置の製造方法によれば、光電変換領域及びパッド部を含む半導体基板における保護膜の表面に平坦化を行い、該保護膜表面における、光電変換領域及びパッド部の上部に生じる段差を除去している。光電変換領域上の保護膜表面を平坦化すると、固体撮像装置の光電変換領域において現像残りが発生することを防止することができ、光学特性が不安定になることを防止することができる。また、パッド部上の保護膜表面に平坦化を行うことで、該パッド部上の保護膜の膜厚を薄く残すことができるため、パッド開口を形成する際に残渣が発生することを抑制し、かつ、最終パッド開口を容易に行うことができる。また、現像時のアルミニウムの面荒れを抑制することで、ワイヤボンディング時にパッド部にボンディングワイヤを適正に接続可能となり、また、後の工程に影響を及ぼすことを抑えることができ、信頼性の高い個体撮像装置を得ることができる。

上記保護膜としてはプラズマ窒化膜とすることができる。また、このとき、プラズマ窒化膜の表面をＣＭＰ又はエッチバックによって平坦化することが好ましい。

本発明によれば、現像残りを防止し、良好な光学特性を確保することができる固体撮像装置の製造方法を提供できる。

以下、本発明の実施形態を図面に基づいて詳しく説明する。
図１及び図２は、本発明に係る固体撮像装置の製造方法の手順を示す図である。
図１（ａ）を参照すると、固体撮像装置１０の半導体基板１１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、パッド部という。）１５が形成されている。

半導体基板１１の光電変換領域１２には、特に図示しないが、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、上記フォトダイオードを除く他の部材を入射光から遮光する遮光膜等が設けられている。

光電変換領域１２及びパッド部１５を含む半導体基板１１の上面には、保護膜としてプラズマ窒化膜１４が被覆される。

次に、本実施形態では、被覆されたプラズマ窒化膜１４の表面に平坦化を行う。プラズマ窒化膜１４表面の平坦化としては、ＣＭＰ（化学的機械的研磨）、又は、エッチバック等のＲＩＥ（異方性エッチング）を適用することができる。

図１（ｂ）に示すように、上記平坦化を行うことにより、半導体基板１１の上面に形成されたプラズマ窒化膜１４における、光電変換領域１２及びパッド部１５上の段差を除去することができる。

ここで、プラズマ窒化膜１４を平坦化するとともに、同じ平坦化工程によってその膜厚を薄くしている。具体的には、平坦化により、パッド部１５上に残存するプラズマ窒化膜１４の膜厚が３０ｎｍから７００ｎｍになるようにする。従来では、平坦化を行わないため、パッド部１５上に残存するプラズマ窒化膜１４の膜厚が５００ｎｍから１０００ｎｍであったが、本実施形態によれば、プラズマ窒化膜１４の膜厚をより薄くすることができる。

平坦化の後、図１（ｃ）に示すように、光電変換領域１２に、カラーフィルタ層１６を含む平坦化層１８を形成する。カラーフィルタ層１６は色素含有する感光性樹脂を用いてフォトリソブラフィ等により形成される。平坦化層１８は、カラーフィルタ層１６上にスピンコート塗布等により形成される。

平坦化層１８上に、各画素領域上にマイクロレンズ層１７を形成する。マイクロレンズ層１７は、平坦化層１８上面にフォトリソグラフィ及び熱リフローによって形成された感光性樹脂膜である。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。そして、異方性プラズマエッチングにより、マイクロレンズ形状の感光性樹脂膜を透明有機系膜に転写することで形成される。

次に、図２（ａ）から（ｃ）を参照して、パッド部１５にパッド開口１４ａを形成する手順を説明する。
まず、図２（ａ）に示すように、保護膜１４の上面においてパッド部１５が形成された領域を除く領域を覆うようにパターニングされたパッド開口用レジストＲを形成する。そして、図２（ｂ）に示すように、このパッド開口用レジストＲをマスクとして、パッド部１５の上部の保護膜１４のみをプラズマドライエッチングにより除去し、パッド開口１４ａを形成し、パッド部１５を露出させる。プラズマドライエッチングは、チャンバー内において、所定のエッチングガスの雰囲気中で行われる。エッチングガスは、パッド部１５のアルミニウムが膜減りを防止するように酸素ガスのみからなるものなどを適宜用いられる。

パッド開口１４ａを形成した後、パッド開口用レジストＲをシンナー等で除去する。こうして、光電変換領域１２及びパッド部１５を備えた固体撮像装置を製造することができる。

本実施形態の固体撮像装置の製造方法によれば、光電変換領域１２及びパッド部１５を含む半導体基板１１における、プラズマ窒化膜１４の表面に平坦化を行い、該プラズマ窒化膜１４表面における、光電変換領域１２及びパッド部１５の上部に生じる段差を除去している。光電変換領域１２上のプラズマ窒化膜１４表面を平坦化すると、固体撮像装置１０の光電変換領域１２において現像残りが発生することを防止することができ、光学特性が不安定になることを防止することができる。また、パッド部１５上のプラズマ窒化膜１４表面に平坦化を行うことで、該パッド部１５上のプラズマ窒化膜１４の膜厚を薄くすることができるため、パッド開口１４ａを形成する際に残渣が発生することを抑制することができる。また、現像時のアルミニウムの面荒れを抑制することで、ワイヤボンディング時にパッド部１５にボンディングワイヤを適正に接続可能となり、また、後の工程に影響を及ぼすことを抑えることができ、信頼性の高い個体撮像装置を得ることができる。

本発明に係る固体撮像装置の製造方法において、保護膜に平坦化を行い、兵站化層及びマイクロレンズ層を形成する手順を説明する図である。本発明に係る固体撮像装置の製造方法において、パッド部のパッド開口を形成する手順を説明する図である。

符号の説明

１０固体撮像装置
１１半導体基板
１４保護膜（プラズマ窒化膜）
１５パッド部
１６平坦化層
１７マイクロレンズ層

Claims

光電変換領域及びパッド部を含む半導体基板の表面に保護膜を形成する工程と、
前記保護膜上にカラーフィルタ層を有する平坦化層を形成する工程と、
前記パッド部にパッド開口を形成する工程とを有し、
前記保護膜を形成した後で、前記光電変換領域上の前記保護膜の表面を平坦化し、且つ、前記保護膜の膜厚を薄くする工程を有していることを特徴とする固体撮像装置の製造方法。
光電変換領域及びパッド部を含む半導体基板の表面に保護膜を形成する工程と、
前記保護膜上にカラーフィルタ層を有する平坦化層を形成する工程と、
前記パッド部にパッド開口を形成する工程とを有し、
前記保護膜を形成した後で、前記パッド部上の前記保護膜の表面を平坦化し、且つ、前記保護膜の膜厚を薄くする工程を有していることを特徴とする固体撮像装置の製造方法。
前記保護膜がプラズマ窒化膜であることを特徴とする請求項１又は２に記載の固体撮像装置の製造方法。
前記プラズマ窒化膜の表面をＣＭＰによって平坦化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。
前記プラズマ窒化膜の表面をエッチバックによって平坦化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。